化学计算解题方法实例

高一化学提高班讲义化学计算解题方法一．关系式法二．差量法三．平均值法四．极值法一．关系式法关系式法是根据有关反应方程式或化学式，找出有关物质间的相互关系——关系式，从而利用关系式进行计算。（一）根据反应方程式确立关系式就是根据化学方程式、尤其是多步反应的化学方程式（有时可将其相互叠加），找出有关物质间的反应关系。1．46g金属钠在空气中充分燃烧得到淡黄色粉末，该粉末跟足量水反应放出气体的体积（标准状况）是A．44.8LB．11.2LC．22.4LD．5.6L2Na+O2==Na2O22Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑关系式：4Na————O24×23g22.4L46gV(O2)V(O2)＝11.2L2．工业上常用漂白粉跟酸反应放出的氯气质量对漂白粉质量的百分比（x％）来表示漂白粉的优劣。漂白粉与酸的反应为：Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2SO4＝2CaSO4＋2Cl2↑＋2H2O现为了测定一瓶漂白粉的x％，进行如下实验。称取漂白粉样品2.00g，加水研磨后，转入250mL容量瓶内，用水稀释至刻度。摇匀后，取出25.0mL，加入过量的KI溶液和过量的稀硫酸，静置。待漂白粉放出的氯气与KI完全反应后，用0.100mol／L的Na2S2O3标准溶液滴定反应中生成的I2，反应如下：2Na2S2O3＋I2＝Na2S4O6＋2NaI。滴定时用去Na2S2O3溶液20.0mL。试由上述数据计算该漂白粉的x％。Cl2+2KI==I2+2KCl2Na2S2O3＋I2＝Na2S4O6＋2NaI关系式：Cl2——I2——2Na2S2O371g2molm(Cl2)m(Cl2)＝0.71g2525002.0/100.0LLmolX%＝0.71g/2.00g×100％＝35.5％（二）根据元素或原子团的物质的量守恒关系确立关系式3．含FeS265%的硫铁矿在燃烧的时候，有1.8%的硫受到损失而混入炉渣。由这种矿石2t可以制得98%的硫酸多少吨？生产过程中涉及的反应有：4FeS2+11O2==2Fe2O3+8SO22SO2+O2==2SO3SO3+H2O==H2SO4关系式：FeS2————————2H2SO41201962t×65％×(1－1.8%)98％×m(浓H2SO4)m(浓H2SO4)=2.13t4．分析磁铁矿（主要成分为Fe3O4）时，将铁沉淀为Fe(OH)3再灼烧至Fe2O3，若灼烧后Fe2O3的质量在数值上等于试样中Fe3O4的质量分数，则需取试样多少克？设试样质量为m，其中Fe3O4的质量分数为w2Fe3O4~3Fe2O32×2323×160mwwgggm97.016032322（三）根据得失电子守恒确立关系式根据氧化还原反应中的氧化剂与还原剂得失电子守恒的原则，确立有关物质间的关系式。5．硫酸铵在强热条件下分解，生成氨气、二氧化硫、氮气和水。反应中生成的的氧化产物和还原产物的物质的量比是（）A．1∶3B．2∶3C．1∶1D．4∶3(NH4)2SO4———N2－30－6e(NH4)2SO4———SO2+6+4+2e关系式：N23SO26．将等体积的硫化氢溶液与亚硫酸钠溶液混合，并加入适量硫酸，有黄色沉淀产生。微热，无酸性气体产生，这表明原混合溶液中H2S与Na2SO3的质量比为（C）A．1∶2B．2∶1C．34∶63D．63∶34H2S———S－20－2eNa2SO3———S+40+4e关系式：2H2SNa2SO32×34126二．差量法当两种或多种物质之间发生化学反应时，消耗的反应物的物质的量与生成物的物质的量之间存在着一定的对应关系。若引入数学中的“等比定理”，有,dbcadcbafdbecafedcba这样可将化学反应中相关联且成比例关系的物理量，根据其从始态到终态的差值来进行简约计算。（一）质量差量7．KCl和KBr组成混合物8.00g。溶于足量水后，加入足量的AgNO3溶液，生成沉淀13.00g，求原混合物中钾元素的质量分数。KCl→AgClKBr→AgBrCl、Br的质量未发生变化，变化的是K→AgK→Ag△m39108108－39m(K)13.00g－8.00gm(K)＝2.83g％％＝3.3510000.883.2)(ggK8．25.4gNaHCO3与AgNO3的混合物，加热到500℃左右，待不再放出气体为止，冷却，再加足量稀硝酸，然后把溶液蒸干，得无水盐25.5g，原混合物中AgNO3的质量是（A）A．17gB．8.5gC．8.4gD．9.2gNaHCO3→NaNO3△m84851m(NaHCO3)25.5g－25.4g始态：AgNO3＋NaHCO3，终态：AgNO3＋NaNO3，AgNO3质量未发生变化，m(NaHCO3)=8.4gm(AgNO3)=25.4g－8.4g＝17g（二）气体体积差量9．标准状况下，H2和O2的混合气体aL，引爆后冷却到原来状况，气体体积减少至bL，则在原混合气体中H2的体积可能为（AD）LbaA)2(31.LbaB)2(31.LbaC)(31.LbaD)(32.2H2+O2====2H2O△V(a－b)L2103Lba)(32Lba)(31最后，讨论氢气完全反应和氧气完全反应两种情况。10．已知H2S在氧气中燃烧的方程式为：2H2S+O2（不足）====2S↓+2H2O2H2S+3O2（足）====2SO2+2H2O120℃时，H2S与O2混合气体全部燃烧后恢复至原状况，体积减少30％，求原混合气体中H2S的体积分数。