摘要:化學(xué)計(jì)算是化學(xué)綜合能力中重要的能力之一。它即能考查學(xué)生的思維能力,又能考查學(xué)生應(yīng)用知識(shí)分析、推理、判斷和綜合的能力。下面筆者就中學(xué)化學(xué)常見的計(jì)算類型,總結(jié)出如下快速解題技巧。
關(guān)鍵詞:快速 化學(xué)計(jì)算 技巧
化學(xué)計(jì)算是化學(xué)綜合能力中重要的能力之一?;瘜W(xué)計(jì)算題是從量的方面來反映物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其變化規(guī)律的,具有信息量大、知識(shí)豐富、綜合性強(qiáng)等特點(diǎn)。它既可以考查學(xué)生的思維能力和自學(xué)能力,還可以考查學(xué)生應(yīng)用知識(shí)分析、推理、判斷和綜合的能力。解答化學(xué)計(jì)算題的思路是:第一認(rèn)真審題。既挖掘試題信息,明確試題條件,弄清所求問題;第二在審題的基礎(chǔ)上,運(yùn)用相關(guān)概念對(duì)題目進(jìn)行分析和解剖,找出已知條件和未知條件之間量的關(guān)系,尋找解題突破口和途徑;第三仔細(xì)解題。在確定解題途徑后,正確列出各步算式,認(rèn)真計(jì)算求解。學(xué)生如果熟練的掌握了這幾種計(jì)算技巧,那么既可以使自己的化學(xué)綜合素養(yǎng)得到提高,更可以使自己在考試中獲得好的成績(jī)。下面就中學(xué)化學(xué)常見的計(jì)算類型,總結(jié)出如下快速解題技巧。
一、差量法
化學(xué)反應(yīng)中,物質(zhì)在量(質(zhì)量、物質(zhì)的量、氣體的體積、壓強(qiáng)等)的方面常發(fā)生一些變化,而這種變化的差值——差量,必然與反應(yīng)物或生成物在量之間存在比例關(guān)系,利用這種比例關(guān)系進(jìn)行計(jì)算的方法即差量法。
例1:加熱3.24gNa2CO3和NaHCO3的固體混合物到質(zhì)量不再變化為止,剩余固體質(zhì)量這2.51g。問原混合物中Na2CO3的質(zhì)量是多少?
分析:質(zhì)量變化即差量與方程式中反應(yīng)前后的質(zhì)量差成正比,這是解答本題的關(guān)鍵。
2NaHCO3=Na2CO3+H20+CO2△m(固)
2×84 1062×84-106=62g
X3.24-2.51=0.73g
2×84:62=X:3.73
X=1.98g則m(Na2CO3)=3.24-1.98=1.26g
例2:一體積為V的玻璃瓶,標(biāo)準(zhǔn)狀況下裝滿空氣時(shí)質(zhì)量為152.34g,裝滿氧氣時(shí)質(zhì)量為152.37g,求V的體積。
分析:質(zhì)量變化即差量為152.37-152.34=0.03g,這個(gè)量與哪個(gè)量成比例是解題的關(guān)鍵。充滿不同的氣體時(shí),質(zhì)量變化的前提是體積不變,則:
體積空氣氧氣△m
22.4L "29g "32g "3g
VL "0.33g
V=0.224L
二、守恒法
化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是原子之間的重新組合,故在反應(yīng)前后總質(zhì)量不變,或元素種類不變、原子個(gè)數(shù)不變。這是守恒法解題的依據(jù)?;瘜W(xué)反應(yīng)中存在著許多守恒關(guān)系,如:質(zhì)量守恒、原子個(gè)數(shù)守恒、離子守恒、電荷守恒、物質(zhì)的量守恒、體積守恒、濃度守恒等等。抓住這些守恒關(guān)系,將其用于計(jì)算,即為守恒法。
例3:將KCl與KBr的混合物13.4g溶于水形成溶液,通入足量的Cl2使其反應(yīng)后將溶液蒸干,得到固體11.75g,問原溶液中K+、Br+、Cl-的物質(zhì)的量濃度之比為(B)
