化學計演算法

Ⅰ 化學有關物質的量的計算方法

1.差量法

差量法是根據化學變化前後物質的量發生的變化，找出所謂「理論差量」。這個差量可以是質量、氣體物質的體積、壓強、物質的量、反應過程中熱量的變化等。該差量的大小與參與反應的物質有關量成正比。差量法就是藉助於這種比例關系，解決一定量變的計算題。解此類題的關鍵是根據題意確定「理論差量」，再根據題目提供的「實際差量」，列出比例式，求出答案。

2.守恆法

在化學中有許多守恆關系，如質量守恆、電子轉移守恆、電荷守恆、化合價代數和守恆等。

(1)質量守恆

①宏觀表現：變化前後質量守恆。

②微觀表現：變化前後同種元素的原子個數守恆。

(2)電子轉移守恆

在氧化還原反應中，氧化劑得電子總數(或化合價降低總數)等於還原劑失電子總數(或化合價升高總數)。

(3)電荷守恆

①在電解質溶液中，陰離子所帶總負電荷數與陽離子所帶總正電荷數必須相等。

②在離子方程式中，反應物所帶電荷總數與生成物所帶電荷總數必須相等且電性相同

(4)化合價代數和守恆

任一化學式中正負化合價的代數和一定等於零。藉此可確定化學式。

運用守恆法解題既可避免書寫繁瑣的化學方程式，提高解題的速度，又可避免在紛紜復雜的解題背景中尋找關系式，提高解題的准確度。

3.關系式(量)法

化學計算的依據是物質之間量的比例關系，這種比例關系通常可從化學方程式或化學式中而得。但對復雜的問題，如已知物與待求物之間是靠很多個反應來聯系的，這時就需直接確定已知量與未知量之間的比例關系，即「關系式」。其實從廣義而言，很多的化學計算都需要關系式的。只是對於多步反應的計算其「關系式」更是重要與實用。

「關系式」有多種，常見的有：質量或質量分數關系，物質的量或粒子數關系式，氣體體積的關系式等。

確定已知與未知之間的關系式的一般方法：

△

(1)根據化學方程式確定關系式：先寫出化學方程式，然後再根據需要從方程式中提練出某些關系。如：

MnO2＋4HCl(濃)====MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，可得如下關系：4HCl～Cl2

(2)根據守恆原理確定關系式

如：2Na～H2

其他技法如平均值法、極值法、討論法等將在今後的學習中逐漸接觸研究。

Ⅱ 化學式的計算方法

有關化學式的計算
常用的計算公式（以化合物 AmBn 為例）
1、相對分子質量 = A的相對原子質量×m + B 的相對原子質量×n
註：計算結晶水合物的相對分子質量時,化學式中的「•」表示相加,而不表示相乘.
2、A的質量分數= A的相對原子質量×m / AmBn 的相對分子質量 ×100%
注、利用上述公式計算時,某元素的原子個數應寫在該元素符號前面,不能寫在右下角.
3、AB 元素的質量比：A:B= (A的相對原子質量×m):(B 的相對原子質量×n )
註：計算時一定要寫清楚各元素質量比順序,因順序不同,比值也不同.
4、A元素的質量 == 化合物（AmBn）的質量×A的質量分數

Ⅲ 高中化學常用的7種計算方法

化學計算常用方法

守恆法 利用反應體系中變化前後，某些物理量在始、終態時不發生變化的規律列式計算。主要有：（1）質量守恆；（2）原子個數守恆；（3）電荷守恆；（4）電子守恆；（5）濃度守恆（如飽和溶液中）；（6）體積守恆；（7）溶質守恆；（8）能量守恆。

差量法 根據物質發生化學反應的方程式，找出反應物與生成物中某化學量從始態到終態的差量（標准差）和實際發生化學反應差值（實際差）進行計算。主要有：（1）質量差；（2）氣體體積差；（3）物質的量差；（4）溶解度差……實際計算中靈活選用不同的差量來建立計算式，會使計算過程簡約化。

平均值法 這是處理混合物中常用的一種方法。當兩種或兩種以上的物質混合時，不論以何種比例混合，總存在某些方面的一個平均值，其平均值必定介於相關的最大值和最小值之間。只要抓住這個特徵，就可使計算過程簡潔化。主要有：（1）平均相對分子質量法；（2）平均體積法；（3）平均質量分數法；（4）平均分子組成法；（5）平均摩爾電子質量法；（6）平均密度法；（7）平均濃度法……

