化学计算中常用的几种方法 |
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(2)当V为55 mL时,生成的I2的质量为________g。 答案 (1)50 (2)7.62 二、差量法在化学方程式计算中的应用 (1)差量法的应用原理 差量法是指根据化学反应前后物质的量发生的变化,找出“理论差量”。这种差量可以是质量、物质的量、 气态物质的体积和压强、反应过程中的热量等。用差量法解题是先把化学方程式中的对应差量(理论差量)跟差量(实际差量)列成比例,然后求解。如: 2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-221 kJ·mol-1 2 mol 1 mol 2 mol Δm(固) Δn(气) ΔV(气) 24 g 1 mol 22.4 L(标准状况) (2)使用差量法的注意事项 ①所选用差值要与有关物质的数值成正比例或反比例关系。 ②有关物质的物理量及其单位都要正确地使用,即“上下一致,左右相当”。 例2、16 mL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17.5 mL,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.①② B.①④ C.②③ D.③④ 【答案】C 【解析】 根据反应前后气体的总体积,可用差量法直接求解。 6NO + 4NH3 5N2 + 6H2O(g) ΔV(气体的体积差) 6 mL 4 mL 5 mL 6 mL (5+6)-(4+6)=1(mL) (理论差量) 9 mL 6 mL 17.5-16=1.5(mL) (实际差量) 由此可知共消耗15 mL气体,还剩余1 mL气体,假设剩余的气体全部是NO,则V(NO)∶V(NH3)=(9 mL+1 mL)∶6 mL=5∶3,假设剩余的气体全部是NH3,则V(NO)∶V(NH3)=9 mL∶(6 mL+1 mL)=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5∶3与9∶7之间,对照所给的数据知3∶2与4∶3在此区间内。 三、关系式法在化学方程式计算中的应用 多步反应计算的特征是化学反应原理中多个反应连续发生,起始物与目标物之间存在确定的量的关系。 解题时应先写出有关反应的化学方程式或关系式,依据方程式找出连续反应的过程中,不同反应步骤之间反应物、生成物物质的量的关系,最后确定已知物和目标产物之间的物质的量的关系,列出计算式求解,从而简化运算过程。 例3、5.85 g NaCl固体与足量浓H2SO4和MnO2共热,逸出的气体又与过量H2发生爆炸反应,将爆炸 后的气体溶于一定量水后再与足量锌作用,最后可得H2多少升(标准状况)? 【变式探究】氯化亚铜(CuCl)是重要的化工原料。国家标准规定合格CuCl产品的主要质量指标为CuCl 的质量分数大于96.50%。工业上常通过下列反应制备CuCl: 2CuSO4+Na2SO3+2NaCl+Na2CO3===2CuCl↓+3Na2SO4+CO2↑ (1)CuCl制备过程中需要质量分数为20.0%的CuSO4溶液,试计算配制该溶液所需的CuSO4·5H2O与H2O 的质量之比。 (2)准确称取所制备的0.250 0 g CuCl样品置于一定量的0.5 mol·L-1FeCl3溶液中,待样品完全溶解后, 加水20 mL,用0.100 0 mol·L-1的Ce(SO4)2溶液滴定到终点,消耗24.60 mL Ce(SO4)2溶液。有关化学反应为Fe3++CuCl===Fe2++Cu2++Cl- Ce4++Fe2+===Fe3++Ce3+ 通过计算说明上述样品中CuCl的质量分数是否符合标准。 解析 (1)设需要CuSO4·5H2O的质量为x,H2O的质量为y。CuSO4·5H2O的相对分子质量为250,CuSO4的相对分子质量为160,依题意有 x+y(×x)=100(20.0),x∶y=5∶11 (2)设样品中CuCl的质量为z。 由化学反应方程式可知:CuCl~Fe2+~Ce4+ z(99.5 g)=0.100 0 mol·L-1×24.60×10-3L(1 mol) z=0.244 8 g CuCl的质量分数为0.250 0 g(0.244 8 g)×100%=97.92% 97.92%>96.50%,所以样品中的CuCl符合标准。 答案 (1)5∶11 (2)符合 四、极值法 1.极值法的含义 极值法是采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量值,进行判断分析,求得结果。故也称为极端假设法。 2.极值法解题的基本思路 (1)把可逆反应假设成向左或向右能进行完全的反应。 (2)把混合物假设成纯净物。 (3)把平行反应分别假设成单一反应。 3.极值法解题的关键 紧扣题设的可能趋势,选好极端假设的落点。 例4、将总物质的量为n mol的钠和铝的混合物(其中钠的物质的量分数为x),投入一定量的水中充分反 应,金属没有剩余,共收集到标准状况下的气体V L。下列关系式中正确的是 ( ) A.x=V/(11.2n) B.0 |
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