巧用原子守恒法解化学计算题.doc

巧用“原子守恒法”解化学计算题1原子守恒法的依据“原子守恒法”的依据是基于化学反应前后原子的种类和数目不变的守恒现象。“原子守恒”即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。利用这种守恒关系解题的方法叫“原子守恒法”。2典型例题及解题策略例1：将标准状况下a L H2和Cl2的混合气体，经光照反应后，将所有气体通入NaOH溶液，恰好使b mol NaOH完全转化成盐，则a与b的关系不可能是Aba/22.4 Bba/22.4 Cba/22.4 Dba/11.2光解法一：常规方法。首先书写化学方程式，在列式计算。反应式如下： H2+Cl2=2HCl 反应NaOH+HCl=NaCl+H2O 反应讨论1：若Cl2过量，还有：Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O 反应计算时先以不足暑H2计算。光设原混合气体中H2 为x mol，Cl2为y molH2 + Cl2 = 2HCl 1 1 2 x mol x mol 2x molNaOH + HCl = NaCl + H2O 1 12x mol 2x molCl2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + H2O 1 2 (yx)mol 2(yx)mol依题意得列二元一次方程组： x+ya/22.4 2x+2(yx)=b 解上述二元一次方程组得：y=b/2。将y=b/2代入式，解得x=a/22.4 b/2由于x0，则a/22.4 b/20，解得ba/11.2讨论2：若H2过量，以不足者Cl2计算。只有反应和反应。设原混合气体中H2 为x mol，Cl2为y mol光由方程式列式H2 + Cl2 = 2HCl 1 2 y mol 2y molNaOH + HCl = NaCl + H2O 1 12y mol 2y mol由已知列二元一次方程组： 2y=b x+y= a/22.4解上述方程组，得：x=a/22.4 b/2由于x0，则a/22.4 b/20，解得ba/11.2综上分析，即b不可能等于a/11.2。本题答案为D。例2：在氧气中灼烧0.44 g由硫、铁组成的化合物，使其中的硫经过一系列变化最终全部转化为硫酸，用20 mL 0.5 mol/L的烧碱溶液恰好能完全中和这些硫酸。则原化合物中硫的质量分数约为A36.4% B46.2% C53.1% D22.8%解法一：常规方法先书写方程式，再列式计算。而本题Fe、S化合物的化学式不定，因此第一步Fe、S化合物燃烧方程式还需写不定的化学方程式，这给计算带来了更大的困难，即使不考虑铁，只从S元素考虑，也有如下四个反应：点燃S+O2=SO2 反应2SO2+O2 2SO3 反应SO3+H2O=H2SO4 反应H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O 反应根据已知NaOH的量，逆推H2SO4，再由H2SO4推SO3，再由SO3推SO2，再由SO2推S元素。这里面所蕴含的关系式如下： 2NaOHH2SO4SO3SO2S 2 mol 32 g20103 L0.5 mol/L m(S)=0.01 mol 列比例式： 解得m(S)=0.16 g则原化合物中S元素的质量分数=所以，答案为A。解法二：原子守恒法依题意分析，S元素经过一系列变化，最后变成了H2SO4，H2SO4再与NaOH发生中和反应，根据S、Na的原子守恒关系：SH2SO4NaSO42NaOH 得出： S 2NaOH 32 g 2 mol m(S) 20103 L0.5 mol/L=0.01 mol列比例式求得：m(S)=0.16 g则原化合物中S的质量分数=所以答案为A。例3：38.4 mg铜跟适量的浓HNO3反应，铜全部作用后，共收集到气体22.4 mL（标准状况）。反应消耗的HNO3物质的量可能为A1.6103 mol B2.0103 mol C2.2103 mol D2.4103 mol解法一：常规方法：书写化学方程式，然后列式计算。设生成NO2、NO分别为x mol、y mol。已知Cu的相对原子质量为64Cu + 4HNO3(浓) = Cu(NO3)2 + 2NO2+2H2O 1 4 20.5x mol 2x mol x mol3Cu + 8HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2 + 2NO+4H2O 3 8 21.5y mol 4y mol y mol由已知条件列二元一次方程组：0.5x + 1.5y =x+y=解得，x=0.9103 mol y=0.1103 mol反应中消耗的HNO3：2x+4y=20.9103 mol+40.1103 mol=2.2103 mol所以，答案为C。解法二：原子守恒法经分析Cu与HNO3反应生成了Cu(NO3)2和NOx，在反应中HNO3所起的作用有2种，一种是酸，另一种是氧化剂，由N原子守恒列出：CuCu(NO3)22HNO3（酸） NOx HNO3（氧化剂） 1 1 2 1 1 mol 1.2103 mol mol 1103 mol反应中共消耗HNO3：1.2103 mol+1103 mol=2.2103 mol。所以答案为C。3 结束语化学反应前后原子是守恒的。“原子守恒法”是化学计算中必须高度重视的一种基本方法，也是一种重要的解题技巧。当遇到两种以上物质组成的混合物和涉及多个反应