關系式法 對於多步反應體系，可找出起始物質和最終求解物質之間的定量關系，直接列出比例式進行計算，可避開繁瑣的中間計算過程。具體有：（1）多步反應關系法：對沒有副反應的多步連續反應，可利用開始與最後某一元素來變建立關系式解題。（2）循環反應關系法：可將幾個循環反應加和，消去其中某些中間產物，建立一個總的化學方程式，據此總的化學方程式列關系式解題。

十字交叉法 實際上是一種數學方法的演變，即為a1x1+a2x2=a平×(x1+x2)的變式，也可以轉化為線段法進行分析。（1）濃度十字交叉法；（2）相對分子質量十字交叉法等。

極值法 當兩種或多種物質混合無法確定其成分及其含量時，可對數據推向極端進行計算或分析，假設混合物質量全部為其中的某一成分，雖然極端往往不可能存在，但能使問題單一化，起到了出奇制勝的效果。常用於混合物與其他物質反應，化學平衡混合體系等計算。

討論法 當化學計算中，不確定因素較多或不同情況下會出現多種答案時，就要結合不同的情況進行討論。將不確定條件轉化為已知條件，提出各種可能答案的前提，運用數學方法，在化學知識的范圍內進行計算、討論、推斷，最後得出結果。主要有以下幾種情況：（1）根據可能的不同結果進行討論；（2）根據反應物相對量不同進行討論；（3）運用不定方程或函數關系進行討論。

估演算法 有些化學計算題表面看來似乎需要進行計算，但稍加分析，不需要復雜計算就可以推理出正確的答案。快速簡明且准確率高，適合於解某些計算型選擇題。但要注意，這是一種特殊方法，適用范圍不大。

Ⅳ 化學計算詳細的方法

1． 掌握化學計算中的常用方法和技巧。
2． 強化基本計算技能，提高速算巧解能力和數學計算方法的運用能力。
【經典題型】
題型一：差量法的應用
【例1】10毫升某氣態烴在80毫升氧氣中完全燃燒後，恢復到原來狀況（1.01×105Pa , 270C）時，測得氣體體積為70毫升，求此烴的分子式。
【點撥】原混和氣體總體積為90毫升，反應後為70毫升，體積減少了20毫升。剩餘氣體應該是生成的二氧化碳和過量的氧氣，下面可以利用差量法進行有關計算。
CxHy + （x+ ）O2 xCO2 + H2O 體積減少
1 1+
10 20
計算可得y=4 ，烴的分子式為C3H4或C2H4或CH4
【規律總結】
差量法是根據物質變化前後某種量發生變化的化學方程式或關系式，找出所謂「理論差量」，這個差量可以是質量差、氣態物質的體積差、壓強差，也可以是物質的量之差、反應過程中的熱量差等。該法適用於解答混合物間的反應，且反應前後存在上述差量的反應體系。
【鞏固】
1、現有KCl、KBr的混合物3.87g，將混合物全部溶解於水，並加入過量的AgNO3溶液，充分反應後產生6.63g沉澱物，則原混合物中鉀元素的質量分數為
A.0.241 B.0.259 C.0.403 D.0.487
題型二：守恆法的應用
【例2】Cu、Cu2O和CuO組成的混合物，加入100Ml0.6mol/LHNO3溶液恰好使混合物溶解，同時收集到224mLNO氣體（標准狀況）。求：
（1） 寫出Cu2O跟稀硝酸反應的離子方程式。
（2） 產物中硝酸銅的物質的量。
（3） 如混合物中含0.01moLCu，則其中Cu2O、CuO的物質的量分別為多少？
（4） 如混合物中Cu的物質的量為X，求其中Cu2O、CuO的物質的量及X的取值范圍。
