相对性概念的掌握是检验学生学习效果的试金石Word格式.docx
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从以上对升工资的简单例证的不同认知可看出:
制约人们认知效果的因素是相对概念的掌握,只有相对概念掌握比较好的个体,才能看清事物的复杂性,因而也才能取得好的学习效果。
一、绝对性概念与相对性概念
绝对性概念反映的是某物质的实际性质,是某条件下测定的某种实际性质的真实的值。
绝对性概念有单位,单位要写出来,如体积的单位是L,压强的单位是Pa,气体密度的单位是g/L,液体密度的单位是g/cm
,原子质量的单位是kg,相对性概念反映的是两种或几种物质某一绝对性质大小的比较,它也有单位,但单位是1,不写出来,如相对原子质量、相对密度、百分数、转化率、电离度、水解度等。
1:
密度(绝对密度)与相对密度
密度是一定条件(恒温恒压)下单位体积的质量。
化学上,气体密度的单位是g/L,液体密度的单位是g/cm3。
如水在4℃时,密度最大,约为1g/cm3,O2、、、H2在标准壮况时的密度分别为1.429g/L和0.0899g/L。
相对密度就是两种物质在相同壮态、相同条件下(同温同压)的绝对密度之比。
应用最广泛的是同温同压下两种气体的相对密度。
如O2对H2在标准壮况下的相对密度:
D=
而16=
因此,把密度之比最终演绎为相对分子质量之比,这样就无形中拓宽了相对密度的应用范围。
所以,只要知道某未知气体对某已知气体的相对密度,就可顺利计算出某未知气体的相对分子质量,进而计算其它的量。
例1:
标准壮况下,在容积为1L的烧瓶中排空气法收集氨气后,测得烧瓶中气体对氢气的相对密度为10.5,用此气体作喷泉实验,理论上进入烧瓶中液体的体积应为:
A0.75LB0.67LC0.5LD0.25L
分析:
烧瓶中的气体是氨气和空气的混合气体,其
相对分子质量=10.5×
氢气的相对分子质量=10.5×
2=21由十字交叉法可得:
空气294
21
氨气178
即氨气占2/3。
氨气能溶于水,选B
由本例可看出,相对密度中包含绝对密度,是绝对密度的比值;
由相对密度演绎为相对分子质量之比,再演绎为物质的量之比,再演绎为气体的体积之比。
因此,相对概念的应用范围更深更广,当然也更复杂。
2:
原子质量和相对原子质量
原子质量是指某元素1个原子的实际质量。
如1个
Fe原子的质量是9.302×
10-26Kg,1个
C原子的质量是1.993×
10-26Kg。
由于原子实际质量的数值太小,应用起来不方便,所以用1个
C原子的质量的1/12作为标准,其它原子的质量与这个标准的比值就是相对原子质量。
数学表达式:
某元素的相对原子质量=
由本公式可看出:
①相对原子质量中包含绝对原子质量,是两种绝对原子质量的含权比值;
②相对原子质量中规定一个比较标准,这个标准就是1个
C原子的质量的1/12;
③由于存在着比较及比较标准,因此,相对原子质量概念的理解比绝对原子质量理解要难;
④同理,由相对原子质量推理出相对分子质量。
例2:
(2003年全国初中化学竞赛复赛)甲原子与乙原子的质量比为a:
b,而乙原子与碳12原子的质量比为c:
d,则甲原子的相对原子质量为()
A12ac/bdBbc/12acC12bd/acDad/12bc
