高中化学 极端假设法
化学平衡取值范围问题
化学平衡取值范围问题常用的两种解法化学平衡中有关取值范围的计算题,注重考查思维的整体性、深刻性及创造性,备受大家的关注。
但学生常常因缺乏解题的方法和技巧而难以下手。
若运用极端假设法和等效转化法解决这类问题,会使计算的思路变得清晰,有利于学生理解和掌握此类问题。
现举例分析如下:一、极端假设法极端假设法就是先假设可逆反应单方向进行完全,或完全没有反应(若为几种物质之间的反应,使其中的一种消耗尽),求出两个极端值,然后根据可逆反应中各物质不能完全消耗掉的特点,得出实际量应介于两个极端值之间,从而确定有关量的取值范围。
例1 在一定温度下将C0和H20(g)各1啪l充入密闭容器中发生反应:CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)达到平衡时生成0.6 mol CO2。
再通入4 molH2O(g),在上述条件下达到平衡后,求生成CO2的物质的量范围。
解假设加入H2O(g)反应向正方向进行到底,由于初始CO为1 mol,故生成的CO2也为1 mol;假设加H2O(g)后平衡不移动,CO2仍为0.6mol,而可逆反应中以上情况均是不可能的,故0.6mol<n(CO2)<1 mol例2在体积固定的密闭容器中通人各为1 molA、C、D,xmol B发生反应,A(g)+4 B(g)⇌2C(g)+D(g)。
当x在一定范围内变化时,均可以通过调节反应器的温度,使反应达到平衡时保持容器中气体总物质的量为5 mol。
(1)若欲使起始反应维持正方向进行,求x的取值范围。
(2)若欲使起始反应维持逆方向进行,求x的取值范围。
解析(1)要维持起始时反应正方向进行,考虑消耗量最多的物质B极限值有两点:一是B完全消耗,二是B完全没有消耗。
假设B 完全消耗,有(1-x/4)+(1+x/2)+(1+x/4)=5,x=4,这为最大极限值(因为正反应是气体物质的量减小的方向,如果x大于某个值之后,无论反应怎样向正反应方向进行,平衡时总物质的量都会大于5)。
【高中化学】化学计算方法之极值法
【高中化学】化学计算方法之极值法
“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amolh2s和bmolso2(a、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)25.5g•l-1(b)14.4g•l-1(c)8g•l-1(d)
5.1g•l-1
解析:本题提供的思路是运用极限法来分析求解。
因为m(so2)>m(h2s),要达到最大
密度,必然剩余so2气体,且物质的量为最多,因此极端考虑,起始时,so2物质的量取
最大(5mol),h2s物质的量取最小(1mol),故反应后剩余so2为,密度为。
所以(b)选项为本题正确答案。
请问:本题恰当选项为(b)。
2.将一定质量的mg、zn、al混合物与足量稀h2so4反应,生成h22.8l(标准状况),原混合物的质量可能是()
a.2g
b.4g
c.8g
d.10g
解析本题给出的数据不足,故不能求出每一种金属的质量,只能确定取值范围。
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的金
属质量为8.125g,假设金属全部为铝可求的金属质量为2.25g,金属实际质量应在
2.25g~8.125g之间。
故答案为b、c。
解决化学平衡问题的两种方法
解决化学平衡问题的两种方法化学平衡研究的对象是可逆反应,所以一旦反应开始,体系中反应物和生成物的浓度均不能为零。
因此,在研究化学平衡问题时,我们常采用极端假设和过程假设的方法。
这两种方法对于等效平衡的问题研究尤为实用。
所谓等效平衡是指:对于在两个不同容器中发生的同一可逆反应,如果体系中各组分的百分含量均相等,则称这两个容器中的平衡状态为等效平衡状态。
下面分别说明两种假设分析方法的用法。
一、恒温、恒容时等效平衡1、对于aA(g)+bB(g)mC(g)+nD(g) (a+b不等于m+n)的反应,若在此条件下达到等效平衡状态,我们称之为“完全等效平衡”。
如对于2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),在下列三个恒温、恒容容器中按起始物质的量发生上述反应:平衡后的结果(以三体系中的SO2为例)为n(SO2)相同;C((SO2)相同;SO2%相同。
[例1]若取amol SO2、bmolO2、cmol SO3置于上述容器中,保持温度和容积与上述相同,达平衡后与上述结果等效,则a、b、c应满足的条件是。
[解析]根据相同条件下可逆反应里,无论从反应物开始还是从生成物开始,只要起始状态相当,达到的平衡就是等效平衡。
上述反应中为完全等效平衡,采用极端假设法来分析,假设c mol SO3全部反应掉,则体系中组分一定变为2molSO2和1molO2,则有a +c=2;2b+c=2。
这种方法又叫“一边倒”。
但这是应该注意,“一边倒”只是假设,而一旦反应开始,体系中反应物和生成物的浓度均不能为零,视为“不为零”。
[例2]在一个密闭容器中发生如下反应:2SO2(g)+O2(g) =2SO3(g),反应过程某一时刻SO2、O2、SO3的浓度均为0.2mol·L-1,反应达到平衡时,可能的数据是A、C((SO2)=0.4mol·L-1B、C((SO2)=C((SO3)=0.15mol·L-1C、C((SO2)=0.25mol·L-1D、C((SO2)+C((SO3)=0.4mol·L-1[解析]根据题意反应不可能进行到底,所以A项错,而根据元素守恒,体系中的S元素为0.4mol,所以B项错,根据可逆反应的原理和元素守恒,答案选C、D。
