數(shù)學(xué)思想在高中化學(xué)解題中的應(yīng)用探索

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【摘要】在高中化學(xué)的習(xí)題解析上，大部分的化學(xué)習(xí)題都是可以轉(zhuǎn)化成“化學(xué)原理+數(shù)學(xué)處理”兩個(gè)步驟，在進(jìn)行化學(xué)習(xí)題的解析過程中，只要良好的掌握和理解化學(xué)原理，靈活的應(yīng)用數(shù)學(xué)思想、數(shù)學(xué)的方法，就能很好的進(jìn)行化學(xué)習(xí)題的解析。我在練習(xí)過程中打下用數(shù)學(xué)思想解析化學(xué)習(xí)題的習(xí)慣。本文從三個(gè)不同的例子角度出發(fā)，通過問題解析，對(duì)化學(xué)習(xí)題中對(duì)數(shù)學(xué)思想的運(yùn)用做出了一些探索。

【關(guān)鍵詞】數(shù)學(xué)思想 化學(xué)解題 高中化學(xué) 應(yīng)用探索

【中圖分類號(hào)】G622 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2017）39-0112-02

一、引言

在高中化學(xué)的解題過程中，良好的運(yùn)用數(shù)學(xué)思想，不但能幫助我突破對(duì)習(xí)題的理解的認(rèn)知，還能讓我充分的發(fā)揮發(fā)散思維，鍛煉我的解題能力和邏輯推理能力的提升。這種將數(shù)學(xué)思想融入化學(xué)習(xí)題的解析過程，更能拓展我的思維，讓我在自身的習(xí)題練習(xí)中進(jìn)行問題的發(fā)現(xiàn)，數(shù)學(xué)思想的發(fā)現(xiàn)以及鍛煉我分析，解決問題的能力。

二、極值討論法——取極端狀態(tài)，確定未知量

極端假設(shè)法的特點(diǎn)就是“抓兩端，定中間”。在進(jìn)行假設(shè)的過程中，可以將某些復(fù)雜的化學(xué)問題變得簡單化，省去繁瑣的計(jì)算過程，化繁為簡。在進(jìn)行假設(shè)過程中可以將混合物假設(shè)為純凈物，將可逆反應(yīng)假設(shè)為不可以反應(yīng)，將平行反應(yīng)假設(shè)為單一反應(yīng)等等，這樣就可以確定極端，從而確定某種物質(zhì)的取值范圍。

例如，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，H2、Cl2混合氣體a L，在光照條件下進(jìn)行完全反應(yīng)后，反應(yīng)氣體恰好能讓b mol NaOH完全轉(zhuǎn)化為鹽，則a、b的關(guān)系不可能是以下哪個(gè)______。

A. b=a22.4 B. b>a22.4 C. b11.2

解析：運(yùn)用極值討論法進(jìn)行這道題的解析，假設(shè)a L完全是H 2，則V（Cl2）逐漸接近0時(shí)，b=0。假設(shè)a L完全是Cl2，則V（H2）逐漸接近0時(shí)，b=a/11.2。但是題目中給出的氣體是混合氣體，因此不論在何種情況下，只要混合氣體的體積是固定的，消耗的NaOH的量b就應(yīng)該在0

在靈活的運(yùn)用數(shù)學(xué)思想極值討論法之后，能讓我在解題過程中更加的容易理解和運(yùn)用，我不斷實(shí)踐以此來鞏固深化所學(xué)到的方法，形成思維方式并且運(yùn)用得當(dāng)，極大的提升了我的解題速度。

三、分段討論法——分割區(qū)間，區(qū)分反應(yīng)條件

在化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)程中，很多反應(yīng)都是根據(jù)原料的多少進(jìn)行完全反應(yīng)或者不完全反應(yīng)，這種反應(yīng)過程就給化學(xué)習(xí)題的解析帶來的很大的困難，而分段討論法就相當(dāng)于將化學(xué)反應(yīng)當(dāng)做一個(gè)數(shù)軸，將其進(jìn)行分段，這樣就可一目了然的了解到什么時(shí)間進(jìn)行來了什么樣的反應(yīng)，對(duì)于化學(xué)解題十分有幫助。

