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1、突破高中化学计算题(解题方法和思路) 上了高中许多的学生都会发觉化学越来越难了,尤其是化学中的计算题.正因为这样,他们一看到化学计算题就马上想到先放弃,先去做其他的,计算题最后做.几乎大部分的学生都认为化学计算题很难,也都坚持”先其他,后计算”的解题路线.其实这样的想法很盲目,太过于绝对了.我个人认为化学计算题是很简单的,关键是解题的人有没有把问题简单化,分析化,也可以说是”干脆点理解”吧.其实我们想想也知道,在化学的计算题目中,我们所需要的信息或者数据都不过是从那些长长的或者简短的句子中简化分析而来的.可能有人会问:”那为什么要把那些句子用这种方式表示出来呢,而不干脆点直接告诉我们?”在我看
2、来,这也许就是一中老套的障眼法和耐力战吧,想用这或长或短句子把信息藏起来,也想用这些句子,让我们看得不耐烦了,把我们”打倒”.所以咯!狭路相逢,勇者胜!看你是不是勇者了! 以下是我根据自己的一些经验所总结的解题方法,希望对同学们可以有一点帮助吧. 一.列方程组求解: 这是我认为最简单的解题方法,比如: 1.标准状况下,CO2和CO的混合气体15g.体积为10.08L,则此混合气体中的CO2和CO的物质的量各是多少? 所谓求什么设什么,我们就设CO2的物质的量为X ; CO的物质的量为Y(当然我们一定要在计算时熟知 n (物质的量) M(摩尔质量) m(一般的质量) V(标况下的体积)之间的关系
3、,一定要知道的) 那么接下来就是找关系了,这道题目中的信息给得非常的全面了,直白点说就是单纯的初中数学题目-列方程组求解,不用我说都知道怎么列(根据” 混合气体15g.体积为10.08L”) 可以得到两个方程| 44X + 28Y =15 | 22.4(X + Y) = 10.08 这样就很快了解出来了,再看看这道题,题目给到了总质量,和总体积,都有牵涉到两个未知数,这样就可以列出等式,并解出来了.但是有时候为了方便,也可以先设两种物质的其他的量为未知数最后化成所求的量. 还有一种更简练的题型,就像我的原创题目一样 2.标况下SO2和SO3混合气体在不考虑化学变化时,其中含O的质量分数是60%
4、,求SO2的含量(质量分数). (我个人认为这道题目可以用“看似条件唯一,却蕴涵条件无数”来形容) 这道题目如果也是用列方程组求解那么应该怎么做呢? 从题目中可以知道要求的和已知的都和质量有关系,但是总质量不知道,乍看下最后所要的答案也没有总质量,这说明了总质量最后可以消去. 于是我们就可以设总质量为100 g,那么O的质量就是60 gSO2的含量为X ; SO3的含量为Y 就有 X + Y=1 ; 也可以知道SO2 , SO3 的质量分别是100X , 100Y 这里又会用到”分子中各原子的质量分数” 于是我们就可以很快找到O的质量的表示关系 1/2 * 100X + 3/5 * 100Y
5、=60 这样两个方程就都出来了,两个方程两个未知数,解决 还有一种类型是牵涉到化学变化的,不过也是非常简单的 3.KCl 和 KBr的混合物共3.87 g全部溶解在水中,并加入过量的AgNO3溶液充分反应后,生成的氯化银和溴化银共6.63 g , 则原混合物中的氯化钾的质量是多少? 这个看上去好像是和前面的不一样,但是实际上还是一样的. 从这道题目中牵涉到的方程式,我们可以发现有多少物质的量的KCl 和 KBr就可以生成多少物质的量的氯化银和溴化银,也同样设两个为知数,设原混合物中的氯化钾的质量为X ; 原混合物中的溴化钾的质量为Y,可以得到:| X + Y = 3.87| 143.5/75.
