高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)導(dǎo)學(xué)案：第一章 學(xué)案6 化學(xué)計算中常用的幾種方法(高考)

1、學(xué)案學(xué)案 6 6化學(xué)計算中常用的幾種方法化學(xué)計算中常用的幾種方法 解題雖然沒有一成不變的方法模式，但應(yīng)建立解題的基本思維模式：題示信息基礎(chǔ)知 識邏輯思維。掌握正確的解題方法能簡化解題過程，提高解題能力，常用的解題技巧 有： 1差量法 (1)差量法的應(yīng)用原理 差量法是指根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)的量發(fā)生的變化，找出“理論差量”。這種差量可以 是質(zhì)量、物質(zhì)的量、氣態(tài)物質(zhì)的體積和壓強(qiáng)、反應(yīng)過程中的熱量等。用差量法解題是先 把化學(xué)方程式中的對應(yīng)差量(理論差量)跟差量(實(shí)際差量)列成比例，然后求解。如： 2C(s)O2(g)=2CO(g)H221 kJmol1m(固)，n(氣)，V(氣) 2 mol1 mol

2、2 mol221 kJ24 g1 mol22.4 L(標(biāo)況) (2)使用差量法的注意事項 所選用差值要與有關(guān)物質(zhì)的數(shù)值成正比例或反比例關(guān)系。 有關(guān)物質(zhì)的物理量及其單位都要正確地使用。 (3)差量法的類型及應(yīng)用 質(zhì)量差法 典例導(dǎo)悟 1為了檢驗(yàn)?zāi)澈?NaHCO3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() 84w253w184w1w2 A.B. 31w131w1 73w242w1115w284w1 C.D. 31w131w1 解析樣品加熱發(fā)生的反應(yīng)為： 2NaHCO3 16810662 m(NaHCO3) g(w1w2) g Na

3、2CO3H2OCO2m 168w1w2 質(zhì)量差為(w1w2) g，故樣品中 NaHCO3質(zhì)量為： g，Na2CO3質(zhì)量為 w1 g 62 168w1w2 w g g 84w253w11168w1w2 62mNa2CO3 g，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 。 62w1g31w1 m樣品 當(dāng)然，本題也可用常規(guī)方法，依據(jù)化學(xué)方程式直接求解。 另解： 假設(shè)樣品有 x mol NaHCO3固體，則有： 2NaHCO3Na2CO3CO2H2O x mol0.5x mol 據(jù)樣品加熱前后固體質(zhì)量的關(guān)系，有w1gx mol84 gmol 1 0.5x mol106 gmol 1 w2g，解得 x(w1w2)/31，那么 Na

4、HCO3的質(zhì)量為 m(NaHCO3)(w1w2)/31 mol84 gmol 1 84(w1w2)/31 g， 從而推知 Na2CO3的質(zhì)量為 m(Na2CO3)w1g84(w1w2)/31 g (84w253w1)/31 g，因此 Na2CO3 樣品的純度為 w(Na2CO3)m(Na2CO3)/m(樣品) 84w253w1。 31w1 答案A 體積差法 典例導(dǎo)悟 2(2006北京理綜9)將a L NH3通過灼熱 的裝有鐵觸媒的硬質(zhì)玻璃管后， 氣體體積變?yōu)?b L(氣體體積均在同溫同壓下測定)，該 b L 氣體中 NH3的體積分?jǐn)?shù)是() 2abba A.B. ab 2abba C.D. ba

5、 解析本題主要考查學(xué)生利用“差量法”進(jìn)行靈活計算的能力。 設(shè)參加反應(yīng)的氨氣為 x ，則 2NH3 22 xba x(ba)L 所以氣體中 NH3的體積分?jǐn)?shù)為 N23H2V a Lba L2ab 。 b Lb 特別提醒解答此類題的關(guān)鍵是分析引起差量的原因，只有當(dāng)差值與始態(tài)量或終態(tài)量存 在比例關(guān)系，且化學(xué)計量的差值必須是同一物理量時，才能用“差量法”解題。 答案C 2關(guān)系式法 物質(zhì)間的一種簡化的式子，解決多步反應(yīng)，計算最簡捷。多步反應(yīng)中建立關(guān)系式的方法： (1)疊加法(如利用木炭、水蒸氣制取氨氣) 高溫 COH2Og= CO2H2 CH2Og= COH2 高溫 由木炭、水蒸氣制取 NH3的關(guān)系為：

