高中化學(xué)計算題的解題思路與方法

樊春錄

摘 要：解化學(xué)計算題的方法很多，有的學(xué)生往往不知如何采用，能聽懂他人的講解，但自己解決問題時，不會分析，只會模仿，有時又感到束手無策，其原因是沒有學(xué)習(xí)和掌握思維原則，沒有重視思想方法的研究，因此仍未走出以“套路”代“思路”的怪圈。本文將以教學(xué)實例，對高中化學(xué)計算題的解題思路與方法進(jìn)行探析。

關(guān)鍵詞：高中化學(xué)；計算題；解題思路

解題方法來自于解題思路，解題思路的形成與基本知識及其體系的理解掌握程度有關(guān)，還與思想方法有關(guān)。正確、靈活的思想方法又源于思維的原則和方式。要提高化學(xué)計算的能力和思維素質(zhì)，應(yīng)注意思維原則和方法論的研究與探討。解題首先要掌握“基本方法”，進(jìn)一步要掌握“巧”、“活”、“快”、“準(zhǔn)”的解題技巧。

一、關(guān)系式法

根據(jù)化學(xué)式的計算；根據(jù)有關(guān)溶解度與飽和溶液中溶質(zhì)、溶劑、溶液的量之間的互算；根據(jù)化學(xué)方程式的計算，尤其是多步反應(yīng)的計算均可采用關(guān)系式法計算，此法不僅可簡化計算，而且已知數(shù)與未知數(shù)各有固定的位置，層次清楚，有助打開解題思路。用關(guān)系式法解題的主要法則是：

關(guān)系式、關(guān)系量，這是根據(jù)不能忘；已知未知是條件，條件對準(zhǔn)關(guān)系量；上下相比列比例，求得寫答即完畢。

可以認(rèn)為化學(xué)計算總是在準(zhǔn)確尋找關(guān)系式及對應(yīng)量間關(guān)系的基礎(chǔ)上進(jìn)行。

例1 已知氯化鉀在20℃時的溶解度是34g，配制20℃的氯化鉀飽和溶液670g，需氯化鉀和水各多少g？

本題是溶解度和飽和溶液中溶劑、溶質(zhì)、溶液的量之間的互算，可采用關(guān)系式法計算。

解：設(shè)20℃時KCl飽和溶液670g中含KCl的質(zhì)量是x克，含水y克。

關(guān)系式：水——溶質(zhì)——飽和溶液

關(guān)系量：100g——34g——134g

已未知：y——x——670g

列比例：；

求未知：y=500g；x=170g

答：配制20℃時KCl飽和溶液670g，需氯化鉀170g，水500g。

（計算熟練后，左側(cè)的“關(guān)系式”等可以不必寫出。）

對于復(fù)雜的多步反應(yīng)，找關(guān)系式的方法是根據(jù)化學(xué)方程式和化學(xué)式，找出有關(guān)原子在轉(zhuǎn)化過程中物質(zhì)的量的比例關(guān)系[2]。

二、差量法

差量法的數(shù)學(xué)依據(jù)是：由

，可推出，、即為兩個數(shù)之間的差值，所以叫做差量法。一般就來反應(yīng)前后存在量差關(guān)系（質(zhì)量差、體積差、物質(zhì)的量之差等），都可以用此法快速求解。

例2：將5.000g氯化鈉、溴化鈉和氯化鈣的混合物溶于水，通入氯氣充分反應(yīng)，然后把溶液蒸干并灼燒（高溫加熱），灼燒后殘留物的質(zhì)量為4.914克.若將此殘留物再溶于水并加入足量的碳酸鈉溶液，所得沉淀經(jīng)干燥后質(zhì)量為0.270克，求混合物中各化合物的百分組成。

分析：雖然反應(yīng)學(xué)生熟悉，但容易誤認(rèn)為產(chǎn)生（5.000-4.914）g，或誤認(rèn)為原與質(zhì)量之和為4.914g，該題一般是列三元一次方程組求解，但不如用“差量法”簡捷。

三、元素守恒與電荷守恒法

求解化學(xué)計算題的基本途徑是把化學(xué)方程式轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)方程式。在化學(xué)計算中，設(shè)哪一未知量為x，依據(jù)哪種守恒關(guān)系來列方程，就成為解題的關(guān)鍵。在化學(xué)反應(yīng)中主要有元素（質(zhì)量或物質(zhì)的量）守恒和電荷守恒這兩條普遍適用的規(guī)律。

例3：若金屬陽離子0.8mol/L溶液10ml，恰好把0.4mol/L的碳酸鈉溶液30ml中的碳酸根全部沉淀，則n等于：

四、數(shù)形結(jié)合解題思路

化學(xué)計算題往往能用數(shù)學(xué)方法抽象成函數(shù)關(guān)系式或坐標(biāo)系的函數(shù)圖像。化學(xué)計算題的圖形，往往是一個或幾個化學(xué)反應(yīng)拼接而成，圖中的每一根線段，往往代表一個化學(xué)反應(yīng)（或復(fù)合反應(yīng)），具有一個函數(shù)表達(dá)式，當(dāng)圖中的線段出現(xiàn)一個轉(zhuǎn)折點（拐點），就說明出現(xiàn)了不同的化學(xué)反應(yīng)，可能有極大值或極小值。根據(jù)化學(xué)方程式中反應(yīng)物之間的物質(zhì)的量的比值作圖、分段及建立函數(shù)關(guān)系式是解題的關(guān)鍵。

例4：1.常溫常壓下把1mol由氨氣和氧氣組成的混合氣體導(dǎo)入密閉的反應(yīng)容器中，在催化劑存在下加熱使之充分反應(yīng)，然后再恢復(fù)到原來溫度和壓強。若原混xmol合氣體中氧氣為xmol，最后容器中產(chǎn)生的純硝酸為ymol，試確定戈在不同的取值范圍內(nèi)Y=f（x）的函數(shù)表達(dá)式。（當(dāng)x值變化時，y隨之變化的坐標(biāo)圖如右圖所示。）

根據(jù)圖形曲線分析，沈段（包括口點）氧氣量增加但無硝酸生成，說明發(fā)生了反應(yīng)4NH3+502=4NO+6H2O……（1）；ab段氧氣量增加，生成硝酸的量也增加，說明又發(fā)生了反應(yīng)2NO+02=2N02……（2）；3N02+H20=2HN03+NO……（3）；其中反應(yīng)（2）、（3）是循環(huán)反應(yīng)可以進(jìn)行加合：4NO+302+2H20=4HN03……（4）；b點表示生成硝酸的量最多，說明氨氣完全轉(zhuǎn)化為硝酸，可以把反應(yīng)（1）+（4），得到總反應(yīng)式NH3+202=HN03+H20……（5）；bc段氧氣量增加，生成硝酸的量減少，說明氧氣過量，發(fā)生反應(yīng)NH3+202=HN03+H2O……（5）。各線段對應(yīng)的反應(yīng)分析清楚后，可以發(fā)現(xiàn)有兩個拐點：a點和b點，分別代表生成硝酸的最大值和最小值，可根據(jù)其所對應(yīng)的反應(yīng)方程式進(jìn)行計算。

五、結(jié)論

以上幾種方法只是高中化學(xué)計算題的解題思路和方法中的比較常見的，高中學(xué)生只有在日常的學(xué)習(xí)和做題中不斷總結(jié)經(jīng)驗，并對這些方法進(jìn)行歸納總結(jié)，能夠運用自如。