2019届二轮复习高分必备的思维方法学案（全国通用）

2019届二轮复习高分必备的思维方法学案（全国通用）

高分必备的思维方法 一 守恒思维 ‎“守恒法”就是以化学反应过程中存在的某些特定关系为依据，从诸多变化和繁杂数据中寻找某一不变的物理量及其对应等式关系解题的一种思想方法。‎ 运用守恒法可以避开复杂的反应和中间过程，直接寻找始态和终态中特有的守恒关系，能更快、更便捷地解决问题，提高解题的速度和准确度。‎ 中学常见的守恒问题有3种：原子守恒、电荷守恒、得失电子守恒。‎ ‎1．原子守恒 原子守恒，即反应前后各元素种类不变，各元素原子个数不变。‎ 技巧　根据题意，找出需要用到的原子，由反应前后的原子守恒列出计算关系。解题成功的关键在于从诸多变化和数据中寻找守恒关系。‎ 适用范围　在任何化学反应中原子守恒 ‎(1)在一个具体的化学反应中，涉及与原子有关的问题可考虑原子守恒法。‎ ‎(2)在某一具体的化学反应或过程中，涉及某一元素(或微粒)的数目问题时可考虑元素守恒法或物料守恒法。‎ ‎(3)在某些复杂多步的化学反应中，涉及多步复杂的化学过程的问题可考虑元素守恒法。‎ 典例1　将‎32.64 g铜与140 mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为‎11.2 L。请回答下列问题：‎ ‎(1)消耗HNO3的物质的量为________ mol。‎ ‎(2)待产生的气体全部释放后，向溶液中加入V mL a mol·L－1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2＋全部转化成沉淀，则原硝酸的浓度为________ mol·L－1。‎ 思维分析　Cu与硝酸的反应是考生非常熟悉的内容，解答相关问题时，通常是先写出两个反应方程式Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，再根据题给数据列方程组进行计算。此方法比较基础，但计算相对较烦琐。‎ 答案　(1)1.52　(2) 解析　(1)HNO3被还原为NO和NO2，由N原子守恒知，被还原的HNO3的物质的量等于生成气体的物质的量，即为＝0.5‎ ‎ mol；由Cu的反应产物为Cu(NO3)2知，体现酸性的HNO3的物质的量为×2＝1.02 mol，因此消耗HNO3的物质的量为0.5 mol＋1.02 mol＝1.52 mol。‎ ‎(2)由题意知，反应中部分HNO3参加氧化还原反应，生成NO和NO2的混合气体，其物质的量为0.5 mol；反应生成的Cu(NO3)2和未参加反应的HNO3与NaOH溶液反应的生成物中，含N物质只有NaNO3，从而可知n(Na＋)＝n(N)。根据N原子守恒有c(HNO3)＝＝ mol·L－1。‎ ‎2．电荷守恒 电荷守恒，是指在化学反应中反应物的电荷总数应等于生成物的电荷总数；在电解质溶液中阴离子所带的负电荷总数应等于阳离子所带的正电荷总数。‎ 技巧　首先找出反应后溶液中的离子种类，然后根据正电荷总数与负电荷总数相等，列出等式。‎ 适用范围　在溶液中电荷守恒 涉及溶液(尤其是混合溶液)或固体离子化合物及它们的混合物中离子的物质的量或物质的量浓度等问题可考虑电荷守恒法。‎ 典例2　在硫酸、明矾和硫酸铝组成的混合溶液中，c(Al3＋)＝0.3 mol·L－1，c(SO)＝0.7 mol·L－1，由水电离的c(H＋)＝10－13 mol·L－1，则c(K＋)约为(　　)‎ A．0.15 mol·L－1 B．0.2 mol·L－1‎ C．0.3 mol·L－1 D．0.4 mol·L－1‎ 答案　D 解析　由水电离的c(H＋)＝10－13 mol·L－1，则由水电离的c(OH－)＝10－13 mol·L－1，说明水的电离主要受到硫酸电离的抑制，溶液中的c(H＋)＝0.1 mol·L－1，根据电荷守恒可得c(Al3＋)×3＋c(H＋)＋c(K＋)＝c(SO)×2＋c(OH－)，则c(K＋)≈0.4 mol·L－1。‎ ‎3．得失电子守恒 得失电子守恒，是指在氧化还原反应中，氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数。‎ 技巧　首先找出氧化剂、还原剂，确定它们的一个分子或离子得到或失去的电子数，根据氧化剂得到的电子数一定等于还原剂失去的电子数，列出等式。一般等式为n(还原剂)×化学式中变价元素的原子个数×化合价的变化值＝n(氧化剂)×化学式中变价元素的原子个数×化合价的变化值。‎ 适用范围　氧化还原反应、原电池、电解池中都存在着电子的转移，在进行这些计算或氧化还原反应的配平时通常会用到得失电子守恒。‎ 典例3　根据信息写出下列氧化还原反应方程式：‎ ‎(1)＋6价铬的化合物毒性较大，常用NaHSO3将废液中的Cr2O还原成Cr3＋，该反应的离子方程式为___________________________________________。