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文檔簡介
1、. 化學計算例題與練習一化學計算的技巧一般指的是各種基本計算技能的巧用。主要有?關系式法,方程或方程組法,守恒法,差量法,平均值法,極值法,討論法,十字交叉法等。一、關系式法關系式法是根據(jù)化學方程式計算的巧用,其解題的核心思想是化學反應中質(zhì)量守恒,各反應物與生成物之間存在著最基本的比例(數(shù)量)關系?!纠}1】 某種H和CO的混合氣體,其密度為相同條件下再通入過量O2,最后容器中固體質(zhì)量增加了 A3.2 g B4.4 gC5.6 g D6.4 g分析:此題宜根據(jù)以下關系式巧解:固體增加的質(zhì)量即為H2的質(zhì)量。固體增加的質(zhì)量即為CO的質(zhì)量。所以,最后容器中國體質(zhì)量增加了3.2g,應選A。解析此題估算
2、即可。解題關鍵是找出反應中量的關系?!纠}2】 FeS2與硝酸反應產(chǎn)物有Fe3+和H2SO4,若反應中FeS2和HNO3物質(zhì)的量之比是18時,則HNO3的唯一還原產(chǎn)物是 ANO2 BNO CN2O DN2O3分析:此題運用氧化還原關系式計算。反應中FeS2和HNO3的物質(zhì)的量之比是18,由于生成了Fe(NO3)3,則FeS2和被還原的HNO3的物質(zhì)的量之比是15。設N元素的變價為x,可列以下氧化還原關系式并解析:該題關鍵是找出隱含的關系。二、方程或方程組法根據(jù)質(zhì)量守恒和比例關系,依據(jù)題設條件設立未知數(shù),列方程或方程組求解,是化學計算中最常用的方法,其解題技能也是最重要的計算技能。*【例題3】
3、(MCE 199924)用惰性電極電解M(NO3)x的水溶液,當陰極上增重a g時,在陽極上同時產(chǎn)生bL氧氣(標準狀況),從而可知M的原子量為 分析:方程或方程組法是最常用最不易出錯的化學計算方法。陰陽兩極的電極反應:陰極:4Mx+4xe=4M陽極:4xOH-4xe=2xH2O+xO2設M的原子量為y正確答案是C。【例題4】 有某堿金屬M及其相應氧化物的混合物共10 g,跟足量水充分反應后,小心地將溶液蒸干,得到14 g無水晶體。該堿金屬M可能是 A鋰B鈉C鉀D銣(鋰、鈉、鉀、銣的原子量分別為:6.94、23、39、85.47)分析:堿金屬及其氧化物跟水反應的反應式關系分別是:2M+2H2O=
4、2MOH+H2 M2O+H2O=2MOH 此題有多種解法。有以下特殊解法:設M的原子量為x解得 42.5x14.5分析所給鋰、鈉、鉀、銣的原子量,推斷符合題意的正確答案是B、C。三、守恒法化學方程式既然能夠表示出反應物與生成物之間物質(zhì)的量、質(zhì)量、氣體體積之間的數(shù)量關系,就必然能反映出化學反應前后原子個數(shù)、電荷數(shù)、得失電子數(shù)、總質(zhì)量等都是守恒的。巧用守恒規(guī)律,常能簡化解題步驟、準確快速將題解出,收到事半功倍的效果。*【例題5】 某烴0.1mol,與在標準狀況下為20 L的氧氣(過量)充分反應后,迅速將混合氣體通入足量Na2O2粉末中,在一定設備中使氣體完全反應,此時粉末增重15 g。經(jīng)處理后得到
5、氣體14.4 L(標準狀況)。該烴能使溴水褪色,試通過計算求出該烴的分子式,并寫出可能的結(jié)構簡式。此題解法頗多,運用守恒法妙解解:設該烴的分子量為M經(jīng)分析可推斷14.4 L氣體均為氧氣。根據(jù)質(zhì)量守恒:解得M=70所以該烴化學式為C5H10。因為該烴能使溴水褪色,故為烯烴。戊烯共有5種可能的結(jié)構簡式:CH2=CHCH2CH2CH3CH3CH=CHCH2CH3*【例題6】 酸雨是因為過度燃燒煤和石油,生成的硫的氧化物與氮的氧化物溶于水生成硫酸和硝酸的緣故。某次雨水的分析數(shù)據(jù)如下:Cl-=6.010-6mol/LNa+=3.010-6mol/L則此次雨水的pH大約為 A3 B4 C5 D6此題結(jié)合環(huán)
6、??疾榛瘜W計算,解題關鍵是我們應根據(jù)雨水中陰、陽離子所帶負、正電荷守恒(溶液呈電中性)解析,建立解題思維根據(jù)電荷守恒:pH=-lgH+=5-lg84此題的正確答案為B。四、差量法找出化學反應前后某種差量和造成這種差量的實質(zhì)及其關系,列出比例式求解的方法,即為差量法。其差量可以是質(zhì)量差、氣體體積差、壓強差等。差量法的實質(zhì)是巧用化學方程式計算的巧用。此法的突出的優(yōu)點是:只要找出差量,就可求出各反應物消耗的量或各生成物生成的量?!纠}7】 (TCE 199515)加熱碳酸鎂和氧化鎂的混合物mg,使之完全反應,得剩余物ng,則原混合物中氧化鎂的質(zhì)量分數(shù)為 此題宜用差量法解析:設MgCO3的質(zhì)量為xMg
