化学中常用的计算方法有哪些?

化学中常用的计算方法有哪些?,第1张

化学计算是中学化学的一个难点和重点,要掌握化学计算,应了解中学化学计算的类型,不同类型解题方法是有所不同的,因此我把中学化学中出现的解题方法归纳如下,每种类型都举例加以说明。

一、守恒法

化学反应的实质是原子间重新组合,依据质量守恒定律在化学反应中存在一系列守恒现象,如:质量守恒、元素守恒、电荷守恒、电子得失守恒等,利用这些守恒关系解题的方法叫做守恒法。

(一)质量守恒法

质量守恒就是化学反应前后各物质的质量总和不变,在配制或稀释溶液的过程中,溶质的质量不变。

例题1500C时,碳酸铵完全分解产生气态混合物,其密度是相同条件下氢气密度的

(A)96倍 (B)48倍 (C)12倍 (D)32倍

分析(NH4)2CO3=2NH3↑+H2O↑+CO2↑ 根据质量守恒定律可知混和气体的质量等于碳酸铵的质量,从而可确定混和气体的平均分子量为 =24 ,混和气体密度与相同条件下氢气密度的比为 =12 ,所以答案为C

(二)元素守恒法

元素守恒即反应前后各元素种类不变,各元素原子个数不变,其物质的量、质量也不变。

例题有一在空气中放置了一段时间的KOH固体,经分析测知其含水28%、含K2CO3373% 取1克该样品投入25毫升2摩/升的盐酸中后,多余的盐酸用10摩/升KOH溶液308毫升恰好完全中和,蒸发中和后的溶液可得到固体

(A)1克 (B)3725克 (C)0797克 (D)2836克

分析KOH、K2CO3跟盐酸反应的主要产物都是KCl,最后得到的固体物质是KCl,根据元素守恒,盐酸中含氯的量和氯化钾中含氯的量相等,所以答案为B

(三)电荷守恒法

电荷守恒即对任一电中性的体系,如化合物、混和物、溶液等,电荷的代数和为零,即正电荷总数和负电荷总数相等。

例题在Na2SO4和K2SO4的混和溶液中,如果[Na+]=02摩/升,[SO42-]=x摩/升 ,[K+]=y摩/升,则x和y的关系是

(A)x=05y (B)x=01+05y (C)y=2(x-01) (D)y=2x-01

分析可假设溶液体积为1升,那么Na+物质的量为02摩,SO42-物质的量为x摩,K+物质的量为y摩,根据电荷守恒可得[Na+]+[K+]=2[SO42-],所以答案为BC

(四)电子得失守恒法

电子得失守恒是指在发生氧化—还原反应时,氧化剂得到的电子数一定等于还原剂失去的电子数,无论是自发进行的氧化—还原反应还是原电池或电解池中均如此。

例题将纯铁丝521克溶于过量稀盐酸中,在加热条件下,用253克KNO3去氧化溶液中亚铁离子,待反应后剩余的Fe2+离子尚需12毫升03摩/升KMnO4溶液才能完全氧化,写出硝酸钾和氯化亚铁完全反应的方程式。

分析铁跟盐酸完全反应生成Fe2+,根据题意可知Fe2+分别跟KMnO4溶液和KNO3溶液发生氧化还原反应,KMnO4被还原为Mn2+,那么KNO3被还原的产物是什么呢?根据电子得失守恒进行计算可得KNO3被还原的产物是NO,所以硝酸钾和氯化亚铁完全反应的化学方程式为: KNO3+3FeCl2+4HCl=3FeCl3+KCl+NO+2H2O

二、差量法

差量法是依据化学反应前后的某些“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)与反应或生成物的变化量成正比而建立的一种解题方法。此法将“差量”看作化学方程式右端的一项,将已知差量(实际差量)与化学方程式中的对应差量(理论差量)列成比例,其他解题步骤与按化学方程式列比例或解题完全一样。

(一)质量差法

例题在1升2摩/升的稀硝酸溶液中加入一定量的铜粉,充分反应后溶液的质量增加了132克,问:(1)加入的铜粉是多少克?(2)理论上可产生NO气体多少升?(标准状况)

