2020版高考化学复习学科素养专项提升1化学计算的常用方法课件苏教版.ppt

(一)化学计算的常用方法,核心素养的认知与形成高考对化学计算的考查逐年增加,加强化学计算能力逐渐成为教学重点。高考命题中,最常用的化学计算方法有“差量法”“关系式法”“极值法”“平均值法”“守恒法”等,在这几种计算方法中,依据化学方程式的计算是各种计算方法的基础。核心素养1:变化观念与平衡思想运用“关系式法”计算要认识到物质是运动和变化的,知道化学变化需要一定的条件,并遵循一定规律;认识化学变化的本质是有新物质生成,并伴有能量的转化;认识化学变化有一定限度,是可以调控的。运用“差量法”和“守恒法”计算要用发展和动态平衡的观点看待和分析化学反应;能依据物质性质和化学变化的一般规律,控制外界条件,通过化学反应(或进行化学反应实验)实现物质的转化、合成和能量的转化,从而解决实际问题。,核心素养2:证据推理与模型认知运用“极值法”“平均值法”计算要具有证据意识,能基于证据对物质的组成、结构及其变化提出可能的假设,通过分析推理加以证实或证伪;建立观点、结论和证据之间的逻辑关系;知道可以通过分析、推理等方法认识研究对象的本质特征、构成要素及其相互关系,建立模型。能运用模型解释化学现象,揭示现象的本质和规律。核心素养3:“科学态度与社会责任”化学计算能培养学生严谨求实的科学态度,具有探索未知、崇尚真理的意识;能够赞赏化学对社会发展的重大贡献,具备可持续发展意识和绿色化学观念,能对与化学有关的社会热点问题作出正确的价值判断。,方法一,方法二,方法三,方法四,方法五,方法一根据化学方程式的基本计算比例式法1.计算原理aA(g)+bB(g)=cC(g)+dD(g)化学计量数之比为abcd质量之比为aMAbMBcMCdMD物质的量之比为abcd气体体积之比为(同温同压下)abcd不同物质的相同物理量之间的换算可以按上述关系进行。解题时要注意化学方程式中各种物质对应关系的单位问题,同一物理量单位要一致。如果涉及两种物理量,要做到两种物理量“上下一致,左右相当”即可。,方法六,方法一,方法二,方法三,方法四,方法五,2.解题步骤(1)根据题意书写正确的化学方程式。(2)明确已知条件,化学方程式所表示的是参加反应的纯净物之间的量的关系,因此,不纯物质的量必须换算成纯净物的量,未参加反应的物质要排除在外。(3)建立已知量与未知量之间的比例关系,求出未知量。典例1将铁、铜混合粉末18.0g加入到100mL5.0molL-1FeCl3溶液中,充分反应后剩余固体质量为3.2g。下列说法正确的是()A.剩余固体是铁、铜混合物B.反应后溶液中n(Fe2+)+n(Cu2+)=0.75molC.反应后溶液中n(Fe3+)=0.10molD.原固体混合物中铜的质量是8.0g,方法六,方法一,方法二,方法三,方法四,方法五,解析铁的还原性强于铜,将铁、铜混合粉末加入氯化铁溶液中,铁先与铁离子反应,氯化铁的物质的量是0.5mol,由Fe+2Fe3+=3Fe2+56g2mol可知,0.5molFe3+可以消耗14g铁,由于实际溶解的金属质量是18.0g-3.2g=14.8g,故两种金属都参与反应,且Fe3+完全反应,剩余的金属是铜,A、C两项错;设反应的铜的物质的量是n1,反应的铁的物质的量是n264gmol-1n1+56gmol-1n2=14.8g,根据Fe+2Fe3+=3Fe2+及Cu+2Fe3+=Cu2+2Fe2+可知,方法六,方法一,方法二,方法三,方法四,方法五,解得n1=0.1mol,n2=0.15mol,则原来含有的铜的质量是:0.1mol64gmol-1+3.2g=9.6g,D项错误;溶液中的n(Fe2+)+n(Cu2+)=0.1mol+0.15mol+0.5mol=0.75mol,B项正确。