7、CO3 gO+CO2混合物質(zhì)量減少應選A?!纠}8】 150時,將1L混合烴與9L氧氣混合,在密閉容器內(nèi)充分燃燒,當恢復至150,體積恒定時,容器內(nèi)壓強增大8,則該混合烴的組成是 A甲烷與乙烷體積比是14B丙炔與乙炔體積比是14C乙烯與丁烷體積比是14D乙烯與丁烯體積比是14分析:此題考查思維的靈活性及嚴密性。宜運用差量法解析。應注意:150時水呈氣態(tài),容器內(nèi)壓強增大8即為氣體物質(zhì)的量增大8。設此混合烴的平均分子組成為CxHy根據(jù)氫原子數(shù)判斷,選項A、B可排除。運用十字交叉法,推斷C、D中哪個選項符合題意?此題正確答案為D。運用差量法求出組成中平均氫原子數(shù)是7.2,是解題關鍵。五、平均值法平均
8、值法是巧解方法,它也是一種重要的解題思維和解題斷MA或MB的取值范圍,從而巧妙而快速地解出答案?!纠}9】由鋅、鐵、鋁、鎂四種金屬中的兩種組成的混合物10 g與足量的鹽酸反應產(chǎn)生的氫氣在標準狀況下為11.2 L,則混合物中一定含有的金屬是 A鋅B鐵C鋁D鎂分析:此題可運用平均值法巧解。各金屬跟鹽酸反應的關系式分別為:ZnH2 FeH22Al3H2 MgH2若單獨跟足量鹽酸反應,生成11.2LH2(標準狀況)需各金屬質(zhì)量分別為:Zn32.5g;Fe28 g;Al9g;Mg12g。其中只有鋁的質(zhì)量小于10g,其余均大于10g,說明必含有的金屬是鋁。應選C。*【例題10】 含有雜質(zhì)的乙烯2.8 g,
9、與氫氣發(fā)生加成反應時,充分反應后用去氫氣0.25 g,則乙烯中所含雜質(zhì)可能是 A乙炔 B1,3-丁二烯C丙烷 D甲烷分析:此題考查有機物分子式的確定,解析此題的思路是可運用反應量平均值法解析由于2.8 g純乙烯加氫消耗氫氣質(zhì)量為0.20g,已知2.8g樣品氣體加氫用去氫氣0.25g,說明2.8g雜質(zhì)加氫消耗氫氣質(zhì)量必大于0.25g。丙烷、甲烷不能發(fā)生加成反應。正確答案是A?!纠}11】 現(xiàn)有某氯化物與氯化鎂的混合物,取3.8g粉末完全溶于水后,與足量的硝酸銀溶液反應后得到12.4 g氯化銀沉淀,則該混合物中的另一氯化物是 ALiCl BKClCCaCl2 DAlCl3分析:若3.8g純MgCl
10、2生成AgCl沉淀的質(zhì)量為:說明3.8g純凈某氯化物所生成AgCl沉淀質(zhì)量必大于12.4 g。即1molCl-所結(jié)合其它金屬陽離子質(zhì)量應小于12 g(Mg2+質(zhì)量)。因為1molCl-所結(jié)合Li+、K+、Ca2+Al3+質(zhì)量分別為7g、39g、20g、9g。所以LiCl、AlCl3為可能。選A、D不正確。因為:1molCl-結(jié)合Li+、Al3+的質(zhì)量小于12g并不是充分必要條件,還必須分別嚴密計算3.8gLiCl、3.8gAlCl3分別生成AgCl沉淀的質(zhì)量是否大于12.4g。3.8gLiCl生成AgCl沉淀質(zhì)量為:3.8g lCl3生成AgCl沉淀質(zhì)量為:所以只有A選項符合題意。此題既考查思
11、維的敏捷性,又考查思維的嚴密性。六、極值法巧用數(shù)學極限知識進行化學計算的方法,極值法即化學與數(shù)學極限運算的結(jié)合的方法。*【例題12】 有一系列-氨基酸按如下特點排列:該同系列中所含碳元素的質(zhì)量分數(shù)最大值接近 A32.0 B46.6C85.7 D92.3分析:此題欲求w(C)的最大值,明顯為求極值問題。仔細審題,認真分析此一系列-氨基酸的結(jié)構特點。此題可以用極限法求碳元素質(zhì)量分數(shù)的最大值。該同系列通式為:若n正確答案為C。七、十字交叉法若用A、B分別表示二元混合物兩種組分的量,混合物總量為A+B(例如mol)。若用xa、xb分別表示兩組分的特性數(shù)量(例如分子量),x表示混合物的特性數(shù)量(例如相對
12、平均分子質(zhì)量)則有:十字交叉法是二元混合物(或組成)計算中的一種特殊方法,它由二元一次方程計算演變而成。若已知兩組分量和這兩個量的平均值,求這兩個量的比例關系等,多可運用十字交叉法計算。使用十字交叉法的關鍵是必須符合二元一次方程關系,能列出二元一次方程。它多用于下列計算?(特別要注意避免不明化學涵義而濫用。)有關兩種同位素原子個數(shù)比的計算。有關混合物組成及平均式量的計算。有關混合烴組成的求算。有關某組分質(zhì)量分數(shù)或溶液稀釋的計算等?!纠}13】 已知自然界中銥有兩種質(zhì)量數(shù)分別為191和193的同位素,而銥的相對平均原子質(zhì)量為192.22,這兩種同位素的原子個數(shù)比應為 A3961 B6139C11
