高中化学计算中的基本解题方法.ppt

高中化学计算中的基本解题方法 例1 16mL由NO与NH3组成的混合气体在催化剂作用下于400 左右可发生反应 6NO 4NH3 5N2 6H2O g 达到平衡时在相同条件下气体体积变为17 5mL 则原混合气体中NO与NH3的物质的量之比有四种情况 5 3 3 2 4 3 9 7 其中正确的是 A B C D 差量法 在化学方程式计算中的妙用 由此可知共消耗15mL气体 还剩余1mL气体 假设剩余的气体全部是NO 则V NO V NH3 9mL 1mL 6mL 5 3 假设剩余的气体全部是NH3 则V NO V NH3 9mL 6mL 1mL 9 7 但因该反应是可逆反应 剩余气体实际上是NO NH3的混合气体 故V NO V NH3 介于5 3与9 7之间 对照所给的数据知3 2与4 3在此区间内 答案C 方法指导 1 所谓 差量 就是指反应过程中反应物的某种物理量之和 始态量 与同一状态下生成物的相同物理量之和 终态量 的差 这种物理量可以是质量 物质的量 气体体积 气体压强 反应过程中的热效应等 2 计算依据 化学反应中反应物或生成物的量与差量成正比 3 解题关键 一是明确产生差量的原因 并能根据化学方程式求出理论上的差值 理论差量 二是结合题中的条件求出或表示出实际的差值 实际差量 1 一定质量的碳和8g氧气在密闭容器中于高温下反应 恢复到原来的温度 测得容器内的压强变为原来的1 4倍 则参加反应的碳的质量为 A 2 4gB 4 2gC 6gD 无法确定 练习 答案B 2 为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度 现将w1g样品加热 其质量变为w2g 则该样品的纯度 质量分数 是 答案A 3 白色固体PCl5受热即挥发并发生分解 PCl5 g PCl3 g Cl2 g 现将5 84gPCl5装入2 05L真空密闭容器中 在277 下达到平衡 容器内压强为1 01 105Pa 经计算可知平衡时容器内混合气体的物质的量为0 05mol 平衡时PCl5的分解率为 答案78 6 解题步骤 一是表示出理论差值及相应反应物 生成物对应的物理量 要注意不同物质的物理量及单位间的对应关系 二是表示出实际差量并写在相应位置 注意应将理论差值与实际差值写在化学方程式最右侧 三是根据比例关系建立方程式并求出结果 图示 例2 5 85gNaCl固体与足量浓H2SO4和MnO2共热 逸出的气体又与过量H2发生爆炸反应 将爆炸后的气体溶于一定量水后再与足量锌作用 最后可得H2 L 标准状况 解答连续反应类型计算题的捷径 关系式法 答案1 12 方法指导 多步连续反应计算的特征是多个化学反应连续发生 起始物与目标物之间存在定量关系 解题时应先写出有关反应的化学方程式 依据方程式找出连续反应的过程中不同反应步骤之间反应物 生成物物质的量的关系 最后确定已知物和目标产物之间的物质的量的关系 列出计算式求解 从而简化运算过程 练习 答案3 36 2 氯化亚铜 CuCl 是重要的化工原料 国家标准规定合格CuCl产品的主要质量指标为CuCl的质量分数大于96 50 工业上常通过下列反应制备CuCl 2CuSO4 Na2SO3 2NaCl Na2CO3 2CuCl 3Na2SO4 CO2 1 CuCl制备过程中需要质量分数为20 0 的CuSO4溶液 试计算配制该溶液所需的CuSO4 5H2O与H2O的质量之比 2 准确称取所制备的0 2500gCuCl样品置于一定量的0 5mol L 1FeCl3溶液中 待样品完全溶解后 加水20mL 用0 1000mol L 1的Ce SO4 2溶液滴定到终点 消耗24 60mLCe SO4 2溶液 有关化学反应为Fe3 CuCl Fe2 Cu2 Cl Ce4 Fe2 Fe3 Ce3 通过计算说明上述样品中CuCl的质量分数是否符合标准 答案 1 5 11 2 符合 应用有关化学方程式或原子守恒规律找出物质变化过程中已知量与待求量之间的数量关系 即找准关系式 然后列式计算 例3 将一定质量的Mg Zn Al混合物与足量稀H2SO4反应 生成H22 8L 标准状况 原混合物的质量可能是 双选 A 2gB 4gC 8gD 10g 极限思维的妙用 极值法 思路点拨本题给出的数据不足 故不能求出每一种金属的质量 只能确定取值范围 三种金属中产生等量的氢气质量最大的为锌 质量最小的为铝 故假设金属全部为锌可求出金属质量为8 125g 假设金属全部为铝可求的金属质量为2 25g 金属实际质量应在2 25g 8 125g之间 故答案为B C 答案BC 方法指导 极值法即 极端假设法 是用数学方法解决化学问题的常用方法 是采用极限思维方式解决一些模糊问题的解题技巧 它是将题目假设为问题的两个极端 然后依据有关化学知识确定所需反应物和生成物的值 进行分析判断 从而求得正确结论 极值法可以将某些复杂的难以分析清楚的化学问题假设为极值问题 使解题过程简洁 解题思路清晰 把问题化繁为简 由难变易 从而提高解题速度 练习 答案A 2 向100mL1mol L 1的NaOH溶液中通入一定量的SO2后 将所得的溶液蒸干得到5 8g固体物质 则该固体的成分是 A Na2SO3B NaHSO3C Na2SO3 NaHSO3D Na2SO3 