分析硝酸是过量的,不能用硝酸的量来求解。铜跟硝酸反应后溶液增重,原因是生成了硝酸铜,所以可利用这个变化进行求解。

3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O 增重

192 448 636-504=132

X克 Y升 132 可得X=192克,Y=448升

(二)体积差法

例题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(101×105Pa , 270C)时,测得气体体积为70毫升,求此烃的分子式。

分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,下面可以利用烃的燃烧通式进行有关计算。

CxHy + (x+ )O2 → xCO2 + H2O 体积减少

1 1+

10 20

计算可得y=4 ,烃的分子式为C3H4或C2H4或CH4

(三)物质的量差法

例题白色固体PCl5受热即挥发并发生分PCl5(气)= PCl3(气)+ Cl2 现将584克PCl5装入205升真空密闭容器中,在2770C达到平衡时,容器内的压强为101×105Pa ,经计算可知平衡时容器内混和气体物质的量为005摩,求平衡时PCl5的分解百分率。

分析原PCl5的物质的量为0028摩,反应达到平衡时物质的量增加了0022摩,根据化学方程式进行计算。

PCl5(气)= PCl3(气)+ Cl2 物质的量增加

1 1

X 0022

计算可得有0022摩PCl5分解,所以结果为786%

三、十字交叉法

十字交叉法是进行二组分混和物平均量与组分量计算的一种简便方法。凡可按M1n1 + M2n2 = (n1 + n2)计算的问题,均可用十字交叉法计算的问题,均可按十字交叉法计算,算式为:

M1 n1=(M2- )

M2 n2=( -M1)

式中, 表示混和物的某平均量,M1、M2则表示两组分对应的量。如 表示平均分子量,M1、M2则表示两组分各自的分子量,n1、n2表示两组分在混和物中所占的份额,n1:n2在大多数情况下表示两组分物质的量之比,有时也可以是两组分的质量比,如在进行有关溶液质量百分比浓度的计算。十字交叉法常用于求算:混和气体平均分子量及组成、混和烃平均分子式及组成、同位素原子百分含量、溶液的配制、混和物的反应等。

(一)混和气体计算中的十字交叉法

例题在常温下,将1体积乙烯和一定量的某气态未知烃混和,测得混和气体对氢气的相对密度为12,求这种烃所占的体积。

分析根据相对密度计算可得混和气体的平均式量为24,乙烯的式量是28,那么未知烃的式量肯定小于24,式量小于24的烃只有甲烷,利用十字交叉法可求得甲烷是05体积

(二)同位素原子百分含量计算的十字叉法

例题溴有两种同位素,在自然界中这两种同位素大约各占一半,已知溴的原子序数是35,原子量是80,则溴的两种同位素的中子数分别等于。

(A)79 、81 (B)45 、46 (C)44 、45 (D)44 、46

分析两种同位素大约各占一半,根据十字交叉法可知,两种同位素原子量与溴原子量的差值相等,那么它们的中子数应相差2,所以答案为D

(三)溶液配制计算中的十字交叉法

例题某同学欲配制40%的NaOH溶液100克,实验室中现有10%的NaOH溶液和NaOH固体,问此同学应各取上述物质多少克?

分析10%NaOH溶液溶质为10,NaOH固体溶质为100,40%NaOH溶液溶质为40,利用十字交叉法得:需10%NaOH溶液为

×100=667克,需NaOH固体为 ×100=333克

(四)混和物反应计算中的十字交叉法

例题现有100克碳酸锂和碳酸钡的混和物,它们和一定浓度的盐酸反应时所消耗盐酸跟100克碳酸钙和该浓度盐酸反应时消耗盐酸量相同。计算混和物中碳酸锂和碳酸钡的物质的量之比。

