高中化学计算题解题方法归纳[1]

华中师范大学化学学院 丁健 1 联系QQ 738981249 化学计算题是中学生在化学学习中比较头痛的一类题目 也是他们在测验和考试中最化学计算题是中学生在化学学习中比较头痛的一类题目 也是他们在测验和考试中最 难得分的一类题目 能选用最合适的方法准确而快速地解决计算题 对于提高学习成绩 难得分的一类题目 能选用最合适的方法准确而快速地解决计算题 对于提高学习成绩 增强学习效率 有着重要意义 增强学习效率 有着重要意义 选用合适的方法解计算题选用合适的方法解计算题 不但可以缩短解题的时间 还有助于减小计算过程中的运算不但可以缩短解题的时间 还有助于减小计算过程中的运算 量量 尽可能地降低运算过程中出错的机会 例如下题尽可能地降低运算过程中出错的机会 例如下题 有两种不同的解法有两种不同的解法 相比之下 不难看相比之下 不难看 出选取合适方法的重要性 出选取合适方法的重要性 例例 1 30mL 一定浓度的硝酸溶液与一定浓度的硝酸溶液与 5 12 克铜片反应克铜片反应 当铜片全部反应完毕后 共收集到气当铜片全部反应完毕后 共收集到气 体体 2 24 升升 S T P 则该硝酸溶液的物质的量浓度至少为则该硝酸溶液的物质的量浓度至少为 A 9mol L B 8mol L C 5mol L D 10mol L 解法一 因为题目中无指明硝酸是浓或稀 所以产物不能确定 根据铜与硝酸反应的两个解法一 因为题目中无指明硝酸是浓或稀 所以产物不能确定 根据铜与硝酸反应的两个 方程式 方程式 1 3Cu 8HNO3 稀稀 3Cu NO3 2 2NO 4H2O 2 Cu 4HNO3 浓浓 Cu NO3 2 2NO2 2H2O 可以设参与反应可以设参与反应 1 的的 Cu 为为 xmol 则反应 则反应 生成的生成的 NO 气体为气体为 xmol 反应消耗的硝酸为 反应消耗的硝酸为 xmol 再设参与反应 再设参与反应 2 的的 Cu 为为 ymol 则 则 反应生成的反应生成的 NO2气体为气体为 2ymol 反应消耗的硝酸为 反应消耗的硝酸为 4ymol 从而可以列出方程组 从而可以列出方程组 x y 64 5 12 x 2y 22 4 2 24 求得求得 x 0 045mol y 0 035mol 则所耗硝酸为 则所耗硝酸为 x 4y 0 26mol 其浓度为 其浓度为 mol L 在 在 8 9 之间 只能选之间 只能选 A 解法二 解法二 根据质量守恒定律根据质量守恒定律 由于铜片只与硝酸完全反应生成由于铜片只与硝酸完全反应生成 Cu2 则产物应为硝酸铜 则产物应为硝酸铜 且其物质的量与原来的铜片一样且其物质的量与原来的铜片一样 均为均为 mol 0 08mol 从产物的化学式 从产物的化学式 Cu NO3 2可以看出 可以看出 参与复分解反应提供参与复分解反应提供 NO3 的的 HNO3有有 2 0 08 0 16 摩 而反应的气态产物摩 而反应的气态产物 无论是无论是 NO 还还 是是 NO2 每一个分子都含有一个每一个分子都含有一个 N 原子原子 则气体分子总数就相当于参与氧化还原反应的则气体分子总数就相当于参与氧化还原反应的 HNO3 的摩尔数的摩尔数 所以每消耗一摩所以每消耗一摩 HNO3都产生都产生 22 4L 气体气体 可以是可以是 NO 或或 NO2甚至是两者甚至是两者 的混合物的混合物 现有气体现有气体 2 24L 即有即有 0 1 摩摩 HNO3参与了氧化还原反应参与了氧化还原反应 故所耗硝酸为故所耗硝酸为 0 16 0 1 0 26 摩摩 其浓度为其浓度为 mol L 在在 8 9 之间 只能选之间 只能选 A 从以上两种方法可以看出从以上两种方法可以看出 本题是选择题本题是选择题 只要求出结果便可只要求出结果便可 不论方式及解题规范不论方式及解题规范 而此而此 题的关键之处在于能否熟练应用质量守恒定律题的关键之处在于能否熟练应用质量守恒定律 第二种方法运用了守恒法第二种方法运用了守恒法 所以运算量要少所以运算量要少 得多得多 也不需要先将化学方程式列出也不需要先将化学方程式列出 配平配平 从而大大缩短了解题时间从而大大缩短了解题时间 更避免了因不知按哪一更避免了因不知按哪一 个方程式来求硝酸所导致的恐慌个方程式来求硝酸所导致的恐慌 再看下题 再看下题 例例 2 在一个在一个 6 升的密闭容器中升的密闭容器中 放入放入 3 升升 X 气气 和和 2 升升 Y 气气 在一定条件下发生下列反应 在一定条件下发生下列反应 4X 气气 3Y 气气 2Q 气气 nR 气气 达到平衡后 容器内温度不变达到平衡后 容器内温度不变 混和气体的压强比原来增加混和气体的压强比原来增加 5 X 的浓度减小的浓度减小 则该反应方程式中的 则该反应方程式中的 n 值是值是 A 3 B 4 C 5 D 6 解法一 抓住解法一 抓住 X 浓度减少浓度减少 结合化学方程式的系数比等于体积比 可分别列出各物质的 