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化学极值法怎么算

发布时间:2023-02-27 20:04:58

Ⅰ 麻烦请详细解释一下化学极值法(高一)

极值法在化学计算中的妙用

极值法是一种重要的数学思想和分析方法。化学上所谓“极值法”就是对数据不足而感到无从下手的计算或混合物组成判断的题目,采用极端假设(即为某一成分或者为恰好完全反应)的方法以确定混合体系中各物质的名称、质量分数、体积分数,这样使一些抽象的复杂问题具体化、简单化,可达到事半功倍之效果。下面结合一些具体的试题,浅谈一下极值法在化学计算中的巧妙应用与技巧。

1、用极值法确定混合物的含量问题

例1 某混合物含有KCl、NaCl和Na2CO3,经分析含钠31.5%,含氯27.08%(以上均为质量分数),则混合物中Na2CO3的质量分数为( )

A.25% B.50% C.80% D.无法确定

解析:若混合物质量为100g,则可求出n (Cl-)= 0.763mol ,①假设这0.763mol的Cl-全部来自于KCl(即混合物为KCl和Na2CO3)则m(KCl)=56.84g,②假设这0.763mol的Cl-全部来自于NaCl(即混合物为NaCl和Na2CO3)则m(NaCl)=44.63g,因Cl-来自于NaCl、KCl两种物质,由平均值原理知(1-56.84%)<m(Na2CO3) %<(1-44.63%)。

答案:B

2、用极值法确定物质的成份

例2 某碱金属单质与其普通氧化物的混合物共1.40g,与足量水完全反应后生成1.79g碱,此碱金属可能是( )

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

解析: 本题若用常规思路列方程计算,则很难解答此问题。但若将1.40g混合物假设成纯品(碱金属或氧化物),即可很快算出碱金属相对原子质量的取值范围,以确定是哪一种碱金属

①假定1.40g物质全是金属单质(设为R) ②假定1.40g全是氧化物设为R2O

则:R→ROH △m 则: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

实际上1.40g物质是R和R2O的混合物,故R的相对原子质量应介于24.3—61之间。题中已指明R是碱金属,相对原子质量介于24.3—61之间的碱金属只有钾,其相对原子质量为39。

答案:B

3、用极值法确定溶液的浓度

例3 碱金属(如锂、钠、钾、铷等)溶于汞中可形成良好的还原剂“汞齐”。取7g某种碱金属的汞齐与水作用得到0.2g氢气,并得到1L 密度为p g·cm-3的溶液,则溶液中溶质的质量分数可以是( )

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

解析:假设碱金属汞齐全部为碱金属(用M表示)时,则得:

2M+2H2O=2MOH+H2↑

2x 2

7g 0.2g

解得x=35,故碱金属汞齐中的碱金属可以为锂或钠,然后再根据具体的反应2Li+2H2O=2LiOH+H2↑、 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑计算可得0.8g%/p 、0.48g%/p

答案:AB

4、用极值法确定混合气体的平均相对分子质量

例4 0.03mol Cu完全溶于硝酸,产生氮的氧化物(NO、NO2、N2O4)混合气体共0.05mol 。该混合气体的平均相对分子质量是( )

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

解析:设NO、NO2、N2O4三者的物质的量分别为:x、y、z,根据题意得:x + y + z = 0.05①式,再由电子守恒可得:3x+y+2z=0.06 ②式。②式减去①式得:2x + z = 0.01 ③式。现讨论③、①式:

(1)假设x=0时,则z=0.01 mol,即N2O4物质的量的为极值0.01 mol、NO2为0.04 mol,可得此时气体的平均相对分子质量为:(92×0.01+46×0.04)/0.05 =55.2。

(2)假设z=0时,则x=0.005 mol,即NO物质的量的极值为0.005 mol、NO2为0.045 mol可得此时气体的平均相对分子质量为:(30×0.005+46×0.045)/0.05 =44.4。

