胡羽倫??

摘要：在高中學(xué)習(xí)中，化學(xué)是非常重要的一門學(xué)科，它雖然沒有語(yǔ)數(shù)英在高考中所占的分值比重高，但是學(xué)習(xí)化學(xué)能夠讓我們用科學(xué)來解釋生活中的化學(xué)問題，對(duì)自然界有著更加深入的了解與認(rèn)識(shí)。在高中化學(xué)解題中，我們要運(yùn)用很多策略、方法，從而才能提高化學(xué)解題效率，培養(yǎng)起學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，而假設(shè)法則是其中必不可少的一種方法。當(dāng)題目中的已知條件不足時(shí)，按照常規(guī)方法難以得出答案，這時(shí)就需要我們進(jìn)行假設(shè)，分類討論。本文主要結(jié)合筆者平時(shí)在化學(xué)學(xué)科中的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，分析了假設(shè)法在高中化學(xué)解題中的運(yùn)用，希望能夠給其他同學(xué)提供一些學(xué)習(xí)借鑒。

關(guān)鍵詞：假設(shè)法；高中化學(xué)；解題；思維

一、 緒論

在高中化學(xué)學(xué)習(xí)中，經(jīng)常會(huì)遇到這樣的一類試題：第一眼看上去感覺題目條件不足而無從下手。但是如果我們能夠借助于假設(shè)思維，對(duì)問題進(jìn)行假設(shè)，那么就會(huì)活躍思維，有效解決問題。對(duì)化學(xué)問題進(jìn)行解決時(shí)，我們一般的步驟是：理解問題；制定出得到答案的計(jì)劃；計(jì)劃實(shí)施；結(jié)果檢驗(yàn)。按照這樣的解題步驟能夠讓我們思路變得更加清晰，有效得出問題答案。假設(shè)法作為高中化學(xué)解題中常用的一種方法，能夠發(fā)揮出意想不到的解題作用，倘若我們對(duì)這一方法善于運(yùn)用，在平時(shí)解題中定會(huì)起到事半功倍的效果。但是由于我們學(xué)生在平常學(xué)習(xí)中總結(jié)能力不足，雖然做過的題很多，但是卻不懂得巧妙運(yùn)用各種解題策略，因此對(duì)于假設(shè)法類型以及應(yīng)用策略加以總結(jié)，并將結(jié)合具體的案例進(jìn)行分析說明，這對(duì)于我們提高化學(xué)成績(jī)大有裨益，同時(shí)也有著非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。下面將對(duì)高中化學(xué)解題中經(jīng)常用到的一些假設(shè)法進(jìn)行論述，同時(shí)進(jìn)行詳細(xì)的解析，希望能夠?yàn)槠渌瑢W(xué)所借鑒。

二、 極端假設(shè)法在高中化學(xué)解題中的運(yùn)用

極端假設(shè)法是高中化學(xué)學(xué)習(xí)中非常常見的一種假設(shè)方法，主要從問題的極端出發(fā)進(jìn)行討論，進(jìn)而得出答案。

例1向體積為16 mL，濃度為20 mol/L-1的濃硫酸溶液中加入過量的銅，通過對(duì)溶液加熱讓反應(yīng)進(jìn)行完全。試求被還原的銅的物質(zhì)的量。

解析：該題涉及化學(xué)反應(yīng)方程式，被濃硫酸所還原的銅的物質(zhì)的量需要通過列出方程式進(jìn)行求解。但是在該題中還涉及的一個(gè)隱形條件就是隨著反應(yīng)的進(jìn)行，硫酸濃度會(huì)下降，而當(dāng)硫酸濃度達(dá)不到濃硫酸時(shí)，反應(yīng)就會(huì)停止。所以該問題需要求出濃硫酸與銅能夠起反應(yīng)的濃度區(qū)間，而非準(zhǔn)確的數(shù)字。該題運(yùn)用極端假設(shè)法，由于所加入的銅是過量的，因此假設(shè)濃硫酸能夠完全反應(yīng)，這樣就能夠很容易求出該問題中的最大值。詳細(xì)的解題過程如下：

