A. 化學計算技巧
一、化學計算的基本特點
化學計算是中學化學學習的重要內容,也是高考命題考查的重點之一。高考試題中化學計算的內容佔15%含有計算因素的試題大約占試卷總分的1/3 ,分析近幾年來的高考化學計算試題,大至有以下幾個特點:
1.化學知識與數學計算的有機結合
化學計算的基礎是對相關化學知識的正確理解和應用,計算是工具和手段。要進行化學計算,必須弄清「質」與「量」的相互關系,並自覺地從兩者的緊密結合上去進行分析和解答。「明確化學涵義」與「理解量的關系」兩者密不可分。
明確化學涵義指:應明確化學概念和化學原理的涵義、元素化合物的性質、化學反應的實質等。
理解量的關系指:應理解數量、質量、體積、物質的量在化學物質或化學反應中的計算、表示或相互關系等。
2.基礎性強
重視基本化學物理量的計算和有關概念的應用,基本化學計算的考查在試題中重復出現的幾率高。物質的量,氣體摩爾體積、物質的量濃度,溶液的pH等計算所佔比例較大。並強調對化學原理的分析,避免繁雜的數學運算。
3.靈活性大
在計算題中設計一些巧解巧算試題,這些試題往往用常規解法也可得到同樣結果,但要比巧解巧算多幾倍的時間,以至影響全卷試題的解答。巧解巧算題檢驗學生是否掌握一定的解題技巧,考查學生思維的敏捷性、嚴密性、整體性、創造性。
解化學計算題沒有一成不變的方法模式,重要的是要建立解決化學問題的基本思維模式,或者說是解題基本步驟。
二、化學計算的基本方法
1.代數法
代數法是最常用的計算方法。根據題意設一個或幾個未知數,然後根據化學知識,把已知條件和所設的未知數聯系起來,找出等量關系列方程求解。代數法在解較復雜的化學計算題時,它的優越性更大。
2.關系式法
關系式法也叫比例法,就是根據化學概念、物質組成、化學反應中有關物質數量間的關系建立未知量和已知量之間的關系,即表示某些量在變化時成正比例關系的式子。根據關系式確定的數量關系,進行化學計算的方法。
關系式法應用比較廣泛,特別是在解決比較復雜的習題時,如多步反應中物質量之間的關系,優點更為突出。
3.公式法
公式法是應用從化學原理和化學定律總結歸納的一般公式進行解題的一種方法。公式法的優點是思維推理過程有據可循,並能迅速地列出具體解題算式。但應用此法必須注重公式的推導和應用范圍,及公式中各文字所代表的意義,只有這樣才能靈活運用公式,避免生搬硬套。
公式法在解決有關溶液的計算時,應用比較廣泛。
4.差量法
這是應用反應物或生成物的質量差或體積差與反應物或生成物成正比例關系列式求解的一種方法。它的實質仍是比例法。如按化學方程式反應物的量為A1,生成物的量為B1;設反應物參加反應的量為A2,生成物的量為B2,由反應物的量和生成物的量成正比例關系可推出:
A1-B1和A2-B2為質量差或體積差。這種方法在有關剩餘物的計算和氣體分析計算中常用。
差量法的實質是利用反應體系中某化學量從始態到終態的差量,作為解題的突破口。按差量的性質來說,除了利用質量差、體積差之外,還可利用物質的量的差值、壓強差值、溶液質量差值,溶解度差值進行有關的計算。
從任何一個化學反應中,均可找到一個或多個有關量的差值,因此運用此法解題時,必須仔細分析題意,理清思路,選定好相關物理量的差值。
利用差量法解題可以使許多化學計算解法從簡,並能使學生更深刻地理解所發生量的變化實質,對培養學生抽象思維能力有良好的作用。