13、 D3911分析:此題可列二元一次方程求解,但運用十字交叉法最快捷:【例題14】一定量的乙醇在氧氣不足的情況下燃燒,得到CO、CO2和水的總質(zhì)量為27.6g,若其中水的質(zhì)量為10.8g,則CO的質(zhì)量是 A1.4g B2.2gC4.4g D在2.1g和4.4g之間分析:此題考查有機物的不完全燃燒,解析過程中可運用十字交叉法:(方法一)CO與CO2總質(zhì)量:27.6g-10.8g=16.8g生成CO、CO2共0.2 mol2=0.4 molm(CO)=28 g/mol0.05 mol=1.4 g答案:A 另一種解法:(方法二)列關系式C2H5OH3H2O1mol 54 gx 10.8g解得x=0.2
14、mol設0.2 mol乙醇不充分燃燒,生成CO、CO2的物質(zhì)的量分別為y、z則CO質(zhì)量為:28g/mol0.05 mol=1.4g還有其他解法?!纠}15】右圖中橫坐標表示完全燃燒時耗用可燃氣體X(X=A、B、C)的物質(zhì)的量n(X),縱坐標表示消耗O2的物質(zhì)的量n(O2),A、B是兩種可燃性氣體,C是A和B圖6-1的混合氣體,則C中n(A)n(B)為 A21 B12C11 D任意比分析:仔細地觀察圖示,認真地分析數(shù)據(jù), 分析圖象可以看出:1molA完全燃燒消耗0.5 molO21molB完全燃燒消耗2 molO21molC(C是A、B混合氣)完全燃燒消耗1molO2可以利用1mol氣體燃燒耗O
15、2進行十字交叉計算:應選A此題較全面地測試了觀察能力、自學能力和思維能力。如何快速解出此題。八、討論法討論法是一種發(fā)現(xiàn)思維的方法。解計算題時,若題設條件充分,則可直接計算求解;若題設條件不充分,則需采用討論的方法,計算加推理,將題解出?!纠}16】 在30mL量筒中充滿NO2和O2的混合氣體,倒立于水中使氣體充分反應,最后剩余5mL氣體,求原混合氣中氧氣的體積是多少毫升?分析:最后5mL氣體可能是O2,也可能是NO,此題需用討論法解析。因為:最后剩余5mL氣體可能是O2;也可能是NO,若是NO,則說明NO2過量15mL。解法(一):設30mL原混合氣中含NO2、O2的體積分別為x、y4NO2+
16、O2+2H2O=4HNO3原混合氣體中氧氣的體積可能是10mL或3mL。解法(二):設原混合氣中氧氣的體積為y(mL)(1)設O2過量:根據(jù)4NO2+O2+2H2O=4HNO3,則O2得電子數(shù)等于NO2失電子數(shù)。(y-5)4=(30-y)1解得y=10(mL)(2)若NO2過量:4NO2+O2+2H2O=4HNO34y y3NO2+H2O=2HNO3+NO5因為在全部(30-y)mLNO2中,有5mLNO2得電子轉(zhuǎn)變?yōu)镹O,其余(30-y-5)mLNO2都失電子轉(zhuǎn)變?yōu)镠NO3。O2得電子數(shù)+(NO2NO)時得電子數(shù)等于(NO2HNO3)時失電子數(shù)。解法(一)是討論法結(jié)合方程組法。解法(二)根據(jù)
17、得失電子守恒,利用阿伏加德羅定律轉(zhuǎn)化信息,將體積數(shù)轉(zhuǎn)化為物質(zhì)的量簡化計算。凡氧化還原反應,一般均可利用電子得失守恒法進行計算。無論解法(一)還是解法(二),由于題給條件不充分,均需結(jié)合討論法進行求算。4y+52=(30-y-5)1解得y=3(mL)原氧氣體積可能為10mL或3mL【小結(jié)】以上逐一介紹了一些主要的化學計算的技能技巧。解題沒有一成不變的方法模式。但從解決化學問題的基本步驟看,我們應建立一定的基本思維模式。“題示信息十基礎知識十邏輯思維”就是這樣一種思維模式,它還反映了解題的基本能力要求,所以有人稱之為解題的“能力公式”。希望同學們建立解題的基本思維模式,深化基礎,活化思維,優(yōu)化素質(zhì)
18、,跳起來摘取智慧的果實??偨Y(jié):進行化學計算的基本步驟:(1)認真審題,挖掘題示信息。(2)靈活組合,運用基礎知識。(3)充分思維,形成解題思路。(4)選擇方法,正確將題解出。 精選題一、選擇題10.25molCa(OH)2跟0.3molH3PO4在一定條件下充分反應,得到CaHPO4和Ca(H2PO4)2,則這兩種產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為 A11 B21C12 D412由KCl和KBr組成的混合物,取2.00g樣品制成水溶液,加入足量的硝酸后,再加入過量的AgNO3溶液,沉淀完全后過濾,得到干燥的鹵化銀的質(zhì)量如四個選項所示,其中數(shù)據(jù)合理的是 A3.06g B3.36gC3.66g D3.96g3有
19、Na2CO3和K2CO3的混合物2.44g,溶于水后加入足量的CaCl2溶液,反應后得到CaCO3沉淀2.00 g,混合物中Na2CO3和K2CO3物質(zhì)的量之比是 A11 B12C13 D144靛青的各元素的質(zhì)量分數(shù)如下:C73.3,H3.8,N10.7,O12.2。由此可知靛青的最簡式為 AC8H5NO BC2H2NOCC6H4NO DC7H4NO5把50mL70HNO3(密度為1.40g/cm3)加水稀釋配成7mol/L稀HNO3(密度為1.26g/cm3)。則所加水的體積為 A50mL B50mLC50 mL D無法確定61L標準狀況下的某氣態(tài)烴與一定量氧氣恰好完全反應,生成的二氧化碳和
