在化學(xué)上也經(jīng)常會(huì)遇到類(lèi)似的問(wèn)題，用通常思想去解題難以奏效，而用極限思想去分析，大有撥開(kāi)云霧見(jiàn)晴天的感覺(jué)。難題不再難了。
1、化學(xué)計(jì)算中類(lèi)似問(wèn)題
題型1
[例題1]3g碳在足量氧氣中充分燃燒，若生成一氧化碳和二氧化碳的混合氣體。求參加反應(yīng)氧氣的質(zhì)量。
解：①假設(shè)3g碳全部趨近于生成二氧化碳，則設(shè)參加反應(yīng)的氧氣質(zhì)量為x，
由C+O2CO2易解得x=8g
�、诩僭O(shè)3g碳全部趨近于生成一氧化碳，則設(shè)參加反應(yīng)的氧氣質(zhì)量為y，
由2C+O22CO易解得y=4g
本題要生成CO2、CO混合氣體，故氧氣質(zhì)量應(yīng)在4g到8g之間。
題型2
[例題2]5.6g不純鐵在足量稀硫酸中產(chǎn)生氫氣0.21g，則鐵中混入物質(zhì)可能是（）
A、（Zn）B、（Cu）C、（Al）D、（C）
解：本題中由于碳、銅均不與酸反應(yīng)而生成的H2。
�。�1）假設(shè)5.6g中“混入物質(zhì)”質(zhì)量趨近于零，則鐵的質(zhì)量趨近于（但不等于，想一想為什么？）5.6g。此時(shí)，
設(shè)鐵的質(zhì)量為5.6g，則生成的H2的質(zhì)量為x，
由Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑易解得x=0.2g，這種情況下，生成氫氣的質(zhì)量將趨近于0.2克。
�。�2）假設(shè)鐵的質(zhì)量趨近于零，則混合物中鋁或鋅的質(zhì)量趨近于5.6克。
�、偌僭O(shè)鋁的質(zhì)量為5.6g，則設(shè)生成的氫氣的質(zhì)量為y
由2Al+3H2SO4=Al2（SO4）3+3H2↑易解得y=0.62g，這種情況下，生成氫氣的質(zhì)量將趨近于0.62克。
�、诩僭O(shè)鋅的質(zhì)量為5.6g，則設(shè)生成氫氣的質(zhì)量為z
由Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
易解得z=0.17g，這種情況下，生成氫氣的質(zhì)量將趨近于0.17克。
由于單獨(dú)5.6克鐵或鋅在足量稀硫酸中均不可能產(chǎn)生超過(guò)0.2克的氫氣,而單獨(dú)5.6克鋁在足量稀硫酸中能產(chǎn)生超過(guò)0.21克的氫氣。而單獨(dú)5.6克銅或碳在足量稀硫酸中均產(chǎn)生0克的氫氣。顯而易見(jiàn)，5.6g不純鐵中混入物質(zhì)為銅或鋅或碳在足量稀硫酸中反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量均只能無(wú)限趨近于0.2克而不可能達(dá)到0.21克。而5.6g不純鐵中混入物質(zhì)為鋁在足量稀硫酸中反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量既可無(wú)限趨近于0.2克,也可無(wú)限趨近于0.62克。顯然,這種情況下,要生成0.21克氫氣才有可能性。故選（C）。
題型3
[例題3]已知在高爐中有下列反應(yīng)：Fe2O3+CO=2FeO+CO2↑，
反應(yīng)形成的固體混合物（Fe2O3，F(xiàn)eO）中元素鐵和氧的質(zhì)量比用MFe：MO表示，上述固體混合物中MFe：MO，可能是（選填A(yù)、B、C多選扣分）。
A、21：9；B、21：75；C、21：6（2001上海高考題）
解：因?yàn)榉磻?yīng)形成的Fe2O3、FeO的固體混合物中Fe2O3的鐵、氧比值是21：9，當(dāng)FeO質(zhì)量趨近于零時(shí)，可知，混合物中MFe：MO趨近于21：9。因?yàn)镕eO中的鐵、氧質(zhì)量比值是21：6，若混合物中Fe2O3質(zhì)量趨近于零，則混合物中MFe：MO趨近于21：6。由極限思想可知兩者混合物中的質(zhì)量比值一定介于此兩比值之間，故選B。
題型4
