高中化学计算(专题与练习)

第 1 页,共 39页化学计算化学计算（专题（专题与练习与练习）一一化学计算的技巧化学计算的技巧一般指的是各种基本计算技能的巧用。主要有？关系式法，方程或方程组法，守恒法，差量法， 平均值法，极值法，讨论法，十字交叉法等。一、关系式法一、关系式法关系式法是根据化学方程式计算的巧用， 其解题的核心思想是化学反应中质量守恒， 各反应物与生成物之 间存在着最基本的比例（数量）关系。【例题例题1 1】某种H 和 CO 的混合气体，其密度为相同条件下再通入过量O2，最后容器中固体质量增加了A3.2 gB4.4 gC5.6 gD6.4 g分析:此题宜根据以下关系式巧解：固体增加的质量即为H2 的质量。固体增加的质量即为CO 的质量。所以，最后容器中国体质量增加了3.2g，应选A。解析此题估算即可。解题关键是找出反应中量的关系。【例题例题2 2】FeS2 与硝酸反应产物有Fe3+和 H 2SO4，若反应中FeS2 和HNO3 物质的量之比是 18 时，则 HNO3的唯一还原产物是 ANO2BNOCN2ODN2O3分析:此题运用氧化还原关系式计算。反应中FeS2和HNO3的物质的量之比是18，由于生成了Fe（NO3）3， 则FeS2和被还原的HNO3 的物质的量之比是15。设N 元素的变价为x，可列以下氧化还原关系式并解析：第 2 页,共 39页该题关键是找出隐含的关系。二、方程或方程组法二、方程或方程组法根据质量守恒和比例关系， 依据题设条件设立未知数， 列方程或方程组求解， 是化学计算中最常用的方法， 其解题技能也是最重要的计算技能。* *【例题例题 3 3】（MCE 199924）用惰性电极电解M（NO3）x 的水溶液，当阴极上增重a g 时，在阳极上 同时产生bL 氧气（标准状况） ，从而可知M 的原子量为分析:方程或方程组法是最常用最不易出错的化学计算方法。阴阳两极的电极反应：阴极：4Mx+4xe=4M阳极：4xOH-4xe=2xH2O+xO2设M 的原子量为y正确答案是C。【例题例题4 4】有某碱金属M 及其相应氧化物的混合物共10 g，跟足量水充分反应后，小心地将溶液蒸干， 得到14 g 无水晶体。该碱金属M 可能是A锂 B钠C钾D铷（锂、钠、钾、铷的原子量分别为：6.94、23、39、85.47）分析:碱金属及其氧化物跟水反应的反应式关系分别是：2M+2H2O=2MOH+H2M2O+H2O=2MOH 此题有多 种解法。有以下特殊解法：设M 的原子量为x第 3 页,共 39页解得 42.5x14.5分析所给锂、钠、钾、铷的原子量，推断符合题意的正确答案是B、C。三、守恒法化学方程式既然能够表示出反应物与生成物之间物质的量、质量、气体体积之间的数量关系，就必然能反 映出化学反应前后原子个数、电荷数、得失电子数、总质量等都是守恒的。巧用守恒规律，常能简化解题步骤、 准确快速将题解出，收到事半功倍的效果。* *【例题例题 5 5】 某烃0.1mol，与在标准状况下为20 L 的氧气（过量）充分反应后，迅速将混合气体通入足 量Na2O2 粉末中，在一定设备中使气体完全反应，此时粉末增重15 g。经处理后得到气体14.4 L（标准状况）。 该烃能使溴水褪色，试通过计算求出该烃的分子式，并写出可能的结构简式。此题解法颇多，运用守恒法妙解解：设该烃的分子量为M经分析可推断14.4 L 气体均为氧气。根据质量守恒：解得M=70所以该烃化学式为C5H10。因为该烃能使溴水褪色，故为烯烃。戊烯共有5 种可能的结构简式：CH2=CH CH2CH2CH3CH3CH=CHCH2CH3第 4 页,共 39页* *【例题例题 6 6】酸雨是因为过度燃烧煤和石油，生成的硫的氧化物与氮的氧化物溶于水生成硫酸和硝酸的 缘故。