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文档简介
1、最新高考化学十字交叉的应用技巧金点子:对于二元混合物,如果用C表示己知的两个量C1、C2的平均值,n1、n2表示C1、C2对应的份数,则有:C1 n1 + C2 n2 = C (n1 + n2) = C n1 + C n2n1(C1 - C ) = n2 ( C - C2 ) ,根据这个关系可以写成十字交叉图式:(斜看差数,横看结果) 这种运算方法叫十字交叉法。在运算时,C必须是已知量或可间接求得的量。通过十字交叉法可求得C1与C2间的物质的量之比。经典题:例题1 :(1999年全国高考)原计划实现全球卫星通讯需发射77颗卫星,这与铱(Ir)元素的原子核外电子数恰好相等,因此称为“铱星计划”。
2、(1)已知铱的一种同位素是19177Ir,则其核内的中子数是 ( ) A77 B114 C191 D268(2)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 ( ) A3961 B6139 C11 D3911方法:(1)可利用“质量数质子数+中子数”求解,(2)利用“十字交叉”求解。捷径:(1)根据“质量数质子数+中子数”知:中子数19177114。选B。(1) 利用“十字交叉”可得:以此19177Ir与19377Ir两种同位素的原子个数比为:0.781.22=3961,得答案为A。总结: 该题在当年高考中为两条选择题。若
3、能巧用“十字交叉”,便能迅速获解。例题2 :(1999年上海高考)由CO2、H2、和CO组成的混合气在同温同压下与氮气的密度相同。则该混合气中CO2、H2、和CO的体积比为 ( )A29813 B22114 C13829 D261657 方法:将题中三种气体的式量与氮气的式量作比较,找出其间的联系,然后用“十字交叉”求解。捷径:由于CO在同温同压下时的密度与N2相同,所以CO的含量为任意值。只要CO2与H2的混合气体密度等于N2,即平均相对分子质量等于28便满足题意。利用“十字交叉”可求得CO2与H2的体积比,即:只要在在同温同压下混合气中CO2与H2的体积比满足2616或138即可。以此得答
4、案为CD。总结:从CO与N2的平均相对分子质量相同得在同温同压下,CO的密度与N2相同是解答该题的关键。例题3 :(2001年上海高考)已知Fe2O3在高炉中有下列反应:Fe2O3CO2FeOCO2,反应形成的固体混和物(Fe2O3、FeO)中,元素铁和氧的质量比用 mFemO表示。(1)上述固体混和物中,mFemO不可能是 (选填 a、b、c多选扣分)(a)219 (b)217.5 (c) 216(2)若mFemO218,计算Fe2O3被CO还原的百分率(3)设 Fe2O3被CO还原的百分率为A,则A和混和物中mFemO的关系式为(用含mFe、mO的代数式表示)。A 请在下图中画出A%和mF
5、e/mO关系的图形。(4)如果 Fe2O3和CO的反应分两步进行:3Fe2O3CO2Fe3O4CO2 ,Fe3O4CO3FeOCO2试分析反应形成的固体混和物可能的组成及相应的mFemO(令mFemO21a,写出a的取值范围)。将结果填入下表。混和物组成(用化学式表示)a的取值范围方法:利用十字交叉及数形结合方法解题。捷径:(1)Fe2O3中mFemO=(562)(163)=219,在FeO中mFemO=5616=72,在Fe2O3和FeO的混合物中,mFemO应介于219 216之间,所以不可能是219或216 。故选a、c。(2)解法一:因为Fe2O3中mFemO=219,FeO中mFem
6、O=216,在混合物中Fe2O3与FeO物质的量之比可通过十字交叉确定为:被还原Fe2O3的百分率为:解法二:设原有Fe2O3物质的量为 1 mol,还原率为 A%,则混合物中有(1A%)molFe2O3和2A% mol的Fe 。解之得 A%=33.3%(3)根据解法二:得出的代数式求得:A%=3 。A%和mFe/mO的关系图为:(4)可能组成的混合物是Fe2O3、Fe3O4,Fe3O4、FeO,Fe2O3、Fe3O4、FeO,其中Fe3O4中mFemO=(563)(164)=218,所以有:当混合物是Fe2O3、Fe3O4时,8a 9,当混合物是Fe3O4、FeO时6a 8,当混合物是Fe2