5.圖解分析法
在認真閱讀題目、分析理解題意的基礎上,按照知識的內在聯系,作圖求解。對於較復雜的龐大計算題,用圖解法可幫助思考,分析、判斷,易於找出解題思路。
圖解法的關鍵在於圖。圖要簡明,易於觀察,脈絡清楚,能說明問題,能啟迪思維。數量關系要反映在圖上,化學原理要隱現在其中,這樣才能起到較好的作用。
6.推導法(討論法)
這是根據基本概念、化學原理和物質的性質應用已知條件進行分析、推理的一種解題方法。這種方法常和其他方法綜合使用。其特點是解題的結果常有幾種可能性,必須通過全面
分析,一一列舉它的每種可能性,再根據已知條件進行檢驗,確定正確結果。
討論是一種十分重要的科學思維方法,它充分體現了化學知識與數學知識的結合。解這類題的要點是①正確分析所發生的化學反應;②依據有關化學方程式和數據進行過量判斷或劃分取值范圍;③確定在不同取值范圍內所對應的產物或反應混合物的成分;④進行必要的計算求解。討論法要有足夠的根據,並緊扣題意。
討論法從解題思路與技巧的不同,大至可分為不定方程式討論法、不等式討論法、分析推理討論法等。
B. 解化學計算題有什麼方法技巧
一、關系式法
關系式法是根據化學方程式計算的巧用,其解題的核心思想是化學反應中質量守恆,各反應物與生成物之間存在著最基本的比例(數量)關系。
例題1 某種H2和CO的混合氣體,其密度為相同條件下
再通入過量O2,最後容器中固體質量增加了 [ ]
A.3.2 g B.4.4 g C.5.6 g D.6.4 g
[解析]
固體增加的質量即為H2的質量。
固體增加的質量即為CO的質量。
所以,最後容器中固體質量增加了3.2g,應選A。
二、方程或方程組法
根據質量守恆和比例關系,依據題設條件設立未知數,列方程或方程組求解,是化學計算中最常用的方法,其解題技能也是最重要的計算技能。
例題2 有某鹼金屬M及其相應氧化物的混合物共10 g,跟足量水充分反應後,小心地將溶液蒸干,得到14 g無水晶體。該鹼金屬M可能是 [ ]
A.鋰 B.鈉 C.鉀 D.銣
(鋰、鈉、鉀、銣的原子量分別為:6.94、23、39、85.47)
設M的原子量為x
解得 42.5>x>14.5
分析所給鋰、鈉、鉀、銣的原子量,推斷符合題意的正確答案是B、C。
三、守恆法
化學方程式既然能夠表示出反應物與生成物之間物質的量、質量、氣體體積之間的數量關系,那麼就必然能反映出化學反應前後原子個數、電荷數、得失電子數、總質量等都是守恆的。巧用守恆規律,常能簡化解題步驟、准確快速將題解出,收到事半功倍的效果。
例題3 將5.21 g純鐵粉溶於適量稀H2SO4中,加熱條件下,用2.53 g KNO3氧化Fe2+,充分反應後還需0.009 mol Cl2才能完全氧化Fe2+,則KNO3的還原產物氮元素的化合價為___。
解析:,0.093=0.025x+0.018,x=3,5-3=2。應填:+2。
(得失電子守恆)
四、差量法
找出化學反應前後某種差量和造成這種差量的實質及其關系,列出比例式求解的方法,即為差量法。其差量可以是質量差、氣體體積差、壓強差等。
差量法的實質是根據化學方程式計算的巧用。它最大的優點是:只要找出差量,就可求出各反應物消耗的量或各生成物生成的量。
例題4 加熱碳酸鎂和氧化鎂的混合物mg,使之完全反應,得剩餘物ng,則原混合物中氧化鎂的質量分數為 [ ]
