常见的化学计算方法介绍(平均值法、十字交)
中学化学计算中常用的8种解题方法和技巧,打印收藏!
中学化学计算中常用的8种解题方法和技巧,打印收藏!在中学化学中,有许多计算相关的题型。
对于这些题型,其实都有相对应的解题方法和技巧,下面这8种解题方法就基本涵盖了中学化学中的主要题型和考点,家长和学生们可以收藏起来后慢慢了解和消化。
题型一:差量法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、气态物质的体积差或物质的量之差等。
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。
例:将碳酸钠和碳酸氢钠的混合物21.0g,加热至质量不再变化时,称得固体质量为12.5g。
求混合物中碳酸钠的质量分数。
【分析】混合物质量减轻是由于碳酸氢钠分解所致,固体质量差21.0g-14.8g=6.2g,也就是生成的CO2和H2O的质量,混合物中m(NaHCO3)=168×6.2g÷62=16.8g,m(Na2CO3)=21.0g-16.8g=4.2g,所以混合物中碳酸钠的质量分数为20%。
【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。
【巩固练习】(答案见文末)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.0.241B.0.259C.0.403D.0.487题型二:守恒法化学反应的实质是原子间重新组合,依据质量守恒定律在化学反应中存在一系列守恒现象,如:质量守恒、原子守恒、元素守恒、电荷守恒、电子得失守恒等,利用这些守恒关系解题的方法叫做守恒法。
1. 原子守恒例:有0.4g铁的氧化物,用足量的CO 在高温下将其还原,把生成的全部CO2通入到足量的澄清的石灰水中得到0.75g固体沉淀物,这种铁的氧化物的化学式为()A. FeOB. Fe2O3C. Fe3O4D. Fe4O5【分析】由题意得知,铁的氧化物中的氧原子最后转移到沉淀物CaCO3中。
化学计算的基本方法
化学计算的基本方法化学计算是化学基础知识的重要组成部分,它贯穿于化学知识之中,通过学习化学计算,可以加深对化学基础知识的理解,检验化学基础知识是否扎实,知识运用是否灵活,提高学生的综合素质。
本专题对化学计算的基本方法中常用守恒法、差量法、十字交叉法、平均值法、估算法、极端法和关系式法进行了原理、类型和应用的剖析,以期利用这些方法技巧提高解题效率,培养敏锐的思维能力、判断、分析、归纳、推理能力。
一、守恒法化学反应是原子之间的重新组合,反应前后组成物质的原子个数、物质的质量始终保持不变,保持守恒。
正如法国化学家拉瓦锡所评价的“无论是人工的或自然的作用都没有创造出什么东西。
物质在每一化学反应前的数量等于反应后的数量,这可算是一个公理”。
守恒定律是自然界最重要的基本定律,构成了化学科学的基础。
在化学计算中,守恒法运用十分广泛,特别是有关混合物或反应关系复杂的化学试题。
运用守恒法求解,无需考虑反应体系各组成成分间相互作用过程,也无需考察变化所经历的具体途径,只需考察反应体系某些组分相互作用前后某种物理量或化学量的始态和终态,使解题过程简化,避免在纷繁复杂的解题背景中寻找关系式,提高解题效率。
守恒法主要包括以下几种类型。
1、质量守恒法:指化学反应前后各物质的质量总和不变。
它是化学反应定量化的基础。
正确、灵活得运用质量守恒可使复杂的化学问题简化,或使化学计算化繁为简。
例1、0.1mol某烃与1mol过量氧气混合,充分燃烧后,通过足量的过氧化钠固体,固体增重15g,从过氧化钠中逸出的全部气体在标准状况下为16.8L,求该烃的分子式。
解析:此题若用通常解法很麻烦,因为最后逸出的气体不仅包括剩余的氧气,也包括烃燃烧产物CO2、H2O与Na2O2反应放出的O2。
若利用质量守恒,则能达到巧解的目的。
本题中,烃的质量与1molO2质量之和等于Na2O2增重量与逸出气体质量之和。
设0.1mol某烃质量为x,由质量守恒定律得:x + 1mol×32g/mol = 15g + (16.8/22.4)mol×32g/mol 解得:x = 7(g)0.1mol烃质量为7g,该烃分子量为70g,则容易求得烃的分子式为C5H10。
常见化学计算方法
封面高中常见的化学计算方法常见化学计算方法●考点阐释在每年的化学高考试题中,计算题的分值大约要占到15%左右,从每年的高考试卷抽样分析报告中经常会说计算题的得分率不是太高。
高一化学中计算类型比较多,其中有些计算经常考查,如能用好方法,掌握技巧,一定能达到节约时间,提高计算的正确率。
下面就谈一谈解答计算的一些巧解和方法。
主要有:差量法、十字交叉法、平均法、守恒法、极值法、关系式法、方程式叠加法、等量代换法、摩尔电子质量法、讨论法、图象法(略)、对称法(略)。
过量计算:在化学反应中,反应物之间是按化学方程式所确定的质量比进行反应的,如某反应中两种反应物的量都已给出,则应先通过计算判断两种反应物是否恰好完全反应,如不是恰好完全反应,应判断哪一种反应物有剩余,有剩余的这种物质我们就说它过量了。
因过量的物质反应结束后有剩余,因此不能按该物质的量进行计算,而应根据没有过剩的(即完全消耗掉的)那种反应物的量来进行计算。
什么情况下需考虑过量问题计算? (1)题目给了两种反应物的量,需考虑过量问题计算(即便所给的两种物质的量恰好完全反应)。
(2)题目给出了一种反应物的量和一种生成物的量,需考虑过量问题计算(即使所给反应物完全消耗掉)。
说明:过量问题计算在计算过程中是一个步骤,即出现了以上两种情况就必须有一个判断按哪种物质的量进行计算的步骤[第(2)种情况须判断能否按反应物的量进行计算]即便所给的量我们一下就能看出来谁过量,也要有这个判断步骤,因在高考中这个步骤是占一定分数的。
如何判断反应物中哪一种过量:若已知两种反应物的量,必须先判断哪种反应物过量,然后以完全反应的物质的量进行计算,判断哪一种反应物过量一般有2种方法:(1)设未知数法,即假设法(2)交叉相乘法 将两种反应物的量列入相应物质化学式的下面,通过交叉相乘计算出结果并比较大小,乘积大的数,表明相应的反应物的量过量,应该由另一种反应物的量计算。
一、差量法在一定量溶剂的饱和溶液中,由于温度改变(升高或降低),使溶质的溶解度发生变化,从而造成溶质(或饱和溶液)质量的差量;每个物质均有固定的化学组成,任意两个物质的物理量之间均存在差量;同样,在一个封闭体系中进行的化学反应,尽管反应前后质量守恒,但物质的量、固液气各态物质质量、气体体积等会发生变化,形成差量。
中学化学:计算中常用的8种解题方法
中学化学:计算中常用的8种解题方法在中学化学中,有许多计算相关的题型。
对于这些题型,其实都有相对应的解题方法和技巧,下面这8种解题方法就基本涵盖了中学化学中的主要题型和考点,家长和学生们可以收藏起来后慢慢了解和消化。
题型一:差量法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、气态物质的体积差或物质的量之差等。
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。
例:将碳酸钠和碳酸氢钠的混合物21.0g,加热至质量不再变化时,称得固体质量为12.5g。
求混合物中碳酸钠的质量分数。
【分析 】 混合物质量减轻是由于碳酸氢钠分解所致,固体质量差21.0g-14.8g=6.2g,也就是生成的CO2和H2O的质量,混合物中m(NaHCO3)=168×6.2g÷62=16.8g,m(Na2CO3)=21.0g-16.8g=4.2g,所以混合物中碳酸钠的质量分数为20%。
