1、專題14 化學計算常用方法和技巧【專題目標】1 掌握化學計算中的常用方法和技巧。2 強化基本計算技能，提高速算巧解能力和數學計算方法的運用能力。【經典題型】題型一：差量法的應用【例1】10毫升某氣態烴在80毫升氧氣中完全燃燒后，恢復到原來狀況（1.01×105Pa , 270C）時，測得氣體體積為70毫升，求此烴的分子式?！军c撥】原混和氣體總體積為90毫升，反應后為70毫升，體積減少了20毫升。剩余氣體應該是生成的二氧化碳和過量的氧氣，下面可以利用差量法進行有關計算。 CxHy + （x+）O2 xCO2 + H2O 體積減少1    

2、0;                                                 

3、0;                      1+10                            

4、0;                                                 20 計算可得y=

5、4 ，烴的分子式為C3H4或C2H4或CH4【規律總結】差量法是根據物質變化前后某種量發生變化的化學方程式或關系式，找出所謂“理論差量”，這個差量可以是質量差、氣態物質的體積差、壓強差，也可以是物質的量之差、反應過程中的熱量差等。該法適用于解答混合物間的反應，且反應前后存在上述差量的反應體系?！眷柟獭?、現有KCl、KBr的混合物，將混合物全部溶解于水，并加入過量的AgNO3溶液，充分反應后產生沉淀物，則原混合物中鉀元素的質量分數為A.0.241 B.0.259 C題型二：守恒法的應用【例2】Cu、Cu23溶液恰好使混合物溶解，同時收集到224mLNO氣體（標準狀況）。求：（1） 寫出Cu2O

6、跟稀硝酸反應的離子方程式。（2） 產物中硝酸銅的物質的量。（3） 如混合物中含0.01moLCu，則其中Cu2O、CuO的物質的量分別為多少？（4） 如混合物中Cu的物質的量為X，求其中Cu2O、CuO的物質的量及X的取值范圍。【點撥】本題為混合物的計算，若建立方程組求解，則解題過程較為繁瑣。若抓住反應的始態和終態利用守恒關系進行求解，則可達到化繁為簡的目的。（1） 利用電子守恒進行配平。3Cu2O+14HNO3=6Cu(NO3)2 + 2NO+7H2O（2） 利用N原子守恒。n（HNO3）= 0.06mol，n（NO）= 0.01mol，則n（Cu(NO3)2（3） 本題混合物中雖含有Cu、

7、Cu2O和CuO三種物質，但參加氧化還原反應的只有 Cu、Cu2O，所以利用電子守恒可直接求解。轉移電子總數：n（e-）= n（NO）××Cu2O提供電子數：0.03-0.02=0.01mol n（Cu2×（4） 根據（3）解法可得n（Cu2O）=0.015-Xmol n（CuO）=X-0.005mol。根據電子守恒進行極端假設：若電子全由Cu提供則n（Cu）=0.015mol；若電子全由Cu2O提供則n（Cu2O）=0.015mol，則n（Cu2+）=0.03mol大于了0.025mol，說明n（Cu）不等于0，另根據n（CuO）=X-0.005mol要大于0可

8、得n（Cu）>0.005mol。所以0.005mol < n（Cu）<0.015mol。【規律總結】化學反應的實質是原子間重新組合，依據質量守恒定律在化學反應中存在一系列守恒現象，如：質量守恒、元素守恒、電荷守恒、電子得失守恒等，利用這些守恒關系解題的方法叫做守恒法。質量守恒就是化學反應前后各物質的質量總和不變，在配制或稀釋溶液的過程中，溶質的質量不變。元素守恒即反應前后各元素種類不變，各元素原子個數不變，其物質的量、質量也不變。電荷守恒即對任一電中性的體系，如化合物、混和物、溶液等，電荷的代數和為零，即正電荷總數和負電荷總數相等。電子得失守恒是指在發生氧化還原反應時，氧化劑

