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计算中的另类思维
来源: 作者: 加入时间:2008-3-24 15:17:46 阅读次数:

[内容综述]

  本期主要是讲解在化学计算中的非常规思维问题。

  这种思维可大大简化计算过程,加快解题速度,在近几年的高考试题中屡屡出现,同时在高三的化学竞赛中也频频亮相。

 

[要点讲解]

  什么是化学计算中的另类思维

  所谓另类思维即非常规性思维。在某些化学计算中可以不用常规的计算方法,而转换思维角度,另辟蹊径,则能找到更佳的解题方法。

  例1.在一定温度下,将等物质的量AB充入一密闭容器中,发生如下反应:A(气)+2B(气)===2C(气),反应达到平衡时,若AB的物质的量之和与C相等,则此时A的转化率为()

  A50 %   B60 %   C40 %   D70 %

  常规思维:根据化学平衡的一般计算方法,设ABC三种物质的变化浓度分别为x2x2x,然后利用“AB的物质的量之和与C相等,列出方程式,解出A的变化浓度x,从而求出A的转化率。

  另类思维:按非可逆反应考虑,设均为1molAB,则只有0.5molA参加反应,转化率为50%,但由于是可逆反应,所以A的转化率应小于50%, 选C

 

  例2R2O8n-在一定条件下可以把Mn2+氧化成MnO4-,若反应后R2O8n-变为RO42-,又知反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为5 : 2,则n的值为( )

  A1   B2   C3   D4

  常规思维:根据氧化还原反应中,得失电子数守恒的原则,2mol还原剂Mn2+ 氧化成MnO4-,失去电子的总数为10mol,那么5mol氧化剂R2O8n-变为RO42-,应得到电子为10mol,由此解出n值。

  另类思维:由于氧化剂R2O8n- 还原为RO42-R2O8n- R的化合价要降低,已知RO42-中的化合价为 +6,所以R2O8n- R的化合价 > +6 、且< +8,选B

 

  例3.相同温度压强下,1体积HCl9体积H2O(气)组成的混合气体,经完全冷凝后,所得盐酸的质量百分比浓度为()

  A10%   B18.4%   C4.9×10-4%   D80.2%

  常规思维:根据阿伏加德罗定律,1体积HCl9体积H2O(气)可以看作1mol HCl9mol H2O(气),利用溶液中溶质的质量分数的计算公式来进行计算。

  另类思维1:在发现了 HCl H2O 的式量比约为2:1后,可将溶质的质量分数的计算,改换为的HCl分子个数比的计算。即:1 / 1+4.5),估算得B

  

 另类思维要依据坚实的化学知识

  另类思维强调的是思维换位,需要对思维对象的融会贯通的理解。下面几道例题的解法,是从数学的思维角度转换到概念的思维角度,因此必须以坚实的化学知识为基础,否则易繁琐或出现失误。

  例4.向50 mL 18 mol·L-1 H2SO4溶液中加入足量的铜片并加热,充分反应后,被还原的H2SO4的物质的量是()

  A.小于0.45 mol          B0.45 mol

  C.在0.45 mol0.90 mol之间    D.大于0.90 mol

  一般思维:根据铜与浓硫酸反应的化学方程式:Cu + 2H2SO4 == CuSO4 + SO2 +

  H2O2mol H2SO4中有1mol H2SO4作氧化剂被还原,50 mL 18 mol·L-1 H2SO4溶液中有H2SO4 0.9mol,则被还原的H2SO40.45mol。但答案错误,是由于思维不到位。

  另类思维:随着浓硫酸与铜反应的进行,溶液的浓度不断稀释,而稀硫酸不与铜反应。则被还原的H2SO4一定小于0.45mol。选A

  例5.密度为0.91g·cm-3的氨水,质量分数为25 %,该氨水用等体积的水稀释后,所得溶液的质量分数为( )

  A.等于12.5 %     B.大于12.5 %

  C.小于12.5 %     D.无法确定

  常规思维:按100g氨水计算,其中NH325g。加水稀释后,NH3的质量不变,利用稀释公式或溶质的质量分数公式来计算。如用溶质的质量分数公式,方法如下:氨水的体积为100g / 0.91g·cm-3,与氨水等体积的水的质量为

  1.00 g· cm-3×100g / 0.91g·cm-3,则稀释后的氨水中溶质的质量分数为

     

  另类思维:可假设向氨水中加入等质量的水,溶质的质量分数等于25%的一半为12.5%。 但由于氨水和水的密度不同,且r NH 3< r H2O,所以加入等体积的水后溶质的质量分数一定小于12.5%

 

[能力训练]

  1.将MgZnAl三种金属的混合物与足量的稀H2SO4反应,生成标准状况

  下的H22.8L,则原金属混合物三种金属物质的量之和是()