【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。
【巩固练习】(答案见文末)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.0.241B.0.259C.0.403D.0.487题型二:守恒法化学反应的实质是原子间重新组合,依据质量守恒定律在化学反应中存在一系列守恒现象,如:质量守恒、原子守恒、元素守恒、电荷守恒、电子得失守恒等,利用这些守恒关系解题的方法叫做守恒法。
1. 原子守恒例:有0.4g铁的氧化物, 用足量的CO 在高温下将其还原,把生成的全部CO2通入到足量的澄清的石灰水中得到0.75g固体沉淀物,这种铁的氧化物的化学式为( )A. FeOB. Fe2O3C. Fe3O4D. Fe4O5【分析 】 由题意得知,铁的氧化物中的氧原子最后转移到沉淀物CaCO3中。
初中化学中考计算题解题方法技巧
初中化学中考计算题解题方法技巧化学计算是化学研究中的重要内容,解题方法和技巧的掌握对于学生来说尤为重要。
一、复内容和要求1.化学计算的常用方法包括守恒法、极值法、讨论法、十字交叉法和差量法等。
2.化学计算的常用技巧包括定量问题定性化、近似估算、运用整体思维和利用图象解题等。
二、解题方法和技巧:1.守恒法例如,在题目中给出混合物的成分和反应条件,可以通过守恒法求出所需的答案。
例如,题目中给出Mg(OH)2和MgO组成的混合物的质量分数和反应条件,可以通过守恒法求出所得溶液中溶质的质量分数。
2.平均值法例如,在题目中给出混合物中两种金属的平均式量和反应条件,可以通过平均值法求出混合物中含有的金属种类。
3.十字交叉法例如,在题目中给出气体的体积和成分,可以通过十字交叉法计算出气体的体积比例,从而得出剩余气体的成分。
4.极值法极值法是通过考虑问题的极端情况来解决问题。
例如,在题目中给出反应条件和反应物的量,可以通过极值法求出反应物的最大量或最小量。
总之,化学计算的方法和技巧需要通过不断的练和实践来掌握,只有掌握了这些方法和技巧,才能更好地解决化学计算中的问题。
1.某硫酸钠溶液中,Na+与H2O分子个数比为1:50时,此溶液中硫酸钠质量分数为多少?解析:根据Na+与H2O分子个数比为1:50可知,溶液中Na+的物质的量为1/51,而硫酸钠分子中含有1个Na+,所以溶液中硫酸钠的物质的量为1/51.又因为硫酸钠的摩尔质量为142g/mol,所以溶液中硫酸钠的质量为:1/51×142=2.78g。
所以硫酸钠的质量分数为:2.78/(2.78+50)=5.26%。
答案为:无选项。
2.用60%酒精溶液甲与25%酒精溶液乙混合,配制成45%酒精,所用甲、乙溶液的质量比为多少?解析:设甲、乙溶液的质量比为x:y,则有:0.6x+0.25y=0.45(x+y)解得x:y=3:1,所以甲、乙溶液的质量比为3:1.答案为:D。
高中化学计算中常用的几种方法
高中化学计算中常用的几种方法一. 教学内容1. 差量法:化学计算中引用“等比定理”,把那些有增、减量(统称“差量”),变化的反应式列成比例的一种计算方法。
3. 十字交叉法:凡能列出一个二元一次方程组来求解的命题,均可用十字交叉法。
一般做选择题,填空题可使用。
5. 平均值法:A. KOH的物质的量>KHCO3的物质的量解析:该题可根据化学反应物质质量的变化综合使用差量法和估算法求解。
答案:B[例2] 一定条件,将3molX和2molY混和通入6L密闭容器中进行反应:< style='width:65.25pt; >增则n值是()解析:CO2与NaOH反应可能NaOH过量生成Na2CO3尚余NaOH,随CO2的通入量不同还可生成NaHCO3或Na2CO3或Na2CO3与NaHCO3混和物,设全部生成Na2CO3,则则二者均有,可求CO2,质量为:现有含1.1mol NaCl溶液,向其中加入足量AgNO3溶液,求最终能生成多少克难溶物(Ag和AgCl)?若最后溶液体积为1L,求H 的物质的量浓度是多少?①“Cl”守恒:② 电子守恒:③ 找Ag与AgCl的物质的量关系:解得和解析:该题可利用始态到终态关系快速求解。
始态终态,铁元素化合价升高,必有化合价降低的元素,只有N元素,且由题目分析A?D?DNO2,两种铁盐分解得O2和NO2,溶于水后不溶气体只可为NO,利用电子守恒:答案:2240mL【模拟试题】相对原子质量:H?D1、C?D12、N-14、O?D16、Mg?D24、S?D32、K?D39、Fe?D56、Cu?D64、Ba?D1371. 用化学知识解决生活中的问题,下列家庭小实验不合理的是()A. 用食醋去除暖水瓶中的薄层水垢B. 用米汤检验含碘盐中的碘酸钾(KIO3)C. 用热的纯碱溶液洗涤餐具上油污D. 用灼烧并闻气味的方法区别纯棉织物和纯毛织物2. 用NA表示阿伏加德罗常数,下列说法中正确的是()A. 23.4 g NaCl晶体中含有0.1NA个如下图所示的结构单元B. 6.8 g熔融的KHSO4中含有0.1NA个阳离子C. 3.2g氧气和臭氧的混合物中含有的氧原子数为0.1NAD. 电解精炼铜时转移0.1NA个电子时阳极溶解3.2 g铜不可能大量存在D. 在由水电离出的c(OH-)== 1×10-12 mol/L的溶液中,A13 不可能大量存在5. 用惰性电极电解氯化钠和硫酸铜的混合溶液250mL,通电一段时间后停止通电,测得两极均得到11.2L气体(标准状况),则原溶液中氯化钠的物质的量浓度不可能是()A. 0.5mol/LB. 1mol/LC. 1.5mol/LD. 4mol/L6. 实验测得常温下0.1 mol/L某一元酸(HA)溶液的pH不等于l,0.1 mol/L某一元碱(BOH)溶液里:= 10-12。
高中化学计算方法总结十字交叉法
高中化学计算方法总结十字交叉法高中化学计算方法总结:十字交叉法十字交叉法平均交叉法是进行二组分混合物十字量与组分计算的一种简便方法。
凡可按M1n1+M2n2=M(n2+n2)计算的问题,均可按十字交叉法计算。
式中,M表示混合物的某平均量,M1、M2则表示两水溶性对应的量。
如M表示平均相对分子质量,M1、M2则一再表示则表示两组分各自的相对分子质量,n1、n2表示两组分在混合物中所占的份额,n1:n2在大多数情况下坦承两组分的物质的一再强调量之比,有时也可以是两组分的质量之比,判断时关键看n1、n2透露混合物中固体什么物理量的份额,如物质的量、物质的量分数、体积分数,则n1:n2坦承两组分的物质的一再强调量之比;如质量、质量分数、元素质量百分含量,则n1:n2表示两组分的质量之比。
十字反向法常用于求算:(1)有关质量分数的计算;(2)有关平均相对分子质量的计算结果计算;十字交叉法计算的式子如下:(3)有关平均幅度大原子质量的计算;n1:M1M2-M(4)有关平均分子式的计算;M(5)有关受激的计算;n2:M2M-M1(6)有关溶剂反应的计算。
n1/n2=(M2-M)/(M-M1)一.有关质量分数的换算1.实验室用密度为1.84g/cm398%的浓硫酸与密度为1.1g/cm315%的稀硫酸混合配制密度为1.4g/cm359%的硫酸溶液,取浓、稀硫酸的体积体积比最近似于的值是()A.1:2B.2:1C.3:2D.2:32.中会在苯和苯酚组成的混合物中会,碳元素的质量名次为90%,则该混合物中氧元素的质量分数是()A.2.5%B.5%C.6.5%D.7.5%二.有关平均可靠性相对分子质量的计算3.标准状况下,在容积为1L的干燥烧瓶中用向下排空气法充入NH3后,测得烧瓶中的气体对H2的相对密度为9.7,若将此气体或进行喷泉实验,当喷泉停止后所得溶液尺寸体积为_____L。
