化学计算中的另类思维例析

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  所谓另类思维即非常规性思维。在某些化学计算中可以不用常规的计算方法,而转换思维角度,另辟蹊径,则能找到更佳的解题方法。
  [例1]在一定温度下,将等物质的量A和B充入一密闭容器中,发生如下反应:A(气)+2B(气)=2C(气),反应达到平衡时,若A和B的物质的量之和与C相等,则此时A的转化率为
  ( )
  A. 50 % B. 60 % C. 40 % D. 70 %
  常规思维:根据化学平衡的一般计算方法,设A、B、C三种物质的变化浓度分别为x、2x、2x,然后利用“A和B的物质的量之和与C相等”,列出方程式,解出A的变化浓度x,从而求出A的转化率。
  另类思维:按非可逆反应考虑,设均为1mol的A、B,则只有0.5molA参加反应,转化率为50%,但由于是可逆反应,所以A的转化率应小于50%,
  [答案]C。
  [例2] R O在一定条件下可以把Mn 氧化成MnO ,若反应后R O变为RO,又知反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为5:2,则n的值为( )
  A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
  常规思维:根据氧化还原反应中,得失电子数守恒的原则,2mol还原剂Mn 氧化成MnO ,失去电子的总数为10mol,那么5mol氧化剂R O变为RO,应得到电子为10mol,由此解出n值。
  另类思维:由于氧化剂R O还原为RO,R O中R的化合价要降低,已知RO中的化合价为+6,所以R O中R的化合价>+6、且<+8。
  [答案]B。
  [例3]相同温度压强下,1体积HCl和9体积H O(气)组成的混合气体,经完全冷凝后,所得盐酸的质量百分比浓度为( )
  A. 10% B. 18.4%C. 4.9×10 % D. 80.2%
  常规思维:根据阿伏加德罗定律,1体积HCl和9体积H O(气)可以看作1mol HCl和9mol H O(气),利用溶液中溶质的质量分数的计算公式来进行计算。
  另类思维:在发现了HCl和H O的式量比约为2∶1后,可将溶质的质量分数的计算,改换为HCl分子个数比的计算。即:1/(1+4.5)。
  [答案]B。
  [例4] 向50 mL 18 mol·L H SO 溶液中加入足量的铜片并加热,充分反应后,被还原的H SO 的物质的量是( )
  A. 小于0.45 mol . 0.45 mol
  C. 在0.45 mol和0.90 mol之间 . 大于0.90 mol
  常规思维:根据铜与浓硫酸反应的化学方程式:
  Cu+2H SO =CuSO +SO ↑+2H O,2mol H SO 中有1mol H SO 作氧化剂被还原,50 mL 18 mol·L H SO 溶液中有H SO4 0.9mol,则被还原的H SO 为0.45mol。但答案错误,是由于思维不到位。
  另类思维:随着浓硫酸与铜反应的进行,溶液的浓度不断稀释,而稀硫酸不与铜反应。则被还原的H SO 一定小于0.45mol。
  [答案]A。
  [例5]密度为0.91g·cm 的氨水,质量分数为25%,该氨水用等体积的水稀释后,所得溶液的质量分数为()
  A. 等于12.5 %. 大于12.5 %
  C. 小于12.5 %D. 无法确定
  常规思维:按100g氨水计算,其中NH 为25g。加水稀释后,NH 的质量不变,利用稀释公式或溶质的质量分数公式来计算。如用溶质的质量分数公式,方法如下:氨水的体积为100g/0.91g·cm ,与氨水等体积的水的质量为1.00g·cm ×100g/0.91g·cm ,则稀释后的氨水中溶质的质量分数为:
   =11.9%
  另类思维:可假设向氨水中加入等质量的水,溶质的质量分数等于25%的一半为12.5%。但由于氨水和水的密度不同,且ρ(NH )<ρ(H O),所以加入等体积的水后溶质的质量分数一定小于12.5%。
  
  注:“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”
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