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高考化學計算解題的思維方式

一、化學計算解題的基本思維方式化學計算題千變?nèi)f化，千差萬別

解法不一.解題雖然沒有一成不變的方式方法，卻應建立解題的基本思維方式.題示信息+基礎知識+邏輯思維+心理素質(zhì)，就是這樣一種思維方式.它強調(diào)解題應按一定的基本步驟進行，其中最不可缺少的4個步驟是：

1、認真閱讀，挖掘題示信息認真審題，明確條件和要求，挖掘題示和信息，弄清要解決的問題.有些關鍵題示往往成為解題的突破口.

2、靈活組合，運用基礎知識弄清題意后，在明確化學涵義的基礎上，需選擇、調(diào)用貯存在自己腦中的基礎知識塊，使之分解、遷移、轉(zhuǎn)換、重組.化學基礎知識的融會貫通、組合運用是解決化學問題的基礎.

3、充分思維，形成解題思路融入思考，運用化學知識，找出已知項與未知項在量方面的內(nèi)在聯(lián)系;找出突破口，并抓準解題的關鍵環(huán)節(jié);廣開思路，使隱蔽的關系項變明顯，最終形成正確的解題思路，并靈活選擇適合的方法將題解出.

4、調(diào)整心態(tài)，提高心理素質(zhì)一旦形成解題答案后，有些學生或因盲目沖動、或因焦慮程度過高、或因暗示干擾等等，忽視了對解題過程的監(jiān)控和答案合理性驗算，這些都與學生的心理因素有關.尤其是化學計算，需要逐步認識和消除心理性失誤造成對解題成績的影響，才可能考出最佳水平.以上4個步驟是解題思維的四個基本步驟.從某種意義上講，它也是一種能力，反映了解決化學問題的基本能力要求，所以我們有時稱題示信息+基礎知識+邏輯思維+心理素質(zhì)為解題的能力公式.

示例(2002年春季高考題)三聚氰酸c3n3(oh)3可用于消除汽車尾氣中的氮氧化物(如no2).當加熱至一定溫度時，它發(fā)生如下分解：c3n3(oh)3=3hnco.

(1)寫出hnco和no2反應的化學方程式.分別指明化合物中哪種元素被氧化，哪種元素被還原，標出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目.

(2)若按上述反應式進行反應，試計算吸收1.0kgno2所消耗的三聚氰酸的質(zhì)量.

解析(1)步驟：寫出hnco和no2反應方程式?配平?確定化合價變化?確定n、c、o、h化合價?確定hnco的結(jié)構(gòu)式(h-nco)，問題得解.(審題、挖掘題示信息)(2)分析反應：h++co2+h2o，反應前后h、o、n化合價不變，根據(jù)化合價升降數(shù)相等，配平.根據(jù)氧化還原反應概念形成另一答題點.(基礎知識)(3)根據(jù)共價化合物化合價概念，可從結(jié)構(gòu)式判斷hnco中各元素的化合價.反應中元素化合價升高(或降低)數(shù)=元素原子失去(或得到)電子數(shù).由配平的方程式確定計算關系式：c3n3(oh)3～3hnco～9/4no2.(邏輯思維)(4)檢索審題：知識、方法、計算是否有疏漏，答案的合理性(如得、失電子數(shù)是否相等，有效數(shù)據(jù)取舍等，解題規(guī)范性等).(心理素質(zhì))hnco中的氮元素被氧化，no2中的氮元素被還原.(2)1.2kg.

二、以高考Ⅰ卷為基準的知識點計算訓練

1、以微觀的質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、電子數(shù)、質(zhì)量數(shù)、核外電子數(shù)、陰、陽離子的電荷數(shù)、原子序數(shù)為主的有關原子結(jié)構(gòu)的計算.2?判斷氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物的價態(tài)，以反應過程中原子守恒為主的有關化合價計算.3?以物質(zhì)的量、質(zhì)量、氣體體積、微觀粒子數(shù)為主的有關阿伏加德羅常數(shù)的計算.4?以多角度、多綜合為主的有關化學反應速率及化學平衡的計算.5?以物質(zhì)的量濃度、ph、h+濃度、粒子濃度為主的有關電解質(zhì)溶液的計算.6?有關溶解度、溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)、物質(zhì)的量濃度相互關系的計算.7?以確定有機物分子組成為主的計算.8?以處理圖表數(shù)據(jù)、定量實驗結(jié)果等為主的應用性計算.

