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化學極值法怎麼算

發布時間:2023-02-27 20:04:58

Ⅰ 麻煩請詳細解釋一下化學極值法(高一)

極值法在化學計算中的妙用

極值法是一種重要的數學思想和分析方法。化學上所謂「極值法」就是對數據不足而感到無從下手的計算或混合物組成判斷的題目,採用極端假設(即為某一成分或者為恰好完全反應)的方法以確定混合體系中各物質的名稱、質量分數、體積分數,這樣使一些抽象的復雜問題具體化、簡單化,可達到事半功倍之效果。下面結合一些具體的試題,淺談一下極值法在化學計算中的巧妙應用與技巧。

1、用極值法確定混合物的含量問題

例1 某混合物含有KCl、NaCl和Na2CO3,經分析含鈉31.5%,含氯27.08%(以上均為質量分數),則混合物中Na2CO3的質量分數為( )

A.25% B.50% C.80% D.無法確定

解析:若混合物質量為100g,則可求出n (Cl-)= 0.763mol ,①假設這0.763mol的Cl-全部來自於KCl(即混合物為KCl和Na2CO3)則m(KCl)=56.84g,②假設這0.763mol的Cl-全部來自於NaCl(即混合物為NaCl和Na2CO3)則m(NaCl)=44.63g,因Cl-來自於NaCl、KCl兩種物質,由平均值原理知(1-56.84%)<m(Na2CO3) %<(1-44.63%)。

答案:B

2、用極值法確定物質的成份

例2 某鹼金屬單質與其普通氧化物的混合物共1.40g,與足量水完全反應後生成1.79g鹼,此鹼金屬可能是( )

A.Na B.K C.Rb D.Li

解析: 本題若用常規思路列方程計算,則很難解答此問題。但若將1.40g混合物假設成純品(鹼金屬或氧化物),即可很快算出鹼金屬相對原子質量的取值范圍,以確定是哪一種鹼金屬

①假定1.40g物質全是金屬單質(設為R) ②假定1.40g全是氧化物設為R2O

則:R→ROH △m 則:R2O → 2ROH △m

MR 17 2MR+16 18

1.40 (1.79-1.40) 1.40 (1.79-1.40)

解得:MR=61 解得:MR=24.3

實際上1.40g物質是R和R2O的混合物,故R的相對原子質量應介於24.3—61之間。題中已指明R是鹼金屬,相對原子質量介於24.3—61之間的鹼金屬只有鉀,其相對原子質量為39。

答案:B

3、用極值法確定溶液的濃度

例3 鹼金屬(如鋰、鈉、鉀、銣等)溶於汞中可形成良好的還原劑「汞齊」。取7g某種鹼金屬的汞齊與水作用得到0.2g氫氣,並得到1L 密度為p g·cm-3的溶液,則溶液中溶質的質量分數可以是( )

A.0.8g%/p B.0.48g%/p C.0.32g%/p D.0.7g%/p

解析:假設鹼金屬汞齊全部為鹼金屬(用M表示)時,則得:

2M+2H2O=2MOH+H2↑

2x 2

7g 0.2g

解得x=35,故鹼金屬汞齊中的鹼金屬可以為鋰或鈉,然後再根據具體的反應2Li+2H2O=2LiOH+H2↑、 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑計算可得0.8g%/p 、0.48g%/p

答案:AB

4、用極值法確定混合氣體的平均相對分子質量

例4 0.03mol Cu完全溶於硝酸,產生氮的氧化物(NO、NO2、N2O4)混合氣體共0.05mol 。該混合氣體的平均相對分子質量是( )

A.30 B.46 C.50 D.66

解析:設NO、NO2、N2O4三者的物質的量分別為:x、y、z,根據題意得:x + y + z = 0.05①式,再由電子守恆可得:3x+y+2z=0.06 ②式。②式減去①式得:2x + z = 0.01 ③式。現討論③、①式:

(1)假設x=0時,則z=0.01 mol,即N2O4物質的量的為極值0.01 mol、NO2為0.04 mol,可得此時氣體的平均相對分子質量為:(92×0.01+46×0.04)/0.05 =55.2。

(2)假設z=0時,則x=0.005 mol,即NO物質的量的極值為0.005 mol、NO2為0.045 mol可得此時氣體的平均相對分子質量為:(30×0.005+46×0.045)/0.05 =44.4。

