高考化学解题方法极限法

化学解题技巧
------------------------极限法
极限判断是指从事物的极端上来考虑问题的一种思维方法。

该思维方法的特点是确定了事物发展的最大(或最小)程度以及事物发生的范围。

例1 ：在120℃时分别进行如下四个反应：
A．2H2S+O2＝2H2O＋2S B．2H2S+3O2=2H2O+2SO2
C．C2H4+3O2=2H2O+2CO2D．C4H8+6O2=4H2O+4CO2
（l）若反应在容积固定的容器内进行，反应前后气体密度（d）和气体总压强（P）分别符合关系式d前=d后和P前＞P后的是；符合关系式d前=d后和P前=P后的是（请填写反应的代号）。

（2）若反应在压强恒定容积可变的容器内进行，反应前后气体密度（d）和气体体积（V）分别符合关系式d前>d后和V前<V后的是；符合d前>d后和V前＞V后的是（请填写反应的代号）。

方法：从反应物全部变成生成物来作极限判断。

解析：（1）在容积固定的容器内，四个反应的反应物和生成物中除硫单质外均为气体，
总结：解本题还应用了物理学中气态方程和化学中的阿伏加德罗定律。

这是一道物理和化学学科间综合试题，体现了当今的命题方向。

例2 ：把含有某一种氯化物杂质的氯化镁粉末95mg溶于水后,与足量的硝酸银溶液反应,生成氯化银沉淀300mg,则该氯化镁中的杂质可能是（　）
A．氯化钠 B．氯化铝 C．氯化钾 D．氯化钙
方法：采用极值法或平均分子量法。

解析：[解法一]：（极值法）
假设95mg全为MgCl2，无杂质，则有：MgCl2 ~ 2AgCl
95mg 2×143.5mg
生成沉淀为287mg，所以假设95mg全部为杂质时，产生的AgCl沉淀应大于300mg。

总结：极值法和平均分子量法本质上是相同的，目的都是求出杂质相对分子量的区间值，或者杂质中金属元素的原子量的区间值，再逐一与选项比较，筛选出符合题意的选项。

例3 ：在一个容积固定的反应器中,有一可左右滑动的密封隔板,两侧分别进行如图所示
的可逆反应.各物质的起始加入量如下:A、B和C均为4.0mol、D为6.5 mol、F为2.0 mol,设E为x mol.当x在一定范围内变化时,均可以通过调节反应器的温度,使两侧反应都达到平衡,并且隔板恰好处于反应器的正中位置.请填写以下空白:
(1)若x=4.5,则右侧反应在起始时向(填“正反应”或“逆反应”)方向进行.欲使起始反应维持向该方向进行，则x的最大取值应小于.
(2)若x分别为4.5和5.0，则在这两种情况下,当反应达平衡时，A的物质的量是否相等? (填“相等”、“不相等”或“不能确定”).其理由是：。

方法：解答该题时，首先要考虑两侧都达到平衡时物质的量必须相等，然后要从完全反应
的角度去考虑极大值，因是可逆反应，所以又应小于极大值。

至于第(3)问，应从两平衡体系的相互关系去分析，即两体系温度始终相同。

解析：(1)已知左侧平衡时总物质的量为12.0 mol，因此右侧达到平衡时的总物质的量应为12.0 mol。

现x = 4.5, 则右侧起始时混合物的物质的量为4.5 + 6.5 + 2.0 =13。

反应在起始时必须向正反应方向进行才能使物质的量变成12mol。

确定x的最大取值应小于多少，可通过两种方法求解。

方法一：假定加入的x molE完全转化时，则D余（6.5 — x/2）mol，F共有（2.0 + x）mol，由（6.5 — x/2）+ （2.0 + x）= 12.0 ，解得x = 7.0 。

则欲使起始反应维持向正反应方向进行，则x的最大取值应小于7。

方法二：设达平衡时E的消耗量为2amol。

起始时: 6.5 x 2.0
平衡时: 6.5-a x-2a 2.0+2a
因左侧反应混和物总的物质的量为12mol，所以达平衡时右侧反应需满足:
(2)因为这两种情况是在两个不同温度下达到化学平衡的，平衡状态不同，所以A的物质的量也不同。

