化学计算技巧和方法Word文件下载.docx
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本题以阿佛加德罗定律和质量守恒定律为载体，重点考查分子的基本组成。
首先根据题意，设出方程式A＋mH2＝nB,据题意，可知m：
n＝3:
2,在根据质量守恒，可得结果
知识链接：
阿佛加德罗定律：
同温同压下，相同体积的任何气体都含有相同的分子数。
推论：
（1）同温同压时:
①V1:
V2=n1:
n2=N1:
N2②ρ1:
ρ2＝M1:
M2③同质量时:
V1:
V2=M2:
M1
（2）同温同体积时:
④p1:
p2=n1:
N2⑤同质量时:
p1:
p2=M2:
（3）同温同压同体积时:
⑥ρ1:
ρ2=M1:
M2＝m1:
m2
【变式训练】
1、下列说法正确的是
A．200mL1mol/LAl2（SO4）3溶液中，Al3+和SO42-离子总数为6．02×
1023
B．标准状况下，22．4LCl2和HCl的混合气体中含分子总数为2×
6．02×
C．0．1mol
原子中含中子数为3．5×
D．30g甲醛中含共用电子对总数为4×
2、某氯化镁溶液的密度为1．18g·
cm-3，其中镁离子的质量分数为5．1%，300mL该溶液中Cl－离子的物质的量约等于
A
0．37molB
0．63molC
0．74molD
1．5mol
题型二燃烧热与热化学方程式的简单计算
【典例2】已知热化学方程式：
2H2（气）+O2（气）＝2H2O（液）；
△H=-571．6kJ/mol2CO（气）+O2（气）＝2CO2（气）；
△H=-586．7kJ/mol实验测知6gH2与CO混合气体，完全燃烧时放出115．83千焦热量。
求混合气体中H2的质量百分含量。
解析：
利用可燃烧物质与反应热的关系式进行计算。
设含H2为xmol，CO为ymol
2H2（气）+O2（气）
2H2O（液）；
△H=-571．6kJ/mol
2mol571．6千焦
xmol
千焦
2CO（气）+O2（气）
2CO2（气）；
△H=-586．7kJ/mol
2mol586．7千焦
xmol
千焦
∴
∴H2的质量百分含量：
热化学方程式的意义：
①注意各物质的聚积状态②用ΔH表示反应吸收和放出的热量，ΔH>
0,反应吸热；
ΔH<
0,反应放热。
③ΔH的单位和化学计量数无关，总是kJ/mol。
但是△H的数值和反应式的化学计量数有关，当化学计量数加倍或减半时，△H数值也相应加倍或减半。
3、25℃、101kPa下，碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是393．5kJ/mol、285．8kJ/mol、890．3kJ/mol、2800kJ/mol，则下列热化学方程式正确的是
A．C（s）+1/2O2（g）==CO（g）；
△H=-393．5kJ/mol
B．2H2（g）+O2（g）==2H2O（g）；
△H=+571．6kJ/mol
C．CH4（g）+2O2（g）==CO2（g）+2H2O（g）；
△H=-890．3kJ/mol
D．1/2C6H12O6（s）+3O2（g）===3CO2（g）+3H2O
（1）；
△H=-1400kJ/mol
题型三有关氧化还原反应的计算
【典例3】已知下列分子或离子在酸性条件下都能氧化KI，自身发生如下变化：
H2O2→H2OIO3－→I2MnO4－→Mn2+
HNO2→NO
如果分别用等物质的量的这些物质氧化足量的KI，得到I2最多的是
H2O2B
IO3－C
MnO4－D
HNO2
根据“得失电子守恒”原则，1molH2O2、IO3－、MnO4－、HNO2分别得2mol、5mol、5mol、1mol电子，分别能氧化得到的I2为1mol、2．5mol、2．5mol、0．5mol，而IO3－本身被还原还能产生0．5molI2，即分别得到I21mol、3mol、2．5mol、0．5mol。
守恒法是高考中常考常用的一种解题方法。
在具体题例中应用守恒法，对提高解题速度和破解高考难题有很大帮助。
