例析化學(xué)解題中幾種重要的思維方法

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1、例析化學(xué)解題中幾種重要的思維方法長沙市第21中學(xué)410007邵國光一、整體思維：整體思維又稱系統(tǒng)思維，它認(rèn)為整體是由各個(gè)局部按照一定的秩序組織起來的,要求以整體和全面的視角把握對象，它強(qiáng)調(diào)的是揭開表象，尋找物質(zhì)的性質(zhì)與數(shù)量間的本質(zhì)聯(lián)系，而不是僵化的陷入題目所設(shè)情境之中，只有這樣才能找到解題的突破口。[例1]反應(yīng)：2NH3（g）+CO2（g）==CO（NH2）2（s）+H2O（g），已達(dá)到化學(xué)平衡，若增大壓強(qiáng)，平衡移動，但混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變，下列說法中正確的是（）A.原平衡混合氣體的平均相對分子質(zhì)量為30B.原平衡混合氣體的平均相對分子質(zhì)量為28C.起始時(shí)，N

2、H3與CO2的體積比為15/14D.起始時(shí)，NH3與CO2的體積比為14/15解析：該題采用常規(guī)的解法很繁且容易出錯(cuò)，如果采用整體思維策略來看，即減少部分的氣體的質(zhì)量與減少部分的氣體的物質(zhì)的量之比應(yīng)完全等于題設(shè)的達(dá)到第一次平衡后氣體的平均相對分子質(zhì)量。設(shè)第一次平衡狀態(tài)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為Mgmol-1，又設(shè)壓強(qiáng)增大化學(xué)平衡移動后又有xmolCO2轉(zhuǎn)化為CO(NH2)2。顯然，壓強(qiáng)增大，平衡向右移動，導(dǎo)致氣體的物質(zhì)的量減少，因?yàn)闅怏w的平均相對分子質(zhì)量不變，所以：M=m（氣體質(zhì)量的減少）/n（氣體物質(zhì)的量的減少）=xmolx60gmol-1/2xmol=30gmol-1

3、再根據(jù)混合氣體的平均相對分子質(zhì)量為30,由十字交叉法可確定：NH3與CO2的體積比為14/13。故該題的答案選A。二、逆向思維：正與逆是相對的,逆向思維就是向正向思維相反的方向思考問題。遇到問題,跳出順向思維,倒過來想一想,往往會另有捷徑。[例2]人們在對烷烴分子空間結(jié)構(gòu)的研究中發(fā)現(xiàn)某一系列的烷烴分子只有一種一鹵取代物。如：CH4、C(CH3)4、C[C(CH3)3]4這一系列烷烴具有一定的規(guī)律性,當(dāng)一種烴分子中的氫原子(-H)全部被甲基(-CH3)取代后,它的一鹵代物異構(gòu)體數(shù)目不變.試回答(1)請寫出這一系列烷烴的分子通式_________;(2)人們在研究中發(fā)現(xiàn)另一

4、系列烷烴分子也只有一種一鹵代物,請寫出該類烷烴化學(xué)式通式________.解析：（1）若按照第一種烷烴的分子中氫原子數(shù)為4個(gè)，則第二種烷烴分子中的氫原子數(shù)應(yīng)為4x3；第三種烷烴分子中的氫原子數(shù)應(yīng)為4x3x3；第四種烷烴分子中的氫原子數(shù)應(yīng)為4x3x3x3；第五種烷烴分子中的氫原子數(shù)應(yīng)為4x3x3x3x3；依此類推得出該系列烴的氫原子數(shù)通式為4x3（n-1）（式中n為在該系列烴中的序數(shù)）。若用同樣的方法去歸納出碳原子的通式則行不通，事實(shí)上碳原子的變化規(guī)律非常難找，若用逆向思維的方法來看烷烴中碳原子數(shù)和氫原子數(shù)存在的關(guān)系，則很容易找出該系列烴的碳原子數(shù)通式。因?yàn)橥闊N的通式為：

5、CxH2x+2，所以存在著關(guān)系：2x+2=4x3（n-1），所以x=2x3（n-1）-1，即符合條件的該系列烷烴的通式為：CH。4x3（n-1）2x3（n-1）-13n-1(2)應(yīng)為乙烷系列（CH3-CH3），同理該系列中第一種烷烴的氫原子數(shù)為6，第二種烷烴的氫原子數(shù)為6x3，第三種烷烴的氫原子數(shù)為6x3x3，第四種烷烴的氫原子數(shù)為6x3x3x3，第五種烷烴的氫原子數(shù)為6x3x3x3x3，依此類推得出該系列烴的氫原子數(shù)通式為6x3（n-1）（式中n為在該系列烴中的序數(shù)）。與（1）一樣可得出該系列烷烴中碳原子數(shù)通式為：3n-1，故化學(xué)式通式為：2x3nCH。三、虛擬思維：

6、在化學(xué)解題中虛擬思維的應(yīng)用是十分廣泛的,這種思想是以科學(xué)事實(shí)為基礎(chǔ),對物質(zhì)的狀態(tài)、化學(xué)式、反應(yīng)條件、計(jì)算數(shù)據(jù)、反應(yīng)過程、反應(yīng)結(jié)果等進(jìn)行合理的虛擬，繞過難點(diǎn)，找出突破口，尋求問題解決的最佳途徑；運(yùn)用虛擬思想，不僅使解題化繁為簡，化難為易，更能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維和科學(xué)解決問題的方法。[例3]：二元化合物A在一段時(shí)間里曾被建議作為炸藥用于炮彈的火帽上。A熱分解時(shí)形成一種固體物質(zhì)X和氣體物質(zhì)Y,后者與燒紅的銅絲不起作用,而且由2.05g的物質(zhì)A可得到500mL氣體Y(標(biāo)準(zhǔn)狀況下).在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,物質(zhì)A在氧氣中燃燒時(shí),只生成氣態(tài)物質(zhì).在減壓下小心加熱A,則生成在室溫下不穩(wěn)定的物

7、質(zhì)B,B的分子量要比A小一半.物質(zhì)B逐漸地轉(zhuǎn)變?yōu)槲镔|(zhì)A和具有半導(dǎo)體性質(zhì)的高分子化合物C的混合物。(1)若物質(zhì)A的分子量等于184,試確定A,B,C,X和Y的組成?(2)寫出所述反應(yīng)的方程式。(3)寫出A與氯化錫(II)醇溶液反應(yīng)產(chǎn)物D的結(jié)構(gòu)式,如果已知,在反應(yīng)過程中組成A的各元素原子數(shù)目之比不變.D的分子含氫2.1%(質(zhì)量),而且是高度對稱的分子。解析：本題屬于計(jì)算型推斷題，題目中給出的物質(zhì)性質(zhì)只有很少幾點(diǎn)，單憑這些性質(zhì)要確定被推斷的物質(zhì)是困難的；給出的數(shù)據(jù)也不很充足，單憑計(jì)算也很難得出結(jié)論，所以在解答該題時(shí)，需大膽地運(yùn)用“虛擬思想”，然