高中化学计算技巧专题.docx

For personal use only in study and research; not for commercial use化学计算常用方法和技巧【经典题型】题型一：差量法的应用差量法是根据化学反应前后物质的量发生的变化，找出“理论差量”，这个差量可以是质量、物质的量、气体的体积、压强、反应过程中的热量等，这种差量跟化学方程式中的物质的相应量成比例关系。用差量法解题具有：可以简化数学运算、避免一些不必要的计算误差、使解题速度加快、准确性提高等特点。【例 1】将碳酸钠和碳酸氢钠的混合物 21.0g ，加热至质量不再变化时，称得固体质量为 14.8g 。求混合物中碳酸钠的质量分数。固体质量差量法例 1：将 12.8g 铜片放入足量 AgNO3溶液中，一段时间后，取出铜片洗净烘干后，称得质量为 13.56g ，计算有多少克铜被氧化。液体质量差量法例 2：天平两端各放一只质量相等的烧杯，内盛等体积等浓度的足量稀盐酸，将物质的量都为 a mol 的铝和镁分别放入左盘和右盘的烧杯中，反应完毕后，在哪一盘的烧杯中加入多少克同种金属才能平衡。、体积差量法当有气体参加化学反应且题给涉及前后对于气体在同温、同压下气体体积的变化时，则可根据气体分子反应前后的分子总数之差，利用气体体积的差量，列比例式来解题。【例题 2】CS2 能够在氧气中完全燃烧生成CO2 和 SO2。今用 0.228g CS2 在448 mL 氧气（标准状况时的体积）中完全燃烧，反应后气体混合物在标准状况下的体积是A. 112 mLB. 224 mLC. 336 mLD. 448 mL解析 1：（常规方法）根据题给反应物和生成物书写化学反应方程式，然后假设反应生成了CO2 和 SO2 气体的体积分别为V(CO 2)和 V(SO2) 。由于反应物 CS2 和氧气的量均为已知，首先判别过量问题，再根据阿伏伽德罗定律的推论及公式 PV = nRT，得出气体在同温（ T）、同压 (P)下的体积 (V) 之比等于气体的物质的量 (n)之比，又根据阿伏加德罗常数NA （mol 1）的定义及物质的量与微粒个数之间的关系的公式：N1n1N2，其中 N 代表微粒个数，得出N，进行计算求解。n2nN A假设 0.228 g CS2 完全与氧气反应，设所需氧气的体积在标准状况下为V(O 2)，化学反应方程式及判断反应过量问题如下：CS2（液体）+ 3O2（气体） =CO2（气体） + 2 SO2（气体）76g322400 mL0.228gV(O 2)根据比例式76g3 22400mL) =247.58 mL 448 mL (已0.228g，得出 V(O 2知 )V (O2 )经以上判断得出 CS2 完全反应，氧气过量。在计算时以不足者CS2 为标准进行。化学方程式及计算过程如下：CS2（液体） + 3O2（气体） =CO2（气体） + 2SO2（气体）222400mL76g322400mL22400mL0.228gV(O 2)反应V(CO 2)V(SO2)根据比例式：76g22400mL，解得V(CO 2)67.2 mL=0.228gV (CO2 )根据比例式：76g44800mL ，解得V(SO2)= 134.4 mL0.228gV (SO2 )根据比例式：76g67200mL ，解得 V(O 2)反应=201.6 mL0.228 gV (O2 )反应则反应后： V(CO2 ) + V(SO2 ) + V(O2)剩余 = 67.2 mL+ 134.4 mL+448 mL201.6mL = 448 mL，答案为 D 。、物质的量差量法例 3：CS2 是实验室常用有机溶剂，取一定量 CS2 在氧气中充分燃烧，生成SO2和 CO2，若 0.1 mol CS 2 在 1 mol O 2 中完全燃烧反应生成气体混合物在标准状况下的体积是（）A.6.72LB.13.44LC.15.68LD.22.4L题型二：守恒法的应用以化学反应中存在的某些守恒关系作为依据，如：质量守恒、原子守恒、元素守恒、电荷守恒、电子得失守恒等。来解答一些较复杂的题型，以达到简化计算过程，避免繁琐计算，从而迅速求解的目的。1. 原子守恒【例 2】有 0.4g 铁的氧化物，用足量的 CO 在高温下将其还原，把生成的全部CO通2入到足量的澄清的石灰水中得到0.75g固体沉淀物，这种铁的氧化物的化学式为（）A. FeOB. Fe2O3C. Fe3O4D. Fe4O52. 元素守恒【例 3】将几种铁的氧化物的混合物加入100mL、7mol ?L1的盐酸中。