設MgCO3的質量為x
MgCO3 MgO+CO2↑混合物質量減少
應選A。
五、平均值法
平均值法是巧解方法,它也是一種重要的解題思維和解題
斷MA或MB的取值范圍,從而巧妙而快速地解出答案。
例題5 由鋅、鐵、鋁、鎂四種金屬中的兩種組成的混合物10 g與足量的鹽酸反應產生的氫氣在標准狀況下為11.2 L,則混合物中一定含有的金屬是 [ ]
A.鋅 B.鐵 C.鋁 D.鎂
各金屬跟鹽酸反應的關系式分別為:
Zn—H2↑ Fe—H2↑
2Al—3H2↑ Mg—H2↑
若單獨跟足量鹽酸反應,生成11.2LH2(標准狀況)需各金屬質量分別為:Zn∶32.5g;Fe∶28 g;Al∶9g;Mg∶12g。其中只有鋁的質量小於10g,其餘均大於10g,說明必含有的金屬是鋁。應選C。
六、極值法
巧用數學極限知識進行化學計算的方法,即為極值法。
例題6 4個同學同時分析一個由KCl和KBr組成的混合物,他們各取2.00克樣品配成水溶液,加入足夠HNO3後再加入適量AgNO3溶液,待沉澱完全後過濾得到乾燥的鹵化銀沉澱的質量如下列四個選項所示,其中數據合理的是[ ]
A.3.06g B.3.36g C.3.66g D.3.96
本題如按通常解法,混合物中含KCl和KBr,可以有無限多種組成方式,則求出的數據也有多種可能性,要驗證數據是否合理,必須將四個選項代入,看是否有解,也就相當於要做四題的計算題,所花時間非常多.使用極限法,設2.00克全部為KCl,根據KCl-AgCl,每74.5克KCl可生成143.5克AgCl,則可得沉澱為(2.00/74.5)*143.5=3.852克,為最大值,同樣可求得當混合物全部為KBr時,每119克的KBr可得沉澱188克,所以應得沉澱為(2.00/119)*188=3.160克,為最小值,則介於兩者之間的數值就符合要求,故只能選B和C.
七、十字交叉法
若用A、B分別表示二元混合物兩種組分的量,混合物總量為A+B(例如mol)。
若用xa、xb分別表示兩組分的特性數量(例如分子量),x表示混合物的特性數量(例如平均分子量)則有:
十字交叉法是二元混合物(或組成)計算中的一種特殊方法,它由二元一次方程計算演變而成。若已知兩組分量和這兩個量的平均值,求這兩個量的比例關系等,多可運用十字交叉法計算。
使用十字交叉法的關鍵是必須符合二元一次方程關系。它多用於哪些計算?
明確運用十字交叉法計算的條件是能列出二元一次方程的,特別要注意避免不明化學涵義而濫用。
十字交叉法多用於:
①有關兩種同位素原子個數比的計算。
②有關混合物組成及平均式量的計算。
③有關混合烴組成的求算。(高二內容)
④有關某組分質量分數或溶液稀釋的計算等。
例題7 已知自然界中銥有兩種質量數分別為191和193的同位素,而銥的平均原子量為192.22,這兩種同位素的原子個數比應為 [ ]
A.39∶61 B.61∶39
C.1∶1 D.39∶11
此題可列二元一次方程求解,但運用十字交叉法最快捷:
八、討論法
討論法是一種發現思維的方法。解計算題時,若題設條件充分,則可直接計算求解;若題設條件不充分,則需採用討論的方法,計算加推理,將題解出。
例題8 在30mL量筒中充滿NO2和O2的混合氣體,倒立於水中使氣體充分反應,最後剩餘5mL氣體,求原混合氣中氧氣的體積是多少毫升?
