化学解题
A. 初中化学典型解题方法
初中化学典型解题方法:做题技巧
1.用溶解、过滤、结晶的方法分离的固体须满足:一种固体可溶,一种不溶,且溶解后两种物质都不发生化学反应。
2.共存问题:在溶液中的物质两两之间都不发生反应,组内物质可共存于同一溶液,只要组内物质间有任意两种能发生反应,则组内物质不能共存;
离子间能共存须满足:任意阳离子和阴离子组合不会有沉淀、气体或水生成
3.推断题的突破口:①颜色(铜盐蓝色,铁盐黄色,无色酚酞遇溶碱变红色)
②沉淀(AgCl BaSO4不溶于酸,氢氧化铁红褐色,氢氧化铜蓝色,其他沉淀白色
若沉淀物加稀硝酸:沉淀不溶解,则沉淀中一定有AgCl或BaSO4;若沉淀全部溶解,则沉淀中一定没 有AgCl或BaSO4;若讲沉淀部分溶解,则沉淀中一定有AgCl或BaSO4中的一种,且还有另一种可溶于稀 硝酸的沉淀。
③气体(复分解反应中有气体生成:酸和碳酸盐,在金属活动性顺序中在氢前的金属跟酸反应生成密度 最小的气体氢气)
4.一次性区别多种物质选用的试剂必须满足:组内的每一种物质跟该试剂作用后的现象各不相同。供选 试剂有以下几种可能:
①紫色石蕊试液区别一次性区别酸性、碱性、中性的三种溶液(如:HCl NaOH NaCl)
②碳酸钠、碳酸钾或盐酸、硫酸产生沉淀、气体和其他现象。
写出一次性区别下列各组物质的试剂:
⑴氯化钡、硫酸、硫酸钾溶液_____ ⑵硝酸银、碳酸钠、氯化钠溶液_____
⑶硝酸钡、碳酸钾、硝酸钾溶液____ ⑷盐酸、氢氧化钠溶液、石灰水_____
③用硫酸铁或硫酸铜等有特殊颜色的溶液,写出一次性区别下列各组物质的试剂及反应现象:
区别硝酸钡、硫酸钠、氢氧化钡、氢氧化钠四种溶液的试剂____ 现象______
5.不用其他试剂,只用组内物质鉴别几种物质的方法:
⑴用组内的铁盐或铜盐等有特殊颜色的溶液分步区别各物质,例:
不用其他试剂如何鉴别下列四种溶液:硝酸银、氢氧化钾、氯化钠、氯化铁
重要概念的含义与应用
化学计算是借助于用数学计算的知识,从量的方面来对化学的概念或原理加深理解或通过计算进一步掌握物质的性质及其变化规律。另外,通过计算还能培养分析、推理、归纳等逻辑思维能力和解决实际问题的能力。
初中化学计算的主要内容如下:
(一)有关化学式的计算
用元素符合来表示物质组成的式子叫做化学式。本知识块的计算关键是抓住这一概念,理解概念的含义,并要深刻理解化学式中各符号及数字的意义,处理好部分与整体之间的算术关系。
1.计算相对分子质量。
相对分子质量是指化学式中各原子的相对原子质量的总和。通过化学式可以计算出该物质的相对分子质量,也可以通过相对分子质量,求某物质的化学式。在计算的过程中应注意化学式前面的数字(系数)与相对分子质量及元素符号右下角的数字与相对原子质量之间的关系是“相乘”不是“相加”;若计算结晶水合物的相对分子质量时,化学式中间的“·”与结晶水的相对分子质量之间是“相加”不是“相乘”。
例 计算5CuSO4·5H2O的相对分子质量总和。
5CuSO4·5H2O=5×[64+32+16×4+5×(1×2+16)] =5×[160+5×18] =1250
2.计算化合物中各元素的质量比
宏观上物质是由元素组成的,任何纯净的化合物都有固定的组成,这样可以计算化合物中所含元素的质量比。计算的依据是所含元素的质量比,等于微观上每个分子(即化学式)中各种原子的个数与其原子量的乘积之比。
例 计算氧化铁中铁元素和氧元素的质量比。
氧化物的化学式:Fe2O3,则
Fe∶O=56×2∶16×3=112∶48=7∶3
3.计算化合物中某元素的质量分数
宏观上化合物中某元素的质量分数等于微观上化合物的每个分子中,该元素的原子的相对原子质量总和与化合物的相对分子质量之比,即:
化合物中某元素质量比=×100%
例 计算硝酸铵(NH4NO3)中,含氮元素的质量分数。
w(N)=×100%=35%
(二)有关化学方程式的计算
化学方程式是用化学式表示化学反应的式子,这样,化学方程式不仅表达了物质在质的方面的变化关系,即什么是反应物质和什么是生成物质,而且还表达物质在量的方面的变化关系,即反应物质和生成物质的质量关系,同时包括反应物质和生成物质的微粒个数关系,这是有关化学方程式计算的理论依据。
1.有关反应物和生成物的计算
这是化学方程式计算中最基础的题型,要深刻理解化学方程式的含义,理解反应物质和生成物质在微观上和质量上的关系。例如将一氧化碳在空气中点燃后生成二氧化碳的化学反应中,它们的关系:
2CO+O22CO2
微粒比:2∶1∶2
质量比:2×28∶32∶88(7∶4∶11)
*体积比:2∶1∶2
(同温、同压)
质量守恒:56+32=88
可以看出,化学方程式能表达出多种量的关系,这些关系都是解答有关化学方程中的已知和未知的隐含的已知条件,这些条件都可以应用于计算时的“桥梁”,是整个计算题的基础和依据。
2.不纯物的计算
化学方程式中所表示的反应物和生成物都是指纯净物,不纯物质不能代入方程式进行计算。遇到不纯物质时,需要将不纯物质换算成纯净物质的量,才能代入方程式,按质量比进行计算。计算关系为:
纯净物的质量=不纯物的质量×纯净物的质量分数
例用含Fe2O3 75%的赤 铁矿石20吨,可炼出含杂质4%的生铁多少吨?