7、O3、Fe3O4、FeO时6a9 。总结:当用比例关系列十字交叉时,要注意分子或分母必有一相同,如果分子相同,则根据分母列十字交叉;如果分母相同,则根据分子列十字交叉。在绘图时首先要注意找出三点,即起点、拐点和终点,然后根据三点绘图即可。金钥匙:例题1 :有四种不纯的碳酸钠样品,分别含有下列选项中的一种杂质。取等质量的样品,分别向这些样品中加入2mol/L盐酸,均完全反应生成CO2,且所耗盐酸的体积也均相同。这四种样品中Na2CO3的质量百分比最小的是( )AKHCO3 BNH4HCO3 CK2CO3 DNaHCO3 方法:将四种杂质中不是正盐的都看作“正盐”,然后与Na2CO3比较,通过十字
8、交叉分析求解。捷径:将四种杂质都看作“正盐”假设与Na2CO3相当,“1mol”盐消耗2mol盐酸,则(A)(B)(C) (D)的“分子量”依次变为200、158、138和168。各组混合物耗酸量相同时,各组盐的物质的量n正盐必相等。又因为各组盐的质量相同,所以盐的平均分子量相同。这样,Na2CO3与所含杂质物质的量之比则可由下式计算:欲使Na2CO3的含量最小,上式中M(即换量后杂质盐的分子量)值就应最小。M(K2CO3)=138,最小。故答案为C。总结:“十字交叉”后所得的比例为物质的量(或分子、原子的个数)比。例题2 :甲烷和丙烷混合气的密度与同温同压下乙烷密度相同,混合气中甲烷与丙烷的
9、体积比是( )A21 B31 C13 D11 方法:通过平均分子量和十字交叉求算。捷径:因混合气的密度与同温同压下乙烷密度相同,故混合气的平均分子量也与乙烷的分子量相同,即为30,又甲烷的分子量16,丙烷的分子量44。利用十字交叉得: 相同条件下,11既是体积比又是物质的量比,因此选D 。总结:根据阿伏加德罗定律,对气体而言,在相同条件下,物质的量比等于体积比。例题3 :已知下列两个热化学方程式2H2(g)+ O2(g)= 2H2O(l);H=571.6kJ/molC3H8(g)+ 5O2(g)= 3CO2(g)+4H2O(l);H=2220 kJ/mol实验测得氢气和丙烷气体共5mol完全燃
10、烧放热3847kJ,则混合气体中氢气与丙烷的体积比是( )A13 B31 C14 D11 方法:首先求得混合气体1mol完全燃烧所放出的热量,再通过十字交叉求其比例。捷径:氢气和丙烷气体共5mol完全燃烧放热3847kJ,则1mol混合气体所放出的热量为769.4kJ。根据十字交叉求得其比例为:以此得答案为B。总结:利用热化学方程式进行解题时,要特别注意反应物和生成物的状态,如此题生成物水的状态不同时,要先根据题中要求换算成相同状态,否则要出错。例题4 :把100g 10%KNO3溶液的浓度增加到20%,可采用的方法是A蒸发掉45g水 B蒸发掉50g水C加入10g KNO3固体 D加入15g
11、KNO3固体 方法:采取去水或加硝酸钾两种方法,利用十字交叉分别求算。捷径:去水加浓。(水的“浓度”视为零)。上式的意义是20g10%的溶液去掉(负号表示)10g水即可得20%的溶液,所以100g10%的溶液需去水10/20100=50(g),选B 。加KNO3(KNO3“浓度”视为100%),有需加KNO3 100 = 12.5(g),C、D都不能选。本题答案只能是B。总结:解答该题也可通过设未知数列方程求解。例题5 :常温下,一种烷烃A和一种单烯烃B组成混合气。A或B分子中最多只含4个碳原子,且B分子的碳原子数比A分子多。将1 L该混合气充分燃烧,在同温同压下得2.5 LCO2气体,推断原
12、混合气中A和B所有可能的组合及其体积比。 方法:先根据混合气的平均碳原子数2.5确定可能的组合,再利用十字交叉求解。捷径:据题意,1mol混合烃含碳2.5mol,且B的碳原子数多于A,可能的混合气组成只能是下面4种A B CH4 C3H6 CH4 C4H8 C2H6 C3H6 C2H6 C4H8运用十字交叉法(根据碳原子数列式),有: CH4、C3H6组成混合气时上式表明,混合时A和B的体积比为13(即0.51.5)。、种组合时A与B的体积比也都可按上法求出,答案分别为11,11,31,具体过程不再重复。总结:如果该题给出了水的量,则还必须通过氢,利用十字交叉剔除不符合的选项。例题6 : 某气
