内容正文:
第2讲 化学计算的常用方法
一、以物质的量为中心的计算
1.牢记6个基本公式
n=、n=、n=、c(B)=、w=×100%、c=(w=)(ρ的单位为 g·cm-3)。
2.明确一个中心
必须以“物质的量”为中心——“见量化摩,遇问设摩”。
3.以NA为中心的综合运算(比例式法)
2Na + 2H2O 2NaOH + H2↑
化学计量数之比: 2 ∶ 2 ∶ 2 ∶ 1
扩大NA倍: 2NA ∶ 2NA ∶ 2NA ∶ NA
物质的量之比: 2 mol ∶ 2 mol ∶ 2 mol∶ 1 mol
结论:化学方程式中各物质的化学计量数之比等于组成各物质的粒子数之比,也等于各物质的物质的量之比。
[理解·辨析]
判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)标准状况下,22.4 L HCl溶于1 L水,所得溶液的物质的量浓度为1 mol/L。( )
(2)化学方程式中各物质的化学计量数之比等于质量之比。( )
(3)硫酸加水稀释后质量分数变为原来的,其物质的量浓度也变为原来的。( )
(4)“Fe+H2SO4FeSO4+H2↑”中各物质物质的量的变化之比等于化学计量数之比。( )
解析:(1)22.4 L HCl溶于1 L水后,得到的溶液不是1 L,所得溶液的物质的量浓度小于1 mol/L。
(3)设稀释前硫酸的物质的量浓度为c1、密度为ρ1,稀释后硫酸的物质的量浓度为c2、密度为ρ2,则 c1=,c2=,所以=,因硫酸浓度越大,密度越大,则ρ1>ρ2,c1>2c2。
答案:(1)× (2)× (3)× (4)√
二、化学计算的常用方法
1.差量法
根据化学反应前后物质的有关物理量发生的变化,找出“理论差量”,如反应前后的质量差、物质的量差、气体体积差等,该差量的大小与反应物的有关量成正比。差量法就是借助这种比例关系,解决一定量变的计算题的方法。
例如:把一铁棒插入CuSO4溶液后,过一段时间取出,铁棒质量增加了4 g,据此可求出参加反应的Fe的质量。
Fe+CuSO4FeSO4+Cu Δm(增加)
56 g 64 g 8 g
m(Fe) 4 g
=,得m(Fe)=28 g。
2.关系式法
当已知量和未知量之间是靠多个反应来联系时,只需直接确定已知量和未知量之间的比例关系,即“关系式”。
(1)根据化学方程式确定关系式。
写出发生反应的化学方程式,根据量的关系写出关系式。
例如:把CO还原Fe2O3生成的CO2通入澄清石灰水中,求生成沉淀的量。
发生反应的化学方程式:3CO+Fe2O32Fe+3CO2,CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O。
则关系式为3CO~3CO2~3CaCO3,即CO~CaCO3。
(2)根据原子守恒确定关系式。
上述例子中也可直接根据碳原子守恒得出CO~CaCO3。
3.守恒法
所谓“守恒”就是物质在发生“变化”的过程中某些量的总量保持“不变”。在化学变化中有各种各样的守恒,如质量守恒、原子守恒、得失电子守恒、电荷守恒、能量守恒等。
守恒关系
特征
质量守恒
宏观:反应前后物质的质量守恒
微观:反应前后元素的原子个数守恒
电子守恒
氧化还原反应中,得失电子守恒
电荷守恒
电解质溶液中,阳离子所带的正电荷总数等于阴离子所带的负电荷总数
离子方程式中,反应物所带的电荷总数等于生成物所带的电荷总数,且电性相同
[理解·辨析]
判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)根据Cu+2Ag+Cu2++2Ag可知,0.5 mol Cu参加反应,溶液增重108 g。( )
(2)使用关系式法时,需根据中间产物找出最初反应物和最终生成物之间的物质的量关系。( )
(3)1 mol Na无论生成Na2O或Na2O2,或两者的混合物,均转移1 mol电子。( )
(4)离子方程式中,反应物的正电荷总数等于生成物中正电荷总数。( )
解析:(1)反应中0.5 mol Cu溶解,析出1 mol Ag,溶液减轻76 g。
(4)离子方程式中,反应物的电荷总数等于生成物的电荷总数且电性相同。
答案:(1)× (2)√ (3)√ (4)×
考点一 以物质的量为中心的综合计算(比例式法、差量法)
结合化学方程式列比例式计算
1.(2021·浙江1月选考)玻璃仪器内壁残留的硫单质可用热KOH溶液洗涤除去,发生如下反应:
3S+6KOH2K2S+K2SO3+3H2O、
(x-1)S+K2SK2Sx(x=2~6)、
S+K2SO3K2S2O3
请计算:
(1)0.480 g硫单质与V mL 1.00 mol·L-1热KOH溶液恰好完全反应,只生成K2S和K