2023版高考化学一轮总复习 第二章 微专题四 化学计算的常用方法课件.ppt

微专题四 化学计算的常用方法 专题精讲 对化学计算的考查是高考命题的热点内容，培养学生化学 计算能力是教学重点之一。高考命题中，最常用的化学计算方 法有“差量法”“关系式法”“极值法”“平均值法”“守恒 法”等，在这几种计算方法中，依据化学方程式的计算是各种 计算方法的基础。针对不同的题型，选择相应的不同方法是解 题的关键。1.根据化学方程式的基本计算比例式法 aA(g)bB(g)=cC(g)dD(g)化学计量数之比：a b c d 质量之比：aMA bMB cMC dMD 物质的量之比：气体体积之比：a a b b c c d d (同温同压下)不同物质的相同物理量之间的换算可以按上述关系进行。解题时要注意化学方程式中各种物质对应关系的单位问题，同 一物理量单位要一致。如果涉及两种物理量，只要做到两种物 理量“上下一致，左右相当”即可。2.化学方程式计算中的巧思妙解差量法 差量法是指根据化学反应前后物质的某种差量进行计算的 方法。这种差量可以是质量、物质的量、气态物质的体积、反 应过程中的热量等在反应中产生的差量，该差量的大小与参加 反应的各物质的有关量成正比。解题的关键就是利用相关差量 与物质有关量的正比关系列出比例式，然后求解。3.解答连续反应类型计算题的捷径关系式法 关系式法适用于多步进行的连续反应的相关计算，以中间 产物为媒介，找出起始原料和最终产物的关系式，可将多步计 算一步完成。利用关系式解决多步反应的相关计算方便简捷。利用多步反应建立关系式的方法：(1)叠加法(如利用空气、木炭、水蒸气制取氨气)3C2N26H2O=3CO24NH3 由空气、木炭、水蒸气制取 NH3 过程中，C 和 NH3 的关系 式为 3C4NH3。(2)元素守恒法 4NH35O2 4NO6H2O 2NOO2=2NO2 3NO2H2O=2HNO3NO NO 经多次氧化和吸收，最终氮元素可完全转化到硝酸中，由氮元素守恒知：NH3HNO3。(3)电子转移守恒法 由得失电子总数相等知，NH3 经氧化等一系列反应生成 HNO3，NH3 和 O2 的关系式为 NH32O2。4.有关混合物计算的“简化高手”极值法 极值法是利用极限思维方式解决一些模糊问题的解题技 巧，它是将题设构造为问题的两个极端，然后依据有关化学知 识确定所需反应物或生成物的极值，利用极值进行判断分析求 出结果，有时也称为极端假设法。5.简化过程，妙用守恒守恒法 所谓“守恒”就是物质在发生“变化”或两物质在发生 “相互作用”的过程中某些物理量的总量保持“不变”。一切 化学反应都遵循某些守恒定律，在化学变化中有各种各样的守 恒，如质量守恒、原子数目守恒、得失电子守恒、电荷守恒、能量守恒等。6.有关混合物计算的“简化方法”平均值法 (1)依据 若 XAXB，则 XA X XB，X 可代表平均相对原子(分子)质 量、平均浓度、平均含量、平均生成量、平均消耗量等。(2)应用 若已知 X，可以确定 XA、XB 的范围；若已知 XA、XB，可 以确定 X 的范围。解题的关键是要通过平均值确定范围，很多 问题的平均值需根据条件先确定下来再作出判断。实际上，它 是极值法的延伸。典例精析 1.根据化学方程式的基本计算比例式法 【典例1】(2021 年滨州检测)将 18.0 g 铁、铜混合粉末加 入 100 mL 5.0 mol L1 FeCl3 溶液中，充分反应后剩余固体质量 为 3.2 g。下列说法正确的是()A.剩余固体是铁、铜的混合物 B.反应后溶液中n(Fe2)n(Cu2)0.75 mol C.反应后溶液中n(Fe3)0.10 mol D.原固体混合物中铜的质量是8.0 g 解析：铁的还原性强于铜，将铁、铜混合粉末加入氯化铁 溶液中，铁先与铁离子反应，氯化铁的物质的量是 0.5 mol，由 Fe 56 g 2Fe3=3Fe2 2 mol 由此可知，0.5 mol Fe3可以消耗 14 g 铁，由于实际溶解的金属质量是 18.0 g3.2 g14.8 g，故两种金属都参与反应，且Fe3完全反应，剩余的金属是铜，A、C 错误；设反应的铜的物质的量是 n1，反应的铁的物质的量是 n2,64 g mol1n156 g mol1n214.8 g，根据 Fe2Fe3=3Fe2及Cu2Fe3=Cu22Fe2可知 n1n20.5 mol2。解得 n10.1 mol，n20.15 mol，则原来含有的铜的质量是 0.1 mol64 g mol13.2 g 9.6 g，D 错误；溶液中的 n(Fe2)n(Cu2)0.1 mol0.15 mol0.5 mol 0.75 mol，B 正确。答案：B 思维建模 解题步骤 (1)根据题意书写正确的化学方程式。(2)明确已知条件，化学方程式所表示的是参加反应的纯净 物之间的量的关系，因此，不纯物质的量必须换算成纯净物的 量，未参加反应的物质要排除在外。(3)建立已知量与未知量之间的比例关系，求出未知量。2.化学方程式计算中的巧思妙解差量法 【典例2】(2021 年中山月考)16 mL 由 NO 与 NH3 组成的 混 合 气 体在催 化剂 作用 下于 400 左右发 生 反应：6NO 4NH3 5N26H2O(g)，达到平衡时在相同条件下气体体积变 为 17.5 mL，则原混合气体中 NO 与 NH3 的物质的量之比有四 32 43 97。