化学计算中常见的几种数学思想解析Word文档下载推荐.docx

1、2I2Fe3=I22Fe2。将反应后的溶液用CCl4萃取后分液，向分出的水溶液中通入Cl2至0.025 mol时，Fe2恰好完全反应。求KI溶液的物质的量浓度。（2 mol/L）（3） 有硫酸镁溶液500ml，它的密度为1.20g/cm3，其中镁离子的质量分数为4.8%，则有关该溶液的说法不正确的是 （ ）A溶质的质量分数为24.0% B溶液的物质的量浓度为2.4mol/LC溶质和溶剂的物质的量之比为1:40 D硫酸根离子的质量分数为19.2%二.差量法：该法常用于知道反应前后物质的有关物理量发生的变化的计算.根据化学反应前后物质的有关物理量发生的变化，找出所谓“理论差量”，如反应前后的质量、

2、物质的量、气态物质的体积、反应过程中的热量等。该差量的大小与反应物质的有关量成正比。差量法就是借助这种比例关系，解决一定量变的计算方法。2C（s）O2（g）=2CO（g） H221 kJmol1 m（固），n（气），V（气）2 mol1 mol2 mol 221 kJ 24 g1 mol22.4 L（标况）注意：用体积差解决问题时，一定要保证前后的压强不变。例2将一铁棒插入硫酸铜溶液，过一段时间后取出，铁棒质量增加了4克，求参加反应铁的物质的量。（0.5 mol）迁移训练2.（1）取一定量的CuO粉末与0.5 L稀硫酸充分反应后，将一根56 g铁棒插入上述溶液中，至铁棒质量不再变化时，铁棒增重

3、0.24 g，并收集到224 mL气体（标准状况）。求此CuO粉末的质量。（8 g）（2）使5.6 L CO2气体迅速通过Na2O2固体后得到4.48 L（标准状况下）气体，这4.48 L气体的质量是 （）A6.4 g B8.2 g C6.2 g D8.8 g三极值法（平均值法）: 该法常用于确定混合物的组成或取值范围的计算极值法就是先把思路引向极端状态，使问题简化从而得出结论，然后再回头来认识现实问题的解题技巧。混合物问题的极值解法，就是将混合物全部看成是其中某一物质或两种物质进行运算，然后将计算结果与题意相比较得出结论。在确定混合物的组成时，也可根据题中给出的已知条件，求出混合物中某个物理

4、量的平均值。混合物的两个成分中肯定有一个大于平均值，一个小于平均值，才能符合条件，从而可判断出混合物的可能组成。A极值法解题的基本思路：（1）把可逆反应假设成向左或向右进行的完全反应。（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。B极值法解题的关键紧扣题设的可能趋势，选好极端假设的落点。例3.粉末状金属混合物12 g，加入足量的稀硫酸后产生标准状况下的氢气11.2升。这种金属混合物可能是A、Al和FeB、Zn和FeC、Mg和ZnD、Mg和Fe【答案】A迁移训练3（1）用100 mL 12 molL1的浓硝酸与足量的铜粉反应，完全反应后，产生的气体在标准状况下的体积为（不考虑N

5、O2转化为N2O4）A小于6.72 L B等于6.72 L C等于13.44 L D6.7213.44 L【答案】D（2）已知25 下，0.1 mol/L某二元酸（H2A）溶液的pH大于1，其酸式盐NaHA溶液的pH小于7。取等体积的H2A溶液和NaOH溶液混合后，所得溶液的pH等于7，则酸溶液与碱溶液的物质的量浓度之比是（）A小于0.5 B等于0.5C大于0.5且小于1 D大于1且小于2【答案】C四.十字交叉法十字交叉法是平均值法的上特殊计算方法，是中学化学的一个常用的基本方法，在高中化学学习过程中经常用到。凡是符合等式Xa+Yb=（X+Y） c的计算都可用十字交叉法（其中X+Y1）求出X/

6、Y的值。要注意a、b、c分母上的物理量是什么，则X/Y就是这个物理量的比值。十字交叉法使用的具体范围及X/Y比的意义列表如下（表中列出的只是十字交叉法的部分内容）： 化学量 含型 义别a、bCX、YX/Y1相对分子质量（或摩尔质量）平均相对分子质量（或平均摩尔质量）物质的量（或气体体积或分子个数）物质的量之比（或气体体积之比或分子个数之比）2同一元素中两同位素的相对原子质量元素的相对原子质量同位素的原子个数原子数之比3燃烧热（H）每摩尔混合气体燃烧放出的热量现以类型1为例来讲解，如果已知两种气体的平均摩尔质量，可根据两气体的摩尔质量推知两气体的物质的量之比，其推导过程如下：现有以下数据物质的量