某次雨水的分析数据如下：Cl-=6.0×10-6mol/LNa+=3.0×10-6mol/L则此次雨水的pH 大约为 A3B4C5D6此题结合环保考查化学计算，解题关键是我们应根据雨水中阴、阳离子所带负、正电荷守恒（溶液呈电中 性）解析，建立解题思维根据电荷守恒：pH=-lgH+=5-lg84此题的正确答案为B。四、差量法找出化学反应前后某种差量和造成这种差量的实质及其关系，列出比例式求解的方法，即为差量法。其差 量可以是质量差、气体体积差、压强差等。差量法的实质是巧用化学方程式计算的巧用。此法的突出的优点是：只要找出差量，就可求出各反应物消 耗的量或各生成物生成的量。【例题例题7 7】（TCE 199515）加热碳酸镁和氧化镁的混合物mg，使之完全反应，得剩余物ng，则原混 合物中氧化镁的质量分数为 第 5 页,共 39页此题宜用差量法解析：设MgCO3 的质量为xMgCO3gO+CO2混合物质量减少应选A。【例题例题8 8】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A甲烷与乙烷体积比是 14B丙炔与乙炔体积比是14C乙烯与丁烷体积比是14D乙烯与丁烯体积比是 14分析:此题考查思维的灵活性及严密性。宜运用差量法解析。应注意：150时水呈气态，容器内压强 增大8即为气体物质的量增大8。设此混合烃的平均分子组成为CxHy第 6 页,共 39页根据氢原子数判断，选项A、B 可排除。运用十字交叉法，推断C、D 中哪个选项符合题意？此题正确答案为D。运用差量法求出组成中平均氢原子数是7.2，是解题关键。五、平均值法平均值法是巧解方法，它也是一种重要的解题思维和解题断MA 或MB 的取值范围，从而巧妙而快速地解出答案。【例题例题9 9】由锌、铁、铝、镁四种金属中的两种组成的混合物10 g 与足量的盐酸反应产生的氢气在标准 状况下为11.2 L，则混合物中一定含有的金属是A锌 B铁C铝D镁分析:此题可运用平均值法巧解。各金属跟盐酸反应的关系式分别为：ZnH2FeH22Al3H2MgH2若单独跟足量盐酸反应，生成11.2LH2（标准状况）需各金属质量分别为：Zn32.5g；Fe28 g；Al 9g；Mg12g。其中只有铝的质量小于10g，其余均大于10g，说明必含有的金属是铝。应选C。*【例题例题 1010】含有杂质的乙烯2.8 g，与氢气发生加成反应时，充分反应后用去氢气0.25 g，则乙烯 中所含杂质可能是 A乙炔B1，3-丁二烯C丙烷D甲烷分析:此题考查有机物分子式的确定，解析此题的思路是可运用反应量平均值法解析由于2.8 g 纯乙烯加氢消耗氢气质量为0.20g，已知2.8g 样品气体加氢用去氢气0.25g，说明2.8g 杂质加氢 消耗氢气质量必大于0.25g。第 7 页,共 39页丙烷、甲烷不能发生加成反应。正确答案是A。【例题例题1111】现有某氯化物与氯化镁的混合物，取3.8g 粉末完全溶于水后，与足量的硝酸银溶液反应 后得到 12.4 g 氯化银沉淀，则该混合物中的另一氯化物是ALiClBKClCCaCl2DAlCl3分析:若 3.8g 纯MgCl2生成AgCl 沉淀的质量为：说明3.8g 纯净某氯化物所生成AgCl 沉淀质量必大于12.4 g。即1molCl-所结合其它金属阳离子质量应小于12 g（Mg2+质量） 。因为1molCl-所结合Li+、K+、Ca2+Al3+质量分别为7g、39g、20g、9g。所以LiCl、AlCl3 为可能。选A、D 不正确。因为：1molCl-结合Li+、Al3+的质量小于12g 并不是充分必要条件，还必须分别严密 计算3.8gLiCl、3.8gAlCl3 分别生成AgCl 沉淀的质量是否大于12.4g。3.8gLiCl 生成AgCl 沉淀质量为：3.8glCl3 生成AgCl 沉淀质量为：所以只有A 选项符合题意。