1. 化學計算中常用的幾種方法
1. 掌握化學計算中的常用方法和技巧。
2. 強化基本計算技能,提高速算巧解能力和數學計算方法的運用能力。
【經典題型】
題型一:差量法的應用
【例1】10毫升某氣態烴在80毫升氧氣中完全燃燒後,恢復到原來狀況(1.01×105Pa , 270C)時,測得氣體體積為70毫升,求此烴的分子式。
【點撥】原混和氣體總體積為90毫升,反應後為70毫升,體積減少了20毫升。剩餘氣體應該是生成的二氧化碳和過量的氧氣,下面可以利用差量法進行有關計算。
CxHy + (x+ )O2 xCO2 + H2O 體積減少
1 1+
10 20
計算可得y=4 ,烴的分子式為C3H4或C2H4或CH4
【規律總結】
差量法是根據物質變化前後某種量發生變化的化學方程式或關系式,找出所謂「理論差量」,這個差量可以是質量差、氣態物質的體積差、壓強差,也可以是物質的量之差、反應過程中的熱量差等。該法適用於解答混合物間的反應,且反應前後存在上述差量的反應體系。
【鞏固】
1、現有KCl、KBr的混合物3.87g,將混合物全部溶解於水,並加入過量的AgNO3溶液,充分反應後產生6.63g沉澱物,則原混合物中鉀元素的質量分數為
A.0.241 B.0.259 C.0.403 D.0.487
題型二:守恆法的應用
【例2】Cu、Cu2O和CuO組成的混合物,加入100Ml0.6mol/LHNO3溶液恰好使混合物溶解,同時收集到224mLNO氣體(標准狀況)。求:
(1) 寫出Cu2O跟稀硝酸反應的離子方程式。
(2) 產物中硝酸銅的物質的量。
(3) 如混合物中含0.01moLCu,則其中Cu2O、CuO的物質的量分別為多少?
(4) 如混合物中Cu的物質的量為X,求其中Cu2O、CuO的物質的量及X的取值范圍。
【點撥】本題為混合物的計算,若建立方程組求解,則解題過程較為繁瑣。若抓住反應的始態和終態利用守恆關系進行求解,則可達到化繁為簡的目的。
(1) 利用電子守恆進行配平。3Cu2O+14HNO3==6Cu(NO3)2 + 2NO↑+7H2O
(2) 利用N原子守恆。n(HNO3)== 0.06mol,n(NO)== 0.01mol,
則n(Cu(NO3)2)==(0.06-0.01)/2=0.025mol
(3) 本題混合物中雖含有Cu、Cu2O和CuO三種物質,但參加氧化還原反應的只有 Cu、Cu2O,所以利用電子守恆可直接求解。
轉移電子總數:n(e-)= n(NO)×3==0.03mol
Cu提供電子數:0.01×2=0.02mol
Cu2O提供電子數:0.03-0.02=0.01mol n(Cu2O)=0.01/2=0.005mol
n(CuO)=0.0025-0.01-0.005×2=0.005mol
(4) 根據(3)解法可得n(Cu2O)=0.015-Xmol n(CuO)=X-0.005mol。根據電子守恆進行極端假設:若電子全由Cu提供則n(Cu)=0.015mol;若電子全由Cu2O提供則n(Cu2O)=0.015mol,則n(Cu2+)==0.03mol大於了0.025mol,說明n(Cu)不等於0,另根據n(CuO)=X-0.005mol要大於0可得n(Cu)>0.005mol。所以0.005mol 1時,二氧化碳過量,則固體產物為KHCO3。答案為:①K2CO3+KOH ②K2CO3 ③K2CO3+KHCO3 ④KHCO3
(2)由:①CO2+2KOH=K2CO3+H2O ②CO2+KOH=KHCO3
22.4L(標態) 138g 22.4L(標態) 100g
2.24L(標態) 13.8g 2.24L(標態) 10.0g
∵ 13.8g>11.9g>10.0g
∴ 得到的白色固體是 K2CO3和KHCO3的混合物。
設白色固體中 K2CO3 x mol,KHCO3 y mol,即
①CO2+2KOH=K2CO3+H2O ②CO2+KOH=KHCO3
x mol 2x mol x mol y mol y mol y mol
x mol+y mol=2.24L/22.4mol"L—1=0.100 mol (CO2)
138g"mol—1 × x mol 100 g"mol—1 × y mol=11.9g (白色固體)
解此方程組,得
x=0.0500mol (K2CO3)
y=0.0500mol (KHCO3)
∴ 白色固體中 ,K2CO3 質量為 138g"mol—1 × 0.0500mol=6.90g
KHCO3質量為 100 g"mol—1 ×0.0500mol=5.00g
消耗 KOH 物質的量為
2x mol+y mol=2×0.05
2. 化學計算技巧
一、化學計算的基本特點
化學計算是中學化學學習的重要內容,也是高考命題考查的重點之一。高考試題中化學計算的內容佔15%含有計算因素的試題大約占試卷總分的1/3 ,分析近幾年來的高考化學計算試題,大至有以下幾個特點:
1.化學知識與數學計算的有機結合
化學計算的基礎是對相關化學知識的正確理解和應用,計算是工具和手段。要進行化學計算,必須弄清「質」與「量」的相互關系,並自覺地從兩者的緊密結合上去進行分析和解答。「明確化學涵義」與「理解量的關系」兩者密不可分。
明確化學涵義指:應明確化學概念和化學原理的涵義、元素化合物的性質、化學反應的實質等。
理解量的關系指:應理解數量、質量、體積、物質的量在化學物質或化學反應中的計算、表示或相互關系等。
2.基礎性強
重視基本化學物理量的計算和有關概念的應用,基本化學計算的考查在試題中重復出現的幾率高。物質的量,氣體摩爾體積、物質的量濃度,溶液的pH等計算所佔比例較大。並強調對化學原理的分析,避免繁雜的數學運算。
3.靈活性大
在計算題中設計一些巧解巧算試題,這些試題往往用常規解法也可得到同樣結果,但要比巧解巧算多幾倍的時間,以至影響全卷試題的解答。巧解巧算題檢驗學生是否掌握一定的解題技巧,考查學生思維的敏捷性、嚴密性、整體性、創造性。
解化學計算題沒有一成不變的方法模式,重要的是要建立解決化學問題的基本思維模式,或者說是解題基本步驟。
二、化學計算的基本方法
1.代數法
代數法是最常用的計算方法。根據題意設一個或幾個未知數,然後根據化學知識,把已知條件和所設的未知數聯系起來,找出等量關系列方程求解。代數法在解較復雜的化學計算題時,它的優越性更大。
2.關系式法
關系式法也叫比例法,就是根據化學概念、物質組成、化學反應中有關物質數量間的關系建立未知量和已知量之間的關系,即表示某些量在變化時成正比例關系的式子。根據關系式確定的數量關系,進行化學計算的方法。
關系式法應用比較廣泛,特別是在解決比較復雜的習題時,如多步反應中物質量之間的關系,優點更為突出。
3.公式法