分析:
直接应用公式,设碳12原子的质量为d(g),则
乙的相对原子质量=
甲的相对原子质量=
3:
化学上的其它绝对概念与相对概念
绝对概念
相对概念
溶液中溶质的质量(g)
溶液中溶质的质量分数(%)
混合气体中某气体的体积(ml)
混合气体中某气体的体积分数(%)
弱电解质已电离的物质的量(mol)
弱电解质的电离度(%)
已水解的盐的物质的量(mol)
盐的水解度(%)
反应物转化的物质的量(mol)
反应物的转化率(%)
阿佛加德罗定律
阿佛加德罗定律及其推论
有机物分子中的C、H、O原子个数
有机物分子中的含C、H、O的质量分数
二、相对性概念在实际中的应用
相对性概念在实际中的应用非常广泛,涉及化学问题的方方面面。
在考试测评中,有较高的难度和良好的区分度,是区分优秀考生的试金石。
在溶液浓度方面的应用
例3:
(2002年全国初中化学竞赛复赛)向一定量的饱和NaOH溶液中加入少量Na2O固体,恢复到原来温度时,下列说法中正确的是()
A溶液中的Na+总数不变B单位体积内的OH-数目不变
C溶质的质量分数不变D溶质的质量不变
饱和NaOH溶液中加入少量Na2O固体,由于Na2O+H2O=2NaOH引起水量减少,引起NaOH固体析出,引起溶液中Na+、OH-总数减少,即绝对量减少,但相对量即溶质的质量分数不变,因为析出固体后仍是饱和溶液。
因此选(C)。
有意思的是2003年全国高考化学题也出了一道这样的题:
某温度下向100g澄清的饱和石灰水中加入5.6gCaO固体,充分反应后恢复到原来温度时,下列说法中正确的是(以下略)。
由于涉及相对量,该题比较难,相当一部分学生不能正确解答。
在化学平衡移动中的应用
例4:
在10℃和2×
10Pa的条件下,反应aA(g)=dD(g)+eE(g)建立平衡后,再逐步增大体系的压强(温度维持不变),下表列出不同压强下反应建立平衡时物质D的浓度。
压强/Pa
2
105
5
1
106
D的浓度/(mol/L)
0.085
0.20
0.44
根据表中数据回答下列问题:
(1)压强从2
105Pa增加到5
105Pa时,平衡应向反应方向移动,其理由是。
(2)压强从5
105Pa增加到1
106Pa时,平衡应向反应方向移动,其理由是。
从表中数据可看出,增大压强,D的浓度增大,如果由此得出平衡应向正反应方向移动,这显然犯了简单化的错误。
正确的分析方法是:
压强增大的倍数与D的浓度增大的倍数是否保持同步,即相对性的变化。
如果压强增大的倍数=D的浓度增大的倍数,则平衡不移动;
如果压强增大的倍数大于D的浓度增大的倍数,则平衡逆向移动;
反之,如果压强增大的倍数小于D的浓度增大的倍数,则平衡正向移动。
但这里出现的问题是:
同样是加压平衡移动方向却相反,这就需要联想到加压会引起物质壮态的变化(如石油液化气的原理)。
本题学生在解答过程中不是第一问做错,就是第二问不知理由,有相当的难度。
(1)
(1)逆压强增大2.5倍,而D的浓度增大2.3倍,压强增大的倍数大于D的浓度增大大大大的倍数。
(2)正压强增大2倍,而D的浓度增大2.2倍,压强增大的倍数小于D的浓度增大的倍数。
原因是由于加压后E物质液化使平衡正移。
例5:
(99年上海高考题,难度0.14)可逆反应:
3A(气)=3B(?
)+C(?