20、水蒸氣換算成標準狀況下的體積為bL,冷卻到標準狀況下則氣體體積變?yōu)閍L。則用a、b表示該烴分子中碳、氫的原子個數(shù)比為 AabBa(a-h)Ca(b-2a)Da2(b-a)7室溫時pH=a的醋酸溶液與pH=b的氫氧化鈉溶液等體積混合,恰好完全反應,則該溶液中醋酸的電離度可以表示為 A10(a+b-12)B10(a+b-14)C10(16-a-b)D10(14-a-b)8在滴有甲基橙試劑的50mL0.05mol/L的一元強酸溶液中,滴入 0.1mol/L的燒堿溶液,當?shù)沃脸壬珓偤米優(yōu)辄S色時,所用燒堿溶液的體積為 A大于25mLB小于25mLC等于25mLD無法確定9將0.1mol下列物質(zhì)分別溶于1
21、L水中,充分攪拌后,溶液中陰離子和陽離子總數(shù)最多的是 ANa2S BBa(OH)2CNa2SO4 DNaHSO41030時,某硫酸銅溶液若保持溫度不變,無論是加入25g藍礬還是蒸發(fā)掉55g水后,均可得到飽和溶液。則30時,硫酸銅的溶解度為 A25g B35gC45g D55g11把一定量的過氧化鈉加入90g水中,最后過氧化鈉完全反應時有0.5mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移,則所得氫氧化鈉溶液的質(zhì)量分數(shù)為 A16.53 B19.70C31.01 D33.012將100 g濃度為18mol/L,密度為g/cm3的濃硫酸注入到一定量的水中稀釋成9mol/L的硫酸,則水的體積為 A小于100mLB等于100mLC
22、大于100mLD無法確定1328g銅、銀合金與足量的濃硝酸完全反應,放出的氣體與2.24 L的O2(標準狀況)混合,通入水中,恰好完全吸收,則合金中Cu與Ag的物質(zhì)的量之比為 A11 B12C21 D無法計算14托盤天平兩端各放一個質(zhì)量相等的燒杯,內(nèi)盛4mol/L的鹽酸溶液50mL,調(diào)節(jié)至天平指針指向標尺中央。分別向燒杯中加入下列各種物質(zhì),反應完畢天平仍為平衡的是 A6.5gFe和0.1molZnB0.1mol Fe和0.1molZnC0.1molFe和5.6gZnD0.1molNa和0.1molMg15在3BrF3+5H2O=Br2+HBrO3+O2+9HF化學反應中,若有10.8g水被氧化
23、,則被水還原的BrF3的物質(zhì)的量是 A0.4mol B0.6molC0.8mol D1.0mol16標準狀況下,11.2 L由甲烷、甲醛、乙烷組成的混合氣體完全燃燒后,生成相同狀況下CO215.68L,混合氣體中乙烷所占體積分數(shù)為 A80 B60C40 D2017一定量某物質(zhì)的溶液,其溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為0.2a,當加入等體積的水稀釋后,其質(zhì)量分數(shù)小于0.1a,則原溶液的密度 A大于水的密度B等于水的密度C小于水的密度D無法確定18某溫度下,將Cl2通入NaOH溶液中,反應得到NaCl、NaClO、NaClO3的混合溶液,經(jīng)測定ClO-與ClO3-的濃度之比為13,則此反應中被還原的氯元素與被氧化
24、的氯元素原子的物質(zhì)的量之比為 A215 B113C31 D41二、非選擇題現(xiàn)有某一銨鹽,為測定其氮的質(zhì)量分數(shù),稱取銨鹽樣品2.55g,溶于水后,再加入足量HCHO溶液配成100mL溶液。充分反應后,從中取出5.00mL溶液,用0.100molL-1的NaOH溶液進行中和滴定,恰好用去19.5mL。試求該銨鹽中氮元素的質(zhì)量分數(shù)為_。(保留3位有效數(shù)字)20硝酸工業(yè)尾氣中NO、NO2被NaOH溶液吸收的主要反應為:2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O,NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O。若用純堿溶液處理尾氣,反應類似,生成NaNO2、NaNO3,同時放出CO2。(1)現(xiàn)
25、有標準狀況下aLNO2(其中N2O4的體積分數(shù)為20)和bLNO的混合氣體恰好被200mLNa2CO3溶液完全吸收,則a、b應滿足的關系是_,Na2CO3溶液的物質(zhì)的量濃度是_molL-1。(2)若有標準狀況下氮氧化物的混合氣體2.016L恰好與1molL-1的Na2CO3溶液50mL完全反應,且生成的NaNO2與NaNO3的物質(zhì)的量之比為41,則混合氣體中N2O4與NO2的體積比為_。 答 案 一、選擇題1D 2B、C 3A 4A 5C 6D 7C 8B 9A 10A11D 12A 13B 14A、D 15A 16C 17C 18D二、非選擇題二化學綜合計算中有關取值范圍問題的討論學習目標知
