王揚(yáng)柱 柳軍
高三化學(xué)復(fù)習(xí)課應(yīng)通過方法理論的建立去培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科思維,把零散的、看似不關(guān)聯(lián)的知識柔和升華,形成解題的方法理論,簡化思維程序,使解題過程變得有很強(qiáng)的目的性,且新穎獨(dú)特。守恒理論、極值理論、分步反應(yīng)理論在近高考中頻繁出現(xiàn)。
高三化學(xué)復(fù)習(xí)中,常常遇到一些相近或相似的習(xí)題,很多同學(xué)在復(fù)習(xí)做題的過程中往往只為做題而做題,雖然知道有些題目似曾相識,但不注意去總結(jié)規(guī)律,從而造成知識零亂無序,學(xué)起來很吃力。
通過多年在高三任教的經(jīng)歷,我們教師在高三化學(xué)復(fù)習(xí)過程中應(yīng)重視方法理論的建立,來培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科思維,這種學(xué)科思維的形成要源于平日的復(fù)習(xí)中對知識的深層理解,把零散的、看似不關(guān)聯(lián)的知識柔和升華,形成解題的方法理論,這樣就可以居高臨下,簡化思維程序,使解題過程變得有很強(qiáng)的目的性,且新穎獨(dú)特。這里探討復(fù)習(xí)課中常遇到的幾種理論。
一、守恒理論
化學(xué)守恒理論包括反應(yīng)前后質(zhì)量守恒,溶液中離子所帶電荷守恒,物質(zhì)的量(原子個數(shù))守恒,氧化還原反應(yīng)中的得失電子守恒等。這些守恒理論在高中化學(xué)中廣泛出現(xiàn),是歷年高考必考的理論。
例1:(07年高考四川理綜).足量銅與一定量濃硝酸反應(yīng),得到硝酸銅溶液和NO2、N2O4、NO的混合氣體,若這些氣體與1.68 LO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)混合后通入水中,所有氣體完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸銅溶液中加入5mol/LNaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀,則消耗NaOH溶液的體積是
A.60 mL B.45 mL C. 30 mL D. 15 mL
【解析】本題的關(guān)鍵是求出參加反應(yīng)銅的物質(zhì)的量。銅和硝酸反應(yīng),銅失電子,硝酸中的+5價氮得電子,而反應(yīng)后生成的NO2、N2O4、NO混合氣體能與1.68 LO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)及水又恰好生成硝酸,可以認(rèn)為在整個過程中硝酸中氮的化合價沒有變化,那么銅失電子和O2得電子守恒,故有2×n(Cu)=4×n(O2),
n(O2)= 1.68 L÷22.4L/mol=0.075mol
所以n(Cu)=0.15mol ,n(NaOH)=2×n(Cu)=V×5mol/L=0.30mol , V=60 mL 選A
二、極值理論
極值理論體現(xiàn)的是一種獨(dú)特的思維方法——極端分析法。極端分析法就是把研究的化學(xué)問題推到極端,將事物變化的規(guī)律迅速暴露出來,并站在極端的角度分析問題,求出一個極值,推出未知量的值,或求出兩個極值,確定未知量的范圍,從而使復(fù)雜的問題簡單化。其主要應(yīng)用于:
(1)判斷混合物的組成:把混合物看成某組分的純凈物進(jìn)行計算,求出最大值、最小值,再進(jìn)行分析討論。
(2)判斷可逆反應(yīng)中某個量的關(guān)系:把可逆反應(yīng)看作向某個方向進(jìn)行到底的狀況。
(3)判斷可逆反應(yīng)體系中氣體的平均相對分子質(zhì)量的大小變化,把可逆反應(yīng)看成向左或向右進(jìn)行的單一反應(yīng)。
(4)判斷生成物的組成:把多個平行反應(yīng)看作逐個單一反應(yīng)。
例3:(07年高考全國理綜卷)在一定條件下將鈉與氧氣反應(yīng)的生成物1.5g 溶于水,所得溶液恰好能被80mL濃度為0.50mol/L的HCl溶液中和,則該生成物的成分是
A Na2O B Na2O2 C Na2O和Na2O2 D Na2O2和NaO2
【解析】n(HCl)= 0.50mol/L×0. 08L=0.04mol 則溶液中n(NaOH)= 0.04mol
極限假設(shè):若生成物為Na2O 且m(Na2O)=62g/mol×0.02mol=1.24g<1.5g
若生成物為Na2O2 且m(Na2O)=78g/mol×0.02mol=1.56g>1.5g
所以答案選C
三、分步反應(yīng)理論
分步反應(yīng)類型的計算題是高中化學(xué)課中一類很重要的題目,涉及面廣,有機(jī)和無機(jī)部分都能涉及到。這種類型題的思維方法主要分為兩種情況:①根據(jù)多步反應(yīng)的情況找總反應(yīng)方程式。②找出多步反應(yīng)的臨界點(diǎn),以便劃定范圍進(jìn)行判斷。
高中化學(xué)常見的分步反應(yīng)有:H3PO4和Ca(OH)2反應(yīng);H2S的燃燒反應(yīng);P在Cl2中燃燒反應(yīng);NO或NO2和O2與H2O的反應(yīng);Fe與HNO3的反應(yīng)等。
例4:(07年高考上海卷)一定量的氫氣在氯氣中燃燒,所得混合物用100mL 3.00mol/L的NaOH溶液(密度為1.12g/mL)恰好完全吸收,測得溶液中含有NaClO的物質(zhì)的量為0.0500mol。
(1)原NaOH溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為
(2)所得溶液中Cl-的物質(zhì)的量為 mol
(3)所用氯氣和參加反應(yīng)的氫氣的物質(zhì)的量之比n(Cl2):n(H2)= 。
【解析】此題是典型的分步反應(yīng)類型,若按常規(guī)方法一步步計算,不僅耗時耗力還容易出錯。如果我們拋開反應(yīng)的分步過程,只考慮整個過程的始態(tài)(反應(yīng)物)和終態(tài)(生成物),寫出總反應(yīng)方程式,再利用其中兩種或幾種物質(zhì)間量的關(guān)系,根據(jù)原子守恒定律配平總反應(yīng)方程式,這樣就會使問題變得直觀易解。
因為n(NaOH):n(NaClO)=(0.1L×3.00mol/L):0.0500mol=6:1
故總方程式為:3 Cl2+ 2H2 +6 NaOH=5NaCl+NaClO+5H2O
通過總反應(yīng)方程式很容易算出n(Cl-)=n(NaCl)=0.0500mol×5=0.250 mol
所以:(2)的答案為0.250 (3)的答案為 3:2
總之,在復(fù)習(xí)過程中,我們教師若有意識地引導(dǎo)學(xué)生將思維集中在發(fā)掘一些經(jīng)驗性的知識,使之成為適合應(yīng)自己教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)的規(guī)律,就能大大提高學(xué)生學(xué)習(xí)和教學(xué)效果,達(dá)到事半功倍的目的。