高一化学计算专题

计算题化学计算化学定量研究离不开计算，定性判断往往也要经过化学计算才能得出结论。因而化学计算是化学体系中不可或缺的重要组成部分。高考化学试卷少不了化学计算题，题解过程需要计算的试题更是超过试卷分值百分之四十。如何成功地进行化学计算总复习是化学教师关心的问题。化学计算能力是化学教学中培养学生的一种能力。【考点回顾】（一）化学计算的常用方法：1、关系式法——多步变化以物质的量关系首尾列式计算。2、选量法——利用已知量物质与未知量物质之间的关系来解题。3、差量法——根据变化前后的差量列比例计算。4、十字交叉法——对于二元混合物问题运用交叉法。5、守恒法——运用质量、元素、得失电子、电荷守恒计算。6、极值法——对数据处理推向极端的计算。7、估算法——避开烦琐解题寻找快速方法解题，求平均相对原子质量、平均相对分子质量、平均分子式的主要方法。8、图象法——找出图与化学反应的量的关系，列出方程式或列出变量与函数的关系式。（二）化学计算的常用技巧：1、定量问题定性化；2、近似估算；3、运用整体思维，化繁为简；4、利用图象解题等等。（三）具体解题方法及例题：1、关系式法对于多步进行的连续反应，尽管每一步反应都是各自独立的(反应条件和设备可能不同),但前一个反应的产物是后一个反应的反应物,可根据中间产物的传递关系,找出原料和最终产物的关系式。由关系式进行计算带来很大的方便，并且可以保证计算结果的准确性。寻找关系式时要特别注意原料中的某些元素是否都转入了产物中去，中间产物是否又有原始原料参与，不可盲目地根据起始物和产物中的原子守恒直接得出关系式。常进行如下的相当量处理：①化合物中某元素的损失率=该化合物的损失率；②中间产物的损失率=原料的损失率；③中间产物的转化率=原料的转化率。另外，有些题目中常出现一些教材中未见过的化学反应方程式，以信息的形式作为解题的某些条件，此时要耐心地寻找物质或元素之间的转化关系，以便得出正确的关系式。例1、一定量的铁粉和9g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9g计算题水，求加入的铁粉质量为A14gB42gC56gD28g2、选量法：选量计算是指，在一道题中计算某一数值时，给出了两个相应的条件，需要选取一个适当条件，舍弃一个不当条件计算的方法。例2、将标准状况下33.37L（氢气的密度为0.089g/L)的氢气，缓缓通入150g灼热的氧化铜中，充分反应后可得到多少g的铜？解析：题目中即给了氢气的量，又给了氧化铜的质量，在这两个已知量中必须比较，选取不足的量来计算生成的铜的质量。解：设生成铜的质量为x由于知给定氧化铜过量，用不足量氢气的体积作为已知量求解。答案:可生成95.04g铜。计算题3、差量法：差量法是根据化学变化前后物质的量发生的变化，找出所谓的“理论差量”。其中的差量主要包括：质量差、物质的量之差、气体体积差、压强差、反应过程中的热量差等。这种差量跟化学方程式中的物质的相应的量成比例关系，差量法就是借助于这种比例关系，解决一定量变的计算题。解此类题的关键根据题意确定“理论差量”，再根据题目提供的“实际差量”，列出比例式，然后求解。解题关键是能从反应方程式中正确找出对应于题目中“实际差量”的“理论差量”。例3、加热碳酸镁和氧化镁的混合物mg，使之完全反应，得剩余物ng，则原混合物中氧镁的质量分数为：解析：反应前后质量改变原因为MgCO3变为MgO，理论差值由此计算。MgCO3MgO+CO2↑△m8484-40=44xm-nx=21（m-n）/11原氧化镁质量=m-21（m–n）/11=（21n-10m）/11原氧化镁质量分数=（21n–10m）/11m×100%答案:Ａ4、十字交叉法十字交叉法作为一种简化的解题方法，应用于某些基于二元混合体系所产生的具有平均意义的数值的计算问题，表现出简化思路、简便运算等显著优点。若a、b分别表示某二元混合物中的两种组分A、B的量，c为a、b的相对平均值，nA/nB为二元混合体系中A和B的组成比，根据平均值的计算原理：计算题积比。④a、b、c为相对原子质量或相对分子时，nAnB为原子或分子个数之比。例4、150℃时，将1L混合烃与9L氧气混合，在密闭容器内充分燃烧，当恢复至150℃，体积恒定时，容器内压强增大8％，则该混合烃的组成是A甲烷与乙烷体积比是1∶4B丙炔与乙炔体积比是1∶4C乙烯与丁烷体积比是1∶4D乙烯与丁烯体积比是1∶4解析：反应前后压强有所改变可运用差量法解析。应注意：①
