高一化學(xué)解題方法之：計(jì)算題如何“對(duì)癥下藥”？(2)

　　1.商余法:這種方法主要是應(yīng)用于解答有機(jī)物(尤其是烴類)知道分子量后求出其分子式的一類題目.對(duì)于烴類,由于烷烴通式為CnH2n+2,分子量為14n+2,對(duì)應(yīng)的烷烴基通式為CnH2n+1,分子量為14n+1,烯烴及環(huán)烷烴通式為CnH2n,分子量為14n,對(duì)應(yīng)的烴基通式為CnH2n-1,分子量為14n-1,炔烴及二烯烴通式為CnH2n-2,分子量為14n-2,對(duì)應(yīng)的烴基通式為CnH2n-3,分子量為14n-3,所以可以將已知有機(jī)物的分子量減去含氧官能團(tuán)的式量后,差值除以14(烴類直接除14),則最大的商為含碳的原子數(shù)(即n值),余數(shù)代入上述分子量通式,符合的就是其所屬的類別.

　　[例3]某直鏈一元醇14克能與金屬鈉完全反應(yīng),生成0.2克氫氣,則此醇的同分異構(gòu)體數(shù)目為

　　A.6個(gè) B.7個(gè) C.8個(gè) D.9個(gè)

　　由于一元醇只含一個(gè)-OH,每mol醇只能轉(zhuǎn)換出1/2molH2,由生成0.2克H2推斷出14克醇應(yīng)有0.2mol,所以其摩爾質(zhì)量為72克/摩,分子量為72,扣除羥基式量17后,剩余55,除以14,最大商為3,余為13,不合理,應(yīng)取商為4,余為-1,代入分子量通式,應(yīng)為4個(gè)碳的烯烴基或環(huán)烷基,結(jié)合"直鏈",從而推斷其同分異構(gòu)體數(shù)目為6個(gè).

　　2.平均值法這種方法最適合定性地求解混合物的組成,即只求出混合物的可能成分,不用考慮各組分的含量.根據(jù)混合物中各個(gè)物理量(例如密度,體積,摩爾質(zhì)量,物質(zhì)的量濃度,質(zhì)量分?jǐn)?shù)等)的定義式或結(jié)合題目所給條件,可以求出混合物某個(gè)物理量的平均值,而這個(gè)平均值必須介于組成混合物的各成分的同一物理量數(shù)值之間,換言之,混合物的兩個(gè)成分中的這個(gè)物理量肯定一個(gè)比平均值大,一個(gè)比平均值小,才能符合要求,從而可判斷出混合物的可能組成.

　　[例4]將兩種金屬單質(zhì)混合物13g,加到足量稀硫酸中,共放出標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體11.2L,這兩種金屬可能是

　　A.Zn和Fe B.Al和Zn C.Al和Mg D.Mg和Cu

　　將混合物當(dāng)作一種金屬來(lái)看,因?yàn)槭亲懔肯×蛩?13克金屬全部反應(yīng)生成的11.2L(0.5摩爾)氣體全部是氫氣,也就是說(shuō),這種金屬每放出1摩爾氫氣需 26克,如果全部是+2價(jià)的金屬,其平均原子量為26,則組成混合物的+2價(jià)金屬,其原子量一個(gè)大于26,一個(gè)小于26.代入選項(xiàng),在置換出氫氣的反應(yīng)中,顯+2價(jià)的有Zn,原子量為65,Fe原子量為56,Mg原子量為24,但對(duì)于Al,由于在反應(yīng)中顯+3價(jià),要置換出1mol氫氣,只要18克Al便夠,可看作+2價(jià)時(shí)其原子量為27/(3/2)=18,同樣假如有+1價(jià)的Na參與反應(yīng)時(shí),將它看作+2價(jià)時(shí)其原子量為23*2=46,對(duì)于Cu,因?yàn)樗�不能置換出H2,所以可看作原子量為無(wú)窮大,從而得到A中兩種金屬原子量均大于26,C中兩種金屬原子量均小于26,所以A,C都不符合要求,B中Al的原子量比26小,Zn比26大,D中Mg原子量比26小,Cu原子量比26大,故B,D為應(yīng)選答案.

　　3.極限法.極限法與平均值法剛好相反,這種方法也適合定性或定量地求解混合物的組成.根據(jù)混合物中各個(gè)物理量(例如密度,體積,摩爾質(zhì)量,物質(zhì)的量濃度,質(zhì)量分?jǐn)?shù)等)的定義式或結(jié)合題目所給條件,將混合物看作是只含其中一種組分A,即其質(zhì)量分?jǐn)?shù)或氣體體積分?jǐn)?shù)為100%(極大)時(shí),另一組分B對(duì)應(yīng)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)或氣體體積分?jǐn)?shù)就為0%(極小),可以求出此組分A的某個(gè)物理量的值N1,用相同的方法可求出混合物只含B不含A時(shí)的同一物理量的值N2,而混合物的這個(gè)物理量N平是平均值,必須介于組成混合物的各成分A,B的同一物理量數(shù)值之間,即N1

　　[例5]4個(gè)同學(xué)同時(shí)分析一個(gè)由KCl和KBr組成的混合物,他們各取2.00克樣品配成水溶液,加入足夠HNO3后再加入適量AgNO3溶液,待沉淀完全后過(guò)濾得到干燥的鹵化銀沉淀的質(zhì)量如下列四個(gè)選項(xiàng)所示,其中數(shù)據(jù)合理的是

　　A.3.06g B.3.36g C.3.66g D.3.96

　　本題如按通常解法,混合物中含KCl和KBr,可以有無(wú)限多種組成方式,則求出的數(shù)據(jù)也有多種可能性,要驗(yàn)證數(shù)據(jù)是否合理,必須將四個(gè)選項(xiàng)代入,看是否有解,也就相當(dāng)于要做四題的計(jì)算題,所花時(shí)間非常多.使用極限法,設(shè)2.00克全部為KCl,根據(jù)KCl-AgCl,每74.5克KCl可生成143.5克 AgCl,則可得沉淀為(2.00/74.5)*143.5=3.852克,為最大值,同樣可求得當(dāng)混合物全部為KBr時(shí),每119克的KBr可得沉淀 188克,所以應(yīng)得沉淀為(2.00/119)*188=3.160克,為最小值,則介于兩者之間的數(shù)值就符合要求,故只能選B和C.

　　4.估算法.化學(xué)題尤其是選擇題中所涉及的計(jì)算,所要考查的是化學(xué)知識(shí),而不是運(yùn)算技能,所以當(dāng)中的計(jì)算的量應(yīng)當(dāng)是較小的,通常都不需計(jì)出確切值,可結(jié)合題目中的條件對(duì)運(yùn)算結(jié)果的數(shù)值進(jìn)行估計(jì),符合要求的便可選取.

　　[例6]已知某鹽在不同溫度下的溶解度如下表,若把質(zhì)量分?jǐn)?shù)為22%的該鹽溶液由500C逐漸冷卻,則開(kāi)始析出晶體的溫度范圍是

　　溫度(0C) 0 10 20 30 40

　　溶解度(克/100克水) 11.5 15.1 19.4 24.4 37.6

　　A.0-100C B.10-200C C.20-300C D.30-400C