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化学计算中常用的几种方法

更新:03-04 整理:39baobao.com
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[化学计算常用方法与技巧]1.差量法 差量法是根据化学变化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、气体物质的体积、压强、物质的量、反应过程中热量的变化等。该差量的大...+阅读

1. 掌握化学计算中的常用方法和技巧。 2. 强化基本计算技能,提高速算巧解能力和数学计算方法的运用能力。 【经典题型】 题型一:差量法的应用 【例1】10毫升某气态烃在80毫升氧气中完全燃烧后,恢复到原来状况(1.01*105Pa , 270C)时,测得气体体积为70毫升,求此烃的分子式。 【点拨】原混和气体总体积为90毫升,反应后为70毫升,体积减少了20毫升。剩余气体应该是生成的二氧化碳和过量的氧气,下面可以利用差量法进行有关计算。 CxHy + (x+ )O2 xCO2 + H2O 体积减少 1 1+ 10 20 计算可得y=4 ,烃的分子式为C3H4或C2H4或CH4 【规律总结】 差量法是根据物质变化前后某种量发生变化的化学方程式或关系式,找出所谓“理论差量”,这个差量可以是质量差、气态物质的体积差、压强差,也可以是物质的量之差、反应过程中的热量差等。该法适用于解答混合物间的反应,且反应前后存在上述差量的反应体系。 【巩固】

1、现有KCl、KBr的混合物3.87g,将混合物全部溶解于水,并加入过量的AgNO3溶液,充分反应后产生6.63g沉淀物,则原混合物中钾元素的质量分数为 A.0.241 B.0.259 C.0.403 D.0.487 题型二:守恒法的应用 【例2】Cu、Cu2O和CuO组成的混合物,加入100Ml0.6mol/LHNO3溶液恰好使混合物溶解,同时收集到224mLNO气体(标准状况)。求:

(1) 写出Cu2O跟稀硝酸反应的离子方程式。

(2) 产物中硝酸铜的物质的量。

(3) 如混合物中含0.01moLCu,则其中Cu2O、CuO的物质的量分别为多少?

(4) 如混合物中Cu的物质的量为X,求其中Cu2O、CuO的物质的量及X的取值范围。 【点拨】本题为混合物的计算,若建立方程组求解,则解题过程较为繁琐。若抓住反应的始态和终态利用守恒关系进行求解,则可达到化繁为简的目的。

(1) 利用电子守恒进行配平。3Cu2O+14HNO3==6Cu(NO3)2 + 2NO↑+7H2O (2) 利用N原子守恒。n(HNO3)== 0.06mol,n(NO)== 0.01mol, 则n(Cu(NO3)2)==(0.06-0.01)/2=0.025mol (3) 本题混合物中虽含有Cu、Cu2O和CuO三种物质,但参加氧化还原反应的只有 Cu、Cu2O,所以利用电子守恒可直接求解。 转移电子总数:n(e-)= n(NO)*3==0.03mol Cu提供电子数:0.01*2=0.02mol Cu2O提供电子数:0.03-0.02=0.01mol n(Cu2O)=0.01/2=0.005mol n(CuO)=0.00.01-0.005*2=0.005mol (4) 根据

(3)解法可得n(Cu2O)=0.015-Xmol n(CuO)=X-0.005mol。根据电子守恒进行极端假设:若电子全由Cu提供则n(Cu)=0.015mol;若电子全由Cu2O提供则n(Cu2O)=0.015mol,则n(Cu2+)==0.03mol大于了0.025mol,说明n(Cu)不等于0,另根据n(CuO)=X-0.005mol要大于0可得n(Cu)>0.005mol。所以0.005mol 1时,二氧化碳过量,则固体产物为KHCO3。答案为:①K2CO3+KOH ②K2CO3 ③K2CO3+KHCO3 ④KHCO3 (2)由:①CO2+2KOH=K2CO3+H2O ②CO2+KOH=KHCO3 22.4L(标态) 138g 22.4L(标态) 100g 2.24L(标态) 13.8g 2.24L(标态) 10.0g ∵ 13.8g>11.9g>10.0g ∴ 得到的白色固体是 K2CO3和KHCO3的混合物。 设白色固体中 K2CO3 x mol,KHCO3 y mol,即 ①CO2+2KOH=K2CO3+H2O ②CO2+KOH=KHCO3 x mol 2x mol x mol y mol y mol y mol x mol+y mol=2.24L/22.4mol"L—1=0.100 mol (CO2) 138g"mol—1 * x mol 100 g"mol—1 * y mol=11.9g (白色固体) 解此方程组,得 x=0.0500mol (K2CO3) y=0.0500mol (KHCO3) ∴ 白色固体中 ,K2CO3 质量为 138g"mol—1 * 0.0500mol=6.90g KHCO3质量为 100 g"mol—1 *0.0500mol=5.00g 消耗 KOH 物质的量为 2x mol+y mol=2*0.05

高一化学计算技巧

化学计算中的守恒思想 以定量的角度观察绚丽多彩的化学世界,其中有一个永恒的主题:那就是守恒的思想。我们在化学计算中能够巧妙的运用守恒的思想,往往能够避繁就简,取得事半功倍的效果。化学反应的实质是原子间的重新组合,所以一切化学反应都存在着物料守恒(质量守恒,粒子个数守恒);氧化-还原反应中得失电子数目相等(电子得失守恒,电量守恒);化合物及电解质溶液中阴阳离子电荷数相等(电荷数)守恒,因此它们呈电中性。以上三点就是守恒解题的依据和基本题型。

