化学计算的几个窍门

1、化学计算的几个窍门一. 电荷守恒法：在电解质溶液中，阴离子所带负电荷总数等于阳离子所带正电荷总数，溶液不显电性。（注意所带电荷，一价电荷乘以1 ，二价电荷乘以2 ，三价乘以3 .因为一个二价离子所带电荷相当两个一价离子所带电荷）【例1】、 氯化钠、氯化镁、硫酸镁三种盐配成的混合液，若钠离子为，镁离子为，氯离子为，则硫酸根应为 A. B. C. D. 【解析】：设为，据电荷守恒有：(方程式的左边是阳离子所带电荷总数，右边是阴离子所带电荷总数) 解之，选C。二. 质量守恒法： 因为原子是化学变化的最小粒子，所以在化学反应前后由于各元素种类不变，原子个数不变，所以反应前后质量守恒。【例2】、 向一定

2、量的未知浓度的氯化钡溶液中加入硝酸银溶液使完全沉淀，其结果是生成溶液的质量与所加入的硝酸银溶液的质量相等，求氯化钡的质量分数浓度？【解析】：根据质量守恒定律由“所生成溶液的质量与加入的硝酸银溶液质量相等”推知，氯化钡溶液的质量与生成氯化银沉淀的质量相等。看图示：设氯化钡溶液的质量为，其质量分数浓度为，则：解得三、排除法选择型计算题最主要的特点是,四个选项中肯定有正确答案,只要将不正确的答案剔除,剩余的便是应选答案.利用这一点,针对数据的特殊性,可运用将不可能的数据排除的方法,不直接求解而得到正确选项,尤其是单选题,这一方法还是比较有效. 据教研员统计，90%的选择题都是半算半推的，极少数选择题

3、是靠硬算的。【例3】、取相同体积的KI,Na2S,FeBr2三种溶液,分别通入氯气,反应都完全时,三种溶液所消耗氯气的体积(在同温同压下)相同,则KI,Na2S,FeBr2三种溶液的物质的量浓度之比是 A、112 B、123 C、632 D、213 【解析】本题当然可用将氯气与各物质反应的关系式写出,按照氯气用量相等得到各物质的量,从而求出其浓度之比的方法来解,但要进行一定量的运算,没有充分利用选择题的特殊性.根据四个选项中KI和FeBr2的比例或Na2S和FeBr2的比例均不相同这一特点,只要求出其中一个比值,已经可得出正确选项.因KI与Cl2反应产物为I2,即两反应物物质的量比为21,（2

4、KI+Cl2=2KCl+I2）.FeBr2与Cl2反应产l物为Fe3+和Br2,即两反应物物质的量比为23,(2FeBr2+3Cl2=2FeCl3+2Br2).可化简为 31,当Cl2用量相同时,则KI与FeBr2之比为6 2 即31, A、B、D中比例不符合,予以排除,只有C为应选项.如果取Na2S与FeBr2来算,同理也可得出相同结果.本题还可进一步加快解题速度,抓住KI,Na2S,FeBr2三者结构特点-等量物质与Cl2反应时,FeBr2需耗最多Cl2.即当Cl2的量相等时,参与反应的FeBr2的量最少,所以等体积的溶液中,其浓度最小,在四个选项中,也只有C符合要求,为应选答案.三、巧用

5、差量常见类型：（1）2KClO3 2KCl+3O2 CaCO3 CaO+CO2 反应后固体质量减少，其差值为生成的气体的质量。（2）H2+金属氧化物金属+水 CO+金属氧化物金属+CO2 反应后固体质量减少，其差值（减少量）为金属氧化物失去的氧元素的质量。（3）C+金属氧化物金属+CO2 反应后固体质量减少，其差值为生成CO2的质量。（4）金属 + 酸 盐 + H2 该反应中，金属的质量一定减少，溶液的质量一定增加，其中溶液质量的增加值等于参加反应的金属质量减去生成的氢气的质量。（5）金属 + 盐 新盐 + 新金属 该反应，若金属的质量增加，则溶液的质量必减少，而若金属的质量减少，则溶液的质量

6、必增加。其差值等于参加反应的金属质量减去生成的金属质量。（6）不溶性碱碱性氧化物+H2O 该反应中，固体的质量减少，其差值为生成的H2O的质量。【例4】、将H2通入盛有8克CuO的试管中，加热一会儿后停止加 热， 继续通入H2到试管冷却，称得固体剩余物的质量为7克。求剩余物中Cu的质量为多少克？【解析】：该反应中试管中的固体质量减少，其减少量为参加反应的 氧元素的质量。 设剩余物中Cu的质量为克 H2 + CuO Cu + H2O m = CuO Cu 80 64 80 - 64=16 8 - 7=1 64 ：16= ：2 =4（克）【例5】、NaCl和 Na2CO3的混合物15.6克与100