分析可将碳酸钙的式量理解为碳酸锂和碳酸钡的混和物的平均式量,利用十字交叉法计算可得碳酸锂和碳酸钡的物质的量之比97:26

四、关系式法

实际化工生产中以及化学工作者进行科学研究时,往往涉及到多步反应:从原料到产品可能要经过若干步反应;测定某一物质的含量可能要经过若干步中间过程。对于多步反应体系,依据若干化学反应方程式,找出起始物质与最终物质的量的关系,并据此列比例式进行计算求解方法,称为“关系式”法。利用关系式法可以节省不必要的中间运算步骤,避免计算错误,并能迅速准确地获得结果。

(一)物质制备中的关系式法

例题含有SiO2的黄铁矿试样1克,在O2中充分灼烧后残余固体为076克,用这种黄铁矿100吨可制得98%的浓硫酸多少吨?(设反应过程有2%的硫损失)

分析根据差量法计算黄铁矿中含FeS2的量为72% ,而反应过程损失2%的硫即损失2%的FeS2 ,根据有关化学方程式找出关系式:FeS2 — 2H2SO4 利用关系式计算可得结果为:制得98%的浓硫酸1176吨。

(二)物质分析中的关系式法

测定漂白粉中氯元素的含量,测定钢中的含硫量,测定硬水中的硬度或测定某物质组成等物质分析过程,也通常由几步反应来实现,有关计算也需要用关系式法。

例题让足量浓硫酸与10克氯化钠和氯化镁的混合物加强热反应,把生成的氯化氢溶于适量的水中,加入二氧化锰使盐酸完全氧化,将反应生成的氯气通入KI溶液中,得到116克碘,试计算混和物中NaCl的百分含量。

分析根据有关化学方程式可得:4HCl — I2 ,利用关系式计算可得生成氯化氢的质量是67克,再利用已知条件计算得出混和物中NaCl的百分含量为65% 。

五、估算法

(一)估算法适用于带一定计算因素的选择题,是通过对数据进行粗略的、近似的估算确定正确答案的一种解题方法,用估算法可以明显提高解题速度。

例题有一种不纯的铁,已知它含有铜、铝、钙或镁中的一种或几种,将56克样品跟足量稀H2SO4完全反应生成02克氢气,则此样品中一定含有

(A)Cu (B)Al (C)Ca (D)Mg

分析计算可知,28克金属反应失去1摩电子就能符合题目的要求。能跟稀H2SO4反应,失1摩电子的金属和用量分别为:28克Fe、9克Al、20克Ca、12克Mg,所以答案为A

(二)用估算法确定答案是否合理,也是我们检查所做题目时的常用方法,用此法往往可以发现因疏忽而造成的计算错误。

例题24毫升H2S在30毫升O2中燃烧,在同温同压下得到SO2的体积为

(A)24毫升 (B)30毫升 (C)20毫升 (D)18毫升

分析2H2S + 3O2 = 2SO2 + 2H2O 根据方程式系数的比例关系估算可得答案为D

六、类比法

类比法是将问题类比于旧问题,从而运用旧知识解决新问题的方法。类比法的实质是能力的迁移,即将熟悉问题的能力迁移到新情景或生疏问题上来,实现这种迁移的关键就是找准类比对象,发现生疏问题与熟悉问题本质上的类同性。运用类比法的题又可分为:自找类比对象和给出类比对象两种。前者一般比较简单,后者则可以很复杂,包括信息给予题中的大部分题目。

例题已知PH3在溶液中呈弱碱性,下列关于PH4Cl的叙述不正确的是

(A)PH4Cl水解呈酸性 (B)PH4Cl含有配位键

(C)PH4Cl是分子晶体 (D)PH4Cl与NaOH溶液共热可产生PH3

分析NH3和H4Cl的性质我们已经学过,N和P是同一主族元素性质相似,所以答案为C

七、始终态法

始终态法是以体系的开始状态与最终状态为解题依据的一种解题方法。有些变化过程中间环节很多,甚至某些中间环节不太清楚,但始态和终态却交待得很清楚,此时用“始终态法”往往能独辟蹊径,出奇制胜。

例题把适量的铁粉投入足量的盐酸中,反应完毕后,向溶液中通入少量Cl2 ,再加入过量烧碱溶液,这时有沉淀析出,充分搅拌后过滤出沉淀物,将沉淀加强热,最终得到固体残留物48克。求铁粉与盐酸反应时放出H2的体积(标准状况)。