公式法是應用從化學原理和化學定律總結歸納的一般公式進行解題的一種方法。公式法的優點是思維推理過程有據可循,並能迅速地列出具體解題算式。但應用此法必須注重公式的推導和應用范圍,及公式中各文字所代表的意義,只有這樣才能靈活運用公式,避免生搬硬套。
公式法在解決有關溶液的計算時,應用比較廣泛。
4.差量法
這是應用反應物或生成物的質量差或體積差與反應物或生成物成正比例關系列式求解的一種方法。它的實質仍是比例法。如按化學方程式反應物的量為A1,生成物的量為B1;設反應物參加反應的量為A2,生成物的量為B2,由反應物的量和生成物的量成正比例關系可推出:
A1-B1和A2-B2為質量差或體積差。這種方法在有關剩餘物的計算和氣體分析計算中常用。
差量法的實質是利用反應體系中某化學量從始態到終態的差量,作為解題的突破口。按差量的性質來說,除了利用質量差、體積差之外,還可利用物質的量的差值、壓強差值、溶液質量差值,溶解度差值進行有關的計算。
從任何一個化學反應中,均可找到一個或多個有關量的差值,因此運用此法解題時,必須仔細分析題意,理清思路,選定好相關物理量的差值。
利用差量法解題可以使許多化學計算解法從簡,並能使學生更深刻地理解所發生量的變化實質,對培養學生抽象思維能力有良好的作用。
5.圖解分析法
在認真閱讀題目、分析理解題意的基礎上,按照知識的內在聯系,作圖求解。對於較復雜的龐大計算題,用圖解法可幫助思考,分析、判斷,易於找出解題思路。
圖解法的關鍵在於圖。圖要簡明,易於觀察,脈絡清楚,能說明問題,能啟迪思維。數量關系要反映在圖上,化學原理要隱現在其中,這樣才能起到較好的作用。
6.推導法(討論法)
這是根據基本概念、化學原理和物質的性質應用已知條件進行分析、推理的一種解題方法。這種方法常和其他方法綜合使用。其特點是解題的結果常有幾種可能性,必須通過全面
分析,一一列舉它的每種可能性,再根據已知條件進行檢驗,確定正確結果。
討論是一種十分重要的科學思維方法,它充分體現了化學知識與數學知識的結合。解這類題的要點是①正確分析所發生的化學反應;②依據有關化學方程式和數據進行過量判斷或劃分取值范圍;③確定在不同取值范圍內所對應的產物或反應混合物的成分;④進行必要的計算求解。討論法要有足夠的根據,並緊扣題意。
討論法從解題思路與技巧的不同,大至可分為不定方程式討論法、不等式討論法、分析推理討論法等。
一、關系式法
關系式法是根據化學方程式計算的巧用,其解題的核心思想是化學反應中質量守恆,各反應物與生成物之間存在著最基本的比例(數量)關系。
例題1 某種H2和CO的混合氣體,其密度為相同條件下
再通入過量O2,最後容器中固體質量增加了 [ ]
A.3.2 g B.4.4 g C.5.6 g D.6.4 g
[解析]
固體增加的質量即為H2的質量。
固體增加的質量即為CO的質量。
所以,最後容器中固體質量增加了3.2g,應選A。
二、方程或方程組法
根據質量守恆和比例關系,依據題設條件設立未知數,列方程或方程組求解,是化學計算中最常用的方法,其解題技能也是最重要的計算技能。
例題2 有某鹼金屬M及其相應氧化物的混合物共10 g,跟足量水充分反應後,小心地將溶液蒸干,得到14 g無水晶體。該鹼金屬M可能是 [ ]
A.鋰 B.鈉 C.鉀 D.銣
(鋰、鈉、鉀、銣的原子量分別為:6.94、23、39、85.47)
設M的原子量為x
解得 42.5>x>14.5
分析所給鋰、鈉、鉀、銣的原子量,推斷符合題意的正確答案是B、C。
三、守恆法
化學方程式既然能夠表示出反應物與生成物之間物質的量、質量、氣體體積之間的數量關系,那麼就必然能反映出化學反應前後原子個數、電荷數、得失電子數、總質量等都是守恆的。巧用守恆規律,常能簡化解題步驟、准確快速將題解出,收到事半功倍的效果。
例題3 將5.21 g純鐵粉溶於適量稀H2SO4中,加熱條件下,用2.53 g KNO3氧化Fe2+,充分反應後還需0.009 mol Cl2才能完全氧化Fe2+,則KNO3的還原產物氮元素的化合價為___。
解析:,0.093=0.025x+0.018,x=3,5-3=2。應填:+2。
(得失電子守恆)
四、差量法
找出化學反應前後某種差量和造成這種差量的實質及其關系,列出比例式求解的方法,即為差量法。其差量可以是質量差、氣體體積差、壓強差等。
差量法的實質是根據化學方程式計算的巧用。它最大的優點是:只要找出差量,就可求出各反應物消耗的量或各生成物生成的量。
例題4 加熱碳酸鎂和氧化鎂的混合物mg,使之完全反應,得剩餘物ng,則原混合物中氧化鎂的質量分數為 [ ]
設MgCO3的質量為x
MgCO3 MgO+CO2↑混合物質量減少
應選A。
五、平均值法
平均值法是巧解方法,它也是一種重要的解題思維和解題
斷MA或MB的取值范圍,從而巧妙而快速地解出答案。
例題5 由鋅、鐵、鋁、鎂四種金屬中的兩種組成的混合物10 g與足量的鹽酸反應產生的氫氣在標准狀況下為11.2 L,則混合物中一定含有的金屬是 [ ]
A.鋅 B.鐵 C.鋁 D.鎂
各金屬跟鹽酸反應的關系式分別為:
Zn—H2↑ Fe—H2↑
2Al—3H2↑ Mg—H2↑
若單獨跟足量鹽酸反應,生成11.2LH2(標准狀況)需各金屬質量分別為:Zn∶32.5g;Fe∶28 g;Al∶9g;Mg∶12g。其中只有鋁的質量小於10g,其餘均大於10g,說明必含有的金屬是鋁。應選C。
六、極值法
巧用數學極限知識進行化學計算的方法,即為極值法。
例題6 4個同學同時分析一個由KCl和KBr組成的混合物,他們各取2.00克樣品配成水溶液,加入足夠HNO3後再加入適量AgNO3溶液,待沉澱完全後過濾得到乾燥的鹵化銀沉澱的質量如下列四個選項所示,其中數據合理的是[ ]
A.3.06g B.3.36g C.3.66g D.3.96
本題如按通常解法,混合物中含KCl和KBr,可以有無限多種組成方式,則求出的數據也有多種可能性,要驗證數據是否合理,必須將四個選項代入,看是否有解,也就相當於要做四題的計算題,所花時間非常多.使用極限法,設2.00克全部為KCl,根據KCl-AgCl,每74.5克KCl可生成143.5克AgCl,則可得沉澱為(2.00/74.5)*143.5=3.852克,為最大值,同樣可求得當混合物全部為KBr時,每119克的KBr可得沉澱188克,所以應得沉澱為(2.00/119)*188=3.160克,為最小值,則介於兩者之間的數值就符合要求,故只能選B和C.
七、十字交叉法
若用A、B分別表示二元混合物兩種組分的量,混合物總量為A+B(例如mol)。
若用xa、xb分別表示兩組分的特性數量(例如分子量),x表示混合物的特性數量(例如平均分子量)則有:
十字交叉法是二元混合物(或組成)計算中的一種特殊方法,它由二元一次方程計算演變而成。若已知兩組分量和這兩個量的平均值,求這兩個量的比例關系等,多可運用十字交叉法計算。
使用十字交叉法的關鍵是必須符合二元一次方程關系。它多用於哪些計算?