故原混合气体的平均相对分子质量介于44.4和55.2之间,故选B、C

答案:BC

5、用极值法确定反应物或生成物的取值范围

例5 将Mg粉放入盛有CO2和O2混合气体的密闭容器中充分燃烧 。(1)若Mg粉的质量为6.0g,反应后容器内O2剩余,则在反应后容器内的固体物质中一定含有 ,该固体的质量为 。(2)若Mg粉的质量为ag,混合气体的体积为bL ,反应后容器内O2有剩余,则在bL混合气体中V(O2) 的取值范围是 。(3)若Mg粉的质量仍为ag,混合气体的体积仍为bL ,反应后容器内无气体剩余,则反应后容器内固体物质质量的最大值是 。(气体体积均已折算成标况下的数据)

解析:本题涉及的化学反应有:2Mg+O2 2MgO 2Mg+CO2 2MgO+C ,又知CO2的氧化性比O2弱。(1)当反应后容器内有O2剩余时,则可推知镁完全反应;CO2没有反应,即反应后容器内的固体物质中一定含有MgO,根据2Mg+O2 2MgO计算可得m(MgO) =10g。(2)若求混合气体中V(O2) 的取值范围,就影响到极值法。假设氧气完全反应,根据2Mg+O2 2MgO可求得V(O2)=(7a/15)L,因而根据题意可知V(O2) 的取值范围:(7a/15)L<V(O2)<bL。(3)求反应后容器内固体物质质量的最大值时,可采用极端假设混合气体全部为CO2或O2,当全部为O2时,则容器内固体物质的质量为m=(a+32×b/22.4)g=(a+10b/7)g;当全部为CO2时,则容器内固体物质的质量为m=(a+44×b/22.4)g =(a+55b/28)g,然后经比较可得反应后容器内固体物质质量的最大值是(a+55b/28)g。

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

6、用极值法确定反应中的过量问题

例6 18.4g NaOH 和NaHCO3固体混合物,在密闭容器中加热到250℃,经过充分反应后排除气体,冷却,称得剩余固体质量为16.6g,试计算原混合物中NaOH的质量分数。

解析:这是在密闭容器中进行反应,可能的反应有:NaOH+ NaHCO3 = Na2CO3+H2O ---① 2NaHCO3 Na2CO3+ CO2↑+ H2O---②。究竟第②种情况是否发生,必须判断出NaOH与NaHCO3在反应①中何者过量,然后才能进行计算。若借助极值法,则很容易解答此问题。

假设NaOH与NaHCO3恰好完全反应,

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固体混合物不能恰好反应,所以存在过量问题,再由于NaHCO3受热能分解、NaOH则不能,因而知过量物质为NaOH。即原混合物中NaHCO3的质量为8.4g 、NaOH的质量为10g。故原混合物中NaOH的质量分数为:w(NaOH)% = (10 g/18.4g)×100%= 54.3%

答案:54.3%

7、用极值法确定反应的化学方程式

例7 已知Cl2和NO2在一定条件下可以化合成一种气态化合物A。为了测定A的组成,进行如下实验:(1)当Cl2和NO2混合气体以不同比例混合时,测得其平均相对分子质量为51及61,则Cl2在上述混合气体中的体积分数分别为 和 ;

(2)取上述不同比例的混合气体各5 L ,分别在一定条件下充分反应,气体体积仍均为4L,则Cl2与NO2反应的化学方程式为: 。

解析:(1)依据混合气体平均相对分子质量的定义M=〔n(Cl2)×M(Cl2)+n(NO2)×M(NO2)〕/〔n(Cl2)+n(NO2)〕可求得Cl2在上述混合气体中的体积分数分别为1/5和 3/5。由于总体积为5 L,故气体的组成:第一种,V(Cl2)=1 L、V(NO2)= 4L ;第二种,V(Cl2)=3L、V(NO2)= 2L。

(2)由题意知此反应的方程式只有一个,因在不同条件下混合气体的体积变化值相同,故说明不同比例的混合气体参加反应的量相同,进而推知在两种条件下肯定都存在一种反应物完全反应、另一种反应物过量情况,所以第一种情况是1 L Cl2完全反应;第二种情况是2L NO2完全反应,故可知1 L Cl2和2L NO2是恰好完全反应,故化学方程式为:Cl2+2NO2 = 2 NO2Cl(体积之比等于化学式前面的系数之比)

