2022年化学计算中的五种基本解题方法.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆化学运算中的五种基本解题方法【题型说明】高考命题中,最常见的化学运算方法有“ 差量法 ” 、“ 关系式法 ”、“ 极值法 ” 、“平均值法 ” 、“ 终态法 ”等,在这几种运算方法中,充分表达了物质的量在化学运算中的核心作用和纽带作用,依据方程式的运算又是各种运算方法的基础,其解题过程如下：1化学方程式中有关量的关系aAg bBg= cCg dDg 质量比aMA bM B cMC dM D物质的量比abcd体积比abcd2一般步骤依据题意写出并配平化学方程式；依据题中所给信息及化学方程式判定过量物质,用完全反应物质的量

2、进行运算；把已知的和需要求解的量 用 nB、VB 、mB或设未知数为 x 表示 分别写在化学方程式有关化学式的下面,两个量及单位“ 上下一样,左右相当” ；挑选有关量 如物质的量、气体体积、质量等 知量；的关系作为运算依据,列比例式,求未“ 差量法” 在化学方程式运算中的妙用 题型示例 【示例 1】 2022安徽名校联考16 mL 由 NO 与 NH 3 组成的混合气体在催化剂作用下名师归纳总结 于 400 左右可发生反应：6NO 4NH 35N2 6H2Og,达到平稳时在相同条件下气体第 1 页,共 12 页体积变为 17.5 mL ,就原混合气体中NO 与 NH 3的物质的量之比有四种情形

3、：5 3、3 2、43、 97；其中正确选项；ABCD思路点拨依据反应前后气体的总体积,可用差量法直接求解；- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆6NO4NH 35N 26H2Og V气体的体积差 6 mL 4 mL5 mL6 mL56461mL 理论差量 9 mL 6 mL17.5161.5mL 实际差量 由此可知共消耗 15 mL 气体,仍剩余 1 mL 气体,假设剩余的气体全部是 NO,就VNO VNH 3 9 mL 1 mL6 mL 53 , 假 设 剩 余 的 气 体 全 部 是 NH 3 , 就VNO VNH 39 m

4、L 6 mL 1 mL 97,但因该反应是可逆反应,剩余气体实际上是NO、NH 3 的混合气体,故 VNO VNH 3介于 5 3 与 97 之间,对比所给的数据知 32与 43 在此区间内；答案 C 【方法指导】1所谓 “ 差量 ” 就是指反应过程中反应物的某种物理量之和始态量 与同一状态下生成物的相同物理量之和 终态量 的差,这种物理量可以是质量、物质的量、气体体积、气体压强、反应过程中的热效应等；2运算依据：化学反应中反应物或生成物的量与差量成正比；3解题关键：一是明确产生差量的缘由,并能依据化学方程式求出理论上的差值 理论差量 ；二是结合题中的条件求出或表示出实际的差值 实际差量 ；题

5、组精练 名师归纳总结 1肯定质量的碳和8 g 氧气在密闭容器中于高温下反应,复原到原先的温度,测得容第 2 页,共 12 页器内的压强变为原先的1.4 倍,就参与反应的碳的质量为；A2.4 g B 4.2 g C6 g D无法确定解析由化学方程式：高温 高温CO2= CO 2 和 2CO2= 2CO 可知,当产物全部是CO2时,气体的物质的量不变,温度和体积不变时气体的压强不变；当产物全部是CO 时,气体的物质的量增大1 倍,温度和体积不变时压强增大1 倍,现在气体压强变为原先的1.4 倍,故产物既有CO 2,又有 CO；nO28 g 32 g mol 1 0.25 mol ,由阿伏加德罗定律

6、可知,气体压- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆强变为原先的1.4 倍,气体的物质的量变为原先的1.4 倍,即 n气体 0.25 mol 1.410.1 mol ；2C 高温 O2= 2CO n气体 2 mol 1 mol 1 mol 0.2 mol 0.1 mol 0.1 mol 就生成 CO 消耗 0.1 mol O 2,生成 CO 2 消耗 0.15 mol O 2；C高温 O2= CO 20.15 mol0.15 mol 故 nC0.2 mol 0.15 mol 0.35 mol ,mC0.35 mol 12 g mol

