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文檔簡介
1、化學十字交叉法的原理及應用十字交叉法的介紹十字交叉法可用于溶液濃度的計算,例如溶液的稀釋、濃縮或混合等計算題。使用 此法,使解題過程簡便、快速、正確。下面通過例題介紹十字交叉法的原理。同一物質的甲、乙兩溶液的百分比濃度分別為a%、b%( a%> b%),現用這兩種溶液配制百分比濃度為 c%的溶液。問取這兩種溶液的質量比應是多少?同一物質的溶液,配制前后溶質的質量相等,利用這一原理可列式求解。設甲、乙兩溶液各取 ml m2克,兩溶液混合后的溶液質量是(m1+m2。列式m1a% +m2b% = (m1+m2 c%把此式整理得: m1m2=c-ba-c, m1m2就是所取甲、乙兩溶液的質量比。
2、為了便于記憶和運算,假設用 C濃代替a, C稀代替b, C混代替C, m濃代替ml, m稀代替m2把上式寫成十字交叉法的一般形式,圖示如下:圖示中m濃m稀就是所求的甲、乙兩溶液的質量比。這種運算方法,叫十字交叉法。在運用十字交叉法進行計算時要注意,斜找差數,橫看結果。十字交叉法的應用1有關混合溶液的計算例 1現有 20%和 5%的兩種鹽酸溶液, 假設要配制 600克15% 的鹽酸溶液,各需 20%和 5%的鹽酸溶液多少克?分析與解:此題是用兩種濃度的溶液來配制所需濃度的溶液,看似是求溶液的 質量,實質是先求出兩種濃度溶液的質量比,然后問題就迎刃而解。用十字交叉法由圖示可知,20%鹽酸溶液與5%
3、鹽酸溶液的質量比應為2 :1 20%鹽酸溶液的質量 600 x 23=400克5%鹽酸溶液的質量 600 x 13=200克2 .有關改變溶劑質量的溶液濃度的計算例2把 20%的氯化鈉溶液 100克,加水稀釋成濃度為 4%的溶液,問需加水多少 克?分析與解:此題是用水稀釋改變溶液濃度的計算題,將水視為濃度為0%的溶液。用十字交叉法由圖示可知, 20%氯化鈉溶液與參加水的質量比應為m濃:m水=4 : 16=1 : 4二需加水的質量4x 100=400克例3.現有200克濃度為10%的硝酸鉀溶液,假設要使其濃度變?yōu)?0,那么需蒸發(fā)掉多少克水?分析與解:此題是蒸發(fā)水改變溶液濃度的計算題,將水視為濃度
4、為0%的溶液。用十字交叉法由圖示可知,10%的硝酸鉀溶液與蒸發(fā)水的質量比應為m濃m水=-3015=-21 負號表示蒸發(fā)即減少的含義蒸發(fā)水的質量200x 12=100克3 .有關增加溶質的溶液濃度的計算例 4.現有 200 克濃度為 10%的硝酸鉀溶液,假設要使其濃度變?yōu)?20%,那么需再溶解 硝酸鉀多少克?分析與解:此題是增加溶質濃度翻倍的計算題,對于水溶液純溶質的情況,將溶質 的濃度視為 100%。用十字交叉法由圖示可知,增加溶質與 10%的硝酸鉀溶液的質量比應為 1:8需再溶解硝酸鉀的質量 200x18=25 克練一練:試用兩種方法,將 100 克濃度為 10%的硝酸鈉溶液,使其濃度變?yōu)?
5、0%。用十字交叉法計算參考答案:方法一增加溶質 12.5 克方法二蒸發(fā)溶劑 50克淺談化學計算的解題方法化學計算是中學化學的一個難點和重點,要掌握化學計算,應了解中學化學計算的類 型,不同類型解題方法是有所不同的,因此我把中學化學中出現的解題方法歸納如下,每 種類型都舉例加以說明。一、一、守恒法化學反響的實質是原子間重新組合,依據質量守恒定律在化學反響中存在一系列守恒 現象,如:質量守恒、兀素守恒、電荷守恒、電子得失守恒等,利用這些守恒關系解題的 方法叫做守恒法。(一) (一)質量守恒法質量守恒就是化學反響前后各物質的質量總和不變,在配制或稀釋溶液的過程中,溶 質的質量不變。【例題】150
6、176;C時,碳酸銨完全分解產生氣態(tài)混合物,其密度是相同條件下氫氣密度的(A) 96 倍(B) 48 倍(C) 12 倍(D) 32 倍【分析】(NH) 2CG=2NHl+HOl+COf根據質量守恒定律可知混和氣體的質量等于碳酸銨的96質量,從而可確定混和氣體的平均分子量為4 =24,混和氣體密度與相同條件下氫氣密24度的比為2 =12 ,所以答案為C(二) (二)元素守恒法元素守恒即反響前后各元素種類不變,各元素原子個數不變,其物質的量、質量也不 變?!纠}】有一在空氣中放置了一段時間的 KOH固體,經分析測知其含水 2.8%、含&CO37.3% 取1克該樣品投入25毫升2摩/升的鹽
7、酸中后,多余的鹽酸用 1.0摩/升KOH溶液30.8 毫升恰好完全中和,蒸發(fā)中和后的溶液可得到固體(A) 1 克(B) 3.725 克(C) 0.797 克(D) 2.836 克【分析】KOH K2CO跟鹽酸反響的主要產物都是KCl,最后得到的固體物質是 KCl,根據元素守恒,鹽酸中含氯的量和氯化鉀中含氯的量相等,所以答案為B(三) 電荷守恒法|電荷守恒即對任一電中性的體系,如化合物、混和物、溶液等,電荷的代數和為零, 即正電荷總數和負電荷總數相等?!纠}】在NSQ和&SQ的混和溶液中,如果Na =0.2摩/升,SO4-=x摩/升 ,K =y 摩/升,那么x和y的關系是(A) x=0.
