高中化學(xué)計(jì)算中的基本解題方法

高中化學(xué)計(jì)算中的基本解題方法第一頁，共52頁。第二頁，共52頁。第三頁，共52頁。例1.16mL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)：6NO＋4NH35N2＋6H2O(g)，達(dá)到平衡時(shí)在相同條件下氣體體積變?yōu)?7.5mL，則原混合氣體中NO與NH3的物質(zhì)的量之比有四種情況：①5∶3、②3∶2、③4∶3、④9∶7。其中正確的是 ()。 A．①② B．①④ C．②③ D．③④“差量法”在化學(xué)方程式計(jì)算中的妙用第四頁，共52頁。第五頁，共52頁。 由此可知共消耗15mL氣體，還剩余1mL氣體，假設(shè)剩余的氣體全部是NO，則V(NO)∶V(NH3)＝(9mL＋1mL)∶6mL＝5∶3，假設(shè)剩余的氣體全部是NH3，則V(NO)∶V(NH3)＝9mL∶(6mL＋1mL)＝9∶7，但因該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，剩余氣體實(shí)際上是NO、NH3的混合氣體，故V(NO)∶V(NH3)介于5∶3與9∶7之間，對照所給的數(shù)據(jù)知3∶2與4∶3在此區(qū)間內(nèi)。 答案C第六頁，共52頁。【方法指導(dǎo)】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(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。2．計(jì)算依據(jù)：化學(xué)反應(yīng)中反應(yīng)物或生成物的量與差量成正比。3．解題關(guān)鍵：一是明確產(chǎn)生差量的原因，并能根據(jù)化學(xué)方程式求出理論上的差值(理論差量)。二是結(jié)合題中的條件求出或表示出實(shí)際的差值(實(shí)際差量)。第七頁，共52頁。1．一定質(zhì)量的碳和8g氧氣在密閉容器中于高溫下反應(yīng)，恢復(fù)到原來的溫度，測得容器內(nèi)的壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼?.4倍，則參加反應(yīng)的碳的質(zhì)量為 ()。 A．2.4gB．4.2gC．6g D．無法確定[練習(xí)]

第八頁，共52頁。第九頁，共52頁。 答案B第十頁，共52頁。2．為了檢驗(yàn)?zāi)澈蠳aHCO3雜質(zhì)的Na2CO3樣品的純度，現(xiàn)將w1g樣品加熱，其質(zhì)量變?yōu)閣2g，則該樣品的純度(質(zhì)量分?jǐn)?shù))是 ()。第十一頁，共52頁。第十二頁，共52頁。答案A第十三頁，共52頁。3．白色固體PCl5受熱即揮發(fā)并發(fā)生分解：PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)?，F(xiàn)將5.84gPCl5裝入2.05L真空密閉容器中，在277℃下達(dá)到平衡，容器內(nèi)壓強(qiáng)為1.01×105Pa，經(jīng)計(jì)算可知平衡時(shí)容器內(nèi)混合氣體的物質(zhì)的量為0.05mol，平衡時(shí)PCl5的分解率為__________________。第十四頁，共52頁。 答案78.6%第十五頁，共52頁。【解題步驟】 一是表示出理論差值及相應(yīng)反應(yīng)物、生成物對應(yīng)的物理量，要注意不同物質(zhì)的物理量及單位間的對應(yīng)關(guān)系；二是表示出實(shí)際差量并寫在相應(yīng)位置(注意應(yīng)將理論差值與實(shí)際差值寫在化學(xué)方程式最右側(cè))；三是根據(jù)比例關(guān)系建立方程式并求出結(jié)果。 圖示：第十六頁，共52頁。例2.5.85gNaCl固體與足量濃H2SO4和MnO2共熱，逸出的氣體又與過量H2發(fā)生爆炸反應(yīng)，將爆炸后的氣體溶于一定量水后再與足量鋅作用，最后可得H2_________L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。解答連續(xù)反應(yīng)類型計(jì)算題的捷徑：關(guān)系式法第十七頁，共52頁。 答案1.12第十八頁，共52頁?！痉椒ㄖ笇?dǎo)】多步連續(xù)反應(yīng)計(jì)算的特征是多個(gè)化學(xué)反應(yīng)連續(xù)發(fā)生，起始物與目標(biāo)物之間存在定量關(guān)系。解題時(shí)應(yīng)先寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式，依據(jù)方程式找出連續(xù)反應(yīng)的過程中不同反應(yīng)步驟之間反應(yīng)物、生成物物質(zhì)的量的關(guān)系，最后確定已知物和目標(biāo)產(chǎn)物之間的物質(zhì)的量的關(guān)系，列出計(jì)算式求解，從而簡化運(yùn)算過程。第十九頁，共52頁。[練習(xí)]

