高一化学计算技巧.docx

1、高一化学计算技巧化学计算的解题方法与技巧一、守恒法利用电荷守恒和原子守恒为基础，就是巧妙地选择化学式中某两数(如化合价数、正负电荷总数)始终保持相等，或几个连续的化学方程式前后某微粒(如原子、电子、离子)的物质的量保持不变，作为解题的依据，这样不用计算中间产物的数量，从而提高解题速度和准确性。（一）原子个数守恒【例题1】某无水混合物由硫酸亚铁和硫酸铁组成，测知该混合物中的硫的质量分数为a，求混合物中铁的质量分数。【分析】根据化学式FeSO4、Fe2(SO4)3可看出，在这两种物质中S、O原子个数比为1：4，即无论这两种物质以何种比例混合，S、O的原子个数比始终为1：4。设含O的质量分数x，则3

2、2/64a/x，x2a。所以(Fe)13a【例题2】用1L1mol/L的NaOH溶液吸收0.8molCO2，求所得的溶液中CO23和HCO3的物质的量之比为【分析】依题意，反应产物为Na2CO3和NaHCO3的混合物，根据Na原子和C原子数守恒来解答。设溶液中Na2CO3为xmol，为NaHCO3为ymol，则有方程式2x+y=1mol/L1Lx+y=0.8mol，解得x=0.2，y=0.6，所以CO32：HCO31：3（二）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。【例题3】在Na2SO4和K2SO4的混和溶液中，如果Na+=0

3、.2摩升，SO42-=x摩升，K+=y摩升，则x和y的关系是（A）x=0.5y (B)x=0.1+0.5y (C)y=2(x0.1) (D)y=2x0.1【分析】可假设溶液体积为1升，那么Na+物质的量为0.2摩，SO42-物质的量为x摩，K+物质的量为y摩，根据电荷守恒可得Na+K+=2SO42-，所以答案为BC【例题4】用1L1mol/L的NaOH溶液吸收0.8molCO2，求所得的溶液中CO32和HCO3-的物质的量之比为【分析】根据电荷守恒：溶液中Na+H+=HCO3+2CO32+OH，因为H+和OH均相对较少，可忽略不计。Na+=HCO3+2CO32，已知Na+1mol/L，根据C原

4、子守恒：HCO3+CO320.8mol/L，所以10.8+CO32，所以CO320.2mol/L，HCO30.6mol/L，所以CO32：HCO31：3（三）电子守恒-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。【例题5】将纯铁丝5.21克溶于过量稀盐酸中，在加热条件下，用2.53克KNO3去氧化溶液中亚铁离子，待反应后剩余的Fe2+离子尚需12毫升0.3摩/升KMnO4溶液才能完全氧化，写出硝酸钾和氯化亚铁完全反应的方程式。【分析】铁跟盐酸完全反应生成Fe2+，根据题意可知Fe2+分别跟KMnO4溶液和K

5、NO3溶液发生氧化还原反应，KMnO4被还原为Mn2+，那么KNO3被还原的产物是什么呢？根据电子得失守恒进行计算可得KNO3被还原的产物是NO，所以硝酸钾和氯化亚铁完全反应的化学方程式为：KNO3+3FeCl2+4HCl=3FeCl3+KCl+NO+2H2O【练习】往150mLFeBr2溶液中缓缓通入2.24L（标况）氯气，反应完全后，溶液中有1/3的溴离子被氧化成溴单质。求原溶液FeBr2的物质的量浓度。（四）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，在配制或稀释溶液的过程中，溶质的质量不变。【例题6】1500C时，碳酸铵完全分解产生气态混合物，其密度是相同条件下氢气密度的(

6、 )（A）96倍（B）48倍（C）12倍（D）32倍【分析】(NH4)2CO3=2NH3+H2O+CO2根据质量守恒定律可知混和气体的质量等于碳酸铵的质量，从而可确定混和气体的平均分子量为96/4=24 ，混和气体密度与相同条件下氢气密度的比为24/2 =12 ，所以答案为C（五）原子的物质的量守恒-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。【例题7】有一在空气中放置了一段时间的KOH固体，经分析测知其含水2.8%、含K2CO337.3% 取1克该样品投入25毫升2摩升的盐酸中后，多余的盐酸用1.0摩升KOH溶液30.8毫升恰好完全中和，蒸发中和后的溶液可得到固体(

7、 )（A）1克（B）3.725克（C）0.797克（D）2.836克【分析】KOH、K2CO3跟盐酸反应的主要产物都是KCl，最后得到的固体物质是KCl，根据元素守恒，盐酸中含氯的量和氯化钾中含氯的量相等，所以答案为B（六）化合价数值守恒【例题8】某元素X的氧化物含氧44.0，已知该元素的相对原子质量为51，则该氧化物的化学式为（）（A）XO （B）X3O5 （C）XO3 （D）X2O5【分析】设X元素的化合价为+n，根据氧元素化合价总数等于X元素化合价总数的原则得：56n/51442/16，解得n5，则氧化物的化学式为D。【练习】某酸式盐的组成可用Ca3(PO4)2nH3PO4mH2O表示。

8、现取该磷酸盐7.56g加热到失去全部结晶水后残余物质量为7.02g。同质量的该盐溶于水并加入4.44g消石灰刚好使之全部转化为正盐，则该盐的组成为（）（A）Ca3(PO4)25H3PO42H2O （B）Ca3(PO4)24H3PO43H2O （C）Ca3(PO4)25H3PO43H2O （D）Ca3(PO4)22H3PO45H2O（七）体积守恒【练习】有一真空瓶的质量为M1g，该瓶充入空气总质量为M2g，在相同状况下，若该瓶充某气体A后，总质量为M3g。则A的相对分子质量为（八）守恒的综合利用1.硝酸工业中用NaOH处处理废气，现对废气中的NO和NO2的含量作如下分析：将一定量的废气通人100

9、mL 1mol/LNaOH溶液中，反应后NO和NO2均无剩余，且溶液质量增加3.2g，再向此溶液中通人O2，使溶液中的NaNO2完全转化为NaNO3，再用0.2mol/L盐酸中和过量的NaOH，消耗盐酸100mL，求废气中NO和NO2物质的量之比。2.已知Cl和Ag+反应生成AgCl，每次新生成的AgCl中又有10见光分解成单质银和氯气，氯气又可在水溶液中歧化HClO和HCl，生成的Cl又可与Ag+继续反应。现有1.1molNaCl溶液，向其中加人足量AgNO3溶液，求最终生成多少克难溶物（Ag和AgCl）？若最后溶液体积为IL，求H+为多少？二、差量法差量法是依据化学反应前后的某些差量（固体

10、质量差、溶液质量差、气体体积差、气体物质的量之差等）与反应或生成物的变化量成正比而建立的一种解题方法。此法将差量看作化学方程式右端的一项，将已知差量（实际差量）与化学方程式中的对应差量（理论差量）列成比例，其他解题步骤与按化学方程式列比例或解题完全一样。（一）质量差法【例题9】在1升2摩/升的稀硝酸溶液中加入一定量的铜粉，充分反应后溶液的质量增加了13.2克，问：（1）加入的铜粉是多少克？（2）理论上可产生NO气体多少升？（标准状况）【分析】硝酸是过量的，不能用硝酸的量来求解。铜跟硝酸反应后溶液增重，原因是生成了硝酸铜，所以可利用这个变化进行求解。 3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)

11、2 + 2NO+ 4H2O 增重 192 6019260=132 X克 Y升 13.2 可得X=19.2克，Y=4.48升【练习】1.在天平两盘内各放有等质量等体积的烧杯，分别盛有同物质的量同体积的盐酸，天平平衡。再分别加人一定量的镁、铝，充分反应后，若使天平仍然保持平衡，则加人镁、铝的物质的量之比为（）（A）9：8 （B）11：12 （C）12：11 （D）3：42.将4.6g钠和4.8g镁分别投入盛有等物质的量浓度、等体积的稀硫酸的两个烧杯中，充分反应后，所得溶液总质量分别为mg和ng，则不可能的关系为（）（A）m=n （B）mn （C）mn （D）mn三、十字交叉法十字交叉法是进行二组分

12、混和物平均量与组分量计算的一种简便方法。凡可按M1n1 + M2n2 = (M)（n1 + n2）计算的问题，均可用十字交叉法计算的问题，均可按十字交叉法计算，算式如右图为：式中，(交)表示混和物的某平均量，M1、M2则表示两组分对应的量。如(两)表示平均分子量，M1、M2则表示两组分各自的分子量，n1、n2表示两组分在混和物中所占的份额，n1:n2在大多数情况下表示两组分物质的量之比，有时也可以是两组分的质量比，如在进行有关溶液质量百分比浓度的计算。十字交叉法常用于求算：混和气体平均分子量及组成、混和烃平均分子式及组成、同位素原子百分含量、溶液的配制、混和物的反应等。（一）混和气体计算中的十

