化學解題
A. 初中化學典型解題方法
初中化學典型解題方法:做題技巧
1.用溶解、過濾、結晶的方法分離的固體須滿足:一種固體可溶,一種不溶,且溶解後兩種物質都不發生化學反應。
2.共存問題:在溶液中的物質兩兩之間都不發生反應,組內物質可共存於同一溶液,只要組內物質間有任意兩種能發生反應,則組內物質不能共存;
離子間能共存須滿足:任意陽離子和陰離子組合不會有沉澱、氣體或水生成
3.推斷題的突破口:①顏色(銅鹽藍色,鐵鹽黃色,無色酚酞遇溶鹼變紅色)
②沉澱(AgCl BaSO4不溶於酸,氫氧化鐵紅褐色,氫氧化銅藍色,其他沉澱白色
若沉澱物加稀硝酸:沉澱不溶解,則沉澱中一定有AgCl或BaSO4;若沉澱全部溶解,則沉澱中一定沒 有AgCl或BaSO4;若講沉澱部分溶解,則沉澱中一定有AgCl或BaSO4中的一種,且還有另一種可溶於稀 硝酸的沉澱。
③氣體(復分解反應中有氣體生成:酸和碳酸鹽,在金屬活動性順序中在氫前的金屬跟酸反應生成密度 最小的氣體氫氣)
4.一次性區別多種物質選用的試劑必須滿足:組內的每一種物質跟該試劑作用後的現象各不相同。供選 試劑有以下幾種可能:
①紫色石蕊試液區別一次性區別酸性、鹼性、中性的三種溶液(如:HCl NaOH NaCl)
②碳酸鈉、碳酸鉀或鹽酸、硫酸產生沉澱、氣體和其他現象。
寫出一次性區別下列各組物質的試劑:
⑴氯化鋇、硫酸、硫酸鉀溶液_____ ⑵硝酸銀、碳酸鈉、氯化鈉溶液_____
⑶硝酸鋇、碳酸鉀、硝酸鉀溶液____ ⑷鹽酸、氫氧化鈉溶液、石灰水_____
③用硫酸鐵或硫酸銅等有特殊顏色的溶液,寫出一次性區別下列各組物質的試劑及反應現象:
區別硝酸鋇、硫酸鈉、氫氧化鋇、氫氧化鈉四種溶液的試劑____ 現象______
5.不用其他試劑,只用組內物質鑒別幾種物質的方法:
⑴用組內的鐵鹽或銅鹽等有特殊顏色的溶液分步區別各物質,例:
不用其他試劑如何鑒別下列四種溶液:硝酸銀、氫氧化鉀、氯化鈉、氯化鐵
重要概念的含義與應用
化學計算是藉助於用數學計算的知識,從量的方面來對化學的概念或原理加深理解或通過計算進一步掌握物質的性質及其變化規律。另外,通過計算還能培養分析、推理、歸納等邏輯思維能力和解決實際問題的能力。
初中化學計算的主要內容如下:
(一)有關化學式的計算
用元素符合來表示物質組成的式子叫做化學式。本知識塊的計算關鍵是抓住這一概念,理解概念的含義,並要深刻理解化學式中各符號及數字的意義,處理好部分與整體之間的算術關系。
1.計算相對分子質量。
相對分子質量是指化學式中各原子的相對原子質量的總和。通過化學式可以計算出該物質的相對分子質量,也可以通過相對分子質量,求某物質的化學式。在計算的過程中應注意化學式前面的數字(系數)與相對分子質量及元素符號右下角的數字與相對原子質量之間的關系是「相乘」不是「相加」;若計算結晶水合物的相對分子質量時,化學式中間的「·」與結晶水的相對分子質量之間是「相加」不是「相乘」。
例 計算5CuSO4·5H2O的相對分子質量總和。
5CuSO4·5H2O=5×[64+32+16×4+5×(1×2+16)] =5×[160+5×18] =1250
2.計算化合物中各元素的質量比
宏觀上物質是由元素組成的,任何純凈的化合物都有固定的組成,這樣可以計算化合物中所含元素的質量比。計算的依據是所含元素的質量比,等於微觀上每個分子(即化學式)中各種原子的個數與其原子量的乘積之比。
例 計算氧化鐵中鐵元素和氧元素的質量比。
氧化物的化學式:Fe2O3,則
Fe∶O=56×2∶16×3=112∶48=7∶3
3.計算化合物中某元素的質量分數
宏觀上化合物中某元素的質量分數等於微觀上化合物的每個分子中,該元素的原子的相對原子質量總和與化合物的相對分子質量之比,即:
化合物中某元素質量比=×100%
例 計算硝酸銨(NH4NO3)中,含氮元素的質量分數。
w(N)=×100%=35%
(二)有關化學方程式的計算
化學方程式是用化學式表示化學反應的式子,這樣,化學方程式不僅表達了物質在質的方面的變化關系,即什麼是反應物質和什麼是生成物質,而且還表達物質在量的方面的變化關系,即反應物質和生成物質的質量關系,同時包括反應物質和生成物質的微粒個數關系,這是有關化學方程式計算的理論依據。
1.有關反應物和生成物的計算
這是化學方程式計算中最基礎的題型,要深刻理解化學方程式的含義,理解反應物質和生成物質在微觀上和質量上的關系。例如將一氧化碳在空氣中點燃後生成二氧化碳的化學反應中,它們的關系:
2CO+O22CO2
微粒比:2∶1∶2
質量比:2×28∶32∶88(7∶4∶11)
*體積比:2∶1∶2
(同溫、同壓)
質量守恆:56+32=88
可以看出,化學方程式能表達出多種量的關系,這些關系都是解答有關化學方程中的已知和未知的隱含的已知條件,這些條件都可以應用於計算時的「橋梁」,是整個計算題的基礎和依據。
2.不純物的計算
化學方程式中所表示的反應物和生成物都是指純凈物,不純物質不能代入方程式進行計算。遇到不純物質時,需要將不純物質換算成純凈物質的量,才能代入方程式,按質量比進行計算。計算關系為:
純凈物的質量=不純物的質量×純凈物的質量分數
例用含Fe2O3 75%的赤 鐵礦石20噸,可煉出含雜質4%的生鐵多少噸?
