高中化學(xué)常見計(jì)算題題型的解題思路探究

王春雨

(安徽省濉溪中學(xué),安徽 淮北 235100)

計(jì)算題是高中化學(xué)常考題型,能很好地檢驗(yàn)學(xué)生理解所學(xué)的深度以及運(yùn)用所學(xué)的靈活度.根據(jù)內(nèi)容可將高中化學(xué)計(jì)算題分為基于氧化還原反應(yīng)、化學(xué)反應(yīng)熱、化學(xué)平衡、電化學(xué)等類型.為使學(xué)生掌握相關(guān)題型解題思路,應(yīng)做好經(jīng)典例題講解.

1 基于氧化還原反應(yīng)的計(jì)算

氧化還原反應(yīng)是高中化學(xué)涉及的重要反應(yīng)類型,幾乎貫穿整個(gè)高中化學(xué).解答基于氧化還原反應(yīng)的計(jì)算問題可不用寫出化學(xué)方程式,應(yīng)用電子守恒、原子守恒,構(gòu)建方程不難求解出相關(guān)參數(shù)[1].

例1在隔絕空氣條件下加熱30.8 g的甲酸銅[(HCOO)2Cu],生成Cu和Cu2O的混合物A以及混合氣體B.若在空氣中充分加熱等質(zhì)量的甲酸銅則生成CO2、H2O以及黑色固體D.其中固體A和D的質(zhì)量相差2.4 g.求:

(1)紅色固體A中Cu的物質(zhì)的量;

(2)將混合體氣體B在氧氣中充分燃燒,消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下O2的體積.

解析對(duì)比兩種條件下的加熱可知,在空氣中充分燃燒生成的黑色固體為CuO.根據(jù)固體A和固體D的質(zhì)量差以及銅原子個(gè)數(shù)守恒,列出一元二次方程,分別求出隔絕空氣條件下生成物Cu和Cu2O的物質(zhì)的量.由電子得失守恒,求出混合氣體B中CO和CO2的物質(zhì)的量.

(1)設(shè)Cu和Cu2O的物質(zhì)的量分別為x,y,由銅原子守恒可得:x+2y=0.2①;由固體A和D的質(zhì)量相差2.4 g可得:0.2 mol×80 g/mol-64x-144y=2.4②;聯(lián)立①②解得:x=0.1 mol,y=0.05 mol,即紅色固體A中Cu的物質(zhì)的量為0.1 mol.

2 基于化學(xué)反應(yīng)熱的計(jì)算

化學(xué)反應(yīng)熱是從宏觀角度解釋化學(xué)反應(yīng)的能量變化,是高中化學(xué)各類測(cè)試的?？贾R(shí).解答基于反應(yīng)熱的計(jì)算問題應(yīng)充分理解反應(yīng)熱的含義,靈活應(yīng)用蓋斯定律尋找相關(guān)參數(shù)之間的內(nèi)在邏輯關(guān)系[2].

例2磷在氧氣中燃燒可能生成P2O5和P2O3兩種固態(tài)氧化物.取3.1g單質(zhì)磷置于3.2 g氧氣中充分燃燒至反應(yīng)物耗盡,放出熱量XkJ.求:

本課題比較兩組患者干預(yù)前后的空腹血糖值、糖化血紅蛋白值、BMI值，結(jié)果見表1。從表1可見，組內(nèi)比較：觀察組患者干預(yù)后空腹血糖值、糖化血紅蛋白值、BMI值低于干預(yù)前，干預(yù)前后比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；而對(duì)照組患者無明顯改變，干預(yù)前后比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。組間比較：干預(yù)后觀察組患者空腹血糖值、糖化血紅蛋白值、BMI值低于對(duì)照組，兩組比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。說明微信群語音功能宣教飲食-運(yùn)動(dòng)療法在中老年糖尿病前期人群血糖調(diào)節(jié)中發(fā)揮良好作用。

(1)生成物的組成;

(2)若單質(zhì)磷的燃燒熱為YkJ/mol,1 mol P和O2反應(yīng)生成固態(tài)P2O3的反應(yīng)熱.

解析分別計(jì)算出單質(zhì)磷以及O2的物質(zhì)的量,根據(jù)P和O原子的比例關(guān)系分析生成物構(gòu)成;根據(jù)原子守恒求出生成物的物質(zhì)的量,根據(jù)燃燒熱計(jì)算原理計(jì)算出結(jié)果.

3 基于化學(xué)平衡相關(guān)的計(jì)算

化學(xué)平衡是高中化學(xué)的難點(diǎn),相關(guān)計(jì)算題具有難度大、抽象性強(qiáng)特點(diǎn).解答基于化學(xué)平衡相關(guān)的計(jì)算題既要注重勒夏特列原理的應(yīng)用,又要根據(jù)實(shí)際情況列出正確的三段式,列出正確的方程[3].

圖1 轉(zhuǎn)化率與時(shí)間變化關(guān)系圖

(1)343 K反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率以及平衡常數(shù)(保留2位小數(shù));

解析(1)由圖可知343 K反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率為22%.

解析(1)由圖可知343 K反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率為22%.

4 基于電化學(xué)的計(jì)算

高中化學(xué)電化學(xué)部分涉及原電池和電解池兩個(gè)重要裝置.解答基于電化學(xué)的計(jì)算題應(yīng)熟悉原電池以及電解池工作原理,從氧化還原反應(yīng)視角準(zhǔn)確判斷電極名稱,各電解物質(zhì)的放電順序,借助電子守恒解答.

例4使用如圖2所示裝置電解200 mL一定濃度的CuSO4和NaCl混合溶液,理論上乙兩極得到標(biāo)況下氣體體積與時(shí)間的關(guān)系如圖3所示,求:

圖2 混合溶液電解裝置圖

圖3 氣體體積與時(shí)間關(guān)系圖

(1)t1后,石墨電極上的電極反應(yīng)式以及原NaCl溶液物質(zhì)的量濃度(忽略溶液體積變化);

(2)將標(biāo)準(zhǔn)狀況下336 mL的氧氣通入甲裝置中,理論上在鐵電極上析出銅的質(zhì)量.

5 結(jié)束語

綜上所述,高中化學(xué)計(jì)算題類型較多,難度不盡相同.為順利找到不同題型的解題思路,提高學(xué)生的計(jì)算能力,教學(xué)實(shí)踐中,教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生腳踏實(shí)地,將基礎(chǔ)理論、原理搞清楚.同時(shí),依托經(jīng)典例題講解給學(xué)生帶來解題示范,使其認(rèn)真揣摩,總結(jié)解題細(xì)節(jié)以及注意事項(xiàng),真正地理解與掌握.