解:20吨赤铁矿石中含纯Fe2O3的质量为:20吨×75%=15吨
设可炼出含杂质4%的生铁质量为x
Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
160112
15吨(1-4%)x
x==12.5吨
3.选量(过量)计算
化学方程式计算的理论依据就是质量守恒定律。在质量守恒定律中,“参加反应的各物质的质量总和,等于反应生成的各物质的质量总和”。要着重理解“参加”两个字的含义,即没有“参加”反应的物质,就不应计算在内。在有些计算题中,给出了两种反应物的质量,求生成物,这时就必须考虑,给出的两种物质的质量是否都恰好参加了反应。这时思考的.范围就应大一些。
例 今有氢气与氧气的混合气共20克,在密闭的容器中点燃,生成水18克,则下列分析正确的是()
(A)氢气10克,氧气10克 (B)氢气2克,氧气18克
(C)氢气4克,氧气16克(D)氢气1克,氧气19克
根据化学方程式,求出氢气在氧气里燃烧时氢气与氧气的质量比,然后进行比较。
2H2 + O2 2H2O
4 ∶ 32∶ 36
1 ∶ 8∶ 9
氢气在氧气中燃烧时,氢气与氧气的质量比为1∶8,即若有1克氢气需要氧气8克;若有2克氢气需要氧气16克。本题中生成18克的水,则必然是氢气2克,氧气16克。故(B)、(C)选项都有可能。若按(B)选项会剩余2克,氧气没有参加反应;若按(C)选项会剩余2克氢气。故本题答案为(B)和(C)。这样会得出一个结论:若遇两个已知量,是按少的量(即不足的量)来进行计算。
4.多步反应的计算
从一个化学反应中求出的质量,用此量再进行另一个化学反应或几个化学反应的连续计算,求最后一个化学反应的量,一般称之为多步反应的计算。
例 计算用多少克的锌跟足量稀硫酸反应生成的氢气,能跟12.25克的氯酸钾完全分解后生成的氧气恰好完全反应生成水。
本题涉及三个化学反应:
Zn+H2SO4(稀)=ZnSO4+H2↑
2KClO3 2KCl+3O2↑
2H2+O2 2H2O
可以用三个化学方程式中的微粒关系,找出它们的已知量与未知量的关系式:
2KClO3~3O2~6H2~6Zn即KClO3~3Zn
设需用锌的质量为x,根据上述关系式,
KClO3 ~ 3Zn
122.53×65
12.25克x
x==19.5克
从以上的有关化学方程式的计算可以看出,在计算的过程中,主要应用的关系式是质量比,在一个题目中,最好用统一的单位,若试题中给出了两个量的单位不一样,可以换算成比较方便有利于计算的一个单位,这样可避免发生错误。关于化学方程式计算的解题要领可以归纳为:
化学方程式要配平,需将纯量代方程;
量的单位可直接用,上下单位应相同;
遇到有两个已知量,应找不足来进行;
遇到多步的反应时,关系式法有捷径。
(三)有关溶液的计算
溶液是一种或几种物质分散到另一种物质里形成均一、稳定的混合物,在有关溶液的计算中,要准确分析溶质、溶剂、溶液的质量,它们的最基本的质量关系是:
溶质质量+溶剂质量=溶液质量
应注意此关系中,溶质质量不包括在溶液中未溶解的溶质的质量。
1.溶解度的计算
固体物质溶解度的概念是:在一定温度下,某固态物质在100克溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量,叫做这种物质在这种溶剂里的溶解度。
根据溶解度的概念和溶液中溶质、溶剂和溶液的量的关系,可进行如下的有关计算。
(1)根据在一定温度下,某物质饱和溶液里的溶质和溶剂的量,求这种物质的溶解度。
(2)根据某物质在某温度下的溶解度,求该温度下一定量的饱和溶液里含溶质和溶剂的质量。
(3)根据某物质在某温度下的溶解度,求如果溶剂质量减少(蒸发溶剂)时,能从饱和溶液里析出晶体的质量。
(4)根据某物质在某温度下的溶解度,求如果温度变化(降温或升温)时,能从饱和溶液里析出或需加入晶体的质量。
2.溶液中溶质质量分数的计算
溶质的质量分数是溶质质量与溶液质量之比。初中化学中常用百分数来表示。溶液中溶质质量分数的计算式如下:
溶质的质量分数=×100%
溶质质量分数的计算题可以有:
(1)已知溶质和溶剂的质量,求溶液的质量分数。
(2)已知溶液的质量和它的质量分数,求溶液里所含溶质和溶剂的质量。
(3)将一已知浓度的溶液加入一定量的水进行稀释,或加入固体溶质,求稀释后或加入固体后的溶液的质量分数。
3.溶液度与溶液质量分数之间的换算
在一定温度下,饱和溶液里溶质质量、溶剂质量、溶液质量之比,是一个固定的值,也就是说饱和溶液里溶质质量分数是恒定的。在计算中首先要明确溶液度与溶液质量分数两个概念的本质区别。其次是要注意条件,必须是在一定温度下的饱和溶液,才能进行换算。
溶解度与溶液中溶质质量分数的比较如下:
溶解度 质量分数
量的关系 表示溶质质量与溶剂质量之间的关系 表示溶质质量与溶液质量之间的关系
条件 ①与温度有关(气体还跟压强有关)②一定是饱和溶液 ①与温度、压强无关②不一定是饱和溶液,但溶解溶质的质量不能超过溶解度
表示方法 用克表示,即单位是克 用%表示,即是个比值,没有单位
运算公式 溶解度=×100 %=×100%
换算公式 饱和溶液中溶质质量分数=×100%
初中化学典型解题方法:初三反应方程式汇编
初三反应方程式汇编:
铁和硫酸铜溶液反应:Fe + CuSO4 == FeSO4 + Cu
锌和稀硫酸反应(实验室制氢气):Zn + H2SO4 == ZnSO4 + H2↑
镁和稀盐酸反应:Mg+ 2HCl === MgCl2 + H2↑
氢气还原氧化铜:H2 + CuO 加热 Cu + H2O
木炭还原氧化铜:C+ 2CuO 高温 2Cu + CO2↑
甲烷在空气中燃烧:CH4 + 2O2 点燃 CO2 + 2H2O
水蒸气通过灼热碳层:H2O + C 高温 H2 + CO
焦炭还原氧化铁:3C+ 2Fe2O3 高温 4Fe + 3CO2↑
初三化学分解反应方程式汇编
实验室用双氧水制氧气:2H2O2 MnO2 2H2O+ O2↑
加热高锰酸钾:2KMnO4 加热 K2MnO4 + MnO2 + O2↑
水在直流电的作用下分解:2H2O 通电 2H2↑+ O2 ↑
碳酸不稳定而分解:H2CO3 === H2O + CO2↑
高温煅烧石灰石(二氧化碳工业制法):CaCO3 高温 CaO + CO2↑
初三化学化合反应方程式汇编
1、镁在空气中燃烧:2Mg + O2 点燃 2MgO
2、铁在氧气中燃烧:3Fe + 2O2 点燃 Fe3O4
3、铝在空气中燃烧:4Al + 3O2 点燃 2Al2O3
4、氢气在空气中燃烧:2H2 + O2 点燃 2H2O
5、红磷在空气中燃烧:4P + 5O2 点燃 2P2O5
6、硫粉在空气中燃烧: S + O2 点燃 SO2
7、碳在氧气中充分燃烧:C + O2 点燃 CO2
8、碳在氧气中不充分燃烧:2C + O2 点燃 2CO
9、二氧化碳通过灼热碳层: C + CO2 高温 2CO
10、一氧化碳在氧气中燃烧:2CO + O2 点燃 2CO2
11、二氧化碳和水反应(二氧化碳通入紫色石蕊试液):CO2 + H2O === H2CO3
12、生石灰溶于水:CaO + H2O === Ca(OH)2
13、无水硫酸铜作干燥剂:CuSO4 + 5H2O ==== CuSO4?5H2O
14、钠在氯气中燃烧:2Na + Cl2点燃 2NaCl
B. 高一化学常用计算方法,比如说十字交叉法,差量法等等,都帮我详细讲解一下
一、差量法
在一定量溶剂的饱和溶液中,由于温度改变(升高或降低),使溶质的溶解度发生变化,从而造成溶质(或饱和溶液)质量的差量;每个物质均有固定的化学组成,任意两个物质的物理量之间均存在差量;同样,在一个封闭体系中进行的化学反应,尽管反应前后质量守恒,但物质的量、固液气各态物质质量、气体体积等会发生变化,形成差量。差量法就是根据这些差量值,列出比例式来求解的一种化学计算方法。该方法运用的数学知识为等比定律及其衍生式:或。差量法是简化化学计算的一种主要手段,在中学阶段运用相当普遍。常见的类型有:溶解度差、组成差、质量差、体积差、物质的量差等。在运用时要注意物质的状态相相同,差量物质的物理量单位要一致。
1.将碳酸钠和碳酸氢钠的混合物21.0g,加热至质量不再变化时,称得固体质量为14.8g。求混合物中碳酸钠的质量分数。
2.实验室用冷却结晶法提纯KNO3,先在100℃时将KNO3配成饱和溶液,再冷却到30℃,析出KNO3。现欲制备500g较纯的KNO3,问在100℃时应将多少克KNO3溶解于多少克水中。(KNO3的溶解度100℃时为246g,30℃时为46g)
3.某金属元素R的氧化物相对分子质量为m,相同价态氯化物的相对分子质量为n,则金属元素R的化合价为多少?
