化歸與轉化思想在化學解題中的應用

文章編號:1005-6629(2010)03-0070-02 中圖分類號:G632.479 文獻標識碼:B

1過程轉化，化繁為簡

例1. 68 g銅鎂合金與足量某濃度的硝酸反應，將放出的氣體與1 mol O2混合再通入水中，恰好全部被吸收，則合金中銅的物質的量為多少?

解析:此題過程復雜，可簡化為:

HNO3 NOxHNO3

這樣整個過程相當于銅、鎂失去的電子間接的轉移給O2，根據電子得失相等:

n(Cu)×2+n(Mg)×2=n(O2)×4 ①

根據質量關系得:

64×n(Cu)+24×n(Mg) =68 ②

解①、②方程得: n(Cu)=0.5mol。

2 本質轉化，化隱為顯

例2. 在某100 mL混合酸中，HNO3的物質的量濃度為0.4 mol·L-1，H2SO4的物質的量濃度為0.2 mol·L-1。向其中加入2.56 g銅粉，微熱，待充分反應后，溶液中Cu2+的物質的量濃度為

A. 0.15 mol·L-1 B. 0.3 mol·L-1

C. 0.225 mol·L-1D. 無法計算()

解析:本題會使解題者從Cu與稀HNO3反應，與稀H2SO4不反應出發，利用反應:

3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O

易得出錯誤答案A;

但如果分析出Cu與混合酸反應的本質——離子方程式:

3Cu+8H++2NO3-=2NO↑+4H2O+3Cu2+

易得出答案B。

3 等效轉化，化異為同

例3. 在相同條件下，有相同體積的甲、乙兩溶液，甲容器中充入b mol SO2和b mol O2，乙容器中充入2 b mol SO2和2 bmol O2。下列敘述錯誤的是()

A. 化學反應速率:乙>甲

B. 平衡后O2的濃度:乙>甲

C. 平衡后SO2的轉化率: 乙>甲

D. 平衡后SO2的體積分數: 乙>甲

解析:首先把乙容器中的反應化歸為與甲容器情況相同的反應，不妨設最初乙容器的體積是甲容器體積的2倍。達到平衡時， (Ⅰ)、(Ⅱ)、(Ⅲ)的平衡狀態相同。然后再將(Ⅲ)容器的體積壓縮到一半，即與甲容器體積相同，此時乙容器內壓強增大

根據反應方程式: 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)

可知平衡向正反應方向移動，易知答案應選D。

4 角度轉化，化難為易

例4.某KOH樣品中含水7.62 %，含K2CO3為2.38 %， KOH為90 %。將樣品10 g加入1 mol·L-1的鹽酸460 mL，過量的酸用10.7 mol·L-1的KOH溶液27.65 mL恰好中和，蒸干可得固體多少g?

解析:如果順著試題設計者的引導去解，本題涉及的化學方程式較多，計算量大，難度高。如果能另辟蹊徑，把視角投向溶液成分，就會發現:最后溶液中只有KCl一種溶質，且n(KCl)=n(Cl-)=n(HCl)，易得m(KCl)=(460×10-3×1×74.5) g=34.3 g。

5 條件轉化，化生為熟

例5. 已知H+在溶液中以水合離子形式存在:H++H2O=H3O+， 在某些反應中:NH3和H2O，NH4+和H3O+， NH2-和OH-， N3-和O2-的作用兩兩相似，據此判斷下列反應正確的是()

①2Na+2NH3=2NaNH2+H2

②CaO+2NH4Cl=CaCl2+2NH3↑+2H2O

③3Mg(NH2)2 Mg3N2+4NH3↑

④NH4Cl+NaNH2=NaCl+2NH3↑

A. 只有③B. 只有②

C. 只有②③ D.都正確

解析:題目中給出的四個反應都不熟悉，單看反應不知道對與錯。但題中提示:NH3和H2O，NH4+和H3O+， NH2-和OH-， N3-和O2-在某此反應中作用兩兩相似，我們可以把題中的NH3、NH4+、NH2-、N3-依次轉化為H2O、H3O+、OH-、O2-看是否可以進行反應，并寫出相應的熟悉的反應:

①2Na+2H2O=2NaOH+H2↑

②CaO+2HCl=CaCl2+H2O

③Mg(OH)2 MgO+2H2O

④HCl+NaOH=NaCl+H2O

替換后反應都能進行，所以題目中給出的反應都能進行，答案為D。

6 組分轉化，化零為整

例6. 由Na2SO4、Na2SO3、Na2S三種物質組成的混合物中，測得氧元素的質量分數為22 %，則其中鈉元素的質量分數為()

A. 23 %B. 46 %C. 32.6 % D. 無法確定

解析:分析混合物中各組分的化學式，均含Na、S二種元素，而題目只提供混合物中氧元素的質量分數，要求其他元素的質量分數，好似乎缺少條件，不能求解，但是，如果我們運用化歸思想，將前二者的化學式巧作轉化，Na2SO4的化學式表示為:Na2S·O4，Na2SO3的化學式表示為:Na2S·O3，顯然，三者的混合物中除氧元素外，其余部分為Na2S的特定組合， 故w(Na2S)=1-22 %=78 %，而Na2S中m(Na)∶m(S)=46∶32， 由于M(Na2S)=78， 故w(Na)=46 %[或w(Na)=w(Na2S)×46/78=46 %]，答案為B。

7 反應轉化，化虛為實

例7.7.2 g平均相對分子質量為7.1的CO和H2組成的混合氣體與足量的O2充分燃燒后，立即通入足量的Na2O2固體中，固體的質量增加為()

A. 2.1 gB. 3.6 gC. 7.2 g D.無法計算

解析:本題咋看像是要確定出CO和H2的質量，然后再進行計算。

2CO+O2=2CO2

2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2

其實以上兩個反應為循環反應，可虛擬反應: CO+Na2O2=Na2CO3

同樣:2H2+O2=2H2O

2H2O+2Na2O2=4NaOH+O2↑

以上兩個反應為循環反應，可虛擬反應:H2+ Na2O2=2NaOH

根據以上兩個虛擬的化學方程式可直觀地判斷出固體增加的質量即為CO和H2的質量之和。答案為C。