解:20噸赤鐵礦石中含純Fe2O3的質量為:20噸×75%=15噸
設可煉出含雜質4%的生鐵質量為x
Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
160112
15噸(1-4%)x
x==12.5噸
3.選量(過量)計算
化學方程式計算的理論依據就是質量守恆定律。在質量守恆定律中,「參加反應的各物質的質量總和,等於反應生成的各物質的質量總和」。要著重理解「參加」兩個字的含義,即沒有「參加」反應的物質,就不應計算在內。在有些計算題中,給出了兩種反應物的質量,求生成物,這時就必須考慮,給出的兩種物質的質量是否都恰好參加了反應。這時思考的.范圍就應大一些。
例 今有氫氣與氧氣的混合氣共20克,在密閉的容器中點燃,生成水18克,則下列分析正確的是()
(A)氫氣10克,氧氣10克 (B)氫氣2克,氧氣18克
(C)氫氣4克,氧氣16克(D)氫氣1克,氧氣19克
根據化學方程式,求出氫氣在氧氣里燃燒時氫氣與氧氣的質量比,然後進行比較。
2H2 + O2 2H2O
4 ∶ 32∶ 36
1 ∶ 8∶ 9
氫氣在氧氣中燃燒時,氫氣與氧氣的質量比為1∶8,即若有1克氫氣需要氧氣8克;若有2克氫氣需要氧氣16克。本題中生成18克的水,則必然是氫氣2克,氧氣16克。故(B)、(C)選項都有可能。若按(B)選項會剩餘2克,氧氣沒有參加反應;若按(C)選項會剩餘2克氫氣。故本題答案為(B)和(C)。這樣會得出一個結論:若遇兩個已知量,是按少的量(即不足的量)來進行計算。
4.多步反應的計算
從一個化學反應中求出的質量,用此量再進行另一個化學反應或幾個化學反應的連續計算,求最後一個化學反應的量,一般稱之為多步反應的計算。
例 計算用多少克的鋅跟足量稀硫酸反應生成的氫氣,能跟12.25克的氯酸鉀完全分解後生成的氧氣恰好完全反應生成水。
本題涉及三個化學反應:
Zn+H2SO4(稀)=ZnSO4+H2↑
2KClO3 2KCl+3O2↑
2H2+O2 2H2O
可以用三個化學方程式中的微粒關系,找出它們的已知量與未知量的關系式:
2KClO3~3O2~6H2~6Zn即KClO3~3Zn
設需用鋅的質量為x,根據上述關系式,
KClO3 ~ 3Zn
122.53×65
12.25克x
x==19.5克
從以上的有關化學方程式的計算可以看出,在計算的過程中,主要應用的關系式是質量比,在一個題目中,最好用統一的單位,若試題中給出了兩個量的單位不一樣,可以換算成比較方便有利於計算的一個單位,這樣可避免發生錯誤。關於化學方程式計算的解題要領可以歸納為:
化學方程式要配平,需將純量代方程;
量的單位可直接用,上下單位應相同;
遇到有兩個已知量,應找不足來進行;
遇到多步的反應時,關系式法有捷徑。
(三)有關溶液的計算
溶液是一種或幾種物質分散到另一種物質里形成均一、穩定的混合物,在有關溶液的計算中,要准確分析溶質、溶劑、溶液的質量,它們的最基本的質量關系是:
溶質質量+溶劑質量=溶液質量
應注意此關系中,溶質質量不包括在溶液中未溶解的溶質的質量。
1.溶解度的計算
固體物質溶解度的概念是:在一定溫度下,某固態物質在100克溶劑里達到飽和狀態時所溶解的質量,叫做這種物質在這種溶劑里的溶解度。
根據溶解度的概念和溶液中溶質、溶劑和溶液的量的關系,可進行如下的有關計算。
(1)根據在一定溫度下,某物質飽和溶液里的溶質和溶劑的量,求這種物質的溶解度。
(2)根據某物質在某溫度下的溶解度,求該溫度下一定量的飽和溶液里含溶質和溶劑的質量。
(3)根據某物質在某溫度下的溶解度,求如果溶劑質量減少(蒸發溶劑)時,能從飽和溶液里析出晶體的質量。
(4)根據某物質在某溫度下的溶解度,求如果溫度變化(降溫或升溫)時,能從飽和溶液里析出或需加入晶體的質量。
2.溶液中溶質質量分數的計算
溶質的質量分數是溶質質量與溶液質量之比。初中化學中常用百分數來表示。溶液中溶質質量分數的計算式如下:
溶質的質量分數=×100%
溶質質量分數的計算題可以有:
(1)已知溶質和溶劑的質量,求溶液的質量分數。
(2)已知溶液的質量和它的質量分數,求溶液里所含溶質和溶劑的質量。
(3)將一已知濃度的溶液加入一定量的水進行稀釋,或加入固體溶質,求稀釋後或加入固體後的溶液的質量分數。
3.溶液度與溶液質量分數之間的換算
在一定溫度下,飽和溶液里溶質質量、溶劑質量、溶液質量之比,是一個固定的值,也就是說飽和溶液里溶質質量分數是恆定的。在計算中首先要明確溶液度與溶液質量分數兩個概念的本質區別。其次是要注意條件,必須是在一定溫度下的飽和溶液,才能進行換算。
溶解度與溶液中溶質質量分數的比較如下:
溶解度 質量分數
量的關系 表示溶質質量與溶劑質量之間的關系 表示溶質質量與溶液質量之間的關系
條件 ①與溫度有關(氣體還跟壓強有關)②一定是飽和溶液 ①與溫度、壓強無關②不一定是飽和溶液,但溶解溶質的質量不能超過溶解度
表示方法 用克表示,即單位是克 用%表示,即是個比值,沒有單位
運算公式 溶解度=×100 %=×100%
換算公式 飽和溶液中溶質質量分數=×100%
初中化學典型解題方法:初三反應方程式匯編
初三反應方程式匯編:
鐵和硫酸銅溶液反應:Fe + CuSO4 == FeSO4 + Cu
鋅和稀硫酸反應(實驗室制氫氣):Zn + H2SO4 == ZnSO4 + H2↑
鎂和稀鹽酸反應:Mg+ 2HCl === MgCl2 + H2↑
氫氣還原氧化銅:H2 + CuO 加熱 Cu + H2O
木炭還原氧化銅:C+ 2CuO 高溫 2Cu + CO2↑
甲烷在空氣中燃燒:CH4 + 2O2 點燃 CO2 + 2H2O
水蒸氣通過灼熱碳層:H2O + C 高溫 H2 + CO
焦炭還原氧化鐵:3C+ 2Fe2O3 高溫 4Fe + 3CO2↑
初三化學分解反應方程式匯編
實驗室用雙氧水制氧氣:2H2O2 MnO2 2H2O+ O2↑
加熱高錳酸鉀:2KMnO4 加熱 K2MnO4 + MnO2 + O2↑
水在直流電的作用下分解:2H2O 通電 2H2↑+ O2 ↑
碳酸不穩定而分解:H2CO3 === H2O + CO2↑
高溫煅燒石灰石(二氧化碳工業製法):CaCO3 高溫 CaO + CO2↑
初三化學化合反應方程式匯編
1、鎂在空氣中燃燒:2Mg + O2 點燃 2MgO
2、鐵在氧氣中燃燒:3Fe + 2O2 點燃 Fe3O4
3、鋁在空氣中燃燒:4Al + 3O2 點燃 2Al2O3
4、氫氣在空氣中燃燒:2H2 + O2 點燃 2H2O
5、紅磷在空氣中燃燒:4P + 5O2 點燃 2P2O5
6、硫粉在空氣中燃燒: S + O2 點燃 SO2
7、碳在氧氣中充分燃燒:C + O2 點燃 CO2
8、碳在氧氣中不充分燃燒:2C + O2 點燃 2CO
9、二氧化碳通過灼熱碳層: C + CO2 高溫 2CO
10、一氧化碳在氧氣中燃燒:2CO + O2 點燃 2CO2
11、二氧化碳和水反應(二氧化碳通入紫色石蕊試液):CO2 + H2O === H2CO3
12、生石灰溶於水:CaO + H2O === Ca(OH)2
13、無水硫酸銅作乾燥劑:CuSO4 + 5H2O ==== CuSO4?5H2O
14、鈉在氯氣中燃燒:2Na + Cl2點燃 2NaCl
B. 高一化學常用計算方法,比如說十字交叉法,差量法等等,都幫我詳細講解一下
一、差量法
在一定量溶劑的飽和溶液中,由於溫度改變(升高或降低),使溶質的溶解度發生變化,從而造成溶質(或飽和溶液)質量的差量;每個物質均有固定的化學組成,任意兩個物質的物理量之間均存在差量;同樣,在一個封閉體系中進行的化學反應,盡管反應前後質量守恆,但物質的量、固液氣各態物質質量、氣體體積等會發生變化,形成差量。差量法就是根據這些差量值,列出比例式來求解的一種化學計算方法。該方法運用的數學知識為等比定律及其衍生式:或。差量法是簡化化學計算的一種主要手段,在中學階段運用相當普遍。常見的類型有:溶解度差、組成差、質量差、體積差、物質的量差等。在運用時要注意物質的狀態相相同,差量物質的物理量單位要一致。
1.將碳酸鈉和碳酸氫鈉的混合物21.0g,加熱至質量不再變化時,稱得固體質量為14.8g。求混合物中碳酸鈉的質量分數。
2.實驗室用冷卻結晶法提純KNO3,先在100℃時將KNO3配成飽和溶液,再冷卻到30℃,析出KNO3。現欲制備500g較純的KNO3,問在100℃時應將多少克KNO3溶解於多少克水中。(KNO3的溶解度100℃時為246g,30℃時為46g)
3.某金屬元素R的氧化物相對分子質量為m,相同價態氯化物的相對分子質量為n,則金屬元素R的化合價為多少?
