第一講 化學(xué)計(jì)算方法與技巧

1、化學(xué)計(jì)算的解題方法與技巧化學(xué)計(jì)算的方法與技巧化學(xué)計(jì)算的方法與技巧1.守恒法2.差量法3.平均值法4.極值法5.關(guān)系式法 利用電子守恒、電荷守恒電子守恒、電荷守恒和原子守恒原子守恒為基礎(chǔ)，就是巧妙地選擇化學(xué)式中某兩數(shù)(如化合價(jià)數(shù)、正負(fù)電荷總數(shù))始終保持相等，或幾個連續(xù)的化學(xué)方程式前后某微粒(如原子、電子、離子)的物質(zhì)的量保持不變，作為解題的依據(jù)，這樣不用計(jì)算中間產(chǎn)物的數(shù)量，從而提高解題速度和準(zhǔn)確性。1.守恒法【例題1】某無水混合物由硫酸亞鐵和硫酸鐵組成，測知該混合物中的硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為a，求混合物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。【分析】根據(jù)化學(xué)式FeSO4、Fe2(SO4)3可看出，在這兩種物質(zhì)中S、O原子個數(shù)比

2、為1：4，即無論這兩種物質(zhì)以何種比例混合，S、O的原子個數(shù)比始終為1：4。設(shè)含O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)x，則32/64a/x，x2a。所以(Fe)13a【練習(xí)1】3.84 g銅和一定量濃硝酸反應(yīng)，當(dāng)銅反應(yīng)完畢時(shí)，共產(chǎn)生氣體2.24 L(標(biāo)況) 。 （1）反應(yīng)中消耗HNO3的總物質(zhì)的量是_mol。（2）欲使2.24 L氣體恰好全部被水吸收，需通入_ml標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氧氣（氧氣也恰好全部被吸收）。6720.22 差量法是依據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后的某些“差量”（固體質(zhì)量差、溶液質(zhì)量差、氣體體積差、氣體物質(zhì)的量之差等）與反應(yīng)或生成物的變化量成正比而建立的一種解題方法。此法將“差量”看作化學(xué)方程式右端的一項(xiàng)，將已知差量（實(shí)際

3、差量）與化學(xué)方程式中的對應(yīng)差量（理論差量）列成比例，其他解題步驟與按化學(xué)方程式列比例或解題完全一樣。2.差量法【例題2】 10毫升某氣態(tài)烴在80毫升氧氣中完全燃燒后，恢復(fù)到原來狀況（1.01105Pa , 25 ）時(shí)，測得氣體體積為70毫升，求此烴的分子式。 【分析】原混和氣體總體積為90毫升，反應(yīng)后為70毫升，體積減少了20毫升。剩余氣體應(yīng)該是生成的二氧化碳和過量的氧氣，下面可以利用烴的燃燒通式進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。 CxHy + (x+y/4)O2 xCO2 + y/2 H2O V 1 1+y/4 10 mL 20mL 計(jì)算可得y=4 ，烴的分子式為C3H4或C2H4或CH4?！揪毩?xí)2】將20 g

4、 CO和CO2的混合氣體通過灼熱的氧化銅后，得到氣體的總質(zhì)量為28 g，則原混合氣體中CO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是_。70%【練習(xí)3】在天平兩盤內(nèi)各放有等質(zhì)量等體積的燒杯，分別盛有同物質(zhì)的量濃度同體積的鹽酸，天平平衡。再分別加入一定量的鎂、鋁，充分反應(yīng)后，若使天平仍然保持平衡，則加入鎂、鋁的物質(zhì)的量之比為( ) A. 98 B. 11 12 C. 12 11 D. 3 4C 混合物的計(jì)算是化學(xué)計(jì)算中常見的比較復(fù)雜的題型。有些混合物的計(jì)算若用平均值法，則可化難為易，化繁為簡，進(jìn)而提高解這類題的能力。 兩個數(shù)進(jìn)行算術(shù)平均所得的平均值，一定介于兩個數(shù)之間。若已知平均值，則可推斷原來兩個數(shù)中一個數(shù)比平均值大，另一