答案B,方法六,方法一,方法二,方法三,方法四,方法五,典例2为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度,现将w1g样品充分加热,测得其质量变为w2g,则该样品的纯度(质量分数)是(),方法六,方法一,方法二,方法三,方法四,方法五,解析由题意知(w1-w2)g应为NaHCO3分解生成的CO2和H2O的质量,设样品中NaHCO3的质量为x,由此可得如下关系:,答案A,方法六,方法一,方法二,方法三,方法四,方法五,方法三解答连续反应类型计算题的捷径关系式法关系式法适用于多步进行的连续反应,以中间产物为媒介,找出起始原料和最终产物的关系式,可将多步计算一步完成。利用关系式解决多步反应的相关计算方便简捷。利用多步反应建立关系式的方法:,方法六,方法一,方法二,方法三,方法四,方法五,方法六,方法一,方法二,方法三,方法四,方法五,方法六,方法一,方法二,方法三,方法四,方法五,典例3(2019陕西西安调研测试)碳酸铜和碱式碳酸铜均可溶于盐酸转化为氯化铜。在高温下这两种化合物均能分解生成氧化铜。溶解28.4g上述混合物,消耗1molL-1盐酸500mL。煅烧等质量的上述混合物,得到氧化铜的质量是()A.35gB.30gC.20gD.15g解析碳酸铜和碱式碳酸铜均可溶于盐酸转化为氯化铜,消耗1molL-1盐酸500mL,HCl的物质的量为0.5mol,则CuCl2的物质的量为0.25mol。根据铜元素守恒可知,原混合物中含有铜元素原子的物质的量为0.25mol,则灼烧等质量的题给混合物,得到氧化铜的物质的量为0.25mol,则得到氧化铜的质量为m(CuO)=0.25mol80gmol-1=20g。答案C,方法六,方法一,方法二,方法三,方法四,方法五,方法四有关混合物计算的“简化高手”极值法1.极值法的含义极值法是利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极值,利用极值进行判断分析求出结果,有时也称为极端假设法。2.解题思路(1)极端假设。如:把可逆反应假设成向左或向右进行完全。把混合物假设成为某一纯净物。把多个同时进行的反应假设成单一反应。(2)计算极值。(3)由极值进行讨论、分析、推理,从而得出合理答案。,方法六,方法一,方法二,方法三,方法四,方法五,3.极值法解题的关键紧扣题设的可能趋势,选好极端假设的落脚点。,方法六,方法一,方法二,方法三,方法四,方法五,典例4(2019湖南湘潭月考)把含有某一种氯化物杂质的MgCl2粉末95g溶于水后,与足量AgNO3溶液反应,测得生成的AgCl质量为300g,则该MgCl2中的杂质可能是()A.NaClB.AlCl3C.KClD.CaCl2,解析提供1molCl-所需各物质的质量分别为,而该含氯化物杂质的MgCl2提供1molCl-需要的质量为95g45.4g。由于提供1molCl-所需MgCl2的质量为47.5g,因此应选提供1molCl-质量小于45.4g的物质,根据前面的分析,小于45.4g的只有AlCl3。答案B,方法六,方法一,方法二,方法三,方法四,方法五,方法五简化过程,妙用守恒守恒法1.应用原理所谓“守恒”就是物质在发生“变化”或两物质在发生“相互作用”的过程中某些物理量的总量保持“不变”。一切化学反应都遵循某些守恒定律,在化学变化中有各种各样的守恒,如质量守恒、原子数目守恒、得失电子守恒、电荷守恒、能量守恒等。2.解题步骤,方法六,方法一,方法二,方法三,方法四,方法五,典例5(2019河南南阳一模)将镁铝合金溶于100mL稀硝酸中,产生1.12LNO气体(标准状况),向反应后的溶液中加入NaOH溶液,产生沉淀的情况如图所示。