高中化學計算題解題技巧攻略
遇到化學計算題,就好好發(fā)揮自己在高中時候?qū)W習到的技巧解題吧。下面是學習啦小編給大家整理的高中化學計算題解題技巧,供大家參閱!
高中化學計算題解題技巧:關系式法
關系式法是根據(jù)化學方程式計算的巧用,其解題的核心思想是化學反應中質(zhì)量守恒,各反應物與生成物之間存在著最基本的比例(數(shù)量)關系。
例題:某種H2和CO的混合氣體,其密度為相同條件下再通入過量O2,最后容器中固體質(zhì)量增加了( )
A. 3.2g
B. 4.4g
C. 5.6g
D. 6.4g
【解析】固體增加的質(zhì)量即為H2的質(zhì)量。固體增加的質(zhì)量即為CO的質(zhì)量。所以,最后容器中固體質(zhì)量增加了3.2g,應選A。
高中化學計算題解題技巧:方程或方程組法
根據(jù)質(zhì)量守恒和比例關系,依據(jù)題設條件設立未知數(shù),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: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14g無水晶體。該堿金屬M可能是( )
(鋰、鈉、鉀、銣的原子量分別為:6.94、23、39、85.47)
A. 鋰
B. 鈉
C. 鉀
D. 銣
【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。
高中化學計算題解題技巧: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(zhì)的量、質(zhì)量、氣體體積之間的數(shù)量關系,那么就必然能反映出化學反應前后原子個數(shù)、電荷數(shù)、得失電子數(shù)、總質(zhì)量等都是守恒的。巧用守恒規(guī)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: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(chǎn)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)
高中化學計算題解題技巧與秘訣
化學計算題是中學生在化學學習中比較頭痛的一類題目,也是他們在測驗和考試中最難得分的一類題目,能選用最合適的方法準確而快速地解決計算題,對于提高學習成績,增強學習效率,有著重要意義。
選用合適的方法解計算題,不但可以縮短解題的時間,還有助于減小計算過程中的運算量,盡可能地降低運算過程中出錯的機會。例如下題,有兩種不同的解法,相比之下,不難看出選取合適方法的重要性:
[例1]30mL一定濃度的硝酸溶液與5.12克銅片反應,當銅片全部反應完畢后,共收集到氣體2.24升(S.T.P),則該硝酸溶液的物質(zhì)的量濃度至少為
A.9mol/L B.8mol/L C.5mol/L D.10mol/L
解法一:因為題目中無指明硝酸是濃或稀,所以產(chǎn)物不能確定,根據(jù)銅與硝酸反應的兩個方程式:
(1)3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,(2)Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,可以設參與反應(1)的Cu為xmol,則反應生成的NO氣體為2/3xmol,反應消耗的硝酸為8/3xmol,再設參與反應(2)的Cu為ymol,則反應生成的NO2氣體為2ymol,反應消耗的硝酸為4ymol,從而可以列出方程組:
(x+y)*64=5.12,[(2/3)x+2y]*22.4=2.24,求得x=0.045mol,y=0.035mol,則所耗硝酸為8/3x+4y=0.26mol,其濃度為(0.26/0.03)mol/L,在8-9之間,只能選A.
解法二:根據(jù)質(zhì)量守恒定律,由于銅片只與硝酸完全反應生成Cu2+,則產(chǎn)物應為硝酸銅,且其物質(zhì)的量與原來的銅片一樣,均為5.12/64=0.08摩,從產(chǎn)物的化學式Cu(NO3)2可以看出,參與復分解反應提供NO3-的HNO3有2*0.08=0.16摩;而反應的氣態(tài)產(chǎn)物,無論是NO還是NO2,每一個分子都含有一個N原子,則氣體分子總數(shù)就相當于參與氧化還原反應的HNO3的摩爾數(shù),所以每消耗一摩HNO3都產(chǎn)生22.4L氣體(可以是NO或NO2甚至是兩者的混合物),現(xiàn)有氣體2.24L,即有0.1摩HNO3參與了氧化還原反應,故所耗硝酸為0.16+0.1=0.26摩,其濃度為(0.26/0.03)mol/L,在8-9之間,只能選A.