明確運用十字交叉法計算的條件是能列出二元一次方程的,特別要注意避免不明化學涵義而濫用。
十字交叉法多用於:
①有關兩種同位素原子個數比的計算。
②有關混合物組成及平均式量的計算。
③有關混合烴組成的求算。(高二內容)
④有關某組分質量分數或溶液稀釋的計算等。
例題7 已知自然界中銥有兩種質量數分別為191和193的同位素,而銥的平均原子量為192.22,這兩種同位素的原子個數比應為 [ ]
A.39∶61 B.61∶39
C.1∶1 D.39∶11
此題可列二元一次方程求解,但運用十字交叉法最快捷:
八、討論法
討論法是一種發現思維的方法。解計算題時,若題設條件充分,則可直接計算求解;若題設條件不充分,則需採用討論的方法,計算加推理,將題解出。
例題8 在30mL量筒中充滿NO2和O2的混合氣體,倒立於水中使氣體充分反應,最後剩餘5mL氣體,求原混合氣中氧氣的體積是多少毫升?
最後5mL氣體可能是O2,也可能是NO,此題需用討論法解析。
解法(一)最後剩餘5mL氣體可能是O2;也可能是NO,若是NO,則說明NO2過量15mL。
設30mL原混合氣中含NO2、O2的體積分別為x、y
4NO2+O2+2H2O=4HNO3
原混合氣體中氧氣的體積可能是10mL或3mL。
解法(二):
設原混合氣中氧氣的體積為y(mL)
(1)設O2過量:根據4NO2+O2+2H2O=4HNO3,則O2得電子數等於NO2失電子數。
(y-5)×4=(30-y)×1
解得y=10(mL)
(2)若NO2過量:
4NO2+O2+2H2O=4HNO3
4y y
3NO2+H2O=2HNO3+NO
因為在全部(30-y)mLNO2中,有5mLNO2得電子轉變為NO,其餘(30-y-5)mLNO2都失電子轉變為HNO3。
O2得電子數+(NO2→NO)時得電子數等於(NO2→HNO3)時失電子數。
【評價】解法(二)根據得失電子守恆,利用阿伏加德羅定律轉化信息,將體積數轉化為物質的量簡化計算。凡氧化還原反應,一般均可利用電子得失守恆法進行計算。
無論解法(一)還是解法(二),由於題給條件不充分,均需結合討論法進行求算。
4y+5×2=(30-y-5)×1
解得y=3(mL)
原氧氣體積可能為10mL或3mL
【小結】以上逐一介紹了一些主要的化學計算的技能技巧。解題沒有一成不變的方法模式。但從解決化學問題的基本步驟看,考生應建立一定的基本思維模式。「題示信息十基礎知識十邏輯思維」就是這樣一種思維模式,它還反映了解題的基本能力要求,所以有人稱之為解題的「能力公式」。希望同學們建立解題的基本思維模式,深化基礎,活化思維,優化素質,跳起來摘取智慧的果實。
聆聽並總結以下進行化學計算的基本步驟:
(1)認真審題,挖掘題示信息。
(2)靈活組合,運用基礎知識。
(3)充分思維,形成解題思路。
(4)選擇方法,正確將題解出。
4. 初中化學式計算方法
化學式計算方法大全
掌握有關化學式的計算方法是學習化學的基本能力,也是中考化學的重點知識之一,同學們在學習時應給予足夠的重視。下面對有關化學式的計算方法進行歸納,供同學們學習時參考。
一、方法歸納
現以化合物AxBy(A、B兩元素的相對原子質量分別為a、b)為例,將有關化學式計算的常用關系式總結如下。
1. AxBy的相對分子質量=ax+by
2. A、B兩元素的質量比
A元素的質量:B元素的質量=ax:by
3. A元素的質量分數=×100%
4. A元素的質量=AxBy的質量×A元素的質量分數
5. AxBy的質量
6. 混合物中某物質的質量分數(純度)=
[或=(雜質中不含該元素)]
二、例題剖析
人體中的鈣元素主要存在於骨骼和牙齒中,以羥基磷酸鈣晶體的形式存在。牛奶中含鈣豐富又易被吸收,且牛奶中的鈣和磷比例合適,是健骨的理想食品。下圖是某乳業公司純牛奶包裝標簽和部分說明。請仔細閱讀後回答下列問題。
(1)羥基磷酸鈣的相對分子質量是 。
(2)羥基磷酸鈣中鈣、磷、氧、氫四種元素的原子個數比是 。
(3)羥基磷酸鈣中鈣、磷、氧、氫四種元素的質量比是 。
(4)羥基磷酸鈣中鈣元素的質量分數為 。(計算結果保留到0.1%)
(5)251g羥基磷酸鈣與 g碳酸鈣(CaCO3)所含鈣元素的質量相等。
(6)若成人每天至少需要0.6g的鈣,且這些鈣有90%來自牛奶,則每人每天要喝 盒這種牛奶。
分析:這是一道典型的有關化學式的基礎計算題,基本上涵蓋了化學式的各方面計算,如相對分子質量、元素的質量比、元素的質量分數以及綜合計算等。要解答這類題目必須熟練掌握和靈活運用上述6個基本公式。
(1)計算相對分子質量,運用公式1可得:40×5+(31+16×4)×3+(16+1)×1=502。
(2)計算各原子的個數比時,可先求同種原子的總數,然後再計算各原子的個數比。如鈣原子有5個、磷原子有3個、氧原子有4×3+1=13個、氫原子有1個,那麼羥基磷酸鈣中鈣、磷、氧、氫四種元素的原子個數比是5:3:13:1。
(3)計算元素的質量比,運用公式2,可得鈣、磷、氧、氫四種元素的質量比為(40×5):(31×3):(16×13):(1×1)=200:93:208:1。
(4)計算元素的質量分數,運用公式3,可得鈣元素的質量分數為×100%=39.8%。
(5)251g羥基磷酸鈣中含鈣元素的質量為,設與質量為x的碳酸鈣所含鈣元素的質量相等,則有×100%=100g,則x=250g。
(6)該小題較為綜合,正確解答的前提是看懂包裝標簽上的部分說明,如每盒是250mL,而每100mL內含鈣≥0.11g等重要信息,計算過程為盒。則每人每天要喝2盒這種牛奶。
在計算時,請注意以下兩點:
1. 元素的質量比不等於元素的原子數目比。如上面例題中第(3)小題,鈣、磷、氧、氫四種元素的質量比就不是5:3:13:1。
2. 在計算分子中原子總數目時,若元素符號右下角沒有數字,一定要作為一個原子,因為元素符號本身就代表一個原子。同樣在計算相對分子質量時,也要注意此類問題。如上面例題中第(1)小題,計算時就注意到這一點了。
跟蹤訓練:三聚氰胺(C3N6H6)是一種低毒性化工產品,嬰幼兒大量攝入會引起泌尿系統疾患。市場上被不法分子用於添加到奶製品和飼料中的三聚氰胺被稱為「蛋白精」。請填寫下列空白:
(1)三聚氰胺的相對分子質量是 。
(2)三聚氰胺中碳、氮、氫三種元素的質量比是 。
(3)三聚氰胺中氮元素的質量分數是 (保留三位有效數字)。
(4)126g三聚氰胺與 g碳酸氫銨(NH4HCO3)所含氮元素的質量相等。
參考答案:(1)126 (2)6:14:1 (3)66.7% (4)474
5. 高中化學常用的7種計算方法
在每年的化學高考試題中,計算題的分值大約要佔到15%左右,從每年的高考試卷抽樣分析報告中經常會說計算題的得分率不是太高,大家在心理上對計算題不太重視,使得每次考試都會有不少考生在計算方面失分太多。高一化學中計算類型比較多,其中有些計算經常考查,如能用好方法,掌握技巧,一定能達到節約時間,提高計算的正確率。下面就談一談解答計算的一些巧解和方法。
一、差量法