第二十頁，共52頁。答案3.36第二十一頁，共52頁。2．氯化亞銅(CuCl)是重要的化工原料。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定合格CuCl產(chǎn)品的主要質(zhì)量指標(biāo)為CuCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于96.50%。工業(yè)上常通過下列反應(yīng)制備CuCl： 2CuSO4＋Na2SO3＋2NaCl＋Na2CO3===2CuCl↓＋3Na2SO4＋CO2↑ (1)CuCl制備過程中需要質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20.0%的CuSO4溶液，試計(jì)算配制該溶液所需的CuSO4·5H2O與H2O的質(zhì)量之比。第二十二頁，共52頁。 (2)準(zhǔn)確稱取所制備的0.2500gCuCl樣品置于一定量的0.5mol·L－1FeCl3溶液中，待樣品完全溶解后，加水20mL，用0.1000mol·L－1的Ce(SO4)2溶液滴定到終點(diǎn)，消耗24.60mLCe(SO4)2溶液。有關(guān)化學(xué)反應(yīng)為 Fe3＋＋CuCl===Fe2＋＋Cu2＋＋Cl－ Ce4＋＋Fe2＋===Fe3＋＋Ce3＋ 通過計(jì)算說明上述樣品中CuCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是否符合標(biāo)準(zhǔn)。第二十三頁，共52頁。第二十四頁，共52頁。 答案(1)5∶11(2)符合第二十五頁，共52頁。 應(yīng)用有關(guān)化學(xué)方程式或原子守恒規(guī)律找出物質(zhì)變化過程中已知量與待求量之間的數(shù)量關(guān)系(即找準(zhǔn)關(guān)系式)，然后列式計(jì)算。第二十六頁，共52頁。例3.將一定質(zhì)量的Mg、Zn、Al混合物與足量稀H2SO4反應(yīng)，生成H22.8L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，原混合物的質(zhì)量可能是(雙選)()。 A．2gB．4gC．8g D．10g

極限思維的妙用——極值法第二十七頁，共52頁。

思路點(diǎn)撥

本題給出的數(shù)據(jù)不足，故不能求出每一種金屬的質(zhì)量，只能確定取值范圍。三種金屬中產(chǎn)生等量的氫氣質(zhì)量最大的為鋅，質(zhì)量最小的為鋁。故假設(shè)金屬全部為鋅可求出金屬質(zhì)量為8.125g，假設(shè)金屬全部為鋁可求的金屬質(zhì)量為2.25g，金屬實(shí)際質(zhì)量應(yīng)在2.25g～8.125g之間。故答案為B、C。 答案BC第二十八頁，共52頁?！痉椒ㄖ笇?dǎo)】 極值法即“極端假設(shè)法”是用數(shù)學(xué)方法解決化學(xué)問題的常用方法，是采用極限思維方式解決一些模糊問題的解題技巧。它是將題目假設(shè)為問題的兩個(gè)極端，然后依據(jù)有關(guān)化學(xué)知識確定所需反應(yīng)物和生成物的值，進(jìn)行分析判斷，從而求得正確結(jié)論。極值法可以將某些復(fù)雜的難以分析清楚的化學(xué)問題假設(shè)為極值問題，使解題過程簡潔，解題思路清晰，把問題化繁為簡，由難變易，從而提高解題速度。第二十九頁，共52頁。[練習(xí)]

第三十頁，共52頁。第三十一頁，共52頁。 答案A第三十二頁，共52頁。2．向100mL1mol·L－1的NaOH溶液中通入一定量的SO2后，將所得的溶液蒸干得到5.8g固體物質(zhì)，則該固體的成分是 ()。 A．Na2SO3

B．NaHSO3 C．Na2SO3、NaHSO3

D．Na2SO3、NaOH第三十三頁，共52頁。 解析本題中反應(yīng)后得到的物質(zhì)只可能有Na2SO3、NaHSO3、Na2SO3＋NaHSO3、Na2SO3＋NaOH四種情況，其中只有Na2SO3或只有NaHSO3時(shí)計(jì)算比較簡單，故可先分別假設(shè)所得固體中只有Na2SO3或NaHSO3。假設(shè)所得固體全部是Na2SO3，則由鈉原子守恒知可得到0.05molNa2SO3，質(zhì)量為6.3g；同理可求出當(dāng)固體全部為NaHSO3時(shí)的質(zhì)量為10.4g，因計(jì)算出的兩個(gè)數(shù)據(jù)均大于所得到的固體質(zhì)量，故說明固體物質(zhì)中有一部分NaOH沒有轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的鹽。 答案D第三十四頁，共52頁。1．極值法解題的關(guān)鍵 緊扣題設(shè)的可能趨勢，選好極端假設(shè)的落腳點(diǎn)。2．極值法解題的基本思路(1)把可逆反應(yīng)假設(shè)成向左或向右的完全反應(yīng)。 (2)把混合物假設(shè)成純凈物。 (3)把平行反應(yīng)分別假設(shè)成單一反應(yīng)。第三十五頁，共52頁。例4.把含有某一種氯化物雜質(zhì)的MgCl2粉末95g溶于水后，與足量AgNO3溶液反應(yīng)，測得生成的AgCl為300g，則該MgCl2中的雜質(zhì)可能是 ()。 A．NaClB．AlCl3C．KCl D．CaCl2混合物類計(jì)算的“簡化高手”——平均值法第三十六頁，共52頁。答案B第三十七頁，共52頁。第三十八頁，共52頁。1．可能混有下列兩種雜質(zhì)的硫酸銨樣品13.2g，與過量NaOH溶液在加熱條件下反應(yīng)，收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.3L氣體，則樣品中不可能混入的雜質(zhì)是()。 A．NH4HCO3、NH4NO3

