另辟蹊徑 另類(lèi)思維巧解化學(xué)計算題
2009-09-26 13:49:53網(wǎng)絡(luò )資源
所謂另類(lèi)思維即非常規性思維。在某些化學(xué)計算中可以不用常規的計算方法，而轉換思維角度，另辟蹊徑，則能找到更佳的解題方法。
例1.在一定溫度下，將等物質(zhì)的量A和B充入一密閉容器中，發(fā)生如下反應：A(氣)+2B(氣)===2C(氣)，反應達到平衡時(shí)，若A和B的物質(zhì)的量之和與C相等，則此時(shí)A的轉化率為()
A.50 % B.60 % C.40 % D.70 %
常規思維：根據化學(xué)平衡的一般計算方法，設A、B、C三種物質(zhì)的變化濃度分別為x、2x、2x，然后利用“A和B的物質(zhì)的量之和與C相等”，列出方程式，解出A的變化濃度x，從而求出A的轉化率。
另類(lèi)思維：按非可逆反應考慮，設均為1mol的A、B，則只有0.5molA參加反應，轉化率為50%，但由于是可逆反應，所以A的轉化率應小于50%， 選C。
例2.R2O8n-在一定條件下可以把Mn2+氧化成MnO4-，若反應后R2O8n-變?yōu)镽O42-，又知反應中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為5 : 2，則n的值為( )
A.1 B.2 C.3 D.4
常規思維：根據氧化還原反應中，得失電子數守恒的原則，2mol還原劑Mn2+ 氧化成MnO4-，失去電子的總數為10mol，那么5mol氧化劑R2O8n-變?yōu)镽O42-，應得到電子為10mol，由此解出n值。
另類(lèi)思維：由于氧化劑R2O8n- 還原為RO42-，R2O8n- 中R的化合價(jià)要降低，已知RO42-中的化合價(jià)為 +6，所以R2O8n- 中R的化合價(jià) > +6 、且< +8，選B。
例3.相同溫度壓強下，1體積HCl和9體積H2O(氣)組成的混合氣體，經(jīng)完全冷凝后，所得鹽酸的質(zhì)量百分比濃度為( )
A.10% B.18.4% C.4.9×10-4% D.80.2%
常規思維：根據阿伏加德羅定律，1體積HCl和9體積H2O(氣)可以看作1mol HCl和9mol H2O(氣)，利用溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數的計算公式來(lái)進(jìn)行計算。
另類(lèi)思維1：在發(fā)現了 HCl和 H2O 的式量比約為2:1后，可將溶質(zhì)的質(zhì)量分數的計算，改換為的HCl分子個(gè)數比的計算。即：1 / (1+4.5)，估算得B。
另類(lèi)思維要依據堅實(shí)的化學(xué)知識
另類(lèi)思維強調的是思維換位，需要對思維對象的融會(huì )貫通的理解。下面幾道例題的解法，是從數學(xué)的思維角度轉換到概念的思維角度，因此必須以堅實(shí)的化學(xué)知識為基礎，否則易繁瑣或出現失誤。
例4.向50 mL 18 mol·L-1 H2SO4溶液中加入足量的銅片并加熱，充分反應后，被還原的H2SO4的物質(zhì)的量是()
A.小于0.45 mol B.0.45 mol
C.在0.45 mol和0.90 mol之間 D.大于0.90 mol
一般思維：根據銅與濃硫酸反應的化學(xué)方程式：Cu + 2H2SO4 == CuSO4 + SO2 +
H2O，2mol H2SO4中有1mol H2SO4作氧化劑被還原，50 mL 18 mol·L-1 H2SO4溶液中有H2SO4 0.9mol，則被還原的H2SO4為0.45mol。但答案錯誤，是由于思維不到位。
另類(lèi)思維：隨著(zhù)濃硫酸與銅反應的進(jìn)行，溶液的濃度不斷稀釋?zhuān)×蛩岵慌c銅反應。則被還原的H2SO4一定小于0.45mol。選A。
例5.密度為0.91g·cm-3的氨水，質(zhì)量分數為25 %，該氨水用等體積的水稀釋后，所得溶液的質(zhì)量分數為( )
A.等于12.5 % B.大于12.5 %
C.小于12.5 % D.無(wú)法確定
常規思維：按100g氨水計算，其中NH3為25g。加水稀釋后，NH3的質(zhì)量不變，利用稀釋公式或溶質(zhì)的質(zhì)量分數公式來(lái)計算。如用溶質(zhì)的質(zhì)量分數公式，方法如下：氨水的體積為100g / 0.91g·cm-3，與氨水等體積的水的質(zhì)量為
1.00 g· cm-3×100g / 0.91g·cm-3，則稀釋后的氨水中溶質(zhì)的質(zhì)量分數
另類(lèi)思維：可假設向氨水中加入等質(zhì)量的水，溶質(zhì)的質(zhì)量分數等于25%的一半為12.5%。 但由于氨水和水的密度不同，且r NH 3< r H2O，所以加入等體積的水后溶質(zhì)的質(zhì)量分數一定小于12.5%。
[能力訓練]
1.將Mg、Zn、Al三種金屬的混合物與足量的稀H2SO4反應，生成標準狀況
下的H22.8L，則原金屬混合物三種金屬物質(zhì)的量之和是( )
A.0.125 mol B.0.10 mol C.0.15 mol D.0.20 mol