[例題4]在一個(gè)容積固定的反應(yīng)器中，有一個(gè)可左右滑動(dòng)的密封隔板，兩側(cè)分別進(jìn)行著如圖所示的可逆反應(yīng)，各物質(zhì)的開(kāi)始反應(yīng)加入量如下，A、B、C均為4摩爾，D為6摩爾，F(xiàn)為2.0摩爾，設(shè)E為x摩爾。當(dāng)x在一定范圍內(nèi)變化時(shí)，均可調(diào)節(jié)反應(yīng)器的溫度，在兩側(cè)反應(yīng)都達(dá)到平衡，并且隔板恰好處于反應(yīng)器的正中位置。請(qǐng)?zhí)顚?xiě)以下空白:
�。�1）若x=4.5，則在右側(cè)反應(yīng)在起始時(shí)向（填“正反應(yīng)”或“負(fù)反應(yīng)”）方向進(jìn)行。欲使起始反應(yīng)維持向該方向進(jìn)行，則x的最大取值應(yīng)小于。
（2）略（1996全國(guó)高考題）
可移動(dòng)隔板
解：欲使起始反應(yīng)維持正反應(yīng)方向進(jìn)行，x最大值意味著D或者全部趨近于完全反應(yīng)
�、偌僭O(shè)D氣體趨近于完全反應(yīng)，
則D（氣）+2E（氣）2F（氣）
起始量（mol）6.5x2.0
變化量（mol）6.513.013.0
平衡量（mol）0(x-13.0)15.0
由達(dá)到平衡后各物質(zhì)的量之和為12mol，可得
0+(x-13.0)+15.0=12,解得x=10.0mol
因?yàn)樵摲磻?yīng)為可逆反應(yīng)，達(dá)到平衡后D、E、F的量均要大于0，而E的量x-13.0=-3.0（負(fù)數(shù)），故D全部反應(yīng)掉顯然不成立。
�、谌鬍氣體趨近于完全反應(yīng)掉，
則D（氣）+2E（氣）2F（氣）
起始量（mol）6.5x2.0
變化量（mol）0.5xxx
平衡量（mol）6.5-0.5x02.0+x
由達(dá)到平衡后的各物質(zhì)的量之和為12mol可知
�。�6.5-0.5x）+0+（2.0+x）=12
解之得x=7.0mol
因?yàn)樵摲磻?yīng)是可逆反應(yīng)，故達(dá)到平衡時(shí)D、E、F的量均要大于0。氣體E不可能全部反應(yīng)掉，x=7.0mol只是一個(gè)最大極限值，因此x<7.0mol。
2、混合物中的有關(guān)問(wèn)題
2.1根據(jù)元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)確定物質(zhì)組成
[例題5]已知一氧化碳和某氣體的混合物中，氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為55%，則該氣體是（）
A、CO2B、SO2C、NO2D、N2O5
解：①假設(shè)混合物另一氣體質(zhì)量趨近于零，則混合物中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)趨近于[16/(16+12)]×100%=57%；
�、诩僭O(shè)CO的質(zhì)量趨近于零，若混合物中另一種氣體是CO2，則混合物中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將趨近于[(16×2)/(12+16×2)]×100%=73%；
若混合物中另一種氣體為SO2時(shí)，則混合物中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)趨近于[(16×2)/(32+16×2)]×100%=50%；
若混合物中另一種氣體為NO2，則混合物中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)趨近于[(16×2)/(14+16×2)]×100%=70%；
若混合物中另一種氣體為N2O5，則混合物中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)趨近于[(16×5)/(14×2+16×5)]×100%=74%。
由極限思想可知55%必須在57%和另一個(gè)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的區(qū)間內(nèi)，因此本題中另一種物質(zhì)只能是SO2，故選B。
2.2依據(jù)元素的質(zhì)量比確定物質(zhì)組成