极端假设法确定各物质浓度范围
极端假设法确定各物质浓度范围先假设反应正向或逆向进行到底,求出各物质浓度的最大值和最小值(开区间),从而确定它们的浓度范围。
.假设反应正向进行到底:X2(g)+Y2(g)2Z(g)起始浓度/(mol·L-1)0. 10. 30. 2改变浓度/(mol·L-1)0. 10. 10. 2终态浓度/(mol·L-1)00. 20. 4假设反应逆向进行到底:X2(g)+Y2(g)2Z(g)起始浓度/(mol·L-1)0. 10. 30. 2改变浓度/(mol·L-1)0. 10. 10. 2终态浓度/(mol·L-1)0. 20. 40平衡体系中各物质的浓度范围为X2∈(0,0. 2),Y2∈(0. 2,0. 4),Z∈(0,0. 4),同时莫要忽略元素守恒。
.5. 判断可逆反应达到平衡状态的方法和依据1.化学平衡状态判断的“两标志”(1)本质标志:v(正)= v(逆)≠0。
.对于某一可逆反应来说,正反应消耗掉某反应物的速率等于逆反应生成该反应物的速率。
.(2)等价标志m A(g)+n B(g)p C(g)+q D(g)判断依据平衡状态(1)注意两审一审题干条件,是恒温恒容还是恒温恒压;二审反应特点:①全部是气体参与的等体积反应还是非等体积反应;②是有固体参与的等体积反应还是非等体积反应。
.(2)不能作为“标志”的四种情况①反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。
.②恒温恒容下的体积不变的反应,体系的压强或总物质的量不再随时间而变化,如2HI(g)H2(g)+I2(g)。
.③全是气体参加体积不变的反应,体系的平均相对分子质量不再随时间而变化,如2HI(g)H2(g)+I2(g)。
.④全是气体参加的反应,恒容条件下体系的密度保持不变。
.三、化学平衡的移动及转化率的变化1.概念可逆反应达到平衡状态以后,若反应条件(浓度、温度、压强等)发生了变化,平衡混合物中各组分的浓度也会随之改变,从而在一段时间后达到新的平衡状态。
极端假设法平均值法
1.极端假设法(河北中考)现将10.6g某固体混合物体品与足量盐酸反应,收集到4.4g CO2若此混合物是由MgCO3、Na2CO3、CaCO3和K2CO2中3种物质组成,则该混合物组成不可能是( )A.Na2CO3、CaCO3和K2CO2 B.Na2CO3、CaCO3和MgCO3C.Na2CO3、K2CO2和MgCO3 D.CaCO3、K2CO2和MgCO3点评:此题属于判断化学成分的典型题。
通过观察分析可知,备选的几种物质存在一个共同点:备选物质+盐酸→二氧化碳。
题设中已经给出盐酸足量,因此生成二氧化碳的质量是由备选物质决定的。
这也是本题的突破口。
根据质量守恒定律分别找出备选物质与二氧化碳的质量比即可。
m(MgCO3):m(CO2)=84:44, m(Na2CO3):m(CO2)=106:44, m(CaCO3):m(CO2)=100:44, m(K2CO3):m(CO2)=138:44,那么,要生成4.4g二氧化碳,分别需要四种物质的质量分别为8.4g,10.6g,10g,13.8g。
答案为D.2.元素守恒法⑴(全国化竞)50g镁、锌、铁的混合物与足量的稀硫酸反应得到混合溶液,蒸发后得到218g 固体(已换算成无水硫酸盐)。
则反应产生氢气的质量是( )。
A、2 gB、3 gC、3.5gD、4.5 g点评:这类题考察学生观察分析,尤其是提炼本质信息的能力。
经过分析不难发现,由50g金属质量,反应生成为218g硫酸盐,增加的质量即是硫酸根的质量,为168g。
三种金属与酸反应均显+2价,根据化学反应方程式:M+H2SO4= MSO4+H2↑,学生必须提炼出H2SO4=SO42-+H2的关系。
根据质量守恒定律可知m(SO42-):m(H2)=96:2.答案为C.⑵有一空气中暴露过的NaOH固体,分析测知含水6.62%、Na2CO3 2.38%、NaOH 91%此样品1g加到46g质量分数为36.5%的盐酸中,过得的盐酸用质量分数为4.43%的NaOH溶液中和,用去20.59g,蒸干中和后的溶液,可得到固体的质量为( )A.1.33g B.2.62gC.3.34g D.无法确定简析:抓住氯元素守恒则得到的固体(选B)3.巧算法⑴(扬州中考)醋酸、甲醛的化学式依次是C2H4O2、CH2O,关于它们的说法正确的是( )A、任意比混合二种化合物并溶解于水,所得混合液中H、O元素质量比无法确定B、任意比混合二种化合物并溶解于水,所得混合液中H、O元素质量比是定值C、任意比混合二种化合物,完全燃烧产生的二氧化碳与水的质量比是22:9D、任意比混合二种化合物,完全燃烧产生的二氧化碳与水的质量比无法确定点评:这类题主要考察学生观察、比较能力,以及化学方程式配平技巧。
化学基本理论——化学平衡中的极端假设法、过程假设法与等效假设法
化学基本理论——化学能与热能基本理论知识点一焓变、热化学方程式1.化学反应的实质与特征2.焓变、反应热(1)焓(H)用于描述物质所具有能量的物理量。
(2)焓变(ΔH)ΔH=H(生成物)-H(反应物),单位kJ·mol-1。
(3)反应热当化学反应在一定温度下进行时,反应所放出或吸收的热量,通常用符号Q表示,单位kJ·mol-1。
(4)焓变与反应热的关系对于等压条件下进行的化学反应,如果反应中物质的能量变化全部转化为热能,则有:ΔH=Q p。
(5)反应热、活化能图示①在无催化剂的情况下,E1为正反应的活化能,E2为逆反应的活化能,ΔH=E1-E2。
②催化剂能降低反应的活化能,但不影响焓变的大小。
3.吸热反应与放热反应(1)从能量高低角度理解(2)从化学键角度理解(3)常见的放热反应与吸热反应[提醒] ①化学反应的能量变化主要表现为放热或吸热,但这并不是唯一的表现形式,其他的还有发光、放电等。
