三个巧字学通化学(下) 解题方法 1. 商余法:这种方法主要是应用于解答有机物(尤其是烃类)知道分子量后求出其分子式的一类题目。对于烃类,由于烷烃通式为CnH2n+2,分子量为14n+2,对应的烷烃基通式为CnH2n+1,分子量为14n+1,烯烃及环烷烃通式为CnH2n,分子量为14n,对应的烃基通式为CnH2n-1,分子量为14n-1,炔烃及二烯烃通式为CnH2n-2,分子量为14n-2,对应的烃基通式为CnH2n-3,分子量为14n-3,所以可以将已知有机物的分子量减去含氧官能团的式量后,差值除以14(烃类直接除14),则最大的商为含碳的原子数(即n值),余数代入上述分子量通式,符合的就是其所属的类别。
[例3]某直链一元醇 A.6个 B.7个 C.8个 D.9个
由于一元醇只含一个---OH,没mol醇只能转换出1/2molH2,由生成
2. 平均值法:这种方法最适合定性地求解混合物的组成,即只求出混合物的可能成分,不用考虑各组分的含量。根据混合物中各个物理量(例如密度,体积,摩尔质量,物质的量浓度,质量分数等)的定义式或结合题目所给条件,可以求出混合物某个物理量的平均值,而这个平均值必须介于组成混合物的各成分的同一物理量数值之间,换言之,混合物的两个成分中的这个物理量肯定一个比平均值大,一个比平均值小,才能符合要求,从而可判断出混合物的可能组成。
[例4]将两种金属单质混合物 A.Zn和Fe B.AL和Zn C.AL和Mg D.Mg和Cu
将混合物当做一种金属来看,因为是足量稀硫酸,
3. 极限法:极限法与平均值法刚好相反,这种方法也适合定性货定量地求解混合物的组成。根据混合物种各个物理量(例如密度、体积、摩尔质量、物质的量浓度、质量分数等)的定义式或结合题目所给条件,将混合物看做是只含其中一种组分A,即其质量分数或气体体积分数为100%(极大)时,另一组分B对应的质量分数或气体体积分数就为0%(极小),可以求出此组分A的某个物理量的值N1,用相同的方法可求出混合物只含B不含A时的同一物理量的值N2,而混合物的这个物理量N平是平均值,必须介于组成混合物的各成分A,B的同一物理量数值之间,即N1。
[例5]4个同学同时分析一个由KCL和KBr组成的混合物,他们各取
本题如按通常解法,混合物中含KCL和KBr,可以有无限多种组成方式,则求出的数据也有多种可能性,要验证数据是否合理,必须将四个选项代入,看是否有解,也就相当于要做四题的计算题,所花时间非常多。使用极限法,设
4. 估算法:化学题尤其是选择题中所涉及的计算,所要考查的是化学知识,而不是运算技能,所以当中的计算的量应当是较小的,通常都不需计出确切值,可结合题目中的条件对运算结果的数值进行估计,符合要求的便可选取。
[例6]已知某盐在不同温度下的溶解度如下表,若把质量分数为22%的该盐溶液由50 逐渐冷却,则开始析出晶体的温度范围是
A.0 -10 B.10 -20 C.20 -30 D.30 -40
本题考查的是溶液结晶与溶质溶解度及溶液饱和度的关系。溶液析出晶体,意味着溶液的浓度超出了当前温度下其饱和溶液的浓度,根据溶解度的定义,[溶解度/(溶解度+
5. 差量法:对于在反应过程中有涉及物质的量、浓度、微粒个数、体积、质量等差量变化的一个具体的反应,运用差量变化的数值有助于快捷准确地建立定量关系,从而排除干扰,迅速解题,甚至于一些因条件不足而无法解决的题目也迎刃而解。
[例7]在 A.n 100% B.(n/2) 100% C.(n-1) 100% D.n%
根据电离度的概念,只需求出已电离的HA的物质的量,然后将这个值与HA的总量(
