高中化學(xué)計(jì)算專題

1、高一化學(xué)教學(xué)中所涉及的教學(xué)法歸納平均值法在高一化學(xué)解題中的應(yīng)用 在新高一的授課過(guò)程中常常發(fā)現(xiàn)這樣一個(gè)題目讓孩子們很頭疼：由兩種金屬組成的混合物2.8g，與足量的鹽酸反應(yīng)生成氫氣的體積為2.24L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則混合物的組成不可能是（ ）A、 Al和Fe B、Mg和Zn C、Mg和Al D、Mg和Cu通過(guò)對(duì)于孩子的觀察發(fā)現(xiàn)孩子們?cè)诮忸}中，無(wú)論是南洋模范的四大名校，還是建平中學(xué)的市重點(diǎn)還是高橋的區(qū)重點(diǎn)，還是普高的孩子，普遍的做法是利用假設(shè)法，假設(shè)為純金屬，分別帶進(jìn)去計(jì)算，耗時(shí)耗力。通過(guò)教學(xué)過(guò)程中的摸索，建議給到孩子解題思路： 解：n(H2)=2.24/22.4=0.1mol 設(shè)為單一的二價(jià)金屬：

2、M + 2HCl MCl2 + H2 1 1 X 0.1 推出：x=0.1 mol 則=2.8/0.1=28g/mol 把所有的金屬看做二價(jià)金屬的話， 則MAl=27×2/3=18 MFe=56 MMg=24 MZn=65 MCu= (對(duì)于不反應(yīng)的金屬的式量看做無(wú)窮大) 而我們需要尋找的是一個(gè)式量恰好為28的二價(jià)金屬，或者為一個(gè)大于28一個(gè)小于28的金屬混合物，則答案為：C 通過(guò)教學(xué)歸納，目前來(lái)說(shuō)孩子們?cè)诟咭磺皟烧碌膶W(xué)習(xí)中主要會(huì)遇到四種題型：1、 金屬與酸的反應(yīng)：由兩種金屬組成的混合物6.0g，與足量的鹽酸反應(yīng)生成氫氣的體積為2.24L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則混合物的組成可能是（ ） A、F

3、e 和Zn B、Mg和Fe C、Mg和Al D、Zn和Cu 解：n(H2)=2.24/22.4=0.1mol 設(shè)為單一的二價(jià)金屬： M + 2HCl MCl2 + H2 1 1 X 0.1 推出：x=0.1 mol 則=6.0/0.1=60g/mol 把所有的金屬看做二價(jià)金屬的話， 則MAl=27×2/3=18 MFe=56 MMg=24 MZn=65 MCu= (對(duì)于不反應(yīng)的金屬的式量看做無(wú)窮大) 而我們需要尋找的是一個(gè)式量恰好為60的二價(jià)金屬，或者為一個(gè)大于60一個(gè)小于60的金屬混合物，則答案為：A2、 金屬與氯氣的反應(yīng)兩種金屬混合物65g，與氯氣完全反應(yīng)，消耗氯氣71g，則合金

4、的組成可能是（ ） A、Cu和Zn B、Al和Ag C、Fe和Ca D、Cu和Ca 解：n(Cl2)=71/71=1mol 設(shè)為單一的二價(jià)金屬： M + Cl2 MCl2 1 1 x 1 推出：x=1 mol 則=65/1=65g/mol 把所有的金屬看做二價(jià)金屬的話， 則MAl=27×2/3=18 MFe=56×2/3=37.3 MMg=24 MZn=65 MCu=64 MCa=40 MAg=216 (對(duì)于不反應(yīng)的金屬的式量看做無(wú)窮大) 而我們需要尋找的是一個(gè)式量恰好為65的二價(jià)金屬，或者為一個(gè)大于65一個(gè)小于65的金屬混合物，則答案為：B 金屬和酸反應(yīng)的題型與金屬和氯氣