[例題6]某氣體可能是由一氧化碳、二氧化碳、氧氣中的二種或幾種組成，測(cè)得該氣體中碳元素與氧元素的質(zhì)量比為3：7，試推斷該氣體的多種可能的物質(zhì)組成。
解：由題意可知，該氣體是含有兩種或三種氣體的混合物，情況可能有多種。
①假設(shè)該氣體趨于全部是一氧化碳而其它氣體質(zhì)量趨近于零，則該氣體中碳與氧的質(zhì)量比趨近于12：16=3：4；
�、诩僭O(shè)該氣體趨于全部是二氧化碳而其它氣體質(zhì)量趨近于零時(shí)，則混合氣體中碳與氧的質(zhì)量比趨近于12：16×2=3：8；
�、奂僭O(shè)該氣體趨于全部是氧氣而CO2或CO質(zhì)量趨近于零，則混合氣體中碳與氧的質(zhì)量比趨近于0：a（a為正數(shù)）。因?yàn)榛旌衔锸翘寂c氧氣質(zhì)量比為3：7，而①情況下混合物中碳與氧的質(zhì)量比趨近于3：4，比的后項(xiàng)缺少3，顯然，要增加氧元素的質(zhì)量；②情況下混合物中碳與氧的質(zhì)量比趨近于3：8，比的后項(xiàng)多1，顯然，要增加碳元素的質(zhì)量；③情況下混合物中碳與氧的質(zhì)量比趨近于0：a，比的前項(xiàng)少3，顯然，要增加碳元素的質(zhì)量；綜合以上分析，不難看出，該氣體的組成共有三種可能性：
�、僖谎趸己脱鯕�。
②二氧化碳和一氧化碳。
�、垡谎趸�、氧氣和二氧化碳。
3、化學(xué)實(shí)驗(yàn)中有關(guān)問(wèn)題
3.1爆炸實(shí)驗(yàn)
爆炸實(shí)驗(yàn)的成功、失敗等原因可用極限思想去分析。例如，氫氣與空氣混合氣體的爆炸實(shí)驗(yàn)。在學(xué)生觀察過(guò)教師做的演示實(shí)驗(yàn)之后，許多學(xué)生也想親身體驗(yàn)一下。由于這里的爆炸屬于“安全”爆破，我也就滿(mǎn)足了他們的愿望，但有個(gè)條件：必須在參照課本實(shí)驗(yàn)后自己設(shè)計(jì)爆炸實(shí)驗(yàn)裝置，自帶用品（不允許用金屬或玻璃等制品）。實(shí)驗(yàn)時(shí)，有的學(xué)生用氫氣充填肥皂泡，有的學(xué)生用氫氣充填塑料薄膜袋，有的學(xué)生則把氫氣充填在塑料瓶?jī)?nèi)….…設(shè)計(jì)方式多種多樣,這充分展示了同學(xué)們的創(chuàng)造力�？牲c(diǎn)燃后的現(xiàn)象也是各式各樣：有的爆炸意想不到的強(qiáng)烈，有的爆炸則很微弱，有的則始終處于安靜地燃燒，有的則沒(méi)有任何現(xiàn)象。正當(dāng)同學(xué)們納悶，懷疑自己的實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)，我首先肯定了他們的設(shè)計(jì)，然后用極限思想去分析：空氣中含氫氣在一定體積分?jǐn)?shù)范圍（4%~74.2%）內(nèi)遇明火(或催化劑)就會(huì)發(fā)生爆炸,這個(gè)范圍叫做爆炸極限.氫氣的含量在爆炸極限內(nèi),當(dāng)氫氣與和氧氣的體積之比趨近于2比1時(shí)，則爆炸就非常強(qiáng)烈（但十分安全）。當(dāng)氫氣的體積分?jǐn)?shù)越來(lái)越趨近于下限（4%）或上限（74.2%）時(shí)，則爆炸就由強(qiáng)烈趨向于減弱。當(dāng)氫氣的體積不在爆炸極限內(nèi)，氫氣的體積分?jǐn)?shù)低于下限（4%）,遇空氣和明火不表現(xiàn)為燃燒；氫氣的體積分?jǐn)?shù)高于上限（即74.2%）,遇空氣和明火能安靜地燃燒。學(xué)生聽(tīng)后恍然大悟：原來(lái)自己的塑料薄膜袋等用品內(nèi)有或沒(méi)有預(yù)先裝入三分之一體積的空氣是導(dǎo)致這次實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)效果迥異的主要原因。
以下列出一些可然性氣體和易燃蒸氣跟空氣混合時(shí)的爆炸極限
氣體（蒸汽）爆炸極限氣體（蒸汽）爆炸極限
一氧化碳硫化氫氨氣甲烷乙烯12.5%~74.2%4.3%~45.5%15.5%~27.0%5.0%~15.0%2.75%~28.6%乙醇乙炔乙醚苯3.28%~18.95%2.5%~80.0%1.85%~36.5%1.4%~7.1%
對(duì)這些可燃性氣體或蒸汽和空氣的混合時(shí)點(diǎn)燃引起的爆炸,也同樣可以用極限思想來(lái)分析。
