高中化學(xué)8種計算題解題方法
2019-01-24 15:51:01三好網(wǎng)
1、關(guān)系式法
關(guān)系式法是根據(jù)化學(xué)方程式計算的巧用,其解題的核心思想是化學(xué)反應(yīng)中質(zhì)量守恒,各反應(yīng)物與生成物之間存在著最基本的比例(數(shù)量)關(guān)系。
例題1某種H2和CO的混合氣體,其密度為相同條件下
再通入過量O2,最后容器中固體質(zhì)量增加了[]
A.3.2gB.4.4gC.5.6gD.6.4g
[解析]
固體增加的質(zhì)量即為H2的質(zhì)量。
固體增加的質(zhì)量即為CO的質(zhì)量。
所以,最后容器中固體質(zhì)量增加了3.2g,應(yīng)選A。
2、方程或方程組法
根據(jù)質(zhì)量守恒和比例關(guān)系,依據(jù)題設(shè)條件設(shè)立未知數(shù),列方程或方程組求解,是化學(xué)計算中最常用的方法,其解題技能也是最重要的計算技能。
例題2有某堿金屬M及其相應(yīng)氧化物的混合物共10g,跟足量水充分反應(yīng)后,小心地將溶液蒸干,得到14g無水晶體。該堿金屬M可能是[]
A.鋰B.鈉C.鉀D.銣
。ㄤ、鈉、鉀、銣的原子量分別為:6.94、23、39、85.47)
設(shè)M的原子量為x
解得42.5>x>14.5
分析所給鋰、鈉、鉀、銣的原子量,推斷符合題意的正確答案是B、C。
3、守恒法
化學(xué)方程式既然能夠表示出反應(yīng)物與生成物之間物質(zhì)的量、質(zhì)量、氣體體積之間的數(shù)量關(guān)系,那么就必然能反映出化學(xué)反應(yīng)前后原子個數(shù)、電荷數(shù)、得失電子數(shù)、總質(zhì)量等都是守恒的。巧用守恒規(guī)律,常能簡化解題步驟、準(zhǔn)確快速將題解出,收到事半功倍的效果。
例題3將5.21g純鐵粉溶于適量稀H2SO4中,加熱條件下,用2.53gKNO3氧化Fe2+,充分反應(yīng)后還需0.009molCl2才能完全氧化Fe2+,則KNO3的還原產(chǎn)物氮元素的化合價為___。
解析:0.093=0.025x+0.018,x=3,5-3=2。應(yīng)填:+2。
。ǖ檬щ娮邮睾悖
4、差量法
找出化學(xué)反應(yīng)前后某種差量和造成這種差量的實質(zhì)及其關(guān)系,列出比例式求解的方法,即為差量法。其差量可以是質(zhì)量差、氣體體積差、壓強差等。
差量法的實質(zhì)是根據(jù)化學(xué)方程式計算的巧用。它最大的優(yōu)點是:只要找出差量,就可求出各反應(yīng)物消耗的量或各生成物生成的量。
例題4加熱碳酸鎂和氧化鎂的混合物mg,使之完全反應(yīng),得剩余物ng,則原混合物中氧化鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為[]
設(shè)MgCO3的質(zhì)量為x
MgCO3MgO+CO2↑混合物質(zhì)量減少
應(yīng)選A。
5、平均值法
平均值法是巧解方法,它也是一種重要的解題思維和解題
斷MA或MB的取值范圍,從而巧妙而快速地解出答案。
例題5由鋅、鐵、鋁、鎂四種金屬中的兩種組成的混合物10g與足量的鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為11.2L,則混合物中一定含有的金屬是[]
A.鋅B.鐵C.鋁D.鎂
各金屬跟鹽酸反應(yīng)的關(guān)系式分別為:
Zn—H2↑Fe—H2↑
2Al—3H2↑Mg—H2↑
若單獨跟足量鹽酸反應(yīng),生成11.2LH2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)需各金屬質(zhì)量分別為:Zn∶32.5g;Fe∶28g;Al∶9g;Mg∶12g。其中只有鋁的質(zhì)量小于10g,其余均大于10g,說明必含有的金屬是鋁。應(yīng)選C。
6、極值法
巧用數(shù)學(xué)極限知識進行化學(xué)計算的方法,即為極值法。
例題64個同學(xué)同時分析一個由KCl和KBr組成的混合物,他們各取2.00克樣品配成水溶液,加入足夠HNO3后再加入適量AgNO3溶液,待沉淀完全后過濾得到干燥的鹵化銀沉淀的質(zhì)量如下列四個選項所示,其中數(shù)據(jù)合理的是[]
A.3.06gB.3.36gC.3.66gD.3.96
本題如按通常解法,混合物中含KCl和KBr,可以有無限多種組成方式,則求出的數(shù)據(jù)也有多種可能性,要驗證數(shù)據(jù)是否合理,必須將四個選項代入,看是否有解,也就相當(dāng)于要做四題的計算題,所花時間非常多.