2H2S＋O2=====2S↓＋2H2O△V210212H2S＋3O2=====2SO2＋2H2O△V23221得无论发生哪个反应，损耗的体积都为H2S体积的1/2。混合气体中H2S占2×30％＝60%11．在某容器中通入amolCO2气体，加入少量Na2O2后，气体变为bmol，则被吸收的CO2的物质的量为（）A．2bmolB．(a－b)molC．2(a－b)molD．(2a－b)mol（三）物质的量差量2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2△n02011n(CO2)(a－b)moln(CO2)=2(a－b)mol12．在1个标准大气压、200℃时，将氢氧混合气100mol点燃爆炸后，恢复到原来的状态，测得混合气体为73mol。求原混合气体中H2和O2的物质的量各为多少？2H2+O2==2H2O△n2121n(H2)n(O2)100mol－73mol参加反应的气体物质的量：n(H2)＝54mol，n(O2)＝27mol若O2过量，则原有H254mol，O2有100mol－54mol＝46mol若H2过量，则原有O227mol，H2有100mol－27mol＝73mol13．在常温常压下，将0.4mol甲烷与乙炔（C2H2）的混合气体跟1mol过量的O2混合点火爆炸后，恢复到原来状况，测得混合气体为0.65mol，求原混合气体中甲烷的体积分数。CH4+2O2==CO2+2H2O△n1212n(CH4)2n(CH4)2C2H2+5O2==4CO2+2H2O△n25430.4moL－n(CH4)0.6mol－1.5n(CH4)2n(CH4)+0.6mol－1.5n(CH4)＝（1+0.4－0.65）moln(CH4)=0.3mol%75%1004.03.0)(4molmolCH三．平均值法平均值法是根据平均值原理（混合物中某一量的平均值，必大于组分中相应量的最小值，而小于各组分中相应量的最大值）进行求解的一种方法。平均值法最快捷的解题方法是十字交叉法（又称图解法），该法适用于二元混合物中各组分相对含量的某些计算，如有关质量分数、物质的量分数、气体体积分数等。1．十字交叉法的原理数学推导：A·a+B·b=（A+B）·ccabcBA＝整理得：即表示为：abc|c－b||a－c|（a＞c＞b）2．十字交叉法的适用范围a、bcA、BA／B1相对分子质量（摩尔质量）平均相对分子质量（平均摩尔质量）物质的量分数（或气体体积分数）物质的量比（或气体体积比）2同位素相对原子质量元素相对原子质量同位素原子的丰度（百分组成）同位素原子个数比（物质的量比）3溶液物质的量浓度混合液物质的量浓度溶液体积分数溶液体积比4溶质质量分数（或物质中元素的质量分数混合溶液溶质的质量分数（或混合物中某元素的质量分数）溶质质量分数（或物质中元素的质量分数）质量比5密度混合密度体积分数体积比6用于某些综合计算14．MgO和CuO组成的混合物中，氧元素的质量分数为25％，求混合物中MgO和CuO的质量比。MgO中，O%=40%，CuO中，O%=20%MgOCuO40%20%5%15%25%31%15%5)()(CuOmMgOm15．晶体硼是由105B和115B两种同位素构成的。已知5.4g晶体硼全部氢化生成B2H6（硼烷）气体时，可得标准状况下5.6L硼烷，则晶体硼中和两种同位素原子个数比是A．1∶1B．1∶3C．1∶4D．1∶22B——————B2H62M(B)g22.4L5.4g5.6LM(B)=10.8105B115B10110.20.810.8418.02.0)()()()(115105115105BnBnBNBN16．把一定量的铜和硝酸铜的混合物在空气中加热，完全反应后所得固体的质量与原混合物的质量相等，求原混合物中铜和硝酸铜物质的量之比。【2Cu(NO3)2===2CuO+4NO2↑+O2↑】由于Cu→CuO，Cu(NO3)2→CuO，所以生成的CuO物质的量与原混合物的物质的量相等，而生成固体全部是CuO，所以M(混）=M(CuO)＝80。CuCu(NO3)264188108168042716108)()(23NOCunCun四．极值法极值法是采用极限思维方式解决模糊问题的一种特殊的思维方法。它采用的是“抓两端、定中间”的方法，即将题设条件构造为问题的两个极端，然后依据有关化学知识确定其中间量值。19．2.3g纯净金属钠在干燥空气中被氧化后得到3.5g固体，由此可判断其氧化产物为A．只有Na2OB．只有Na2O2C．Na2O和Na2O2D．无法确定设Na完全氧化为Na2O，2Na→Na2Om(Na2O)=3.1g46g62g2.3g设Na完全氧化为Na2O2，2Na→Na2O2m(Na2O2)=3.9g46g78g2.3g3.1g＜3.5g＜3.9g氧化产物应为两种Na2O和Na2O2的混合物。23．1.4g某碱金属及其氧化物的混合物，与水完全反应后蒸干溶液得不含结晶水的固体1.79g，则该混合物中碱金属的质量分数为（）A．25.7％B．35.2％C．44.5％D．64.5％设1.4g全是碱金属RR→ROH1.79gM1(R)M1(R)+171.4g设1.4g全是R2OR2O→2ROH2M2(R)+161.4gM1(R)=612M2(R)+341.79gM2(R)=24.324.3＜M(R)＜61M(R)＝39所以该金属为钾设1.4g全是KK→KOHm1(KOH)39561.4g设1.4g全是K2OK2O→2KOH941.4gm1(KOH)=2.01g2×56m2(KOH)m2(KOH)=1.67gK→KOHK2O→2KOH2.011.670.120.221.79%2.35%10022.012.012.0)(Kw