7、1 4.2 g；答案 B 2为了检验某含有 NaHCO 3杂质的 Na2CO 3样品的纯度,现将 w1 g 样品加热,其质量变为 w 2 g,就该样品的纯度 质量分数 是 ；84w 253w1 84 w 1w2A. 31w1 B31w 1C.73w 242w 1 31w1 D115w284w 1 31w 1解析 样品加热发生的反应为2NaHCO 3= Na 2CO 3H2OCO 2m168 106 62 mNaHCO 3 w1w 2g 168 w1w2故样品中 NaHCO 3 质量为 62 g,168 w 1w2样品中 Na 2CO 3 质量为 w1 g62 g,168 w 1w2其质量分数为

8、m Na2CO 3w1 g62 g84w253w1；m 样品 w 1 g 31w1答案 A 3白色固体 PCl 5受热即挥发并发生分解：PCl5g PCl 3gCl 2g ；现将 5.84 g PCl 5装入 2.05 L 真空密闭容器中,在 277 下达到平稳,容器内压强为 1.01 10 5 Pa,经运算可知平稳时容器内混合气体的物质的量为0.05 mol ,平稳时 PCl 5 的分解率为 _；名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆解析原 nPCl 55.84 g 208.5 gmol10

9、.028 mol,设分解的PCl5 的物质的量为x mol ,就PCl5gPCl 3gCl 2g物质的量增加 n 1 1 1 1 0.05 mol 0.028 molx mol0.022 mol所以 x0.022 PCl5 的分解率0.022 mol 0.028 mol 100%78.6%；答案 78.6% 【解题模板】步骤： 一是表示出理论差值及相应反应物、生成物对应的物理量,要留意不同物质的物理量及单位间的对应关系；二是表示出实际差量并写在相应位置留意应将理论差值与实际差值写在化学方程式最右侧 ；三是依据比例关系建立方程式并求出结果；图示：解答连续反应类型运算题的捷径关系式法题型示例 【示

10、例 2】 5.85 g NaCl 固体与足量浓 H2SO4 和 MnO 2 共热,逸出的气体又与过量 H2 发生爆炸反应,将爆炸后的气体溶于肯定量水后再与足量锌作用,最终可得 H2_ L 标准状况 ；思路点拨如先由浓H 2SO4 NaCl HCl 算出 HCl 的量,再由MnO 24HCl 浓=MnCl 2Cl 2 2H 2O 算出 Cl 2 的量, 这样运算特别繁琐；找出以下关系式就可快速求解；名师归纳总结 设可得 H 2 的物质的量为x,5.85 g NaCl 的物质的量为0.1 mol；第 4 页,共 12 页NaClHCl1 2Cl 2HCl1 2H2- - - - - - -精选学习

11、资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆01 mol x明显 x0.05 mol ,就 VH20.05 mol 22.4 Lmol11.12 L ；答案 1.12 【方法指导】多步连续反应运算的特点是多个化学反应连续发生,起始物与目标物之间存在定量关系；解题时应先写出有关反应的化学方程式,依据方程式找出连续反应的过程中不同反应步骤之间反应物、 生成物物质的量的关系,最终确定已知物和目标产物之间的物质的量的关系,列出运算式求解,从而简化运算过程；题组精练 1工业上制硫酸的主要反应如下：高温 4FeS211O2= 2Fe2O38SO2催化剂 2SO2O2=2SO3SO3