8、5y(B)x=0.1+0.5y (C)y=2(x-0.1)(D)y=2x-0.1【分析】可假設溶液體積為1升,那么Na+物質的量為0.2摩,SO2-物質的量為x摩,K+物質的量為y摩,根據電荷守恒可得Na+K +=2SO42-,所以答案為BC(四) 電子得失守恒法電子得失守恒是指在發(fā)生氧化一復原反響時,氧化劑得到的電子數一定等于復原劑失去的電子數,無論是自發(fā)進行的氧化一復原反響還是原電池或電解池中均如此?!纠}】將純鐵絲 5.21克溶于過量稀鹽酸中,在加熱條件下,用2.53克KNO去氧化溶液中亞鐵離子,待反響后剩余的Fe2+離子尚需12毫升0.3摩/升KMnO溶液才能完全氧化,寫出硝酸鉀和氯化
9、亞鐵完全反響的方程式?!痉治觥胯F跟鹽酸完全反響生成 Fe2+,根據題意可知Fe2別跟KMnO溶液和KNO溶液發(fā)生 氧化復原反響,KMnO被復原為MrT,那么KNO被復原的產物是什么呢?根據電子得失守恒 進行計算可得KNO被復原的產物是NQ所以硝酸鉀和氯化亞鐵完全反響的化學方程式為:KNO+3FeCI 2+4HCI=3FeCI 3+KCI+NO+2HD二、二、差量法差量法是依據化學反響前后的某些“差量(固體質量差、溶液質量差、氣體體積差、氣體物質的量之差等與反響或生成物的變化量成正比而建立的一種解題方法。此法將“差量看作化學方程式右端的一項,將差量實際差量與化學方程式中的對應差量理 論差量列成比
10、例,其他解題步驟與按化學方程式列比例或解題完全一樣。一一質量差法【例題】在1升2摩/升的稀硝酸溶液中參加一定量的銅粉,充分反響后溶液的質量增加了 13.2克,問:1參加的銅粉是多少克? 2理論上可產生 NO氣體多少升?標準 狀況【分析】硝酸是過量的,不能用硝酸的量來求解。銅跟硝酸反響后溶液增重,原因是生成了硝酸銅,所以可利用這個變化進行求解。3Cu + 8HNO 3 = 3CuNO 3 2 + 2NO f + 4出0增重19244.8636-504=132X 克Y升 13.2可得 X=19.2 克,丫=4.48 升二二體積差法【例題】10毫升某氣態(tài)烴在 80毫升氧氣中完全燃燒后,恢復到原來狀況
11、1.01 x105Pa ,270C時,測得氣體體積為 70毫升,求此烴的分子式?!痉治觥吭旌蜌怏w總體積為90毫升,反響后為 70毫升,體積減少了 20毫升。剩余氣體應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行有關計算。yyCxHy +(x+ 4 ) Q f XCO2 +2 HO體積減少11101020計算可得y=4,烴的分子式為或CH或CH三三物質的量差法【例題】白色固體 PCI5受熱即揮發(fā)并發(fā)生分解: PCI5 氣=PCb 氣+ Cl2現將5.84 克PCl5裝入2.05升真空密閉容器中, 在2770C到達平衡時,容器內的壓強為1.01 X105Pa , 經計算可知平衡時
12、容器內混和氣體物質的量為0.05摩,求平衡時PCl5的分解百分率。【分析】原PCl5的物質的量為0.028摩,反響到達平衡時物質的量增加了0.022摩,根據化學方程式進行計算。PCl 5 氣=PCl 3 氣+ Cl 2物質的量增加1 11 X0.022計算可得有0.022摩PCl5分解,所以結果為 78.6%三、十字交叉法Mm +十字交叉法是進行二組分混和物平均量與組分量計算的一種簡便方法。凡可按Mn2 = M n1 + n 2計算的問題,均可用十字交叉法計算的問題,均可按十字交叉法計 算,算式為:式中,M表示混和物的某平均量,Ml、M2那么表示兩組分對應的量。如 M表示平均分子量,MM2那么
13、表示兩組分各自的分子量,nn2表示兩組分在混和物中所占的份額,nn?在大多數情況下表示兩組分物質的量之比,有時也可以是兩組分的質量比,如在進行有關 溶液質量百分比濃度的計算。十字交叉法常用于求算:混和氣體平均分子量及組成、混和 烴平均分子式及組成、同位素原子百分含量、溶液的配制、混和物的反響等。一一混和氣體計算中的十字交叉法【例題】在常溫下,將 1體積乙烯和一定量的某氣態(tài)未知烴混和,測得混和氣體對氫氣的 相對密度為12,求這種烴所占的體積?!痉治觥扛鶕鄬γ芏扔嬎憧傻没旌蜌怏w的平均式量為24,乙烯的式量是 28,那么未知烴的式量肯定小于 24,式量小于24的烴只有甲烷,利用十字交叉法可求得甲烷
14、是0.5體積二二同位素原子百分含量計算的十字叉法【例題】溴有兩種同位素,在自然界中這兩種同位素大約各占一半,溴的原子序數是35,原子量是80,那么溴的兩種同位素的中子數分別等于。A79、81 B45、46 C 44、45 D44、46【分析】兩種同位素大約各占一半,根據十字交叉法可知,兩種同位素原子量與溴原子量的差值相等,那么它們的中子數應相差2,所以答案為D三三溶液配制計算中的十字交叉法【例題】某同學欲配制 40%勺NaOH溶液100克,實驗室中現有10%勺NaOH溶液和NaOF固 體,問此同學應各取上述物質多少克?【分析】10%NaOH溶液溶質為10, NaOH固體溶質為100, 40%N