6、3C4NH3。 (2)元素守恒法 4NH35O2= 4NO6H2O 2NOO2=2NO 2 3NO2H2O=2HNO 3NO 經(jīng)多次氧化和吸收，由N 元素守恒知： NH3HNO3 (3)電子轉(zhuǎn)移守恒法 NH3 HNO3，O2 2O2 由得失電子總數(shù)相等知， NH3經(jīng)氧化等一系列過程生成HNO3， NH3和 O2的關(guān)系為 NH3 2O2。 失去8e 催化劑 得4e 典例導(dǎo)悟 3(2009海南， 7)用足量的CO還原13.7 g 某鉛氧化物，把生成的 CO2全部通入到過量的澄清石灰水中，得到的沉淀干燥后質(zhì)量為 8.0g，則此鉛氧化物的化學(xué)式是() APbOBPb2O3 CPb3O4DPbO2 答案

7、C 解析設(shè)此鉛氧化物的化學(xué)式為PbxOy， PbxOyyOyCOyCO2yCaCO3 16y100y m(O)1.28 g8.0 g 所以 m(Pb)13.7 g1.28 g12.42 g mPbmO xy 34 MPbMO 典例導(dǎo)悟 4(2007天津理綜，改編)黃鐵礦主要成 分是 FeS2。某硫酸廠在進(jìn)行黃鐵礦成分測定時，取0.100 0 g 樣品在空氣中充分灼燒，將 生成的 SO2氣體與足量 Fe2(SO4)3溶液完全反應(yīng)后，用濃度為0.020 00 molL1的 K2Cr2O7 標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，消耗K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液 25.00 mL。 2已知：SO22Fe32H2O=SO2 4

8、 2Fe4H 233Cr2O2 7 6Fe14H =2Cr 6Fe7H2O (1)樣品中 FeS2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是(假設(shè)雜質(zhì)不參加反應(yīng))_。 (2)煅燒 10 t 上述黃鐵礦， 理論上產(chǎn)生 SO2的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)為_L，制得 98 %的硫 酸質(zhì)量為_t。 解析(1)據(jù)方程式 4FeS211O2= 2Fe2O38SO2 2 SO22Fe 3 2H2O=SO2 4 2Fe 4H 2 3 3 Cr2O2 7 6Fe 14H =2Cr 6Fe7H2O 3 2 6Fe 2 3SO FeS 得關(guān)系式：Cr2O7 22 2 3 1 2 mFeS2 0020 00 molL 1 0.025 00 L 120 高

9、溫 m(FeS2)0.090 00 g 樣品中 FeS2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 90.00% (2)4FeS211O2= 2Fe2O38SO2 4 mol8 mol22.4 Lmol 1 101060.9mol V(SO2) 120 V(SO2)3.36106 L 3.36106L n(SO2) 1.5105 mol 1 22.4 Lmol 由 SO2SO3H2SO4 1 mol98 g 15105 molm(H2SO4)98% 得 m(H2SO4)1.5107 g15 t 答案(1)90.00%(2)3.3610615 高溫 特別提醒用關(guān)系式法解題的關(guān)鍵是建立關(guān)系式，而建立關(guān)系式的一般途徑有： 利用

10、粒子守恒建立關(guān)系式；利用化學(xué)方程式中化學(xué)計量數(shù)間的關(guān)系建立關(guān)系式；利用化 學(xué)方程式的加和建立關(guān)系式等。 3極值法 (1)極值法的含義 極值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)物或生成物的量值，進(jìn)行判斷分析，求得 結(jié)果。 也稱為極端假設(shè)法。 (2)極值法解題的基本思路 極值法解題有三個基本思路： 把可逆反應(yīng)假設(shè)成向左或向右進(jìn)行的完全反應(yīng)。 把混合物假設(shè)成純凈物。 把平行反應(yīng)分別假設(shè)成單一反應(yīng)。 (3)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)的落點(diǎn)。 (4)極值法解題的優(yōu)點(diǎn) 極值法解題的優(yōu)點(diǎn)是將某些復(fù)雜的、難以