分析固体残留物可肯定是Fe2O3 ,它是由铁经一系列反应生成,氢气是铁跟盐酸反应生成的,根据2Fe — Fe2O3 、Fe — H2 这两个关系式计算可得:H2的体积为1344升

八、等效思维法

对于一些用常规方法不易解决的问题,通过变换思维角度,作适当假设,进行适当代换等使问题得以解决的方法,称为等效思维法。等效思维法的关键在于其思维的等效性,即你的假设、代换都必须符合原题意。等效思维法是一种解题技巧,有些题只有此法可解决,有些题用此法可解得更巧更快。

例题在320C时,某+1价金属的硫酸盐饱和溶液的浓度为363% ,向此溶液中投入26克该无水硫酸盐,结果析出组成为R2SO4·10H2O的晶体213克。求此金属的原子量。

分析213克R2SO4·10H2O晶体比26克无水硫酸盐质量多187克,这187克是从硫酸盐饱和溶液得的,所以它应该是硫酸盐饱和溶液,从而可知213克R2SO4·10H2O中含有119克结晶水、94克R2SO4 ,最后结果是:此金属的原子量为23

九、图解法

化学上有一类题目的已知条件或所求内容是以图像的形式表述的,解这类题的方法统称图解法。图解法既可用于解决定性判断方面的问题,也可以用于解决定量计算中的问题。运用图解法的核心问题是识图。

(一)定性判断中的图解法

这类问题常与化学反应速度、化学平衡、电解质溶液、溶解度等知识的考查相联系。解题的关键是认清横纵坐标的含义,理解图示曲线的化学意义,在此基础上结合化学原理作出正确判断。

例题右图表示外界条件(温度、压强)的变化对下列反 Y

应的影响:L(固)+ G(气)= 2R(气)- 热量 在图中, P1 P2 P3

(P1

首先我已经高中毕业两年了 那些化合价什么的 还有还原剂和氧化剂的都忘了 呵呵

答既然只生是有机物,那么肯定有C,H,O,而且从生成物来看参加反应的总共就这三个元素;浓硫酸吸水,那么81就是水的质量,那132就是二氧化碳了;好了,产物知道了,用产物的质量除以他们的相对分子质量得到反应中得到3份的二氧化碳和45份的水,为了计算方便CO2:H2O的比为6:9;

用132+81-69就是反应中消耗氧气的质量,得到的144除以氧气的相对分子质量32得到45,也就是消耗掉45份的氧气,前面已经将水和二氧化碳乘以2,再次同样如此;

氧气:水:二氧化碳是45:3:45也就是9:6:9,其中水中的氢和二氧化碳中的碳全部来自该有机物,69除以46等于15,有机物:氧气:水:二氧化碳是15:45:3:45就是3:9:6:9,反应后一共是18个氢,6个碳,21个氧,反应前的氧气占到18个氧原子,最后就剩下6个碳,18个氢,3个氧,除以3也就是C2H6O,正好46,C:H:O质量比就是24:6:16,你自己在化简吧!2个碳带这么多氢,就一个氧,一个氧的有醛基和羟基,还用说么,带醛基的有机物氢少

qq:383071828

浓硫酸增重54克是水的质量,其中含氢元素的质量为06克,NaOH溶液增重了88克是二氧化碳的质量,其中含碳元素的质量为24克,原有机物含氧的质量为46-06-24=16克。

原有机物中碳、氢、氧的原子个数比=24/12:06/1:16/16=2:6:1。

最简式(C2H6O)n,当n=1时,分子量恰好为46,所以该有机物可能是CH3CH2OH。

镀铜均匀性的计算公式:化学镀铜的沉积速度(um/Hr)={化学镀铜增重(g)60112}/沉积总面积(dm2)化学镀铜时间(min)。

镀铜均匀性电路板挂镀铜之配方:

为了能使孔壁铜厚达到规范的要求(平均lmil),以及耐得住热应力的考验起见(早先为288℃十秒钟漂锡一次而不断孔,目前由于封装载板的加入,又再严格到漂锡五次不可断孔)用于PCB的酸性铜已普遍改为酸铜比10/1的下列配方。

此种典型槽液经历甚久目前仍在业界大量使用,且当通孔之纵横比增高时,其酸铜比也须随之增大,以保证孔铜厚度的及格与均匀。

装饰酸性铜之配方:

以下即为高速镀铜槽液(阴极电极密度CCD平均为80-100ASF)的典型组成,其中酸与铜之重量比即1:1者:

本配方若采用常规电流密度(20-40ASF)之挂镀者,其酸铜比应6:1以上。若又欲改采低速镀铜时(5-15ASF),其酸铜比还可拉高到10-15/l的地步。故基本配方的变化范围很大,完全依操作条件而定。至于最具影响力的有机助剂,则其商品药剂之性能又彼此不同,必须实地操作才能找到最佳状况。

通常此种装饰铜的厚度都很薄(05mil以下),主要目的是在减少刮伤与凹陷而铺平底村,使后续的装饰镍与薄铬层才有机会发挥更好的光泽,至于抗拉强度或延伸率等,对于装饰用途者通常不太讲究。

化学计算题的方法很多,但是有心总结,可以发现很多的规律:

1、若题目较简单,只有一个反应,进行计算

一般应该是方程式下的常规计算,注意方程式、解、设、列数据,根据比例计算。

2、若题目中出现:固体质量减重、溶液增重(或减重)、气体体积变化

则一般可能使用差量法

3、若题目中出现混合气体,而且是由两种气体组成的混合气体,又要求组成的体积之比,或者物质的量之比、质量之比

一般会使用,先求平均分子量,再用十字交叉法

4、若题目中涉及前后多步反应,过程连续

一般需要先分析清楚从头到底的变化,然后根据连续的反应方程式,寻找头尾物质的关系式

或者根据某个元素的守恒进行计算

5、若题目中前后出现的反应都是氧化还原反应

很可能会通过化合价升降守恒进行计算

6、若题目读了两遍,还是找不到合适的方法,那就问什么设什么,在条件中建立方程式或方程组,解方程

一般,设的时候,尽量设摩尔,因为这样的计算量相对较小

3L那回答的很不厚道啊- -不是每个人都有那么好的化学感觉不能歧视嘛

虽然LZ的貌似有点多还是给下个人意见吧- -

1题:氧气,氮气,氢气,一氧化碳这4个气体一般不讨论吸收;H2,CO,可以通过燃烧反应产物鉴别,O2可以通入饱和的H2S溶液鉴别,N2没办法故不考虑鉴别的话都可以装气球里处理了

然后是酸性气体HF,CO2,CL2,SO2,SO3,H2S,BR2,HBR,HI(NO,NO2单独讨论)一般使用碱性吸收液进行吸收比如氢氧化钠溶液几乎可以吸收上述所有,但是不能鉴别如果要鉴别,HF需要用到水玻璃(硅酸钠)(高中无视,能记住HF腐蚀玻璃就好)

CL2通入HBR溶液中有暗红色液体生成,BR2通入HBR无现象,通入HI中有紫黑色固体生成,鉴别

HBR,HI均可以通入氯水中观察颜色鉴别,当然,硝酸银也可以

CO2,SO2,SO3通入BA(OH)2中加硝酸鉴别出SO3,剩下两种加入溴水再继续操作鉴别分离

H2S恶臭,NAOH直接吸收掉,少量氯水可以产生乳白色悬浮鉴别

再说说万恶的NO,NO2吧,用NAOH可以吸收NO2,但是会有1/3体积的NO生成

2NAOH+3NO2=2NANO3+NO+H2O

但是若同时通入,可以1:1体积的吸收(注意产物的不同)

2NAOH+NO+NO2=2NANO2+H2O

至于NH3,用各种酸液,醋酸啊,盐酸啊,磷酸啊去都好,鉴别焰色反应或者铜,铁,铝的溶液生成沉淀(铝最好,并且不再溶解)

