推理型計算題

文章編號：1005－6629(2007)09－0076－02中圖分類號：G632.479文獻標識碼：B

［問題的由來］

高考化學計算問題的考查不再是單純數據運算考查，近年的高考試題表明，化學計算問題往往與化學信息的處理，化學知識的掌握和應用考查融為一體；在試題的選材上更加突出思維能力和推理判斷能力的考查。本文針對這一觀點原創了兩例推斷型計算試題供讀者鑒賞。

［問題］

某固體的化合物的化學式可用AXBYCZDW表示。已知X+Y+Z+W=6，其中X、Y、Z、W全是正整數，現對該物質進行實驗。(1)往一定量的該固體中加入稀鹽酸產生能使石灰水變渾濁的CD2氣體，在標準狀況下測得其密度為2.857g·L-1。(2)取10.4g該固體溶解于水配成溶液加入足量的Ca(OH)2 溶液產生白色沉淀最大值是12g，試回答下列問題：

(1)通過計算確定氣體是。

(2)該固體化合物的摩爾質量。

(3)確定固體化合物的化學式。

［問題解析］

(1)CD2氣體的摩爾質量是2.857g·L-1×22.4 L·mol-1=64 g·mol-1， CO2和SO2都能使石灰水變渾濁。但CO2的摩爾質量是44 g·mol-1。所以CD2是SO2。

(2)由(1)確定 CD2 是SO2，則固體物質必含有 SO 或HSO 。與 Ca(OH)2 溶液反應產生白色沉淀必是CaSO3，因為沉淀最大值是12g，則沉淀全為CaSO3。n(CaSO3)=12g/120g·mol-1=0.1mol， M=10.4g/0.1 mol=104 g·mol-1。

(3)由(1)知CD2是SO2，則CZDW中Z=1，W=3，(不可能Z=2，W=6，因為X+Y+Z+W=6)；把Z=1，W=3代入X+Y+Z+W=6推出X+Y=2，又X、Y、Z、W全是正整數，必有X=Y=1。即A和B均為正一價元素，且A與B的式量之和等于104-80=24。從A與B的相對原子質量小于24的H、Li、Na中討論可得，A、B分別為H和Na。化學式NaHSO3。

答案:(1)SO2 (2)104 g·mol-1 (3)NaHSO3。

［問題拓展］

化合物M的化學式為AaBbCc，它由A、B、C三種處于不同短周期的元素組成。已知： (1)a、b、c均為整數，且a+b+c=9；(2)取0.05mol的M與含0.05mol的NaOH溶液恰好完全反應，產生0.9g克N。同時生成0.05mol的R；(3)AC2和N均可與Na2O2反應生成O2；(4)1mol的M可與1molBr2發生加成反應。試回答下列問題：

(1)推斷M和R的結構簡式____________

(2)M與Br2反應的方程式_____________

(3)寫出M的同分異構體______________

分析：由(3)AC2和N均可與Na2O2反應生成O2，知AC2和N分別是CO2和H2O， 因為(2)生成N為H2O，且物質的量為0.9g÷18 g·mol-1=0.05mol，由元素守恒知M為CaHbOc， 由(4)1mol的M可與1molBr2發生加成反應推知M分子中有一個C=C不飽和鍵，由（2）0.05mol的M與0.05mol的NaOH溶液反應生成0.05mol的R和0.05 mol H2O；R必為M的一元羧酸鈉鹽，綜合上述條件，知M是不飽和一元羧酸，根據通式CnH2n-2O2有b=2a-2，c=2，結合a+b+c=9，求出a=3， b=4， c=2。M的結構簡式CH2=CHCOOH，R的結構簡式CH2=CHCOONa。在書寫M的同分異構體時， 要考慮類別異構和位置異構。

答案：(1)M的結構簡式CH2=CHCOOH， R的結構簡式CH2=CHCOONa

(2)CH2=CHCOOH+Br2→CHBr-CHBrCOOH

(3)HCOOCH=CH2 ，，

。

［使用記錄］

此文的“問題”和“問題拓展”由作者于2006年9月至2006年10月為《江西金太陽教育研究所化學教研室》原創，供全國大聯考等大型考試使用，試題設計注重考查主干知識，重在推理分析能力的考查。此兩題沒有向其它媒體投稿，也沒有在其它報刊雜志發表過。

［教育價值］

本文兩個原創題實現了下面的4個教育功能。（1）重視化學基礎知識的考查掌握狀況。試題中“由標準狀況下密度求分子的式量”、“由溴水的加成反應推測碳碳不飽和鍵”等問題均是對化學基礎知識的考查。（2）突出判斷推理能力的考查。此兩個試題相當于孿生姐妹題，其中有一個共性就是用實驗方法推出化學式，在這個推斷過程中要對各種可能存在的情況作出合理假設，然后應用所學知識進行肯定否定的推理。如關于是CO2還是SO2的判斷， a、b、c、d數值的確定均需要具備一定的分析推理能力。（3）對思維能力的各個側面進行了較為全面的考查。從已知條件推出M是一元羧酸，反映了思維的敏捷性；從生成物SO2推測固體物質必含有SO 或HSO 是測試思維的批判性；而M同分異構體的書寫則重點考查了思維的有序性和深刻性。（4）獲取信息的自學能力。此題在設計時通過文字敘述和實驗現象及結論展現讓考生獲取信息。總之，此推斷型計算題體現了高考命題的基本思想。

參考文獻：

[1]2007年普通高等學校招生全國統一理科綜合考試大綱的說明 [M].北京：高等教育出版社，2006：100-159.

[ 2]潘振偉. 硝酸的不穩定性[J]， 化學教學，2007(3)：79-80.

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