4.將鎂、鋁、鐵分別投入質量相等、足量的稀硫酸中,反應結束後所得各溶液的質量相等,則投入的鎂、鋁、鐵三種金屬的質量大小關系為( )
(A)Al>Mg>Fe (B)Fe>Mg>Al (C)Mg>Al>Fe (D)Mg=Fe=Al
二、十字交叉法
凡能列出一個二元一次方程組來求解的命題,即二組分的平均值,均可用十字交叉法,此法把乘除運算轉化為加減運算,給計算帶來很大的方便。
十字交叉法的表達式推導如下:設A、B表示十字交叉的兩個分量,表示兩個分量合成的平均量,xA、xB分別表示A和B佔平均量的百分數,且xA+xB=1,則有:
A•xA+B•xB= (xA+xB) 化簡得:
若把 放在十字交叉的中心,用A、B與其交叉相減,用二者差的絕對值相比即可得到上式。
十字交叉法應用非常廣,但不是萬能的,其適用范圍如表4—2:
含 化學
義 量
類型 A、B
xA、xB
1 溶液中溶質
質量分數 混合溶液中溶質質量質量分數 質量分數
2 物質中某元素
質量分數 混合物中某
元素質量分數 質量分數
3 同位素相對
原子質量 元素相對
原子質量 同位素原子
百分組成
4 某物質相對
分子質量 混合物平均相對分子質量 物質的量分數
或體積分數
5 某物質分子
組成 混合物的平均
分子組成 物質的量分數
6 用於某些綜合計算:如十字交叉法確定某些鹽的組成、有機物的組成等
正確使用十字交叉法解題的關鍵在於:(1)正確選擇兩個分量和平均量;(2)明確所得比為誰與誰之比;(3)兩種物質以什麼為單位在比。尤其要注意在知道質量平均值求體積或物質的量的比時,用此法並不簡單。
1. 現有50g 5%的CuSO4溶液,把其濃度增大一倍,可採用的方法有:(1)可將原溶液蒸發掉 g水;(2)可向原溶液中加入12.5% CuSO4溶液 g;(3)可向原溶液中加入膽礬 g;(4)可向原溶液中加入CuSO4白色粉末 g。
2 . 今有NH4NO3和CO(NH2)2混合化肥,現測得含氮質量分數為40%,則混合物中NH4NO3和CO(NH2)2的物質的量之比為( )
(A)4∶3 (B)1∶1 (C)3∶4 (D)2∶3
三、平均法
對於含有平均含義的定量或半定量習題,利用平均原理這一技巧性方法,可省去復雜的計算,迅速地作出判斷,巧妙地得出答案,對提高解題能力大有益處。平均法實際上是對十字交叉所含原理的進一步運用。解題時,常與十字交叉結合使用,達到速解之目的。原理如下:
若A>B,且符合 ,則必有A> >B,其中是A、B的相應平均值或式。xA•xB分別是A、B的份數。
常見的類型有:元素質量分數、相對原子質量、摩爾電子質量、雙鍵數、化學組成等平均法。有時運用平均法也可討論范圍問題。
1. 某硝酸銨樣品中氮的質量分數25%,則該樣品中混有的一組雜質一定不是( )
(A)CO(NH2)2和NH4HCO3 (B)NH4Cl和NH4HCO3
(C)NH4Cl和(NH4)2SO4 (D)(NH4)2SO4和NH4HCO3
2. 把含有某一種氯化物雜質的氯化鎂粉末95mg溶於水後,與足量的硝酸銀溶液反應,生成氯化銀沉澱300mg,則該氯化鎂中的雜質可能是( )
(A)氯化鈉 (B)氯化鋁 (C)氯化鉀 (D)氯化鈣
3. 某含雜質的CaCO3樣品只可能含有下列括弧中四種雜質中的兩種。取10g該樣品和足量鹽酸反應,產生了2.24L標准狀況下的CO2氣體。則該樣品中一定含有 雜質,可能含有 雜質。(雜質:KHCO3、MgCO3、K2CO3、SiO2)
4 .(1)碳酸氫銨在170℃時完全分解,生成的混和氣體平均相對分子質量是 。
(2)某爆鳴氣中H2和O2的質量分數分別為75%和25%,則該爆鳴氣對氫氣的相對密度是 。
(3)體積為1 L的乾燥容器充入HCl氣體後,測得容器中氣體對氧氣相對密度為1.082,用此氣體進行噴泉實驗,當噴泉停止後,進入容器中液體的體積是 。
附:平均摩爾質量( )的求法:
① m總—混和物叫質量 n總—混和物總物質的量
② =M1•n1%+M2•n2%+… M1、M2……各組分的摩爾質量,n1%、n2%……各組分的物質的量分數。(註: 如是元素的摩爾質量,則M1、M2……是各同位素的摩爾質量,n1%、n2%……是各同位素的原子分數(豐度)。)
③ 如是氣體混合物的摩爾質量,則有 =M1•V1%+M2•V2%+…(註:V1%、V2%……氣體體積分數。)
④ 如是氣體混合物的摩爾質量,則有 =d•MA (註:MA為參照氣體的摩爾質量,d為相對密度)
四、 守恆法
在化學反應中存在一系列守恆現象,如:質量守恆(含原子守恆、元素守恆)、電荷守恆、電子得失守恆、能量守恆等,利用這些守恆關系解題的方法叫做守恆法。電荷守恆即對任一電中性的體系,如化合物、混和物、溶液、膠體等,電荷的代數和為零,即正電荷總數和負電荷總數相等。電子得失守恆是指在發生氧化-還原反應時,氧化劑得到的電子數一定等於還原劑失去的電子數,無論是自發進行的氧化-還原反應還是以後將要學習的原電池或電解池均如此。
a. 質量守恆
1 . 有0.4g鐵的氧化物, 用足量的CO 在高溫下將其還原,把生成的全部CO2通入到足量的澄清的石灰水中得到0.75g固體沉澱物,這種鐵的氧化物的化學式為( )
A. FeO B. Fe2O3 C. Fe3O4 D. Fe4O5
2. 將幾種鐵的氧化物的混合物加入100mL、7mol•L―1的鹽酸中。氧化物恰好完全溶解,在所得的溶液中通入0.56L(標況)氯氣時,恰好使溶液中的Fe2+完全轉化為Fe3+,則該混合物中鐵元素的質量分數為 ( )
A. 72.4% B. 71.4% C. 79.0% D. 63.6%
b. 電荷守恆法
3. 將8g Fe2O3投入150mL某濃度的稀硫酸中,再投入7g鐵粉收集到1.68L H2(標准狀況),同時,Fe和Fe2O3均無剩餘,為了中和過量的硫酸,且使溶液中鐵元素完全沉澱,共消耗4mol/L的NaOH溶液150mL。則原硫酸的物質的量濃度為( )
A. 1.5mol/L B. 0.5mol/L C. 2mol/L D. 1.2mol/L
4. 鎂帶在空氣中燃燒生成氧化鎂和氮化鎂,將燃燒後的產物全部溶解在50mL 1.8 mol•L-1鹽酸溶液中,以20mL 0.9 mol•L-1的氫氧化鈉溶液中和多餘的酸,然後在此溶液中加入過量鹼把氨全部釋放出來,用足量鹽酸吸收,經測定氨為0.006 mol,求鎂帶的質量。
c. 得失電子守恆法
5 . 某稀硝酸溶液中,加入5.6g鐵粉充分反應後,鐵粉全部溶解,生成NO,溶液質量增加3.2g,所得溶液中Fe2+和Fe3+物質的量之比為( )
A. 4∶1 B. 2∶1 C. 1∶1 D. 3∶2
