高中化學(xué)解題中假設(shè)法的運用

喬紅亮

(江蘇省徐州市侯集高級中學(xué) 221121)

假設(shè)法指遇到待解決問題的時候，解題者可以在不違背題目本質(zhì)的前提下，增加或者減去一些條件，解題更方便.高中化學(xué)解題中的假設(shè)法是重要思想方法，是一種創(chuàng)新性的思維活動.

一、極值假設(shè)法

該方法是指經(jīng)過對研究對象的變化分析，提出的極值情況的假設(shè)，然后對此進(jìn)行分析，明確極值區(qū)間，最后對其作出選擇.極值假設(shè)法一般會因為條件的不足，不能求出精準(zhǔn)數(shù)值，但卻能有一個大概的范圍.極值假設(shè)法在解題過程中的步驟為：第一步，分析化學(xué)反應(yīng).第二步，合理進(jìn)行極值假設(shè).第三步，結(jié)合化學(xué)方程式計算，確定極值區(qū)間.第四步，最后選擇與判斷極值區(qū)間.極值假設(shè)法在化學(xué)解題中的運用，包括以下兩種情況.

1.判斷混合物的組成

很多問題求的是混合物組成，面對此學(xué)生往往無從下手，在此使用極值假設(shè)法就簡單的多.

例1 10 g含雜質(zhì)的碳酸鈣與足量的鹽酸反應(yīng)，產(chǎn)生0.1mol二氧化碳，以此可判斷雜質(zhì)可能是( ).

A.碳酸氫鉀與碳酸鎂 B.碳酸鉀與碳酸鈉

C.碳酸鎂與碳化硅 D.碳酸鈉與碳酸氫鉀

此問題只從題目很難算出或者推斷出雜質(zhì)的組成，在此使用極值假設(shè)法.先假設(shè)10g的物質(zhì)全是碳酸鈣，與鹽酸反應(yīng)生成的二氧化碳的量經(jīng)計算為0.1mol.選項中每一個都由兩種物質(zhì)組成.進(jìn)行極值假設(shè)法，可知道無論是哪一個選項，與足量鹽酸反應(yīng)生成的二氧化碳都是大于0.1mol的，如果都與選項中的另外一個物質(zhì)反應(yīng)，生成的二氧化碳都可能大于0.1mol，或者一個選項中的兩種物質(zhì)生成的二氧化碳都等于0.1mol，大致確定答案A.接著另外一種極值假設(shè)，即假設(shè)10g的物質(zhì)全是碳酸氫鉀，其與足量鹽酸反應(yīng)后，生成的二氧化碳為0.12mol.在此可知選項A不合理.同樣的方法可得到C和D選項也不合理，以此得到答案B.

2.求生成物的量的范圍與可能生成的量

例250mL 18mol/L的硫酸溶液中，放入足量的銅片，加熱后被還原的硫酸物質(zhì)的量為( ).

A.=0.85mol B.<0.45mol

C.>0.45mol，<0.9mol D.=0.9mol

二、賦值假設(shè)法

高中化學(xué)題目解答過程中，會因為題目涉及的知識點較多，要想解答就要有較高的解題水平，進(jìn)而教師要選擇多種題目供學(xué)生訓(xùn)練.很多問題的解答都可使用賦值假設(shè)法，直觀求解答案.特別是面對綜合性較強(qiáng)的問題中，沒有具體的數(shù)據(jù)，需要使用字母討論法，或者比值的形式，完成題目數(shù)據(jù)的分析.面對此類題目，教師要引導(dǎo)學(xué)生多探索題目中的重點，特別是反應(yīng)系數(shù)的比值.這樣在解題中，可以賦以對應(yīng)數(shù)值后，就可將題目中抽象的元素結(jié)合在一起，建立形象直觀化的解題結(jié)構(gòu)，一定程度提升解題能力.另外實際解題的時候，還可依據(jù)適合的標(biāo)準(zhǔn)，有步驟、依次進(jìn)行.如先認(rèn)真閱讀問題，分析與標(biāo)注本質(zhì)條件.然后分析可行的解題方法，選擇適合解題思路.接著解讀題目中的變量與不變量，確定量化指標(biāo)，保證后期的賦值操作更有意義，更好梳理化學(xué)題目.最后整合條件，列出賦值方程式，進(jìn)而實施計算.

例3鋅與稀硝酸的物質(zhì)的量比為2∶5，若硝酸被還原的產(chǎn)物為N2O，反應(yīng)后鋅無剩余，以此可知化學(xué)反應(yīng)中被還原與未被還原的硝酸的量之比為( ).

此問題中先根據(jù)反應(yīng)的物質(zhì)的量的比2∶5，假設(shè)有2mol的鋅參與反應(yīng)，且因為鋅無剩余，依據(jù)化學(xué)方程式可得到生成了2mol的硝酸鋅，以此可知還有4mol的硝酸根沒有參加化學(xué)反應(yīng)，再從電子守恒角度分析，得到2×n(Zn)=n(HNO3)×4，可知硝酸的物質(zhì)的量為1mol，即有1mol的硝酸被還原，以此得到結(jié)論：1∶4.

例4相同溫度與壓力下，3個相同的燒瓶裝滿HCl、NH3、NO2氣體，將燒瓶倒立放在水槽中充分反應(yīng)后，塞上燒瓶口塞并取出，若燒瓶中溶液中的溶質(zhì)未擴(kuò)散，求得到3種溶液的物質(zhì)的量的濃度比( ).

面對這種無數(shù)值的直接計算，或者直接以字母、比值為已知條件解決的問題，若能賦予適合的數(shù)值假設(shè)計算，就將抽象的知識轉(zhuǎn)化為具體的內(nèi)容進(jìn)行計算，進(jìn)而快速解題.具體做題賦值的時候，會依據(jù)題目給定的具體條件，對無數(shù)值的部分賦值為x或者y，也可直接賦值為1.如遇到比值類的計算題，可對比值賦值.但若是氣體體積，可以直接賦值22.4L，即1mol.總的來說，賦值方法很靈活，可以以題目給出的條件決定.

三、等效假設(shè)法

化學(xué)反應(yīng)中的可逆反應(yīng)，無論是從正反應(yīng)還是從逆反應(yīng)分析，相同條件下都可達(dá)到平衡的狀態(tài)，此就是等效平衡，依據(jù)化學(xué)平衡這一特點，實施假設(shè).詳細(xì)來說，等效假設(shè)法在題目含義不變前提下，對題目中的變化過程進(jìn)行改造，變?yōu)榕c題意等效的過程，以此得到簡化解決問題的方法，利用此等效轉(zhuǎn)化可以解決關(guān)于化學(xué)平衡的難題.

(1)若甲乙為恒容容器，x為( )；

(2)若甲乙為恒壓容器，x為( )；

(3)若x=3，甲為恒容容器，乙為恒壓容器，求兩者中C的量較多的是( ).

上面幾種例題中都是通過不同假設(shè)法進(jìn)行解答，可見假設(shè)法在高中化學(xué)題目解答過程中很重要，值得深入探索.