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巧解化學計算題
化學計算題，特別是計算型選擇題，往往隱含著巧解的思路。巧解表現的是一種求異思維，它不可能有固定的模式可依靠，它巧在思想方法的運用上、思維角度的選擇上、對題意的分析和挖掘上、解題信息的轉換上、由思到變，由變到巧。下邊談談幾種常見的具有普遍性的巧解思路。
極值法
例1： 氯氣和氧氣的混合氣體500ml，使氫氣在其中充分燃燒，用水吸收生成物得溶液250ml，從中取出25ml，用0.125mol/L的氫氧化鈉溶液200ml剛好完全中和，則與混合氣體反應的氫氣的體積是（氣體體積均為標況）（ ）
A．200ml B．300ml　　　　C．490ml　　　　D．720ml
解答　　本題一般用守恒法，由氫氧化鈉的物質的量求得氯氣的物質的量以及氯氣的體積，再求得氧氣的體積，最后求混合氣體消耗的氫氣的體積．但用極值的思想可巧妙求解,由化學方程式CL2+H2=2HCl和2H2+O2=2H2O可知,若全為氯氣,消耗氫氣500ml,若全為氧氣,消耗氫氣為1000ml,則500ml混合氣體.消耗氫氣必大于500ml小于1000ml,即很快可得答案為D。
二、巧變思路
１、變整體為局部
例2：將NaCl和NaBr的混合物mg溶于足量水配成500ml溶液，再向其中通入足量的CL2，充分反應后蒸干溶液，得干燥晶體（m-2）g，則溶液中Na+、Br-、Cl-的物質的量濃度之比不可能為（ ）
A．3：2：1 B．3:1:2　　C．4:3:1　　　　D．3:1:4
解答 本題一般用差量法,應用溴化鈉與氯氣反應導致的質量差量求解.而巧解在于既然是氯化鈉和溴化鈉的混合溶液,則鈉離子濃度氯離子或溴離子濃度,即答案為 D 。
２、變順思為反思
例3 將 NO2 、NH3、O2 的混合氣體22.4L通過稀H2SO4 溶液后，溶液的質量增加26.7g，氣體體積縮小為4.48L（氣體體積均為標況），余下氣體能使帶火星的木條燃燒，則原混合氣體的平均分子量為（ ）
A．28.1　　B．30.2　　C．33.1　　D．34.0
解答　本題若從順向思考，則要發生如下反應
2NH3+ H2SO4=NH4SO4； 4NO2+O2+2H2O=4HNO3。
由于反應較為復雜，將會使解題過程變的十分繁瑣．而巧解在于逆向思維．由題意可知，最后放出的是氧氣，其余成分進入溶液，如果氧氣未放出呢？由質量可知，原混合氣體質量為26.7+(4.48/22.4)32=33.1(g),即原混合氣體平均分子量為答案C.
3、變列式計算為找規律推斷
例４　在一密封容器放入3LX(g)和2LY(g),在一定條件下發生如下反應：
4 X(g) +3 Y(g)=2Q（g）+ nR（g）。 達到平衡時，容器內壓強比原來增加5%，X的濃度減少1/3，但溫度不變。則方程式中n的值是（ ）
A．3　　　B．4　　　C．5　　　D．6
解答：本題的一般解法是根據化學方程式求出平衡是各物質的濃度，由物質的量之比等于壓強之比列式計算ｎ值，而巧解在于尋找規律．容器中壓強增大，則正反應是氣體總物質的量增大的反應，故有４＝３＜２＋n，得n＞５，答案為 Ｄ 。
三、巧做轉化
1、解題信息的轉化
例5、某硫酸鐵溶液中，水分子與鐵離子的個數比為100：1，則該溶液溶質的質量分數為（ ）
解答 本題巧解的關鍵是將H2O和Fe3+的個數比轉化為H2O和Fe2（SO4）3的質量比，由Fe2（SO4）3=2 Fe3++3SO42- 可知，Fe2（SO4）3和 H2O 的個數比為1：200，故Fe2（SO4）3和 H2O 的質量比為：
1*400：200*18=1：9。
則硫酸鐵溶液中溶質的質量分數為10%。
2、轉化化學式
例6 已知乙炔、苯、乙醛的混合蒸汽中含碳元素的質量分數84%，求混合物中氧元素的質量分數。
解答 本題巧解的關鍵在于將乙醛的分子式 C2H4O 轉化為 C2H2·H2O，則混合物的組成可轉化為C2H2·C6H6·C2H2·H2O ，括號中C和H的個數比為1：1，質量比為84%╳（13/12）=91%，H2O的質量分數為9%，則O%=9%╳（16/18）=8%。
四、守恒法
例7 有鎂、 鋁混合粉末10.2克，將它溶于500ml 4 mol/L的 鹽酸中，若要使質量達到最大值，則需要加入2mol/L 的 氫氧化鈉的 體積為（ ）
A．1000 ml B．500 ml C．100 ml D．1500 ml
解答 本題如果按常規思維，需要用極限的 觀點討論鹽酸是否足量,然后分別求得鎂/鋁的質量,這是不可能的,因為條件不夠。而巧解在于抓住始態是鎂鋁單質,終態主要成分是氫氧化鎂.氫氧化鋁沉淀,則可由原子守恒的 觀點很快求解．
Mg+2HCl=MgCl2+H2↑ MgCl2+NaOH=Mg(OH)2↓+2NaCl
2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑ AlCl3+ 3NaOH=Al(OH)3↓+3NaCl
分析由始到終的過程可知，只要加入氫氧化鈉的物質的量與氯化氫的 物質的量相等，沉淀的 質量必然最大，則氫氧化鈉溶液的體積為：500╳4/2＝1000（ml）
即答案為A
五、疊加法
例8一定溫度下，wg下列物質 (1)H2,(2)CO,(3)CO和H2,(4)HCOOCH3,(5) HOOC―COOH,在足量氧氣中完全燃燒，將產物與過量的過氧化鈉完全反應，固體增重 wg，符合此要求的是（ ）
A．全部 B．（4）（5）??C．（1）（2）（3）?D．（1）（2）（3）（4）
解答 本題的特點是,要在正確書寫化學反應方程式的 基礎上,將各步方程式巧妙的加以疊加,即可找出規律.
