如何用數(shù)軸解化學(xué)討論型計(jì)算題

文煒明

在化學(xué)計(jì)算題中有時(shí)會(huì)出現(xiàn)討論型試題，即當(dāng)兩種反應(yīng)物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，由于參加反應(yīng)的量不同而引起產(chǎn)物不同時(shí)，需要對(duì)反應(yīng)物之間的量進(jìn)行討論。比如C在O2中燃燒，H2S在O2的燃燒，CO2氣體通入NaOH溶液中等。在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生用數(shù)軸法解此類習(xí)題，效果很好。

用數(shù)軸法解此類習(xí)題，一般需要按下列步驟去做：

1寫出可能發(fā)生的反應(yīng)方程式，確定出恰好反應(yīng)的量；

2畫數(shù)軸，確定變量，根據(jù)反應(yīng)物質(zhì)的量之間的關(guān)系在數(shù)軸上找出特殊點(diǎn)；

3判斷各特殊點(diǎn)、各區(qū)間內(nèi)的物質(zhì)各是什么；

4確定討論范圍；

5根據(jù)題意列方程求解。

【例】將a mol H2S和1mol O2置于一個(gè)容積可變的容器內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)。在120℃、101KPa下測(cè)得反應(yīng)前后容器內(nèi)氣體密度分別是d1和d2。若a的取值不同，則H2S的氧化產(chǎn)物可能有三種情況：

（1） 全部是SO2，此時(shí)a的取值范圍是。

（2） 全部是S，此時(shí)a的取值范圍是，并且d1d2。（填大于、小于或等于）

（3） 部分是SO2，部分是S，此時(shí)a的取值范圍是，反應(yīng)生成的SO2的物質(zhì)的量為mol，容器內(nèi)氣體物質(zhì)的量總和為mol。（用含a的代數(shù)式表示）（1996年高考第36題）

（2）建立數(shù)軸，在數(shù)軸上找到2和2/3兩個(gè)特殊的點(diǎn)。

（3）判斷各特殊點(diǎn)、各區(qū)間內(nèi)的物質(zhì)各是什么。

（4）討論計(jì)算：根據(jù)數(shù)軸，作定量判斷。

①當(dāng)a≤2/3時(shí)，氧化產(chǎn)物只有SO2；

②當(dāng)a≥2時(shí)，氧化產(chǎn)物只有S，此時(shí)d1大于d2；

③當(dāng)2/3

（5）對(duì)于SO2的量可根據(jù)上述方程式設(shè)量計(jì)算為1-a/2；容器內(nèi)共有氣體1+a/2。

由此，我們可以看到，一條小小的數(shù)軸把數(shù)學(xué)知識(shí)與化學(xué)問題有機(jī)地結(jié)合起來，幫助學(xué)生建立了新的解題思維途徑，這對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)方法的培養(yǎng)是有很大幫助的。

練習(xí)：向300mL KOH溶液中緩慢通入一定量的CO2氣體，充分反應(yīng)后，在減壓低溫下蒸發(fā)溶液，得到白色固體，請(qǐng)回答下列問題：

（1） 由于CO2通入量的不同，所得到的白色固體的組成也不同，試推斷會(huì)有幾種可能的組成，并列出。

（2） 若通入CO2氣體的體積為224mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況），得到119克白色固體。請(qǐng)通過計(jì)算確定此白色固體是由哪些物質(zhì)組成的，其質(zhì)量各為多少？所用的KOH溶液的物質(zhì)的量濃度為多少？

參考答案：（1）有4種可能；KOH和K2CO3， K2CO3， K2CO3和KHCO3，KHCO3；（2）固體由K2CO3和KHCO3組成，其中K2CO369克，KHCO3 5克；KOH的物質(zhì)的量濃度為0.5mol/L。

（責(zé)任編輯羅艷）