高考化學(xué)常見計算題解題方法省公開課金獎全國賽課一等獎微課獲獎?wù)n件

高中化學(xué)計算題解題方法歸納——高考必備技能1/19總括

化學(xué)計算題是中學(xué)生在化學(xué)學(xué)習(xí)中比較頭痛一類題目，也是他們在測驗和考試中最難得分一類題目，能選取最適當(dāng)方法準確而快速地處理計算題，對于提升學(xué)習(xí)成績，增強學(xué)習(xí)效率，有著主要意義。選取適當(dāng)方法解計算題,不但能夠縮短解題時間，還有利于減小計算過程中運算量,盡可能地降低運算過程中犯錯機會。2/19開門熱身化學(xué)計算題是中學(xué)生在化學(xué)學(xué)習(xí)中比較頭痛一類題目，也是他們在測驗和考試中最難得分一類題目，能選取最適當(dāng)方法準確而快速地處理計算題，對于提升學(xué)習(xí)成績，增強學(xué)習(xí)效率，有著主要意義。選取適當(dāng)方法解計算題,不但能夠縮短解題時間，還有利于減小計算過程中運算量,盡可能地降低運算過程中犯錯機會。由此可見，在計算過程中針對題目特點選取不一樣解題方法，往往有利于降低運算過程中所消耗時間及犯錯機會，到達快速，準確解題效果，而利用較多解題方法通常有以下幾個:3/19一.商余法這種方法主要是應(yīng)用于解答有機物(尤其是烴類)知道分子量后求出其分子式一類題目。對于烴類，因為烷烴通式為CnH2n+2，分子量為14n+2，對應(yīng)烷烴基通式為CnH2n+1，分子量為14n+1，烯烴及環(huán)烷烴通式為CnH2n，分子量為14n，對應(yīng)烴基通式為CnH2n-1，分子量為14n-1，炔烴及二烯烴通式為CnH2n-2，分子量為14n-2，對應(yīng)烴基通式為CnH2n-3，分子量為14n-3，所以能夠?qū)⒁阎袡C物分子量減去含氧官能團式量后，差值除以14(烴類直接除14)，則最大商為含碳原子數(shù)(即n值)，余數(shù)代入上述分子量通式，符合就是其所屬類別。[例3]某直鏈一元醇14克能與金屬鈉完全反應(yīng)，生成0.2克氫氣,則此醇同分異構(gòu)體數(shù)目為（）A、6個B、7個C、8個D、9個因為一元醇只含一個-OH，每mol醇只能轉(zhuǎn)換出molH2，由生成0.2克H2推斷出14克醇應(yīng)有0.2mol,所以其摩爾質(zhì)量為72克/摩,分子量為72,扣除羥基式量17后,剩下55,除以14,最大商為3,余為13,不合理,應(yīng)取商為4,余為-1,代入分子量通式,應(yīng)為4個碳烯烴基或環(huán)烷基,結(jié)合“直鏈”,從而推斷其同分異構(gòu)體數(shù)目為6個.4/19二.平均值法這種方法最適合定性地求解混合物組成,即只求出混合物可能成份,不用考慮各組分含量.依據(jù)混合物中各個物理量(比如密度,體積,摩爾質(zhì)量,物質(zhì)量濃度,質(zhì)量分數(shù)等)定義式或結(jié)合題目所給條件,能夠求出混合物某個物理量平均值,而這個平均值必須介于組成混合物各成份同一物理量數(shù)值之間,換言之,混合物兩個成份中這個物理量必定一個比平均值大,一個比平均值小,才能符合要求,從而可判斷出混合物可能組成.[例4]將兩種金屬單質(zhì)混合物13g,加到足量稀硫酸中,共放出標(biāo)準情況下氣體11.2L,這兩種金屬可能是（）A．Zn和FeB．Al和ZnC．Al和MgD．Mg和Cu將混合物看成一個金屬來看,因為是足量稀硫酸,13克金屬全部反應(yīng)生成11.2L(0.5摩爾)氣體全部是氫氣,也就是說,這種金屬每放出1摩爾氫氣需26克,假如全部是+2價金屬,其平均原子量為26,則組成混合物+2價金屬,其原子量一個大于26,一個小于26.