②化学反应表现为吸热或放热,与反应的条件没有必然关系,而是取决于反应物和生成物具有的总能量(或焓)的相对大小。
③化学反应表现为吸热或放热,与反应开始时是否需要加热无关。
需要加热的反应不一定是吸热反应,如C +O 2=====点燃CO 2为放热反应;不需要加热的反应也不一定是放热反应,如Ba(OH)2·8H 2O 与NH 4Cl 的反应为吸热反应。
4.热化学方程式 (1)概念表示参加反应的物质的量和反应热关系的化学方程式。
(2)意义不仅表明了化学反应中的物质变化,也表明了化学反应中的能量变化。
(3)书写步骤【即时巩固】1.如图是化学反应中物质变化和能量变化的示意图。
若E1>E2,则下列反应符合该示意图的是( )A.NaOH溶液与稀盐酸的反应B.锌与稀盐酸的反应C.氢氧化钡与氯化铵固体的反应D.一氧化碳在空气中的燃烧反应解析:选C 吸收的能量E1大于释放的能量E2,故该反应为吸热反应。
假设法在高中化学计算题中的应用
假设法在高中化学计算题中的应用作者:周艳来源:《中学化学》2017年第07期假设法是将未知的问题根据已知条件进行理想化的假设,最终求得问题答案的一种解题方法。
巧妙的应用假设法解题,可以将抽象的问题具体化、复杂的问题简单化。
一个问题可以使用假设法的解题的关键是,题目中给出一定前提条件,但是又没有给出具体的数据,所以假设法又是一种特殊的解题方法。
常见的假设法包括极端假设法、赋值假设法、过程假设法等。
一、应用赋值假设法,求解平衡转化率赋值假设法是指,当化学题的题干没有给定明确数据时,应用常规办法解题会比较难,如果给某一化学量赋予一个定值,比如对某化学物质的量或者物质的分子数赋值,会将比较抽象的问题变得比较具体,从而更加高效的解决这类题目的一种假设解题方法。
例1 现有三种气体分别为X、Y、Z,将X、Y两种气体,按物质的量比1∶1混合,置于一个封闭的容器内,二者发生的化学反应为:X+2Y2Z,当反应达到平衡时,容器内反应物的总物质的量和生成物的总物质的量之比为3∶2,那么Y的转化率约为()。
A.66%B.50%C.40%D.33%分析本题中,出题者并没有给出确定的数据,若采用一般的解题方法会让学生感觉到一头雾水,不知道如何下手。
经细细分析题目发现,题目中给出不少的比例关系,而且化学方程式中物质Y、Z的系数均为2,所以,采用赋值假设法会使得本题较容易解决。
解假设当反应平衡时,生成的物质Z的物质的量为2 mol,那么,物质Y转化的物质的量也是2 mol,X转化的物质的量为1 mol,所以,反应物转化的总的物质的量为3 mol。
又由于当反应达到平衡时,容器内反应物的总物质的量和生成物的总摩尔质量之比为3∶2,生成物的物质的量为2 mol,所以剩余的反应物的物质的量为3 mol。
所以,反应初始时,容器内反应物的总物质的量为6 mol,而初始的X、Y的物质的量比为1∶1,可知Y的物质的量为3 mol,所以Y的转化率为:2 mol3 mol×100%=67%。
极端假设法
平衡时SO3为0.4mol•L-1,由于该反应是可逆反应,因此
AD错误;依据原子守恒,不管反应向哪个方向进行,平 衡后SO2和SO3的浓度一定不会相等,故C错误。
5、用极值法确定杂质的成分
在分析混合物杂质成分时,可以将主要成分与杂质 成分极值化考虑,然后与实际情况比较,那么就能迅速
判断出杂质的成分。
的平均摩尔质量为20g/mol。 并且根据假设,+2价Na(理解成2Na为集体)的摩尔质量为 46g/mol;Cu不反应;+2价Al(理解成2/3Al)的摩尔质量为 18g/mol;+2价铁的摩尔质量为56g/mol。故此合金中一定含有 Al。
4、用极值法确定可逆反应中各物质的取值范围
由于可逆反应总是不能完全进行到底的,故在可逆 反应中,分析反应物、生成物的量的取值范围时利用极 值法能达到目标明确,方法简便,范围正确的目的。
氢铵在样品中所占比例高而导致氨气逸出量减少。若该样
品全是硫酸铵,即含0.1mol硫酸铵,如与氢氧化钠反应则 产生4.48 L氨气,而实际上只得到4.3 L,说明混入的铵 盐的含氮量低于硫酸铵的含氮量。
2、解题的一般思路: (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。
【典例导悟】
1、用极值法确定混合气体的平均相对分子质量 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
讲座4 极端假设法
极端假设法就是将复杂的问题假设为处于某一个
或某两个极端状态,并站在极端的角度上分析问题, 一般求出一个极值,推出未知量的值,或求出两个极 值,确定未知量的范围,从而使复杂的问题简单化。
高中化学 极端假设法
A.2 g
B.4 g
C.8 g
D.10 g
【解析】本题给出的数据不足,故不能求出每一种金属的质量,
只能确定取值范围。三种金属中产生等量的氢气消耗金属
质量最大的为锌,质量最小的为铝。故假设金属全部为锌,可
求出的金属质量为8.125g,假设金属全部为铝,可求出的金属
质量为2.25g,故金属的实际质量应在2.25g ~8.125g之间。
2、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。
【典例导悟】
1、用极值法确定混合气体的平均相对分子质量 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。
极端假设法
极端假设法就是将复杂的问题假设为处于某一个 或某两个极端状态,并站在极端的角度分析问题,求 出一个极值,推出未知量的值,或求出两个极值,确 定未知量的范围,从而使复杂的问题简单化。其主要 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。