4.将镁、铝、铁分别投入质量相等、足量的稀硫酸中,反应结束后所得各溶液的质量相等,则投入的镁、铝、铁三种金属的质量大小关系为( )
(A)Al>Mg>Fe (B)Fe>Mg>Al (C)Mg>Al>Fe (D)Mg=Fe=Al
二、十字交叉法
凡能列出一个二元一次方程组来求解的命题,即二组分的平均值,均可用十字交叉法,此法把乘除运算转化为加减运算,给计算带来很大的方便。
十字交叉法的表达式推导如下:设A、B表示十字交叉的两个分量,表示两个分量合成的平均量,xA、xB分别表示A和B占平均量的百分数,且xA+xB=1,则有:
A•xA+B•xB= (xA+xB) 化简得:
若把 放在十字交叉的中心,用A、B与其交叉相减,用二者差的绝对值相比即可得到上式。
十字交叉法应用非常广,但不是万能的,其适用范围如表4—2:
含 化学
义 量
类型 A、B
xA、xB
1 溶液中溶质
质量分数 混合溶液中溶质质量质量分数 质量分数
2 物质中某元素
质量分数 混合物中某
元素质量分数 质量分数
3 同位素相对
原子质量 元素相对
原子质量 同位素原子
百分组成
4 某物质相对
分子质量 混合物平均相对分子质量 物质的量分数
或体积分数
5 某物质分子
组成 混合物的平均
分子组成 物质的量分数
6 用于某些综合计算:如十字交叉法确定某些盐的组成、有机物的组成等
正确使用十字交叉法解题的关键在于:(1)正确选择两个分量和平均量;(2)明确所得比为谁与谁之比;(3)两种物质以什么为单位在比。尤其要注意在知道质量平均值求体积或物质的量的比时,用此法并不简单。
1. 现有50g 5%的CuSO4溶液,把其浓度增大一倍,可采用的方法有:(1)可将原溶液蒸发掉 g水;(2)可向原溶液中加入12.5% CuSO4溶液 g;(3)可向原溶液中加入胆矾 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,现测得含氮质量分数为40%,则混合物中NH4NO3和CO(NH2)2的物质的量之比为( )
(A)4∶3 (B)1∶1 (C)3∶4 (D)2∶3
三、平均法
对于含有平均含义的定量或半定量习题,利用平均原理这一技巧性方法,可省去复杂的计算,迅速地作出判断,巧妙地得出答案,对提高解题能力大有益处。平均法实际上是对十字交叉所含原理的进一步运用。解题时,常与十字交叉结合使用,达到速解之目的。原理如下:
若A>B,且符合 ,则必有A> >B,其中是A、B的相应平均值或式。xA•xB分别是A、B的份数。
常见的类型有:元素质量分数、相对原子质量、摩尔电子质量、双键数、化学组成等平均法。有时运用平均法也可讨论范围问题。
1. 某硝酸铵样品中氮的质量分数25%,则该样品中混有的一组杂质一定不是( )
(A)CO(NH2)2和NH4HCO3 (B)NH4Cl和NH4HCO3
(C)NH4Cl和(NH4)2SO4 (D)(NH4)2SO4和NH4HCO3
2. 把含有某一种氯化物杂质的氯化镁粉末95mg溶于水后,与足量的硝酸银溶液反应,生成氯化银沉淀300mg,则该氯化镁中的杂质可能是( )
(A)氯化钠 (B)氯化铝 (C)氯化钾 (D)氯化钙
3. 某含杂质的CaCO3样品只可能含有下列括号中四种杂质中的两种。取10g该样品和足量盐酸反应,产生了2.24L标准状况下的CO2气体。则该样品中一定含有 杂质,可能含有 杂质。(杂质:KHCO3、MgCO3、K2CO3、SiO2)
4 .(1)碳酸氢铵在170℃时完全分解,生成的混和气体平均相对分子质量是 。
(2)某爆鸣气中H2和O2的质量分数分别为75%和25%,则该爆鸣气对氢气的相对密度是 。
(3)体积为1 L的干燥容器充入HCl气体后,测得容器中气体对氧气相对密度为1.082,用此气体进行喷泉实验,当喷泉停止后,进入容器中液体的体积是 。
附:平均摩尔质量( )的求法:
① m总—混和物叫质量 n总—混和物总物质的量
② =M1•n1%+M2•n2%+… M1、M2……各组分的摩尔质量,n1%、n2%……各组分的物质的量分数。(注: 如是元素的摩尔质量,则M1、M2……是各同位素的摩尔质量,n1%、n2%……是各同位素的原子分数(丰度)。)
③ 如是气体混合物的摩尔质量,则有 =M1•V1%+M2•V2%+…(注:V1%、V2%……气体体积分数。)
④ 如是气体混合物的摩尔质量,则有 =d•MA (注:MA为参照气体的摩尔质量,d为相对密度)
四、 守恒法
在化学反应中存在一系列守恒现象,如:质量守恒(含原子守恒、元素守恒)、电荷守恒、电子得失守恒、能量守恒等,利用这些守恒关系解题的方法叫做守恒法。电荷守恒即对任一电中性的体系,如化合物、混和物、溶液、胶体等,电荷的代数和为零,即正电荷总数和负电荷总数相等。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-还原反应还是以后将要学习的原电池或电解池均如此。
a. 质量守恒
1 . 有0.4g铁的氧化物, 用足量的CO 在高温下将其还原,把生成的全部CO2通入到足量的澄清的石灰水中得到0.75g固体沉淀物,这种铁的氧化物的化学式为( )
A. FeO B. Fe2O3 C. Fe3O4 D. Fe4O5
2. 将几种铁的氧化物的混合物加入100mL、7mol•L―1的盐酸中。氧化物恰好完全溶解,在所得的溶液中通入0.56L(标况)氯气时,恰好使溶液中的Fe2+完全转化为Fe3+,则该混合物中铁元素的质量分数为 ( )
A. 72.4% B. 71.4% C. 79.0% D. 63.6%
b. 电荷守恒法
3. 将8g Fe2O3投入150mL某浓度的稀硫酸中,再投入7g铁粉收集到1.68L H2(标准状况),同时,Fe和Fe2O3均无剩余,为了中和过量的硫酸,且使溶液中铁元素完全沉淀,共消耗4mol/L的NaOH溶液150mL。则原硫酸的物质的量浓度为( )
A. 1.5mol/L B. 0.5mol/L C. 2mol/L D. 1.2mol/L
4. 镁带在空气中燃烧生成氧化镁和氮化镁,将燃烧后的产物全部溶解在50mL 1.8 mol•L-1盐酸溶液中,以20mL 0.9 mol•L-1的氢氧化钠溶液中和多余的酸,然后在此溶液中加入过量碱把氨全部释放出来,用足量盐酸吸收,经测定氨为0.006 mol,求镁带的质量。
c. 得失电子守恒法
5 . 某稀硝酸溶液中,加入5.6g铁粉充分反应后,铁粉全部溶解,生成NO,溶液质量增加3.2g,所得溶液中Fe2+和Fe3+物质的量之比为( )
A. 4∶1 B. 2∶1 C. 1∶1 D. 3∶2
