化学计算有妙招(一)

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选择型计算题知识背景较为简单，主要考解决问题的技能和技巧，也就是巧解巧算能力。如果能在认真审题的基础上，发现题述化学过程的本质联系，采用一些技能技巧化繁为简，就可以使问题巧妙快捷地得以解决。一般通过画方框图，理清题目中的化学过程，从而发现题述化学过程的本质联系，找到解题的技能技巧。解答计算型选择题常用的技能技巧有如下几种：

一、守恒法

质量守恒(：或原子守恒、原子团守恒^化学反应前后各物质的质量总和不变。具体体现在配制或稀释溶液的过程中，溶质的质量不变；反应前后各元素种类不变，各元素原子个数不变，其物质的量、质量也不变；在一些复杂多步的化学过程中，虽然发生的化学反应多，但某些元素原子的物质的量、浓度等始终没有发生变化。在认真审题的基础上，画出题述化学过程的方框图是发现守恒关系的关键。

电子守恒：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在原电池或电解池中，只要涉及氧化还原反应的计算，都可用电子守恒法计算。为了避免出错，最好将氧化剂、还原产物和还原剂、氧化产物之间的关系列出来。

电荷守恒：对任一电中性的体系，如离子化合物、混合物或电解质溶液等，阴、阳离子所带电荷的代数和为零，即正电荷总数和负电荷总数相等。在一个电中性的体系中，如果知道其中某些带电微粒的物质的量，可以用电荷守恒法计算出最后一种带电微粒的物质的量；对于有关离子反应的计算，由于离子之间反应要生成电中性的分子，参加离子反应的阴阳离子所带电荷总数相等，故也可用电荷守恒法计算。

例1 把7.4gNa2CO3•10H2O和NaHCO3的混合物溶于水，配成100mL，其中Na+浓度为0.6mol•L-1，若把等质量的该混合物加热至恒重，所得残留物的质量为（）

A.5.28g B.4.22g C.3.18g D.2.12g

解析：

从上述转化关系可以看出：将样品溶于水所得 100mL溶液中的Na+和加热至恒重所得残留物中Na+都来自7.4g样品，由Na+守恒得： 解得：m=3.18g

答案：C

例2 已知SO32- 离子能够被X2O72-离子氧化成SO42-离子。0.10 mol•L-1的溶液30.00mL与0.10 mol•L-1的溶液10.00mL恰好完全反应，则反应后X元素的化合价为()

A.+2B.+3 C.+4D.-3

解析：解题中用“电子守恒“规律能够快捷地完成本题。设还原后X元素的化合价为+n，则有：

根据电子守恒： ，解得：n=3。

答案：B

例3 由硫酸钾、硫酸铝和硫酸组成的混合溶液，其中PH=1，c(Al3+)=0.4 mol•L-1，c(SO42-)=0.8 mol•L-1,则c(K+)为（）

A.0.15 mol•L-1 B.0.2 mol•L-1 C.0. 3 mol•L-1 D.0.4 mol•L-1

解析：K2SO4、Al2(SO4)3和H2SO4都是强电解质，在溶液中完全电离，溶液中存在着它们电离产生的K+、Al3+、H+、SO42-，但整个溶液呈电中性。由电荷守恒：

c(K+)+c（H+）+3c(Al3+)=2c(SO42-)，c(K+)+0.1 mol•L-1+3×0.4 mol•L-1=2×0.8 mol•L-1，解得：c（K+）=0.3 mol•L-1

答案：C

二、差量法

差量法是根据物质反应前后某种量发生变化的化学方程式或关系式，找出所谓“理论差量”的方法。这个差量可以是质量差、气态物质的体积差、压强差，也可以是物质的量之差、反应过程中的热量差等。该 法适用于解答混合物间的反应，旦反应前后存在上述 差量的反应体系。对于固相反应，可以用质量差、物 质的量之差解答；对于气相反应可以用质量差、气体物质的体积差、压强差、物质的量之差解答；涉及反应热的计算题还可用热量差计算。

例4 为了检验某种含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度，现将w1g样品加热，其质量变为w2g，则该样品的纯度（质量分数）是〔 〕

AB.C. D.

