逍遥学能 2014-06-09 13:04
化学计算过程，主要是一个化学问题的数学处理过程，即对物质的组成、结构、性质和变化规律的量化过程。它以基本概念、基本理论、元素化合物知识为基础，以物质的量为中心，以量方程、化学式、化学方程式及溶液组成知识为定量工具，理解和运用化学概念、化学原理 ，进行对比、判断、推理，这是化学计算的思维过程。因此化学计算是和化学复习中的五大块之一，分基本概念、基础知识，解题的基本方法和技巧，科学的思维分析方法和综合解题能力三个层次。
一、近年高考计算题变化
近几年高考化学计算题的变化是难度有所降低，更加突出了化学计算的特点，与生产、科学研究的实际比较贴近。根据历届中的考点显示，化学计算的考查主要包括元素的质量分数、分子式与相对原子质量和相对分子质量、溶解度、质量分数、物质的量浓度、溶液的pH值、有关化学平衡、多步反应、有关混合物、根据化学方程式计算及综合计算等十一个方面的计算。近几年的化学高考题对计算的技巧和方法(差量法、十字交叉法、估算法、等效转换法、守恒法、讨论法、极端假设法等)的考查要求有所降低，对思维逻辑性、敏捷性、发散性和创造性以及相关学科知识的运用能力有深刻的考查。
二、对教学与复习的建议
㈠统揽全局，合理安排
在第化学复习教学中必须纵观全局，注意各章节计算内容的合理渗透，循序渐进打好扎实的计算基础。各章节知识内容及方法见表2 。
知识内容
常见计算
常用解题方法
初中知识
溶质质量分数及溶解度
公式法、隔离法、终态分析法
化学反应及其能量变化
燃烧热、中和热的计算，氧化还原反应的有关计算
关系式法、电子转移守恒法
碱金属
有关Na，Na2O2，NaHCO3，Na2CO3的计算
差量法、极端分析法、不等式法、讨论法
物质的量
物质的量、质量、气体体积、微粒数、物质的量浓度、质量分数
公式法
卤素
卤素间的置换反应、过量问题计算
差量法、分段讨论法、数轴法、关系式法
物质结构元素周期律
相对原子质量、质量数质子数、中子数、电子数、最外层电子数电子层数、核电荷数、原子序数、周期数族序数、晶体结构
十字交叉法、公式法、占有比例法
硫硫酸
有关二氧化硫、硫酸在溶液中反应的计算
关系式法
碳族元素
碳硅及其化合物的计算
区间讨论法
氮族
氮及其化合物的计算、磷及其化合物的计算
讨论法、关系式法
几种重要的金属
金属与酸反应的计算、铝及其化合物的计算、无机混合物计算、铁及其化合物的计算
电子守恒法、元素组成守恒法、讨论法、图象法、图示分析法、关系式法、
有机化学
有机物燃烧的计算、有机混合物的计算
最间式法、通式法、差量法、不定方程讨论法、平均分子量法、平均组成法
化学反应速率化学平衡
化学反应速率的计算、有关化学平衡的计算
差量法、比例法、质量守恒法、等效转换法
电解质溶液
有关溶液混合后pH值及离子浓度的计算、电化学及氧化还原的计算
公式法、平衡计算法、电荷守恒法、原子守恒法、电子转移守恒法
1、准确、熟练理解相关概念，形成和应用相关知识体系
掌握计算概念与化学原理是进行化学计算中思维活动的前提，也是化学计算的目的，化学计算的“化学味”就包括化学概念和原理。理解和运用计算概念、进行判断、推理，这是解题的思维过程。与计算相关的概念和公式又不是孤立的，它们之间存在着相互联系，只有将这些知识分类、交织成网，形成系统，才能完整、准确、灵活地掌握、运用它们，如果计算网络系统在头脑中排列有序，遇到问题便会产生有条有理的联想，再经过筛选、比较、判断、推理，就可以形成脉胳通畅的思路。可见，计算概念的准确理解和应用，不仅是化学计算的内容，而且是促使知识向能力转化，形成技能技巧、发展思维能力的重要因素。与计算相关的知识体系见下图。
2、归纳解题策略与方法
学生对能力性计算题犯难是教学中普遍存在的问题，其原因是除“双基” 不扎实外，更重要的是没有掌握解题的策略与方法。知识归类、系统化后，必须对一同类型的计算解法进行归纳。对解题策略与方法的归纳应在解决问题的过程中进行，在问题解决后进一步进行思考与总结，通过归纳提高思维能力。
【例】⑴求下列物质的实验式：
①某烃含碳元素92.30%(质量分数)
②某有机物含C、H、O三种元素，其质量比为12：3：8
③完全燃烧3克有机物，生成4.4克CO2和1.8克H 2O
⑵求下列物质的相对分子质量
①某有机物在标准状况下为气态,密度3.488g/L
②某气体200 m L (标准状况),其质量为0.572g
③某气体质量是同温同压同体积氢气质量的15倍
④某气体密度是同状况空气密度的2倍
⑶求下列物质的分子式
①某酯含氢8.1%、含碳48.6%(质量分数),其蒸气的密度是同状况时甲烷密度的4.625倍,求该酯的分子式
②0℃、91192.5Pa时,将某气态烃200 m L 和 700 m L氧气混合,点燃后恰好完全反应,恢复到原条件后,水蒸气凝结为液体,气体总体积为400 m L ,求该烃的分子式。