題型訓練例釋?

1、今有0.1moll-1na2so4溶液300ml，0.1moll-1mgso4溶液200ml和0.1moll-1a12(so4)3溶液100ml，這三種溶液中硫酸根離子濃度之比是().

a?1∶1∶1b?3∶2∶1c?3∶2∶3d?1∶1∶3(濃度的計算及思維的敏捷性測試.

答：d

2、6.4g銅與過量的硝酸(8mol/l60ml)充分反應后，硝酸的還原產(chǎn)物有no、no2，反應后溶液中所含h+為nmol，此時溶液中所含no3-的物質(zhì)的量為().a?0.28molb?0.31molc?(n+0.2)mold?(n+0.4)mol(化學方程式計算、守恒法運用.答：c.)

3、在一固定容積的密閉容器中，充入2mola和1molb發(fā)生如下反應：2a(g)+b(g)?xc(g)，達到平衡后，c的體積分數(shù)為w%;若維持容器體積和溫度不變以0.6mola、0.3molb和1.4molc為起始物質(zhì)，達到平衡后，c的體積分數(shù)也為w%，則x的值為().a?4b?3c?2d?1(等效平衡計算、思維多向性等.

答：b、c.)

4、c8h18經(jīng)多步裂化，最后完全轉(zhuǎn)化為c4h8、c3h6、c2h6、c2h4、ch4五種氣體的混合物.該混合物的平均相對分子質(zhì)量可能是().a?28b?30c?38d?40(平均相對分子質(zhì)量計算、守恒法和極端假設法運用等.答：b、c.)

5?如圖1表示金屬x，y以及它們的合金z分別與足量鹽酸反應時產(chǎn)生氫氣量的情況，其中橫坐標表示消耗金屬的物質(zhì)的量，縱坐標表示產(chǎn)生氫氣的體積(標準狀況).下列有關z的組成判斷正確的是().a?n(na)∶n(fe)=2∶1b?n(mg)∶n(k)=1∶2c?n(na)∶n(al)=1∶3d?n(k)∶n(al)=1∶1氣體摩爾體積計算、圖像計算，平均值法和十字交叉法運用等.

答：d.

三、以高考Ⅱ卷為基準的利用數(shù)學工具解決化學問題的化學計算思想方法訓練

近幾年高考化學試題Ⅱ卷中的化學計算試題，要求考生將題目中各種信息轉(zhuǎn)變成數(shù)學條件，邊計算邊討論足量、適量、過量、不過量等各種邊界條件，利用不等式、不定方程、幾何定理、數(shù)軸、圖像等數(shù)學工具，靈活機智地將化學問題抽象成為數(shù)學問題，或者是將隱含的信息變?yōu)閿?shù)學的邊界條件，以解決化學問題.高考化學試題中計算題使用的數(shù)學思想主要有函數(shù)思想、分類討論思想、數(shù)形結(jié)合思想等.

1、函數(shù)思想：就是用運動、變化的觀點去分析和處理化學問題中定量與變量之間的相依關系，建立數(shù)學模型，解決化學問題.

2、分類討論思想：按照一定的標準把復雜、綜合的計算題分解成幾個部分或幾種情況，然后逐個解決.適用于連續(xù)、多步化學反應過程的計算，一般使用特值-數(shù)軸法.特值：按某個化學方程式恰好反應的比值確定.數(shù)軸：用變化的量或方程式中反應物的比值作為數(shù)軸的變量畫出數(shù)軸，將連續(xù)分步化學反應過程分解為某個范圍的特定反應過程，分段討論，作出完整的答案.

3、數(shù)形結(jié)合思想：就是將復雜或抽象的數(shù)量關系與直觀形象的圖形在方法上互相滲透，并在一定條件下互相轉(zhuǎn)化和補充的思想，以此開闊解題思路，增強解題的綜合性和靈活性，探索出一條合理而簡捷的解題途徑.可分為利用數(shù)求解形的題目和利用形求解數(shù)的題目.按現(xiàn)行高考化學計算主流題型，分類設計針對性訓練如下.

