利用“極限思維法”巧解化學(xué)計算題

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1、利用“極限思維法”巧解化學(xué)計算題（湖北松滋湖北省松滋市實驗中學(xué)）極限思維法簡稱極值法，就是把研究的對象或變化過程假設(shè)成某種理想的極限狀態(tài)進(jìn)行分析、推理、判斷的一種思維方法；是將題設(shè)構(gòu)造為問題的兩個極端，然后依據(jù)有關(guān)化學(xué)知識確定所需反應(yīng)物或生成物的量值進(jìn)行判斷分析求得結(jié)果。極值法的特點是“抓兩端，定中間”。極值法的優(yōu)點是將某些復(fù)雜的、難于分析清楚的化學(xué)問題（如某些混合物的計算、平行反應(yīng)計算和討論型計算等）變得單一化、極端化和簡單化，使解題過程簡潔，解題思路清晰，把問題化繁為簡，化難為易，從而提高了解題效率。下面就結(jié)合部分試題具體談?wù)剺O值法在化學(xué)解題中應(yīng)用的方法與技巧。一．用

2、極值法確定判斷物質(zhì)的組成例1：某K2CO3樣品中含有Na2CO3、KNO3和Ba(NO3)2三種雜質(zhì)中的一種或兩種，現(xiàn)將6.9g樣品溶于足量水中，得到澄清溶液。若再加入過量的CaCl2溶液，得到4.5g沉淀，對樣品所含雜質(zhì)的判斷正確的是（）A、肯定有KNO3和Na2CO3，沒有Ba(NO3)2B、肯定有KNO3，沒有Ba(NO3)2，還可能有Na2CO3C、肯定沒有Na2CO3和Ba(NO3)2，可能有KNO3D、無法判斷解析：樣品溶于水后得到澄清溶液，因此一定沒有Ba(NO3)2。對量的關(guān)系用“極值法”可快速解答。設(shè)樣品全為K2CO3，則加入過量的CaCl2溶液可得到沉

3、淀質(zhì)量為5g，；若6.9g全為Na2CO3則可得到沉淀質(zhì)量為6.5g。顯然，如果只含有碳酸鈉一種雜質(zhì)，產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量將大于5g；如果只含有KNO3，由于KNO3與CaCl2不反應(yīng)，沉淀的質(zhì)量將小于5g，可能等于4.5g。綜合分析，樣品中肯定有KNO3，肯定沒有Ba(NO3)2，可能有Na2CO3。故本題選B?！军c評】用極值法確定雜質(zhì)的成分：在確定混合物的雜質(zhì)成分時，可以將主要成分和雜質(zhì)極值化考慮（假設(shè)物質(zhì)完是雜質(zhì)或主要成分），然后與實際比較，即可迅速判斷出雜質(zhì)的成分。二．用極值法確定可逆反應(yīng)中反應(yīng)物、生成物的取值范圍例2：一定條件下向2L密閉容器中充入3molX氣體和1m

4、olY氣體發(fā)生下列反應(yīng)：2X(g)+Y(g)3Z(g)+2W(g)，在某一時刻達(dá)到化學(xué)平衡時，測出下列各生成物濃度的數(shù)據(jù)肯定錯誤的是（）A、c(Z)=0.75mol?L-1B、c(Z)=1.20mol?L-1C、c(W)=0.80mol?L-1D、c(W)=1.00mol?L-1解析：用極限思維假設(shè)此反應(yīng)中3molX和1molY能完全反應(yīng)，求出最大值。1molY完全反應(yīng)生成3molZ和2molW。所以，0＜c(Z)＜1.5mol?L-1；0＜c(W)＜1mol?L-1故答案為D?！军c評】由于可逆反應(yīng)總是不能完全進(jìn)行到底，故在可逆反應(yīng)中分析反應(yīng)物、生成物的量時利用極值法把可

5、逆反應(yīng)看成向左或向右進(jìn)行完全的反應(yīng)，這樣可以準(zhǔn)確、迅速得出答案。三．利用極值法確定多個平行反應(yīng)中生成物濃度的范圍例3：在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，將NO2、NO、O2的混合氣體充滿容器后倒置于水中，氣體完全溶解，溶液充滿容器。若產(chǎn)物不擴散到容器外，則所得溶液的物質(zhì)的量濃度為（）A、1/22.4mol?L-1B、1/28mol?L-1C、1/32mol?L-1D、1/40mol?L-1解析：本題考查學(xué)生對NO2、NO與O2混合氣溶于水的計算能力。由于NO2和NO的量沒有一個確定的關(guān)系，若用一般的列方程組法是很難得出結(jié)論的。因此我們只能利用極端法（把三種氣體當(dāng)作NO2與O2、NO與O2兩種

6、情況分析）求出溶液濃度范圍，再根據(jù)選項確定答案。設(shè)燒瓶體積為V。V4V5÷22.4L?mol-1c(HNO3)=128mol?L-1=若僅為NO2與O2的混合氣體，因4NO2+O2+2H2O=4HNO3則V4V7÷22.4L?mol-1c(HNO3)=139.2mol?L-1=若僅為NO與O2的混合氣體，因4NO2+3O2+2H2O=4HNO3則現(xiàn)為NO2、NO、O2三種氣體混合物，生成c(HNO3)應(yīng)介于二者之間，故選C?！军c評】把平行反應(yīng)分別假設(shè)成單一反應(yīng)：若一個體系中同時存在幾個反應(yīng)，可以利用極值法分別假設(shè)全部發(fā)生其中一個反應(yīng)從而求出兩個極端值。四．用極值法確定化學(xué)

7、反應(yīng)的過量情況例4：18.4gNaOH和NaHCO3固體混合物，在密閉容器中加熱到250℃，經(jīng)過充分反應(yīng)后排除氣體，冷卻，稱得剩余固體質(zhì)量為16.6g，試計算原混合物中NaOH的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。解析：在密閉容器中進(jìn)行的反應(yīng)可能有：NaOH+NaHCO3=Na2CO3+H2O---①2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O---②4084106168106究竟按何種情況反應(yīng)，必須判斷出NaOH與NaHCO3在反應(yīng)①中何者過量，然后才能進(jìn)行計算，借助極值法，能使判斷方便直觀。40+8418.4g×4040106×=15.7g設(shè)18