4化学计算不仅仅是个考点朱池平.docx
- 文档编号:6336883
- 上传时间:2023-01-05
- 格式:DOCX
- 页数:12
- 大小:274.20KB
4化学计算不仅仅是个考点朱池平.docx
《4化学计算不仅仅是个考点朱池平.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《4化学计算不仅仅是个考点朱池平.docx(12页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
4化学计算不仅仅是个考点朱池平
化学计算不仅仅是个考点
——化学计算教学与备考反思
深圳市第二实验学校朱池平
化学计算历来是教学的重点和难点,也是高考的热点。
近几年的理综考试中,化学计算受考试时间、总题数和题型等因素限制,不可能以大型综合题形式出现,其难度已大大下降。
随之而来的,在平时教学和高考备考中,对化学计算的认识产生了偏差,甚至出现了严重忽视化学计算的倾向。
其结果是,考生对化学计算的学习和复习备考很容易忽视,从学生答题情况看,计算能力确实有下降趋势,得分率提不高,有些学生一见计算题(哪怕是很简单的计算题)就不做,这不能不引起我们的重视和反思。
一、化学计算在高考中的地位十分突出
广东省高考考试说明中,没有将化学计算单独列为一个考试内容,而是融入以下四大块内容之中(见表1)。
在考试说明中,如果算上“化学科学特点和化学研究基本方法”,共5大块,每一大块内容都有对“计算”要求的具体说明和“以上各部分知识的综合运用”的说明。
表1
化学基本概念和基本理论
约40%
常见无机物及其应用
约18%
有机化学基础
约20%
化学实验基础
约22%
不单独将化学计算列为一大块内容,这实际上也是由化学知识的特点决定的。
化学知识由定性和定量两方面构成。
化学计算是从量的方面来研究、理解物质及其变化规律的一种重要的认识活动。
化学计算不会独立存在,不是为计算技巧而设计,它总是与化学概念、化学原理、化学反应交织在一起。
化学计算不仅仅是一个考点,更是运用化学知识中解决化学问题的一种能力体现,与中学化学许多内容相结合。
统计近三年广东高考理综卷中,涉及化学计算(几乎都是小计算)的题号和分值(见下表1),从表中可以看出,仅以明显的计算形式出现的题,总分值都超过11分,占化学总分100的11%以上(未计入含有隐性计算因素的题),其在高考中的地位十分突出,重要性不言自明。
表2
题号和分值
题号和分值
题号和分值
总分
2011年
第9题4分
第31题约4分
第33题约5分
约13分
2012年
第11题4分
第31题约2分
第32-33题约5分
约11分
2013年
第9题4分
第31题约3分
第32题约4分
约11分
二、近三年来广东高考理综化学计算题的特点
1、题型
广东近三年来的化学计算题型从形式上分,主要有6种:
单选小计算、读图画图、读表填表、列计算过程、列式或结果填空、计算并书写热化学方程式。
单选题一道4分每年都有。
一个大题中的计算常常是读图画图、读表填表、列计算过程、结果(或列式)填空、计算并书写热化学方程式等或单独或二到三种形式设问,题型丰富。
从读取数据的角度看,有直取数据计算和自找数据计算两类。
这里要读取的数据是指用于计算的已知条件。
多数是直接读取数据进行计算,自找数据关键是一个“找”字,会难到一些能力弱的学生。
例如从图中或表中读取已知条件,2011年广东31题第1问和2013年31题第3问就是自找数据。
从条件是否满足看,有缺条件计算和全条件计算。
缺条件计算又有缺状态条件和缺数据条件两种。
缺状态条件不能运算。
如下正误判断,就是缺条件计算:
标准状况下,2.24L戊烷所含分子数为0.1NA(缺状态条件)
22.4LCl2中含有NA个Cl2分子(缺状态条件)
0.1mol·L-1NaHCO3液含有0.1nA个Na+(缺数据条件)
从计算步骤来分,有一步计算、两步计算、跨反应守恒计算(如2013年32题第4问)等。
(2011年9题)设nA为阿伏伽德罗常数的数值,下列说法正确的是
A、常温下,23gNO2含有nA个氧原子(两步计算)
B、1L0.1mol•L-1的氨水含有0.1nA个OH—―(两步计算)
C、常温常压下,22.4LCCl4含有个nA个CCl4分子(缺条件计算)
D、1molFe2+与足量的H2O2溶液反应,转移2nA个电子(一步计算)