故原混合氣體的平均相對分子質量介於44.4和55.2之間,故選B、C

答案:BC

5、用極值法確定反應物或生成物的取值范圍

例5 將Mg粉放入盛有CO2和O2混合氣體的密閉容器中充分燃燒 。(1)若Mg粉的質量為6.0g,反應後容器內O2剩餘,則在反應後容器內的固體物質中一定含有 ,該固體的質量為 。(2)若Mg粉的質量為ag,混合氣體的體積為bL ,反應後容器內O2有剩餘,則在bL混合氣體中V(O2) 的取值范圍是 。(3)若Mg粉的質量仍為ag,混合氣體的體積仍為bL ,反應後容器內無氣體剩餘,則反應後容器內固體物質質量的最大值是 。(氣體體積均已折算成標況下的數據)

解析:本題涉及的化學反應有:2Mg+O2 2MgO 2Mg+CO2 2MgO+C ,又知CO2的氧化性比O2弱。(1)當反應後容器內有O2剩餘時,則可推知鎂完全反應;CO2沒有反應,即反應後容器內的固體物質中一定含有MgO,根據2Mg+O2 2MgO計算可得m(MgO) =10g。(2)若求混合氣體中V(O2) 的取值范圍,就影響到極值法。假設氧氣完全反應,根據2Mg+O2 2MgO可求得V(O2)=(7a/15)L,因而根據題意可知V(O2) 的取值范圍:(7a/15)L<V(O2)<bL。(3)求反應後容器內固體物質質量的最大值時,可採用極端假設混合氣體全部為CO2或O2,當全部為O2時,則容器內固體物質的質量為m=(a+32×b/22.4)g=(a+10b/7)g;當全部為CO2時,則容器內固體物質的質量為m=(a+44×b/22.4)g =(a+55b/28)g,然後經比較可得反應後容器內固體物質質量的最大值是(a+55b/28)g。

答案:(1)MgO 10g (2)(7a/15)L<V(O2)<bL (3)(a+55b/28)g

6、用極值法確定反應中的過量問題

例6 18.4g NaOH 和NaHCO3固體混合物,在密閉容器中加熱到250℃,經過充分反應後排除氣體,冷卻,稱得剩餘固體質量為16.6g,試計算原混合物中NaOH的質量分數。

解析:這是在密閉容器中進行反應,可能的反應有:NaOH+ NaHCO3 = Na2CO3+H2O ---① 2NaHCO3 Na2CO3+ CO2↑+ H2O---②。究竟第②種情況是否發生,必須判斷出NaOH與NaHCO3在反應①中何者過量,然後才能進行計算。若藉助極值法,則很容易解答此問題。

假設NaOH與NaHCO3恰好完全反應,

NaOH+ NaHCO3 = Na2CO3+H2O △m

40 84 106 18

x y (18.4-16.6)g=1.8g

解得:x=4g y=8.4g

因x+y=(4+8.4)g=12.4g<18.4g,故18.4g NaOH 和NaHCO3固體混合物不能恰好反應,所以存在過量問題,再由於NaHCO3受熱能分解、NaOH則不能,因而知過量物質為NaOH。即原混合物中NaHCO3的質量為8.4g 、NaOH的質量為10g。故原混合物中NaOH的質量分數為:w(NaOH)% = (10 g/18.4g)×100%= 54.3%

答案:54.3%

7、用極值法確定反應的化學方程式

例7 已知Cl2和NO2在一定條件下可以化合成一種氣態化合物A。為了測定A的組成,進行如下實驗:(1)當Cl2和NO2混合氣體以不同比例混合時,測得其平均相對分子質量為51及61,則Cl2在上述混合氣體中的體積分數分別為 和 ;

(2)取上述不同比例的混合氣體各5 L ,分別在一定條件下充分反應,氣體體積仍均為4L,則Cl2與NO2反應的化學方程式為: 。

解析:(1)依據混合氣體平均相對分子質量的定義M=〔n(Cl2)×M(Cl2)+n(NO2)×M(NO2)〕/〔n(Cl2)+n(NO2)〕可求得Cl2在上述混合氣體中的體積分數分別為1/5和 3/5。由於總體積為5 L,故氣體的組成:第一種,V(Cl2)=1 L、V(NO2)= 4L ;第二種,V(Cl2)=3L、V(NO2)= 2L。

(2)由題意知此反應的方程式只有一個,因在不同條件下混合氣體的體積變化值相同,故說明不同比例的混合氣體參加反應的量相同,進而推知在兩種條件下肯定都存在一種反應物完全反應、另一種反應物過量情況,所以第一種情況是1 L Cl2完全反應;第二種情況是2L NO2完全反應,故可知1 L Cl2和2L NO2是恰好完全反應,故化學方程式為:Cl2+2NO2 = 2 NO2Cl(體積之比等於化學式前面的系數之比)

