北京四中网校2013年高考化学一轮复习 化学计算 专题四 常用化学计算技巧、化学综合计算知识导学.doc

化学计算专题四 ——常用化学计算技巧、化学综合计算　　[考点扫描]　　1．混合物反应的计算　　2．反应物中有一种过量的计算　　3．多步反应的计算　　4．无数据或数据缺省型计算　　5．范围讨论计算　　6．依据某些信息，定量推导出某些结论和规律的信息迁移类计算题　　7．中学化学计算中常见的解题方法：　　①差量法；②关系式法；③守恒法；④极端假设法；⑤讨论法；⑥平均值法；⑦十字交叉法；⑧估算法；⑨图像法；⑩等效平衡法　　8．将化学问题抽象成为数学问题，利用数学工具，通过计算和推理(结合化学知识)，解决化学问题的能力　 9．有关晶体计算是近年考试命题的新趋向，它能较好地考查学生空间思维和想象能力　[知识指津]　　1．正确理解化学方程式的意义，准确书写化学方程式，求出相关物质的摩尔质量是化学方程式计算的关键要防止化学方程式不配平，列比例式时相关物质上下单位不统一而造成错误注意解题规范，合理使用单位和有效数字　　2．混合物反应的计算是化学计算中的一种最基本的类型混合物可以是固体、气体或溶液，解题过程中必须仔细审题，理清各物质之间量的关系，必要时可采用图示或简捷的化学用语表示二元混合物是混合物计算中最重要也是最基本的一种类型，其一般解题思路是：设两个未知数，然后根据有关反应的化学方程式中物质的量关系，列出二元一次方程组求解。

　　3．判断反应物中有一种过量的化学计算题出现较多，其判断的方法因题型(即所给已知条件)不同而不同常见的方法有常规方法、极端假设法、产物逆推法等因此判断的方法灵活多变，具有一定的难度　　4．多步反应的计算应先写出有关反应的化学方程式，然后找出起始物质与最终物质之间的关系，再用关系式进行计算此类题目往往涉及物质纯度、转化率、利用率、产率等概念　　5．无数据计算题较特殊，字里行间无任何数据，却要进行计算这类题型在一定程度上增大了解题的难度和迷惑性，但只要掌握了它的解法，并不难无数据型计算题的常用解法有等量法、假设法和推理法等　　数据缺省型题目的特点是：构成计算要素的已知量缺省，要求学生根据计算要求补充这一缺省量，然后进行有关计算数据缺省型计算题是近几年国家命题组开发出来的成功计算题型此类试题对考查学生逻辑思维能力及学习潜能特别有效　　6．范围讨论计算是近几年高考题中出现的一种新题此类题目融化学原理、元素化合物知识、数据分析、逻辑推理于化学计算之中，技巧性强，方法灵活，因而是高考的热点和难点范围讨论计算所依据的化学原理是反应物之间相对含量不同而产物不同(如H2S与O2反应、Na2O2与NaHCO3共热、Cl2与NH3反应等)，所以，此类题目实际上是过量计算的演化和延伸。

范围讨论计算的解题方法思路是：　　(1)写方程式、找完全点即写出因反应物相对量不同而可以发生的化学反应方程式，并分别计算找出二者恰好完全反应时的特殊点　　(2)确定范围、计算判断即以恰好完全反应的特殊点为基准，讨论大于、小于或等于的情况，从而划出相应的区间，确定不同范围，然后分别讨论在不同范围内推测判断过量，从而找出计算依据，确定计算关系，得出题目答案　　7．差量法是根据化学反应前后物质的量发生的变化，找出所谓“理论差量”，这个差量可以是质量差、体积差、物质的量差、浓度差等，该差量的大小与参与反应的物质有关量成正比差量法就是借助于这种比例关系，根据题意确定“理论差量”，再根据题目提供的“实际差量”，列出比例式，求出答案　　8．关系式法是根据最初反应物和最终生成物之间量的关系，写出关系式(一般采用物质的量之比)，一次列式求解，而不必对每一步反应都进行计算正确提取关系式是用关系式法解题的关键，提取关系式的常用方法有：　　①从化学方程式中提取关系式；　　②从化学式和电极反应式等中提取关系式；　　③从物质和对应的差量之间提取关系式　　9．守恒法就是抓住化学反应过程中始终保持不变的“恒量”进行计算，如质量守恒、元素守恒、电荷守恒、得失电子守恒等。