此外,有些题型还有一个最重要的特点是好象是计算又不是计算,实际上是既考计算又是考概念、考化学原理、考化学反应式。
(双选题中有一题是关于电解质溶液的,含隐性计算,暂未列入)
例如2011年31题,第1问是读图填空、第2问是画图和列计算过程、第3问是计算并书写热化学方程式。
2011年32题有一问“③计算Ba(OH)2·8H2O的质量分数= (只列出算式,不做运算)”是列式填空。
(2011年广东31题)利用光能和光催化剂,可将CO2和H2O(g)转化为CH4和O2。
紫外光照射时,在不同催化剂(I,II,III)作用下,CH4产量随光照时间的变化如图13所示。
(1)在0-30小时内,CH4的平均生成速率VⅠ、VⅡ和VⅢ从大到小的顺序为 ;
反应开始后的12小时内,在第 种催化剂的作用下,收集的CH4最多。
(2)将所得CH4与H2O(g)通入聚焦太阳能反应器,发生反应:
CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g),该反应的△H=+206kJ•mol-1
①在答题卡的坐标图中,画出反应过程中体系的能量变化图(进行必要的标注)
②将等物质的量的CH4和H2O(g)充入1L恒容密闭容器,某温度下反应达到平衡,平衡常数K=27,此时测得CO的物质的量为0.10mol,求CH4的平衡转化率(计算结果保留两位有效数字)
(3)已知:
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=-802kJ•mol-1
写出由CO2生成CO的热化学方程式
又如2012年31题和32题,化学计算以读图画图、读表(填表)、列式计算、结果填空等多种形式设问。
(2012年广东31题)碘在科研与生活中有重要应用。
某兴趣小组用0.50mol·L-1KI、0.2%淀粉溶液、0.20mol·L-1K2S2O8、0.10mol·L-1Na2S2O3等试剂,探究反应条件对化学反应速率的影响。
已知:
(1)向KI、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液,当溶液中的耗尽后,溶液颜色将由无色变成为蓝色。
为确保能观察到蓝色,S2O32—与S2
O82—初始的物质的量需满足的关系为:
n(S2O32—):
n(S2O82—)。
(2)为探讨反应物浓度对化学反应速率的影响,设计的实验方案如下表:
表中Vx=mL,理由是。
已知某条件下,浓度c(S2O82-)~反应时间t的变化曲线如图13,若保持其他条件不变,请在答题卡坐标图中,分别画出降低反应温度和加入催化剂时c(S2O82-)~t的变化曲线示意图(进行相应的标注)
(3)碘也可用作心脏起搏器电源—锂碘电池的材料。
该电池反应为:
2Li(s)
+I2(s)=2LiI(s)△H
已知:
4Li(s)+O2(g)=2Li2
O(s)△H1
4LiI(s)+O2(g)=2I2(s)+2Li2O(s)△H2
则电池反应的△H=;碘电极作为该电池的极。
(2012年32题)难溶性杂卤石(K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O)属于“呆矿”,在水中存在如下平衡
为能充分利用钾资源,用饱和Ca(OH)2溶液溶浸杂卤石制备硫酸钾,工艺流程如下:
(1)滤渣主要成分有和以及未溶杂卤石。
(2)用化学平衡移动原理解释Ca(OH)2溶液能溶解杂卤石浸出K+的原因:
。
(3)“除杂”环节中,先加入溶液,经搅拌等操作后,过滤,再加入溶液调滤液PH至中
性。
(4)不同温度下,K+的浸出浓度与溶浸时间的关系是图14,由图可得,随着温度升高,
①②
(5)有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂,则溶浸过程中会发生:
已知298K时,Ksp(CaCO3)=2.80×10-9,Ksp(CaSO4)=4.90×10-5,求此温度下该反应的平衡常数K(计算结果保留三位有效数字)。
再看2013年的大题中的计算设问,与2011年和2012年相比,进一步简化了数字的运算,强调数学用表达式理解概念,但还是读图画图、读表填表、列式计算、列式或结果填空、计算并书写热化学方程式等几种题型。
如31题:
大气中的部分碘源于O3对海水中Ⅰ-的氧化。
将O3持续通入NaⅠ溶液中进行模拟研究.