代入選項,在置換出氫氣反應(yīng)中,顯+2價有Zn,原子量為65,Fe原子量為56,Mg原子量為24,但對于Al,因為在反應(yīng)中顯+3價,要置換出1mol氫氣,只要18克Al便夠,可看作+2價時其原子量為=18,一樣假如有+1價Na參加反應(yīng)時,將它看作+2價時其原子量為23×2=46,對于Cu,因為它不能置換出H2,所以可看作原子量為無窮大,從而得到A中兩種金屬原子量均大于26,C中兩種金屬原子量均小于26,所以A、C都不符合要求,B中Al原子量比26小,Zn比26大,D中Mg原子量比26小,Cu原子量比26大,故B,D為應(yīng)選答案。5/19三.極限法極限法與平均值法剛好相反,這種方法也適合定性或定量地求解混合物組成.依據(jù)混合物中各個物理量(比如密度,體積,摩爾質(zhì)量,物質(zhì)量濃度,質(zhì)量分數(shù)等)定義式或結(jié)合題目所給條件,將混合物看作是只含其中一個組分A,即其質(zhì)量分數(shù)或氣體體積分數(shù)為100%(極大)時,另一組分B對應(yīng)質(zhì)量分數(shù)或氣體體積分數(shù)就為0%(極小),能夠求出此組分A某個物理量值N1,用相同方法可求出混合物只含B不含A時同一物理量值N2,而混合物這個物理量N平是平均值，必須介于組成混合物各成份A，B同一物理量數(shù)值之間,即N1<N平<N2才能符合要求,從而可判斷出混合物可能組成。[例5]4個同學(xué)同時分析一個由KCl和KBr組成混合物,他們各取2.00克樣品配成水溶液,加入足夠HNO3后再加入適量AgNO3溶液，待沉淀完全后過濾得到干燥鹵化銀沉淀質(zhì)量以以下四個選項所表示，其中數(shù)據(jù)合理是A．3.06gB．3.36gC．3.66gD．3.96本題如按通常解法,混合物中含KCl和KBr,能夠有沒有限各種組成方式，則求出數(shù)據(jù)也有各種可能性，要驗證數(shù)據(jù)是否合理，必須將四個選項代入，看是否有解，也就相當(dāng)于要做四題計算題，所花時間非常多。使用極限法，設(shè)2.00克全部為KCl，依據(jù)KCl-AgCl，每74.5克KCl可生成143.5克AgCl,則可得沉淀為(2.00/74.5)×143.5=3.852克，為最大值，一樣可求得當(dāng)混合物全部為KBr時,每119克KBr可得沉淀188克,所以應(yīng)得沉淀為(2.00/119)×188=3.160克,為最小值,則介于二者之間數(shù)值就符合要求,故只能選B和C。6/19四.估算法化學(xué)題尤其是選擇題中所包括計算,所要考查是化學(xué)知識,而不是運算技能,所以當(dāng)中計算量應(yīng)該是較小,通常都不需計出確切值，可結(jié)合題目中條件對運算結(jié)果數(shù)值進行預(yù)計，符合要求便可選取。[例6]已知某鹽在不一樣溫度下溶解度以下表,若把質(zhì)量分數(shù)為22%該鹽溶液由50℃逐步冷卻,則開始析出晶體溫度范圍是溫度(℃)010203040溶解度(克/100克水)11.515.119.424.437.6A．0-10℃B．10-20℃C．20-30℃D．30-40℃本題考查是溶液結(jié)晶與溶質(zhì)溶解度及溶液飽和度關(guān)系。溶液析出晶體，意味著溶液濃度超出了當(dāng)前溫度下其飽和溶液濃度，依據(jù)溶解度定義，[溶解度/(溶解度+100克水)]×100%=飽和溶液質(zhì)量分數(shù),假如將各個溫度下溶解度數(shù)值代入,比較其飽和溶液質(zhì)量分數(shù)與22%大小,可得出結(jié)果,但運算量太大,不符合選擇題特點。從表上可知,該鹽溶解度隨溫度上升而增大,能夠反過來將22%溶液當(dāng)成某溫度時飽和溶液,只要溫度低于該溫度,就會析出晶體。代入[溶解度/(溶解度+100克水)]×100%=22%，可得:溶解度×78=100×22,即溶解度=2200/78，除法運算麻煩,利用估算,應(yīng)介于25與30之間,此溶解度只能在30-40℃中,故選D。