化學解題中假設(shè)的方法與技巧

　　化學解題中假設(shè)的方法與技巧

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　　假設(shè)是科學研究中常用的一種思維方法，也是化學解題中常用的技巧和策略，在創(chuàng)造性思維活動中占有重要地位。本文舉例談?wù)劵瘜W解題中常用的假設(shè)方法與技巧。

　　一、極端假設(shè)

　　極端法是化學計算中的技巧性解法，它適用于混合物的計算。這種方法的解題思路是假設(shè)只有混合物中的某一成分，通過計算得出兩個極端值，然后根據(jù)題目要求得出正確答案。

　　例1.Mg，F(xiàn)e，Al三種金屬的混合物與足量的稀H2SO4反應(yīng)，生成標準狀況下的2.8L的H2，則金屬混合物中三種金屬的物質(zhì)的量之和不可能的是（）

　　A.0.12mol B.0.15mol

　　C.0.08mol D.0.10mol

　　【分析】物質(zhì)的量相等的金屬與足量的酸反應(yīng)時產(chǎn)生H2的量只與金屬元素的化合價有關(guān)，而已知的三種金屬Mg，Al，F(xiàn)e，其中Mg，F(xiàn)e在反應(yīng)中均呈現(xiàn)+2價，可把它們都看成一種成分，Al在反應(yīng)中呈現(xiàn)+3價，把它看成另一種成分。則把該混合物轉(zhuǎn)化成+2價的金屬和+3價的金屬組成的混合物，然后用極端法來計算和判斷。

　　解：假設(shè)全部是Mg，F(xiàn)e，設(shè)它們的物質(zhì)的量之和為xmol，與產(chǎn)生的H2有如下關(guān)系：

　　Mg（Fe）……H2

　　1mol 22.4L

　　x2.8L 解得x=0.125mol

　　假設(shè)全是Al，設(shè)它的物質(zhì)的量為ymol，與產(chǎn)生的H2關(guān)系為：

　　2Al……3H2

　　2mol 3×22.4L

　　y 2.8L解得y=0.08mol

　　由于是以上兩種情況的混合物，故產(chǎn)生2.8L的H2時的混合物的物質(zhì)的量之和應(yīng)介于兩者之間，即小于0.125mol而大于0.08mol，

　　故符合題意的答案為（B）和（C）。

　　極端法假設(shè)解題可以給化學計算帶來極大的方便。利用這種方法解題時，應(yīng)注意有的答案包括了兩極端值，而有的答案則不包括兩極端值，這要根據(jù)題意靈活判斷。

　　二、中值假設(shè)

　　和極端假設(shè)相反，中值假設(shè)是選定變化過程中某點（如恰好反應(yīng)點等）的量值為參照，或假設(shè)結(jié)果為某一中間值，代入原題中，通過分析、推理，然后對結(jié)果做出正確判斷。尤其是對于某些結(jié)果為比值或含量的計算型選擇題比較方便。

　　例2.已知自然界中銥有兩種質(zhì)量數(shù)分別為191和193的同位素，而銥的平均原子量為192.22，這兩種同位素的原子個數(shù)比應(yīng)為（）。

　　A.39：61 B.61：39

　　C.1：1 D.39：11

　　【分析】本題一般用十字交叉法求解，解題中會遇到十分難以處理的數(shù)據(jù)運算。用選值假設(shè)，假設(shè)比為1：1，則銥元素的平均原子量為

=192＜192.22，說明兩種原子中193的原子個數(shù)要多于191的原子個數(shù)，比值要小于1：1，對照選項可知只能選A。

　　三、過程假設(shè)

　　過程假設(shè)即把實際較為復(fù)雜的變化過程假設(shè)為若干個簡單、理想的過程，并以其為參照，使問題變得簡捷明了，并得以解決。

　　例3.在一密閉容器中充入1mol NO2，建立如下平衡：2NO2?葑N2O4，

　　測得NO2的轉(zhuǎn)化率為a%，在其他條件不變下，再充入1mol NO2，待新平衡建立時，又測得NO2的轉(zhuǎn)化率為b%，則a與b的關(guān)系為（）

　　A.a>b B.a<b

　　C.a=b D.無法確定

　　【分析】直接判斷a與b的關(guān)系比較難，但可以假設(shè)一個中間過程Ⅱ。

 

　　易知Ⅰ與Ⅱ兩過程等效，NO2的轉(zhuǎn)化率均為a%，若將容器Ⅱ加壓，使容積減小到原來的一半，即與Ⅰ容積相等，因2NO2?葑N2O4，加壓時平衡向正反應(yīng)方向移動，故達新平衡后NO2的轉(zhuǎn)化率b%必大于a%。答案應(yīng)選B。

　　四、轉(zhuǎn)向假設(shè)

　　某些問題直接求解非常繁瑣，甚至無法求解，解題中我們可通過對題所給條件進行假設(shè)，使問題研究的方向、結(jié)論等發(fā)生改變，從側(cè)面或反向著手分析問題。

　　例4.將50%的硫酸溶液和10%的硫酸溶液等體積混合，所得溶液的質(zhì)量分數(shù)

　　A.大于30% B.小于30%

　　C.等于30% D.無法判斷

　　【分析】假設(shè)50%和10%兩硫酸溶液密度分別為d1和d2，并將它們等質(zhì)量（均為m）混合，所得溶液質(zhì)量分數(shù)為：

　　因為d1>d2，所以，兩溶液等體積混合時，50%硫酸溶液的質(zhì)量必大于10%硫酸溶液的質(zhì)量，混合后溶液質(zhì)量分數(shù)必大于30%，故（A）為答案。

　　五、賦值假設(shè)

　　所謂賦值假設(shè)，就是在無數(shù)據(jù)計算、字母討論及以比值形式作已知條件或求比值的問題中，抓住特點（如，反應(yīng)系數(shù)、比值等），賦予其一些具體的量值，化抽象為具體，使問題順利解決。

　　例5.向碘化鉀溶液中加入硝酸銀溶液，直到完全反應(yīng)為止，結(jié)果反應(yīng)后，溶液的質(zhì)量恰好等于反應(yīng)前碘化鉀溶液的質(zhì)量，則加入硝酸銀溶液的質(zhì)量百分濃度為 。

　　【分析】由反應(yīng)式KI+AgNO3=AgI+KNO3可知，析出碘化銀沉淀的質(zhì)量等于所加入硝酸銀溶液的總質(zhì)量，賦值假設(shè)有1mol碘化銀沉淀生成，則所加入的硝酸銀溶液中含AgNO3為1mol，每摩AgNO3質(zhì)量為170g，每摩AgI的質(zhì)量為235g，則所求硝酸銀溶液的質(zhì)量百分濃度為170÷235×100%=72.34%。本題原無明顯可用數(shù)據(jù)，通過賦值假設(shè)，可以正確求解。

　　以上列舉了化學解題中常用的幾種假設(shè)方法與技巧，它不僅是快速解題的需要，同時對培養(yǎng)創(chuàng)造性思維能力也大有幫助。在解題時，應(yīng)根據(jù)實際問題的具體條件進行靈活掌握，使假設(shè)的方法合理而又恰到好處，不必囿于一定模式，這樣才能使思維水平得以發(fā)展，逐步形成解題技能和技巧。

　　編輯 鄭 淼

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