13、态烃A和B按23(体积比)混合后,取0.1mol与一定量氧气混合燃烧,产物为CO、CO2和水蒸气。将燃烧产物依次通过足量的浓硫酸、灼热的CuO及碱石灰,最后碱石灰增重7.04g。求A和B可能的分子式。 方法:根据碱石灰增重即为CO2的质量,求得烃的平均碳原子数,再结合气态烃A和B体积比为23和十字交叉法求得结果。捷径:(1)碱石灰吸收的CO2包括燃烧生成的CO2及CO转化(还原CuO)成的CO2,即0.1mol混合烃中的C转化成CO2的总量,共为7.04g44g/mol=0.16mol 。可知:1mol混合烃含碳1.6mol,所以混合烃一定含CH4。(2)设另一烃分子中含x个碳原子: 令A为C
14、H4,则有(x1.6)/ 0.6 = 2/3,解得x=2B可能是C2H6、C2H4、C2H2。 令B为CH4,则有0.6 /(x1.6)=2/3,解得x=2.5(不合理,舍去)。以此得A的分子式为CH4,B的分子式可能为C2H6、C2H4、C2H2。总结:过程的分析是该题的关键。碱石灰虽是CO2和水的吸收剂,但因预先通过了浓硫酸,故水已去除,因此7.04g为CO2。例题7 :铁、锌合金8.5g溶于稀H2SO4中,充分反应后制得0.300gH2,求合金中Fe,Zn的含量分别为多少克。 方法:因1mol铁或锌与稀硫酸作用均产生1molH2,以此可通过H2的物质的量求得混合物中铁锌的总物质的量,再利
15、用十字交叉求其比例。捷径:先求出合金的平均摩尔质量:因Fe H2 ,Zn H2 ,合金 H2,则合金的平均摩尔质量为:8.5 g /(0.300/2)mol= 59.0g/mol,平均分子量为59.0。故Fe,Zn分别产生H2的物质的量之比为6.03.0 = 21,从而可知合金中Fe,Zn的质量分别为:m (Fe) = 56g/mol(0.300/2)mol2/3 = 5.60gm (Zn) = 65g/mol(0.300/2)mol1/3 = 3.25g总结:当等物质的量的两种金属与酸反应放出的氢气量不等时,不可用此方法,而应通过设未知数列方程求解。例题8 :某气体混合物含有氢气,二氧化碳和
16、45%(体积)的氮气。它对氢气的相对密度是12.2,试求氢气和二氧化碳在混合气体中各自的体积百分含量。 方法:将氢气和二氧化碳作为一个组分,氮气作另一个组分,先求出氢气和二氧化碳这二者混合后的平均式量,而后再求组分的体积百分含量。捷径:根据混合气对氢气的相对密度是12.2知,混合气的平均式量为22.4。设混合气为100 L,则V(N2) = 45 L,V(H2、CO2)= 55 L。24.4xN2 28又设H2、CO2混合气的平均式量为x,则:45553.6V(N2)24.4 xV(H2、CO2)24.4H2、CO2 x3.6解得x=21.49.711.3V(H2)19.419.422.621
17、.4CO2 44H2 2再利用十字交叉法,可求得H2与CO2的体积比:22.6V(CO2)又因为氢气和二氧化碳组分占全部混合气体的55%,所以,氢气和二氧化碳占总混合气体的体积百分数为:V(H2)% = 55% = 29.6%,V(CO2)% =55% = 25.4%则全部混合气体由25.4%的CO2、29.6%的H2和45%的氮气组成。总结:如果混合物由n种混合气组成,则可通过n1次十字交叉求解。聚宝盆: 十字交叉法作为一种简化的解题方法,应用于某些基于二元混合体系所产生的具有平均意义的计算问题,表现出简化思路、简便运算等显著优点。该方法在近几年的许多高考计算型选择题、填空题、计算题中得到应
18、用。热身赛:1在相同条件下,乙烯和乙炔的混合气体amL,完全燃烧所用去的氧气为bmL,则混合气体中乙烯和乙炔的体积比是 ( )A (2a-b) / (3a-b) B (a-2b) / (a-b) C (2b-5a) / (6a-2b) D (2a-b) / (6a-2b)2由CO和CO2组成的混合气体,经分析测知含氧质量百分率为70%,则该混合气体中CO和CO2的体积比为 ( )A13 B31 C733 D3373将18gCO和CO2的混合气体完全燃烧后,得标准状况下的CO211.2L。这混和气体中含CO和CO2的物质的量、混合气的平均式量各是 ( ) A0.25mol、0.25mol、72