结合化学方程式的系数比等于体积比 可分别列出各物质的 始态始态 变量和终态 变量和终态 4X 3Y 2Q nR 始态始态 3L 2L 0 0 变量变量 3L 1L 1L L 1L L 1L L 终态终态 3 1 2L 2 L 0 L 0 L 华中师范大学化学学院 丁健 2 联系QQ 738981249 由以上关系式可知 平衡后由以上关系式可知 平衡后 终态终态 混和气体的体积为混和气体的体积为 2 L 即即 L 按题意 按题意 混和气体的混和气体的 压强比原来增加压强比原来增加 5 即即 5 5 5 求得 求得 n 6 解法二 选用差量法 按题意解法二 选用差量法 按题意 混和气体的压强比原来增加混和气体的压强比原来增加 5 即混和气体的体积增加了即混和气体的体积增加了 2 3 5 0 25L 根据方程式 根据方程式 4X 3Y 只能生成只能生成 2Q nR 即每 即每 4 体积体积 X 反应 总体积改反应 总体积改 变量为变量为 2 n 4 3 n 5 现有 现有 3L 1L 的的 X 反应 即总体积改变量为反应 即总体积改变量为 1L 0 25L 从而 从而 求出求出 n 6 解法三 抓住解法三 抓住 混和气体的压强比原来增加混和气体的压强比原来增加 5 得出反应由 得出反应由 X Y 开始时 平衡必定先向开始时 平衡必定先向 右移 生成了右移 生成了 Q 和和 R 之后之后 压强增大 说明正反应肯定是体积增大的反应 则反应方程式压强增大 说明正反应肯定是体积增大的反应 则反应方程式 中中 X 与与 Y 的系数之和必小于的系数之和必小于 Q 与与 R 的系数之和 所以的系数之和 所以 4 35 在四个选项 在四个选项 中只有中只有 D 中中 n 6 符合要求 为应选答案 符合要求 为应选答案 本题考查的是关于化学平衡的内容 解法一是遵循化学平衡规律 按步就班的规范做法 本题考查的是关于化学平衡的内容 解法一是遵循化学平衡规律 按步就班的规范做法 虽然肯定能算出正确答案 但没有把握住虽然肯定能算出正确答案 但没有把握住 选择题 不问过程 只要结果选择题 不问过程 只要结果 的特点 当作一的特点 当作一 道计算题来做 普通学生也起码要用道计算题来做 普通学生也起码要用 5 分钟完成 花的时间较多 解法二运用了差量法 分钟完成 花的时间较多 解法二运用了差量法 以含以含 n 的体积变量的体积变量 差量差量 来建立等式 能快速算出了的值 但还是未能充分利用选择题的来建立等式 能快速算出了的值 但还是未能充分利用选择题的 选择选择 特点 用时要特点 用时要 1 分钟左右 解法三对平衡移动与体积变化的关系理解透彻 不用半分钟左右 解法三对平衡移动与体积变化的关系理解透彻 不用半 分钟就可得出唯一正确的答案 分钟就可得出唯一正确的答案 由此可见 在计算过程中针对题目特点选用不同的解题方法 往往有助于减少运算过程中由此可见 在计算过程中针对题目特点选用不同的解题方法 往往有助于减少运算过程中 所消耗的时间及出错的机会 达到快速 准确解题的效果 而运用较多的解题方法通常有所消耗的时间及出错的机会 达到快速 准确解题的效果 而运用较多的解题方法通常有 以下几种以下几种 1 商余法商余法 这种方法主要是应用于解答有机物这种方法主要是应用于解答有机物 尤其是烃类尤其是烃类 知道分子量后求出其分子式的一类题目 知道分子量后求出其分子式的一类题目 对于烃类 由于烷烃通式为对于烃类 由于烷烃通式为 CnH2n 2 分子量为 分子量为 14n 2 对应的烷烃基通式为 对应的烷烃基通式为 CnH2n 1 分 分 子量为子量为 14n 1 烯烃及环烷烃通式为 烯烃及环烷烃通式为 CnH2n 分子量为 分子量为 14n 对应的烃基通式为 对应的烃基通式为 CnH2n 1 分子量为分子量为 14n 1 炔烃及二烯烃通式为 炔烃及二烯烃通式为 CnH2n 2 分子量为 分子量为 14n 2 对应的烃基通式为 对应的烃基通式为 CnH2n 3 分子量为 分子量为 14n 3 所以可以将已知有机物的分子量减去含氧官能团的式量后 差 所以可以将已知有机物的分子量减去含氧官能团的式量后 差 值除以值除以 14 烃类直接除烃类直接除 14 则最大的商为含碳的原子数 则最大的商为含碳的原子数 即即 n 值值 余数代入上述分子量通 余数代入上述分子量通 式 符合的就是其所属的类别 式 符合的就是其所属的类别 例例 3 某直链一元醇某直链一元醇 14 克能与金属钠完全反应 生成克能与金属钠完全反应 生成 0 2 克氢气克氢气 则此醇的同分异构体数目则此醇的同分异构体数目 为为 A 6 个个 B 7 个个 C 8 个个 D 9 个个 由于一元醇只含一个由于一元醇只含一个 OH 每 每 mol 醇只能转换出醇只能转换出 molH2 由生成 由生成 0 2 克克 H2推断出推断出 14 克醇克醇 应有应有 0 2mol 所以其摩尔质量为所以其摩尔质量为 72 克克 摩摩 分子量为分子量为 72 