1.5 微專題4 化學(xué)計算的常用方法-新高考化學(xué)-大一輪復(fù)習(xí)講義（人教版）

1、微專題4化學(xué)計算的常用方法一、應(yīng)用化學(xué)方程式計算方法1.應(yīng)用化學(xué)方程式列比例最重要的基礎(chǔ)方法，關(guān)鍵抓對應(yīng)項列比例，且“上下單位統(tǒng)一，左右單位相當(dāng)”。2.關(guān)系式法一種快速高效的化學(xué)方程式計算方法(1)關(guān)系式法是一種巧妙利用已知量與未知量之間的關(guān)系進(jìn)行解題的一種方法，一般適用于多步進(jìn)行的連續(xù)反應(yīng)，因前一個反應(yīng)的產(chǎn)物是后一個反應(yīng)的反應(yīng)物，可以根據(jù)中間物質(zhì)的傳遞關(guān)系，找出原料和最終產(chǎn)物的相應(yīng)關(guān)系式。(2)列關(guān)系式通常有如下幾種方法：有關(guān)化學(xué)方程式的計量數(shù)關(guān)系；原子守恒關(guān)系；得失電子守恒關(guān)系。3.差量法(1)所謂“差量”就是指反應(yīng)過程中反應(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(

2、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)過程中的熱效應(yīng)等。根據(jù)化學(xué)方程式求出理論上的差值(理論差量)，結(jié)合題中的條件求出或表示出實際的差值(實際差量)，根據(jù)比例關(guān)系建立方程式并求出結(jié)果。(2)差量法的解題關(guān)鍵是找準(zhǔn)研究對象。通常有：固體的質(zhì)量差，研究對象就是固體。氣體的質(zhì)量差，研究對象就是氣體。液體的質(zhì)量，研究對象就是液體。4.列方程組進(jìn)行的混合物計算計算中的數(shù)學(xué)思想：在兩種物質(zhì)組成的混合物中。一般可設(shè)兩個未知數(shù)x、y，題目中通常給出兩個已知量(設(shè)為A、B)，尋找x、y與A、B的數(shù)學(xué)關(guān)系，由此建立二元一次方程組進(jìn)行聯(lián)解 。專題精練1.取3.38 g K2CO3和K

3、HCO3的混合物溶于水配成25 mL溶液，往溶液中加入25 mL Ba(OH)2溶液恰好使生成白色沉淀的量最多，反應(yīng)后溶液中c(OH)0.8 molL1(忽略混合后溶液體積變化)，則原混合物中K2CO3和KHCO3 物質(zhì)的量之比為A.12 B.11 C.21 D.2312345678910111213解析設(shè)原混合物中n(K2CO3)x mol，n(KHCO3)y mol，根據(jù)總質(zhì)量可得：138x100y3.38 往溶液中加入Ba(OH2)溶液，恰好使生成白色沉淀的量最多，反應(yīng)后剩余的氫氧根的物質(zhì)的量n(OH)0.8 molL10.05 L0.04 mol。根據(jù)方程式：K2CO3Ba(OH)2=

4、BaCO32KOHx mol 2x molKHCO3Ba(OH)2=BaCO3KOHH2Oy moly mol可得2xy0.04 12345678910111213所以原混合物中n(K2CO3)n(KHCO3)0.01 mol0.02 mol12。123456789101112132.為了檢驗?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12345678910111213解析由題意知(w1w2)g應(yīng)為NaHCO3分解生成的CO2和H2O的質(zhì)量，設(shè)樣品中NaHCO3質(zhì)量為x g，由此可得如下關(guān)系：2NaHCO3 Na2CO3

5、284 62x w1w2123456789101112133.16 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)：6NO4NH3 5N26H2O(g)，達(dá)到平衡時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：53324397。其中正確的是A. B.C. D.12345678910111213解析根據(jù)反應(yīng)前后氣體的總體積，可用差量法直接求解。6NO4NH3 5N2 6H2O(g)V(氣體的體積差)6 mL 4 mL 5 mL 6 mL (56)(46)1(mL)(理論差量)9 mL 6 mL 17.5161.5(mL)(實際

6、差量)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 mL53，假設(shè)剩余的氣體全部是NH3，則V(NO)V(NH3)9 mL(6 mL1 mL)97，但因該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，剩余氣體實際上是NO、NH3的混合氣體，故V(NO)V(NH3)介于53與97之間，對照所給的數(shù)據(jù)知32與43在此區(qū)間內(nèi)。123456789101112134.取7.90 g KMnO4，加熱分解后剩余固體7.42 g。該剩余固體與足量的濃鹽酸在加熱條件下充分反應(yīng)，生成單質(zhì)氣體A，產(chǎn)物中錳元素以Mn2存在。請計算：(1)KMnO4的分解率為_。123