19、B0.25mol、0.25mol、36 C0.5mol、0.5mol、72 D0.5mol、0.5mol、364一种气态烷烃与一种气态烯烃的混合物共1体积,在O2中充分燃烧后,生成2体积的CO2和2.667体积水蒸气(相同状况下测定),则混合烃中,烷与烯的体积比可能是( )A21 B31 C13 D235实验测得乙烯与氧气混合气体的密度是氢气14.5倍,可知其中乙烯的质量分数为( )A25.0% B27.6% C72.4% D75.0%6由CO2、H2和CO组成的混合气在同温同压下与氮气的密度相同。则该混合气体中CO2、H2和CO的体积比为 ( )A29813 B22114 C13829 D2
20、616577由Na、Cl、Cl构成的10g氯化钠中,Cl-所占质量分数是多少?组成为NaCl的氯化钠有多少克(氯元素平均原子量为35.5)?8常温下,一种烷烃A和一种单烯烃B组成混合气体,A或B分子最多只含有4个碳原子,且B分子的碳原子数比A分子多。(1)将1 L该混合气体充分燃烧,在同温同压下得到2.5 L CO2气体。试推断原混合气体中A和B所有可能的组合及其体积比,并将结果填入下表:组合编号A的分子式B的分子式A和B的体积比VAVB(2)120时取 1 L该混合气体与 9 L 氧气混合,充分燃烧后,当恢复到120和燃烧前的压强时,体积增大6.25%。试通过计算确定A和B的分子式。9(1)
21、已知某混合气体的体积分数组成为80.0%CH4、15.0%C2H4和5.00%C2H6。请计算0.500mol该混合气体的质量和标准状况下的密度(g/L)。(2)CH4在一定条件下催化氧化可以生成C2H4、C2H6(水和其他反应产物忽略不计)。取一定量CH4经催化氧化后得到一种混合气体,它在标准状况下的密度为0.780 g/L 。已知反应中CH4消耗了20.0%,计算混合气体中C2H4的体积分数。(本题计算过程中请保持3位有效数字)10在1.01105Pa、400K时,由两种常见的有机物组成的混和气体4L,跟相同状况下的5L氧气混和引烧使其恰好完全反应,所生成的二氧化碳和水蒸气的混和气体的密度
22、是相同状况下氢气密度的14.2倍,当恢复到反应前的状况时,混和气体的密度是反应前的。求原混和气体的可能组成和各组成成分的体积分数(百分含量)。大检阅:1A 2A 3B 4A 5C 6CD744.9% 7.4g8(1)组合编号A的分子式B的分子式A和B的体积比VAVBCH4C3H613CH4C4H811C2H6C3H611C2H6C4H831(2)A为C2H6、B为C4H8 。9(1)9.25 g , 0.826 g/L (2)4.18% 10可能组成为HCHO和CH3OH,各占50%;或CH4和HCOOH,各占50%策略34化学中的假设技巧 金点子:1在化学试题的求解或分析中,由于起始时物质的
23、量、浓度、体积、质量及有机化合物中官能团的数目等未知,便给解题带来一定的困难。这时若能假设其未知量为1,便会使求解过程变得简单明了。在解题时有时也可将未知量假设为100,有时也可根据题中化学方程式的化学计量数假设其它数值。2有关酸碱混合,在估算混合后溶液的pH时,当原酸碱溶液的强弱未知时,可首先假设其为强酸强碱,再迁移到弱酸或弱碱方面进行比较。3在化学平衡中对两种难以联系的状态进行比较分析时,可通过假想另一中间状态,然后将其迁移到题中要比较的状态。4对不同密度的同一溶液等体积混合时,可先假设等质量混合,然后再迁移到等体积的混合问题。经典题:例题1 :(1992年三南高考)在某温度下, 一定量的
24、元素A的氢化物AH3,在一定体积的密闭容器中可完全分解成两种气态单质, 此时压强增加了75%。则A单质的一个分子中有 个A原子, AH3分解反应的化学方程式是 。方法:通过假设元素A的氢化物为1mol分析。捷径:假设元素A的氢化物为1mol,则压强增加了75%,在同温、同体积下物质的量也增加75%,以此反应后总物质的量为1.75mol。换算成整数比为:1:1.75 = 4:7。根据原子个数守恒即可列出AH3分解反应的化学方程式4AH3=A4+6H2,同时可得A单质(A4)的一个分子中有4个A原子。总结:在当年的评分标准中,若答案中将A写成P或As, 都可当作A, 可同样给分。例题2 :(199
