一.过量问题思考:先根据已有的经验思考:在什么样的情况下需判断何种反应物过量?你是如何判断的?(依据化学方程式中所体现的各反应物质间的定量关系,以及题给物质的实际量等条件予以判断)两种反应物的量均已确定,应先判断哪种反应物过量,再根据没有过量(少量)的反应物的量进行计算,求产物的量,具体步骤如下(1)写出反应化学方程式(2)判断哪一种反应物过量(3)根据不足的求解此类题目中关键是判断哪一种反应物过量。
而判断方法通常有两种。
举例如下:☆例1 8mol H2与6mol O2充分反应,求生成水的质量。
方法一:以任意种反应物为标准,判断过量:(假设其中一种物质完全反应,并以此计算出另一种物质的量,再与题目所给的量进行比较。
)方法二:比例式法:参考《导学教程》P125 ★练习 1 实验室用 6.96 g 二氧化锰和50 mL 10mol/L 的盐酸共热制取氯气。
标准状况下可制得氯气多少升?★下列题是过量问题的讨论题★范围过量及讨论的计算:范围讨论计算往往是过量计算的演化和延伸,因反应物之间相对含量不同而使产物有所不同(如H2S与O2,CO2与NaOH,Cl2与NH3等),因此正确书写恰好反应生成相对单一的产物的化学方程式,以恰好反应的特殊点为基准讨论计算是解决问题的关键练习 2 试计算推理:分别向两份含有 1 mol NaOH 溶液中溶入0.8 mol CO2和1.5 mol HCl 气体,各得什么产物?其物质的量为多少?★练习3 某500 mL 溶液中含有0.1 mol Fe2+、0.2 mol Fe3+,加入0.2mol 铁粉,待Fe3+完全还原后,溶液中Fe2+的物质的量浓度为(假设反应前后体积不变)()A.0.4 mol/L B.0.6 mol/LC.0.8 mol/L D.1.0 mol/L★练习4 在某100 mL 混合液中,硝酸的物质的量浓度为0.4 mol/L ,硫酸的物质的量浓度为0.2 mol/L ,向其中加入7.56 g 铜粉,微热,充分反应后,溶液中铜离子的俄物质的量浓度约为()A.0.15 mol/L B.0.3 mol/LC.0.225 mol/L D.无法计算二、关系式法实际化工生产中以及化学工作者进行科学研究时,往往涉及到多步反应:从原料到产品可能要经过若干步反应;测定某一物质的含量可能要经过若干步中间过程。
对于多步反应体系,依据若干化学反应方程式,找出起始物质与最终物质的量的关系,并据此列比例式进行计算求解方法,称为“关系式”法。
利用关系式法可以节省不必要的中间运算步骤,避免计算错误,并能迅速准确地获得结果。
此法解题的步骤如下:(1)写出各步反应方程式(也可为离子方程式)(2)据化学方程式找出可以作为中介物质,并确定最初反应物,中介物,最终生成物之间的量的关系。
(3)确定最初反应物和最终生成物之间的量的关系。
(4)根据所确定的最初反应和最终生成物之间的量的关系和已知条件进行计算。
一般此类题目有两种,如下:(1)物质制备中的关系式法☆例 2 某化肥厂用氨氧化法制硝酸,并制取硝酸铵。
已知由氨制取NO的转化率为96%,由NO2制取硝酸的转化率为92%,硝酸与氨反应的转化率为100%。
若制得320 t 硝酸铵,共需氨气多少吨?参考《导学教程》P127 典例4 (2)物质分析中的关系式法测定漂白粉中氯元素的含量,测定钢中的含硫量,测定硬水中的硬度或测定某物质组成等物质分析过程,也通常由几步反应来实现,有关计算也需要用关系式法。
☆例3 让足量浓硫酸与一定量的氯化钠固体加强热反应,把生成的氯化氢溶于适量的水中,再加入二氧化锰使盐酸完全反应,将反应生成的氯气通入KI溶液中,得到11.6克碘,试计算反应中NaCl的质量。