(1)假设混合气体为NO和NO2,物质的量分别为x和y,则 有:3x+y=0.03×2,x+y=0.05。解得:x=0.005mol,
y=0.045mol,M= 0.005300.04546=44.4。
0.05
(2)假设混合物气体为NO2和N2O4,物质的量分别为x和y, 则有:x+2y=0.03×2,x+y=0.05。解得:x=0.04mo1,
高中化学常见计算题的计算技巧
设的相对原子质量为R,若全为金属则
2R+2H20=2ROH+H2十
质量差
2R
2R+34
34
骅=莠解得R=35.3 8。lg
129
12—8.1=3.99
若全为氧化物,则 R20+H20=2RoH质量差来自2R+1618
18
喾=嚣解得R=10.7 8.19
12—8.1=3.99
因混合物是金属和氧化物混合而成,故金属的 相对原子质量应介于10.7和35.3之间,在此区间 的碱金属只能是钠。
一 万70方一 数据
中化学《绪言》一节的教学中,除了做好教材中的几 个演示实验外,还可以补充几个趣昧实验,如:“魔棒 点灯”、“净水变蓝”、“烧不坏的手帕”、“会捉迷藏的 小猫”等。这样让学生感觉到化学是一门其乐无穷 的科目。又如,在讲到二氧化碳的化学性质时补充 “镁带在二氧化碳气体中燃烧”的实验,能让学生理 解“一般”与“特殊”的关系,还能让学生了解燃烧不 一定都是可燃物与氧气发生的氧化反应的认识,使 学生对所学知识有一个更深、更系统的认识。再如, 在做一氧化碳还原氧化铜的实验时,我们可以引导 学生改进反应的装置以达到更好的实验效果的目 的,叉更好的除去有毒气体一氧化碳,使学生体验到 创新并不是困难的事,从而培养他们的创新意识。
设生成的KCl的质量为醒 HCI——KCI
36.5
74.5
b×c%
X
x“一 :殓≮警盟:2.一‘0。4”b“c。%“’ 36.5
答案:略 2.电荷守恒 例3:测某溶液中仅含有四种离子Na+、M孑+、
s042-,c1一,其中离子个数比№+:M92+:cI一=4:5:
8,若设Na+为4a个,则s04个数为( )。
第l 7卷第5期 2 0 0 7年第5期
高考化学题题型分析
高考化学题题型分析在高中化学中,计算题的主要功能是考查考生掌握基础知识的广度和熟练程度以及知识的系统性。
这类题目考查的形式既有直接的简单化学计算和间接的应用化学原理推算,下面给大家分享一些关于高考化学题题型分析,希望对大家有所帮助。
高考化学题题型分析一化学计算中的4种常用方法01.假设法所谓假设法,就是假设具有某一条件,推得一个结论,将这个结论与实际情况相对比,进行合理判断,从而确定正确选项。
1.极端假设法主要应用:(1)判断混合物的组成。
把混合物看成由某组分构成的纯净物进行计算,求出最大值、最小值,再进行讨论。
(2)判断可逆反应中某个量的关系。
把可逆反应看作向左或向右进行到底的情况。
(3)判断可逆反应体系中气体的平均相对分子质量大小的变化。
把可逆反应看成向左或向右进行的单一反应。
(4)判断生成物的组成。
把多个平行反应看作单一反应。
2.状态假设法状态假设法是指在分析或解决问题时,根据需要,虚拟出能方便解题的中间状态,并以此为中介,实现由条件向结论转化的思维方法。
该方法常在化学平衡的计算中使用。
3.过程假设法过程假设法是指将复杂的变化过程假设为(或等效为)若干个简单的、便于分析和比较的过程,考虑等效状态的量与需求量之间的关系,进而求解的方法。
该方法在等效平衡的计算中使用概率非常高。
4.变向假设法变向假设法指在解题时根据需要改变研究问题的条件或结论,从一个新的角度来分析问题,进而迁移到需要解决的问题上来,从而得到正确的答案。
02.关系式法在多步反应中,关系式法可以把始态的反应物与终态的生成物之间的“物质的量”关系表示出来,把多步计算简化成一步计算。
正确书写关系式是用关系式法解化学计算题的前提。
1.根据化学方程式找关系式特点:在多步反应中,上一步反应的产物即是下一步反应的反应物。
2.通过化学反应方程式的叠加找关系适用于多步连续反应或循环反应。
方法:将其中几个有关联的化学反应方程式进行适当变形(改变化学计量数),然后相加,消去中间产物,即得总的化学反应方程式。
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.差量法(1)不考虑变化过程,利用最终态(生成物)与最初态(反应物)的量的变化来求解的方法叫差量法。
无须考虑变化的过程。
只有当差值与始态量或终态量存在比例关系时,且化学计算的差值必须是同一物理量,才能用差量法。
其关键是分析出引起差量的原因。
(2)差量法是把化学变化过程中引起的一些物理量的增量或减量放在化学方程式的右端,作为已知量或未知量,利用各对应量成正比求解。
(3)找出“理论差量”。
这种差量可以是质量、物质的量、气态物质的体积和压强、反应过程中的热量等。
用差量法解题是先把化学方程式中的对应差量(理论差量)跟实际差量列成比例,然后求解。
如:2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-221 kJ·mol-1Δm(固),Δn(气),ΔV(气)2 mol 1 mol 2 mol 221 kJ 24 g 1 mol 22.4 L(标况)1.固体差量例1.将质量为100克的铁棒插入硫酸铜溶液中,过一会儿取出,烘干,称量,棒的质量变为100.8克。
求有多少克铁参加了反应。
(答:有5.6克铁参加了反应。
)解:设参加反应的铁的质量为x。
Fe+CuSO4===FeSO4+Cu 棒的质量增加(差量)566464-56=8x 100.8克-100克=0.8克56:8=x:0.8克答:有5.6克铁参加了反应。