25、1年三南高考)将pH=3的某酸溶液跟pH=11的某碱溶液等体积混和后, 溶液的pH值 ( )A大于7 B小于7 C等于7 D无法确定方法:通过假设原酸碱为强酸、强碱,再迁移到弱酸或弱碱进行比较。捷径:pH=3的某酸溶液中c(H+) = 0.001mol/L,pH=11的某碱溶液中c(OH) = 0.001mol/L,若为强酸与强碱等体积混和,则混合后pH为7。迁移到弱酸、弱碱后,若为弱酸与强碱等体积混和,则混合后弱酸有剩余,还将继续电离,因而pH7。 答案为D。总结:若为弱酸与弱碱等体积混和,则混合后的pH决定于弱酸与弱碱的相对强弱,若弱酸的酸性强于弱碱,则pH7;若弱酸的酸性弱于弱碱,则pH
26、 c(Cl-) c(H+) c(OH-) Bc(NH4+) c(Cl-) c(OH-) c(H+)Cc(Cl-) c(NH4+) c(H+) c(OH-) Dc(Cl-) c(NH4+) c(OH-) c(H+)方法:首先根据pH分析电离出的H+和OH - 的反应,然后再讨论剩余氨水的电离。捷径: pH=3,c(HCl)=103mol/L,pH=11,c(OH)=103mol/L。因为氨水是弱电解质,所以氨水的浓度大于盐酸的浓度。二者等体积混合后,氨水过量。因而只要考虑NH3H2O的电离不必考虑NH4+的水解。所以存在c(NH4+)c(Cl),同时也存在c(OH)c(H+)。而NH3H2O的电
27、离只是少数,所以存在c(Cl)c(OH)。以此得答案为B。总结:如果与1994年全国高考题比较:在氯化铵溶液中,下列关系式正确的是( )Ac(Cl-) c(NH4+) c(H+) c(OH-) Bc(NH4+) c(Cl-) c(H+) c(OH-)Cc(Cl-)= c(NH4+) c(H+)= c(OH-) Dc(NH4+) = c(Cl-) c(H+) c(OH-)它们的区别在:本题是经反应后,溶液中存在NH4Cl和相当多NH3H2O,而1994年高考题全部都是NH4Cl。当无多余的酸或碱存在时,就一定要考虑盐的水解。而在本题中,由于氨水过量,盐的水解可忽略不计。例题6 :(1998年全国
28、高考)在一定体积的密闭容器中放入3L气体R和5L气体Q,在一定条件下发生反应:2R(g)+5Q(g)= 4X(g)+nY(g)反应完全后,容器温度不变,混和气体的压强是原来的87.5%,则化学方程式中的n值是( )A2 B3 C4 D5方法:假设反应过程中压强不变,则通过体积缩小到原来的87.5%来进行计算。捷径:本题所述及的反应不是可逆反应。3L气体R和5L气体Q反应时,R过量1L,如果压强保持不变,则体积缩小到原来的87.5%,同时生成4LX气体和nLY气体,根据题意有: ,n=2 。选A。总结:本题与可逆反应之间有严格区别,若看成是可逆反应,n只能等于1,因为Q气体不能全部参加反应,而该
29、题中Q 气体完全反应,n只能等于2。例题7 :1993年上海高考)如右图,为装有活塞的密闭容器,内盛22.4mL一氧化氮,若通入11.2mL氧气(气体体积均在标准状况下测定),保持温度、压强不变,则容器内的密度 ( )A等于1.369g/L B等于2.054g/LC在1.369g/L和2.054g/L之间 D大于2.054g/L方法:首先假设完全反应生成NO2,再通过NO2与N2O4的平衡分析而获得结果。捷径:标况下n(NO)=1103mol,n(O2)=0.5103mol,因反应是2NO+O2= 2NO2,则二者恰好反应生成1103mol的NO2。气体质量为1103mol46g/mol= 4
30、.6102g 容器体积为所以,密度=又因有2NO2 N2O4平衡存在,所以容器体积将略减少,故密度将大于2.054g/L。以此得答案为D。总结:2NO2 N2O4是该题的隐含条件,在解题时,考生往往会疏忽而误选B。NO与O2的反应可认为是完全反应全部生成NO2,而不是NO、O2、NO2的混合气体,不少考生由于没有认识这一点,又易误选C。例题8 :(1995年全国高考) (1)已知某混和气体的体积百分组成为80.0%CH4、15.0%C2H4和5.00%C2H6。请计算0.500 mol该混和气体的质量和标准状况下的密度(g/L)。(2) CH4在一定条件下催化氧化可以生成C2H4、C2H6 (