扣除羟基式量扣除羟基式量 17 后后 剩余剩余 55 除以除以 14 最最 大商为大商为 3 余为余为 13 不合理不合理 应取商为应取商为 4 余为余为 1 代入分子量通式代入分子量通式 应为应为 4 个碳的烯烃基或环烷个碳的烯烃基或环烷 基基 结合结合 直链直链 从而推断其同分异构体数目为从而推断其同分异构体数目为 6 个个 2 平均值法平均值法 这种方法最适合定性地求解混合物的组成这种方法最适合定性地求解混合物的组成 即只求出混合物的可能成分即只求出混合物的可能成分 不用考虑各组分的不用考虑各组分的 含量含量 根据混合物中各个物理量根据混合物中各个物理量 例如密度例如密度 体积体积 摩尔质量摩尔质量 物质的量浓度物质的量浓度 质量分数等质量分数等 的定义的定义 式或结合题目所给条件式或结合题目所给条件 可以求出混合物某个物理量的平均值可以求出混合物某个物理量的平均值 而这个平均值必须介于组成而这个平均值必须介于组成 混合物的各成分的同一物理量数值之间混合物的各成分的同一物理量数值之间 换言之换言之 混合物的两个成分中的这个物理量肯定一混合物的两个成分中的这个物理量肯定一 个比平均值大个比平均值大 一个比平均值小一个比平均值小 才能符合要求才能符合要求 从而可判断出混合物的可能组成从而可判断出混合物的可能组成 华中师范大学化学学院 丁健 3 联系QQ 738981249 例例 4 将两种金属单质混合物将两种金属单质混合物 13g 加到足量稀硫酸中加到足量稀硫酸中 共放出标准状况下气体共放出标准状况下气体 11 2L 这两种这两种 金属可能是金属可能是 A Zn 和和 Fe B Al 和和 Zn C Al 和和 Mg D Mg 和和 Cu 将混合物当作一种金属来看将混合物当作一种金属来看 因为是足量稀硫酸因为是足量稀硫酸 13 克金属全部反应生成的克金属全部反应生成的 11 2L 0 5 摩尔摩尔 气体全部是氢气气体全部是氢气 也就是说也就是说 这种金属每放出这种金属每放出 1 摩尔氢气需摩尔氢气需 26 克克 如果全部是如果全部是 2 价的金价的金 属属 其平均原子量为其平均原子量为 26 则组成混合物的则组成混合物的 2 价金属价金属 其原子量一个大于其原子量一个大于 26 一个小于一个小于 26 代入代入 选项选项 在置换出氢气的反应中在置换出氢气的反应中 显显 2 价的有价的有 Zn 原子量为原子量为 65 Fe 原子量为原子量为 56 Mg 原子量为原子量为 24 但但 对于对于 Al 由于在反应中显由于在反应中显 3 价价 要置换出要置换出 1mol 氢气氢气 只要只要 18 克克 Al 便够便够 可看作可看作 2 价时其原价时其原 子量为子量为 18 同样假如有同样假如有 1 价的价的 Na 参与反应时参与反应时 将它看作将它看作 2 价时其原子量为价时其原子量为 23 2 46 对对 于于 Cu 因为它不能置换出因为它不能置换出 H2 所以可看作原子量为无穷大所以可看作原子量为无穷大 从而得到从而得到 A 中两种金属原子量均中两种金属原子量均 大于大于 26 C 中两种金属原子量均小于中两种金属原子量均小于 26 所以所以 A C 都不符合要求都不符合要求 B 中中 Al 的原子量比的原子量比 26 小小 Zn 比比 26 大大 D 中中 Mg 原子量比原子量比 26 小小 Cu 原子量比原子量比 26 大大 故故 B D 为应选答案 为应选答案 3 极限法极限法 极限法与平均值法刚好相反极限法与平均值法刚好相反 这种方法也适合定性或定量地求解混合物的组成这种方法也适合定性或定量地求解混合物的组成 根据混合物根据混合物 中各个物理量中各个物理量 例如密度例如密度 体积体积 摩尔质量摩尔质量 物质的量浓度物质的量浓度 质量分数等质量分数等 的定义式或结合题目所的定义式或结合题目所 给条件给条件 将混合物看作是只含其中一种组分将混合物看作是只含其中一种组分 A 即其质量分数或气体体积分数为即其质量分数或气体体积分数为 100 极大极大 时时 另一组分另一组分 B 对应的质量分数或气体体积分数就为对应的质量分数或气体体积分数就为 0 极小极小 可以求出此组分可以求出此组分 A 的某个物的某个物 理量的值理量的值 N1 用相同的方法可求出混合物只含用相同的方法可求出混合物只含 B 不含不含 A 时的同一物理量的值时的同一物理量的值 N2 而混合物而混合物 的这个物理量的这个物理量 N 平是平均值 必须介于组成混合物的各成分平是平均值 必须介于组成混合物的各成分 A B 的同一物理量数值之间的同一物理量数值之间 即即 N1 N 平平 N2 才能符合要求才能符合要求 从而可判断出混合物的可能组成 从而可判断出混合物的可能组成 例例 5 4 个同学同时分析一个由个同学同时分析一个由 KCl 和和 KBr 组成的混合物组成的混合物 他们各取他们各取 2 00 克样品配成水溶克样品配成水溶 液液 加入足够加入足够 