借助假設(shè)思路 解答化學(xué)難題

程 躍

(河北省唐山市第十二高級中學(xué) 063000)

為了更科學(xué)合理高效的解答高中化學(xué)難題，本文從極端假設(shè)、等效假設(shè)、變量假設(shè)、途徑假設(shè)、反向假設(shè)等五個方向解讀，讓學(xué)生更好掌握解題技巧.

一、借助極端假設(shè)思路，學(xué)生快速求出答案

極端假設(shè)就是結(jié)合題中給出的信息，采取一種或者多種極端假設(shè)，再對分類討論這些假設(shè)，然后判定出答案所處的范圍區(qū)間，這通常用來求解范圍類的試題，而且不具體要求所求數(shù)值.在高中化學(xué)解題教學(xué)中，教師可以指導(dǎo)學(xué)生借助極端假設(shè)思路，處理化學(xué)反應(yīng)的生成物的量的范圍與混合物的組成等試題，或者在選擇題中使用，推動他們快速求出答案.

例1在一定條件下，CO和水蒸氣在密閉容器中能夠發(fā)生反應(yīng)生成CO2與H2，當(dāng)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)時，測得容器內(nèi)CO2的物質(zhì)的量為0.6mol，已知在最開始情況下，CO的物質(zhì)的量為1mol，然后又往容器內(nèi)加入4mol的水蒸氣，則達到二次平衡時容器內(nèi)CO2的物質(zhì)的量為( ).

A.0.6mol B.1mol

C.>0.6mol,<1mol D.>1mol

分析這明顯是一道范圍性題目，與眾不同的是該反應(yīng)是一個可逆反應(yīng)，在平衡狀態(tài)，如果增加反應(yīng)物的濃度反應(yīng)平衡就會向正方向移動，在本題中，只是增加水蒸氣，并沒有增加CO，雖然水蒸氣的濃度會變大，但是CO的濃度保持不變，隨即平衡正向移動，CO的轉(zhuǎn)化率會提高，但不會完全反應(yīng).此時可假設(shè)CO完全反應(yīng)，1mol的一氧化碳能夠生產(chǎn)1mol的CO2，能夠判斷出CO2的實際值一定在0.6mol至1mol之間，故選C.

如此，學(xué)生發(fā)現(xiàn)題目中第一次達到平衡反應(yīng)后，又加入水蒸氣，平衡向正向移動，能夠得出二氧化碳的物質(zhì)的量變大，不過難以確定具體的量，而借助假設(shè)法能輕松求出答案.

二、借助等效假設(shè)思路，促使學(xué)生順利求解

在高中化學(xué)解題訓(xùn)練中，部分試題中會涉及到較為復(fù)雜的混合物，假如直接計算每一種物質(zhì)的量，不僅解題過程繁瑣，運算量較大，還導(dǎo)致錯誤情況頻出.在處理這類高中化學(xué)試題時，教師可以提示學(xué)生使用等效假設(shè)思考解析題意，使其用真實且不存在，但是又簡單的分子式將題目中復(fù)雜的分子式替換掉，達到化難為易的效果，促使他們快速求出準確答案.

例2在某混合物中有MgO、MgSO4與MgHPO43種物質(zhì)，其中Mg的質(zhì)量分數(shù)是33%，求氧的質(zhì)量分數(shù).

分析假如直接計算這3種物質(zhì)的量，再計算其中氧的質(zhì)量分數(shù)無法求解.學(xué)生可借助等效假設(shè)思路，對題目中3種物質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)進行分析，把原有混合物等效替代成MgO與SO3、HPO3兩種組合，其中MgO與SO3、HPO3的質(zhì)量分數(shù)相同，可以等效成一種，再根據(jù)鎂的質(zhì)量分數(shù)，及各物質(zhì)中鎂與氧的比例，分別計算出每一種組合中氧的質(zhì)量分數(shù)，相加之后得到答案.

上述案例，教師提醒學(xué)生借助等效假設(shè)思路重新處理題目內(nèi)容，將三種物質(zhì)進行等效替代，使其獲得清晰明了的解題思路，讓他們先分別計算出氧元素的質(zhì)量分數(shù)，再想加求解.

三、借助變量假設(shè)思路，方便學(xué)生準確求解

化學(xué)是一門以研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)、組成、性質(zhì)、變化、反應(yīng)和用途為主的學(xué)科，在解題訓(xùn)練中，通常會遇到一些變化量，包括物質(zhì)的量、體積和重量等，如果涉及到的量較大，就會形成難題.這時高中化學(xué)教師可指引學(xué)生借助變量假設(shè)思路，以題目中的參照量為假設(shè)對象，把某個變化的量當(dāng)作參照量，以此為基礎(chǔ)進一步分析和計算，方便他們求出準確的結(jié)果.