【點撥】本題為混合物的計算，若建立方程組求解，則解題過程較為繁瑣。若抓住反應的始態和終態利用守恆關系進行求解，則可達到化繁為簡的目的。
（1） 利用電子守恆進行配平。3Cu2O+14HNO3==6Cu(NO3)2 + 2NO↑+7H2O
（2） 利用N原子守恆。n（HNO3）== 0.06mol，n（NO）== 0.01mol，
則n（Cu(NO3)2）==（0.06-0.01）/2=0.025mol
（3） 本題混合物中雖含有Cu、Cu2O和CuO三種物質，但參加氧化還原反應的只有 Cu、Cu2O，所以利用電子守恆可直接求解。
轉移電子總數：n（e-）= n（NO）×3==0.03mol
Cu提供電子數：0.01×2=0.02mol
Cu2O提供電子數：0.03-0.02=0.01mol n（Cu2O）=0.01/2=0.005mol
n（CuO）=0.0025-0.01-0.005×2=0.005mol
（4） 根據（3）解法可得n（Cu2O）=0.015-Xmol n（CuO）=X-0.005mol。根據電子守恆進行極端假設：若電子全由Cu提供則n（Cu）=0.015mol；若電子全由Cu2O提供則n（Cu2O）=0.015mol，則n（Cu2+）==0.03mol大於了0.025mol，說明n（Cu）不等於0，另根據n（CuO）=X-0.005mol要大於0可得n（Cu）>0.005mol。所以0.005mol < n（Cu）<0.015mol。
【規律總結】
化學反應的實質是原子間重新組合，依據質量守恆定律在化學反應中存在一系列守恆現象，如：質量守恆、元素守恆、電荷守恆、電子得失守恆等，利用這些守恆關系解題的方法叫做守恆法。質量守恆就是化學反應前後各物質的質量總和不變，在配製或稀釋溶液的過程中，溶質的質量不變。元素守恆即反應前後各元素種類不變，各元素原子個數不變，其物質的量、質量也不變。電荷守恆即對任一電中性的體系，如化合物、混和物、溶液等，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—還原反應還是原電池或電解池中均如此。
【鞏固】
2、碳酸銅和鹼式碳酸銅均可溶於鹽酸，轉化為氯化銅。在高溫下這兩種化合物均能分解成氧化銅。溶解28.4g上述混合物，消耗1mol/L鹽酸500mL。燃燒等質量的上述混合物，得到氧化銅的質量是
A.35g B.30 g C.20 g D.15 g
題型三：關系式法的應用
【例3】為了預防碘缺乏病，國家規定每千克食鹽中應含有40～50毫克的碘酸鉀。為檢驗某種食鹽是否為加碘的合格食鹽，某同學取食鹽樣品428克，設法溶解出其中全部的碘酸鉀。將溶液酸化並加入足量的碘化鉀澱粉溶液，溶液呈藍色，再用0.030mol/L的硫代硫酸鈉溶液滴定，用去18.00mL時藍色剛好褪去。試通過計算說明該加碘食鹽是否為合格產品。有關反應如下：
IO3－＋5I－＋6 H＋→3I2＋3H2O
I2＋2S2O32－→2I－＋S4O62－
【點撥】本題為多步反應的計算，可根據反應方程式直接建立IO3－和S2O32－的關系式進行求解。
解： 6S2O32－ ------- IO3－
6mol 1mol
0.030mol/L×18.00mL×10-3 n
n（I2）==0.09×10-3mol
每千克食鹽中含KIO3：