6、5X + 188/120Y = 6.63 (这里用到了质量守恒定律)特别提醒:如果反应不是一份生成一份的关系,一定要认真判断,用化学守恒来求出相对应的量,比如这道题里的信息如果全是物质的量, 反应不是一份生成一份的关系,则第二个方程一定要用物质的量守恒,求出生成物质的物质的量.然后列出方程,进行求解.这种方法经常用在一些混合物的题目中求解和判断简单的化学式中用到.二.列化学方程式求多解: 这个方法也是挺简单的,但是要是化学方程式不熟练,我的建议是去背化学方程式,这个方法和上面一种都是很常用的方法,一定要懂得灵活运用: 这里我就举一个简单的例子吧,比如: 1.在硫酸工业中制造硫酸的一个步骤是在接
7、触法装置中进行的,过程是将SO2 转化为SO3,(全为标况下)接触室里为SO2和O2体积是VL,已知原来有SO2 AL , 反应开始30分钟后SO2的浓度变为Hmol/L . 问SO2转化率多少? SO3的浓度,物质的量等等.这个看似很长的题目,其实废话太多,不信?我们把方程式写出来(并且把解题三步曲填好)2SO2 + O2 = 2SO3 (可逆)原来 A/Vmol/L (V- A)/Vmol/L 0 mol/L变化 (A/V H)mol/L 1/2 (A/V H)mol/L (A/V H)mol/L现在 Hmol/L (V- A)/V - 1/2 (A/V H)mol/L (A/V H)mo
8、l/L 一旦把这些填完整,这类题目中的问题差不多都OVER了.从这道题目我们可以试想下,如果只是告诉了我们其中一个反应物的变化的量(可以是直接或者间接)我们就可以求出其他的变化的量,若是再告诉我们原来或者现在的,我们就可以求出所对应的初始量或者剩余量. 当然,这个三步曲并不是只能用来解反应速率的问题,三个量还可以用物质的量,反应速率,浓度等表示,也就是说,只要是知道了变化的量,再给予我们时间,体积,等对应的数据,我们就可以求出很多的量.这个解法,最经常用在求反应速率,反应程度,总得来说只要是关于化学反应变化的我们几乎都可以用这个方法解. 还有一种最基础的类型,就是写出方程式根据质量守恒求解.(
9、高中不常用)三.最简比例计算 1.种铁的氧化物A和B分别重0.4 g , 0.435 g . 加热下用足量的CO还原,并且把生成的CO2通入澄清石灰水中都得到0.75 g沉淀.试判断A和B的化学式. 这种判断化学式的方法主要是判断下标,此题目中所求的化学式其实就是求元素Fe 和O的下标数值,更具体说是求下标的比值也就是找X和Y的关系,这样我们就可以设所求的化学式为Fe X OY ,则有 (因为铁氧化物中的一个氧原子失去就得到一个CO2分子,这也可以作为方程式配平的一个方法) 0.4Y/(56X + 16Y) =0.75/100 -这个是A中下标的关系,B也是一样的方法列出关系式,求最简比例 那
10、为什么这样列呢?因为56X + 16Y 是A的摩尔质量, 0.4/(56X + 16Y) 求出了0.4 gA的物质的量, 0.75/100 求的是CaCO3的物质的量也可以是C或者CO2的物质的量,当然也就是CO的物质的量(这是元素或者原子数守恒的运用,下面也会介绍,这里是C守恒)这样就可以由CO转化成0.75/100实际也是0.4 g A中氧的物质的量,因此就有上面的式子,B呢?也就一样的解法了. 2.像这样的有关求比例的计算,还有的是求一种矿石的组成成分化学式(例如题目有时候会让我们求高岭石：Al2(Si2O5)(OH)4 或(Al2O3.2SiO2.2H2O)的化学式,一般都是给予我们一
11、些化学变化等实验过程得到的数据然后求出化学式为Al2O3.2SiO2.2H2O 最后得到Al2(Si2O5)(OH)4) 3.有关比例的还有很多,例少量的Na , Mg , Al 和 等量的HCl完全反应,生成的气体体积相等,求消耗的Na , Mg , Al的物质的量的比.从这里我们可以知道生成的气体肯定都是H2,而且根据它们的化学方程式可以得到下面的关系:Na - 1/2 H2Mg - 1 H2Al - 3/2 H2因为生成的H2是一样的,则由上述的关系可化成:2 Na - H21 Mg - H22/3Al - H2则 这样就可以得到生成的H2相同的时候消耗的Na , Mg , Al的物质的
12、量的比为6:3:2当然咯,如果把题目改成Na , Mg , Al 的质量相等求生成气体体积比,或者生成的气体比例已经告诉你了求Na , Mg , Al的消耗量是多少,方法都是一样的.四,元素原子数守恒: 这个也不是非常难的,应该也是比较简单的吧,这个方法的使用,其实是根据一条线思维的贯穿,因为在许多的有关化学反应方程式的题目中常常有牵涉到一个不变的元素(这个元素的原子数目会全部参加下一个反应的进行),正因为如此,常常看似很多步的反应其实可以一步到位,比如最简单的: 1.实验小组为检测只含C的惰性矿石中的含C的物质的量,将该M g矿石放在氧气中燃烧,排除空气的影响.使C完全转化为CO2 ,并且把