12、H 2O=H 2SO4煅烧 2.5 t 含 85%FeS2 的黄铁矿石 杂质不参与反应 炉渣,可制得 _t 98%的硫酸；时, FeS2 中的 S 有 5.0%缺失而混入解析 依据化学方程式, 可得关系式： FeS22SO22SO3 2H2SO4,即：FeS22H2SO4；过 程 中 硫 元 素 的 损 耗 可 认 为 第 一 步 反 应 中 的 损 耗 , 故 可 制 得 98% 硫 酸 的 质 量 是98 2 2.5 t 85%15.0%3.36 t；120 98%答案 3.36 22022 北京房山区模拟 氯化亚铜 CuCl 是重要的化工原料；国家标准规定合格 CuCl产品的主要质量指标

13、为 CuCl 的质量分数大于 96.50%；工业上常通过以下反应制备 CuCl：2CuSO4 Na2SO32NaCl Na2CO 3=2CuCl 3Na2SO4CO21CuCl制备过程中需要质量分数为20.0%的 CuSO4溶液,试运算配制该溶液所需的CuSO4 5H2O 与 H 2O 的质量之比；2精确称取所制备的0.250 0 g CuCl 样品置于肯定量的0.5 molL1FeCl3 溶液中,待样品完全溶解后, 加水 20 mL ,用 0.100 0 mol LCeSO42溶液；有关化学反应为Fe 3CuCl=Fe2Cu2ClCe 4Fe 2=Fe 3Ce 31 的 CeSO42 溶液滴

14、定到终点, 消耗 24.60 mL 名师归纳总结 通过运算说明上述样品中CuCl 的质量分数是否符合标准；第 5 页,共 12 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆解析1设需要 CuSO45H2O 的质量为x,H2O 的质量为y；CuSO45H2O 的相对分子质量为 250,CuSO4 的相对分子质量为 160 x 250 xy20.0 100,xy511；160,依题意有2设样品中 CuCl 的质量为 z；由化学反应方程式可知：CuCl Fe 2Ce 41 molL 1 24.60 103L就：99.5 g z0.100 0

15、 molz0.244 8 g CuCl 的质量分数为0.244 8 g 0.250 0 g 100%97.92% 9792%96.50% ,所以样品中的 CuCl 符合标准；答案 1511 2 符合【解题建模】应用有关化学方程式或原子守恒规律找出物质变化过程中已知量与待求量之间的数量关系 即找准关系式 ,然后列式运算；极限思维的妙用极值法题型示例 名师归纳总结 【示例 3】 将肯定质量的Mg、 Zn、Al 混合物与足量稀H 2SO4 反应,生成H 2 2.8 L 标第 6 页,共 12 页准状况 ,原混合物的质量可能是双选 ；A2 g B 4 g C8 g D10 g 思路点拨此题给出的数据不

16、足,故不能求出每一种金属的质量,只能确定取值范畴；三种金属中产生等量的氢气质量最大的为锌,质量最小的为铝； 故假设金属全部为锌可求出金属质量为 8.125 g,假设金属全部为铝可求的金属质量为2.25 g,金属实际质量应在2.25 g8.125 g 之间；故答案为B、C；答案BC - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆【方法指导】极值法即 “ 极端假设法 ” 是用数学方法解决化学问题的常用方法,是采纳极限思维方式解决一些模糊问题的解题技巧；它是将题目假设为问题的两个极端,然后依据有关化学学问确定所需反应物和生成物的值,进行分析判定

17、, 从而求得正确结论；极值法可以将某些复杂的难以分析清晰的化学问题假设为极值问题,使解题过程简洁,解题思路清晰, 把问题化繁为简,由难变易,从而提高解题速度；题组精练 1在含有 a g HNO 3的稀硝酸中,加入 b g 铁粉充分反应,铁全部溶解并生成 NO ,有a4g HNO 3被仍原,就 ab 不行能为 ；A21 B 31 C41 D92 解析 Fe 与 HNO 3 反应时,依据铁的用量不同,反应可分为两种极端情形；1如 Fe 过量,发生反应：3Fe8HNO 3稀=3FeNO 322NO 4H 2O 就有b 56 a 63 38,解得： a b3此为 ab 的最小值；2如 HNO 3 过量

