高中化學計算方法總結

高中化學計算方法總結

　　高中化學教師,在開展計算教學時,應該引導學生掌握常見的解題方法與解題技巧,以促進教學效果的提升。下面為大家總結了高中化學幾種計算方法，希望幫助到大家！

　　一、關系式法

　　所謂關系式法，就是根據化學概念、物質組成、化學反應方程式中有關物質的有關數量之間的關系，建立起已知和未知之間的關系式，然后根據關系式進行計算。利用關系式的解題，可使運算過程大為簡化。

　　其中包括守恒法。所謂“守恒”就是以化學反應過程中存在的某些守恒關系如質量守恒、元素守恒、得失電子守恒，電荷守恒等。運用守恒法解題可避免在紛紜復雜的解題背景中尋找關系式，提高解題的準確度。

　　例1、有一在空氣中放置了一段時間的KOH固體，經分析測知其含水2.8%、含K2CO337.3% 取1g該樣品投入25mL2mol／L的鹽酸中后，多余的鹽酸用1.0mol／LKOH溶液30.8mL恰好完全中和，蒸發中和后的溶液可得到固體的質量為多少？

　　【解析】本題化學反應復雜，數字處理煩瑣，所發生的化學反應：KOH＋HCl＝KCl＋H2O K2CO3＋2HCl=2KCl＋H2O＋CO2↑

　　若根據反應通過所給出的量計算非常繁瑣。

　　但若根據Cl—守恒，便可以看出：蒸發溶液所得KCl固體中的Cl—，全部來自鹽酸中的Cl－，

　　即：生成的n(KCl)=n(HCl)＝0.025L×2mol/L m(KCl)=0.025L×2mol/L×74.5g/mol=3.725g

　　例2、將純鐵絲5.21g溶于過量稀鹽酸中，在加熱條件下，用2.53gKNO3去氧化溶液中Fe2＋，待反應后剩余的Fe2＋離子尚需12mL0.3mol/LKMnO4溶液才能完全氧化，則KNO3被還原后的產物為（）

　　A、N2 B、NO

　　C、NO2 D、NH4NO3

　　【解析】根據氧化還原反應中得失電子的總數相等，Fe2＋變為Fe3＋

　　失去電子的總數等于NO3－和MnO4－

　　得電子的總數

　　設n為KNO3的還原產物中N的化合價，則

　　(5.21g÷56g/moL)×(3－2)=0.012L×0.3mol/L×(7－2)＋(2.53g÷101g/mol)×(5－n) 解得n=3 故KNO3的還原產物為NO。

　　答案為B

　　二、方程或方程組法

　　根據質量守恒和比例關系，依據題設條件設立未知數，列方程或方程組求解，是化學計算中最常用的方法，其解題技能也是最重要的計算技能。

　　例題3、有某堿金屬M及其相應氧化物的混合物共10 g，跟足量水充分反應后，小心地將溶液蒸干，得到14 g無水晶體。該堿金屬M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）

　　【解析】設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。

　　三、守恒法

　　化學方程式既然能夠表示出反應物與生成物之間物質的量、質量、氣體體積之間的數量關系，那么就必然能反映出化學反應前后原子個數、電荷數、得失電子數、總質量等都是守恒的。巧用守恒規律，常能簡化解題步驟、準確快速將題解出，收到事半功倍的效果。

　　例題4、將5.21 g純鐵粉溶于適量稀H2SO4中，加熱條件下，用2.53 g KNO3氧化Fe2+，充分反應后還需0.009 mol Cl2才能完全氧化Fe2+，則KNO3的還原產物氮元素的化合價為___。

　　解析：0.093＝0.025x＋0.018，x＝3，5－3＝2。應填：+2。（得失電子守恒）

　　四、差量法

　　找出化學反應前后某種差量和造成這種差量的實質及其關系，列出比例式求解的方法，即為差量法。其差量可以是質量差、氣體體積差、壓強差等。

　　差量法的實質是根據化學方程式計算的巧用。它最大的優點是：只要找出差量，就可求出各反應物消耗的量或各生成物生成的量。

　　例5、將質量為m1的NaHCO3固體加熱分解一段時間后，測得剩余固體的質量為m2.