总结:酸性物质用碱液吸收,碱性用酸液,有的特征的东西就记忆吧~~

2题说实话我没看懂你今天那题是怎么回事我就大概说下H2S和NH4 的性质和吸收,鉴别规律吧- -

H2S是酸性气体,碱液可吸收,同时它也是还原性气体,氯水,溴水,高锰酸钾也可以吸收,视氧化剂强弱,一般氯水,溴水生成硫单质,呈**或者乳白色,高锰酸钾生成硫酸,不好鉴别,一般不用

NH3是碱性气体,一般可以用酸液吸收,HCL等,可以与硫酸铝,硫酸铜等生成沉淀

鉴别用焰色反应,硫酸铜溶液等方法,也可以用银的反应,先生成白色沉淀,再通氨气溶解

如果是要证明溶液中不含铵根和H2S,硫化氢若存在于溶液中,取少量出来加入CUSO4可以生成很明显的CUS黑色沉淀

NH4+的检验一般和去除一样,加入碱之后加热,观察气泡

你说的**沉淀一般是S,但是你具体想说什么确实不知不如拿题

3题太多了吧

这个你回去注意下元素周期表金属性排序的表除了碱金属,和Ca,Ba,其他的金属氢氧化物基本难溶(铝可以溶于过量碱)

碳酸盐和氢氧化物的溶解度相仿,注意铝液里加入碳酸根生成氢氧化铝沉淀

硝酸盐几乎全溶

硫酸盐中钙微溶,Ba难溶 氯化银难溶 酸就是硅酸难溶这些常见

非盐类说实在的,非盐类几乎不讨论溶解度怎样S单质这你恐怕都知道了吧所以这个没什么意义

颜色主族金属元素几乎都没有颜色,常见有颜色的就是铁和铜,铁2价绿色,稳定性差易氧化,三价溶液一般红色

铜一般只有2价溶液,蓝色,浓的绿色一价不稳定,白色沉淀或者歧化

其他的硫是**或者乳白色高锰酸钾是紫色

4题:

常见氧化剂:单质就是氧气,氯气,溴,臭氧。。还有过氧化物,这几个反应规律很单纯臭氧和过氧的生成氧气

含氧的:。。 二氧化硫,三氧化硫一般和硫离子归中反应

NO2在碱液中歧化。。高锰酸钾一般酸性氧化其他到最高价态,自己2价,有机物开链开环,碱性氧化性较弱,自己MnO2,强碱自己6价。。氯酸根和氯离子归中成氯气,自身分解成氧气。。

硝酸浓的氧化到最高价态, 自己NO2,稀的氧化性弱,2价,均加热

浓硫酸加热自己二氧化硫。。

差不多了吧

还原剂:溴离子,碘离子,硫离子都比较单纯,到单质。。强氧化剂直接硫酸

硫化氢和SO2生成单质硫,但是氮一般没这种反应(含氮的氧化还原价态复杂。。一般就书上那几个记住就好)。。其他重要的差不多在前面都提到了。。

大概就这些吧。。确实太多了,让我一下子也不可能记得很全面,希望有帮助,化学这学科属于半记忆半推理的,好好把握吧。。。

教你一种简单的方法,反应前固体是Na2O2 ,反应后变成了Na2CO3和 NaOH,那么固体增加的质量是多少呢?请看:

Na2O2——Na2CO3,增加了一个CO的质量

Na2O2—— 2NaOH—— Na2O2H2,增加了一个H2的质量

所以不论CO和H2以什么比例组合,最后都会C元素和H元素都会进入最终的固体产物中,并且恰好使固体增重的质量为CO与H2的质量之和。

这里的平均式量,即平均相对分子质量。用质量除以物质的量即可求得,在此题中72为迷惑性的无用数据。

再不理解的话,请看方程式:

2CO + O2 = 2CO2 ①

2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2 ②

①②相加得到 Na2O2 + CO = Na2CO3

2H2 + O2 = 2H2O ③

2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2 ④

③④相加得到 Na2O2 + H2 = 2NaOH

这样的话,还能不明白吗?

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