7、摩尔质量平均摩尔质量气体An1M1气体Bn2M2则有： ，即为混合气体中两气体的物质的量之比。如果表示为十字交叉法即为 例4.现有O2和N2的混合气体，其总质量为144g，总物质的量为5 mol，则O2和N2的物质的量之比为A.1:4 B.2:3 C.3:2 D.4:解：方法一：设O2和N2的物质的量分别为n1和 n2, 则有： n1+n2 5 mol32n1+28n2 144g解之得：n11 mol n24 mol，则O2和N2的物质的量之比为1:4。答案：A方法二：由题意得混合气体的平均摩尔质量为144g/5 mol28.8 g/ mol，则有：迁移训练4.（1）CH4和C3H8的混合气体

8、的平均相对分子质量与C2H6相对分子质量相同，则该混合气体中CH4和C3H8的分子个数比是多少？（2）某集气瓶中充满CH4和C2H2的混合气体，同温同压下，该混合气体相对于氢气的密度为10，则该混合气体中CH4和C2H2的质量比是多少？（3）两种有机物组成的混合气体的相对分子质量是氧气的3/4倍，它的体积比是4：1，这两种有机物是A. CH4和C2H4 B. C2H6和C2H4 C. CH4和C4H8 D. CH4和C3H6（4）已知：H2（g）+ O2（g）= H2O（l） H=-571.6KJmol-1;CH4（g）+2O2（g）= CO2（g）+2H2O（l） H=-890KJmol-1

9、. 现有H2和CH4的混合气体112L（标准状况），使其完全燃烧生成CO2和H2O（l），若实验测得反应放热3695 KJ.则混合气体中H2与CH4的物质的量之比是多少？（1：3）（5）150时，将1L混合烃与9L氧气混合，在密闭容器内充分燃烧，当恢复至150，体积恒定时，容器内压强增大8，则该混合烃的组成是D A甲烷与乙烷体积比是14 B丙炔与乙炔体积比是14C乙烯与丁烷体积比是14 D乙烯与丁烯体积比是14五 守恒法守恒法是中学化学学习过程中的一个最常用的方法，它贯穿于中学化学学习的始终，运用守恒法进行解题可以简化解题过程，思路清晰、条理分明，从而快速准确地解答题目。包括质量守恒、电苻守恒

10、、电子守恒等。1.质量守恒质量守恒就是化学反应前后各物质的质量总和不变，在配溶液或稀释溶液的过程中，溶质的质量不变。如将1L1mol/L的H2SO4溶液稀释至10L，溶液中H2SO4的物质的量仍为1 mol.例5、常温下，将20.0g 14%的NaCl溶液和30.0g 24%的NaCl溶液混合，得到密度为1.17 g/cm3的混合溶液。计算：（1）该混合溶液中NaCl的质量分数。（20%）（2）该混合溶液中NaCl的物质的量浓度。（4.0mol/L）（3）在1000 g水中需加入多少摩尔NaCl，才能使其浓度恰好与上述混合溶液浓度相等（保留1位小数）。（4.3mol）2.原子守恒原子守恒既化学

11、反应前后各元素的种类不变，各元素的原子个数不变，其物质的量、质量也不变。4NH35O24NO6H2O2NOO2=2NO23NO2H2O=2HNO3NO经多次氧化和吸收，由N元素守恒知：NH3HNO3。例6、标准条件下，22.4LCO2通入1L 1.5 mol .L-1NaOH反应的离子方程式3.电荷守恒（1）对任何一电中性体系，如化合物、混合物、溶液、胶体等，电荷的代数和为零，既阳离子所带正电荷总数和阴离子所带负电荷总数相等。如在含有Mg2+、Na+、SO42-、Cl-四种离子的溶液中存在如下关系：2c（Mg2+）+c（Na+）=2c（SO42-）+c（Cl-）。书写电荷守恒的表达式时，在各离

12、子浓度前不要忘了乘以离子所带的电荷数。（2）在离子方程式中，方程式左右两边电荷总数相等；如4H+2 Cl-+MnO2 = Mn2+2H2O+ Cl2，方程式左边电荷总数为4+（-2）2，方程式右边电荷总数为2，即电荷守恒。常用此法来判定离子方程式是否正确。例7、某溶液中只含有Fe3+、K+、SO42-、Cl-四种离子,已知K+、Fe3+、Cl-的个数比为3：2：1。则溶液Fe3+与SO42-的个数比为多少？4.电子得失守恒电子得失守恒是指在发生氧化还原反应时，氧化剂得到的电子总数一定等于还原剂失去的电子总数，如4H+2 Cl-+MnO2 Mn2+2H2O+ Cl2，在这个反应中，氧化剂MnO2