7、克某质量分数的盐酸 恰好完全反应，蒸发反应后的溶液，得到干燥后的晶体16.7克，求原混合物中NaCl的质量？【解析】：此反应中NaCl不参加反应，Na2CO3与HCl反应生成NaCl，其质量增加，增量为两者的差值。 设原混合物中有NaCl为克，则Na2CO3的质量为（15.6- ）克 Na2CO3 + 2HCl=2NaCl+H2O+CO2 m = 2NaClNa2CO3 106 117 106 = 11 （15.6 - ） 16.7 15.6 = 1.1 106 ：11 = (15.6-) ：1.1 =5（克）【例6】10毫升某气态烃在80毫升氧气中完全燃烧后，恢复到原来状况（1.01

8、5;105Pa , 270C）时，测得气体体积为70毫升，求此烃的分子式。【解析】原混和气体总体积为90毫升，反应后为70毫升，体积减少了20毫升。剩余气体应该是生成的二氧化碳和过量的氧气，生成的水是液态不计体积，因为同温同压下，气体的体积比等于其物质的量之比，所以利用方程式直接计算。下面可以利用差量法进行有关计算。 CxHy + （x+）O2 xCO2 + H2O 体积减少1ml                  

9、                                                  

10、    (1+)ml10 ml                                             

11、                                20ml 计算可得y=4 ，烃的分子式为CxH4，X1，2，3是有意义的，所以烃的分子是可能为C3H4或C2H4或CH4或它们的混合物。【规律总结】差量法是根据物质变化前后某种量发生变化的化学方程式或关系式，找出所谓“理论差量

12、”，这个差量可以是质量差、气态物质的体积差、压强差等。该法适用于解答混合物间的反应，且反应前后存在上述差量的反应体系。四、关系量法 这类计算根据多步化学反应方程式中有关物质量的关系，建立起已知量和未知量之间的关系式，然后进行计算。在多步化学反应一步计算中的运用。【例7】、将13克锌粒投入足量的稀硫酸中，放出的氢气能跟多少克高锰酸钾完全分解时放出的氧气恰好完全反应？【解析】：与本题有关的化学方程式有： Zn+H2SO4=ZnSO4+H2 2KMnO4=K2MnO4+MnO2+O2 2H2+O2 = 2H2O 如果按常规计算，该题应先根据锌的质量求出氢气的质量，再由氢气质量求出与其反应的氧气质量，

13、最后根据高锰酸钾的分解反应求所需的高锰酸钾质量。该题中的化学方程式计算最少得三步，而氢气和氧气的质量都不是我们的最终目标，在此只是起到了一种桥梁的关系。 解：设需要KMnO4的质量为，由反应： Zn+H2SO4=ZnSO4+H2 2KMnO4=K2MnO4+MnO2+O2 2H2+O2 = 2H2O 得关系量： 2KMnO4 O2 2H2 2Zn 158×2 65×2 13 158×2：X= 65×2 ：13 =31.6（克）五、巧作假设 补充题中似乎不足的关键量，寻求解题突破口。假设用具体物质代替题目中抽象或不定的物质，假设用具体数据代替题目中的未知数

14、据（1）假设用具体物质代替题目中抽象或不定的物质。【例8】、完全中和某一强酸溶液，需要一定质量的NaOH，如改用相同质量的KOH，反应后溶液的PH（ ） A.大于7 B.小于7 C.等于7 D.无法确定【解析】：题中给出的强酸为一种不定的酸，它可以是盐酸、硫酸、硝酸等等。这给解题带来了困难，因而我们给题中的不定物质作出假设，补充其中的不足量，简明解题过程。 设题目中的强酸溶液为硫酸溶液，含H2SO4 98克 H2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + 2H2O 98 80 H2SO4 + 2KOH = K2SO4 + 2H2O 98 112 现只有80克KOH与H2SO4反应，所以反应中

15、H2SO4过量，溶液PH 7。（2）假设具体数据代替题目中未知数据。【例9】、在化合物X2Y和化合物YZ2中，Y的质量分数分别为40%和50% 求化合物X2YZ3中Y的质量分数。【解析】：设化合物X2Y的式量为“100”，则Y的相对原子质量为40。 X的相对的原子质量 = （100-40）=30 根据题意，得 ×100% = 50% ×100%=50% Z=20所以化合物中Y% = ×100% 六、.商余法这种方法主要是应用于解答有机物(尤其是烃类)知道分子量后求出其分子式的一类题目。对于烃类，由于烷烃通式为CnH2n+2，分子量为14n+2，对应的烷烃基通式为C

16、nH2n+1，分子量为14n+1，烯烃及环烷烃通式为CnH2n，分子量为14n，对应的烃基通式为CnH2n-1，分子量为14n-1，炔烃及二烯烃通式为CnH2n-2，分子量为14n-2，对应的烃基通式为CnH2n-3，分子量为14n-3，所以可以将已知有机物的分子量减去含氧官能团的式量后，差值除以14(烃类直接除14)，则最大的商为含碳的原子数(即n值)，余数代入上述分子量通式，符合的就是其所属的类别。【例10】若A是相对分子质量为128的烃，则其分子式只可能是          或  

17、;       ；若A是易升华的片状晶体，则其结构简式是_；若A为饱和脂肪醛，则A的分子式为_。【解析】：先求A分子中有多少个“CH2”基团和此外的H原子数目。128÷14=92 Mr(CH2)=14可见，A分子中有9个“CH2”基团和除此以外的2个H原子，则A分子式可为C9H20;由于12个H原子质量与1个C原子质量相当，所以A分子式又可为C10H20其中萘(C10H8)是片状晶体易升华；用1个O原子代替1个“CH4”基团可得一种辛醛：C9H2OCH4O=C8H16O。 答案：C9H20  C10H8&

18、#160;           C8H16O【规律总结】由式量求化学式可用商余法，步骤如下：1.由除法得商和余数，得出式量对称烃的化学式，注意H原子数不能超饱和。2.进行等量代换确定出同式量其他烃或烃的衍生物的化学式：(1)1个C原子可代替12个H原子；(2)1个O原子可代替16个H原子或1个“CH4”基团；(3)1个N原子可代替14个H原子或1个“CH2”基团，注意H原子数要保持偶数。七、有机物燃烧的有关计算（1）烃燃烧的通式：（2）烃的含氧衍生物的燃烧：（3）卤代烃的燃烧：一般生成二氧化碳、

19、水和卤化氢。烃或烃的含氧衍生物的燃烧计算 1.最简式相同的两种有机物，总质量一定，完全燃烧，耗氧 量一定，生成的CO2量一定，生成的水的量也一定；2.含碳量相同的两种有机物，总质量一定，则生成的CO2的量也一定；3.含氢量相同的两种有机物，总质量一定，则生成的水的量也一定；4.两种分子式等效的有机物，总物质的量一定，完全燃烧， 耗氧量一定；5.两种有机物碳原子数相同，则总物质的量一定，生成的CO2的量也一定；6.两种有机物氢原子数相同，则总物质的量一定，生成的水的量也一定。注释:“等效分子式”是指等物质的量的两种有机物耗氧量相同。如:CxHy与CxHy(CO2)m 是等效的、 CxHy (H2

20、O)n或CxHy(CO2)a(H2O)b是等效的。【例11】：A、B是分子量不相等的两种有机物。无论A、B以何种比例混合，只要混合物的总质量不变，完全燃烧后生成水的质量也不变。试写出符合上述情况的三组不同种类有机物的分子式( )和( )；（ ）和（ ）；（ ）和（ ）；A、B应满足的条件是（ ）。【解析】根据上述结论可知最简式相同符合题意，H%相同的符合题意。则有如下答案：C2H4与 C3H6;CH2O与 C2H4O2; A、B应满足的条件是含氢元素的质量分数相等。如：C3H8O3和C7H8含H%是相等的，运用4 个C相当3个氧的办法，式量都是48.八、比较法已知一个有机物的分子式,根据题目的

21、要求去计算相关的量例如同分异构体,反应物或生成物的结构,反应方程式的系数比等,经常要用到结构比较法,其关键是要对有机物的结构特点了解透彻,将相关的官能团的位置,性质熟练掌握,代入对应的条件中进行确定. 【例12】分子式为C12H12的烃,结构式为： ,若萘环上的二溴代物有9种 同分异构体,则萘环上四溴代物的同分异构体数目有 A9种 B10种 C11种 D12种【解析】本题是求萘环上四溴代物的同分异构体数目,不需考虑官能团异构和碳链异构,只求官能团的位置异构,如按通常做法,将四个溴原子逐个代入萘环上的氢的位置,便可数出同分异构体的数目,但由于数量多,结构比较十分困难,很易错数,漏数.抓住题目所给