4.Li2CO3和BaCO3的混合物与盐酸反应所消耗盐酸的量同等的CaCO3和同浓度的盐酸反应所消耗盐酸的量相等,则混合物中Li2CO3和BaCO3的质量之比为()A.3:5B.5:3C.7:5D.5:7三.有关平均相等原子质量的计算5.晶体硼由10B和11B两种同位素构成,已知5.4g晶体硼与H2反应全部转化为乙硼烷(B2H6)气体,可得标准状况下5.6L,则晶体硼中为()A.1:1B.1:3C.1:4D.1:26.已知Cl的平均相对原子质量为35.5。
常见的化学计算方法介绍
常见的化学计算方法介绍4、平均值法原理:若混和物由 A、B、C…等多种成分组成,它们的特征量为M1,M2,M3…,它们在混合物中所占分数分别为n1,n2,n3…,它们的特征量的平均值为M,则若混合物只有A、B两种成分,且已知M1>M2,则必有M1>M>M2,若已知M,则M1和M2必有一个比M大,另一个比M小。
也就是说我们只要知道M就可推知M1、M2的取值范围,而不要进行复杂的计算就可以迅速得出正确的答案。
①体积平均值例1:丙烯和某气态烃组成的混和气体完全燃烧时,所需氧气的体积是混合烃体积的5倍(相同状况),则气态烃是:析:由烃燃烧规律可推知:1体积的丙烯(C3H8)完全燃烧需要体积氧气(3C→3CO2,需3O2,6H→3H2O,需 )小于5体积,根据题意及平均值的概念得另一气态烃1体积完全燃烧时需氧量必大于5体积,经比较只有A符合要求。
②摩尔质量(或相对原子、分子质量)平均值例2:下列各组气体,不论以何种比例混和,其密度(同温同压下)不等于氮气的密度的是:和H2和CO 和Cl2和C2H2析:依题意,混和气体的平均相对分子质量不会等于28,即各组分气体的相对分子质量必须都大于28或都小于28,因此C和 D符合题意。
③百分含量平均值例3:某不纯的氯化铵,已测知其氮元素的质量分数为40% ,且只含一种杂质,则这种杂质可能是:(NH2)2析:氯化铵的含氮量为14÷×100%=%<40%,则杂质中必含氮,且含氮量大于40%,进一步计算(估算)可得答案为D。
④中子数或其它微粒数的平均值例4:溴有两种同位素,在自然界中这两种同位素大约各占一半,已知溴的原子序数为35,相对原子质量为80,则溴的这两种同位素的中子数分别等于:、81 、45 、46 、36析:由溴的相对原子质量及原子序数知溴元素的中子数的平均值为80-36=45,则其中一种同位素的中子数必大于45,另一同位素中子数小于45,显然答案是C。
常见化学计算方法
常见化学计算方法●考点阐释在每年的化学高考试题中,计算题的分值大约要占到15%左右,从每年的高考试卷抽样分析报告中经常会说计算题的得分率不是太高。
高一化学中计算类型比较多,其中有些计算经常考查,如能用好方法,掌握技巧,一定能达到节约时间,提高计算的正确率。
下面就谈一谈解答计算的一些巧解和方法。
主要有:差量法、十字交叉法、平均法、守恒法、极值法、关系式法、方程式叠加法、等量代换法、摩尔电子质量法、讨论法、图象法(略)、对称法(略)。
●试题类编 一、差量法在一定量溶剂的饱和溶液中,由于温度改变(升高或降低),使溶质的溶解度发生变化,从而造成溶质(或饱和溶液)质量的差量;每个物质均有固定的化学组成,任意两个物质的物理量之间均存在差量;同样,在一个封闭体系中进行的化学反应,尽管反应前后质量守恒,但物质的量、固液气各态物质质量、气体体积等会发生变化,形成差量。
差量法就是根据这些差量值,列出比例式来求解的一种化学计算方法。
该方法运用的数学知识为等比定律及其衍生式:a b c d a cb d==--或c ad b--。
差量法是简化化学计算的一种主要手段,在中学阶段运用相当普遍。
常见的类型有:溶解度差、组成差、质量差、体积差、物质的量差等。
在运用时要注意物质的状态相相同,差量物质的物理量单位要一致。
1.将碳酸钠和碳酸氢钠的混合物21.0g ,加热至质量不再变化时,称得固体质量为12.5g 。
求混合物中碳酸钠的质量分数。
2.实验室用冷却结晶法提纯KNO 3,先在100℃时将KNO 3配成饱和溶液,再冷却到30℃,析出KNO 3。
现欲制备500g 较纯的KNO 3,问在100℃时应将多少克KNO 3溶解于多少克水中。
(KNO 3的溶解度100℃时为246g ,30℃时为46g )3.某金属元素R 的氧化物相对分子质量为m ,相同价态氯化物的相对分子质量为n ,则金属元素R 的化合价为多少?4.将镁、铝、铁分别投入质量相等、足量的稀硫酸中,反应结束后所得各溶液的质量相等,则投入的镁、铝、铁三种金属的质量大小关系为( )(A )Al >Mg >Fe (B )Fe >Mg >Al (C )Mg >Al >Fe (D )Mg=Fe=Al5.取Na 2CO 3和NaHCO 3混和物9.5g ,先加水配成稀溶液,然后向该溶液中加9.6g 碱石灰(成分是CaO 和NaOH ),充分反应后,使Ca 2+、HCO 3-、CO 32-都转化为CaCO 3沉淀。
高中化学常见化学计算方法
常见化学计算方法主要有:差量法、十字交叉法、平均法、守恒法、极值法、关系式法、方程式叠加法、等量代换法、摩尔电子质量法、讨论法、图象法(略)、对称法(略)。
一、差量法在一定量溶剂的饱和溶液中,由于温度改变(升高或降低),使溶质的溶解度发生变化,从而造成溶质(或饱和溶液)质量的差量;每个物质均有固定的化学组成,任意两个物质的物理量之间均存在差量;同样,在一个封闭体系中进行的化学反应,尽管反应前后质量守恒,但物质的量、固液气各态物质质量、气体体积等会发生变化,形成差量。
差量法就是根据这些差量值,列出比例式来求解的一种化学计算方法。
该方法运用的数学知识为等比定律及其衍生式:a b c d a c b d ==--或c a d b--。
差量法是简化化学计算的一种主要手段,在中学阶段运用相当普遍。
常见的类型有:溶解度差、组成差、质量差、体积差、物质的量差等。
在运用时要注意物质的状态相相同,差量物质的物理量单位要一致。
1.将碳酸钠和碳酸氢钠的混合物21.0g ,加热至质量不再变化时,称得固体质量为12.5g 。
求混合物中碳酸钠的质量分数。
2.实验室用冷却结晶法提纯KNO 3,先在100℃时将KNO 3配成饱和溶液,再冷却到30℃,析出KNO 3。
现欲制备500g 较纯的KNO 3,问在100℃时应将多少克KNO 3溶解于多少克水中。
(KNO 3的溶解度100℃时为246g ,30℃时为46g )3.某金属元素R 的氧化物相对分子质量为m ,相同价态氯化物的相对分子质量为n ,则金属元素R 的化合价为多少?4.将镁、铝、铁分别投入质量相等、足量的稀硫酸中,反应结束后所得各溶液的质量相等,则投入的镁、铝、铁三种金属的质量大小关系为( )(A )Al >Mg >Fe (B )Fe >Mg >Al (C )Mg >Al >Fe (D )Mg=Fe=Al5.取Na 2CO 3和NaHCO 3混和物9.5g ,先加水配成稀溶液,然后向该溶液中加9.6g 碱石灰(成分是CaO 和NaOH ),充分反应后,使Ca 2+、HCO 3-、CO 32-都转化为CaCO 3沉淀。
常见的化学计算方法介绍(平均值法、十字交)
常见的化学计算方法介绍4、平均值法原理:若混和物由 A、B、C…等多种成分组成,它们的特征量为M1,M2,M3…,它们在混合物中所占分数分别为n1,n2,n3…,它们的特征量的平均值为M,则若混合物只有A、B两种成分,且已知M1>M2,则必有M1>M>M2,若已知M,则M1和M2必有一个比M大,另一个比M小。