2.体积差法例2.将a L NH3通过灼热的装有铁触媒的硬质玻璃管后,气体体积变为b L(气体体积均在同温同压下测定),该b L气体中NH3的体积分数是(C )A.2a-baB.b-abC.2a-bbD.b-aa设参加反应的氨气为x,则2NH3N2+3H2ΔV2 2x b-ax=(b-a) L所以气体中NH 3的体积分数为a L-b-ab L=2a-bb。
3.液体差量例3.用含杂质(杂质不与酸作用,也不溶于水)的铁10克与50克稀硫酸完全反应后,滤去杂质,所得液体质量为55.4克,求此铁的纯度。
运用极端假设法 巧解化学题
运用极端假设法
极端假 设法是把研 究的对象或变化过程 假设成某种理想 的极限状态进行 分析 、推理 、判断 的一种 思维方法 ;是将题设构造 为问题 的两个极端 ,然后依 据有关化 学知识确 定所 需反应物或 生成物的量 的解题 方法。极端假 设法 的特 点 是“ 抓两端 ,定中间”。运用极端假 设法 可将某些 复杂的、难 于分 析清 楚的化 学问题 ( 如某 些混合物 的计算、平行 反应 计算和讨论 型计算等 )变得单一化 、 极端化和 简单化,把 问题 化繁为简,化难 为易,使解题 过程简洁 ,解题思路清 晰,从而提 高解题效率 。下面我将通过对 部分试题 的分析,谈谈如何在化学计 算运用极端假设法去分析 问题,提高学生处理化 学问题 的能力 。 把混合鞠假设为纯净韵 ( 1 )用极端假设法确定物质 的成分 :在物质组成 明确 ,列方程缺少关 系 无法解题 时,可以根据物质 组成进行 极端假设得 到有 关极值 ,并 结合平均值 原
表面变潮湿而 生成氢氧化钠 ;氢氧化钠又和空气 中的二氧化碳和水 反应 ,生成 碳酸 晶体,即含有 1 0 个 结晶水 的碳酸钠 ,再过一段时 间,含有 结晶水的 晶体 风化 失水 ,变成粉末状 的物质 。这种典 型的例题可 以让 学生在理解 掌握所学 的
参考文献 : 【 1 ]朱亚萍,王后雄,彭 慧 .高中化 学有效作 业的标准及设 计策略 [ J 教学与管理 . 2 0 1 1 ( 2 5 ) 【 2 ] 杨 继友 . 试析高中化 学 “ 指导一探 究” 教 学模 式的应用 … 新课程 ( 教 育学术版 ) . 2 0 0 9 ( 1 0 ) 【 3 ] 袁 亚莉 . 立足新课 改要 求 提 高高中化 学教学效 果 【 J ] . 新课程研 究 ( 上旬刊 ) . 2 0 1 1 ( O 3 )
化学平衡规律总结及补充习题
化学平衡题目解析效性”的问题对一可逆反应,在一定条件下,反应无论从正反应开始,还是从逆反应开始,都可以建立等效平衡状态。
也就是说,不同的起始条件可以达到等效平衡状态。
这里所说的等效平衡状态有两种情况:(1)当温度和体积一定(即恒温恒容)时,指平衡时各物质的物质的量相同,此时各不同的起始状态实际上是同一起始状态。
判断的方法是:将生成物按方程式中各物质的系数完全归至反应物(极端假设法),若对应物质的数值..(物质的量)相同即等效平衡状态;若不同,则不是等效平衡状态。
【注意】各不同的起始状态,对应物质的物质的量相同,其浓度相同或百分含量也相同。
“恒温恒容”特例:2HI(g) H2(g)+I2(g),因为该类型反应的特点是反应前后气体的物质的量不变,所以也是“恒温恒压”。
(2)当温度和压强一定(体积可变,即恒温恒压)时,指平衡时各物质的浓度相同或百分含量相同。
此时各不同的起始状态,经过将生成物按方程式中各物质的系数完全归至反应物(极端假设法)后,只要对应反应物的物质的量之比..相同,就会达到等效平衡状态。
【注意】各不同的起始状态,对应物质的物质的量可能..不同,但是其浓度相同或百分含量相同。
2、反应物用量的改变对转化率的一般规律(1)若反应物只有一种:a A(g) b B(g) + c C(g),在不改变其他条件时,增加A的量平衡向正反应方向移动,但是A的转化率与气体物质的计量数有关:(可用等效平衡的方法分析)。
①若a =b + c :A的转化率不变;②若a >b + c :A的转化率增大;③若a <b + c A的转化率减小。
(2)若反应物不只一种:a A(g) + b B(g) c C(g) + d D(g),①在不改变其他条件时,只增加A的量,平衡向正反应方向移动,但是A的转化率减小,而B的转化率增大。
②若按原比例同倍数地增加A和B,平衡向正反应方向移动,但是反应物的转化率与气体物质的计量数有关:如a+b = c + d,A、B的转化率都不变;如a + b>c + d,A、B的转化率都增大;如a + b<c + d,A、B的转化率都减小。
混合物计算的六种常用方法
混合物计算的六种常用方法有关混合物计算,是高考的一大热点,在选择题和计算题中,多次出现过。
混合物计算方法多、难度大,是中学生在学习上的一大难点。
又由于混合物计算更能体现出一个人思维的敏捷性和推理的缜密性,故在中考和高考中,都是一个经久不衰的热点,为了使中学生便于学习和掌握,现作一些总结。
一、极端假设法:例1。
已知相对原子质量:Li为6.9; Na为23; K为39;Rb为35.今有某碱金属R及其氧化物R2O的混合物10.8g,加足量的水充分反应后,溶液经蒸发、干燥,得16g固体。
试经计算确定是哪一种碱金属。
分析:本题若已知R及R2O各自的质量,就属于常规计算题,而题中只知道混合物的质量,显然还缺少其中一种物质的质量,可见尚缺少一个条件。
要求解有两种途径选择:一是求得R的相对原子质量的具体值,显然不可能;另一是求得R的相对原子质量的区间,这就要建立不等式组。