NaOH 解析本题中反应后得到的物质只可能有Na2SO3 NaHSO3 Na2SO3 NaHSO3 Na2SO3 NaOH四种情况 其中只有Na2SO3或只有NaHSO3时计算比较简单 故可先分别假设所得固体中只有Na2SO3或NaHSO3 假设所得固体全部是Na2SO3 则由钠原子守恒知可得到0 05molNa2SO3 质量为6 3g 同理可求出当固体全部为NaHSO3时的质量为10 4g 因计算出的两个数据均大于所得到的固体质量 故说明固体物质中有一部分NaOH没有转化为相应的盐 答案D 1 极值法解题的关键紧扣题设的可能趋势 选好极端假设的落脚点 2 极值法解题的基本思路 1 把可逆反应假设成向左或向右的完全反应 2 把混合物假设成纯净物 3 把平行反应分别假设成单一反应 例4 把含有某一种氯化物杂质的MgCl2粉末95g溶于水后 与足量AgNO3溶液反应 测得生成的AgCl为300g 则该MgCl2中的杂质可能是 A NaClB AlCl3C KClD CaCl2 混合物类计算的 简化高手 平均值法 答案B 1 可能混有下列两种杂质的硫酸铵样品13 2g 与过量NaOH溶液在加热条件下反应 收集到标准状况下4 3L气体 则样品中不可能混入的杂质是 A NH4HCO3 NH4NO3B NH4 2CO3 NH4ClC NH4Cl NH4HCO3D NH4Cl NH4NO3 练习 解析13 2g纯净的 NH4 2SO4与过量NaOH溶液在加热条件下反应时最多能生成标准状况下4 48L气体 实际生成气体的体积为4 3L 4 48L 故杂质中能转化为NH3的氮元素含量低于 NH4 2SO4中的氮元素含量 NH4 2SO4中的氮元素含量为14 66 NH4HCO3中的氮元素含量为14 79 NH4NO3中能转化为NH3的氮元素含量为14 80 注意NO中的氮元素不能转化为NH3 NH4 2CO3中的氮元素含量为14 48 NH4Cl中的氮元素含量为14 53 5 B项中两种物质中的氮元素含量均比硫酸铵中的高 C D两项中两种物质的氮元素含量一种比硫酸铵中的高 一种比硫酸铵中的低 A项中两种物质的氮元素含量均比硫酸铵的低 依平均值原理知 样品中不可能混入的杂质是 NH4 2CO3 NH4Cl 答案B 2 1 碳酸氢铵在170 时完全分解 生成的混和气体平均相对分子质量是 2 某爆鸣气中H2和O2的质量分数分别为75 和25 则该爆鸣气对氢气的相对密度是 3 体积为1L的干燥容器充入HCl气体后 测得容器中气体对氧气相对密度为1 082 用此气体进行喷泉实验 当喷泉停止后 进入容器中液体的体积是 答案 1 26 3 2 1 3 3 0 75L 平均值规律的两大应用 1 介于关系 即平均值介于组分值之间 或介于最大值与最小值之间且可能与中间某一组分的值相等 即n A n B 设n B n A 若某一组分值与平均值相同时 该组分含量的多少对平均值的大小无影响 2 趋向关系 平均值越接近某组分值 此组分在混合物中的含量越大 例5 把ag铁铝合金粉末溶于足量盐酸中 加入过量NaOH溶液 过滤出沉淀 经洗涤 干燥 灼烧得到红棕色粉末的质量仍为ag 则原合金中铁的质量分数为 A 70 B 52 4 C 47 6 D 30 淡化中间过程 关注最终组成 巧用终态分析法 答案A 方法指导 终态分析法是利用逆向思维方式 以与待求量相关的物质 离子 分子或原子 在终态的存在形式为解题的切入点 找出已知量与待求量之间的关系 不考虑中间变化过程的一种快捷有效的解题方法 在一些多步反应或多种混合物的计算中 由于涉及到的反应繁多 数据不一或变化过程复杂 解题时如果逐一去分析这些反应或过程 按步就班的进行计算 往往会纠缠不清 导致思维混乱 不但费时费力 而且极易出错 甚至无法解答 但如果我们淡化中间过程 关注最终组成 利用守恒关系进行整体分析 就会简化思维 从而快速求解 1 向一定量Fe Fe2O3的混合物中加入250mL2mol L 1的HNO3溶液 反应完成后生成1 12LNO 标准状况 再向反应后溶液中加入1mol L 1NaOH溶液 要使铁元素完全沉淀下来 所加入NaOH溶液的体积最少是 A 450mLB 500mLC 400mLD 不能确定 练习 答案A 2 一定质量的镁 铝合金与硝酸恰好完全反应 得硝酸盐溶液和NO2 N2O4 NO的混合气体 这些气体与标准状况下3 36L氧气混合后通入水中 所有气体恰好完全被水吸收生成硝酸 若向所得硝酸盐溶液中加入2mol LNaOH溶液至沉淀最多时停止加入 将沉淀滤出 向滤液中加水稀释至500mL 此时所得溶液的物质的量浓度为 A 0 5mol LB 1mol LC 1 2mol LD 2mol L 解析由题意可知最终滤液为NaNO3溶液 根据得失电子守恒和电荷守恒计算 金属失去的电子数等于氧气得到的电子数 可以认为硝酸起到转移电子的作用 金属失去多少电子就带多少单位正电荷 在溶液中就需结合相同数目的硝酸根离子 最终生成硝酸钠 故硝酸钠的物质的量为 n NaNO3 4n O2 0 6mol 则c NaNO3 0 6mol 0 5L 1 2mol L 答案C 归纳总结 终态分析法是一种整体思维方法 可以概括为 抓住反应本质 巧妙跨越中态 借助守恒关系 利用终态列式 因只考虑始态和终态 从而可大大简化解题过程 提高解题效率