运用守恒解既可避免书写繁琐的化学方程式，提高解题的速度，又可避免在纷纭复杂的解题背景中寻找关系式，提高解题的准确度　　10．极端假设法就是运用极限思想，采取极端假设把问题或过程推向极限，使复杂的问题变为单一化、极端化和简单化，通过对极端问题的讨论，使思路清晰，过程简明，从而迅速准确地得到正确答案常用于混合物的计算、化学平衡、平行反应等　　11．借助数学工具解决化学问题化学计算能力以化学知识和技能为载体，测试考生将化学问题抽象成数学问题，利用数学工具，通过计算和推理，解决化学问题的能力主要包括数轴的借用、函数的思想、讨论的方法、空间想象的能力及不等式的迁移等多方面的知识该类题目的解题思路是：运用所掌握的数学知识，通过分析化学变量之间的相互关系；建立一定的数学关系(等式、函数、几何模型、图像关系、不等式、数列、数轴)，用以解题　　[范例点击]　　例1　 将10.000g氯化钠、溴化钾和氯化钙的混合物溶于水中，通入氯气充分反应，然后把溶液蒸干并灼烧(高温加热)，灼热后残留物的质量为9.813g若将此残留物再溶于水并加入足量的碳酸钠溶液，所得的沉淀经干燥后质量为0.721g求原混合物中各化合物质量。

　　解析　 　　正确分析反应前后物质的变化及变化原因对化学计算至关重要三种盐的混合物通过氯气后溴化钾转变为氯化钾，并造成反应前后固体的质量差(10.000—9.813)g，由差量法可计算出溴化钾的质量；残留物中仅有氯化钙与碳酸钠溶液反应生成碳酸钙沉淀，由碳酸钙的质量计算出氯化钙的质量　　答案　 　　NaCl 8.700g 　KBr 0.500g　 CaCl 20.800g　　例2　 称取0.200g某赤铁矿样品，矿样溶解后，使其中的铁全部转化成Fe2+(所得溶液中不含其他还原性物质)另称7.90g硫酸铈铵2(NH4)2SO4·Ce(SO4)2·2H2O(摩尔质量为632g·mol-1)，溶解后稀释至250mL取该溶液30.OmL恰好与上述Fe2+溶液完全反应，反应的离子方程式为：Ce4++Fe2+＝Ce3++ Fe3+，请计算该矿样中Fe2O3的质量分数(Fe2O3摩尔质量为160g·mol-1)　　解析　 　　该题涉及的氧化还原反应同学们虽未学过但并不复杂，需要注意的是氧化铁的组成Fe2O3～2Fe以及硫酸铈铵的实际用量7.90×30/250g　　答案　 60％　　例3　 计算以下两小题时，除必须应用所有给出的数据外，还各缺少一个数据，指出该数据的名称(分别以a和b表示)，并列出计算式。

