摘 要: 本文分析了2009年全國Ⅰ卷中的化學計算試題,指出學生要有效提高計算能力,成功地應對高考,必須掌握高中化學計算涉及的幾種重要的解題方法和技巧,同時還要采取適當的針對性措施。
關鍵詞: 化學計算題 高三化學計算總復習 措施
一、全國卷Ⅰ理綜試卷有關化學計算的試題
2009年全國卷Ⅰ理科綜合試題大變樣,題量、運算量、出題模式、出題風格和題型都與以前大相徑庭:計算量明顯比往年多,而且出現帶有字母的計算,計算部分總分值在30分以上。考生在有限的時間里要得到高分是很有難度的。
2009年高考全國卷Ⅰ涉及的計算有以下這些試題:選擇題7、9、11、13題的第二選項,非選擇題28題第(1)問中的③和④小問,30題有機題的第(1)問,其中9、11題是帶字母的計算。從這幾個試題可以看出,這些高考題雖然沒有超綱,但計算涉及的內容較多,有溶液中離子所帶電荷的計算、有機計算、混合物純度計算、平衡轉化率的計算、溶液中質量分數的計算、電化學計算等,這要求學生有靈活的思維。但解題所用到的方法還是很常規的,這就要求學生有扎實的基礎。
二、解化學計算題常用的方法與技巧
1.差量法。
差量法適用于反應前后質量、物質的量、體積等變化。(1)質量差量法;(2)體積差量法;(3)物質的量差量法。
2009年全國卷Ⅰ第11題所用的計算方法就是質量差量法。假如對該方法掌握得很熟練,那么即使帶有字母的運算考生也不會感到困難。
2.討論法
(1)不定方程討論法;(2)窮舉討論法;(3)平均組成法;(4)平均分子量法;(5)取值范圍。
3.守恒法。
守恒思想貫穿于中學化學始終,靈活運用守恒法能夠簡化解題過程,從而快速準確地解答題目。守恒法的類型:守恒法的最基本原理為——質量守恒定律,并由此衍生出來:一切化學變化中都存在的——微粒守恒;氧化還原反應中存在的——得失電子守恒;化合物的化學式存在的——正、負化合價總數相等;電解質溶液中存在的——陰、陽離子電荷守恒。守恒法的應用:(1)電荷守恒法;(2)電子守恒法;(3)元素守恒法;(4)質量守恒法。
2009年全國卷Ⅰ第7題所用的方法就是溶液中電荷守恒的方法,第28題(1)問用到的是電化學知識,其中串聯的三個電解池的兩極上在單位時間內通過的電量是一樣的,可歸為守恒法。
4.十字交叉法。
(1)兩個組分物質的量之比;(2)兩個組分分子數之比;(3)兩個組分的質量比;(4)兩種物質反應產生熱量;(5)兩組分混合體系的多組混合題。
5.極限法。
假設在一種極限情況下,根據方程式求解后,再判斷是否為該情況。(1)平均相對原子質量、平均相對分子質量;(2)平均分子組成;(3)平均質量分數、平均物質的量分數;(4)平均體積;(5)平均密度;(6)提供(接受)1mol電子所需平均質量。
6.通式法。
有機計算中常用到此法。2009年的第9、30題的(1)問用到的就是通式法。
三、有目的、有效地組織高三化學計算總復習
化學定量研究離不開計算,定性判斷往往也要經過化學計算才能得出結論。因而化學計算是化學體系中不可或缺的重要組成部分。高考化學試卷少不了化學計算題,題解過程需要計算的試題接近試卷分值40%。如何成功地進行化學計算總復習是化學教師關心的問題。
在高考總復習教學過程中,教師不能只讓學生掌握一些運算方法技巧,而要讓學生有效提高化學計算能力,以成功應對高考試題。教師要采取如下的措施:日常滲透、單元過關、組合練習、專題強化。
1.日常滲透,養成理科計算思維習慣。
教師應滲透計算意識,注意分析所給數據的含義和目的,理清計算思路。計算思維是科技工作者必須具備的思維習慣,也應該是理科學生要加以培養的素質,養成清晰計算思維習慣的學生自然容易成為解化學計算題的高手。
2.單元過關,逐步掌握各種計算技巧。
高考化學試卷對計算要求高、涉及內容廣、與學科內其它知識聯系緊密,《考試說明》“化學計算”部分的各知識點、能力項都要求“掌握”,繼而要求:“以上化學基本概念和化學理論、常見元素的單質及其重要化合物、有機化學基礎、化學實驗等知識內容中,具有計算因素的各類問題在綜合應用”。教師如果將化學計算內容完全集中復習,勢必造成難點過密,學生難以消化。因此,教師應將化學計算各能力項的復習訓練與章節復習相結合,這樣既能分散化學計算難點,又有利于學生對相關知識點深入理解。
3.組合提高,高效突破計算難點。
針對學生實際精心編排組合題,筆者讓學生在解題過程中頓悟,在討論中形成成熟的解題思路,效果很好。
對于較高思維深度的計算題,教師可以設計數道“階梯”題與其組合,使學生自主“登頂”。
例:取Wg碳氫氧化合物A在氧氣中完全燃燒,再將燃燒產物與足量的過氧化鈉固體相接觸,固體增重Wg,則化合物A的化學式為________________________。
許多學生第一次遇到這題都覺得很為難,筆者就另外設計了兩道題作為“階梯”與其組合。
例:(1)28gCO在氧氣中完全燃燒,再將燃燒產物與足量的過氧化鈉固體相接觸,固體增重_______g;28gH2在氧氣中完全燃燒,再將燃燒產物與足量的過氧化鈉固體相接觸,固體增重_______g。
(2)60g甲醇(CH3OH)在氧氣中完全燃燒,再將燃燒產物與足量的過氧化鈉固體相接觸,固體增重_______g;46g乙醇(C2H5OH)在氧氣中完全燃燒,再將燃燒產物與足量的過氧化鈉固體相接觸,固體增重_______g。
(3)取Wg碳氫氧化合物A在氧氣中完全燃燒,再將燃燒產物與足量的過氧化鈉固體相接觸,固體增重Wg,則化合物A的化學式為________________________。
結果大多數學生都能獨立正確地完成推算,并且之后遇到這類問題他們都能順利解決。
組合題可以有效地拓寬學生的解題思路,夯實類型題題解技能。結晶水合物溶解度計算是不少學生感覺頭痛的問題,引導學生進行練習、討論、歸納,學生思路大為開闊,再遇這類問題就都有辦法解決了。
4.專題強化,提高綜合計算能力。
日常教學中點滴滲透,培養精確思維的科學素養;總復習(第一輪)在各單元中有計劃地分散消化了各化學計算能力項;對重點難點題施之以“精確制導”的組合題。到了化學計算知識塊復習就只要完成若干綜合訓練即可。化學計算綜合訓練選題要顧及兩方面:一是要多能力項綜合訓練;二是盡量選取當前高考的典型靈活的試題,并有一定的前瞻性。
若高中階段長期形成化學計算的好習慣,熟練掌握化學計算的各種基本方法和技巧,再結合上述的有效措施,化學計算能力定能得到很大提高,在解高考化學計算題時學生定能游刃有余。