氧化物恰好完全溶解，在所得的溶液中通入0.56L （标况）氯气时，恰好使溶液中的2+3+Fe 完全转化为 Fe ，则该混合物中铁元素的质量分数为（）A. 72.4%B. 71.4%C. 79.0%D. 63.6%3. 电荷守恒法【例 4】将 8g Fe2O3 投入 150mL某浓度的稀硫酸中，再投入7g 铁粉收集到1.68L H2（标准状况），同时，Fe 和 Fe2O3 均无剩余，为了中和过量的硫酸，且使溶液中铁元素完全沉淀，共消耗4mol/L 的 NaOH溶液 150mL。则原硫酸的物质的量浓度为（）A. 1.5mol/LB. 0.5mol/LC. 2mol/LD. 1.2mol/L4. 得失电子守恒法【例 5】某稀硝酸溶液中，加入5.6g 铁粉充分反应后，铁粉全部溶解，生成NO，溶液质量增加 3.2g ，所得溶液中2+3+（）Fe 和 Fe 物质的量之比为A. 4 1B. 2 1C. 11D. 3 2题型三：关系式法的应用实际化工生产中以及化学工作者进行科学研究时，往往涉及到多步反应：从原料到产品可能要经过若干步反应；测定某一物质的含量可能要经过若干步中间过程。对于多步反应体系，依据若干化学反应方程式，找出起始物质与最终物质的量的关系，并据此列比例式进行计算求解方法，称为“关系式”法。利用关系式法可以节省不必要的中间运算步骤，避免计算错误，并能迅速准确地获得结果。用关系式解题的关键是建立关系式，建立关系式的方法主要有： 1、利用微粒守恒关系建立关系式， 2、利用方程式中的化学计量数间的关系建立关系式， 3、利用方程式的加合建立关系式。【例 6】工业上制硫酸的主要反应如下：高温催化剂2SO3 SO 3+H2O=H2SO44FeS2 +11O22Fe2O3+8SO2 2SO 2+O2煅烧 2.5t含 85 FeS2 的黄铁矿石（杂质不参加反应）时，FeS2 中的 S 有 5.0 损失而混入炉渣，计算可制得98硫酸的质量。题型四：方程式叠加法的应用许多化学反应能发生连续、一般认为完全反应，这一类计算，如果逐步计算比较繁。如果将多步反应进行合并为一个综合方程式，这样的计算就变为简单。如果是多种物质与同一物质的完全反应，若确定这些物质的物质的量之比，也可以按物质的量之比作为计量数之比建立综合方程式，可以使这类计算变为简单。【例 7】将 2.1g由 CO 和 H 组成的混合气体，在足量的O充分燃烧后，立即通入足22量的 Na2O2 固体中，固体的质量增加（） w.wmA. 2.1gB. 3.6gC. 4.2gD. 7.2g题型五：等量代换法的应用在混合物中有一类计算：最后所得固体或溶液与原混合物的质量相等。这类试题的特点是没有数据，思考中我们要用“此物”的质量替换“彼物”的质量，通过化学式或化学反应方程式计量数之间的关系建立等式，求出结果。【例 8】有一块 Al-Fe合金，溶于足量的盐酸中，再用过量的NaOH溶液处理，将产生的沉淀过滤、洗涤、干燥、灼烧完全变成红色粉末后，经称量，红色粉末的质量恰好与合金的质量相等，则合金中铝的质量分数为（）A. 70 B. 30C. 47.6D. 52.4题型六：平均值法的应用所谓平均值法是一种将数学平均原理应用于化学计算的解题方法。它所依据的数学原理是：两个数Mr1 和 Mr2（Mr1 大于 Mr2）的算术平均值 Mr，一定介于两者之间。所以，只要求出平均值 Mr，就可以判断出 Mr 和 Mr 的取值范围，再结合题给条件即可迅速求出正确答12案。适用于两元混合物的有关计算，特别是缺少数据而不能直接求解的混合物判断题。常见方法有：求平均原子量、平均式量、平均摩尔电子质量、平均组成等。【平均摩尔电子质量法】在选择计算题中经常有金属单质的混合物参与反应，金属混合物的质量没有确定，又由于价态不同，发生反应时转移电子的比例不同，讨论起来极其麻烦。此时引进新概念“摩尔电子质量”计算就极为简便，其方法是规定“每失去1mol 电子所需金属的质量称为摩尔电子质量”。可以看出金属的摩尔电子质量等于其相对原子质量除以此时显示的价态。如Na、 K 等一价金属的摩尔电子质量在数值上等于其相对原子质量， Mg、 Ca、 Fe、 Cu等二价金属的摩尔电子质量在数值上等于其相对原子质量除以2，Al 、 Fe 等三价金属的摩尔电子质量在数值上等于其相对原子质量除以3。【例 9】由两种金属组成的合金10g 投入足量的稀硫酸中，反应完全后得到氢气11.2L( 标准状况下 ) ，此合金可能是（A.镁铝合金B.镁铁合金题型七：极端假设法（极值法）的应用）C.铝铁合金D.镁锌合金“极值法”即 “极端假设法”，是用数学方法解决化学问题的常用方法，一般解答有关混合物计算时采用。可分别假设原混合物是某一纯净物，进行计算，确定最大值、最小值，再进行分析、讨论、得出结论。