【备战】高考化学 考前30天冲刺押题系列 第三部分 专题09 整体思维与终态分析.doc

考前30天之备战2013高考化学冲刺押题系列第三部分 专题09 整体思维与终态分析一、整体思维就是对一些化学问题不纠缠细枝末节，纵观全局，从整体上析题，以达到迅速找到解题切人点、简化解题的目的。解析：按一般解法解此题较为复杂。如果抛开细节，注意到它们间的反应都是氧化还原反应，把氧化剂和还原剂得失电子相等作为整体考虑，则可化繁为简。浓 hno3 将 cu氧化后自身被还原为低价氮的氧化物，而低价氮的氧化物又恰好被通入的氧气氧化，最后变成 hno3 ，相当于在整个过程中hno3的化合价未变，即1 .92 g cu相当于被通入的氧气氧化。由电子得失守恒知 2 = 4 解之，v(o2 )=0.336l 即通入336mlo2即可。解析：由k2s和al2s3的物质的量之比为3：2，可将它们看作一个整体，其化学式为k6al4s9。得k6al4s99s630 932x 32g 用此方法，答案很快就出来了，为70g。答案：c例3、 有5.1g镁，铝合金，投入500ml 2mol/l 盐酸溶液中，金属完全溶解后，再加入4 mol/l naoh溶液，若要达到最大量的沉淀物质，加入的naoh溶液的体积为多少？ （ ）a300 ml b250 ml c200 ml d100 ml 从反应的整体来观察，原溶液里的cl- 和加入的na+都不参加反应，最终生成nacl，即，n(hcl)=n( naoh)v( naoh)= n(hcl)/ c( naoh)=20.5/4=250ml答案：b例4、 浅绿色的fe（no3）2溶液中，存在如下平衡： fe2+2 h2o fe（oh）22h+若在此溶液中加入盐酸后，溶液的颜色将变 ，其原因是 。例5 、已知脂肪烃c4h10在光照条件下和氯气发生取代反应，问其一氯取代物可能有几种？而答案：四种 思维能力是智力的核心，也是高考考查重点所在，更是教学目标的重要内容优秀的思维品质有多种特征，思维的整体性是其中一个重要方面本文就化学计算中思维的整体性策略作一些探讨总而言之，思维的整体性就是从问题的全局出发，整体驾驭信息，以抛开次要因素，抓住主要、实质因素，直接架起问题与结论的桥梁，简化问题的解决，如果能较好的掌握此类解题方法和养成思维习惯，能起到事半功倍的效果。二、终态分析法是利用逆向思维方式，以与待求量相关的物质（离子、分子或原子）在变化终态的存在形式为解题的切入点，找出已知量与待求量之间的关系，不考虑中间变化过程的一种快捷有效的解题方法。在一些多步反应或多种混合物的计算中，由于涉及到反应繁多、数据不一或变化过程复杂，解题时如果逐一去分析这些反应或过程，按部就班的进行计算，往往会纠缠不清，导致思维混乱，不但费时费力，而且极易出错，甚至无法解答。但如果我们淡化中间过程，关注最终组成，利用守恒关系进行整体分析，就会简化思维，从而快速求解。1、 分析反应产物，利用元素守恒求解例1：向一定量fe、fe2o3的混合物中加入250ml2moll-1的hno3溶液，反应完成后生成1.12lno（标准状况），再向反应后溶液中加入1moll-1naoh溶液，要使铁元素完全沉淀下来，所加入naoh溶液的体积最少是（）a、450ml b、500ml c、400ml d、不能确定例2：有一在空气中暴露过的koh固体，经分析知其含水2.8%，含k2co337.3%，其余为koh。现取1g样品加入到25ml2moll-1的盐酸中，多余盐酸用1.0moll-1koh溶液33.9ml恰好完全中和，蒸发中和后溶液可得到固体（）a、1g b、 3.725g c、 0.797g d、2.836g分析：将样品加入到盐酸中发生反应k2co3+2hcl2kcl+co2+h2o、koh+hclkcl+h2o，反应后盐酸剩余，加入koh又发生反应。该题虽涉及反应不多，但数据较多，用常规方法很难解答。