13、字交叉法【例题12】在常温下，将1体积乙烯和一定量的某气态未知烃混和，测得混和气体对氢气的相对密度为12，求这种烃所占的体积。【分析】根据相对密度计算可得混和气体的平均式量为24，乙烯的式量是28，那么未知烃的式量肯定小于24，式量小于24的烃只有甲烷，利用十字交叉法可求得甲烷是0.5体积【练习】在相同的条件下，将H2（密度为0.0899g/L）与CO2（密度为1.977g/L）以何体积比混合，才能使混合气体的密度为1.429g/L？（二）同位素原子百分含量计算的十字叉法【例题13】溴有两种同位素，在自然界中这两种同位素大约各占一半，已知溴的原子序数是35，原子量是80，则溴的两种同位素的中子

14、数分别等于。（A）79 、81 （B）45 、46 （C）44 、45 （D）44 、46 【分析】两种同位素大约各占一半,根据十字交叉法可知,两种同位素原子量与溴原子量的差值相等,那么它们的中子数应相差2,所以答案为D（三）溶液配制计算中的十字交叉法【例题14】某同学欲配制40%的NaOH溶液100克，实验室中现有10%的NaOH溶液和NaOH固体，问此同学应各取上述物质多少克？【分析】10%NaOH溶液溶质为10，NaOH固体溶质为100，40%NaOH溶液溶质为40，利用十字交叉法得：需10%NaOH溶液为60/90 100=66.7克，需NaOH固体为30/90 100=33.3克【练

15、习】1.有Ag质量分数为15的NaNO3溶液，若将其质量分数变为30，可采取的方法的是（）（A）蒸发掉溶剂的1/2 （B）蒸发掉A/2g溶剂（C）加入3A/14g NaNO3 （D）加入3A/20g NaNO32.配制20的硫酸溶液460g，需要98的硫酸（密度为1.84g/mL）多少毫升？（四）混和物反应计算中的十字交叉法【例题15】现有100克碳酸锂和碳酸钡的混和物，它们和一定浓度的盐酸反应时所消耗盐酸跟100克碳酸钙和该浓度盐酸反应时消耗盐酸量相同。计算混和物中碳酸锂和碳酸钡的物质的量之比。【分析】可将碳酸钙的式量理解为碳酸锂和碳酸钡的混和物的平均式量，利用十字交叉法计算可得碳酸锂和碳酸

16、钡的物质的量之比97:26【例题16】用1L1mol/L的NaOH溶液吸收0.8molCO2，求所得的溶液中CO23和HCO3的物质的量之比为【分析】依题意，反应产物为Na2CO3和NaHCO3的混合物，若只生成为Na2CO3，需NaOH 1.6mol，若只生成为NaHCO3，需NaOH 0.8mol。现共消耗NaOH 1mol，于是由十字交叉法得（右图）：n（Na2CO3）：n（NaHCO3）1：3四、关系式法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，

17、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。（一）物质制备中的关系式法【例题17】含有SiO2的黄铁矿试样1克，在O2中充分灼烧后残余固体为0.76克，用这种黄铁矿100吨可制得98%的浓硫酸多少吨？（设反应过程有2%的硫损失）【分析】根据差量法计算黄铁矿中含FeS2的量为72% ，而反应过程损失2%的硫即损失2%的FeS2 ，根据有关化学方程式找出关系式：FeS2 - 2H2SO4 利用关系式计算可得结果为：制得98%的浓硫酸117.6吨。（二）物质分析中的关系式法测定漂白粉中

18、氯元素的含量，测定钢中的含硫量，测定硬水中的硬度或测定某物质组成等物质分析过程，也通常由几步反应来实现，有关计算也需要用关系式法。【例题18】让足量浓硫酸与10克氯化钠和氯化镁的混合物加强热反应，把生成的氯化氢溶于适量的水中，加入二氧化锰使盐酸完全氧化，将反应生成的氯气通入KI溶液中，得到11.6克碘，试计算混和物中NaCl的百分含量。【分析】根据有关化学方程式可得：4HCl - I2 ，利用关系式计算可得生成氯化氢的质量是6.7克，再利用已知条件计算得出混和物中NaCl的百分含量为65% 。五、估算法（一）估算法适用于带一定计算因素的选择题，是通过对数据进行粗略的、近似的估算确定正确答案的一

19、种解题方法，用估算法可以明显提高解题速度。【例题19】有一种不纯的铁，已知它含有铜、铝、钙或镁中的一种或几种，将5.6克样品跟足量稀H2SO4完全反应生成0.2克氢气，则此样品中一定含有（A）Cu （B）Al （C）Ca （D）Mg【分析】计算可知，28克金属反应失去1摩电子就能符合题目的要求。能跟稀H2SO4反应，失1摩电子的金属和用量分别为：28克Fe、9克Al、20克Ca、12克Mg，所以答案为A（二）用估算法确定答案是否合理，也是我们检查所做题目时的常用方法，用此法往往可以发现因疏忽而造成的计算错误。【例题20】24毫升H2S在30毫升O2中燃烧，在同温同压下得到SO2的体积为（A）2

