内容正文:
专题讲座一 化学计算中的基本技能和数学思想
一、物质的量在化学方程式计算中的应用
题型一 一般比例式法在化学方程式计算中的应用
(1)化学方程式在量方面的含义
aA(g)+bB(g)=== cC(g)+dD(g)
质量比
aMA∶ bMB ∶ cMC∶ dMD
物质的量比
a ∶ b ∶ c ∶ d
体积比
a ∶ b ∶ c ∶ d
(2)一般步骤
①根据题意写出并配平化学方程式。
②依据题中所给信息及化学方程式判断过量,用完全反应的量进行求解。
③选择适当的量(如物质的量、气体体积、质量等)的关系作为计算依据,把已知的和需要求解的量[用n(B)、V(B)、m(B)或设未知数为x表示]分别写在化学方程式有关化学式的下面,两个量及单位“上下一致”。
④列比例式,求未知量。
例1 已知:IO+5I-+6H+===3I2+3H2O。工业上利用NaIO3和NaHSO3反应来制取单 质I2。
①NaIO3不足时:2NaIO3+6NaHSO3===2NaI+3Na2SO4+3H2SO4
②NaIO3足量时还会发生:5NaI+NaIO3+3H2SO4===3I2+3Na2SO4+3H2O
现模拟工业制取I2。在含31.2 g NaHSO3的溶液中逐滴加入2 mol·L-1NaIO3溶液V mL。
(1)当V=________mL时,再滴NaIO3就开始析出I2。
(2)当V为55 mL时,生成的I2的质量为________g。
解析 (1)n(NaHSO3)=0.3 mol,依据化学方程式
2NaIO3+6NaHSO3===2NaI+3Na2SO4+3H2SO4
2 6
n(NaIO3) 0.3 mol
,得出n(NaIO3)=0.1 mol=
V(NaIO3)=0.05 L,即50 mL。
(2)参加反应②的n(NaIO3)=(0.055 L-0.05 L)×2 mol·L-1=0.01mol,依据方程式可知NaI过量,用NaIO3求解
5NaI+NaIO3+3H2SO4===3I2+3Na2SO4+3H2O
1 3
0.01 mol n(I2)
,求出n(I2)=0.03 mol。=
答案 (1)50 (2)7.62
题型二 差量法在化学方程式计算中的应用
(1)差量法的应用原理
差量法是指根据化学反应前后物质的量发生的变化,找出“理论差量”。这种差量可以是质量、物质的量、气态物质的体积和压强、反应过程中的热量等。用差量法解题是先把化学方程式中的对应差量(理论差量)跟差量(实际差量)列成比例,然后求解。如:
2C(s)+O2(g)===2CO(g)
固体差量
24 g
Δm=24 g
物质的量差量
2 mol
1 mol 2 mol
Δn=1 mol
体积差量
1 2
1
或22.4 L(标况) 或44.8 L(标况((((或22.4 L(标况(
(2)使用差量法的注意事项
①所选用差值要与有关物质的数值成正比例或反比例关系。
②有关物质的物理量及其单位都要正确地使用,即“上下一致,左右相当”。
例2 为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度,现将w1 g样品加热,其质量变为w2 g,则该样品的纯度(质量分数)是
( )
A.
B.
C.
D.
解析 样品加热发生的反应为
2NaHCO3
Na2CO3+H2O+CO2↑ Δm
168
106 62
m(NaHCO3) g
(w1-w2) g
质量差为(w1-w2) g,故样品中NaHCO3质量为 g,其质量分数为 g,样品中Na2CO3质量为w1 g-
。==
当然,本题也可用常规方法,依据化学方程式直接求解。
另解:
假设样品有x mol NaHCO3固体,则:
2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
x mol 0.5x mol
据样品加热前后固体质量的关系,有w1g-x mol×84 g·mol-1+0.5x mol×106 g·mol-1=w2g,解得x=(w1-w2)/31,那么NaHCO3的质量为m(NaHCO3)=(w1-w2)/31 mol× 84 g·mol-1=84(w1-w2)/31 g,从而推知Na2CO3的质量为m(Na2CO3)=w1 g-84(w1-w2)/31 g=(84w2-53w1)/31 g,因此Na2CO3样品的纯度为w(Na2CO3)=m(Na2CO3)/m(样品)=。
答案 A
例3 白色固体PCl5受热即挥发并发生分解:PCl5(g)((PCl3(g)+Cl2(g)。现将