11、分析清楚的化學(xué)問題假設(shè)為極值問題，使解題 過程簡化，解題思路清晰，把問題化繁為簡，由難變易，從而提高了解題速度。 典例導(dǎo)悟 5在一容積固定的密閉容器中進(jìn)行反 應(yīng)：2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)。已知反應(yīng) 過程中某一時刻 SO2、O2、SO3的濃度分別為 0.2 molL1、0.1 molL1、0.2 molL1。當(dāng)反 應(yīng)達(dá)到平衡時，各物質(zhì)的濃度可能存在的數(shù)據(jù)是() ASO2為 0.4 molL1，O2為 0.2 molL1 BSO2為 0.25 molL1 CSO2和 SO3均為 0.15 molL1 DSO3為 0.4 molL1 解析本題可根據(jù)極端假設(shè)法進(jìn)行分析。若平衡向正反應(yīng)方

12、向移動，達(dá)到平衡時 SO3的 濃度最大為 0.4 molL 1 ，而 SO2和 O2的濃度最小為 0；若平衡向逆反應(yīng)方向移動，達(dá)到 平衡時 SO3的濃度最小為 0，而 SO2和 O2的最大濃度分別為 0.4 molL 1 、0.2 molL 1 ， 考慮該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，反應(yīng)不能向任何一個方向進(jìn)行到底，因此平衡時SO3、O2、SO2 的濃度范圍應(yīng)分別為 0c(SO3)0.4 molL 1, 0c(O2)0.2 molL 1, 0 X XB， X 代表平均相對原子(分子)質(zhì)量、平均濃度、平均 含量、平均生成量、平均消耗量等。 (2)應(yīng)用：已知 X 可以確定 XA、XB的范圍；或已知 XA、XB可

13、以確定 X 的范圍。 解題的關(guān)鍵是要通過平均值確定范圍，很多考題的平均值需要根據(jù)條件先確定下來再作 出判斷。實(shí)際上，它是極值法的延伸。 典例導(dǎo)悟 7兩種金屬混合物共 15 g，投入足量的 鹽酸中，充分反應(yīng)后得到11.2 L H2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，則原混合物的組成肯定不可能為() AMg 和 AgBZn 和 Cu CAl 和 ZnDAl 和 Cu 解析本題可用平均摩爾電子質(zhì)量(即提供 1 mol 電子所需的質(zhì)量)法求解。反應(yīng)中 H被 還原生成 H2，由題意可知 15 g 金屬混合物可提供 1 mol e，其平均摩爾電子質(zhì)量為 15 gmol 1 。 選項中金屬 Mg、 Zn、 Al 的摩爾電子質(zhì)量分

14、別為 12 gmol 1 、 32.5 gmol 1 、 9 gmol 1 ，其中不能與鹽酸反應(yīng)的 Ag 和 Cu 的摩爾電子質(zhì)量可看做。根據(jù)數(shù)學(xué)上的平均值原 理可知， 原混合物中一種金屬的摩爾電子質(zhì)量大于15 gmol 1 ，另一金屬的摩爾電子質(zhì)量 小于 15 gmol 1 。 答案B 典例導(dǎo)悟 8(2009上海，22 改編)實(shí)驗(yàn)室將 9 g 鋁 粉跟一定量的金屬氧化物粉末混合形成鋁熱劑。發(fā)生鋁熱反應(yīng)之后，所得固體中含金屬 單質(zhì)為 18 g，則該氧化物粉末可能是() Fe2O3和 MnO2MnO2和 V2O5 Cr2O3和 V2O5Fe3O4和 FeO ABCD 9 g11 解析n(Al)

15、mol，Al 完全反應(yīng)時轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為 mol31 mol， 3 27 gmol 1 3 則生成金屬的摩爾電子質(zhì)量(轉(zhuǎn)移 1 mol e生成金屬的質(zhì)量)為 18 gmol 1 。 56 g55 g 項生成 Fe 的摩爾電子質(zhì)量為 18.67 gmol 1 ， 生成 Mn 的摩爾電子質(zhì)量為 3 mol4 mol 13.75 gmol 1 ，根據(jù)平均值規(guī)律，正確；生成 Mn 的摩爾電子質(zhì)量為 13.75 gmol 1 ， 51 g 生成 V 的摩爾電子質(zhì)量為10.2 gmol 1 ， 根據(jù)平均值規(guī)律， 不可能生成單質(zhì) 18 g； 5 mol 同理，也不可能生成金屬單質(zhì)18 g；Al 完全反應(yīng)

