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化学计算中应强化的几种思维意识
倪 侃
化学计算过程,主要是一个化学问题的数学处理过程,即对物质的组成、结构、性质和变化规律的量化过程。不
同的问题,需要不同层次的解题能力。各层次能力的形成,知识点及基本解法的训练固然很重要,但在解答具体问题
时,具备下列几种思维意识,也是非常重要的。笔者在教学中,强化这几种意识,取得了很好的效果。
一、整体意识
解题时,首先全面地收集题中信息,着眼于问题的整体,判断出解答问题所必需的化学、物理、数学、语文等知
识,系统全面地把握这些知识的纵向与横向联系。这样,解答会更具目的性、预见性和针对性,减少盲目性。在此基
础上,解法会更灵活,过程会更简捷。
二、代数意识
即在解题时,依据有关条件,直接求值,找关系式,由变量之间的关系列方程(或方程组),建立不等式,构造
函数表达式然后求解的思维意识。
例 1.今有 1.40g碱金属M及其氧化物M2 O的混合物与水反应,生成碱 1.79g,则M为( )。
A.Li B.Na C.K D.Cs
解:根据平均值规律,1.79g碱应介于 1.40g全为M和全为M2 O时生成的碱的质量之间,由此建立不等式:
2M+2H O=2MOH+H ↑
2 2
2M 2M+34
1.40 m
1
m1=(1.40×(M+17))/M
M O+H O=2MOH
2 2
2M+16 2M+34
1.40 m
2
m2 =[1.40×(M+17)]/(M+8)
[1.40×(M+17)]/(M+8)<1.79<[1.40×(M+17)]/M
24.3<M<61.03
故只有M=39,即钾适合条件,则选C。
例 2.(1999高考第32题)取一根镁条置于坩埚内点燃,得到氧化镁和氮化镁混合物的总质量为 0.470g。冷却
后加入足量水,将反应产物加热蒸干并灼烧,得到的氧化镁质量为 0.486g。
(1)写出氮化镁与水反应生成氢氧化镁和氨的化学方程式。
Mg N +6H O=3Mg(OH) ↓+2NH ↑
3 2 2 2 3
(2)计算燃烧所得混合物中氮化镁的质量分数。
解:令燃烧后得Mg N xmol,MgOymol。
3 2
据Mg原子守恒,Mg N ~3Mg。
3 2
100x+40y=0.470
列方程组:
120x+40y=0.486
x=0.0008
(0.008×100)/0.470×100%=17.0%
三、几何意识
即将化学问题中复杂抽象的数量关系转化为简明的几何形体,将几何形体中包含的有关化学问题的数量关系抽象
出来再求解的思维意识。
例 3.[1999高考第33题(1)]:中学教材上图示了NaCl晶体结构,它向三维空间延伸得到完美晶体。N
2+ 2- -8
iO(氧化镍)晶体的结构与NaCl相同。Ni 与邻近O 的核间距离为a×10 cm,计算NiO晶体的密度(已
知NiO的摩尔质量为 74.7g·mol-1)。
解:(A)先绘出NiO的晶体结构中晶胞的三维立体图,见附图。
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附图 晶胞图
(B)再将三维小立体中蕴含的数量关系抽象出来,进行
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