150℃时水呈气态；②容器内压强增大8％即为气体物质的量增大8％。计算题5、守恒法所谓“守恒”就是以化学反应过程中存在的某些守恒关系如质量守恒、元素守恒、得失电子守恒等作为依据，寻找化学式中正负化合价总数绝对值相等；复分解反应中阴阳离子所带正负电荷总量相等；氧化还原反应中氧化剂与还原剂得失电子总数相等；几个连续或平行反应前后某种微粒的物质的量相等作为解题的基本思路。运用守恒法解题既可避免书写繁琐的化学方程式，提高解题的速度，又可避免在纷纭复杂的解题背景中寻找关系式，提高解题的准确度。例5、羟胺（H2NOH）是一种还原剂，能将某些氧化剂还原。现用25ml0.049mol/L的羟胺酸性溶液跟足量的Fe2(SO4)3溶液煮沸条件反应，生成的Fe2+恰好与24.50mL，0.02mol/L的酸性KMnO4作用。FeSO4+KMnO4+H2SO4===Fe2(SO4)3+K2SO4+MnSO4+H2O则在上述反应中，羟胺的氧化产物是AN2BN2OCNODNO2解析：Fe2(SO4)3被羟胺还原为FeSO4又被酸性KMnO4氧化为Fe2(SO4)3，相当于未参加氧化还原反应。还原剂是羟胺，氧化剂是酸性KMnO4。羟胺中氮元素反应前-1价，设反应后化合价为n，有25×0.049×(n+1)=24.50×0.02×(7-2)，解得n=1.答案：B6、极值法：极值法就是先将思路引向极端状况，使问题简化顺利得出结论，然后再回过头来认识现实问题的方法，常用来判断混合物的组成。例6、0.03molCu完全溶于硝酸，产生氮的氧化物（NO、NO2、N2O4）混合气体共0.05mol。该混合气体的平均相对分子质量是（）A、30B、46C、50D、66解析：设NO、NO2、N2O4三者的物质的量分别为：x、y、z，根据题意得：x+y+z=0.05①式，再由电子守计算题恒可得：3x+y+2z=0.06②式。②式减去①式得：2x+z=0.01③式。现讨论③、①式：（1）假设x=0时，则z=0.01mol，即N2O4物质的量的为极值0.01mol、NO2为0.04mol，可得此时气体的平均相对分子质量为：(92×0.01+46×0.04)/0.05=55.2。（2）假设z=0时，则x=0.005mol，即NO物质的量的极值为0.005mol、NO2为0.045mol可得此时气体的平均相对分子质量为：(30×0.005+46×0.045)/0.05=44.4。故原混合气体的平均相对分子质量介于44.4和55.2之间，故选B、C答案：BC7、估算法此法主要用于选择题的解答。有些计算选择题表面上看起来似乎需要计算，但只要注意审题，稍加分析，便可以目测心算，得到准确答案。例7、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FeB、Al和ZnC、Al和MgD、Mg和Cu答案：BD8、图象法：应用图象分析法解题的一般步骤是：分析图象时做到“五看”：看坐标，看比例，看起点，看终点，看特征。找出图与化学反应的量的关系，列出方程式或列出变量与函数的关系式。解方程式或函数式。例8、将一定质量的镁、铝合金投入100ml一定物质的量浓度HCl中，合金全部溶解，向所得溶液中滴加5mol/LNaOH溶液到过量，生成沉淀的质量与加入的NaOH体积关系如右图：求：1）原合金中镁、铝质量各多少？沉淀(g)11.619.420NaOH(mL)计算题2）HCl的浓度为多少？