尖子生培训小专题12 例析化学计算方法(二)差量法、关系式法

1、尖子生培训小专题12 例析化学计算方法(二)差量法、关系式法差量法是根据化学反应中反应物和生成物的差量（固体质量差、溶液质量差、气体体积差、气体物质的量之差等）以及造成这种差量的实质及其关系，列出比例求解的方法。其基本方法是根据物质发生化学反应的方程式，找出反应物与生成物中某化学量从始态到终态的差量（标准差）和实际发生化学反应的差值（实际差）进行计算。在多步反应中，第一步反应的产物即是下一步反应的反应物，根据化学方程式，每一步反应的反应物和生成物之间都有一定的量的关系，所以可以利用某中间物质作为“中介”，找出已知物质与所求物质之间的量的关系，直接通过关系式，进行求解简化解题过程。多步反应关系式

2、法的基本思路是根据原子守恒，建立起始物质与终端物质之间的对应关系。下面就例析差量法、关系式法在解化学计算题中的应用。典型问题1 差量法的应用例1 将4.66g卤素互化物BrClx溶于水后，通入足量SO2气体与其反应生成氢溴酸、盐酸和硫酸，再用碱将溶液调至中性后，加入过量Ba(NO3)2溶液，充分反应后滤去沉淀物，再向滤液中加入过量AgNO3溶液，最后得卤化银沉淀15.46g。试计算：（1）参加反应的AgNO3的物质的量。（2）BrClx中的x值。【思路】分析本题是已知反应物固体的质量及生成固体的质量，可考虑用固体质量差量法计算。 【答案】（1）0.1mol （2）3【解析】固体增加的质量就是参

3、加反应的Ag元素质量，故n(AgNO3)= n(Ag)=（15.464.66）/108=0.1mol又因 BrClx AgBr + xAgCl 质量增加m 80+35.5x 108（1+x） 4.66g 15.46g4.66g 则：x=3【方法归纳】差量法解题步骤（1）分析题意：分析化学反应各物质之间的数量关系，引起差值的原因。 （2）确定是否能用差量法：分析差值与始态量或终态量是否存在比例关系，以确定是否能用差量法。 （3）写出正确的化学方程式。 （4）根据题意确定“理论差量”与题中提供“实际差量”，列出比例关系，求出答案。 典型问题2 关系式法的应用例2 接触法制硫酸排放的尾气中含有少量的

4、SO2，为防止污染大气，在排放前应设法进行综合利用。现有某硫酸厂每天排放的10000 m3尾气中含有含0.2%（体积分数）的SO2，问用NaOH溶液、生石灰及O2处理后，假设硫元素不损失，理论上可得到多少千克石膏（CaSO4·2H2O）？ 【思路】本题涉及的反应多，如果一步一步的计算，过于繁琐且易出错，可根据硫守恒列出关系式运算。 【答案】153.6 kg【解析】根据题意，硫酸工业尾气处理过程中硫元素不损失，即硫原子守恒，因此可得关系式： SO2 CaSO4·2H2O 22.4 L 172 g 1000×104×0.2% L m(CaSO4·2

5、H2O)解得：m(CaSO4·2H2O)153.6×103 g153.6 kg【方法归纳】凡反应连续进行，上一步反应的产物为下一步反应的反应物的反应，绝大多数可用关系式法解决。寻找关系式的方法，一般有以下两种：1.写出各步反应的方程式，然后逐一递进找出关系式；2.根据某原子守恒，直接写出关系式。自我检测1 在空气中将无水的硝酸铜和铜粉的混合物灼烧后(即生成CuO)，所得物质的质量与原混合物的质量相等，求原混合物中硝酸铜的百分含量。2 臭氧层是地球生命的保护神，臭氧比氧气具有更强的氧化性。实验室可将氧气通过高压放电管来制取臭氧： 3O22O3（1）若在上述反应中有30%的氧气

6、转化为臭氧，所得混合气体的平均摩尔质量为_g/mol（保留一位小数）。（2）将8L氧气通过高压放电管后，恢复到原状况，得到气体6.5L，其中臭氧为_L。（3）实验室将氧气和臭氧的混合气体0.896L（标准状况）通入盛有20.0g铜粉的反应器中，充分加热后，粉末的质量变为21.6g。则原混合气中臭氧的体积分数为_。3. 在 O2 中燃烧 0.22 g 硫和铁组成的化合物，使其中的硫全部转化为 SO2，将这些 SO2全部转化为 SO3，生成的 SO3 完全被 H2O 吸收。所得 H2SO4 可用 10.0 mL 0.50 mol·L1 的 NaOH(aq)完全中和，则原化合物中硫元素的质

7、量分数为_。4. 某化肥厂以氨为原料制备 NH4NO3，已知由氨制 NO 的产率是 96%，NO 制硝酸的产率是 92%，求制硝酸所用去的氨的质量占总耗氨的质量分数是多少？答案1. 【答案】30.32%【解析】因为灼烧前后混合物的质量相等，所以发生反应时Cu(NO3)2分解减少的质量与Cu被氧化增加的质量相等。设原混合物的质量为1g，其中含Cu(NO3)2为xg，Cu粉为(1-x)g。Cu(NO3)2 CuO   质量减量m1188 g 108 gx gY1=27x/47 g2CuO2= 2CuO      

8、60; 质量增量m22×64 g  32 g(1x) g Y2=(1-x)/4 g质量减少量等于质量增加量（Y1=Y2），列式解得x=0.3032，原混合物中硝酸铜的百分含量为30.32%。2.【答案】(1)35.6 (2)3 (3)0.5 【解析】（1）假设有1mol O2，则 3O2 2O3开始 1mol 0反应 0.3mol 0.2mol平衡 0.7mol 0.2mol所以平均摩尔质量为:0.7/0.9×32g·mol10.2/0.9×48g·mol1=35.6g·mol1或者1mol×32g·mo

9、l1/（0.2+0.7）mol=35.6g·mol1（2）此题应根据差量法计算设生成臭氧的体积为X，则：3O2 2O3 V 3 2 1 X 8-6.5=1.5(L) 列方程式得2/X=(3-2)/(8-6.5) X=3L （3）n（混合气体）=0.896/22.4 =0.04(mol)设臭氧的体积分数为a，根据氧原子守恒0.04mol·a·30.04mol·(1a)·2=(21.6-20)/16 mol 解得a=0.53. 【答案】0.36【解析】S H2SO4 2NaOHn(S)=1/2n(NaOH)=1/2×0.010 L×0.50 mol·L1=0.0025 mol，w(S)=0.36。4. 【答案】0.53 【解析】将本题分解为两步计算，并辅以一定的数值，可以化繁为简。根据合成 NH4NO3 的反应：NH3 HNO3=NH4NO3可知当合成 80 t NH4NO3 时，需要用 63 t HNO3