总结：压强对平衡体系的影响在众多的可逆反应分析中经常出现，此类试题要求考生既要分析平衡状态，又要分析相互影响，有时还要考虑极限值问题。

例4 ：pH = 5和pH = 3的两种盐酸，以等体积混合溶液的pH 是（）
A．2 B．3.3 C．4 D．8
方法：根据端值及平均值分析。

解析：根据平均值原则，端值一﹤平均值﹤端值二，不可能为A，D，而pH是对c(H+)取负对数后得到的值，不是简单地将pH1和pH2相加求算术平均数，所以不可能是C 。

以此答案只能为B。

总结：此题也可根据两强酸等体积混合后巧用pH混= pH小+ 0.3获得结果。

例5 ：取3.5 g某二价金属的单质投入50g溶质质量分数为18.25%的稀盐酸中，反应结束后，金属仍有剩余；若2.5g该金属投入与上述相同质量、相同质量分数的稀盐酸中，等反应
结束后，加入该金属还可以反应。

该金属的相对原子质量为( )
A．24 B．40 C．56 D．65
方法：采用极限值分析，找出金属的相对原子质量的范围，而后对照选项获得结果。

例6 ：在一定条件下，气体A可发生如下反应：2 A(g) B(g）+3 C(g）。

若已知所得混合气体对H2的相对密度为4.25。

则A的式量可能是（）
A．8.5 B．16 C．17 D．34
方法：采用极值法分析。

解析：假设A物质没有发生反应，则A的式量为8.5。

如果A全部转化为B和C，则B、C 混合气体的平均式量为8.5，A的式量为17。

题中反应为可逆反应，故答案为B。

总结：该题利用化学平衡部分的三态进行分析计算也可获得答案，但耗时较多。

例7 ：取5.4 g由碱金属（R）及其氧化物（R2O）组成的混合物，使之与足量水反应，蒸发反应后的溶液，得到8 g无水晶体。

通过计算判断此金属为哪一种碱金属。

方法：此题只需用极值法确定R的原子量的取值范围，再对照碱金属的原子量即可判断R 为何种碱金属。

解析：题中的反应有：2R + 2H2O = 2ROH + H2↑，R2O + H2O = 2ROH 。

设5.4 g全部是金属R，R的原子量为x，则R的摩尔质量为x g / mol。

5.4 / x = 8 /（x +17），x = 35.7
设5.4 g全部是R2O，则R的原子量为y 。

则R的摩尔质量为y g / mol。

2 ×｛5.4/（2y + 16）｝= 8/（y + 17），y = 10.7
因为10.7 ﹤23 ﹤35.5 ，故R为Na 。

总结：采用极限值，可使该题中的复杂问题得到简化。

例8 ：1.40 g含有碱金属（M）及其氧化物（M2O）的混合物，与水反应生成1.79 g碱。

求混合物的成分及其组成。

方法：由于碱金属不确定，可用极端假设法加以讨论。

即讨论1.40 g全部为碱金属及1.40 g全部为碱金属氧化物时生成碱的质量，然后根据平均值规律建立不等式解题。

解得x=0.498（g）
y=0.902（g）
总结：本题若用常规法对可能存在的物质作逐一尝试，逐一淘汰求解是很繁难的。

选取极值法进行求解，可受到事半功倍的效果。

例9 ：在标准状况下H2和Cl2的混合气体a L，经光照后完全反应，所得气体恰好能使b mol 的NaOH完全转化为盐，则a，b的关系不可能是下列的（）。

A．b = a/22.4 B．b ﹥a/22.4 C．b ≥a/11.2 D．b﹤a/22.4
方法：“气体恰好能使b mol 的NaOH完全转化为盐”是该题的关键之处。

“气体恰好”是指能与NaOH反应的气体能完全与之反应并转化为盐，而不是气体无剩余(可能剩余H2)。

以此可用极限法去分析，即NaOH的最小值为a L全为H2，NaOH的最大值为a L全为Cl2。

解析：若a L全为H2时，耗碱量为0，若a L全为Cl2时耗碱量最大，此时b = a/11.2 。

因此对二者的混合气体而言，耗碱量应介于0 ～a/11.2之间，故a，b关系不可能的只有C 。

总结：此题在分析时，不仅要考虑极限值，还要考虑题中关键字词。

例10 ：某混合物含有KCl、NaCl、Na2CO3，经分析知含Na 31.5%，含氯为27.08%（质量百分含量）。

则该混合物中含Na2CO3为( )
A．25% B．50% C．80% D．无法确定
方法：若假设此混合物由下列三种物质的极端组成，那么判断起来比较简单。