(1)O3将Ⅰ-氧化成Ⅰ2的过程由3步反应组成:
①Ⅰ-(aq)+O3(g)=ⅠO-(aq)+O2(g)△H1
②ⅠO-(aq)+H+(aq)
HOⅠ(aq)△H2
总反应的化学方程式为,其反应△H=
(2)在溶液中存在化学平衡:
,其平衡常数表达式为
(3)为探究Fe2+对氧化Ⅰ-反应的影响(反应体如图13),某研究小组测定两组实验中Ⅰ3-浓度和体系pH,结果见图14和下表。
图13
图14
1Ⅰ组实验中,导致反应后pH升高的原因是
2图13中的A为由Fe3+生成A的过程能显著提高Ⅰ-的转化率,原因是
③第2组实验进行18s后,Ⅰ3-下降。
导致下降的直接原因有双选
A.C(H+)减小B.c(Ⅰ-)减小C.Ⅰ2(g)不断生成D.c(Fe3+)增加
(4)据图14,计算3-18s内第2组实验中生成l3-的平均反应速率(写出计算过程,结果保留两位有效数字)。
(2013年32题)银铜合金广泛用于航空工业。
从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下的:
(1)电解精练银时,阴极反应式为;滤渣A与稀HNO3反应,产生的气体在空气中迅速变为红棕色,该气体变色的化学方程式为
(2)固体混合物B的组成为;在生成固体B的过程中,余姚控制NaOH的加入量,若NaOH过量,则因过量引起的反应的离子方程式为。
(3)完成煅烧过程中一个反应的化学方程式:
。
(4)若银铜合金中铜的质量分数为63.5%,理论上5.0kg废料中的铜可完全转化为molCuAlO2,至少需要1.0mol·L-1的Al2(SO4)3溶液L。
(5)CuSO4溶液也可用于制备胆矾,其基本操作时、过滤、洗涤和干燥。
2、内容
一是严格限制在高考考试说明的范围内,又是主干知识。
如:
NA、物质的量、气体摩尔体积、溶液中溶质的浓度、pH、反应热、化学方程式以及相对分子质量、化学反应速率、平衡常数、转化率等内容均有涉及,当然由于试卷长度所限,不可能每个知识点考到,而有所选择,这是必然的。
例如每年单选题4分,几乎年年考的内容有:
质量、物质的量与微粒数计算;物质的量浓度、弱电解质电离、水解与微粒数计算;符合条件的气体摩尔体积的计算;氧化还原反应得失电子数的计算等。
(2011年9题)设nA为阿伏伽德罗常数的数值,下列说法正确的是
A、常温下,23gNO2含有nA个氧原子(质量、物质的量、微粒数计算)
B、1L0.1mol•L-1的氨水含有0.1nA个OH—―(物质的量浓度、电解质电离、微粒数计算)
C、常温常压下,22.4LCCl4含有个nA个CCl4分子(符合条件的气体摩尔体积的计算)
D、1molFe2+与足量的H2O2溶液反应,转移2nA个电子(氧化还原反应得失电子数的计算)
(2012年11题)设nA为阿伏伽德罗常数的数值,下列说法正确的是
A常温下,4gCH4含有nA个C-H共价键(质量、物质的量、微粒数与分子简单结构结合的计算)
B1molFe与总量的稀HNO3反应,转移2nA个电子(氧化还原反应得失电子数的计算)