HNO3后再加入适量后再加入适量 AgNO3溶液 待沉淀完全后过滤得到干燥的卤化银沉淀溶液 待沉淀完全后过滤得到干燥的卤化银沉淀 的质量如下列四个选项所示 其中数据合理的是的质量如下列四个选项所示 其中数据合理的是 A 3 06g B 3 36g C 3 66g D 3 96 本题如按通常解法本题如按通常解法 混合物中含混合物中含 KCl 和和 KBr 可以有无限多种组成方式 则求出的数据也有可以有无限多种组成方式 则求出的数据也有 多种可能性 要验证数据是否合理 必须将四个选项代入 看是否有解 也就相当于要做多种可能性 要验证数据是否合理 必须将四个选项代入 看是否有解 也就相当于要做 四题的计算题 所花时间非常多 使用极限法 设四题的计算题 所花时间非常多 使用极限法 设 2 00 克全部为克全部为 KCl 根据 根据 KCl AgCl 每每 74 5 克克 KCl 可生成可生成 143 5 克克 AgCl 则可得沉淀为则可得沉淀为 2 00 74 5 143 5 3 852 克 为最大克 为最大 值 同样可求得当混合物全部为值 同样可求得当混合物全部为 KBr 时时 每每 119 克的克的 KBr 可得沉淀可得沉淀 188 克克 所以应得沉淀所以应得沉淀 为为 2 00 119 188 3 160 克克 为最小值为最小值 则介于两者之间的数值就符合要求则介于两者之间的数值就符合要求 故只能选故只能选 B C 4 估算法估算法 化学题尤其是选择题中所涉及的计算化学题尤其是选择题中所涉及的计算 所要考查的是化学知识所要考查的是化学知识 而不是运算技能而不是运算技能 所以当中的所以当中的 计算的量应当是较小的计算的量应当是较小的 通常都不需计出确切值 可结合题目中的条件对运算结果的数值进通常都不需计出确切值 可结合题目中的条件对运算结果的数值进 行估计 符合要求的便可选取 行估计 符合要求的便可选取 例例 6 已知某盐在不同温度下的溶解度如下表已知某盐在不同温度下的溶解度如下表 若把质量分数为若把质量分数为 22 的该盐溶液由的该盐溶液由 50 逐渐逐渐 冷却冷却 则开始析出晶体的温度范围是则开始析出晶体的温度范围是 温度温度 0 10 20 30 40 溶解度溶解度 克克 100 克水克水 11 5 15 1 19 4 24 4 37 6 A 0 10 B 10 20 C 20 30 D 30 40 华中师范大学化学学院 丁健 4 联系QQ 738981249 本题考查的是溶液结晶与溶质溶解度及溶液饱和度的关系 溶液析出晶体 意味着溶液的本题考查的是溶液结晶与溶质溶解度及溶液饱和度的关系 溶液析出晶体 意味着溶液的 浓度超出了当前温度下其饱和溶液的浓度 根据溶解度的定义 浓度超出了当前温度下其饱和溶液的浓度 根据溶解度的定义 溶解度溶解度 溶解度溶解度 100 克水克水 100 饱和溶液的质量分数饱和溶液的质量分数 如果将各个温度下的溶解度数值代入如果将各个温度下的溶解度数值代入 比较其饱和溶液质量分比较其饱和溶液质量分 数与数与 22 的大小的大小 可得出结果可得出结果 但运算量太大但运算量太大 不符合选择题的特点 从表上可知不符合选择题的特点 从表上可知 该盐溶解度该盐溶解度 随温度上升而增大随温度上升而增大 可以反过来将可以反过来将 22 的溶液当成某温度时的饱和溶液的溶液当成某温度时的饱和溶液 只要温度低于该温只要温度低于该温 度度 就会析出晶体 代入就会析出晶体 代入 溶解度溶解度 溶解度溶解度 100 克水克水 100 22 可得可得 溶解度溶解度 78 100 22 即溶解度即溶解度 2200 78 除法运算麻烦 除法运算麻烦 运用估算运用估算 应介于应介于 25 与与 30 之之 间间 此溶解度只能在此溶解度只能在 30 40 中中 故选故选 D 5 差量法差量法 对于在反应过程中有涉及物质的量对于在反应过程中有涉及物质的量 浓度浓度 微粒个数微粒个数 体积体积 质量等差量变化的一个具体的反应质量等差量变化的一个具体的反应 运用差量变化的数值有助于快捷准确地建立定量关系运用差量变化的数值有助于快捷准确地建立定量关系 从而排除干扰从而排除干扰 迅速解题迅速解题 甚至于一些甚至于一些 因条件不足而无法解决的题目也迎刃而解因条件不足而无法解决的题目也迎刃而解 例例 7 在在 1 升浓度为升浓度为 C 摩摩 升的弱酸升的弱酸 HA 溶液中溶液中 HA H 和和 A 的物质的量之和为的物质的量之和为 nC 摩摩 则则 HA 的电离度是的电离度是 A n 100 B n 2 100 C n 1 100 D n 根据电离度的概念根据电离度的概念 只需求出已电离的只需求出已电离的 HA 的物质的量的物质的量 然后将这个值与然后将这个值与 HA 的总量的总量 1 升升 C 摩摩 升升 C 摩摩 相除相除 其百分数就是其百分数就是 HA 的电离度的电离度 要求已电离的要求已电离的 HA 的物质的量的物质的量 可根据可根据 HA H A 