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化学客观题解题策略

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选择题和填空题都属于客观性试题,是高考重要题型之一,以容易题和中档题为主,侧重于“双基”的考查。其题设条件与备选答案往往经过命题者深思熟虑的加工和别具匠心的改造,以多变的形式设置陷阱。

[ 虚拟法]

所谓虚拟法,就是在分析或解决问题时,根据需要和可能,虚拟出能方便解题的对象,并以此为中介,实现由条件向结论转化的思维方法。虚拟法的应用是广泛的,如:①配平复杂氧化还原反应时,可将复杂化合物中各元素的化合价皆虚拟为零;②虚拟出某些混合物的“化学式”;③虚拟出某些解题时用到的数据;④虚拟出解题需要的某些条件;⑤虚拟反应过程;⑥虚拟反应结果等等。通过虚拟法可以使化学的分析过程简化,也可以简化计算过程。

例1 有甲、乙两容器,甲容器容积固定,乙容器容积可变。一定温度下,在甲中加入2 mol N2、3 mol H2,反应N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)达到平衡时生成NH3的物质的量为m mol。

(1)相同温度下,在乙中加入4 mol N2、6 mol H2,若乙的压强始终与甲的压强相等,乙中反应达到平衡时,生成NH3的物质的量为 mol(从下列各项中选择,只填序号,下同);若乙的容积与甲的容积始终相等,乙中反应达到平衡时,生成NH3的物质的量为 mol。

A.小于m B.等于m

C.在m~2m之间 D.等于2m

E.大于2m

(2)相同温度下,保持乙的容积为甲的一半,并加入1 mol NH3,要使乙中反应达到平衡时,各物质的体积分数与上述甲容器中达到平衡时相同,则起始时应加入 mol N2和 mol H2。

解析 (1)相同温度下,在乙中加入4 mol N2和6 mol H2,若把乙容器的容积虚拟为甲容器的两倍,则反应过程中乙容器的压强始终与甲容器的压强相等。则甲、乙两平衡等效,此时乙中生成NH3的物质的量应该等于2m mol。若乙容器与甲容器容积始终相等,则可先把乙容器虚拟为甲容器容积的两倍,再压缩到等于甲容器的体积,此时平衡正向移动,乙中NH3的物质的量大于2m mol。(2)相同温度下,若保持乙的容积为甲的一半,则可把乙容器虚拟为甲容器的一半,把1 mol NH3虚拟为0.5 mol N2和1.5 mol H2,要使乙中反应达到平衡时各物质的体积分数与甲中平衡时相同,则乙中起始时应再加入0.5 mol N2和0 mol H2。

答案 (1)D E (2)0.5 0

[ 虚拟法]

残基,是指分子除去某些原子(或原子团)后剩余的部分或指分子补上某些原子(或原子团)后的部分。残基不是固定的,它依据题目的特点而定。利用残基法可以确定有机物的化学式、相对分子质量、分子组成、分子结构等。残基法解题的基本步骤是:根据题设要求将已知物的化学式拆成若干部分或补上其他部分,再利用各种信息逐步求得其余各部分,然后再求整体。

例2 化合物CO、HCOOH和OHC―COOH(乙醛酸)分别燃烧时,消耗O2和生成CO2的体积比都是1∶2,后两者的分子可以看成是CO(H2O)和(CO)2・(H2O),也就是说,只要分子式符合[(CO)m・(H2O)n](m和n均为正整数)的各有机物,它们燃烧时消耗O2和生成CO2的体积比总是1∶2。现有一些只含C、H、O三种元素的有机物,它们燃烧时消耗O2和生成的CO2的体积比是3∶4。

(1)这些有机物中,相对分子质量最小的化合物的分子式是 。

(2)某两种碳原子数相同的上述有机物,若它们的相对分子质量分别为a和b(a

解析 先用残基法求符合题意的有机物通式。步骤如下:第一步:由题意写出:?+3O24CO2。第二步:根据质量守恒,反推出“?”代表的物质。C4O2+3O24CO2。第三步:将C4O2化为最简式表示(C2O)2+3O24CO2。第四步:将特殊化为一般,得到符合题设条件的有机物通式的残基。(C2O)m+[3m2]O2[2m]CO2。第五步:由残基得到通式,只需在残基后增加(H2O)n即可。(C2O)m・(H2O)n+[3m2]O2[2m]CO2+nH2O。可见,只要符合通式(C2O)m・(H2O)n的有机物,完全燃烧时消耗O2和生成CO2的物质的量比都是3∶4。(1)当m=1,n=1时,有机物分子式为:C2H2O2,其结构简式为:OHC―CHO,此时相对分子质量最小。(2)由题意b-a=(C2O)m・(H2O)n-(C2O) m・(H2O)n′=18(n-n′),n-n′为正整数,b-a必是18的整数倍。

