淺析數學思想在高中化學解題中的應用

丁國文

內蒙古赤峰二中

淺析數學思想在高中化學解題中的應用

丁國文

內蒙古赤峰二中

數學思想在高中化學解題中有著非常重要的作用，利用數學思想來解答化學問題，不僅可以將化學內容數學化，還能提高解題效率。所以，本文就對數學思想在高中化學解題中的應用作出了淺析，探討不同的數學思想在高中化學解題中的運用。

數學思想；高中化學；應用

在高中階段，所學的數學思想主要有方程式思想、排列組合思想、極值思想、分類思想等等。因此，本文就從這些數學思想出發，將這些數學思想運用到化學解題中，提高學生的解題答題效率。

一、利用方程式思想來進行解題

方程式思想是高中數學思想中最為簡單的思想，也是最為常用的數學思想，通過設立方程式，可以將一些未知的數據計算出來，是答題中最為簡單的數學方法。所以，如果在高中化學解題的過程運用方程式的思想，將會使得解題效率大大地提高。

例：將0.2mol某烷烴完全燃燒后生成的氣體全部通入0.5L 2mol/L的NaOH溶液中，生成的Na2CO3和NaHCO3的物質的量之比為1:3，則該烷烴是：

A、甲烷B、乙烷

C、丙烷D、丁烷

根據題意所得，烷烴完全燃燒后產生的是二氧化碳，也就是說，二氧化碳與氫氧化鈉一起反應生成了碳酸鈉和碳酸氫鈉，根據物質守恒，其反應式為：

5NaOH+4CO2=Na2CO3+3NaHCO3+H2O

因為生成的碳酸鈉和碳酸氫鈉的比例為1:3，那么參加反應的氫氧化鈉與二氧化碳的比例為5:4，假設參加反應的二氧化碳的物質的量為x，那么就組成了以下的等式：（0.5*2）：x=5:4，所以經過計算，得x等于0.8，也就是說參加反應的二氧化碳的物質的量為0.8，其中碳的物質的量為8，那么該烷烴的碳的物質的量為：8* 0.2=4，所以，該烷烴是丁烷。故此，該道題的答案是D選項。

二、利用排列組合思想來進行解題

在高中化學教學中，老師也可以借助排列組合的數學思想來進行教學，也就是說，老師可以教授學生利用排列組合的數學思想來進行答題。利用排列組合的數學思想來進行答題，可以提高學生答題的準確性以及效率性。

例：現在一共有6種α-氨基酸，那么能組成三種不同的氨基酸的三肽的數量是多少（）

A、120種B、90種

C、60種D、20種

根據排列組合的思想，6種氨基酸一共能夠組成C（3，6）種，也就是20種，那么這個時候可能就會有同學立刻選擇D答案，認為其組合一共有20種，但是這些同學忘記了相同的氨基酸不同的組合形式所形成的肽也是不一樣的，所以正確的答案應該是C（3，6）*P（3，3），其結果是20*6=120種，故此，這道題應該選擇A項。

所以，在進行高中化學問題解答時，老師不僅要教授學生關于如何利用排列組合的數學思想來進行解答，還需要加強對學生細心的教學。部分同學之所以會出現以上所說的問題，除了細心不足外，還有就是對于基本知識的不熟悉，如果學生充分了解肽的組成，那么學生就不會出現以上所說的錯誤了。

三、利用極值思想來進行解題

在高中化學的答題過程中，學生也可以利用極值的數學思想，由于題目所給出的已知條件不足，學生在答題的時候就無從下手，所以在進行答題的時候，學生可以借助極值的數學思想，來將一些數據假設化，從而提高答題效率以及準確性。

例：某一堿金屬與其普通氧化物的混合物的質量一共為1.4g，與足量的水發生反應后，生產的堿的重量為1.79g，問該金屬可能是（）

A、鈉B、鉀

C、鋰D、銣

那么在計算這類題目的時候，學生就可以利用極值的數學思想。首先，假設參加反應的都是金屬，金屬氧化物不參加反應，那么假設該金屬為X，就可以列出以下的方程式：

Mx：17=1.4：（1.79-1.4），計算得出Mx=61.

如果假設參加反應的都是氧化物，那么假設其氧化物為：X2OH，那么就可以列出以下的方程式：

（2Mx+16）：18=1.4：（1.79-1.4），那么計算得出Mx=24.3。

那么根據計算出來的數據，參加反應的金屬的相對原子質量位于24.3到61之間，鈉的相對原子質量為23，鉀的相對原子質量為39，鋰的相對原子質量為7，銣的相對原子質量為85.5。所以，其答案就是B選項。

四、利用分類思想來進行解題

在高中化學的答題中，學生也可以借助分類思想來進行解題，通過分類歸納，可以有效地提高學生的答題效率以及正確性。

例：下列的物質組合中，最為合理的組合為（）

（1）石油（2）糖類（3）塑料（4）棉花（5）蛋白質（6）油脂（7）羊毛（8）煤（9）水泥（10）玻璃（11）合成纖維（12）陶瓷

A.（7）、（10）、（12）B.（3）、（4）、（11）

C.（1）、（8）、（9）D.（2）、（5）、（6）

根據分類歸納的數學思想，學生在解答這道題的時候就可以使用分類的思想。對于A項，羊毛是屬于蛋白質，玻璃是屬于無機非金屬，陶瓷也是屬于無機非金屬，所以A項的分類是不合理的。對于B項，塑料是屬于合成材料，棉花是屬于天然高分子材料，合成纖維也是屬于合成材料，故此B項的分類也是不合理。對于C項，石油是屬于化石燃料，煤是屬于化學燃料，但是水泥是屬于無機非金屬材料，所以C項的分類也不合理。對于D項，糖類、蛋白質和油脂都是我們生存的基本營養物質，所以D項的分類就是基本營養物質，所以D項就是正確的選擇。

所以，在進行某些化學題目的解答時，老師可以教授學生利用分類數學思想的解答方法，從而擴寬學生的解答思路，提高學生的解答效率。

綜上所述，本文一共描述了四個數學思想在高中化學解題中的應用，但是要想提高學生對于這些數學思想在化學解題過程中的應用，首先就要提高學生的數學成績，這樣才能為將數學思想運用到化學解題中奠定基礎。故此，為了更好地提高學生解答化學題目的效率以及準確性，老師應該鼓勵學生更好地學習數學。

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[2]程攀峰.數學思想在高中化學中的運用[J].數理化學習, 2011,05:15-17.

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