高三化學(xué)八法巧解含烴的混合氣體計(jì)算題

1、“八法”巧解含炫的混合氣體計(jì)算題一.代數(shù)法代數(shù)法在化學(xué)計(jì)算中應(yīng)用廣泛，常用來解決物質(zhì)的量、質(zhì)量、體積等問題，特別適用于有關(guān)混合物中各組分含量的計(jì)算。代數(shù)法解化學(xué)計(jì)算題， 先根據(jù)題目所求設(shè)未知數(shù)，再根據(jù)化學(xué)原理或概念，尋找解題的突破口， 把計(jì)算題中的已知量和未知量結(jié)合起來，找出有關(guān)數(shù)值間量的關(guān)系，建立代數(shù)方程式或方程組，再求解。此法能使某些復(fù)雜的問題簡單化、條理化、 程序化，使分析問題的思路清晰，計(jì)算準(zhǔn)確。例1: CH4在一定條件下反應(yīng)可以生成 C2H4 C2H6（水和其他反應(yīng)產(chǎn)物忽略不計(jì)）。取一定,已知反應(yīng)中即生成量CH4經(jīng)反應(yīng)后得到的混合氣體，它在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度為CH4消耗了 20%,計(jì)算

2、混合氣體中 C2H4的體積分?jǐn)?shù)。解析：設(shè)反應(yīng)前 CH4為1mol,其中x mol轉(zhuǎn)化為C2H4C2H6。反應(yīng)后混合氣體總的物質(zhì)的量CH4為1mol,其中x mol轉(zhuǎn)化為 C2H4,既生成C2H4 和解析：設(shè)反應(yīng)前根據(jù)密度的概念列代數(shù)方程式:C2H4的體積分?jǐn)?shù):守恒法 此法在化學(xué)計(jì)算中應(yīng)用也很廣泛，用此法可以求元素的相對原子質(zhì)量、物質(zhì)的相對分子質(zhì)量、 分子式、混合物的組成以及進(jìn)行溶解度、溶液濃度等方面的計(jì)算。此法推廣：由甲狀態(tài)一乙狀態(tài)（可以是物理變化或化學(xué)變化）中，總可以找到某一物理量，其值在變化前后不發(fā)生變化。利用物理量的不變性列出等式而解題稱為廣義守恒法。在狀態(tài)改變過程中，其總值可以不變的物

3、理量有：質(zhì)量、化合價、物質(zhì)的量、電荷、體積、濃度等。利用守恒法解題的關(guān)鍵是：巧妙地選擇兩狀態(tài)中總值不發(fā)生改變的物理量，建立關(guān)系式，從而簡化思路，使解題達(dá)到事半功倍的效果。H2混合于密閉容器中，在適當(dāng)?shù)臈l件下,反應(yīng)達(dá)到平衡時生成C2H6,若將所得平衡混合氣體完全燃燒生成CO2和H2Q則需要O2多少摩爾？解析：若按化學(xué)平衡問題先求出平衡時混合氣體各組分的物質(zhì)的量以及它們分別燃燒各需要氧氣多少摩爾，再求氧氣總物質(zhì)的量，則太繁瑣。C2H4與H2在整個加成反應(yīng)過程中 C、H原子個數(shù)都不變，因而平衡時混合氣體燃燒的耗氧量等于反應(yīng)前C2H有口 H2燃燒的耗氧總量。平衡時混合氣體燃燒的耗氧量 三.差量法存在比

4、例關(guān)系:O主要是：質(zhì)量差、物質(zhì)的量差、壓強(qiáng)差等。依據(jù)化學(xué)反應(yīng)列出反應(yīng)前后有關(guān)物質(zhì)的數(shù)x- y組成比例式來求解。化學(xué)方程式所反映的各物質(zhì)的差量存在多種形式， 根據(jù)差量法解題公式知，其解題關(guān)鍵是審清題意， 量及差量，即a, d及a d再與題目中給定的差量例3:某氣態(tài)燃與氧氣的混合氣體在密閉容器中完全燃燒，燃燒前后容器內(nèi)壓強(qiáng)相等且溫度都保持在150 C。該煌不可能是（A. CH4B. C2H4)C. C3H4D. C3H6解析：設(shè)該氣態(tài)燒分子式為CxHy。即該燒的分子式中，含 4個H原子，不可能是 同樣分析知（1） 100 c以上，H原子數(shù)小于4 的氣態(tài)燒，燃燒后壓強(qiáng)增大。 （2） 100c以下,C