也就是说我们只要知道M就可推知M1、M2的取值范围,而不要进行复杂的计算就可以迅速得出正确的答案。
①体积平均值例1:丙烯和某气态烃组成的混和气体完全燃烧时,所需氧气的体积是混合烃体积的5倍(相同状况),则气态烃是:析:由烃燃烧规律可推知:1体积的丙烯(C3H8)完全燃烧需要体积氧气(3C→3CO2,需3O2,6H→3H2O,需 )小于5体积,根据题意及平均值的概念得另一气态烃1体积完全燃烧时需氧量必大于5体积,经比较只有A符合要求。
②摩尔质量(或相对原子、分子质量)平均值例2:下列各组气体,不论以何种比例混和,其密度(同温同压下)不等于氮气的密度的是:和H2和CO 和Cl2和C2H2析:依题意,混和气体的平均相对分子质量不会等于28,即各组分气体的相对分子质量必须都大于28或都小于28,因此C和 D符合题意。
③百分含量平均值例3:某不纯的氯化铵,已测知其氮元素的质量分数为40% ,且只含一种杂质,则这种杂质可能是:(NH2)2析:氯化铵的含氮量为14÷×100%=%<40%,则杂质中必含氮,且含氮量大于40%,进一步计算(估算)可得答案为D。
④中子数或其它微粒数的平均值例4:溴有两种同位素,在自然界中这两种同位素大约各占一半,已知溴的原子序数为35,相对原子质量为80,则溴的这两种同位素的中子数分别等于:、81 、45 、46 、36析:由溴的相对原子质量及原子序数知溴元素的中子数的平均值为80-36=45,则其中一种同位素的中子数必大于45,另一同位素中子数小于45,显然答案是C。
高一化学计算题常用计算方法
⾼⼀化学计算题常⽤计算⽅法 化学计算题是化学中的必考题,所以掌握好常⽤的化学计算题的计算⽅法,对于提⾼化学成绩有着重要的意义。
⼩编在这⾥整理了⾼⼀化学计算题常⽤的计算⽅法,希望能帮助到⼤家。
1. 商余法 这种⽅法主要是应⽤于解答有机物(尤其是烃类)知道分⼦量后求出其分⼦式的⼀类题⽬。
对于烃类,由于烷烃通式为CnH2n+2,分⼦量为14n+2,对应的烷烃基通式为CnH2n+1,分⼦量为14n+1,烯烃及环烷烃通式为CnH2n,分⼦量为14n,对应的烃基通式为CnH2n-1,分⼦量为14n-1,炔烃及⼆烯烃通式为CnH2n-2,分⼦量为14n-2,对应的烃基通式为CnH2n-3,分⼦量为14n-3,所以可以将已知有机物的分⼦量减去含氧官能团的式量后,差值除以14(烃类直接除14),则最⼤的商为含碳的原⼦数(即n值),余数代⼊上述分⼦量通式,符合的就是其所属的类别。
[例1] 某直链⼀元醇14克能与⾦属钠完全反应,⽣成0.2克氢⽓,则此醇的同分异构体数⽬为 ( )A、6个B、7个C、8个D、9个 由于⼀元醇只含⼀个-OH,每mol醇只能转换出molH2,由⽣成0.2克H2推断出14克醇应有0.2mol,所以其摩尔质量为72克/摩,分⼦量为72,扣除羟基式量17后,剩余55,除以14,最⼤商为3,余为13,不合理,应取商为4,余为-1,代⼊分⼦量通式,应为4个碳的烯烃基或环烷基,结合“直链”,从⽽推断其同分异构体数⽬为6个. 2. 平均值法 这种⽅法最适合定性地求解混合物的组成,即只求出混合物的可能成分,不⽤考虑各组分的含量。
根据混合物中各个物理量(例如密度,体积,摩尔质量,物质的量浓度,质量分数等)的定义式或结合题⽬所给条件,可以求出混合物某个物理量的平均值,⽽这个平均值必须介于组成混合物的各成分的同⼀物理量数值之间,换⾔之,混合物的两个成分中的这个物理量肯定⼀个⽐平均值⼤,⼀个⽐平均值⼩,才能符合要求,从⽽可判断出混合物的可能组成。
常见的化学计算方法介绍(平均值法、十字交)
常见的化学计算方法介绍4、平均值法原理:若混和物由 A、B、C…等多种成分组成,它们的特征量为M1,M2,M3…,它们在混合物中所占分数分别为n1,n2,n3…,它们的特征量的平均值为M,则若混合物只有A、B两种成分,且已知M1>M2,则必有M1>M>M2,若已知M,则M1和M2必有一个比M大,另一个比M小。
也就是说我们只要知道M就可推知M1、M2的取值范围,而不要进行复杂的计算就可以迅速得出正确的答案。
①体积平均值例1:丙烯和某气态烃组成的混和气体完全燃烧时,所需氧气的体积是混合烃体积的5倍(相同状况),则气态烃是: A.C4H8 B.C3H4 C.C2H6 D.C2H4析:由烃燃烧规律可推知:1体积的丙烯(C3H8)完全燃烧需要4.5体积氧气(3C→3CO2,需3O2,6H→3H2O,需1.5O2 )小于5体积,根据题意及平均值的概念得另一气态烃1体积完全燃烧时需氧量必大于5体积,经比较只有A符合要求。
②摩尔质量(或相对原子、分子质量)平均值例2:下列各组气体,不论以何种比例混和,其密度(同温同压下)不等于氮气的密度的是:A.O2和H2B.C2H4和COC.O2和Cl2D.CH4和C2H2析:依题意,混和气体的平均相对分子质量不会等于28,即各组分气体的相对分子质量必须都大于28或都小于28,因此C和 D符合题意。
③百分含量平均值例3:某不纯的氯化铵,已测知其氮元素的质量分数为40% ,且只含一种杂质,则这种杂质可能是:A.NH4HCO3B.NaClC.NH4NO3D.CO(NH2)2析:氯化铵的含氮量为14÷53.5×100%=25.7%<40%,则杂质中必含氮,且含氮量大于40%,进一步计算(估算)可得答案为D。
④中子数或其它微粒数的平均值例4:溴有两种同位素,在自然界中这两种同位素大约各占一半,已知溴的原子序数为35,相对原子质量为80,则溴的这两种同位素的中子数分别等于:A.79、81B.44、45C.44、46D.34、36析:由溴的相对原子质量及原子序数知溴元素的中子数的平均值为80-36=45,则其中一种同位素的中子数必大于45,另一同位素中子数小于45,显然答案是C。
混合物平均相对分子质量-十字交叉
混合物平均相对分子质量-十字交叉
混合物的平均相对分子质量,也称为摩尔质量,可以通过十字交叉法来计算。
十字交叉法是一种简单而有效的方法,用于计算混合物中每个物质的平均相对分子质量。
首先,我们将混合物中的每个物质的化学式写在一个纵向的列表中。
然后,从列表的末尾开始,将相邻的两个物质的摩尔质量相乘,结果写在列表的左侧。
继续这个过程,直到计算出最后一对物质的乘积。
接下来,将纵向列表中所有乘积的结果相加,得到混合物的总摩尔质量。
最后,将总摩尔质量除以混合物中物质的个数,即可得到混合物的平均相对分子质量。
需要注意的是,混合物中的每个物质的摩尔质量需要通过化学式中元素的摩尔质量来计算。
这些摩尔质量可以通过化学手册或相关的化学数据表找到。
通过十字交叉法计算混合物的平均相对分子质量,可以帮助我们更好地理解混合物的组成和性质。
化学计算的常见技巧
守恒法
2. 在反应 X + 2Y = R + 2M 中,已知 和M 的摩尔 已知R 质量之比为22 完全反应, 质量之比为 :9 ,当 1.6 克X 与Y 完全反应,生 则在此反应中Y 成4.4克R ,则在此反应中 和M 的质量比为 克 (B) 23 :9 (A) 16 :9 (C) 32 :9 (D) 46 :9
例1.将12克CO和CO2 的混合气体通 . 克 和 过足量灼热的氧化铜后, 过足量灼热的氧化铜后,得到气体的 总质量为18g,求原混合气体中 总质量为 ,求原混合气体中CO的 的 质量分数。 质量分数。 例2.把30mL甲烷和氧气的混合气体 . 甲烷和氧气的混合气体 点燃,冷却致常温, 点燃,冷却致常温,测得气体的体积 为16mL,则原 ,则原30mL中甲烷和氧气的 中甲烷和氧气的 体积比? 体积比?