2H2+O2=2H2O, 2H2O+2Na2O2=4NaOH+O2
將兩方程式疊加即得 H2+Na2O2=2 NaOH
2CO+O2=2CO2, 2CO2+ Na2O2=2NaCO3
將兩方程式疊加即得 CO+ Na2O2= NaCO3
由疊加后的兩方程式可知,要想固體增加的質量就是原反應物必須是CO 或H2或CO與 H2 的 混合物或有有機物的組成相當于是CO與 H2的混合物.(4)的化學式為C2H4O2, 滿足上述要求,(5)的化學式為C2H4O2,不滿足上述要求,因此答案為D.
六、關系式法
例9 把29克 Fe 和S 的混合物在密閉條件下加熱充分后冷卻到溫室,再加入足量的稀硫酸溶液,放出的氣體在標況下的體積為8.4L,則原混合物中S和Fe的物質的量之比為( )
解答 本題如果用化學方程式計算,由于原混合物中哪一種過量無法確定,因而難于求解.而巧解在于找出鐵與氣體之間的關系.
Fe+S=FeS
FeS+H2SO4=H2S↑+FeSO4
而Fe過量時又有Fe+H2SO4=H2↑+FeSO4 ,分析三個方程式可知,產生的氣體體積只于Fe 的量有關,而與S的量無關。1molFe―1molFeS―1mol H2S, 1molFe―1mol H2,綜合可得關系式氣體. 1molFe―1mol氣體。
鐵的質量為:8.4/22.4*56=11克
鐵的物質的量為:8.4/22.4=0.38摩爾
硫的物質的量為(29-11)/32=0.57摩爾
硫與鐵的物質的量之比為:0.57/0.38=3/2
七 、直平法
直平法即直接寫出配平的反應方程式,不必計算,直接得出答案的方法,常常適用于硫化氫或有有機物的不完全燃燒問題.必須注意的是,在硫化氫或有機物不完全燃燒時,氫元素要先轉化為水.
例10 將 a mol H2S和 1 molO2 置于一個密閉容器中點燃在120℃ 時反應.當產物部分是SO2 部分是 S 時, a的取值范圍是( ),反應后生成的SO2和H2O(氣)的物質的量之和為( ) .
解答 由于同時生成二氧化硫,則反應方程式如下:
2H2S+ O2=2S+2H2O
觀察兩個方程式可知, a 的取值范圍是2/3可寫出直接配平的化學方程式: a H2S+ O2=a H2O+(1-a/2) SO2+(a-1+a/2),則SO2和H2O(氣)的物質的量之和為:a/2+1(mol)
八、 估算法
估算法的優點是在解一些計算型選擇題時,常常不需要準確計算,只需對已知數據進行大概估算,結合答案中數據的特點就能快速得出正確的選項.
例11 在已經平衡的天平兩端托盤上分別放上等質量的燒杯,燒杯中盛有等濃度.等體積的稀硫酸.向兩個燒杯中分別放入一小塊鋅片和鐵片且完全溶解.為使天平繼續保持平衡,則鋅與鐵物質的量之比為( )
A.1:1 B.65:56 C:63:54 D:54:63
解答 通過質量差量分析可知,1molZn可使溶液增重63克,1molFe可使溶液增重54克.要使天平繼續保持平衡,則加入的鋅與鐵的物質的量之比必小于1,即得答案為D.
綜上所述,是解答化學計算題的一些常用巧解方法,尚有許多不全之處.需要注意的是,化學計算技巧是屬于思維方式的問題,只能從原則上加以概括,切忌單純追求技巧,而忽視化學計算基礎知識的學習和基本技能的培養.只有牢固的掌握了雙基,才能夠巧解計算題.

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