高一化學解題方法之：計算題如何“對癥下藥”？(2)

　　1.商余法:這種方法主要是應用于解答有機物(尤其是烴類)知道分子量后求出其分子式的一類題目.對于烴類,由于烷烴通式為CnH2n+2,分子量為14n+2,對應的烷烴基通式為CnH2n+1,分子量為14n+1,烯烴及環烷烴通式為CnH2n,分子量為14n,對應的烴基通式為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,對應的烴基通式為CnH2n-3,分子量為14n-3,所以可以將已知有機物的分子量減去含氧官能團的式量后,差值除以14(烴類直接除14),則最大的商為含碳的原子數(即n值),余數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,生成0.2克氫氣,則此醇的同分異構體數目為

　　A.6個 B.7個 C.8個 D.9個

　　由于一元醇只含一個-OH,每mol醇只能轉換出1/2molH2,由生成0.2克H2推斷出14克醇應有0.2mol,所以其摩爾質量為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,應取商為4,余為-1,代入分子量通式,應為4個碳的烯烴基或環烷基,結合"直鏈",從而推斷其同分異構體數目為6個.

　　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.根據混合物中各個物理量(例如密度,體積,摩爾質量,物質的量濃度,質量分數等)的定義式或結合題目所給條件,可以求出混合物某個物理量的平均值,而這個平均值必須介于組成混合物的各成分的同一物理量數值之間,換言之,混合物的兩個成分中的這個物理量肯定一個比平均值大,一個比平均值小,才能符合要求,從而可判斷出混合物的可能組成.

　　[例4]將兩種金屬單質混合物13g,加到足量稀硫酸中,共放出標準狀況下氣體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

　　將混合物當作一種金屬來看,因為是足量稀硫酸,13克金屬全部反應生成的11.2L(0.5摩爾)氣體全部是氫氣,也就是說,這種金屬每放出1摩爾氫氣需 26克,如果全部是+2價的金屬,其平均原子量為26,則組成混合物的+2價金屬,其原子量一個大于26,一個小于26.代入選項,在置換出氫氣的反應中,顯+2價的有Zn,原子量為65,Fe原子量為56,Mg原子量為24,但對于Al,由于在反應中顯+3價,要置換出1mol氫氣,只要18克Al便夠,可看作+2價時其原子量為27/(3/2)=18,同樣假如有+1價的Na參與反應時,將它看作+2價時其原子量為23*2=46,對于Cu,因為它不能置換出H2,所以可看作原子量為無窮大,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.根據混合物中各個物理量(例如密度,體積,摩爾質量,物質的量濃度,質量分數等)的定義式或結合題目所給條件,將混合物看作是只含其中一種組分A,即其質量分數或氣體體積分數為100%(極大)時,另一組分B對應的質量分數或氣體體積分數就為0%(極小),可以求出此組分A的某個物理量的值N1,用相同的方法可求出混合物只含B不含A時的同一物理量的值N2,而混合物的這個物理量N平是平均值,必須介于組成混合物的各成分A,B的同一物理量數值之間,即N1

　　[例5]4個同學同時分析一個由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,待沉淀完全后過濾得到干燥的鹵化銀沉淀的質量如下列四個選項所示,其中數據合理的是

　　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,可以有無限多種組成方式,則求出的數據也有多種可能性,要驗證數據是否合理,必須將四個選項代入,看是否有解,也就相當于要做四題的計算題,所花時間非常多.使用極限法,設2.00克全部為KCl,根據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,同樣可求得當混合物全部為KBr時,每119克的KBr可得沉淀 188克,所以應得沉淀為(2.00/119)*188=3.160克,為最小值,則介于兩者之間的數值就符合要求,故只能選B和C.

　　4.估算法.化學題尤其是選擇題中所涉及的計算,所要考查的是化學知識,而不是運算技能,所以當中的計算的量應當是較小的,通常都不需計出確切值,可結合題目中的條件對運算結果的數值進行估計,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,若把質量分數為22%的該鹽溶液由500C逐漸冷卻,則開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