高中化學(xué)8種計(jì)算題解題方法
2019-01-24 15:51:01三好網(wǎng)
1、關(guān)系式法
關(guān)系式法是根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算的巧用，其解題的核心思想是化學(xué)反應(yīng)中質(zhì)量守恒，各反應(yīng)物與生成物之間存在著最基本的比例（數(shù)量）關(guān)系。
例題1某種H2和CO的混合氣體，其密度為相同條件下
再通入過(guò)量O2，最后容器中固體質(zhì)量增加了[]
A．3.2gB．4.4gC．5.6gD．6.4g
[解析]
固體增加的質(zhì)量即為H2的質(zhì)量。
固體增加的質(zhì)量即為CO的質(zhì)量。
所以，最后容器中固體質(zhì)量增加了3.2g，應(yīng)選A。
2、方程或方程組法
根據(jù)質(zhì)量守恒和比例關(guān)系，依據(jù)題設(shè)條件設(shè)立未知數(shù)，列方程或方程組求解，是化學(xué)計(jì)算中最常用的方法，其解題技能也是最重要的計(jì)算技能。
例題2有某堿金屬M(fèi)及其相應(yīng)氧化物的混合物共10g，跟足量水充分反應(yīng)后，小心地將溶液蒸干，得到14g無(wú)水晶體。該堿金屬M(fèi)可能是[]
A．鋰B．鈉C．鉀D．銣
（鋰、鈉、鉀、銣的原子量分別為：6.94、23、39、85.47）
設(shè)M的原子量為x
解得42.5＞x＞14.5
分析所給鋰、鈉、鉀、銣的原子量，推斷符合題意的正確答案是B、C。
3、守恒法
化學(xué)方程式既然能夠表示出反應(yīng)物與生成物之間物質(zhì)的量、質(zhì)量、氣體體積之間的數(shù)量關(guān)系，那么就必然能反映出化學(xué)反應(yīng)前后原子個(gè)數(shù)、電荷數(shù)、得失電子數(shù)、總質(zhì)量等都是守恒的。巧用守恒規(guī)律，常能簡(jiǎn)化解題步驟、準(zhǔn)確快速將題解出，收到事半功倍的效果。
例題3將5.21g純鐵粉溶于適量稀H2SO4中，加熱條件下，用2.53gKNO3氧化Fe2+，充分反應(yīng)后還需0.009molCl2才能完全氧化Fe2+，則KNO3的還原產(chǎn)物氮元素的化合價(jià)為_(kāi)__。
解析：0.093＝0.025x＋0.018，x＝3，5－3＝2。應(yīng)填：+2。
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4、差量法
找出化學(xué)反應(yīng)前后某種差量和造成這種差量的實(shí)質(zhì)及其關(guān)系，列出比例式求解的方法，即為差量法。其差量可以是質(zhì)量差、氣體體積差、壓強(qiáng)差等。
差量法的實(shí)質(zhì)是根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算的巧用。它最大的優(yōu)點(diǎn)是：只要找出差量，就可求出各反應(yīng)物消耗的量或各生成物生成的量。
例題4加熱碳酸鎂和氧化鎂的混合物mg，使之完全反應(yīng)，得剩余物ng，則原混合物中氧化鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為[]
設(shè)MgCO3的質(zhì)量為x
MgCO3MgO+CO2↑混合物質(zhì)量減少
應(yīng)選A。
5、平均值法
平均值法是巧解方法，它也是一種重要的解題思維和解題
斷MA或MB的取值范圍，從而巧妙而快速地解出答案。
例題5由鋅、鐵、鋁、鎂四種金屬中的兩種組成的混合物10g與足量的鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為11.2L，則混合物中一定含有的金屬是[]
A．鋅B．鐵C．鋁D．鎂
各金屬跟鹽酸反應(yīng)的關(guān)系式分別為：
Zn—H2↑Fe—H2↑
2Al—3H2↑Mg—H2↑
若單獨(dú)跟足量鹽酸反應(yīng)，生成11.2LH2（標(biāo)準(zhǔn)狀況）需各金屬質(zhì)量分別為：Zn∶32.5g；Fe∶28g；Al∶9g；Mg∶12g。其中只有鋁的質(zhì)量小于10g，其余均大于10g，說(shuō)明必含有的金屬是鋁。應(yīng)選C。
6、極值法
巧用數(shù)學(xué)極限知識(shí)進(jìn)行化學(xué)計(jì)算的方法，即為極值法。
例題64個(gè)同學(xué)同時(shí)分析一個(gè)由KCl和KBr組成的混合物,他們各取2.00克樣品配成水溶液,加入足夠HNO3后再加入適量AgNO3溶液,待沉淀完全后過(guò)濾得到干燥的鹵化銀沉淀的質(zhì)量如下列四個(gè)選項(xiàng)所示,其中數(shù)據(jù)合理的是[]
A.3.06gB.3.36gC.3.66gD.3.96
本題如按通常解法,混合物中含KCl和KBr,可以有無(wú)限多種組成方式,則求出的數(shù)據(jù)也有多種可能性,要驗(yàn)證數(shù)據(jù)是否合理,必須將四個(gè)選項(xiàng)代入,看是否有解,也就相當(dāng)于要做四題的計(jì)算題,所花時(shí)間非常多.