最後5mL氣體可能是O2,也可能是NO,此題需用討論法解析。
解法(一)最後剩餘5mL氣體可能是O2;也可能是NO,若是NO,則說明NO2過量15mL。
設30mL原混合氣中含NO2、O2的體積分別為x、y
4NO2+O2+2H2O=4HNO3
原混合氣體中氧氣的體積可能是10mL或3mL。
解法(二):
設原混合氣中氧氣的體積為y(mL)
(1)設O2過量:根據4NO2+O2+2H2O=4HNO3,則O2得電子數等於NO2失電子數。
(y-5)×4=(30-y)×1
解得y=10(mL)
(2)若NO2過量:
4NO2+O2+2H2O=4HNO3
4y y
3NO2+H2O=2HNO3+NO
因為在全部(30-y)mLNO2中,有5mLNO2得電子轉變為NO,其餘(30-y-5)mLNO2都失電子轉變為HNO3。
O2得電子數+(NO2→NO)時得電子數等於(NO2→HNO3)時失電子數。
【評價】解法(二)根據得失電子守恆,利用阿伏加德羅定律轉化信息,將體積數轉化為物質的量簡化計算。凡氧化還原反應,一般均可利用電子得失守恆法進行計算。
無論解法(一)還是解法(二),由於題給條件不充分,均需結合討論法進行求算。
4y+5×2=(30-y-5)×1
解得y=3(mL)
原氧氣體積可能為10mL或3mL
【小結】以上逐一介紹了一些主要的化學計算的技能技巧。解題沒有一成不變的方法模式。但從解決化學問題的基本步驟看,考生應建立一定的基本思維模式。「題示信息十基礎知識十邏輯思維」就是這樣一種思維模式,它還反映了解題的基本能力要求,所以有人稱之為解題的「能力公式」。希望同學們建立解題的基本思維模式,深化基礎,活化思維,優化素質,跳起來摘取智慧的果實。
聆聽並總結以下進行化學計算的基本步驟:
(1)認真審題,挖掘題示信息。
(2)靈活組合,運用基礎知識。
(3)充分思維,形成解題思路。
(4)選擇方法,正確將題解出。
C. 幾種常見的求解化學計算題的數學技巧
1例題:①計算氧化鐵()中鐵元素與氧元素的質量比。 ②計算氧化鐵()中鐵元素的質量分數。 ③含有相同質量鐵元素的氧化鐵()與四氧化三鐵()的質量之比。選題角度:考查有關元素質量、質量分數的相關運算。思路分析:此題注意化學概念與數學計算的結合。計算化合物中各元素的質量比時,就是根據化學式計算出各元素原子的相對原子質量之和的最簡整數比。 2.從1升10%的 溶液中取出100毫升,那麼剩下900毫升 溶液的質量分數為( ) A.1%B.9%C.11.1%D.10% 3.把25℃含有少量未溶解 晶體的飽和溶液加熱到80℃,變成不飽和溶液,這時溶液的濃度是( ) A.不變B.增大C.減少D.無法判斷 4.含溶質a克,溶劑b克的溶液,它的質量分數是( ) A. ×100%B. ×100% C. ×100%D. ×100% 5.將50克10%的硫酸溶液跟50克20%的硫酸溶液混合後,溶液的濃度為( ) A.不變B.5%C.15%D.30% 6.在100克稀硫酸中加入20%的硫酸100克,使濃度變為12%,則原稀溶液的濃度為( ) A.2%B.4%C.8%D.10% 7.在一定溫度下稀釋某一飽和溶液時,下列各量不變的是( ) A.溶液的質量B.溶劑的質量 C.溶質的質量D.溶液的濃度 8.a%的某酸溶液m克,稀釋成b%,需加水( ) A. 克B. 克C. 克D. 克 9.50℃時, 溶解度為50克,把50℃飽和溶液蒸發掉的50克水再恢復到50℃析出晶體後,其母液的質量分數為( ) A.20%B.25%C.30%D.33.3% 10.用60%的 溶液與10%的 混合配成20%的 溶液,其60%的 與10%的 的質量比為( ) A.1:6B.1:5C.1:4D.1:3 11.現有50克濃度為10%的 溶液,要使其濃度增大一倍,可以採用的方法是( ) A.蒸發掉25克水B.加水溶液變100克 C.增加10克溶質D.增加6.25克溶質12.現有200克濃度為10%的NaCl溶液,若使其濃度增大一倍,應往溶液中加入多少克NaCl?或蒸發多少克水? 13.