9、得到的電子數一定等于還原劑失去的電子數，無論是自發進行的氧化還原反應還是原電池或電解池中均如此?！眷柟獭?、碳酸銅和堿式碳酸銅均可溶于鹽酸，轉化為氯化銅。在高溫下這兩種化合物均能分解成氧化銅。溶解上述混合物，消耗1mol/L鹽酸500mL。燃燒等質量的上述混合物，得到氧化銅的質量是A.35g B.30 g C.20 g D.15 g 題型三：關系式法的應用【例3】為了預防碘缺乏病，國家規定每千克食鹽中應含有4050毫克的碘酸鉀。為檢驗某種食鹽是否為加碘的合格食鹽，某同學取食鹽樣品428克，設法溶解出其中全部的碘酸鉀。將溶液酸化并加入足量的碘化鉀淀粉溶液，溶液呈藍色，再用0.030mol/L的硫

10、代硫酸鈉溶液滴定，用去18.00mL時藍色剛好褪去。試通過計算說明該加碘食鹽是否為合格產品。有關反應如下：IO35I6 H3I23H2OI22S2O322IS4O62【點撥】本題為多步反應的計算，可根據反應方程式直接建立IO3和S2O32的關系式進行求解。解： 6S2O32 - IO3 6mol 1mol××10-3 n n（I2×10-3mol每千克食鹽中含KIO3：該加碘食鹽是合格的【規律總結】實際化工生產中以及化學工作者進行科學研究時，往往涉及到多步反應：從原料到產品可能要經過若干步反應；測定某一物質的含量可能要經過若干步中間過程。對于多步反應體系，依據若干

11、化學反應方程式，找出起始物質與最終物質的量的關系，并據此列比例式進行計算求解方法，稱為“關系式”法。利用關系式法可以節省不必要的中間運算步驟，避免計算錯誤，并能迅速準確地獲得結果。用關系式解題的關鍵是建立關系式，建立關系式的方法主要有：1、利用微粒守恒關系建立關系式，2、利用方程式中的化學計量數間的關系建立關系式，3、利用方程式的加合建立關系式?！眷柟獭?、已知脊椎動物的骨骼中含有磷。以下是測定動物骨灰中磷元素含量的實驗方法。稱取某動物骨灰樣品0.103 g，用硝酸處理，使磷轉化成磷酸根。再加入某試劑，使磷酸根又轉化成沉淀。沉淀經灼燒后得到組成為P2Mo24O77的固體（其式量以3.60 &#

12、215;103計）0.504 g。試由上述數據計算該骨灰樣品中磷的質量分數。（磷的相對原子質量以31.0 計。）題型四：平均值法的應用【例4】由鋅、鐵、鋁、鎂四種金屬中的兩種組成的混和物10克，與足量的鹽酸反應產生的氫氣在標準狀況下為升，則混和物中一定含有的金屬是 A.鋅B.鐵C.鋁D.鎂【點撥】本題利用平均摩爾電子質量求解，據10克金屬與足量的鹽酸反應產生的氫氣在標準狀況下為升可得金屬平均摩爾電子質量為10g/mol。四種金屬的摩爾電子質量分別為：Zn：/mol、Fe：28g/mol、Al：9g/mol、Mg：12g/mol，其中只有Al的摩爾電子質量小于10g/mol，故答案為C?！疽幝煽?/p>

13、結】所謂平均值法是一種將數學平均原理應用于化學計算的解題方法。它所依據的數學原理是：兩個數Mr1和Mr2（Mr1大于Mr2）的算術平均值Mr，一定介于兩者之間。所以，只要求出平均值Mr，就可以判斷出Mr1和Mr2的取值范圍，再結合題給條件即可迅速求出正確答案。常見方法有：求平均原子量、平均式量、平均摩爾電子質量、平均組成等。【鞏固】4、由10g含有雜質的CaCO3和足量的鹽酸反應，產生CO2，則此樣品中可能含有的雜質是3和MgCO3 3和SiO2 2CO3和SiO2 D.無法計算題型五：極端假設法的應用【例5】將一定質量的Mg、Zn、Al混合物與足量稀H2SO4反應，生成H2 2.8 L（標準

