一、关系式法
关系式法是根据化学方程式计算的巧用,其解题的核心思想是化学反应中质量守恒,各反应物与生成物之间存在着最基本的比例(数量)关系。
二、方程或方程组法
根据质量守恒和比例关系,依据题设条件设立未知数,列方程或方程组求解,是化学计算中最常用的方法,其解题技能也是最重要的计算技能。
三、守恒法
化学方程式既然能够表示出反应物与生成物之间物质的量、质量、气体体积之间的数量关系,那么就必然能反映出化学反应前后原子个数、电荷数、得失电子数、总质量等都是守恒的。巧用守恒规律,常能简化解题步骤、准确快速将题解出,收到事半功倍的效果。
四、差量法
找出化学反应前后某种差量和造成这种差量的实质及其关系,列出比例式求解的方法,即为差量法。其差量可以是质量差、气体体积差、压强差等。
差量法的实质是根据化学方程式计算的巧用。它最大的优点是:只要找出差量,就可求出各反应物消耗的量或各生成物生成的量。
五、平均值法
平均值法是巧解方法,它也是一种重要的解题思维和解题
六、极值法
巧用数学极限知识进行化学计算的方法,即为极值法。
七、十字交叉法
若用A、B分别表示二元混合物两种组分的量,混合物总量为A+B(例如mol)。 若用xa、xb分别表示两组分的特性数量(例如分子量),x表示混合物的特性数量(例如平均分子量)则有:
十字交叉法是二元混合物(或组成)计算中的一种特殊方法,它由二元一次方程计算演变而成。若已知两组分量和这两个量的平均值,求这两个量的比例关系等,多可运用十字交叉法计算。
使用十字交叉法的关键是必须符合二元一次方程关系。它多用于哪些计算? 明确运用十字交叉法计算的条件是能列出二元一次方程的,特别要注意避免不明化学涵义而滥用。 十字交叉法多用于:
①有关两种同位素原子个数比的计算。 ②有关混合物组成及平均式量的计算。 ③有关混合烃组成的求算。(高二内容) ④有关某组分质量分数或溶液稀释的计算等。
例题7 已知自然界中铱有两种质量数分别为191和193的同位素,而铱的平均原子量为192.22,这两种同位素的原子个数比应为 [ ] A.39∶61 B.61∶39 C.1∶1 D.39∶11
此题可列二元一次方程求解,但运用十字交叉法最快捷:
八、讨论法
讨论法是一种发现思维的方法。解计算题时,若题设条件充分,则可直接计算求解;若题设条件不充分,则需采用讨论的方法,计算加推理,将题解出。 例题8 在30mL量筒中充满NO2和O2的混合气体,倒立于水中使气体充分反应,最后剩余5mL气体,求原混合气中氧气的体积是多少毫升? 最后5mL气体可能是O2,也可能是NO,此题需用讨论法解析。
解法
(一)最后剩余5mL气体可能是O2;也可能是NO,若是NO,则说明NO2过量15mL。
设30mL原混合气中含NO
2、O2的体积分别为x、y 4NO2+O2+2H2O=4HNO3 原混合气体中氧气的体积可能是10mL或3mL。 解法
(二):
设原混合气中氧气的体积为y(mL) (1)设O2过量:根据4NO2+O2+2H2O=4HNO3,则O2得电子数等于NO2失电子数。 (y-5)×4=(30-y)×1 解得y=10(mL) (2)若NO2过量: 4NO2+O2+2H2O=4HNO3 4y y 3NO2+H2O=2HNO3+NO 因为在全部(30-y)mLNO2中,有5mLNO2得电子转变为NO,其余(30-y-5)mLNO2都失电子转变为HNO3。
O2得电子数+(NO2→NO)时得电子数等于(NO2→HNO3)时失电子数。
【评价】解法
(二)根据得失电子守恒,利用阿伏加德罗定律转化信息,将体积数转化为物质的量简化计算。凡氧化还原反应,一般均可利用电子得失守恒法进行计算。
无论解法
(一)还是解法
(二),由于题给条件不充分,均需结合讨论法进行求算。
4y+5×2=(30-y-5)×1 解得y=3(mL)
原氧气体积可能为10mL或3mL 【小结】以上逐一介绍了一些主要的化学计算的技能技巧。解题没有一成不变的方法模式。但从解决化学问题的基本步骤看,考生应建立一定的基本思维模式。“题示信息十基础知识十逻辑思维”就是这样一种思维模式,它还反映了解题的基本能力要求,所以有人称之为解题的“能力公式”。希望同学们建立解题的基本思维模式,深化基础,活化思维,优化素质,跳起来摘取智慧的果实。 聆听并总结以下进行化学计算的基本步骤:
(1)认真审题,挖掘题示信息。 (2)灵活组合,运用基础知识。 (3)充分思维,形成解题思路。 (4)选择方法,正确将题解出。 1.差量法
差量法是根据化学变化前后物质的量发生的变化,找出所谓“理论差量”。这个差量可以是质量、气体物质的体积、压强、物质的量、反应过程中热量的变化等。该差量的大小与参与反应的物质有关量成正比。差量法就是借助于这种比例关系,解决一定量变的计算题。解此类题的关键是根据题意确定“理论差量”,再根据题目提供的“实际差量”,列出比例式,求出答案。
2.守恒法
在化学中有许多守恒关系,如质量守恒、电子转移守恒、电荷守恒、化合价代数和守恒等。
(1)质量守恒
①宏观表现:变化前后质量守恒。
②微观表现:变化前后同种元素的原子个数守恒。
(2)电子转移守恒
在氧化还原反应中,氧化剂得电子总数(或化合价降低总数)等于还原剂失电子总数(或化合价升高总数)。
(3)电荷守恒
①在电解质溶液中,阴离子所带总负电荷数与阳离子所带总正电荷数必须相等。
②在离子方程式中,反应物所带电荷总数与生成物所带电荷总数必须相等且电性相同
(4)化合价代数和守恒
任一化学式中正负化合价的代数和一定等于零。借此可确定化学式。
运用守恒法解题既可避免书写繁琐的化学方程式,提高解题的速度,又可避免在纷纭复杂的解题背景中寻找关系式,提高解题的准确度。
3.关系式(量)法
化学计算的依据是物质之间量的比例关系,这种比例关系通常可从化学方程式或化学式中而得。但对复杂的问题,如已知物与待求物之间是靠很多个反应来联系的,这时就需直接确定已知量与未知量之间的比例关系,即“关系式”。其实从广义而言,很多的化学计算都需要关系式的。只是对于多步反应的计算其“关系式”更是重要与实用。
“关系式”有多种,常见的有:质量或质量分数关系,物质的量或粒子数关系式,气体体积的关系式等。
确定已知与未知之间的关系式的一般方法: △
(1)根据化学方程式确定关系式:先写出化学方程式,然后再根据需要从方程式中提练出某些关系。如:
MnO2+4HCl(浓)====MnCl2+Cl2↑+2H2O,可得如下关系:4HCl~Cl2
(2)根据守恒原理确定关系式
如:2Na~H2
其他技法如平均值法、极值法、讨论法等将在今后的学习中逐渐接触研究。