★练习5 一定量的铁粉和9克硫粉混合加热,待其反应后再加入过量盐酸,将生成的气体完全燃烧,共收集得9克水,求加入的铁粉质量为A.14gB.42gC.56gD.28g三、差量法差量法是依据化学反应前后的某些“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)与反应或生成物的变化量成正比而建立的一种解题方法。
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,其他解题步骤与按化学方程式列比例或解题完全一样。
其实质是借助数学中的“等比性质”,把有增减量变化的反应式列成比例式,即:dbcadcba--==(一)质量差法☆例4 把12.2克干燥的氯酸钾和二氧化锰的混合物放到试管中加热,直至没有气体产生为止。
冷却后,称得剩余固体的质量为8.4克。
求原混合物中氯酸钾的质量是多少?★练习6 在1L 2 mol/L 的稀硝酸溶液中加入一定量的铜粉,充分反应后溶液的质量增加了13.2克。
,问:(1)加入的铜粉是多少克?(2)理论上可产生NO气体多少升?(标准状况)★练习7 50 g Fe浸在硫酸铜溶液中,过一会儿取出,经洗涤、干燥后,称量得51.2 g 固体,则参加反应得Fe 的质量是多少(二)体积差法☆例5 等物质的量的N2、O2、CO2混合气体通过Na2O2后,体积变为原体积的8/9 (同温同压),这时混合气体中N2、O2、CO2物质的量之比为多少?★练习8 把盛有48 mL NO、NO2 混合气体的容器,倒置于水中(同温同压),待液面稳定后,容器内气体体积变为24 mL,求原混合气体中NO、NO2的体积分别为多少?四、守恒法化学反应的实质是原子间重新组合,依据质量守恒定律在化学反应中存在一系列守恒现象。
守恒法是中学化学计算中一种很重要的方法和技巧,也是高考试题中应用最多的方法之一,其特点是抓住有关变化的始态和终态,忽略中间过程,利用其中某种不变(守恒)量建立关系式,从而简化思路,快速解题。
常见的守恒有:质量守恒、元素守恒、电荷守恒、电子得失守恒等。
(一)质量守恒法质量守恒就是化学反应前后各物质的质量总和不变,在配制或稀释溶液的过程中,溶质的质量不变(稀释定律C1V1=C2V2)。
☆例6 某固体物质X加热分解:2X == Y +2Z+4W生成物均为气体,现测得生成的混合气体500mL (标况)的质量为0.51 g,则X的摩尔质量约为多少?★练习9 1500C时,碳酸铵完全分解产生气态混合物,其密度是相同条件下氢气密度的(A)96倍(B)48倍(C)12倍(D)32倍(二)元素守恒法元素守恒即反应前后各元素种类不变,各元素原子个数不变,其物质的量、质量也不变。
也可延伸为某些离子、离子团的守恒☆例7 38.4 g铜跟适量浓硝酸反应,铜全部作用后,共收集到气体22.4 L (标况),反应消耗硝酸的物质的量为多少?参考《导学教程》P123 典例2★练习10 有一在空气中放置了一段时间的KOH 固体,经分析测知其含水2.8%、含K2CO3 37.3% 取1克该样品投入25毫升2摩/升的盐酸中后,多余的盐酸用1.0摩/升KOH溶液30.8毫升恰好完全中和,蒸发中和后的溶液可得到固体(A)1克(B)3.725克(C)0.797克(D)2.836克★练习11 用1L 1.0 mol/L NaOH溶液吸收0.8mol CO2,所得溶液中的CO32―和HCO3―的物质的量浓度之比约为A.1 :3 B. 1 :2C.2 :3 D. 3 :2(三)电荷守恒法电荷守恒即对任一电中性的体系,如化合物、混和物、溶液等,电荷的代数和为零,即阴、阳离子所带正电荷总数和负电荷总数相等。
在离子方程式中,反应物和生成物所带电荷总数相等。
