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专题9 计算Ⅰ 化学方程式为基础的计算
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06 八月 2024
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能基于物质的量认识物质组成及其化学变化,运用物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度之间的相互关系进行简单计算。
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2.原理与符号应用规范
可以选择不同的物理量进行计算[不设未知量时,有一套规范的符号表示,如物质的量用nB,质量用mB,气体体积用VB、溶液体积用V(aq)、微粒数用NB],列比例时要注意物理量及单位是:“上下单位统一,左右单位相当”。如上式中H2可以取不同的物理量,但必须是相关联的,即2 mol H2 ~ 2×22.4 L H2 ~ 4 g H2。
3.物质的量应用于化学方程式计算的一般格式
(1)根据题意写出并配平化学方程式。
(2)当给出了两种反应物的量时,要结合化学方程式判断过量物质,以不足量物质为准进行计算。
(3)在化学方程式有关物质的化学式下面先写出已知物和所求物的有关量的关系,再代入已知量和所求量。
(4)写出所求物质的数学表达式。
(5)写出解答过程和答案。
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二、质量守恒定律
1.概念:参加化学反应物质的质量总和=反应后生成物质的质量总和。注意关键词“质量总和”。
反应前后,物质的量可能相同也可能不同,即物质的量不存在守恒。
2.实质:化学反应前后元素的种类和原子的个数不发生改变。
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【基础】 化学方程式和化学式的计算
知识:一、化学方程式中有关量的关系
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【综合】关系式法的计算
建模:一、关系式法
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【综合】差量法
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【应用】热重法
建模:三、热重分析法
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一、关系式法
从原料到产品可能要经过若干步反应,前一反应的生成物是后一反应的反应物(中间物质)。列关系式通常有如下几种方法:(1)有关化学方程式的计量数关系;(2)原子守恒关系;(3)得失电子守恒关系。
关系式法不用写出完整的化学方程式,快速高效,例如滴定操作中的间接滴定法的计算。
注意:在多步反应中,每一步中的转化率、利用率及最后所得产品的纯度等,可以累积进行计算。
特征:关系传递、连接符号(~)、首尾列比例计算。
二、*差量法
反应过程中反应物的某种物理量(始态量)与同一状态下生成物的相同物理量(终态量)的差,与对应的实际量之差成比例,这种物理量可以是质量、物质的量、气体体积、气体压强、反应过程中的热效应等。
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三、热重分析法
TG(热重)曲线反映加热过程中样品的质量变化随温度变化的曲线,根据受热温度的高低,研究物质的结构方式、组成及其热稳定性,以及脱水、分解、氧化和还原、相变、吸附等过程。在加热中,样品一般(根据分子间作用力、氢键、配位键的不同)先分步失去结晶水、再失非金属氧化物CO2、SOx等(分解含氧酸盐、铵根离子)。质量增加可能是低价金属被氧化,最后一般剩余金属氧化物和SiO2等。根据剩余物质的质量可进行相应的计算和分析。
*DSC曲线:以样品吸热或放热随温度T或时间t的变化,曲线的转折(或峰值)变化表示物质发生了物理或化学的变化,以测定热力学和动力学参数,例如比热容、反应热、转变热、相图、反应速率、结晶速率、高聚物结晶度、样品纯度等。
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