高中化學(xué)解題中數(shù)學(xué)方法的應(yīng)用探究

沈 浩

(浙江省安吉縣孝豐高級(jí)中學(xué) 313301)

化學(xué)考試說(shuō)明指出，教師應(yīng)該注重對(duì)學(xué)生思維能力的考察.詳細(xì)來(lái)說(shuō)，主要是要求教師在實(shí)踐教學(xué)中將化學(xué)問(wèn)題變?yōu)閿?shù)學(xué)問(wèn)題，借助數(shù)學(xué)教學(xué)方法，驗(yàn)算和推理，以此提高學(xué)生們的化學(xué)知識(shí).由此不難看出，這個(gè)要求是相當(dāng)?shù)母?，多?shù)學(xué)生都無(wú)法將其完成.鑒于此，高中化學(xué)教師在開(kāi)展實(shí)踐教學(xué)中，應(yīng)注重根據(jù)學(xué)生們的實(shí)際學(xué)習(xí)情況，合理的分析學(xué)生在此過(guò)程中遇到的問(wèn)題，并將他們遇到的問(wèn)題進(jìn)行解決.

一、高中化學(xué)解題中應(yīng)用數(shù)學(xué)方法的意義

高中化學(xué)教師在解題教學(xué)中，將數(shù)學(xué)學(xué)科的思想方法應(yīng)用其中，既可以培養(yǎng)學(xué)生的解題思路，又可以將其自身的作用發(fā)揮的淋漓盡致.此外，化學(xué)教師要想將化學(xué)課本中的抽象的知識(shí)變?yōu)閿?shù)學(xué)知識(shí)，就需要借助數(shù)學(xué)教學(xué)工具，解決化學(xué)知識(shí).具體而言，化學(xué)教師將數(shù)學(xué)思想運(yùn)用到化學(xué)教學(xué)中，既符合新課改的要求，促使學(xué)生的綜合能力得到提升，又可以促使學(xué)生形成綜合的知識(shí)體系.

二、高中化學(xué)解題中應(yīng)用數(shù)學(xué)方法應(yīng)用范例

1.運(yùn)用數(shù)學(xué)計(jì)算解決相關(guān)化學(xué)問(wèn)題

例1在100mL 0.1mol/L的AgNO3溶液中加入100mL溶有2.08g BaCl2的溶液，再加入100mL溶有0.01mol CuSO4·5H2O的溶液，充分反應(yīng)(Ag2SO4微溶，AgCl、BaSO4比Ag2SO4更易沉易沉淀).

下列說(shuō)法中正確的是( ).

A.最終得到白色沉淀和無(wú)色溶液

B.最終得到白色沉淀是等物質(zhì)的量的兩種化合物的混合物

C.在最終得到的溶液中，Cl-的物質(zhì)的量為0.02mol

D、在最終得到的溶液中，c(Cu2+)=0.01mol/L

分析溶液中發(fā)生的離子方程式以及現(xiàn)象分別是：

生成0.01mol白色沉淀；

生成0.01mol白色沉色沉淀，溶液呈藍(lán)色，剩余的Cl-的物質(zhì)的量為0.01mol.

B項(xiàng)，最終得到的白色沉淀是等物質(zhì)的量AgCl和BaSO4兩種沉淀物的混合物，因此B選項(xiàng)是正確的.

例2某玻璃廠生產(chǎn)普通玻璃，其組成為(質(zhì)量分?jǐn)?shù))：Na2O 13%,CaO 11.7%,SiO27.53%.

(1)請(qǐng)以氧化物組成的形式表示該玻璃的化學(xué)式.

(2)制造這種玻璃的原料是石灰石、純堿和石英.若該廠每天生產(chǎn)10t玻璃，石灰石的的利用率按80%計(jì)算，純堿和石英的利用率按95%計(jì)算，每月(按31天計(jì)算)至少需要上述原料的質(zhì)量是多少？

分析(1)Na2O、CaO、SiO2物質(zhì)的量之比：

0.13/62∶0.117/56∶0.753/60=0.0021∶0.0021∶0.0126=1∶1∶6

所以以氧化物組成的形式表示該玻璃的化學(xué)式Na2O·CaO·6SiO2

(2)10t玻璃含CaO 1.17t、Na2O、1.3t、SiO27.53t

需要石灰石(1.17×100/56)/80%×31=81.0t

需要純堿(1.3×106/62)/95%×31=72.5t

需要石英7.53/95%×31=245.7t

例3某有機(jī)化合物A對(duì)H2的相對(duì)密為29，燃燒該有2.9g，生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下3.36L二氧化碳，氣體密度為1.963.

(1)求該有機(jī)物的分子式.

(2)取0.58g該有機(jī)化合物與足量銀氨溶液反應(yīng)，析出金屬銀2.16g.寫出該化合物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式.

2.幾何和分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系

例4已知某碳?xì)浠衔顰的分子中有6個(gè)碳原子，每個(gè)碳原子都以3個(gè)鍵長(zhǎng)相等的單鍵分別跟其他3個(gè)碳原子相連，形成2個(gè)90°的碳-碳-碳鍵角和1個(gè)60°的碳-碳-碳鍵角.根據(jù)以上事實(shí)判斷：

(1)A的化學(xué)式是( ).

(2)分子中有沒(méi)有碳碳雙鍵.

(3)A的結(jié)構(gòu)可以表示成什么.

分析根據(jù)“某碳?xì)浠衔顰的分子中有6個(gè)碳原子，每個(gè)碳原子都以3個(gè)鍵長(zhǎng)相等的單鍵分別跟其他3個(gè)碳元素相連，形成2個(gè)90°的碳-碳-碳鍵角和1個(gè)60°思維碳-碳-碳鍵角”可以得知：該分子是立體分子，且每一個(gè)碳原子的剩余價(jià)鍵為1個(gè).因此：

(1)A的化學(xué)式為C6H6.

(2)分子中沒(méi)有碳碳雙鍵.

(3)又由3個(gè)C-C鍵間的夾角決定A的結(jié)構(gòu)應(yīng)為：以正三角形為底面的正三棱柱.

數(shù)學(xué)研究的是空間的形式和數(shù)量關(guān)系，因此，數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)不僅是學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的前提，還是他們學(xué)習(xí)化學(xué)的重要工具，尤其是化學(xué)學(xué)習(xí)到高中階段，學(xué)生在知識(shí)和能力上都有了一定的儲(chǔ)備.鑒于此，高中化學(xué)教師在開(kāi)展化學(xué)教學(xué)過(guò)程中，將數(shù)學(xué)方法融入到化學(xué)知識(shí)課本上，既可以促使學(xué)生從數(shù)學(xué)角度學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)，又可以取得良好的教學(xué)效果.