7/19五.差量法差量法:對于在反應(yīng)過程中有包括物質(zhì)量,濃度,微粒個數(shù),體積,質(zhì)量等差量改變一個詳細反應(yīng),利用差量改變數(shù)值有利于快捷準確地建立定量關(guān)系,從而排除干擾,快速解題,甚至于一些因條件不足而無法處理題目也迎刃而解.[例7]在1升濃度為C摩/升弱酸HA溶液中,HA,H+和A-物質(zhì)量之和為nC摩,則HA電離度是（）A．n×100%B．(n/2)×100%C．(n-1)×100%D．n%依據(jù)電離度概念,只需求出已電離HA物質(zhì)量,然后將這個值與HA總量(1升×C摩/升=C摩)相除,其百分數(shù)就是HA電離度.要求已電離HA物質(zhì)量,可依據(jù)HAH++A-,因為原有弱酸為1升×C摩/升=C摩,設(shè)電離度為X,則電離出HA物質(zhì)量為XC摩,即電離出H+和A-也分別為CXmol,溶液中未電離HA就為(C-CX)mol,所以HA,H+,A-物質(zhì)量之和為[(C-CX)+CX+CX]摩,即(C+CX)摩=nC摩,從而可得出1+X=n,所以X值為n-1,取百分數(shù)故選C.本題中包括微粒數(shù)較易混同,采取差量法有利于快速解題:依據(jù)HA電離式,每一個HA電離后生成一個H+和一個A-,即微粒數(shù)增大一,現(xiàn)在微粒數(shù)由原來C摩變?yōu)閚C摩,增大了(n-1)*C摩,馬上可知有(n-1)*C摩HA發(fā)生電離,則電離度為(n-1)C摩/C摩=n-1,更加快地選出C項答案.注意：差量法是依據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后一些“差量”（固體質(zhì)量差、溶液質(zhì)量差、氣體體積差、氣體物質(zhì)量之差等）與反應(yīng)物或生成物改變量成正比而建立一個解題法。此法將“差量”看作化學(xué)方程式右端一項，將已知差量（實際差量）與化學(xué)方程式中對應(yīng)差量（理論差量）列成百分比，其它解題步驟與化學(xué)方程式列百分比式解題完全一致。用差量法解題關(guān)鍵是正確找出理論差量。8/19六.代入法將全部選項可某個特殊物質(zhì)逐一代入原題來求出正確結(jié)果,這原本是解選擇題中最無奈時才采取方法,但只要恰當(dāng)?shù)亟Y(jié)合題目所給條件,縮窄要代入范圍,也能夠利用代入方法快速解題.[例8]某種烷烴11克完全燃燒,需標(biāo)準情況下氧氣28L,這種烷烴分子式是A．C5H12B．C4H10C．C3H8D．C2H6因為是烷烴,組成為CnH2n+2,分子量為14n+2,即每14n+2克烴完全燃燒生成n摩CO2和(n+1)摩H2O,便要耗去n+(n+1)/2即3n/2+1/2摩O2,現(xiàn)有烷烴11克,氧氣為28/22.4=5/4摩,其比值為44:5,將選項中四個n值代入(14n+2):因為是烷烴,組成為CnH2n+2,分子量為14n+2,即每14n+2克烴完全燃燒生成n摩CO2和(n+1)摩H2O,便要耗去n+(n+1)/2即3n/2+1/2摩O2,現(xiàn)有烷烴11克,氧氣為28/22.4=5/4摩,其比值為44:5,將選項中四個n值代入(14n+2):3n2+1/2,不需解方程便可快速得知n=3為應(yīng)選答案.9/19七.關(guān)系式法對于多步反應(yīng),可依據(jù)各種關(guān)系(主要是化學(xué)方程式,守恒等),列出對應(yīng)關(guān)系式,快速地在要求物質(zhì)數(shù)量與題目給出物質(zhì)數(shù)量之間建立定量關(guān)系,從而免去了包括中間過程大量運算,不但節(jié)約了運算時間,還防止了運算犯錯對計算結(jié)果影響,是最經(jīng)常使用方法之一.