高中化學(xué)計(jì)算中的基本解題方法

1、高中化學(xué)計(jì)算中的基本解題方法 例1. 16 mL由NO與NH3組成的混合氣體在催化劑作用下于400 左右可發(fā)生反應(yīng)：6NO4NH35N26H2O(g)，達(dá)到平衡時(shí)在相同條件下氣體體積變?yōu)?7.5 mL，則原混合氣體中NO與NH3的物質(zhì)的量之比有四種情況：5 3、3 2、4 3、9 7。其中正確的是()。A B C D“差量法”在化學(xué)方程式計(jì)算中的妙用由此可知共消耗15 mL氣體，還剩余1 mL氣體，假設(shè)剩余的氣體全部是NO，則V(NO) V(NH3)(9 mL1 mL) 6 mL5 3，假設(shè)剩余的氣體全部是NH3，則V(NO) V(NH3)9 mL (6 mL1 mL)9 7，但因該反應(yīng)是可逆

2、反應(yīng)，剩余氣體實(shí)際上是NO、NH3的混合氣體，故V(NO) V(NH3)介于5 3與9 7之間，對(duì)照所給的數(shù)據(jù)知3 2與4 3在此區(qū)間內(nèi)。答案C【方法指導(dǎo)】1所謂“差量”就是指反應(yīng)過(guò)程中反應(yīng)物的某種物理量之和(始態(tài)量)與同一狀態(tài)下生成物的相同物理量之和(終態(tài)量)的差，這種物理量可以是質(zhì)量、物質(zhì)的量、氣體體積、氣體壓強(qiáng)、反應(yīng)過(guò)程中的熱效應(yīng)等。2計(jì)算依據(jù)：化學(xué)反應(yīng)中反應(yīng)物或生成物的量與差量成正比。3解題關(guān)鍵：一是明確產(chǎn)生差量的原因，并能根據(jù)化學(xué)方程式求出理論上的差值(理論差量)。二是結(jié)合題中的條件求出或表示出實(shí)際的差值(實(shí)際差量)。1一定質(zhì)量的碳和8 g氧氣在密閉容器中于高溫下反應(yīng)，恢復(fù)到原來(lái)的溫

3、度，測(cè)得容器內(nèi)的壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉?lái)的1.4倍，則參加反應(yīng)的碳的質(zhì)量為()。A2.4 g B4.2 g C6 g D無(wú)法確定練習(xí)習(xí) 答案B2為了檢驗(yàn)?zāi)澈蠳aHCO3雜質(zhì)的Na2CO3樣品的純度，現(xiàn)將w1 g樣品加熱，其質(zhì)量變?yōu)閣2 g，則該樣品的純度(質(zhì)量分?jǐn)?shù))是 ()。答案A 3白色固體PCl5受熱即揮發(fā)并發(fā)生分解：PCl5(g)PCl3(g)Cl2(g)。現(xiàn)將5.84 g PCl5裝入2.05 L真空密閉容器中，在277 下達(dá)到平衡，容器內(nèi)壓強(qiáng)為1.01105 Pa，經(jīng)計(jì)算可知平衡時(shí)容器內(nèi)混合氣體的物質(zhì)的量為0.05 mol，平衡時(shí)PCl5的分解率為_(kāi)。答案78.6%【解題步驟】一是表示出理論差

4、值及相應(yīng)反應(yīng)物、生成物對(duì)應(yīng)的物理量，要注意不同物質(zhì)的物理量及單位間的對(duì)應(yīng)關(guān)系；二是表示出實(shí)際差量并寫(xiě)在相應(yīng)位置(注意應(yīng)將理論差值與實(shí)際差值寫(xiě)在化學(xué)方程式最右側(cè))；三是根據(jù)比例關(guān)系建立方程式并求出結(jié)果。圖示： 例2. 5.85 g NaCl固體與足量濃H2SO4和MnO2共熱，逸出的氣體又與過(guò)量H2發(fā)生爆炸反應(yīng)，將爆炸后的氣體溶于一定量水后再與足量鋅作用，最后可得H2_ L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。解答連續(xù)反應(yīng)類(lèi)型計(jì)算題的捷徑：關(guān)系式法 答案1.12【方法指導(dǎo)】 多步連續(xù)反應(yīng)計(jì)算的特征是多個(gè)化學(xué)反應(yīng)連續(xù)發(fā)生，起始物與目標(biāo)物之間存在定量關(guān)系。解題時(shí)應(yīng)先寫(xiě)出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式，依據(jù)方程式找出連續(xù)反應(yīng)的過(guò)程中不

