高中化学十字交叉法运用
高中化学解题方法——十字交叉法
在化学反应速率问题中,十字交叉法可以用来确定反应速率常数与反应物浓度之 间的关系,从而理解反应速率的变化规律。
03
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十字交叉法的解题步骤
确定问题类型
01
02
03
混合物计算
当题目涉及混合物时,可 以通过十字交叉法计算混 合物的组成和比例。
平均量计算
当需要计算平均量时,如 平均相对分子质量、平均 摩尔质量等,可以使用十 字交叉法。
高中化学解题方法—— 十字交叉法
汇报人:
202X-01-01
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目 录
• 十字交叉法的原理 • 十字交叉法的应用 • 十字交叉法的解题步骤 • 十字交叉法的注意事项 • 实例解析
01
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十字交叉法的原理
原理概述
十字交叉法是一种用于解决混合 物计算问题的化学解题方法。
它通过将混合物的两个组分的质 量或体积进行交叉相乘,来找出 两组分在混合物中的质量比或体
积比。
这种方法适用于解决涉及两种组 分混合的问题,如气体混合、溶
液混合等。
原理的数学表达
则A组分在混合物中 的质量分数为:XA = (m1/M)。
两组分的交叉相乘关
系为:m1XA
=
m2XB。
B组分在混合物中的 质量分数为:XB = (m2/M)。
溶液配制与稀释
总结词
适用于溶液配制和稀释的计算,特别是当涉及溶液的平均量和两个不同浓度的 溶液时。
详细描述
在溶液配制和稀释过程中,十字交叉法可以用来计算两个不同浓度的溶液混合 后的平均浓度,或者确定某一浓度的溶液稀释到另一浓度的比例。
化学反应速率
总结词
十字交叉法及其应用
十字交叉法及其应用四川省资中二中刘建国邮编:641200十字交叉法是将较为复杂的化学计算问题进行数学处理后得出的一种简洁计算方式,能达到化学与数学的完美结合。
但在使用中,由于不能很好地理解十字交叉法中“比值”的化学意义,极易造成解题错误。
下面谈一谈十字交叉的原理和应用的类型。
一、十字交叉法的原理组分A的量a1和组分B的量a2混合后的平均量为,若能例出一般的二元一次方程组:a1x1+a2x2= K,(a1>a2;K为x1和x2之和,K= x1+x2),均可用十字交叉法。
即,。
注意:1)a1、a2和三者的单位相同;2)比值的化学含义则由来决定,若可表示为,则比值就表示y 所表示的量的比值(即所属单位的分母之比)。
比如:为摩尔质量(克/摩),则表示物质的量之比;为质量分数(克/克),则表示质量之比;为密度(克/升),则表示体积之比;为物质量浓度(摩/升),则表示物质的量之比等等。
3)K为x1和x2之和,K= x1+x2,若K不为x1和x2之和,则不能用十字交叉法求解。
二、十字交叉法的各种应用例子例1、H2和O2的组成的混合气体,其相对平均摩尔质量为24.5 g/mol,求二者的物质的量之比?解:M(H2):M(O2):答:二者物质的量之比为1:3。
例2、1体积98%的浓硫酸(密度为1.84g/cm3)与4体积水(密度为1g/cm3)混和,求所得硫酸的百分比浓度?解:98%的浓硫酸:水:即:a:(98-a)=(1×1.84)∶(4×1) 解得a=30.9答:所得H2SO4的百分比浓度为30.9%例3、标况下,氮气的密度为1.25g/L,乙烷的密度为1.34g/L,两种气体混合后,其密度为1.30g/L,求混合气中氮气和乙烷的体积比?解:氮气:乙烷:答:氮气和乙烷的体积比为4:5。
例4、将6mol/L的稀硫酸稀释成2mol/L的硫酸,取用的硫酸与蒸馏水的体积比最接近多少?解:稀硫酸:水:答:硫酸与蒸馏水的体积比为1:2。
高中化学十字交叉法运用
⎩⎨⎧=+=+平a x a x a x x 2211211高中化学十字交叉法一. 本周教学内容:十字交叉法运用——1 二. 教学要求:1. 能够理解十字交叉法的原理,此法的适用范围。
2. 较为熟练的使用十字交叉法。
三. 知识分析: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,应用时一定要注意交叉量的含义。
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。
高考常以选择题的形式出现,有时也应用于综合计算之中,适用范围列表如下:【典型例题】1. 有关分子量、平均分子量计算中的应用。
[例1] 在容积为1L 的干燥烧瓶中用向下排空气法充入3NH 后,测得烧瓶中的气体对2H 的相对密度为7.9,若将此气体进行喷泉实验,当喷泉停止后进入烧瓶中溶液的体积为L54,溶质的物质的量浓度为 。
解析:4.197.92=⨯=M 17 6.9 4.19 14⇒29 4.2故烧瓶为含3NH 为:L L 544141=+⨯氢气不溶于水,当喷泉停止后,烧瓶内溶液应为L54Lmol L mol L L C /045.0544.22/541=⋅=-2. 有关同位素原子量及平均原子量的应用。
[例2] 晶体硼由B 105和B 115两种同位素构成,已知g 4.5晶体硼与2H 反应全部转化为硼烷)(42H B 气体,可得标况下426.5H B L ,则晶体硼中B 105和B 115两种同位素原子个数比为( )A. 1:1B. 3:1C. 4:1D. 2:1解析:molmol L LH B n 25.04.226.5)(142=⋅=-由42222H B H B =+知: mol H B n B n 5.0)(2)(42==B 的摩尔质量molg mol g/8.105.04.5==即硼的相对原子质量为8.10B 11511 8.08.1014⇒B 10510 2.0故选C3. 有关溶液的稀释,加浓及浓度计算的应用。
高中化学运用十字交叉法解反应热计算题学法指导
运用十字交叉法解反应热计算题解题方法有很多种,十字交叉法是其中比较简单易懂的一种,凡符合关系式)b a (M b ·M a ·M 21+=+(即b ·M a ·M b ·M a ·M 21+=+,从而得到M M M M b a 12--=),均可运用十字交叉法求解。
式中,M 表示混合物的平均量,21M M 、则表示两组分对应的量;b a 、表示两组分在混合物中所占的份额。
十字交叉法应用比较广泛,在解有关反应热的计算题时也可以运用此法来快速解题。
【例1】某条件下2molH 1完全燃烧放出的热量为kJ 242,molCO 1完全燃烧放出的热量为kJ 282。
若在相同条件下,完全燃烧2molH 1和CO 的混合气体所放出的热量为kJ 252,则2H 与CO 的体积之比为_____________。
【解析】分析本题可知,刚好符合十字交叉法的应用要求,因此根据题意可得:所以,2H 与CO 的体积之比为3:1。