6. (1)0.5mol铜片与足量的浓HNO3反应,收集到的气体经干燥后(不考虑损耗),测知其密度在标准状况下为2.5 g•L-1,其体积为 L。
(2)0.5mol铜片与一定量的浓HNO3反应,收集到的气体经干燥后(不考虑损耗)在标准状况下的体积为17.92L,则参加反应的硝酸物质的量为 ;若将这些气体完全被水吸收,则应补充标准状况下的氧气体积为 L。(不考虑2NO2 N2O4反应)
7. 已知:2 Fe2++Br2 = 2 Fe3++2Br-,若向100mLFeBr2溶液中缓缓通入2.24L标准状况下的氯气,结果有三分之一的Br-离子被氧化成Br¬2单质,试求原FeBr2溶液的物质的量浓度。
五、极值法
“极值法”即 “极端假设法”,是用数学方法解决化学问题的常用方法,一般解答有关混合物计算时采用。可分别假设原混合物是某一纯净物,进行计算,确定最大值、最小值,再进行分析、讨论、得出结论。
1. 常温下,向20L真空容器中通a mol H2S和b mol SO2(a、b都是正整数,且a≤5,b≤5),反应完全后,容器内可能达到的最大密度约是( )
(A)25.5 g•L-1 (B)14.4 g•L-1 (C)8 g•L-1 (D)5.1 g•L-1
2. 在标准状况下,将盛满NO、NO2、O2混合气的集气瓶,倒置于水槽中,完全溶解,无气体剩余,其产物不扩散,则所得溶液的物质的量浓度(C)数值大小范围为( )
(A) (B)
(C) (D)
3. 当用m mol Cu与一定量的浓HNO3反应,在标准状况下可生成nL的气体,则m与n的数值最可能的关系是( )
(A) (B) (C) (D)无法判断
4. 将一定质量的Mg、Zn、Al混合物与足量稀H2SO4反应,生成H2 2.8 L(标准状况),原混合物的质量可能是( )
A. 2g B. 4g C. 8g D. 10g
计算方法》详细答案:
一、1. 解析 混合物质量减轻是由于碳酸氢钠分解所致,固体质量差21.0g-14.8g=6.2g,也就是生成的CO2和H2O的质量,混合物中m(NaHCO3)=168×6.2g÷62=16.8g,m(Na2CO3)=21.0g-16.8g=4.2g,所以混合物中碳酸钠的质量分数为20%。
2.分析 本例是涉及溶解度的一道计算题。解答本题应具备理解透彻的概念、找准实际的差量、完成简单的计算等三方面的能力。题中告知,在100℃和30℃时,100g水中分别最多溶解KNO3246g和46g,由于冷却时溶剂的质量未变,所以温度从100℃下降到30℃时,应析出晶体246g-46g=200g(溶解度之差)。由题意又知,在温度下降过程中溶质的析出量,据此可得到比例式,求解出溶剂水的质量。再根据水的质量从而求出配制成100℃饱和溶液时溶质KNO3的质量。
解 设所用水的质量为x,根据题意,可列下式:
解得:x=250g
又设100℃时饱和溶液用KNO3的质量为y,根据溶质与溶剂的对应关系,列式如下:
解得:y=615g
答 将615KNO3溶解于250g水中。
3. 解 若金属元素R的化合价为偶数x,则其相同价态的氧化物、氯化物的化学式分别为、RClx。根据关系式 ~RClx,相对分子质量差值为 ,所以n-m=27.5x,。若金属元素R的化合价为奇数x,则其相同价态的氧化物、氯化物的化学式分别为R2Ox、RClx。由关系式R2Ox~2RClx可知,相对分子质量的差值为2×35.5x-16x=55x,所以2n-m=55x,x= 。
答 金属元素R的化合价为 或 。
二、1.分析 本例是将稀溶液浓缩的一道填空题。若按通常方法,根据溶质守恒,列方程进行求解,则解题繁。若运用十字交叉法,运算简洁,思路流畅。但应处理好蒸发掉水,或加入CuSO4粉末时CuSO4的质量分数,前者可视为0,后者视为100%。
解 (1) (负号代表蒸发) 说明水蒸发掉的质量为原溶液质量的,即25g。
(2) 说明加入12.5% CuSO4溶液的质量为原溶液质量的2倍,即100g。
(3)胆矾中CuSO4的质量分数为
说明加入胆矾的质量为原溶液质量的 ,即 。
(4) 说明加入CuSO4的质量为原溶液质量的,即 。
答 25 100 4.63 2.78
2. 解 方法1:NH4NO3中N%= =35%,CO(NH2)2中N%= =46.7%
说明NH4NO3与CO(NH2)2的物质的量之比为。
方法2:设混合物中NH4NO3的物质的量为1 mol,CO(NH2)2的物质的量为x。
根据题意,列式如下:
解得:x=1 mol
方法3:由于NH4NO3和CO(NH2)2分子中均含有2个N原子,根据混合物中N%=40%,可知该混合物的平均相对分子质量为。
说明NH4NO3与CO(NH2)2的物质的量之比为1∶1。
答 本题正确选项为(B)。
三、1. 解 NH4NO3中氮的质量分数是,而CO(NH2)2、NH4Cl、NH4HCO3和(NH4)2SO4中氮的质量分数分别是46.7%、26.2%、17.7%和21.1%,其中只有(NH4)2SO4和NH4HCO3一组氮的质量分数都小于25%。
因此,该样品中混有的一组杂质一定不是(NH4)2SO4和NH4HCO3。
答 本题正确选项为(D)。
2. 解 若95mg全是MgCl2,则其反应后产生AgCl的质量为 g•mol-1
=287mg<300mg。
根据平均含义可推知:95mg杂质与足量AgNO3溶液反应生成AgCl的质量应大于300mg。这就要求杂质中Cl元素的质量分数比MgCl2中高才有可能。因此本题转换成比较Cl元素含量的高低。现将每种的化学式作如下变形:MgCl2、Na2Cl2、Al Cl2、K2Cl2、CaCl2。显然,金属式量低的,Cl元素含量高,因此,只有AlCl3才有可能成为杂质。
答 本题正确选项为(B)。
3.略
4. 解 (1)NH4HCO3 NH3↑+H2O↑+CO2↑
根据质量守恒可知:n(NH4HCO3)•M(NH4HCO3)=n(混)• (混),故 (混)= 79
g•mol-1,即混和气体的平均相对分子质量为26.3。
(2)设爆鸣气100g,则H2的物质的量为100g×75%÷2g•mol-1=37.5mol,O2物质的量为100g×25%÷32g•mol-1=0.78mol。
故爆鸣气的平均摩尔质量为100g÷(37.5+0.78)mol=2.619g•mol-1,即对氢气的相对密度为2.619 g•mol-1÷2 g•mol-1=1.31。
(3)干燥容器中气体的平均相对分子质量为1.082×32=34.62,由34.62<36.5,故该气体应为HCl和空气的混和气体。