【例 10】将一定质量的 Mg、 Zn、 Al 混合物与足量稀 H2SO4 反应，生成 H2 2.8 L （标准状况），原混合物的质量可能是A.2 gB.4 gC.8 gD.10 g题型八：优先原则的应用关于一种物质与多种物质发生化学反应的计算，首先要确定反应的先后顺序：如没有特殊要求，一般认为后反应的物质在先反应物质完全反应后再发生反应。计算时要根据反应顺序逐步分析，才能得到正确答案。【例 11】 在含有 Cu(NO3) 2、反应未见气体放出，当析出3.2gFe(NO3) 3 和 AgNO3 各 0.1mol铜时，溶解的铁粉的质量是（的混合溶液中加入铁粉，经）A. 5.6gB. 2.8gC. 14gD. 8.4g题型九：物质组成特点的应用根据物质的组成特点进行计算【例 12】有一硫化钠、亚硫酸钠和硫酸钠的混合物，经测定含物中含氧量为 ()A 36.8 B 37.6 C 51.2 S 为25.6 ，则测混合 D 无法计算题型十：讨论法的应用有一类化学计算题，由于某一条件的不确定，结果可能是两个或两个以上，也可能在某个范围内取值，这类题需要用讨论的方法求解。常见的类型：1、讨论反应发生的程度；2、讨论反应物是否过量；3、讨论反应物或生成物的组成范围；4、讨论不定方程的解。【例 13】向 300mL KOH溶液中缓慢通入一定量的CO2气体，充分反应后，在减压低温下蒸发溶液，得到白色固体。请回答下列问题：（ 1）由于 CO2通入量不同，所得到的白色固体的组成也不同，试推断有几种可能的组成，并分别列出。（ 2）若通入 CO气体为2.24L （标准状况下），得到11.9g 的白色团体。请通过计算2确定此白色固体是由哪些物质组成的，其质量各为多少？所用的KOH溶液的物质的量浓度为多少【练习巩固】1由 10g 含有杂质的 CaCO3和足量的盐酸反应，产生CO20.1mol ，则此样品中可能含有的杂质是（）A.KHCO3和 MgCO3B.MgCO3 和 SiO2C.K2CO3和 SiO2D.无法计算2将一定量的钠放入24.6 g toC 的水中，得到toC 的 NaOH的饱和溶液31.2g ，则 to C 的NaOH的溶解度为3 A 48gB 62.5gC 23gD 31g3将 3g 金属混合物投入水中，收集到1.12L 标准状况下的氢气，则混合物的组成不可能A Li 和 NaB Rb 和 CaC Na 和 CuD K 和 Na3某一价金属 6.9g与足量盐酸反应，产生3.36L的氢气（标准状况），该金属是A LiB NaCKD Rb4有 Al 、CuO、 Fe2O3 组成的混合物共10.0g ，放入 500mL某浓度的盐酸溶液中，混合物全部溶解，当再加入250mL 2.00mol/L的 NaOH溶液时，得到的沉淀最多。上述盐酸的物质的量浓度是（）A 0.500mol/LB 1.00mol/LC 2.00mol/LD 3.00mol/L23 nH2O的离子方程式中，对3判断中正确的是 ( )5 xR yH O2 mRm和 R3是氧化产物3A m 4， RB m y， R是氧化产物C m 2， R3 是还原产物D m 1y， R3是还原产物26 200时， 11.6g CO 2 和水蒸气的混合气体与足量Na2O2 充分反应后，固体质量增加了3.6g ，则原混合气体的平均相对分子质量为（）A 5.8 B 11.6 C 23.2D 46.47将碳酸钠和碳酸氢钠的混合物27.4 g，加热到质量不再变化时剩余物质质量21.2 g 。再另取试样27.4 g 加入某浓度盐酸100 mL 恰好完全反应。(1) 求混合物中 Na2CO3 和 NaHCO3各多少 g？(2) 计算盐酸的物质的量浓度。(3)标准状况下，试样与盐酸反应能产生CO2 多少 mL。8 Na2CO3、 NaHCO3的混合物90.6g 与 1L1.3mol/L的盐酸恰好完全反应，产生的气体通入到足量的澄清石灰水中，得到沉淀的质量为 100g ，试求混合物中 Na2CO3 和 NaHCO3的物质的量各是多少？以下无正文仅供个人用于学习、研究；不得用于商业用途。, .For personal use only in study and research; not for commercial use.Nur f r den pers?nlichen f r Studien, Forschung, zu kommerziellen Zwecken verwendet werden.Pour l tude et la recherche uniquement des fins personnelles; pas des fins commerciales.