【例2】已知下列两个热化学方程式:)1(O H 2)g (O )g (H 2222=+mol /kJ 6.571H -=∆)g (O H 2)g (O )g (H 2222=+mol /kJ 6.483H -=∆mol /kJ 2220H )g (CO 3)1(O H 4)g (O 5)g (H C 22283-=∆+=+ 根据上面两个热化学方程式,试回答下列问题。
(1)2H 的燃烧热为__________,83H C 的燃烧热为_______。
(2)现有2H 和83H C 的混合气体共mol 4,完全燃烧时放热kJ 4.3077,则在原混合气体中2H 和83H C 的体积之比是_____________。
【解析】(1)2H 的燃烧热指的是2molH 1完全燃烧后生成液态水时所放出的热量,故为mol /kJ 8.2852mol /kJ 6.571=。
十字交叉法的原理及其在化学计算中的应用
十字交叉法的原理及其在化学计算中的应用十字交叉法又称对角线法,也叫混合规则.作为一种简化的解题方法,是实际计算方程式图解形式,应用于二元混合体系具有平均值的计算问题,它具有简化思路、简便运算、计算速度快等显著优点.近年来,十字交叉法在中学化学计算中广泛使用,通过十字交叉得到差值的比值的含义如何确定,如果没有真正理解十字交叉法含义在使用该方法时将没有真正达到简化思路、快速准确求解的目的从而限制了该方法的推广和应用“十字交叉法”是通常中学化学计算必需掌握的一种计算方法因为用此法解题实用性强、速度快学生若能掌握此方法解题将会起到事半功倍的效果以下是笔者几年来对“十字交叉法”理解及体会. 1 十字交叉法的原理A×a%+B×b%=(A+B)×c%整理变形得: A/B=(c-b)/(a-c )①如果我们以100 g溶液所含的溶质为基准上式表示溶液混合时它们的质量比与有关质量分数比的关系可得如下十字交叉形式对比①,②两式不难看出:十字交叉关系中(c-b)/(a-c)为组分A和组分B混合时的质量比推广到二组分混合体系中,当以一定质量的混合体系为基准所得十字交叉关系,其比值为质量比(例如,质量分数是以质量为基准);若有c-b比a-c的化学意义由平均值,c决定则比值就表示组分A中c-b和组分B中a-c所表示的量的比值.如c 为质量或质量分数,则(c-b)/(a-c)表示组分A和组分B溶液的质量之比.若c为密度,则(c-b)/(a-c)就表示组分A和组分B的溶液体积之比若c为摩尔质量,则(c-b)/(a-c) 就表示组分A和组分B的物质的量比;此时可用十字交叉法求混合物中各组分的含量.2 .十字交叉法的应用例析:2.1 用于混合物中质量比的计算例1:将铝铁合金18.5克溶于足量的盐酸中产生标准状况下的氢气11.2升,求合金中铝铁的质量之比是多少?解:在标准状况下,求出氢气的质量M=1g以混合物总质量18.5g作为基准物再根据镁铝与盐酸的关系列出十字交叉式如下:求得铝与铁质量的比是9/28例2.镁和铝的混合物10g,与足量的稀硫酸充分反应,生成1.0g氢气,混合物中镁和铝的质量比为多少?解:在标准状况下,以混合物总质量10g作为基准物再根据镁铝与盐酸的关交叉式如下:求得镁与铝的质量比是2/3例3: KHCO3和CaCO3的混合物和等质量的NaHCO3分别与盐酸完全反应时,所消耗的酸的量相等,则混合物中KHCO3与CaCO3的质量比是多少?解析:由化学反应方程式:KHCO3+HCl=KCl+H2O+CO2↑CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑以消耗HCl物质的量1mol作为基准物, 求出反应掉KHCO3、CaCO3、NaHCO3的质量的数值分别为100g、50g、84g,依题意KHCO3和CaCO3的混合物84g 与NaHCO384g均消耗1molHCl,即两个分量值分别为100和50,平均值为84, 用十字交叉法图解如下:因为是以物质消耗HCl的物质的量1mol为基准物,所以比值34/16=17/8 为碳酸氢钾与碳酸钙消耗HCl的物质的量之比,故原混合物中碳酸氢钾与碳酸钙的物质的量之比为17/4,即质量比也为17/4(因它们的相对分子质量相等).2.2 用于混合物中物质的量比的计算例4 .在标准状况下,测得空气和HCl混合气体对氢气的相对密度为17,求空气和HCl气体的物质的量之比解:混合气体的平均式量为17×2=34 ,以1 mol混合物为基准物则十字交叉法如下:求出空气与HCl气体的物质的量比是1/2例5、某Na2SO3已部分氧化成Na2SO4,经测定该混合物中硫的质量分数为25%,求混合物中Na2SO3和Na2SO4的物质的量之比 (整数比)?解:由平均质量分数25%,列出十字交叉法如下:Na2SO3中 S % 25.397 % 2.465 %25%Na2SO4中 S % 22.535 % 0.397 %求得Na2SO3与Na2SO4的物质的量比是6/12.3 用于混合物中体积比的计算例6.已知CH4, C2H4及其混合气体在同温同压下分别为 0.71 g / L 、1.25 g / L 、1.16 g / L.求混合气体CH4和C2H4的体积比是多少?解:以1mol 混合气体密度1.16 g / L作为基准物则十字交叉法如下:CH40.71 0.091.16C2H4 1.25 0.45求得CH4与C2H4的体积比是1/3例7.已经2H2(g)+O2(g)=2H2O(g);△H=-571.6KJ/molC3H8 (g)+5 O2(g)=3CO2(g)+4H2O(1); △H=-2220KJ/mol。
化学常用计算方法之十字交叉法
高中常见使用十字交叉法的几种情况
3、关于溶液的质量分数的计算
例6、现有20% 和 5% 的两种盐酸溶液,若要配制15% 的盐酸溶液,则两 种盐酸溶液的质量之比为多少?
高中常见使用十字交叉法的几种情况
4有关溶液物质的量浓度的计算
例7、物质的量浓度为别为 6 mol/L 和 1 mol/L 的硫酸溶液,按照怎样的体 积比混合才能配成4 mol/L 的溶液(忽略混合过程中体积的变化)?
高中常见使用十字交叉法的几种情况
5、利用对应的反应的关系求物质的量之比 例8、用 1L 浓度为0.1 mol/L 的NaOH溶液吸收了 0.8 mol 的CO2,所得溶 液中 CO32- 和HCO3- 的浓度之比为 多少?
例9、 A(g)+B(g)=C(g) △H1 D(g)+B(g)=E(g) △H2
若A、D混合1mol完全与B反应,放热△H3,则n(A):n(D)=
【针对练习】1、标况下,甲烷和一氧化碳、乙炔的混合气体8.96L, 完全燃烧生成二氧化碳26.4g,则混合气体中乙炔的体积是多少?
【针对练习】2、在密闭容器中充入CO2和CO的混合气体,其密度是相同条 件下氦气密度的8倍,这时测得容器内的压强为P1,若控制容器的体积不 变,加入足量的Na2O2,充分振荡并不断用电火花燃至反应完全,恢复到 开始时的温度,再次测得容器内的压强为P2,则P1和P2之间的关系是?
高中常见使用十字交叉法的几种情况
2、同位素原子的个数之比
例4、已知自然界中铱(Ir)元素有两种质量数分别为191和193的同位素, 而铱的平均相对原子质量为192.22,则这两种同位素院子的个数值比为?
例5、硼的天然同位素有10B和11B两种。已知10B和11B的原子个数之比为1:4 ,则硼元素的相对原子质量为?
