小专题二 化学计算常用方法
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”“设未知数法”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。
考向1 差量法在化学计算中的妙用
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,用差量法解题时先把
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,从而简化计算步骤达到快速解题的目的。常用
于反应物没有完全反应的相关计算。
如:
2C(s) + O2(g) === 2CO(g)
固体差量 24 g Δm=24 g
2 mol物质的量差量
体积差量
1 mol
1
2 mol
2
Δn=1 mol
1
或 22.4 L 或 44.8 L 或 22.4 L
(标况) (标况) (标况)
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要求:上下一致,左右相当。
3.差量法的类型及应用
(1)质量差量法;
(2)体积差量法。
[典例 1]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( )。
答案:A
考向2 解答连续反应类型计算的捷径——关系式法
多个反应连续发生时,起始物与目标产物之间存在确定的
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,
找出连续反应的过程中,不同反应步骤之间的反应物、生成物
“物质的量”的关系,最后确定已知物和目标物之间“物质的
量”的关系,列式求解,从而简化运算过程。
关系式是物质间关系的一种简化式子,利用关系式解决多
步反应的相关计算最简捷。利用多步反应建立关系式的方法:
1.叠加法(如利用空气、木炭、水蒸气制取氨气)
由空气、木炭、水蒸气制取 NH3 的关系式为:3C~4NH3。
2.元素守恒法(如工业制硝酸)
4NH3+5O2 4NO+6H2O
2NO+O2===2NO2
3NO2+H2O===2HNO3+NO
经多次氧化和吸收,氮元素几乎完全转化到硝酸中,由 N
元素守恒知:NH3~HNO3。
3.电子转移守恒法
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。
[典例 2](2018 年河北百校联盟大联考)钴的氧化物广泛应用
于磁性材料及超导材料等领域。取一定量的钴的氧化物(其中钴
的化合价为+2、+3),用 480 mL 5 mol·L-1 盐酸恰好完全溶解
固体,得到 CoCl2 溶液和 4.48 L(标准状况)黄绿色气体。通过计
算可以确定该氧化物中 Co、O 的物质的量之比为( )。
A.1∶ 1
C.3∶ 4
B.2∶ 3
D.5∶ 6
考向3 极限思维的巧用——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,
故也称为极端假设法。
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。
起始(mol·L-1):0.2
解析:依题意知:
X2(g)+3Y2(g) 2Z(g)
0.6 0.4
假设此可逆反应正向进行到底,则 X2 为 0,Y2 为 0,Z 为
0.8 mol·L-1;假设此可逆反应逆向进行到底,则 X2 为 0.4 mol·
底,对于可逆反应是不可能的,符合。B 项,0.6 mol·L-1