化学计算过程,主要是一个化学问题的数学处理过程,即对物质的组成、结构、性质和变化规律的量化过程。它以基本概念、基本理论、元素化合物知识为基础,以物质的量为中心,以量方程、化学式、化学方程式及溶液组成知识为定量工具,理解和运用化学概念、化学原理,进行对比、判断、推理,这是化学计算的思维过程。因此化学计算是高考试题和化学复习中的五大块之一,分基本概念、基础知识,解题的基本方法和技巧,科学的思维分析方法和综合解题能力三个层次。
一、近年高考计算题变化
近几年高考化学计算题的变化是难度有所降低,更加突出了化学计算的特点,与生产、科学研究的实际比较贴近。根据历届高考试题中的考点显示,化学计算的考查主要包括元素的质量分数、分子式与相对原子质量和相对分子质量、溶解度、质量分数、物质的量浓度、溶液的pH值、有关化学平衡、多步反应、有关混合物、根据化学方程式计算及综合计算等十一个方面的计算。近几年的化学高考题对计算的技巧和方法(差量法、十字交叉法、估算法、等效转换法、守恒法、讨论法、极端假设法等)的考查要求有所降低,对思维逻辑性、敏捷性、发散性和创造性以及相关学科知识的运用能力有深刻的考查。
二、对教学与复习的建议
㈠统揽全局,合理安排
在第一轮化学复习教学中必须纵观全局,注意各章节计算内容的合理渗透,循序渐进打好扎实的计算基础。各章节知识内容及方法见表2
知识内容
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常见计算
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常用解题方法
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初中知识
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溶质质量分数及溶解度
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公式法、隔离法、终态分析法
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化学反应及其能量变化
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燃烧热、中和热的计算,氧化还原反应的有关计算
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关系式法、电子转移守恒法
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碱金属
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有关Na,Na2O2,NaHCO3,Na2CO3的计算
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差量法、极端分析法、不等式法、讨论法
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物质的量
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物质的量、质量、气体体积、微粒数、物质的量浓度、质量分数
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公式法
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卤素
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卤素间的置换反应、过量问题计算
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差量法、分段讨论法、数轴法、关系式法
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物质结构元素周期律
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相对原子质量、质量数质子数、中子数、电子数、最外层电子数电子层数、核电荷数、原子序数、周期数族序数、晶体结构
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十字交叉法、公式法、占有比例法
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硫硫酸
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有关二氧化硫、硫酸在溶液中反应的计算
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关系式法
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碳族元素
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碳硅及其化合物的计算
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区间讨论法
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氮族
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氮及其化合物的计算、磷及其化合物的计算
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讨论法、关系式法
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几种重要的金属
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金属与酸反应的计算、铝及其化合物的计算、无机混合物计算、铁及其化合物的计算
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电子守恒法、元素组成守恒法、讨论法、图象法、图示分析法、关系式法、
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有机化学
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有机物燃烧的计算、有机混合物的计算
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最间式法、通式法、差量法、不定方程讨论法、平均分子量法、平均组成法
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化学反应速率化学平衡
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化学反应速率的计算、有关化学平衡的计算
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差量法、比例法、质量守恒法、等效转换法
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电解质溶液
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有关溶液混合后pH值及离子浓度的计算、电化学及氧化还原的计算
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公式法、平衡计算法、电荷守恒法、原子守恒法、电子转移守恒法
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㈡专题训练,提高效益
1、准确、熟练理解相关概念,形成和应用相关知识体系
掌握计算概念与化学原理是进行化学计算中思维活动的前提,也是化学计算的目的,化学计算的“化学味”就包括化学概念和原理。理解和运用计算概念、进行判断、推理,这是解题的思维过程。与计算相关的概念和公式又不是孤立的,它们之间存在着相互联系,只有将这些知识分类、交织成网,形成系统,才能完整、准确、灵活地掌握、运用它们,如果计算网络系统在头脑中排列有序,遇到问题便会产生有条有理的联想,再经过筛选、比较、判断、推理,就可以形成脉胳通畅的思路。可见,计算概念的准确理解和应用,不仅是化学计算的内容,而且是促使知识向能力转化,形成技能技巧、发展思维能力的重要因素。与计算相关的知识体系见下图。
2、归纳解题策略与方法
学生对能力性计算题犯难是教学中普遍存在的问题,其原因是除“双基” 不扎实外,更重要的是没有掌握解题的策略与方法。知识归类、系统化后,必须对一同类型的计算解法进行归纳。对解题策略与方法的归纳应在解决问题的过程中进行,在问题解决后进一步进行思考与总结,通过归纳提高思维能力。