22、条件-二溴代物有9种,分析所给有机物峁固氐?不难看出,萘环上只有六个氢原子可以被溴取代,也就是说,每取代四个氢原子,就肯定剩下两个氢原子未取代,根据"二溴代物有9种"这一提示,即萘环上只取两个氢原子的不同组合有9种,即意味着取四个氢原子进行取代的不同组合就有9种,所以根本不需逐个代,迅速推知萘环上四溴代物的同分异构体就有9种. 九、残基法这是求解有机物分子结构简式或结构式中最常用的方法.一个有机物的分子式算出后,可以有很多种不同的结构,要最后确定其结构,可先将已知的官能团包括烃基的式量或所含原子数扣除,剩下的式量或原子数就是属于残余的基团,再讨论其可能构成便快捷得多. 【例

23、13】某有机物5.6克完全燃烧后生成6.72L(S.T.P下)二氧化碳和3.6克水,该有机物的蒸气对一氧化碳的相对密度是2,试求该有机物的分子式.如果该有机物能使溴水褪色,并且此有机物和新制的氢氧化铜混合后加热产生红色沉淀,试推断该有机物的结构简式. 【解析】 因为该有机物的蒸气对一氧化碳的相对密度为2,所以其分子量是CO的2倍,即56,而5.6克有机物就是0.1摩,完全燃烧生成6.72L(S.T.P)CO2为0.3摩,3.6克水为0.2摩,故分子式中含3个碳,4个氢,则每摩分子中含氧为56-3×12-4×1=16克,分子式中只有1个氧,从而确定分子式是C3H4O.根据该有

24、机物能发生斐林反应,证明其中有-CHO,从C3H4O中扣除-CHO,残基为-C2H3,能使溴水褪色,则有不饱和键,按其组成,只可能为-CH=CH2,所以该有机物结构就为H2C=CH-CHO。 十、拆分法将题目所提供的数值或物质的结构,化学式进行适当分拆,成为相互关联的几个部分,可以便于建立等量关系或进行比较,将运算简化.这种方法最适用于有机物的结构比较(与残基法相似),同一物质参与多种反应,以及关于化学平衡或讨论型的计算题. 【例14】将各为0.3214摩的下列各物质在相同条件下完全燃烧,消耗氧气的体积最少的是 A.甲酸 B.甲醛 C.乙醛 D.甲酸甲酯 【解析】这是关于有机物的燃烧耗氧量的计

25、算,因为是等摩尔的物质,完全可用燃烧通式求出每一个选项耗氧的摩尔数,但本题只需要定量比较各个物质耗氧量的多少,不用求出确切值,故此可应用拆分法:甲酸结构简式为HCOOH,可拆为H2O+CO,燃烧时办只有CO耗氧,甲醛为HCHO,可拆为H2O+C,比甲酸少了一个O,则等摩尔燃烧过程中生成相同数量的CO2和H2O时,耗多一个O.同理可将乙醛CH3CHO拆为H2O+C2H2,比甲酸多一个CH2,少一个O,耗氧量必定大于甲酸,甲酸甲酯HCOOCH3拆为2H2O+C2,比乙醛少了H2,耗氧量必定少,所以可知等量物质燃烧时乙醛耗氧最多. 十一、平均值法这种方法最适合定性地求解混合物的组成,即只求出混合物的

26、可能成分,不用考虑各组分的含量.根据混合物中各个物理量(例如密度,体积,摩尔质量,物质的量浓度,质量分数等)的定义式或结合题目所给条件,可以求出混合物某个物理量的平均值,而这个平均值必须介于组成混合物的各成分的同一物理量数值之间,换言之,混合物的两个成分中的这个物理量肯定一个比平均值大,一个比平均值小,才能符合要求,从而可判断出混合物的可能组成. 【例15】将两种金属单质混合物13g,加到足量稀硫酸中,共放出标准状况下气体11.2L,这两种金属可能是 （ ） AZn和Fe BAl和Zn CAl和Mg DMg和Cu 【解析】 将混合物当作一种金属来看,因为是足量稀硫酸,13克金属全部反应生成的1

27、1.2L(0.5摩尔)气体全部是氢气,也就是说,这种金属每放出1摩尔氢气需26克,如果全部是+2价的金属,其平均原子量为26,则组成混合物的+2价金属,其原子量一个大于26,一个小于26.代入选项,在置换出氢气的反应中,显+2价的有Zn,原子量为65,Fe原子量为56,Mg原子量为24,但对于Al,由于在反应中显+3价,要置换出1mol氢气,只要18克Al便够,可看作+2价时其原子量为 =18,同样假如有+1价的Na参与反应时,将它看作+2价时其原子量为23×2=46,对于Cu,因为它不能置换出H2,所以可看作原子量为无穷大,从而得到A中两种金属原子量均大于26,C中两种金属原子量均