15、aOI溶液溶質為40,禾U用十 字交叉法得:需10%NaOI溶液為603090 X 100=66.7 克,需 NaOH固體為 90 x100=33.3 克四四混和物反響計算中的十字交叉法【例題】現有100克碳酸鋰和碳酸鋇的混和物,它們和一定濃度的鹽酸反響時所消耗鹽酸 跟100克碳酸鈣和該濃度鹽酸反響時消耗鹽酸量相同。計算混和物中碳酸鋰和碳酸鋇的物質的量之比?!痉治觥靠蓪⑻妓徕}的式量理解為碳酸鋰和碳酸鋇的混和物的平均式量,利用十字交叉法 計算可得碳酸鋰和碳酸鋇的物質的量之比97:26四、四、關系式法實際化工生產中以及化學工作者進行科學研究時,往往涉及到多步反響:從原料到產 品可能要經過假設干步反
16、響;測定某一物質的含量可能要經過假設干步中間過程。對于多步反 應體系,依據假設干化學反響方程式,找出起始物質與最終物質的量的關系,并據此列比例 式進行計算求解方法,稱為“關系式法。利用關系式法可以節(jié)省不必要的中間運算步驟, 防止計算錯誤,并能迅速準確地獲得結果。一一物質制備中的關系式法【例題】含有SiO2的黃鐵礦試樣1克,在02中充分灼燒后剩余固體為 0.76克,用這種黃 鐵礦100噸可制得98%的濃硫酸多少噸?設反響過程有2%的硫損失【分析】根據差量法計算黃鐵礦中含FeS的量為72%,而反響過程損失 2%勺硫即損失2%的FeS,根據有關化學方程式找出關系式:FeS 2H2SQ利用關系式計算可
17、得結果為:制得98%的濃硫酸117.6噸。二二物質分析中的關系式法測定漂白粉中氯元素的含量,測定鋼中的含硫量,測定硬水中的硬度或測定某物質組 成等物質分析過程,也通常由幾步反響來實現,有關計算也需要用關系式法?!纠}】讓足量濃硫酸與10克氯化鈉和氯化鎂的混合物加強熱反響,把生成的氯化氫溶于適量的水中,參加二氧化錳使鹽酸完全氧化,將反響生成的氯氣通入KI溶液中,得到11.6克碘,試計算混和物中 NaCI的百分含量?!痉治觥扛鶕嘘P化學方程式可得:4HCI 12,利用關系式計算可得生成氯化氫的質量是6.7克,再利用條件計算得出混和物中NaCI的百分含量為65% 。五、五、估算法一估算法適用于帶一定
18、計算因素的選擇題,是通過對數據進行粗略的、近似的估算確 定正確答案的一種解題方法,用估算法可以明顯提高解題速度?!纠}】有一種不純的鐵,它含有銅、鋁、鈣或鎂中的一種或幾種,將5.6克樣品跟足量稀H2SO4完全反響生成0.2克氫氣,那么此樣品中一定含有A Cu B AlC Ca D Mg【分析】計算可知,28克金屬反響失去1摩電子就能符合題目的要求。能跟稀 fSQ反響, 失1摩電子的金屬和用量分別為: 28克Fe、9克AI、20克Ca、12克Mg所以答案為 A二用估算法確定答案是否合理,也是我們檢查所做題目時的常用方法,用此法往往可 以發(fā)現因疏忽而造成的計算錯誤。【例題】24毫升H2S在30毫升
19、Q中燃燒,在同溫同壓下得到 SQ的體積為A 24毫升B 30毫升C 20毫升 D 18毫升【分析】2H2S + 30 2 = 2SO2 + 2H 20根據方程式系數的比例關系估算可得答案為D六、六、類比法類比法是將問題類比于舊問題,從而運用舊知識解決新問題的方法。類比法的實質是 能力的遷移,即將熟悉問題的能力遷移到新情景或生疏問題上來,實現這種遷移的關鍵就 是找準類比對象,發(fā)現生疏問題與熟悉問題本質上的類同性。運用類比法的題又可分為: 自找類比對象和給出類比對象兩種。前者一般比擬簡單,后者那么可以很復雜,包括信息給 予題中的大局部題目?!纠}】 PH在溶液中呈弱堿性,以下關于PHCI的表達不正
20、確的選項是A PHCI水解呈酸性B PHCI含有配位鍵C PHCI是分子晶體D PHCI與NaOH溶液共熱可產生 PH【分析】NH和H4CI的性質我們已經學過,N和P是同一主族元素性質相似,所以答案為C七、七、始終態(tài)法始終態(tài)法是以體系的開始狀態(tài)與最終狀態(tài)為解題依據的一種解題方法。有些變化過程 中間環(huán)節(jié)很多,甚至某些中間環(huán)節(jié)不太清楚,但始態(tài)和終態(tài)卻交待得很清楚,此時用“始 終態(tài)法往往能獨辟蹊徑,出奇制勝?!纠}】把適量的鐵粉投入足量的鹽酸中,反響完畢后,向溶液中通入少量CI2,再參加過量燒堿溶液,這時有沉淀析出,充分攪拌后過濾出沉淀物,將沉淀加強熱,最終得到固 體殘留物4.8克。求鐵粉與鹽酸反響
21、時放出Ha的體積標準狀況。【分析】固體殘留物可肯定是Fe2Q,它是由鐵經一系列反響生成,氫氣是鐵跟鹽酸反響生成的,根據2Fe Fe 2Q、Fe H2這兩個關系式計算可得:H2的體積為1.344升八、八、等效思維法對于一些用常規(guī)方法不易解決的問題,通過變換思維角度,作適當假設,進行適當代 換等使問題得以解決的方法,稱為等效思維法。等效思維法的關鍵在于其思維的等效性, 即你的假設、代換都必須符合原題意。等效思維法是一種解題技巧,有些題只有此法可解 決,有些題用此法可解得更巧更快?!纠}】在320C時,某+1價金屬的硫酸鹽飽和溶液的濃度為36.3%,向此溶液中投入 2.6克該無水硫酸鹽,結果析出組成
22、為MSQlOfO的晶體21.3克。求此金屬的原子量?!痉治觥?1.3克RaSQlOfO晶體比2.6克無水硫酸鹽質量多 18.7克,這18.7克是從硫酸 鹽飽和溶液得的,所以它應該是硫酸鹽飽和溶液, 從而可知21.3克RSQ10H2O中含有11.9 克結晶水、9.4克RSQ,最后結果是:此金屬的原子量為 23九、九、圖解法化學上有一類題目的條件或所求內容是以圖像的形式表述的,解這類題的方法統(tǒng) 稱圖解法。圖解法既可用于解決定性判斷方面的問題,也可以用于解決定量計算中的問題。運用圖解法的核心問題是識圖。一一定性判斷中的圖解法 這類問題常與化學反響速度、化學平衡、電解質溶液、溶解度等知識的考查相聯(lián)系。