使用極限法,設(shè)2.00克全部為KCl,根據(jù)KCl-AgCl,每74.5克KCl可生成143.5克AgCl,則可得沉淀為(2.00/74.5)*143.5=3.852克,為最大值,同樣可求得當(dāng)混合物全部為KBr時(shí),每119克的KBr可得沉淀188克,所以應(yīng)得沉淀為(2.00/119)*188=3.160克,為最小值,則介于兩者之間的數(shù)值就符合要求,故只能選B和C.
7、十字交叉法
若用A、B分別表示二元混合物兩種組分的量，混合物總量為A+B（例如mol）。
若用xa、xb分別表示兩組分的特性數(shù)量（例如分子量），x表示混合物的特性數(shù)量（例如平均分子量）則有：
十字交叉法是二元混合物（或組成）計(jì)算中的一種特殊方法，它由二元一次方程計(jì)算演變而成。若已知兩組分量和這兩個(gè)量的平均值，求這兩個(gè)量的比例關(guān)系等，多可運(yùn)用十字交叉法計(jì)算。
使用十字交叉法的關(guān)鍵是必須符合二元一次方程關(guān)系。它多用于哪些計(jì)算？
明確運(yùn)用十字交叉法計(jì)算的條件是能列出二元一次方程的，特別要注意避免不明化學(xué)涵義而濫用。
十字交叉法多用于：
�、儆嘘P(guān)兩種同位素原子個(gè)數(shù)比的計(jì)算。
�、谟嘘P(guān)混合物組成及平均式量的計(jì)算。
�、塾嘘P(guān)混合烴組成的求算。(高二內(nèi)容)
④有關(guān)某組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)或溶液稀釋的計(jì)算等。
例題7已知自然界中銥有兩種質(zhì)量數(shù)分別為191和193的同位素，而銥的平均原子量為192.22，這兩種同位素的原子個(gè)數(shù)比應(yīng)為[]
A．39∶61B．61∶39
C．1∶1D．39∶11
此題可列二元一次方程求解，但運(yùn)用十字交叉法最快捷：
8、討論法
討論法是一種發(fā)現(xiàn)思維的方法。解計(jì)算題時(shí)，若題設(shè)條件充分，則可直接計(jì)算求解；若題設(shè)條件不充分，則需采用討論的方法，計(jì)算加推理，將題解出。
例題8在30mL量筒中充滿(mǎn)NO2和O2的混合氣體，倒立于水中使氣體充分反應(yīng)，最后剩余5mL氣體，求原混合氣中氧氣的體積是多少毫升？
最后5mL氣體可能是O2，也可能是NO，此題需用討論法解析。
解法（一）
最后剩余5mL氣體可能是O2；也可能是NO，若是NO，則說(shuō)明NO2過(guò)量15mL。
設(shè)30mL原混合氣中含NO2、O2的體積分別為x、y
4NO2+O2+2H2O=4HNO3
原混合氣體中氧氣的體積可能是10mL或3mL。
解法（二）：
設(shè)原混合氣中氧氣的體積為y（mL）
�。�1）設(shè)O2過(guò)量：根據(jù)4NO2+O2+2H2O=4HNO3，則O2得電子數(shù)等于NO2失電子數(shù)。
�。▂-5）×4=（30-y）×1
解得y=10（mL）
�。�2）若NO2過(guò)量：
4NO2+O2+2H2O=4HNO3
4yy
3NO2+H2O=2HNO3+NO
因?yàn)樵谌浚?0-y）mLNO2中，有5mLNO2得電子轉(zhuǎn)變?yōu)镹O，其余（30-y-5）mLNO2都失電子轉(zhuǎn)變?yōu)镠NO3。
O2得電子數(shù)+（NO2→NO）時(shí)得電子數(shù)等于（NO2→HNO3）時(shí)失電子數(shù)。
【評(píng)價(jià)】解法（二）根據(jù)得失電子守恒，利用阿伏加德羅定律轉(zhuǎn)化信息，將體積數(shù)轉(zhuǎn)化為物質(zhì)的量簡(jiǎn)化計(jì)算。凡氧化還原反應(yīng)，一般均可利用電子得失守恒法進(jìn)行計(jì)算。
無(wú)論解法（一）還是解法（二），由于題給條件不充分，均需結(jié)合討論法進(jìn)行求算。
4y+5×2=（30-y-5）×1
解得y=3（mL）
原氧氣體積可能為10mL或3mL。