從以上兩種方法可以看出,本題是選擇題,只要求出結(jié)果便可,不論方式及解題規(guī)范,而此題的關鍵之處在于能否熟練應用質(zhì)量守恒定律,第二種方法運用了守恒法,所以運算量要少得多,也不需要先將化學方程式列出,配平,從而大大縮短了解題時間,更避免了因不知按哪一個方程式來求硝酸所導致的恐慌。再看下題:
[例2]在一個6升的密閉容器中,放入3升X(氣)和2升Y(氣),在一定條件下發(fā)生下列反應:4X(氣)+3Y(氣) 2Q(氣)+nR(氣) 達到平衡后,容器內(nèi)溫度不變,混和氣體的壓強比原來增加5%,X的濃度減小1/3,則該反應方程式中的n值是
A.3 B.4 C.5 D.6
解法一:抓住“X濃度減少1/3”,結(jié)合化學方程式的系數(shù)比等于體積比,可分別列出各物質(zhì)的始態(tài),變量和終態(tài):
4X 3Y 2Q nR
始態(tài) 3L 2L 0 0
變量 -1/3*3L=1L -3/4*1L=3/4L +2/4*1L=1/2L +n/4*1L=n/4L
終態(tài) 3-1=2L 2-3/4==5/4L 0+1/2=1/2L 0+n/4=n/4L
由以上關系式可知,平衡后(終態(tài))混和氣體的體積為(2+5/4+1/2+n/4)L即(15+n)/4L,按題意"混和氣體的壓強比原來增加5%"即(15+n)/4-5=5*5%,求得n=6.
解法二:選用差量法,按題意"混和氣體的壓強比原來增加5%“按題意”混和氣體的壓強比原來增加5%",即混和氣體的體積增加了 (2+3)*5%=0.25L,根據(jù)方程式,4X+3Y只能生成2Q+nR,即每4體積X反應,總體積改變量為(2+n)-(4+3)=n-5,現(xiàn)有 1/3*3L=1L的X反應,即總體積改變量為1L*[(n-5)/4]=0.25L,從而求出n=6.
解法三:抓住"混和氣體的壓強比原來增加5%",得出反應由X+Y開始時,平衡必定先向右移,生成了Q和R之后,壓強增大,說明正反應肯定是體積增大的反應,則反應方程式中X與Y的系數(shù)之和必小于Q與R的系數(shù)之和,所以4+3<2+n,得出n>5,在四個選項中只有D中n=6符合要求,為應選答案。
本題考查的是關于化學平衡的內(nèi)容。解法一是遵循化學平衡規(guī)律,按步就班的規(guī)范做法,雖然肯定能算出正確答案,但沒有把握住“選擇題,不問過程,只要結(jié)果”的特點,當作一道計算題來做,普通學生也起碼要用5分鐘完成,花的時間較多。解法二運用了差量法,以含n的體積變量 (差量)來建立等式,冉峽斕豱算出了的值,但還是未能充分利用選擇題的“選擇”特點,用時要1分鐘左右。解法三對平衡移動與體積變化的關系理解透徹,不用半分鐘就可得出唯一正確的答案。
由此可見,在計算過程中針對題目特點選用不同的解題方法,往往有助于減少運算過程中所消耗的時間及出錯的機會,達到快速,準確解題的效果,而運用較多的解題方法通常有以下幾種:
1.商余法:這種方法主要是應用于解答有機物(尤其是烴類)知道分子量后求出其分子式的一類題目。對于烴類,由于烷烴通式為CnH2n+2,分子量為14n+2,對應的烷烴基通式為CnH2n+1,分子量為14n+1,烯烴及環(huán)烷烴通式為CnH2n,分子量為14n,對應的烴基通式為CnH2n-1,分子量為14n-1,炔烴及二烯烴通式為CnH2n-2,分子量為14n-2,對應的烴基通式為CnH2n-3,分子量為14n-3,所以可以將已知有機物的分子量減去含氧官能團的式量后,差值除以14(烴類直接除14),則最大的商為含碳的原子數(shù)(即n值),余數(shù)代入上述分子量通式,符合的就是其所屬的類別。
[例3]某直鏈一元醇14克能與金屬鈉完全反應,生成0.2克氫氣,則此醇的同分異構(gòu)體數(shù)目為