18、,发生反应：Fe4HNO 3稀=FeNO 33 NO 2H 2O 就有b56a 63 14,解得： a b9此为 ab 的最大值；所以 ab 的取值范畴为3 1a b9 2,即 ab 的比值在此范畴内均合理；答案 A 2向 100 mL 1 molL1 的 NaOH 溶液中通入肯定量的 SO2 后,将所得的溶液蒸干得到5.8 g 固体物质,就该固体的成分是 ；ANa2SO3 B NaHSO3CNa 2SO3、NaHSO3 DNa2SO3、NaOH 解析 此题中反应后得到的物质只可能有 Na2SO3、NaHSO3、Na2SO3NaHSO 3、Na2SO3NaOH 四种情形,其中只有Na2SO3或

19、只有 NaHSO 3 时运算比较简洁,故可先分别假设所名师归纳总结 得固体中只有Na 2SO3 或 NaHSO3；假设所得固体全部是Na 2SO3,就由钠原子守恒知可得到第 7 页,共 12 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆0.05 mol Na 2SO3,质量为 6.3 g；同理可求出当固体全部为NaHSO 3 时的质量为10.4 g,因计算出的两个数据均大于所得到的固体质量,故说明固体物质中有一部分 NaOH 没有转化为 相应的盐；答案 D 【解题模板】1极值法解题的关键 紧扣题设的可能趋势,选好极端假设的落脚点；2极

20、值法解题的基本思路 1把可逆反应假设成向左或向右的完全反应；2把混合物假设成纯洁物；3把平行反应分别假设成单一反应；混合物类运算的“ 简化高手” 平均值法题型示例 【示例 4】 把含有某一种氯化物杂质的MgCl 2 粉末 95 g 溶于水后, 与足量 AgNO 3 溶液反应,测得生成的 AgCl 为 300 g,就该 MgCl 2 中的杂质可能是 ；ANaCl B AlCl 3CKCl DCaCl2思路点拨 供应 1 mol Cl所需各物质的质量 即“平均摩尔 Cl质量 ” 分别为：物质的化学式 MgCl 2 NaCl AlCl 3 KCl CaCl2平均摩尔 Cl质量 47.5 58.5 4

21、4.5 74.5 55.5 而平均值 95143.5 30045.4,小于 45.4 只有 AlCl 3,应选 B；答案 B 【方法指导】名师归纳总结 所谓平均值法就是一种将数学平均原理应用于化学运算中的一种解题方法；它所依据的第 8 页,共 12 页数学原理是：两个数M r1 和 Mr2Mr1 大于 Mr2的算术平均值M r 肯定介于两者之间；所以,只要求出平均值M r ,就可以判定Mr1 和 Mr2 的取值范畴,或依据M 1 和 M 2确定 M 的取值- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆范畴, 再结合题给条件即可快速求出正确

22、答案；常见的平均值有：求平均相对原子质量、平均相对分子质量、平均浓度、平均含量、平均摩尔电子质量、平均组成等；题组精练 1可能混有以下两种杂质的硫酸铵样品13.2 g,与过量 NaOH 溶液在加热条件下反应,收集到标准状况下4.3 L 气体,就样品中不行能混入的杂质是；ANH 4HCO 3、NH4NO 3 NH 4Cl CNH 4Cl、NH 4HCO 3B NH 4 2CO 3、DNH 4Cl 、NH 4NO 3解析 13.2 g 纯洁的 NH 4 2SO4 与过量 NaOH 溶液在加热条件下反应时最多能生成标准状况下 4.48 L 气体, 实际生成气体的体积为 4.3 L n nB 设 nB