6. 代入法:将所有选项和某个特殊物质逐一代入原题来求出正确结果,这原本是解选择题中最无奈时才采用的方法,但只要恰当地结合题目所给条件,缩窄要代入的范围,也可以运用代入的方法迅速解题。
[例8]某种烷烃 A.C5H12 B.C4H10 C.C3H8 D.C2H6
因为是烷烃,组成为CnH2n+2,分子量为14n+2,即每14n+
7. 关系式法:对于多步反应,克根据各种的关系(主要是化学方程式,守恒等),列出对应的关系式,快速地在要求的物质的数量与题目给出物质的数量之间建立定量关系,从而免除了涉及中间过程的大量运算,不但节约了运算时间,还避免了运算出错对计算结果的影响,是最经常使用的方法之一。
[例9]一定量的铁粉和 A
因为题目中无指明铁粉的量,所以铁粉可能是过量,也可能是不足,则与硫粉反应后,加入过量盐酸时生成的气体就有多种可能:或者只有H2S(铁全部转变为FeS2),或者是既有H2S又有H2(铁除了生成FeS2外还有剩余),所以只凭硫粉质量和生成的水的质量,不易建立方程求解,根据各步反应的定量关系,列出关系式:(1)Fe—FeS(铁守恒)--H2S(硫守恒)--H2O(氢守恒),(2)Fe—H2(化学方程式)—H2O(氢定恒),从而得知,无论铁参与了哪一个反应,每1个铁都最终生成了1个H2O,所以迅速得出铁的物质的量就是水的物质的量,根本与硫无关,所以应有铁为9/18=0.5摩,即
8. 比较法:已知一个有机物的分子式,根据题目的要求去计算相关的量,例如同分异构体、反应物或生成物的结构、反应方程式的系数比等,经常要用到结构比较法,其关键是要对有机物的结构特点了解透彻,将相关的官能团的位置、性质熟练掌握,代入对应的条件中进行确定。
[例10]分子式为C12H2的烃,若萘环上的二溴代物有9种同分异构体,则萘环上四溴代物的同分异构体数目有 A.9种 B.10种 C.11种 D.12种
本题是求萘环上四溴代物的同分异构体数目,不需考虑官能团异构和碳链异构,只求官能团的位置异构,如按通常做法,将四个溴原子逐个代入萘环上的氢的位置,便可数出同分异构体的数目,但由于数量多,结构比较十分困难,很易错数、漏数。抓住题目所给条件“二溴代物有9种”,不难看出,萘环上只有六个氢原子可以被溴取代,也就是说,每取代四个氢原子,就肯定剩下两个氢原子未取代,根据“二溴代物有9种”这一提示,即萘环上只取两个氢原子的不同组合有9种,即意味着取四个氢原子进行取代的不同组合就有9种,所以根本不需逐个代,迅速推知萘环上四溴代物的同分异构体就有9种,也就是说,这种金属每放出1摩尔氢气需
9. 残基法:这是求解有机物分子结构简式或结构式中最常用的方法。一个有机物的分子式算出后,可以有多种不同的结构,要最后确定其结构,可先将已知的官能团(包括烃基的式量或所含原子数)扣除,剩下的式量或原子数就是属于残余的基团,再讨论其可能构成,便快捷得多。
[例11]某有机物
因为该有机物的蒸气对一氧化碳的相对密度为2,所以其分子量是CO的二倍,即56,而
10. 守恒法:物质在参加反应时,化合价升降的总数,反应物和生成物的总质量,各物质中所含的每一种原子的总数,各种微粒所带的电荷总和等等,都必须守恒。所以守恒是解计算题时建立等量关系的依据,守恒法往往穿插在其它方法中同时使用,是各种解题方法的基础,利用守恒法可以很快建立等量关系,达到速算效果。
[例12]已知某强氧化剂[RO(OH)2]+能背硫酸钠还原到较低价态,如果还原含2.4 10-3mol[RO(OH)2]+的溶液到低价态,需12ml0.2mol/L的亚硫酸钠溶液,那么R元素的最终价态为 A.+3 B.+2 C.+1 D.-1