其中正确的是 种情况：53 ()A.B.C.D.解析：根据反应前后气体的总体积，可用差量法直接求解。6NO4NH3 6 mL 5N26H2O(g)V(气体的体积差)56mL 6 mL 4 mL 5 mL 9 mL 6 mL 46mL 1 mL理论差量 17.5 mL16 mL 1.5 mL实际差量 由此可知发生反应的气体共有 15 mL，还剩余 1 mL 气体，假设剩余的气体全部是 NO，则 V(NO)V(NH3)(9 mL 1 mL)6 mL 53，假 设 剩 余 的 气 体 全 部 是 NH3，则 V(NO)V(NH3)9 mL(6 mL1 mL)97，但因该反应是 可逆反应，剩余气体实际上是 NO、NH3 的混合气体，故 V(NO)V(NH3)介于 97与53之间，对照所给数据可知32 与 43 在此区间内。答案：C 思维建模 解题的一般步骤 (1)准确写出有关反应的化学方程式。(2)深入细致地分析题意，有针对性地找出产生差量的“对 象”及“理论差量”。(3)根据化学方程式，列出“理论差量”“实际差量”与物 质相关量的比例关系，然后列比例式求解。3.解答连续反应类型计算题的捷径关系式法 【典例 3】(2021 年西安调研)碳酸铜和碱式碳酸铜均可溶 于盐酸转化为氯化铜。在高温下这两种化合物均能分解生成氧 化铜。溶解 28.4 g 上述混合物，消耗 1 mol L1 盐酸 500 mL。灼烧等质量的上述混合物，得到氧化铜的质量是()A.35 g C.20 g B.30 g D.15 g 解析：碳酸铜和碱式碳酸铜均可溶于盐酸转化为氯化铜，消耗1 mol L1盐酸500 mL，HCl的物质的量为0.5 mol，则CuCl2 的物质的量为 0.25 mol。根据铜元素守恒可知，原混合物中含 有铜元素原子的物质的量为 0.25 mol，则灼烧等质量的题给混 合物，得到氧化铜的物质的量为 0.25 mol，则得到氧化铜的质 量为 m(CuO)0.25 mol80 g mol120 g。答案：C 4.有关混合物计算的“简化高手”极值法 【典例4】(2021 年湘潭月考)把含有某一种氯化物杂质的 MgCl2 粉末 95 g 溶于水后，与足量 AgNO3 溶液反应，测得生成 的 AgCl 质量为 300 g，则该 MgCl2 中的杂质可能是()A.NaCl B.AlCl3 C.KCl D.CaCl2 解析：提供 1 mol Cl所需各物质的质量分别为 物质的化学式 MgCl2 NaCl AlCl3 KCl CaCl2 提供1 mol Cl 所需质量/g 47.5 58.5 44.5 74.5 55.5 答案：B 而该含氯化物杂质的 MgCl2提供 1 mol Cl需要的质量为 95 g143.530045.4 g。由于提供 1 mol Cl所需 MgCl2的质量为 47.5 g，因此应选提供 1 mol Cl所需质量小于 45.4 g 的物质，根据前面的分析，提供 1 mol Cl所需物质的质量小于 45.4 g 的只有 AlCl3。思维建模 解题思路(1)极端假设。如：把可逆反应假设成向左或向右进行完全。把混合物假设成为某一纯净物。把多个同时进行的反应假设成单一反应。(2)计算极值。(3)由极值进行讨论、分析、推理，从而得出合理答案。5.简化过程，妙用守恒守恒法 【典例 5】(2021 年珠海调研)28 g 铁粉溶于稀盐酸，然后 加入足量的 Na2O2 固体，充分反应后过滤，将滤渣加强热，最 终得到的固体质量为(A.36 g C.80 g )B.40 g D.160 g 恒，n(Fe2O3)n(Fe)0.25 mol，所得 Fe2O3 固体的质量为 解析：28 g 铁粉溶于稀盐酸中生成氯化亚铁溶液，然后加 入足量的 Na2O2 固体，由于 Na2O2 固体溶于水后生成 NaOH 和 O2，本身也具有强氧化性，所以充分反应后生成氢氧化铁沉淀，过滤，将滤渣加强热，最终得到的固体为 Fe2O3。根据铁原子守 1 2 0.25 mol160 g mol140 g。答案：B 思维建模 解题步骤 6.有关混合物计算的“简化方法”平均值法 【典例6】(2021 年衡水月考)标准状况下，34 g CO 和 CO2 混合气体的体积为 22.4 L，关于该混合气体有下列的说法：混合气体中两种气体的分子个数比为 53；混合气体中两种 气体的质量比为 3533；混合气体中碳和氧的原子个数比为 811；混合气体的密度约为 1.52 g L1。其中正确的是()A.只有 C.只有和 B.只有 D.都正确 mol，n(CO2)mol。解析：标准状况下,34 g CO 和 CO2 混合气体的体积为 22.4 物质的量之比，所以一氧化碳和二氧化碳的物质的 量之比为 10653，则 n(CO)5 8 3 8 L，即混合气体的物质的量是 1 mol，根据 Mmn知，混合气体的平均摩尔质量是 34 g mol1，利用十字交叉法确定两种物质的 答案：D 混合气体中两种气体的分子个数比等于其物质的量之比，即N(CO)N(CO2)53，正确；混合气体中两种气体的质量比为5828 3844 3533，正确；混合气体中碳和氧的原子个数比为581381 581382 811，正确；混合气体的密度为34 g mol122.4 L mol11.52 g L1，正确。