化学计算是从定理的角度来显示物质的性质和变化规律,它与化学基本概念、化学基本理论、元素化合物知识、有机化学知识及化学实验知识都有着密切的联系,是基本概念和基本理论的深化,是元素化合物知识、有机化学知识和化学实验的量化。
化学计算题的渗透面广,灵活性较强,一般来说包括客观性试题、主观性试题两大类。客观性试题中的化学计算是定量考查基本概念、基本理论、元素化合物知识和有机化学的基础知识,由于这种试题“只要结果,不看过程”,因此还同时考查了学生思维的灵活性、判断的准确性。而主观性试题中的化学计算往往体现如下几个方面的特性:综合性强,一道试题往往涉及多种化学计算的范围,而且这些计算是在化学基本原理和物质基本性质的基础上进行的,不仅各种类型的计算题互相交错和联系,和数学、物理等学科知识也密切相关,从而形成错综复杂的综合计算题;灵活性强,这类题在很多情况下难以从已知条件直接求出最终结果,而且没有统一和固定的解题模式,需要灵活运用基本知识对试题进行全面分析,找到解题的实破口和解题途径,因而需要掌握化学计算的理论依据和计算法则;论证性,有一些化学试题在解题过程中需要作出适当的假设或分析推理,这又要求学生有严谨的逻辑性和思维的全面性。
高考试题中,化学计算属于理解、掌握和综合运用较高层次的试题,它考核的是学生应用各方面知识进行逻辑思维、推理判断和分析的综合能力。为使学生加深对化学概念和物质的性质、变化的量的关系的认识,更深刻理解把握变化的实质,进一步熟练掌握化学计算的解题技能,培养学生良好的思维习惯和思维的逻辑性、严密性,计算能力的培养,可以从如下几个方面实施:
一、养成一个良好的化学计算的解题步骤:审、析、解三步法
1.审题。正确而全面的审题是迅速形成解题思路的前提,具体说就是要读通题目给出什么条件,要求的量是什么。审题时要注意关键的字、词及有关数据,还要注意已经条件和未知条件在量的方面的关系。
2.析题。分析解题途径的主要目的是把题目中有关计算因素间量的关系找出来,使它们由隐蔽状态转变为明显状态;由看起来处于次要地位的因素变为突出地位的要素,得出量与量之间的关系或增减规律;找出并删除有意设置的干扰或障碍,从而确定最佳解题途径。析题可归纳为“质——量”,质即找出题目中涉及的物质是什么?它们有什么性质?可能或已经发生什么变化?量即找出与计算有关的物质在组成和变化中的数量关系,且以物质之量之比的形式表示出来,确定了定量关系,亦即确定了解题途径。
3.解题。选择合适的方法,最后求出结果。解化学计算题的最基本的数学手段是比例,根据析题的结果,列出计算式求解。
例如:CS2能够在氧气中完全燃烧生成二氧化碳和二氧化硫。今用0.228gCS2在448ml氧气中完全燃烧,反应后气体混合物在标准状况下的体积是多少毫升?
(1)审题。注意给定的物质是CS2和O2,反应后生成SO2和CO2;数量上CS2给定的是量,O2是标准状况下体积。
(2)析题。据题意写出方程式:CS2+3O2=CO2+2SO2,其中CS2是液体,O2、CO2、SO2均是气体。从方程式可以看出,3体积反应物气体生成共3体积生成物气体,即该反应是反应前后气体体积不变的反应。也就是说不管0.228gCS2有无足够氧气使之完全燃烧,反应前气体体积都等于反应后的气体体积。
(3)解题。根据上述关系可知反应前气体为448ml,反应后所得混合气体总体积不变,仍是448ml。
学生在掌握放这个解题步骤并进行训练的过程中,也不断地复习了具体的元素化合物知识和其它基础知识,同时分析能力、判断能力及思维能力也随之提高。就如上述例题,从严谨的化学法则出发,也培养了学生思维的灵活性、变通性、独创性和领悟能力。通过这种训练,可以慢慢形成学生思维的条理性和逻辑性。
二、提倡一题多解,培养学生求异思维能力
求异思维能力的培养,表现在学生学习的主动性和创造性,有利学生心智技能的形成,从而使各种思维方式都能在问题情境中表现出来的。求异思维的培养通常是在具体的问题情境中,给学生开启多条思维,亦即一题多解,是培养学生的解题技巧的一条有效途径。
例如:某学生用一氧化碳在高温下还原三氧化二铁。实验没有完成,因故中止。经观察,三氧化二铁已由赤红色变为黑红色,此黑红色物质通过分析,是三氧化二铁和四氧化三铁的混合物。在实验中他得到的数据如下:反应物三氧化二铁为3.00克,所得混合物为2.96克。求在所得混合物中两种氧化物的质量以及此混合物的质量分数。
分析:从题目所给出的情境来看,在实验中只有一部分三氧化二铁还原到四氧化三铁的阶段。据此,可写出反应的化学方程式:
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