答案 (1)C2H2O2 (2)18

[ 思维转化法]

思维转化法是指不要被所给问题的形式所束缚,而能依具体情况“变通”成另外一种更简捷的形式。如将一个难题分解成几个简单的小问题,将直接难求解的问题变为间接易求解的问题等。这种问题变换的技巧常用于解繁杂的综合性计算题、陌生的信息题和书写复杂的化学方程式等。有些题目分析时很繁琐,甚至会陷入绝境,如能转换一下研究对象,则会“绝处逢生”。

例3 元素A、B可形成化合物X、Y,其质量组成为:X中A占[2331],Y中B占[1639]。已知Y的最简式为AB,则X的最简式为( )

A.AB2 B.A2B C.A3B2 D.A4B3

解析 已知Y的最简式为AB,B占[1639],则A占[2339],若设AB相对分子质量为39(第一次转换),则[AB=2316],联想到23为Na,16为O(一般向具体转换,第二次转换),则最简式为NaO[12],化学式即为Na2O2。[12]同理,设X的相对分子质量为31,A为23,B为31-23=8,得NaO,即Na2O,所以X为A2B,选B(由具体向一般转换)。这里进行了三次思维转换,灵活巧妙。

答案 B

[ 极限思维法]

极限思维法,是把研究的对象或变化过程假设成某种理想的极限状态进行分析、推理、判断的一种思维方法。一般思路是将题设构造为问题的两个极端,然后依据有关化学知识确定所需反应物或生成物的量,然后进行判断分析求得结果。适用范围:判断物质的组成,确定可逆反应中反应物、生成物的取值范围,确定多个平行反应中生成物浓度的范围,确定化学反应的过量情况;有的题目无法直接计算出结果,也可采用极限思维法来解。

例4 将一定量的CuS和Cu2S的混合物投入足量的HNO3中,收集到气体V L(标准状况),向反应后的溶液中(存在Cu2+和SO42-)加入足量NaOH,产生蓝色沉淀、过滤、洗涤、灼烧,得到12.0 g CuO,若上述气体为NO和NO2的混合物,且体积比为1∶1,则V可能为( )

A.9.0 L B.13.5 L

C.15.7 L D.16.8 L

解析 若混合物全是CuS,其物质的量为[1280]=0.15 mol,电子转移数为0.15 mol×(6+2)=1.2 mol。两者体积相等,设NO、NO2的物质的量分别为x mol,则3x+x=1.2,计算得x=0.3。气体体积V=0.6 mol×22.4 L・mol-1=13.44 L;若混合物全是Cu2S,同理可计算其物质的量为0.075 mol,转移电子数0.075 mol×10=0.75 mol,设NO、NO2的物质的量分别为x mol,则3x+x=0.75,计算得x=0.1875,气体体积0.375 mol×22.4 L・mol-1=8.4 L,因此选A。

答案 A

[ 淘汰排除法]

将题目所提供的选项,根据题目给出的条件,运用比较、分析、归纳、推理等思维方法逐一进行判断,凡不符合题干所给条件的就淘汰掉,最后得出正确答案。此方法常常用于解答概念、原理类选择题,也常用于解答组合型选择题。

例5 下列说法正确的是( )

A.实验室从海带提取单质碘的方法是:取样灼烧溶解过滤萃取

B.用乙醇和浓H2SO4制备乙烯时,可用水浴加热控制反应的温度

C.氯离子存在时,铝表面的氧化膜易被破坏,因此含盐腌制品不宜直接存放在铝制容器中

D.将(NH4)2SO4、CuSO4溶液分别加入蛋白质溶液,都出现沉淀,表明二者均可使蛋白质变性

解析 I-未被氧化,不能得到I2,A项错误。制乙烯时温度为170 ℃,水浴加热达不到该反应温度,B项错误;(NH4)2SO4不是重金属盐,不能使蛋白质变性,D项错误。