③完全燃烧某烃0.5g,将生成的气体通入足量石灰水中,收集所得沉淀,干燥后称重,测知其质量为原试样质量的7.7倍,又知同体积该化合物蒸气的质量是同头部下空气质量的2.69倍,求该烃的分子式。 [解答] ⑴①CH ② C2H6O ③ CH2O ⑵① 78 ② 64 ③30 ④58 ⑶①C3H60 ②C2H6 ③C6H6
通过练习，可归纳出实验式、相对分子质量的求法，由实验式、相对分子质量推求分子式的方法，除上述方法外分子式还可以根据物质的通式或化学方程式通式，由有关实验数据计算推导(用示例练习展现)。归纳总结出来的方法，再通过习题训练应用于新问题的解决，使审题快捷，推算简易。归纳常见基本题型，掌握基本解法，能够提高分析和解决综合计算题的能力。综合题是是简单题交叉构成的，审题时首先将其剖析、分解为几个简单问题，抓住这几个小题的联系进行求解。如果熟悉常见题型及一般解法，就能比较顺利地思考分析，使问题简单化，根据有关信息的相互联系，通过判断、推理得到解决。常见的基本题型，例如过量问题，混合物的组成或反应问题，有关化学式计算等等，对其基本解题策略与技巧都要在训练中注意小结归纳。
3、训练解题思想方法
各层次能力的形成，知识点网络化、基本解法的训练固然很重要，但在具体问题中，特别是能力要求高的选择性计算题、综合计算中往往知识的落脚点很低，考查的是综合思维能力。综合思维能力仍然是在训练中形成的，这种训练是高层次的，不是盲目做许多综合题就能形成的，教师必须立足于培养化学思想方法上选题，使学生有意识在训练中归纳形成科学的思维方法，提高学科能力。科学的思想方法源于事物本身的变化规律。化学变化的实质是原物质的微粒进行拆分，原子重新组合生成新物质的微粒。化学变化是“化分”“化合”过程，物质按一定微粒数比相互反应遵循守恒定律。比例与守恒就是化分化合过程中量的关系，所以“分、合、等、比”反映了物质化学变化的方式及对立统一关系，是化学计算的基本原理，同时也是解决化学计算问题的思想方法。在具体化学计算中经常要用到的思想方法主要有：观察法、比较法拆分与重组法、建构模型法、分类讨论法、守恒思想、特殊化与一般化思想、平均化与极端化思想、方程思想、函数思想等。这些方法用于解决对应的化学计算，复杂问题简单化了，解题思路简便快捷了，同时这些方法的形成往往又在解题中获得，因为综合性计算题的设计本身就是熔知识与思维于一体的。
【例】CO、HCOOH、OHCCOOH分别完全燃烧、消耗的O2与生成的CO2的体积比都是1：2，后两者的分子式可以看成是CO(H2O)及(CO)2(H2O)也就是说，只要分子式符合 [(CO)n(H2O)m](其中n、m为正整数)的各种有机物完全燃烧时消耗的O2与生成的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，它们完全燃烧时消耗的O2与生成的CO2的体积比是3：4(上述体积均在相同状况下测定)。那么：这些化合物中相对分子质量最小的化合物的分子式是 C2H2O2。在这些有机物中有一种化合物含有两个羧基，取0.2625g该化合物恰好跟25.0 m L 1mol/L NaOH溶液完全中和,由此可知该化合物的相对分子质量为210 并可推导出它的分子式应是 C6H10O8 。
题示信息给出一种通过重组、综合归纳、建构模型的思想方法，首先要学习理解这种方法，然后进行应用解决新问题。本题考查学习新信息、新方法并迁移另一情景中进行应用的能力。 建构的模型能够反映一类物质或变化的特点。这种方法在科学研究中有重要意义。在化学计算中，常用的烃的通式CXHY、通式CnH2n+2等实际上也是这些物质组成的一种模型。用这些通式或根据这些通式书写的有关化学方程式进行计算，能使复杂问题简单化，且能帮助认识某些变化规律，培养思维的深刻性、创造性。
化学计算集技能技巧、思维训练于一体，熔智力、能力于一炉，能检验学生应用知识的能力层次，对提高学生学习技巧，开拓学生思维，发展学生智力，提高解题能力很有帮助。纵观历年来的高考，化学计算的难度给我们的感觉是不再难算了，这其实是一种错觉。选择性计算题传统巧解性试题已经减少，化学原理、概念等化学素材的呈现落脚点降低了，题目看上似乎容易了，但思维素质、思维方法的考查要求提高了，所以题目好做却难得分，加上大多数学生对基础知识的复习重视不够，越简单题越易失分，所以计算题在高考中得分仍然较低。所以我们在复习中防止一味讲巧解忽视基础知识、基本计算方法的训练与归纳，防止盲目做综合性计算题，一味强调巧解的经验主义做法。做到夯实基础、 注重思维品质的培养两头抓实。
三、 《考试说明》中化学计算部分
1、 掌握有关相对原子质量、相对分子质量及确定分子式的计算。
2、 掌握有关物质的量的计算。
3、 掌握有关气体摩尔体积的计算。
4、 掌握有关物质溶解度的计算。
5、 掌握有关溶液浓度(溶液中溶质的质量分数和物质的量浓度)的计算。
6、 掌握有关溶液pH与氢离子浓度、氢氧根离子浓度的简单计算。
7、 掌握有关燃烧热的计算。
8、 掌握利用化学方程式的计算。
9、 以上化学基本概念和基本理论、常见元素单质及其重要化合物、有机化学基础、化学实验等知识内容中，具有化学因素的各类问题的综合应用。