答案:(1)1/5和 3/5 (2)Cl2+2NO2 = 2 NO2Cl

鞏固練習:

1.兩種金屬的混合物共12g,加到足量的稀硫酸中可產生1g氫氣,該混合物可能是( )

A.A1和Fe B.Zn和Fe C.Mg和Zn D.Mg和Fe

2.CO2 和NO共30mL,將混合氣體通過足量的固體並充分反應後,氣體體積縮小到20mL,原混合氣體中NO的體積是( )

A.10mL B.15mL C.20mL D.25mL

3.在標准狀況下,將混合後充入容器,倒置於水中,完全溶解無氣體剩餘。若產物不擴散,則所的溶液物質的量濃度(mol/L)的數值范圍是( )

A.0<C<1/22.4 B.1/39.2<C<1/22.4 C.1/39.2<C<1/28 D.1/28<C<1/22.4

4.在一定條件下,對於可逆反應A(g)+B(g) 2C(g)中的A、B、C的起始濃度分別為amol/L、bmol/L、cmol/L(均大於0),達到平衡後,測得A、B、C的濃度分別為0.5mol/L、0.1mol/L、1.6mol/L。求:

(1)a、b應滿足的關系是______________; (2) a的取值范圍是_____________。

5.將適量CO2的通入含0.8gNaOH的鹼溶液中,將產物在減壓、低溫下蒸干後得到1.37g固體物質。問(1)產物是什麼物質?(2)通入CO2的質量為多少?

參考答案:1.A 2.C 3.C 4.(1)a-b=0.4 (2)0.4<a<1.3 5.(1)Na2CO3和NaHCO3 (2)0.66g

Ⅱ 初中化學中的均值法、極值法問題怎麼做要例題!

認真看,很簡單的!!例子都有了!均值法、例子:由兩宗金屬組成的混合物30g,與足量稀鹽酸反應,得到1gH2,則該混合物的組成可能是:
A.Na和Al
B.K和Mg
C.Zn和Cu] 其實很簡單 就是將反應物換算成相同價態。看好題目!假設都換算成1mol金屬生成1mol氫氣 混合物30g 得到1gH2(0.5mol)
則兩種金屬都為二價時 相對原子質量一定要一個大於60 一個小於60

鈉為正一價 換算成正二價 相對原子質量為46
鋁為正三價 換算成正二價 相對原子質量為18
鉀為正一價 換算成正二價 相對原子質量為78
鎂為正二價 換算成正二價 相對原子質量為24
鋅為正二價 換算成正二價 相對原子質量為65
銅不與酸反應產生氫氣 相對原子質量為無窮大

所以只有B可以。 極值法在物質組成明確,列方程缺少關系無法解題時,可以根據物質組成進行極端假設得到有關極值,再結平均值原則確定正確答案。例1某鹼金屬單質與其普通氧化物的混合物共1.40g,與足量水完全反應後生成1.79g鹼,此鹼金屬可能是( )(A)Na (B)K (C)Rb (D)Li解析 本題若用常規思路列方程計算,很可能中途卡殼、勞而無功。但是如果將1.4g混合物假設成純品(鹼金屬或氧化物),即可很快算出鹼金屬相對原子質量的取值范圍,以確定是哪一種鹼金屬假定1.4g物質全是金屬單質(設為R) 假定1.40g全是氧化物設為R2O則:R→ROH △m 則:R2O → 2ROH △mMR 17 2MR+16 181.40 (1.79-1.40) 解之MR=61 1.40 (1.79-1.40) 解之MR=24.3既然1.40g物質是R和R2O的混合物,則R的相對原子質量應介於24.3—61之間。題中已指明R是鹼金屬,相對原子質量介於24.3—61之間的鹼金屬只有鉀,其相對原子質量為39。答案為B

Ⅲ 高二化學的極值法,求教

甲烷和丙烷的混合氣體1L,問完全燃燒時消耗氧氣的體積,然後給出4個選項,這時就要用極值法了,假設全為甲烷,則消耗2L,假設全為丙烷則消耗5L。所以答案就在2L到5L之間。
這就是極值法

Ⅳ 化學計算極值法

把問題的條件放大到極限,用異常的思維去考慮問題。從不可確定的條件到最為極端的已知條件求解未知結論,這是常用思想。
比如某硝酸銨樣品中N的質量分數為20%,明顯含有雜質,求雜質可能是什麼,ABCD幾個選項。那麼極限思維就是認為該樣品中全部是雜質,雜質占樣品百分比為100%,那麼要想N的質量分數為20%,所以雜質中的N元素質量分數最多隻能有20%,這樣就可以輕易選出答案了。

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