常见的守恒法主要有：
①电荷守恒：
溶液中阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数。
②电子守恒：
氧化还原反应中（或系列化学反应中）氧化剂所得电子总数等于还原剂所失电子总数。
③物料守恒：
溶液中某一组分的原始浓度应该等于它在溶液中各种存在形式的浓度之和。
4．等物质的量的主族金属A、B、C分别与足量的稀盐酸反应，所得氢气的体积依次为VA、VB、VC，已知VB＝2VC，且VA＝VB+VC，则在C的生成物中，该金属元素的化合价为（）A．+1B．+2C．+3D．+4
题型四图象问题的计算
【典例4】用1．0mol/LNaOH溶液中和某浓度的硫酸时，其pH值和所加NaOH溶液的体积（V）关系如图5-1所示，原硫酸的物质的量浓度和反应后溶液的总体积是（）。
A．1mol/L,60mlB．0．5mol/L,80mlC．0．5mol/L,40mlD．1mol/L,40ml
图5-1
此题的特点是计算条件与图象相联系。
由图象可知，未加NaOH溶液时，pH=0，[H+]=1．0mol/L,C酸=0．5mol/L;
当加入40mlNaOH溶液时，pH=7，说明n（H+）=n（OH-）,设反应后的总体积为Vml，则有：
1．0×
40=1．0×
（V-40）,V=80ml，正确答案为（B）。
规律总结：
解化学图象题必须抓住图象特征，分析辨识图中“原点”、“交点”、“转折点”等的意义，并与有关概念、反应规律、物质性质等相结合，综合思考，从中发现条件，确定关系。
5．一定温度下，在2L的密闭容器中X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如下图所示
下列描述正确的是
A．反应开始到10s，用Z表示的反应速率为0．158mol/（L·
s）B．反应开始到10s，X的物质的量浓度减少了0．79mol/L
C．反应开始到10s时，Y的转化率为0．79%D．反应的化学方程式为：
X（g）+Y（g）Z（g）
题型五确定复杂化学式的计算
【典例5】化学工作者已经合成了一个新的分子，经测定它只含有H、N、B，其中H、N、B的物质的量之比为2:
1:
1,它的相对分子质量为80．4．且它是非极性分子，具有抗磁性。
（1）试求该分子的分子式
（2）此分子有两种可能的构型甲和乙，在甲分子中H原子分别连在不同的原子上，其结构与苯分子相似。
而乙分子中B原子上没有连接氢原子，分子中含有一个三元环。
经测定甲比乙要稳定。
试画出甲、乙两分子的结构简式。
此题考查了分子式的确定方法。
（1）由题意知：
设该分子的通式为（BNH2）n，相对分子质量为80．4,得n＝3,即分子式为B3N3H6。
（2）根据该分子两种构型，甲分子中H原子分别连在不同的原子上，其结构与苯分子相似，确定该分子为六元环结构，且结构稳定，可知在N、B原子上分别连有一个氢原子，N、B原子相互间隔，可得结构简式。
乙分子中B原子上没有连接氢原子，分子中含有一个三元环，首先根据B原子最外层三个电子，将B原子两两相连成三元环，氢原子连接在N原子上，可得结果。
答案：
1）B3N3H6，
（2）甲：
乙：
1．基本概念：
①化学式：
用元素符号表示物质分子中原子种类及数目的式子②最简式：
表示物质化学组成和各成分元素的原子个数比的式子（实验式）2．有机物结构式的确定：
分子式结构式。
3．平均分子式法是按照一般的过程确定好分子式后，然后进行讨论。
讨论过程中特别要注意特殊物质。
6．有三种饱和一元醇A、B、C，其相对分子质量之比8:
22:
9，按其物质的量之比为1:
2:
1混合，取混合物16．2g与足量金属钠反应，生成标准状况下2．24L氢气。
计算A、B、C的相对分子质量，并按形式写出它们的结构简式。
题型六有关化工生产的计算
【典例6】在氧气燃烧0.22g硫和铁组成的化合物，使其中的硫全部转化为二氧化硫，把这些二氧化硫全部氧化成三氧化硫并转变为硫酸，这些硫酸可用10mL，0．5mol/L氢氧化钠溶液完全中和，则原化合物中硫的百分含量为（）