5、反應(yīng)的題型的主要差別在于，對(duì)于Cu、Ag等不和酸反應(yīng)的物質(zhì)來(lái)說(shuō)，式量看做是無(wú)窮大，而在和氯氣反應(yīng)的時(shí)候，二價(jià)Cu則看作為64g/mol，一價(jià)金屬Ag則看為2×108=216g/mol三、氫氣和鹵素反應(yīng)例：有兩種鹵素單質(zhì)共1mol，跟氫氣在一定條件下完全反應(yīng)后生成的鹵化氫的平均式量為36.5，則該兩種鹵素單質(zhì)可能是（ ） A、氟氣和氯氣 B、氟氣和溴單質(zhì) C、氯氣和溴單質(zhì) D、溴單質(zhì)和碘單質(zhì)解析：設(shè)該鹵素單質(zhì)為單一鹵素，即 X2 + H2 2HX 1 1 2 推出n(HX)=2mol M (HX)=36.5g/mol M (HF)=20 M (HCl)=36.5 M (HBr)=81

6、M (HI)=128 而我們需要尋找的是一個(gè)式量恰好為36.5的鹵化氫，或者為一個(gè)大于36.5一個(gè)小于36.5的鹵化氫，則答案為：B 四、復(fù)分解反應(yīng)1、現(xiàn)有13.2g硫酸銨樣品，期中可能混有Na2SO4、K2SO4、MgSO4中的一種或幾種。將樣品溶于水，跟足量的Ba(NO3)2溶液反應(yīng)，生成沉淀23.5g。則下列對(duì)該混合物組成的判斷中，正確的是（ ） A、一定沒有Na2SO4 B、一定沒有K2SO4 C、一定含有MgSO4可能含有Na2SO4 D、一定只有MgSO4解法一：n(NH4)2SO4=13.2/132=0.1mol設(shè)樣品為單一的硫酸銨樣品，則發(fā)生反應(yīng)：(NH4)2SO4+Ba(NO

7、3)2BaSO4+2NH4NO3 1 1 1 2 0.1 x推出：x=0.1molm(BaSO4)=233g/mol×0.1mol=23.3g而硫酸鋇沉淀實(shí)際的質(zhì)量卻為23.5g，也就是說(shuō)我們至少要需要找到一個(gè)同為硫酸鹽（MSO4），式量卻要小于硫酸銨（(NH4)2SO4）的樣品M（Na2SO4）= 142 g/mol M（K2SO4）= 174g/mol M（MgSO4）= 120g/mol故只要存在硫酸鎂的硫酸銨樣品即符合要求，同時(shí)也可以存在一些式量大于硫酸銨的雜質(zhì)，故答案選C解法二：設(shè)樣品為單一物質(zhì)，設(shè)通式為MSO4則反應(yīng)物和沉淀存在如下如下關(guān)系 MSO4 BaSO4 1 1

8、X 23.5/233 推出：x=23.5/233 mol 則=13.2/(23.5/233)131g/mol 而硫酸銨（(NH4)2SO4）的式量只有132，要使得平均式量為131，至少需要一個(gè)式量小于131的物質(zhì)存在M（Na2SO4）= 142 g/mol M（K2SO4）= 174g/mol M（MgSO4）= 120g/mol 故答案選C2、有5.85g氯化鈉樣品（內(nèi)含一種雜質(zhì)）溶于水配成溶液，跟足量AgNO3溶液充分反應(yīng)后得到14.0gAgCl沉淀，則該樣品中可能含有的雜質(zhì)是（ ） A、CaCl2 B、KCl C、MgCl2 D、NH4Cl【解法同上】3、取9g兩種碳酸鹽的混合物，跟足

9、量的鹽酸充分反應(yīng)，共產(chǎn)生二氧化碳2.24L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，則該混合物可能是（ ） A、CaCO3和Na2CO3 B、Na2CO3和K2CO3 C、K2CO3和CaCO3 D、CaCO3和MgCO3解：設(shè)樣品為單一物質(zhì)，設(shè)通式為MCO3則反應(yīng)物和沉淀存在如下如下關(guān)系 MCO3 CO2 1 1 x 2.24/22.4=0.1 推出：x = 0.1 mol 則=9/0.190g/mol 要使得已知：M（CaCO3）= 100g/mol M（Na2CO3）= 106g/mol M（K2CO3）= 138g/mol M（MgCO3）= 84g/mol 要使得平均式量為90g/mol，要么兩者皆為90g/m