6. (1)0.5mol銅片與足量的濃HNO3反應,收集到的氣體經乾燥後(不考慮損耗),測知其密度在標准狀況下為2.5 g•L-1,其體積為 L。
(2)0.5mol銅片與一定量的濃HNO3反應,收集到的氣體經乾燥後(不考慮損耗)在標准狀況下的體積為17.92L,則參加反應的硝酸物質的量為 ;若將這些氣體完全被水吸收,則應補充標准狀況下的氧氣體積為 L。(不考慮2NO2 N2O4反應)
7. 已知:2 Fe2++Br2 = 2 Fe3++2Br-,若向100mLFeBr2溶液中緩緩通入2.24L標准狀況下的氯氣,結果有三分之一的Br-離子被氧化成Br¬2單質,試求原FeBr2溶液的物質的量濃度。
五、極值法
「極值法」即 「極端假設法」,是用數學方法解決化學問題的常用方法,一般解答有關混合物計算時採用。可分別假設原混合物是某一純凈物,進行計算,確定最大值、最小值,再進行分析、討論、得出結論。
1. 常溫下,向20L真空容器中通a mol H2S和b mol SO2(a、b都是正整數,且a≤5,b≤5),反應完全後,容器內可能達到的最大密度約是( )
(A)25.5 g•L-1 (B)14.4 g•L-1 (C)8 g•L-1 (D)5.1 g•L-1
2. 在標准狀況下,將盛滿NO、NO2、O2混合氣的集氣瓶,倒置於水槽中,完全溶解,無氣體剩餘,其產物不擴散,則所得溶液的物質的量濃度(C)數值大小范圍為( )
(A) (B)
(C) (D)
3. 當用m mol Cu與一定量的濃HNO3反應,在標准狀況下可生成nL的氣體,則m與n的數值最可能的關系是( )
(A) (B) (C) (D)無法判斷
4. 將一定質量的Mg、Zn、Al混合物與足量稀H2SO4反應,生成H2 2.8 L(標准狀況),原混合物的質量可能是( )
A. 2g B. 4g C. 8g D. 10g
計算方法》詳細答案:
一、1. 解析 混合物質量減輕是由於碳酸氫鈉分解所致,固體質量差21.0g-14.8g=6.2g,也就是生成的CO2和H2O的質量,混合物中m(NaHCO3)=168×6.2g÷62=16.8g,m(Na2CO3)=21.0g-16.8g=4.2g,所以混合物中碳酸鈉的質量分數為20%。
2.分析 本例是涉及溶解度的一道計算題。解答本題應具備理解透徹的概念、找准實際的差量、完成簡單的計算等三方面的能力。題中告知,在100℃和30℃時,100g水中分別最多溶解KNO3246g和46g,由於冷卻時溶劑的質量未變,所以溫度從100℃下降到30℃時,應析出晶體246g-46g=200g(溶解度之差)。由題意又知,在溫度下降過程中溶質的析出量,據此可得到比例式,求解出溶劑水的質量。再根據水的質量從而求出配製成100℃飽和溶液時溶質KNO3的質量。
解 設所用水的質量為x,根據題意,可列下式:
解得:x=250g
又設100℃時飽和溶液用KNO3的質量為y,根據溶質與溶劑的對應關系,列式如下:
解得:y=615g
答 將615KNO3溶解於250g水中。
3. 解 若金屬元素R的化合價為偶數x,則其相同價態的氧化物、氯化物的化學式分別為、RClx。根據關系式 ~RClx,相對分子質量差值為 ,所以n-m=27.5x,。若金屬元素R的化合價為奇數x,則其相同價態的氧化物、氯化物的化學式分別為R2Ox、RClx。由關系式R2Ox~2RClx可知,相對分子質量的差值為2×35.5x-16x=55x,所以2n-m=55x,x= 。
答 金屬元素R的化合價為 或 。
二、1.分析 本例是將稀溶液濃縮的一道填空題。若按通常方法,根據溶質守恆,列方程進行求解,則解題繁。若運用十字交叉法,運算簡潔,思路流暢。但應處理好蒸發掉水,或加入CuSO4粉末時CuSO4的質量分數,前者可視為0,後者視為100%。
解 (1) (負號代表蒸發) 說明水蒸發掉的質量為原溶液質量的,即25g。
(2) 說明加入12.5% CuSO4溶液的質量為原溶液質量的2倍,即100g。
(3)膽礬中CuSO4的質量分數為
說明加入膽礬的質量為原溶液質量的 ,即 。
(4) 說明加入CuSO4的質量為原溶液質量的,即 。
答 25 100 4.63 2.78
2. 解 方法1:NH4NO3中N%= =35%,CO(NH2)2中N%= =46.7%
說明NH4NO3與CO(NH2)2的物質的量之比為。
方法2:設混合物中NH4NO3的物質的量為1 mol,CO(NH2)2的物質的量為x。
根據題意,列式如下:
解得:x=1 mol
方法3:由於NH4NO3和CO(NH2)2分子中均含有2個N原子,根據混合物中N%=40%,可知該混合物的平均相對分子質量為。
說明NH4NO3與CO(NH2)2的物質的量之比為1∶1。
答 本題正確選項為(B)。
三、1. 解 NH4NO3中氮的質量分數是,而CO(NH2)2、NH4Cl、NH4HCO3和(NH4)2SO4中氮的質量分數分別是46.7%、26.2%、17.7%和21.1%,其中只有(NH4)2SO4和NH4HCO3一組氮的質量分數都小於25%。
因此,該樣品中混有的一組雜質一定不是(NH4)2SO4和NH4HCO3。
答 本題正確選項為(D)。
2. 解 若95mg全是MgCl2,則其反應後產生AgCl的質量為 g•mol-1
=287mg<300mg。
根據平均含義可推知:95mg雜質與足量AgNO3溶液反應生成AgCl的質量應大於300mg。這就要求雜質中Cl元素的質量分數比MgCl2中高才有可能。因此本題轉換成比較Cl元素含量的高低。現將每種的化學式作如下變形:MgCl2、Na2Cl2、Al Cl2、K2Cl2、CaCl2。顯然,金屬式量低的,Cl元素含量高,因此,只有AlCl3才有可能成為雜質。
答 本題正確選項為(B)。
3.略
4. 解 (1)NH4HCO3 NH3↑+H2O↑+CO2↑
根據質量守恆可知:n(NH4HCO3)•M(NH4HCO3)=n(混)• (混),故 (混)= 79
g•mol-1,即混和氣體的平均相對分子質量為26.3。
(2)設爆鳴氣100g,則H2的物質的量為100g×75%÷2g•mol-1=37.5mol,O2物質的量為100g×25%÷32g•mol-1=0.78mol。
故爆鳴氣的平均摩爾質量為100g÷(37.5+0.78)mol=2.619g•mol-1,即對氫氣的相對密度為2.619 g•mol-1÷2 g•mol-1=1.31。
(3)乾燥容器中氣體的平均相對分子質量為1.082×32=34.62,由34.62<36.5,故該氣體應為HCl和空氣的混和氣體。
說明HCl與空氣的體積比為5.62∶1.88=3∶1,即混和氣體中HCl的體積為1L =0.75L。由於HCl氣體極易溶於水,所以當噴泉結束後,進入容器中液體的體積即為HCl氣體的體積0.75L。