说明HCl与空气的体积比为5.62∶1.88=3∶1,即混和气体中HCl的体积为1L =0.75L。由于HCl气体极易溶于水,所以当喷泉结束后,进入容器中液体的体积即为HCl气体的体积0.75L。
答 (1)26.3 (2)1.31 (3)0.75L
四、1. 解析 由题意得知,铁的氧化物中的氧原子最后转移到沉淀物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,选B
2. 解析 铁的氧化物中含Fe和O两种元素,由题意,反应后,HCl中的H全在水中,O元素全部转化为水中的O,由关系式:2HCl~H2O~O,得:n(O)= ,m(O)=0.35mol×16g•mol―1=5.6 g;
而铁最终全部转化为FeCl3,n(Cl)=0.56L ÷22.4L/mol×2+0.7mol=0.75mol,n(Fe)= ,m(Fe)=0.25mol×56g•mol―1=14 g,则 ,选B。
3. 解析 粗看题目,这是一利用关系式进行多步计算的题目,操作起来相当繁琐,但如能仔细阅读题目,挖掘出隐蔽条件,不难发现,反应后只有Na2SO4存在于溶液中,且反应过程中SO42―并无损耗,根据电中性原则:n(SO42―)= n(Na+),则原硫酸的浓度为:2mol/L,故选C。
4. 分析 本例是镁及其化合物有关性质应用的一道计算题。本题涉及的反应较多,有2Mg+O2 2MgO,3Mg+N2 Mg3N2,MgO+2HCl = MgCl2+H2O,Mg3N2+8HCl = 3MgCl2+2NH4Cl,NaOH+HCl = NH4Cl等反应。若用常规方法审题和解题,则分析要求高,计算难度大,思维易混乱,很难正确解答本题。现运用图示法审题如下:
发现:MgCl2、NH4Cl、NaCl溶液中,阴阳离子电荷浓度(或物质的量)相等即电荷守恒,再根据相关微粒的物质的量守恒,列出等式,从而一举突破,从容解答本题。
解 根据图示,对MgCl2、NH4Cl、NaCl溶液分析,由电荷守恒得知:
式中:
解得: ,即
5. 解析 设Fe2+为xmol,Fe3+为ymol,则:
x+y= =0.1(Fe元素守恒)
2x+3y= (得失电子守恒)
得:x=0.06mol,y=0.04mol。则x∶y=3∶2。故选D。
6. 解 (1)Cu与浓HNO3反应的化学方程式为:Cu+4HNO3(浓) = Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,因是足量的浓硝酸,故还原产物只是NO2。理论上讲,0.5mol Cu可得1mol NO2气体。由于气体的密度在标准状况下为2.5g•L-1,即摩尔质量M= g•L-1 22.4 L•mol-1=56g•mol-1。显然,56g•mol-1大于M(NO2)(46 g•mol-1),因此,不能认为收集到的气体全是NO2,应考虑平衡2NO2 N2O4的存在。所以收集到的气体是NO2和N2O4的混合气体。根据质量守恒,混合气体的质量应等于1 mol NO2气体的质量即为46g,所以混和气体的体积为46g 2.5g•L-1=18.4L。
(2)Cu与浓HNO3反应的化学方程式为:Cu+4HNO3(浓) = Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,因是一定量的浓HNO3,随着反应的进行,浓HNO3逐渐变成了稀HNO3,此时反应的化学方程式为:3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,故收集到的气体应是NO和NO2的混合气体。无法得知NO和NO2各自的物质的量,但它们物质的量之和为17.92L 22.4 L•mol-1=0 .8mol。根据N元素守恒,参加反应的硝酸的物质的量为2n[Cu(NO3)2]+n(NO)+
n(NO2)=2 0.5mol+0.8mol=1.8mol。
补充O2,NO和NO2被水吸收的化学方程式为:4NO+3O2+2H2O=4HNO3,4NO2+O2+2H2O = 4HNO3,从整个氧化还原过程来看,HNO3并没有参加反应,参加的只是Cu与O2。因此,根据电子守恒,可列下式:
解得:V=5.6L
答 (1)18.4L;(2)1.8mol,5.6L
7. 分析 本例是有关氧化还原反应的一道计算题,涉及氧化还原的选择性(即反应的先后顺序)、进程性(即氧化剂或还原剂的量控制着反应的进程)和整体性(即无论有几个氧化还原反应发生,始终存在氧化剂所得电子数等于还原剂所失电子数,或称电子守恒)。根据题意分析,可知Fe2+与Br-还原能力大小为Fe2+ >Br-。因此,在FeBr2溶液中通入Cl2时,首先发生:Cl2+2Fe2+ = 2Fe3++2Cl -,然后再发生:Cl2+2 Br- = Br2+2Cl -。根据Cl2用量控制反应进程,所以Fe2+和Br-失去电子数目应等于Cl2得到电子数目。据此守恒关系,列出等式,很易求解。
解 设FeBr2物质的量浓度为C,由电子守恒可知:
解得:C=1.2 mol•L-1
答 原FeBr2溶液的物质的量浓度为1.2mol•L-1。
五、1. 本题提供的思路是运用极限法来分析求解。因为M(SO2)>M(H2S),要达到最大密度,必然剩余SO2气体,且物质的量为最多,因此极端考虑,起始时,SO2物质的量取最大(5mol),H2S物质的量取最小(1 mol),故反应后剩余SO2为 ,密度为 。所以(B)选项为本题正确答案。
答 本题正确选项为(B)。
2. (B) 3.略
4. 解析本题给出的数据不足,故不能求出每一种金属的质量,只能确定取值范围。三种金属中产生等量的氢气质量最大的为锌,质量最小的为铝。故假设金属全部为锌可求的金属质量为8.125g,假设金属全部为铝可求的金属质量为2.25g,金属实际质量应在2.25g ~8.125g之间。故答案为B、C。
六、1. 解析 根据化学方程式,可以找出下列关系:FeS2~2SO2~2SO3~2H2SO4,本题从FeS2制H2SO4,是同种元素转化的多步反应,即理论上FeS2中的S全部转变成H2SO4中的S。得关系式FeS2~2H2SO4。过程中的损耗认作第一步反应中的损耗,得可制得98%硫酸的质量是 =3.36 。
七、1. 解析 CO和H2都有两步反应方程式,量也没有确定,因此逐步计算比较繁。Na2O2足量,两种气体完全反应,所以将每一种气体的两步反应合并可得H2+Na2O2=2NaOH,CO+ Na2O2=Na2CO3,可以看出最初的气体完全转移到最后的固体中,固体质量当然增加2.1g。选A。此题由于CO和H2的量没有确定,两个合并反应不能再合并!