☆例8 某硫酸镁和硫酸铝的混合溶液中,c(Mg2+)=2mol/L,c(SO42—)=6.5mol/L,若将200mL的此混合液中的Mg2+和Al3+分离,至少应加入1.6 mol/L 的苛性钠溶液多少升?★练习12 在Na2SO4和K2SO4的混和溶液中,如果c(Na+)=0.2 mol/L,c(SO42-)=x mol/L,c(K+)=y mol/L,则x和y的关系是A x=0.5yB x=0.1+0.5yC y=2(x-0.1)D y=2x-0.1 (四)电子得失守恒法电子得失守恒是指在发生氧化—还原反应时,氧化剂得到的电子数一定等于还原剂失去的电子数,无论是自发进行的氧化—还原反应还是原电池或电解池中均如此。
氧化剂所得电子总数=还原剂所失电子总数☆例9 将6.4 g金属铜投入到一定量的浓硝酸中,收集所得气体,并将盛有所得气体的集气瓶倒扣在盛有水的水槽中,同时在集气瓶中通入适量的氧气,最终溶液充满整集气瓶,是判断:通入氧气(标况下)的体积为多少升?★练习13 将纯铁丝5.21克溶于过量稀盐酸中,在加热条件下,用2.53克KNO3去氧化溶液中亚铁离子,待反应后剩余的Fe2+离子尚需12毫升0.3摩/升KMnO4溶液才能完全氧化,写出硝酸钾和氯化亚铁完全反应的方程式。
五、.平均值法这种方法最适合定性地求解混合物的组成,即只求出混合物的可能成分,不用考虑各组分的含量.根据混合物中各个物理量(例如密度,体积,摩尔质量,物质的量浓度,质量分数等)的定义式或结合题目所给条件,可以求出混合物某个物理量的平均值,而这个平均值必须介于组成混合物的各成分的同一物理量数值之间,换言之,混合物的两个成分中的这个物理量肯定一个比平均值大,一个比平均值小,才能符合要求,从而可判断出混合物的可能组成。
(若右两种以上,如三种混合物,必须有一个大,一个小,另一个就不一定。
)☆例10 将两种金属单质混合物13g,加到足量稀硫酸中,共放出标准状况下气体11.2L,这两种金属可能是A.Zn和Fe B.Al和Zn C.Al和Mg D.Mg和Cu【分析】将混合物当作一种金属来看,因为是足量稀硫酸,13克金属全部反应生成的11.2L(0.5摩尔)气体全部是氢气,也就是说,这种金属每放出1摩尔氢气需26克,如果全部是+2价的金属,其平均原子量为26,则组成混合物的+2价金属,其原子量一个大于26,一个小于26.代入选项,在置换出氢气的反应中,显+2价的有Zn,原子量为65,Fe原子量为56,Mg原子量为24,但对于Al,由于在反应中显+3价,要置换出1mol氢气,只要18克Al便够,可看作+2价时其原子量为27/(3/2)=18,同样假如有+1价的Na参与反应时,将它看作+2价时其原子量为23×2=46,对于Cu,因为它不能置换出H2,所以可看作原子量为无穷大,从而得到A中两种金属原子量均大于26,C中两种金属原子量均小于26,所以A,C 都不符合要求,B中Al的原子量比26小,Zn比26大,D 中Mg原子量比26小,Cu原子量比26大,故B,D为应选答案.★练习14 由锌、铁、铝、镁四种金属中的两种组成的混和物10克,与足量的盐酸反应产生的氢气在标准状况下为11.2升,则混和物中一定含有的金属是A、锌B、铁C、铝D、镁★练习15 由10 g 含杂质的CaCO3和足量的盐酸反应,产生0.1 mol CO2,推断杂质的组成可能是A.KHCO3和MgCO3B.K2CO3和Na2CO3C.MgCO3 和SiO2D.Na2CO3和KHCO3六、.极限法极限法与平均值法刚好相反,这种方法也适合定性或定量地求解混合物的组成.根据混合物中各个物理量(例如密度,体积,摩尔质量,物质的量浓度,质量分数等)的定义式或结合题目所给条件,将混合物看作是只含其中一种组分A,即其质量分数或气体体积分数为100%(极大)时,另一组分B对应的质量分数或气体体积分数就为0%(极小),可以求出此组分A的某个物理量的值N1,用相同的方法可求出混合物只含B不含A时的同一物理量的值N2,而混合物的这个物理量N平是平均值,必须介于组成混合物的各成分A,B的同一物理量数值之间,即N1<N平<N2才能符合要求,从而可判断出混合物的可能组成。