[例9]一定量鐵粉和9克硫粉混合加熱,待其反應(yīng)后再加入過量鹽酸,將生成氣體完全燃燒,共搜集得9克水,求加入鐵粉質(zhì)量為A．14gB．42gC．56gD．28g因為題目中無指明鐵粉量,所以鐵粉可能是過量,也可能是不足,則與硫粉反應(yīng)后,加入過量鹽酸時生成氣體就有各種可能:或者只有H2S(鐵全部轉(zhuǎn)變?yōu)镕eS2),或者是現(xiàn)有H2S又有H2(鐵除了生成FeS2外還有剩下),所以只憑硫粉質(zhì)量和生成水質(zhì)量,不易建立方程求解.依據(jù)各步反應(yīng)定量關(guān)系,列出關(guān)系式:(1)Fe--FeS(鐵守恒)--H2S(硫守恒)--H2O(氫守恒),(2)Fe--H2(化學(xué)方程式)--H2O(氫定恒),從而得知,不論鐵參加了哪一個反應(yīng),每1個鐵都最終生成了1個H2O,所以快速得出鐵物質(zhì)量就是水物質(zhì)量,根本與硫無關(guān),所以應(yīng)有鐵為9/18=0.5摩,即28克.10/19八.比較法已知一個有機物分子式,依據(jù)題目標(biāo)要求去計算相關(guān)量比如同分異構(gòu)體,反應(yīng)物或生成物結(jié)構(gòu),反應(yīng)方程式系數(shù)比等,經(jīng)常要用到結(jié)構(gòu)比較法,其關(guān)鍵是要對有機物結(jié)構(gòu)特點了解透徹,將相關(guān)官能團位置,性質(zhì)熟練掌握,代入對應(yīng)條件中進行確定.CH3[例10]分子式為C12H12烴,結(jié)構(gòu)式為,若萘環(huán)上二溴代物有9種CH3同分異構(gòu)體,則萘環(huán)上四溴代物同分異構(gòu)體數(shù)目有A．9種B．10種C．11種D．12種本題是求萘環(huán)上四溴代物同分異構(gòu)體數(shù)目,不需考慮官能團異構(gòu)和碳鏈異構(gòu),只求官能團位置異構(gòu),如按通常做法,將四個溴原子逐一代入萘環(huán)上氫位置,便可數(shù)出同分異構(gòu)體數(shù)目,但因為數(shù)量多,結(jié)構(gòu)比較十分困難,很易錯數(shù),漏數(shù).抓住題目所給條件--二溴代物有9種,分析所給有機物峁固氐?不難看出,萘環(huán)上只有六個氫原子能夠被溴取代,也就是說,每取代四個氫原子,就必定剩下兩個氫原子未取代,依據(jù)"二溴代物有9種"這一提醒,即萘環(huán)上只取兩個氫原子不一樣組合有9種,即意味著取四個氫原子進行取代不一樣組合就有9種,所以根本不需逐一代,快速推知萘環(huán)上四溴代物同分異構(gòu)體就有9種.11/19九.殘基法這是求解有機物分子結(jié)構(gòu)簡式或結(jié)構(gòu)式中最慣用方法.一個有機物分子式算出后,能夠有很各種不一樣結(jié)構(gòu),要最終確定其結(jié)構(gòu),可先將已知官能團包含烴基式量或所含原子數(shù)扣除,剩下式量或原子數(shù)就是屬于殘余基團,再討論其可能組成便快捷得多.[例11]某有機物5.6克完全燃燒后生成6.72L(S.T.P下)二氧化碳和3.6克水,該有機物蒸氣對一氧化碳相對密度是2,試求該有機物分子式.假如該有機物能使溴水褪色,而且此有機物和新制氫氧化銅混合后加熱產(chǎn)生紅色沉淀,試推斷該有機物結(jié)構(gòu)簡式.因為該有機物蒸氣對一氧化碳相對密度為2,所以其分子量是CO2倍,即56,而5.6克有機物就是0.1摩,完全燃燒生成6.72L(S.T.P)CO2為0.3摩,3.6克水為0.2摩,故分子式中含3個碳,4個氫,則每摩分子中含氧為56-3×12-4×1=16克,分子式中只有1個氧,從而確定分子式是C3H4O.