例如，在含有a mol FeBr2的溶液中，通入x mol Cl2.下列各項(xiàng)為通Cl2過程中，溶液內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式，其中不正確的是______。

A.x=a，2Fe2++2Br-+2Cl2=Br2+2Fe3++4Cl-

B.x=1.5a，2Fe2++4Br-+3Cl2=2Br2+2Fe3++6Cl-

C.x=0.4a，2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-

D.x=0.6a，2Br-+Cl2=Br-+2Cl-

解析：將反應(yīng)按選項(xiàng)進(jìn)行分段，可以得到以下三個(gè)步驟：

（1）當(dāng)x≤0.5a時(shí)候，最多得amol電子.所以此時(shí)只有Fe2+被氧化，Br-沒有參加反應(yīng)：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-

（2）當(dāng)0.5a≤x≤1.5a時(shí)候，最多得3mol電子.所以Fe2+被全部氧化（消耗氯氣0.5amol），Br-被部分氧化（利用剩余x-0.5a mol的Cl2氧化）：①aFe2++0.5aCl2=aFe3++aCl-②2（x-0.5a）Br-+（x-0.5a）Cl2 =（x-0.5a）Br2+2（x-0.5a）Cl- 將式合并：aFe2++2（x-0.5a）Br-+xCl2=（x-0.5a）Br2 +aFe3++2xCl-

（3）x≥1.5a時(shí)候，F(xiàn)e2+被全部氧化，Br-全部被氧化：2Fe2++4Br-+3Cl2=2Fe3++2Br2+6Cl-

因此，本題選D，在進(jìn)行化學(xué)習(xí)題的解析時(shí)，就可以利用這種分段的數(shù)學(xué)思想來進(jìn)行討論，將數(shù)學(xué)充分利用數(shù)軸將化學(xué)問題具體化，更能迅速的解析試題。

四、不定方程討論法——發(fā)現(xiàn)題中隱藏條件，突破解題

在不定方程討論法進(jìn)行解題的過程中，往往涉及到的不定方程都是一次的，一次不定方程在化學(xué)習(xí)題上的運(yùn)用大多在題中都給出了條件限制，而這些條件限制就是解題的關(guān)鍵，在解題過程中找出這樣的隱藏條件，就能快速的進(jìn)行試題解析。

例如，在20℃時(shí)，某氣態(tài)烴與氧氣混合，裝入密閉容器中，點(diǎn)燃爆炸后，又恢復(fù)到20℃，此時(shí)容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為反應(yīng)前的一半，經(jīng)NaOH溶液吸收后，容器內(nèi)幾乎成真空，此烴的分子式可能是——

A. CH4 B. C2H4 C. C3H8 D. C7H16

解析：在化學(xué)方程式中，氣體前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)為參加的氣體分子個(gè)數(shù)。設(shè)此碳?xì)浠衔锏幕瘜W(xué)式為CxHy，則有 4CxHy+（4x+y）O2→4xCO2+2yH2O（l）根據(jù)題意可知4+4x+y=2×4x，由此可得：4x=4+y 若x=1，則y=0，不存在此物質(zhì)，若x=2，則y=4，物質(zhì)為C2H4，若x=3，則y=8，物質(zhì)為C3H8，故選BC。

在進(jìn)行習(xí)題的解析過程中，將不定方程和習(xí)題進(jìn)行結(jié)合，在求解的過程中發(fā)現(xiàn)習(xí)題的隱含條件，這樣從隱含限制為突破口，尋求正確的解決方法。

五、結(jié)語

將數(shù)學(xué)思想在高中化學(xué)的解題中進(jìn)行靈活的應(yīng)用，就能對(duì)我的解題效率等起到十分重要的作用，因此，我在學(xué)習(xí)過程中，應(yīng)逐漸的滲透數(shù)學(xué)思想和化學(xué)習(xí)題的結(jié)合，在進(jìn)行習(xí)題解析時(shí)將數(shù)學(xué)思想明確的告知我，讓我在進(jìn)行習(xí)題的練習(xí)時(shí)著重的培養(yǎng)自身的化學(xué)習(xí)題的解析思路，完善自身的學(xué)習(xí)方法，提升解題效率。

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