八、1. 解析 变化主要过程为:
由题意得:Fe2O3与合金的质量相等,而铁全部转化为Fe2O3,故合金中Al的质量即为Fe2O3中氧元素的质量,则可得合金中铝的质量分数即为Fe2O3中氧的质量分数,O%= ×100%=30%,选B。
九、1. 解析 。由题意,生成0.5mol H2,金属失去的电子即为1mol,即合金的平均摩尔电子质量为10g/mol,镁、铝、铁、锌的摩尔电子质量分别为:12、9、28、32.5(单位:g/mol),由平均值可知,混合物中一种金属的摩尔电子质量小于10g/mol,另一种大于10g/mol。故选A、C
十、1. 分析 本例是一道结合讨论分析的天平平衡题,考查了在化学解题过程中的有序思维和问题解决的完整性。反应后天平仍然平衡,说明天平左右两端加入金属的质量与放出氢气的质量数差值应相等。但不知镁粉、铝粉与盐酸的量相对大小,所以必须通过讨论判断谁过量,从而以另一方计算产生H2的质量。因此如何判断谁过量是解决本题的关键,另外,还需时刻注意调整a的取值范围(由b的取值范围及a和b的关系确定),才能得到本题完整解答,这一点在解题过程中是被常疏忽的。
解 根据题意,题中发生的两个反应为:
Mg+2HCl = MgCl2+H2↑ 2Al+6HCl = 2AlCl3+3H2↑
若盐酸完全反应,所需Mg粉质量为 ,所需铝粉质量为 。
(1)当a≥12g,b≥9g,即盐酸适量或不足,产生H2的质量应以HCl的量计算,因HCl的量是一定的,故产生H2的质量相等,要使天平平衡,即要求金属的质量相等,所以a=b,此时b的范围必须调整为b≥12g。
(2)当a<12g,b<9g,即Mg、Al不足,应以其计算产生H2的量。要使天平平衡,即要有:,解得: ,此时a的范围必须调整为a<8.7g。
(3)当a<12g,b≥9g,即Mg不足,应以Mg算;Al过量或适量,以HCl算。要使天平平衡,必须满足:
,解得: ,据(1)、(2)调整a的范围为8.7g≤a<12g。
答 (1)当a≥12g时,a=b;(2)当8.7g<a<12g时,;(3)当0<a<8.7g时, 。
《常见化学计算方法》答案
一、1. 20% 2. 将615KNO3溶解于250g水中 3. R的化合价为 或。
4. 解:设Mg、Al、Fe的质量分别为x、y、z,故三者反应结束后,溶液质量增加为 x、 y、 z且相等,故有:,所以y>x>z。
5. 解 (1)水参加反应的质量为0.9g,则Na2CO3的质量为,NaHCO3的质量为9.5-5.3g=4.2g。(2)碱石灰中CaO的质量为,NaOH的质量为9.6g-5.6g=4.0g。 6. 原混和物中CuSO4和Fe的质量分别为8.0g,4.8g。
二、1. 答 25 100 4.63 2.78 2. B
3.(1)等体积混和后,所得溶液质量分数应大于10x%。
(2) %的氨水物质的量浓度应大于 mol•L-1。
4. 该产物中Na2O的物质的量分数为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溶液的物质的量浓度为1.2mol•L-1。
五、1. B 2. B 3.略 4. B C
C. 化学的解题技巧方法
化学是自然科学的一种,在分子、原子层次上研究物质性质、组成、结构与变化规律的科学。那么接下来给大家分享一些关于化学的解题技巧 方法 ,希望对大家有所帮助。
一、推断题解题技巧:
看颜色,观状态,察变化——初代验之,验而得之。
1、常见物质的颜色:多数气体为无色,多数固体化合物为白色,多数溶液为无色。
2、一些特殊物质的颜色:
黑色:MnO2、CuO、Fe3O4、C、FeS(硫化亚铁)
蓝色:Cu(OH)2、含Cu2+溶液、
红色:Cu(亮红色)、Fe2O3(红棕色)、红磷(暗红色)
黄色:含Fe3+的溶液(黄色)
绿色:含Fe2+的溶液(浅绿色)
无色气体:N2、CO2、CO、O2、H2、CH4
有色气体:NO2(红棕色)
有刺激性气味的气体:NH3(此气体可使湿润pH试纸变蓝色)、SO2
3、常见一些变化的判断:
①白色沉淀且不溶于稀硝酸或酸的物质有:BaSO4、AgCl(就这两种物质)
②蓝色沉淀:Cu(OH)2、CuCO3
③红褐色沉淀:Fe(OH)3
Fe(OH)2为白色絮状沉淀,但在空气中很快变成灰绿色沉淀,再变成Fe(OH)3——红褐色沉淀。
④沉淀能溶于酸并且有气体(CO2)放出的:不溶的碳酸盐
⑤沉淀能溶于酸但没气体放出的:不溶的碱
4、酸和对应的酸性氧化物的联系:
①酸性氧化物和酸都可跟碱反应生成盐和水:
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酸性氧化物跟水反应生成对应的酸:(各元素的化合价不变)
CO2+H20==H2CO3SO2+H2O==H2SO3
SO3+H2O==H2SO4N205+H2O==2HNO3
(说明这些酸性氧化物气体都能使湿润pH试纸变红色)
5、碱和对应的碱性氧化物的联系:
①碱性氧化物和碱都可跟酸反应生成盐和水:
CuO+2HCl==CuCl2+H2O
Cu(OH)2+2HCl==CuCl2+2H2O
CaO+2HCl==CaCl2+H2O
Ca(OH)2+2HCl==CaCl2+2H2O
②碱性氧化物跟水反应生成对应的碱:(生成的碱一定是可溶于水,否则不能发生此反应)
K2O+H2O==2KOHNa2O+H2O==2NaOH
BaO+H2O==Ba(OH)2CaO+H2O==Ca(OH)2
③不溶性碱加热会分解出对应的氧化物和水:
二、解实验题技巧:
看清题目要求是什么,要做的是什么,这样做的目的是什么。
1、实验用到的气体要求是比较纯净,除去常见杂质具体方法:
①除水蒸气可用:浓硫酸、CaCl2固体、碱石灰、无水CuSO4(并且可以检验杂质中有无水蒸气,有则颜色由白色→蓝色)、生石灰等
②除CO2可用:澄清石灰水(可检验出杂质中有无CO2)、NaOH溶液、KOH溶液、碱石灰等
③除HCl气体可用:AgNO3溶液(可检验出杂质中有无HCl)、石灰水、NaOH溶液、KOH溶液
除气体杂质的原则:用某物质吸收杂质或跟杂质反应,但不能吸收或跟有效成份反应,或者生成新的杂质。
2、实验注意的地方:
①防爆炸:点燃可燃性气体(如H2、CO、CH4)或用CO、H2还原CuO、Fe2O3之前,要检验气体纯度。
②防暴沸:稀释浓硫酸时,将浓硫酸倒入水中,不能把水倒入浓硫酸中。
③防中毒:进行有关有毒气体(如:CO、SO2、NO2)的性质实验时,在通风厨中进行;并要注意尾气的处理:CO点燃烧掉;SO2、NO2用碱液吸收。
④倒吸:加热法制取并用排水法收集气体,要注意熄灯顺序。
3、常见意外事故的处理:
①酸流到桌上,用NaHCO3冲洗;碱流到桌上,用稀醋酸冲洗。
②沾到皮肤或衣物上:
Ⅰ、酸先用水冲洗,再用3-5%NaHCO3冲洗;
Ⅱ、碱用水冲洗,再涂上硼酸;
Ⅲ、浓硫酸应先用抹布擦去,再做第Ⅰ步。
4、实验室制取三大气体中常见的要除的杂质:
(1)制O2要除的杂质:水蒸气(H2O)
(2)用盐酸和锌粒制H2要除的杂质:
水蒸气(H2O)、氯化氢气体(HCl,盐酸酸雾)(用稀硫酸没此杂质)
(3)制CO2要除的杂质:水蒸气(H2O)、氯化氢气体(HCl)
除水蒸气的试剂:浓流酸、CaCl2固体、碱石灰(主要成份是NaOH和CaO)、生石灰、无水CuSO4(并且可以检验杂质中有无水蒸气,有则颜色由白色→蓝色)等
除HCl气体的试剂:AgNO3溶液(并可检验出杂质中有无HCl)、澄清石灰水、NaOH溶液(或固体)、KOH溶液(或固体)[生石灰、碱石灰也可以跟HCl气体反应]
5、常用实验方法来验证混合气体里含有某种气体:
(1)有CO的验证方法:(先验证混合气体中是否有CO2,有则先除掉)
将混合气体通入灼热的CuO,再将经过灼热的CuO的混合气体通入澄清石灰水。现象:黑色CuO变成红色,且澄清石灰水要变浑浊。