26、識技能:通過一些典型例題的分析解答,掌握有關化學基本概念和基本理論、常見元素單質(zhì)及其重要化合物、有機化學基礎、化學實驗等知識內(nèi)容中具有計算因素的各類問題的綜合應用;訓練化學綜合計算的一般方法和解題技巧;通過對高考綜合計算題的分析,明確高考化學綜合計算的內(nèi)容和要求。能力培養(yǎng):通過分析與綜合、比較和論證,選擇解決問題的最佳方案的評價能力;將化學問題抽象成為數(shù)學問題,利用數(shù)學工具,通過計算和推理(結(jié)合化學知識),解決化學問題的思維能力;敏捷地接受試題所給的新信息的能力;將試題所給的新信息與課本中有關知識結(jié)合起來,解決問題的能力;在分析評價的基礎上,應用新信息的能力等自學能力的培養(yǎng)。科學思想:通過化學
27、綜合計算的訓練。使學生對化學基本知識能更深入的理解和應用,通過題示信息的捕獲、理解、加工,加強思維的敏捷性(靈活性、針對性、適應性)、嚴密性(精確性、科學性、邏輯性、深刻性)、整體性(廣闊性、有序性、結(jié)合性)以及創(chuàng)造性的培養(yǎng)??茖W品質(zhì):敏捷性、嚴密性、整體性、創(chuàng)造性等思維能力品質(zhì);重視量綱和規(guī)范使用有效數(shù)字等科學態(tài)度??茖W方法:形象抽象思維;求同求異思維;直覺判斷思維;集中發(fā)散思維;通過數(shù)學抽象和簡明的文字表達,解決化學計算問題。重點、難點 化學綜合計算中思維模型的建立;化學多種基本計算技能的綜合應用?;瘜W綜合計算是近年來化學高考題的壓軸內(nèi)容,他不僅僅是將高中化學基礎知識如:基本概念、基本理論
28、、元素單質(zhì)及其化合物、有機化學、化學實驗等進行綜合,而且在解題方法上也滲透了許多數(shù)學問題。我們結(jié)合一些典型的化學綜合計算題的分析來探討有關化學綜合計算的解題模式、方法和解題技巧。著重討論化學綜合計算中取值范圍的問題?!纠}1】 在50mL、4.0mol/L的NaOH溶液中,通入H2S氣體并充分反應,然后,小心蒸發(fā),得到不含結(jié)晶水的白色固體。若通入H2S的物質(zhì)的量為xmol,生成的白色固體的質(zhì)量為yg,試通過討論寫出x和y的關系式。分析:題中可能發(fā)生的化學方程式寫出來。2NaOH+H2S=Na2S+2H2O Na2S+H2S=2NaHS(聯(lián)系CO2與NaOH的反應,寫出該反應的化學方程式) 依據(jù)
29、這兩個化學方程式,最后得到的白色固體可能是NaOH、Na2SNa2SNa2S、NaHSNaHS在硫化氫不足和過量時將對產(chǎn)物種類產(chǎn)生影響,在第二個化學方程式中寫的是硫化氫與硫化鈉的反應,我們不考慮過程,只考慮結(jié)果,寫出一個只含有反應物的可以容易計算的化學方程式將和相加,得到:NaOH+H2S=NaHS+H2O根據(jù)化學方程式、,定量討論兩種反應物的量的關系對白色固體物質(zhì)的影響。當n(NaOH)n(H2S)=21,白色固體為Na2S。當n(NaOH)n(H2S)=11,白色固體為NaHS。當n(NaOH)n(H2S)21,氫氧化鈉過量,白色固體為Na2S、NaOH的混合物。當n(NaOH)n(H2S
30、)11,白色固體為NaHS。當11n(NaOH)n(H2S)21,白色固體為Na2S、NaHS。所以:氫氧化鈉的物質(zhì)的量。n(NaOH)=4.0 mol/L0.050 L=0.20 mol硫化氫的物質(zhì)的量有以下幾種情況,硫化氫在取不同的物質(zhì)的量時,白色固體的種類、發(fā)生的化學反應及固體質(zhì)量的關系??偨Y(jié)如下:(1)n(H2S)0.10mol,按反應式進行,所得白色固體為硫化鈉和氫氧化鈉的混合物,以不足的硫化氫的物質(zhì)的量x作基準,可生成x mol硫化鈉;耗去2xmol氫氧化鈉,剩余(0.20-2x)mol氫氧化鈉,則y=78x+40(0.20-2x)。(2)n(H2S)=0.10mol,按反應進行,
31、兩反應物恰好完全反應,得到0.10mol硫化鈉。(3)0.10(H2S)0.20mol,按反應式和進行,得到白色固體為Na2S和NaHS的混合物,計算Na2S時,應以不足量的NaOH計算;計算NaHS時,應以剩余的H2S來計算:y=780.10-(x-0.100)+562(x-0.10)(4)n(H2S)0.20mol,按反應式進行,白色固體全部為NaHS,NaOH完全反應,y=0.2056。x0.10y=8-2xx=0.10y=7.8x0.10x0.20 y=4.4+34xx0.20y=11.2解決有關取值范圍的定量計算方法(1)正確寫出兩種反應物以不同物質(zhì)的量混合時,發(fā)生反應的化學方程式。