此题既考查思维的敏捷性，又考查思维的严密性。六、极值法巧用数学极限知识进行化学计算的方法，极值法即化学与数学极限运算的结合的方法。*【例题例题 1212】有一系列-氨基酸按如下特点排列：第 8 页,共 39页该同系列中所含碳元素的质量分数最大值接近A32.0B46.6C85.7D92.3分析:此题欲求w（C） 的最大值， 明显为求极值问题。 仔细审题， 认真分析此一系列-氨基酸的结构特点。此题可以用极限法求碳元素质量分数的最大值。该同系列通式为：若n正确答案为C。七、十字交叉法若用A、B 分别表示二元混合物两种组分的量，混合物总量为A+B（例如mol） 。若用xa、xb 分别表示两组分的特性数量（例如分子量） ，x 表示混合物的特性数量（例如相对平均分子质 量）则有：十字交叉法是二元混合物（或组成）计算中的一种特殊方法，它由二元一次方程计算演变而成。若已知两 组分量和这两个量的平均值，求这两个量的比例关系等，多可运用十字交叉法计算。使用十字交叉法的关键是必须符合二元一次方程关系， 能列出二元一次方程。 它多用于下列计算？（特别 要注意避免不明化学涵义而滥用。 ）有关两种同位素原子个数比的计算。有关混合物组成及平均式量的计算。有关混合烃组成的求算。有关某组分质量分数或溶液稀释的计算等。第 9 页,共 39页【例题题1313】已知自然界中铱有两种质量数分别为191 和193 的同位素，而铱的相对平均原子质量为 192.22，这两种同位素的原子个数比应为A3961B6139C11D3911分析:此题可列二元一次方程求解，但运用十字交叉法最快捷：【例题例题1414】一定量的乙醇在氧气不足的情况下燃烧，得到CO、CO2 和水的总质量为27.6g，若其中水的 质量为 10.8g，则 CO 的质量是A1.4gB2.2gC4.4gD在2.1g 和 4.4g 之间分析:此题考查有机物的不完全燃烧，解析过程中可运用十字交叉法： （方法一）CO 与CO2 总质量： 27.6g-10.8g=16.8g生成CO、CO2 共0.2 mol×2=0.4 molm（CO）=28 g/mol×0.05 mol=1.4 g答案：A另一种解法： （方法二）列关系式C2H5OH3H2O1mol54g第 10 页,共 39页x10.8g解得x=0.2mol设0.2 mol 乙醇不充分燃烧，生成CO、CO2 的物质的量分别为y、z则CO 质量为：28g/mol×0.05 mol=1.4g还有其他解法。【例题例题1515】右图中横坐标表示完全燃烧时耗用可燃气体X（X=A、B、C）的物质的量n（X） ，纵坐标表 示消耗 O2 的物质的量n（O2） ，A、B 是两种可燃性气体，C 是 A 和 B 图6-1 的混合气体，则 C 中n（A） n（B） 为A21B12C11D任意比分析:仔细地观察图示，认真地分析数据， 分析图象可以看出：1molA 完全燃烧消耗0.5 molO21molB 完全燃烧消耗2 molO21molC（C 是A、B 混合气）完全燃烧消耗1molO2可以利用1mol 气体燃烧耗O2 进行十字交叉计算：应选A此题较全面地测试了观察能力、自学能力和思维能力。如何快速解出此题。八、讨论法第 11 页,共 39页讨论法是一种发现思维的方法。解计算题时，若题设条件充分，则可直接计算求解；若题设条件不充分， 则需采用讨论的方法，计算加推理，将题解出。【例题例题1616】在30mL 量筒中充满NO2和O2的混合气体， 倒立于水中使气体充分反应， 最后剩余5mL 气体， 求原混合气中氧气的体积是多少毫升？分析：最后 5mL 气体可能是O2，也可能是 NO，此题需用讨论法解析。因为：最后剩余 5mL 气体可能是O2；也可能是 NO，若是 NO，则说明 NO2过量15mL。解法