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9.残基法

这是求解有机物分子结构简式或结构式中最常用的方法.一个有机物的分子式算出后,可以有很多种不同的结构,要最后确定其结构,可先将已知的官能团包括烃基的式量或所含原子数扣除,剩下的式量或原子数就是属于残余的基团,再讨论其可能构成便快捷得多.

[例9]某有机物5.6克完全燃烧后生成6.72L(S.T.P下)二氧化碳和3.6克水,该有机物的蒸气对一氧化碳的相对密度是2,试求该有机物的分子式.如果该有机物能使溴水褪色,并且此有机物和新制的氢氧化铜混合后加热产生红色沉淀,试推断该有机物的结构简式.

因为该有机物的蒸气对一氧化碳的相对密度为2,所以其分子量是CO的2倍,即56,而5.6克有机物就是0.1摩,完全燃烧生成6.72L(S.T.P)CO2为0.3摩,3.6克水为0.2摩,故分子式中含3个碳,4个氢,则每摩分子中含氧为56-3×12-4×1=16克,分子式中只有1个氧,从而确定分子式是C₃H₄O.根据该有机物能发生斐林反应,证明其中有-CHO,从C₃H₄O中扣除-CHO,残基为-C₂H₃,能使溴水褪色,则有不饱和键,按其组成,只可能为-CH=CH₂,所以该有机物结构就为H₂C=CH-CHO。

10.守恒法

物质在参加反应时,化合价升降的总数,反应物和生成物的总质量,各物质中所含的每一种原子的总数,各种微粒所带的电荷总和等等,都必须守恒.所以守恒是解计算题时建立等量关系的依据,守恒法往往穿插在其它方法中同时使用,是各种解题方法的基础,利用守恒法可以很快建立等量关系,达到速算效果.

[例10]已知某强氧化剂[RO(OH)2]+能被硫酸钠还原到较低价态,如果还原含2.4×10-3mol[RO(OH)2]+的溶液到低价态,需12mL0.2mol/L的亚硫酸钠溶液,那么R元素的最终价态为A．+3 B．+2 C．+1 D．-1

因为在[RO(OH)2]-中，R的化合价为+3价，它被亚硫酸钠还原的同时,亚硫酸钠被氧化只能得硫酸钠，硫的化合价升高了2价，根据2.4×10-3mol[RO(OH)2]-与12ml×0.2mol•L－1=0.0024mol的亚硫酸钠完全反应,亚硫酸钠共升0.0024×2=0.0048价，则依照升降价守恒，2.4×10-3mol[RO(OH)2]-共降也是0.0048价,所以每摩尔[RO(OH)2]-降了2价，R原为+3价,必须降为+1价，故不需配平方程式可直接选C。

11.规律法

化学反应过程中各物质的物理量往往是符合一定的数量关系的,这些数量关系就是通常所说的反应规律,表现为通式或公式,包括有机物分子通式,燃烧耗氧通式,化学反应通式,化学方程式,各物理量定义式,各物理量相互转化关系式等,甚至于从实践中自己总结的通式也可充分利用.熟练利用各种通式和公式,可大幅度减低运算时间和运算量,达到事半功倍的效果.

[例11]120℃时,1体积某烃和4体积O2混和,完全燃烧后恢复到原来的温度和压强,体积不变,该烃分子式中所含的碳原子数不可能是（）

A、1 B、2 C、3 D、4

本题是有机物燃烧规律应用的典型,由于烃的类别不确定,氧是否过量又未知,如果单纯将含碳由1至4的各种烃的分子式代入燃烧方程,运算量大而且未必将所有可能性都找得出.应用有机物的燃烧通式,设该烃为C_XH_Y,其完全燃烧方程式为:C_XH_Y+(X+Y/4)O₂==XCO₂+Y/2H₂O,因为反应前后温度都是120℃,所以H₂O为气态,要计体积,在相同状况下气体的体积比就相当于摩尔比,则无论O₂是否过量,每1体积C_XH_Y只与X+Y/4体积O₂反应,生成X体积CO₂和Y/2体积水蒸气,体积变量肯定为1-Y/4,只与分子式中氢原子数量有关.按题意,由于反应前后体积不变,即1-Y/4=0,立刻得到分子式为C_XH₄,此时再将四个选项中的碳原子数目代入,CH₄为甲烷,C₂H₄为乙烯,C₃H₄为丙炔,只有C₄H₄不可能.

12.排除法

选择型计算题最主要的特点是,四个选项中肯定有正确答案,只要将不正确的答案剔除,剩余的便是应选答案.利用这一点,针对数据的特殊性,可运用将不可能的数据排除的方法,不直接求解而得到正确选项,尤其是单选题,这一方法更加有效.

