差量法在化学计算中的应用
一、差量法的应用原理
差量法是依据化学反应前后的莫些“差量”(固体质量差、溶液质量差、气体体积差、气体物质的量之差等)与反应物或生成物的变化量成正比而建立的一种解题法。
此法将“差量”看作化学方程式右端的一项,将已知差量(实际差量)与化学方程式中的对应差量(理论差量)列成比例,其他解题步骤与化学方程式列比例式解题完全一致。
用差量法解题的关键是正确找出理论差量。
差量法在化学计算中有广泛的用途,其中较为常见的是“质量差法”和“体积差法”]
差量法的适用条件:
(1).反应不完全或有残留物。
在这种情况下,差量反映了实际发生的反应,消除了未反应物质对计算的影响,使计算得以顺利进行。
(2)反应前后存在差量,且此差量易求出。
这是使用差量法的前提。
只有在差量易求得时,使用差量法才显得快捷,否则,应考虑用其他方法来解。
(3)在化学反应中,各物质是按一定的比例关系进行反应的,如222C s O g CO g ()()()+=;∆H kJ mol =-221/,而其中∆∆∆m s n g V g (),(),(),∆H 分别为24g 、1mol 、22.4L 、-221kJ ,这些差值也都是相关联的且成正比例关系的物理量。
所以我们可将这些差值应用于化学计算之中,此即所谓差量法。
二、利用差量法解题的类型
1.质量差量法
①固体质量差量法
例1:将12.8g 铜片放入足量AgNO 3溶液中,一段时间后,取出铜片洗净烘干后,称得质
量为1356
.g ,计算有多少克铜被氧化。
解析:铜与AgNO 3发生反应:Cu AgNO Cu NO Ag +=+22332(),从反应方程式可以看出,有64g 铜被氧化,会生成216g 金属银,固体质量增加152g ,它与题中给出固体质量差量构成对应比例关系,可用差量法求解。
解:Cu AgNO Cu NO Ag +=+22332() 固体增加质量∆m
64g
216g 21664152g g g -= m Cu ()
1356128076...g g g -= m Cu g g g
g ()..=⨯=0766*******…………答 ②液体质量差量法
例2:天平两端各放一只质量相等的烧杯,内盛等体积等浓度的足量稀盐酸,将物质的量都为amol 的铝和镁分别放入左盘和右盘的烧杯中,反应完毕后,在哪一盘的烧杯中加入多少克同种金属才能平衡。
解析:开始反应前和反应后均要求天平平衡,实质上是要求最终增加溶液的质量相等,即可利用溶液质量增加这一实质求解。
解:右盘:Mg HCl MgCl H +=+↑222 溶液质量增加∆m
1mol 2g 24222g g g -=
amol 22ag
左盘:262332Al HCl AlCl H +=+↑
溶液质量增加∆m 2mol
6g 54648g g g -= amol
24ag 由于2422a a >,放入铝的左盘要净重2a 克,设在右盘应再加入镁的质量为m Mg () 右盘:Mg HCl MgCl H +=+↑222
溶液反应增加∆m 24g
2g 22g m Mg () 2ag 求得m Mg a g ()=2411 答:应在右盘烧杯中再加2411
a g 镁才能保持平衡。
2.气体物质的量差法量
例3:CS 2是实验室常用有机溶剂,取一定量CS 2在氧气中充分燃烧,生成SO 2和CO 2,
若01
2.molCS 在12molO 中完全燃烧反应生成气体混合物在标准状况下的体积是( )。
A .6.72L
B .13.44L
C .15.68L
D .22.4L
解析:由于CS O g CO g SO 2222132()()()+=+()g ,可知CS 2(液)在氧气中燃烧时,反应前后气体的物质的量不变。
本题燃烧后最后混合气体的物质的量仍为1mol ,在标况下其体积为224.L 。
故正确答案D 。
3.反应热差量法
例4:已知C (金刚石,S )+=O g CO g 22()();∆H kJ mol =-39541./
C (石墨,S )+==-O g CO g H kJ mol 2239541()()./;∆
在人造金刚石的模拟装置中,放入30g 石墨,通过电弧放电提供3800J 的能量,试求理论上石墨转化成金刚石的质量分数。
解析:将第②个反应减去第①个反应可得C (石墨,S )=C (金刚石,S );∆H kJ mol =⋅-191.
解:1mol 石墨转化成金刚石,反应热∆H kJ =19
. 12g
3.8kJ m (金刚石) 得m g ()..
金刚石=⨯381219=24g 即石墨转化成金刚石的质量分数为2430100%80%g g
⨯=。