解析：加热后固体质量减少时因为NaHCO3分解所致。设样品中NaHCO3的质量为mg,则有：

答案:A

三、平均值法

化学中的平均值法是：两个数Mr1和Mr2（Mr1大于Mr2）的算术平均值Mr一定介于两者之间。所以，只要求出平均值Mr，就可以判断出Mr1和Mr2的取值范围，再结合题给条件即可迅速求出正确答案。常见方法有：求平均相对原子质量、平均式量、平均摩尔电子质量、平均组成等。

例5 两种气态烃组成的混合气体完全燃烧得到CO2和H2O的物质的量随混合烃总物质的量的变 化如图所示，则下列 对混合烃的判断中 正确的是〔 〕

①一定有乙烯；②一定有甲烷； ③一定有丙烷；④ 一定没有乙烷；⑤可能有甲烷；⑥可能有乙炔

A.②⑤⑥ B.②⑥C.②④D.②③

解析：两种气态烃是什么烃，物质的量是多少都未知，最佳解题方法是用平均分子组成法。设该 混合气态烃的平均组成为CxHy，则有：

联立（1）、（2）解得：x=1.6、y=4.0

所以，混合烃的平均值为C1.6H4.0

平均每个分子中含1.6个碳原子，必然有一种 烃分子中碳原子数为1，另一种烃分子中碳原子数大于等于2。分子中只有一个碳原子的烃只有CH4， 所以两种烃中一定有CH4；CH4分子中含有四个氢原子，平均每个分子中含有四个氢原子，另一种烃分子中一定含有四个氢原子，其分子式为CxH4，其中2≤x≤4。

答案：C

四、极端假设法

所谓极端假设法就是从极端的角度去考虑分析所给的问题，从而使问题得到简化处理顺利得出结论的一种方法。当混合物的组成或化学进程存在不确定因素，需要求某一个量的可能值或范围时，往往要通过极端假设法使问题简化得到解决。可分别假设原混合物是某一纯净物或反应进程向某一方向进行到底，进行计算，确定最大值、最小值，再进行分析、讨论、得出结论。

例6 现有Mg、Al、Fe三种金属的混合物与足量的盐酸反应得到标况下6.72L H2，则该混合金属总物质的量可能是〔 〕

A.3.0 molB.0.28 mol C.0.2 molD.0.175 mol

解析：三种金属与盐酸反应时分别显+2价和+3价，生成相同量氢气所需三价金属和二价金属的量不相同，而混合物中各种金属的相对量未知，给问题的解决带来一定困难，这时可用极端假设法确定混合金属物质的量的范围。生成标况下6.72 L氢气，需要二价金属物质的量为0.30 mol，需要三价金属物质的量为0.20 mol。现为二价和三价金属的混，所以混合金 属的总物质的量一定介于0.20 mol和0.30 mol之间。

答案：B

例7 在一密闭容器中进行如下反应: 2SO2(g) +O2(g)2SO3(g)。已知反应进行到某时刻时SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2 mol•L-1 、0.1mol•L-1 、0.2mol•L-1 。当反应达到平衡时，可能的数据是（）

A. c（SO2）为0.4mol•L-1 ，c（O2）为0.2mol•L-1

B. c（SO2）为0.25mol•L-1

C. c（SO2）、c（O2）均为0.15mol•L-1

D. c（SO3）为0.4mol•L-1

解析：题目只给出了某时刻各物质的浓度，此时反应向哪个方向进行，进行到什么程度并不知道，但可以用极端假设法确定达到平衡时各物质的浓度范围，从而分析确定各物质的可能的平衡浓度。

由硫原子守恒，SO2和SO3的浓度不能同时增加或减少可推知B正确

答案：B

五、估算法

估算法是根据一定的化学原理不进行精确计算或因为题给信息不足，无法进行精确计算，但根据粗略计算结果，通过分析可以作出正确判断的解题方法。此法多用于有机物分子组成的计算。

例8 某有机化合物仅由碳、氢、氧三种元素组成，其相对分子质量小于150，若已知其中氧的质量分数为50%，则分子中碳原子的个数最多为〔 〕

A.4B.5C.6D.7

解析：该有机物中氧的质量分数为50%，其中碳的质量分数一定小于50%。因为该有机物中氢的质量分数不知道，准确的相对分子质量也不知道，因此不可能计算出碳原子的精确个数，只能进行粗略计算分子中原子个n（C）< 分子中原子个数必须为正整数，故分子中碳原子的个数最多为6。

答案：C

六、观察法

所谓观察法就是不需要进行计算，通过观察分析就可以得出正确结果的一种解题方法。

当题述中的化学过程必须遵循一定的化学原理或必须满足一定条件才能发生时，可先通过观察看能否得出正确结果，如果不能通过观察得出正确 结果再进行计算。这样可以尽量避免繁琐的计算，使问题迅速得到解决。

例9 有两只串联的电解池，甲池盛有CuSO4溶液，乙池盛有一定量某硝酸盐的稀溶液，电解时当甲池电极质量增加1.6g时，乙池析出0.45g固 体，则乙池的溶质可能是〔 〕

A.AgNO3B.NaNO3C.Mg（CO3）2D.Al(NO3)3

解析：甲池电极质量增加是因为在甲池阴极析出了铜，乙池质量增加，一定是乙池阴极上有金属析出。电解水溶液时，Na+、Mg2+、和Ag3+都不可能 放电，故答案只能是A。

答案：A

(更多相关试题见www.省略)

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