差量法是根據物質變化前後某種量發生變化的化學方程式或關系式,找出所謂「理論差量」,這個差量可以是質量差、氣態物質的體積差或物質的量之差等。該法適用於解答混合物間的反應,且反應前後存在上述差量的反應體系
二、 守恆法
化學反應的實質是原子間重新組合,依據質量守恆定律在化學反應中存在一系列守恆現象,如:質量守恆、原子守恆、元素守恆、電荷守恆、電子得失守恆等,利用這些守恆關系解題的方法叫做守恆法。質量守恆就是化學反應前後各物質的質量總和不變,在配製或稀釋溶液的過程中,溶質的質量不變。原子守恆即反應前後主要元素的原子的個數不變,物質的量保持不變。元素守恆即反應前後各元素種類不變,各元素原子個數不變,其物質的量、質量也不變。電荷守恆即對任一電中性的體系,如化合物、混和物、溶液、膠體等,電荷的代數和為零,即正電荷總數和負電荷總數相等。電子得失守恆是指在發生氧化-還原反應時,氧化劑得到的電子數一定等於還原劑失去的電子數,無論是自發進行的氧化-還原反應還是以後將要學習的原電池或電解池均如此。
三、 關系式法
實際化工生產中以及化學工作者進行科學研究時,往往涉及到多步反應:從原料到產品可能要經過若干步反應;測定某一物質的含量可能要經過若干步中間過程。對於多步反應體系,依據若干化學反應方程式,找出起始物質與最終物質的量的關系,並據此列比例式進行計算求解方法,稱為「關系式」法。利用關系式法可以節省不必要的中間運算步驟,避免計算錯誤,並能迅速准確地獲得結果。用關系式解題的關鍵是建立關系式,建立關系式的方法主要有:1、利用微粒守恆關系建立關系式,2、利用方程式中的化學計量數間的關系建立關系式,3、利用方程式的加合建立關系式。
四、方程式疊加法
許多化學反應能發生連續、一般認為完全反應,這一類計算,如果逐步計算比較繁。如果將多步反應進行合並為一個綜合方程式,這樣的計算就變為簡單。如果是多種物質與同一物質的完全反應,若確定這些物質的物質的量之比,也可以按物質的量之比作為計量數之比建立綜合方程式,可以使這類計算變為簡單。
五、等量代換法
在混合物中有一類計算:最後所得固體或溶液與原混合物的質量相等。這類試題的特點是沒有數據,思考中我們要用「此物」的質量替換「彼物」的質量,通過化學式或化學反應方程式計量數之間的關系建立等式,求出結果。
六、摩爾電子質量法
在選擇計算題中經常有金屬單質的混合物參與反應,金屬混合物的質量沒有確定,又由於價態不同,發生反應時轉移電子的比例不同,討論起來極其麻煩。此時引進新概念「摩爾電子質量」計算就極為簡便,其方法是規定「每失去1mol電子所需金屬的質量稱為摩爾電子質量」。可以看出金屬的摩爾電子質量等於其相對原子質量除以此時顯示的價態。如Na、K等一價金屬的摩爾電子質量在數值上等於其相對原子質量,Mg、Ca、Fe、Cu等二價金屬的摩爾電子質量在數值上等於其相對原子質量除以2,Al、Fe等三價金屬的摩爾電子質量在數值上等於其相對原子質量除以3。
七、極值法
「極值法」即 「極端假設法」,是用數學方法解決化學問題的常用方法,一般解答有關混合物計算時採用。可分別假設原混合物是某一純凈物,進行計算,確定最大值、最小值,再進行分析、討論、得出結論。
八、優先原則
關於一種物質與多種物質發生化學反應的計算,首先要確定反應的先後順序:如沒有特殊要求,一般認為後反應的物質在先反應物質完全反應後再發生反應。計算時要根據反應順序逐步分析,才能得到正確答案。
計算題常用的一些巧解和方法
在每年的化學高考試題中,計算題的分值大約要佔到15%左右,從每年的高考試卷抽樣分析報告中經常會說計算題的得分率不是太高,大家在心理上對計算題不太重視,使得每次考試都會有不少考生在計算方面失分太多。高一化學中計算類型比較多,其中有些計算經常考查,如能用好方法,掌握技巧,一定能達到節約時間,提高計算的正確率。下面就談一談解答計算的一些巧解和方法。
一、差量法
差量法是根據物質變化前後某種量發生變化的化學方程式或關系式,找出所謂「理論差量」,這個差量可以是質量差、氣態物質的體積差或物質的量之差等。該法適用於解答混合物間的反應,且反應前後存在上述差量的反應體系。
例1
將碳酸鈉和碳酸氫鈉的混合物21.0g,加熱至質量不再變化時,稱得固體質量為12.5g。求混合物中碳酸鈉的質量分數。
解析
混合物質量減輕是由於碳酸氫鈉分解所致,固體質量差21.0g-14.8g=6.2g,也就是生成的CO2和H2O的質量,混合物中m(NaHCO3)=168×6.2g÷62=16.8g,m(Na2CO3)=21.0g-16.8g=4.2g,所以混合物中碳酸鈉的質量分數為20%。
二、 守恆法
化學反應的實質是原子間重新組合,依據質量守恆定律在化學反應中存在一系列守恆現象,如:質量守恆、原子守恆、元素守恆、電荷守恆、電子得失守恆等,利用這些守恆關系解題的方法叫做守恆法。質量守恆就是化學反應前後各物質的質量總和不變,在配製或稀釋溶液的過程中,溶質的質量不變。原子守恆即反應前後主要元素的原子的個數不變,物質的量保持不變。元素守恆即反應前後各元素種類不變,各元素原子個數不變,其物質的量、質量也不變。電荷守恆即對任一電中性的體系,如化合物、混和物、溶液、膠體等,電荷的代數和為零,即正電荷總數和負電荷總數相等。電子得失守恆是指在發生氧化-還原反應時,氧化劑得到的電子數一定等於還原劑失去的電子數,無論是自發進行的氧化-還原反應還是以後將要學習的原電池或電解池均如此。
1. 原子守恆
例2
有0.4g鐵的氧化物,
用足量的CO 在高溫下將其還原,把生成的全部CO2通入到足量的澄清的石灰水中得到0.75g固體沉澱物,這種鐵的氧化物的化學式為()
A. FeO
B. Fe2O3
C. Fe3O4
D. Fe4O5
解析
由題意得知,鐵的氧化物中的氧原子最後轉移到沉澱物CaCO3中。且n(O)=n(CaCO3)=0.0075mol, m(O)=0.0075mol×16g/mol=0.12g。m(Fe)=0.4g-0.12g=0.28g,n(Fe)=0.005mol。n(Fe)∶n(O)=2:3,選B
2. 元素守恆
例3
將幾種鐵的氧化物的混合物加入100mL、7mol�6�1L―1的鹽酸中。氧化物恰好完全溶解,在所得的溶液中通入0.56L(標況)氯氣時,恰好使溶液中的Fe2+完全轉化為Fe3+,則該混合物中鐵元素的質量分數為
()
A. 72.4%
B. 71.4%
C. 79.0%
D. 63.6%
解析
鐵的氧化物中含Fe和O兩種元素,由題意,反應後,HCl中的H全在水中,O元素全部轉化為水中的O,由關系式:2HCl~H2O~O,得:n(O)= ,m(O)=0.35mol×16g�6�1mol―1=5.6 g;
而鐵最終全部轉化為FeCl3,n(Cl)=0.56L ÷22.4L/mol×2+0.7mol=0.75mol,n(Fe)= ,m(Fe)=0.25mol×56g�6�1mol―1=14 g,則 ,選B。
3. 電荷守恆法 例4
將8g
Fe2O3投入150mL某濃度的稀硫酸中,再投入7g鐵粉收集到1.68L
