化学计算中在高考中的重要应用

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  纵观近年的高考化学试题(理科综合),化学计算类型的题目还是很多,对计算的要求有一定难度,而且考查的方式比较新颖,考查类别比较多样,例如在氧化还原反应相关计算、电解产物计算、化合价的判断等,仍需要学生们下功夫进行练习。而且高中同步学习和高三综合复习阶段,有很多学生都不同程度地存在害怕做化学计算题的现象,因此,这些学生的化学成绩总是不理想,如何使学生们不害怕化学计算题,从而在整体上提高化学成绩呢?笔者认为应从以下几方面入手:
  
  一、明确计算在学习化学基础知识中的重要性
  
  化学计算是化学知识与数学运算的有机结合,它从量的方面反映物质的性质及变化规律。通过化学计算,能够加深学生对化学知识的理解,而要掌握好化学计算,必须具有扎实的化学基础知识,同时还必须具有灵活运用知识的能力,应有较强的计算能力,学习时还要不断总结、归纳和积累解题方法,掌握解题技巧,提高解题能力。另外,数据对我们理解化学原理也很有帮助,如理解弱酸部分电离的时候,举例:25℃时,在醋酸溶液里,每10000个醋酸分子里有132个分子电离成离子,即132个CH3COO-和132个H+。同样,25℃时,盐酸溶液里,10000个盐酸分子电离出10000个H+和10000个Cl-,通过对比,学生就可以很好理解部分电离的涵义,更清楚的分辨出强电解质和弱电解质。化学基础知识和数据是息息相关,有数据的帮助可以使学生更好的学习化学基础知识,因此,要求学生重视化学计算。
  
  二、明确化学计算在高考中的要求
  
  从高考化学试题涉及的基础知识点看,化学计算涉及以下几个方面:
  ①以微观的质子数、中子数、电子数、质量数、核外电子数、阴(阳)离子的电荷数、原子序数为主的有关原子结构的计算;与元素、同位素有关的质量分数计算;相对原子质量、相对分子质量、元素的化合价、物质中元素的原子个数比以及确定结晶水合物分子式的计算。
  ②判断氧化产物、还原产物的价态,以反应过程中电子守恒为主的有关化合价的计算。
  ③以物质的量、质量、气体体积、微观粒子数目为主的有关阿伏加德罗常数的计算。
  ④以多角度、多综合为主的有关化学反应速率及化学平衡的计算。
  ⑤以物质的量浓度、电离程度、pH、H+浓度、粒子浓度为主的有关电解质溶液的计算。
  ⑥有关溶解度、溶液中溶质的质量分数、物质的量浓度相互关系的计算。
  ⑦以确定有机物分子组成为主的计算。
  ⑧以处理图表数据、定量实验结果等为主的应用性计算。
  ⑨过量计算、多步反应计算、混合物的分析计算。
  ⑩确定反应物、生成物的量及确定物质的化学式的计算。
  
  三、化学计算的基本方法和技巧
  
  化学计算的基本方法总的来说,有以下几种:
  1、认真审题,吃透题意。首先必须认真阅读全题,了解题目的全貌,然后再进行细读重点词句和数据(如果给出数据不是物质的量,最好都换算成物质的量),要注意题目设问的层次,对关键的地方要“咬文嚼字”反复推敲,充分挖掘题示信息,同时,能够正确的写出需要的化学反应方程式,明晰题意。
  2、全面分析,找出题目中要求的内容和提供的条件,分析它们与哪些概念、理论、公式和物质的性质有关,逐步地找出要求解答的问题与已知条件的联系,抓住解题的关键,形成正确简捷的思路和解题方案,确定解题步骤。但是,不同类型的题目所适用的解法有别,对同一道计算题,运用不同的化学思想,从不同的角度去思考即可形成不同的求解思路。因此,在化学计算中形成正确的解题思路,在解题技巧上下工夫显得尤为重要。解题的技巧是建立在熟练掌握化学计算基本思想方法的基础上的,即熟能生巧。其中很重要的技巧是“守恒法”,从近年的高考计算来看,“守恒法”应用比较多,所谓“守恒法”就是以化学反应过程中存在的某些守恒关系,如质量守恒、元素守恒、得失电子守恒等作为依据,寻找化学式中正负化合价总数绝对值相等;复分解反应中阴、阳离子所带负、正电荷总量相等;氧化还原反应中氧化剂与还原剂得失电子总数相等;几个连续或平行反应前后某种粒子的物质的量相等作为解题的基本思路。
  例如:已知一定量的Fe和一定量某浓度的硝酸恰好反应,反应的离子方程式如下:
  aFe+bNO3-+cH+=dFe2++fFe3++gNO+hN2O+kH2O
  ①找出b、c、d、f的关系
  根据题意,观察这四种粒子正好是方程式中的仅有的离子,可以按照离子电荷守恒列出关系:c-b=2d+3f.
  ②找出d、f、g、h的关系
  根据题意,Fe2+ 和Fe3+都是铁被氧化后得到的氧化产物,而NO和N2O恰好是NO3-被还原得到的还原产物,铁失去的电子正好是NO3-得到的电子数,按照得失电子守恒可得到:2d+3f=3g+8h
  由此可见,守恒思想是一种重要的计算方法,如果使用恰当,可以收到事半功倍的效果,同时运用守恒法解题既可避免书写烦琐的化学方程式,提高解题的速度;又可避免在纷纭复杂的解题背景中寻找关系式,提高解题的准确率,所以大家在平时学习中也要有意识地去练习。
  总之,化学计算学习中要抓好如下几点:重视解题的化学思想;建立解题的思维模式(基本步骤);明确化学涵义,理解数量关系;抓住关键提示,巧用基础知识;进行逻辑思维,形成解题思路;严格规范量纲及有效数字;多模拟,多练习,以熟练掌握有关技巧和方法。
  (作者单位:037304山西省大同市大同第一中学)
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