高中化学二元混合物的快速解法--十字交叉法
二元混合物的快速解法--十字交叉法“十字交叉法”是高中化学计算题中巧解二元混合物问题的一种常用的有效方法,正确运用“十字交叉法”,可以帮助同学们方便、迅速地解决计算问题。
速解的前提:1、必须清楚“十字交叉法”运用后的比例比系——“看分母”法则。
即特性数值的分母所表示的物理量之比。
因为对于二元混合物而言,设x1、x2是混合物两组分的某化学量,α1、α2为两组分的特性数值,ā为混合物的特性数值,若满足方程式α1x1+α2x2== ā(x1 + x2)可知 x1(α1-ā) == x2(ā-α2)即 x1/x2 ==(ā-α2)/(α1-ā)。
凡满足上述方程式的化学量的求解都不得可以用特性数值的“十字交叉法”形式来表示:2、必须清楚“十字交叉法”的适用范围α1、α2āx1、x21相对分子质量平均相对分子质量物质的量、体积分数物质的量比、体积比麻烦,若能正确运用“十字交叉法”,便可方便、迅速、准确地解题。
例1 现有100克碳酸锂和碳酸钡的混和物,它们和一定浓度的盐酸反应时所消耗盐酸跟100克碳酸钙和该浓度盐酸反应时消耗盐酸量相同。
计算混和物中碳酸锂和碳酸钡的物质的量之比。
分析可将碳酸钙的式量理解为碳酸锂和碳酸钡的混和物的平均式量,利用十字交叉法计算可有:所以,碳酸锂和碳酸钡的物质的量之比为97∶26。
例2 天然的和绝大部分人工制造的晶体都存在各种缺陷。
例如在某种NiO晶体中就存在如右图所示的缺陷:1Ni2+个空缺,另有2个Ni3+取代,其结果晶体仍呈电中性,但化合物中Ni原子和O原子的比值却发生了变化。
该氧化镍样品组成为Ni0.97O,试计算该晶体中的Ni3+和Ni2+的离子个数比。
分析本题所求的是Ni3+和Ni2+的离子个数比,所以我们所选的特性数值的分母必须是Ni3+和Ni2+的离子个数。
由此可知:所以,例3 某亚硫酸钠已部分被氧化成硫酸钠,经测定混合物中的质量分数为25%,求该混合物中亚硫酸钠与硫酸钠的物质的量之比。
高三化学教案:《十字交叉法在某些化学反应中的应用》高中化学
高三化学教案:《十字交叉法在某些化学反应中的应用》高中化学依照复分解反应发生的条件和氧化还原反应的规律可知,许多化学反应表达着物质间某些性质的相对强弱〔或大小〕关系。
因此,我们能够依照物质间某些性质的相对强弱〔或大小〕关系,判定物质间某些反应能否发生、反应的难易、反应的程度以及反应的生成物。
本文介绍一种判定的方法——十字交叉法。
该法是先把在某种性质上有强弱〔或大小〕关系的物质,按该性质由强到弱〔或由大到小〕的顺序左右排列,再把各物质按该性质发生变化后对应的生成物上下排列,并在其中任意两组物质之间画出对角线。
那么左上右下对角的两物质,可反应生成左下右上对角的两物质,而且这两组物质相距愈远,其反应就愈容易,反应进行的程度也就愈大。
现略举三例:1.可自发进行的氧化还原反应例1.氧化性(由强到弱):MnO4(H+) Cl2 Fe3+还原产物:Mn2+Cl-Fe2+那么:MnO4-(H+)与Cl—可反应生成Mn2+与Cl2;Cl2与Fe2+可反应生成Cl-与Fe3+;MnO4-(H+)与Fe2+可反应生成Mn2+与Fe3+,且较MnO4-(H+)与Cl-易反应。
2.有难电离微粒生成的复分解反应例2.酸性(由强到弱):HAc H2CO3C6H5OH HCO3-电离产物:Ac- HCO3- C6H5O- CO32-〔其他对角线从略〕那么:HAc与CO32-可反应生成Ac-与HCO3-,假设HAc足量,还能连续与HCO3-反应生成H2CO3;H2CO3可与C6H5O-反应生成HCO3-与C6H5OH,C6H5OH可与CO32-反应生成C6H5O-与HCO3-,故H2CO3与C6H5O-反应不能生成CO32-与C6H5OH;H2CO3可与CO32-反应生成HCO3-。
3.有难溶性物质生成的复分解反应例3.溶解度(由大到小):AgCl AgBr AgI Ag2S电离产物(除Ag+外):Cl- Br- I-S2-〔其他对角线从略〕那么:AgCl可分不与Br-、I-、S2-反应生成Cl-和AgBr、AgI 、Ag2S,且愈来愈容易〔沉淀愈来愈完全〕。
化学十字交叉法
化学十字交叉法精析化学计算是从数量的角度研究物质的组成、结构、性质变化,涉及到的化学基本概念多,解法灵活多变,且需要跨学科的知识和思维方法,所以该知识点一直是中学化学教与学的难点,但因能较好地训练学生的逻辑思维能力和思维的敏捷性,又能考察学生的双基知识,所以是教学重点,也是各种考试的热点。
如何进行这方面知识的教学,使学生理解和掌握这些知识、发展学力,一直是各位老师研究的热门话题。
本文拟就教学中所得,粗浅地谈一谈“十字交叉法”在化学计算中的应用。
一、适用范围:“十字交叉法”适用于两组分混合物(或多组分混合物,但其中若干种有确定的物质的量比,因而可以看做两组分的混合物),求算混合物中关于组分的某个化学量(微粒数、质量、气体体积等)的比值或百分含量。
例1:实验测得乙烯与氧气的混合气体的密度是氢气的14.5倍。
可知其中乙烯的质量分数为( ) A.25.0% B.27.6% C.72.4% D.75.0%解析:要求混合气中乙烯的质量分数可通过十字交叉法先求出乙烯与氧气的物质的量之比(当然也可以求两组分的质量比,但较繁,不可取),再进一步求出质量分数。
这样,乙烯的质量分数是:ω(C 2H 4)=321283283⨯+⨯⨯×100 %=72.4%答案:C 。
二、十字交叉法的解法探讨:1.十字交叉法的依据:对一个二元混合体系,可建立一个特性方程: ax+b(1-x)=c(a 、b 、c 为常数,分别表示A 组分、B 组分和混合体系的某种平均化学量,如:单位为g/mol 的摩尔质量、单位为g/g 的质量分数等) ;x 为组分A 在混合体系中某化学量的百分数(下同)。
如欲求x/(1-x)之比值,可展开上述关系式,并整理得: ax -bx=c -b 解之,得: ba c a x ba b c x --=---=1,即:ca b c xx --=-12.十字交叉法的常见形式:为方便操作和应用,采用模仿数学因式分解中的十字交叉法,记为: 3.解法关健和难点所在:cC 2H 4 28 O 2 32 293 1组分1 a c -b 混合物 组分2 b a -c C十字交叉法应用于解题快速简捷,一旦教给了学生,学生往往爱用,但是也往往出错。
化学十字交叉法的原理和应用
化学十字交叉法的原理和应用孟州一中 王俊强化学计算是中学化学中的重要组成部分,运用恰当的数学方法和模型解决化学问题,可以培养学生的科学思维能力,提高学生分析问题、解决问题的能力,同时也可以加深学生对化学基本概念和基本原理的理解。
“十字交叉法”的应用就是其中的典型。
一、十字交叉法的原理对于一个具有平均意义的由组分A 、B 形成的二元混合体系,设a 、b (a >b )为组分A 、B 单位物理量的分属性,c 为混合物的混合属性即平均值,a,b,c 表示的物理量是一致的(如摩尔质量、相对原子质量、质量分数、焓变、分子式等),X 、Y 两组分单位物理量的数量因子。
此时通常可以建立一个二元一次方程组:aX+bY=c X+Y=1对上边的二元一次方程组进行变式得:X c-bY a-c为了方便同学们的记忆,将其变为固定模式:单位物理量的组分A a c-bc单位物理量的组分B b a-c二、十字交叉法的应用十字交叉法作为一种简单算法,它特别适合于两总量、两关系的混合物的有关计算。