[例12]取相同体积的KI,Na₂S,FeBr₂三种溶液,分别通入氯气,反应都完全时,三种溶液所消耗氯气的体积(在同温同压下)相同,则KI,Na₂S,FeBr₂三种溶液的摩尔浓度之比是

A、1∶1∶2          B、1∶2∶3           C、6∶3∶2            D、2∶1∶3

本题当然可用将氯气与各物质反应的关系式写出,按照氯气用量相等得到各物质摩尔数,从而求出其浓度之比的方法来解,但要进行一定量的运算,没有充分利用选择题的特殊性.根据四个选项中KI和FeBr₂的比例或Na₂S和FeBr₂的比例均不相同这一特点,只要求出其中一个比值,已经可得出正确选项.因KI与Cl₂反应产物为I₂,即两反应物mol比为2∶1,FeBr₂与Cl₂反应产物为Fe₃+和Br₂,即两反应物mol比为2∶3,可化简为∶1,当Cl₂用量相同时,则KI与FeBr₂之比为2∶即3∶1,A、B、D中比例不符合,予以排除,只有C为应选项.如果取Na₂S与FeBr₂来算,同理也可得出相同结果.本题还可进一步加快解题速度,抓住KI,Na₂S,FeBr₂三者结构特点--等量物质与Cl₂反应时,FeBr₂需耗最多Cl₂.换言之,当Cl₂的量相等时,参与反应的FeBr₂的量最少,所以等体积的溶液中,其浓度最小,在四个选项中,也只有C符合要求,为应选答案.

13.十字交叉法

十字交叉法是专门用来计算溶液浓缩及稀释,混合气体的平均组成,混合溶液中某种离子浓度,混合物中某种成分的质量分数等的一种常用方法,其使用方法为：组分A的物理量a差量c-b

平均物理量c(质量,浓度,体积,质量分数等),组分B的物理量b差量a-c,则混合物中所含A和B的比值为(c-b):(a-c),至于浓缩,可看作是原溶液A中减少了质量分数为0%的水B,而稀释则是增加了质量分数为100%的溶质B,得到质量分数为c的溶液.

[例13]有A克15%的NaNO₃溶液,欲使其质量分数变为30%,可采用的方法是

A.蒸发溶剂的1/2      B.蒸发掉A/2克的溶剂       C.加入3A/14克NaNO₃         D.加入3A/20克NaNO₃

根据十字交叉法,溶液由15%变为30%差量为15%,增大溶液质量分数可有两个方法:(1)加入溶质,要使100%的NaNO₃变为30%,差量为70%,所以加入的质量与原溶液质量之比为15:70,即要3A/14克.(2)蒸发减少溶剂,要使0%的溶剂变为30%,差量为30%,所以蒸发的溶剂的质量与原溶液质量之比为15%:30%,即要蒸发A/2克.如果设未知数来求解本题,需要做两次计算题,则所花时间要多得多.

14.拆分法

将题目所提供的数值或物质的结构,化学式进行适当分拆,成为相互关联的几个部分,可以便于建立等量关系或进行比较,将运算简化.这种方法最适用于有机物的结构比较(与残基法相似),同一物质参与多种反应,以及关于化学平衡或讨论型的计算题.

[例14]将各为0.3214摩的下列各物质在相同条件下完全燃烧,消耗氧气的体积最少的是    A.甲酸     B.甲醛      C.乙醛      D.甲酸甲酯

这是关于有机物的燃烧耗氧量的计算,因为是等摩尔的物质,完全可用燃烧通式求出每一个选项耗氧的摩尔数,但本题只需要定量比较各个物质耗氧量的多少,不用求出确切值,故此可应用拆分法:甲酸结构简式为HCOOH,可拆为H₂O+CO,燃烧时办只有CO耗氧,甲醛为HCHO,可拆为H₂O+C,比甲酸少了一个O,则等摩尔燃烧过程中生成相同数量的CO₂和H₂O时,耗多一个O.同理可将乙醛CH₃CHO拆为H₂O+C₂H₂,比甲酸多一个CH₂,少一个O,耗氧量必定大于甲酸,甲酸甲酯HCOOCH₃拆为2H₂O+C₂,比乙醛少了H₂,耗氧量必定少,所以可知等量物质燃烧时乙醛耗氧最多.

当然,解题方法并不仅局限于以上14种,还有各人从实践中总结出来的各种各样的经验方法,各种方法都有其自身的优点.在众多的方法中,无论使用哪一种,都应该注意以下几点:

1.要抓住题目中的明确提示,例如差值,守恒关系,反应规律,选项的数字特点,结构特点,以及相互关系,并结合通式,化学方程式,定义式,关系式等,确定应选的方法.

2.使用各种解题方法时,一定要将相关的量的关系搞清楚,尤其是差量,守恒,关系式等不要弄错,也不能凭空捏造,以免适得其反,弄巧反拙.

3.扎实的基础知识是各种解题方法的后盾,解题时应在基本概念基本理论入手,在分析题目条件上找方法,一时未能找到巧解方法,先从最基本方法求解,按步就班,再从中发掘速算方法.

4.在解题过程中,往往需要将多种解题方法结合一齐同时运用,以达到最佳效果.