(2)有H2的验证方法:(先验证混合气体中是否有水份,有则先除掉)
将混合气体通入灼热的CuO,再将经过灼热的CuO的混合气体通入盛有无水CuSO4中。现象:黑色CuO变成红色,且无水CuSO4变蓝色。
(3)有CO2的验证方法:将混合气体通入澄清石灰水。现象:澄清石灰水变浑浊。
三、解计算题技巧:
计算题的类型有:
①有关质量分数(元素和溶质)的计算
②根据化学方程式进行计算
③由①和②两种类型混合在一起计算
(一)溶液中溶质质量分数的计算
溶质质量分数=(溶质质量/溶液质量)╳100%
(二)化合物(纯净物)中某元素质量分数的计算
某元素质量分数=(某元素相对原子质量╳原子个数/化合物的相对分子质量)╳100%
(三)混合物中某化合物的质量分数计算
化合物的质量分数=(化合物质量/混合物质量)╳100%
(四)混合物中某元素质量分数的计算
某元素质量分数=(元素质量/混合物质量)╳100%
或:某元素质量分数=化合物的质量分数╳该元素在化合物中的质量分数
(五)解题技巧
1、审题:看清题目的要求,已知什么,求什么,有化学方程式的先写出化学方程式。找出解此题的有关公式。
2、根据化学方程式计算的解题步骤:
①设未知量;
②书写出正确的化学方程式;
③写出有关物质的相对分子质量、已知量、未知量;
④列出比例式,求解;
⑤答。
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D. 化学平衡中常用的几种解题方法
化学平衡中常用的几种解题方法
一.等价转化(等效平衡)法 (一)等效平衡的概念和含义
体积为1L的两个密闭容器中均发生反应:CO(g)+ H2O(g)≒CO2(g)+ H2(g),在一个容器中充入0.01molCO(g)和0.01molH2O(g),在另一个容器中充入0.01molCO2(g)和0.01molH2(g), 在温度为800℃,均达到化学平衡。
恒温恒容 CO(g) + H2O(g) ≒ CO2(g) + H2(g) 途径1:起始 0.01mol 0.01mol 0 0
平衡 0.004mol 0.004mol 0.006mol 0.006mol
途径2:起始 0 0 0.01mol 0.01mol
平衡 0.004mol 0.004mol 0.006mol 0.006mol
恒温恒压可逆反应N2(g)+3H2(g)≒2NH3(g)
第一种投料开始 1mol 3mol 0 平衡态Ⅰ 第二种投料开始 1.5mol 4.5mol 1mol 平衡态Ⅱ
在每个平衡状态中,NH3在平衡混合物中都有个百分含量,这两个百分含量在平衡Ⅰ和平衡Ⅱ中相等。
在相同条件下,同一可逆反应,不管从正反应开始,还是从逆反应开始或从正反应和逆反应同时开始达到平衡时,同种物质的百分含量....(体积分数、质量分数或物质的量分数)相同的化学平衡互称等效平衡,
(二)建立等效平衡应满足的条件以及等效平衡的特征
可逆反应mA(g)+nB(g)≒ pC(g)
第一种投料开始 a b 0 平衡态Ⅰ 第二种投料开始 x y z 平衡态Ⅱ
x+mz/p y+nz/p 0
采用极限转化法,将两种不同起始投料,根据化学计量,转换成方程式同一边物质的用量. 第一种类型,恒温恒容条件,对于不等体积(反应前后气体化学计量数和不等)的可逆反应。 (1)建立等效平衡,两种起始投料应满足的条件:
若同种物质的用量相等即x+mz/p=a 同时,y+nz/p=b,可逆反应达到的两个平衡属于等量平衡。
(2)其特点是:
在这两个平衡中,同种物质的物质的量、浓度、百分含量对应相等(反应起始的温度等的,容积是等的,同种物质的浓度是等的)。
第二种类型,恒温恒容条件时,对于等体积(反应前后气体化学计量数和相等)的可逆反应。 (1)建立等效平衡,两种起始投料应满足的条件:
若对应物质用量的比值相等即(x+mz/p):(y+nz/p)=a:b,可逆反应达到的两个平衡属于比例平衡(相当于恒温恒压下的等效平衡,其原因是平衡不受压强影响). (2)其特点是:
在两个平衡中,同种物质的百分含量相等,同种物质的物质的量和浓度成比例存在倍数关系或相等(反应起始的温度等的,压强是等的,对应物质的浓度是存在倍数关系)。
例1.在一固定体积的密闭容器中,充入2molA和1molB,发生反应2A(g)+B(g)≒xC(g),达平衡后,C的体积分数为W%,若维持容器容积和温度不变,按0.6molA、0.3molB和1.4molC为起始配比投入,达平衡后,C的体积分数也为W%,则x的值为 ( ) A.1 B.2 C.3 D.4 【解析】看题意多数学生认为这是“恒温恒容”条件下的等效平衡问题,常用极端假设法,即完全推算到A、B这两种反应物一端,即有0.6+1.4×2/x=2,或0.3+1.4×1/x=1,得x=2,应选B。然而还应考虑到等效平衡的另一种情况,即定温、定容条件下对于反应前后气体
化学计量数不变的可逆反应,只要反应物(或生成物)的物质的量之比与原起始量之比对应相同,则两平衡等效,即为当x=3时的情况,因此本题正确答案应为B、C。
例2.在恒温恒容的条件下,有反应2A(g)+2B(g)≒C(g)+3D(g),现从两条途径分别建立平衡。途径I:A、B的起始浓度均为2mol·L-1;途径II:C、D的起始浓度分别为2mol/L和6mol/L,则以下下叙述正确的是( )
A.两途径最终达到平衡时,体系内混合气的百分组成相同 B.两途径最终达到平衡时,体系内混合气的百分组成不同
C.达平衡时,途径I的反应速率v(A)等于途径II的反应速率v(A)
D.达平衡时,途径I所得混合气的密度为途径II所得混合气密度的1/2. 【解析】在恒温恒容下,对于反应前后气体分子数不变的可逆反应,只要反应物(或生成物)的物质的量比例与原平衡的相同,途径Ⅰ、Ⅱ所建立的两平衡就是等效平衡(相当于恒温恒压下的等效平衡,其原因是反应前后气体体积不变,压强对该平衡无影响)。
第三种类型,恒温恒压时,任意(不论反应前后气体化学计量数是否相等)的可逆反应。 (1)建立等效平衡,两种起始投料应满足的条件:
若对应物质用量的比值相等,即(x+mz/p):(y+nz/p)=a:b,可逆反应达到的两个平衡时属于比例平衡, (2)其特点是:
在两个平衡中,同种物质的含量、物质的量浓度相等。同种物质的物质的量存在倍数关系。 例3.(03年全国)某温度下,在容器可变的容器中,反应2A(g)+B(g)≒2C(g)达到平衡时,A、B和C的物质的量分别为4mol、2mol和4mol。保持温度和压强不变,对平衡混合物中三者的物质的量作如下调整,可使平衡右移的是( )
A.均减半 B.均加倍 C.均增加1mol D.均减小1mol 【解析】本题考查了上述规律中“定温定压”条件下的等效平衡问题,选项A、B中均减半、均加倍时,各物质的物质的量的比值不变,三者比例为2:1:2,与题中比例一致,故为等效平衡,平衡不移动。选项C均增加1mol时,可把B物质分成两次增加,即先增加0.5mol,第一次加入1molA、0.5molB、1molC,则A、B、C按物质的量5: 2.5:5=4:2:4,故与已知条件等效,此时平衡不移动,再在此基础上再增加0.5molB,提高反应物B的浓度,则平衡右移。选项D中均减少1mol时,可把B物质分成两次减少,即先减少0.5mol,将A减小1mol,B减小0.5mol,C减小1mol,则A、B、C按物质的量3: 1.5:3=4:2:4,故与已知条件等效,此时平衡不移动,再在此基础上再减少0.5molB,降低反应物B的浓度,平衡向左移动,故本题应选C。 【归纳总结】
1.判断两种起始投料所建立的平衡是否为等效平衡的方法
一是看外界条件是恒温恒容,还是恒温恒压;二是看反应前后气体分子化学计量数是否相等;三是使用极限转化的方法将两种不同起始投料按化学计量数转换为方程式同一半边的物质的用量,再观察相关物质的用量是否相等或成比例。 2.平衡等效,转化率不一定相同.