5、同反應(yīng)步驟之間反應(yīng)物、生成物物質(zhì)的量的關(guān)系，最后確定已知物和目標(biāo)產(chǎn)物之間的物質(zhì)的量的關(guān)系，列出計(jì)算式求解，從而簡(jiǎn)化運(yùn)算過(guò)程。練練習(xí)習(xí) 答案3.36 2氯化亞銅(CuCl)是重要的化工原料。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定合格CuCl產(chǎn)品的主要質(zhì)量指標(biāo)為CuCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于96.50%。工業(yè)上常通過(guò)下列反應(yīng)制備CuCl：2CuSO4Na2SO32NaClNa2CO3=2CuCl3Na2SO4CO2(1)CuCl制備過(guò)程中需要質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20.0%的CuSO4溶液，試計(jì)算配制該溶液所需的CuSO45H2O與H2O的質(zhì)量之比。(2)準(zhǔn)確稱(chēng)取所制備的0.250 0 g CuCl樣品置于一定量的0.5 molL1FeCl3

6、溶液中，待樣品完全溶解后，加水20 mL，用0.100 0 molL1的Ce(SO4)2溶液滴定到終點(diǎn)，消耗24.60 mL Ce(SO4)2溶液。有關(guān)化學(xué)反應(yīng)為Fe3CuCl=Fe2Cu2ClCe4Fe2=Fe3Ce3通過(guò)計(jì)算說(shuō)明上述樣品中CuCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是否符合標(biāo)準(zhǔn)。答案(1)5 11(2)符合應(yīng)用有關(guān)化學(xué)方程式或原子守恒規(guī)律找出物質(zhì)變化過(guò)程中已知量與待求量之間的數(shù)量關(guān)系(即找準(zhǔn)關(guān)系式)，然后列式計(jì)算。 例3 . 將一定質(zhì)量的Mg、Zn、Al混合物與足量稀H2SO4反應(yīng)，生成H2 2.8 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，原混合物的質(zhì)量可能是(雙選)()。 A2 g B4 g C8 g D10 g極限思維

7、的妙用極值法思路點(diǎn)撥 本題給出的數(shù)據(jù)不足，故不能求出每一種金屬的質(zhì)量，只能確定取值范圍。三種金屬中產(chǎn)生等量的氫氣質(zhì)量最大的為鋅，質(zhì)量最小的為鋁。故假設(shè)金屬全部為鋅可求出金屬質(zhì)量為8.125 g，假設(shè)金屬全部為鋁可求的金屬質(zhì)量為2.25 g，金屬實(shí)際質(zhì)量應(yīng)在2.25 g8.125 g之間。故答案為B、C。答案BC【方法指導(dǎo)】 極值法即“極端假設(shè)法”是用數(shù)學(xué)方法解決化學(xué)問(wèn)題的常用方法，是采用極限思維方式解決一些模糊問(wèn)題的解題技巧。它是將題目假設(shè)為問(wèn)題的兩個(gè)極端，然后依據(jù)有關(guān)化學(xué)知識(shí)確定所需反應(yīng)物和生成物的值，進(jìn)行分析判斷，從而求得正確結(jié)論。 極值法可以將某些復(fù)雜的難以分析清楚的化學(xué)問(wèn)題假設(shè)為極值問(wèn)

8、題，使解題過(guò)程簡(jiǎn)潔，解題思路清晰，把問(wèn)題化繁為簡(jiǎn)，由難變易，從而提高解題速度。練習(xí)習(xí) 答案A 2向100 mL 1 molL1的NaOH溶液中通入一定量的SO2后，將所得的溶液蒸干得到5.8 g固體物質(zhì)，則該固體的成分是()。ANa2SO3 BNaHSO3CNa2SO3、NaHSO3 DNa2SO3、NaOH 解析本題中反應(yīng)后得到的物質(zhì)只可能有Na2SO3、NaHSO3、Na2SO3NaHSO3、Na2SO3NaOH四種情況，其中只有Na2SO3或只有NaHSO3時(shí)計(jì)算比較簡(jiǎn)單，故可先分別假設(shè)所得固體中只有Na2SO3或NaHSO3。假設(shè)所得固體全部是Na2SO3，則由鈉原子守恒知可得到0.0