3.2酸的濃度對(duì)反應(yīng)的影響
一定濃度的酸隨著反應(yīng)的不斷進(jìn)行,酸的濃度也自然會(huì)越來(lái)越低。當(dāng)酸的濃度趨近于某一值時(shí)，該反應(yīng)的速度也就趨近于零。
當(dāng)銅與濃硫酸在加熱條件下反應(yīng)時(shí)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行酸的濃度會(huì)越來(lái)越小，反應(yīng)就會(huì)越來(lái)越慢。當(dāng)濃度趨近于某一個(gè)值時(shí)，反應(yīng)也就趨近于零。故被還原的濃硫酸的量要小于所提供的濃硫酸的量的一半。濃鹽酸與二氧化錳在加熱條件下反應(yīng)制取氯氣時(shí)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃鹽酸濃度越來(lái)越小，因?yàn)槎趸i必須在較強(qiáng)的酸性條件下，才可以把氯離子氧化出氯氣。所以，當(dāng)酸的濃度趨近于某一值時(shí)，反應(yīng)速度就會(huì)趨近于零。正是由于這個(gè)原因，才會(huì)有一定量的濃鹽酸與足量的二氧化錳反應(yīng)時(shí)，實(shí)際生成的氯氣的量比理論的量要小，同樣道理，濃硝酸與銅反應(yīng)時(shí)隨著反應(yīng)的進(jìn)行，酸的濃度會(huì)越來(lái)越小。當(dāng)其濃度趨近于6mol.L-1時(shí)，反應(yīng)生成二氧化氮?dú)怏w的速度也趨于零。濃硝酸要逐漸變成稀硝酸，硝酸的還原產(chǎn)物也由開(kāi)始的二氧化氮變成一氧化氮,生成一氧化氮?dú)怏w的反應(yīng)也就開(kāi)始了。
3.3對(duì)物質(zhì)的“純”與“不純”的理解
九年義務(wù)教育三年制初級(jí)中學(xué)教科書(shū)《化學(xué)》中有這樣一段話(huà)：“完全純凈的物質(zhì)是沒(méi)有的，通常所謂的純凈物是含有雜質(zhì)很少具有一定純度的物質(zhì)”，編者意在告訴我們：人們身邊的物質(zhì)或多或少含有雜質(zhì)。我們進(jìn)行物質(zhì)提純的目的是把混合物中的雜質(zhì)含量一次又一次減少，雜質(zhì)含量只能無(wú)限趨近于零，但永遠(yuǎn)也不可能等于零。
[例]26（2）由上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果評(píng)價(jià)：“用向下排空氣法收集氫氣，保持試管倒置移近火焰。如果只發(fā)出‘噗聲’，表示收集的氫氣已純�！钡恼f(shuō)法的真正含義。（2001年全國(guó)初中生化學(xué)競(jìng)賽復(fù)賽試題）
答：這里的“氫氣已純”僅是安全意義上的純凈，即在空氣氫氣的體積分?jǐn)?shù)大于
74.2%,點(diǎn)燃時(shí)不會(huì)發(fā)生爆炸，而不是絕對(duì)純凈。
3.4稀釋問(wèn)題
[例題]題目：濃度為0.10mol•L-1鹽酸中不斷加入水稀釋?zhuān)琍H值將怎么樣變化？并請(qǐng)?jiān)谥苯亲鴺?biāo)系中畫(huà)出溶液的酸堿度PH值隨加入水的量L的變化曲線(xiàn)。
以上實(shí)例足以說(shuō)明，極限思想在化學(xué)解題中應(yīng)用具有普遍性和實(shí)用性。尤其對(duì)于多個(gè)變量的化學(xué)問(wèn)題的分析、解答，往往會(huì)出現(xiàn)苦思冥想，一籌莫展的情況。這時(shí)，使用極限思想，會(huì)有“山窮水盡疑無(wú)路，柳暗花明又一春”的感覺(jué)。多年的化學(xué)教學(xué)讓我深深體會(huì)到：教師有意識(shí)讓學(xué)生掌握和運(yùn)用極限思想，不僅多教給學(xué)生一種處理問(wèn)題的手段，而且有助于培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維、收斂思維和邏輯思維能力。
本文來(lái)自：逍遙右腦記憶 http://douzifanli.com/gaozhong/290198.html
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