下列说法不正确的是()A.不能求出硝酸的物质的量浓度B.氢氧化钠溶液的浓度为3molL-1C.可以求出合金中镁的质量D.可以求出沉淀的最大质量,方法六,方法一,方法二,方法三,方法四,方法五,解析向反应后的溶液中加入NaOH溶液,开始没有沉淀,说明硝酸过量,与硝酸反应的NaOH溶液是10mL,沉淀达到最多时生成沉淀消耗的NaOH溶液是50mL,溶解氢氧化铝消耗的NaOH溶液是10mL,则生成氢氧化铝消耗的NaOH溶液是30mL,因此生成氢氧化镁消耗的NaOH溶液是20mL,所以根据离子方程式Al3+3OH-=Al(OH)3、Mg2+2OH-=Mg(OH)2可知金属镁铝的物质的量之比为11。生成的NO为0.05mol,转移电子为0.15mol,根据得失电子守恒可知金属镁铝的物质的量均为=0.03mol。溶解0.03mol氢氧化铝消耗氢氧化钠是0.03mol,则氢氧化钠溶液浓度为=3molL-1,故B正确;沉淀达到最多时所得溶液是硝酸钠溶液,根据钠离子守恒和硝酸根守恒可知能求出硝酸的物质的量浓度,故A错误;从以上分析可知可以求出合金中镁的质量,故C正确;从以上分析可知可以求出沉淀的最大质量,故D正确。,答案A,方法六,方法一,方法二,方法三,方法四,方法五,方法六,方法六有关混合物计算的“简化高手”平均值法,方法一,方法二,方法三,方法四,方法五,方法六,典例6含两种金属单质的混合物共15g,投入足量的盐酸中,充分反应后得到11.2LH2(标准状况),则原混合物的组成肯定不可能为()A.Mg和AgB.Zn和CuC.Al和ZnD.Al和Cu解析本题可用平均摩尔电子质量(即提供1mol电子所需金属的质量)法求解。反应中H+被还原生成H2,由题意可知15g金属混合物可提供1mol电子,其平均摩尔电子质量为15gmol-1。选项中金属Mg、Zn、Al的摩尔电子质量分别为12gmol-1、32.5gmol-1、9gmol-1,其中不能与盐酸反应的Ag和Cu的摩尔电子质量可看作无穷大。根据数学上的平均值原理可知,原混合物中一种金属的摩尔电子质量大于15gmol-1,另一种金属的摩尔电子质量小于15gmol-1。由此可判断出原混合物肯定不可能是Zn和Cu。答案B,1,2,3,1.向一定量的Fe、FeO、Fe3O4的混合物中加入100mL1molL-1的盐酸,恰好使混合物完全溶解,放出224mL(标准状况)的气体,在所得溶液中加入KSCN溶液无血红色出现。若用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物,能得到铁的质量是()A.11.2gB.5.6gC.2.8gD.无法计算,C,解析盐酸恰好使混合物完全溶解,盐酸没有剩余,向反应所得溶液加KSCN溶液无血红色出现,说明溶液为FeCl2溶液,根据氯元素守恒可知n(FeCl2)=n(HCl)=0.1L1molL-1=0.05mol;用足量的CO在高温下还原相同质量的混合物得到铁,根据铁元素守恒可知n(Fe)=n(FeCl2)=0.05mol,其质量为0.05mol56gmol-1=2.8g。,1,2,3,2.(2019江西上高二中月考)C和CuO在一定温度下反应,产物有Cu、Cu2O、CO、CO2。若将2.00gC与16.0gCuO混合,隔绝空气加热,将生成的气体全部通入足量的澄清石灰水,反应一段时间后共收集到1.12L(标准状况)气体,生成沉淀的质量为5.00g。下列说法错误的是()A.反应后的固体混合物中Cu的质量为12.8gB.反应后的固体混合物中含有碳C.反应后的固体混合物总质量为14.4gD.反应后的固体混合物中氧化物的物质的量为0.05mol,答案,解析,1,2,3,3.(2019广东广州部分重点中学联考