)—Q,随着温度升高,气体平均相对分子质量有变小趋势,则下列判断正确的是()
A:
B和C可能都是固体B:
B和C一定都是气体
C:
若C是固体,则B一定是气体D:
B和C可能都是气体
气体平均相对分子质量(M)=
A选项:
当平衡右移时,气体的总质量(绝对量)减少,气体的总物质的量(绝对量)也减少,由于减少的倍数一样,所以(M)不变
B选项:
当平衡右移时,气体的总质量(绝对量)不变,但气体的总物质的量(绝对量)增大,由于比值变小(相对量),所以(M)变小。
C选项:
当平衡右移时,气体的总质量(绝对量)减少,但气体的总物质的量(绝对量)不变,由于比值变小(相对量),所以(M)变小。
D选项:
由于选项D包含选项B,所以正确选项为C和D。
在弱电解质电离方面的应用
例6:
(97年全国高考题,难度0.31)在0.1mol/L醋酸溶液中加入蒸馏水,随着水的加入,在一定时间内始终保持增大趋势的是()
A[H+]B[CH3COO-]C
D
在一定温度下,醋酸的电离平衡为CH3COOH=CH3COO-+H+加水稀释时,溶液变稀,溶液体积增大,醋酸的电离度增大,平衡右移。
结果CH3COOH分子数减少,CH3COO-和H+离子数增多;
但由于溶液体积增大的程度大,所以[CH3COOH]、[CH3COO-]、[H+]的浓度均减少,但减少的程度不同,即相对量不同。
其中[CH3COO-]、[H+]减少的程度小,[CH3COOH]减少的程度大。
因此,C项比值变大,而D项比值变小。
4:
在盐的水解中的应用
例7:
(97年上海高考难度0.29)25℃时,浓度均为1mol/L的下列溶液,其NH4+浓度最小的是:
ANH4ClBNH4HCO3CNH4HSO4DCH3COONH4
根据盐的水解规律,越弱越水解,都弱都水解,由于H2CO3弱于CH3COOH,CH3COOH弱于HCl,因此,NH4HCO3的水解程度最大,CH3COONH4次之,接下来是NH4Cl,NH4HSO4的水解程度最小,原因是NH4HSO4电离出的H+抑制水解。
5:
在电子层排布方面的应用
例8:
电离能是指1mol气态原子(或阳离子)失去1mol电子形成1mol气态阳离.子(或更高价气态阳离子)所需吸收的能量。
现有核电荷数小于20的元素A,其电离能数据如下(I1表示原子失去第一个电子的电离能,In表示原子失去第n个电子的电离能。
单位:
eV)
序号
I1
I2
I3
I4
I5
I6
电离能
7.644
15.03
80.12
109.3
141.2
186.5
I7
I8
I9
I10
I11
┈
224.9
266.0
327.9
367.4
1761
(1)外层电子离核越远,能量越高,电离能(填“大”或“小”)。
阳离子电荷数越高,再失去电子时,电离能越(填“大”或“小”)。
(2)上述11电子分属几个电子层?
(3)
去掉11个电子后,该元素还有个电子。
相当一部分学生看不懂题意,反映出的问题是不会应用相对量进行分析,从表中可看出,电离能的绝对量是I1〈I2〈I3┅但在此更应关注相对量。
相邻两个电离能的相对量是:
,
,
,┈而
,从相对量的变化说明I1、I2两个电子的排布与I3到I10八个电子的排布不同,而I11电子的排布又是另一回事。
所以上述11个电子分属三个电子层,最外层有2个电子,次外层有8个电子,是镁元素。
本题的分析还可以启发教育我们的学生,科学家是如何认识电子在核外是分层排布的。
6:
在实验误差方面的应用
例9:
(新编高一化学教材165页)将溶解于烧杯中的NaOH溶液未经冷却就转移到容量瓶中进行配制。
所配NaOH溶液的浓度比实际浓度偏大还是偏小?
这是一个相对量变化的问题,问题的实质是热胀冷缩。
这也是在教师中经常引起争论的问题,争论的焦点是当受热时容量瓶容积膨胀的大还是热溶液体积膨胀的大,如果是前者,则用水偏多,所配NaOH溶液的浓度比实际浓度小,如果是后者,则用水偏少,所配NaOH溶液的浓度比实际浓度大。
解决问题的途径是不要纸上谈兵,只需亲自做个实验。
实验结果表明:
40℃的热溶液在容量瓶中冷却后,液面高于刻度线,所以偏小。
说明受热时容量瓶体积膨胀的程度大,溶液体积膨胀的程度小。
综上所述,我们初步领略了相对性概念,目的是提醒大家提高对相对性概念的认识。
只要头脑中有了相对性概念,在分析问题时,能分清主次矛盾,抓矛盾的主要方面,就一定能透过现象看到本质。
1绝对性概念与相对性概念
1.1密度(绝对密度)与相对密度
1.2原子质量和相对原子质量
1.3化学上的其它绝对概念与相对概念
2相对性概念在实际中的应用
2.1在溶液浓度方面的应用
2.2在化学平衡移动中的应用
(4)
(1)逆压强增大2.5倍,而D的浓度增大2.3倍,压强增大的倍数大于D的浓度增大大大大的倍数。
2.3在弱电解质电离方面的应用
2.4在盐的水解中的应用
(97年上海高考难度0.29)25℃时,浓度均为1mol/L的下列溶
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