1、混合物反應的計算

①混合物計算是化學計算中的一種最基本的類型.混合物可以是固體、氣體或溶液，解題過程中必須仔細審題，理清各物質(zhì)之間的數(shù)量關系，必要時可采用圖示或簡捷的化學用語表示.

②二元混合物是混合物計算中最重要也最基本的一種類型，其一般解題思路是：設二個未知數(shù)，然后根據(jù)有關反應的化學方程式中物質(zhì)的量關系，列出二元一次方程組求解.

③在解題過程中注意運用原子守恒、電荷守恒、極值法等方法，以簡化解題過程.

題1在含有7.16gnahco3和na2co3的溶液中加入1moll-1的硫酸溶液70ml，完全反應后生成1.792l(標準狀況下)co2，計算原溶液中含na2co3的質(zhì)量.

答：2.12g.

2、過量問題的計算

過量判斷的化學計算題出現(xiàn)較多，其判斷的方法因題型(即所給已知條件)不同而不同.常見的有常規(guī)方法、極端假設法、產(chǎn)物逆推法等.因此判斷的方法靈活多變，具有一定的難度.

題2在一定條件下，使h2和o2的混合氣體26g充分發(fā)生反應.所得產(chǎn)物在適當溫度下跟足量的固體na2o2反應，使固體增重2g.求原混合氣體中o2和h2的質(zhì)量.

答：o2∶24g，h2∶2g或o2∶16g;h2∶10g.

3、確定復雜化學式的計算

該類題目的特點是：給出一種成分較為復雜的化合物及其發(fā)生某些化學反應時產(chǎn)生的現(xiàn)象，通過分析、推理、計算，確定其化學式.此類題目將計算、推斷融為一體，計算類型靈活多變，具有較高的綜合性，在能力層次上要求較高.其解題的方法思路：一是依據(jù)題目所給化學事實，分析判斷化合物的成分;二是通過計算確定各成分的物質(zhì)的量之比.

題3為測定一種復合氧化物型的磁性粉末材料的組成，稱取12.52g樣品，將其全部溶于過量稀硝酸后，配成100ml溶液.取其一半，加入過量k2so4溶液，生成白色沉淀，經(jīng)過濾、洗滌、烘干后得4.66g固體.在余下的50ml溶液加入少許kscn溶液，顯紅色;如果加入過量naoh溶液，則生成紅褐色沉淀，將沉淀過濾、洗滌、灼燒后得3.20g固體.(1)計算磁性粉末材料中氧元素的質(zhì)量分數(shù).(2)確定該材料的化學式.

答：①20.45%.②bafe2o4(或baofe2o3).

4、有機物計算

推算有機物的分子式或結(jié)構(gòu)簡式，有機混合物的組成和含量的計算，有機物燃燒反應有關量的討論及有機信息遷移等有關計算.

題4某含氧有機化合物可以作為無鉛汽油的抗爆震劑，它的相對分子質(zhì)量為88.0，含碳的質(zhì)量分數(shù)為68.2%，含氧的質(zhì)量分數(shù)為13.6%，紅外光譜和核磁共振氫譜顯示該分子中共有4個甲基.請寫出其結(jié)構(gòu)簡式.

答：(cp)3cocp.

5、多步反應的計算

題目特征是化學反應原理是多個連續(xù)反應發(fā)生，起始物與目標物之間存在確定的量的關系.解題時應先寫出有關反應的化學方程式，再找出已知物和未知物之間的物質(zhì)的量關系，列出計算.

題5已知下列化學反應：4fes+7o22fe2o3+4so22h2s+so2=3s+2h2ona2so3+sna2s2o3用下列途徑制備海波(na2s2o35h2o)：(1)計算：原料fes在反應(a)和(b)中的理論分配比.(2)現(xiàn)有88gfes，設naoh溶液吸收so2的吸收率為96%，問最多制備海波質(zhì)量為多少?

答：①2∶1.②120g

6、范圍討論計算

依據(jù)的化學原理是反應物之間相對含量不同而產(chǎn)物不同(如h2s與o2反應、多元酸與堿反應、cuo與焦炭反應、na2o2與nahco3共熱、c12與np反應等)，所以，此類題目實際上是過量計算的演化和延伸.范圍討論計算的解題方法思路是：

(1)寫方程式、找完全點.即寫出因反應物相對量不同而可能發(fā)生的化學反應方程式并分別計算找出兩者恰好完全反應時的特殊點.

