高考化学常见题型解题技巧——计算题(11)

高考化学常见题型解题技巧

——计算题

1、守恒法

多数计算题是以化学反应为依据，化学方程式可表示反应物和生成物之间的质量、微观粒子、物质的量、气体体积等变化关系，又反映出化学反应前后的电荷数、电子得失数、微粒个数都是守恒的。在有关的多步反应、并行反应、混合物的综合计算等问题中，如能巧用这些守恒规律，可使难度较大和计算过程繁杂的题目达到解题思路简明、方法简单、步骤简化的目的，收到事半功倍的效果。

（1）质量守恒法

例1把过量的铁粉加入到FeCl3和CuCl2组成的混合液中，充分搅拌，反应后过滤、干燥、称得不溶物的质量与加入铁粉的质量相等。求混合物中FeCl3和CuCl2的物质的量之比是多少？

解析：设混合物中CuCl2的物质的量为x，FeCl3物质的量为y

Fe + CuCl2 = Cu+FeCl2Fe + 2 FeCl3 = 3 FeCl2

xmol xmol xmol y/2mol ymol

反应后所得不溶物为铜粉和过量的铁粉。按题意，反应中与FeCl3和CuCl2反应而消耗的铁粉的质量与置换出铜粉的质量相等。按此等量关系用代数法求解。

56(x+y/2)=64x ∴x:y=2:7

(2)摩尔守恒法

这是利用某种原子（或原子团）反应前物质的量等于转化为各种产物中所含该原子（或原子团）的物质的量进行计算的一种方法。

例2（1994年高考24题）38.4mg铜与适量的浓硝酸反应，铜全部作用后，共收集到气体22.4ml（标准状况），反应消耗的HNO3的物质的量可能是（）

A、1.0×10—3mol

B、1.6×10—3mol

C、2.2×10—3mol

D、2.4×10—3mol

解析：此题的隐含条件是“随着铜与硝酸反应，硝酸越来越稀，因而产生的气体有NO2和NO”。根据N原子守恒（不考虑NO2聚合成N2O4）有：

nHNO3＝nCu(NO3)2 + nNO2+nNO

＝nCu×2 + n总气体

＝[(38.4×10—3)/64]×2 +（22.4×10—3）/22.4

＝2.2×10—3(mol) 应选C。

（3）电子得失守恒法

在氧化还原反应中失电子微粒的物质的量×化合价升高值＝得电子微粒的物质的量×化合价降低值。

例3如果有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，则反应中R的最终价态是（）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]+中R元素化合价降低了x价。

依题意列出方程：

2×0.3mol/L×16×10—3L＝3.2×10—3mol×x

解得：x＝3

所以，R元素由+5 价降低了3价，被还原产物中R元素的化合价为+2价。应选C （4）电荷守恒法

在电解质溶液中，阴离子与阳离子的总电荷数相等，使溶液呈电中性。据此运算称电荷守恒法。可应用于电解、电镀、混合溶液的计算。

例4镁条在空气中燃烧生成氧化镁和氮化镁。将燃烧后的产物溶解在60ml浓度为

2.0mol/L的盐酸中，再用20ml0.5mol/LNaOH溶液中和多余的盐酸，然后在溶液中加入过量的碱，把氨全部蒸出来，用稀盐酸吸收，稀盐酸增重0.17g。求镁带的质量。

解析：此题涉及反应较多，如按常规计算，非常复杂，如巧用电荷守恒法可使计算大为简化。

在图系（B）中，根据电荷守恒，有如下关系：

2×n(Mg2+)＋n(NH4—) ＋n(Na+)＝n(Cl—)

2×n(Mg2+)＋0.17g÷17g.mol—+0.5mol/L×20×10—3L＝2 mol/L×60×10—3L

n(Mg2+)＝0.05mol

所以，镁带的质量为：24g/mol×0.05mol＝1.2g

2、差量法

差量法的实质仍是比例法，是利用反应体系中某化学量由始态到终态的差量，作为解题

的突破口。

例5、现有KCl、KBr混合物3.87g，全部溶于水，并加入过量的AgNO3溶液，充分反应产生6.63g沉淀物，则原混合物中钾元素的质量百分含量是多少？

解析：沉淀的质量与原混合物的质量差△m＝6.63g—3.87g＝2.76g，质量增加的原因是由于Ag+代换了原混合物中的K+。

K+ Ag+△m

39 108 69

X 2.76g

x＝2.76×39/69＝1.56g

所以，K+%＝1.56/3.87×100%＝40.3%

3、平均值法

两个数进行算术平均所得的平均值，一定介于两个数之间。若已知平均值，则可推断原来两个数一定一个比平均值大，另一个比平均值小。这种应用平均值去判断两个数的取值范围的方法称为平均值法。

例6丙烯与某种气态烃组成的混合气体完全燃烧所需氧气的体积是原混合气体体积的3倍（气体体积均在相同条件下测定）求烃的分子式。

解析：C3H6＋4.5 O2→3CO2＋3H2O，1体积丙烷完全燃烧消耗4.5体积氧气，则另一种烃完全燃烧消耗氧气的体积一定小于3倍烃的体积。

C x H y＋（x＋y/4）O2→x CO2＋y/2 H2O,所以，（x＋y/4）＜3 即y＜4(3－x)

讨论：①当x＝1时，y＜8，烃的分子式为CH4；

②当x＝2时，y＜4，烃的分子式为C2H2；

4、极值法

极值法就是从某个极限状态去考虑问题，进行分析、判断、推理的方法。

例7把1mol由氨气和氧气组成的混合气体导入密闭的反应器中，在催化剂存在下使之充分反应，然后恢复到常温常压。若原混合气体中有xmol氧气，

最后在反应器中产生硝酸为ymol，则随x的变化趋势如右图所示。

请在下表格中x的取值范围与x相对应的y值表达式。

解析：本题属于应用极值的方法解讨论型化学计算题，解这类 O A C x

题的方法是：①正确分析所发生的化学反应；②依据有关化学方程

式和数据进行过量判断或确定极值，划分取值范围；③确定在不同的取值范围内所对应的产物或反应混合物的成分；④进行必要的计算求解。