因为在[RO(OH)2]-中,R的化合价为+3价,它被亚硫酸钠还原的同时,亚硫酸钠被氧化只能得硫酸钠,硫的化合价升高了2价,根据2.4 10-3mol[RO(OH)2]-与12ml 0.2mol/L=0.0024mol的亚硫酸钠完全反应,亚硫酸钠共升0.0024 =0.0048价,则依照升降价守恒,2.4 10-3mol[RO(OH)2]-共降也是0.0048价,所以每摩尔[RO(OH)2]-降了2价,R原为+3价,必须降为+1价,故不需配平方程式可直接选C。
11. 规律法:化学反应过程中,各物质的物理量往往是符合一定的数量关系的,这些数量关系就是通常所说的“反应规律”,表现为通式或公式,包括有机物分子通式、燃烧耗氧通式、化学反应通式、化学方程式、各物理量定义式、各物理量相互转化关系式等,甚至于从实践中自己总结的通式也可充分利用。熟练利用各种通式和公式,可大幅度减低运算时间和运算量,达到事半功倍的效果。
[例13]120 时,1体积某烃和4体积O2混合,完全燃烧后恢复到原来的温度和压强,体积不变,该烃分子式中所含的碳原子数不可能是 A.1 B.2 C.3 D.4
本题是有机物燃烧规律应用的典型,由于烃的类别不确定,氧是否过量又未知,如果单纯将含碳由1至4的各种烃的分子式代入燃烧方程,运算量大而且未必能将所有可能性都找出。应用有机物的燃烧通式,设该烃为CxHy+(x+y/4)O2 xCO2+y/2H2O,因为反应前后温度都是120 所以H2O为气态,要计体积,在相同状况下气体的体积比就相当于摩尔比,则无论O2是否过量,每1体积CXHY只与x-y/4体积O2反应,生成x体积CO2和y/2体积水蒸气,体积变量肯定为1- y/4,只与分子式中氢原子数量有关。按题意,由于反应前后体积不变,即1- y/4=0,立刻得到分子式为CxH4,此时再将四个选项中的碳原子数目代入,CH4为甲烷,C2H4为乙烯,C3H4为丙炔,只有C4H4不可能。
12. 排除法:选择型计算题最主要的特点是,四个选项中肯定有正确答案,只要将不正确的答案剔除,剩余的便是应选答案。利用这一点,针对数据的特殊性,可运用将不可能的数据排除的方法,不直接求解而得到正确选项,尤其是单选题,这一方法更加有效。
[例14]取相同体积的KI,Na2S,FeBr2三种溶液,分别通入氯气,反应都完全时,三种溶液所消耗氯气的体积(在同温同压下)相同,则KI,Na2S,FeBr2三种溶液的摩尔浓度之比是 A.1:1:2 B.1:2:3 C.6:3:2 D.2:1:3
本题当然可用将氯气与各物质反应的关系式写出,按照氯气用量相等得到各物质摩尔数,从而求出其浓度之比的方法来解,但要进行一定量的运算,没有充分利用选择题的特殊性,根据四个选项中KI和FeBr2的比例或Na2S和FeBr2的比例均不相同这一特点,只要求出其中一个比值,已经可得出正确选项。因KI与CL2反应产物为I2,即两反应物mol比为2:1,FeBr2与CL2反应产物为Fe3+和Br2,即两反应物mol比为2:3,可化简为2/3:1,当CL2用量相同时,则KI与FeBr2之比为2:(2/3)即3:1,A,B,D中比例不符合,予以排除,只有C为应选项,如果取Na2S与FeBr2来算,同理也可得出相同结果。本题还可进一步加快解题速度,抓住KI,Na2S,FeBr2三者结构特点----等量物质与CL2反应时,FeBr2需耗最多CL2。换言之,当CL2的量相等时,参与反应的FeBr2的量最少,所以等体积的溶液中,其浓度最小,在四个选项中,也只有C符合要求,为应选答案。 |
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