28、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为应选答案。 也可以用金属摩尔电子质量来衡量，就是金属在参与该反应时，失去1mole-所需要的质量。此题中0.5molH2需要得1mole-,所以金属的摩尔电子质量为13g/mol.能反应的金属摩尔电子质量为，铝是9 g/mol、锌是32.5 g/mol、镁是12 g/mol、铁是28 g/mol、铜因为不与稀硫酸反应是要多大也无用，视为无穷大。只要一个大于13，一个小于13就能入选。十二、极限法极限法与平均值法刚好相反,这种方法也适合定性或定量地求解混合物的组成.根据

29、混合物中各个物理量(例如密度,体积,摩尔质量,物质的量浓度,质量分数等)的定义式或结合题目所给条件,将混合物看作是只含其中一种组分A,即其质量分数或气体体积分数为100%(极大)时,另一组分B对应的质量分数或气体体积分数就为0%(极小),可以求出此组分A的某个物理量的值N1,用相同的方法可求出混合物只含B不含A时的同一物理量的值N2,而混合物的这个物理量N平是平均值，必须介于组成混合物的各成分A，B的同一物理量数值之间,即N1<N平<N2才能符合要求,从而可判断出混合物的可能组成。【例16】4个同学同时分析一个由KCl和KBr组成的混合物,他们各取2.00克样品配成水溶液,加入足够

30、HNO3后再加入适量AgNO3溶液，待沉淀完全后过滤得到干燥的卤化银沉淀的质量如下列四个选项所示，其中数据合理的是 A3.06g B3.36g C3.66g D3.96 【解析】 本题如按通常解法,混合物中含KCl和KBr,可以有无限多种组成方式，则求出的数据也有多种可能性，要验证数据是否合理，必须将四个选项代入，看是否有解，也就相当于要做四题的计算题，所花时间非常多。使用极限法，设2.00克全部为KCl，根据KCl-AgCl，每74.5克KCl可生成143.5克AgCl,则可得沉淀为(2.00/74.5)×143.5=3.852克，为最大值，同样可求得当混合物全部为KBr时,每11

31、9克的KBr可得沉淀188克,所以应得沉淀为(2.00/119)×188=3.160克,为最小值,则介于两者之间的数值就符合要求,故只能选B和C。 十三、讨论法的应用有一类化学计算题，由于某一条件的不确定，结果可能是两个或两个以上，也可能在某个范围内取值，这类题需要用讨论的方法求解。常见的类型：1、讨论反应发生的程度；2、讨论反应物是否过量；3、讨论反应物或生成物的组成范围；4、讨论不定方程的解。【例17】向300mL KOH溶液中缓慢通入一定量的CO2气体，充分反应后，在减压低温下蒸发溶液，得到白色固体。请回答下列问题：（1）由于CO2通入量不同，所得到的白色固体的组成也不同，试推

32、断有几种可能的组成，并分别列出。（2）若通入CO2气体为2.24L（标准状况下），得到11.9g的白色团体。请通过计算确定此白色固体是由哪些物质组成的，其质量各为多少？所用的KOH溶液的物质的量浓度为多少【解析】（1）由于CO2和KOH反应时物质的量之比不同则产物不同，故可根据CO2和KOH反应时物质的量之比对产物进行讨论。由：CO22KOHK2CO3H2O CO2KOHKHCO3可知n（CO2）/n（KOH）=1/2时产物为K2CO3，n（CO2）/n（KOH）=1时产物为KCO3，所以n（CO2）/n（KOH）<1/2时，KOH 过量则产物为K2CO3KOH ； 1/2< n（

33、CO2）/n（KOH）<时，对于反应来说二氧化碳过量而对于反应来说二氧化碳量不足，所以产物为K2CO3KHCO3 ；n（CO2）/n（KOH）>时，二氧化碳过量，则固体产物为KHCO3。答案为：K2CO3KOH K2CO3 K2CO3KHCO3 KHCO3（2）由：CO22KOHK2CO3H2O CO2KOHKHCO3 22.4L(标态) 138g 22.4L(标态) 100g 2.24L(标态) 13.8g 2.24L(标态) 10.0g 13.8g11.9g10.0g 得到的白色固体是 K2CO3和KHCO3的混合物。设白色固体中 K2CO3 x mol，KHCO3 y mol，即CO22KOHK2CO3H2O CO2KOHKHCO3 x mol 2x mol x mol y mol y mo