　　(1)未分解的NaHCO3的質量為＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

　　(2)生成的Na2CO3的質量為＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

　　(3)當剩余的固體的質量為＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，可以斷定NaHCO3已完全分解。

　　五、平均值法

　　平均值法是巧解混合問題的一種常見的有效方法。

　　平均值法規律：混合物的平均相對分子質量、元素的質量分數、平均相對原子質量、生成的某指定物質的量總是介于組份的相應量的最大值和最小值之間。

　　解題方法：解題時首先計算平均分子式或平均相對原子質量，再用十字交叉法計算出各成分的物質的量之比。

　　例題7、由鋅、鐵、鋁、鎂四種金屬中的兩種組成的混合物10 g與足量的鹽酸反應產生的氫氣在標準狀況下為11.2 L，則混合物中一定含有的金屬是（）

　　A．鋅B．鐵C．鋁D．鎂

　　【解析】各金屬跟鹽酸反應的關系式分別為：

　　Zn—H2↑Fe—H2↑

　　2Al—3H2↑Mg—H2↑

　　若單獨跟足量鹽酸反應，生成11.2LH2（標準狀況）需各金屬質量分別為：Zn∶32.5g；Fe∶28 g；Al∶9g；Mg∶12g。其中只有鋁的質量小于10g，其余均大于10g，說明必含有的金屬是鋁。應選C。

　　六、極值法

　　巧用數學極限知識進行化學計算的方法，即為極值法。

　　例題8、4個同學同時分析一個由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,待沉淀完全后過濾得到干燥的鹵化銀沉淀的質量如下列四個選項所示,其中數據合理的是（）

　　A.3.06g B.3.36g

　　C.3.66g D.3.96

　　【解析】本題如按通常解法,混合物中含KCl和KBr,可以有無限多種組成方式,則求出的數據也有多種可能性,要驗證數據是否合理,必須將四個選項代入,看是否有解,也就相當于要做四題的計算題,所花時間非常多.使用極限法,設2.00克全部為KCl,根據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,同樣可求得當混合物全部為KBr時,每119克的KBr可得沉淀188克,所以應得沉淀為(2.00/119)*188=3.160克,為最小值,則介于兩者之間的數值就符合要求,故只能選B和C.

　　七、討論法

　　討論法是一種發現思維的方法。解計算題時，若題設條件充分，則可直接計算求解；若題設條件不充分，則需采用討論的方法，計算加推理，將題解出。

　　例題９、在30mL量筒中充滿NO2和O2的混合氣體，倒立于水中使氣體充分反應，最后剩余5mL氣體，求原混合氣中氧氣的體積是多少毫升？

　　【解析】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，則說明NO2過量15mL。

　　設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）：設原混合氣中氧氣的體積為y（mL）

　�。�1）設O2過量：根據4NO2+O2+2H2O=4HNO3，則O2得電子數等于NO2失電子數。（y-5）×4=（30-y）×1 解得y=10（mL）

　�。�2）若NO2過量：4NO2+O2+2H2O=4HNO3 4y y

　　3NO2+H2O=2HNO3+NO

　　因為在全部（30-y）mLNO2中，有5mLNO2得電子轉變為NO，其余（30-y-5）mLNO2都失電子轉變為HNO3。

　　O2得電子數+（NO2→NO）時得電子數等于（NO2→HNO3）時失電子數。

　　【評價】解法（二）根據得失電子守恒，利用阿伏加德羅定律轉化信息，將體積數轉化為物質的量簡化計算。凡氧化還原反應，一般均可利用電子得失守恒法進行計算。無論解法（一）還是解法（二），由于題給條件不充分，均需結合討論法進行求算。

　　4y+5×2=（30-y-5）×1

　　解得y=3（mL）

　　原氧氣體積可能為10mL或3mL