高中化學解題中數學方法的應用探究

沈 浩

(浙江省安吉縣孝豐高級中學 313301)

化學考試說明指出，教師應該注重對學生思維能力的考察.詳細來說，主要是要求教師在實踐教學中將化學問題變為數學問題，借助數學教學方法，驗算和推理，以此提高學生們的化學知識.由此不難看出，這個要求是相當的高，多數學生都無法將其完成.鑒于此，高中化學教師在開展實踐教學中，應注重根據學生們的實際學習情況，合理的分析學生在此過程中遇到的問題，并將他們遇到的問題進行解決.

一、高中化學解題中應用數學方法的意義

高中化學教師在解題教學中，將數學學科的思想方法應用其中，既可以培養學生的解題思路，又可以將其自身的作用發揮的淋漓盡致.此外，化學教師要想將化學課本中的抽象的知識變為數學知識，就需要借助數學教學工具，解決化學知識.具體而言，化學教師將數學思想運用到化學教學中，既符合新課改的要求，促使學生的綜合能力得到提升，又可以促使學生形成綜合的知識體系.

二、高中化學解題中應用數學方法應用范例

1.運用數學計算解決相關化學問題

例1在100mL 0.1mol/L的AgNO3溶液中加入100mL溶有2.08g BaCl2的溶液，再加入100mL溶有0.01mol CuSO4·5H2O的溶液，充分反應(Ag2SO4微溶，AgCl、BaSO4比Ag2SO4更易沉易沉淀).

下列說法中正確的是( ).

A.最終得到白色沉淀和無色溶液

B.最終得到白色沉淀是等物質的量的兩種化合物的混合物

C.在最終得到的溶液中，Cl-的物質的量為0.02mol

D、在最終得到的溶液中，c(Cu2+)=0.01mol/L

分析溶液中發生的離子方程式以及現象分別是：

生成0.01mol白色沉淀；

生成0.01mol白色沉色沉淀，溶液呈藍色，剩余的Cl-的物質的量為0.01mol.

B項，最終得到的白色沉淀是等物質的量AgCl和BaSO4兩種沉淀物的混合物，因此B選項是正確的.

例2某玻璃廠生產普通玻璃，其組成為(質量分數)：Na2O 13%,CaO 11.7%,SiO27.53%.

(1)請以氧化物組成的形式表示該玻璃的化學式.

(2)制造這種玻璃的原料是石灰石、純堿和石英.若該廠每天生產10t玻璃，石灰石的的利用率按80%計算，純堿和石英的利用率按95%計算，每月(按31天計算)至少需要上述原料的質量是多少？

分析(1)Na2O、CaO、SiO2物質的量之比：

0.13/62∶0.117/56∶0.753/60=0.0021∶0.0021∶0.0126=1∶1∶6

所以以氧化物組成的形式表示該玻璃的化學式Na2O·CaO·6SiO2

(2)10t玻璃含CaO 1.17t、Na2O、1.3t、SiO27.53t

需要石灰石(1.17×100/56)/80%×31=81.0t

需要純堿(1.3×106/62)/95%×31=72.5t

需要石英7.53/95%×31=245.7t

例3某有機化合物A對H2的相對密為29，燃燒該有2.9g，生成標準狀況下3.36L二氧化碳，氣體密度為1.963.

(1)求該有機物的分子式.

(2)取0.58g該有機化合物與足量銀氨溶液反應，析出金屬銀2.16g.寫出該化合物的結構簡式.

2.幾何和分子結構的關系

例4已知某碳氫化合物A的分子中有6個碳原子，每個碳原子都以3個鍵長相等的單鍵分別跟其他3個碳原子相連，形成2個90°的碳-碳-碳鍵角和1個60°的碳-碳-碳鍵角.根據以上事實判斷：

(1)A的化學式是( ).

(2)分子中有沒有碳碳雙鍵.

(3)A的結構可以表示成什么.

分析根據“某碳氫化合物A的分子中有6個碳原子，每個碳原子都以3個鍵長相等的單鍵分別跟其他3個碳元素相連，形成2個90°的碳-碳-碳鍵角和1個60°思維碳-碳-碳鍵角”可以得知：該分子是立體分子，且每一個碳原子的剩余價鍵為1個.因此：

(1)A的化學式為C6H6.

(2)分子中沒有碳碳雙鍵.

(3)又由3個C-C鍵間的夾角決定A的結構應為：以正三角形為底面的正三棱柱.

數學研究的是空間的形式和數量關系，因此，數學學習不僅是學生學習化學的前提，還是他們學習化學的重要工具，尤其是化學學習到高中階段，學生在知識和能力上都有了一定的儲備.鑒于此，高中化學教師在開展化學教學過程中，將數學方法融入到化學知識課本上，既可以促使學生從數學角度學習化學知識，又可以取得良好的教學效果.