H2(標准狀況),同時,Fe和Fe2O3均無剩餘,為了中和過量的硫酸,且使溶液中鐵元素完全沉澱,共消耗4mol/L的NaOH溶液150mL。則原硫酸的物質的量濃度為()
A. 1.5mol/L
B. 0.5mol/L
C. 2mol/L
D. 1.2mol/L
解析
粗看題目,這是一利用關系式進行多步計算的題目,操作起來相當繁瑣,但如能仔細閱讀題目,挖掘出隱蔽條件,不難發現,反應後只有Na2SO4存在於溶液中,且反應過程中SO42―並無損耗,根據電中性原則:n(SO42―)= n(Na+),則原硫酸的濃度為:2mol/L,故選C。
4. 得失電子守恆法
例5
某稀硝酸溶液中,加入5.6g鐵粉充分反應後,鐵粉全部溶解,生成NO,溶液質量增加3.2g,所得溶液中Fe2+和Fe3+物質的量之比為 ()
A. 4∶1
B. 2∶1
C. 1∶1
D. 3∶2
解析
設Fe2+為xmol,Fe3+為ymol,則:
x+y= =0.1(Fe元素守恆)
2x+3y= (得失電子守恆)
得:x=0.06mol,y=0.04mol。則x∶y=3∶2。故選D。
三、 關系式法
實際化工生產中以及化學工作者進行科學研究時,往往涉及到多步反應:從原料到產品可能要經過若干步反應;測定某一物質的含量可能要經過若干步中間過程。對於多步反應體系,依據若干化學反應方程式,找出起始物質與最終物質的量的關系,並據此列比例式進行計算求解方法,稱為「關系式」法。利用關系式法可以節省不必要的中間運算步驟,避免計算錯誤,並能迅速准確地獲得結果。用關系式解題的關鍵是建立關系式,建立關系式的方法主要有:1、利用微粒守恆關系建立關系式,2、利用方程式中的化學計量數間的關系建立關系式,3、利用方程式的加合建立關系式。
例6
工業上制硫酸的主要反應如下:
4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2
2SO2+O2 2SO3
SO3+H2O=H2SO4
煅燒2.5t含85%FeS2的黃鐵礦石(雜質不參加反應)時,FeS2中的S有5.0%損失而混入爐渣,計算可製得98%硫酸的質量。
解析
根據化學方程式,可以找出下列關系:FeS2~2SO2~2SO3~2H2SO4, 本題從FeS2制H2SO4,是同種元素轉化的多步反應,即理論上FeS2中的S全部轉變成H2SO4中的S。得關系式FeS2~2H2SO4。過程中的損耗認作第一步反應中的損耗,得可製得98%硫酸的質量是 =3.36 。
四、方程式疊加法
許多化學反應能發生連續、一般認為完全反應,這一類計算,如果逐步計算比較繁。如果將多步反應進行合並為一個綜合方程式,這樣的計算就變為簡單。如果是多種物質與同一物質的完全反應,若確定這些物質的物質的量之比,也可以按物質的量之比作為計量數之比建立綜合方程式,可以使這類計算變為簡單。
例7
將2.1g由CO 和H2 組成的混合氣體,在足量的O2 充分燃燒後,立即通入足量的Na2O2 固體中,固體的質量增加 A. 2.1g
B. 3.6g
C. 4.2g
D. 7.2g
解析 CO和H2都有兩步反應方程式,量也沒有確定,因此逐步計算比較繁。Na2O2足量,兩種氣體完全反應,所以將每一種氣體的兩步反應合並可得H2+Na2O2=2NaOH,CO+ Na2O2=Na2CO3,可以看出最初的氣體完全轉移到最後的固體中,固體質量當然增加2.1g。選A。此題由於CO和H2的量沒有確定,兩個合並反應不能再合並!
五、等量代換法
在混合物中有一類計算:最後所得固體或溶液與原混合物的質量相等。這類試題的特點是沒有數據,思考中我們要用「此物」的質量替換「彼物」的質量,通過化學式或化學反應方程式計量數之間的關系建立等式,求出結果。
例8
有一塊Al-Fe合金,溶於足量的鹽酸中,再用過量的NaOH溶液處理,將產生的沉澱過濾、洗滌、乾燥、灼燒完全變成紅色粉末後,經稱量,紅色粉末的質量恰好與合金的質量相等,則合金中鋁的質量分數為 ()
A. 70%
B. 30%
C. 47.6%
D. 52.4%
解析 變化主要過程為:
由題意得:Fe2O3與合金的質量相等,而鐵全部轉化為Fe2O3,故合金中Al的質量即為Fe2O3中氧元素的質量,則可得合金中鋁的質量分數即為Fe2O3中氧的質量分數,O%= ×100%=30%,選B。
6. 初三的化學計算題解答技巧都有什麼
化學計算的常用技巧
(1)定量問題定性化;(2)近似估算;(3)運用整體思維,化繁為簡;(4)利用圖象解題等等。
1.化學計算的常用方法
(1)守恆法:包括原子個數守恆、得失電子守恆、電荷守恆法、質量守恆法等。
(2)極值法: 從問題的極端去思考、去推理、判斷,使問題得到解決。
(3)討論法:當題中含有不確定的因素時,對每一種可能情況進行的討論。
(4)十字交叉法:已知混合中某一量的平均值,求混合物中兩物質的質量比。
(5)差量法:運用前後量的差,根據方程式中的計量數的關系直接求解。
7. 高中化學常用的7種計算方法 我們老師老是說有7大計算方法,請高手們仔細說說!thanks )
化學計算常用方法
守恆法 利用反應體系中變化前後,某些物理量在始、終態時不發生變化的規律列式計算.主要有:(1)質量守恆;(2)原子個數守恆;(3)電荷守恆;(4)電子守恆;(5)濃度守恆(如飽和溶液中);(6)體積守恆;(7)溶質守恆;(8)能量守恆.
差量法 根據物質發生化學反應的方程式,找出反應物與生成物中某化學量從始態到終態的差量(標准差)和實際發生化學反應差值(實際差)進行計算.主要有:(1)質量差;(2)氣體體積差;(3)物質的量差;(4)溶解度差……實際計算中靈活選用不同的差量來建立計算式,會使計算過程簡約化.
平均值法 這是處理混合物中常用的一種方法.當兩種或兩種以上的物質混合時,不論以何種比例混合,總存在某些方面的一個平均值,其平均值必定介於相關的最大值和最小值之間.只要抓住這個特徵,就可使計算過程簡潔化.主要有:(1)平均相對分子質量法;(2)平均體積法;(3)平均質量分數法;(4)平均分子組成法;(5)平均摩爾電子質量法;(6)平均密度法;(7)平均濃度法……
關系式法 對於多步反應體系,可找出起始物質和最終求解物質之間的定量關系,直接列出比例式進行計算,可避開繁瑣的中間計算過程.具體有:(1)多步反應關系法:對沒有副反應的多步連續反應,可利用開始與最後某一元素來變建立關系式解題.(2)循環反應關系法:可將幾個循環反應加和,消去其中某些中間產物,建立一個總的化學方程式,據此總的化學方程式列關系式解題.
十字交叉法 實際上是一種數學方法的演變,即為a1x1+a2x2=a平×(x1+x2)的變式,也可以轉化為線段法進行分析.(1)濃度十字交叉法;(2)相對分子質量十字交叉法等.
極值法 當兩種或多種物質混合無法確定其成分及其含量時,可對數據推向極端進行計算或分析,假設混合物質量全部為其中的某一成分,雖然極端往往不可能存在,但能使問題單一化,起到了出奇制勝的效果.常用於混合物與其他物質反應,化學平衡混合體系等計算.