10、ol，要么一個(gè)大于90g/mol，一個(gè)小于90g/mol 故答案選D【補(bǔ)充練習(xí)】1、把含有某種氯化物雜質(zhì)的MgCl2粉末95mg溶于水后，與等質(zhì)量的AgNO3溶液反應(yīng)，生成AgCl沉淀300mg，則該MgCl2中的雜質(zhì)可能是（ ）A、氯化鈉 B、氯化鈣 C、氯化鉀 D、氯化鋁2、向含有1.17克氯化鈉和1.17克氟化鈉的溶液中，加入過(guò)量的硝酸銀溶液，將析出的沉淀過(guò)濾、洗滌、干燥后稱其質(zhì)量為2.87克。根據(jù)此實(shí)驗(yàn)確定氟化銀在水中的溶解性為（ ）A、 易溶于水 B、比氯化銀更難溶于水C、與氯化銀一樣難溶于水 D、無(wú)法確定附錄：1、 終態(tài)分析法（元素守恒思想）： 終態(tài)分析法的思想相對(duì)比較抽象，高一的

11、計(jì)算中考查較少，但是該種方法因?yàn)榫邆湟员鎰e，計(jì)算簡(jiǎn)單，因?yàn)榻ㄗh高一補(bǔ)充到終態(tài)分析法的思想，利于后期教學(xué)【例】有一在空氣中暴露的KOH固體，經(jīng)分析測(cè)知其中含水7.62%，K2CO3 2.83%，KOH 90% 。若將此樣品先溶于46.00mL 1mol/L 的鹽酸里，過(guò)量的鹽酸再用1.07mol/L KOH溶液中和，用去KOH溶液27.65mL，則最后所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量為 克 孩子們?cè)谀玫竭@個(gè)題目之后，二話不說(shuō)開始寫方程，列比例式進(jìn)行計(jì)算，算到后來(lái)，發(fā)現(xiàn)解決不了，這里建議引導(dǎo)孩子拿到題目不要急著動(dòng)筆，站在整體的思路上去分析，提出“反應(yīng)到最后溶液中所含溶質(zhì)”，即可比較成功過(guò)的幫助理解到終態(tài)分析的

12、思想含義 反應(yīng)至最后，溶質(zhì)只存在KCl，而K元素的來(lái)源比較廣泛，既有樣品中K2CO3、 KOH中引入的K元素，也有后來(lái)中和過(guò)量酸所使用的KOH中的K元素，而Cl元素的來(lái)源只有一個(gè)，所以從氯元素出發(fā)，即可解題 HCl Cl- KCl 1 1 1 0.046×1=0.046mol x 推出x=0.046mol m(KCl)=0.046×(39+35.5)=3.427g 其實(shí)該法在計(jì)算中很少獨(dú)立出題，主要還是和氯氣的制備等方程式解題相結(jié)合，綜合運(yùn)用，題目的質(zhì)量會(huì)更高，要求也更高例：實(shí)驗(yàn)室用6.96克MnO2跟50克36.5%鹽酸共熱，問(wèn)：（1） 在標(biāo)準(zhǔn)狀況下可產(chǎn)生的氯氣為多少升（

13、2） 如不考慮氯化氫的揮發(fā)的損失，將反應(yīng)后的溶液加水稀釋到250mL，取其中25mL跟足量的硝酸銀溶液反應(yīng)，可得到沉淀多少克？解析：(1)M（MnO2）=87g/mol n（MnO2）=0.08mol MnO2+4HCl(濃)MnCl2+C12+2H2O 1 4 1 1 2 0.08 x y 則： n（C12）=0.08mol V (C12)=1.792 L (2)利用元素守恒法更加便捷，生成的氯化銀中的氯元素全部來(lái)自為反應(yīng)的鹽酸 鹽酸的總物質(zhì)的量為0.5mol 消耗的鹽酸為0.32mol，則剩余的和硝酸銀反應(yīng)的鹽酸為 n（AgCl）=0.18/10=0.018mol2、 差量分析法： 差量法