B．(NH4)2CO3、NH4Cl C．NH4Cl、NH4HCO3

D．NH4Cl、NH4NO3[練習(xí)]

第三十九頁，共52頁。解析13.2g純凈的(NH4)2SO4與過量NaOH溶液在加熱條件下反應(yīng)時(shí)最多能生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48L氣體，實(shí)際生成氣體的體積為4.3L<4.48L，故雜質(zhì)中能轉(zhuǎn)化為NH3的氮元素含量低于(NH4)2SO4中的氮元素含量。(NH4)2SO4中的氮元素含量為14/66，NH4HCO3中的氮元素含量為14/79，NH4NO3中能轉(zhuǎn)化為NH3的氮元素含量為14/80(注意NO中的氮元素不能轉(zhuǎn)化為NH3)，(NH4)2CO3中的氮元素含量為14/48，NH4Cl中的氮元素含量為14/53.5。第四十頁，共52頁。 B項(xiàng)中兩種物質(zhì)中的氮元素含量均比硫酸銨中的高，C、D兩項(xiàng)中兩種物質(zhì)的氮元素含量一種比硫酸銨中的高，一種比硫酸銨中的低，A項(xiàng)中兩種物質(zhì)的氮元素含量均比硫酸銨的低，依平均值原理知，樣品中不可能混入的雜質(zhì)是(NH4)2CO3、NH4Cl。 答案B第四十一頁，共52頁。2．(1)碳酸氫銨在170℃時(shí)完全分解，生成的混和氣體平均相對分子質(zhì)量是__________________。 (2)某爆鳴氣中H2和O2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為75%和25%，則該爆鳴氣對氫氣的相對密度是__________________。 (3)體積為1L的干燥容器充入HCl氣體后，測得容器中氣體對氧氣相對密度為1.082，用此氣體進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)，當(dāng)噴泉停止后，進(jìn)入容器中液體的體積是__________________。第四十二頁，共52頁。第四十三頁，共52頁。 答案(1)26.3(2)1.3(3)0.75L第四十四頁，共52頁。平均值規(guī)律的兩大應(yīng)用 (1)介于關(guān)系：即平均值介于組分值之間(或介于最大值與最小值之間且可能與中間某一組分的值相等)，即n(A)>>n(B)[設(shè)n(B)<n(A)]。若某一組分值與平均值相同時(shí)，該組分含量的多少對平均值的大小無影響。 (2)趨向關(guān)系：平均值越接近某組分值，此組分在混合物中的含量越大。第四十五頁，共52頁。例5.把a(bǔ)g鐵鋁合金粉末溶于足量鹽酸中，加入過量NaOH溶液。過濾出沉淀，經(jīng)洗滌、干燥、灼燒得到紅棕色粉末的質(zhì)量仍為ag，則原合金中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為()。 A．70% B．52.4% C．47.6% D．30%淡化中間過程，關(guān)注最終組成：巧用終態(tài)分析法第四十六頁，共52頁。 答案A第四十七頁，共52頁。【方法指導(dǎo)】 終態(tài)分析法是利用逆向思維方式，以與待求量相關(guān)的物質(zhì)(離子、分子或原子)在終態(tài)的存在形式為解題的切入點(diǎn)，找出已知量與待求量之間的關(guān)系，不考慮中間變化過程的一種快捷有效的解題方法。在一些多步反應(yīng)或多種混合物的計(jì)算中，由于涉及到的反應(yīng)繁多、數(shù)據(jù)不一或變化過程復(fù)雜，解題時(shí)如果逐一去分析這些反應(yīng)或過程，按步就班的進(jìn)行計(jì)算，往往會糾纏不清，導(dǎo)致思維混亂，不但費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且極易出錯，甚至無法解答。但如果我們淡化中間過程，關(guān)注最終組成，利用守恒關(guān)系進(jìn)行整體分析，就會簡化思維，從而快速求解。第四十八頁，共52頁。1．向一定量Fe、Fe2O3的混合物中加入250mL2mol·L－1的HNO3溶液，反應(yīng)完成后生成1.12LNO(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，