由于原有弱酸为由于原有弱酸为 1 升升 C 摩摩 升升 C 摩摩 设电离度为设电离度为 X 则电离出的则电离出的 HA 的物质的量为的物质的量为 XC 摩摩 即电离出的即电离出的 H 和和 A 也分别为也分别为 CXmol 溶液中未电离的溶液中未电离的 HA 就为就为 C CX mol 所以所以 HA H A 的物质的量之和为的物质的量之和为 C CX CX CX 摩摩 即即 C CX 摩摩 nC 摩摩 从而可得出从而可得出 1 X n 所以所以 X 的值为的值为 n 1 取百分数故选取百分数故选 C 本题中涉及的微粒数较易混淆本题中涉及的微粒数较易混淆 采用差量法有助于迅速采用差量法有助于迅速 解题解题 根据根据 HA 的电离式的电离式 每一个每一个 HA 电离后生成一个电离后生成一个 H 和一个和一个 A 即微粒数增大一即微粒数增大一 现在微现在微 粒数由原来的粒数由原来的 C 摩变为摩变为 nC 摩摩 增大了增大了 n 1 C 摩摩 立即可知有立即可知有 n 1 C 摩摩 HA 发生电离发生电离 则电则电 离度为离度为 n 1 C 摩摩 C 摩摩 n 1 更快地选出更快地选出 C 项答案项答案 6 代入法代入法 将所有选项可某个特殊物质逐一代入原题来求出正确结果将所有选项可某个特殊物质逐一代入原题来求出正确结果 这原本是解选择题中最无奈时才这原本是解选择题中最无奈时才 采用的方法采用的方法 但只要恰当地结合题目所给条件但只要恰当地结合题目所给条件 缩窄要代入的范围缩窄要代入的范围 也可以运用代入的方法迅也可以运用代入的方法迅 速解题速解题 例例 8 某种烷烃某种烷烃 11 克完全燃烧克完全燃烧 需标准状况下氧气需标准状况下氧气 28L 这种烷烃的分子式是这种烷烃的分子式是 A C5H12 B C4H10 C C3H8 D C2H6 因为是烷烃因为是烷烃 组成为组成为 CnH2n 2 分子量为分子量为 14n 2 即每即每 14n 2 克烃完全燃烧生成克烃完全燃烧生成 n 摩摩 CO2和和 n 1 摩摩 H2O 便要耗去便要耗去 n n 1 2 即即 3n 2 1 2 摩摩 O2 现有烷烃现有烷烃 11 克克 氧气为氧气为 28 22 4 5 4 摩摩 其比值为其比值为 44 5 将选项中的四个将选项中的四个 n 值代入值代入 14n 2 因为是烷烃因为是烷烃 组成为组成为 CnH2n 2 分子量为分子量为 14n 2 即每即每 14n 2 克烃完全燃烧生成克烃完全燃烧生成 n 摩摩 CO2和和 n 1 摩摩 H2O 便要耗去便要耗去 n n 1 2 即即 3n 2 1 2 摩摩 O2 现有烷烃现有烷烃 11 克克 氧气为氧气为 28 22 4 5 4 摩摩 其比值为其比值为 44 5 将选项中的四个将选项中的四个 n 值值 代入代入 14n 2 3n2 1 2 不需解方程便可迅速得知不需解方程便可迅速得知 n 3 为应选答案为应选答案 华中师范大学化学学院 丁健 5 联系QQ 738981249 7 关系式法关系式法 对于多步反应对于多步反应 可根据各种的关系可根据各种的关系 主要是化学方程式主要是化学方程式 守恒等守恒等 列出对应的关系式列出对应的关系式 快速地在快速地在 要求的物质的数量与题目给出物质的数量之间建立定量关系要求的物质的数量与题目给出物质的数量之间建立定量关系 从而免除了涉及中间过程的大从而免除了涉及中间过程的大 量运算量运算 不但节约了运算时间不但节约了运算时间 还避免了运算出错对计算结果的影响还避免了运算出错对计算结果的影响 是最经常使用的方法之是最经常使用的方法之 一一 例例 9 一定量的铁粉和一定量的铁粉和 9 克硫粉混合加热克硫粉混合加热 待其反应后再加入过量盐酸待其反应后再加入过量盐酸 将生成的气体完全燃将生成的气体完全燃 烧烧 共收集得共收集得 9 克水克水 求加入的铁粉质量为求加入的铁粉质量为 A 14g B 42g C 56g D 28g 因为题目中无指明铁粉的量因为题目中无指明铁粉的量 所以铁粉可能是过量所以铁粉可能是过量 也可能是不足也可能是不足 则与硫粉反应后则与硫粉反应后 加入过量加入过量 盐酸时生成的气体就有多种可能盐酸时生成的气体就有多种可能 或者只有或者只有 H2S 铁全部转变为铁全部转变为 FeS2 或者是既有或者是既有 H2S 又有又有 H2 铁除了生成铁除了生成 FeS2外还有剩余外还有剩余 所以只凭硫粉质量和生成的水的质量所以只凭硫粉质量和生成的水的质量 不易建立方程求解不易建立方程求解 根据各步反应的定量关系根据各步反应的定量关系 列出关系式列出关系式 1 Fe FeS 铁守恒铁守恒 H2S 硫守恒硫守恒 H2O 氢守恒氢守恒 2 Fe H2 化学方程式化学方程式 H2O 氢定恒氢定恒 从而得知从而得知 无论铁参与了哪一个反应无论铁参与了哪一个反应 每每 1 个铁都最终生个铁都最终生 成了成了 1 个个 H2O 所以迅速得出铁的物质的量就是水的物质的量所以迅速得出铁的物质的量就是水的物质的量 根本与硫无关根本与硫无关 所以应有铁为所以应有铁为 9 18 0 5 摩摩 即即 28 克克 8 比较法比较法 已知一个有机物的分子式已知一个有机物的分子式 根据题目的要求去计算相关的量例如同分异构体根据题目的要求去计算相关的量例如同分异构体 反应物或生成反应物或生成 物的结构物的结构 反应方程式的系数比等反应方程式的系数比等 经常要用到结构比较法经常要用到结构比较法 其关键是要对有机物的结构特点其关键是要对有机物的结构特点 了解透彻了解透彻 将相关的官能团的位置将相关的官能团的位置 性质熟练掌握性质熟练掌握 代入对应的条件中进行确定代入对应的条件中进行确定 例例 10 分子式为分子式为 C12H12 的烃的烃 结构式为结构式为 若萘环上的二溴代物有若萘环上的二溴代物有 9 种种 同分异构体同分异构体 则萘环上四溴代物的同分异构体数目有则萘环上四溴代物的同分异构体数目有 A 9 种种 B 10 种种 C 11 种种 D 12 种种 本题是求萘环上四溴代物的同分异构体数目本题是求萘环上四溴代物的同分异构体数目 不需考虑官能团异构和碳链异构不需考虑官能团异构和碳链异构 只求官能团只求官能团 的位置异构的位置异构 如按通常做法如按通常做法 将四个溴原子逐个代入萘环上的氢的位置将四个溴原子逐个代入萘环上的氢的位置 便可数出同分异构体便可数出同分异构体 的数目的数目 但由于数量多但由于数量多 结构比较十分困难结构比较十分困难 很易错数很易错数 漏数漏数 抓住题目所给条件抓住题目所给条件 二溴代物有二溴代物有 9 种种 分析所给有机物峁固氐分析所给有机物峁固氐 不难看出不难看出 萘环上只有六个氢原子可以被溴取代萘环上只有六个氢原子可以被溴取代 也就是说也就是说 每取每取 代四个氢原子代四个氢原子 就肯定剩下两个氢原子未取代就肯定剩下两个氢原子未取代 根据根据 二溴代物有二溴代物有 9 种种 这一提示这一提示 即萘环上只即萘环上只 取两个氢原子的不同组合有取两个氢原子的不同组合有 9 种种 即意味着取四个氢原子进行取代的不同组合就有即意味着取四个氢原子进行取代的不同组合就有 9 种种 所所 以根本不需逐个代以根本不需逐个代 迅速推知萘环上四溴代物的同分异构体就有迅速推知萘环上四溴代物的同分异构体就有 9 种种 9 残基法残基法 这是求解有机物分子结构简式或结构式中最常用的方法这是求解有机物分子结构简式或结构式中最常用的方法 一个有机物的分子式算出后一个有机物的分子式算出后 可以可以 有很多种不同的结构有很多种不同的结构 要最后确定其结构要最后确定其结构 可先将已知的官能团包括烃基的式量或所含原子可先将已知的官能团包括烃基的式量或所含原子 数扣除数扣除 剩下的式量或原子数就是属于残余的基团剩下的式量或原子数就是属于残余的基团 再讨论其可能构成便快捷得多再讨论其可能构成便快捷得多 例例 11 某有机物某有机物 5 6 克完全燃烧后生成克完全燃烧后生成 6 72L S T P 下下 二氧化碳和二氧化碳和 3 6 克水克水 该有机物的蒸该有机物的蒸 气对一氧化碳的相对密度是气对一氧化碳的相对密度是 2 试求该有机物的分子式试求该有机物的分子式 如果该有机物能使溴水褪色如果该有机物能使溴水褪色 并且此并且此 有机物和新制的氢氧化铜混合后加热产生红色沉淀有机物和新制的氢氧化铜混合后加热产生红色沉淀 试推断该有机物的结构简式试推断该有机物的结构简式 因为该有机物的蒸气对一氧化碳的相对密度为因为该有机物的蒸气对一氧化碳的相对密度为 2 所以其分子量是所以其分子量是 CO 的的 2 倍倍 即即 56 而而 5 6 克有机物就是克有机物就是 0 1 摩摩 完全燃烧生成完全燃烧生成 6 72L S T P CO2为为 0 3 摩摩 3 6 克水为克水为 0 2 摩摩 故分子式故分子式 中含中含 3 个碳个碳 4 个氢个氢 则每摩分子中含氧为则每摩分子中含氧为 56 3 12 4 1 16 克克 分子式中只有分子式中只有 1 个氧个氧 从而确从而确 华中师范大学化学学院 丁健 6 联系QQ 738981249 定分子式是定分子式是 C3H4O 根据该有机物能发生斐林反应根据该有机物能发生斐林反应 证明其中有证明其中有 CHO 从从 C3H4O 中扣除中扣除 CHO 残基为残基为 C2H3 能使溴水褪色能使溴水褪色 则有不饱和键则有不饱和键 按其组成按其组成 只可能为只可能为 CH CH2 所以该有机所以该有机 物结构就为物结构就为 H2C CH CHO 10 守恒法守恒法 物质在参加反应时物质在参加反应时 化合价升降的总数化合价升降的总数 反应物和生成物的总质量反应物和生成物的总质量 各物质中所含的每一种原各物质中所含的每一种原 子的总数子的总数 各种微粒所带的电荷总和等等各种微粒所带的电荷总和等等 都必须守恒都必须守恒 所以守恒是解计算题时建立等量关系所以守恒是解计算题时建立等量关系 的依据的依据 守恒法往往穿插在其它方法中同时使用守恒法往往穿插在其它方法中同时使用 