解:设R的相对原子质量为x;(1)当混合物全是碱金属时,有2R + 2 H2O = 2 ROH+ H2?2x 2(x+17)10.8g 10.8(x+17)/x(2)若混合物全是氧化物R2O时,有R2O + H2O =2 ROH2x+16 2(x+17)10.8 10.8(x+17)/(x+8)根据题意可知,该混合物是R和R2O ,则可建立不等式:10.8(x+17) /x > 16 > 10.8(x+17)/(x+8)解不等式得: 35.3 > x >10.7根据碱金属的相对原子质量可知该碱金属应为钠。
二、平均值法:例2.有钠和另一种碱金属的合金2g,与水反应放出氢气为0.1g,此合金中另一种金属可能是()A. Li B. KC. R b D. Cs分析:因为碱金属与水反应方程式相同,故可用同一形式表示:2R+2H2O=2ROH+H2?,此时可以求得两种金属的平均相对原子质量,再根据极端法,就可以作出正确判断。
极端假设法
则有: +2 =0.03× +2y=0.03 =0.05。 则有:x+2 =0.03×2,x+y=0.05。解得:x =0.04mo1, + =0.05 解得: =0.04mo1, y=0.01 mol,M= 0.04×46+ 0.01×92 =55.2。 =0.01 mol, = =55.2。 0.05 即混合气体平均相对分子质量在44.4和55.2之间。 混合气体平均相对分子质量在44.4和55.2之间。 44.4 之间
3、用极值法确定物质的成分 根据金属的性质及组成进行极端假设得到有关的极 值,再结合平均值(平均相对分子质量、平均物质的量 再结合平均值(平均相对分子质量、 等)原则得到正确的答案。 原则得到正确的答案。
【典例3】某合金20g与稀硫酸反应生成22.4L(标准状 典例3 某合金20g与稀硫酸反应生成22.4L( 20g与稀硫酸反应生成22.4L 则此合金中一定含有的金属是( 况)H2,则此合金中一定含有的金属是( A.Na B. B.Cu C. C.Al D. D.Fe )
【解析】选B.本题多采用极值法求解。 解析】 B.本题多采用极值法求解。 本题多采用极值法求解 由于NO、 的相对分子质量分别是30 46、92, 30、 由于NO、NO2、N2O4的相对分子质量分别是30、46、92, NO 则A项是不可能的。混合气体平均相对分子质量一定在 项是不可能的。 30和92之间,但是这个范围太宽。 30和92之间,但是这个范围太宽。可以分两种情况使数 之间 据更具体: 据更具体:
极端假设法在化学解题中的应用
极端假设法在化学解题中的应用作者:柴勇来源:《中学化学》2014年第06期极端假设法是把研究的对象或变化过程假设成某种理想的极端状态进行分析、推理、判断的一种思维方法;是将题设构造为问题的两个极端,然后依据有关化学知识确定所需反应物或生成物的量的解题方法。
极端假设法的特点是“抓两端,定中间”。
方法一:把混合物假设为纯净物例1某碱金属R及其氧化物组成的混合物4.0 g,与水充分反应后蒸发溶液,最后得到干燥固体5.0 g,则该碱金属元素是()。
A. LiB. NaC. KD. Rb解析本题的常规解法是用二元一次方程组对选项作逐一尝试,逐一淘汰,求解过程很繁难。
选取极端假设法进行求解,把4.0 g混合物假设为纯净物(碱金属单质R或氧化物),即可求出碱金属的相对原子质量的取值范围。
若4.0 g物质全部是单质,则:R~ ROHMM+174 g5g解得M=68若4.0 g物质全部是氧化物R2O,则:R2O~2ROH2M+162M+344 g5 g 解得M=28若4.0 g物质全部是氧化物R2O2则:R2O2~2ROH2M+322M+344 g5 g解得M=-12 不符合题意。
由此可确定R的相对原子质量在28~68之间,C符合题意。
答案:C。
例2某K2CO3样品中含有Na2CO3、KNO3和Ba(NO3)2三种杂质中的一种或两种,现将6.9 g样品溶于足量水中,得到澄清溶液。
若再加入过量的CaCl2溶液,得到4.5 g沉淀,对样品所含杂质的判断正确的是()。
A.肯定有KNO3和Na2CO3,没有Ba(NO3)2B.肯定有KNO3,没有Ba(NO3)2,还可能有Na2CO3C.肯定没有Na2CO3和 Ba(NO3)2,可能有KNO3D.无法判断解析样品溶于水后得到澄清溶液,因此一定没有Ba(NO3)2。
对量的关系用“极端假设法”可快速解答。
设样品全为K2CO3,则加入过量的CaCl2溶液可得到沉淀质量为5 g;若6.9 g 全为Na2CO3则可得到沉淀质量为6.5 g。
化学基本理论——化学平衡中的极端假设法、过程假设法与等效假设法
化学基本理论——化学平衡中的极端假设法、过程假设法与等效假设法化学平衡理论是中学化学的重点难点,也是高考的热点,每年必考,且占高考分值较大,但考生往往对此类题目感觉无从下手,不知所措。
对于相对抽象和难以理解的化学平衡问题,用常规思路或常规方法不好解决时,不妨对题目中的一些条件、过程等进行假设,然后再结合已学的知识推导并得出结论,就能使复杂的问题简单化,就能使无序的问题模型化,就能轻松自如把题目解决出来,达到事半功倍的效果,常见的假设法有极端假设法、过程假设法、等效假设法。
方法一极端假设法——不为“0”原则可逆性是化学平衡的前提,反应达到平衡状态时应是反应物和生成物共存的状态,每种物质的量不为0即可逆反应“不为0”原则;但在处理化学平衡问题时,特别是在确定某些范围或在范围中选择合适的量时,往往可用极端假设法,即假设反应不可逆,利用完全反应和完全不反应两个极值点求出反应物或生成物的物质的量。
虽然这样的极值点是不可能达到的,但却可以帮助我们快速简单的确定某些数值的范围。
[对点练1] 在一密闭容器中进行反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。