具体适用题型如下:(1)有关质量分数的计算(用两种不同浓度溶液的质量分数与混合溶液的质量分数作十字交叉,求两种溶液的质量比)例1 将50%的盐酸溶液与10%盐酸溶液混合成40%的盐酸溶液,求所取两种溶液的质量比。
解析:(2)有关物质的量浓度的计算(用混合钱的物质量的浓度与混合后的物质量的浓度做十字交叉,求体积比)13)%10()%50( HCl m HCl m 100g50% 盐酸 50 30 40 100g10% 盐酸 10 10例2 现有浓度为 4mol ·L -1 和6mol ·L -1 的两种硫酸溶液,欲配制5 mol/L 的硫酸溶液(混合时体积变化忽略不计)则取两种硫酸溶液的体积比是多少?解析:1L4mol/L硫酸 4 151L6mol/L硫酸 6 1得两种硫酸的体积之比为1:1(3)有关平均分子量的计算(通过纯物质的质量分数与混合后的平均分子量做十字交叉,求百分数)例3 实验测得乙烯与氧气混合气体的密度是氢气的14.5倍,可知其中乙烯的质量百分比为:A.25.0%B.27.6%C.72.4%D.75.0%解析:1molC2H4 28 3291mol O232 1得乙烯和氧气的物质的量之比为3 : 1,3×28乙烯的质量百分含量= ×100% = 72.4 % 答案为C3×28+1×32(4)有关平均原子量的计算(用同位素的原子量或质量数与元素原子量作交叉,求原子个数比或同位素百分数)例4 铜有两种天然同位素63Cu和65Cu , 参考铜的原子量为63.5 , 估算63Cu的平均原子百分含量约是A. 20%B.25%C.66.7%D.75%解析63Cu 63 1.563.565Cu650.5得63Cu和65Cu的原子个数比为.3:13故63Cu的原子百分含量= ×100% =75%3 + 1(5)有关反应热的计算(有单个反应的热效应与混合物的反应热做十字交叉,求百分数)例5 已知:2H2(g)+ O2(g)=2H2O(l) ΔH= -571.6KJ· mol-1CH4(g)+ 2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH= -890KJ· mol-1现有H2与CH4的混合气体112L(标准状况),使其完全燃烧生成CO2和H2O(l),若实验测得反应放热3695KJ,则原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是A.1∶1 B.1∶3 C.1∶4 D.2∶3解析:1mol H2571.6/2 1513695/51molCH4890 453.2得氢气和甲烷的物质的量之比为1:3,故答案为B(6)有关混合物反应的计算(利用单个反应消耗某种反应物的量与混合后做十字交叉,求分数)例题6 用1L浓度为1.0mol/L的NaOH溶液吸收了0.80mol CO2气体,所得溶液中CO32—和HCO3—的物质的量之比为:。
“十字交叉法”的原理及应用
“十字交叉法”的原理及应用摘要:本文分析了学生不易掌握“十字交叉法”的原因。
应用平均值概念推导出“十字交叉法”原理,从平均值概念分析“十字交叉法”应用的条件和范围,给出了一种适用解答格式,并从三类二元混合体系和平均值角度对常见题型进行了归纳。
关键词:十字交叉法、平均值“十字交叉法”是平均值法的技巧方法,即利用平均值求解二元混合体系的混合比的一种图解方法。
利用此法求解二元混合体系的混合比具有准确、简便、快速的特点。
因此,它是高考化学计算重要方法之一。
教学实际中,许多同学对此法掌握得不好。
学生出现的问题主要有两种情况:一种情况是遇到可用“十字交叉法”求解的问题,却不知道怎样用“十字交叉法”来求解;第二种情况是虽然知道用“十字交叉法”求解,但却不明确所得到的比值的化学意义,得出错误的计算结果。
我们认为主要原因是在教学中没有抓住平均值概念去推导“十字交叉法”原理、分析应用范围和应用条件,没有给出解题的规范格式,也没从二元混合体系及其平均值角度来归纳常见题型。
本文应用平均值概念推导“十字交叉法”原理、分析其应用条件和范围、归纳主要应用题型,并给出一种较适用的解题规式。
一、“十字交叉法”原理1.用平均值概念推导“十字交叉法”原理以A、B二组分混合物的平均摩尔质量为例推导“十字交叉法”原理。
设混合物平均摩尔质量为M,A、B的物质的质量分别为n(A)和n(B),摩尔质量分别为M(A)和M(B)混合物的总质量为:m(混)= n(A)×M(A) + n(B)×M(B)混合物的总物质的量为:n(混)= n(A) + n(B)根据摩尔质量定义可知混合物的平均摩尔质量为:)()(混混n m M = …… ①将A 和B 混合物的总物质的量n(混)和总质量m(混)代入①式得:)B (n )A (n )B (M )B (n )A (M )A (n M +⨯+⨯= …… ②将②式变形得混合物中两种成分的物质的量之比的数学表达式:M)A (M )B (M M )B (n )A (n --= …… ③ 将③式写成直观的图解形式,即“十字交叉法”的形式:A :M(A) |M - M(B)|╲ ╱ …… ④╱ ╲B :M(B) |M(A) - M |2.“十字交叉法”的应用条件从上述二组分混合物平均摩尔质量推导“十字交叉法”原理得出其应用条件为: ⑴n(A)和n(B)具有加合性,即n(混)= n(A) + n(B)。
高中化学解题方法——十字交叉法
3 .十字交叉法十字交叉法又名混合规则法、杠杆原理等,它在化学计算中具有能简洁和迅速求解的特点。
1、十字交叉法的数学原理: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。
如: 1211221x x a x a x a +=⎧⎨+=⎩平12a a a -平a平21a a a -平结论:2121a a x x a a -=-平平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。
2、使用范围列表如下:⎧⎪⎨⎪⎩溶液度混合十字交叉法平均化式量(原子量)平均耗氧量3、注意事项(1)适用于十字交叉法的量必须是具有加权平均意义的量,具体说是一些分数,如:质量分时、体积分数、物质的量分数或者是一些具有复合单位的量,如:摩尔质量、密度、燃烧热等。
(2)物理量必须具有简单的加和性。
如溶液质量等,而溶液混合时的体积不具有加和性,所以一般不可用物质的量浓度交叉求两溶液的体积比,只有稀溶液混合时近似处理忽略体积........变化..才可用十字交叉法求解。
(3)比的问题:什么比——基准物质以什么物理量为前提进行分量和平均量的确定得出的比,以物质的量为前提得出的是基准物质的物质的量之比;以一定质量为前提得出的是基准物质的质量之比。
练习1、质量百分比浓度溶液的混合如用的98%浓硫酸与7%的稀硫酸混合配成20%的硫酸溶液,则需浓硫酸与稀硫酸以质量比为混合恰好配成20%的硫酸。
2、物质的量浓度溶液的混合如用18mol/L的浓硫酸与2mol/L的稀硫酸混合成6mol/L的硫酸,则浓硫酸与稀硫酸的体积比是。
3、相对原子量的求算铜有两种天然同位素6529Cu和6329Cu,已知通的相对原子质量为63.5,估算6529Cu的百分含量(丰度)约为A、5%B、25%C、50%D、75%4、平均相对分子质量的计算甲烷和氧气混合后,其平均相对分子质量为24,则混合气体中甲烷与氧气的体积比为。