23、解題 的關鍵是認清橫縱坐標的含義,理解圖示曲線的化學意義,在此根底上結合化學原理作出 正確判斷?!纠}】右圖表示外界條件溫度、壓強的變化對以下反Y應的影響:L 固+ G 氣=2R 氣-熱量 在圖中, P1<P2<P3Y 軸是指:A平衡混和氣體的百分含量B G的轉化率C平衡混和氣體中 G的百分含量D L的轉化率【分析】認真分析圖中曲線的變化可知隨溫度升高,Y值降低,而隨壓強升高,Y值升高,所以答案是 C二二定量計算中的圖解法這類問題要求解題者根據文字表達及圖象提供的信息,通過計算求某些量的數值或某些量的相互關系。解這類題的要求在于必須抓住圖像中的關鍵“點,如轉折點、最大值點、最小值點
24、等,以關鍵點為突破口,找出等量關系或列出比例式進而求解。【例題】某溫度時,在2升容器中X、Y、Z三種物質的物質的量隨時間變化曲線如下圖, 根據圖中數據分析,該反響的化學方程式為: 。反響開始至2 分鐘,Z的平均反響速率為:?!痉治觥坑蓴祿芍?X和Y都是反響物,Z是生成 物。平衡時X減少0.3、Y減少0.1、而Z那么增 加0.2 ,那么化學方程式應該為3X + Y = 2Z而Z的平均反響速率為:0.05摩/升分0t分十、討論法一一不定方程討論法當一個方程式中含有兩個未知數時,即為不定方程。不定方程一般有無數組解,有些 化學題根據題設條件最終只能得到不定方程,必須利用化學原理加以討論才可以得出合
25、理 的有限組解。使問題得到圓滿解決?!纠}】22.4克某金屬M能與42.6克氯氣完全反響,取等質量的該金屬與稀鹽酸反響,可 產生氫氣8.96升標準狀況,試通過計算確定該金屬的原子量。Mcy,分別寫出化學方【解】金屬 M跟氯氣反響生成物為 MClx,跟稀鹽酸反響生成物為 程式進行計算。2M + xCl 2 = 2MCl x2M 71x2M + 2yHCl = 2MCl2M22.4y對1式和2 式進行討論可得,當列式整理可得:M=18.7xy + yH 2(1)式列式整理可得:M=28y 2式x=3、y=2時,原子量 M=56二二過量問題討論法所謂過量問題討論法是指題目沒有明確指出何種反響物過量,
26、且反響物相對量不同 時,反響過程可能不同,需要通過討論來解題的方法。【例題】寫出HaS燃燒反響的化學方程式。1升fS氣體和a升空氣混和后點燃,假設反響前后氣體的溫度和壓強都相同200C,101.3千帕,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的表達式表示,假設空氣中氮氣和氧氣的體積比為4 : 1,其它成分可忽略不計?!窘狻糠错懯綖椋?H 2S+3Q=2SQ+2HO 2H 2S+G=2S+2HOa升空氣中含氧氣0.2a升、含氮氣0.8a升。氮氣不參加反響,體積保持不變。根據2H2S+Q=2S+2HQ假設1升H2S氣體和a升空氣完全反響,那么a=2.5升,以下進行討論:1假設a
27、<2.5升,硫化氫過量2H2S+Q=2S+2HQ2 1所以 V=1-0.4a+o.8a=1+0.4a (L)假設a>2.5升,氧氣過量2H2S+Q=2S+2HQ 2H2S+3Q=2SQ+2HQ2 123 2可得 V=0.2a-0.5+0.8a=a-0.5 (L)三三分析推理討論法在分析推理討論法中,突出分析推理對不定因素的討論,用較少的計算過程肯定可能的情況,否認不可能的假設,從而較快地進入實質性問題的解決過程?!纠}】在28.4克CaCQ和MgCQ組成的混和物中參加足量稀鹽酸,生成氣體全部被250毫升2摩/升NaQH溶液吸收,將此溶液在減壓,低溫條件下蒸干得到29.6克不含結晶水
28、的固體物質。求原混和物中各種物質各多少克?【解】NaQH物質的量為0.5摩,所以固體物質也應含有0.5摩的鈉離子,下面進行討論:1NaQH 過量,0.5 摩 NaQH質量為 20 克,而 0.25 摩 NaCQ質量為 26.5 克,NaQH和 NaCQ 混合不可能得到29.6克固體物質。這個假設不成立。2CQ2過量,固體物質可能為 NazCQ和NaHCQ,0.25摩NqCQ質量為26.5克,0.5摩NaHCQ 質量為42克,這個假設成立。通過上述討論可知 29.6克固體物質是NqCQ和NaHCQ勺混和物,有關反響為:CQ + 2NaQH =Na2CQ + H 2QCQ 2 + NaQH = N
29、aHCQ利用方程式計算 CQ的物質的量為0.3摩,生成二氧化碳的有關反響為:CaCQ+ 2HCl = CaCl 2 + H 2Q + CQ2MgCQ 3 + 2HCl = MgCl 2 + H 2Q + CQ利用方程式計算可得:原混和物中CaCQ為20克、MgCC為8.4克。有關有機物的計算中常用的方法4-1烴、烷烴的燃燒通式烴燃燒的通式:cxHy + 甕 +102 上TXC® +|h20烷烴燃燒通式:CnH2fl+2 + 02 丄叫DC® 七 + 1旳 04-2十字交叉法有機計算中的“混合模型,是最常見的,這種相對應的解法,還是需要費一番腦 筋的,不過一旦擁有,百試不爽!
