第一講 化學計算方法與技巧

1、化學計算的解題方法與技巧化學計算的方法與技巧化學計算的方法與技巧1.守恒法2.差量法3.平均值法4.極值法5.關(guān)系式法 利用電子守恒、電荷守恒電子守恒、電荷守恒和原子守恒原子守恒為基礎(chǔ)，就是巧妙地選擇化學式中某兩數(shù)(如化合價數(shù)、正負電荷總數(shù))始終保持相等，或幾個連續(xù)的化學方程式前后某微粒(如原子、電子、離子)的物質(zhì)的量保持不變，作為解題的依據(jù)，這樣不用計算中間產(chǎn)物的數(shù)量，從而提高解題速度和準確性。1.守恒法【例題1】某無水混合物由硫酸亞鐵和硫酸鐵組成，測知該混合物中的硫的質(zhì)量分數(shù)為a，求混合物中鐵的質(zhì)量分數(shù)?！痉治觥扛鶕?jù)化學式FeSO4、Fe2(SO4)3可看出，在這兩種物質(zhì)中S、O原子個數(shù)比

2、為1：4，即無論這兩種物質(zhì)以何種比例混合，S、O的原子個數(shù)比始終為1：4。設(shè)含O的質(zhì)量分數(shù)x，則32/64a/x，x2a。所以(Fe)13a【練習1】3.84 g銅和一定量濃硝酸反應(yīng)，當銅反應(yīng)完畢時，共產(chǎn)生氣體2.24 L(標況) 。 （1）反應(yīng)中消耗HNO3的總物質(zhì)的量是_mol。（2）欲使2.24 L氣體恰好全部被水吸收，需通入_ml標準狀況下的氧氣（氧氣也恰好全部被吸收）。6720.22 差量法是依據(jù)化學反應(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”看作化學方程式右端的一項，將已知差量（實際

3、差量）與化學方程式中的對應(yīng)差量（理論差量）列成比例，其他解題步驟與按化學方程式列比例或解題完全一樣。2.差量法【例題2】 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（1.01105Pa , 25 ）時，測得氣體體積為70毫升，求此烴的分子式。 【分析】原混和氣體總體積為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行有關(guān)計算。 CxHy + (x+y/4)O2 xCO2 + y/2 H2O V 1 1+y/4 10 mL 20mL 計算可得y=4 ，烴的分子式為C3H4或C2H4或CH4?！揪毩?】將20 g

4、 CO和CO2的混合氣體通過灼熱的氧化銅后，得到氣體的總質(zhì)量為28 g，則原混合氣體中CO的質(zhì)量分數(shù)是_。70%【練習3】在天平兩盤內(nèi)各放有等質(zhì)量等體積的燒杯，分別盛有同物質(zhì)的量濃度同體積的鹽酸，天平平衡。再分別加入一定量的鎂、鋁，充分反應(yīng)后，若使天平仍然保持平衡，則加入鎂、鋁的物質(zhì)的量之比為( ) A. 98 B. 11 12 C. 12 11 D. 3 4C 混合物的計算是化學計算中常見的比較復雜的題型。有些混合物的計算若用平均值法，則可化難為易，化繁為簡，進而提高解這類題的能力。 兩個數(shù)進行算術(shù)平均所得的平均值，一定介于兩個數(shù)之間。若已知平均值，則可推斷原來兩個數(shù)中一個數(shù)比平均值大，另一

5、個數(shù)比平均值小。這種應(yīng)用平均值去判斷兩個數(shù)的取值范圍的方法稱為平均值法。 可利用相對分子質(zhì)量或相對原子質(zhì)量的平均值、體積平均值和組成平均值來確定混合物的組成。3. 平均值法【例題3】0.1mol由兩種氣態(tài)烴組成的混合氣體完全燃燒后，得到0.16molCO2和3.6g水，混合氣體中（ ）A.可能有甲烷B.一定是甲烷和乙烯 C.一定沒有乙烷D.一定有乙炔【分析】設(shè)混合氣態(tài)烴的平均化學式為 CxHy，因0.1molCxHy和O2反應(yīng)生成0.16molCO2和0.2molH2O，則x=1.6,y=4,即混合烴的平均化學式為C1.6H4，由此可得：(1)混合氣態(tài)烴中一定有CH4 ，(2)另一種氣態(tài)烴為C

6、nH4，可能是C2H4或C3H4等，但一定沒有C2H6，故正確答案為【練習5】有銣與另一種堿金屬的合金4.4g，與足量水反應(yīng)產(chǎn)生2.24L(標況下)氫氣，則另一種堿金屬可能是（） A. Li B. Na C. K D. CsA【練習6】電解普通水（H2O）和重水（D2O），通電一段時間后，兩極共生成氣體18.5g，其體積為33.6L(標況下)，在所生成的氣體中重氫和普通氫的原子個數(shù)比為（） A.2:3 B.2:5 C.1:2 D.1:3 極值法（又稱極端假設(shè)法）就是從某種極限狀態(tài)出發(fā)，進行分析、推理、判斷的一種思維方法。一般是，先根據(jù)外界條件（極值）確定答案的可能取值范圍，然后再根據(jù)題給條件，

7、確定答案，或?qū)⒒旌衔锛僭O(shè)為純凈物再進行分析、比較。4. 極值法例例4 4： Mg、Al、Fe三種金屬的混合物與足量稀硫酸反應(yīng)，生成氫氣11.2L（標況），則金屬混合物中三金屬的物質(zhì)的量之和不可能是（ ） A. 0.48mol B. 0.60 mol C. 0.36 mol D. 0.40 molB 實際化工生產(chǎn)中以及化學工作者進行科學研究時，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)；測定某一物質(zhì)的含量可能要經(jīng)過若干步中間過程。對于多步反應(yīng)體系，依據(jù)若干化學反應(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)此列比例式進行計算求解方法，稱為“關(guān)系式”法。利用關(guān)系式法可以節(jié)省不必要的中間運算步驟，避免計算錯誤，并能迅速準確地獲得結(jié)果。5. 關(guān)系式法【例題5】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】根據(jù)差量法計算黃鐵礦中含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)化學方程式找出關(guān)系式：FeS2 2H2SO4 利用關(guān)系式計算可得結(jié)果為：制得98%的濃硫酸117.6噸?！揪毩?7】讓足量濃硫酸與20.7g氯化鈉和氯化鎂的混合物加強熱反應(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