討論法 當化學計算中,不確定因素較多或不同情況下會出現多種答案時,就要結合不同的情況進行討論.將不確定條件轉化為已知條件,提出各種可能答案的前提,運用數學方法,在化學知識的范圍內進行計算、討論、推斷,最後得出結果.主要有以下幾種情況:(1)根據可能的不同結果進行討論;(2)根據反應物相對量不同進行討論;(3)運用不定方程或函數關系進行討論.
估演算法 有些化學計算題表面看來似乎需要進行計算,但稍加分析,不需要復雜計算就可以推理出正確的答案.快速簡明且准確率高,適合於解某些計算型選擇題.但要注意,這是一種特殊方法,適用范圍不大.
8. 化學中常用的計算方法
化學中常用的計算方法,主要是根據方程式來計算反應物或者是產物的量,這個是化學中在中學階段最常用到的計算內容了。
9. 化學中常用的計算方法有哪些
化學計算是中學化學的一個難點和重點,要掌握化學計算,應了解中學化學計算的類型,不同類型解題方法是有所不同的,因此我把中學化學中出現的解題方法歸納如下,每種類型都舉例加以說明。
一、守恆法
化學反應的實質是原子間重新組合,依據質量守恆定律在化學反應中存在一系列守恆現象,如:質量守恆、元素守恆、電荷守恆、電子得失守恆等,利用這些守恆關系解題的方法叫做守恆法。
(一)質量守恆法
質量守恆就是化學反應前後各物質的質量總和不變,在配製或稀釋溶液的過程中,溶質的質量不變。
【例題】1500C時,碳酸銨完全分解產生氣態混合物,其密度是相同條件下氫氣密度的
(A)96倍 (B)48倍 (C)12倍 (D)32倍
【分析】(NH4)2CO3=2NH3↑+H2O↑+CO2↑ 根據質量守恆定律可知混和氣體的質量等於碳酸銨的質量,從而可確定混和氣體的平均分子量為 =24 ,混和氣體密度與相同條件下氫氣密度的比為 =12 ,所以答案為C
(二)元素守恆法
元素守恆即反應前後各元素種類不變,各元素原子個數不變,其物質的量、質量也不變。
【例題】有一在空氣中放置了一段時間的KOH固體,經分析測知其含水2.8%、含K2CO337.3% 取1克該樣品投入25毫升2摩/升的鹽酸中後,多餘的鹽酸用1.0摩/升KOH溶液30.8毫升恰好完全中和,蒸發中和後的溶液可得到固體
(A)1克 (B)3.725克 (C)0.797克 (D)2.836克
【分析】KOH、K2CO3跟鹽酸反應的主要產物都是KCl,最後得到的固體物質是KCl,根據元素守恆,鹽酸中含氯的量和氯化鉀中含氯的量相等,所以答案為B
(三)電荷守恆法
電荷守恆即對任一電中性的體系,如化合物、混和物、溶液等,電荷的代數和為零,即正電荷總數和負電荷總數相等。
【例題】在Na2SO4和K2SO4的混和溶液中,如果[Na+]=0.2摩/升,[SO42-]=x摩/升 ,[K+]=y摩/升,則x和y的關系是
(A)x=0.5y (B)x=0.1+0.5y (C)y=2(x-0.1) (D)y=2x-0.1
【分析】可假設溶液體積為1升,那麼Na+物質的量為0.2摩,SO42-物質的量為x摩,K+物質的量為y摩,根據電荷守恆可得[Na+]+[K+]=2[SO42-],所以答案為BC
(四)電子得失守恆法
電子得失守恆是指在發生氧化—還原反應時,氧化劑得到的電子數一定等於還原劑失去的電子數,無論是自發進行的氧化—還原反應還是原電池或電解池中均如此。
【例題】將純鐵絲5.21克溶於過量稀鹽酸中,在加熱條件下,用2.53克KNO3去氧化溶液中亞鐵離子,待反應後剩餘的Fe2+離子尚需12毫升0.3摩/升KMnO4溶液才能完全氧化,寫出硝酸鉀和氯化亞鐵完全反應的方程式。
【分析】鐵跟鹽酸完全反應生成Fe2+,根據題意可知Fe2+分別跟KMnO4溶液和KNO3溶液發生氧化還原反應,KMnO4被還原為Mn2+,那麼KNO3被還原的產物是什麼呢?根據電子得失守恆進行計算可得KNO3被還原的產物是NO,所以硝酸鉀和氯化亞鐵完全反應的化學方程式為: KNO3+3FeCl2+4HCl=3FeCl3+KCl+NO+2H2O
二、差量法
差量法是依據化學反應前後的某些「差量」(固體質量差、溶液質量差、氣體體積差、氣體物質的量之差等)與反應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(實際差量)與化學方程式中的對應差量(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。
(一)質量差法
【例題】在1升2摩/升的稀硝酸溶液中加入一定量的銅粉,充分反應後溶液的質量增加了13.2克,問:(1)加入的銅粉是多少克?(2)理論上可產生NO氣體多少升?(標准狀況)
【分析】硝酸是過量的,不能用硝酸的量來求解。銅跟硝酸反應後溶液增重,原因是生成了硝酸銅,所以可利用這個變化進行求解。
3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O 增重
192 44.8 636-504=132
X克 Y升 13.2 可得X=19.2克,Y=4.48升
(二)體積差法
【例題】10毫升某氣態烴在80毫升氧氣中完全燃燒後,恢復到原來狀況(1.01×105Pa , 270C)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,反應後為70毫升,體積減少了20毫升。剩餘氣體應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計算。
CxHy + (x+ )O2 → xCO2 + H2O 體積減少
1 1+
10 20
計算可得y=4 ,烴的分子式為C3H4或C2H4或CH4
(三)物質的量差法
【例題】白色固體PCl5受熱即揮發並發生分解:PCl5(氣)= PCl3(氣)+ Cl2 現將5.84克PCl5裝入2.05升真空密閉容器中,在2770C達到平衡時,容器內的壓強為1.01×105Pa ,經計算可知平衡時容器內混和氣體物質的量為0.05摩,求平衡時PCl5的分解百分率。
【分析】原PCl5的物質的量為0.028摩,反應達到平衡時物質的量增加了0.022摩,根據化學方程式進行計算。
PCl5(氣)= PCl3(氣)+ Cl2 物質的量增加
1 1
X 0.022
計算可得有0.022摩PCl5分解,所以結果為78.6%
三、十字交叉法
十字交叉法是進行二組分混和物平均量與組分量計算的一種簡便方法。凡可按M1n1 + M2n2 = (n1 + n2)計算的問題,均可用十字交叉法計算的問題,均可按十字交叉法計算,算式為:
M1 n1=(M2- )
M2 n2=( -M1)
式中, 表示混和物的某平均量,M1、M2則表示兩組分對應的量。如 表示平均分子量,M1、M2則表示兩組分各自的分子量,n1、n2表示兩組分在混和物中所佔的份額,n1:n2在大多數情況下表示兩組分物質的量之比,有時也可以是兩組分的質量比,如在進行有關溶液質量百分比濃度的計算。十字交叉法常用於求算:混和氣體平均分子量及組成、混和烴平均分子式及組成、同位素原子百分含量、溶液的配製、混和物的反應等。
(一)混和氣體計算中的十字交叉法
【例題】在常溫下,將1體積乙烯和一定量的某氣態未知烴混和,測得混和氣體對氫氣的相對密度為12,求這種烴所佔的體積。
【分析】根據相對密度計算可得混和氣體的平均式量為24,乙烯的式量是28,那麼未知烴的式量肯定小於24,式量小於24的烴只有甲烷,利用十字交叉法可求得甲烷是0.5體積
(二)同位素原子百分含量計算的十字叉法
【例題】溴有兩種同位素,在自然界中這兩種同位素大約各佔一半,已知溴的原子序數是35,原子量是80,則溴的兩種同位素的中子數分別等於。
(A)79 、81 (B)45 、46 (C)44 、45 (D)44 、46
【分析】兩種同位素大約各佔一半,根據十字交叉法可知,兩種同位素原子量與溴原子量的差值相等,那麼它們的中子數應相差2,所以答案為D
(三)溶液配製計算中的十字交叉法
【例題】某同學欲配製40%的NaOH溶液100克,實驗室中現有10%的NaOH溶液和NaOH固體,問此同學應各取上述物質多少克?