向40 g 5%的氫氧化鈉 溶液中加入60 g 10%的氫氧化鈉 溶液,混合後的溶液中氫氧化鈉 的質量分數為_______。上述混合溶液,恰好能跟_______g 10%的稀硫酸完全反應。參考答案:一、2.答案D 提示:溶液是均一的穩定的混合物,其均一性變是在溶液中各部分的性質是等同的。所以從1升 溶液中取出100毫升,則這100毫升溶液的性質與1升溶液的性質是等同的,所以濃度仍為10%。 3.答案B 提示: 的溶解度隨溫度的升高而加大,當溫度從25℃上升到80℃時,含有少量 晶體的飽和溶液變成了不飽和溶液,這時,原來未溶解的少量 完全溶解了,則溶液中溶質的質量增加了,所以溶液的濃度增大了。4.答案B 提示:由計算式溶質的質量分數=(溶質的質量/溶液的質量)×100%=(溶質的質量/(溶質質量+溶劑質量))×100% 可直接得出答案為B。 5.答案C 提示:根據混合前後溶質質量不變的原則設混合後溶液的質量分數為x% 50克×10%+50克×20%=(50克+50克)×x% 解得:x=15% 所以混合後溶液的質量分數為15%。6.答案B 提示:根據混合前後溶質質量不變的原則設原稀硫酸的濃度為x% 100克×x%+100克×20%=(100+100)×12% x=4 所以原稀硫酸濃度為4%。7.答案C 提示:稀釋溶液是加入了溶劑,增加了溶劑量,所以溶液的質量與溶液的濃度都發生了變化,只有溶質質量在稀釋前後不發生改變。 8.答案D 提示:根據稀釋前後溶質質量不變的原則設需加水x克 m克×a%=(m+x)克×b% x= 克 9.答案D 10.答案C 11.答案A、D 12.加入25克氯化鈉或蒸去100克水,均可使200克10%的氯化鈉溶液濃度增大一倍。 13. 答案8% 98
D. 化學技巧計算該怎麼做
化學技巧性計算通常不需要繁雜的計算,需要充分讀懂題意後,充分挖掘題干中的條件,若設計到反應時,要依託反應反應過程,用元素守恆法,特殊值法,排除法,差量法,極值法,平均值法等,這些方法可以依據題意去運用!
E. 高中化學計算題的方法技巧
1.代數法
代數法是最常用的計算方法。根據題意設一個或幾個未知數,然後根據化學知識,把已知條件和所設的未知數聯系起來,找出等量關系列方程求解。代數法在解較復雜的化學計算題時,它的優越性更大。
2.關系式法
關系式法也叫比例法,就是根據化學概念、物質組成、化學反應中有關物質數量間的關系建立未知量和已知量之間的關系,即表示某些量在變化時成正比例關系的式子。根據關系式確定的數量關系,進行化學計算的方法。
關系式法應用比較廣泛,特別是在解決比較復雜的習題時,如多步反應中物質量之間的關系,優點更為突出。
3.公式法
公式法是應用從化學原理和化學定律總結歸納的一般公式進行解題的一種方法。公式法的優點是思維推理過程有據可循,並能迅速地列出具體解題算式。但應用此法必須注重公式的推導和應用范圍,及公式中各文字所代表的意義,只有這樣才能靈活運用公式,避免生搬硬套。
公式法在解決有關溶液的計算時,應用比較廣泛。
4.差量法
這是應用反應物或生成物的質量差或體積差與反應物或生成物成正比例關系列式求解的一種方法。它的實質仍是比例法。如按化學方程式反應物的量為A1,生成物的量為B1;設反應物參加反應的量為A2,生成物的量為B2,由反應物的量和生成物的量成正比例關系可推出:
A1-B1和A2-B2為質量差或體積差。這種方法在有關剩餘物的計算和氣體分析計算中常用。
差量法的實質是利用反應體系中某化學量從始態到終態的差量,作為解題的突破口。按差量的性質來說,除了利用質量差、體積差之外,還可利用物質的量的差值、壓強差值、溶液質量差值,溶解度差值進行有關的計算。
從任何一個化學反應中,均可找到一個或多個有關量的差值,因此運用此法解題時,必須仔細分析題意,理清思路,選定好相關物理量的差值。
利用差量法解題可以使許多化學計算解法從簡,並能使學生更深刻地理解所發生量的變化實質,對培養學生抽象思維能力有良好的作用。
5.圖解分析法
在認真閱讀題目、分析理解題意的基礎上,按照知識的內在聯系,作圖求解。對於較復雜的龐大計算題,用圖解法可幫助思考,分析、判斷,易於找出解題思路。