14、思想在高一上的考試中的主要考查形式不外乎復(fù)分解反應(yīng)、金屬和酸的反應(yīng)以及鹵素間的置換反應(yīng)中所存在的計(jì)算題型，該計(jì)算思想可以簡(jiǎn)化計(jì)算過(guò)程，降低計(jì)算難度，難點(diǎn)和學(xué)生的易錯(cuò)點(diǎn)在于學(xué)生無(wú)法正確的分析差量產(chǎn)生的原因，該法是很好的解決過(guò)量和不足的計(jì)算思想例：將一定量的氯氣通入含59.5gKBr的溶液中，充分反應(yīng)后，將溶液蒸干得到固體41.7g。求：（1） 通入氯氣的體積（S.T.P）（2） 原KBr溶液中，有多少克KBr參加了反應(yīng)解析：氯氣在和溴化鉀反應(yīng)的過(guò)程中固體的質(zhì)量改變主要室友溴化鉀轉(zhuǎn)變?yōu)槁然浰鸬馁|(zhì)量的改變，參加反應(yīng)的物質(zhì)和生成的物質(zhì)的物質(zhì)的量與差量成正比 m=2M(KBr )-2M( KCl)

15、=2×80-2×35.5=160-71=89Cl2 + 2KBr 2KCl + Br2 m 1 2 2 1 89 41.7 -39.5=2.2 1、 含有20.6gNaBr的溶液中通入Cl2后，將溶液蒸干得到 16.15g，則下列說(shuō)法中正確的是（ ）A、NaBr全部轉(zhuǎn)化為NaCl B、75%的Br-的離子被氧化C、75%的Br-未被氧化 D、16.15g固體是由NaBr和NaCl組成解析：氯氣在和溴化鉀反應(yīng)的過(guò)程中固體的質(zhì)量改變主要室友溴化鉀轉(zhuǎn)變?yōu)槁然浰鸬馁|(zhì)量的改變，參加反應(yīng)的物質(zhì)和生成的物質(zhì)的物質(zhì)的量與差量成正比 m=2M(KBr )-2M( KCl)=2×

16、;80-2×35.5=160-71=89Cl2 + 2KBr 2KCl + Br2 m 1 2 2 1 89 x y z 20.6 -16.15=4.45 x=0.05mol y=0.1mol z=0.1nol n(NaBr )=20.6/103=0.2mol 則溴化鈉的轉(zhuǎn)化率為0.1/0.2=50% A、B、C 均錯(cuò)誤，答案選D， 其實(shí)該題為單選題，所以在判斷出溴化鈉為反應(yīng)完后即可得出答案選D綜合題：1、將10.000g氯化鈉、溴化鉀和氯化鈣的混合物溶于水中，通入足量氯氣充分反應(yīng)，然后把溶液蒸干灼燒（去除結(jié)晶水），留下殘?jiān)?.813g。再將此殘?jiān)苡谒胁⒓尤胱懔康奶妓徕c溶液，所得

17、沉淀質(zhì)量為0.721g。求：（1） 原混合物中氯化鈣的質(zhì)量（2） 原混合物中溴化鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)【解析略】答案：（1）0.800g （2）5.00%2、把30g鋅放入200g未知濃度的稀硫酸中，反應(yīng)停止后，鋅有剩余，取出鋅后，稱溶液的重量比反應(yīng)前增加了25.2g。試求：（1） 原稀硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)？（2） 反應(yīng)后溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)？（3） 未反應(yīng)的鋅的質(zhì)量是多少克？【解析略】答案：（1）19.60% （2）28.60 % （3）4g3、 極值法（極限法）分類討論思想極限法的思想在高一上學(xué)期的學(xué)習(xí)和考試中很少會(huì)有涉及，這里進(jìn)行該計(jì)算思想思維訓(xùn)練的主要目的是為了接下來(lái)高一下學(xué)期的學(xué)習(xí)中在化學(xué)平衡里進(jìn)行三段式

