浅谈化学教学中“假设法”的灵活运用

当化学中某个计算问题采用常规思路和常规方法难于解决时，我们不妨对化学问题进行合理的假设，然后在假设的基础上，进而运用已学化学知识去分析，推导，最终解决化学问题，这就是常说的“假设法”。在化学解题中灵活运用“假设法”能使陌生、复杂的问题转化为熟悉、简单的问题，从而起到化繁为简、化难为易的功效，使化学问题的解决变得既方便又快捷。下面，笔者就如何巧妙地将“假设法”运用于化学教学中，有效处理化学计算难题，谈谈自己的体会，以供参考。

1、极限“假设法”

    极限“假设法”是指把研究的对象、过程、数据和变化等，经过假设，推理得到其极限值，经过分析得到正确的答案。

    例1 将20mL二氧化氮和氨水的混合气体在一定条件下充分反应，化学方程式是6NO2+8NH3 7N2+12H2O，已知参加反应的二氧化氮比氨气少2mL(气体体积均在相同状况下测定)，则原混合气体中二氧化氮和氨气的体积比可能为   (     )

    解析：本题应当首先认识到这一个可逆反应，反应中NO2和NH3均不可能完全消耗。NO2比NH3少消耗2mL，根据反应式可知参加反应的NO2和NH3 分别为6mL和8mL，两物质共消耗了14mL，剩余6 mL，具体两物质各剩余多少，是由起始时两者的投入决定的，由于起始时NO2和NH3的体积不确定，因此根据常规思维，NO2和NH3的体积比无法算出。但是，用极限假设法可以确定起始时给予的NO2和NH3的体积范围。假设剩余的气体全是NO2，则原NO2为12 mL，NH3为8 mL，原混合气体中NO2和NH3的体积比为3∶2；假设剩余的气体全是NH3，则原混合气体中NO2和NH3的体积比3∶7。综上分析，由于剩余气体是两者的混合气体，所以NO2和NH3的体积比应介于3∶2和3∶7之间。所以答案B、D均符合题意。

2、赋值“假设法”

    赋值“假设法”解决无数值计算及字母形式的讨论和以比值形式作已知条件这一类问题，如果能赋予一些具体的数值，则可以变抽象的知识理解成具体的有关知识的计算，可以快速解题。

    例2 向某NaI溶液中逐滴加入未知浓度的AgNO3溶液，至反应恰好完全进行，经测定滤去沉淀后溶液的质量(假设无损失)恰好与反应前NaI溶液质量相等，求AgNO3溶液的质量分数。

    解析：本题是一道无数字计算，解题时可假设原NaI溶液中NaI的物质的量为1mol，则滴加入的AgNO3溶液含溶质物质的量也为1mol，就溶质而言，1mol NaI变成1mol NaNO3，质量减轻了65克，此部分的质量差即是所加入的AgNO3溶液中水的质量。经过赋值分析，很明显此AgNO3相当于是170克溶质溶解在65 克水中，从而求出AgNO3的质量分数为27.7%。

3、中值“假设法”

    中值“假设法”是指在解题中选定研究过程中的某特殊点或是过程中的某个特殊量，经分析、推理其量变关系而求解的一种方法。

    例3 将18.4克NaHCO3和NaOH的固体混合物，放在密闭容器中加热到250℃，经充分反应后，冷却后称得剩余固体质量为16.6克，试计算原混合物中NaHCO3的质量分数。

    解析：NaHCO3和NaOH两种固体混合物在250℃加热时，发生的反应有： NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O↑；  还可能发生2NaHCO3＝Na2CO3+CO2↑+H2O↑。对于分析第二个反应是否发生及剩余的固体成份，可采用中值假设法进行判断。

    假设NaOH和NaHCO3两种固体恰好完全反应，则

    NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O↑   △m

         124             18
         m克        (18.4－16.6)克

    124∶18=m∶1.8   ∴m=12.4(克)<18.4，显然剩余的固体质量不再减轻，所以反应中NaOH过量。因此m(NaHCO3)=84×?=8.4克。则ω(NaOH)= ?。

4、过程“假设法”

    过程“假设法”是指将复杂的变化过程假设为(或称等效为)若干个简单的便于分析和比较的状态过程，考虑等效状态的量与需求量之间的关系，进而求解的方法。

    例4 某温度下，在容积可变的密闭容器中，反应2A(g)+B(g)     2C(g)达到平衡时，A、B、C的物质的量分别为4mol，2mol和4mol。保持温度不变和压强不变，对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整，A的转化率降低的是(     )
      A、均加倍                     B、均减半
      C、均增加1mol                 D、均减少1mol

    解析：三者物质的量均加倍或均减半时，欲保持压强不变则容器的体积分别加倍或减半，所以A、B、C的浓度保持不变，因而平衡不移动，A的转化率保持不变；均增加1mol后，A、B、C的物质的量分别变成5mol、3mol、5mol，直接用高中所学知识难以判断，若假设起始时A、B、C充入容器的量分别为 5mol、2.5mol和5mol，依据平衡等效原理此时与原平衡等效，后再加入0.5mol B，平衡正向移动，所以A的转化率升高；同样均减少1mol可先假设向容器中充入的量分别为3mol，1.5mol和3mol，达平衡后从体系中分离出 0.5molB，平衡逆向移动，A的转化率降低。答案为D。

5、变向“假设法”
 
    变向“假设法”是指在解题时根据需要改变研究问题的条件、结论或方向，从一个新的角度来分析问题，最终过渡到需解决的问题上来，得到正确的答案。

    例5 用物质的量浓度均为0.1mol/L的盐酸和醋酸溶液，分别与等体积、等物质的量浓度的氢氧化钠溶液反应，均恰好呈中性，消耗盐酸和醋酸溶液的体积分别为V1和V2，则V1和V2的关系正确的是(    )
      A、V1>V2            B、V12           C、V1=V2      D、无法确定

   解析：假设消耗盐酸和醋酸的体积相同，则两者均恰好与氢氧化钠溶液完全反应，此时溶液分别为NaCl和CH3COONa，依据盐类的水解知识可知，前者呈中性，后者呈碱性，欲使后者也呈中性，显然是碱少量或酸过量，现在NaOH物质的量是定值，因而V12。答案为B。

    综上所述，“假设法”在化学解题中具有十分广泛的应用，是一种处理复杂化学计算题的好方法。所以，在平时的化学解题中，我们要养成良好的解题习惯，做到解后多思，不断总结经验，注重“假设法”这种解题技巧的灵活运用，最终达到快速解题的目地。

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