C1L0.1mol·L-1NaHCO3液含有0.1nA个HCO3(物质的量浓度、电解质电离、水解、微粒数计算)
D常温常压下,22.4L的NO2和CO2合气体含有2nA个O原子(符合条件的气体摩尔体积的计算)
(2013年9题)设nA为阿弗加德罗常数的数值,下列说法正确的是
A.常温常压下,8gO2含有4nA个电子(质量、物质的量、微粒数与原子简单结构结合的计算)
B.1L0.1mol·L-1的氨水中有nA个NH4+(物质的量浓度、弱电解质电离、微粒数计算)
C.标准状况下,22.4L盐酸含有nA个HCl分子(符合条件的气体摩尔体积的计算)
D.1molNa被完全氧化生成Na2O2,失去个2nA电子(氧化还原反应得失电子数的计算)
再如4个大题中(题目见上),2011年化学计算考查的内容是化学反应速率、盖斯定律与热化学方程式、中和滴定、溶解度与质量分数的简单计算。
2012年考的是根据化学方程式求物质的质量(物质的量)比率、化学反应速率、平衡转化率、盖斯定律等。
2013年考的也是根据化学方程式求物质的质量(物质的量)比率、化学反应速率、平衡常数、盖斯定律等。
题目见上。
二是大题中不单独考一个知识点,多种设问方式考多个知识点。
不是为了计算而计算,而是将化学计算与化学概念、化学原理、化学反应、化学推断、化学实验等结合起来,全面考查学生的对概念、原理理解能力,体现了化学计算在化学学科中的应用功能及学科内综合的特点,而且某些知识点年年考,每年出题的角度,考查的侧重点只是稍有变化。
如反应速率的考查,2011年是读图比较大小,2012年考读表画图,2013年考平均反应速率(写出计算过程,结果保留两位有效数字)。
又如反应热盖斯定律,2011年和2013年计算△H的值并写出热化学方程式,2012年只表达的△H的运算关系。
3、难度
化学计算均是常见题,没有偏题、怪题和特别难的题,计算步骤少,几乎全是中等难度或以下的题。
还有一个特点是,大题中的计算内容考点是多个,呈现方式多样,表达形式不同,面广而不深。
4、解法
看看2011——2013年的各计算题的解法,可知,近几年高考的计算题解法,已经不是几年前高考复习中重视的所谓6大类计算技巧了,而是与最基本的化学概念、化学原理和化学方程式相结合,运用最简单的公式或计算格式就可以进行计算。
其中守恒法、关系式法、图象法三种方法还有用到,也已简化了很多,变成了更直接的运算。
先看几年前还很受重视的一些计算的方法和技巧大致有:
(1)差量法——根据变化前后的差量列比例式计算
(2)守恒法——利用质量、元素(原子)、得失电子、电荷守恒计算
(3)关系式法——多步变化用物质的量的关系首尾列式计算
(4)极值法——极端假设的计算方法
(5)图象法——运用图象中的函数关系分析计算
(6)其他方法:
除了上述5种方法外,还有估算法、讨论法、平均值法、十字交叉法、终态法、等效平衡法等等。
这些方法又演绎出很多小类型。
再以2011年的广东高考计算解法为例,是否用得上这些方法?
