高中化學(xué)計(jì)算技巧

1、高中化學(xué)計(jì)算技巧一、守恒法化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是原子間重新組合，依據(jù)質(zhì)量守恒定律在化學(xué)反應(yīng)中存在一系列守恒現(xiàn)象，如：質(zhì)量守恒、元素守恒、電荷守恒、電子得失守恒等，利用這些守恒關(guān)系解題的方法叫做守恒法。（一）質(zhì)量守恒法 質(zhì)量守恒就是化學(xué)反應(yīng)前后各物質(zhì)的質(zhì)量總和不變，在配制或稀釋溶液的過程中，溶質(zhì)的質(zhì)量不變?！纠}】1500C時(shí)，碳酸銨完全分解產(chǎn)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】(NH4)2CO3=2NH3+H2O+CO2 根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知混和氣體的質(zhì)量等于碳酸銨的質(zhì)量，從而可確定混和氣體的平均分子量為 =24 ，混和氣體密度與

2、相同條件下氫氣密度的比為 =12 ，所以答案為C（二）元素守恒法 元素守恒即反應(yīng)前后各元素種類不變，各元素原子個(gè)數(shù)不變，其物質(zhì)的量、質(zhì)量也不變。【例題】有一在空氣中放置了一段時(shí)間的KOH固體，經(jīng)分析測(cè)知其含水2.8%、含K2CO337.3% 取1克該樣品投入25毫升2摩升的鹽酸中后，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、K2CO3跟鹽酸反應(yīng)的主要產(chǎn)物都是KCl，最后得到的固體物質(zhì)是KCl，根據(jù)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

3、守恒法 電荷守恒即對(duì)任一電中性的體系，如化合物、混和物、溶液等，電荷的代數(shù)和為零，即正電荷總數(shù)和負(fù)電荷總數(shù)相等。【例題】在Na2SO4和K2SO4的混和溶液中，如果Na+=0.2摩升，SO42-=x摩升 ，K+=y摩升，則x和y的關(guān)系是 （A）x=0.5y (B)x=0.1+0.5y (C)y=2(x-0.1) (D)y=2x-0.1【分析】可假設(shè)溶液體積為1升，那么Na+物質(zhì)的量為0.2摩，SO42-物質(zhì)的量為x摩，K+物質(zhì)的量為y摩，根據(jù)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)生氧化還原反應(yīng)時(shí)，氧化劑得到的電子數(shù)一定等于還原劑失去的電子

4、數(shù)，無論是自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)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KNO3去氧化溶液中亞鐵離子，待反應(yīng)后剩余的Fe2+離子尚需12毫升0.3摩/升KMnO4溶液才能完全氧化，寫出硝酸鉀和氯化亞鐵完全反應(yīng)的方程式?！痉治觥胯F跟鹽酸完全反應(yīng)生成Fe2+，根據(jù)題意可知Fe2+分別跟KMnO4溶液和KNO3溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)，KMnO4被還原為Mn2+，那么KNO3被還原的產(chǎn)物是什么呢？根據(jù)電子得失守恒進(jìn)行計(jì)算可得KNO3被還原的產(chǎn)物是NO，所以硝酸鉀和氯化亞鐵完全反應(yīng)的化學(xué)方程式為： KNO3+3FeCl2+4HCl=3FeCl3+K

5、Cl+NO+2H2O二、差量法差量法是依據(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)際差量）與化學(xué)方程式中的對(duì)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。（一）質(zhì)量差法【例題】在1升2摩/升的稀硝酸溶液中加入一定量的銅粉，充分反應(yīng)后溶液的質(zhì)量增加了13.2克，問：（1）加入的銅粉是多少克？（2）理論上可產(chǎn)生NO氣體多少升？（標(biāo)準(zhǔn)狀況）【分析】硝酸是過量的，不能用硝酸的量來求解。銅跟硝酸反應(yīng)后溶液增重，原因是生成了硝酸銅

6、，所以可利用這個(gè)變化進(jìn)行求解。 3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO+ 4H2O 增重 192 44.8 636-504=132 X克 Y升 13.2 可得X=19.2克，Y=4.48升（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(fù)到原來狀況（1.01×105Pa , 270C）時(shí)，測(cè)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+ ）O2 xCO2 + H2O 體積減少1&

