2018届一轮复习人教版数学思想——解题技巧在化学方程式计算中的应用学案

2018届一轮复习人教版数学思想——解题技巧在化学方程式计算中的应用学案

专题讲座(一)　数学思想——解题技巧在化学方程式计算中的应用 高考命题中，最常见的化学计算方法有“差量法”“关系式法”“极值法”“平均值法”等，在这几种计算方法中，充分体现了物质的量在化学计算中的核心作用和纽带作用，依据化学方程式的计算又是各种计算方法的基础，其解题步骤如下：‎ ‎(1)根据题意写出并配平化学方程式。‎ ‎(2)依据题中所给信息及化学方程式判断过量物质，用完全反应物质的量进行计算。‎ ‎(3)把已知的和需要求解的量分别写在化学方程式有关化学式的下面，两个量及单位“上下一致，左右相当”。‎ ‎(4)选择有关量(如物质的量、气体体积、质量等)的关系作为计算依据，列比例式，求未知量。‎ 一、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)　　‎ 固体差量 24 g Δm＝24 g 物质的量差量 2 mol 1 mol 2 mol Δn＝1 mol 体积差量 1 2 1‎ ‎ ‎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”。‎ ‎(质量差量)为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度，现将w1 g样品加热，其质量变为w2 g，则该样品的纯度(质量分数)是(　　)‎ A.　　　　　　 B． C. D． 解析：　发生的反应为 ‎2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑　固体质量减少 ‎ 2×84 18＋44＝62‎ ‎ m(NaHCO3) (w1－w2)g m(NaHCO3)＝(w1－w2)g。‎ 故Na2CO3的质量为：w1 g－(w1－w2)g＝g。样品的纯度(质量分数)是：g÷w1g＝。‎ 答案：　A ‎(物质的量差量)白色固体PCl5受热即挥发并发生分解：PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)。现将5.84 g PCl5装入2.05 L真空密闭容器中，在277 ℃达到平衡，容器内压强为1.01×105 Pa，经计算可知平衡时容器内混合气体的物质的量为0.05 mol，平衡时PCl5的分解率为________。‎ 解析：　原n(PCl5)＝≈0.028 mol。‎ 设分解的PCl5的物质的量为x mol。‎ PCl5(g) PCl3(g)＋Cl2(g)　物质的量增加(Δn)‎ ‎ 1 1 1 1‎ ‎ x mol ‎ 所以x＝0.022‎ PCl5的分解率＝×100%≈78.6%。‎ 答案：　78.6%‎ ‎(体积差量)一定条件下，合成氨气的反应达到平衡时，测得混合气体中氨气的体积分数为20.0%，与反应前的体积相比，反应后体积缩小的百分率是(　　)‎ A．16.7%　　　　　　　 B．20.0%‎ C．80.0% D．83.3%‎ 解析：　N2＋3H22NH3　　ΔV ‎ 1 L 3 L 2 L 2 L 由以上关系式可知反应前后体积的减少与生成的NH3体积相等。‎ 设平衡时混合气体100 L，其中含20 L NH3，则原气体总体积减少20 L。所以，初始氮气和氢气的总体积为120 L，反应后体积缩小的百分率为×100%＝16.7%。‎ 答案：　A 二、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、生成物的物质的量的关系，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。‎ ‎1．叠加法(如利用木炭、水蒸气制取氨气)‎ ⇒‎ ⇒由木炭、水蒸气制取NH3的关系为：3C～4NH3。‎ ‎2．原子守恒法 ‎4NH3＋5O24NO＋6H2O ‎2NO＋O2===2NO2‎ ‎3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 经多次氧化和吸收，由N元素守恒知：NH3～HNO3。‎ ‎3．电子转移守恒法 NH3HNO3，O22 由得失电子总数相等知，NH3经氧化等一系列过程生成HNO3，NH3和O2的关系为NH3～2O2。‎ 某实验小组为测定某石灰石样品中CaCO3的质量分数，先称取W g石灰石样品，加入过量的浓度为6 mol·L－1的盐酸，使样品完全溶解，加热煮沸后，除去溶解的CO2。再向溶液中加入足量的草酸铵[(NH4)2C2O4]溶液后，慢慢加入氨水降低溶液的酸度，则析出草酸钙沉淀：C2O＋Ca2＋===CaC2O4↓。过滤出CaC2O4后，用稀H2SO4溶解：CaC2O4＋H2SO4===H2C2O4＋CaSO4。再用蒸馏水稀释溶液至V0 mL，取出V1 mL，用a mol·L－1的酸性KMnO4溶液进行滴定，此时发生反应：2MnO＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O。若达到滴定终点时消耗a mol·L－1的酸性KMnO4溶液V2 mL，则样品中CaCO3的质量分数为(　　)‎ A.%　　　　　　　　 B．%‎ C.% D．%‎ 解析：　本题涉及的化学方程式或离子方程式有CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑，C2O＋Ca2＋===CaC2O4↓，CaC2O4＋H2SO4===H2C2O4＋CaSO4,2MnO＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O，由此得出相应的关系式：‎ ‎5CaCO3～5Ca2＋～5CaC2O4～5H2C2O4～2MnO ‎ 5 2‎ ‎ n(CaCO3) a mol·L－1×V2×10－3 L 解得：n(CaCO3)＝2.5aV2×10－3 mol 则样品中 w(CaCO3)＝×100%＝%。‎ 答案：　A 三、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。它是将题设构造成为问题的两个极端，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。‎ ‎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进行的完全反应。‎ ‎(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。‎ ‎4．极值法解题的优点 极值法解题的优点是将某些复杂的、难以分析清楚的化学问题假设为极值问题，使解题过程简化，解题思路清晰，把问题化繁为简，由难变易，从而提高了解题速度。‎ 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．0XB，则XA>>XB，代表平均相对原子(分子)质量、平均浓度、平均含量、平均生成量、平均消耗量等。‎ ‎2．应用：已知可以确定XA、XB的范围；或已知XA、XB可以确定的范围。‎ 解题的关键是要通过平均值确定范围，很多考题的平均值需要根据条件先确定下来再作出判断。‎ 铜和镁的合金4.6 g完全溶于浓硝酸，若反应中硝酸被还原只产生4 480 mL NO2气体和336 mL的N2O4气体(气体的体积已折算到标准状况)，在反应后的溶液中，加入足量的氢氧化钠溶液，生成沉淀的质量为(　　)‎ A．9.02 g　　　　　　　　　 B．8.51 g C．8.26 g D．7.04 g 解析：　根据生成的气体的体积可得，被还原的硝酸共有0.23 mol，则4.6 g铜和镁的合金的物质的量为0.115 mol，故合金的平均摩尔质量为＝40 g/mol，氢氧化物的平均相对分子质量为：40＋17×2＝74。故形成的氢氧化物沉淀为：(4.6 g÷40 g/mol)×74 g/mol＝8.51 g或0.115 mol×74 g/mol＝8.51 g。‎ 答案：　B