16、時生成 Fe 的質(zhì)量大于 18 g，當(dāng)氧化 物粉末不足量時，生成的金屬可能為18 g，正確。 答案C 特別提醒混合物的許多化學(xué)特征具有加合性， 均可求出平均值。 屬于這類“特性數(shù)量” 的有：相對分子質(zhì)量、密度、同條件下的體積分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量濃度、反應(yīng)熱、平均組成 等。平均值法解題范圍廣泛，特別適用于缺少數(shù)據(jù)而不能直接求解的混合物判斷問題。 5整體思維法(終態(tài)法) 整體思維拋開事物之間復(fù)雜的變化關(guān)系，從整體認(rèn)識把握事物之間聯(lián)系規(guī)律，具有化繁 為簡，快速解題的功效，能較好的煅燒學(xué)生思維的全面性、靈活性，因此高考無論在選 擇還是綜合性題目中經(jīng)常有意設(shè)置。 典例導(dǎo)悟 9在鐵和氧化鐵混合物 15 g 中，

17、 加入稀硫 酸 150 mL，能放出 H2 1.68 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。同時鐵和氧化鐵均無剩余，向反應(yīng)后的溶液中 滴入 KSCN 溶液， 未見顏色變化。 為了中和過量的 H2SO4， 且使 Fe2完全轉(zhuǎn)化成 Fe(OH)2， 共消耗 3 molL1的 NaOH 溶液 200 mL，則原硫酸的物質(zhì)的量濃度是() A1.5 molL1B2 molL1 C2.5 molL1D3 molL1 解析此題反應(yīng)過程復(fù)雜， 但最后溶液中只有 Na2SO4， 因?yàn)?NaOH 共 0.6 mol， 故 Na2SO4 為 0.3 mol，所以原 H2SO4為 0.3 mol。 答案B 1.一定條件下，合成氨氣反應(yīng)達(dá)到

18、平衡時，測得混合氣體中氨氣的體積分?jǐn)?shù)為20.0%，與 反應(yīng)前的體積相比，反應(yīng)后體積縮小的百分率是（） A.16.7% B.20.0% C.80.0% D.83.3% 答案A 2.（2011廈門模擬）取KI 溶液 25 mL，向其中滴加0.4 molL-1的 FeCl3溶液 135 mL,I- 完全反應(yīng)生成 I2：2I-+2Fe3+=I2+2Fe2+。將反應(yīng)后的溶液用 CCl4萃取后分液，向分出的水 溶液中通入 Cl2至 0.025 mol 時，F(xiàn)e2+恰好完全反應(yīng)。求 KI 溶液的物質(zhì)的量濃度。 解析設(shè) KI 的物質(zhì)的量是 x。 2I-Cl2 21 X0.025 mol 3.（2011武漢質(zhì)檢

19、）已知 2A）溶液的 pH 大于 1，其 酸式鹽 NaHA 溶液的 pH 小于 7。 取等體積的 H2A 溶液和 NaOH 溶液混合后， 所得溶液的 pH 等于 7，則酸溶液與堿溶液的物質(zhì)的量濃度之比是（） A.小于 0.5B.等于 0.5 C.大于 0.5 且小于 1D.大于 1 且小于 2 -1 解析因?yàn)?0.1 molLH2A 的 pH 大于 1，所以 H2A 是弱酸，則 H2A 與 NaOH 生成正鹽 （Na2A）時，由于 Na2A 水解，溶液顯堿性，pH 大于 7，此時酸溶液與堿溶液的物質(zhì)的量 濃度之比是 12=0.5?，F(xiàn)已知混合液的 pH 等于 7，故 H2A 必須過量，NaOH 溶液的濃度 -1 只能小于 0.2 mol L ， 所以二者的物質(zhì)的量濃度之比一定要大于0.5， 即最小值大于 0.5。 又因?yàn)?H2A 與 NaOH 反應(yīng)生成酸式鹽（NaHA）時，溶液的pH 小于 7，所以 NaHA 溶液顯酸 性，此時酸溶液與堿溶液的物質(zhì)的量濃度之比是11，要使溶液的 pH 等于 7，二者的物 質(zhì)的量濃度之比的最大值要小于 1。由此可知，酸溶液與堿溶液的物質(zhì)的量濃度之比在 0.5 與 1 之間。 答案C 4.兩種氣態(tài)烴以任意比例混合， 在 105時，1 L 該混合烴與 9 L 氧氣混合，充分燃燒后