高中化学重要解题方法的解读--守恒法_高中化学论文

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以定量的角度观察绚丽多彩的化学世界,其中有一个永恒的主题:守恒思想。如果我们在解决化学问题时能够巧妙的运用守恒法,往往能够避繁就简,取得事半功倍的效果。

高中化学常见守恒法有以下五种:

一、元素守恒:化学反应前后各元素的种类不变,各元素的原子(离子、原子团)个数不变,其物质的量、质量也不变。元素守恒包括质量守恒、物质的量守恒、原子守恒和离子守恒。

例1 (2008年广东汕头模拟)向一定量的Fe、FeO和的混合物中加入120 mL 4 moL/L的稀硝酸,恰好使混合物完全溶解,放出0.06 mol NO,往所得溶液中加入KSCN溶液,无血红色出现。若用足量的氢气在加热下还原相同质量的原混合物,能得到铁的物质的量为()

(A)0.24mol(B)0.21mol

(C)0.16mol(D)0.14mol

小结:元素守恒常应用于连步反应计算、复杂的化学方程式计算、有机物分子组成计算等,解题思路是将其看成一个体系,整体思维,着重分析过程的始态和终态,省略中间过程,从而找出守恒关系。这样可简化计算过程,一步得出结果。

二、电子守恒:在氧化还原反应中,还原剂失电子总数等于氧化剂得电子总数。因此,在化合价上表现为:化合价的升高和降低的总数相等。

例2 (2007年四川省)足量铜与一定量浓硝酸反应,得到硝酸铜溶液和、NO的混合气体,这些气体与1.68 L (标况)混合后通入水中,所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5mol/L NaOH溶液至恰好完全沉淀,则消耗NaOH溶液的体积是()

(A)60mL(B)45mL

(C)30mL(D)15mL

变式 (2008年海南省)锌与很稀的硝酸反应生成硝酸锌、硝酸铵和水。当生成1 mol硝酸锌时,被还原的硝酸的物质的量为()

(A)2mol (B)1mol

(C)0.5mol(D)0.25mol

答案为(D)。

小结:电子守恒法广泛应用于氧化还原反应的各种计算中,解题步骤:首先找到氧化剂、还原剂及其物质的量以及每摩尔氧化剂、还原剂得失电子数,然后根据电子得失守恒列等式,即可求解。

三、电荷守恒:在电解溶液中,阳离子所带的正电荷总数等于阴离子所带的负电荷总数。书写方法是:阳离子物质的量(或浓度)与其所带电荷数乘积的代数和等于阴离子物质的量(或浓度)与其所带电荷数乘积的代数和。

小结:质子守恒经常应用于电解质溶液中离子浓度关系的推断,它可由微粒的物料守恒和电荷守恒联立得到。溶液中离子浓度大小比较要综合运用电离平衡、盐类水解知识,经常应用三个守恒:电荷守恒、物料守恒、质子守恒。

五、能量守恒:一个化学反应,不论一步完成,还是分几步完成,只要始态、终态一样,其反应焓变都是一样的,即盖斯定律。

小结:根据盖斯定律,可以利用已知反应焓变求未知反应焓变,方法是:若一个化学方程式可由另外几个化学方程式相加减而得到,则该化学反应的焓变即为这几个化学反应焓变的代数和。

以上为使用守恒法解决一些问题的实例,细心体会就可以发现其中的妙处:运用守恒法解题,无须考查反应体系各成分间相互作用过程,也无须考查变化所需的具体途径,只需考查反应体系某些组分相互作用前后某种物理量的始态和终态,抓住恒量列式就可求解结果。这样可以使解题过程简化,解题效率提高,解题准确度提高。即守恒法用宏观的统揽全局的方式思考问题,不去探求某些细枝末节,直接抓住特有守恒关系,快速列式,从而巧妙地解答题目。

那么同学们在解题时,如何选择并应用上述守恒方法呢?首先必须明确每一种守恒法的特点、应用范围,然后挖掘题目中存在的守恒关系,最后巧妙地选取方法,正确地解答题目。总之,守恒法是一种中学化学典型的解题方法,是化学解题的金钥匙。

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