∴該加碘食鹽是合格的
【規律總結】
實際化工生產中以及化學工作者進行科學研究時，往往涉及到多步反應：從原料到產品可能要經過若干步反應；測定某一物質的含量可能要經過若干步中間過程。對於多步反應體系，依據若干化學反應方程式，找出起始物質與最終物質的量的關系，並據此列比例式進行計算求解方法，稱為「關系式」法。利用關系式法可以節省不必要的中間運算步驟，避免計算錯誤，並能迅速准確地獲得結果。用關系式解題的關鍵是建立關系式，建立關系式的方法主要有：1、利用微粒守恆關系建立關系式，2、利用方程式中的化學計量數間的關系建立關系式，3、利用方程式的加合建立關系式。
【鞏固】
3、已知脊椎動物的骨骼中含有磷。以下是測定動物骨灰中磷元素含量的實驗方法。稱取某動物骨灰樣品0.103 g，用硝酸處理，使磷轉化成磷酸根。再加入某試劑，使磷酸根又轉化成沉澱。沉澱經灼燒後得到組成為P2Mo24O77的固體（其式量以3.60 ×103計）0.504 g。試由上述數據計算該骨灰樣品中磷的質量分數。（磷的相對原子質量以31.0 計。）
題型四：平均值法的應用
【例4】由鋅、鐵、鋁、鎂四種金屬中的兩種組成的混和物10克，與足量的鹽酸反應產生的氫氣在標准狀況下為11.2升，則混和物中一定含有的金屬是
A.鋅 B.鐵 C.鋁 D.鎂
【點撥】本題利用平均摩爾電子質量求解，據10克金屬與足量的鹽酸反應產生的氫氣在標准狀況下為11.2升可得金屬平均摩爾電子質量為10g/mol。四種金屬的摩爾電子質量分別為：Zn：32.5g/mol、Fe：28g/mol、Al：9g/mol、Mg：12g/mol，其中只有Al的摩爾電子質量小於10g/mol，故答案為C。
【規律總結】
所謂平均值法是一種將數學平均原理應用於化學計算的解題方法。它所依據的數學原理是：兩個數Mr1和Mr2（Mr1大於Mr2）的算術平均值Mr，一定介於兩者之間。所以，只要求出平均值Mr，就可以判斷出Mr1和Mr2的取值范圍，再結合題給條件即可迅速求出正確答案。常見方法有：求平均原子量、平均式量、平均摩爾電子質量、平均組成等。
【鞏固】
4、由10g含有雜質的CaCO3和足量的鹽酸反應，產生CO20.1mol，則此樣品中可能含有的雜質是
A.KHCO3和MgCO3 B.MgCO3和SiO2
C.K2CO3和SiO2 D.無法計算
題型五：極端假設法的應用
【例5】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.2 g B.4 g C.8 g D.10 g
【點撥】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。
【規律總結】
「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。
【鞏固】
5、0.03mol銅完全溶於硝酸，產生氮的氧化物NO、NO2、N2O4混合氣體共0.05mol。該混合氣體的平均相對分子質量可能是
A．30 B．46 C．50 D．66
題型六：討論法的應用
【例6】向300mL KOH溶液中緩慢通入一定量的CO2氣體，充分反應後，在減壓低溫下蒸發溶液，得到白色固體。請回答下列問題：
（1）由於CO2通入量不同，所得到的白色固體的組成也不同，試推斷有幾種可能的組成，並分別列出。
（2）若通入CO2氣體為2.24L（標准狀況下），得到11.9g的白色團體。請通過計算確定此白色固體是由哪些物質組成的，其質量各為多少？所用的KOH溶液的物質的量濃度為多少
【點撥】（1）由於CO2和KOH反應時物質的量之比不同則產物不同，故可根據CO2和KOH反應時物質的量之比對產物進行討論。由：①CO2＋2KOH＝K2CO3＋H2O ②CO2＋KOH＝KHCO3可知n（CO2）/n（KOH）=1/2時產物為K2CO3，n（CO2）/n（KOH）=1時產物為KHCO3，所以n（CO2）/n（KOH）<1/2時，KOH 過量則產物為K2CO3＋KOH ； 1/2< n（CO2）/n（KOH）<1時，對於①反應來說二氧化碳過量而對於②反應來說二氧化碳量不足，所以產物為K2CO3＋KHCO3 ；n（CO2）/n（KOH）>1時，二氧化碳過量，則固體產物為KHCO3。答案為：①K2CO3＋KOH ②K2CO3 ③K2CO3＋KHCO3 ④KHCO3
（2）由：①CO2＋2KOH＝K2CO3＋H2O ②CO2＋KOH＝KHCO3
22.4L(標態) 138g 22.4L(標態) 100g
2.24L(標態) 13.8g 2.24L(標態) 10.0g
∵ 13.8g＞11.9g＞10.0g
∴ 得到的白色固體是 K2CO3和KHCO3的混合物。
設白色固體中 K2CO3 x mol，KHCO3 y mol，即
①CO2＋2KOH＝K2CO3＋H2O ②CO2＋KOH＝KHCO3
x mol 2x mol x mol y mol y mol y mol
x mol＋y mol＝2.24L/22.4mol"L—1＝0.100 mol （CO2）
138g"mol—1 × x mol 100 g"mol—1 × y mol＝11.9g （白色固體）
解此方程組，得
x＝0.0500mol （K2CO3）
y＝0.0500mol （KHCO3）
∴ 白色固體中 ，K2CO3 質量為 138g"mol—1 × 0.0500mol＝6.90g
KHCO3質量為 100 g"mol—1 ×0.0500mol＝5.00g
消耗 KOH 物質的量為
2x mol＋y mol＝2×0.0500mol＋0.0500mol＝0.150mol
∴所用 KOH 溶液物質的量濃度為
0.150mol/0.300L ＝ 0.500 mol"L—1
【規律總結】
有一類化學計算題，由於某一條件的不確定，結果可能是兩個或兩個以上，也可能在某個范圍內取值，這類題需要用討論的方法求解。常見的類型：1、討論反應發生的程度；2、討論反應物是否過量；3、討論反應物或生成物的組成范圍；4、討論不定方程的解。
【鞏固】
6、常溫下盛有10ml NO2和10 ml NO 組成的混合氣體的大試管倒立於水中，當向其中緩緩通入O2一段時間後，試管內殘留有2mL氣體，則通入O2的體積可能為多少升?