32、這是思考、分析此類計算題的基礎。(2)依據(jù)寫出的生成不同產(chǎn)物的化學方程式,確定過量反應物的取值范圍,理解取值范圍與發(fā)生的化學反應及所得產(chǎn)物的關系,這是解決此類計算題的關鍵。(3)在各取值范圍內(nèi),以不足量的反應物為基準計算所得生成物的量,即可完成取值范圍討論型綜合計算?!纠}2】 把amolNH3、O2組成的混合氣導入密閉反應器中,在催化劑存在下發(fā)生化學反應。若混合氣體中O2為xmol。反應生成的HNO3為ymol。試確定O2的物質(zhì)的量x取不同范圍時,HNO3的物質(zhì)的量y的計算式,并畫出相應的函數(shù)圖象。分析:氨氣與氧氣發(fā)生催化氧化的化學方程式?當氧氣過量時,還可以發(fā)生的化學反應的化學方程式。2N
33、O+O2=2NO24NO2+O2+2H2O=4HNO3如果氧氣過量,只需要求寫出反應物與最終產(chǎn)物的化學方程式。 將、三個化學方程式合并得到:NH3+2O2=HNO3+H2O例題中給出NH3、O2混合氣共amol,那么O2的含量x對產(chǎn)物的產(chǎn)生的影響化學如下:分變?yōu)镹O,另一部分則轉(zhuǎn)化為硝酸。NH3、O2混合氣為amol,O2為xmol,NH3為(a-x)mol。在密閉容器內(nèi)NH3與O2。催化氧化的化學方程式是:4NH3+5O2=4NO+6H2O(1)NH3+2O2=HNO3+H2O (2)請依據(jù)上述關系式完成圖象?!纠}3】 已知氨與氯氣可迅速發(fā)生以下反應:2NH3+3Cl2=N2+6HCl。現(xiàn)
34、有AL氨氣、氯氣的混合氣,其中氨氣的體積分數(shù)為x,充分反應后氣體體積為yL。(1)討論氨氣的體積分數(shù)x取不同值時,反應后氣體體積y的關系式。(2)當混合氣體的體積(AL)為55L時,計算反應后氣體體積y的最大值、最小值及y=A時的氨氣的體積分數(shù)x的值。(3)畫出反應后氣體體積y隨氨氣的體積分數(shù)x變化的圖象。分析:依據(jù)上述兩題的分析和解題思路方法,討論此題中兩種反應物的量的變化對生成物的影響,寫出反應的化學方程式設:混合氣體中兩種反應物的體積為NH3體積為AxL;Cl2體積為A(1-x)L。討論:當氨氣不足量時,僅發(fā)生原題中所述反應,產(chǎn)物為氮氣和氯化氫;如果氨氣足量會與產(chǎn)物氯化氫再反應生成氯化銨
35、。2NH3+3Cl2=N2+6HClNH3+HCl=NH4Cl8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl根據(jù)上述三個反應方程式很容易解決這道題。并進一步確定NH3的體積分數(shù)x的不同取值對反應后氣體成分的影響體為N2及剩余的NH3。解答:計算:第二問:恰好按反應進行時最大;恰好按反應進行時最小。第三問的圖象。當y=A時,y=A(3-4x)=Ax=0.50*【例題4】 1,3-丁二烯和氫氣的混合氣體5L,在催化劑作用下,經(jīng)充分反應后得到的氣體體積為VL(所有體積均在同溫、同壓下測定)。(1)若氫氣的體積為1L,計算反應后的體積V。(2)若氫氣在混合氣體中的體積比值為x,計算x為不同值時反應后的體積V(
36、以x表示)。(3)在右圖上畫出V隨x變化的曲線。(4)在上述混合氣體中若混有丙炔,總體積仍為5L,其中氫氣及丙炔在混合氣體中的體積比值分別為x和y。(i)在下面左圖上畫出當y=0.2時,V隨x變化的曲線;(ii)在下面右圖上畫出當x=0.15時,V隨y變化的曲線。分析:該題所涉及的化學方程式:(1,3-丁二烯可用分子式表示)C4H6+H2=C4H8 C4H8+H2=C4H10 C4H6+2H2=C4H10 當V(C4H6)/V(H2)1時,僅按反應進行;產(chǎn)物是C4H8還是C4H10或它們的混合物,由于氫氣全部被消耗,剩余氣體的體積等于反應物C4H6的體積。和H2的混合氣,氣體體積為C4H6的體
37、積和剩余H2的體積。解答:(1)、(2)、(3)部分。(1)V(H2)=1L,按反應進行,反應后的體積 V=V(C4H6)=5L-1 L=4L。=5(1-x)+5x-25(1-x)=10x-5。(3)第(4)問,當混合氣中含有丙炔時,丙炔與丁二烯跟氫氣反應的關系不變,應該將丙炔和丁二烯合在一起解決。當丙快的含量為y時,氫氣的含量變化?0x1-y當x=0.15時,丙炔和丁二烯總含量為0.85,此時反應后氣體體積是反應前的C4H6和C3H4體積之和,為5L0.85=4.25L。【解答】我們已經(jīng)分析清楚了,下面我們一起完成下列的兩圖:【例題5】 現(xiàn)有AlCl3和FeCl3混合溶液,其中Al3+、Fe