①若是从不同方向建立的等效平衡,物质的转化率一定不同,如在某温度下的密闭定容容器中发生反应2M(g)+N(g)=2E(g),若起始时充入2molE,达到平衡时气体的压强比起始时增大了20%,则E的转化率是40%;若开始时充入2molM和1molN,达到平衡后,M的转化率是60%。
②若是从一个方向建立的等效平衡,物质的转化率相同,如恒温恒压容器中发生反应2E(g)=2M(g)+N(g),若起始时充入2molE,达到平衡时M的物质的量为0.8mol,则E的转化率是40%;若开始时充入4molE,达到平衡后M的物质的量为1.6mol,则E的转化率仍为40%。 (三).等效平衡的应用(运用等效平衡解决非等效平衡的问题)
可以先虚构一个等效平衡,在等效平衡的基础上再回到题设条件,问题就迎刃而解了。
E. 如何做化学计算题
关于化学方程式计算的解题要领可以归纳为:
化学方程式要配平,需将纯量代方程;
量的单位可直接用,上下单位应相同;
遇到有两个已知量,应找不足来进行;
遇到多步的反应时,关系式法有捷径。
有关溶液的计算
溶液是一种或几种物质分散到另一种物质里形成均一、稳定的混合物,在有关溶液的计算中,要准确分析溶质、溶剂、溶液的质量,它们的最基本的质量关系是:
溶质质量+溶剂质量=溶液质量
应注意此关系中,溶质质量不包括在溶液中未溶解的溶质的质量。
1.溶解度的计算
固体物质溶解度的概念是:在一定温度下,某固态物质在100克溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量,叫做这种物质在这种溶剂里的溶解度。
根据溶解度的概念和溶液中溶质、溶剂和溶液的量的关系,可进行如下的有关计算。
(1)根据在一定温度下,某物质饱和溶液里的溶质和溶剂的量,求这种物质的溶解度。
(2)根据某物质在某温度下的溶解度,求该温度下一定量的饱和溶液里含溶质和溶剂的质量。
(3)根据某物质在某温度下的溶解度,求如果溶剂质量减少(蒸发溶剂)时,能从饱和溶液里析出晶体的质量。
(4)根据某物质在某温度下的溶解度,求如果温度变化(降温或升温)时,能从饱和溶液里析出或需加入晶体的质量。
2.溶液中溶质质量分数的计算
溶质的质量分数是溶质质量与溶液质量之比。初中化学中常用百分数来表示。溶液中溶质质量分数的计算式如下:
溶质的质量分数=×100%
溶质质量分数的计算题可以有:
(1)已知溶质和溶剂的质量,求溶液的质量分数。
(2)已知溶液的质量和它的质量分数,求溶液里所含溶质和溶剂的质量。
(3)将一已知浓度的溶液加入一定量的水进行稀释,或加入固体溶质,求稀释后或加入固体后的溶液的质量分数。
3.溶液度与溶液质量分数之间的换算
在一定温度下,饱和溶液里溶质质量、溶剂质量、溶液质量之比,是一个固定的值,也就是说饱和溶液里溶质质量分数是恒定的。在计算中首先要明确溶液度与溶液质量分数两个概念的本质区别。其次是要注意条件,必须是在一定温度下的饱和溶液,才能进行换算。
溶解度与溶液中溶质质量分数的比较如下:
溶解度 质量分数
量的关系 表示溶质质量与溶剂质量之间的关系 表示溶质质量与溶液质量之间的关系
条件 ①与温度有关(气体还跟压强有关)②一定是饱和溶液 ①与温度、压强无关②不一定是饱和溶液,但溶解溶质的质量不能超过溶解度
表示方法 用克表示,即单位是克 用%表示,即是个比值,没有单位
运算公式 溶解度=×100 %=×100%
换算公式 饱和溶液中溶质质量分数=×100%
F. 化学的解题方法
1.以物质特征颜色为突破口
⑴
固体颜色:Fe、C、CuO、MnO2、Fe3O4(黑色);Cu、Fe2O3(红色);Cu2(OH)2CO3(绿色);CuSO4·5H2O(蓝色)。
⑵
溶液颜色:CuCl2、CuSO4(蓝色);FeCl2、FeSO4(浅绿色);FeCl3、Fe2(SO4)3(黄色)。
⑶
火焰颜色:S在O2中燃烧(蓝紫色);S、H2在空气中燃烧(淡蓝色);CO、CH4在空气中燃烧(蓝色)。
⑷
沉淀颜色:BaSO4、AgCl、CaCO3、BaCO3(白色);Cu(OH)2(蓝色);Fe(OH)3(红褐色)。
2.以物质特征状态为突破口
常见固体单质有Fe、Cu、C、S;气体单质有H2、N2、O2;无色气体有H2、N2、O2、CO、CO2、CH4、SO2;常温下呈液态的物质有H2O。
3.以物质特征反应条件为突破口
点燃(有O2参加的反应);通电(电解H2O);催化剂(KCIO3分解制O2);高温(CaCO3分解,C、CO还原CuO、Fe2O3);加热(KCIO3、KMnO4、Cu2(OH)2CO3等的分解,H2还原CuO、Fe2O3)。
4.以物质特征现象为突破口
⑴
能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体是CO2。
⑵
能使黑色CuO变红(或红色Fe2O3变黑)的气体是H2或CO,固体是C。
⑶
能使燃烧着的木条正常燃烧的气体是空气,燃烧得更旺的气体是O2,熄灭的气体是CO2或N2;能使带火星的木条复燃的气体是O2。
⑷
能使白色无水CuSO4粉末变蓝的气体是水蒸气。
⑸
在O2中燃烧火星四射的物质是Fe。
⑹
在空气中燃烧生成CO2和H2O的物质是有机物,如CH4、C2H5OH等。
⑺
能溶于盐酸或稀HNO3的白色沉淀有CaCO3、BaCO3;不溶于稀HNO3的白色沉淀有AgCl、BaSO4。
5.以元素或物质之最为突破口
⑴
地壳中含量最多的元素是O,含量最多的金属元素是AI。
⑵
人体中含量最多的元素是O。
⑶
空气中含量最多的元素是N。
⑷
形成化合物最多的元素是C。
⑸
质子数最少的元素是H。
⑹
相对分子质量最小、密度也最小的气体是H2。
⑺
相对分子质量最小的氧化物是H2O。
⑻
自然界中硬度最大的物质是金刚石。
⑼
空气中含量最多的气体是N2。
⑽
最简单的有机物是CH4。
⑾
最常用的溶剂是H2O。
⑿
人体中含量最多的物质是H2O。
二、物质推断题的题型及解题技巧
1、
文字叙述型推断题:
给出物质范围和实验现象,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么物质。解答时以文字信息为序,寻找并抓住“题眼”,逐步分析“筛选”。这就要求考生熟悉这类题目的常见“题眼”,也就是解题的“突破口”。