关系式就是用来表示已知量和未知量之间关系的式子，找出有关物质量间的关系，列出比例式，迅速求解的方法，即关系式法。
题型一：
差量法的应用
【例1】10毫升某气态烃在80毫升氧气中完全燃烧后，恢复到原来状况（1.01×
105Pa,270C）时，测得气体体积为70毫升，求此烃的分子式。
【点拨】原混和气体总体积为90毫升，反应后为70毫升，体积减少了20毫升。
剩余气体应该是生成的二氧化碳和过量的氧气，下面可以利用差量法进行有关计算。
CxHy+（x+
）O2xCO2+
H2O体积减少
1
1+
10
20
计算可得y=4，烃的分子式为C3H4或C2H4或CH4
【规律总结】
差量法是根据物质变化前后某种量发生变化的化学方程式或关系式，找出所谓“理论差量”，这个差量可以是质量差、气态物质的体积差、压强差，也可以是物质的量之差、反应过程中的热量差等。
该法适用于解答混合物间的反应，且反应前后存在上述差量的反应体系。
【巩固】
1、现有KCl、KBr的混合物3.87g，将混合物全部溶解于水，并加入过量的AgNO3溶液，充分反应后产生6.63g沉淀物，则原混合物中钾元素的质量分数为
A.0.241B.0.259C.0.403D.0.487
题型二：
守恒法的应用
【例2】Cu、Cu2O和CuO组成的混合物，加入100Ml0.6mol/LHNO3溶液恰好使混合物溶解，同时收集到224mLNO气体（标准状况）。
求：
（1）写出Cu2O跟稀硝酸反应的离子方程式。
（2）产物中硝酸铜的物质的量。
（3）如混合物中含0.01moLCu，则其中Cu2O、CuO的物质的量分别为多少？
（4）如混合物中Cu的物质的量为X，求其中Cu2O、CuO的物质的量及X的取值范围。
【点拨】本题为混合物的计算，若建立方程组求解，则解题过程较为繁琐。
若抓住反应的始态和终态利用守恒关系进行求解，则可达到化繁为简的目的。
（1）利用电子守恒进行配平。
3Cu2O+14HNO3==6Cu（NO3）2+2NO↑+7H2O
（2）利用N原子守恒。
n（HNO3）==0.06mol，n（NO）==0.01mol，
则n（Cu（NO3）2）==（0.06-0.01）/2=0.025mol
（3）本题混合物中虽含有Cu、Cu2O和CuO三种物质，但参加氧化还原反应的只有Cu、Cu2O，所以利用电子守恒可直接求解。
转移电子总数：
n（e-）=n（NO）×
3==0.03mol
Cu提供电子数：
0.01×
2=0.02mol
Cu2O提供电子数：
0.03-0.02=0.01moln（Cu2O）=0.01/2=0.005mol
n（CuO）=0.0025-0.01-0.005×
2=0.005mol
（4）根据（3）解法可得n（Cu2O）=0.015-Xmoln（CuO）=X-0.005mol。
根据电子守恒进行极端假设：
若电子全由Cu提供则n（Cu）=0.015mol；
若电子全由Cu2O提供则n（Cu2O）=0.015mol，则n（Cu2+）==0.03mol大于了0.025mol，说明n（Cu）不等于0，另根据n（CuO）=X-0.005mol要大于0可得n（Cu）>
0.005mol。
所以0.005mol<
n（Cu）<
0.015mol。
【规律总结】
化学反应的实质是原子间重新组合，依据质量守恒定律在化学反应中存在一系列守恒现象，如：
质量守恒、元素守恒、电荷守恒、电子得失守恒等，利用这些守恒关系解题的方法叫做守恒法。
质量守恒就是化学反应前后各物质的质量总和不变，在配制或稀释溶液的过程中，溶质的质量不变。
元素守恒即反应前后各元素种类不变，各元素原子个数不变，其物质的量、质量也不变。
电荷守恒即对任一电中性的体系，如化合物、混和物、溶液等，电荷的代数和为零，即正电荷总数和负电荷总数相等。
电子得失守恒是指在发生氧化—还原反应时，氧化剂得到的电子数一定等于还原剂失去的电子数，无论是自发进行的氧化—还原反应还是原电池或电解池中均如此。
2、碳酸铜和碱式碳酸铜均可溶于盐酸，转化为氯化铜。
在高温下这两种化合物均能分解成氧化铜。
溶解28.4g上述混合物，消耗1mol/L盐酸500mL。
燃烧等质量的上述混合物，得到氧化铜的质量是
A.35gB.30gC.20gD.15g
题型三：
关系式法的应用
【例3】为了预防碘缺乏病，国家规定每千克食盐中应含有40～50毫克的碘酸钾。
为检验某种食盐是否为加碘的合格食盐，某同学取食盐样品428克，设法溶解出其中全部的碘酸钾。
将溶液酸化并加入足量的碘化钾淀粉溶液，溶液呈蓝色，再用0.030mol/L的硫代硫酸钠溶液滴定，用去18.00mL时蓝色刚好褪去。
试通过计算说明该加碘食盐是否为合格产品。
有关反应如下：
IO3－＋5I－＋6H＋→3I2＋3H2O
I2＋2S2O32－→2I－＋S4O62－
【点拨】本题为多步反应的计算，可根据反应方程式直接建立IO3－和S2O32－的关系式进行求解。
解：
6S2O32－-------IO3－
6mol1mol
0.030mol/L×
18.00mL×
10-3n
n（I2）==0.09×
10-3mol
每千克食盐中含KIO3：
∴该加碘食盐是合格的
实际化工生产中以及化学工作者进行科学研究时，往往涉及到多步反应：
从原料到产品可能要经过若干步反应；
测定某一物质的含量可能要经过若干步中间过程。
对于多步反应体系，依据若干化学反应方程式，找出起始物质与最终物质的量的关系，并据此列比例式进行计算求解方法，称为“关系式”法。
利用关系式法可以节省不必要的中间运算步骤，避免计算错误，并能迅速准确地获得结果。
用关系式解题的关键是建立关系式，建立关系式的方法主要有：
1、利用微粒守恒关系建立关系式，2、利用方程式中的化学计量数间的关系建立关系式，3、利用方程式的加合建立关系式。
3、已知脊椎动物的骨骼中含有磷。
以下是测定动物骨灰中磷元素含量的实验方法。
称取某动物骨灰样品0.103g，用硝酸处理，使磷转化成磷酸根。
再加入某试剂，使磷酸根又转化成沉淀。
沉淀经灼烧后得到组成为P2Mo24O77的固体（其式量以3.60×
103计）0.504g。
试由上述数据计算该骨灰样品中磷的质量分数。
（磷的相对原子质量以31.0计。
）
题型四：
平均值法的应用
【例4】由锌、铁、铝、镁四种金属中的两种组成的混和物10克，与足量的盐酸反应产生的氢气在标准状况下为11.2升，则混和物中一定含有的金属是
A.锌B.铁C.铝D.镁
【点拨】本题利用平均摩尔电子质量求解，据10克金属与足量的盐酸反应产生的氢气在标准状况下为11.2升可得金属平均摩尔电子质量为10g/mol。
四种金属的摩尔电子质量分别为：
Zn：
32.5g/mol、Fe：
28g/mol、Al：
9g/mol、Mg：
12g/mol，其中只有Al的摩尔电子质量小于10g/mol，故答案为C。
所谓平均值法是一种将数学平均原理应用于化学计算的解题方法。
它所依据的数学原理是：
两个数Mr1和Mr2（Mr1大于Mr2）的算术平均值Mr，一定介于两者之间。
所以，只要求出平均值Mr，就可以判断出Mr1和Mr2的取值范围，再结合题给条件即可迅速求出正确答案。
常见方法有：
求平均原子量、平均式量、平均摩尔电子质量、平均组成等。
【巩固】4、由10g含有杂质的CaCO3和足量的盐酸反应，产生CO20.1mol，则此样品中可能含有的杂质是
A.KHCO3和MgCO3B.MgCO3和SiO2C.K2CO3和SiO2D.无法计算
题型五：
极端假设法的应用
【例5】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
A.2gB.4gC.8gD.10g
【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的金属质量为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。
【规律总结】：
“极端假设法”是用数学方法解决化学问题的常用方法，一般解答有关混合物计算时采用，可分别假设原混合物是某一纯净物，进行计算，确定最大值、最小值，再进行分析、讨论、得出结论。
