2020届高考化学关系式法简化计算【极值法、关系式法计算--附有解析】

高考平均值法、极值法解决混合物计算问题

【专题训练】

1．有两种金属混合粉末15 g，加入足量的稀盐酸充分反应后，得到11.2 L H2(标准状况)，则下列各组金属中肯定不能构成上述混合物的是( )

A．Mg、Al B．Mg、Zn

C．Zn、Al D．Al、Fe

答案：A 解析：n(H2)＝11.2 L/22.4 L·mol－1＝0.5 mol，生成0.5 mol H2转移1 mol电子，所以该金属混合物的平均摩尔电子质量是15 g/mol e－；已知金属的摩尔电子质量分别为：镁12 g/mol e－、铝9 g/mol e－、锌32.5 g/mol e－、铁28 g/mol e－，根据平均值的含义不难得出答案。

2．混合烃由两种气态烃组成，取2.24 L该混合气体燃烧后，得3.36 L CO2和3.6 g水，则关于该混合烃的组成判断正确的是(气体体积均在标准状况下测定)( )

A．一定不含甲烷

B．一定有乙烷

C．可能是甲烷和乙烯的混合气体

D．可能是甲烷和乙烷的混合气体

答案：C 解析：由题意可知0.1 mol该混合烃生成0.15 mol CO2和0.2 mol H2O，则该混合烃的平均分子式为C1.5H4。根据碳原子个数分析：其中必含碳原子数小于1.5的烃，即一定含有甲烷(CH4)，另一种烃的碳原子数大于1.5；根据氢原子个数分析：混合烃分子中平

均氢原子数为4，则另一种烃中氢原子数一定为4，可能为C2H4、C3H4、C4H4等。

3．向100 mL 1 mol/L的NaOH溶液中通入一定量的SO2后，将所得的溶液蒸干得到5.8 g固体物质，则该固体的成分是( ) A．Na2SO3 B．NaHSO3

C．Na2SO3、NaHSO3 D．Na2SO3、NaOH

答案：D 解析：本题中反应后得到的物质只可能有Na2SO3、NaHSO3、Na2SO3＋NaHSO3、Na2SO3＋NaOH四种情况，其中只有Na2SO3或只有NaHSO3时计算比较简单，故可先分别假设所得固体中只有Na2SO3或NaHSO3。假设所得固体全部是Na2SO3，则由钠原子守恒知可得到0.05 mol Na2SO3，质量为 6.3 g；同理可求出当固体全部为NaHSO3时的质量为10.4 g，因计算出的两个数据均大于所得到的固体质量，故说明有一部分NaOH没有转化为相应的盐。

4．在密闭容器中进行X2(g)＋4Y2(g)2Z2(g)＋3W2(g)的反应，其中X2、Y2、Z2、W2的起始浓度分别为0.1 mol/L、0.4 mol/L、0.2 mol/L、0.3 mol/L，当反应达到平衡时，各物质的物质的量浓度不可能是( )

A．c(X2)＝0.15 mol/L

B．c(Y2)＝0.9 mol/L

C．c(Z2)＝0.3 mol/L

D．c(W2)＝0.6 mol/L

答案：BD 解析：假设可逆反应向正方向完全进行到底时，生成c(Z2)＝0.4 mol/L，c(W2)＝0.6 mol/L。但该反应实际为可逆反应，故c(Z2)＝0.3 mol/L可能，c(W2)＝0.6 mol/L不可能。假设可逆反应向逆反应方向完全进行到底时，反应物c(X2)＝0.2 mol/L，c(Y2)

＝0.8 mol/L，由于此反应为可逆反应，故c(X2)＝0.15 mol/L有可能，c(Y2)＝0.9 mol/L不可能。

5.已知氟化氢气体中存在平衡：2(HF)33(HF)2、(HF)2

2HF。若平衡时气体的平均摩尔质量为42 g·mol－1，则(HF)3的体积分数可能( )

A．小于10% B．大于60%

C．等于42% D．等于60%

答案：C 解析：①假设体系中只有(HF)3和(HF)2，根据混合气体的平均摩尔质量为42 g·mol－1，利用十字交叉法得：

HF3

HF2

426040218

则(HF)3的体积分数为

2

2＋18

×100%＝10%

②假设平衡体系中只有(HF)3和HF，同理可求得(HF)3的体积分数为55%。实际上平衡体系中不可能没有HF或(HF)2，所以(HF)3的体积分数应介于最大值与最小值之间，即介于10%与55%之间，符合要求的只有C项。

【专题反思】

平均值法就是根据两物质的某种平均值来推断两物质范围的解题方法。平均值法解题的范围很广，适用于二元混合物的有关计算，特别适合于缺少数据而不能直接求解的混合物判断题。常见的平均值问题主要有平均摩尔电子质量法和平均分子式法。

1．含义：平均值法所依据的数学原理是x(A)

平均值法常用于判断混合物的组成、产物的组成、混合物中各组分含量的计算等，此法只能求出混合物的可能成分，不用考虑各组分的含量。

2．解题关键：其关键是通过平均值确定范围，很多题目的平均值需要根据条件先确定下来再做出判断。

3．类型：

平均值法最常见的是平均摩尔电子质量法、平均分子式法、平均氢原子法等。

极值法是指采用极限思维方式解决一些模糊问题的解题方法。它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值，进行判断分析，求得结果。

采用极值法可以将某些复杂的、难以分析清楚的化学问题假设为极值问题，使解题过程简化，解题思路清晰，把问题化繁为简，由难变易，从而提高解题速度。

1．含义：极值法就是通过对研究对象或变化过程的分析，提出一种或多种极端情况的假设，并针对各极端情况进行计算分析，从而确定极值区间，最终依据该区间做出判断的方法。

2．类型：

(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等。