运用终态法分析：思路1：始态k2co3、koh，终态kcl，利用k守恒求解；思路2：始态hcl，终态kcl，利用cl守恒求解。在思路1中要注意k有2个来源：一是样品中，二是后来加入的koh (容易忽略)，这种方法涉及到多步计算，既有物质的量的运算又有质量的运算，比较繁且易出错。因此采用思路2中的cl守恒一步到位，比较简单。例3.把a g铁铝合金粉末溶于足量盐酸中，加入过量naoh溶液。过滤出沉淀，经洗涤、干燥、灼烧得到红棕色粉末的质量仍为a g，则原合金中铁的质量分数为（）a70% b52.4% c47.6% d30%分析：把铁铝合金粉末溶于足量盐酸中，生成了al3+和fe2+，再加入过量naoh溶液，al3+转化为alo2留在溶液中；fe2+生成fe(oh)2沉淀。过滤后对沉淀进行灼烧得到红棕色粉末为被氧化和分解生成的fe2o3。在此过程中涉及反应多且无具体数据，按常规方法计算容易出错。112160解答：根据始态合金与终态fe2o3的质量相等，而铁在整个反应过程中守恒，所以合金中铝的量等于fe2o3中氧的量，即w(fe) 100%70%，选a。例4. 将naoh、mgcl2、alcl3三种固体的混合物放入足量水中，得到浑浊液。向该浑浊液中逐滴加入1.00moll-1hcl，生成沉淀的质量与所加体积的关系如图所示。则原混合物中含mgcl2_g，含alcl3_g，含naoh_g，c点所加盐酸的体积为_ml。10.030.0cb0v(hcl)/ml沉淀质量m/g1.16a分析：由图象可知，三种固体的混合物放入水中时，naoh过量，1.16g58gmol-1则：n(mgcl2)=nmg(oh)2 0.02molm(mgcl2)=0.02mol95gmol-11.90gn(alcl3)=n(alo2)=n(h+)=0.02l1.00moll-1=0.02molm(alcl3)=0.02mol133.5gmol-12.67g本题的难点是求naoh的质量和c点盐酸的体积。因起始naoh过量，则发生反应有：alcl33naoh = al(oh)33nacl、al(oh)3naoh =naalo22h2o、mgcl22naoh = mg(oh)22nacl；加入盐酸时，发生反应有：hclnaoh =naclh2o、hclnaalo2h2o=nacl+al(oh)3、2hclmg(oh)2=mgcl22h2o、3hclal(oh)3=alcl33h2o。如果循规蹈矩，按照以上方程式去求，必然会被这些反应所困扰，难于下手。2、分析反应过程中电子转移，根据氧化还原反应中电子守恒求解例5：足量铜与一定量浓硝酸反应得到硝酸铜溶液和no2、n2o4、no 的混合气体，这些气体与1.68lo2（标准状况）混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5moll1naoh溶液至cu2+恰好完全沉淀，则消耗naoh溶液的体积是( )a60ml b45ml c30ml d15ml分析：根据题意可将题中的反应过程表示如下：从中我们可以看出：在整个反应过程中失电子的物质为cu，而得电子的物质为o2，hno3中的n元素在整个过程中最终没有变价（即反应前与反应后的价态相同）。因此利用氧化还原反应中得失电子守恒规律得出：n(cu)2=n(o2)4，n(cu)=2n(o2)=0.15mol。然后加氢氧化钠溶液时发生cu2+2oh=cu(oh)2，所以n(oh)=2n(cu2+)，因此v(naoh)=0.06l=60ml。终态分析法是一种整体思维方法，可以概括为“抓住反应本质，巧妙跨越中态，借助守恒关系，利用终态列式”。因只考虑起始和终态，从而可大大简化解题过程，提高解题效率。【母题与衍生】【母题1】将1.92g cu 投入到一定量的浓 hno3 中，cu 完全溶解，生成的气体越来越浅，共收集到标准状况下672ml气体。