(2)確定范圍、計算判斷.即以恰好完全反應的特殊點為基準，討論大于、小于或等于的情況，從而劃出相應的區(qū)間，確定不同范圍，然后分別討論在不同范圍內(nèi)推測判斷過量，從而找出計算根據(jù)，確定計算關系.

題6向300mlkoh溶液中緩慢通入一定量的co2氣體，充分反應后，在減壓低溫下蒸發(fā)溶液，得到白色固體.請回答下列問題：

(1)由于co2通入量不同，所得到的白色固體的組成也不同，試推斷有幾種可能的組成，并分別列出.

(2)若通入co2氣體為2.24l(標準狀況下)，得到11.9g的白色固體.請通過計算確定此白色固體是由哪些物質(zhì)組成的，其質(zhì)量各為多少?所用的koh溶液的物質(zhì)的量濃度為多少?

答(1)4種.①koh、k2co3.②k2co3.③k2co3、khco3.④khco3.

(2)k2co3∶6.9g，khco3∶5.0g;c(koh)=0.50mol/l.

7、信息遷移型計算

題目材料給出與計算有關的新信息，為了將給出的信息遷移至題設情境中，需要調(diào)用苦干已有的知識，形成新的知識網(wǎng)絡.信息遷移題的出現(xiàn)，有利于考查計算技能，有利于公平競爭.

題7參考下列(a)～(c)項的敘述并回答有關問題.

(a)皂化是使1g油脂皂化所需要的氫氧化鉀的毫克數(shù).

(b)碘值是使100g油脂加成碘的克數(shù).

(c)各種油脂的皂化值、碘值列表如下(假設下述油脂皆為(rcoo)3c3h5型的單甘油酯)：

(1)主要成分皆為(c17p3coo)3c3h5(相對分子質(zhì)理884)形成的油，其皂化值是_______.

(2)硬化大豆油的碘值小的原因是_________.

(3)使碘值為180的魚油100g硬化所需要吸收的氫氣在標準狀況下的體積至少是_______l.

(4)比較油脂的皂化值大小，可推知油脂_____.

答：①190.②主要為飽和脂肪酸甘油酸.③15.9，④不同的油脂，所含的cc數(shù)不同.

8、半定量計算

將化學概念、原理的定性知識和化學定量計算結(jié)合的一類試題.解答此類題應注重對相關化學知識的理解、分析、應用上，從而形成正確的解計算題的思想方法.刪減繁雜的數(shù)學計算是高考化學命題的趨勢.

題8(1)由2個c原子、1個o原子、1個n原子和若干個h原子組成的共價合物，h的原子數(shù)目最多為_____個，試寫出其中一例的結(jié)構(gòu)簡式______.

(2)若某共價化合物分子只含有c、n、h三種元素，且以n(c)和n(n)分別表示c和n的原子數(shù)目，則h原子數(shù)目最多等于_________.(3)若某共價化合物分子中含有c、n、o、h四種元素，且以n(c)、n(n)和n(o)分別表示c、n和o的原子數(shù)目，則h原子數(shù)目最多等于_________.

答：①7;h2nch2-ch2oh.②2n(c)+n(n)+2.③2n(c)+n(n)+2.

9、數(shù)據(jù)缺省型的計算

數(shù)據(jù)缺省型題目的特點是：構(gòu)成計算要素的已知量缺省，要求學生根據(jù)計算要求補充這一缺省量，然后進行有關計算.數(shù)據(jù)缺省型計算題是近幾年國家命題組開發(fā)出來的成功計算題型.此類試題對考查學生邏輯思維能力及學習潛能特別有效.

題9一般情況下，較強的氧化劑[如mno2、kmno4、kclo3、k2cr2o7、ca(clo)2等]氧化濃鹽酸時，有如下反應規(guī)律：氧化劑+濃鹽酸金屬氯化物+水+氯氣.將ag漂粉精(過量)放入blcmol/l濃鹽酸中.①寫出發(fā)生反應的化學方程式：_____、____;②欲測定鹽酸被漂粉精氧化的最低濃度d，缺少的條件是______(用字母表示，并說明字母含義)，列出求d的計算式，d=_____(假設溶液體積不變).①漂粉精與不同濃度的鹽酸的反應為：ca(clo)2+4hcl(濃)=cac12+2c12+2h2o，ca(clo)2+2hc1(稀)=cac12+2hc10.②需測定標準狀況下生成c12的體積vl.d=，或mol/l.