該題的反應(yīng)方程式為：Cu + 2H2SO4（濃） = CuSO4 + SO2↑ + 2H2O

通過方程式可以得出銅與濃硫酸的物質(zhì)的量比為1∶2，也即是1 mol的Cu與2 mol的濃硫酸發(fā)生反應(yīng)。從而可以得出濃硫酸的物質(zhì)的量為0.016 L×20 mol/L=0.32 mol，由于濃硫酸全部參與反應(yīng)，所以可以得出所反應(yīng)的銅的最大物質(zhì)的量為0.16 mol，因此被還原的銅的物質(zhì)的量必定要小于0.16 mol。這樣類型的試題一般會(huì)設(shè)置為選擇題，而選項(xiàng)中數(shù)值小于0.16的就是正確答案。

例2水垢是由多種物質(zhì)所構(gòu)成的混合物，通過檢測(cè)發(fā)現(xiàn)其中含有Ca2+、Mg2+、HCO3-。為了分析水垢具體的化學(xué)式組成，現(xiàn)取經(jīng)過干燥充分的水垢6.32 g，加熱讓其中的結(jié)晶水完全失去，剩余固體A的質(zhì)量為5.78 g。A經(jīng)過高溫灼燒后重量保持不變，其成分為CaO與MgO。灼燒中放出的氣體通過過量的Ba（OH）2溶液，氣體被吸收完全，所得到的沉淀質(zhì)量為11.82g。試求：（1）確定固體A中是否有碳酸鎂；（2）5.78 g的固體A在灼燒后重量不變時(shí)所放出的氣體被堿石灰完全吸收，且堿石灰重量增加2.82 g。確定A中不同成分的物質(zhì)的量。

解析：結(jié)合題目中給定條件可知n（CO2）=n（BaCO3）=11.82197=0.06 mol.水垢通過加熱失去結(jié)晶水，而Mg2+轉(zhuǎn)換成MgCO3，也有可能會(huì)轉(zhuǎn)換成Mg（Oh）2，CO2可能是全部由CaCO3分解產(chǎn)生的，也可能是部分來自CaCO3分解，部分來自MgCO3分解。假如CO2全部是由CaCO3分解產(chǎn)生的，那么m（CaCO3）= 0.06 mol×100 g/mol = 6.00 g>5.78 g，與題意不符，因此固體A中必定含有MgCO3。假如CO2全部是由MgCO3分解產(chǎn)生的，那么m（MgCO3）= 0.06 mol×84 g/mol = 5.04g < 5.78g，表明A中必定含有MgCO3。

m（CO2）=0.06mol×44g/mol=2.64gm（H2O）=2.82 g-2.64 g=0.18 g

nMg（OH）2=n（MgCO3）=0.18 g18 g/mol=0.01 mol

mMg（OH）2=0.01 mol×58 g/mol=0.58 g

由n（CaCO3）+n（MgCO3）=0.06 mol，結(jié)合100n（CaCO3）+84n（MgCO3）+0.58 g=5.78 g

得出n（MgCO3）=0.05 moln（CaCO3）=0.01 mol。

三、 賦值假設(shè)法在高中化學(xué)解題中的運(yùn)用

賦值假設(shè)法主要是對(duì)一些已知條件中沒有具體數(shù)值或者數(shù)值以代數(shù)式形式出現(xiàn)的試題進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)做化學(xué)題遇到這些情況時(shí)，可以人為假設(shè)一個(gè)具體數(shù)值，從而就能夠?qū)⒊橄髥栴}具體化，問題也就能夠迎刃而解了。

例3將等物質(zhì)的量的N2、O2、CO2混合氣體通過加有N2O2的干燥器后，混合氣體體積變?yōu)樵瓉淼?9，假設(shè)反應(yīng)前后溫度、壓力均保持不變。這時(shí)混合氣體中N2、O2、CO2三種氣體的物質(zhì)的量比為（）。

A. 3∶4∶1B. 3∶3∶2

C. 6∶7∶2D. 6∶9∶0

解析：假設(shè)在原混合氣體中，N2、O2、CO2三種氣體的體積均為3V，通過N2O2時(shí)只有CO2會(huì)起反應(yīng)，結(jié)合方程式：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2，可知經(jīng)反應(yīng)后氣體總體積會(huì)減少1V。由于在同溫同壓下，氣體體積減少為原來的89，表明在反應(yīng)中有2V的CO2參與反應(yīng)，生成1V的O2，因此這時(shí)混合氣體中N2、O2、CO2的物質(zhì)的量比為3∶4∶1，因此答案為A。