38、3+的物質(zhì)的量之和為0.1mol,在此溶液加入90mL4mol/L的NaOH溶液,使其充分反應,設Al3+物質(zhì)的量與總物質(zhì)的量的比值為x。(1)根據(jù)反應的化學方程式計算x=0.4時,溶液中產(chǎn)生的沉淀是什么?物質(zhì)的量是多少?(2)計算沉淀中只有Fe(OH)3的x取值范圍。并在圖中畫出沉淀總量(mol)隨x(01)變化的曲線。(3)若Al3+和Fe3+的物質(zhì)的量之和為Amol(A為合理數(shù)值),其它條件不變時,求沉淀中同時有Fe(OH)3、Al(OH)3的x取值范圍和各沉淀的物質(zhì)的量(用含有A、x的式子表示)。分析:在該題中可能發(fā)生反應的離子方程式,并分析反應物的量對反應的影響Fe3+3OH-=Fe
39、(OH)3Al3+3OH-= Al(OH)3 Al(OH)3+OH-=Al(OH)4- OH-適量時,Al3+、Fe3+會成為沉淀,當OH-過量時,Al(OH)3會溶解,生成Al(OH)4-。題中所給的OH-的物質(zhì)的量是n(OH-)=0.09L4mol/L=0.36mol即:OH-對于兩種離子生成沉淀是過量的,肯定可以使Al(OH)3使溶解一些或全部,那么剩余OH-能使0.06mol Al(OH)3溶解?當x=0.4時,溶液中的沉淀發(fā)生、兩反應共耗OH-0.30mol,生成的Al(OH)3物質(zhì)的量為0.04mol,而剩余OH-0.06mol,此時Al(OH)3完全溶解。因此,沉淀為Fe(OH)
40、3,物質(zhì)的量為0.06mol。當沉淀只有Fe(OH)3時x的取值:溶液中無Al(OH)3,耗OH-0.14x,有:30.1(1-x)+0.4x=0.36,得x=0.6,所以當0x0.6時,沉淀只有Fe(OH)3畫出x在(0,1)之間沉淀的物質(zhì)的量:分析x在取不同范圍時沉淀的物質(zhì)的量?當x(0,0.6)時,y=0.1(1-x)當x(0.6,1)時,、共生成沉淀0.1mol,剩余0.06molOH-,可使0.06mol Al(OH)3溶解,此時沉淀的物質(zhì)的量為:y=0.1-0.06=0.04(mol)。依據(jù)上述的兩個關系式畫出沉淀的物質(zhì)的量隨x的變化曲線如下第三問實際是將數(shù)據(jù)問題字母化,解決時,應
41、該同第二問是一樣的,我們應該首先找出x在哪一點恰好使生成完全溶解?回答:3A(1-x)+4Ax=0.36得 x=0.36/A-3所以,當0.36/A-3x1時,出現(xiàn)兩種沉淀。Fe(OH)3的物質(zhì)的量為:A(1-x)molAl(OH)3的物質(zhì)的量為:Ax-(0.36/A-3)mol=A(x+3)-0.36mol【小結(jié)】解決任何一道化學題時,必須首先仔細地閱讀試題、認真地審題,在此基礎上我們再投入解題的過程,只有這樣,我們解題才會得心應手。精選題 1今有堿金屬兩種碳酸鹽和堿土金屬的一種不溶性碳酸鹽組成的混合物。取其7.560g與過量鹽酸反應,放出CO2體積為1.344L(標準狀況),另取等質(zhì)量的原
42、混合物加水攪拌,可濾出不溶性鹽1.420g。(1)取過濾后的1/10體積,向其中緩慢滴加濃度為0.2500mol/L鹽酸,并同時記錄放出CO2體積(標準狀況)和消耗鹽酸的體積,得到如下圖所示曲線。試計算確定這兩種堿金屬碳酸鹽的化學式。(2)將濾出的不溶性鹽(1.420 g)投入到濃度為2.500mol/L鹽酸中,當完全反應時,耗去鹽酸16.00mL。試計算確定原不溶性碳酸鹽的化學式。2寫出H2S燃燒的化學方程式。1.0LH2S氣體和aL空氣混合點燃,若反應前后氣體的溫度和壓強相等(20,101.3kPa)。試討論當a的取值范圍不同時,燃燒后氣體的總體積V(用含a的表達式。假定空氣中N2和O2的
43、體積比為41,其它成分可忽略。) 3將amolH2S和1molO2置于一個容積內(nèi)進行反應。維持容器內(nèi)氣體的壓強不變(101kPa),在120下測得反應前后容器內(nèi)氣體的密度分別為1和2,若a的取值范圍不同,則H2S的氧化產(chǎn)物可能有三種情況:(1)全部是SO2時,此時a的取值范圍是_。(2)全部是S時,此時a的取值范圍是_。并且1_2(填小于、大于或等于)。(3)部分是SO2,部分是S時,此時a的取值范圍是_;反應所生成SO2的物質(zhì)的量為_mol;容器內(nèi)氣體的物質(zhì)的量之和為_mol(以含a的代數(shù)式表示)。4取3.40g只含羥基,不含其它官能團的飽和多元醇,置于5.00L氧氣中,經(jīng)點燃醇完全燃燒。反