  A0.125 mol   B0.10 mol   C0.15 mol   D0.20 mol

  2.与2.7g Al完全反应的稀HNO3最多溶解Fe的质量为( )

  A2.8g   B5.6g   C2.7g   D8.4g

  3.某金属单质与一定浓度的HNO3反应,假定只有单一的还原产物,当参加反应

  的单质与被还原的HNO3物质的量之比为2:1时,还原产物为()

  ANO2   BNO   CN2O   DN2

  4.在100 g 浓度为18 mol·L-1密度为ρg / cm3)的浓硫酸中加入一定量的水稀释成9 mol·L-1的硫酸,则加入水的体积为()

  A.小于100 mL    B.等于100 mL

  C.大于100 mL    D.等于100 /ρ

  5.在25℃时,硫酸铜的溶解度为S g,把S g无水硫酸铜粉末加入到(100 +Sg饱和硫酸铜溶液中,得到一定量的蓝色晶体。若将此晶体溶解成饱和溶液,应加水的质量为()

  A.(100 +Sg         B100 g

  C.(100 S9 / 25g     D.(100 s16 / 25g

  6.现有乙酸、乙醛、甲酸甲酯、2-甲基-2-戊烯组成的混合物中氧的质量分数为15.3%,则氢的质量分数为( )

  A84.7 %   B72.6 %   C12.1 %   D6.05 %

  7.某种H2CO的混合气3.2g,其密度为相同条件下O2密度的1 / 2,将这种混合气充入一盛有足量Na2O2密闭容器中,再通入过量O2,并用电火花点燃使其充分反应,最后容器中固体的质量增加了()

  A3.2 g   B4.4 g   C5.6 g   D6.4 g

  8.将m1 g Zn加到m2 g 20 % HCl溶液中,反应结果共放出n L H2SPT),则被还原的HCl物质的量是()

  Am1 / 65 mol     B5m2 / 36.5 mol

  Cm2 / 36.5 mol    Dn / 11.2 mol

  9.同温同压下,某烧瓶中充满O2时,称重为116g,当充满 CO2气体时,称重为122g,若充满某气体时,称重为114 g,则某气体的式量为( )

  A28   B60   C32   D44

  10FeOFe3O4Fe2O3组成的混合物,测知FeO元素质量比为21∶8,则 FeO

  Fe3O4Fe2O3 物质的量之比为( )

  A1∶1∶2   B2∶1∶1   C1∶3∶1   D1∶1∶1

  11CS2在氧气中燃烧生成CO2SO2,今有0.228 g CS2448 mL O2 (标准状况)燃烧,充分反应后,混合气体在标准状况下的体积为( )

  A112 mL   B224 mL   C336 mL   D448 mL

  12.同温同压下,两个等体积的干燥圆底烧瓶中分别充满①NH3 ②NO2进行喷泉实验, 经充分反应后,瓶内溶液的物质的量浓度为()

  A① > ②   B① < ②   C① = ②   D.不能确定

  ★13. 甲、乙两个电解池均以铂为电极,且互相串联,甲池盛有AgNO3溶液,乙池中盛有一定量的某盐溶液,通电一段时间后,测得甲池电极质量增加2.16g,乙池电极上析出0.24g金属,则乙池中的溶质可能是()

  ACuSO4   BMgSO4   CAlNO33   DNa2SO4

 

  [答案和提示]

  1B H20.125mol,金属的物质的量必小于0.125mol

  2D 由于Fe3+ 还要溶Fe,所以Fe的物质的量一定大于0.1mol

  3C 不论是几价金属,由于它的物质的量为偶数,所以失电子总数一定为偶

  数,则硝酸中+5N得电子总数也应为偶数,但硝酸的物质的量是奇数,那么N +5价需降为奇数价,得电子总数才会为偶数。

  4A 物质的量浓度大的硫酸,其密度大,物质的量浓度小的硫酸,其密度小,

  但都会大于水的密度。

  5B 其实就是把S g 无水CuSO4直接加水配成饱和溶液。

  6C 乙酸、乙醛、甲酸甲酯、2-甲基-2-戊烯的分子中CH的个数比均为1:2,其质量比为6:1

  7A Na2O2H2O反应生成NaOH,与CO2反应生成Na2CO3,从关系式

  Na2O2→2NaOH Na2O2→Na2CO3,可发现固体增加的质量即为H2CO的质量。

  8D 只有含n的选项是正确的。

  9A 该气体的式量一定比O2CO2小。

  10CD 根据FeO元素的质量比,得出FeO的原子个数比为3:4,所以只要FeOFe2O3的物质的量之比为 1:1即可。

  11D 反应前后气体体积不变。

  12C 由于气体的体积与溶液的体积相同,在标准状况下,所得溶液的物质的量浓度是一个定值。

  13A 只有Cu2+参加电解反应生成Cu

 

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