7、#160;                                                 &

8、#160;                                                 &

9、#160;                                1+ 10                &#

10、160;                                                 &#

11、160;                                                 &#

12、160;                20 計(jì)算可得y=4 ，烴的分子式為C3H4或C2H4或CH4（三）物質(zhì)的量差法【例題】白色固體PCl5受熱即揮發(fā)并發(fā)生分解：PCl5（氣）= PCl3（氣）+ Cl2 現(xiàn)將5.84克PCl5裝入2.05升真空密閉容器中，在2770C達(dá)到平衡時(shí)，容器內(nèi)的壓強(qiáng)為1.01×105Pa ，經(jīng)計(jì)算可知平衡時(shí)容器內(nèi)混和氣體物質(zhì)的量為0.05摩，求平衡時(shí)PCl5的分解百分率?！痉治觥吭璓Cl5的物質(zhì)

13、的量為0.028摩，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)物質(zhì)的量增加了0.022摩，根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算。 PCl5（氣）= PCl3（氣）+ Cl2 物質(zhì)的量增加1                                      

14、;                                                  

15、;                            1 X 0.022 計(jì)算可得有0.022摩PCl5分解，所以結(jié)果為78.6%三、十字交叉法十字交叉法是進(jìn)行二組分混和物平均量與組分量計(jì)算的一種簡(jiǎn)便方法。凡可按M1n1 + M2n2 = （n1 + n2）計(jì)算的問題，均可用十字交叉法計(jì)算的問題，均可按十字交叉法計(jì)

16、算，算式為： M1 n1=（M2- ） M2 n2=（ -M1） 式中， 表示混和物的某平均量，M1、M2則表示兩組分對(duì)應(yīng)的量。如 表示平均分子量，M1、M2則表示兩組分各自的分子量，n1、n2表示兩組分在混和物中所占的份額，n1:n2在大多數(shù)情況下表示兩組分物質(zhì)的量之比，有時(shí)也可以是兩組分的質(zhì)量比，如在進(jìn)行有關(guān)溶液質(zhì)量百分比濃度的計(jì)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、混和物的反應(yīng)等。（一）混和氣體計(jì)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(cè)得混和氣體對(duì)氫氣的相對(duì)密度為12，求這種烴所占的

17、體積?！痉治觥扛鶕?jù)相對(duì)密度計(jì)算可得混和氣體的平均式量為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是0.5體積（二）同位素原子百分含量計(jì)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，已知溴的原子序數(shù)是35，原子量是80，則溴的兩種同位素的中子數(shù)分別等于。 （A）79 、81 （B）45 、46 （C）44 、45 （D）44 、46 【分析】?jī)煞N同位素大約各占一半,根據(jù)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(shù)應(yīng)相差2,所以答案為D（三）溶液配制計(jì)算中的十字交叉法【例題】某同學(xué)欲配

18、制40%的NaOH溶液100克，實(shí)驗(yàn)室中現(xiàn)有10%的NaOH溶液和NaOH固體，問此同學(xué)應(yīng)各取上述物質(zhì)多少克？【分析】10%NaOH溶液溶質(zhì)為10，NaOH固體溶質(zhì)為100，40%NaOH溶液溶質(zhì)為40，利用十字交叉法得：需10%NaOH溶液為×100=66.7克，需NaOH固體為 ×100=33.3克（四）混和物反應(yīng)計(jì)算中的十字交叉法【例題】現(xiàn)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應(yīng)時(shí)所消耗鹽酸跟100克碳酸鈣和該濃度鹽酸反應(yīng)時(shí)消耗鹽酸量相同。計(jì)算混和物中碳酸鋰和碳酸鋇的物質(zhì)的量之比。【分析】可將碳酸鈣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

19、字交叉法計(jì)算可得碳酸鋰和碳酸鋇的物質(zhì)的量之比97:26四、關(guān)系式法實(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(cè)定某一物質(zhì)的含量可能要經(jīng)過若干步中間過程。對(duì)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(cuò)誤，并能迅速準(zhǔn)確地獲得結(jié)果。（一）物質(zhì)制備中的關(guān)系式法【例題】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