7、4567891011121360%(或0.60)12345678910111213解析在整個反應(yīng)過程中，錳元素從7價全部轉(zhuǎn)化為2價，說明整個反應(yīng)過程中轉(zhuǎn)移了0.05 mol50.25 mol電子。剩余固體與濃鹽酸反應(yīng)生成氣體A，則A應(yīng)為氯氣。所以整個反應(yīng)過程中只有氧元素和氯元素失電子。氧元素失電子產(chǎn)生氧氣，轉(zhuǎn)移了0.015 mol40.06 mol電子。根據(jù)電子守恒知，氯元素必然轉(zhuǎn)移0.19 mol電子。每產(chǎn)生1 mol氯氣就轉(zhuǎn)移2 mol電子，所以會產(chǎn)生 0.095 mol氯氣。(2)氣體A的物質(zhì)的量為_。123456789101112130.095 mol5.尿素溶液濃度影響NO2的轉(zhuǎn)化，

8、測定溶液中尿素(M60 gmol1)含量的方法如下：取a g尿素溶液，將所含氮完全轉(zhuǎn)化為NH3，所得NH3用過量的v1 mL c1 molL1 H2SO4溶液吸收完全，剩余H2SO4用v2 mL c2 molL1NaOH溶液恰好中和，則尿素溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是_(已知尿素CO(NH2)2水溶液熱分解為NH3和CO2)。12345678910111213123456789101112136.銀銅合金廣泛用于航空工業(yè)，從切割廢料中回收銀并制備銅化工產(chǎn)品的工藝如下：12345678910111213注：Al(OH)3和Cu(OH)2開始分解的溫度分別為450 和80 若銀銅合金中銅(M63.5 g

9、mol1)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為63.5%，理論上5.0 kg廢料中的銅可完全轉(zhuǎn)化為_mol CuAlO2，至少需要1.0 molL1的Al2(SO4)3溶液_L。123456789101112135025.0由Cu、Al兩種元素守恒得如下關(guān)系式：50 mol50 mol25 mol12345678910111213二、守恒法整體思維的應(yīng)用守恒法是一種整合的思維方法，運(yùn)用守恒定律，不糾纏過程細(xì)節(jié)，只考慮反應(yīng)體系中研究對象化學(xué)量的始態(tài)和終態(tài)(如反應(yīng)中的原子守恒、得失電子守恒、電荷守恒、化合價升降守恒、能量守恒等)或相互間的關(guān)系(如化合物中的化合價規(guī)則，電解質(zhì)溶液中的電中性原則等)，從而達(dá)到速解、巧解化學(xué)試

10、題的目的。1.質(zhì)量守恒(原子守恒)依據(jù)化學(xué)反應(yīng)的實質(zhì)是原子的重新組合，反應(yīng)前后各原子的種類和數(shù)目保持不變。2.得失電子守恒氧化還原反應(yīng)中，元素原子化合價升高的總價數(shù)元素原子化合價降低的總價數(shù)，即還原劑失電子的總數(shù)氧化劑得電子的總數(shù)。3.電荷守恒在離子反應(yīng)方程式中，反應(yīng)前后的陰、陽離子所帶的電荷總數(shù)相等。7.28 g鐵粉溶于稀鹽酸中，然后加入足量的Na2O2固體，充分反應(yīng)后過濾，將濾渣加強(qiáng)熱，最終得到的固體質(zhì)量為A.36 g B.40 g C.80 g D.160 g12345678910111213專題精練解析28 g鐵粉溶于稀鹽酸中生成氯化亞鐵溶液，然后加入足量的Na2O2固體，由于Na2O

11、2固體溶于水后生成氫氧化鈉和氧氣，本身也具有強(qiáng)氧化性，所以充分反應(yīng)后生成氫氧化鐵沉淀，過濾，將濾渣加強(qiáng)熱，最終得到的固體為Fe2O3，根據(jù)鐵原子守恒，12345678910111213所得Fe2O3固體的質(zhì)量為0.25 mol160 gmol140 g。8.(2020武漢漢陽區(qū)期中)一定條件下硝酸銨受熱分解的產(chǎn)物為HNO3、N2和H2O，在反應(yīng)中被還原與被氧化的氮原子數(shù)之比是A.54 B.45 C.35 D.5312345678910111213解析反應(yīng)中只有N元素的化合價變化，N元素化合價由銨根離子中3價升高為氮?dú)庵?價，被氧化；由硝酸根中5價降低為氮?dú)庵?價，被還原，由電子轉(zhuǎn)移守恒可知，反