已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2 mol·L-1、0.1 mol·L-1、0.2 mol·L-1。
当反应达到平衡时,可能存在的数据是( )A.SO2为0.4 mol·L-1,O2为0.2 mol·L-1B.SO3为0.25 mol·L-1C.SO2、SO3均为0.15 mol·L-1D.SO3为0.4 mol·L-1解析:选B 采取极端假设法,假设SO2和O2全部转化为SO3,此时,SO2和O2的浓度都是0,而c(SO3)=0.4 mol·L-1,再假设SO3全部转化为SO2和O2,此时,SO2和O2的浓度分别是0.4 mol·L-1、0.2 mol·L-1,而c(SO3)=0,故三物质的浓度范围分别为:0<c(SO2)<0.4 mol·L-1,0<c(SO3)<0.4 mol·L-1,0<c(O2)<0.2 mol·L-1,故选项A、D是不可能的;C项数据表明SO2、SO3的浓度都是在原浓度基础上减少了0.05 mol·L-1,这也是不可能的。
“极端假设法”在化学解题中的应用
“极端假设法”在化学解题中的应用黄文俊;欧明铭【摘要】In chemistry teaching, there are often some problems because of inadequate conditions. So it is difficult to solve by the conventional method, the students do not know how to start with such problems. While extreme hypothesis method against its original intention, the inverse solution, will obviously not possible or likely but uncertain problem is assumed to be an extreme problem, so that idea became clear, clear, and quick results, greatly improving the solving speed, but also beneftcial to the cultivation of the students thought the flexibility and the ability to analyze the problem.%在化学教学中经常会碰到一些题目由于条件不足,很难按照常规方法解决,学生面对此类题目往往也无从下手。
而极端假设法反其本意,正题反解,将明明不可能的或有可能但不明朗的问题假设为极端的问题,使思路变得明朗、清晰,从而速得结果,大大提高了解题的速度,也利于培养学生思维的灵活性和分析问题的能力。
【期刊名称】《宜春学院学报》【年(卷),期】2012(034)012【总页数】3页(P155-157)【关键词】极端假设;十字交叉法;极值;极值区间【作者】黄文俊;欧明铭【作者单位】宜春中学化学教研组,江西宜春336000;宜春中学化学教研组,江西宜春336000【正文语种】中文【中图分类】G634.8“极端假设法”就是通过对研究对象或变化过程的分析,提出一种或多重极端情况的假设,并针对各种情况进行分析,从而确定极值的区间,最终依据区间做出判断和选择的方法[1]。
化学计算--基本解题方法-0-假设法
函数,所以,只能有一个解。
٭在含有35.8gNa2CO3和NaHCO3的溶液中,加入 450ml 1mol/L的盐酸,反应完全后,可以生成 3.36 L CO2(标况)则原溶液中Na2CO3有 g 31.8 g 盐酸过量时:极端假设若35.8 g全是Na CO ,产生
分为: ①端假设法; ②条件假设法; ③特殊值假设法
假设法
1、在含有35.8gNa2CO3 和NaHCO3 的溶液中, 加入700ml 1mol/L的盐酸,反应完全后, 可以生成8.96LCO2(标况):试确定: 盐酸 ①其中 物质过剩; ②原溶液中Na2CO3有 10.6 g ③若上述溶液中加入1mol/L的盐酸650ml,反 应完全后,在标准状况下产生8.96LCO2 溶液中Na2CO3有 盐酸过量时10.6g g
2、在合成氨反应中,入口气体体积比为 N2:H2:NH3=6:18:1,出口气体体积比 25% 为N2:H2:NH3=9:27:8,则H2的转化率为 。
3、将质量比为7:8:11的N2 、O2 、CO2 混合后,通 过一定量的Na2O2 ,在相同条件下,测得反应前后 气体体积比为9:8,则反应后的混合气中N2、O2、 CO2的体积比是 。 A A、3:4:1 B、3 :4.5 :0 C:3:2:2 D: 1:1:0 先推出 :N2、O2、CO2 的物质的量为1:1:
٭ ٭ ٭在含有35.8gNa2CO3和NaHCO3的溶液中, 加入450ml 1mol/L的盐酸,反应完全后,可 以生成 3.36 L CO2(标况)则原溶液中 Na2CO3有 g
盐酸不过量时,先 Na2CO3+ HCl = NaHCO3+NaCl 设Na2CO3为x mol x mol x mol x mol NaHCO3+ HCl = = CO2 ↑ + NaCl + H2O 0.15mol 0.15mol 由盐酸有:x + 0.15 = 0.45 则 X=0.30mol NaHCO3的质量为35.8-0.30×106 =4.0g 即0. 04 mol 但是由碳:0.30+0.04>015 即与CO2 的量符合。
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【理论阐述】