23、 nA ；如某一组分值与平均值相同时,该组分含量的多少对平均值的大小无影响；2趋向关系：平均值越接近某组分值,此组分在混合物中的含量越大；淡化中间过程,关注最终组成巧用终态分析法题型示例 【示例 5】 把 a g 铁铝合金粉末溶于足量盐酸中,加入过量 NaOH 溶液；过滤出沉淀,经洗涤、干燥、灼烧得到红棕色粉末的质量仍为 a g,就原合金中铁的质量分数为 ；A70% B 52.4% C47.6% D30% 思路点拨 把铁铝合金粉末溶于足量盐酸中,生成了 Al 3和 Fe 2,再加入过量 NaOH溶液, Al 3转化为 AlO 2留在溶液中； Fe 2生成 FeOH 2 沉淀；过滤后对沉淀进行灼

24、烧得到红棕色粉末为被氧化和分解生成的Fe2O3；在此过程中涉及反应多且无详细数据,按常规方名师归纳总结 法运算简洁出错； 依据始态合金与终态Fe2O3 的质量相等, 而铁原子在整个反应过程中守恒,第 10 页,共 12 页所以合金中铝的质量等于Fe2O3 中氧的质量,即wFe112 160 100%70%,选 A；- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆答案 A 【方法指导】终态分析法是利用逆向思维方式,以与待求量相关的物质 离子、分子或原子 在终态的存在形式为解题的切入点,找出已知量与待求量之间的关系,不考虑中间变化过程的一种快捷

25、有效的解题方法；在一些多步反应或多种混合物的运算中,由于涉及到的反应繁多、数据不一或变化过程复杂,解题时假如逐一去分析这些反应或过程,按步就班的进行运算,往往会蛮缠不清,导致思维纷乱,不但费时费劲,而且极易出错,甚至无法解答；但假如我们淡化中间过程,关注最终组成,利用守恒关系进行整体分析,就会简化思维,从而快速求解；题组精练 1向肯定量 Fe、Fe2O3的混合物中加入 250 mL 2 mol L1 的 HNO 3 溶液,反应完成后生成 1.12 L NO 标准状况 ,再向反应后溶液中加入 1 mol L1 NaOH 溶液,要使铁元素完全沉淀下来,所加入 NaOH 溶液的体积最少是 ；A450

26、 mL B 500 mL C400 mL D不能确定解析 要使铁元素恰好完全沉淀,最终溶液必为 NaNO 3 溶液,由原子守恒有 nNaOHnNO3 nHNO 3nNO ,即 0.25 L 2 mol L1所以 VNaOH 0.45 L 450 mL；答案 A 1.12 L 22.4 Lmol 1 VNaOH 1 mol L 1,22022 眉山一诊 肯定质量的镁、 铝合金与硝酸恰好完全反应,得硝酸盐溶液和 NO 2、N2O4、NO 的混合气体, 这些气体与标准状况下 3.36 L 氧气混合后通入水中,全部气体恰好完全被水吸取生成硝酸；如向所得硝酸盐溶液中加入2 mol/L NaOH 溶液至沉

27、淀最多时停止名师归纳总结 加入, 将沉淀滤出, 向滤液中加水稀释至500 mL,此时所得溶液的物质的量浓度为；第 11 页,共 12 页A0.5 mol/L B 1 mol/L C1.2 mol/L D2 mol/L 解析由题意可知最终滤液为NaNO 3 溶液,依据得失电子守恒和电荷守恒运算,金属失去的电子数等于氧气得到的电子数可以认为硝酸起到转移电子的作用,金属失去多少电子就带多少单位正电荷,在溶液中就需结合相同数目的硝酸根离子,最终生成硝酸钠, 故硝酸钠的物质的量为：nNaNO 34nO20.6 mol,就 cNaNO 3 0.6 mol0.5 L 1.2 mol/L ；答案C - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆【归纳总结】名师归纳总结 终态分析法是一种整体思维方法,可以概括为 “抓住反应本质, 奇妙跨过中态, 借助守第 12 页,共 12 页恒关系,利用终态列式 ” ；因只考虑始态和终态,从而可大大简化解题过程,提高解题效率；- - - - - - -