18、的計(jì)算時(shí)候極值的選擇以及可逆反應(yīng)和非可逆反應(yīng)的極值法的對(duì)比。例：100gH2和O2的混合氣體，點(diǎn)燃爆炸后生成液態(tài)水，剩余10克氣體，則原氣體中H2和O2的質(zhì)量分別是多少克？解析：氫氣和氧氣在該反應(yīng)中不可能同時(shí)有剩余，即要么氫氣剩余，要么氧氣剩余，則： 在氫氣和氧氣的反應(yīng)中通過(guò)方程式可知?dú)錃夂脱鯕獾姆磻?yīng)質(zhì)量比m(H2):m(O2)=1:8 除去剩余的10克氣體，在反應(yīng)的90克氣體中，氫氣和氧氣的質(zhì)量比為1:8，即參加反應(yīng)的氫氣為10克，氧氣為80克，（1） 設(shè)氫氣有剩余，則剩余的10克氣體為氫氣，原氣體中氫氣的質(zhì)量為20克，氧氣的質(zhì)量為80克（2） 設(shè)氧氣有剩余，則剩余的10克氣體為氧氣，原氣體

19、中氫氣的質(zhì)量為10克，氧氣的質(zhì)量為90克4、 特殊值法學(xué)生其實(shí)本身是非常傾向于使用特殊值法解題，該法相對(duì)于高一的新生來(lái)說(shuō)的話更加的直觀和簡(jiǎn)單，便于學(xué)生理解和掌握，但是最直接的障礙在于孩子沒有獨(dú)立的判定能力，不知道什么樣的題型需要使用或者是使用特殊值法會(huì)更加的便捷，我這邊目前歸納的方法是在于一般題干中給到了比值信息，且求得也是物質(zhì)間的比值關(guān)系，即可使用特殊值法。例：某溶液中的Cl-、Br-、I-三者物質(zhì)的量之比是2：3：4，通入一定量的氯氣，該比值為4：3：2，則反應(yīng)中的氯氣和原溶液中的I一的物質(zhì)的量之比是( ) A1：2 B1：3 C1：4 D1：8解析：一般題干中給到了比值信息，且求得也是物

20、質(zhì)間的比值關(guān)系，即可使用特殊值法。 溶液中的Cl-、Br-、I-三者物質(zhì)的量之比是2：3：4，設(shè)Cl-、Br-、I-的物質(zhì)的量分別為2mol，3mol，4mol；而反應(yīng)后比值為4：3：2，即反應(yīng)后Cl-、Br-、I-的物質(zhì)的量分別為4mol，3mol，2mol。 這里需要孩子具備氧化還原反應(yīng)的基本規(guī)律的判定能力，即Br-、I-中，Cl2會(huì)優(yōu)先和I-反應(yīng)，在I-沒反應(yīng)完之前，Br-是不會(huì)參加反應(yīng)的，則只存在如下反應(yīng)Cl2 + 2I- 2Cl- + I2 1 2 2 x (4-2)=2mol 推出x=1mol 即參加反應(yīng)的Cl2 為1mol，而原溶液中所含I-的物質(zhì)的量為4mol 故反應(yīng)中的氯氣和

21、原溶液中的I一的物質(zhì)的量之比n(Cl2):n(I-)=1:4 【變式訓(xùn)練】某溶液中的Cl-、Br-、I-三者物質(zhì)的量之比是2：3：4，通入一定量的氯氣，該比值為1：1：1，則反應(yīng)中的氯氣和原溶液中的I一的物質(zhì)的量之比是( ) A1：2 B1：3 C1：4 D1：8解析：該題的解法與上題的解法最大的區(qū)別在于，反應(yīng)后Cl-、Br-、I-三者物質(zhì)的量之比是1：1：1，這時(shí)可以以Br-未參與反應(yīng)為基準(zhǔn)，將比值設(shè)為3:3:3，則此時(shí)可以設(shè)反應(yīng)前Cl-、Br-、I-的物質(zhì)的量分別為2mol，3mol，4mol；而反應(yīng)后比值為1：1：1（3:3:3），即反應(yīng)后Cl-、Br-、I-的物質(zhì)的量分別為3mol，3