31、水和其它反应产物忽略不计)。取一定量CH4经催化氧化后得到一种混和气体, 它在标准状况下的密度为0.780g/L。已知反应中CH4消耗了20.0%,计算混和气体中C2H4的体积百分含量。(本题计算过程中请保持3位有效数字)。方法:第(1)问直接计算,第(2)问可将CH4假设为1mol进行分析。捷径:(1)根据题中数据可得0.500mol混合气体的质量为:0.500mol(16g/mol0.800+28 g/mol0.150+30 g/mol0.0500)=9.25g (2) 设反应前CH4为1mol,其中有xmol 转化成C2H4,生成 0.5xmol C2H4 和0.5 (0.200x)mo
32、l C2H6。则反应后混合气体的总物质的量 = 0.800 mol+ 0.50.200mol = 0.900mol 。( g / L )总结:在解答该题的过程中,部分考生未能作反应前CH4为1mol的假设,造成计算过程较为繁杂,有的甚至无法求解。金钥匙:例题1 :将含1 mol NH3的密闭容器a加热,部分NH3分解并达到平衡,此时NH3的体积百分数为x%,若在该容器中加入2mol NH3后密封,加热到相同温度,使反应达到平衡时,设此时NH3的体积百分数为y%,则x和y的正确关系是( )Ax y Bxy Cx = y Dxy方法:通过设定另一假想态,然后再将假想态转化为现在的状态而获得结果。捷
33、径:假设把2mol NH3先加入容积为a的2倍的容器b中,加热到相同温度,此时与1mol NH3加到a容器中等效,达到平衡时,NH3的体积百分数也必为x%。现将b容器加压,使容积减小到原来的一半,即与a容积相等。因平衡2NH3 3H2 + N2向逆方向移动,达到新平衡时NH3的体积百分数y%必大于x%,则B为答案。总结:此题如从正面直接分析常会得出错误的判断,但若通过理想的过程假设,问题就会十分明朗。例题2 :将50%的乙醇溶液和10%的乙醇溶液等体积混合,所得溶液的质量分数( )A大于30% B小于30% C等于30% D无法判断方法:通过巧设质量相等得其浓度,再延伸到体积相等。捷径:假设5
34、0%和10%两乙醇溶液密度分别为d1和d2,并将它们等质量(均为m)混合,所得溶液的质量分数= 30% 。因为d1d2,所以两溶液等体积混合后,50%乙醇溶液的质量必小于10%乙醇溶液质量,混合后溶液百分比浓度必小于30%。选B。总结:当溶液密度小于水的密度时,等体积混合后质量分数小于等质量混合后的密度。当溶液密度大于水的密度时,等体积混合后质量分数大于等质量混合后的密度。例题3 :pH相同、体积相同的盐酸和醋酸,分别与等体积等浓度的氢氧化钠溶液混合,若醋酸与氢氧化钠混合后溶液pH等于7,则盐酸与氢氧化钠溶液混合后所得溶液的pH是( )。A大于7 B小于7 C等于7 D无法判断方法:先假定盐酸
35、与氢氧化钠溶液混合后溶液呈中性,再迁移到醋酸与氢氧化钠的反应,以分析其pH的变化。捷径:pH相同、体积相同的盐酸和醋酸中,已电离出的H+总量是相等的,但醋酸中还有尚未电离的醋酸分子。假设盐酸与氢氧化钠反应后所得溶液pH值等于7,则醋酸与氢氧化钠反应后溶液pH值必小于7,若使其pH值等于7,应向其中再加些氢氧化钠溶液。现与两酸作用的氢氧化钠溶液总量相等,而醋酸与氢氧化钠混合后溶液pH等于7,这样盐酸与氢氧化钠溶液反应后的溶液,其溶液pH值必大于7。总结:通过逆向假设而获得结果。例题4 :将适量铁粉放入三氯化铁溶液中,完全反应后,溶液中的Fe3+和Fe2+浓度相等,则已反应的Fe3+和未反应的Fe
36、3+的物质的量之比是( )A23 B32 C12 D11方法:根据方程式,假定溶液中离子的物质的量,然后再通过反应分析。捷径:将铁粉加入三氯化铁溶液中将发生反应:Fe + 2Fe3+ = 3Fe2+,在同一溶液中Fe3+和Fe2+浓度相等,则它们的物质的量也必相等。根据反应方程式中系数特点,假设反应后溶液中含Fe3+3mol,则Fe2+也必为3mol,参加反应的Fe3+应为2mol,即已反应的Fe3+和未反应的Fe3+物质的量之比为23。以此得答案A。总结:对此类无数据的计算,可通过化学方程式或离子方程式中的化学计量数假想某些数据,这样便使无数据变得实实在在。例题5 :在一个固定体积的密闭容器