将盛此气体的容器倒扣在水中，若可使容器中充满液体，通入标准状况下的氧气的体积为（ ）a.168ml b.336ml c. 672ml d. 33.6ml【分析】浓 hno3 将 cu氧化后自身被还原为低价氮的氧化物，而低价氮的氧化物又恰好被通入的氧气氧化，最后变成 hno3 ，相当于在整个过程中hno3的化合价未变，即1 .92 g cu相当于被通入的氧气氧化。由电子得失守恒知 2 = 4 解之，v(o2 )=0.336l 即通入336mlo2即可。【解答】b【衍生1】有5.1g镁，铝合金，投入500ml 2mol/l 盐酸溶液中，金属完全溶解后，再加入4 mol/l naoh溶液，若要达到最大量的沉淀物质，加入的naoh溶液的体积为（ ）a300 ml b250 ml c200 ml d100 ml【解析】mg 、al 与hcl反应， 生成mg2+ 和al3+，二者与naoh反应，生成mg(oh)2和al(oh)3，若要达到最大量的沉淀物质，此时溶液为nacl溶液。从反应的整体来观察，原溶液里的cl- 和加入的na+都不参加反应，最终生成nacl，即，n(hcl)=n( naoh)，即v( naoh)= n(hcl)/ c( naoh) = 20.5/4=250ml。【衍生2】向一定量fe、fe2o3的混合物中加入250ml2moll-1的hno3溶液，反应完成后生成1.12lno（标准状况），再向反应后溶液中加入1moll-1naoh溶液，要使铁元素完全沉淀下来，所加入naoh溶液的体积最少是（）a、450ml b、500ml c、400ml d、不能确定【衍生3】把a g铁铝合金粉末溶于足量盐酸中，加入过量naoh溶液。过滤出沉淀，经洗涤、干燥、灼烧得到红棕色粉末的质量仍为a g，则原合金中铁的质量分数为（）a70% b52.4% c47.6% d30%【衍生4】足量铜与一定量浓硝酸反应得到硝酸铜溶液和no2、n2o4、no 的混合气体，这些气体与1.68lo2（标准状况）混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5moll1naoh溶液至cu2+恰好完全沉淀，则消耗naoh溶液的体积是( )a60ml b45ml c30ml d15ml5moll1naohcuhno3cu(no3)2no2n2o4nohno3o2 cu(oh)2【解析】根据题意可将题中的反应过程表示如下：从中我们可以看出：在整个反应过程中失电子的物质为cu，而得电子的物质为o2，hno3中的n元素在整个过程中最终没有变价（即反应前与反应后的价态相同）。因此利用氧化还原反应中得失电子守恒规律得出：n(cu)2=n(o2)4，n(cu)=2n(o2)=0.15mol。然后加氢氧化钠溶液时发生cu2+2oh=cu(oh)2，所以n(oh)=2n(cu2+)，因此v(naoh)=0.06l=60ml。【专家预测】1、（1）请将5种物质：n2o、feso4、fe(no3)3、hno3和fe2(so4)3分别填入下面对应的横线上，组成一个未配平的化学方程式。_+_+_+_+h2o(2)反应物中发生氧化反应的物质是_，被还原的元素是_（填元素符号）。(3)反应中1 mol氧化剂_(填“得到”或“失去”)_mol电子。(4)请将反应物的化学式及配平后的系数填入下列相应的位置中： _+ _【答案】（1）feso4+hno3fe(no3)3+fe2(so4)3+n2o+h2o（2）feso4 ；n (3) 得到；4 （4）24feso4+30hno32.某一反应体系中有pb3o4、no、mno2、cr2o3、cr(mno4)2和pb(n3)2（叠氮化铅，其中pb为+2价，n平均为-1/3）六种物质，已知是pb(n3)2反应物之一，根据你学过的有关知识，回答下列问题：（1）已知fe3o4的氧化物形式为fe2o3feo，“盐”的形式为fe(feo2)2。铅（pb）的常见化合价是 ，将pb3o4写成常见化合价的氧化物的形式为 ，“盐”的形式为 。