‎ ‎(2)一定条件下，向FeSO4溶液中滴加碱性NaBH4溶液，溶液中BH(B元素的化合价为＋3)与Fe2＋反应生成纳米铁粉、H2和B(OH)，其离子方程式为 ‎_______________________________________________________________。‎ 答案　(1)5H＋＋3HSO＋Cr2O===2Cr3＋＋3SO＋4H2O ‎(2)2Fe2＋＋BH＋4OH－===2Fe＋2H2↑＋B(OH) 二 数形结合思维 ‎ 数形结合法，是指根据题意把抽象、复杂的化学过程有针对性地表示成图像，将化学量之间的代数关系转变为几何关系，运用图像直观、形象、简明的特点，来分析解决化学问题，由此达到化难为易、化繁为简的目的的方法。‎ 技巧　一般解题思路：‎ ‎(1)根据题设条件写出各步反应的化学方程式，并通过计算求出各转折点时反应物的用量和生成物的生成量，以确定函数的取值范围；‎ ‎(2)根据取值范围，在图像上依次作起点、转折点、终点，并连接各点；‎ ‎(3)利用图像的直观性，找出其中的函数关系，快速解题。‎ 适用范围　(1)反应物的量不同则产物不同的反应。‎ ‎(2)能量变化的图像题。‎ ‎(3)化学反应速率与化学平衡图像题。‎ ‎(4)溶液中的反应与平衡图像题。‎ 典例4　‎25 ℃‎时，向体积为‎2 L且带气压计的恒容密闭容器中通入0.08 mol NO和0.04 mol Cl2发生反应：2NO(g)＋Cl2(g)2ClNO(g)' ΔH。已知：反应起始和平衡时温度相同。‎ ‎(1)测得反应过程中压强(p)随时间(t)的变化如图1曲线a所示，则ΔH________(填“>”“<”或“不确定”)0；若其他条件相同，仅改变某一条件时，测得压强(p)随时间(t)的变化如图1曲线b所示，则改变的条件是________________。‎ ‎(2)图2是两位同学描绘的上述反应平衡常数的对数值(lg K)与温度的变化关系图像，其中正确的曲线是________(填“甲”或“乙”)；m的值为________。‎ 答案　(1)<　加入催化剂 ‎(2)乙　2‎ 解析　(1)分析题图1曲线a知反应过程中压强先增大后减小直至不变，压强先增大是因为正反应放热，随着反应的进行，反应物浓度减小，压强又减小直至不变，故ΔH<0。曲线b与曲线a相比，反应速率加快，平衡状态不变，故改变的条件是加入催化剂。‎ ‎(2)该反应为放热反应，则升温平衡逆向移动，平衡常数减小，lg K 减小，故曲线乙正确，设反应达到平衡时，Cl2转化了x mol·L－1，由三段式法计算：‎ ‎　　　　 　2NO(g)　＋　Cl2(g)2ClNO(g)‎ 0.04 0.02 0‎ 2x x 2x 0.04－2x 0.02－x 2x 根据反应起始和平衡时温度相同，且反应在恒容容器中进行，则有＝，解得x＝0.01，故‎25 ℃‎时平衡常数K＝＝＝100，lg K＝2。‎ 三 极限思维 极限思维，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作为问题的两个极端，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。‎ 技巧　将混合物(含两种组分)看作是只含其中一种组分，求出此组分中某个物理量的值，用相同的方法求出混合物中只含另一种组分时同一物理量的值，而混合物中这个物理量一定介于两个极限数值之间，从而判断出混合物的可能组成。‎ 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。还有的题目无法直接计算出结果，也可采用极限思维的方法来解题。‎ 典例5　在密闭容器中进行反应：X(g)＋4Y(g)2P(g)＋3Q(g)。已知X、Y、P、Q的起始物质的量分别为0.1 mol、0.4 mol、0.2 mol、0.3 mol。在一定条件下，当反应达到平衡状态后，各物质的物质的量不可能是(　　)‎ A．n(X)＝0.15 mol B．n(Y)＝0.9 mol C．n(P)＝0.3 mol D．n(Q)＝0.55 mol 思维分析　常规解法是逐项代入，根据可逆反应不能进行到底，按照向左或向右的反应判断是否有物质反应完全，从而确定答案。这种方法要代入四次，比较烦琐。如果把可逆反应极端假设为不可逆反应，通过讨论正、逆反应的两个极端结果，判断各物质的物质的量的变化范围，则可以快速作出正确判断。‎ 答案　B 解析　①假设反应向正反应方向完全进行到底。‎ ‎　 　 　　　　　　X(g)＋4Y(g)2P(g)＋3Q(g)‎ 起始物质的量/mol 0.1 0.4 0.2 0.3‎ 极限物质的量/mol 0 0 0.4 0.6‎ ‎②假设反应向逆反应方向完全进行到底。‎ ‎ X(g)＋4Y(g)2P(g)＋3Q(g)‎ 起始物质的量/mol 0.1 0.4 0.2 0.3‎ 极限物质的量/mol 0.2 0.8 0 0‎ 由于反应不可能进行到底。因此，上述各物质的物质的量的变化范围：0

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