【分析】10%NaOH溶液溶質為10,NaOH固體溶質為100,40%NaOH溶液溶質為40,利用十字交叉法得:需10%NaOH溶液為
×100=66.7克,需NaOH固體為 ×100=33.3克
(四)混和物反應計算中的十字交叉法
【例題】現有100克碳酸鋰和碳酸鋇的混和物,它們和一定濃度的鹽酸反應時所消耗鹽酸跟100克碳酸鈣和該濃度鹽酸反應時消耗鹽酸量相同。計算混和物中碳酸鋰和碳酸鋇的物質的量之比。
【分析】可將碳酸鈣的式量理解為碳酸鋰和碳酸鋇的混和物的平均式量,利用十字交叉法計算可得碳酸鋰和碳酸鋇的物質的量之比97:26
四、關系式法
實際化工生產中以及化學工作者進行科學研究時,往往涉及到多步反應:從原料到產品可能要經過若干步反應;測定某一物質的含量可能要經過若干步中間過程。對於多步反應體系,依據若干化學反應方程式,找出起始物質與最終物質的量的關系,並據此列比例式進行計算求解方法,稱為「關系式」法。利用關系式法可以節省不必要的中間運算步驟,避免計算錯誤,並能迅速准確地獲得結果。
(一)物質制備中的關系式法
【例題】含有SiO2的黃鐵礦試樣1克,在O2中充分灼燒後殘余固體為0.76克,用這種黃鐵礦100噸可製得98%的濃硫酸多少噸?(設反應過程有2%的硫損失)
【分析】根據差量法計算黃鐵礦中含FeS2的量為72% ,而反應過程損失2%的硫即損失2%的FeS2 ,根據有關化學方程式找出關系式:FeS2 — 2H2SO4 利用關系式計算可得結果為:製得98%的濃硫酸117.6噸。
(二)物質分析中的關系式法
測定漂白粉中氯元素的含量,測定鋼中的含硫量,測定硬水中的硬度或測定某物質組成等物質分析過程,也通常由幾步反應來實現,有關計算也需要用關系式法。
【例題】讓足量濃硫酸與10克氯化鈉和氯化鎂的混合物加強熱反應,把生成的氯化氫溶於適量的水中,加入二氧化錳使鹽酸完全氧化,將反應生成的氯氣通入KI溶液中,得到11.6克碘,試計算混和物中NaCl的百分含量。
【分析】根據有關化學方程式可得:4HCl — I2 ,利用關系式計算可得生成氯化氫的質量是6.7克,再利用已知條件計算得出混和物中NaCl的百分含量為65% 。
五、估演算法
(一)估演算法適用於帶一定計算因素的選擇題,是通過對數據進行粗略的、近似的估算確定正確答案的一種解題方法,用估演算法可以明顯提高解題速度。
【例題】有一種不純的鐵,已知它含有銅、鋁、鈣或鎂中的一種或幾種,將5.6克樣品跟足量稀H2SO4完全反應生成0.2克氫氣,則此樣品中一定含有
(A)Cu (B)Al (C)Ca (D)Mg
【分析】計算可知,28克金屬反應失去1摩電子就能符合題目的要求。能跟稀H2SO4反應,失1摩電子的金屬和用量分別為:28克Fe、9克Al、20克Ca、12克Mg,所以答案為A
(二)用估演算法確定答案是否合理,也是我們檢查所做題目時的常用方法,用此法往往可以發現因疏忽而造成的計算錯誤。
【例題】24毫升H2S在30毫升O2中燃燒,在同溫同壓下得到SO2的體積為
(A)24毫升 (B)30毫升 (C)20毫升 (D)18毫升
【分析】2H2S + 3O2 = 2SO2 + 2H2O 根據方程式系數的比例關系估算可得答案為D
六、類比法
類比法是將問題類比於舊問題,從而運用舊知識解決新問題的方法。類比法的實質是能力的遷移,即將熟悉問題的能力遷移到新情景或生疏問題上來,實現這種遷移的關鍵就是找准類比對象,發現生疏問題與熟悉問題本質上的類同性。運用類比法的題又可分為:自找類比對象和給出類比對象兩種。前者一般比較簡單,後者則可以很復雜,包括信息給予題中的大部分題目。
【例題】已知PH3在溶液中呈弱鹼性,下列關於PH4Cl的敘述不正確的是
(A)PH4Cl水解呈酸性 (B)PH4Cl含有配位鍵
(C)PH4Cl是分子晶體 (D)PH4Cl與NaOH溶液共熱可產生PH3
【分析】NH3和H4Cl的性質我們已經學過,N和P是同一主族元素性質相似,所以答案為C
七、始終態法
始終態法是以體系的開始狀態與最終狀態為解題依據的一種解題方法。有些變化過程中間環節很多,甚至某些中間環節不太清楚,但始態和終態卻交待得很清楚,此時用「始終態法」往往能獨辟蹊徑,出奇制勝。
【例題】把適量的鐵粉投入足量的鹽酸中,反應完畢後,向溶液中通入少量Cl2 ,再加入過量燒鹼溶液,這時有沉澱析出,充分攪拌後過濾出沉澱物,將沉澱加強熱,最終得到固體殘留物4.8克。求鐵粉與鹽酸反應時放出H2的體積(標准狀況)。
【分析】固體殘留物可肯定是Fe2O3 ,它是由鐵經一系列反應生成,氫氣是鐵跟鹽酸反應生成的,根據2Fe — Fe2O3 、Fe — H2 這兩個關系式計算可得:H2的體積為1.344升
八、等效思維法
對於一些用常規方法不易解決的問題,通過變換思維角度,作適當假設,進行適當代換等使問題得以解決的方法,稱為等效思維法。等效思維法的關鍵在於其思維的等效性,即你的假設、代換都必須符合原題意。等效思維法是一種解題技巧,有些題只有此法可解決,有些題用此法可解得更巧更快。
【例題】在320C時,某+1價金屬的硫酸鹽飽和溶液的濃度為36.3% ,向此溶液中投入2.6克該無水硫酸鹽,結果析出組成為R2SO4·10H2O的晶體21.3克。求此金屬的原子量。
【分析】21.3克R2SO4·10H2O晶體比2.6克無水硫酸鹽質量多18.7克,這18.7克是從硫酸鹽飽和溶液得的,所以它應該是硫酸鹽飽和溶液,從而可知21.3克R2SO4·10H2O中含有11.9克結晶水、9.4克R2SO4 ,最後結果是:此金屬的原子量為23
九、圖解法
化學上有一類題目的已知條件或所求內容是以圖像的形式表述的,解這類題的方法統稱圖解法。圖解法既可用於解決定性判斷方面的問題,也可以用於解決定量計算中的問題。運用圖解法的核心問題是識圖。
(一)定性判斷中的圖解法
這類問題常與化學反應速度、化學平衡、電解質溶液、溶解度等知識的考查相聯系。解題的關鍵是認清橫縱坐標的含義,理解圖示曲線的化學意義,在此基礎上結合化學原理作出正確判斷。
【例題】右圖表示外界條件(溫度、壓強)的變化對下列反 Y
應的影響:L(固)+ G(氣)= 2R(氣)- 熱量 在圖中, P1 P2 P3
(P1<P2<P3) Y軸是指:
(A)平衡混和氣體的百分含量 (B)G的轉化率
(C)平衡混和氣體中G的百分含量(D)L的轉化率
【分析】認真分析圖中曲線的變化可知隨溫度升高,Y值降