（2）已知cr的常见化合价为+2、+3、+6，mn的常见化合价为+2、+4、+6、+7，则cr(mno4)2中cr的化合价为 ，mn的化合价为 。（3）pb(n3)2在该反应中是 剂，它的氧化产物是 。1mol pb(n3)2参加反应，转移电子的物质的量是 。（4）试写出并配平这个反应的化学方程式： pb(n3)2+_ _.（4）因为pb(n3)2是反应物，根据原子守恒知, pb3o4和no一定是产物,即pb(n3)2pb3o4+no,又因为pb(n3)2中铅元素呈+2价,n呈-1/3价,而pb3o4改写成:pbo22pbo,其中1/3的铅呈+4价,no中n呈+2价,说明在该反应中,铅和氮元素化合价都升高了; 根据氧化还原反应原理，一个氧化还原反应中元素化合价有升必有降，且升降总数相等.另一反应物中必有元素化合价降低, cr(mno4)2中铬元素呈+2价,锰元素呈+7价,mno2中锰的化合价为+4价,所以, cr(mno4)2为反应物,mno2为产物.根据反应前后元素种类不变,cr2o3也一定是产物. 当氧化剂、氧化产物、还原剂、还原产物确定以后，根据化合价升降总值相等配平.解析：cu与hno3反应时因硝酸的浓度的不同，其还原产物也不同。若正向思维，则参加反应的cu与被还原的hno3之间的量的关系难以确定。但若考虑反应中未被还原的硝酸，则问题可迎刃而解。依题意知，参加反应的cu为 mol，起酸作用的hno3为mol，其质量为 mol63g/mol = ag,进而可知被还原的hno3的质量为（b-a）g , 因a : b = 4:10.5,即a = ,故被还原的hno3的质量为g。4、锌粉、铁粉、镁粉的混合物4 g与一定质量25的稀h2so4恰好完全反应，蒸发水分后，得固体物质100 g，则生成的氢气质量为( )a、2 g b、3 g c、4 g d、5 g5、等质量的两种金属m和n分别与足量的稀硫酸反应，都生成2价金属的硫酸盐和氢气。生成的氢气质量m（纵坐标）与反应时间t（横坐标）的关系如下图（1）比较m、n两种金属的活动性强弱 （2）由图中的两条直线还可以得出的结论有 【解析】本题给出的是金属与酸反应时生成的氢气质量与时间的曲线，很多学生会感到无从下手，若是逆向思考：曲线上升得越快，说明金属与稀盐酸反应得越剧烈，该金属的活动性越强。同时从图中可以看出m产生的氢气质量比n多，完全反应所需时间少。6、根据以下图推断（假设能发生反应的均反应完全）（1）若b是水，则a是 ；（填化学式）（2）若b是酸溶液，则a是 ；（填化学式）（3）写出c与bacl2溶液反应的化学方程式： 。【解析】本题如果顺着变化方向解题较困难，若是逆向思维，即从变化的终点来解题就容易多了。解决元素化合物推断题，要抓住物质特征反应作为解题的突破口，红褐色沉淀f f为fe(oh)3；进而复分解反应的特点黄色溶液为fecl3；而有色溶液c与bacl2溶液反应生成白色沉淀d和fecl3溶液且白色沉淀d不溶于稀硝酸白色沉淀d为baso4，有色溶液c为fe2(so4)3 。从而问题迎刃而解。7、在co和co2的混合气体中，氧元素的质量分数为64%，将该混合气体5通过足量的灼热的氧化铜，充分反应后，气体再全部通入足量的澄清石灰水中，得到的白色的沉淀的质量是多少？8、有由环己醇、丙酮和戊醛组成的混合物共.00g，完全燃烧后使所得气体通过盛有p2o5的干躁管，干躁管增重.998g。原混合物的平均相对分子质量为（）a. 74.75 b. 86.00 c. 71.43 d.81.339、化合物(1)ab中含b36.36%，化合物(2)bc4中含50%，(3)则化合物abc4中含b为().12.64% .14.09% .19.65% .21.1%解析：此题乍看，似乎无从入手，甚感困惑。若据题意运用等量代换的方法来解，则十分简洁明了。将原题分为三个层次。由(1)得ab式量b/0.3636，由(2)得b2c，在abc