5、個數(shù)比平均值小。這種應(yīng)用平均值去判斷兩個數(shù)的取值范圍的方法稱為平均值法。 可利用相對分子質(zhì)量或相對原子質(zhì)量的平均值、體積平均值和組成平均值來確定混合物的組成。3. 平均值法【例題3】0.1mol由兩種氣態(tài)烴組成的混合氣體完全燃燒后，得到0.16molCO2和3.6g水，混合氣體中（ ）A.可能有甲烷B.一定是甲烷和乙烯 C.一定沒有乙烷D.一定有乙炔【分析】設(shè)混合氣態(tài)烴的平均化學(xué)式為 CxHy，因0.1molCxHy和O2反應(yīng)生成0.16molCO2和0.2molH2O，則x=1.6,y=4,即混合烴的平均化學(xué)式為C1.6H4，由此可得：(1)混合氣態(tài)烴中一定有CH4 ，(2)另一種氣態(tài)烴為C

6、nH4，可能是C2H4或C3H4等，但一定沒有C2H6，故正確答案為【練習(xí)5】有銣與另一種堿金屬的合金4.4g，與足量水反應(yīng)產(chǎn)生2.24L(標(biāo)況下)氫氣，則另一種堿金屬可能是（） A. Li B. Na C. K D. CsA【練習(xí)6】電解普通水（H2O）和重水（D2O），通電一段時(shí)間后，兩極共生成氣體18.5g，其體積為33.6L(標(biāo)況下)，在所生成的氣體中重氫和普通氫的原子個數(shù)比為（） A.2:3 B.2:5 C.1:2 D.1:3 極值法（又稱極端假設(shè)法）就是從某種極限狀態(tài)出發(fā)，進(jìn)行分析、推理、判斷的一種思維方法。一般是，先根據(jù)外界條件（極值）確定答案的可能取值范圍，然后再根據(jù)題給條件，

7、確定答案，或?qū)⒒旌衔锛僭O(shè)為純凈物再進(jìn)行分析、比較。4. 極值法例例4 4： Mg、Al、Fe三種金屬的混合物與足量稀硫酸反應(yīng)，生成氫氣11.2L（標(biāo)況），則金屬混合物中三金屬的物質(zhì)的量之和不可能是（ ） A. 0.48mol B. 0.60 mol C. 0.36 mol D. 0.40 molB 實(shí)際化工生產(chǎn)中以及化學(xué)工作者進(jìn)行科學(xué)研究時(shí)，往往涉及到多步反應(yīng)：從原料到產(chǎn)品可能要經(jīng)過若干步反應(yīng)；測定某一物質(zhì)的含量可能要經(jīng)過若干步中間過程。對于多步反應(yīng)體系，依據(jù)若干化學(xué)反應(yīng)方程式，找出起始物質(zhì)與最終物質(zhì)的量的關(guān)系，并據(jù)此列比例式進(jìn)行計(jì)算求解方法，稱為“關(guān)系式”法。利用關(guān)系式法可以節(jié)省不必要的中間運(yùn)算步驟，避免計(jì)算錯誤，并能迅速準(zhǔn)確地獲得結(jié)果。5. 關(guān)系式法【例題5】含有SiO2的黃鐵礦試樣1克，在O2中充分灼燒后殘余固體為0.76克，用這種黃鐵礦100噸可制得98%的濃硫酸多少噸？（設(shè)反應(yīng)過程有2%的硫損失）【分析】根據(jù)差量法計(jì)算黃鐵礦中含F(xiàn)eS2的量為72% ，而反應(yīng)過程損失2%的硫即損失2%的FeS2 ，根據(jù)有關(guān)化學(xué)方程式找出關(guān)系式：FeS2 2H2SO4 利用關(guān)系式計(jì)算可得結(jié)果為：制得98%的濃硫酸117.6噸?！揪毩?xí):7】讓足量濃硫酸與20.7g氯化鈉和氯化鎂的混合物加強(qiáng)熱反應(yīng)，把生成的氯化氫溶于適量的水中，加入二氧化錳使鹽酸完全