例4將硝酸銀加入到碘化鉀溶液中，直至反應(yīng)進(jìn)行完全，反應(yīng)后的溶液質(zhì)量剛好和反應(yīng)前的碘化鉀溶液質(zhì)量相等，那么所加入的硝酸銀溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少。

解析：該試題并未給出具體的數(shù)字或者表達(dá)式，當(dāng)進(jìn)行解答以及量化時(shí)，需要先進(jìn)行賦值，設(shè)出具體的數(shù)值，從而進(jìn)行求解。首先寫出反應(yīng)方程式：KI + AgNO3 = AgI↓ + KNO3，假設(shè)所生成的AgI的物質(zhì)的量為1 mol，那么反應(yīng)所消耗的 AgNO3 為1 mol，也就是170 g，結(jié)合題意，所加入的AgNO3的總質(zhì)量應(yīng)該與析出的AgI質(zhì)量相等，而1 mol AgI的質(zhì)量為235 g，因此所加入的硝酸銀溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為ω=170÷235×100%=72.34%.

四、 轉(zhuǎn)向假設(shè)法在高中化學(xué)解題中的運(yùn)用

轉(zhuǎn)向假設(shè)法主要是將題干中已知的條件與問題進(jìn)行轉(zhuǎn)變，通過轉(zhuǎn)向起到轉(zhuǎn)換思路、簡(jiǎn)化解題過程的目的。這一思維實(shí)質(zhì)上是逆向思維，在高中化學(xué)試題中，經(jīng)常會(huì)見到這樣的一類題：第一眼看上去，我們感覺無從下手，從已知條件中不知道該怎么得出結(jié)果。這時(shí)如果能從問題的反面出發(fā)，進(jìn)行轉(zhuǎn)向分析，會(huì)起到意想不到的效果。轉(zhuǎn)向假設(shè)法一般的步驟為：第一，對(duì)所要求解的化學(xué)試題加以分析；第二，在經(jīng)過分析之后，判斷是否能直接解答；第三，如果無法直接求解，那么就要進(jìn)行轉(zhuǎn)向，從問題的反面出發(fā)嘗試求解；第四，再次觀察問題，進(jìn)行假設(shè)，得出答案。

例5將質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為50%、10%的硫酸溶液按照等體積混合在一起，所得到的溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)是（）。

A. 大于30%B. 小于30%

C. 等于30%D. 無法確定

解析：假設(shè)50%、10%的兩種硫酸溶液密度分別是d1、d2，如果將它們按照相同的質(zhì)量進(jìn)行混合（質(zhì)量均為m），那么混合后的硫酸溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以表示成：（50%m+10%m）/2m。假如50%、10%兩種硫酸溶液質(zhì)量相等，那么它們的密度和體積定然不一樣。密度d1>d2，而體積V1

例6有兩個(gè)體積相同的容器A、B，現(xiàn)在同時(shí)向A、B容器中加入等物質(zhì)的量的SO2和O2，在相同溫度下A、B容器中均發(fā)生如下反應(yīng)：2SO2（g）+O2（g）=2SO3（g），反應(yīng)進(jìn)行完全并達(dá)到平衡狀態(tài)。在反應(yīng)過程中保持容器A壓強(qiáng)不變，容器B體積不變。假如容器A中的SO2轉(zhuǎn)化率是p，那么容器B中的SO2轉(zhuǎn)化率為（）。

A. 無法確定B.

C. >pD. =p

解析：假設(shè)容器B也是在保持壓強(qiáng)不變的條件下反應(yīng)完全，那么就可以建立起等效平衡。因?yàn)樵摲磻?yīng)屬于體積減小的反應(yīng)，所以容器體積有縮小的趨勢(shì)，而要想讓題目中給定的條件保持不變，就要把體積增大，而體積增大可以通過降低壓強(qiáng)來實(shí)現(xiàn)，降壓的同時(shí)平衡狀態(tài)會(huì)向左移動(dòng)，因此SO2的轉(zhuǎn)化率會(huì)降低，該題答案是B.