14、狀況），原混合物的質量可能是A.2 g B.4 g C.8 g D.10 g【點撥】本題給出的數據不足，故不能求出每一種金屬的質量只能確定取值范圍。三種金屬中產生等量的氫氣質量最大的為鋅，質量最小的為鋁。故假設金屬全部為鋅可求的金屬質量為，假設金屬全部為鋁可求的金屬質量為，金屬實際質量應在 之間。故答案為B、C。【規律總結】l “極端假設法”是用數學方法解決化學問題的常用方法，一般解答有關混合物計算時采用，可分別假設原混合物是某一純凈物，進行計算，確定最大值、最小值，再進行分析、討論、得出結論。【鞏固】5、0.03mol銅完全溶于硝酸，產生氮的氧化物NO、NO2、N2O4混合氣體共0.05mo

15、l。該混合氣體的平均相對分子質量可能是A30 B46 C50 D66題型六：討論法的應用【例6】向300mL KOH溶液中緩慢通入一定量的CO2氣體，充分反應后，在減壓低溫下蒸發溶液，得到白色固體。請回答下列問題：（1）由于CO2通入量不同，所得到的白色固體的組成也不同，試推斷有幾種可能的組成，并分別列出。（2）若通入CO2氣體為（標準狀況下），得到的白色團體。請通過計算確定此白色固體是由哪些物質組成的，其質量各為多少？所用的KOH溶液的物質的量濃度為多少【點撥】（1）由于CO2和KOH反應時物質的量之比不同則產物不同，故可根據CO2和KOH反應時物質的量之比對產物進行討論。由：CO22KOH

16、K2CO3H2O CO2KOHKHCO3可知n（CO2）/n（KOH）=1/2時產物為K2CO3，n（CO2）/n（KOH）=1時產物為KCO3，所以n（CO2）/n（KOH）<1/2時，KOH 過量則產物為K2CO3KOH ； 1/2< n（CO2）/n（KOH）<時，對于反應來說二氧化碳過量而對于反應來說二氧化碳量不足，所以產物為K2CO3KHCO3 ；n（CO2）/n（KOH）>時，二氧化碳過量，則固體產物為KHCO3。答案為：K2CO3KOH K2CO3 K2CO3KHCO3 KHCO3（2）由：CO22KOHK2CO3H2O CO2KOHKHCO3 (標態)

17、138g (標態) 100g (標態) (標態) 得到的白色固體是 K2CO3和KHCO3的混合物。設白色固體中 K2CO3 x mol，KHCO3 y mol，即CO22KOHK2CO3H2O CO2KOHKHCO3 x mol 2x mol x mol y mol y mol y mol x moly mol/22.4molL10.100 mol （CO2）138gmol1 × x mol 100 gmol1 × y mol （白色固體）解此方程組，得 （K2CO3） y0.0500mol （KHCO3） 白色固體中 ，K2CO3 質量為 138gmol1 ×

18、 0.0500molKHCO3質量為 100 gmol1 ×0.0500mol消耗 KOH 物質的量為 2x moly mol2所用 KOH 溶液物質的量濃度為 0.500 molL1【規律總結】有一類化學計算題，由于某一條件的不確定，結果可能是兩個或兩個以上，也可能在某個范圍內取值，這類題需要用討論的方法求解。常見的類型：1、討論反應發生的程度；2、討論反應物是否過量；3、討論反應物或生成物的組成范圍；4、討論不定方程的解?！眷柟獭?、常溫下盛有10ml NO2和10 ml NO 組成的混合氣體的大試管倒立于水中，當向其中緩緩通入O2一段時間后，試管內殘留有2mL氣體，則通入O2的

19、體積可能為多少升?【隨堂作業】一、選擇題（每題有12個答案）1密度為g/cm3的硫酸溶液中,逐滴加入BaCl2溶液,直到沉淀完全為止,已知沉淀的質量與原硫酸溶液相等,則原硫酸溶液的濃度為A.29.6% B.42.1% C.2在MgCl2、KCl、K2SO4三種鹽的混合溶液中，若K+、Cl-各為，Mg2+為，則SO42-的物質的量為3將跟的硝酸反應，產物只有NO和NO2。若反應后溶液中有a mol H+，則此時溶液中含有NO3-離子的物質的量為.2a mol C. mol D.(a+0.1) mol4在一定條件下，合成氨反應達到平衡后，混合氣體中氨氣的體積分數為0.25。若反應前后條件不變，則反