依據(jù)該有機物能發(fā)生斐林反應(yīng),證實其中有-CHO,從C3H4O中扣除-CHO,殘基為-C2H3,能使溴水褪色,則有不飽和鍵,按其組成,只可能為-CH=CH2,所以該有機物結(jié)構(gòu)就為H2C=CH-CHO。12/19十.守恒法物質(zhì)在參加反應(yīng)時,化合價升降總數(shù),反應(yīng)物和生成物總質(zhì)量,各物質(zhì)中所含每一個原子總數(shù),各種微粒所帶電荷總和等等,都必須守恒.所以守恒是解計算題時建立等量關(guān)系依據(jù),守恒法往往穿插在其它方法中同時使用,是各種解題方法基礎(chǔ),利用守恒法能夠很快建立等量關(guān)系,到達速算效果.[例12]已知某強氧化劑[RO(OH)2]+能被硫酸鈉還原到較低價態(tài),假如還原含2.4×10-3mol[RO(OH)2]+溶液到低價態(tài),需12mL0.2mol/L亞硫酸鈉溶液,那么R元素最終價態(tài)為A．+3B．+2C．+1D．-1因為在[RO(OH)2]-中，R化合價為+3價，它被亞硫酸鈉還原同時,亞硫酸鈉被氧化只能得硫酸鈉，硫化合價升高了2價，依據(jù)2.4×10-3mol[RO(OH)2]-與12ml×0.2mol?L－1=0.0024mol亞硫酸鈉完全反應(yīng),亞硫酸鈉共升0.0024×2=0.0048價，則依照升降價守恒，2.4×10-3mol[RO(OH)2]-共降也是0.0048價,所以每摩爾[RO(OH)2]-降了2價，R原為+3價,必須降為+1價，故不需配平方程式可直接選C。13/19十一.規(guī)律法化學(xué)反應(yīng)過程中各物質(zhì)物理量往往是符合一定數(shù)量關(guān)系,這些數(shù)量關(guān)系就是通常所說反應(yīng)規(guī)律,表現(xiàn)為通式或公式,包含有機物分子通式,燃燒耗氧通式,化學(xué)反應(yīng)通式,化學(xué)方程式,各物理量定義式,各物理量相互轉(zhuǎn)化關(guān)系式等,甚至于從實踐中自己總結(jié)通式也可充分利用.熟練利用各種通式和公式,可大幅度減低運算時間和運算量,到達事半功倍效果.[例13]120℃時,1體積某烴和4體積O2混和,完全燃燒后恢復(fù)到原來溫度和壓強,體積不變,該烴分子式中所含碳原子數(shù)不可能是A、1B、2C、3D、4本題是有機物燃燒規(guī)律應(yīng)用經(jīng)典,因為烴類別不確定,氧是否過量又未知,假如單純將含碳由1至4各種烴分子式代入燃燒方程,運算量大而且未必將全部可能性都找得出.應(yīng)用有機物燃燒通式,設(shè)該烴為CXHY,其完全燃燒方程式為:CXHY+(X+Y/4)O2==XCO2+Y/2H2O,因為反應(yīng)前后溫度都是120℃,所以H2O為氣態(tài),要計體積,在相同情況下氣體體積比就相當(dāng)于摩爾比,則不論O2是否過量,每1體積CXHY只與X+Y/4體積O2反應(yīng),生成X體積CO2和Y/2體積水蒸氣,體積變量必定為1-Y/4,只與分子式中氫原子數(shù)量相關(guān).按題意,因為反應(yīng)前后體積不變,即1-Y/4=0,立刻得到分子式為CXH4,此時再將四個選項中碳原子數(shù)目代入,CH4為甲烷,C2H4為乙烯,C3H4為丙炔,只有C4H4不可能.14/19十二.排除法選擇型計算題最主要特點是,四個選項中必定有正確答案,只要將不正確答案剔除,剩下便是應(yīng)選答案.利用這一點,針對數(shù)據(jù)特殊性,可利用將不可能數(shù)據(jù)排除方法,不直接求解而得到正確選項,尤其是單項選擇題,這一方法愈加有效.