22、mol，3mol；Br-、I-中，Cl2會(huì)優(yōu)先和I-反應(yīng)，在I-沒反應(yīng)完之前，Br-是不會(huì)參加反應(yīng)的，則只存在如下反應(yīng)Cl2 + 2I- 2Cl- + I2 1 2 2 x (4-3)=1mol 推出x=0.5mol 即參加反應(yīng)的Cl2 為0.5mol，而原溶液中所含I-的物質(zhì)的量為4mol 故反應(yīng)中的氯氣和原溶液中的I一的物質(zhì)的量之比n(Cl2):n(I-)=1:85、 列方程式法：列方程式法的基本解題思想不外乎是仔細(xì)分析反應(yīng)關(guān)系，一般為一個(gè)方程式的一步驟計(jì)算，個(gè)別題目會(huì)有多個(gè)方程式的多步驟計(jì)算的累加計(jì)算，準(zhǔn)確無(wú)誤的寫出方程式并配平，進(jìn)行已知和未知數(shù)據(jù)的判定，即可得答案。例：稱取1.06克碳

23、酸鈉正好與10mL鹽酸完全反應(yīng)生成氯化鈉、二氧化碳和水，這種鹽酸的物質(zhì)的量濃度是多少？解析：該題解法較簡(jiǎn)單，可根據(jù)方程式一步算出所需鹽酸的物質(zhì)的量。Na2CO3 + 2HCl 2NaCl + CO2+ H2O 1 2 0.01 x 推出x=0.02mol 即參加反應(yīng)的HCl 為0.02mol，鹽酸的物質(zhì)的量的濃度為2mol/L 6、 方程組法：例：11.1克氯化鈣和13.6克氯化鋅的混合物溶于水，加入足量的硝酸銀，生成沉淀的物質(zhì)的量為多少？質(zhì)量是多少？（0.3mol） n(CaCl2)=11.1/111=0.1mol n(ZnCl2)=13.6/136=0.1mol解析：方法一：該題解法較簡(jiǎn)單

24、，學(xué)生一般列出兩個(gè)化學(xué)方程式，再分別根據(jù)物質(zhì)的量進(jìn)行計(jì)算。CaCl2 + 2AgNO3 2AgCl + Ca(NO3)2 1 2 0.1 xZnCl2 + 2AgNO3 2AgCl + Zn(NO3)2 1 2 0.1 y 由方程組得出生成的氯化銀沉淀為x + y = 0.4 mol 方法二：本題涉及的方程式較簡(jiǎn)單，學(xué)生可以根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算。本題也可以根據(jù)元素守恒進(jìn)行計(jì)算，混合物中都含有氯元素，和足量的硝酸銀反應(yīng)全部轉(zhuǎn)化為沉淀，所以最后沉淀的物質(zhì)的量就是題目中氯元素的物質(zhì)的量。 n = 2n(CaCl2) + 2n(ZnCl2 ) = 0.4mol 1、有Fe與Zn的混合物12.1g，與足量

25、的稀鹽酸反應(yīng)共放出氫氣4.48L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），求（1） 原混合物中Fe和Zn的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(Fe:40.5%, Zn:59.5%)（2） 反應(yīng)中消耗的HCl物質(zhì)的量（0.4mol）2、30.6克碳酸鈣和碳酸鈉的固體混合固體投入200克稀鹽酸中恰好完全反應(yīng)，并收集到13.2克二氧化碳?xì)怏w。求：（1） 碳酸鈣和碳酸鈉的物質(zhì)的量(碳酸鈣：0.2mol，碳酸鈉：0.1mol)（2） 稀鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(73.0%)7、 十字交叉法 我們常說(shuō)的十字交叉法實(shí)際上是十字交叉相比法，它是一種圖示方法。十字交叉圖示法實(shí)際上是代替求和公式的一種簡(jiǎn)捷算法，它特別適合于兩總量、兩關(guān)系的混合物的計(jì)算(即22型混合物計(jì)算)，用來(lái)計(jì)算混合物中兩種組成成分的比值。在一定程度上簡(jiǎn)化了我們的計(jì)算過(guò)程。例：天然的Ir元素有兩種同位素191Ir和193Ir，其元素的近似相對(duì)原子質(zhì)量為192.22，則兩種同位素的原子個(gè)數(shù)比為： A、61:39 B、39:61 C、1：1 D 、39:11解析： 本題涉及到同位素的原子個(gè)數(shù)百分比的問(wèn)題，由十字交叉法可以得出： 【變式訓(xùn)練一】已知硼有兩種同位素10B和11B，硼元素的近似相對(duì)原子質(zhì)量為10.8，求（1） 硼元素中10B所占原子的百