数学思想在高中化学解题中的应用探索

张天阳

【摘要】在高中化学的习题解析上，大部分的化学习题都是可以转化成“化学原理+数学处理”两个步骤，在进行化学习题的解析过程中，只要良好的掌握和理解化学原理，灵活的应用数学思想、数学的方法，就能很好的进行化学习题的解析。我在练习过程中打下用数学思想解析化学习题的习惯。本文从三个不同的例子角度出发，通过问题解析，对化学习题中对数学思想的运用做出了一些探索。

【关键词】数学思想 化学解题 高中化学 应用探索

【中图分类号】G622 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2017）39-0112-02

一、引言

在高中化学的解题过程中，良好的运用数学思想，不但能帮助我突破对习题的理解的认知，还能让我充分的发挥发散思维，锻炼我的解题能力和逻辑推理能力的提升。这种将数学思想融入化学习题的解析过程，更能拓展我的思维，让我在自身的习题练习中进行问题的发现，数学思想的发现以及锻炼我分析，解决问题的能力。

二、极值讨论法——取极端状态，确定未知量

极端假设法的特点就是“抓两端，定中间”。在进行假设的过程中，可以将某些复杂的化学问题变得简单化，省去繁琐的计算过程，化繁为简。在进行假设过程中可以将混合物假设为纯净物，将可逆反应假设为不可以反应，将平行反应假设为单一反应等等，这样就可以确定极端，从而确定某种物质的取值范围。

例如，在标准状况下，H2、Cl2混合气体a L，在光照条件下进行完全反应后，反应气体恰好能让b mol NaOH完全转化为盐，则a、b的关系不可能是以下哪个______。

A. b=a22.4 B. b>a22.4 C. b11.2

解析：运用极值讨论法进行这道题的解析，假设a L完全是H 2，则V（Cl2）逐渐接近0时，b=0。假设a L完全是Cl2，则V（H2）逐渐接近0时，b=a/11.2。但是题目中给出的气体是混合气体，因此不论在何种情况下，只要混合气体的体积是固定的，消耗的NaOH的量b就应该在0

在灵活的运用数学思想极值讨论法之后，能让我在解题过程中更加的容易理解和运用，我不断实践以此来巩固深化所学到的方法，形成思维方式并且运用得当，极大的提升了我的解题速度。

三、分段讨论法——分割区间，区分反应条件

在化学反应的进程中，很多反应都是根据原料的多少进行完全反应或者不完全反应，这种反应过程就给化学习题的解析带来的很大的困难，而分段讨论法就相当于将化学反应当做一个数轴，将其进行分段，这样就可一目了然的了解到什么时间进行来了什么样的反应，对于化学解题十分有帮助。

例如，在含有a mol FeBr2的溶液中，通入x mol Cl2.下列各项为通Cl2过程中，溶液内发生反应的离子方程式，其中不正确的是______。

A.x=a，2Fe2++2Br-+2Cl2=Br2+2Fe3++4Cl-

B.x=1.5a，2Fe2++4Br-+3Cl2=2Br2+2Fe3++6Cl-

C.x=0.4a，2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-

D.x=0.6a，2Br-+Cl2=Br-+2Cl-

解析：将反应按选项进行分段，可以得到以下三个步骤：

（1）当x≤0.5a时候，最多得amol电子.所以此时只有Fe2+被氧化，Br-没有参加反应：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-

（2）当0.5a≤x≤1.5a时候，最多得3mol电子.所以Fe2+被全部氧化（消耗氯气0.5amol），Br-被部分氧化（利用剩余x-0.5a mol的Cl2氧化）：①aFe2++0.5aCl2=aFe3++aCl-②2（x-0.5a）Br-+（x-0.5a）Cl2 =（x-0.5a）Br2+2（x-0.5a）Cl- 将式合并：aFe2++2（x-0.5a）Br-+xCl2=（x-0.5a）Br2 +aFe3++2xCl-

（3）x≥1.5a时候，Fe2+被全部氧化，Br-全部被氧化：2Fe2++4Br-+3Cl2=2Fe3++2Br2+6Cl-

因此，本题选D，在进行化学习题的解析时，就可以利用这种分段的数学思想来进行讨论，将数学充分利用数轴将化学问题具体化，更能迅速的解析试题。

四、不定方程讨论法——发现题中隐藏条件，突破解题

在不定方程讨论法进行解题的过程中，往往涉及到的不定方程都是一次的，一次不定方程在化学习题上的运用大多在题中都给出了条件限制，而这些条件限制就是解题的关键，在解题过程中找出这样的隐藏条件，就能快速的进行试题解析。

例如，在20℃時，某气态烃与氧气混合，装入密闭容器中，点燃爆炸后，又恢复到20℃，此时容器内气体的压强为反应前的一半，经NaOH溶液吸收后，容器内几乎成真空，此烃的分子式可能是——

A. CH4 B. C2H4 C. C3H8 D. C7H16

解析：在化学方程式中，气体前面的化学计量数为参加的气体分子个数。设此碳氢化合物的化学式为CxHy，则有 4CxHy+（4x+y）O2→4xCO2+2yH2O（l）根据题意可知4+4x+y=2×4x，由此可得：4x=4+y 若x=1，则y=0，不存在此物质，若x=2，则y=4，物质为C2H4，若x=3，则y=8，物质为C3H8，故选BC。

在进行习题的解析过程中，将不定方程和习题进行结合，在求解的过程中发现习题的隐含条件，这样从隐含限制为突破口，寻求正确的解决方法。

五、结语

将数学思想在高中化学的解题中进行灵活的应用，就能对我的解题效率等起到十分重要的作用，因此，我在学习过程中，应逐渐的渗透数学思想和化学习题的结合，在进行习题解析时将数学思想明确的告知我，让我在进行习题的练习时着重的培养自身的化学习题的解析思路，完善自身的学习方法，提升解题效率。

参考文献：

[1]辛涛. 数形结合思想在化学解题中的应用[J].教学技术应用，2016.

[2]陈冉. 用特殊化思维方法解化学题[J].现代信息化教育，2015.

[3]熊蕾. 数学思想在高中化学解题中的应用[J]. 师道：教研， 2016（8）：82-82.