A.1:2:3 "B.3:2:1 "C.1:3:2 "D.2:3:1
分析:根據(jù)電荷守恒,n(k+)=n(Cl-)_+n(Br-)
例4:24ml濃度為0.05mol/L的Na2SO3溶液,恰好與20ml濃度為0.02mol/L的K2Cr2O7溶液完全反應(yīng),則元素Cr在還原產(chǎn)物中的化合價(jià)是(B)
A.+6 "B.+3 " C.+2 " D.0
分析:根據(jù)得失電子守恒:
0.05×24×10-3×2=0.02×20×10-3×2×(6-x)
解得:x=3
三、平均值法
平均值法就是根據(jù)兩組份物質(zhì)的某種平均值,來推斷兩物質(zhì)范圍的解題方法。其原理是:若MA>MB,則MA>M>MB,M代表平均相對(duì)原子質(zhì)量、平均相對(duì)分子質(zhì)量、平均濃度、平均含量、平均生成量、平均消耗量、平均分子式等。
例5:由CO和另一種氣體組成的混合氣體中氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%,則另一種氣體可能是(AD)
A.N2O " B.CO2 " C.NO2 " D.N2
分析:CO中碳氧質(zhì)量比為12:16,氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于50%,則另一氣體中氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)必然小于50%。
例6:常溫下,一種烷烴A和一種單烯烴B組成混合氣體,A或B分子最多含有4個(gè)碳原子,且B分子的碳原子數(shù)比A分子多?,F(xiàn)將1L該混合氣體充分燃燒,在同溫同壓下得到2.5LCO2氣體。試推斷原混合氣體中A和B所有可能的組合及體積比。
分析:根據(jù)阿伏加德羅定律,同溫同壓下n混:n(CO2)=V混:V(CO2),所以;n混:n(C)=1:2.5,故1mol混合烴中含碳原子數(shù)的平均值為2.5mol,A烴碳原子數(shù)小于2.5,則A烴只能為CH4或C2H6。B烴只能為C3H6或C4H8。因此,滿足平均碳原子數(shù)為2.5的組合為:⑴CH4、C3H6;⑵CH4、C4H8;⑶C2H6、C3H6;⑷C2H6、C4H8。再根據(jù)平均碳原子數(shù)求體積。
ACH410.51
2.5=BC3H631.53
故V(CH4):V(C3H6)=1:3同理可得:
V(CH4):V(C4H8)=1:1
V(C2H6):V(C3H6)=1:1
V(C2H6):V(C4H8)=3:1
四、十字交叉法
十字交叉法實(shí)質(zhì)是求二元混合物平均值的逆運(yùn)算。當(dāng)一個(gè)二元組份混合物具有平均值,如平均摩爾質(zhì)量、平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)、平均濃度、平均密度、平均消耗量、平均生成量等時(shí),即可使用十字交叉法。用此方法解題的關(guān)鍵是找出平均值并確定平均值的單位。
例7:28%的NaCl溶液和10%的NaCl溶液以何比例混合,能夠得到16%的NaCl溶液?
分析:兩種溶液的混合濃度(平均值)為16%,符合十字交叉法的計(jì)算原理。
濃溶液:28%6%
16%
稀溶液:10%12%
m濃:m稀=6%:12%=1:2
例8:由CO和CO2組成的混合氣體36克,其標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為22.4L。求該混合氣體的體積比。
分析:混合氣體的平均質(zhì)量為36克,平均體積為22.4L,
則平均摩爾質(zhì)量為:36g/mol.
CO:288
36
CO2:448
V(CO):V(CO2)=8:8
=1:1
掌握了這些方法,在進(jìn)行化學(xué)計(jì)算時(shí),就可以快速求解,起到事半功倍的效果。
(責(zé)編 張景賢)