【巩固】：
5、0.03mol铜完全溶于硝酸，产生氮的氧化物NO、NO2、N2O4混合气体共0.05mol。
该混合气体的平均相对分子质量可能是
A．30B．46C．50D．66
题型六：
讨论法的应用
【例6】向300mLKOH溶液中缓慢通入一定量的CO2气体，充分反应后，在减压低温下蒸发溶液，得到白色固体。
请回答下列问题：
（1）由于CO2通入量不同，所得到的白色固体的组成也不同，试推断有几种可能的组成，并分别列出。
（2）若通入CO2气体为2.24L（标准状况下），得到11.9g的白色团体。
请通过计算确定此白色固体是由哪些物质组成的，其质量各为多少？
所用的KOH溶液的物质的量浓度为多少
【点拨】
（1）由于CO2和KOH反应时物质的量之比不同则产物不同，故可根据CO2和KOH反应时物质的量之比对产物进行讨论。
由：
①CO2＋2KOH＝K2CO3＋H2O②CO2＋KOH＝KHCO3可知n（CO2）/n（KOH）=1/2时产物为K2CO3，n（CO2）/n（KOH）=1时产物为KＨCO3，所以n（CO2）/n（KOH）<
1/2时，KOH过量则产物为K2CO3＋KOH；
1/2<
n（CO2）/n（KOH）<
１时，对于①反应来说二氧化碳过量而对于②反应来说二氧化碳量不足，所以产物为K2CO3＋KHCO3；
n（CO2）/n（KOH）>
１时，二氧化碳过量，则固体产物为KHCO3。
答案为：
①K2CO3＋KOH②K2CO3③K2CO3＋KHCO3④KHCO3
（2）由：
①CO2＋2KOH＝K2CO3＋H2O②CO2＋KOH＝KHCO3
22.4L（标态）138g22.4L（标态）100g
2.24L（标态）13.8g2.24L（标态）10.0g
∵13.8g＞11.9g＞10.0g
∴得到的白色固体是K2CO3和KHCO3的混合物。
设白色固体中K2CO3xmol，KHCO3ymol，即
xmol2xmolxmolymolymolymol
xmol＋ymol＝2.24L/22.4mol•L—1＝0.100mol（CO2）
138g•mol—1×
xmol100g•mol—1×
ymol＝11.9g（白色固体）
解此方程组，得
x＝0.0500mol（K2CO3）
y＝0.0500mol（KHCO3）
∴白色固体中，K2CO3质量为138g•mol—1×
0.0500mol＝6.90g
KHCO3质量为100g•mol—1×
0.0500mol＝5.00g
消耗KOH物质的量为
2xmol＋ymol＝2×
0.0500mol＋0.0500mol＝0.150mol
∴所用KOH溶液物质的量浓度为
0.150mol/0.300L＝0.500mol•L—1
有一类化学计算题，由于某一条件的不确定，结果可能是两个或两个以上，也可能在某个范围内取值，这类题需要用讨论的方法求解。
常见的类型：
1、讨论反应发生的程度；
2、讨论反应物是否过量；
3、讨论反应物或生成物的组成范围；
4、讨论不定方程的解。
6、常温下盛有10mlNO2和10mlNO组成的混合气体的大试管倒立于水中，当向其中缓缓通入O2一段时间后，试管内残留有2mL气体，则通入O2的体积可能为多少升?
【随堂作业】
一、选择题（每题有1~2个答案）
1．密度为1.45g/cm3的硫酸溶液中,逐滴加入BaCl2溶液,直到沉淀完全为止,已知沉淀的质量与原硫酸溶液相等,则原硫酸溶液的浓度为
A.29.6%B.42.1%C.14.8mol/LD.6.22mol/L
2．在MgCl2、KCl、K2SO4三种盐的混合溶液中，若K+、Cl-各为1.5mol，Mg2+为0.5mol，则SO42-的物质的量为
A.0.1molB.0.5molC.0.15molD.0.25mol
3．将3.20gCu跟30.0mL10.0mol/L的硝酸反应，产物只有NO和NO2。
若反应后溶液中有amolH+，则此时溶液中含有NO
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