使用極限法,設(shè)2.00克全部為KCl,根據(jù)KCl-AgCl,每74.5克KCl可生成143.5克AgCl,則可得沉淀為(2.00/74.5)*143.5=3.852克,為最大值,同樣可求得當(dāng)混合物全部為KBr時,每119克的KBr可得沉淀188克,所以應(yīng)得沉淀為(2.00/119)*188=3.160克,為最小值,則介于兩者之間的數(shù)值就符合要求,故只能選B和C.
7、十字交叉法
若用A、B分別表示二元混合物兩種組分的量,混合物總量為A+B(例如mol)。
若用xa、xb分別表示兩組分的特性數(shù)量(例如分子量),x表示混合物的特性數(shù)量(例如平均分子量)則有:
十字交叉法是二元混合物(或組成)計算中的一種特殊方法,它由二元一次方程計算演變而成。若已知兩組分量和這兩個量的平均值,求這兩個量的比例關(guān)系等,多可運用十字交叉法計算。
使用十字交叉法的關(guān)鍵是必須符合二元一次方程關(guān)系。它多用于哪些計算?
明確運用十字交叉法計算的條件是能列出二元一次方程的,特別要注意避免不明化學(xué)涵義而濫用。
十字交叉法多用于:
、儆嘘P(guān)兩種同位素原子個數(shù)比的計算。
、谟嘘P(guān)混合物組成及平均式量的計算。
、塾嘘P(guān)混合烴組成的求算。(高二內(nèi)容)
④有關(guān)某組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)或溶液稀釋的計算等。
例題7已知自然界中銥有兩種質(zhì)量數(shù)分別為191和193的同位素,而銥的平均原子量為192.22,這兩種同位素的原子個數(shù)比應(yīng)為[]
A.39∶61B.61∶39
C.1∶1D.39∶11
此題可列二元一次方程求解,但運用十字交叉法最快捷:
8、討論法
討論法是一種發(fā)現(xiàn)思維的方法。解計算題時,若題設(shè)條件充分,則可直接計算求解;若題設(shè)條件不充分,則需采用討論的方法,計算加推理,將題解出。
例題8在30mL量筒中充滿NO2和O2的混合氣體,倒立于水中使氣體充分反應(yīng),最后剩余5mL氣體,求原混合氣中氧氣的體積是多少毫升?
最后5mL氣體可能是O2,也可能是NO,此題需用討論法解析。
解法(一)
最后剩余5mL氣體可能是O2;也可能是NO,若是NO,則說明NO2過量15mL。
設(shè)30mL原混合氣中含NO2、O2的體積分別為x、y
4NO2+O2+2H2O=4HNO3
原混合氣體中氧氣的體積可能是10mL或3mL。
解法(二):
設(shè)原混合氣中氧氣的體積為y(mL)
。1)設(shè)O2過量:根據(jù)4NO2+O2+2H2O=4HNO3,則O2得電子數(shù)等于NO2失電子數(shù)。
(y-5)×4=(30-y)×1
解得y=10(mL)
。2)若NO2過量:
4NO2+O2+2H2O=4HNO3
4yy
3NO2+H2O=2HNO3+NO
因為在全部(30-y)mLNO2中,有5mLNO2得電子轉(zhuǎn)變?yōu)镹O,其余(30-y-5)mLNO2都失電子轉(zhuǎn)變?yōu)镠NO3。
O2得電子數(shù)+(NO2→NO)時得電子數(shù)等于(NO2→HNO3)時失電子數(shù)。
【評價】解法(二)根據(jù)得失電子守恒,利用阿伏加德羅定律轉(zhuǎn)化信息,將體積數(shù)轉(zhuǎn)化為物質(zhì)的量簡化計算。凡氧化還原反應(yīng),一般均可利用電子得失守恒法進行計算。
無論解法(一)還是解法(二),由于題給條件不充分,均需結(jié)合討論法進行求算。
4y+5×2=(30-y-5)×1
解得y=3(mL)
原氧氣體積可能為10mL或3mL。