20、4毫升（B）30毫升（C）20毫升（D）18毫升【分析】2H2S + 3O2 = 2SO2 + 2H2O 根据方程式系数的比例关系估算可得答案为D六、平均值法混合物的计算是化学计算中常见的比较复杂的题型。有些混合物的计算若用平均值法，则可化难为易，化繁为简，进而提高解这类题的能力。两个数进行算术平均所得的平均值，一定介于两个数之间。若已知平均值，则可推断原来两个数一定比平均值大，另一个数比平均值小。这种应用平均值去判断两个数的取值范围的方法称为平均值法。可利用分子量或原子量的平均值，体积平均值，组成平均值来确定混合物的组成。【例题21】0.1mol由两种气态烃组成的混合气体完全燃烧后，得到0.

21、16molCO2和3.6g水，混合气体中（）A.可能有甲烷 B.一定是甲烷和乙烯 C.一定没有乙烷 D.一定有乙炔【分析】设混合气态烃的平均化学式为CxHy，因0.1molCxHy和O2反应生成0.16molCO2和0.2molH2O，则x=1.6,y=4,即混合烃的平均化学式为C1.6H4，由此可得：(1)混合气态烃中一定有CH4 ，(2)另一种气态烃为CnH4，可能是C2H4或C3H4等，但一定没有C2H6，故正确答案为七、始终态法始终态法是以体系的开始状态与最终状态为解题依据的一种解题方法。有些变化过程中间环节很多，甚至某些中间环节不太清楚，但始态和终态却交待得很清楚，此时用始终态法往往

22、能独辟蹊径，出奇制胜。【例题22】把适量的铁粉投入足量的盐酸中，反应完毕后，向溶液中通入少量Cl2 ，再加入过量烧碱溶液，这时有沉淀析出，充分搅拌后过滤出沉淀物，将沉淀加强热，最终得到固体残留物4.8克。求铁粉与盐酸反应时放出H2的体积（标准状况）。【分析】固体残留物可肯定是Fe2O3 ，它是由铁经一系列反应生成，氢气是铁跟盐酸反应生成的，根据2Fe - Fe2O3 、Fe - H2 这两个关系式计算可得：H2的体积为1.344升八、等效思维法对于一些用常规方法不易解决的问题，通过变换思维角度，作适当假设，进行适当代换等使问题得以解决的方法，称为等效思维法。等效思维法的关键在于其思维的等效性，

23、即你的假设、代换都必须符合原题意。等效思维法是一种解题技巧，有些题只有此法可解决，有些题用此法可解得更巧更快。【例题23】在320C时，某+1价金属的硫酸盐饱和溶液的浓度为36.3% ，向此溶液中投入2.6克该无水硫酸盐，结果析出组成为R2SO410H2O的晶体21.3克。求此金属的原子量。【分析】21.3克R2SO410H2O晶体比2.6克无水硫酸盐质量多18.7克，这18.7克是从硫酸盐饱和溶液得的，所以它应该是硫酸盐饱和溶液，从而可知21.3克R2SO410H2O中含有11.9克结晶水、9.4克R2SO4 ，最后结果是：此金属的原子量为23九、讨论法（一）不定方程讨论法当一个方程式中含有

24、两个未知数时，即为不定方程。不定方程一般有无数组解，有些化学题根据题设条件最终只能得到不定方程，必须利用化学原理加以讨论才可以得出合理的有限组解。使问题得到圆满解决。【例题24】22.4克某金属M能与42.6克氯气完全反应,取等质量的该金属与稀盐酸反应,可产生氢气8.96升（标准状况），试通过计算确定该金属的原子量。【解】金属M跟氯气反应生成物为MClx ，跟稀盐酸反应生成物为MCly ，分别写出化学方程式进行计算。 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=2

25、8y （2）式对（1）式和（2）式进行讨论可得，当x=3 、y=2时，原子量M=56（二）过量问题讨论法所谓过量问题讨论法是指题目没有明确指出何种反应物过量，且反应物相对量不同时，反应过程可能不同，需要通过讨论来解题的方法。【例题25】写出H2S燃烧反应的化学方程式。1升H2S气体和a升空气混和后点燃，若反应前后气体的温度和压强都相同（200C，101.3千帕），试讨论当a的取值范围不同时，燃烧后气体的总体积V（用含a的表达式表示，假设空气中氮气和氧气的体积比为41，其它成分可忽略不计）。【解】反应式为： 2H2S+3O2=2SO2+2H2O 2H2S+O2=2S+2H2O a升空气中含氧气0