13、生成的CO2通入澄清的石灰水中,收集到沉淀物干燥后的质量是N g.求含C的质量分数. 看到这个题目就马上会让我们把题目中所牵涉到的化学方程式写出来,这也许是我们养成的一个条件反射吧,虽然写出来的解法也是可以得到正确的答案,但是有点麻烦和多余,所以在遇到这样的题目的时候,我们通常都会找找是否有什么原子数目守恒,从这道题目我们可以发现,C元素在这一系列化学反应中全部参与各个反应,则说明这些变化中C一直都是恒定不变的,这样,我们知道题目要我们求的是” C的质量分数”,则设C的质量分数为X ,则惰性矿石中C的质量是MX,这是最初的,因为最后的C存在于CaCO3中,又知道CaCO3 的质量就是沉淀的质量
14、是N g,根据CaCO3 中C原子的质量分数是12/100,不难得出C的质量是12N/100, 于是就有这样的等式 : 12N/100 = MX 这样就可以了,不是更快吗?所以我希望大家可以在考试的时候用最简单最快捷的解法解题,毕竟,考试的时间是不等人的. 这样的方法一般都是解一些有很多连续步骤的化学反应(或者实验)类的计算题,但是能否找到切入点还是关键!五.十字交叉法: 十字交叉法的一般步骤是先确定交叉点的平均值(一般题目会事先告之的)，再写出产生平均值的两个分量(一般是摩尔质量)，然后按斜线作差取绝对值，即得出相应物质配比,这个方法应该是前几届老学长,老前辈们经常使用的方法.现在的教学好像
15、已经不用了,不过这也是一个非常不错的解题方法,大家可以学习一下,现在举个例子来说明下: 1.将H2与CO按一定的体积比混合，得到的混合气体密度是相同条件下H2的8倍，求： H2与CO的体积比；H2在混合气体中的体积分数.这道题目很明显用十字交叉法最快,从” 混合气体密度是相同条件下H2的8倍”这句话可以得到现在的混合气体密度是16g/ mol(标况下取摩尔体积) 则 可以按下列方法列式求解:则H2与CO的体积比是 6 : 7 简单吧,剩下的”H2在混合气体中的体积分数”应该就没什么难度了.2.已知Na2SO3被部分氧化为Na2SO4后，钠元素的质量分数占混和物的36，则Na2SO3和Na2SO
16、4的物质的量之比为多少？质量之比为多少？这道题目和上题所用的方法是差不多的,首先先求混和物的平均相对原子质量然后以1molNa2SO3和Na2SO4的混和体系为基准物，以质量为物理量，用十字交叉法：质量(g)Na2SO3 126 14.21mol127.8Na2SO4 142 1.8这个方法可以用来求混合气体的各个成分的量,很好用,但是有局限性,个人建议:这个方法不是很好理解,希望学习的人不要 随便用.六.差量法求解: 虽然这个方法也是很经常用的,但是高中阶段一般只要我们能够在置换反应中运用到这个方法就可以了(我想应该是这样的),比如: 1.M g Cu 投入硝酸银溶液中,若反应完全进行,则溶
17、液减轻多少?这是非常典型的运用差量法求解的题型,我们知道这个反应的整个过程其实是Cu置换了Ag,而Ag明显要重于Cu; 它们之间的质量存在这样的关系:溶液中: Ag =Cu 108 64 -差量=44 M - 差值=44M/64则这个差值也就是溶液减轻的质量了.这个方法比较经常用在置换反应等有质量变化的反应(具体是在化合物反应后,其中的一种或多种元素转移到另一种化合物中使反应前后的对应的物质的质量发生变化的情况)七.关于浓度的计算: 这种题目说起来可以算是比较综合的题型,但是要看题目怎么出了:现在介绍下面这道题目的解答过程: 1.CuSO4和Fe2(SO4)3 的混合溶液500 mL,加入21
18、.7 g的铁粉,待完全反应后,得到16.8 g的残留物,加入4 mol/L的BaSO4 溶液400 mL,恰好使溶液中的SO2- 完全沉淀,求原混合物中CuSO4和Fe2(SO4)3 的物质的量浓度. 首先,我们必须判断加入的铁粉是先和哪个物质反应,从题目中可以知道是先和Fe2(SO4)3 反应, 且SO2- 的物质的量为1.6 mol , 铁粉的质量减少(沉淀质量减少),又知道铁粉和CuSO4 反应沉淀增重和Fe2(SO4)3 反应减轻; 则设原混合物中CuSO4和Fe2(SO4)3 的物质的量浓度分别为X和Y.则很容易根据” SO2- 的物质的量为1.6 mol”列出式子: 0.5X + 1.5Y = 1.6 而第而个式子只是稍微运用下上面的差量法,就完成了 也就是: 21.7 56*0.5Y + 8X = 16.8 简单吧! 多想想就知道了. 以上的解题方法希望可以带给高中同学一些帮助,不要去惧怕计算,要被计算打倒,若是能够把上述的方法运用自如,那你就可以把计算”玩弄于股掌之间”了,加油了!