高考化学一轮复习第二章微专题三化学计算常用方法课件

微专题三化学计算常用方法[专题精讲]

对化学计算的考查是高考命题的热点内容，化学计算能力的培养是教学重点之一。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

∶dMDa∶b∶a∶b∶c∶dc∶d物质的量之比：气体体积之比：(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(如用空气、木炭、水蒸气制取氨气)①C＋H2O(g)②CO＋H2O(g)CO＋H2， CO2＋H2，①②叠加得：③C＋2H2O(g)④N2＋3H2CO2＋2H2；

2NH3，

③④叠加得： 3C＋2N2＋6H2O===3CO2＋4NH3

由空气、木炭、水蒸气制取NH3

过程中，C和NH3的关系式为3C～4NH3。(2)元素守恒法4NH3＋5O24NO＋6H2O

2NO＋O2===2NO2

3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 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：NH3～HNO3。(3)电子转移守恒法NH3HNO3，O2

-22O

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NH3～2O2。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)依据平均浓度、平均含量、平均生成量、平均消耗量等。(2)应用

[典例精析]

角度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18.0g铁、铜混合粉末加入100mL5.0mol·L-1FeCl3溶液中，充分反应后剩余固体质量为3.2g。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+)＝0.75molC.反应后溶液中n(Fe3+)＝0.10molD.原固体混合物中铜的质量是8.0g

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0.5mol，

由Fe＋2Fe3+===3Fe2+56g2mol

由此可知，0.5molFe3+可以消耗14g铁，由于实际溶解的金属质量是18.0g－3.2g＝14.8g，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n2，64g·mol-1n1＋56g·mol-1n2＝14.8g，根据Fe＋2Fe3+===3Fe2+及解得n1＝0.1mol，n2＝0.15mol，则原来含有的铜的质量是0.1mol×64g·mol-1＋3.2g＝9.6g，D错误；溶液中的n(Fe2+)＋n(Cu2+)＝0.75mol，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。

[变式训练1](2022年浙江6月选考)联合生产是化学综合利用资源的有效方法。煅烧石灰石反应：CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)ΔH＝＋1.8×102

kJ·mol-1，石灰石分解需要的能量由焦炭燃烧提供。将石灰石与焦炭按一定比例混合于石灰窑中，连续鼓入空气，使焦炭完全燃烧生成CO2，其热量有效利用率为50%。石灰窑中产生的富含CO2的窑气通入氨的氯化钠饱和溶液中，40%的CO2最终转化为纯碱。已知：焦炭的热值为30kJ·g-1(假设焦炭不含杂杂质)。请回答：(1)每完全分解100kg石灰石(含CaCO3

90%，杂质不参与反应)，需要投料________kg焦炭。(2)每生产106kg纯碱，同时可获得_________kgCaO(列式计算)。答案：(1)10.8

角度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)16mL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＋4NH35N2＋6H2O(g)，达到平衡时在相同条件下气体体积变为17.5mL，则原混合气体中NO与NH3的物质的量之比有四种情况：①5∶3；②3∶2；③4∶3；④9∶7。其中正确的是()A.①②B.①④C.②③D.③④解析：根据反应前后气体的总体积，可用差量法直接求解。6NO＋4NH36mL4mL5mL6mL5N2＋6H2O(g)ΔV(气体的体积差) (5＋6)mL－(4＋6)mL＝1mL（理论差量）9mL6mL17.5mL－16mL＝1.5mL（实际差量）

由此可知发生反应的气体共有15mL，还剩余1mL气体，假设剩余的气体全部是NO，则V(NO)∶V(NH3)＝(9mL＋1mL)∶6mL＝5∶3，假设剩余的气体全部是NH3，则V(NO)∶V(NH3)＝9mL∶(6mL＋1mL)＝9∶7，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9∶7与5∶3之间，对照所给数据可知3∶2与4∶3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。[变式训练2]16mL由NO与NH3组成的混合气体在催化剂作用下于400℃左右可发生反应：6NO＋4NH35N2＋6H2O(g)，达到平衡时在相同条件下气体体积变为17.5mL，计算原混合气体中NO与NH3

的物质的量之比。解析：6NO＋4NH35N2＋6H2O(g)ΔV64561V(NO)

V(NH3)1.5mL

由此可知共消耗15mL气体，还剩余1mL气体，假设剩余的气体全部是NO，则V(NO)∶V(NH3)＝(9mL＋1mL)∶6mL＝5∶3，假设剩余的气体全部是NH3，则V(NO)∶V(NH3)＝9mL∶(6mL＋1mL)＝9∶7，但因该反应是可逆反应，剩余气体实际上

角度3解答连续反应类型计算题的捷径——关系式法

【典例3】工业上制备的SnCl4中含有少量SnCl2杂质，可利(1)滴定终点的现象为_____________________________。(2)产品中SnCl4

的质量分数是________(保留四位有效数字)。用Fe3+与Sn2+反应生成Fe2+与Sn4+的原理，测定制备的产品中SnCl4的质量分数，具体操作如下：取工业上制备的SnCl4固体7.600g置于试管中，加适量的盐酸溶解，加入少量KSCN溶液做指示剂，用0.1000mol·L-1FeCl3标准溶液进行滴定，用去FeCl3溶液的体积为20.00mL。

