化学计算是中学化学学习中的一个重要内容,也是高考中的重点和难点。
下面介绍几种常用的方法:
1. 差量法。差量法适用于反应前后质量、物质的量、体积等变化。例1:取 的混合物9.5g先配成稀溶液,然后向该溶液中加入9.6g碱石灰,充分反应后 恰好转化为沉淀,再将反应器内的水蒸干,可得20g白色固体。求:原混合物中 的质量。解析:该题一般解法是设 物质的量为x、y,联立解方程组,但费时。若仔细分析提供的数据以及反应原理,应用质量差计算更为方便:加入物质共9.5g+9.6g=19.1g,生成固体20g,增加20g-19.1g=0.9g,这是什么原因呢?①每有1mol CaO吸收1mol水,质量增加18g,而反应 ②又生成1mol水,由反应①②知此途径反应前后质量不变, ③,由反应①③知此途径反应要引起所加固体质量,增加的质量等于参加反应的水的质量。水的物质的量为 =4.2g。
2. 讨论法。以发散思维的思维方式,解决一个化学问题有多个起因,或一个化学问题内含多项结论等一类题目的方法。例2:将 的混合气体通入温度为220℃的密闭容器中,在高温下使之燃烧,反应后再恢复至原温度,测得此时容器中气体的压强比起始时减小28.6%。问:(1)在容器中 发生的是完全燃烧还是不完全燃烧。
(2)原混合气体中 所占的体积分数是多少?解析:首先应明确,同温同体积任何气体的压强之比等于物质的量之比。显然,压强减小28.6%即物质的量减小28.6%。接下来就要根据物质的量减小28.6%讨论是完全燃烧还是不完全燃烧。解题过程为:若H2S完全燃烧:若为不完全燃烧:28.6%介于20%与33.3%之间,应有两种情况:
①H2S过量。设H2S、O2物质的量分别为x、y。由②H2S与O2均消耗完全,但产物为S、SO2和H2O,设H2S、O2物质的量分别为x、y,可将x、y直接代入化学方程式中:
3. 守恒法。所谓“守恒法”就是以化学反应过程中存在的某些守恒关系为依据进行计算。如质量守恒、元素守恒、得失电子守恒等。运用守恒法可避免书写繁琐的化学方程式,可大大提高解题速度和准确率。例3:在标准状况下,将密度为 的CO、CO2气体56L,充到盛有足量过氧化钠的密闭容器中,然后用电火花引燃容器内的气体混合物,直到所有物质间的反应完全为止。试求完全反应后,容器内固体物质的质量。解析:此题依据常规思路是先求出一氧化碳和二氧化碳的物质的量,然后用化学方程式求解,这样求解比较繁琐。如果能够利用原子守恒法来求解,很快能得到答案,用碳原子守恒: