应用终态分析法解题四种策略

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1、应用终态分析法解题四种策略文章编号：1005-6629（2008）11-0065-01中图分类号：G632.479文献标识码：B有些化学计算题，涉及到的反应繁多（如循环反应或多个平行反应）、数据不一，或者变化过程十分复杂，解题时如果逐一去分析这些反应或过程，按部就班、循规蹈矩去进行计算，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，有时甚至无法解答。但是，如果我们不去追究其细微、繁琐的中间过程，而是从产物的最终组成或者始态与终态的守恒关系进行整体分析，可使思维明朗，计算简化，从而快速求解，这种方法就叫终态分析法。终态分析法是一种整体思维方法，具

2、体运用此方法时经常采用以下四种策略：策略一、通过分析产物的最终组成，根据元素守恒求解例1.将02、CH4、Na202放入密闭容器中，在150°C条件下用电火花引燃，充分反应后，容器中无气体，将残余物溶于水无气体放出。则02、CH4、Na202的物质的量之比与反应后容器内固体的成分为（）A.l：2：6Na2C03和NaHC03B.2：l：4Na2C03A.1：2：6Na2C03和NaOHB.2：l：4Na2C03和NaOH分析：本题涉及到的反应有：CH4+02C02+2H20(1)2Na202+2C02=2Na2C03+02(2)2Na202+21120(g

3、)=4NaOH+02(3)本题所涉及到的反应并不多，但本题的复杂之处在于：以上三个反应属于循环反应后两个反应中新生成的02同原有的02可一同与CH4反应。就是这些循环反应增大了解题的难度，很多人会陷入循环反应中，导致思维一片混乱。解析(终态分析法)：根据题给条件"150°C……容器中无气体”，可知反应结束时容器中无任何气体成分存在，则此时容器中只能有两种固体：Na2C03和NaOH。至此，反应的始态和终态的组成都已确定始态的反应物有三种：02、CH4、Na202；终态的生成物有两种：Na2C03、NaOHo根据0、C、H、Na四种元素守恒可得到如下化学方程

4、式：02+2CH4+6Na202=2Na2C03+8Na0H。显然，02、CH4、Na202的物质的量之比为l：2：6o答案：C。例2.在空气中放置一段时间的KOH固体，经分析知含水a%,含K2C03b%,其余为KOH。取此样品mg溶于lmol/L的稀硫酸100mL中，所得溶液尚需加入ngKOH固体才能完全中和。若将反应后的溶液蒸干，所得固体(不含结晶水)的质量为()A.17.4gB.8.7gC.26.lgD.无法计算分析：将样品加入稀硫酸中发生的反应有K2C03+H2S04二K2S04+H20+C02t(1)2K0H+H2S04二K2S04+2H20(2

5、)反应后的溶液中硫酸有剩余，加入ngKOH则又发生上述反应(2)。该题涉及到的反应虽然不多，但是数据较多，用常规方法是很难解答的。解析(终态分析法)：根据题意，反应终了溶液中的溶质只有K2S04,由S原子守恒得：n(K2S04)=n(H2S04)=0.lLXlmol•L-l=0.lmol,m(K2S04)=0.lmolX174g-mol-l=17.4go答案：A。策略二、通过分析电子的转移，根据电子守恒求解例3.3.84gCu和一定量的浓硝酸反应，铜全部溶解，共收集到2.24L气体(标准状况)。若把装有这些气体的集气瓶倒立在盛水的水槽中，欲使集气瓶充满溶液

6、，需通入标准状况下的02Lo分析：本题涉及到的反应有Cu+4HN03(浓)二Cu(N03)2+2N02t+2H20(1)3Cu+8HN03(稀)二3Cu(N03)2+2N0f+4H20(2)4N02+02+2H20=4HN03(3)4N0+302+2H20=4HN03(4)常规解法首先需用极端假设法根据反应(1)、(2)判断出2.24L气体是NO、N02的混合物，然后列方程组求出NO、N02的物质的量，再根据反应(3)、(4)便可计算出所需02的体积。此方法虽可行，但计算过程非常繁琐，极易出错。解析(终态分析法)：Cu失去的电子数二被还原的硝酸得到的电子数

7、二NO、N02反应的氧气所得电子数。如省去中间过程，仅从反应的始态和终态分析得，氧气得到的电子数二Cu失去的电子数，即n(02)X4=(3.84g4-64g•mol-1)X2,解得n(02)=0.03mol，所以V(02)=0.03molX22.4L•mol-l=0.672Lo答案：0.672L。例4.lOgMg.Fe合金溶解在一定量的稀硝酸中，当金属完全反应后，收集到标准状况下4.48LN0气体(HN03的还原产物只有N0)。在反应后的溶液中加入足量的NaOH溶液，可得g沉淀(不考虑空气中的氧气对沉淀的影响)。分析：常规解法往往是根据合金的质量及N0气体

8、的体积列出方程组，求出Mg和Fe的物质的量，进而求得结果。值得注意