30、(1)十字交叉法十字交叉法適用于兩組分物質的量及混和后對應的平均值時,求組分物質相關 量之比的計算。x C-By A-C即符合:Ax+By=C(x+y)式(設A>B),可推出 負一- -貝 U例1.乙烯和氧氣混和氣體的密度是氫氣的卻4解:14.5倍,求乙烯和氧氣的體積比。V(C2H4) J所以:,-例2 .相同狀況下乙烷和丁烷的混合和氣體5.6 L,完全燃燒時需用氧氣 23.8 L,求混和氣中乙烷的丁烷的體積比。解:先計算混和氣的平均分子組成,再根據平均分子組成中的碳原子數(或氫原子數)利用十字交叉求出兩種烴的體積比。3n+l3n+l2.5 一 20+j)5.623.3V(C2H6) _
31、 1.53所以:;' h. 1':方法二:先計算出每摩爾乙烷和丁烷分別消耗氧的量,再計算每摩爾混和氣體的消耗氧的量為平均值,最后根據十字交叉求出兩種烴的體積比。6.5 一 425=2 2523 8 22 4227X3jT、4.25 3.5=0.75仲期6 Z253所以:、.j 二''4-3平均值法平均值法是利用'I'-'來判斷有關值的范圍。例:將0.2 mol兩種氣態(tài)烴組成的混和氣體完全燃燒后得到6.72 L二氧化碳標況和 7.2 g水,求這兩種氣態(tài)烴可能的組成。解:設氣態(tài)烴的平均分子式為 GHC乩 xCO2 彳lmolc=>x=1
32、.5 y=40.2m ol7 7 mol所以平均分子式為 G5H4,那么混和氣中必有一種烴的碳數小于1.5,另一種烴的碳數大于1.5,因此碳數小于1.5的烴必為甲烷,另一烴由于氫原子數為4,可能為乙烯或丙炔。題:有100g25 %的NaCI溶液和75%的NaCI溶液,混合成 50%的NaCI溶液,需75%的 NaCI溶液多少g?2525# 75-50的絕對值5025 25-50的絕對值設需溶液質量為xg那么25#10025X注:#是為了區(qū)分兩個 25得 X= 100g答:略化學計算題解題方法例11200C時,1體積某烴和4體積O2混和,完全燃燒后恢復到原來的溫度和壓強,體積不變,該烴分子式中所
33、含的碳原子數不可能是A. 1B.2C.3D.4此題是有機物燃燒規(guī)律應用的典型,由于烴的類別不確定,氧是否過量又未知,如果單純將含碳由1至4的各種烴的分子式代入燃燒方程,運算量大而且未必將所有可能性都找得出應用有機物的燃燒通式,設該烴為 CXHY,其完全燃燒方程式 為:CXHY+X+Y/4O2=XCO2+Y/2H2O,因為反響前后溫度都是1200C,所以H2O為氣態(tài),要計體積,在相同狀況下氣體的體積比就相當于摩爾比,那么無論 O2是否過量,每1體積CXHY只與X+Y/4體積O2反響,生成X體積CO2和Y/2體積水蒸氣,體積變量肯定為 1-Y/4,只與分子式中氫原子數量有關按題意,由于反響前后體積
34、不變,即1-丫/4=0,立刻得到分子式為 CXH4,此時再將四個選項中的碳原子數目代入,CH4為甲烷,C2H4為乙烯,C3H4為丙炔,只有C4H4不可能.12.排除法.選擇型計算題最主要的特點是,四個選項中肯定有正確答案,只要將不正確的答 案剔除,剩余的便是應選答案利用這一點,針對數據的特殊性,可運用將不可能的數據排除 的方法,不直接求解而得到正確選項,尤其是單項選擇題,這一方法更加有效例2取相同體積的KI,Na2S,FeBr2三種溶液,分別通入氯氣,反響都完全時,三種溶液所消 耗氯氣的體積在同溫同壓下相同,那么KI,Na2S,FeBr2三種溶液的摩爾濃度之比是A. 1:1:2B.1:2:3C
35、.6:3:2D.2:1:3此題當然可用將氯氣與各物質反響的關系式寫出,按照氯氣用量相等得到各物質摩爾數從而求出其濃度之比的方法來解,但要進行一定量的運算,沒有充分利用選擇題的特殊性根據四個選項中 KI和FeBr2的比例或Na2S和FeBr2的比例均不相同這一特點,只要求出 其中一個比值 ,已經可得出正確選項 .因 KI 與 Cl2 反響產物為I 2 ,即兩反響物 mol 比為2:1,FeBr2與CI2反響產物為 Fe3+和Br2,即兩反響物 mol比為2:3,可化簡為2/3:1,當CI2 用量相同時,那么KI與FeBr2之比為2:(2/3)即3:1,A,B,D中比例不符合,予以排除,只有C為
36、應選項如果取Na2S與FeBr2來算,同理也可得出相同結果此題還可進一步加快解題速度 抓住KI,Na2S,FeBr2三者結構特點-等量物質與 CI2反響時,FeBr2需耗最多CI2.換言之, 當 Cl2 的量相等時 ,參與反響的 FeBr2 的量最少 ,所以等體積的溶液中 ,其濃度最小 ,在四個 選項中,也只有C符合要求,為應選答案13十字交叉法十字交叉法是專門用來計算溶液濃縮及稀釋,混合氣體的平均組成,混合溶液中某種離子濃度 ,混合物中某種成分的質量分數等的一種常用方法,其使用方法為 :組分 A 的物理量 a 差量 c-b平均物理量c(質量,濃度,體積,質量分數等)組分 B 的物理量 b 差
