化学计算中的一题多解

灵活思维巧妙解题化学计算中的一题多解高三化学组：邢东成一、有关物质的量计算中的一题多解思考:同温,同压下某瓶充满O2时重116g,充满CO2时重122g,充满某气体时重114g.则A的相对分子质量为（）A:28B:60C:32D:44法一：常规思路设瓶重m克，某气体的相对分子质量为M,利用容器的体积不变则每种气体的物质的量也不变列式分别计算m和M.法二：差量法同温同压下气体质量之差和相对分子质量之差之间存在着正比关系，直接由气体的质量差和相对分子质量差之间存在着正比关系求得M。法三：估算法由阿伏伽德罗定律知m和M成正比，即m小则M一定小，故M小于氧气的分子量32直接选A.A二、金属混合物成分的判断及质量的有关计算思考：铁、镁、铝、铜四种金属,若两两混合,取混合物26克与足量的稀硫酸反应,产生标准状况下的氢气11.2升,则金属混合物的组合方式有（）A.2种B.3种C.4种D.5种C法一：关系式法先计算出每种金属与硫酸充分反应后放出标状下11.2升氢气需金属的质量，然后据“一大一小”原则选择Fe~H2↑Mg~H2↑2Al~3H2↑28克12克9克Cu不反应（则看成是无限大，就是比26大）则有四种组合分别为：铁和镁，铁和铝，镁和铜，铝和铜法二：平均摩尔电子质量法先计算出放出标准状况下11.2升的氢气需要的金属平均摩尔电子质量M等于26克每摩尔，然后分别计算出每种金属的摩尔电子质量以26克每摩尔作参照据：“一大一小”原则可以选出有四种。此法比方法一的好处是不需要掌握化学方程式。法三：平均值法设金属为R，化合价为+2价摩尔质量为M，则有R+H2SO4=RSO4+H2↑M22.42611.2要想得到标准状况下的氢气11.2升，只需要选择的金属的相对原子质量M一个比52大一个比52小就行，仍需切记铜认为是无限大、铝要从正三价换算成正二价用18计算。能组合成：铁和镁，铁和铝，镁和铜，铝和铜四种。三、金属混合物中常见的一类例题计算2.1克镁铝合金完全溶于足量盐酸，生成标准状况下的氢气2.24L，再向溶液中加入氢氧化钠溶液，生成沉淀的质量最大是()A.2.9gB.4.6gC.5.5gD.6.9gC法一：常规解题设合金中有镁x摩尔，铝y摩尔据方程式Mg+2HCl＝MgCl2+H22Al+6HCl＝AlCl3+3H2可列出二元一次方程组x+1.5y=0.124x+27y=2.1MgCl2+2NaOH＝Mg（OH）2+2NaClAlCl3+3NaOH=Al(OH)3+3NaCl则沉淀的最大质量为58x+78y=5.5克。法二：守恒法氢气2.24L（标准状况下）＝0.1mol金属转变为金属阳离子转移的电子总数与产生的氢气转移的电子总数守恒。然后镁离子和铝离子与氢氧根反应生成氢氧化镁和氢氧化铝沉淀，此时的沉淀最多，而此时正好金属阳离子都生成沉淀，金属转变为金属阳离子转移的电子总数＝氢气转移的电子＝氢氧根离子的电荷总数所以因此可以得到关系式：H2～2OH-氢气0.1mol，则OH-为0.2mol沉淀为氢氧化镁和氢氧化铝，质量比镁铝合金多了氢氧根的质量，所以氢氧根的质量17*0.2＝3.4g，故沉淀质量为金属质量+氢氧根的质量＝5.5g法三：极值法分别假设金属全为镁或铝计算出沉淀的质量，由于金属为混合物所以真实质量在二者之间：比小的大比大的小范围为5.07到6.06只有5.5可选。说明：如果此法符合的选项有多个，则只能重新考虑法一和法二。但在大多数大型考试中该方法是有效的。四、有关化学反应热的计算已知下列两个热化学方程式：H2（g）＋1/2O2（g）=H2O（l）△H＝-285kJ·mol-1C3H8（g）＋5O2（g）=3CO2（g）＋4H2O（l）△H＝－2220.0kJ·mol-1实验测得H2和C3H8的混合气体共5mol，完全燃烧生成液态水时放热3847kJ，则混合气体中H2和C3H8的体积比是()A．3：1B．1：3C．1：4D．1：1A法一：常规解题设混合气体中氢气和丙烷的物质的量分别是x和y摩尔，则根据反应的热化学方程式可知，285.8x＋2220.0y＝3847。