是各种解题方法的基础是各种解题方法的基础 利用守恒法可以很利用守恒法可以很 快建立等量关系快建立等量关系 达到速算效果达到速算效果 例例 12 已知某强氧化剂已知某强氧化剂 RO OH 2 能被硫酸钠还原到较低价态能被硫酸钠还原到较低价态 如果还原含如果还原含 2 4 10 3mol RO OH 2 的溶液到低价态的溶液到低价态 需需 12mL0 2mol L 的亚硫酸钠溶液的亚硫酸钠溶液 那么那么 R 元素的最终元素的最终 价态为价态为 A 3 B 2 C 1 D 1 因为在因为在 RO OH 2 中 中 R 的化合价为的化合价为 3 价 它被亚硫酸钠还原的同时价 它被亚硫酸钠还原的同时 亚硫酸钠被氧化只亚硫酸钠被氧化只 能得硫酸钠 硫的化合价升高了能得硫酸钠 硫的化合价升高了 2 价 根据价 根据 2 4 10 3mol RO OH 2 与与 12ml 0 2mol L 1 0 0024mol 的亚硫酸钠完全反应的亚硫酸钠完全反应 亚硫酸钠共升亚硫酸钠共升 0 0024 2 0 0048 价 价 则依照升降价守恒 则依照升降价守恒 2 4 10 3mol RO OH 2 共降也是共降也是 0 0048 价价 所以每摩尔所以每摩尔 RO OH 2 降降 了了 2 价 价 R 原为原为 3 价价 必须降为必须降为 1 价 故不需配平方程式可直接选价 故不需配平方程式可直接选 C 11 规律法规律法 化学反应过程中各物质的物理量往往是符合一定的数量关系的化学反应过程中各物质的物理量往往是符合一定的数量关系的 这些数量关系就是通常所说这些数量关系就是通常所说 的反应规律的反应规律 表现为通式或公式表现为通式或公式 包括有机物分子通式包括有机物分子通式 燃烧耗氧通式燃烧耗氧通式 化学反应通式化学反应通式 化学方程化学方程 式式 各物理量定义式各物理量定义式 各物理量相互转化关系式等各物理量相互转化关系式等 甚至于从实践中自己总结的通式也可充分甚至于从实践中自己总结的通式也可充分 利用利用 熟练利用各种通式和公式熟练利用各种通式和公式 可大幅度减低运算时间和运算量可大幅度减低运算时间和运算量 达到事半功倍的效果达到事半功倍的效果 例例 13 120 时时 1 体积某烃和体积某烃和 4 体积体积 O2混和混和 完全燃烧后恢复到原来的温度和压强完全燃烧后恢复到原来的温度和压强 体积不体积不 变变 该烃分子式中所含的碳原子数不可能是该烃分子式中所含的碳原子数不可能是 A 1 B 2 C 3 D 4 本题是有机物燃烧规律应用的典型本题是有机物燃烧规律应用的典型 由于烃的类别不确定由于烃的类别不确定 氧是否过量又未知氧是否过量又未知 如果单纯将含如果单纯将含 碳由碳由 1 至至 4 的各种烃的分子式代入燃烧方程的各种烃的分子式代入燃烧方程 运算量大而且未必将所有可能性都找得出运算量大而且未必将所有可能性都找得出 应应 用有机物的燃烧通式用有机物的燃烧通式 设该烃为设该烃为 CXHY 其完全燃烧方程式为其完全燃烧方程式为 CXHY X Y 4 O2 XCO2 Y 2H2O 因为反应前后温度都是因为反应前后温度都是 120 所以所以 H2O 为气态为气态 要计体积要计体积 在相同状况在相同状况 下气体的体积比就相当于摩尔比下气体的体积比就相当于摩尔比 则无论则无论 O2 是否过量是否过量 每每 1 体积体积 CXHY只与只与 X Y 4 体积体积 O2 反应反应 生成生成 X 体积体积 CO2和和 Y 2 体积水蒸气体积水蒸气 体积变量肯定为体积变量肯定为 1 Y 4 只与分子式中氢原子数量只与分子式中氢原子数量 有关有关 按题意按题意 由于反应前后体积不变由于反应前后体积不变 即即 1 Y 4 0 立刻得到分子式为立刻得到分子式为 CXH4 此时再将四个选此时再将四个选 项中的碳原子数目代入项中的碳原子数目代入 CH4为甲烷为甲烷 C2H4为乙烯为乙烯 C3H4为丙炔为丙炔 只有只有 C4H4不可能不可能 12 排除法排除法 选择型计算题最主要的特点是选择型计算题最主要的特点是 四个选项中肯定有正确答案四个选项中肯定有正确答案 只要将不正确的答案剔除只要将不正确的答案剔除 剩余剩余 的便是应选答案的便是应选答案 利用这一点利用这一点 针对数据的特殊性针对数据的特殊性 可运用将不可能的数据排除的方法可运用将不可能的数据排除的方法 不直接不直接 求解而得到正确选项求解而得到正确选项 尤其是单选题尤其是单选题 这一方法更加有效这一方法更加有效 例例 14 取相同体积的取相同体积的 KI Na2S FeBr2三种溶液三种溶液 分别通入氯气分别通入氯气 反应都完全时反应都完全时 三种溶液所消三种溶液所消 耗氯气的体积耗氯气的体积 在同温同压下在同温同压下 相同相同 则则 KI Na2S FeBr2三种溶液的摩尔浓度之比是三种溶液的摩尔浓度之比是 华中师范大学化学学院 丁健 7 联系QQ 738981249 A 1 1 2 B 