化学计算中的五种基本解题方法

化学计算中的五种基本解题方法【题型说明】

高考命题中，最常见的化学计算方法有“差量法”、“关系式法”、“极值法”、“平均值法”、“终态法”等，在这几种计算方法中，充分体现了物质的量在化学计算中的核心作用和纽带作用，依据方程式的计算又是各种计算方法的基础，其解题过程如下：

(1)化学方程式中有关量的关系

a A(g)＋

b B(g)===

c C(g)＋

d D(g)

质量比aM A ∶bM B ∶cM C∶dM D

物质的量比a∶b∶c∶d

体积比a∶b∶c∶d

(2)一般步骤

①根据题意写出并配平化学方程式。

②依据题中所给信息及化学方程式判断过量物质，用完全反应物质的量进行计算。

③把已知的和需要求解的量[用n(B)、V(B)、m(B)或设未知数为x表示]分别写在化学方程式有关化学式的下面，两个量及单位“上下一致，左右相当”。

④选择有关量(如物质的量、气体体积、质量等)的关系作为计算依据，列比例式，求未知量。

“差量法”在化学方程式计算中的妙用

[题型示例]

【示例1】(2014·安徽名校联考)16 mL由NO与NH3组成的混合气体在催化剂作用下于400 ℃左右可发生反应：6NO＋4NH3 5N2＋6H2O(g)，达到平衡时在相同条件下气体体积变为17.5 mL，则原混合气体中NO与NH3的物质的量之比有四种情况：①5∶3、②3∶2、③4∶3、④9∶7。其中正确的是()。

A．①②B．①④

C．②③D．③④

思路点拨根据反应前后气体的总体积，可用差量法直接求解。

6NO＋4NH3 5N2＋6H2O(g)ΔV(气体的体积差)

6 mL 4 mL 5 mL 6 mL(5＋6)－(4＋6)＝1(mL)

(理论差量)

9 mL 6 mL17.5－16＝1.5(mL)

(实际差量)

由此可知共消耗15 mL 气体，还剩余 1 mL 气体，假设剩余的气体全部是NO ，则V (NO)∶V (NH 3)＝(9 mL ＋1 mL)∶6 mL ＝5∶3，假设剩余的气体全部是NH 3，则V (NO)∶V (NH 3)＝9 mL ∶(6 mL ＋1 mL)＝9∶7，但因该反应是可逆反应，剩余气体实际上是NO 、NH 3的混合气体，故V (NO)∶V (NH 3)介于5∶3与9∶7之间，对照所给的数据知3∶2与4∶3在此区间内。

答案 C

【方法指导】

1．所谓“差量”就是指反应过程中反应物的某种物理量之和(始态量)与同一状态下生成物的相同物理量之和(终态量)的差，这种物理量可以是质量、物质的量、气体体积、气体压强、反应过程中的热效应等。

2．计算依据：化学反应中反应物或生成物的量与差量成正比。

3．解题关键：一是明确产生差量的原因，并能根据化学方程式求出理论上的差值(理论差量)。二是结合题中的条件求出或表示出实际的差值(实际差量)。

[题组精练]

1．一定质量的碳和8 g 氧气在密闭容器中于高温下反应，恢复到原来的温度，测得容器内的压强变为原来的1.4倍，则参加反应的碳的质量为( )。

A ．2.4 g

B ．4.2 g

C ．6 g

D ．无法确定 解析 由化学方程式：C ＋O 2=====高温CO 2和2C ＋O 2=====高温2CO 可知，当产物全部是CO 2

时，气体的物质的量不变，温度和体积不变时气体的压强不变；当产物全部是CO 时，气体的物质的量增大1倍，温度和体积不变时压强增大1倍，现在气体压强变为原来的1.4倍，

故产物既有CO 2，又有CO 。n (O 2)＝8 g 32 g·mol －1

＝0.25 mol ，由阿伏加德罗定律可知，气体压强变为原来的1.4倍，气体的物质的量变为原来的1.4倍，即Δn (气体)＝0.25 mol ×(1.4－1)＝0.1 mol 。

2C ＋ O 2=====高温2CO Δn (气体)

2 mol 1 mol 1 mol

0.2 mol 0.1 mol 0.1 mol

则生成CO 消耗0.1 mol O 2，生成CO 2消耗0.15 mol O 2。

C ＋ O 2=====高温

CO 2

0.15 mol 0.15 mol

故n (C)＝0.2 mol ＋0.15 mol ＝0.35 mol ，m (C)＝0.35 mol ×12 g·mol －1＝4.2 g 。 答案 B

2．为了检验某含有NaHCO 3杂质的Na 2CO 3样品的纯度，现将w 1 g 样品加热，其质量

变为w 2 g ，则该样品的纯度(质量分数)是( )。

A.84w 2－53w 131w 1

B ．84(w 1－w 2)31w 1 C.73w 2－42w 131w 1

D ．115w 2－84w 131w 1

解析 样品加热发生的反应为

2NaHCO 3=====△Na 2CO 3＋H 2O ＋CO 2↑ Δm

168 106 62

m (NaHCO 3) (w 1－w 2)g

故样品中NaHCO 3质量为168(w 1－w 2)62

g ， 样品中Na 2CO 3质量为w 1 g －168(w 1－w 2)62g ， 其质量分数为m (Na 2CO 3)m (样品)

＝w 1 g －168(w 1－w 2)62 g w 1 g ＝84w 2－53w 131w 1。 答案 A

3．白色固体PCl 5受热即挥发并发生分解：PCl 5(g) PCl 3(g)＋Cl 2(g)。现将5.84 g PCl 5装入2.05 L 真空密闭容器中，在277 ℃ 下达到平衡，容器内压强为1.01×105 Pa ，经计算可知平衡时容器内混合气体的物质的量为0.05 mol ，平衡时PCl 5的分解率为________。

解析 原n (PCl 5)＝ 5.84 g 208.5 g·mol －1

≈0.028 mol ，设分解的PCl 5的物质的量为x mol ，则 PCl 5(g) PCl 3(g)＋Cl 2(g) 物质的量增加(Δn )

1 1 1 1

x mol 0.05 mol －0.028 mol ＝0.022 mol

所以x ＝0.022

PCl 5的分解率＝0.022 mol 0.028 mol

×100%≈78.6%。 答案 78.6%

【解题模板】

步骤：一是表示出理论差值及相应反应物、生成物对应的物理量，要注意不同物质的物理量及单位间的对应关系；二是表示出实际差量并写在相应位臵(注意应将理论差值与实际差值写在化学方程式最右侧)；三是根据比例关系建立方程式并求出结果。

图示：