五、 中值假設(shè)法在高中化學(xué)解題中的運(yùn)用

中值假設(shè)法主要是在計(jì)算時(shí)，取極限范圍內(nèi)的中間數(shù)值作為假設(shè)數(shù)值進(jìn)行參考，從而得出計(jì)算結(jié)果、解出試題答案的一種解題方法。

例7根據(jù)測(cè)定結(jié)果顯示，在C3H8O與CxH12有機(jī)物所構(gòu)成的混合物體系中，碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是78%，氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是8%，試確定CxH12是（）。

A. C4H12B. C5H12

C. C6H12D. C7H12

解析：由于本題是選擇題，可以運(yùn)用中值假設(shè)法。假設(shè)C3H8O化合物的含碳量為60%，根據(jù)中值定理設(shè)CxH12是C6H12，其含碳量為85.7%，而混合物中的含碳量是78%，因此運(yùn)用十字交叉法可以得出C3H8O化合物中的氧含量是26.7%，C6H12的氧含量是0%，假設(shè)混合后的體系中氧含量為8%，那么運(yùn)用十字交叉法可知條件符合同一性定理，因此假設(shè)成立，即CxH12確實(shí)是C6H12，本題答案為C。

五、 分步假設(shè)法在高中化學(xué)解題中的運(yùn)用

分步假設(shè)法主要是在解題時(shí)分多步進(jìn)行假設(shè)，通過多步驗(yàn)證，最終得出試題答案的一種解題方法。在學(xué)習(xí)高中化學(xué)時(shí)，我們經(jīng)常會(huì)遇到這樣的情況：當(dāng)對(duì)于已經(jīng)處于平衡狀態(tài)的可逆反應(yīng)中某些條件加以改變時(shí)，依然無法得出平衡反應(yīng)的移動(dòng)趨勢(shì)，這時(shí)就要進(jìn)行分步假設(shè)，得到原試題的等效狀態(tài)，從而可以有效將復(fù)雜問題進(jìn)行簡(jiǎn)單化處理，也容易進(jìn)行比較分析。

例8在恒溫下，將1 mol NO2通入到體積固定不變的容器中，體積為V。將會(huì)發(fā)生下述的反應(yīng)：2NO2（g）轉(zhuǎn)換成N2O4（g），也就是2 mol的NO2參與反應(yīng)會(huì)生成 1 mol 的N2O4，并且最終達(dá)到化學(xué)反應(yīng)平衡狀態(tài)。接著向容器中再加入1 mol NO2，并且達(dá)到新的平衡狀態(tài)。試確定第二次平衡狀態(tài)和第一次平衡狀態(tài)比起來，NO2含量增加或者是減少？

解析：要想解決這一問題，就需要運(yùn)用分步假設(shè)法。假設(shè)后面加入的1 mol NO2在另外一個(gè)體積相同且固定的容器中反應(yīng)完全，并且達(dá)到化學(xué)平衡，那么容器中所剩余的未反應(yīng)NO2和第一次反應(yīng)剩余的NO2量應(yīng)當(dāng)相同。而原試題中后來加入的1 mol NO2也就等價(jià)于將這兩個(gè)容器合起來，體積壓縮為V，這樣就和原問題一樣了。體積壓縮會(huì)促使反應(yīng)朝著正方向進(jìn)行，也就是NO2的量會(huì)更加降低，這樣就能得出問題的答案了。

七、 結(jié)論

總而言之，將各種類型的假設(shè)法運(yùn)用到高中化學(xué)解題中是非常有必要的，可以極大地簡(jiǎn)化解題過程，幫助我們拓展思路，便于我們更好地理解并掌握解題過程。對(duì)于假設(shè)法進(jìn)行分析研究，得出各種假設(shè)方法具體的運(yùn)用環(huán)境，從而能夠?yàn)槲覀兏咧猩趯W(xué)習(xí)化學(xué)時(shí)提供出很好的參考借鑒。高中化學(xué)是高中學(xué)習(xí)中非常關(guān)鍵的學(xué)科，而提高我們的解題能力可以有效幫助我們?cè)诳荚囍汹A得先機(jī)，獲得比別人更多的優(yōu)勢(shì)，正確掌握化學(xué)解題方法也是實(shí)現(xiàn)素質(zhì)教育的重要手段。本文主要介紹了極端假設(shè)法、賦值假設(shè)法、轉(zhuǎn)向假設(shè)法、中值假設(shè)法以及分步假設(shè)法，并且通過具體的案例進(jìn)行說明，分析各種假設(shè)法的運(yùn)用環(huán)境，讓我們能夠很好地掌握假設(shè)法在化學(xué)解題中的運(yùn)用，起到舉一反三的作用。

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