1 2 3 C 6 3 2 D 2 1 3 本题当然可用将氯气与各物质反应的关系式写出本题当然可用将氯气与各物质反应的关系式写出 按照氯气用量相等得到各物质摩尔数按照氯气用量相等得到各物质摩尔数 从而求出其浓度之比的方法来解从而求出其浓度之比的方法来解 但要进行一定量的运算但要进行一定量的运算 没有充分利用选择题的特殊性没有充分利用选择题的特殊性 根根 据四个选项中据四个选项中 KI 和和 FeBr2的比例或的比例或 Na2S 和和 FeBr2的比例均不相同这一特点的比例均不相同这一特点 只要求出其只要求出其 中一个比值中一个比值 已经可得出正确选项已经可得出正确选项 因因 KI 与与 Cl2反应产物为反应产物为 I2 即两反应物即两反应物 mol 比为比为 2 1 FeBr2与与 Cl2反应产物为反应产物为 Fe3 和和 Br2 即两反应物即两反应物 mol 比为比为 2 3 可化简为可化简为 1 当当 Cl2 用量相同时用量相同时 则则 KI 与与 FeBr2之比为之比为 2 即即 3 1 A B D 中比例不符合中比例不符合 予以排除予以排除 只有只有 C 为应选项为应选项 如果取如果取 Na2S 与与 FeBr2来算来算 同理也可得出相同结果同理也可得出相同结果 本题还可进一步加快解题速本题还可进一步加快解题速 度度 抓住抓住 KI Na2S FeBr2三者结构特点三者结构特点 等量物质与等量物质与 Cl2反应时反应时 FeBr2需耗最多需耗最多 Cl2 换言之换言之 当当 Cl2的量相等时的量相等时 参与反应的参与反应的 FeBr2的量最少的量最少 所以等体积的溶液中所以等体积的溶液中 其浓度最小其浓度最小 在四个选在四个选 项中项中 也只有也只有 C 符合要求符合要求 为应选答案为应选答案 13 十字交叉法十字交叉法 十字交叉法是专门用来计算溶液浓缩及稀释十字交叉法是专门用来计算溶液浓缩及稀释 混合气体的平均组成混合气体的平均组成 混合溶液中某种离子浓混合溶液中某种离子浓 度度 混合物中某种成分的质量分数等的一种常用方法混合物中某种成分的质量分数等的一种常用方法 其使用方法为其使用方法为 组分组分 A 的物理量的物理量 a 差量差量 c b 平均物理量平均物理量 c 质量质量 浓度浓度 体积体积 质量分数等质量分数等 组分组分 B 的物理量的物理量 b 差量差量 a c 则混合物中所含则混合物中所含 A 和和 B 的比值为的比值为 c b a c 至于浓缩至于浓缩 可看作是原溶液可看作是原溶液 A 中减少了质量分中减少了质量分 数为数为 0 的水的水 B 而稀释则是增加了质量分数为而稀释则是增加了质量分数为 100 的溶质的溶质 B 得到质量分数为得到质量分数为 c 的溶液的溶液 例例 15 有有 A 克克 15 的的 NaNO3溶液溶液 欲使其质量分数变为欲使其质量分数变为 30 可采用的方法是可采用的方法是 A 蒸发溶剂的蒸发溶剂的 1 2 B 蒸发掉蒸发掉 A 2 克的溶剂克的溶剂 C 加入加入 3A 14 克克 NaNO3 D 加入加入 3A 20 克克 NaNO3 根据十字交叉法根据十字交叉法 溶液由溶液由 15 变为变为 30 差量为差量为 15 增大溶液质量分数可有两个方法增大溶液质量分数可有两个方法 1 加加 入溶质入溶质 要使要使 100 的的 NaNO3变为变为 30 差量为差量为 70 所以加入的质量与原溶液质量之比为所以加入的质量与原溶液质量之比为 15 70 即要即要 3A 14 克克 2 蒸发减少溶剂蒸发减少溶剂 要使要使 0 的溶剂变为的溶剂变为 30 差量为差量为 30 所以蒸发的溶所以蒸发的溶 剂的质量与原溶液质量之比为剂的质量与原溶液质量之比为 15 30 即要蒸发即要蒸发 A 2 克克 如果设未知数来求解本题如果设未知数来求解本题 需要做需要做 两次计算题两次计算题 则所花时间要多得多则所花时间要多得多 14 拆分法拆分法 将题目所提供的数值或物质的结构将题目所提供的数值或物质的结构 化学式进行适当分拆化学式进行适当分拆 成为相互关联的几个部分成为相互关联的几个部分 可以便可以便 于建立等量关系或进行比较于建立等量关系或进行比较 将运算简化将运算简化 这种方法最适用于有机物的结构比较这种方法最适用于有机物的结构比较 与残基法相与残基法相 似似 同一物质参与多种反应同一物质参与多种反应 以及关于化学平衡或讨论型的计算题以及关于化学平衡或讨论型的计算题 例例 16 将各为将各为 0 3214 摩的下列各物质在相同条件下完全燃烧摩的下列各物质在相同条件下完全燃烧 消耗氧气的体积最少的是消耗氧气的体积最少的是 A 甲酸甲酸 B 甲醛甲醛 C 乙醛乙醛 D 甲酸甲酯甲酸甲酯 这是关于有机物的燃烧耗氧量的计算这是关于有机物的燃烧耗氧量的计算 因为是等摩尔的物质因为是等摩尔的物质 完全可用燃烧通式求出每一完全可用燃烧通式求出每一 个选项耗氧的摩尔数个选项耗氧的摩尔数 但本题只需要定量比较各个