A.6個 B.7個 C.8個 D.9個
由于一元醇只含一個-OH,每mol醇只能轉(zhuǎn)換出1/2molH2,由生成0.2克H2推斷出14克醇應有0.2mol,所以其摩爾質(zhì)量為72克/摩,分子量為72,扣除羥基式量17后,剩余55,除以14,最大商為3,余為13,不合理,應取商為4,余為-1,代入分子量通式,應為4個碳的烯烴基或環(huán)烷基,結(jié)合“直鏈”,從而推斷其同分異構(gòu)體數(shù)目為6個。
2.平均值法這種方法最適合定性地求解混合物的組成,即只求出混合物的可能成分,不用考慮各組分的含量。根據(jù)混合物中各個物理量(例如密度,體積,摩爾質(zhì)量,物質(zhì)的量濃度,質(zhì)量分數(shù)等)的定義式或結(jié)合題目所給條件,可以求出混合物某個物理量的平均值,而這個平均值必須介于組成混合物的各成分的同一物理量數(shù)值之間,換言之,混合物的兩個成分中的這個物理量肯定一個比平均值大,一個比平均值小,才能符合要求,從而可判斷出混合物的可能組成。
[例4]將兩種金屬單質(zhì)混合物13g,加到足量稀硫酸中,共放出標準狀況下氣體11.2L,這兩種金屬可能是
A.Zn和Fe B.Al和Zn C.Al和Mg D.Mg和Cu
將混合物當作一種金屬來看,因為是足量稀硫酸,13克金屬全部反應生成的11.2L(0.5摩爾)氣體全部是氫氣,也就是說,這種金屬每放出1摩爾氫氣需 26克,如果全部是+2價的金屬,其平均原子量為26,則組成混合物的+2價金屬,其原子量一個大于26,一個小于26.代入選項,在置換出氫氣的反應中,顯+2價的有Zn,原子量為65,Fe原子量為56,Mg原子量為24,但對于Al,由于在反應中顯+3價,要置換出1mol氫氣,只要18克Al便夠,可看作+2價時其原子量為27/(3/2)=18,同樣假如有+1價的Na參與反應時,將它看作+2價時其原子量為23*2=46,對于Cu,因為它不能置換出H2,所以可看作原子量為無窮大,從而得到A中兩種金屬原子量均大于26,C中兩種金屬原子量均小于26,所以A,C都不符合要求,B中Al的原子量比26小,Zn比26大,D中Mg原子量比26小,Cu原子量比26大,故B,D為應選答案。
3.極限法。極限法與平均值法剛好相反,這種方法也適合定性或定量地求解混合物的組成。根據(jù)混合物中各個物理量(例如密度,體積,摩爾質(zhì)量,物質(zhì)的量濃度,質(zhì)量分數(shù)等)的定義式或結(jié)合題目所給條件,將混合物看作是只含其中一種組分A,即其質(zhì)量分數(shù)或氣體體積分數(shù)為100%(極大)時,另一組分B對應的質(zhì)量分數(shù)或氣體體積分數(shù)就為0%(極小),可以求出此組分A的某個物理量的值N1,用相同的方法可求出混合物只含B不含A時的同一物理量的值N2,而混合物的這個物理量N平是平均值,必須介于組成混合物的各成分A,B的同一物理量數(shù)值之間,即N1
[例5]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(zhì)量如下列四個選項所示,其中數(shù)據(jù)合理的是
A.3.06g B.3.36g C.3.66g D.3.96
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(shù)據(jù)也有多種可能性,要驗證數(shù)據(jù)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(jù)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(shù)值就符合要求,故只能選B和C.