答案 C

[ 整体思维法]

整体思维是一种思维策略,其核心是将化学问题作为整体看待。抓住构成问题的各个因素与整体间的关系及在整体中的作用,从整体变化中寻找变量和恒量,从整体上对有关信息进行变形、替代、转化等处理。拓展思维空间,简化解题过程,方便迅速解题。

例6 1.92 g 铜投入一定量的浓硝酸中,铜完全溶解,生成气体的颜色越来越淡,共收集到672 mL气体(标准状况)。将盛有此气体的容器倒扣在水中,容器内液面上升,再通入标准状况下一定体积的氧气,恰好使气体完全溶于水中,则通入氧气的体积是( )

A.504 mL B.168 mL

C.336 mL D.334 mL

解析 在反应过程中,原来的HNO3最终还是转化为HNO3,相当于Cu先把电子传递给HNO3,然后HNO3的还原产物再把电子传递给O2,据电子转移守恒有n(O2)=[12n](Cu)=[1.9264]×[12]=0.015 mol,V(O2)=0.015 mol×22400 mL・mol-1=336 mL。

答案 C

[ 分析推理法]

根据题目的已知条件,运用相关的化学原理进行分析、推理找出已知条件和未知条件的关系从而快速而简便地得出结论。此方法常用于解答原理类、计算类、图表类选择题。

例7 向一定量Fe、Fe2O3的混合物中加入250 mL 2 mol・L-1的HNO3溶液,反应完成后生成1.12 L(标准状况下)NO气体,再向反应后溶液中加入1 mol・L-1 的NaOH溶液,要使铁元素完全沉淀下来,所加入NaOH溶液体积最少是( )

A.450 mL B.500 mL

C.400 mL D.不能确定

解析 此题涉及多个反应,若全部写出化学方程式来计算显得十分繁琐,要使铁元素最终完全沉淀,但不能确定铁元素最终以Fe(OH)3还是Fe(OH)2出现,HNO3是否过量也不能确定,因而顺向求解较困难。运用逆向思维通过已知数据进行计算和分析推理,利用守恒、终态法避繁就简,即可迅速求解。可由物料守恒:n(NaOH)=n(NO3-)=n(HNO3)-n(NO),即250×10-3×2-[1.1222.4]=1・V(NaOH溶液),V(NaOH溶液)=0.45 L=450 mL。

答案 A

[ 形象思维法]

形象思维法,是指直观形象地思考事物的思维活动,将一些抽象的、难以直接观察或想象的事物转化为可看到、可接触或容易想象的事物。适用范围:有些化学过程虽然比较复杂,存在着变化过程,如:Al3+与OH-的反应、AlO2-与H+的反应、CO2与Ca(OH)2的反应等,此时可以画出图象,将变化的过程直观地表示出来,再根据一些规律和原理进行计算,则会比较简单。有些化学计算题叙述冗长,信息量大,一时难以理顺各种关系,若能将文字信息转化为图表信息,则可使题意简明清晰。

例8 向10 mL 0.2 mol・L-1的AlCl3溶液中逐滴加入未知浓度的Ba(OH) 2溶液,测得滴加15 mL与滴加45 mL时所得的沉淀质量一样多,则Ba(OH) 2的浓度为( )

A.0.02 mol・L-1 B.0.04 mol・L-1

C.0.06 mol・L-1 D.0.08 mol・L-1

解析 本题发生的反应:2AlCl3+3Ba(OH)2=2Al(OH)3

+3BaCl2,2Al(OH)3+Ba(OH)2=Ba(AlO2)2+4H2O。因此,AlCl3与Ba(OH)2反应过程中生成沉淀的质量与加入Ba(OH)2溶液的体积之间的关系如图所示。从图中可以看出,a点为Ba(OH)2与AlCl3恰好完全反应生成Al(OH)3沉淀时Ba(OH)2溶液的用量。由反应原理可知,有[a-1545-a=31],a=37.5。由Ba(OH)2与AlCl3的反应关系:2AlCl3~3Ba(OH)2,可求得此时参加反应的Ba(OH)2的物质的量为0.003 mol,所以Ba(OH)2的物质的量浓度为[0.0030.0375]=0.08 mol・L-1。

答案 D