37、量 a-c那么混合物中所含 A和B的比值為(c-b):(a-c),至于濃縮,可看作是原溶液 A中減少了質量分 數為0%的水B,而稀釋那么是增加了質量分數為100%的溶質B,得到質量分數為c的溶液網友:十字交叉法應用的范圍, 怎樣做好實驗題, 如何做出試題環(huán)境把握出題者的意圖?謝老師:十字交叉法應該是屬于運算的方法比擬簡便。 但是使用的范圍, 應該是幾項加起來有一個平均值進行求和,超過這個范圍用十字交叉法就會有問題。我建議臨考前時間不多,如果你對十字交叉法拿不準,沒有把握,這時候完全可以列一個二元一次方程組來代替十字交叉法,這樣的把握性會比擬大。因為這只能作為一種計算的技巧,而不是一種化學方法。
38、關于如何答好實驗題,這是考生普遍關注的問題。并且這個實驗大題,高考中在逐年提高,分析近幾年的實驗題來看,根本上源于課本,但是高于課本。所有的實驗題都是出自課本,但是在課本的根底上有所創(chuàng)新,主要是表達創(chuàng)新的能力進行考試。我前面講過,回歸課本一定要注意課本上的實驗,從現象、原理、操作上都要進行理解。要做好實驗題,當然要強化實驗的相關內容復習,這是一個方面。那么,具體的解題的過程中,首先要明確實驗的目的,就是說這個實驗要到達什么目的?這很重 要。實際上我們平時的很多失分都是因為不明確實驗要做什么以及實驗的目的是干什 么?那么實驗目的清楚了以后,我們就應該找準相應的實驗原理,就是說實驗要到達目 的,需
39、要根據什么實驗原理,這樣要迅速從我們的大腦中的題型中找到相關的原理。原 理清楚之后再根據原理設計相應的實驗過程,要完成這個實驗,并且原理已經知道了, 再設計相應的實驗過程,根據實驗過程選擇實驗裝置和儀器。那么實驗裝置、儀器選擇之后,還要注意理解實驗每個裝置中所發(fā)生的反響,所觀 察的現象,并且對這種現象能夠解釋。為什么要選用這些裝置,這些裝置中的現象發(fā)生 是由于什么原因?然后再根據題式進行解答。另外實驗題失分的方面就是答題不標準, 就會容易造成失分,使得分不高,這是關于實驗題的做法,大家可以借鑒。另外對于考生拿到化學試卷之后,怎樣進入答題的情景?這實際上是考試技巧問題,我們說考試前既要進行相應的
40、知識復習,也應該進行相應的心理調整并且研究答題的技 巧。特別是現在的考試, 應該說有一些的題路, 進入題型的時候一般來說先進行選擇題, 因為化學選擇題的目的很明確,就是考化學學科中的根本知識和根本技能,一般來說難 度不大,這樣容易切入,也容易入手。另外,拿到題之后認真審題,看題干的要求是什么?然后從題干的要求中從大腦中 提取信息,用哪些信息解答比擬適宜,進行結合。另外拿到題以后把整個題看一下,由 易到難,沉著易的題入手,這樣對立你的大力情緒會比擬高,而且有利于答題。怎樣解化學計算題化學計算是從量的方面研究物質及其變化規(guī)律的,它不是單純的數學運算,而是與基 本概念、化學用語、元素及化合物、化學實
41、驗等融為一體的,都具有了豐富的化學內容。 不少學生無視了這一點,片面認為數學好了,化學計算也不在話下,從而影響了化學學習 水平的提高。那么怎樣進行化學計算題的學習呢?一解化學計算題的程序正確解題思路的獲得是來自思維過程的程序化。解答化學計算題的思維程序大致分為 三個階段。1 題目類型的區(qū)分階段這個階段對你正確思維起到定向作用。認真審題,如果能深刻理解所學知識,那 就比擬容易認清題目的類型,有關知識的復習就有了索弓I。假設不能通過審題,確切了解題意,一開始就把 題目的類型弄錯了,結果只會使解題思路誤人歧途。2 有關知識的復現這點對你正確思維起到保證作用。解計算題,必須利用自己獲得的化學知識,依
42、據題意、以題目類型為索引回憶有關知識,為找到正確的解題方法做準備。3 問題實質的分析這對你正確思維起到決定作用。對計算題進行實質的分析,也就是從面臨的題目 中抽出與題目相同的有關知識,通過對這些知識的運用,排除各種無關的或次要的因素干擾,盡快做出解 答。二常用的解題方法1應用關系式法的計算關系式法能較好地表示出物質間轉化的定量關系,有很好的直覺效果,廣泛適用 于純度多步反響,溶解度等有關計算。例:測得某硫鉸樣品含氮的質量分數為18%,試求樣品中的硫銨純度。解設100克試樣中含有 X克硫按,那么硫銨與雜質NH4 2SO4- 2N132克28克100克X克18克132 : X = 28 : 18X