高中化学十字交叉法
“十字交叉法”在化学计算中的应用“十字交叉法”是一种适用于二元混合体系的计算方法,常用于计算二元组成部分的比例关系。
现将其原理简介如下:由,可得(假设),即,则有。
为了便于记忆和运算,采用“十字交叉法”图式表示如下:其中,A1、A2、是具有比值含义的量,P1、P2是A1、A2、的分母对应的物理量(如当A1、A2、代表摩尔质量时,则P1与P2之比为物质的量之比),且P 1、P2具有加合性,只有满足上述条件,才能应用“十字交叉法”,否则便会造成错误。
“十字交叉法”可以广泛用于溶液的混合与稀释、有关元素的平均相对原子质量的计算、连续发生两步反应时产物组成的判断等多种类型的试题中,下面分别予以说明。
一、在溶液混合与稀释计算中的应用1. 在溶液混合计算中的应用。
例1. 现将质量分数为30%的食盐水60g与质量分数为10%的食盐水混合,所得溶液的质量分数为15%。
则所需质量分数为10%的食盐水的质量为___________。
解析:本题是同种溶质不同浓度的溶液混合问题,解决这类问题的依据是混合前溶液中溶质的质量之和等于混合后溶液中溶质的质量。
设所需质量分数为10%的食盐水的质量为x,则:有,解得x=180g。
故所需质量分数为10%的食盐水的质量为180g。
2. 在溶液稀释计算中的应用。
例2. 将质量分数为30%的溶液稀释,配成300g质量分数为10%的溶液。
则需质量分数为30%的溶液和水的质量分别为_______、________。
解析:利用稀释前后溶液中溶质的质量不变,把水看作质量分数为0的溶液,则:即每有1份质量分数为30%的溶液与2份质量分数为0的水混合,可配成(1+2)份质量分数为10%的溶液。
故需质量分数为30%的溶液的质量为×。
需水的质量为或为。
二、在有关元素的平均相对原子质量计算中的应用例3. 由(氯元素的平均相对原子质量为35.5)构成的11.7g NaCl固体中,的质量为____________。
”十字交叉法“的原理和应用
”十字交叉法“的原理和应用化学计算中“十字交叉法”的数学原理和应用一. “十字交叉法”简介“十字交叉法”是二元混合物(或组成)计算中的一种特殊方法,若已知两组分量和这两个量的平均值,求这两个量的比例关系等,多可运用“十字交叉法”计算。
十字交叉法在化学计算中是一种常用的方法,在很多习题中采用十字交叉法可以简化计算过程,提高计算效率。
下面先从一道简单的例题来介绍何为十字交叉法。
例1、50克10%的硫酸溶液和150克30%的硫酸溶液混合后,所得硫酸溶液的质量分数是多少?采用十字交叉法计算的格式如下:设混合后溶液的质量分数为x%,则可列出如下十字交叉形式所得的等式:10%的溶液 10 30 — xX =30%的溶液 30 x — 10由此可得出 x = 25,即混合后溶液的质量分数为25%。
以上习题的计算过程中有一个十字交叉的形式,因此通常将这种方法叫做“十字交叉法”。
然而怎样的计算习题可以采用这种方法?且在用“十字交叉法”时,会涉及到最后差值的比等于什么的问题,即交叉后所得的差值之比是实际中的质量之比还是物质的量之比?这些问题如果不明确,计算中便会得出错误的结论。
针对以上问题,在以前的教学中,可能往往让学生从具体的习题类型死记差值之比的实际意义。
由于十字交叉法常用于:①核素“丰度”与元素相对原子质量的计算;②混合气体不同组分体积之比和混合气体平均相对分子质量的计算;③不同浓度的同种溶液混合后质量分数与组分溶液质量之比的计算等类型的习题中。
因此可以简单记忆为前两种类型中,差值之比为物质的量之比,第三种类型差值之比为质量之比。
这种记忆方法束缚了学生的思维,同时也限制了“十字交叉法”的使用范围。
实质上“十字交叉法”的运用范围很广,绝不仅仅只能在以上三种类型的习题中才可运用。
然而不同情况下,交叉后所得的差值之比的实际意义是什么?该怎样确定其实际意义?是我们应该探讨和明了的问题。
要解决此问题,就要明了“十字交叉法”的数学原理,然后再从原理的角度去分析,便能确定差值之比在何时为组分的质量之比,何时为组分的物质的量之比。
十字交叉法在中学化学中的应用
十字交叉法在中学化学中的应用“十字交叉法”是解决具有平均含义的混合物计算题的一种很好的方法。
适用于能列出一个二元一次方程组来求解的命题。
尤其是某些缺少数据而不能直接求解的混合物的判断题,应用平均值的思想先作判断,再用十字交叉法进行推算,可以在短时间内快速解题,运用起来非常简捷。
本文拟就教学中所得,粗浅地谈一谈“十字交叉法”在化学计算中的应用。
一、适用范围:“十字交叉法”适用于两组分混合物(或多组分混合物,但其中若干种有确定的物质的量比,因而可以看做两组分的混合物),求算混合物中关于组分的某个化学量(微粒数、质量、气体体积等)的比值或百分含量。
二、十字交叉法的解法探讨:1.十字交叉法的依据:对一个二元混合体系,可建立一个特性方程:ax+b(1-x)=c (a 、b 、c 为常数,分别表示A 组分、B 组分和混合体系的某种平均化学量,如:单位为g/mol 的摩尔质量、单位为g/g 的质量分数等) ;x 为组分A 在混合体系中某化学量的百分数(下同)。
如欲求x/(1-x)之比值,可展开上述关系式,并整理得: ax -bx=c -b 解之,得: ba ca xb a bc x --=---=1, 即:ca b c x x --=-12.十字交叉法的常见形式:为方便操作和应用,采用模仿数学因式分解中的十字交叉法,记为:3.解法关健和难点所在:十字交叉法应用于解题快速简捷,学生往往爱用,但是也往往出错。
究其原因,无外乎乱用平均量(即上述a 、b 、c 不知何物)、交叉相减后其差值之比不知为何量之比。
关于上述a 、b 、c 这些化学平均量,在这里是指其量纲为(化学量1 ÷化学量2)的一些比值,如摩尔质量(g/mol )、溶液中溶质的质量分数(溶质质量÷溶液质量)或关于物质组成、变化的其它化学量等等。
设计这些平均量时应优先考虑待求量和题给条件,一般情况下尽可能的将待求量设计为上述化学量2(分数中的分母) ,至于化学量1则依题给条件选取最容易获得的化学量(分数中的分子),这样上述中的a 、b 、c 应该是分别这样的一些化学平均量(如下图):12的化学平均量的量纲 c 组分1 a c -b 混合物 组分2 b a -c c中化学量2 [如a 、b 、c 为摩尔质量(g/mol )时,便是物质的量 mol]的比值。
(完整版)化学十字交叉法
“十字交叉”法的妙用化学计算是从数量的角度研究物质的组成、结构、性质变化,涉及到的化学基本概念多,解法灵活多变,且需要跨学科的知识和思维方法,所以该知识点一直是中学化学教与学的难点,但因能较好地训练学生的逻辑思维能力和思维的敏捷性,又能考察学生的双基知识,所以是教学重点,也是各种考试的热点。
如何进行这方面知识的教学,使学生理解和掌握这些知识、发展学力,一直是各位老师研究的热门话题。
本文拟就教学中所得,粗浅地谈一谈“十字交叉法”在化学计算中的应用。
一、适用范围:“十字交叉法”适用于两组分混合物(或多组分混合物,但其中若干种有确定的物质的量比,因而可以看做两组分的混合物),求算混合物中关于组分的某个化学量(微粒数、质量、气体体积等)的比值或百分含量。
