选择合适的解题方法

选择合适的解题方法

选择合适的解题方法

选用合适的方法解计算题，不但可以缩短解题的时间，还有助于减小计算过程中的运算量，尽可能地降低运算过程中出错的机会。例如下题，有两种不同的解法，相比之下，不难看出选取合适方法的重要性。

例1　30mL一定浓度的硝酸溶液与5．12g铜片反应，当铜片全部反应完毕后，共收集到气体2．24L（S．T．P），则该硝酸溶液的物质的量浓度至少为

A．9mol／L　B．8mol／L　C．5mol／L　D．10mol／L

解：给出两种解法作为比较。

（1）因为题目中未指明硝酸是浓或稀，所以产物不能确定，根据铜与硝酸反应的两个方程式：

3Cu＋8HNO₃（稀）3Cu（NO₃）₂＋2NO↑＋4H₂O

Cu＋4HNO₃（浓）Cu（NO₃）₂＋2NO₂↑＋2H₂O

可以设参与第一个反应的Cu为x mol，则反应生成的NO气体为2x／3mol，反应消耗的硝酸为8x／3mol；再设参与第二个反应的Cu为y mol，则反应生成的NO₂气体为2y mol，反应消耗的硝酸为4y mol，从而可以列出方程组

（x＋y）×64＝5．12；［（2／3）x＋2y］×22．4＝2．24

求得

x＝0．045mol，y＝0．035mol

所耗硝酸为

8x／3＋4y＝0．26mol

其浓度为（0．26／0．03）mol／L，在8～9之间，只能选A。

（2）按质量守恒定律，因铜只与硝酸完全反应生成Cu^2＋，则产物应为硝酸铜，而且其物质的量与原来的铜片一样，均为：

5．12／64＝0．08（mol）

从产物的化学式Cu（NO₃）₂可以看出，参与复分解反应提供的HNO₃有：

2×0．08＝0．16（mol）

而反应的气态产物，无论是NO还是NO₂，每一个分子都含有一个N原子，则气体的摩尔数就等于参与氧化还原反应的HNO₃的摩尔数，所以每消耗1mol的HNO₃都产生22．4L气体（可以是NO或NO₂甚至是两者的混合物）。现有气体2．24L，即有0．1mol的HNO₃参与了氧化还原反应，故所耗硝酸为：

0．16＋0．1＝0．26（mol）

其浓度为（0．26／0．03）mol／L，在8～9之间，只能选A。

从以上两种方法可以看出，本题是选择题，只要求出结果即可，而不论方式及解题规范。此题的关键之处在于能否熟练应用质量守恒定律，第二种方法运用了守恒法，所以运算量要少得多，也不需要先将化学方程式列出、配平，从而大大缩短了解题时间，更避免了因不知按哪一个方程式来求硝酸的量所导致的恐慌。

例2　在一个6升的密闭容器中，放入3升X（气）和2升Y（气），在一定条件下发生反应：4X（气）＋3Y（气）2Q（气）＋nR（气），达到平衡后，容器内温度不变，混合气体的压强比原来增加5%，X的浓度减小1／3，则该反应方程式中的n值是

A．3　B．4　C．5　D．6

解：本题考查的是关于化学平衡的内容，给出三种解法。

（1）抓住“X浓度减少1／3”，结合化学方程式的系数比等于体积比，可分别列出各物质的始量、变化量和终量：

由以上关系式可知，平衡后（终态）混合气体的体积为：

（2＋1．25＋0．5＋0．25n）L＝0．25（15＋n）L

按题意“混合气体的压强比原来增加5%”，即：

0．25（15＋n）－5＝5×5%

求得n＝6。

这是遵循化学平衡规律，按部就班的规范做法。虽肯定能算出正确答案，但没把握住“选择题，不问过程，只要结果”的特点，当计算题来做，普通学生起码要用5分钟完成，花时间较多。

（2）选用差量法：因混合气体压强比原来增加5%，即混合气体的体积增加了（2＋3）×5%＝0．25L；根据方程式，4X＋3Y只能生成2Q＋nR，即每4体积X反应，总体积改变量为：

（2＋n）－（4＋3）＝n－5

现有1／3×3L＝1L的X反应，则总体积改变量为：

1L×0．25（n－5）＝0．25L

从而求出n＝6。

运用了差量法，以含n的体积变量（差量）来建立等式，虽算出结果，还是未能充分利用“选择”特点，用时要1分钟左右。

（3）抓住条件“混合气体的压强比原来增加5%”，得出反应由X＋Y开始时，平衡必定先向右移，生成了Q和R之后，压强增大，说明正反应肯定是体积增大反应，则反应方程式中X与Y的系数之和必小于Q与R的系数之和，所以4＋3＜2＋n，得出n＞5，在四个选项中只有D中n＝6符合要求，为应选答案。

所以，如果对平衡移动与体积变化的关系理解透彻，不用半分钟就可得出唯一正确的答案。

由此可见，在计算过程中针对题的特点选用不同的解题方法，往往有助于减少运算过程所消耗的时间及出错的机会，收到快速、准确解题的效果。