答 (1)26.3 (2)1.31 (3)0.75L
四、1. 解析 由題意得知,鐵的氧化物中的氧原子最後轉移到沉澱物CaCO3中。且n(O)=n(CaCO3)=0.0075mol, m(O)=0.0075mol×16g/mol=0.12g。m(Fe)=0.4g-0.12g=0.28g,n(Fe)=0.005mol。n(Fe)∶n(O)=2:3,選B
2. 解析 鐵的氧化物中含Fe和O兩種元素,由題意,反應後,HCl中的H全在水中,O元素全部轉化為水中的O,由關系式:2HCl~H2O~O,得:n(O)= ,m(O)=0.35mol×16g•mol―1=5.6 g;
而鐵最終全部轉化為FeCl3,n(Cl)=0.56L ÷22.4L/mol×2+0.7mol=0.75mol,n(Fe)= ,m(Fe)=0.25mol×56g•mol―1=14 g,則 ,選B。
3. 解析 粗看題目,這是一利用關系式進行多步計算的題目,操作起來相當繁瑣,但如能仔細閱讀題目,挖掘出隱蔽條件,不難發現,反應後只有Na2SO4存在於溶液中,且反應過程中SO42―並無損耗,根據電中性原則:n(SO42―)= n(Na+),則原硫酸的濃度為:2mol/L,故選C。
4. 分析 本例是鎂及其化合物有關性質應用的一道計算題。本題涉及的反應較多,有2Mg+O2 2MgO,3Mg+N2 Mg3N2,MgO+2HCl = MgCl2+H2O,Mg3N2+8HCl = 3MgCl2+2NH4Cl,NaOH+HCl = NH4Cl等反應。若用常規方法審題和解題,則分析要求高,計算難度大,思維易混亂,很難正確解答本題。現運用圖示法審題如下:
發現:MgCl2、NH4Cl、NaCl溶液中,陰陽離子電荷濃度(或物質的量)相等即電荷守恆,再根據相關微粒的物質的量守恆,列出等式,從而一舉突破,從容解答本題。
解 根據圖示,對MgCl2、NH4Cl、NaCl溶液分析,由電荷守恆得知:
式中:
解得: ,即
5. 解析 設Fe2+為xmol,Fe3+為ymol,則:
x+y= =0.1(Fe元素守恆)
2x+3y= (得失電子守恆)
得:x=0.06mol,y=0.04mol。則x∶y=3∶2。故選D。
6. 解 (1)Cu與濃HNO3反應的化學方程式為:Cu+4HNO3(濃) = Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,因是足量的濃硝酸,故還原產物只是NO2。理論上講,0.5mol Cu可得1mol NO2氣體。由於氣體的密度在標准狀況下為2.5g•L-1,即摩爾質量M= g•L-1 22.4 L•mol-1=56g•mol-1。顯然,56g•mol-1大於M(NO2)(46 g•mol-1),因此,不能認為收集到的氣體全是NO2,應考慮平衡2NO2 N2O4的存在。所以收集到的氣體是NO2和N2O4的混合氣體。根據質量守恆,混合氣體的質量應等於1 mol NO2氣體的質量即為46g,所以混和氣體的體積為46g 2.5g•L-1=18.4L。
(2)Cu與濃HNO3反應的化學方程式為:Cu+4HNO3(濃) = Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,因是一定量的濃HNO3,隨著反應的進行,濃HNO3逐漸變成了稀HNO3,此時反應的化學方程式為:3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,故收集到的氣體應是NO和NO2的混合氣體。無法得知NO和NO2各自的物質的量,但它們物質的量之和為17.92L 22.4 L•mol-1=0 .8mol。根據N元素守恆,參加反應的硝酸的物質的量為2n[Cu(NO3)2]+n(NO)+
n(NO2)=2 0.5mol+0.8mol=1.8mol。
補充O2,NO和NO2被水吸收的化學方程式為:4NO+3O2+2H2O=4HNO3,4NO2+O2+2H2O = 4HNO3,從整個氧化還原過程來看,HNO3並沒有參加反應,參加的只是Cu與O2。因此,根據電子守恆,可列下式:
解得:V=5.6L
答 (1)18.4L;(2)1.8mol,5.6L
7. 分析 本例是有關氧化還原反應的一道計算題,涉及氧化還原的選擇性(即反應的先後順序)、進程性(即氧化劑或還原劑的量控制著反應的進程)和整體性(即無論有幾個氧化還原反應發生,始終存在氧化劑所得電子數等於還原劑所失電子數,或稱電子守恆)。根據題意分析,可知Fe2+與Br-還原能力大小為Fe2+ >Br-。因此,在FeBr2溶液中通入Cl2時,首先發生:Cl2+2Fe2+ = 2Fe3++2Cl -,然後再發生:Cl2+2 Br- = Br2+2Cl -。根據Cl2用量控制反應進程,所以Fe2+和Br-失去電子數目應等於Cl2得到電子數目。據此守恆關系,列出等式,很易求解。
解 設FeBr2物質的量濃度為C,由電子守恆可知:
解得:C=1.2 mol•L-1
答 原FeBr2溶液的物質的量濃度為1.2mol•L-1。
五、1. 本題提供的思路是運用極限法來分析求解。因為M(SO2)>M(H2S),要達到最大密度,必然剩餘SO2氣體,且物質的量為最多,因此極端考慮,起始時,SO2物質的量取最大(5mol),H2S物質的量取最小(1 mol),故反應後剩餘SO2為 ,密度為 。所以(B)選項為本題正確答案。
答 本題正確選項為(B)。
2. (B) 3.略
4. 解析本題給出的數據不足,故不能求出每一種金屬的質量,只能確定取值范圍。三種金屬中產生等量的氫氣質量最大的為鋅,質量最小的為鋁。故假設金屬全部為鋅可求的金屬質量為8.125g,假設金屬全部為鋁可求的金屬質量為2.25g,金屬實際質量應在2.25g ~8.125g之間。故答案為B、C。
六、1. 解析 根據化學方程式,可以找出下列關系:FeS2~2SO2~2SO3~2H2SO4,本題從FeS2制H2SO4,是同種元素轉化的多步反應,即理論上FeS2中的S全部轉變成H2SO4中的S。得關系式FeS2~2H2SO4。過程中的損耗認作第一步反應中的損耗,得可製得98%硫酸的質量是 =3.36 。
七、1. 解析 CO和H2都有兩步反應方程式,量也沒有確定,因此逐步計算比較繁。Na2O2足量,兩種氣體完全反應,所以將每一種氣體的兩步反應合並可得H2+Na2O2=2NaOH,CO+ Na2O2=Na2CO3,可以看出最初的氣體完全轉移到最後的固體中,固體質量當然增加2.1g。選A。此題由於CO和H2的量沒有確定,兩個合並反應不能再合並!