化学计算的• 一、差量法 二、守恒法 三、关系式法 四、平均值法 五、极端假设法 六、十字交叉法 七、讨论法
差量法
1. 在标况下一个容器充满 2时质量为 在标况下一个容器充满Cl 时质量为74.6g 若充满N 时质量为66g则该容器的体积为 若充满 2时质量为 则该容器的体积为 ________L。 。
十字交叉法
• 实验测得 实验测得CO和O2混合气体密度是相同状况 和 密度的14.5倍,试求 的质量分数? 下H2密度的 倍 试求CO的质量分数? 的质量分数
课标高三化学竞赛之常见化学计算方法
子肤市盘茶阳光实验学校一中2021—2021高一年级化学竞赛班讲座之常见化学计算方法 ●考点阐释主要有:差量法、十字交叉法、平均法、守恒法、极值法、关系式法、方程式叠加法、量代换法、摩尔电子质量法、讨论法、图象法〔略〕、对称法〔略〕。
●试题类编 一、差量法在一量溶剂的饱和溶液中,由于温度改变〔升高或降低〕,使溶质的溶解度发生变化,从而造成溶质〔或饱和溶液〕质量的差量;每个物质均有固的化学组成,任意两个物质的物理量之间均存在差量;同样,在一个封闭体系中进行的化学反,尽管反前后质量守恒,但物质的量、固液气各态物质质量、气体体积会发生变化,形成差量。
差量法就是根据这些差量值,列出比例式来求解的一种化学计算方法。
该方法运用的数学知识为比律及其衍生式:a bc da cb d==--或c ad b--。
差量法是简化化学计算的一种主要手段,在阶段运用相当普遍。
常见的类型有:溶解度差、组成差、质量差、体积差、物质的量差。
在运用时要注意物质的状态相相同,差量物质的物理量单位要一致。
1.将碳酸钠和碳酸氢钠的混合物21.0g ,加热至质量不再变化时,称得固体质量为12.5g 。
求混合物中碳酸钠的质量分数。
2.室用冷却结晶法提纯KNO 3,先在100℃时将KNO 3配成饱和溶液,再冷却到30℃,析出KNO 3。
现欲制备500g 较纯的KNO 3,问在100℃时将多少克KNO 3溶解于多少克水中。
〔KNO 3的溶解度100℃时为246g ,30℃时为46g 〕3.某金属元素R 的氧化物相对分子质量为m ,相同价态氯化物的相对分子质量为n ,那么金属元素R 的化合价为多少?4.将镁、铝、铁分别投入质量相、足量的稀硫酸中,反结束后所得各溶液的质量相,那么投入的镁、铝、铁三种金属的质量大小关系为〔 〕〔A 〕Al >Mg >Fe 〔B 〕Fe >Mg >Al 〔C 〕Mg >Al >Fe 〔D 〕Mg=Fe=Al5.取Na 2CO 3和NaHCO 3混和物9.5g ,先加水配成稀溶液,然后向该溶液中加9.6g 碱石灰〔成分是CaO 和NaOH 〕,充分反后,使Ca 2+、HCO 3-、CO 32-都转化为CaCO 3沉淀。
高中化学常见化学计算方法
常见化学计算方法主要有:差量法、十字交叉法、平均法、守恒法、极值法、关系式法、方程式叠加法、等量代换法、摩尔电子质量法、讨论法、图象法略、对称法略;一、差量法在一定量溶剂的饱和溶液中,由于温度改变升高或降低,使溶质的溶解度发生变化,从而造成溶质或饱和溶液质量的差量;每个物质均有固定的化学组成,任意两个物质的物理量之间均存在差量;同样,在一个封闭体系中进行的化学反应,尽管反应前后质量守恒,但物质的量、固液气各态物质质量、气体体积等会发生变化,形成差量;差量法就是根据这些差量值,列出比例式来求解的一种化学计算方法;该方法运用的数学知识为等比定律及其衍生式:a b c d a c b d ==--或c a d b--;差量法是简化化学计算的一种主要手段,在中学阶段运用相当普遍;常见的类型有:溶解度差、组成差、质量差、体积差、物质的量差等;在运用时要注意物质的状态相相同,差量物质的物理量单位要一致;1.将碳酸钠和碳酸氢钠的混合物,加热至质量不再变化时,称得固体质量为;求混合物中碳酸钠的质量分数;2.实验室用冷却结晶法提纯KNO 3,先在100℃时将KNO 3配成饱和溶液,再冷却到30℃,析出KNO 3;现欲制备500g 较纯的KNO 3,问在100℃时应将多少克KNO 3溶解于多少克水中;KNO 3的溶解度100℃时为246g,30℃时为46g3.某金属元素R 的氧化物相对分子质量为m,相同价态氯化物的相对分子质量为n,则金属元素R 的化合价为多少4.将镁、铝、铁分别投入质量相等、足量的稀硫酸中,反应结束后所得各溶液的质量相等,则投入的镁、铝、铁三种金属的质量大小关系为AAl >Mg >Fe BFe >Mg >Al CMg >Al >Fe DMg=Fe=Al5.取Na 2CO 3和NaHCO 3混和物,先加水配成稀溶液,然后向该溶液中加碱石灰成分是CaO 和NaOH,充分反应后,使Ca 2+、HCO 3-、CO 32-都转化为CaCO 3沉淀;再将反应容器内水分蒸干,可得20g 白色固体;试求:1原混和物中Na 2CO 3和NaHCO 3的质量;2碱石灰中CaO 和NaOH 的质量;6.将由CuSO 4和Fe 组成的固体,加入足量的水中,充分反应后,滤出不溶物,干燥后称量得;试求原混和物中CuSO 4和Fe 的质量;二、十字交叉法凡能列出一个二元一次方程组来求解的命题,即二组分的平均值,均可用十字交叉法,此法把乘除运算转化为加减运算,给计算带来很大的方便;十字交叉法的表达式推导如下:设A 、B 表示十字交叉的两个分量,AB ——表示两个分量合成的平均量,x A 、x B 分别表示A 和B 占平均量的百分数,且x A +x B =1,则有:A ·x A +B ·x B =AB ——x A +x B 化简得:x x AB B A ABA B =--———— 若把AB ——放在十字交叉的中心,用A 、B 与其交叉相减,用二者差的绝对值相比即可得到上式;十字交叉法应用非常广,但不是万能的,其适用范围如表4—2:正确使用十字交叉法解题的关键在于:1正确选择两个分量和平均量;2明确所得比为谁与谁之比;3两种物质以什么为单位在比;尤其要注意在知道质量平均值求体积或物质的量的比时,用此法并不简单;1. 现有50g 5%的CuSO 4溶液,把其浓度增大一倍,可采用的方法有:1可将原溶液蒸发掉 g 水;2可向原溶液中加入% CuSO 4溶液 g ;3可向原溶液中加入胆矾 g ;4可向原溶液中加入CuSO 4白色粉末 g;2 . 今有NH 4NO 3和CONH 22混合化肥,现测得含氮质量分数为40%,则混合物中NH 4NO 3和CONH 22的物质的量之比为A4∶3 B1∶1 C3∶4 D2∶33. 1已知溶质质量分数分别为19x%和x%的两硫酸溶液,若将它们等体积混和,则所得混和液的溶质质量分数与10x 的大小关系如何2已知溶质质量分数为a%的氨水物质的量浓度是b mol ·L -1,则a 2%的氨水物质的量浓度与b 2 mol ·L -1的大小关系如何4. 将金属钠在空气中燃烧,生成Na 2O 与Na 2O 2的混合物;取该燃烧产物溶于水制成1000mL 溶液,取出10mL,用 mol ·L -1的盐酸中和,用去盐酸20mL,试求该产物中Na 2O 的物质的量分数;5. mol CO 2通入1L 1mol ·L -1NaOH 溶液中,试求所得溶液中溶质的物质的量;三、平均法对于含有平均含义的定量或半定量习题,利用平均原理这一技巧性方法,可省去复杂的计算,迅速地作出判断,巧妙地得出答案,对提高解题能力大有益处;平均法实际上是对十字交叉所含原理的进一步运用;解题时,常与十字交叉结合使用,达到速解之目的;原理如下:若A>B,且符合AB x A x B x x A x B x AB A BA B ——=⋅+⋅+=⋅+⋅%%,则必有A>AB ——>B,其中AB ——是A 、B 的相应平均值或式;x A ·x B 分别是A 、B 的份数;常见的类型有:元素质量分数、相对原子质量、摩尔电子质量、双键数、化学组成等平均法;有时运用平均法也可讨论范围问题;1. 某硝酸铵样品中氮的质量分数25%,则该样品中混有的一组杂质一定不是ACONH 22和NH 4HCO 3 BNH 4Cl 和NH 4HCO 3CNH 4Cl 和NH 42SO 4 DNH 42SO 4和NH 4HCO 32. 把含有某一种氯化物杂质的氯化镁粉末95mg 溶于水后,与足量的硝酸银溶液反应,生成氯化银沉淀300mg,则该氯化镁中的杂质可能是A 氯化钠B 氯化铝C 氯化钾D 氯化钙3. 