20、】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。（二）物質(zhì)分析中的關(guān)系式法 測(cè)定漂白粉中氯元素的含量，測(cè)定鋼中的含硫量，測(cè)定硬水中的硬度或測(cè)定某物質(zhì)組成等物質(zhì)分析過程，也通常由幾步反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)，有關(guān)計(jì)算也需要用關(guān)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(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氧化，將反應(yīng)生成的氯氣通入KI溶液中，得到11.6克碘，試計(jì)算混和物中NaCl的百分含量。【分析】根據(jù)有關(guān)化

21、學(xué)方程式可得：4HCl I2 ，利用關(guān)系式計(jì)算可得生成氯化氫的質(zhì)量是6.7克，再利用已知條件計(jì)算得出混和物中NaCl的百分含量為65% 。五、估算法（一）估算法適用于帶一定計(jì)算因素的選擇題，是通過對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)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，已知它含有銅、鋁、鈣或鎂中的一種或幾種，將5.6克樣品跟足量稀H2SO4完全反應(yīng)生成0.2克氫氣，則此樣品中一定含有 （A）Cu （B）Al （C）Ca （D）Mg【分析】計(jì)算可知，28克金屬反應(yīng)失去1摩電子就能符合題目的要求。能跟稀H2SO4反應(yīng)，失1摩電子的金屬和用量分別為：28克Fe、9

22、克Al、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(shí)的常用方法，用此法往往可以發(fā)現(xiàn)因疏忽而造成的計(jì)算錯(cuò)誤?！纠}】24毫升H2S在30毫升O2中燃燒，在同溫同壓下得到SO2的體積為 （A）24毫升 （B）30毫升 （C）20毫升 （D）18毫升【分析】2H2S + 3O2 = 2SO2 + 2H2O 根據(jù)方程式系數(shù)的比例關(guān)系估算可得答案為D六、類比法類比法是將問題類比于舊問題，從而運(yùn)用舊知識(shí)解決新問題的方法。類比法的實(shí)質(zhì)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(shí)現(xiàn)這種遷移的關(guān)鍵就是找準(zhǔn)類比對(duì)象，發(fā)現(xiàn)生疏問題與熟悉問題本質(zhì)上的類同

23、性。運(yùn)用類比法的題又可分為：自找類比對(duì)象和給出類比對(duì)象兩種。前者一般比較簡(jiǎn)單，后者則可以很復(fù)雜，包括信息給予題中的大部分題目?！纠}】已知PH3在溶液中呈弱堿性，下列關(guān)于PH4Cl的敘述不正確的是 （A）PH4Cl水解呈酸性 （B）PH4Cl含有配位鍵 （C）PH4Cl是分子晶體 （D）PH4Cl與NaOH溶液共熱可產(chǎn)生PH3【分析】NH3和H4Cl的性質(zhì)我們已經(jīng)學(xué)過，N和P是同一主族元素性質(zhì)相似，所以答案為C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(jù)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(shí)用“始終態(tài)法”往往能獨(dú)辟蹊徑

24、，出奇制勝。【例題】把適量的鐵粉投入足量的鹽酸中，反應(yīng)完畢后，向溶液中通入少量Cl2 ，再加入過量燒堿溶液，這時(shí)有沉淀析出，充分?jǐn)嚢韬筮^濾出沉淀物，將沉淀加強(qiáng)熱，最終得到固體殘留物4.8克。求鐵粉與鹽酸反應(yīng)時(shí)放出H2的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）。【分析】固體殘留物可肯定是Fe2O3 ，它是由鐵經(jīng)一系列反應(yīng)生成，氫氣是鐵跟鹽酸反應(yīng)生成的，根據(jù)2Fe Fe2O3 、Fe H2 這兩個(gè)關(guān)系式計(jì)算可得：H2的體積為1.344升八、等效思維法對(duì)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(dāng)假設(shè)，進(jìn)行適當(dāng)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(guān)鍵在于其思維的等效性，即你的假設(shè)、代換都必須

25、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(shí)，某+1價(jià)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(jié)果析出組成為R2SO4·10H2O的晶體21.3克。求此金屬的原子量?！痉治觥?1.3克R2SO4·10H2O晶體比2.6克無水硫酸鹽質(zhì)量多18.7克，這18.7克是從硫酸鹽飽和溶液得的，所以它應(yīng)該是硫酸鹽飽和溶液，從而可知21.3克R2SO4·10H2O中含有11.9克結(jié)晶水、9.4克R2SO4 ，最后結(jié)果是：此金屬的原子量為23九、圖解法化學(xué)上有一類題目的已知條件或