37、中,加入2mol A和1 mol B发生反应:2A(g)+ B(g) 3C(g)+ D(g),达到平衡时,C的浓度为w mol/L 。若维持容器体积和温度不变,按下列4种配比作为起始物质,达到平衡后,C的浓度仍为 w mol/L的是( )A.4molA + 2molB B.2molA + 1molB + 3molC + 1molDC.3molC + 1molD + 1molB D.3molC + 1molD方法:此类题目,可假设正反应或逆反应完全到底,再由生成的量求出反应的初始态量,若所求初始态的量与已知初始态物质的量相同,则C的浓度将为w mol/L。捷径:因反应在一个固定体积的密闭容器中进
38、行,以此只要另一状态与原状态中起始物质的物质的量相同即可。因已知初始态为2molA和1molB,将各选项中的生成物全部变成反应物,可假设此逆反应完全进行到底,则B组中应4molA和2molB,与A组比例相同,所以A,B两组均与已知初始态物质的量不相同,故A,B答案舍去。C组转换后为2molA和2molB,也与已知初始态物质的量不相同,故C答案舍去。D组为2molA和1molB,与已知初始态配比相同,即达到的平衡时状态相同,故此题答案为D 。总结:在解答此类试题时要特别注意容器的体积变化和外界条件。例题6 :下列各组混合物的质量彼此相同,跟足量的盐酸反应后所产生的氢气的质量也彼此相同。这些混合物
39、中含锌量最大的是( )AZn Mg BZn Al CZn Fe DZn Na方法:因盐酸足量,金属将完全反应,此时可假设四组混合物中锌的含量相同,从另一金属产生的氢气量来分析,产生氢气量多的金属,则要求含量少。 捷径:假设四组混合物中锌的质量相等即含量相同,则Mg、Al、Fe和Na的质量也必然相等,这样一来产生氢气的量就是AlMgNaFe,要使产生氢气的量相等,则Mg、Al、Fe、Na的质量应为AlMgNaFe,即B组混合物中Zn的含量最大。总结:金属混合物方面的判断分析在近几年的高考试题中经常出现,此类试题要求考生在题设条件下充分运用假设,进行局部与整体的分析。例题7 :在密闭容器中进行X2
40、(气)+4Y2(气) 2Z2(气)+3Q2(气)的反应,其中X2、Y2、Z2、Q2的开始浓度分别为0.1mol/L、0.4mol/L、0.2mol/L、0.3mol/L,当反应达到平衡后,各物质的浓度不可能是( )。A(X2)=0.15mol/L B c(Y2)=0.9mol/L Cc(Z2)=0.3mol/L Dc(Q2)=0.6mol/L方法:在分析反应物时,可假想生成物全部变成反应物,在分析生成物时,可假想反应物全部变成生成物,但又由于反应为可逆反应,所以又均小于其假想的完全转化的反应物(或生成物)量。捷径:假设反应向正反应方向完全进行到底,生成物c(Z2)=0.4mol/L,c(Q2)
41、=0.6mol/L(极限值),但该反应实为可逆反应,故达到平衡后c(Z2)0.4mol/L,c(Q2)0.6mol/L,C项可能,而D项不可能。又假设反应向逆反应方向完全进行到底时,反应物c(X2)=0.2mol/L,c(Y2)=0.8mol/L(极限值),同样由于该反应的可逆性,故c(X2)0.2mol/L,c(Y2)0.8mol/L,A项可能,而B项不可能。答案为B、D。总结:利用极端假设,再通过平衡原理分析,在速率与平衡方面经常应用。例题8 :某化合物D只有C、H、O三种元素组成。完全燃烧1 mol D需4 mol O2,金属钠不能使D释放出H2 。但氧化剂可使D转化为化合物E,0.37
42、可与250.2mol/的氢氧化钠溶液恰好中和。试确定D、E的结构简式。方法:根据题中信息和有机反应原理,因D只有C、H、O三种元素组成,由D氧化得到,且可与氢氧化钠溶液反应,可推知E为羧酸。因难以确定E为几元羧酸,为了方便解题,可假设E为一元羧酸,在得到结果后,再进行验证。捷径:由题意可知,E分子中含有羧基,D分子中含有醛基,假设E为一元羧酸,则D为一元醛,设E的摩尔质量为M,则有:0.37g / M = 0.2mol/L0.025L ,求得M = 74 gmol1,在一元羧酸中,只有丙酸的相对分子量为74,则E可能为CH3CH2COOH,D可能为CH3CH2CHO 。验证:因CH3CH2CH