5、3H6的氣態(tài)燒，燃燒后壓強(qiáng)減?。籋原子數(shù)大于4因生成的水為液態(tài)，則所有氣態(tài)燃燃燒后氣體分子數(shù)都減小(,壓強(qiáng)都減小。四.平均值法此法是從求混合氣體平均相對分子質(zhì)量的公式它巧用了平均含要求出平均值的取值范圍，該法省去復(fù)雜的數(shù)學(xué)計(jì)算過程，從而迅速解出答案。應(yīng)當(dāng)指出上式中的單指平均相對分子質(zhì)量,質(zhì)量、物質(zhì)的量、摩爾質(zhì)量及質(zhì)量分?jǐn)?shù)等。所以應(yīng)用范圍很廣泛,亦可代表相對原子質(zhì)量、體積、特別適合于分析二元混合物的平均組成。例4： 一種氣態(tài)烷燒和一種氣態(tài)烯煌組成的混合物共10g,混合氣體的密度是相同狀況下氫氣的12.5倍，該混合氣體通過濱水時，濱水的質(zhì)量增加8.4g ,則該混合氣體是由什么組成的？解析：(1)混

6、合氣體的平均相對分子質(zhì)量(2)根據(jù)平均值法，確定該烷煌是甲烷。平均相對分子質(zhì)量等于 25的煌有兩種情況:兩氣態(tài)煌的相對分子質(zhì)量都等于25,經(jīng)分析沒有這種氣態(tài)燒；兩氣態(tài)煌中有一種煌的相對分子質(zhì)量小于25,另一種燒的大于 25。而相對分子質(zhì)量小于25的嫌只有甲烷，所以兩種燒中其中一種必定為CH4(3)根據(jù)平均相對分子質(zhì)量求另一種燒。設(shè)烯煌為CnH2rl解得n= 2,即該烯煌是C2H4.十字交叉法十字交叉法一般只適用于兩種已知成分組成的混合體系，解題關(guān)鍵往往在于求平均值。其廣泛應(yīng)用于有關(guān)同位素、相對原子質(zhì)量、溶質(zhì)質(zhì)量、二組分混合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)、 化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)的量、體積、電子轉(zhuǎn)移數(shù)及反應(yīng)熱等方面的計(jì)算

7、。,求混合氣體中2-M = M (C2H6) = 203例5: CH4和C2H4混合氣體，其密度是同溫同壓下乙烷的 CH4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。解析：相同狀態(tài)下氣體密度之比等于相對分子質(zhì)量之比: 由十字交叉法得:混合氣體中CH4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為II。.方程式疊加法例6:將x mol O2 , ymol CH4和z mol Na2O2放入密閉容器中，在 150c條件下用電火花引發(fā)，恰好完全反應(yīng)后，容器內(nèi)壓強(qiáng)為0,通過計(jì)算確立x, y和z之間的關(guān)系式。解析：根據(jù)反應(yīng)后氣體壓強(qiáng)等于0,所以可將以下反應(yīng)方程式2CH升4O2 2CO2+4H2O2CO2+2Na2O2 2Na2CO3F O2, 2H2O+ 2Na2O2

8、= 4NaOHF O2相力口消去氣體，得：2CH什 O2+ 6Na2O2= 8NaOHF 2Na2CO3所以 x:y:z=1:2:6,即 6x=3y = z七、待定系數(shù)法根據(jù)題意直接寫出方程式，并在反應(yīng)物及生成物前待以系數(shù)（化學(xué)計(jì)量數(shù)），最后找出系數(shù)間的關(guān)系。例7： 丁烷催化裂化時，碳鏈按兩種方式斷裂生成兩種烷燒和烯燒，若丁烷裂化率為90% ,且裂化生成的兩種烯煌的質(zhì)量相等，求裂化后得到的相對分子質(zhì)量最小的氣體在混合氣體中所占的體積分?jǐn)?shù)。解析：丁烷催化裂化，有如下方程式：C4H1G CH4+C3H6 C4H1G C2H6+C2H4將、合并，系數(shù)待配：a C4H10- bCH4+ b C3H6+c C2H6+c C2H4。因?yàn)?m（C3H6）=m（C2H4 ,所以 b: c=2： 3。八.討論法此法一般適合與他計(jì)算方法一起使用，這種解法的關(guān)鍵是進(jìn)行全面的分析和推斷。例8: 1L乙快和氣態(tài)烯燃混合物與11L O2混合后點(diǎn)燃，充分反應(yīng)后，氣體的體積為12L,求原1L混合氣體中各成分及物質(zhì)的量比（反應(yīng)前后均為182C、1.01 X10