例1:实验测得乙烯与氧气的混合气体的密度是氢气的14.5倍。
可知其中乙烯的质量分数为( )A.25.0%B.27.6%C.72.4%D.75.0%解析:要求混合气中乙烯的质量分数可通过十字交叉法先求出乙烯与氧气的物质的量之比(当然也可以求两组分的质量比,但较繁,不可取),再进一步求出质量分数。
这样,乙烯的质量分数是:ω(C 2H 4)=321283283⨯+⨯⨯×100 %=72.4% 答案:C 。
(解毕)二、十字交叉法的解法探讨:1.十字交叉法的依据:对一个二元混合体系,可建立一个特性方程: ax+b(1-x)=c(a 、b 、c 为常数,分别表示A 组分、B 组分和混合体系的某种平均化学量,如:单位为g/mol 的摩尔质量、单位为g/g 的质量分数等) ;x 为组分A 在混合体系中某化学量的百分数(下同)。
如欲求x/(1-x)之比值,可展开上述关系式,并整理得: ax -bx=c -b 解之,得:b ac a x b a b c x --=---=1, 即:ca b c x x --=-1 2.十字交叉法的常见形式:为方便操作和应用,采用模仿数学因式分解中的十字交叉法,记为:3.解法关健和难点所在:c C 2H 4 28 O 2 32 29 3 1组分1 a c -b 混合物 组分2 b a -c C十字交叉法应用于解题快速简捷,一旦教给了学生,学生往往爱用,但是也往往出错。
高三化学十字交叉的应用技巧
十字交叉的应用技巧金点子:对于二元混合物,如果用C 表示己知的两个量C 1、C 2的平均值,n 1、n 2表示C 1、C 2对应的份数,则有:C 1 n 1 + C 2 n 2 = C (n 1 + n 2) = C n 1 + C n 2n 1(C 1 - C ) = n 2 ( C - C 2 ) ,根据这个关系可以写成十字交叉图式:(斜看差数,横看结果)这种运算方法叫十字交叉法。
在运算时,C 必须是已知量或可间接求得的量。
通过十字交叉法可求得C 1与C 2间的物质的量之比。
经典题:例题1 :(1999年全国高考)原计划实现全球卫星通讯需发射77颗卫星,这与铱(Ir)元素的原子核外电子数恰好相等,因此称为“铱星计划”。
(1)已知铱的一种同位素是19177Ir,则其核内的中子数是 ( ) A .77 B .114 C .191 D .268(2)已知自然界中铱有两种质量数分别为191和193的同位素,而铱的平均原子量为192.22,这两种同位素的原子个数比应为 ( )A .39︰61B .61︰39C .1︰1D .39︰11方法:(1)可利用“质量数=质子数+中子数”求解,(2)利用“十字交叉”求解。
捷径:(1)根据“质量数=质子数+中子数”知:中子数=191-77=114。
选B 。
(1) 利用“十字交叉”可得:以此19177Ir 与19377Ir 两种同位素的原子个数比为:0.78︰1.22=39︰61,得答案为A 。
总结: 该题在当年高考中为两条选择题。
若能巧用“十字交叉”,便能迅速获解。
例题2 :(1999年上海高考)由CO 2、H 2、和CO 组成的混合气在同温同压下与氮气的密度相同。
则该混合气中CO 2、H 2、和CO 的体积比为 ( )A .29︰8︰13B .22︰1︰14C .13︰8︰29D .26︰16︰57方法:将题中三种气体的式量与氮气的式量作比较,找出其间的联系,然后用“十字交叉”求解。
十字交叉法在化学计算中的运用
十字交叉法在化学计算中的运用十字交叉法是一种常见的化学计算方法,通常用于计算化学式、反应式、反应物质量、产物物质量等。
该方法的原理简单,适用性广泛,因此被广泛应用于化学教育和科学研究中。
一、十字交叉法的基本原理十字交叉法是一种基于化学化学计算的原则,其基本思想是利用反应的化学方程式中各个物质的摩尔比例关系来计算物质的质量和化学式。
对于化学方程式中涉及的各种物质,我们需要分别计算其摩尔数,然后根据摩尔比例关系求出所需的其他物质的摩尔数和质量。
具体地说,我们需要先根据化学方程式来确定各个反应物的摩尔数,然后根据摩尔比例关系来计算所得物质的摩尔数,最后根据摩尔质量关系来计算所需的质量。
二、十字交叉法的应用示例下面我们来看一个具体的计算示例:题目:有9.5克的硫酸和20g的铁,它们反应生成硫化氢和铁(Ⅱ)离子。
请计算反应的化学式和干燥的硫化氢的体积,温度为25℃,压力为常压。
解答:步骤一:根据题目中的描述,我们可以写出以下化学方程式:H2SO4 + Fe → FeSO4 + H2S步骤二:计算反应中硫酸和铁的摩尔数。
硫酸的摩尔数 = 质量÷ 摩尔质量= 9.5 ÷ 98 =0.0969 mol铁的摩尔数 = 质量÷ 摩尔质量= 20 ÷ 56 = 0.3571 mol 步骤三:根据化学方程式和摩尔比例关系计算产物的摩尔数和质量。
根据方程式,化合物中硫酸与铁的摩尔比为1:1,因此硫化氢的摩尔数和铁的摩尔数相同。
硫化氢的摩尔数 = 铁的摩尔数 = 0.3571 mol硫化氢的质量 = 摩尔数× 摩尔质量= 0.3571 × 34.08 = 12.17 g步骤四:计算干燥的硫化氢的体积。
根据摩尔体积关系,1摩尔气体在标准状态下的体积为22.4升,因此:干燥的硫化氢体积 = 摩尔数× 22.4 L/mol = 0.3571 × 22.4 = 8 L步骤五:考虑温度和压力的影响。
十字交叉法的原理及其在化学计算中的应用
十字交叉法的原理及其在化学计算中的应用1 十字交叉法的原理[4]:A×a%+B×b%=(A+B)×c%整理变形得:A/B=(c-b)/(a-c )①如果我们以100 g溶液所含的溶质为基准上式表示溶液混合时它们的质量比与有关质量分数比的关系.可得如下十字交叉形式a c-bc ②b a-c对比①,②两式不难看出:十字交叉关系中(c-b)/(a-c)为组分A和组分B混合时的质量比.推广到二组分混合体系中,当以一定质量的混合体系为基准所得十字交叉关系,其比值为质量比(例如,质量分数是以质量为基准);若有c-b比a-c的化学意义由平均值c决定,则比值就表示组分A中c-b和组分B中a-c所表示的量的比值.如c为质量或质量分数,则(c-b)/(a-c)表示组分A和组分B溶液的质量之比.若c 为密度,则(c-b)/(a-c)就表示组分A和组分B的溶液体积之比.若c为摩尔质量,则(c-b)/(a-c)就表示组分A和组分B的物质的量比;此时可用十字交叉法求混合物中各组分的含量.2 十字交叉法的应用例析:2.1 用于混合物中质量比的计算例1将铝铁合金18.5克溶于足量的盐酸中产生标准状况下的氢气11.2升,求合金中铝铁的质量之比是多少?解:在标准状况下,求出氢气的质量M=1g,以混合物总质量18.5g作为基准物再根据镁铝与盐酸的关系列出十字交叉式如下:Al 37 / 18 19/561Fe 37/56 19/18求得铝与铁质量的比是9/28例2镁和铝的混合物10g,与足量的稀硫酸充分反应,生成1.0g氢气,混合物中镁和铝的质量比为多少?解:在标准状况下,以混合物总质量10g作为基准物再根据镁铝与盐酸的关交叉式如下:Mg 5/6 1/91Al 10/9 1/6求得镁与铝的质量比是2/3例3KHCO3和CaCO3的混合物和等质量的NaHCO3分别与盐酸完全反应时,所消耗的酸的量相等,则混合物中KHCO3与CaCO3的质量比是多少?