[例14]取相同體積KI,Na2S,FeBr2三種溶液,分別通入氯氣,反應(yīng)都完全時,三種溶液所消耗氯氣體積(在同溫同壓下)相同,則KI,Na2S,FeBr2三種溶液摩爾濃度之比是A、1∶1∶2B、1∶2∶3C、6∶3∶2D、2∶1∶3本題當(dāng)然可用將氯氣與各物質(zhì)反應(yīng)關(guān)系式寫出,按照氯氣用量相等得到各物質(zhì)摩爾數(shù),從而求出其濃度之比方法來解,但要進行一定量運算,沒有充分利用選擇題特殊性.依據(jù)四個選項中KI和FeBr2百分比或Na2S和FeBr2百分比均不相同這一特點,只要求出其中一個比值,已經(jīng)可得出正確選項.因KI與Cl2反應(yīng)產(chǎn)物為I2,即兩反應(yīng)物mol比為2∶1,FeBr2與Cl2反應(yīng)產(chǎn)物為Fe3+和Br2,即兩反應(yīng)物mol比為2∶3,可化簡為∶1,當(dāng)Cl2用量相同時,則KI與FeBr2之比為2∶即3∶1,A、B、D中百分比不符合,給予排除,只有C為應(yīng)選項.假如取Na2S與FeBr2來算,同理也可得出相同結(jié)果.本題還可深入加緊解題速度,抓住KI,Na2S,FeBr2三者結(jié)構(gòu)特點--等量物質(zhì)與Cl2反應(yīng)時,FeBr2需耗最多Cl2.換言之,當(dāng)Cl2量相等時,參加反應(yīng)FeBr2量最少,所以等體積溶液中,其濃度最小,在四個選項中,也只有C符合要求,為應(yīng)選答案.15/19十三.十字交叉法十字交叉法是專門用來計算溶液濃縮及稀釋,混合氣體平均組成,混合溶液中某種離子濃度,混合物中某種成份質(zhì)量分數(shù)等一個慣用方法,其使用方法為:組分A物理量a差量c-b平均物理量c(質(zhì)量,濃度,體積,質(zhì)量分數(shù)等)組分B物理量b差量a-c則混合物中所含A和B比值為(c-b):(a-c),至于濃縮,可看作是原溶液A中降低了質(zhì)量分數(shù)為0%水B,而稀釋則是增加了質(zhì)量分數(shù)為100%溶質(zhì)B,得到質(zhì)量分數(shù)為c溶液.[例15]有A克15%NaNO3溶液,欲使其質(zhì)量分數(shù)變?yōu)?0%,可采取方法是A.蒸發(fā)溶劑1/2B.蒸發(fā)掉A/2克溶劑C.加入3A/14克NaNO3D.加入3A/20克NaNO3依據(jù)十字交叉法,溶液由15%變?yōu)?0%差量為15%,增大溶液質(zhì)量分數(shù)可有兩個方法:(1)加入溶質(zhì),要使100%NaNO3變?yōu)?0%,差量為70%,所以加入質(zhì)量與原溶液質(zhì)量之比為15:70,即要3A/14克.(2)蒸發(fā)降低溶劑,要使0%溶劑變?yōu)?0%,差量為30%,所以蒸發(fā)溶劑質(zhì)量與原溶液質(zhì)量之比為15%:30%,即要蒸發(fā)A/2克.假如設(shè)未知數(shù)來求解本題,需要做兩次計算題,則所花時間要多得多.16/19十四.拆分法將題目所提供數(shù)值或物質(zhì)結(jié)構(gòu),化學(xué)式進行適當(dāng)分拆,成為相互關(guān)聯(lián)幾個部分,能夠便于建立等量關(guān)系或進行比較,將運算簡化.這種方法最適合用于有機物結(jié)構(gòu)比較(與殘基法相同),同一物質(zhì)參加各種反應(yīng),以及關(guān)于化學(xué)平衡或討論型計算題.[例16]將各為0.3214摩以下各物質(zhì)在相同條件下完全燃燒,消耗氧氣體積最少是A.甲酸B.甲醛C.乙醛D.甲酸甲酯這是關(guān)于有機物燃燒耗氧量計算,因為是等摩爾物質(zhì),完全可用燃燒通式求出每一個選項耗氧摩爾數(shù),但本題只需要定量比較各個物質(zhì)耗氧量多少,不用求出確切值,故此可應(yīng)用拆分法:甲酸結(jié)構(gòu)簡式為HCOOH,可拆為H2O+CO,燃燒時辦只有CO耗氧,甲醛為HCHO,可拆為H2O+C,比甲酸少了一個O