某含杂质的CaCO 3样品只可能含有下列括号中四种杂质中的两种;取10g 该样品和足量盐酸反应,产生了标准状况下的CO 2气体;则该样品中一定含有 杂质,可能含有 杂质;杂质:KHCO 3、MgCO 3、K 2CO 3、SiO 24 .1碳酸氢铵在170℃时完全分解,生成的混和气体平均相对分子质量是 ;2某爆鸣气中H 2和O 2的质量分数分别为75%和25%,则该爆鸣气对氢气的相对密度是 ;3体积为1 L 的干燥容器充入HCl 气体后,测得容器中气体对氧气相对密度为,用此气体进行喷泉实验,当喷泉停止后,进入容器中液体的体积是 ;附:平均摩尔质量M ——的求法:① M m n ——总总= m 总—混和物总质量 n 总—混和物总物质的量 ②M ——=M 1·n 1%+M 2·n 2%+… M 1、M 2……各组分的摩尔质量,n 1%、n 2%……各组分的物质的量分数;注: M ——如是元素的摩尔质量,则M 1、M 2……是各同位素的摩尔质量,n 1%、n 2%……是各同位素的原子分数丰度;③M ——如是气体混合物的摩尔质量,则有M ——=M 1·V 1%+M 2·V 2%+…注:V 1%、V 2%……气体体积分数;④M ——如是气体混合物的摩尔质量,则有M ——=d ·M A 注:M A 为参照气体的摩尔质量,d 为相对密度四、 守恒法在化学反应中存在一系列守恒现象,如:质量守恒含原子守恒、元素守恒、电荷守恒、电子得失守恒、能量守恒等,利用这些守恒关系解题的方法叫做守恒法;电荷守恒即对任一电中性的体系,如化合物、混和物、溶液、胶体等,电荷的代数和为零,即正电荷总数和负电荷总数相等;电子得失守恒是指在发生氧化-还原反应时,氧化剂得到的电子数一定等于还原剂失去的电子数,无论是自发进行的氧化-还原反应还是以后将要学习的原电池或电解池均如此;a. 质量守恒1 . 有铁的氧化物, 用足量的CO 在高温下将其还原,把生成的全部CO2通入到足量的澄清的石灰水中得到固体沉淀物,这种铁的氧化物的化学式为A. FeOB. Fe2O3C. Fe3O4D. Fe4O52.将几种铁的氧化物的混合物加入100mL、7molL―1的盐酸中;氧化物恰好完全溶解,在所得的溶液中通入标况氯气时,恰好使溶液中的Fe2+完全转化为Fe3+,则该混合物中铁元素的质量分数为A. %B. %C. %D. %b. 电荷守恒法3.将8g Fe2O3投入150mL某浓度的稀硫酸中,再投入7g铁粉收集到H2标准状况,同时,Fe和Fe2O3均无剩余,为了中和过量的硫酸,且使溶液中铁元素完全沉淀,共消耗4mol/L的NaOH溶液150mL;则原硫酸的物质的量浓度为A. LB. LC. 2mol/LD. L4. 镁带在空气中燃烧生成氧化镁和氮化镁,将燃烧后的产物全部溶解在50mL mol·L-1盐酸溶液中,以20mL mol·L-1的氢氧化钠溶液中和多余的酸,然后在此溶液中加入过量碱把氨全部释放出来,用足量盐酸吸收,经测定氨为mol,求镁带的质量;c. 得失电子守恒法5. 某稀硝酸溶液中,加入铁粉充分反应后,铁粉全部溶解,生成NO,溶液质量增加,所得溶液中Fe2+和Fe3+物质的量之比为A. 4∶1B. 2∶1C. 1∶1D. 3∶26. 1铜片与足量的浓HNO3反应,收集到的气体经干燥后不考虑损耗,测知其密度在标准状况下为g·L-1,其体积为L;2铜片与一定量的浓HNO3反应,收集到的气体经干燥后不考虑损耗在标准状况下的体积为,则参加反应的硝酸物质的量为;若将这些气体完全被水吸收,则应补充标准状况下的氧气体积为L;不考虑2NO2N2O4反应7. 已知:2Fe2++Br2 = 2Fe3++2Br-,若向100mLFeBr2溶液中缓缓通入标准状况下的氯气,结果有三分之一的Br-离子被氧化成Br2单质,试求原FeBr2溶液的物质的量浓度;五、极值法“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,一般解答有关混合物计算时采用;可分别假设原混合物是某一纯净物,进行计算,确定最大值、最小值,再进行分析、讨论、得出结论;1. 常温下,向20L真空容器中通a mol H2S和b mol SO2a、b都是正整数,且a≤5,b≤5,反应完全后,容器内可能达到的最大密度约是A g·L-1B g·L-1C8 g·L-1 D g·L-12. 在标准状况下,将盛满NO、NO2、O2混合气的集气瓶,倒置于水槽中,完全溶解,无气体剩余,其产物不扩散,则所得溶液的物质的量浓度C数值大小范围为A01224<<C.B1392128.<<CC 1281224<<C.D13921224..<<C3. 当用m mol Cu与一定量的浓HNO3反应,在标准状况下可生成nL的气体,则m与n的数值最可能的关系是A mn=224.Bnmn2243448..<<C mn=3448.D无法判断4.将一定质量的Mg、Zn、Al混合物与足量稀H2SO4反应,生成H2 L标准状况,原混合物的质量可能是A. 2gB. 4gC. 8gD. 10g六、关系式法实际化工生产中以及化学工作者进行科学研究时,往往涉及到多步反应:从原料到产品可能要经过若干步反应;测定某一物质的含量可能要经过若干步中间过程;对于多步反应体系,依据若干化学反应方程式,找出起始物质与最终物质的量的关系,并据此列比例式进行计算求解方法,称为“关系式”法;利用关系式法可以节省不必要的中间运算步骤,避免计算错误,并能迅速准确地获得结果;用关系式解题的关键是建立关系式,建立关系式的方法主要有:1、利用微粒守恒关系建立关系式,2、利用方程式中的化学计量数间的关系建立关系式,3、利用方程式的加合建立关系式;1. 工业上制硫酸的主要反应如下:4FeS2+11O2高温2Fe2O3+8SO22SO2+O2催化剂△2SO3SO3+H2O=H2SO4煅烧含85%FeS2的黄铁矿石杂质不参加反应时,FeS2中的S有%损失而混入炉渣,计算可制得98%硫酸的质量;七、方程式叠加法许多化学反应能发生连续、一般认为完全反应,这一类计算,如果逐步计算比较繁;如果将多步反应进行合并为一个综合方程式,这样的计算就变为简单;如果是多种物质与同一物质的完全反应,若确定这些物质的物质的量之比,也可以按物质的量之比作为计量数之比建立综合方程式,可以使这类计算变为简单;1. 将由CO 和H2 组成的混合气体,在足量的O2充分燃烧后,立即通入足量的Na2O2固体中,固体的质量增加A. B. C. D.八、等量代换法在混合物中有一类计算:最后所得固体或溶液与原混合物的质量相等;这类试题的特点是没有数据,思考中我们要用“此物”的质量替换“彼物”的质量,通过化学式或化学反应方程式计量数之间的关系建立等式,求出结果;1.有一块Al-Fe合金,溶于足量的盐酸中,再用过量的NaOH溶液处理,将产生的沉淀过滤、洗涤、干燥、灼烧完全变成红色粉末后,经称量,红色粉末的质量恰好与合金的质量相等,则合金中铝的质量分数为A. 70%B. 30%C. %D. %九、摩尔电子质量法在选择计算题中经常有金属单质的混合物参与反应,金属混合物的质量没有确定,又由于价态不同,发生反应时转移电子的比例不同,讨论起来极其麻烦;此时引进新概念“摩尔电子质量”计算就极为简便,其方法是规定“每失去1mol电子所需金属的质量称为摩尔电子质量”;可以看出金属的摩尔电子质量等于其相对原子质量除以此时显示的价态;如Na、K等一价金属的摩尔电子质量在数值上等于其相对原子质量,Mg、Ca、Fe、Cu等二价金属的摩尔电子质量在数值上等于其相对原子质量除以2,Al、Fe等三价金属的摩尔电子质量在数值上等于其相对原子质量除以3;1.由两种金属组成的合金10g投入足量的稀硫酸中,反应完全后得到氢气标准状况下,此合金可能是A. 镁铝合金B. 镁铁合金C. 铝铁合金D. 镁锌合金十、讨论法讨论法:在某些化学问题的求解过程中,无法确定某一物质的相关物理量,这时可根据化学事实或原理,确定其范围,据此再对范围中的相关数据进行合理性取舍或具体化计算,从而使该化学问题得以解决;在确定范围的过程中,必然会运用到数学中的不等式知识;这类问题常常是综合性问题,难度也较大,解题的关键是如何构造不等式,即要找准化学问题与不等式之间的联结点;在化学解题过程中应注意有序思维和问题解决的完整性;1. 在天平两端的两个质量相等的烧杯里各盛有100mL、10mol·L-1的盐酸,然后分别加入a g镁粉和b g铝粉,欲使充分反应后天平仍保持平衡,试确定a的取值范围以及在a不同的取值范围内a与b之间的关系;常见化学计算方法详细答案:一、1. 解析 混合物质量减轻是由于碳酸氢钠分解所致,固体质量差,也就是生成的CO 2和H 2O 的质量,混合物中mNaHCO 3=168×÷62=,mNa 2CO 3=所以混合物中碳酸钠的质量分数为20%;2.分析 本例是涉及溶解度的一道计算题;解答本题应具备理解透彻的概念、找准实际的差量、完成简单的计算等三方面的能力;题中告知,在100℃和30℃时,100g 水中分别最多溶解KNO 3246g 和46g,由于冷却时溶剂的质量未变,所以温度从100℃下降到30℃时,应析出晶体246g-46g=200g 溶解度之差;由题意又知,在温度下降过程中溶质的析出量,据此可得到比例式,求解出溶剂水的质量;再根据水的质量从而求出配制成100℃饱和溶液时溶质KNO 3的质量;解 设所用水的质量为x,根据题意,可列下式:25646100500g g g g x-= 解得:x=250g 又设100℃时饱和溶液用KNO 3的质量为y,根据溶质与溶剂的对应关系,列式如下:246100250g g y g= 解得:y=615g 答 将615KNO 3溶解于250g 水中;3. 