解析:由化学反应方程式:KHCO3+HCl=KCl+H2O+CO2↑CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑以消耗HCl物质的量1mol作为基准物, 求出反应掉KHCO3、CaCO3、NaHCO3的质量的数值分别为100g、50g、84g,依题意KHCO3和CaCO3的混合物84g与NaHCO384g均消耗1molHCl,即两个分量值分别为100和50,平均值为84, 用十字交叉法图解如下:KHCO3100 3484CaCO3 50 16因为是以物质消耗HCl的物质的量1mol为基准物,所以比值34/16=17/8为碳酸氢钾与碳酸钙消耗HCl的物质的量之比,故原混合物中碳酸氢钾与碳酸钙的物质的量之比为17/4,即质量比也为17/4(因它们的相对分子质量相等).2.2 用于混合物中物质的量比的计算例4在标准状况下,测得空气和HCl混合气体对氢气的相对密度为17,求空气和HCl气体的物质的量之比解:混合气体的平均式量为17×2=34 ,以1 mol混合物为基准物则十字交叉法如下:空气29 2.534HCl 36.5 5求出空气与HCl气体的物质的量比是1/2例5某Na2SO3已部分氧化成Na2SO4,经测定该混合物中硫的质量分数为25%,求混合物中Na2SO3和Na2SO4的物质的量之比 (整数比)?解:由平均质量分数25%,列出十字交叉法如下:Na2SO3中S % 25.397 % 2.465 %25%Na2SO4 中S % 22.535 % 0.397 %求得Na2SO3与Na2SO4的物质的量比是6/12.3 用于混合物中体积比的计算例6已知CH4, C2H4及其混合气体在同温同压下分别为0.71 g / L 、1.25 g / L 、1.16 g / L.求混合气体CH4和C2H4的体积比是多少?解:以1mol混合气体密度1.16 g / L作为基准物则十字交叉法如下:CH40.71 0.091.16C2H4 1.25 0.45求得CH4与C2H4的体积比是1/3例7已经2H2(g)+O2(g)=2H2O(g);△H=-571.6千焦C3H8 (g)+5 O2(g)=3CO2(g)+4H2O(1); △H=-2220千焦求H2和C3H8的体积比.解析:lmol C3H8完全燃烧放热为:571.6/2=285.8千焦lmol C3H8完全燃烧放热为:2220千焦lmol混合气体完全燃烧放热为:3847/5=769.4千焦列出十字交叉法如下:H2 285.5 1460.6769.4C3H8 2220 483.6求得H2和C3H8的体积比为3/1例8一种气态烷烃和一种气态烯烃,它们的分子式中所含碳原子数相同,若l体积这种混合烃在O2中充分燃烧,能生成2体积的和2.4体积的水蒸气,则混合中烷烃和烯烃的体积比是多少?解:设混合烃分子式为CxHy、烷烃与烯烃的体积比为CxHy + 3.2 O2= 2 CO2+ 2.4 H2O1 3.2 2 2.4根据原子守衡定理得混合烃分子式为C2H4.8即氢的原子数是 4.8.十字交叉法如下:C2H6 6 0.84.8C2H4 4 1.2求得混合物中C2H6和C2H4的体积比是2/32.4 用于混合物中原子个数比的计算例9已知自然界中铱有两种质量数分别为191和193的同位素,而铱的相对分子质量为192.22,求这两种同位素原子个数比.解:以1 mol铱的相对分子质量为192.22为基准则十字交叉法如下:191Ir 1910.78199.2 191Ir / 193Ir = 0.78 / 1.22193Ir 193 1.22求得191Ir 与193Ir 物质的量比39/61 也是它们原子个数比.2.5 用于混合物中质量分数和体积分数的计算例10 把0.200gNaCl和KI混和物溶于水后加入过量AgN03溶液析出0.449 g,求原混和物中NaCl和KI的质量百分数.解:分别计算产生沉淀物的质量,根据化学方程式得:0.200 g NaCl生成0.490 g AgCl0.200 g NaI生成0.283 g AgI则十字交叉法如下:NaCl 0.490 / 0.200 0.1660.449/0.200 m( NaCl ) / m(KI) =0.166/ 0.041KI 0.283 / 0.200 0.041求得NaCl 和 KI 的质量比是4/1,即他们的质量分数分别为80% ,20%例11在标准状况下氢气和一氧化碳的混合气体7L,质量为2.25g,求H2和CO 的体积分数?解:设混合气体的摩尔质量为M2.25 / M = 7 / 22.4 L / mol M=7.29列出十字交叉法如下:CO 28 5.27.2 V( CO ) / V( H2 )=5.2 / 20.8H2 2 20.8求得CO与H2体积比是1/4即它们体积分数分别是25% ,75%例12 已知Fe2O3在高炉中发生反应Fe2O3+CO = 2FeO+CO2,反应形成的固体混合物Fe2O3、FeO中,元素铁和氧的质量之比用m(Fe)∶m(O)表示.若m(Fe)∶m(O)=21∶8,计算Fe2O3被CO还原的质量分数.解析:此题用方程式法甚为烦琐,用十字交叉法则非常简单.即:若Fe2O3全部被还原,则m(Fe)∶m(O)=21∶6;若Fe2O3未被还原,则m(Fe)∶m(O)=21∶9.列出十字交叉法如下:未被还原Fe2O39 / 21 2 / 218/21被还原Fe2O3 6 / 21 1 / 21则未被还原的氧化铁与被还原的氧化铁的物质的量之比为2∶1,所以被还原的氧化铁的质量分数为13×100%=33.3%.例13将20%NaCl溶液与60%NaCl溶液按质量比1:3混合,计算NaCl溶液的质量分数.解:设20%NaCl溶液为mg,则60%NaCl溶液质量就为3mg,所得NaCl溶液的质量为x%列出十字交叉法如下:m 20% x%-60%x%3m 60 % 20%-x%则m / 3m = ( x % - 60% ) / ( 20% - x % )求出x=50既NaCl质量分数50%。
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⎩⎨⎧=+=+平a x a x a x x 2211211高中化学十字交叉法一. 本周教学容:十字交叉法运用——1 二. 教学要求:1. 能够理解十字交叉法的原理,此法的适用围。
2. 较为熟练的使用十字交叉法。
三. 知识分析: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,应用时一定要注意交叉量的含义。
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。
高考常以选择题的形式出现,有时也应用于综合计算之中,适用围列表如下:【典型例题】1. 有关分子量、平均分子量计算中的应用。
[例1] 在容积为1L 的干燥烧瓶中用向下排空气法充入3NH 后,测得烧瓶中的气体对2H 的相对密度为7.9,若将此气体进行喷泉实验,当喷泉停止后进入烧瓶中溶液的体积为L54,溶质的物质的量浓度为 。
解析:4.197.92=⨯=M 17 6.9 4.19 14⇒29 4.2 故烧瓶为含3NH 为:L L 544141=+⨯氢气不溶于水,当喷泉停止后,烧瓶溶液应为L 54Lmol L mol L L C /045.0544.22/541=⋅=-2. 有关同位素原子量及平均原子量的应用。