10、圖表型的計算

本題型特點是解題條件隱含在圖表之中，旨在考查學生挖掘圖表信息能力、觀察能力與思維的深刻性等.

題10圖2是100mgcac2o4h2o受熱分解時，所得固體產(chǎn)物的質(zhì)量隨溫度變化的曲線.試利用圖2中信息結(jié)合所學的知識，回答下列各問題：(1)溫度分別為t1和t2時，固體產(chǎn)物的化學式a是_____，b是______.(2)由cac2o4h2o得到a的化學方程式為___________________________________.(3)由a得到b的化學方程式為________.(4)由圖計算產(chǎn)物c的相對分子質(zhì)量，并推斷c的合理的化學式.答：①cac2o4?caco3.②cac2o4h2ocac2o4+h2o.③cac2o4caco3+co.④56;cao.

11、sts計算

計算背景材料為科學、技術與社會內(nèi)容，反映化學學科發(fā)展的時代性和發(fā)展性.如最新科技、化工生產(chǎn)、環(huán)境治理等方面計算.

題11在氯氧化法處理含cn-的廢水過程中，液氯在堿性條件下可以將氰化物氧化成氰酸鹽(其毒性僅為氰化物的千分之一)，氰酸鹽進一步被氧化為無毒物質(zhì).

(1)某廠廢水中含kcn，其濃度為650mg/l.現(xiàn)用氯氧化法處理，發(fā)生如下反應(其中n均為-3價)：kcn+2koh+c12kocn+2kc1+h2o被氧化的元素是_________.

(2)投入過量液氯，可將氰酸鹽進一步氧化為氮氣.請配平下列化學方程式，并標出電子移方向和數(shù)目：□kocn+□koh+□c12□co2+□n2+□kc1+□h2o

(3)若處理上述廢水20l，使kcn完全轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì)，至少需液氯______g.

答：①c.②③33.5.

題12已知1mole-轉(zhuǎn)移時所通過的電量為1法拉第(f)，1f=96500c.現(xiàn)有一個鉛蓄電池，最初有100gpb和100gpbo2加入過量的硫酸，發(fā)生如下反應：pb+pbo2+2h2so4pbso4+2h2o理論上，一個電池可以放電直到其中的一個電極完全耗盡為止.假如現(xiàn)不再充電，電池工作到反應完全，若該電池放電電流為1.00a.通過計算求：

(1)正、負極的電極材料，________極先消耗完.

(2)理論上該電池放電最長時間是多少小時?答：①正.②22.4h.學生經(jīng)過以上化學計算題型訓練，可形成化學計算解題技能，并逐步培養(yǎng)《考試說明》規(guī)定的將化學問題抽象為數(shù)學問題，利用數(shù)學工具，通過計算和推理?結(jié)合化學知識解決化學問題的能力.

化學是一門基礎性、創(chuàng)造性和實用性的學科，是一門研討物質(zhì)組成、構(gòu)造性質(zhì)和改動規(guī)則的科學，是研發(fā)新物質(zhì)的科學，是信息科學、材料科學、能源科學、環(huán)境科學、海洋科學、生命科學和空間技術等研討的重要基礎。

高中化學知識真的不多，考點相對其他學科而言，非常之少，所以搞突擊是可行的。但是，切忌，不要等到臨考前再突擊，那樣神仙也幫不了你。突擊也要事先有基礎有準備。所以本文告訴你的是，學化學基礎的入手點和突擊的方向，而不是幫助你直接上考常一定要記住，從現(xiàn)在開始，并持之以恒，那么，這時候就是你勝利的起點。

化學學習的過程是由一系列階段組成的，階段與階段之間，既有聯(lián)系又有區(qū)別，學生在學習時應掌握好各階段和各層次間的協(xié)調(diào)，只有這樣才能學好化學，用好書本知識，才能更好地理論聯(lián)系實際，將化學學習好，為我所用。