13、中Mn得到的电子总数一定等于还原剂Cl-失去的电子总数。解决此类问题的核心是利用电子得失守恒建立等式，建立等式的步骤如下：（1）找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物；（2）找准一个原子或离子量失电子的个数（注意化学式中粒子的个数）；（3）根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出等式：n（氧化剂）变价原子个数化合价变化值（高价-低价）n（还原剂）书写电子得失守恒的表达式时，不要忘了乘以变价原子个数。例8、已知RXO42-+MnO4-+H + RO2 +Mn2+H2O的变化过程中，有0.2 molRXO42-参加反应时，共转移了0.4 mol电子.。试回答下列问题：（1）反应的氧化产物（2

14、）X= （2）（3）参加反应的氢离子的物质的量（0.64 mol）迁移训练5.（1）1.92gCu投入一定量浓硝酸中完全溶解,生成气体的颜色由深变浅，共收集到标准状况下616mL气体将装有此气体的容器倒扣在水中，通入标准状况下一定体积的O2,恰好使气体完全溶于水中,则通入O2 的体积是多少?（336mL）（2）把由NaOH、AlCl3、MgCl2三种固体组成的混合物，溶于足量水中后有0.58 g白色沉淀生成，在所得的浑浊液中，逐滴加入0.5 mol/L盐酸，加入盐酸的体积（V）与生成沉淀的质量（W）关系如图所示：混合物中NaOH的质量为，混合物中AlCl3的质量为，混合物中MgCl2的质量为.

15、P点表示盐酸的体积是。解决此类问题多用原子守恒法和终态法。（3）将32.64 g铜与140 mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解，产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2 L。请回答：（1）NO的体积为_L，NO2的体积为_L。（2）待产生的气体全部释放后，向溶液中加入V mL a molL1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为_molL1。（3）欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3，至少需要30%的双氧水_g。【思路点拨】解答此类问题应从以下三点考虑。（1）生成NO、NO2得到的电子与Cu失去的电子守恒。（2）HNO3

16、所含氮原子与反应后生成的NaNO3、NO、NO2所含氮原子守恒。（3）NO、NO2全部转化为HNO3，与氧化剂（如：H2O2）应符合电子守恒。六.“三段式法”:在化学平衡计算中的应用A解题步骤（1）写出有关化学平衡的反应方程式；（2）确定各物质的起始量、变化量和平衡量；（3）根据问题建立相应的关系式进行解答。B具体方法对于反应mA（g）nB（g）pC（g）qD（g），令A、B起始物质的量浓度分别为a mol/L、b mol/L，达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mx mol/LmA（g）nB（g） pC（g）qD（g）起始（mol/L） ab 0 0变化（mol/L） mxnx px qx平衡（

17、mol/L）amxbnx px qxK。C说明（1）反应物：c（平）c（始）c（变）；生成物：c（平）c（始）c（变）。（2）各物质的转化浓度之比等于化学方程式中化学计量数之比。（3）转化率100%。D.注意：用“三段式”法列式时，起始变化和平衡的单位要统一。只有变化量之比等于化学计量数之比。用平衡常数作桥梁进行计算时，一定在相同温度下。例9.在一定温度下将3 mol CO2和2 mol H2混合于2 L的密闭容器中，发生如下反应：CO2（g）H2（g） CO（g）H2O（g）。（1）该反应的化学平衡常数表达式K_。（2）已知在700时，该反应的平衡常数K10.5，则该温度下反应CO（g）H2

18、O（g） CO2（g）H2（g）的平衡常数K2_ _;反应CO2（g）H2（g） CO（g）H2O（g 的平衡常数K3_ _.（3）已知在1 000时，该反应的平衡常数K41.0，则该反应为_反应（填“吸热”或“放热”）。（4）在1 000下，某时刻CO2的物质的量为2.0 mol，则此时v（正）_v（逆）（填“”、“”或“”）。（1）（2）2（3）吸热（4）迁移训练6.一定温度下，在一个容积为1 L的密闭容器中，充入1 mol H2（g）和1 mol I2（g），发生反应H2（g）I2（g） 2HI（g），经充分反应达到平衡后，生成的HI（g）占气体体积的50%;在该温度下，在另一个容积为2 L的密闭容器中充入1 mol HI（g）发生反应HI（g） H2（g）I2（g），则下列判断正确的是（）A后一反应的平衡常数为1B后一反应的平衡常数为0.5C后一反应达到平衡时，H2的平衡浓度为0.25 molL1D后一反应达到平衡时，HI（g）的平衡浓度为0.5 mol