4.估算法?;瘜W題尤其是選擇題中所涉及的計算,所要考查的是化學知識,而不是運算技能,所以當中的計算的量應當是較小的,通常都不需計出確切值,可結(jié)合題目中的條件對運算結(jié)果的數(shù)值進行估計,符合要求的便可選取。
[例6]已知某鹽在不同溫度下的溶解度如下表,若把質(zhì)量分數(shù)為22%的該鹽溶液由500C逐漸冷卻,則開始析出晶體的溫度范圍是
溫度(0C) 0 10 20 30 40
溶解度(克/100克水) 11.5 15.1 19.4 24.4 37.6
A.0-100C B.10-200C C.20-300C D.30-400C
本題考查的是溶液結(jié)晶與溶質(zhì)溶解度及溶液飽和度的關系。溶液析出晶體,意味著溶液的濃度超出了當前溫度下其飽和溶液的濃度,根據(jù)溶解度的定義,[溶解度 /(溶解度+100克水)]*100%=飽和溶液的質(zhì)量分數(shù),如果將各個溫度下的溶解度數(shù)值代入,比較其飽和溶液質(zhì)量分數(shù)與22%的大小,可得出結(jié)果,但運算量太大,不符合選擇題的特點。從表上可知,該鹽溶解度隨溫度上升而增大,可以反過來將22%的溶液當成某溫度時的飽和溶液,只要溫度低于該溫度,就會析出晶體。代入[溶解度/(溶解度+100克水)]*100%=22%,可得:溶解度*78=100*22,即溶解度=2200/78,除法運算麻煩,運用估算,應介于25與30之間,此溶解度只能在30-400C中,故選D.
5.差量法。對于在反應過程中有涉及物質(zhì)的量,濃度,微粒個數(shù),體積,質(zhì)量等差量變化的一個具體的反應,運用差量變化的數(shù)值有助于快捷準確地建立定量關系,從而排除干擾,迅速解題,甚至于一些因條件不足而無法解決的題目也迎刃而解。
[例7]在1升濃度為C摩/升的弱酸HA溶液中,HA,H+和A-的物質(zhì)的量之和為nC摩,則HA的電離度是
A.n*100% B.(n/2)*100% C.(n-1)*100% D.n%
根據(jù)電離度的概念,只需求出已電離的HA的物質(zhì)的量,然后將這個值與HA的總量(1升*C摩/升=C摩)相除,其百分數(shù)就是HA的電離度。要求已電離的HA的物質(zhì)的量,可根據(jù)HA H++A-,由于原有弱酸為1升*C摩/升=C摩,設電離度為X,則電離出的HA的物質(zhì)的量為XC摩,即電離出的H+和A-也分別為CXmol,溶液中未電離的HA就為(C-CX)mol,所以HA,H+,A-的物質(zhì)的量之和為[(C-CX)+CX+CX]摩,即(C+CX)摩=nC摩,從而可得出1+X=n,所以X的值為n-1,取百分數(shù)故選C.本題中涉及的微粒數(shù)較易混淆,采用差量法有助于迅速解題:根據(jù)HA的電離式,每一個HA電離后生成一個H+和一個A-,即微粒數(shù)增大一,現(xiàn)在微粒數(shù)由原來的C摩變?yōu)閚C摩,增大了(n-1)*C摩,立即可知有(n-1)*C摩HA發(fā)生電離,則電離度為(n-1)C摩/C摩=n-1,更快地選出C項答案。
6.代入法。將所有選項可某個特殊物質(zhì)逐一代入原題來求出正確結(jié)果,這原本是解選擇題中最無奈時才采用的方法,但只要恰當?shù)亟Y(jié)合題目所給條件,縮窄要代入的范圍,也可以運用代入的方法迅速解題。
[例8]某種烷烴11克完全燃燒,需標準狀況下氧氣28L,這種烷烴的分子式是
A.C5H12 B.C4H10 C.C3H8 D.C2H6
因為是烷烴,組成為CnH2n+2,分子量為14n+2,即每14n+2克烴完全燃燒生成n摩CO2和(n+1)摩H2O,便要耗去n+(n+1)/2即3n/2+1/2摩O2,現(xiàn)有烷烴11克,氧氣為28/22.4=5/4摩,其比值為44:5,將選項中的四個n值代入(14n+2):[3n/2+1/2],不需解方程便可迅速得知n=3為應選答案。
7.關系式法。對于多步反應,可根據(jù)各種的關系(主要是化學方程式,守恒等),列出對應的關系式,快速地在要求的物質(zhì)的數(shù)量與題目給出物質(zhì)的數(shù)量之間建立定量關系,從而免除了涉及中間過程的大量運算,不但節(jié)約了運算時間,還避免了運算出錯對計算結(jié)果的影響,是最經(jīng)常使用的方法之一。
[例9]一定量的鐵粉和9克硫粉混合加熱,待其反應后再加入過量鹽酸,將生成的氣體完全燃燒,共收集得9克水,求加入的鐵粉質(zhì)量為
A.14g B.42g C.56g D.28g
因為題目中無指明鐵粉的量,所以鐵粉可能是過量,也可能是不足,則與硫粉反應后,加入過量鹽酸時生成的氣體就有多種可能:或者只有H2S(鐵全部轉(zhuǎn)變?yōu)镕eS2),或者是既有H2S又有H2(鐵除了生成FeS2外還有剩余),所以只憑硫粉質(zhì)量和生成的水的質(zhì)量,不易建立方程求解。根據(jù)各步反應的定量關系,列出關系式:(1)Fe--FeS(鐵守恒)--H2S(硫守恒)--H2O(氫守恒),(2)Fe--H2(化學方程式)--H2O(氫定恒),從而得知,無論鐵參與了哪一個反應,每1個鐵都最終生成了1個H2O,所以迅速得出鐵的物質(zhì)的量就是水的物質(zhì)的量,根本與硫無關,所以應有鐵為9/18=0.5摩,即28克。
8.比較法。已知一個有機物的分子式,根據(jù)題目的要求去計算相關的量例如同分異構(gòu)體,反應物或生成物的結(jié)構(gòu),反應方程式的系數(shù)比等,經(jīng)常要用到結(jié)構(gòu)比較法,其關鍵是要對有機物的結(jié)構(gòu)特點了解透徹,將相關的官能團的位置,性質(zhì)熟練掌握,代入對應的條件中進行確定。
CH3
[例10]分子式為C12H12的烴,結(jié)構(gòu)式為 ,若萘環(huán)上的二溴代物有9種
CH3
同分異構(gòu)體,則萘環(huán)上四溴代物的同分異構(gòu)體數(shù)目有
A.9種 B.10種 C.11種 D.12種
本題是求萘環(huán)上四溴代物的同分異構(gòu)體數(shù)目,不需考慮官能團異構(gòu)和碳鏈異構(gòu),只求官能團的位置異構(gòu),如按通常做法,將四個溴原子逐個代入萘環(huán)上的氫的位置, 便可數(shù)出同分異構(gòu)體的數(shù)目,但由于數(shù)量多,結(jié)構(gòu)比較十分困難,很易錯數(shù),漏數(shù)。抓住題目所給條件--二溴代物有9種,分析所給有機物峁固氐?不難看出,萘環(huán)上只有六個氫原子可以被溴取代,也就是說,每取代四個氫原子,就肯定剩下兩個氫原子未取代,根據(jù)"二溴代物有9種"這一提示,即萘環(huán)上只取兩個氫原子的不同組合有9種,即意味著取四個氫原子進行取代的不同組合就有9種,所以根本不需逐個代,迅速推知萘環(huán)上四溴代物的同分異構(gòu)體就有9種。
9.殘基法。這是求解有機物分子結(jié)構(gòu)簡式或結(jié)構(gòu)式中最常用的方法。一個有機物的分子式算出后,可以有很多種不同的結(jié)構(gòu),要最后確定其結(jié)構(gòu),可先將已知的官能團包括烴基的式量或所含原子數(shù)扣除,剩下的式量或原子數(shù)就是屬于殘余的基團,再討論其可能構(gòu)成便快捷得多。
[例11]某有機物5.6克完全燃燒后生成6.72L(S.T.P下)二氧化碳和3.6克水,該有機物的蒸氣對一氧化碳的相對密度是2,試求該有機物的分子式。如果該有機物能使溴水褪色,并且此有機物和新制的氫氧化銅混合后加熱產(chǎn)生紅色沉淀,試推斷該有機物的結(jié)構(gòu)簡式。
因為該有機物的蒸氣對一氧化碳的相對密度為2,所以其分子量是CO的2倍,即56,而5.6克有機物就是0.1摩,完全燃燒生成6.72L(S.T.P)CO2為0.3摩,3.6克水為0.2摩,故分子式中含3個碳,4個氫,則每摩分子中含氧為56-3*12-4*1=16克,分子式中只有1個氧,從而確定分子式是C3H4O.根據(jù)該有機物能發(fā)生斐林反應,證明其中有-CHO,從C3H4O中扣除-CHO,殘基為-C2H3,能使溴水褪色,則有不飽和鍵,按其組成,只可能為-CH=CH2,所以該有機物結(jié)構(gòu)就為H2C=CH-CHO.
10.守恒法。物質(zhì)在參加反應時,化合價升降的總數(shù),反應物和生成物的總質(zhì)量,各物質(zhì)中所含的每一種原子的總數(shù),各種微粒所帶的電荷總和等等,都必須守恒。所以守恒是解計算題時建立等量關系的依據(jù),守恒法往往穿插在其它方法中同時使用,是各種解題方法的基礎,利用守恒法可以很快建立等量關系,達到速算效果。
[例12]已知某強氧化劑[RO(OH)2]+能被硫酸鈉還原到較低價態(tài),如果還原含 2.4*10-3mol[RO(OH)2]+的溶液到低價態(tài),需12mL0.2mol/L的亞硫酸鈉溶液,那么R元素的最終價態(tài)為
A.+3 B.+2 C.+1 D.-1
因為在[RO(OH)2]-中,R的化合價為+3價,它被亞硫酸鈉還原的同時,亞硫酸鈉被氧化只能得硫酸鈉,硫的化合價升高了2價,根據(jù)2.4*10-3mol[RO(OH)2]-與12ml*0.2mol/L=0.0024mol的亞硫酸鈉完全反應,亞硫酸鈉共升0.0024*2=0.0048價,則依照升降價守恒,2.4*10-3mol[RO(OH)2]-共降也是0.0048價,所以每mol[RO(OH)2]-降了2價,R原為+3價,必須降為+1價,故不需配平方程式可直接選C.
11.規(guī)律法?;瘜W反應過程中各物質(zhì)的物理量往往是符合一定的數(shù)量關系的,這些數(shù)量關系就是通常所說的反應規(guī)律,表現(xiàn)為通式或公式,包括有機物分子通式, 燃燒耗氧通式,化學反應通式,化學方程式,各物理量定義式,各物理量相互轉(zhuǎn)化關系式等,甚至于從實踐中自己總結(jié)的通式也可充分利用。熟練利用各種通式和公式,可大幅度減低運算時間和運算量,達到事半功倍的效果。
[例13]1200C時,1體積某烴和4體積O2混和,完全燃燒后恢復到原來的溫度和壓強,體積不變,該烴分子式中所含的碳原子數(shù)不可能是
A.1 B.2 C.3 D.4
本題是有機物燃燒規(guī)律應用的典型,由于烴的類別不確定,氧是否過量又未知,如果單純將含碳由1至4的各種烴的分子式代入燃燒方程,運算量大而且未必將所有可能性都找得出。應用有機物的燃燒通式,設該烴為CXHY,其完全燃燒方程式為:CXHY+(X+Y/4)O2==XCO2+Y/2H2O,因為反應前后溫度都是1200C,所以H2O為氣態(tài),要計體積,在相同狀況下氣體的體積比就相當于摩爾比,則無論O2是否過量,每1體積CXHY只與X+Y/4體積O2反應,生成X體積CO2和Y/2體積水蒸氣,體積變量肯定為1-Y/4,只與分子式中氫原子數(shù)量有關。按題意,由于反應前后體積不變,即1-Y/4=0,立刻得到分子式為CXH4,此時再將四個選項中的碳原子數(shù)目代入,CH4為甲烷,C2H4為乙烯,C3H4為丙炔,只有C4H4不可能。
12.排除法。選擇型計算題最主要的特點是,四個選項中肯定有正確答案,只要將不正確的答案剔除,剩余的便是應選答案。利用這一點,針對數(shù)據(jù)的特殊性,可運用將不可能的數(shù)據(jù)排除的方法,不直接求解而得到正確選項,尤其是單選題,這一方法更加有效。
[例14]取相同體積的KI,Na2S,FeBr2三種溶液,分別通入氯氣,反應都完全時,三種溶液所消耗氯氣的體積(在同溫同壓下)相同,則KI,Na2S,FeBr2三種溶液的摩爾濃度之比是