解析：由图可知11.6g是Mg(OH)2的质量，（19.4-11.6）=7.8gAl(OH)3的质量。V（NaOH）由0~20ml是中和HCl(因无沉淀)所以，设合金中有镁xg，有铝yg：Mg~Mg(OH)2Al~Al(OH)324582778x11.6y7.824：x=58：11.627：y=78：7.8x=4.8gy=2.7g2）设与镁反应的盐酸为amol,与铝反应的盐酸为bmol,与NaOH反应的盐酸为cmolMg~2HClAl~3HClNaOH~HCl24g2mol27g3mol1mol1mol4.8gamol2.7gbmol0.02L×5mol/Lcmol24：4.8=2：a27：2.7=3：b1：0.1=1：c所以a=0.4molb=0.3molc=0.1molc(HCl)=(a+b+c)/0.1=8mol/L【2010高考预测】化学计算是借助于用数学计算工具，从量的方面来对化学的概念或原理加深理解或通过计算进一步掌握物质的性质及其变化规律,也是依据化学物质的性质与化学规律为载体进行的一种运算能力的训练。另外，通过计算还能培养分析、推理、归纳等逻辑思维能力和解决实际问题的能力。计算的关键是对概念的正确理解，在教学中要加强概念间的联系，认识概念间量的关系，把概念定律联系起来，在讲解化学概念的化学涵义的同时要讲解清楚它的数学涵义，以及建立知识点、线与面之间的关系（建构知识的体系结构）。从认知心理学角度培养学生的逻辑思维能力来看：可以分为两种计算形式具体计算与形式计算。计算题测试题1、4个同学同时分析一个由KCl和KBr组成的混合物,他们各取2.00克样品配成水溶液,加入足够HNO3后再加入适量AgNO3溶液,待沉淀完全后过滤得到干燥的卤化银沉淀的质量如下列四个选项所示,其中数据合理的是（）A.3.06gB.3.36gC.3.66gD.3.962、今有铁的溴化物5.12克，其溶液与足量的AgNO3溶液完全反应，生成9.4克AgBr沉淀，则原混合物中FeBr2与FeBr3的物质的量之比为（）A.２∶１B.１∶３C.１∶１D.无法确定3、在一个6L的密闭容器中，放入3LX（气）和2LＹ（气）,在一定条件下发生下列反应：４X（气）＋３Ｙ（气）=ZQ（气）＋nR（气）达到平衡后，容器内温度不变，混合气体比原来增加5%，Ｘ的浓度减小1/3，则该反应方程式中的n值是（）A：３B：４C.５D.６4、有一铁的氧化物样品，用5mol/L盐酸140ml恰好完全溶解，所得溶液还能吸收标况下0.56LCl2、Fe2+全部变成Fe3+、则该氧化物可能的化学式为（）Ａ：Fe2O3Ｂ：Fe3O4Ｃ：Fe4O5Ｄ：Fe5O75、由钠、镁、铝、铁四种金属中的两种组成的混合物12g与足量盐酸反应，产生H２5.6Ｌ，则此混合物中必有A：NaB：MgC：AlD：Fe6、在一定条件下，合成氨反应达到平衡后，混合气体中NH3的体积占25%，若反应前后条件保持不变，则反应后缩小的气体体积与原反应物的总体积的比值是（）A：51B：41C：31D：217、有Na2CO3、NaＨCO3、CaO和NaOＨ组成的混合物41.4克，把它们溶于足容水中充分反应后，溶液中Ca2+、CO32-、HCO3-均转化为沉淀，将反应器内水分蒸干，最后得到白色固体物质共45克，则混合物中Na2CO3的质量是（）。Ａ：5.3克Ｂ：10.6克Ｃ：21.2克Ｄ：无法计算8、在标况下，一个装满Ｃl2的溶器质量为74.6克，若装满N2质量为66克，则此溶器的容积是（）Ａ：22.4LＢ：44.8LＣ：11.2LＤ：4.48L9、某CaCl2样品中混有FeCl3、MgCl2、NaCl和Na2CO3中的一种或两种杂质，取11.1克样品溶解，得无色溶液，再加入足量的AgNO3溶液，得到29.7g沉淀，由此可知，样品杂质的正确结论是（）A：一定无Na2CO3,可能有FeCl3B：可能有Na2CO3和NaClC：一定有MgCl2、可能有NaClD：一定有NaCl10、用惰性电极电解N