2.與2.7g Al完全反應的稀HNO3最多溶解Fe的質(zhì)量為( )
A.2.8g B.5.6g C.2.7g D.8.4g
3.某金屬單質(zhì)與一定濃度的HNO3反應，假定只有單一的還原產(chǎn)物，當參加反應
的單質(zhì)與被還原的HNO3物質(zhì)的量之比為2:1時(shí)，還原產(chǎn)物為( )
A.NO2 B.NO C.N2O D.N2
4.在100 g 濃度為18 mol·L-1密度為ρ(g / cm3)的濃硫酸中加入一定量的水稀釋成9 mol·L-1的硫酸，則加入水的體積為( )
A.小于100 mL B.等于100 mL
C.大于100 mL D.等于100 /ρ
5.在25℃時(shí)，硫酸銅的溶解度為S g，把S g無(wú)水硫酸銅粉末加入到(100 +S)g飽和硫酸銅溶液中，得到一定量的藍色晶體。若將此晶體溶解成飽和溶液，應加水的質(zhì)量為()
A.(100 +S)g B.100 g
C.(100 S9 / 25)g D.(100 s16 / 25)g
6.現有乙酸、乙醛、甲酸甲酯、2-甲基-2-戊烯組成的混合物中氧的質(zhì)量分數為15.3%，則氫的質(zhì)量分數為( )
A.84.7 % B.72.6 % C.12.1 % D.6.05 %
7.某種H2和CO的混合氣3.2g，其密度為相同條件下O2密度的1 / 2，將這種混合氣充入一盛有足量Na2O2密閉容器中，再通入過(guò)量O2，并用電火花點(diǎn)燃使其充分反應，最后容器中固體的質(zhì)量增加了()
A.3.2 g B.4.4 g C.5.6 g D.6.4 g
8.將m1 g Zn加到m2 g 20 % HCl溶液中，反應結果共放出n L H2(SPT)，則被還原的HCl物質(zhì)的量是()
A.m1 / 65 mol B.5m2 / 36.5 mol
C.m2 / 36.5 mol D.n / 11.2 mol
9.同溫同壓下，某燒瓶中充滿(mǎn)O2時(shí)，稱(chēng)重為116g，當充滿(mǎn) CO2氣體時(shí)，稱(chēng)重為122g，若充滿(mǎn)某氣體時(shí)，稱(chēng)重為114 g，則某氣體的式量為( )
A.28 B.60 C.32 D.44
10.FeO、Fe3O4、Fe2O3組成的混合物，測知Fe、O元素質(zhì)量比為21∶8，則 FeO、
Fe3O4、Fe2O3 物質(zhì)的量之比為( )
A.1∶1∶2 B.2∶1∶1 C.1∶3∶1 D.1∶1∶1
11.CS2在氧氣中燃燒生成CO2和SO2，今有0.228 g CS2在448 mL O2 (標準狀況)燃燒，充分反應后，混合氣體在標準狀況下的體積為( )
A.112 mL B.224 mL C.336 mL D.448 mL
12.同溫同壓下，兩個(gè)等體積的干燥圓底燒瓶中分別充滿(mǎn)①NH3 ②NO2進(jìn)行噴泉實(shí)驗， 經(jīng)充分反應后，瓶?jì)热芤旱奈镔|(zhì)的量濃度為()
A.① > ② B.① < ② C.① = ② D.不能確定
★13. 甲、乙兩個(gè)電解池均以鉑為電極，且互相串聯(lián)，甲池盛有AgNO3溶液，乙池中盛有一定量的某鹽溶液，通電一段時(shí)間后，測得甲池電極質(zhì)量增加2.16g，乙池電極上析出0.24g金屬，則乙池中的溶質(zhì)可能是()
A.CuSO4 B.MgSO4 C.Al(NO3)3 D.Na2SO4
[答案和提示]
1.B H2為0.125mol，金屬的物質(zhì)的量必小于0.125mol。
2.D 由于Fe3+ 還要溶Fe，所以Fe的物質(zhì)的量一定大于0.1mol。
3.C 不論是幾價(jià)金屬，由于它的物質(zhì)的量為偶數，所以失電子總數一定為偶
數，則硝酸中+5價(jià)N得電子總數也應為偶數，但硝酸的物質(zhì)的量是奇數，那么N 由+5價(jià)需降為奇數價(jià)，得電子總數才會(huì )為偶數。
4.A 物質(zhì)的量濃度大的硫酸，其密度大，物質(zhì)的量濃度小的硫酸，其密度小，
但都會(huì )大于水的密度。
5.B 其實(shí)就是把S g 無(wú)水CuSO4直接加水配成飽和溶液。
6.C 乙酸、乙醛、甲酸甲酯、2-甲基-2-戊烯的分子中C、H的個(gè)數比均為1:2，其質(zhì)量比為6:1。
7.A Na2O2與H2O反應生成NaOH，與CO2反應生成Na2CO3，從關(guān)系式
Na2O2→2NaOH 、Na2O2→Na2CO3，可發(fā)現固體增加的質(zhì)量即為H2和CO的質(zhì)量。
8.D 只有含n的選項是正確的。
9.A 該氣體的式量一定比O2和CO2小。
10.CD 根據Fe、O元素的質(zhì)量比，得出Fe、O的原子個(gè)數比為3:4，所以只要FeO、Fe2O3的物質(zhì)的量之比為 1:1即可。
11.D 反應前后氣體體積不變。
12.C 由于氣體的體積與溶液的體積相同，在標準狀況下，所得溶液的物質(zhì)的量濃度是一個(gè)定值。
13.A 只有Cu2+參加電解反應生成Cu