例3現(xiàn)有一個封閉的容器，里面是NaOH與NaHCO3的混合物，質(zhì)量為18.4g，加熱后達到280℃時能夠充分反應(yīng)，還會產(chǎn)生氣體后排除，當(dāng)反應(yīng)結(jié)束以后容器內(nèi)剩余的固體質(zhì)量為16.6g，原混合物中的NaOH質(zhì)量是多少？

在上述案例中，學(xué)生借助化學(xué)反應(yīng)中出現(xiàn)的變量確定假設(shè)思路，判斷出具體發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，找準題目中量與量間的關(guān)系，把變化復(fù)雜的問題變得更具確定性，讓他們準確求解.

四、借助途徑假設(shè)思路，反應(yīng)化陌生為熟悉

在高中化學(xué)教學(xué)過程中，解題訓(xùn)練是一大重點，解題思路的鍛煉更是重中之重，教師除講授基本是解題思想、運算方法和思路外，還需關(guān)注解題思路的滲透.其中在假設(shè)法訓(xùn)練中，高中化學(xué)教師可以引導(dǎo)學(xué)生借助途徑假設(shè)思路分析部分較為特殊的題目，主要用來處理比較陌生的化學(xué)反應(yīng)類試題，使其運用熟悉的化學(xué)反應(yīng)進行代替，實現(xiàn)由陌生到熟悉的效果.

例4在A容器中有1g的二氧化硫與1g的氧氣，B容器中則有2g的二氧化硫與2g的氧氣，已知A、B兩個容器的溫度與體積都相同，當(dāng)兩個容器中的反應(yīng)都處于平衡狀態(tài)時，那么哪個容器中二氧化硫的轉(zhuǎn)化率更加高一些？

解析學(xué)生解決該類題目時，應(yīng)當(dāng)先假容器A中的體積為V，再結(jié)合題目中的信息將B容器的體積假設(shè)成為2V，目的為保持兩個容器中反應(yīng)物的濃度一致，當(dāng)均處于平衡狀態(tài)時，二氧化硫的轉(zhuǎn)化率就一致.但是學(xué)生根據(jù)題意得知事實上并非如此，他們發(fā)現(xiàn)A、B兩個容器的體積一樣，這就表明在初始條件一樣的兩個反應(yīng)當(dāng)中，容器B中的體積將會變小，據(jù)此判定出平衡向正方向移動，這表明容器B中的二氧化硫轉(zhuǎn)化率更高一些.

對于上述案例，教師引導(dǎo)學(xué)生借助反應(yīng)途徑找到假設(shè)思路，通過熟悉的化學(xué)反應(yīng)過程代替題目中給出的反應(yīng)過程，順利實現(xiàn)由陌生向熟悉的過渡，幫助他們更快的求出準確結(jié)果.

五、借助反向假設(shè)思路，鍛煉學(xué)生逆向思維

反向假設(shè)法又稱逆向推理法，即為把題目中的結(jié)論與條件位置互換，從結(jié)論出發(fā)往回推導(dǎo)，結(jié)合條件得出答案的一種假設(shè)方法.在高中化學(xué)解題教學(xué)中，當(dāng)遇到一些難度較大的題目時，學(xué)生一時之間很難下手，不知道如何辦，教師可引領(lǐng)他們運用題目中給出的問題進行反向假設(shè)，從問題向已知條件推導(dǎo)，使其通過觀察問題和假設(shè)得到鍛煉，鍛煉逆向思想.

例5把體積一樣、質(zhì)量分數(shù)分別是10%、50%的硫酸溶液混合在一起，那么最終得到的硫酸溶液的質(zhì)量分數(shù)為( )

A.=30% B.>30% C.<30% D.無法確定

解析學(xué)生從正面視角發(fā)現(xiàn)難以求解，無法準確判出斷結(jié)果，這時教師可提示他們從反向角度切入，借助反向假設(shè)尋找解題思路.具體來說，學(xué)生先假設(shè)質(zhì)量分數(shù)是10%的硫酸溶液密度為a1，質(zhì)量分數(shù)為50%的硫酸溶液密度是a2，質(zhì)量都是m，則混合以后的質(zhì)量分數(shù)就為(10%m+50%m)/2m，由于兩種硫酸溶液的質(zhì)量一樣、密度不一樣，所以體積也不一樣，質(zhì)量分數(shù)是50%的硫酸溶液體積要比10%的體積小，假設(shè)是等體積進行混合，那么需要加入的質(zhì)量分數(shù)是50%的硫酸溶液要比10%的多，故加入后的質(zhì)量分數(shù)要比30%大.

針對上述案例，教師引導(dǎo)學(xué)生從反向角度展開思考，借助反向假設(shè)思路分析題目內(nèi)容，使其反向推導(dǎo)，利用給出的結(jié)論來分析條件，讓他們結(jié)合條件是否成立來判斷結(jié)論的正誤.

在高中化學(xué)解題教學(xué)實踐中，處理難題時，教師需適當(dāng)減少題目的數(shù)量，而把側(cè)重點放在習(xí)題質(zhì)量和解題技能的訓(xùn)練方法，教導(dǎo)學(xué)生學(xué)會靈活借助假設(shè)思路解析題目內(nèi)容，使其根據(jù)具體題型確定相應(yīng)的假設(shè)思路，讓他們高效的解答難題.