26、所求內(nèi)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(jì)算中的問題。運(yùn)用圖解法的核心問題是識(shí)圖。（一）定性判斷中的圖解法 這類問題常與化學(xué)反應(yīng)速度、化學(xué)平衡、電解質(zhì)溶液、溶解度等知識(shí)的考查相聯(lián)系。解題的關(guān)鍵是認(rèn)清橫縱坐標(biāo)的含義，理解圖示曲線的化學(xué)意義，在此基礎(chǔ)上結(jié)合化學(xué)原理作出正確判斷。【例題】右圖表示外界條件（溫度、壓強(qiáng)）的變化對(duì)下列反 Y應(yīng)的影響：L（固）+ G（氣）= 2R（氣）- 熱量 在圖中， P1 P2 P3 (P1<P2<P3) Y軸是指： （A）平衡混和氣體的百分含量 （B）G的轉(zhuǎn)化率（C）平衡混和氣體中G的

27、百分含量（D）L的轉(zhuǎn)化率【分析】認(rèn)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(qiáng)升高，Y值升高，所以答案是C （二）定量計(jì)算中的圖解法 這類問題要求解題者根據(jù)文字?jǐn)⑹黾皥D象提供的信息，通過計(jì)算求某些量的數(shù)值或某些量的相互關(guān)系。解這類題的要求在于必須抓住圖像中的關(guān)鍵“點(diǎn)”，如轉(zhuǎn)折點(diǎn)、最大值點(diǎn)、最小值點(diǎn)等，以關(guān)鍵點(diǎn)為突破口，找出等量關(guān)系或列出比例式進(jìn)而求解?！纠}】某溫度時(shí)，在2升容器中X、Y、Z三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化曲線如圖所示，根據(jù)圖中數(shù)據(jù)分析，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：_ _。反應(yīng)開始至2 0.1 0.9 Y 分鐘，Z的平均反應(yīng)速率為:_。 X 【分析】由數(shù)據(jù)可知X和Y都是反應(yīng)物

28、,Z是生成 0.7物。平衡時(shí)X減少0.3、Y減少0.1、而Z則增 加0.2 ，那么化學(xué)方程式應(yīng)該為3X + Y = 2Z 而Z的平均反應(yīng)速率為：0.05摩/升·分 0.2 Z 0 2 t(分) 十、討論法 （一）不定方程討論法 當(dāng)一個(gè)方程式中含有兩個(gè)未知數(shù)時(shí)，即為不定方程。不定方程一般有無數(shù)組解，有些化學(xué)題根據(jù)題設(shè)條件最終只能得到不定方程，必須利用化學(xué)原理加以討論才可以得出合理的有限組解。使問題得到圓滿解決。【例題】22.4克某金屬M(fèi)能與42.6克氯氣完全反應(yīng),取等質(zhì)量的該金屬與稀鹽酸反應(yīng),可產(chǎn)生氫氣8.96升（標(biāo)準(zhǔn)狀況），試通過計(jì)算確定該金屬的原子量?！窘狻拷饘費(fèi)跟氯氣反應(yīng)生成物為

29、MClx ，跟稀鹽酸反應(yīng)生成物為MCly ，分別寫出化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算。 2M + xCl2 = 2MClx 2M 71x 列式整理可得：M=18.7x （1）式 2M + 2yHCl = 2MCly + yH2 2M 22.4y 列式整理可得：M=28y （2）式對(duì)（1）式和（2）式進(jìn)行討論可得，當(dāng)x=3 、y=2時(shí)，原子量M=56（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應(yīng)物過量，且反應(yīng)物相對(duì)量不同時(shí)，反應(yīng)過程可能不同，需要通過討論來解題的方法。【例題】寫出H2S燃燒反應(yīng)的化學(xué)方程式。1升H2S氣體和a升空氣混和后點(diǎn)燃，若反應(yīng)前后氣體的溫度和壓強(qiáng)都相同（200C，101.3千帕），試