一、质量守恒: 例1.0.1mol某烃与1mol过量的O2混合,充分燃烧后,通过足量的Na2O2固体,固体增重15g,从Na2O2中逸出的全部气体体积为16.8L(标),求该烃的分子式。 解析: 此题若用常规解法很繁琐。因为最后逸出的气体不仅包括剩余O2,也包括烃燃烧后生成的CO2,H2O与Na2O2反应后生成的O2。若利用质量守恒,则能达到巧解目的。本题中,烃的质量与1molO2质量之和等于Na2O2增加的质量与逸出气体质量之和。 设0.1mol某烃质量为x,由质量守恒得: x+32g.mol-1*1mol=15g+(16.8L/22.4mol.L-1)*32g.mol-1 x=7g 故该烃相对分子质量为70,用“CH2”式量相除得烃分子式为C5H10。 答案:C5H10 点评:弄清楚燃烧后的产物的变化是列质量守恒式的依据。 例2.在一密闭烧瓶中充满NO2,25℃时NO2和N2O4建立下列平衡:2NO2=N2O4;△H0.5 mol,可知该气体应为NO与NO2的混合气体,(这是由于随着反应的进行,硝酸浓度逐渐减小所致。) n(HNO3)=n[Cu(NO3)2]*2+n(NO)+n(NO2) =0.4 mol*2+0.5 mol=1.3 mol 答案:81.9g 例6.把Na2CO3、NaHCO3、CaO、NaOH的混合物27.2 g,溶于足量水充分反应后,溶液中的Ca2+、CO32-、HCO3-均转化为沉淀,将反应容器内水蒸干,最终得白色固体29 g,求原混合物中Na2CO3的质量。 解析: 设原混合物中Na2CO3、NaHCO3物质的量分别为x mol、y mol,则由题知CaO物质的量为x+y mol。反应前后固体的质量差29g-27.2g为溶液的0.1mol水转化为生成物;生成物为(x+y) mol CaCO3和(2x+y)NaOH。 根据H原子数守恒;y+0.1*2=2x+y 有:x=0.1 则:m(Na2CO3)=0.1 mol*106 g/mol=10.6 g 答案:Na2CO3的质量为10.6g。 说明: 若题目还要求其他物质的质量,可根据质量守恒,列出下式来求解混合物中其他三种物质的质量或质量分数。 据质量守恒有:100(x+y)+40(2x+y)-106x-84y-56(x+y)=29-27.2 (注:此式巧妙避开了反应前后可认为未变化的原有NaOH)请同学们自己训练。

三、电子得失,电量守恒 例7.如果用0.3mol/L的Na2SO3溶液16ml,刚好将3.2*10-3mol的强氧化剂[RO(OH)2]+溶液中的溶质还原到较低价态,则反应后R的最终价态是( ) A.0 B.+1 C.+2 D.+3 解析: Na2SO3可被强氧化剂氧化为Na2SO4,Na2SO3失去电子的物质的量一定等于[RO(OH)2]+得到电子的物质的量。设[RO(OH)2]+在还原产物中R的化合价为x价。 依据题意列出方程:2*0.3*16*10-3=3.2*10-3(5-x) x=2 答案:选C 例8.在NO3-为4mol/L的Cu(NO3)2和AgNO3混合液100mL中,加入一定质量的锌,充分振荡后,过滤,沉淀干燥后,称量为24.8g,将此沉淀置于稀盐酸中,无气体产生;滤液中先滴加BaCl2溶液无沉淀产生,后加入过量稀NaOH溶液到沉淀完全,过滤,加热,干...

二元一次方程组怎么巧解

举几个例子:

例:

这一二元一次方程组按照常规的解题方法应该是消去其中的一个未知数,在算出另外一个未知数的值,但是计算过程会比较麻烦,需要先将x或y的系数变成相同再作差消元。

但是事实上,我们可以直接简化这一消元的过程,算出其中一个未知数的答案。

即,下面我们来拿一个具体的例子进行计算。

此题可以直接利用简化后的计算方法,即可算得,带入x的值即可求出y=。

其实此方法的原理只是简化了消元的过程,下面简单分析一下方法的由来。

比如要求解方程组中的x,则应消掉方程中的y,也就是应把两个方程中y的系数变成相同。则变为

然后将两个式子作差,消掉含y项,则化简为(bd-ae)x=(bf-ce),因此也就得到。

直接观察x、y的系数,利用简化后的结果快速解方程组,可算得,带入x的值即可求出y=。

通过以上两题,大家不难发现,这一计算方法的确可以大大缩短我们在解方程组时列式与计算的时间,不过,需要注意的是,在解方程组时也应该要灵活应对,有的题目相对来说直接消元可能更快,这个时候我们就没必要用这个结论去算答案了。举个简单的例子:

比如说解方程组:

这一方程组很明显直接将第二个式子整体都乘2,得到

再消去含有x的项很快就能得到y=5,即可得到x=。

所以在解二元一次方程组时一定要注意观察,如果能够快速计算消元的,则直接消元计算即可,如果发现消元不方便,则可以直接用一步计算结果的式子计算答案即可。

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