1、原理:极值法是一种重要的数学思想和分析方法。化
学上所谓“极值法”就是对数据不足而感到无从下手的
计算或判断混合物组成的题目,采用极端假设(即为某 一成分或者为恰好完全反应)的方法以确定混合体系中 各物质的名称、质量分数、体积分数,这样使一些抽象 的复杂的问题具体化、简单化,可达到事半功倍的效果。
极端假设法
极端假设法就是将复杂的问题假设为处于某一个
或某两个极端状态,并站在极端的角度分析问题,求
出一个极值,推出未知量的值,或求出两个极值,确 定未知量的范围,从而使复杂的问题简单化。其主要 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;
平均值原则确定正确答案。
【典例2】将一定质量的Mg、Zn、Al混合物与足量稀H2SO4反
应,生成H2 2.8 L(标准状况),原混合物的质量可能是
( A.2 g B.4 g C.8 g D.10 g )
【解析】本题给出的数据不足,故不能求出每一种金属的质量,
只能确定取值范围。三种金属中产生等量的氢气消耗金属 质量最大的为锌,质量最小的为铝。故假设金属全部为锌,可 求出的金属质量为8.125g,假设金属全部为铝,可求出的金属 质量为2.25g,故金属的实际质量应在2.25g ~8.125g之间。 【答案】 BC
【答案】AD
当反应达平衡时,可能存在的数据是( A.SO2为0.4 mol•L-1,O2为0.2 mol•L-1 B.SO2为0.25 mol•L-1 C.SO2、SO3均为0.15 mol•L-1 )
D.SO3为0.4mol•L-1
Hale Waihona Puke 【解析】假设0.2 mol•L-1SO3完全转化为SO2和O2,平衡时
SO2为0.4 mol•L-1,O2为0.2 mol•L-1,这是不可能的; 假 设0.2 mol•L-1的SO2和0.1 mol•L-1O2完全转化为SO3,平衡 时SO3为0.4mol•L-1,由于该反应是可逆反应,因此AD错 误;依据原子守恒,不管反应向哪个方向进行,平衡后
3、用极值法确定物质的成分
根据金属的性质及组成进行极端假设得到有关的极 值,再结合平均值(平均相对分子质量、平均物质的量
等)原则得到正确的答案。
【典例3】某合金20g与稀硫酸反应生成22.4L(标准状 况)H2,则此合金中一定含有的金属是( A.Na B.Cu C.Al D.Fe )
【解析】假设该合金为+2价活泼金属,则与稀硫酸反应
SO2和SO3的浓度一定不再相等,故C错误。
【答案】B
5、用极值法确定杂质的成分
在分析混合物杂质成分时,可以将主要成分与杂质 成分极值化考虑,然后与实际情况比较,那么就能迅速
判断出杂质的成分。
【典例5】将可能混有下列物质的硫酸铵样品13.2g,
在加热条件下与过量氢氧化钠溶液反应,可收集到 气体4.3 L(标准状况),则该样品所含杂质不可能 为( )
(2)假设混合物气体为NO2和N2O4,物质的量分别为x和y,
则有:x+2y=0.03×2,x+y=0.05。解得:x=0.04mo1,
y=0.01 mol,M=
0.04 46 0.01 92 =55.2。 0.05
【答案】BC
2、用极值法确定物质的质量
在物质组成明确,列方程缺少关系式无法解题时, 可以根据物质组成进行极端假设得到有关极值,再结合
A.碳酸铵和硝酸铵
B.碳酸氢铵和硝酸铵
C.氯化铵和碳酸氢铵 D.氯化铵和硝酸铵
【解析】此题可用假设法求解。题中列举的铵盐中,除 了碳酸氢铵外,其余三种铵盐中氮的质量分数均超过硫 酸铵的质量分数,但只要含有碳酸氢铵,即使另一种铵
盐中氮的质量分数超过硫酸铵中氮的质量分数,也可因
碳酸氢铵在样品中所占比例高而导致氨气逸出量减少。 若该样品全是硫酸铵,即含0.1mol硫酸铵,如与氢氧化 钠反应则产生4.48 L氨气,而实际上只得到4.3 L,说 明混入的铵盐的含氮量低于硫酸铵的含氮量。
反应中,分析反应物、生成物的量的取值范围时利用极
值法能达到目标明确,方法简便,范围正确的目的。
【典例4】在一密闭容器中进行反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)。已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的
浓度分别为0.2 mol•L-1、0.1 mol•L-1、0.2 mol•L-1,
2、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。
【典例导悟】
1、用极值法确定混合气体的平均相对分子质量
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。
【典例1】0.03mol铜完全溶于硝酸,产生混合气体 (NO、NO2、N2O4) 共0.05mol。该混合气体的平均相对分 子质量可能是( A.30 C.50 ) B.46 D.66
【解析】本题多采用极值法求解。由于NO的相对分子质
量是30,则A项是不可能的。设混合气体平均相对分子质
量为M,然后分两种情况分析:
(1)假设混合气体为NO和NO2,物质的量分别为x和y,则 有:3x+y=0.03×2,x+y=0.05。解得:x=0.005mol,
y=0.045mol,M=
0.005 30 0.045 46 =44.4 。 0.05
生成1 mol H2,该金属的摩尔质量为20g/mol,根据假设, +2价Na的摩尔质量为46g/mol;Cu不反应;+2价Al的摩 尔质量为18g/mol;+2价铁的摩尔质量为56g/mol。故此 合金中一定含有Al。
【答案】C
4、用极值法确定可逆反应中反应物、生成物的取值范
围 由于可逆反应总是不能完全进行到底的,故在可逆