9、5 mol Na2SO3，質(zhì)量為6.3 g；同理可求出當(dāng)固體全部為NaHSO3時(shí)的質(zhì)量為10.4 g，因計(jì)算出的兩個(gè)數(shù)據(jù)均大于所得到的固體質(zhì)量，故說(shuō)明固體物質(zhì)中有一部分NaOH沒(méi)有轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的鹽。答案D1極值法解題的關(guān)鍵 緊扣題設(shè)的可能趨勢(shì)，選好極端假設(shè)的落腳點(diǎn)。2極值法解題的基本思路 (1)把可逆反應(yīng)假設(shè)成向左或向右的完全反應(yīng)。 (2)把混合物假設(shè)成純凈物。 (3)把平行反應(yīng)分別假設(shè)成單一反應(yīng)。例4. 把含有某一種氯化物雜質(zhì)的MgCl2粉末95 g溶于水后，與足量AgNO3溶液反應(yīng)，測(cè)得生成的AgCl為300 g，則該MgCl2中的雜質(zhì)可能是 ()。ANaCl BAlCl3 CKCl DCa

10、Cl2混合物類(lèi)計(jì)算的“簡(jiǎn)化高手”平均值法答案B1可能混有下列兩種雜質(zhì)的硫酸銨樣品13.2 g，與過(guò)量NaOH溶液在加熱條件下反應(yīng)，收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.3 L氣體，則樣品中不可能混入的雜質(zhì)是()。ANH4HCO3、NH4NO3 B(NH4)2CO3、NH4ClCNH4Cl、NH4HCO3 DNH4Cl、NH4NO3練習(xí)習(xí) 解析 13.2 g純凈的(NH4)2SO4與過(guò)量NaOH溶液在加熱條件下反應(yīng)時(shí)最多能生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48 L氣體，實(shí)際生成氣體的體積為4.3 Ln(B)設(shè)n(B)n(A)。若某一組分值與平均值相同時(shí)，該組分含量的多少對(duì)平均值的大小無(wú)影響。 (2)趨向關(guān)系：平均值越接近某組分值

11、，此組分在混合物中的含量越大。 例5. 把a(bǔ) g鐵鋁合金粉末溶于足量鹽酸中，加入過(guò)量NaOH溶液。過(guò)濾出沉淀，經(jīng)洗滌、干燥、灼燒得到紅棕色粉末的質(zhì)量仍為a g，則原合金中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 ()。 A70% B52.4%C47.6% D30%淡化中間過(guò)程，關(guān)注最終組成：巧用終態(tài)分析法 答案A【方法指導(dǎo)】終態(tài)分析法是利用逆向思維方式，以與待求量相關(guān)的物質(zhì)(離子、分子或原子)在終態(tài)的存在形式為解題的切入點(diǎn)，找出已知量與待求量之間的關(guān)系，不考慮中間變化過(guò)程的一種快捷有效的解題方法。在一些多步反應(yīng)或多種混合物的計(jì)算中，由于涉及到的反應(yīng)繁多、數(shù)據(jù)不一或變化過(guò)程復(fù)雜，解題時(shí)如果逐一去分析這些反應(yīng)或過(guò)程，按步就

12、班的進(jìn)行計(jì)算，往往會(huì)糾纏不清，導(dǎo)致思維混亂，不但費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且極易出錯(cuò)，甚至無(wú)法解答。但如果我們淡化中間過(guò)程，關(guān)注最終組成，利用守恒關(guān)系進(jìn)行整體分析，就會(huì)簡(jiǎn)化思維，從而快速求解。1向一定量Fe、Fe2O3的混合物中加入250 mL 2 molL1的HNO3溶液，反應(yīng)完成后生成1.12 L NO(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，再向反應(yīng)后溶液中加入1 molL1 NaOH溶液，要使鐵元素完全沉淀下來(lái)，所加入NaOH溶液的體積最少是()。A450 mL B500 mL C400 mL D不能確定練習(xí)習(xí) 答案A 2一定質(zhì)量的鎂、鋁合金與硝酸恰好完全反應(yīng)，得硝酸鹽溶液和NO2、N2O4、NO的混合氣體，這些氣體與標(biāo)準(zhǔn)狀況下3.36 L氧氣混合后通入水中，所有氣體恰好完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸鹽溶液中加入2 mol/L NaOH溶液至沉淀最多時(shí)停止加入，將沉淀濾出，向?yàn)V液中加水稀釋至500 mL，此時(shí)所得溶液的物質(zhì)的量濃度為()。A0.5 mol/L B1 mol/LC1.2 mol/L D2 mol/L解析由題意可知最終濾液為NaNO3溶液，根據(jù)得失電子守恒和電荷守恒計(jì)算，金屬失去的電子數(shù)等于氧氣得到的電子數(shù)(可以認(rèn)為硝酸起到轉(zhuǎn)移電子的作