单选题解法——质量、物质的量、微粒数计算,只用最简单的公式n=m/Mn=N/NA运算一次就行,例如2011年第9题A、2012年第11题A、2013年第9题A。
物质的量浓度、电解质电离、微粒数计算,只用最简单的公式c=n/Vn=N/NA运算一次就行,例如2011年第9题B、2012年第11题C、2013年第9题B。
气体摩尔体积的计算,只用最简单的公式n=V/Vm运算一次就行,关键是要注意物质的状态和条件,例如2011年第9题C、2012年第11题D、2013年第9题C。
氧化还原反应得失电子数的计算,依题意可以只用半反应的求解就行,也可以用完整的化学方程式(用时间稍长),例如2011年第9题D和2012年第11题B:
1molFe2+→1molFe3+失去1mole—、2013年第9题D:
1molNa→1molNa+失去1mole—。
大题中的计算题解法——反应速率的计算与比较:
2011年广东31题的第1问,读取图中曲线I、II、III横坐标第30小时时的纵坐标数据相对大小可得结果。
2013年31题第4问读取图中曲线第3秒和第18秒时的坐标值,利用速率公式ν=
求解就行,即
。
2011年广东31题的第2问②转化率的解法:
根据平衡的三步计算可求CH4的平衡转化率为91%
CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)
起始(mol/L)xx00
转化(mol/L)0.10.10.10.3
平衡(mol/L)x—0.1x—0.10.10.3
(0.1×0.1)/[(x—0.1)×(x—0.3)]=27
X=0.11转化率=(0.1/0.11)×100%=91%
解法中,仅有一题的解法不是传统的,是两个溶解平衡的加和,在计算上利用了数学处理方法,在K值表达式中分子分母同时乘以c(Ca2+),那是2012年32题的第5问:
有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂,则溶浸过程中会发生:
已知298K时,Ksp(CaCO3)=2.80×10-9,Ksp(CaSO4)=4.90×10-5,求此温度下该反应的平衡常数K(计算结果保留三位有效数字)。
解法K=c(SO42—)/c(CO32—)
=[c(Ca2+)c(SO42—)]/[c(Ca2+)c(CO32—)]
=Ksp(CaSO4)/Ksp(CaCO3)=(4.90×10-5)/(2.80×10-9)=1.75×104
三、化学计算备考的策略探讨
反思我们的教学中,对化学计算的认识和处理常有两个误区:
一是感觉简单而轻视。
放松计算的同时,也放松了概念和化学原理的数学表达。
二是重视技巧而超纲。
所选计算题过于复杂,计算步骤多,技巧性太强,与最基本的化学概念、化学原理和化学方程式相结合不紧。
走出误区,化学计算的备考策略可以从以下几个方面探讨。
1、训练的时效性
一是研究各种小计算题,细分各种类型,针对各种类型编制训练题。
二是根据高考化学计算小题型、重基础、低难度、解法简单等特点,重视将计算融入化学概念、化学原理、化学反应之中,通过计算加强学生对基础知识的理解,少做无用功,提高效率。
集中训练与分散训练相结合,集中训练是计算题为主的套题,分散训练是插入各章节的小计算题。
在复习元素化合物各部知识时,在复习性质的同时,可以编入与与分子结构、微粒数、物质的量浓度、质量、化学反应方程式等有关的小计算习题,使化学计算和物质性质两方面得以巩固。
比如,复习Na及其化合物时,以下形式的习题可以编入:
选择题(或正误判断)——
⑴设nA为阿伏伽德罗常数的数值,下列说法正确的是( )
A.1mol金属钠含有的电子数为nA
B.1L0.1mol·L-1NaHCO3溶液中含有0.1nA个HCO
C.0.001mol·L-1H2CO3溶液中含有0.002nA个H+
D.常温常压下,22.4L的NO2和CO2混合气体含有2nA个O原子
⑵设阿伏加德罗常数的值为NA,下列说法正确的是( )
A.1mol钠与氧气反应生成Na2O或Na2O2时,失电子数目均为NA
B.1molNa2O2与足量CO2反应时,转移2NA个电子
C.1mol·L-1的NaOH溶液中含Na+数目为NA
D.1molNa2O2晶体中含有的阴离子数目为2NA
⑶判断正误
①1.00molNaCl中含有6.02×1023个NaCl分子( )
②1molNa与足量O2反应,生成Na2O和Na2O2的混合物,钠失去NA个电子( )
③常温常压下,Na2O2与足量H2O反应,共生成0.2molO2,转移电子的数目为0.4NA( )
④在1L0.1mol·L-1碳酸钠溶液中,阴离子总数大于0.1NA( )
填空题的小计算——
⑴7.8gNa2O2与足量的H2O或CO2反应,转移电子的物质的量是mol。
⑵等质量的Na2CO3和NaHCO3分别与足量的盐酸反应,放出的CO2多。
消耗的盐酸多。
⑶等物质的量的两种盐与同浓度盐酸完全反应,所消耗盐酸的体积Na2CO3是NaHCO3的倍
读图画图题小计算——
⑴将0.4gNaOH和1.06gNa2CO3混合并配成溶液,向溶液中滴加0.1mol·L-1稀盐酸。
下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系的是( )
⑵向NaOH、Na2CO3的混合溶液中逐滴加入盐酸,消耗HCl的物质的量与产生CO2的物质的量的关系是什么?