圖解法的關鍵在於圖。圖要簡明,易於觀察,脈絡清楚,能說明問題,能啟迪思維。數量關系要反映在圖上,化學原理要隱現在其中,這樣才能起到較好的作用。
6.推導法(討論法)
這是根據基本概念、化學原理和物質的性質應用已知條件進行分析、推理的一種解題方法。這種方法常和其他方法綜合使用。其特點是解題的結果常有幾種可能性,必須通過全面
分析,一一列舉它的每種可能性,再根據已知條件進行檢驗,確定正確結果。
討論是一種十分重要的科學思維方法,它充分體現了化學知識與數學知識的結合。解這類題的要點是①正確分析所發生的化學反應;②依據有關化學方程式和數據進行過量判斷或劃分取值范圍;③確定在不同取值范圍內所對應的產物或反應混合物的成分;④進行必要的計算求解。討論法要有足夠的根據,並緊扣題意。
討論法從解題思路與技巧的不同,大至可分為不定方程式討論法、不等式討論法、分析推理討論法等。
F. 初三的化學計算題解答技巧都有什麼
化學計算的常用技巧
(1)定量問題定性化;(2)近似估算;(3)運用整體思維,化繁為簡;(4)利用圖象解題等等。
1.化學計算的常用方法
(1)守恆法:包括原子個數守恆、得失電子守恆、電荷守恆法、質量守恆法等。
(2)極值法: 從問題的極端去思考、去推理、判斷,使問題得到解決。
(3)討論法:當題中含有不確定的因素時,對每一種可能情況進行的討論。
(4)十字交叉法:已知混合中某一量的平均值,求混合物中兩物質的質量比。
(5)差量法:運用前後量的差,根據方程式中的計量數的關系直接求解。
G. 初中化學式計算方法
化學計算在中考化學試題中所佔的分值比例並算大,但計算過程往往會消耗學生大量時間。而且試題形式靈活多樣。對學生的思維能力、分析、邏輯判斷能力都有了較高的要求。為了提高解題速率、解題能力,掌握一定的化學計算解題技巧是非常有必要的。下面就談談化學式計算中常見的解題技巧。
技巧一:轉換法
化學式計算有三種類型:即求相對分子質量、求元素質量比、求某一元素的質量分數。轉換法就是對這三種計算進行綜合,提煉出來的一種方法。
在化合物里,各元素的質量比=相對原子質量之比×對應的原子個數之比。已知其中任意兩個量,都可求出第三個量。
例1:某元素R的氧化物中,已知R:O=1:1,R元素的相對原子質量為32,求R氧化物的化學式。
解析:求物質的化學式,實際上就是確定物質的組成元素和各元素的原子個數比。本題中,R的氧化物的組成元素是已知的,所以求化學式,實際上就是求出R元素和O元素的原子個數比。
解答:設R的氧化物的化學式為RXOY,由題可得: ,求得
所以R氧化物的化學式即為RO2
小結:利用轉換法,將比例式轉換成乘積式,只要將題中相關的已知量和待求量輸入公式,取可求出。
技巧二:關系式法
關系式法,就是尋求題中已知量和待求量之間的內在聯系,將其表達在相互關聯的兩個化學式之間,達到簡化解題步驟,節約解題時間的目的。
例2:求等質量的二氧化硫和三氧化硫中氧元素的質量比。
解析:化合物中,物質的質量可用相對分子質量來表示,物質質量等即相對分子質量總和等。根據題意,我們可以在SO2和SO3前配上適當的系數,以保證他們的相對分子質量總和相等。
解答:80SO2~64SO3 氧元素的質量比即為80×16×2:64×16×3=5:6
技巧三:平均值法
在數學上,我們算過求平均數的題目,可表達為:m=(a+b)/2,且a>b>0時,a>m>b。我們把它引入化學計算中,能使很多題目轉繁為簡,化難為易。
例3:由氧化鐵(Fe2O3)的雜技R組成的混合物中含鐵元素的質量分數為68%,則R可能是( )
A、Fe B、FeO C、Fe3O4 D、FeCO3 E、Cu
解析:本題是一道綜合性推斷題。由題可知,68%為Fe2O3和R中鐵元素的平均值,根據平均值法的解題思路,「中」為分界點,「大」找「小」,「小」找「大」。 題中已知的Fe2O3中鐵元素的質量分數為70%>68%,所以R中所含鐵元素的質量分數應該小於68%,根據選項中各物質中鐵元素的質量分數大小即可確定正確答案。
參考答案:D、E