44、應后氣體體積減少0.56 L。將氣體經(jīng)CaO吸收,體積又減少2.80L(所有體積均在標準狀況下測定)。(1)3.40g醇中C、H、O的物質(zhì)的量分別為:C_ mol、 H_ mol、O_ mol;該醇中 C、H、O的原子個數(shù)之比為_。(2)由以上比值能否確定該醇的分子式?其原因是_。(3)如果將該多元醇的任意一個羥基換成一個鹵原子,所得到的鹵代物都只有一種,試寫出該飽和多元醇的結(jié)構簡式_。5石油及其分餾產(chǎn)物在供氧不足時燃燒,常常產(chǎn)生CO,這也是常見的大氣污染物之一。將某氣態(tài)烴在5倍體積的純氧中燃燒,產(chǎn)物通過足量Na2O2并在電火花連續(xù)作用下充分反應,生成的氣體體積縮小到燃燒后產(chǎn)物體積的3/8(氣
45、體體積都在100以上,101kPa時測定)。(1)試寫出通式為CxHy的某烴在供氧不足時燃燒的化學方程式(CO2的系數(shù)設定為m)。(2)若1mol某氣態(tài)烴在供氧不足時燃燒,產(chǎn)物在Na2O2和電火花連續(xù)作用下產(chǎn)生3mol氧氣,且固體Na2O2增重范圍為90gW118g,求烴可能的分子式和燃燒產(chǎn)物CO與CO2的物質(zhì)的量之比,將結(jié)果填入下表。答 案1(1)7.5 g混合物中 n(碳酸鹽)=1.344/22.4 mol=0.06mol按上圖分析堿金屬碳酸鹽中:設堿金屬兩種鹽中堿金屬的相對原子質(zhì)量為x和y,則:(2x+60)0.03+(y+61)0.02=7.56-1.42,得:3x+y=156;經(jīng)討論
46、得出x=y=39符合題意,因此兩堿金屬碳酸鹽為:K2CO3(0.03 mol)、KHCO3(0.02 mol)(2)堿土金屬碳酸鹽的物質(zhì)的量為:n=n(碳酸鹽)-n(K2CO3)-n(KHCO3)=0.01mol該碳酸鹽的摩爾質(zhì)量:1.42/0.01=142(g/mol)0.01mol堿土金屬鹽多消耗鹽酸:2.516/100=0.04(mol)所以該鹽為堿式鹽,設為Z2(OH)2CO3有:2Z+172+60=142得Z=24(Mg)所以堿土金屬碳酸鹽為:Mg2(OH)2CO322H2S+O2=2S+2H2O 2H2S+3O2=2SO2+2H2O提示:問(1)按反應2H2S+3O2=2SO2+2
47、H2O計算;問(2)按反應2H2S+O2=2S+2H2O計算,由于產(chǎn)物水的相對分子質(zhì)量小于兩反應物的相對分子質(zhì)量,硫是固體;問(3)介于(1)和(2)之間,按照兩個化學方程式關系列出關系式計算。4(1)0.125 0.300 0.100 5124(2)可以;因為該結(jié)構簡式中H原子個數(shù)對應C原子已經(jīng)飽和,所以最簡式即分子式C5H12O4。(3)C(CH2OH)4提示:n(C)=n(CO2)=2.80/22.4=0.125(mol)m(CO2)=0.12544=5.5(g)V(O2)余=5-0.56-2.80=1.64(L)n(O2)耗=(5-1.64)/22.4=0.15(mol)m(O2)耗=
48、4.8(g)根據(jù)質(zhì)量守恒定律:m(醇)+m(O2)耗=m(CO2)+m(H2O)求得:m(H2O)=3.40+4.8-5.5=2.7(g)所以:n(O)=(3.40-120.125-0.31)/16=0.100(mol)(2)C4H8提示:2CO+O2=2CO2 2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2 將、式合并得:CO+Na2O2=Na2CO3 由此可以確定燃燒產(chǎn)物的去路:CO完全被吸收。CO2和H2O生成O2,解得x=4 y=8(2)1molCO2使過氧化鈉增重28g,1molH2O使過氧化鈉增重2g,CO完全被過氧化鈉吸收,所以依據(jù)原有關系,列出關系式:化學綜合計算題中的能力試題
49、學習目標知識技能:通過對一些典型例題的分析解答,強化化學基礎知識與技能在化學計算中的應用,以及化學基本計算在綜合計算中的應用。能力培養(yǎng):培養(yǎng)學生處理和挖掘題示信息的能力;將化學問題抽象成為數(shù)學問題,并利用數(shù)學工具解決化學問題的能力;分析、推理和判斷的邏輯思維能力??茖W思想:化學綜合計算是化學基本計算的發(fā)展,立足基礎,重視綜合,聯(lián)系生產(chǎn)生活實際,注重融會貫通。科學品質(zhì):培養(yǎng)學生的靈活性、嚴密性、整體性和創(chuàng)造性等優(yōu)秀的思維能力品質(zhì)??茖W方法:采用邏輯思維和形象思維;發(fā)散思維和收斂思維;集中思維,創(chuàng)造思維等多種的思維方式,優(yōu)化學生的思維方法。重點、難點 抓住關鍵題示,找準突破口形成解題思路;培養(yǎng)學生思維的靈活性、嚴密性,力爭思維求異,解法求優(yōu)。化學綜合計算題涉及的內(nèi)容繁多,形式千差萬別,解法很多。但不管哪種解法,首先要經(jīng)過認真審題、科學析題、仔細解題這幾個環(huán)節(jié)。抓住解題的突破口,形成解題思路,采用較好的方法進行解題。解化學
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