请绘出回答这种关系(设NaOH、Na2CO3的物质的量之比为1∶1)。
(参考答案见图1)
⑶向Na2CO3、NaHCO3的混合溶液中逐滴加入盐酸,消耗HCl的物质的量与产生CO2的物质的量的关系是什么?
请绘出回答这种关系(设Na2CO3、NaHCO3的物质的量之比为1∶1)。
(参考答案见图1)
选编适合的题目,是提高训练效率的根本保障。
①选题要“精”不用偏、难、怪题,解题步骤少,紧扣概念、原理和反应;②题源要“广”,要有代表性,可选择近3年各地高考试题或各地大型考试试题进行整合,变通作为针对性训练题;③一个题尽可能在知识层面上检查学生对某一知识或某几个知识点的掌握情况。
2、内容的准确性
在广东省高考考试说明中,从二大方面对化学计算内容有明确的说明。
针对各个内容选编适当的训练题,进行集中训练和分散训练。
分析考试说明,会发现很多的描述都是这样的一个模式:
“理解(了解)某某,并进行(简单)计算”。
这个“某某”就是某个概念。
可以看出,与小计算有关的概念,是重点,从另一个角度来说,这类题考计算就是考概念。
如反应速率表达式、平衡常数表达式(含电离常数和溶度积)、n=m/Mn=N/NAn=V/Vmn=cV等等。
还有,“能正确书写化学方程式和离子方程式,并能进行有关计算”,也是重点。
化学计算的具体内容有:
“化学科要考查的能力”方面——“对“图表”进行初步加工、用“图表”进行正确的表达,对“图表”作出解释,这些都需要处理图形和数量关系的计算能力”。
高考中已没有复杂多步的计算题,但读图、画图、读表、填表,并对图表中的数量对应的物理量的化学意义作出解释和说明,近几年都考,是高考的热点。
这类小型题也是训练重点内容之一。
“化学考试内容与要求”方面——对“综合应用”的说明:
“在理解所学各部分化学知识的本质区别与内在联系的基础上,运用所掌握的知识进行必要的分析、类推或计算,解释、论证一些具体化学问题”。
对具体内容的说明有:
了解定量研究的方法是化学发展为一门科学的重要标志。
理解摩尔(mol)是物质的量的基本单位,可用于进行简单的化学计算。
了解相对原子质量、相对分子质量的定义,并能进行有关计算。
能正确书写化学方程式和离子方程式,并能进行有关计算。
根据物质的量与微粒(原子、分子、离子等)数目、气体体积(标准状况下)之间的相互关系进行有关计算。
了解溶液的组成。
理解溶液中溶质的质量分数的概念,并能进行有关计算。
了解热化学方程式的含义,能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。
了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法。
了解化学平衡建立的过程。
理解化学平衡常数的含义,能够利用化学平衡常数进行简单的计算。
了解溶液pH的定义。
了解测定溶液pH的方法,能进行pH的简单计算。
3、冷热的方向性
近几年化学计算考查的热点,不会马上冷,要保持复习的热度。
如①反应热的相关计算;②氧化一还原反应电子数的相关计算;③以物质的量、阿伏加德罗常数为核心的有关物质的量浓度、气体摩尔体积、物质摩尔质量等的计算;④以元素化合物性质为基础的与化学方程式有关的计算;⑤有关化学反应速率、化学平衡的计算;⑥电解质溶液中离子浓度的计算。
近几年未出现的考查点,相对冷一点内容,可能出现今后的高考中,也要注意加强。
如①以确定无机物、有机物分子组成为主的小计算;②溶液PH、电解质溶液稀释的计算;③有关简单过量的计算,例如同时给出两反应物A和B的质量,求生成物的质量;④有关简单混合物组成确定的计算,例如Na2SO3在空气中变质后含量的测定;⑤滴定与多步反反应的组合(曾经是热点)等
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 化学 计算 不仅 仅是 考点 朱池平