12、應(yīng)中被還原與被氧化的氮原子數(shù)之比為35。A.4 B.5 C.6 D.712345678910111213解析所有的離子反應(yīng)均遵循質(zhì)量守恒和電荷守恒，對于氧化還原反應(yīng)的離子反應(yīng)，還遵循得失電子守恒。往往可以根據(jù)這三個守恒判斷離子方程式的正誤或進(jìn)行有關(guān)化合價的計算。方法1：根據(jù)電荷守恒有n12112，n1。12345678910111213得失電子守恒有(7x)10(1)2，所以x5。10.將1.08 g FeO完全溶解在100 mL 1.00 molL1硫酸中，然后加入25.00 mL K2Cr2O7溶液，恰好使Fe2全部轉(zhuǎn)化為Fe3，且 中的鉻全部轉(zhuǎn)化為Cr3。則K2Cr2O7的物質(zhì)的量濃度是

13、_。0.100 molL1解析由電子守恒知，F(xiàn)eO中2價鐵所失電子的物質(zhì)的量與 中6價鉻所得電子的物質(zhì)的量相等，12345678910111213三、平均值法、極值法1.平均值法(1)平均值法是一種將數(shù)學(xué)平均原理應(yīng)用于化學(xué)計算的解題方法。其依據(jù)的數(shù)學(xué)原理是：兩個數(shù)M1和M2(M1M2)的算術(shù)平均值 一定介于兩者之間(M1 M2)。因此，只要求出兩組分物質(zhì)的某種“特性數(shù)量”平均值 ，就可以判斷兩物質(zhì)“特性數(shù)量”M1和M2的取值范圍，再結(jié)合題給條件即可迅速求出正確答案。混合物的許多化學(xué)特性具有加合性，皆可求出平均值。平均值法解題范圍很廣，特別適合于缺少數(shù)據(jù)而不能直接求解的混合物判斷題。(2)常見的

14、平均值：平均相對原子質(zhì)量、平均相對分子質(zhì)量、平均濃度、平均含量、平均組成等。2.極值法(1)極值法是把研究的對象或變化過程假設(shè)成某種理想的極限狀態(tài)進(jìn)行分析、推理、判斷的一種思維方法；是將題設(shè)構(gòu)造為問題的兩個極端，然后依據(jù)有關(guān)化學(xué)知識確定所需反應(yīng)物或生成物的量的解題方法。極值法的特點(diǎn)是“抓兩端，定中間”。運(yùn)用此法解題的優(yōu)點(diǎn)是將某些復(fù)雜的、難于分析清楚的化學(xué)問題(如某些混合物的計算、平行反應(yīng)計算和討論型計算等)變得單一化、極端化和簡單化，使解題過程簡潔，解題思路清晰，把問題化繁為簡，化難為易，從而提高了解題效率。(2)極值法解題的基本思路把混合物假設(shè)成純凈物。把可逆反應(yīng)假設(shè)成向左或向右的完全反應(yīng)。

15、把平行反應(yīng)分別假設(shè)成單一反應(yīng)。11.鉀與另一堿金屬的合金4.4 g與水完全反應(yīng)時，放出的氫氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為2.24 L，則合金中另一金屬可能是A.鋰 B.鈉 C.鉀 D.銫12345678910111213專題精練解析氫氣的物質(zhì)的量為0.1 mol，由2M2H2O= 2MOHH2210.2 mol 0.1 mol鉀的摩爾質(zhì)量為39 gmol1，則另一種堿金屬的摩爾質(zhì)量一定小于22 gmol1，在所給金屬中只有Li符合題意。1234567891011121312.某K2CO3樣品中含有Na2CO3、KNO3和Ba(NO3)2三種雜質(zhì)中的一種或兩種，現(xiàn)將6.9 g樣品溶于足量水中，得到澄清溶液，若

16、再加入過量的CaCl2溶液，得到4.0 g沉淀，對樣品所含雜質(zhì)的正確判斷是A.肯定有KNO3和Na2CO3，沒有Ba(NO3)2B.肯定有KNO3，沒有Ba(NO3)2，可能有Na2CO3C.肯定沒有Na2CO3和Ba(NO3)2，可能有KNO3D.以上判斷都不正確12345678910111213解析取樣品加入水中，得到澄清溶液，則不可能含有Ba(NO3)2，因為碳酸鋇不溶于水，再加入過量的CaCl2溶液能產(chǎn)生4.0 g沉淀，該沉淀為碳酸鈣，假設(shè)6.9 g全部為K2CO3，12345678910111213則雜質(zhì)中含有碳酸根的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)小于K2CO3中碳酸根的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，故一定有KNO3，可能有Na2CO3。13.已知：將Cl2通入適量KOH溶液，產(chǎn)物中可能有KCl、KClO、KClO3，且 的值與溫度高低有關(guān)。當(dāng)n(KOH)a mol時，下列有關(guān)說法錯誤的是12345