A.1:1:2 B.1:2:3 C.6:3:2 D.2:1:3
本題當然可用將氯氣與各物質(zhì)反應的關系式寫出,按照氯氣用量相等得到各物質(zhì)摩爾數(shù),從而求出其濃度之比的方法來解,但要進行一定量的運算,沒有充分利用選擇題的特殊性。根據(jù)四個選項中KI和FeBr2的比例或Na2S和FeBr2的比例均不相同這一特點,只要求出其中一個比值,已經(jīng)可得出正確選項。因KI與Cl2反應產(chǎn)物為I2,即兩反應物mol比為2:1,FeBr2與Cl2反應產(chǎn)物為Fe3+和Br2,即兩反應物mol比為2:3,可化簡為2/3:1,當Cl2用量相同時,則KI與FeBr2之比為2:(2/3)即3:1,A,B,D中比例不符合,予以排除,只有C為應選項。如果取Na2S與FeBr2來算,同理也可得出相同結(jié)果。本題還可進一步加快解題速度,抓住KI,Na2S,FeBr2三者結(jié)構(gòu)特點--等量物質(zhì)與Cl2反應時,F(xiàn)eBr2需耗最多Cl2.換言之,當Cl2的量相等時,參與反應的FeBr2的量最少,所以等體積的溶液中,其濃度最小,在四個選項中,也只有C符合要求,為應選答案。
13.十字交*法。十字交*法是專門用來計算溶液濃縮及稀釋,混合氣體的平均組成,混合溶液中某種離子濃度,混合物中某種成分的質(zhì)量分數(shù)等的一種常用方法,其使用方法為:
組分A的物理量a 差量c-b
平均物理量c(質(zhì)量,濃度,體積,質(zhì)量分數(shù)等)
組分B的物理量b 差量a-c
則混合物中所含A和B的比值為(c-b):(a-c),至于濃縮,可看作是原溶液A中減少了質(zhì)量分數(shù)為0%的水B,而稀釋則是增加了質(zhì)量分數(shù)為100%的溶質(zhì)B,得到質(zhì)量分數(shù)為c的溶液。
[例15]有A克15%的NaNO3溶液,欲使其質(zhì)量分數(shù)變?yōu)?0%,可采用的方法是
A.蒸發(fā)溶劑的1/2 B.蒸發(fā)掉A/2克的溶劑
C.加入3A/14克NaNO3 D.加入3A/20克NaNO3
根據(jù)十字交*法,溶液由15%變?yōu)?0%差量為15%,增大溶液質(zhì)量分數(shù)可有兩個方法:(1)加入溶質(zhì),要使100%的NaNO3變?yōu)?0%,差量為 70%,所以加入的質(zhì)量與原溶液質(zhì)量之比為15:70,即要3A/14克。(2)蒸發(fā)減少溶劑,要使0%的溶劑變?yōu)?0%,差量為30%,所以蒸發(fā)的溶劑的質(zhì)量與原溶液質(zhì)量之比為15%:30%,即要蒸發(fā)A/2克。如果設未知數(shù)來求解本題,需要做兩次計算題,則所花時間要多得多。
14.拆分法。將題目所提供的數(shù)值或物質(zhì)的結(jié)構(gòu),化學式進行適當分拆,成為相互關聯(lián)的幾個部分,可以便于建立等量關系或進行比較,將運算簡化。這種方法最適用于有機物的結(jié)構(gòu)比較(與殘基法相似),同一物質(zhì)參與多種反應,以及關于化學平衡或討論型的計算題。