26、.2a升、含氮气0.8a 升。氮气不参加反应，体积保持不变。根据 2H2S+O2=2S+2H2O 若1升H2S气体和a升空气完全反应，则a=2.5升，下列进行讨论：(1)若a2.5升,氧气过量 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）分析推理讨论法在分析推理讨论法中，突出分析推理对不定因素的讨论，用较少的计算过程肯定可能的情况，否定不可能的假设，从而较快地进入实质性问题的解决过程。【例题26】在28.4克CaCO3和MgCO3组成的混和物中加入足量稀盐酸，生成气体全部被250毫升2摩/

27、升NaOH溶液吸收，将此溶液在减压，低温条件下蒸干得到29.6克不含结晶水的固体物质。求原混和物中各种物质各多少克？【解】NaOH物质的量为0.5摩，所以固体物质也应含有0.5摩的钠离子，下面进行讨论：(1)NaOH过量，0.5摩NaOH质量为20克，而0.25摩Na2CO3质量为26.5克，NaOH和Na2CO3混合不可能得到29.6克固体物质。这个假设不成立。(2)CO2过量，固体物质可能为Na2CO3和NaHCO3 ，0.25摩Na2CO3质量为26.5克，0.5摩NaHCO3质量为42克,这个假设成立。通过上述讨论可知29.6克固体物质是Na2CO3和NaHCO3的混和物，有关反应为:

28、CO2 + 2NaOH =Na2CO3 + H2O CO2 + NaOH = NaHCO3 利用方程式计算CO2的物质的量为0.3摩，生成二氧化碳的有关反应为:CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2 MgCO3 + 2HCl = MgCl2 + H2O + CO2 利用方程式计算可得：原混和物中CaCO3为20克、MgCO3为8.4克。【作业练习】一、守恒法1把aL(NH4)2SO4和NH4NO3的混合溶液分成两等份，一份加入b mol烧碱并加热，刚好把NH3全部赶出。另一份需消耗c mol BaCl2沉淀反应刚好完全，原溶液中硝酸根离子物质的量浓度为( B )A.(

29、b-2c) / a mol/L B. (2b-4c) / a mol/L C. (2b-c) / a mol/L D. (b-22a) / a mol/L2用铂电极电解500ml的KNO3和Cu(NO3)2混合液一段时间后，在两极均生成11.2L气体（标况下），则原溶液中Cu2+浓度为（） A.0.5 mol/L B. 1mol/L C.2 mol/L D.无法确定二、差量法3在标况下，6.72 L NO2通过水后，收集到5.04L气体，则被氧化的NO2体积是( A )A.1.68 L B.2.52 L C.0.56 L D.1.12 L4溴化钾和氯化钾的混合物3.87g，溶于水并加入足量Ag

30、NO3溶液后，产生6.63g沉淀，则混合物中含K+为（） A.0.02 mol B.0.04 mol C.0.78g D.1.56g三、十字交叉法5由CO2、H2和CO组成的混合气体在同温同压下与氮气的密度相同，则该混合气体中CO2、H2和CO的体积比不可能为( A )A.29:8:13 B.39:24:5 C.13:8:29 D.26:16:576铜有两种天然同位素 63Cu和 65Cu , 参考铜的原子量为63.5 , 估算 63Cu 的平均原子百分含量约是( ) A. 20% B.25% C.66.7% D.75%7物质的量分别为6摩/升, 1摩/升的硫酸溶液,按怎样的体积比才能配成4摩

31、/升的溶液?四、关系式法8用稀硫酸溶解FeS和Fe(OH)3的混合物28.3g，可得到1.6g硫。原混合物中FeS质量可能是( BD )A.10.7g B.4.4g C.23.9g D.17.6g9镁带在空气中完全燃烧后，将其产物溶于50mL1.8mol/L稀盐酸中, 再加入20mL0.9moL/LNaOH溶液以中和多余的酸, 然后加入足量NaOH溶液使氨全部逸出, 经测定氨的质量为0.102g。求镁带的质量。（0.792g。运用质量守恒法和整体思维技巧）10工业生产电石是用生石灰与焦炭在电炉内加热进行的(3C+CaO=CaC2+CO),假设原料利用率为100%，则36t焦炭可生产多少t乙炔？(26t)五、估算法11