43、 = 84. 9 克 NH4 2SO4 % = 84. 9/100 X 100 %= 84. 9%答:該樣品中硫按的純度為84. 9%.2應用十字交叉法的計算配制一定溶質質量分數的溶液或同一物質不同質量分數混合后質量分數的計算等,用“十字交叉法計算更簡捷。例將200克質量分數為47%的硫鉸稀釋成為 39%,應參加質量分數為 23 %的硫 酸多少克?解析用溶質質量守恒的原理求解此題比擬復雜,用“十字交叉法就容易多 了。設需23%的硫酸為X克化學解題規(guī)律與技巧高三化學有些題目往往是把很多知識融合在一個題目中,解起來很困難。下面介紹幾種解 題的規(guī)律與技巧。一、圖象題的解題技巧圖象計算題綜合性強,難度
44、大,解題關鍵是抓住圖象的“四點:即原點交點轉折點終點即曲線的極限點。例如:將物質ABCDXNaOHALCL3HCLNaALO2YALCL3NaOHNaALO2HCL沉淀的量n2與所加X的物質的量n1的關系如圖:解出符合此圖象的選項。在解此題時抓住原點O和轉折點P及終點N和X值n1與曲線中n2的數值的關系,很容易得出正確結論。因滴加X時,滴入就產生沉淀只能是A和C,而A中從生成沉淀到 最大值與最大值到沉淀溶解消耗X值是1:3,故只有C符合題意。當然為了加深對根底 知識的理解又可把問題拓展開,變?yōu)槔L出A、E、D的圖象,收效會更大。二、定量的烴燃燒耗氧量的巧解法:1、定量是定物質的量時:以C xHy
45、來表示烴,那么消耗氧氣的物質的量為(x+y/4 ),所以碳比氫在同物質的量原子時碳消耗氧氣多。2、定量是質量一定時,碳與氫相比,氫消耗的氧氣多。三、由烴燃燒的通式得出的規(guī)律:根據CxHy+(X+y/4)O2XCo瞥y/2H2O(氣)的方程式,說明氣相中在相同條件下反響前后的體積比等于壓強比也等于物質的量之比,所以可列出方程式1+(x+y/4)與x+y/2的關系。從而得出規(guī)律: (1) 反響前后物質的量不變時為 Y=4;(2) 反響后物質的量減少時為 Y<4;(3) 反響后物質的量增大時為 Y>4。利用此規(guī)律就可以不必進行運算,節(jié)約了大量時間。四、十字交叉法和平均分子式在化學解題中的
46、應用: 十字交叉法是利用量的關系進行解題的簡便方法, 一般講凡符合以下關系式: ax+by=c(x+y) 即 c-b/a-c=x/y 的均可用此法:化學計算中主要應在四個方面:(1)a、b、c為溶液的質量分數,x、y是溶液的質量比;(2) a、b、c為相對原子量,x、y為元素的原子個數比;(3)a、b為兩氣體的式量,C為平均式量,x、y為混合氣體體積比;(4) a、b為氣體中某原子數目,c 為混合氣體平均分子式中某原子數目,x、y為相同組分氣體的體積比或物質的量之比。以(4)為例說明:女口:常溫下一種烷烴A和一種單烴E組成的混合氣體,A、E分子中最多有4個碳原子,且E分子中比A分子中的多。假設
47、1L該混合氣充分燃燒,在同溫同壓下得到2.5L二氧化碳氣體。試推斷A、E的可能組合及體積比。在解此題時根據1L混合氣充分燃燒可生成 2.5L二氧化碳氣體,那么平均分子式中碳原子數 為 2.5 ,故必有一個大于 2.5,一個小于 2.5 而是在 14 之間,所以必是甲烷、乙烷、丙 烯、丁烯,其組合有(1)CH4與 C3H6;(2)CH4 與C 4H8;(3)C2H6 與 C3HQ (4) C2H6與C4H8各種組合的體積比可用十字交叉法如:(1) A:B=1:3 同理可知(2)中A:B=1:1(3)中A:B=1:1( 4)中A:B = 3:1,解題簡便多了。如例:氫氣與氧氣的混合氣體的平均摩爾質
48、量為 20,求它們的體積比。 設混合氣體中氧氣與氫氣的物質的量分別為 xmol 與 ymol2x+32y=20(x+y)從中就可以解決問題。1) 電解 H2O 和 D2O 的混合物,通電一段時間后,兩極共生成 18.5 克,其體積為33.6 L(S.T.P),那么所生成的氣體中,D和H的原子個數比為()A) 1 : 2B) 1 : 1C) 1 : 3D) 3 : 12)體積為1L的枯燥容器中充入氯化氫 氣體后,測得容器中氣體對氧氣的相對密度為1.082 。用此氣體進行噴泉實驗,當噴泉停止后,進入容器中液體的體積是( )A) 0.25LB) 0.5LC) 0.75LD)1L計算型選擇題的速解方法