[例2]晶体硼由B 105和B 115两种同位素构成,已知g 4.5晶体硼与2H 反应全部转化为硼烷)(42H B 气体,可得标况下426.5H B L ,则晶体硼中B 105和B 115两种同位素原子个数比为( )A. 1:1B. 3:1C. 4:1D. 2:1解析:molmol L LH B n 25.04.226.5)(142=⋅=-由42222H B H B =+知: mol H B n B n 5.0)(2)(42==B 的摩尔质量molg mol g/8.105.04.5==即硼的相对原子质量为8.10B 11511 8.08.10 14⇒B 10510 2.0故选C3. 有关溶液的稀释,加浓及浓度计算的应用。
[例3] 某温度下,22%的3NaNO 溶液mL 150,加g 100水稀释后,其浓度变为14%,求原溶液的物质的量浓度?解析:设原溶液的质量为x 22 1414 100814x =g x 175= 0 8mol g NaNO M /85)(3=Lmol L mol g g C /0.315.08517522.01=⋅⨯=-4. 有关消耗量、差量计算。
[例4] 把NaCl 和NaBr 的混合物g 5.0溶于水后加入足量的3AgNO 溶液,把所得沉淀过滤、洗涤、干燥,最后得到卤化银g 10.1,求原混合物中NaCl 的质量分数是多少? 解析:NaCl —AgCl NaBr —AgBr 5.58 5.143 103 188 g AgX 10.1=(1)若皆为NaCl ,可得沉淀g g 227.15.585.1435.0=⨯NaCl 227.1 187.0 10.1 NaBr 913.0 127.0∴%60%100127.0187.0187.0%=⨯+=NaCl(2)若皆为NaBr ,可得沉淀g g 913.01031885.0=⨯【模拟试题】一. 选择题:1. 将金属钠在空气中燃烧,生成O Na 2和22O Na 的混合物,取该燃烧产物g 48.7溶于水制成mL 1000溶液,取出mL 10用L mol /1.0的盐酸中和,用去mL 20,由此可知该产物中O Na 2的物质的量分数为( )A. %6.16B. %20C. %80D. %4.78 2.硅元素有Si 2814、Si 2914、Si 3014三种同位素,硅的近似相对原子质量为81.2,自然界中Si 2814的原子百分含量为%92,则Si 2914和Si 3014的原子个数比为( ) A. 5:3 B. 1:3 C. 3:2 D. 2:33. 今有34NO NH 和22)(NH CO 混合化肥,经设定含氮40%,则混合物中34NO NH 和22)(NH CO 物质的量之比为( )A. 3:4B. 1:1C. 4:3D. 3:2 4. 已知下列两个热化学方程式kJ l O H g O g H 6.571)(2)()(2222+=+kJ l O H g CO g O g H C 0.2220)(3)(3)(5)(22283++=+实验测得25H mol 和83H C 混合气体完全燃烧时放热kJ 3847,则混合气体中2H 与83H C 的体积比是( )A. 3:1B. 1:3C. 4:1D. 1:15. 在标准状况下,气体A 的密度为L g /25.1,气体B 的密度为L g /875.1,A 和B 的混合气体在相同状况下对氢气的相对密度为8.16,则混合气体中A 与B 的体积比为( ) A. 2:1 B. 1:2 C. 3:2 D. 2:36. 3KHCO 与3CaCO 的混合物同与之等质量的3NaHCO 分别与酸完全反应时所消耗酸量相等。
则3KHCO 和3CaCO 的质量比为( )A. 4:17B. 8:17C. 1:1D. 任意比 二. 填空题:7. 把含431PO H mol 的溶液与含2)(25.1OH molCa 的石灰水混合,充分反应后,蒸干水得一固体,其组成为 (写成分的分子式及物质的量)。
三. 计算题:8. %550g 的4CuSO 溶液配成%10的溶液,需%5.12的硫酸铜溶液多少克?9. 32SO Na 部分氧化成42SO Na 后,S 元素占混合物%25,求32SO Na 和42SO Na 的物质的量之比。
10. 向体积为1L 的干燥容器里充入氯化氢气体,测出容器里的气体对氧气的相对密度为082.1,若用此气体进行喷泉实验,当喷泉实验停止后,吸进容器里的液体的体积是多少?11. 把%10100g KCl 溶液浓度变为%20,需加入多少克KCl ?或蒸发多少克水?或与多少克%25的KCl 溶液混合?12. 已知Cl 的平均相对原子质量为5.35,求Na 2311和Cl 357、Cl 3717微粒组成的NaCl 晶体g 25.29中含Cl 3717的质量是多少?13. 一定量的NO 和一定量的2O 混合,反应完全后,其气体密度是相同状况下氖气的两倍,求混合前NO 和2O 的物质的量之比为多少?14. 32CO Li 和3BaCO 的混合物与盐酸反应所消耗盐酸的量同等质量的3CaCO 和同浓度盐酸反应所消耗的量相等,则混合物中32CO Li 和3BaCO 的质量比是多少?【试题答案】一. 选择题:1. B2. B3. B4. B5. D6. A二. 填空题:7. 243)(PO Ca mol 25.0 42HPO Ca mol 5.0三. 计算题: 8. g 100 9. 1:7 10. L 75.011.解:纯溶质的含量为100%,水的溶质含量为0 设需纯KCl xg ,蒸馏yg O H 2,需25%zg KCl 10 80 20 18⇒x 10018=g x 5.12=100 10 10 5 20 21⇒z 10021=g z 200=25 10 10 202012⇒y 10012= g y 50= 0 10 需加纯KCl g 5.12 或蒸发O H 2 g 50或与质量为g 200%25的KCl 溶液混合 12.解:molmol g gNaCl n 5.05.5825.29)(1=⋅=-Cl 371737 5.05.35 31⇒Cl 351735 5.1∵ NaCl mol 5.0中含-Cl 为mol 5.0,则其中Cl 3717的物质的量为:mol mol 125.03115.0=+⨯质量为g mol g mol 625.4/37125.0=⨯ 13.解:反应后混合气体的40220=⨯=M ∴ 混合气体可能是2NO 和NO 或2NO 与2O (1)若是2NO 与NO2NO 46 40 35⇒NO 30 6 2222NO O NO =+ 2 1 2 转 5 5.2 5 余 35:165.2:8)(:)(2==NO n NO n(2)若是2NO 与2O2NO 46 8 40 43⇒2O 32 6 2222NO O NO =+ 2 1 2 转 4 2 4 余 3 5:4)(:)(22=O n NO n答:当NO 过量时:5:16)(:)(2=O n NO n当2O 过量时:5:4)(:)(2=O n NO n 14.解:可先求出混合物中32CO Li 和3BaCO 的物质的量之比 32CO Li 74 97 100 3BaCO 197 26即2697)()(332=BaCO n CO Li n ∴ 57197267497)()(332=⨯⨯=BaCO m CO Li m。