20、應后縮小的氣體體積與原反應物的體積比值是4 C53g鎂、鋁合金與100mL稀硫酸恰好完全反應，將反應后所得溶液蒸干，得到無水硫酸鹽，則原硫酸溶液的物質的量濃度為 mol/L mol/Lmol/L D.mol/L6在碳酸鉀中含有純堿、硝酸鉀、硝酸鋇中的雜質一種或兩種。將試樣溶于水、得到澄清溶液，再加入過量的CaCl2溶液得到沉淀，對原樣品中的雜質的判斷正確的是 A. 一定沒有Na2CO3和Ba(NO3)2 B. 一定有Na2CO3而沒有Ba(NO3)2 C. 沒有Ba(NO3)2但有KNO3，可能還有Na2CO3 D. 沒有Na2CO3 但有Ba(NO3)2和KNO3 71摩CO與2摩H2O(氣

21、)在一定條件下發生可逆反應:CO+H2O(氣) CO2+H22。若在相同條件下將H2O(氣)由2摩改為4摩,反應達到平衡時生成的CO2的物質的量為mol B.0.6mol C.0.9mol 8質量為的KOH和KHCO3混合物在250oC的密閉容器中充分煅燒后排出氣體，冷卻，殘留固體，原混合物中KOH和KHCO3的物質的量關系正確的是A.大于 B.小于 C.等于 D.任意比9有一氧化鐵樣品，用5mol/L的鹽酸140mL恰好完全溶解，所得溶液還能吸收標準狀況下氯氣，亞鐵離子全部轉變為鐵離子，則該氧化物可能的化學式為A.Fe2O3 B. Fe3O4 C.Fe4 O5 D.Fe5O710合成氨過程中

22、將N2和H2按1:3體積比混合后通過合成塔。若合成塔排出的混合氣體中NH3占12%,則N2所占的體積分數應為(氣體在同溫同壓條件測得)A.12% B.6% C.22% D.44%二、計算題11、氫氣和氧氣的混合氣體為120和一定壓強下物質的量為amol，點燃后發生反應，待氣體恢復到原來的溫度和壓強時，測得氣體的物質的量為bmol，求原昆合氣體中氫氣和氧氣的物質的量各是多少？12、工業上利用氨催化氧化法可制取硝酸，加入脫水劑后制得較高濃度的硝酸。現以17噸氨作為原料，假設NH3全部轉化為HNO3。（1） 寫出NH3完全轉化為HNO3的總化學反應方程式（2） 生產過程中需加水吸收，如果加入脫水劑后

23、脫去水的量相等，則所得硝酸溶液的質量分數為多少？（3） 如果生產中同時制得50%的硝酸m1噸和90%的硝酸m2噸（脫去的水可循環使用，制得教低濃度的稀硝酸），若共加入27噸水，則m1與m2的質量比為多少？13、現有等物質的量的NaHCO3、KHCO3的混合物a g與100mL鹽酸反應。題中涉及的氣體體積均以標準狀況計，填空時可以用帶字母的公式表示。（1）該混合物中NaHCO3與KHCO3的質量比為 。（2）如碳酸氫鹽與鹽酸恰好完全反應，則鹽酸的物質的量濃度為 mol·L-1。（3）如果鹽酸過量，生成CO2的體積為 L。（4）如果反應后碳酸氫鹽有剩余，鹽酸不足量，要計算生成CO2的體積

24、，還需要知道 。（5）若NaHCO3和KHCO3不是以等物質的量混合，則a g固體混合物與足量的鹽酸完全反應時生成CO2的體積范圍是 。14、標準狀況下無色可燃氣體在足量氧氣完全燃燒。若產物通入足量澄清石灰水，得到的白色沉淀質量為，若用足量堿石灰吸收燃燒產物，增重。（1）計算燃燒產物中水的質量。（2）若原氣體是單一氣體，通過計算推斷它的分子式。（3）若原氣體是兩種等物質的量的氣體的混合物，其中一種是烴，請寫出它們的分子式。（只要求寫出一組）15、接觸法制硫酸排放的尾氣中含少量的SO2，為防止污染大氣，在排放前設法進行綜合利用。（1）某硫酸廠每天排放的10000m3尾氣0.2%（體積分數）的SO2，問用NaOH溶液、石灰及O2處理后，假設硫元素不損失，理論上可得到多少千克石膏（CaSO42H2