八、1. 解析 變化主要過程為:
由題意得:Fe2O3與合金的質量相等,而鐵全部轉化為Fe2O3,故合金中Al的質量即為Fe2O3中氧元素的質量,則可得合金中鋁的質量分數即為Fe2O3中氧的質量分數,O%= ×100%=30%,選B。
九、1. 解析 。由題意,生成0.5mol H2,金屬失去的電子即為1mol,即合金的平均摩爾電子質量為10g/mol,鎂、鋁、鐵、鋅的摩爾電子質量分別為:12、9、28、32.5(單位:g/mol),由平均值可知,混合物中一種金屬的摩爾電子質量小於10g/mol,另一種大於10g/mol。故選A、C
十、1. 分析 本例是一道結合討論分析的天平平衡題,考查了在化學解題過程中的有序思維和問題解決的完整性。反應後天平仍然平衡,說明天平左右兩端加入金屬的質量與放出氫氣的質量數差值應相等。但不知鎂粉、鋁粉與鹽酸的量相對大小,所以必須通過討論判斷誰過量,從而以另一方計算產生H2的質量。因此如何判斷誰過量是解決本題的關鍵,另外,還需時刻注意調整a的取值范圍(由b的取值范圍及a和b的關系確定),才能得到本題完整解答,這一點在解題過程中是被常疏忽的。
解 根據題意,題中發生的兩個反應為:
Mg+2HCl = MgCl2+H2↑ 2Al+6HCl = 2AlCl3+3H2↑
若鹽酸完全反應,所需Mg粉質量為 ,所需鋁粉質量為 。
(1)當a≥12g,b≥9g,即鹽酸適量或不足,產生H2的質量應以HCl的量計算,因HCl的量是一定的,故產生H2的質量相等,要使天平平衡,即要求金屬的質量相等,所以a=b,此時b的范圍必須調整為b≥12g。
(2)當a<12g,b<9g,即Mg、Al不足,應以其計算產生H2的量。要使天平平衡,即要有:,解得: ,此時a的范圍必須調整為a<8.7g。
(3)當a<12g,b≥9g,即Mg不足,應以Mg算;Al過量或適量,以HCl算。要使天平平衡,必須滿足:
,解得: ,據(1)、(2)調整a的范圍為8.7g≤a<12g。
答 (1)當a≥12g時,a=b;(2)當8.7g<a<12g時,;(3)當0<a<8.7g時, 。
《常見化學計算方法》答案
一、1. 20% 2. 將615KNO3溶解於250g水中 3. R的化合價為 或。
4. 解:設Mg、Al、Fe的質量分別為x、y、z,故三者反應結束後,溶液質量增加為 x、 y、 z且相等,故有:,所以y>x>z。
5. 解 (1)水參加反應的質量為0.9g,則Na2CO3的質量為,NaHCO3的質量為9.5-5.3g=4.2g。(2)鹼石灰中CaO的質量為,NaOH的質量為9.6g-5.6g=4.0g。 6. 原混和物中CuSO4和Fe的質量分別為8.0g,4.8g。
二、1. 答 25 100 4.63 2.78 2. B
3.(1)等體積混和後,所得溶液質量分數應大於10x%。
(2) %的氨水物質的量濃度應大於 mol•L-1。
4. 該產物中Na2O的物質的量分數為20%。
5. n(Na2CO3)= 0.8 mol=0.2 mol,n(NaHCO3)= 0.8 mol=0.6 mol。
三、1. D 2.B 3.略
4. (1)26.3 (2)1.31 (3)0.75L
四、1. B 2. B 3. C
4. ,即 5. D
6. (1)18.4L;(2)1.8mol,5.6L
7. 原FeBr2溶液的物質的量濃度為1.2mol•L-1。
五、1. B 2. B 3.略 4. B C
C. 化學的解題技巧方法
化學是自然科學的一種,在分子、原子層次上研究物質性質、組成、結構與變化規律的科學。那麼接下來給大家分享一些關於化學的解題技巧 方法 ,希望對大家有所幫助。
一、推斷題解題技巧:
看顏色,觀狀態,察變化——初代驗之,驗而得之。
1、常見物質的顏色:多數氣體為無色,多數固體化合物為白色,多數溶液為無色。
2、一些特殊物質的顏色:
黑色:MnO2、CuO、Fe3O4、C、FeS(硫化亞鐵)
藍色:Cu(OH)2、含Cu2+溶液、
紅色:Cu(亮紅色)、Fe2O3(紅棕色)、紅磷(暗紅色)
黃色:含Fe3+的溶液(黃色)
綠色:含Fe2+的溶液(淺綠色)
無色氣體:N2、CO2、CO、O2、H2、CH4
有色氣體:NO2(紅棕色)
有刺激性氣味的氣體:NH3(此氣體可使濕潤pH試紙變藍色)、SO2
3、常見一些變化的判斷:
①白色沉澱且不溶於稀硝酸或酸的物質有:BaSO4、AgCl(就這兩種物質)
②藍色沉澱:Cu(OH)2、CuCO3
③紅褐色沉澱:Fe(OH)3
Fe(OH)2為白色絮狀沉澱,但在空氣中很快變成灰綠色沉澱,再變成Fe(OH)3——紅褐色沉澱。
④沉澱能溶於酸並且有氣體(CO2)放出的:不溶的碳酸鹽
⑤沉澱能溶於酸但沒氣體放出的:不溶的鹼
4、酸和對應的酸性氧化物的聯系:
①酸性氧化物和酸都可跟鹼反應生成鹽和水:
CO2+2NaOH==Na2CO3+H2O(H2CO3+2NaOH==Na2CO3+2H2O)
SO2+2KOH==K2SO3+H2O
H2SO3+2KOH==K2SO3+2H2O
SO3+2NaOH==Na2SO4+H2O
H2SO4+2NaOH==Na2SO4+2H2O
②酸性氧化物跟水反應生成對應的酸:(各元素的化合價不變)
CO2+H20==H2CO3SO2+H2O==H2SO3
SO3+H2O==H2SO4N205+H2O==2HNO3
(說明這些酸性氧化物氣體都能使濕潤pH試紙變紅色)
5、鹼和對應的鹼性氧化物的聯系:
①鹼性氧化物和鹼都可跟酸反應生成鹽和水:
CuO+2HCl==CuCl2+H2O
Cu(OH)2+2HCl==CuCl2+2H2O
CaO+2HCl==CaCl2+H2O
Ca(OH)2+2HCl==CaCl2+2H2O
②鹼性氧化物跟水反應生成對應的鹼:(生成的鹼一定是可溶於水,否則不能發生此反應)
K2O+H2O==2KOHNa2O+H2O==2NaOH
BaO+H2O==Ba(OH)2CaO+H2O==Ca(OH)2
③不溶性鹼加熱會分解出對應的氧化物和水:
二、解實驗題技巧:
看清題目要求是什麼,要做的是什麼,這樣做的目的是什麼。
1、實驗用到的氣體要求是比較純凈,除去常見雜質具體方法:
①除水蒸氣可用:濃硫酸、CaCl2固體、鹼石灰、無水CuSO4(並且可以檢驗雜質中有無水蒸氣,有則顏色由白色→藍色)、生石灰等
②除CO2可用:澄清石灰水(可檢驗出雜質中有無CO2)、NaOH溶液、KOH溶液、鹼石灰等
③除HCl氣體可用:AgNO3溶液(可檢驗出雜質中有無HCl)、石灰水、NaOH溶液、KOH溶液
除氣體雜質的原則:用某物質吸收雜質或跟雜質反應,但不能吸收或跟有效成份反應,或者生成新的雜質。
2、實驗注意的地方:
①防爆炸:點燃可燃性氣體(如H2、CO、CH4)或用CO、H2還原CuO、Fe2O3之前,要檢驗氣體純度。
②防暴沸:稀釋濃硫酸時,將濃硫酸倒入水中,不能把水倒入濃硫酸中。
③防中毒:進行有關有毒氣體(如:CO、SO2、NO2)的性質實驗時,在通風廚中進行;並要注意尾氣的處理:CO點燃燒掉;SO2、NO2用鹼液吸收。
④倒吸:加熱法製取並用排水法收集氣體,要注意熄燈順序。
3、常見意外事故的處理:
①酸流到桌上,用NaHCO3沖洗;鹼流到桌上,用稀醋酸沖洗。
②沾到皮膚或衣物上:
Ⅰ、酸先用水沖洗,再用3-5%NaHCO3沖洗;
Ⅱ、鹼用水沖洗,再塗上硼酸;
Ⅲ、濃硫酸應先用抹布擦去,再做第Ⅰ步。
4、實驗室製取三大氣體中常見的要除的雜質:
(1)制O2要除的雜質:水蒸氣(H2O)
(2)用鹽酸和鋅粒制H2要除的雜質:
水蒸氣(H2O)、氯化氫氣體(HCl,鹽酸酸霧)(用稀硫酸沒此雜質)
(3)制CO2要除的雜質:水蒸氣(H2O)、氯化氫氣體(HCl)
除水蒸氣的試劑:濃流酸、CaCl2固體、鹼石灰(主要成份是NaOH和CaO)、生石灰、無水CuSO4(並且可以檢驗雜質中有無水蒸氣,有則顏色由白色→藍色)等
除HCl氣體的試劑:AgNO3溶液(並可檢驗出雜質中有無HCl)、澄清石灰水、NaOH溶液(或固體)、KOH溶液(或固體)[生石灰、鹼石灰也可以跟HCl氣體反應]
5、常用實驗方法來驗證混合氣體里含有某種氣體:
(1)有CO的驗證方法:(先驗證混合氣體中是否有CO2,有則先除掉)
將混合氣體通入灼熱的CuO,再將經過灼熱的CuO的混合氣體通入澄清石灰水。現象:黑色CuO變成紅色,且澄清石灰水要變渾濁。
(2)有H2的驗證方法:(先驗證混合氣體中是否有水份,有則先除掉)
將混合氣體通入灼熱的CuO,再將經過灼熱的CuO的混合氣體通入盛有無水CuSO4中。現象:黑色CuO變成紅色,且無水CuSO4變藍色。
(3)有CO2的驗證方法:將混合氣體通入澄清石灰水。現象:澄清石灰水變渾濁。
三、解計算題技巧:
計算題的類型有:
①有關質量分數(元素和溶質)的計算
②根據化學方程式進行計算
③由①和②兩種類型混合在一起計算
(一)溶液中溶質質量分數的計算
溶質質量分數=(溶質質量/溶液質量)╳100%
(二)化合物(純凈物)中某元素質量分數的計算
某元素質量分數=(某元素相對原子質量╳原子個數/化合物的相對分子質量)╳100%
(三)混合物中某化合物的質量分數計算
化合物的質量分數=(化合物質量/混合物質量)╳100%
(四)混合物中某元素質量分數的計算
某元素質量分數=(元素質量/混合物質量)╳100%
或:某元素質量分數=化合物的質量分數╳該元素在化合物中的質量分數
(五)解題技巧
1、審題:看清題目的要求,已知什麼,求什麼,有化學方程式的先寫出化學方程式。找出解此題的有關公式。
2、根據化學方程式計算的解題步驟:
①設未知量;
②書寫出正確的化學方程式;
③寫出有關物質的相對分子質量、已知量、未知量;
④列出比例式,求解;
⑤答。
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D. 化學平衡中常用的幾種解題方法
化學平衡中常用的幾種解題方法
一.等價轉化(等效平衡)法 (一)等效平衡的概念和含義
體積為1L的兩個密閉容器中均發生反應:CO(g)+ H2O(g)≒CO2(g)+ H2(g),在一個容器中充入0.01molCO(g)和0.01molH2O(g),在另一個容器中充入0.01molCO2(g)和0.01molH2(g), 在溫度為800℃,均達到化學平衡。
恆溫恆容 CO(g) + H2O(g) ≒ CO2(g) + H2(g) 途徑1:起始 0.01mol 0.01mol 0 0
平衡 0.004mol 0.004mol 0.006mol 0.006mol
途徑2:起始 0 0 0.01mol 0.01mol
平衡 0.004mol 0.004mol 0.006mol 0.006mol
恆溫恆壓可逆反應N2(g)+3H2(g)≒2NH3(g)
第一種投料開始 1mol 3mol 0 平衡態Ⅰ 第二種投料開始 1.5mol 4.5mol 1mol 平衡態Ⅱ
在每個平衡狀態中,NH3在平衡混合物中都有個百分含量,這兩個百分含量在平衡Ⅰ和平衡Ⅱ中相等。
在相同條件下,同一可逆反應,不管從正反應開始,還是從逆反應開始或從正反應和逆反應同時開始達到平衡時,同種物質的百分含量....(體積分數、質量分數或物質的量分數)相同的化學平衡互稱等效平衡,
(二)建立等效平衡應滿足的條件以及等效平衡的特徵
可逆反應mA(g)+nB(g)≒ pC(g)
第一種投料開始 a b 0 平衡態Ⅰ 第二種投料開始 x y z 平衡態Ⅱ
x+mz/p y+nz/p 0
採用極限轉化法,將兩種不同起始投料,根據化學計量,轉換成方程式同一邊物質的用量. 第一種類型,恆溫恆容條件,對於不等體積(反應前後氣體化學計量數和不等)的可逆反應。 (1)建立等效平衡,兩種起始投料應滿足的條件:
若同種物質的用量相等即x+mz/p=a 同時,y+nz/p=b,可逆反應達到的兩個平衡屬於等量平衡。
(2)其特點是:
在這兩個平衡中,同種物質的物質的量、濃度、百分含量對應相等(反應起始的溫度等的,容積是等的,同種物質的濃度是等的)。
第二種類型,恆溫恆容條件時,對於等體積(反應前後氣體化學計量數和相等)的可逆反應。 (1)建立等效平衡,兩種起始投料應滿足的條件:
若對應物質用量的比值相等即(x+mz/p):(y+nz/p)=a:b,可逆反應達到的兩個平衡屬於比例平衡(相當於恆溫恆壓下的等效平衡,其原因是平衡不受壓強影響). (2)其特點是:
在兩個平衡中,同種物質的百分含量相等,同種物質的物質的量和濃度成比例存在倍數關系或相等(反應起始的溫度等的,壓強是等的,對應物質的濃度是存在倍數關系)。
例1.在一固定體積的密閉容器中,充入2molA和1molB,發生反應2A(g)+B(g)≒xC(g),達平衡後,C的體積分數為W%,若維持容器容積和溫度不變,按0.6molA、0.3molB和1.4molC為起始配比投入,達平衡後,C的體積分數也為W%,則x的值為 ( ) A.1 B.2 C.3 D.4 【解析】看題意多數學生認為這是「恆溫恆容」條件下的等效平衡問題,常用極端假設法,即完全推算到A、B這兩種反應物一端,即有0.6+1.4×2/x=2,或0.3+1.4×1/x=1,得x=2,應選B。然而還應考慮到等效平衡的另一種情況,即定溫、定容條件下對於反應前後氣體
化學計量數不變的可逆反應,只要反應物(或生成物)的物質的量之比與原起始量之比對應相同,則兩平衡等效,即為當x=3時的情況,因此本題正確答案應為B、C。
例2.在恆溫恆容的條件下,有反應2A(g)+2B(g)≒C(g)+3D(g),現從兩條途徑分別建立平衡。途徑I:A、B的起始濃度均為2mol·L-1;途徑II:C、D的起始濃度分別為2mol/L和6mol/L,則以下下敘述正確的是( )
A.兩途徑最終達到平衡時,體系內混合氣的百分組成相同 B.兩途徑最終達到平衡時,體系內混合氣的百分組成不同
C.達平衡時,途徑I的反應速率v(A)等於途徑II的反應速率v(A)
D.達平衡時,途徑I所得混合氣的密度為途徑II所得混合氣密度的1/2. 【解析】在恆溫恆容下,對於反應前後氣體分子數不變的可逆反應,只要反應物(或生成物)的物質的量比例與原平衡的相同,途徑Ⅰ、Ⅱ所建立的兩平衡就是等效平衡(相當於恆溫恆壓下的等效平衡,其原因是反應前後氣體體積不變,壓強對該平衡無影響)。
第三種類型,恆溫恆壓時,任意(不論反應前後氣體化學計量數是否相等)的可逆反應。 (1)建立等效平衡,兩種起始投料應滿足的條件:
若對應物質用量的比值相等,即(x+mz/p):(y+nz/p)=a:b,可逆反應達到的兩個平衡時屬於比例平衡, (2)其特點是:
在兩個平衡中,同種物質的含量、物質的量濃度相等。同種物質的物質的量存在倍數關系。 例3.(03年全國)某溫度下,在容器可變的容器中,反應2A(g)+B(g)≒2C(g)達到平衡時,A、B和C的物質的量分別為4mol、2mol和4mol。保持溫度和壓強不變,對平衡混合物中三者的物質的量作如下調整,可使平衡右移的是( )
A.均減半 B.均加倍 C.均增加1mol D.均減小1mol 【解析】本題考查了上述規律中「定溫定壓」條件下的等效平衡問題,選項A、B中均減半、均加倍時,各物質的物質的量的比值不變,三者比例為2:1:2,與題中比例一致,故為等效平衡,平衡不移動。選項C均增加1mol時,可把B物質分成兩次增加,即先增加0.5mol,第一次加入1molA、0.5molB、1molC,則A、B、C按物質的量5: 2.5:5=4:2:4,故與已知條件等效,此時平衡不移動,再在此基礎上再增加0.5molB,提高反應物B的濃度,則平衡右移。選項D中均減少1mol時,可把B物質分成兩次減少,即先減少0.5mol,將A減小1mol,B減小0.5mol,C減小1mol,則A、B、C按物質的量3: 1.5:3=4:2:4,故與已知條件等效,此時平衡不移動,再在此基礎上再減少0.5molB,降低反應物B的濃度,平衡向左移動,故本題應選C。 【歸納總結】
1.判斷兩種起始投料所建立的平衡是否為等效平衡的方法
一是看外界條件是恆溫恆容,還是恆溫恆壓;二是看反應前後氣體分子化學計量數是否相等;三是使用極限轉化的方法將兩種不同起始投料按化學計量數轉換為方程式同一半邊的物質的用量,再觀察相關物質的用量是否相等或成比例。 2.平衡等效,轉化率不一定相同.