解 若金属元素R 的化合价为偶数x,则其相同价态的氧化物、氯化物的化学式分别为RO x /2、RCl x ;根据关系式RO x /2~RCl x ,相对分子质量差值为355162275..x x x -⋅=,所以n-m=,x n m =-275.;若金属元素R 的化合价为奇数x,则其相同价态的氧化物、氯化物的化学式分别为R 2O x 、RCl x ;由关系式R 2O x ~2RCl x 可知,相对分子质量的差值为2×=55x,所以2n -m=55x,x=255n m -; 答 金属元素R 的化合价为n m -275.或255n m -; 4. 分析 本例是金属与酸反应,根据反应前后质量相等判断金属质量大小的一道选择题;根据题意,反应结束后所得各溶液质量相等,所以各金属反应掉的质量减去氢气生成的质量应相等;现建立如下关系式:Mg ~H 2 △m=22,Al ~32H 2 △m=24,Fe ~H 2 △m=54 确定Mg 、Al 、Fe 三种金属的质量大小,可用下列两种方法解决;解:设Mg 、Al 、Fe 的质量分别为x 、y 、z,故三者反应结束后,溶液质量增加为2224x 、2427y 、5456z 且相等,故有:222424275456x y z ==,所以y >x >z; 5. 分析 本例从反应最终的结果看,涉及如下两个反应:Na 2CO 3+H 2O+CaO=CaCO 3↓+2NaOH,NaHCO 3+CaO=CaCO ↓+2NaOH,根据题意“Ca 2+、HCO 3-、CO 32-都转化CaCO 3沉淀”,说明以上两反应恰好完全进行;从反应前后的质量来看,反应前:+=,反应后:20g,说明对于反应前后的固体而言,其质量是增加的,数值为=;那么的增重从何增起呢只能从发生的反应入手分析:第一个反应固体增重且增重18g,即为水的质量;第二个反应固体质量不变;因此,的增重源自第1个反应中水参加反应的质量;明确了这一层关系,本题就能迎刃而解了;解 1水参加反应的质量为,则Na 2CO 3的质量为091810653..g gg g ⨯=,NaHCO 3的质量为; 2碱石灰中CaO 的质量为(..).5310642845656g g gg g +⨯=,NaOH 的质量为; 6. 解 根据分析可知,Fe 过量,设CuSO 4的质量为x,则Fe 的质量为,根据反应:Fe + CuSO 4 = Cu + FeSO 4 △m160g 8g x =所以:160852128gxgg g x=--.(.)解得:x=,=答原混和物中CuSO4和Fe的质量分别为,;二、1.分析本例是将稀溶液浓缩的一道填空题;若按通常方法,根据溶质守恒,列方程进行求解,则解题繁;若运用十字交叉法,运算简洁,思路流畅;但应处理好蒸发掉水,或加入CuSO4粉末时CuSO4的质量分数,前者可视为0,后者视为100%;解1负号代表蒸发说明水蒸发掉的质量为原溶液质量的12,即25g;2说明加入% CuSO4溶液的质量为原溶液质量的2倍,即100g;3胆矾中CuSO4的质量分数为160250100%64%⨯=说明加入胆矾的质量为原溶液质量的454,即55450463⨯=g g.;4说明加入CuSO4的质量为原溶液质量的118,即11850278⨯=g g.;答25 1002. 解方法1:NH4NO3中N%=2880100%⨯=35%,CONH22中N%=2860100%⨯=%说明NH4NO3与CONH22的物质的量之比为67%805%6011 .∶∶=;方法2:设混合物中NH4NO3的物质的量为1mol,CONH22的物质的量为x;根据题意,列式如下:解得:x=1mol方法3:由于NH4NO3和CONH22分子中均含有2个N原子,根据混合物中N%=40%,可知该混合物的平均相对分子质量为2840%70=;说明NH4NO3与CONH22的物质的量之比为1∶1;答本题正确选项为B;3. 解:1若混和液的溶质质量分数为10x%,则19x%与x%的两H2SO4溶液必以等质量混和;现因等体积的19x%溶液质量大于x%的溶液质量,故等体积混和后,所得溶液质量分数应大于10x%;2若将a%的氨水加水稀释成a 2%,则加入水的质量即为氨水的质量;现因水的密度大于氨水密度,故稀释后溶液的体积应小于原溶液体积的一半,根据溶质物质的量守恒,所以a 2%的氨水物质的量浓度应大于b 2 mol ·L -1; 4. Na Na O Na O NaOH NaCl mL mL mol L ——、——溶液————————燃烧溶于水盐酸中和取盐酸消耗→→→→⋅-2221020011.图4—4根据以上图示,结合有关反应的用量,确定1000mL NaOH 溶液中NaOH 物质的量;由Na 元素守恒,可计算出混合物Na 2O 、Na 2O 2的平均摩尔质量或平均化学式;从而求解得之;解 1000mL NaOH 溶液的物质的量为1000100120100213mL mL mol L L mol ⨯⋅⨯⨯=--.. 根据混和物的平均摩尔质量=混和物总质量混和物总物质的量,可知: Na 2O 与Na 2O 2的平均摩尔质量=04802127481...gmol g mol ⨯=⋅-说明Na 2O 与Na 2O 2的物质的量之比为∶=1∶4,即Na 2O 的物质的量分数为1141520%+=()。
化学计算解题方法2——极值法、平均值法、十字交叉法、讨论法
( ( A c - b整理得: =化学计算解题方法(2) ----极值法、平均值法、十字交叉法、讨论法三.极值法极值法是采用极限思维方式解决模糊问题的一种特殊的思维方法,是一种重要的数学思想和分析方法。
它采用的是“抓两端、定中间”的方法,即将题设条件构造为问题的两个极端,然后依据有关化学知识确定 其中间量值。
例 1 0.03mol 铜完全溶于硝酸,产生混合气体(NO 、NO 2、N 2O 4) 共 0.05mol 。
该混合气体的平均相对分子质量可能是()A .30B .46C .60D .66【思路】两种气体组成的混合气体的平均相对分子质量肯定介于两种组成气体的相对分子质量之间,三种气体组成的混合气体平均相对分子质量肯定介于三种组成气体相对分子质量最大值和最小值之间,但这个范围太大,依据题目内在关系和极值法可使范围更加准确。
【方法归纳】解题一般思路:(1)根据题目给定的条件和化学反应原理,确定不确定条件的范围;(2)计算相应条件下的最大值或最小值;(3)综合分析得出正确答案。
极值法的主要应用于:(1)用极值法确定混合气体的平均相对分子质量;(2)用极值法确定物质的质量;(3)用极值法确定物质的成分;(4)用极值法确定可逆反应中反应物、生成物的取值范围; 5)用极值法确定杂质的成分。
四.平均值法平均值法是根据平均值原理(混合物中某一量的平均值,必大于组分中相应量的最小值,而小于各组分中 相应量的最大值)进行求解的一种方法。
例 2 由 CO 2 、H 2、 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 CO 2 、H 2、 CO 的体积比为A 29:8:13B 22:1:14C 13:8:29D 26:16:57【方法指导】当两种或两种以上的物质混合时,不论以何种比例混合,总存在某些方面的一个平均值,其平均值必定介于相关的最大值和最小值之间。
只要抓住这个特征,就可使计算过程简洁化。
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常见的化学计算方法介绍4、平均值法原理:若混和物由 A、B、C…等多种成分组成,它们的特征量为M1,M2,M3…,它们在混合物中所占分数分别为n1,n2,n3…,它们的特征量的平均值为M,则若混合物只有A、B两种成分,且已知M1>M2,则必有M1>M>M2,若已知M,则M1和M2必有一个比M大,另一个比M小。
也就是说我们只要知道M就可推知M1、M2的取值范围,而不要进行复杂的计算就可以迅速得出正确的答案。
①体积平均值例1:丙烯和某气态烃组成的混和气体完全燃烧时,所需氧气的体积是混合烃体积的5倍(相同状况),则气态烃是: A.C4H8 B.C3H4 C.C2H6 D.C2H4析:由烃燃烧规律可推知:1体积的丙烯(C3H8)完全燃烧需要4.5体积氧气(3C→3CO2,需3O2,6H→3H2O,需1.5O2 )小于5体积,根据题意及平均值的概念得另一气态烃1体积完全燃烧时需氧量必大于5体积,经比较只有A符合要求。