[例16]將各為0.3214摩的下列各物質(zhì)在相同條件下完全燃燒,消耗氧氣的體積最少的是
A.甲酸 B.甲醛 C.乙醛 D.甲酸甲酯
這是關于有機物的燃燒耗氧量的計算,因為是等摩爾的物質(zhì),完全可用燃燒通式求出每一個選項耗氧的摩爾數(shù),但本題只需要定量比較各個物質(zhì)耗氧量的多少,不用求出確切值,故此可應用拆分法:甲酸結(jié)構(gòu)簡式為HCOOH,可拆為H2O+CO,燃燒時辦只有CO耗氧,甲醛為HCHO,可拆為H2O+C,比甲酸少了一個O,則等摩爾燃燒過程中生成相同數(shù)量的CO2和H2O時,耗多一個O.同理可將乙醛CH3CHO拆為H2O+C2H2,比甲酸多一個CH2,少一個O,耗氧量必定大于甲酸,甲酸甲酯HCOOCH3拆為2H2O+C2,比乙醛少了H2,耗氧量必定少,所以可知等量物質(zhì)燃燒時乙醛耗氧最多。
當然,解題方法并不僅局限于以上14種,還有各人從實踐中總結(jié)出來的各種各樣的經(jīng)驗方法,各種方法都有其自身的優(yōu)點。在眾多的方法中,無論使用哪一種,都應該注意以下幾點:
一。要抓住題目中的明確提示,例如差值,守恒關系,反應規(guī)律,選項的數(shù)字特點,結(jié)構(gòu)特點,以及相互關系,并結(jié)合通式,化學方程式,定義式,關系式等,確定應選的方法。
二。使用各種解題方法時,一定要將相關的量的關系搞清楚,尤其是差量,守恒,關系式等不要弄錯,也不能憑空捏造,以免適得其反,弄巧反拙。
三。扎實的基礎知識是各種解題方法的后盾,解題時應在基本概念基本理論入手,在分析題目條件上找方法,一時未能找到巧解方法,先從最基本方法求解,按步就班,再從中發(fā)掘速算方法。
四。在解題過程中,往往需要將多種解題方法結(jié)合一齊同時運用,以達到最佳效果。
[例17]有一塊鐵鋁合金,溶于足量鹽酸中,再用足量KOH溶液處理,將產(chǎn)生的沉淀過濾,洗滌,干燥,灼燒使之完全變成紅色粉末,經(jīng)稱量,發(fā)現(xiàn)該紅色粉末和原合金質(zhì)量恰好相等,則合金中鋁的含量為
A.70% B.52.4% C.47.6% D.30%
本題是求混合金屬的組成,只有一個“紅色粉末與原合金質(zhì)量相等”的條件,用普通方法不能迅速解題。根據(jù)化學方程式,因為鋁經(jīng)兩步處理后已在過濾時除去,可用鐵守恒建立關系式:Fe--FeCl2--Fe(OH)2--Fe(OH)3--(1/2)Fe2O3,再由質(zhì)量相等的條件,得合金中鋁+鐵的質(zhì)量=氧化鐵的質(zhì)量=鐵+氧的質(zhì)量,從而可知,鋁的含量相當于氧化鐵中氧的含量,根據(jù)質(zhì)量分數(shù)的公式,可求出其含量為:[(3*16)/(2*56+3*16)]*100%=30%.解題中同時運用了關系式法,公式法,守恒法等。
綜上所述,“時間就是分數(shù),效率就是成績”,要想解題過程迅速準確,必須針對題目的特點,選取最有效的解題方法,甚至是多種方法綜合運用,以達到減少運算量,增強運算準確率的效果,從而取得更多的主動權,才能在測試中獲取更佳的成績。
最后,希望精品小編整理的高中化學計算題解題方法對您有所幫助,祝同學們學習進步。
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