解析：(1)向含Fe3+的溶液中滴加KSCN溶液，溶液变为红色，则达到滴定终点时的现象是：当滴入最后半滴FeCl3

溶液时，溶液恰好变为浅红色，且半分钟内不褪色。答案：(1)当滴入最后半滴FeCl3

溶液时，溶液恰好变为浅红色，且半分钟内不褪色(2)97.50%

[思维建模]“关系式”是表示两种或多种物质之间“量”的关系的一种简化式子，在多步反应中，它可以把始态的反应物与终态的生成物之间“量”的关系表示出来，把多步计算简化成一步计算。[变式训练3](2023年辽南模拟)用以下方法测定亚硝酰氯(NOCl)的纯度：取所得液体样品mg溶于水，配制成250mL溶液，取出25.00mL，以K2CrO4溶液为指示剂，用cmol·L-1AgNO3标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液的体积为bmL。已知：Ag2CrO4为不溶于水的砖红色沉淀；常温下Ksp(AgCl)＝1.8×10-10，Ksp(Ag2CrO4)＝1.8×10-12。(1)滴定时，应使用______________(填“酸式”或“碱式”)滴定管。(2)滴定达到终点的标志是____________________________。(3)亚硝酰氯(NOCl)的质量分数为________________(用计算式表示即可)。AgNO3

标准溶液应使用酸式滴定管。(2)滴定达到终点时，AgCl基本沉淀完全，再滴入半滴标准溶液，恰好有砖红色的Ag2CrO4生成，故滴定达到终点的标志是滴加最后半滴AgNO3溶液时，恰好有砖红色沉淀生成，且半分钟内不变色。(3)滴定过程中存在定量关系：NOCl～AgNO3

，则有n(NOCl)＝n(AgNO3)；取出25.00mL溶液中n(NOCl)＝bc×10-3mol，则NOCl总的物质的量为10bc×10-3mol，故亚硝酰氯(NOCl)的质量分数为10bc×10-3×65.5

m×100%。解析：(1)AgNO3中Ag＋水解使溶液呈酸性，故滴定时，盛装答案：(1)酸式(2)滴加最后半滴AgNO3

溶液时，恰好有砖红色沉淀生成，且半分钟内不变色

角度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95g溶于水后，与足量AgNO3溶液反应，测得生成的AgCl质量为300g，则该MgCl2

中的杂质可能是()A.NaClC.KClB.AlCl3D.CaCl2物质的化学式MgCl2NaClAlCl3KClCaCl2提供1molCl－所需质量/g47.558.544.574.555.5解析：提供1molCl－所需各物质的质量分别为答案：B[思维建模]解题思路(1)极端假设。如：①把可逆反应假设成向左或向右进行完全。②把混合物假设成为某一纯净物。③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。

[变式训练4](2022年浙江模拟)CuSO4·5H2O在不同温度下失水和分解，随着温度升高分别生成CuSO4→CuO→Cu2O→Cu，现称取5.000gCuSO4·5H2O在敞口容器中加热一定时间后，得到1.520g固体，测得生成的SO2的体积为0.224L(已折算为标准状况)，求：(1)固体的成分及物质的量之比：________。(2)标准状态下生成O2

的体积：________。

解析：(1)5.000gCuSO4·5H2O物质的量为0.02mol，若生成的全部是硫酸铜，则质量为3.2g，若全部生成氧化铜，则质量为1.6g，若全部生成氧化亚铜，则质量为1.44g，而得到1.520g固体，说明固体的成分是氧化铜和氧化亚铜的混合物，设氧化铜物质的量为xmol，氧化亚铜物质的量为ymol，则有x＋2y＝0.02，80x＋144y＝1.52，解得x＝0.01，y＝0.005，则物质的量之比n(CuO)∶n(Cu2O)＝2∶1。(2)生成了标准状况下0.224L二氧化硫，即物质的量为0.01mol，分析可知硫、铜化合价降低，氧化合价升高，根据得失电子守恒得到O2物质的量为0.0075mol，其标准状态下的体积为0.0075mol×22.4L·mol-1＝0.168L。答案：(1)n(CuO)∶n(Cu2O)＝2∶1(2)0.168L

角度5简化过程，妙用守恒——守恒法 【典例5】(2021年珠海调研)28g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.36g C.80g

B.40gD.160g

解析：28g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。根据铁原子守恒，n(Fe2O3)＝n(Fe)＝0.25mol，所得Fe2O3固体的质量为0.25mol×160g·mol-1＝40g。答案：B[思维建模]解题步骤试剂吸水剂CO2吸收剂实验前质量/g20.0026.48实验后质量/g21.0830.00

[变式训练5](2021年浙江6月选考)将3.00g某有机化合物(仅含C、H、O元素，相对分子质量为150)样品置于燃烧器中充分燃烧，依次通过吸水剂、CO2

吸收剂，燃烧产物被完全吸收。实验数据如下表：请回答：(1)燃烧产物中水的物质的量为________mol。(2)该有机化合物的分子式为____________。n(C)∶n(H)∶n(O)＝0.08mol∶0.12mol∶0.12mol＝2∶3∶3，则最简式为C2H3O3。假设该有机化合物的分子式为(C2H3O3)x，由于相对分子质量为150，则有75x＝150，x＝2，故该有机化合物的分子式为C4H6O6。答案：(1)0.06(2)C4H6O6

角度6有关混