②摩尔质量(或相对原子、分子质量)平均值例2:下列各组气体,不论以何种比例混和,其密度(同温同压下)不等于氮气的密度的是:A.O2和H2B.C2H4和COC.O2和Cl2D.CH4和C2H2析:依题意,混和气体的平均相对分子质量不会等于28,即各组分气体的相对分子质量必须都大于28或都小于28,因此C和 D符合题意。
③百分含量平均值例3:某不纯的氯化铵,已测知其氮元素的质量分数为40% ,且只含一种杂质,则这种杂质可能是:A.NH4HCO3B.NaClC.NH4NO3D.CO(NH2)2析:氯化铵的含氮量为14÷53.5×100%=25.7%<40%,则杂质中必含氮,且含氮量大于40%,进一步计算(估算)可得答案为D。
④中子数或其它微粒数的平均值例4:溴有两种同位素,在自然界中这两种同位素大约各占一半,已知溴的原子序数为35,相对原子质量为80,则溴的这两种同位素的中子数分别等于:A.79、81B.44、45C.44、46D.34、36析:由溴的相对原子质量及原子序数知溴元素的中子数的平均值为80-36=45,则其中一种同位素的中子数必大于45,另一同位素中子数小于45,显然答案是C。
⑤浓度的平均值例5:100mL0.2mol·L-1的NaOH溶液与50mL0.5mol·L-1的NaOH溶液混合,所得溶液的浓度是:A.0.3mol·L-1B.0.35mol·L-1C. 0.7mol·L-1D. 0.4mol·L-1析:由题意,混合溶液可看成50mL0.2mol·L-1的NaOH溶液2份与1份50mL0.5mol·L-1的NaOH溶液混合而成,故浓度为:(0.2+0.2+0.5)÷(2+1)=0.3(mol·L-1),即选A。
⑥摩尔电子质量的平均值摩尔电子质量(We):某物质在反应中转移1mol电子引起的质量改变,单位是克·(摩·电子)-1[g·(mol·e)-1]。
平均摩尔电子质量:几种物质组成的混合物在反应中转移1mol电子引起的质量改变。
例6:两种金属的混合粉末15g,跟足量盐酸的应时,恰好得到11.2L氢气(标准状况)。
下列各组金属不能构成符合上述条件的混和物是:A.Mg和AgB.Cu和ZnC.Al和FeD. Mg和Al析:金属与酸反应时,每产生0.5mol氢气(标况11.2L)就要转移1mol电子,由题意得两金属的摩尔电子质量的平均值为15g·(mol·e)-1,则两金属的摩尔电子质量必符合:We1<15<We2,而上述金属中Cu和Ag与盐酸不反应,其它金属与盐酸反应时的摩尔电子质量(数值上等于相对原子质量除以化合价)分别为: Mg 12,Zn 32.5,Al 9,Fe 28,即不能构成上述条件的是B和D,它们的摩尔电子质量均大于或小于15 g·(mol·e)-1。
例7:今有铷和另一金属的合金6g,与水作用产生2.24L氢气(标况),此合金中的另一金属是:A .Na B.K C.Ba D.Cs析:合金中的平均摩尔电子质量为;We=6÷(2.24/22.4×2)=30 [g·(mol·e)-1]因为铷的We为85.5 g·(mol·e)-1>30 g·(mol·e)-1,则另一金属的We必小于30,故选A。
⑦燃烧热的平均值例8: 已知下列两个热化学方程式:2H2(气)+O2(气)=2H2O(液);△H=-571.6kJ·mol-1,C3H8(气)+5O2(气)=3CO2(气)+4H2O(液);△H=-2220kJ·mol-1实验测得氢气和丙烷的混和气体共5mol完全燃烧时放热3847kJ,则混和气体中氢气与丙烷的体积比是:A.1∶3B.3∶1C.l∶4D.1∶ l析:由题意得混和气体的平均燃烧热为:3847/5 kJ·mol-1。
显然小于2220 kJ·mol-1;所以丙烷一定少于1mol,⑧分子组成(化学式)的平均值例9:由两种气态烃组成的混和气体20mL跟过量的氧气混合点燃,当燃烧产物通过浓硫酸后体积减少30mL,然后再通过烧碱体积又减少40mL(同温同压),则这两种烃为:A.CH4与C2H4B.C2H2与C2H4C.C2H2与C2H6D.CH4与 C2H2析:由阿佛加德罗定律有:n混∶nC∶nH=V混∶VCO2∶2VH2O==20∶40∶2×30=1∶2∶3,所以混和烃的平均组成为 C2H3,即碳原子数的平均值为2,氢原子数的平均值为3,所以答案为B和C。
强化训练:1. 由两种金属组成的合金10g投入足量的稀硫酸中,反应完全后得到氢气11.2L(标准状况下),此合金可能是A. 镁铝合金B. 镁铁合金C. 铝铁合金D. 镁锌合金2. 两种金属的混合物13克,投入到足量的稀硫酸中,在标准状况下产生11.2升气体,则这两种混合物可能是A、Zn、AlB、Fe、ZnC、Al、MgD、Mg、Cu3. 含杂质M(不超过0.5g)的金属锌6g,和足量的稀硫酸完全反应,生成0.2g氢气,则M可能是A、KB、Mg C 、Cu D 、Fe4. 两种金属组成的混合物5.0 g与Cl2完全反应,消耗Cl2 2.24 L(标准状况),则混合物可能的组成为A、Cu和ZnB、 Mg和AlC、Fe和MgD、Ca和Cu5. 将4克某金属加入100mL 4 mol·L—1的硫酸溶液中,当硫酸浓度降至原浓度的一半时(假设溶液体积不变)金属还没有完全溶解,则该金属可能是A、AlB、 ZnC、FeD、Mg6. 用足量的CO还原0.6g铁的氧化物,将生成的CO2通如过量的澄清的石灰水中,得1g沉淀,则此氧化物的组成不可能为A、FeO、Fe2O3和Fe3O4 B 、FeO和Fe2O3 C、FeO和Fe3O4D、Fe2O3和Fe3O47. 用足量的CO还原32.0g某种氧化物,将生成的气体通入足量澄清石灰水中,得到60g沉淀,则该氧化物是A、 FeOB、Fe2O3C、CuOD、Cu2O8. 由锌、铁、铝、镁四种金属中的两种组成的混合物10g,与足量的盐酸反应产生的氢气在标准状况下为11.2L,则混合物中一定含有的金属是A锌 B铁 C铝 D镁9.有两种金属组成的混合物粉末10g.与足量的稀盐酸反应,生成11.2L(标况)H2.则该混合物的组成不可能的是A. Fe、ZnB. Al、CuC. Al.、MgD. Al、Fe10. 某硝酸铵样品中氮的质量分数25%,则该样品中混有的一组杂质一定不是(A)CO(NH2)2和NH4HCO3(B)NH4Cl和NH4HCO3(C)NH4Cl和(NH4)2SO4(D)(NH4)2SO4和NH4HCO311. 把含有某一种氯化物杂质的氯化镁粉末95mg溶于水后,与足量的硝酸银溶液反应,生成氯化银沉淀300mg,则该氯化镁中的杂质可能是(A)氯化钠(B)氯化铝(C)氯化钾(D)氯化钙12.有两种气态烃组成的混合气体0.1mol,完全燃烧得到0.16mol CO2和3.6gH2O,下列有关混合气体的说法正确的是:A.一定有甲烷B.一定是甲烷和乙烯C.一定没有乙烷 D.一定有乙炔13.含有杂质的乙烯2.8 g,与氢气发生加成反应时,充分反应后用去氢气0.25 g,则乙烯中所含杂质可能是A.乙炔B.1,3-丁二烯C.丙烷D.甲烷14. 由10g含有杂质的CaCO3和足量的盐酸反应,产生CO20.1mol,则此样品中可能含有的杂质是A. KHCO3和MgCO3B. MgCO3和SiO2C. K2CO3和SiO2D. 无法计算15. 现有某氯化物与氯化镁的混合物,取3.8g粉末完全溶于水后,与足量的硝酸银溶液反应后得到12.4 g氯化银沉淀,则该混合物中的另一氯化物是A.LiCl B.KCl C.CaCl2D.AlCl316. 有铷与另一种碱金属的合金4.4g ,与足量水反应产生2.24L(标况下)氢气,则另一种碱金属可能是A. LiB. NaC. KD. Cs17. K 2CO 3样品中含有Na 2CO 3、KNO 3、Ba(NO 3)2三种杂质中的一种或两种,现将13.8g 样品加入足量水,样品全部溶解,再加入过量的CaCl 2溶液,得9g 沉淀,原样品所含杂质的正确判断是A.肯定有KNO 3B.肯定有KNO 3,可能有Na 2CO 3C.肯定没有Ba(NO 3)2,可能有KNO 3D.肯定没有Na 2CO 3和Ba(NO 3)218. 10%H 2SO 4溶液与50%H 2SO 4溶液等体积混合,所得混合溶液溶质H 2SO 4的质量分数为( )A.等于30%B.大于30%C.小于30%D.无法判断19. 由Na 、Mg 、Al 、Fe 四种金属中的两种组成的混合物36克,与足量盐酸反应,生成标况下16.8L 氢气,则混合物中一定含有的金属是 A. Na B. Mg C. Al D. Fe20. 两种金属的混合粉末15g ,跟足量盐酸充分反应时,恰好得到11.2L 标况下的氢气,下列各组金属构成符合上述条件的混合物为 A 、镁和银 B 、铜和锌 C 、铝和铁 D 、镁和铝5.十字交叉法十字交叉法在化学计算中具有实用性强、能迅速求解的特点,在很多情况下可以取代设未知数列方程的传统方法,并起到事半功倍的作用。
十字交叉法立足于二元一次方程的求解过程,并把该过程抽象为十字交叉的形式,所以凡能列出一个二元一次方程来求解的命题均可用此法。