43、O + 4O2 3CO2 + 3H2O,方程式中反应物系数比符合题意,则假设成立。即E为CH3CH2COOH,D为CH3CH2CHO 。总结:依题进行假设,在有机物的推断、计算经常得到应用。但在假设后不能忘掉验证假设的过程。例题9 :18.4 g NaOH和NaHCO3固体混合物,在密闭容器中加热到250,经充分反应后排出气体,冷却称得剩余固体质量为16.6 g ,试计算原混合物中NaOH的百分含量。方法:因剩余固体质量为16.6 g中所含的物质未知,以此可对固体混合物进行完全反应假设,再通过分析题中数据,获得固体的成分后进行计算。捷径:假设固体混合物中NaOH与NaHCO3恰好反应,加热后失
44、重的质量为x,可建立下列关系式:NaHCO3 + NaOH Na2CO3 + H2O(84+40)g 18g18.4g x(84+40)g18g = 18.4g x ,解得 x = 2.6 g现固体混合物失重18.4g 16.6g = 1.8g,因为2.6g1.8g,所以不难判断固体混合物加热时仅发生上述反应,且NaOH过量。设混合物中含NaHCO3 的质量为y ,根据上式则有:84g18g = y 1.8g,解得y = 8.4g则NaOH的百分含量为 100% = 54.3% 。总结:对多种物质组成的混合物成分的分析,在反应过程中可通过完全反应的假设及假设后数据的分析,使思路变得清晰。例题1
45、0 :将w g由NaHCO3和NH4HCO3组成的混合物充分加热,排出气体后质量变为w/2 g,求混合物中NaHCO3和NH4HCO3的质量比。方法:通过巧设反应后物质的质量求解。捷径:由2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2和NH4HCO3 NH3+H2O+CO2可知,残留固体仅为Na2CO3,可巧设残留固体的质量为106g,则原混合物的质量为106g2=212g,故m(NaHCO3)=168g,m(NH4HCO3)=212g168g = 44g。其质量比为:总结:对质量的假设,不一定为1,可以是100,也可以是某些物质的化学式量。如该题中便假设生成物的质量为106g。在解题时,要根据
46、题目中的要求具体确定。聚宝盆:1在化学试题的求解或分析中,只有当起始时物质的量、浓度、体积、质量及有机化合物中官能团的数目等未知时,才能使用设一法求解。2酸与碱混合包括了强酸强碱、强酸弱碱、弱酸强碱和弱酸弱碱之间混合。酸和碱还分为一元或多元。在中学不讨论弱酸和弱碱的混合。强酸和强碱混合,可以计算出溶液的pH,而强酸与弱碱,弱酸与强碱混合只能计算出溶液显酸性,还是显碱性。如果已知条件提供酸或碱的物质的量浓度还要考虑是一元的还是多元的,若已知溶液pH,则无须考虑酸或碱是一元的还是多元的。在解析中假设它们是一元酸或一元碱是便于考虑。此类试题既是高考的常见题型,也是高考的热点试题,尽管难度较大,涉及的
47、知识面较宽,但得分情况仍然较好。3在解题时,只能对反应的数值进行假设,不可对反应条件、物质的状态等进行假设。特别是对条件不同,反应产物不同及气体所处的外界状况(是标准状况,还是非标准状况)等的判断分析题,更不能随意假设。热身赛:1将质量比为7811的N2、O2、CO2混合后,通过一定量的Na2O2,在相同条件下测得反应后气体混合物是原来气体混合物体积的8/9,则反应后气体中 N2、O2、CO2的体积比是( )A341 B34.50 C332 D1102a gNaOH和NaHCO3固体混合物,在密闭容器中加热到约250,经充分反应后排出气体,冷却,称得固体质量为b g。计算原混合物中NaOH的百
48、分含量。 3在含n g HNO3的溶液里放入m g铁,铁完全溶解。假设有 g HNO3被还原,且放出的气体是NO 。试回答:反应后溶液中的溶质是什么?并求与溶质对应的的值(要求写计算过程)。 4现有电解质溶液:Na2CO3 NaHCO3 NaAlO2 CH3COOH NaOH 且已知:CO2+3H2O+2AlO2=2Al(OH)3+CO32 。(1)当五种溶液的pH相同时,其物质的量浓度由大到小的顺序是 (填编号)。(2)将上述物质的量浓度均为0.1 mol/L的五种溶液,稀释相同倍数时,其pH变化最大的是 (填编号)。(3)在上述五种电解质溶液中,分别加入AlCl3溶液,无气体产生的是 (填编号)。(4)将上述四种电解质溶液混合,发生反应的离子
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