　　(1)在温度为t℃和压力为pPa的情况下，19.5gA与11.0gB恰好完全反应，生成固体C和3.00L的D气体，计算生成的C的质量(m)　　缺少的数据是：______________________　　计算式为m＝______________________　　(2)0.48g金属镁与10mL盐酸反应，计算生成的H2在标准状况下的体积(VH2)　　缺少的数据是：______________________　　计算式为：______________________　　解析　 　　(1)由质量守衡可知：要计算C的质量必须知道D的质量，题目中仅提供了D物质的体积，缺少D气体的密度　　(2)生成物的量由实际参加反应的反应物的量决定，由于不知道盐酸物质的量浓度，因此无法确定实际参加反应的金属镁和盐酸的量，因而无法计算生成H2在标准状况下的体积　　答案　 　　(1)t℃和pPa下D气体的密度(ag·L-1)，19.5g+11.0g-3.00L×ag·L-1　　(2)盐酸的浓度(bmol·L-1)　　　 当< 时 V(H2)＝ ×22.4L·mol-1　　　 当> 时 V(H2)＝ ×22.4L·mol-1　　例4　 38.4mg铜跟适量的浓硝酸反应，铜全部作用后共收集到气体22.4mL(标准状况)，反应消耗的HNO3的物质的量可能是(　 )　　A．1.0×10-3mol　 　　　 　　B．1.6×10-3mol　　C．2.2×10-3mol　 　　　 　　D．2.0×10-3mol　　解析　 　　该题为铜跟适量的浓硝酸的反应，适量意味着硝酸完全反应，随着硝酸在整个反应过程中物质的量的减少，硝酸由浓硝酸变为稀硝酸，反应由Cu+4HNO3＝Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O；过渡为3Cu+8HNO3＝3Cu(NO3)2+NO↑+4H2O。

所以生成的气体为NO2和NO的混合气体，不能简单地按上述某一个反应进行计算简单的解题方法是运用守衡法，即抓住N守衡，将参加反应的总的硝酸分成两部分：一是起酸的作用的硝酸，Cu～Cu(NO3)2～2HNO3；二是作为氧化剂的硝酸，等于NO2和NO之和　　答案　 C　　例5　 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百分含量为(　 )　　A．×100％　 　　　　　　B．×100％　　C．×100％　 　　 　　D．×100％　　解析　 　　本题可直接运用差量法　　答案　 A　　例6　 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的体积比为(　 )　　A．29:8:13　 　　B．22:1:14　 　　C．13:8:29　　　D．26:16:57　　解析　 　　三种气体中CO相对分子质量与N2相同，因此该题只要求出CO2和H2的体积比(可直接运用十字交叉法)，CO的体积可以为任意比，所以此类题往往有两个选项符合题意　　答案　 C、D　　例7　 已知原子量：Li＝6.9，Na＝23，K＝39，Rb＝85。

今有某碱金属M及其氧化物M2O组成的混合物10.8g，加足量水充分反应后，溶液经蒸发和干燥得固体16g据此可确定碱金属M是(　 )　　A．Li　　　B．Na　　　C．K　 　　D．Rb　　解析　 　　该题为数据缺省型计算，无法通过常规的列方程的方法直接计算出碱金属的相对原子质量可极端假设10.8g混合物全部是碱金属单质，通过M～MOH计算出出碱金属的相对原子质量极大值为35.3；再极端假设10.8g混合物全部是碱金属氧化物M2O，通过M2O～2MO计算出碱金属的相对原子质量极小值为10.7，碱金属的真实相对原子质量应介于两者之间　　答案　 B　　例8　 两种气态烃以任意比例混和，在105℃时1L该混和烃与9L氧气混合，充分燃烧后恢复到原状态，所得气体体积仍为10L下列各组混和烃中不符合此条件的是(　 )　　A．CH4　　C2H4　 　　B．CH4　　C3H6　 　　C．C2H4　 C3H4　　 　　D．C2H2 　C3H6　　解析　 　　由烃完全燃烧的方程式CxHy+(X+)O2 XCO2+H2O(g)可知，当反应为气体体积不变的反应时，要求1+(X+)＝X+，即y＝4，根据平均值原理，B选项中H的平均数大于4，而D选项只有在C2H2和C3H6的体积比为1:1时H平均数才等于4，不符合两种气态烃以任意比例混合的要求。

　　答案　 B、D　　[变式操练]　　1．现有等物质的量的NaHCO3、KHCO3的混合物ag与100mL盐酸反应题中涉及的气体体积均以标准状况计，填空时可以用带字母的公式表示　　(1)该混合物中NaHCO3与KHC。