又因为x＋y＝5，解得x＝3.75mol、y＝1.25mol，又因为在相同条件下，气体的体积之比是相应的物质的量之比，所以混合气体中氢气和丙烷的体积比为3：1，选A.法二：常规解法设混合气体H2的物质的量为x，则C3H8的物质的量为（5-x）mol，所以据题意有：285.8kJ·mol-1×x+(5-x)×2220kJ·mol-1=3847kJ解方程得x=3.75mol，则5－x=1.25mol。故V(H2)∶V(C3H8)=3.75mol∶1.25mol=3∶1。法三：十字交叉法平均燃烧热为3847/5=769.4kJ·mol-1H2285.81450.63\/_769.4=/\1C3H82220483.6法四：极值法两种气体一共放热3847KJ,由题目的热化学方程式知显然丙烷的物质的量一定小于2摩尔，那么氢气的物质的量大于2摩尔，即氢气的物质的量一定大于丙烷的物质的量，比值一定大于1，只有A选项。五、化学平衡中的计算在一定条件下,将一定量的N2和H2混合气体合成氨,达平衡时,混合气体中NH3的体积分数为25%,若反应前后条件相同,则反应从开始到平衡缩小的气体体积与原反应物气体体积的比值（）A、1/5B、1/4C、1/3D、1/2A法一：常规解法据平衡的“三段式”有设合成氨时加入N2为a摩尔和H2为b摩尔，反应的N2为x摩尔.则有N2+3H2=2NH3△Vab02x3x2x2xa-xb-3x2xNH3占2x/(a-x+b-3x+2x)=25%x=(a+b)/10反应后缩小的气体体积占原反应物体积的2x/（a+b）=1/5法二：体积差量法设平衡后，混合气体的体积为VL，则NH3为25%VL。N2+3H2=2NH3△V（减）132225%V体积减少量为25%VL=0.25VL可以知道平衡气体为VL，比原气体体积减少0.25VL，则原来有1.25VL。比值为1/5答案是A六、取代反应中氯气量的计算将0.5mol甲烷和氯气在光照的条件下反应后，生成等物质的量的四种取代物，则反应的氯气的物质的量为（）A.2.5molB.1.25molC.0.5molD.0.25molB分析方法一：先由生成四种等物质的量的取代物知，每种取代物的物质的量均为0.5/4mol,采用逆推法由①CHCl3+Cl2————→CCl4+HCl0.5/40.5/40.5/4②CH2Cl2+Cl2————→CHCl3+HCl0.5*2/40.5*2/40.5*2/4③CH3Cl+Cl2————→CH2Cl2+HCl0.5*3/40.5*3/40.5*3/4④CH4+Cl2————→CH3Cl+HCl0.5*4/40.5*4/40.5*4/4从上述四步方程式可明显的看出消耗的氯气物质的量为：0.5/4*（1+2+3+4）=5/4=1.25mol故选答案B方法二：根据取代反应的特点计算：因生成四种取代物中的氯原子的物质的量应等于消耗的氯气的物质的量（由取代反应的方程式1、2、3、4可以看出），则消耗氯气的物质的量为0.5/4+0.5*2/4+0.5*3/4+0.5*4/4=0.5/4*（1+2+3+4）=1.25mol选择答案B.课后练习1：将铁和三氧化二铁的混合物2.72g，加50mL1.6mol/L的盐酸中恰好完全反应，滴入KSCN溶液后不显红色。若忽略化学反应中溶液体积变化，则在所得溶液中Fe2+离子的物质的量浓度为多少？2、38.4g铜与适量的浓硝酸反应，铜全部作用后,共收集到气体22.4L(标况)(不考虑生成N2O4)则反应消耗的HNO3的物质的量是多少？3、在光照条件下，甲烷与氯气能发生取代反应，若将1mol甲烷与氯气反应，待反应完成后测得一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳四种取代物的物质的量之比为1:2:3:4，则消耗的氯气为（）Ａ.1.0molB.2.0molC.3.0molD.4.0mol