新课改中数形结合法在解决化学问题中的应用.doc

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1、新课改中数形结合法在解决化学问题中的应用摘要：新课改非常重视学生应用数学解决化学问题能力的培养。数形结合法是解决化学问题时常用的数学方法之一。数形结合法中存在着一种因果关系，数是因，形为果。数是形的A涵，形为数的表现。本文结合高中教学实例，总结了利用数形结合法解决化学问题的方法，期望为此类问题的研究做出贡献。关键词：高中；化学；数学；数形结合法数形结合法就是把抽象的数学语言，以化学原理为基础，生成直观的图像，或者由直观的图像变为高度概括的数学语言。在解决高中化学问题时，使用数形结合法通常会使问题变得更为直观、简单、灵活。一、认准坐标轴和截距是数形结合法的基础看图

2、像，认清坐标系，搞清纵、横坐标所代表的意义，并与勒夏特列原理挂钩。所谓看图像，是指：一看轴（即横坐标和纵坐标的意义），二看点（即起点、折点、交点和终点），三看线（即线的走向和变化趋势），四看辅助线（如等温线、等压线、平衡线等），五看量的变化（如温度、浓度、压强、转化率、产率、百分含量等的变化趋势）等，这是解题的基础。【例题1】.（2011全国II卷28）反应aA（g）+bB（g）cC（g）（AH〈0）在等容条件下进行。改变其他反应条件，在I、II、III阶段体系中各物质浓度随时间变化的曲线如下所示:回答问题：(1)反应的化学方程式中，a:b:c为;(2)A的平均

3、反应速率vl(A)、vll(A)、vIII(A)从大到小排列次序为;(3)B的平衡转化率aI(B)、aII(B)>aIII(B)中最小的是,其值是;(4)由第一次平衡到第二次平衡，平衡移动的方向是，采取的措施是;(5)比较第II阶段反应温度(T2)和第III阶段反应温度(T3)的高低：T2T3(填判断的理由是；解析：由图像知在第I阶段达到平衡时A、B、C的浓度变化量分别是1.0、3.0和2.0,所以反应的化学方程式屮，a:b:c=)1:3:2;由图像可以计算出A的平均反应速率vl(A)、vll(A)、vIII(A)分别为2/20、0.36/15和0.12/15，

4、vl(A)、vll(A)、vIII(A)?拇蟮叫V帕写涡姪?vl(A)、vll(A)、vIII(A)；同理可以计算出B的平衡转化率aI(B)>aII(B)、aHI(B)分别为0.5、0.38和0.19;由第一次平衡到第二次平衡是C的浓度瞬间降低到0,即移走量产物C，平衡向正方应方向移动；第II阶段和第III阶段相比，反应物浓度降低，生成物浓度增大，平衡向正方应方向移动，因为反应放热，所以是降低了温度。二、函数关系是数形结合法的核心看轴是解题的基础，函授关系是解题的主线。利用数形结合法解决化学图像问题，首先要搞清楚纵横坐标轴表示的化学量。然后找出表示变量之间的函数

5、关系，并且结合化学反应原理，推导结论。【例题2】右图中横坐标表示完全燃烧时耗用可燃气体X(X=A、B、C)的物质的量n(X).纵坐标表示消耗()2的物质的量n(()2)，A、B是两种可燃气体，C是A和B的混合气化则C屮n(A):n(B)为A.2：1B.1：2C.1：1D.任意比解析：纵轴表示耗氧量，横轴表示消耗可燃气体的物质的量。从数学的角度可以看出：一摩尔A消耗0.5摩尔氧气；1摩尔B消耗2摩尔的氧气；四摩尔C消耗四摩尔氧气。设A、B的物质的量分别为X摩尔和Y摩尔，A、B完全燃烧需要的氧气分别为0.5X摩尔，2Y摩尔，联立方程，可以解得X:Y=2:1,所以本题

6、的答案选A。三、图像的斜率和特殊点是解题的关键斜率反映了物理量之间的内在关系，往往是解决问题的关键。看清起点、拐点、终点，注意图像是否经过“原点”，即是否有“0”项，尤其是特殊点的意义，看淸曲线的变化趋势。特殊点包括交点和转折点，往往对应临界状态，同时也存在一些临界条件，所以，我们一定要注意对特殊点的分析。注意图像题中物质的转化率与百分含量的关系：某物质的转化率与其“百分数”相反。【例题3】在100毫升NaOH溶液屮加入硝酸铵和硫酸铵固体'混合物，加热充分反应。如图所示，图像表示加入的混合物质量和产生的气体的体积(标准状况)的关系。试计算:(1)氢氧化钠溶液的物

7、质的量;(2)当氢氧化钠溶液的体积为140毫升，固体混合物的质量是51.6克时，充分反应后，生成气体的体积(标况)是多少升？解：(1)氢氧化钠与N1I4NO3和(NII4)2S04的混合物生成氨气，发生反应NH4++OH-NH3t+2H2O,从图中可看出34.4g混合物和100毫升NaOH恰好完全反应.则n(NaOH)=n(NH3)==0.5mol,答：WO毫升NaOH溶液中氢氧化钠的物质的量为0.5mol；(2)c(NaOH)=5mol/L,当固体混合物的质量是51.6g时，完全反应消耗的氢氧化钠溶液的体积为：X100毫升=150毫升，而V(NaOH)=140

8、毫升，说明固体过量，氢氧