①若是從不同方向建立的等效平衡,物質的轉化率一定不同,如在某溫度下的密閉定容容器中發生反應2M(g)+N(g)=2E(g),若起始時充入2molE,達到平衡時氣體的壓強比起始時增大了20%,則E的轉化率是40%;若開始時充入2molM和1molN,達到平衡後,M的轉化率是60%。
②若是從一個方向建立的等效平衡,物質的轉化率相同,如恆溫恆壓容器中發生反應2E(g)=2M(g)+N(g),若起始時充入2molE,達到平衡時M的物質的量為0.8mol,則E的轉化率是40%;若開始時充入4molE,達到平衡後M的物質的量為1.6mol,則E的轉化率仍為40%。 (三).等效平衡的應用(運用等效平衡解決非等效平衡的問題)
可以先虛構一個等效平衡,在等效平衡的基礎上再回到題設條件,問題就迎刃而解了。
E. 如何做化學計算題
關於化學方程式計算的解題要領可以歸納為:
化學方程式要配平,需將純量代方程;
量的單位可直接用,上下單位應相同;
遇到有兩個已知量,應找不足來進行;
遇到多步的反應時,關系式法有捷徑。
有關溶液的計算
溶液是一種或幾種物質分散到另一種物質里形成均一、穩定的混合物,在有關溶液的計算中,要准確分析溶質、溶劑、溶液的質量,它們的最基本的質量關系是:
溶質質量+溶劑質量=溶液質量
應注意此關系中,溶質質量不包括在溶液中未溶解的溶質的質量。
1.溶解度的計算
固體物質溶解度的概念是:在一定溫度下,某固態物質在100克溶劑里達到飽和狀態時所溶解的質量,叫做這種物質在這種溶劑里的溶解度。
根據溶解度的概念和溶液中溶質、溶劑和溶液的量的關系,可進行如下的有關計算。
(1)根據在一定溫度下,某物質飽和溶液里的溶質和溶劑的量,求這種物質的溶解度。
(2)根據某物質在某溫度下的溶解度,求該溫度下一定量的飽和溶液里含溶質和溶劑的質量。
(3)根據某物質在某溫度下的溶解度,求如果溶劑質量減少(蒸發溶劑)時,能從飽和溶液里析出晶體的質量。
(4)根據某物質在某溫度下的溶解度,求如果溫度變化(降溫或升溫)時,能從飽和溶液里析出或需加入晶體的質量。
2.溶液中溶質質量分數的計算
溶質的質量分數是溶質質量與溶液質量之比。初中化學中常用百分數來表示。溶液中溶質質量分數的計算式如下:
溶質的質量分數=×100%
溶質質量分數的計算題可以有:
(1)已知溶質和溶劑的質量,求溶液的質量分數。
(2)已知溶液的質量和它的質量分數,求溶液里所含溶質和溶劑的質量。
(3)將一已知濃度的溶液加入一定量的水進行稀釋,或加入固體溶質,求稀釋後或加入固體後的溶液的質量分數。
3.溶液度與溶液質量分數之間的換算
在一定溫度下,飽和溶液里溶質質量、溶劑質量、溶液質量之比,是一個固定的值,也就是說飽和溶液里溶質質量分數是恆定的。在計算中首先要明確溶液度與溶液質量分數兩個概念的本質區別。其次是要注意條件,必須是在一定溫度下的飽和溶液,才能進行換算。
溶解度與溶液中溶質質量分數的比較如下:
溶解度 質量分數
量的關系 表示溶質質量與溶劑質量之間的關系 表示溶質質量與溶液質量之間的關系
條件 ①與溫度有關(氣體還跟壓強有關)②一定是飽和溶液 ①與溫度、壓強無關②不一定是飽和溶液,但溶解溶質的質量不能超過溶解度
表示方法 用克表示,即單位是克 用%表示,即是個比值,沒有單位
運算公式 溶解度=×100 %=×100%
換算公式 飽和溶液中溶質質量分數=×100%
F. 化學的解題方法
1.以物質特徵顏色為突破口
⑴
固體顏色:Fe、C、CuO、MnO2、Fe3O4(黑色);Cu、Fe2O3(紅色);Cu2(OH)2CO3(綠色);CuSO4·5H2O(藍色)。
⑵
溶液顏色:CuCl2、CuSO4(藍色);FeCl2、FeSO4(淺綠色);FeCl3、Fe2(SO4)3(黃色)。
⑶
火焰顏色:S在O2中燃燒(藍紫色);S、H2在空氣中燃燒(淡藍色);CO、CH4在空氣中燃燒(藍色)。
⑷
沉澱顏色:BaSO4、AgCl、CaCO3、BaCO3(白色);Cu(OH)2(藍色);Fe(OH)3(紅褐色)。
2.以物質特徵狀態為突破口
常見固體單質有Fe、Cu、C、S;氣體單質有H2、N2、O2;無色氣體有H2、N2、O2、CO、CO2、CH4、SO2;常溫下呈液態的物質有H2O。
3.以物質特徵反應條件為突破口
點燃(有O2參加的反應);通電(電解H2O);催化劑(KCIO3分解制O2);高溫(CaCO3分解,C、CO還原CuO、Fe2O3);加熱(KCIO3、KMnO4、Cu2(OH)2CO3等的分解,H2還原CuO、Fe2O3)。
4.以物質特徵現象為突破口
⑴
能使澄清石灰水變渾濁的無色無味氣體是CO2。
⑵
能使黑色CuO變紅(或紅色Fe2O3變黑)的氣體是H2或CO,固體是C。
⑶
能使燃燒著的木條正常燃燒的氣體是空氣,燃燒得更旺的氣體是O2,熄滅的氣體是CO2或N2;能使帶火星的木條復燃的氣體是O2。
⑷
能使白色無水CuSO4粉末變藍的氣體是水蒸氣。
⑸
在O2中燃燒火星四射的物質是Fe。
⑹
在空氣中燃燒生成CO2和H2O的物質是有機物,如CH4、C2H5OH等。
⑺
能溶於鹽酸或稀HNO3的白色沉澱有CaCO3、BaCO3;不溶於稀HNO3的白色沉澱有AgCl、BaSO4。
5.以元素或物質之最為突破口
⑴
地殼中含量最多的元素是O,含量最多的金屬元素是AI。
⑵
人體中含量最多的元素是O。
⑶
空氣中含量最多的元素是N。
⑷
形成化合物最多的元素是C。
⑸
質子數最少的元素是H。
⑹
相對分子質量最小、密度也最小的氣體是H2。
⑺
相對分子質量最小的氧化物是H2O。
⑻
自然界中硬度最大的物質是金剛石。
⑼
空氣中含量最多的氣體是N2。
⑽
最簡單的有機物是CH4。
⑾
最常用的溶劑是H2O。
⑿
人體中含量最多的物質是H2O。
二、物質推斷題的題型及解題技巧
1、
文字敘述型推斷題:
給出物質范圍和實驗現象,要求考生推出混合物中一定存在、一定不存在和可能存在的是什麼物質。解答時以文字信息為序,尋找並抓住「題眼」,逐步分析「篩選」。這就要求考生熟悉這類題目的常見「題眼」,也就是解題的「突破口」。