低,而隨壓強升高,Y值升高,所以答案是C
(二)定量計算中的圖解法
這類問題要求解題者根據文字敘述及圖象提供的信息,通過計算求某些量的數值或某些量的相互關系。解這類題的要求在於必須抓住圖像中的關鍵「點」,如轉折點、最大值點、最小值點等,以關鍵點為突破口,找出等量關系或列出比例式進而求解。
【例題】某溫度時,在2升容器中X、Y、Z三種物質的物質的量隨時間變化曲線如圖所示,根據圖中數據分析,該反應的化學方程式為:____
______________________________。反應開始至2 0.1 0.9 Y
分鍾,Z的平均反應速率為:__________________。 X
【分析】由數據可知X和Y都是反應物,Z是生成 0.7
物。平衡時X減少0.3、Y減少0.1、而Z則增
加0.2 ,那麼化學方程式應該為3X + Y = 2Z
而Z的平均反應速率為:0.05摩/升·分 0.2 Z
0 2 t(分)
十、討論法
(一)不定方程討論法
當一個方程式中含有兩個未知數時,即為不定方程。不定方程一般有無數組解,有些化學題根據題設條件最終只能得到不定方程,必須利用化學原理加以討論才可以得出合理的有限組解。使問題得到圓滿解決。
【例題】22.4克某金屬M能與42.6克氯氣完全反應,取等質量的該金屬與稀鹽酸反應,可產生氫氣8.96升(標准狀況),試通過計算確定該金屬的原子量。
【解】金屬M跟氯氣反應生成物為MClx ,跟稀鹽酸反應生成物為MCly ,分別寫出化學方程式進行計算。 2M + xCl2 = 2MClx
2M 71x 列式整理可得:M=18.7x (1)式
2M + 2yHCl = 2MCly + yH2
2M 22.4y 列式整理可得:M=28y (2)式
對(1)式和(2)式進行討論可得,當x=3 、y=2時,原子量M=56
(二)過量問題討論法
所謂過量問題討論法是指題目沒有明確指出何種反應物過量,且反應物相對量不同時,反應過程可能不同,需要通過討論來解題的方法。
【例題】寫出H2S燃燒反應的化學方程式。1升H2S氣體和a升空氣混和後點燃,若反應前後氣體的溫度和壓強都相同(200C,101.3千帕),試討論當a的取值范圍不同時,燃燒後氣體的總體積V(用含a的表達式表示,假設空氣中氮氣和氧氣的體積比為4∶1,其它成分可忽略不計)。
【解】反應式為: 2H2S+3O2=2SO2+2H2O 2H2S+O2=2S+2H2O a升空氣中含氧氣0.2a升、含氮氣0.8a 升。氮氣不參加反應,體積保持不變。根據 2H2S+O2=2S+2H2O 若1升H2S氣體和a升空氣完全反應,則a=2.5升,下列進行討論:
(1)若a<2.5升,硫化氫過量 2H2S+O2=2S+2H2O
2 1 所以V=1-0.4a+o.8a=1+0.4a (L)
(2)若a>2.5升,氧氣過量 2H2S+O2=2S+2H2O 2H2S+3O2=2SO2+2H2O
2 1 2 3 2
可得V=0.2a-0.5+0.8a=a-0.5 (L)
(三)分析推理討論法
在分析推理討論法中,突出分析推理對不定因素的討論,用較少的計算過程肯定可能的情況,否定不可能的假設,從而較快地進入實質性問題的解決過程。
【例題】在28.4克CaCO3和MgCO3組成的混和物中加入足量稀鹽酸,生成氣體全部被250毫升2摩/升NaOH溶液吸收,將此溶液在減壓,低溫條件下蒸幹得到29.6克不含結晶水的固體物質。求原混和物中各種物質各多少克?
【解】NaOH物質的量為0.5摩,所以固體物質也應含有0.5摩的鈉離子,下面進行討論:
(1)NaOH過量,0.5摩NaOH質量為20克,而0.25摩Na2CO3質量為26.5克,NaOH和Na2CO3混合不可能得到29.6克固體物質。這個假設不成立。
(2)CO2過量,固體物質可能為Na2CO3和NaHCO3 ,0.25摩Na2CO3質量為26.5克,0.5摩NaHCO3質量為42克,這個假設成立。
通過上述討論可知29.6克固體物質是Na2CO3和NaHCO3的混和物,有關反應為:
CO2 + 2NaOH =Na2CO3 + H2O CO2 + NaOH = NaHCO3
利用方程式計算CO2的物質的量為0.3摩,生成二氧化碳的有關反應為:
CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2 MgCO3 + 2HCl = MgCl2 + H2O + CO2
利用方程式計算可得:原混和物中CaCO3為20克、MgCO3為8.4克。
http://www.nhyz.org/kyy/jw/aa1.htm
10. 高中化學計算題的方法技巧
1.差量法
當反應前後固體或液體的質量發生變化時或反應前後氣體的壓強、密度、物質的量、體積等發生變化時可用差量法計算。
2.守恆法
物質在參加反應時,化合價升降的總數,反應物和生成物的總質量,各物質中所含的每一種原子的總數,各種微粒所帶的電荷總和等等,都必須守恆.所以守恆是解計算題時建立等量關系的依據,守恆法往往穿插在其它方法中同時使用,是各種解題方法的基礎,利用守恆法可以很快建立等量關系,達到速算效果.
3.關系式法
關系式法是根據化學方程式計算的諸法中較主要的一種方法,它可以使多步計算化為一步完成。凡反應連續進行,上一步反應的產物為下一步反應的反應物的反應,,絕大多數可用關系式法解決。尋找關系式的方法,一般有以下兩種:
1、 出各步反應的方程式,然後逐一遞進找出關系式;
2、根據某原子守恆,直接寫出關系式。
例一定量的鐵粉和9克硫粉混合加熱,待其反應後再加入過量鹽酸,將生成的氣體完全燃燒,共收集得9克水,求加入的鐵粉質量為
A.14g B.42g C.56g D.28g
解析:因為題目中無指明鐵粉的量,所以鐵粉可能是過量,也可能是不足,則與硫粉反應後,加入過量鹽酸時生成的氣體就有多種可能:或者只有H2S(鐵全部轉變為FeS2),或者是既有H2S又有H2(鐵除了生成FeS2外還有剩餘),所以只憑硫粉質量和生成的水的質量,不易建立方程求解.根據各步反應的定量關系,列出關系式:(1)Fe--FeS(鐵守恆)--H2S(硫守恆)--H2O(氫守恆),(2)Fe--H2(化學方程式)--H2O(氫定恆),從而得知,無論鐵參與了哪一個反應,每1個鐵都最終生成了1個H2O,所以迅速得出鐵的物質的量就是水的物質的量,根本與硫無關,所以應有鐵為9/18=0.5摩,即28克.