化学计算题【利用“叠加反应”进行的化学计算题】

时间：2019-02-07 03:22:15　来源：雅意学习网本文已影响人

　　文章编号：1005－6629(2009)02－0073－02中图分类号：G632.749文献标识码：B 　　　　近几年的中、高考化学试题减少了冗长繁杂的计算题，减轻了考生的数字计算负担，为考生提供了更多的阅题、思考的时间。一些老师在教学和复习中便给学生提供运算不复杂、经过数据处理的计算题，学生解题比较顺利，遇到复杂一点的计算题，学生习惯使用计算器。可是在高考时，遇到有数据、有计算的题，不能使用计算器运算感到很不适应。高考大纲要求考生具有“将化学问题抽象成为数学问题，利用数学工具，通过计算和推理(结合化学知识)，解决化学问题的能力”。因此，我们在教学、复习过程中不能忽视对学生进行化学计算能力的培养。因为它可以帮助学生形成严谨的科学态度，提高分析、推理等思维能力。
　　化学计算题常需要借助数学方法求解，而且很多类型的化学计算都需要数学思维。故在教学中应注意培养学生将化学问题抽象为数学问题，应用数学工具，解决化学问题的能力。但化学计算题毕竟是化学问题，在教学、复习中首先还是要帮助学生掌握化学反应过程和各物质间量的关系，找出其中的规律，然后才是应用数学工具的问题。下面举几例通过“叠加反应”进行的计算。
　　什么样的反应可以“叠加”呢？比如：向1mL 1mol・L-1 H2SO4溶液中滴加含1mL 1mol・L-1 NaOH溶液，此时发生反应是NaOH+H2SO4=NaHSO4+H2O(1)继续滴加1mL 1mol・L-1 NaOH溶液时，则发生反应NaHSO4+NaOH=Na2SO4+H2O(2)，这两个反应具有连续性，NaHSO4在反应(1)中是产物，在反应(2)中是生成物。式(1)+式(2)得到2NaOH+H2SO4=Na2SO4+H2O (3)，即反应物用量不同，产物不同，但反应过程具有连续性。指甲物质同乙物质反应，生成了丙和丁等物质，过量的乙物质可以与丙或丁继续发生反应生成新物质，这样两个反应式即可“叠加”得到一个新的反应式，也可以说是最终的反应式。
　　例1：向含有0.37g Ca(OH)2的澄清石灰水中持续通入标准状况下的CO2气体224mL，能观察到什么现象？生成物的物质的量是多少？
　　解析：向澄清的石灰水中持续不断地通入CO2气体，首先发生反应：
　　Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O(1)，继续通入CO2气体，发生反应CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2 (2)， CaCO3在(1)式中是产物，在(2)式中是反应物，即CO2气体的量足够多时还可继续与(1)中的生成物CaCO3作用。(1)、(2)两个反应具有连续性，故式(1)+式(2)得，2CO2+Ca(OH)2=Ca(HCO3)2 (3)。(3)式就是叠加出的新的反应方程式。据此可知n(CO2)/n(Ca(OH)2)=2时，产物全部是Ca(HCO3)2；而n(CO2)/n(Ca(OH)2)=1时，产物全部是CaCO3；而当1n(SiO2)/n(C)>1/3时，固体产物既有Si又有SiC，当用x表示时，则有下表所列结果。
　　
　　例4：在标准状况下，将CO、CO2的混合气体(平均相对分子质量32)，充入盛有足量的Na2O2的密闭容器里，容器体积为2.24L，然后用电火花不断引燃容器内的气体混合物，直到两物质间的反应达到完全，试求反应完成后，容器中存在的生成物是什么？各是多少克？
　　解析：由平均相对分子质量知CO和CO2的体积比(或物质的量之比)为1/3，即n(CO2) = 0.075mol,n(CO) =0.025mol。所发生的反应为2CO2 + 2Na2O2=2Na2CO3+O2(1)，O2+2CO=2CO2 (2)，这又是一个可连续发生的反应。O2是(1)反应中的产物，(2)反应中的反应物，式(1)+式(2)得，CO+Na2O2=Na2CO3 (3)，叠加之后的(3)式表明，混合气体中的CO全部被Na2O2吸收生成Na2CO3，而CO2自己通过Na2O2发生(1)式反应,产生O2最后余0.025mol，根据C原子守恒知产生的Na2CO3为0.1mol。
　　此外还有向一定量的AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量，这也是一个连续发生的反应，即Al3++3OH-=Al(OH)3↓(1)， Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O(2)，式(1)+式(2)得，Al3++4OH-=AlO2-+2H2O(3)从中可以判断加入的NaOH的量和产物的关系并进行相关计算。
　　以上几例问题都是反应过程具有连续性，即反应物中有一种过量时可继续和生成物作用，这样就可以将连续进行的反应式“叠加”得到一个新的反应式，再根据反应物的用量判断生成物及其量的多少。在教学中能注意将一种类型的问题归纳在一起，引导学生分析反应过程，找出其中的规律，对培养学生利用数学工具，通过计算和推理(结合化学知识)，解决化学问题的能力会起到事半功倍的效果。
　　
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