答案:(1)1/5和 3/5 (2)Cl2+2NO2 = 2 NO2Cl

巩固练习:

1.两种金属的混合物共12g,加到足量的稀硫酸中可产生1g氢气,该混合物可能是( )

A.A1和Fe B.Zn和Fe C.Mg和Zn D.Mg和Fe

2.CO2 和NO共30mL,将混合气体通过足量的固体并充分反应后,气体体积缩小到20mL,原混合气体中NO的体积是( )

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

3.在标准状况下,将混合后充入容器,倒置于水中,完全溶解无气体剩余。若产物不扩散,则所的溶液物质的量浓度(mol/L)的数值范围是( )

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.在一定条件下,对于可逆反应A(g)+B(g) 2C(g)中的A、B、C的起始浓度分别为amol/L、bmol/L、cmol/L(均大于0),达到平衡后,测得A、B、C的浓度分别为0.5mol/L、0.1mol/L、1.6mol/L。求:

(1)a、b应满足的关系是______________; (2) a的取值范围是_____________。

5.将适量CO2的通入含0.8gNaOH的碱溶液中,将产物在减压、低温下蒸干后得到1.37g固体物质。问(1)产物是什么物质?(2)通入CO2的质量为多少?

参考答案: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 初中化学中的均值法、极值法问题怎么做要例题!

认真看,很简单的!!例子都有了!均值法、例子:由两宗金属组成的混合物30g,与足量稀盐酸反应,得到1gH2,则该混合物的组成可能是:
A.Na和Al
B.K和Mg
C.Zn和Cu] 其实很简单 就是将反应物换算成相同价态。看好题目!假设都换算成1mol金属生成1mol氢气 混合物30g 得到1gH2(0.5mol)
则两种金属都为二价时 相对原子质量一定要一个大于60 一个小于60

钠为正一价 换算成正二价 相对原子质量为46
铝为正三价 换算成正二价 相对原子质量为18
钾为正一价 换算成正二价 相对原子质量为78
镁为正二价 换算成正二价 相对原子质量为24
锌为正二价 换算成正二价 相对原子质量为65
铜不与酸反应产生氢气 相对原子质量为无穷大

所以只有B可以。 极值法在物质组成明确,列方程缺少关系无法解题时,可以根据物质组成进行极端假设得到有关极值,再结平均值原则确定正确答案。例1某碱金属单质与其普通氧化物的混合物共1.40g,与足量水完全反应后生成1.79g碱,此碱金属可能是( )(A)Na (B)K (C)Rb (D)Li解析 本题若用常规思路列方程计算,很可能中途卡壳、劳而无功。但是如果将1.4g混合物假设成纯品(碱金属或氧化物),即可很快算出碱金属相对原子质量的取值范围,以确定是哪一种碱金属假定1.4g物质全是金属单质(设为R) 假定1.40g全是氧化物设为R2O则:R→ROH △m 则: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物质是R和R2O的混合物,则R的相对原子质量应介于24.3—61之间。题中已指明R是碱金属,相对原子质量介于24.3—61之间的碱金属只有钾,其相对原子质量为39。答案为B

Ⅲ 高二化学的极值法,求教

甲烷和丙烷的混合气体1L,问完全燃烧时消耗氧气的体积,然后给出4个选项,这时就要用极值法了,假设全为甲烷,则消耗2L,假设全为丙烷则消耗5L。所以答案就在2L到5L之间。
这就是极值法

Ⅳ 化学计算极值法

把问题的条件放大到极限,用异常的思维去考虑问题。从不可确定的条件到最为极端的已知条件求解未知结论,这是常用思想。
比如某硝酸铵样品中N的质量分数为20%,明显含有杂质,求杂质可能是什么,ABCD几个选项。那么极限思维就是认为该样品中全部是杂质,杂质占样品百分比为100%,那么要想N的质量分数为20%,所以杂质中的N元素质量分数最多只能有20%,这样就可以轻易选出答案了。

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