49、(下)、極值法所謂 極值法就是對數據缺乏無從下手的求算或判斷混合物組成的題,極端假設恰 好為某一成分或恰好完全反響物質的量比(或體積比)的解題方法,以確定混合體系各 成分的名稱、質量分數、體積分數,到達解題快、效率高的目的。例6、某堿金屬單質與其普通氧化物的混合物共1.40g,與足量水完全反響后生成1.79g堿,此堿金屬可能是()A : Na B : K C : Rb D : Li解析此題假設用常規(guī)思路直接列方程計算,很可能中途卡殼、勞而無功。但是如果 將1.4g混合物假設成純品(堿金屬或氧化物),即可很快算出堿金屬相對原子質量的取值范圍,以確定是哪一種堿金屬假定1.4g物質全是金屬單質(設為
50、 R),貝FH ROH mMR 171.40 ( ) 解之 MR=61再假定1.40g物質全是氧化物 設為R2OR2O h 2ROH m 2MR+16181.40 ( ) 解之 MR=24.3既然1.40g物質是R和R2O的混合物,貝U R的原子量應介于 24.3 61之間。題中 已指明R是堿金屬,原子量介于24.3 61之間的堿金屬只有鉀,其式量為39。答案為(B)例7、質量為25.6g的KOH和KHCO3混合物在250 C下煅燒,冷卻后稱重,減少4.9 g, 那么原混合物中 KOH 和 KHCO3 的關系是()(A)KOH>KHCO3 (B)KOH<KHCO3解析此題可假設KO
51、H與KHC03物質的量比為1:1,計算質量差KOH+KHCO3=K2CO3+H2O m56g 100g 18g2 5.6g m解得 m=2.95g/ 2.95 V 4.9 KHC03 過量 答案為B四、估算法 有些計算型選擇題,外表上看起來似乎要計算,但只要認真審題,稍加分析,便可以目測心算,得到正確答案。例8、在一個6L的密閉容器種,放入 3LX g和2LY g在一定條件下發(fā)生如下 反響:4Xg +3Yg 2Qg +nR g ,到達平衡后,容器溫度不變,混合氣體壓強比原來增加 5%, X 的濃度減少 1/3,那么該反響式中的 n 值是 A、3 B、 4 C、 5 D、 6解析 此題可用一般解
52、法,求出 n 的值,但步驟煩瑣,假設用估算法,結合選項,即 可很快得出答案。根據反響的化學方程式, 混合氣體壓強比原來增加 5%, X的濃度減少1/3 說明 反響的正方向是體積增大的方向,即:4+3 V 2+n, n>5,選項中n>5的只有D。答案為 D五、平均值法 平均值法是巧解混合問題的一種常見的有效方法。解題時首先計算平均分子式或平均相對原子質量,再用十字交叉法計算出各成分的物質的量之比。例 9、有兩種氣態(tài)烴組成的混合氣體0. 1 mol ,完全燃燒得到 0.16molCO2 和 3.6gH2O,以下說法正確的選項是:混合氣體中 A、一定有甲烷 B、一定是甲烷和乙烯C、一定沒
53、有乙烷 D、一定有乙炔解析n 烴:nC: n H =0.1 : 0.16: 3.6/18 2=1: 1.6: 4即混合平均分子式組成為C1.6H4。碳原子小于1.6的只有CH4 ,故A正確,由平均分子式可知,另一烴中的 H原子為4,那么一定無C2H6。答案為A、C總之,計算型選擇題主要考查學生思維的敏捷性,解題時主要靠平時積累的速解方 法加上靈活運用來解題化學計算題解題方法化學計算題是中學生在化學學習中比擬頭痛的一類題目,也是他們在測驗和考試中最難得分的一類題目,能選用最適宜的方法準確而快速地解決計算題,對于提高學習成績,增強學習效率,有著重要意義選用適宜的方法解計算題,不但可以縮短解題的時間
54、,還有助于減小計算過程中的 運算量,盡可能地降低運算過程中出錯的時機例如下題,有兩種不同的解法,相比之下,不難看出選取適宜方法的重要性:例130mL定濃度的硝酸溶液與5.12克銅片反響,當銅片全部反響完畢后,共收集到氣體2.24升,那么該硝酸溶液的物質的量濃度至少為A.9mol/LB. 8mol/LC. 5mol/LD. 10mol/L解法一:因為題目中無指明硝酸是濃或稀,所以產物不能確定,根據銅與硝酸反響的兩個方程式:13Cu+8HNQ稀=3CuNO32+2NX +4H2O,2Cu+4HNQ濃=CuNQ 2+2NOf +2H2O,可以設 參與反響1的Cu為xmol,那么反響生成的NO氣體為2/3xmol,反響消耗的硝酸為 8/3xmol, 再設參與反響2的Cu為ymol,那么反響生成的 NO氣體為2ymol,反響消耗的硝酸為 4ymol, 從而可以列出方程組:(x+y)*64=5.12,(2x+2y*22.4=2.24,求得 x=0.045mol,y=0.035mol,那么所耗硝酸為8/3x+4y=0.26mol, 其濃度為(0.26/0.03)mol/L, 在 8-9 之間,只能選 A.解法二:根據質量守恒定律,由于銅片只與硝酸完全反響生成Cu2+,那么產物應為硝酸銅,且其物質的量與原來的銅片一樣,均
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