高三計(jì)算專題三關(guān)系式法

1、計(jì)算專題三關(guān)系式法一、關(guān)系式法實(shí)際化工生產(chǎn)中以及化學(xué)工作者進(jìn)行科學(xué)研究時(shí)，往往涉及到多步反應(yīng)：從原料到產(chǎn)品可能要經(jīng)過若干步反應(yīng)；測定某一物質(zhì)的含量可能要經(jīng)過若干步中間過程。對于多步反應(yīng)體系，依據(jù)若干化學(xué)反應(yīng)方程式，找出起始物質(zhì)與最終物質(zhì)的量的關(guān)系，并據(jù)此列比例式進(jìn)行計(jì)算求解方法，稱為“關(guān)系式”法。利用關(guān)系式法可以節(jié)省不必要的中間運(yùn)算步驟，避免計(jì)算錯(cuò)誤，并能迅速準(zhǔn)確地獲得結(jié)果。（一）物質(zhì)制備中的關(guān)系式法【例題1】含有SiO2的黃鐵礦試樣1克，在O2中充分灼燒后殘余固體為0.76克，用這種黃鐵礦100噸可制得98%的濃硫酸多少噸？（設(shè)反應(yīng)過程有2%的硫損失）【分析】根據(jù)差量法計(jì)算黃鐵礦中含F(xiàn)eS2

2、的量為72% ，而反應(yīng)過程損失2%的硫即損失2%的FeS2 ，根據(jù)有關(guān)化學(xué)方程式找出關(guān)系式：FeS2 2H2SO4 利用關(guān)系式計(jì)算可得結(jié)果為：制得98%的濃硫酸117.6噸。（二）物質(zhì)分析中的關(guān)系式法測定漂白粉中氯元素的含量，測定鋼中的含硫量，測定硬水中的硬度或測定某物質(zhì)組成等物質(zhì)分析過程，也通常由幾步反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)，有關(guān)計(jì)算也需要用關(guān)系式法。【例題2】讓足量濃硫酸與10克氯化鈉和氯化鎂的混合物加強(qiáng)熱反應(yīng)，把生成的氯化氫溶于適量的水中，加入二氧化錳使鹽酸完全氧化，將反應(yīng)生成的氯氣通入KI溶液中，得到11.6克碘，試計(jì)算混和物中NaCl的百分含量?！痉治觥扛鶕?jù)有關(guān)化學(xué)方程式可得：4HCl I2 ，利

3、用關(guān)系式計(jì)算可得生成氯化氫的質(zhì)量是6.7克，再利用已知條件計(jì)算得出混和物中NaCl的百分含量為65% 。二、估算法（一）估算法適用于帶一定計(jì)算因素的選擇題，是通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行粗略的、近似的估算確定正確答案的一種解題方法，用估算法可以明顯提高解題速度。【例題3】有一種不純的鐵，已知它含有銅、鋁、鈣或鎂中的一種或幾種，將5.6克樣品跟足量稀H2SO4完全反應(yīng)生成0.2克氫氣，則此樣品中一定含有 （A）Cu （B）Al （C）Ca （D）Mg【分析】計(jì)算可知，28克金屬反應(yīng)失去1摩電子就能符合題目的要求。能跟稀H2SO4反應(yīng)，失1摩電子的金屬和用量分別為：28克Fe、9克Al、20克Ca、12克Mg，

4、所以答案為A（二）用估算法確定答案是否合理，也是我們檢查所做題目時(shí)的常用方法，用此法往往可以發(fā)現(xiàn)因疏忽而造成的計(jì)算錯(cuò)誤。【例題4】24毫升H2S在30毫升O2中燃燒，在同溫同壓下得到SO2的體積為 （A）24毫升 （B）30毫升 （C）20毫升 （D）18毫升【分析】2H2S + 3O2 = 2SO2 + 2H2O 根據(jù)方程式系數(shù)的比例關(guān)系估算可得答案為D三、平均值法 混合物的計(jì)算是化學(xué)計(jì)算中常見的比較復(fù)雜的題型。有些混合物的計(jì)算若用平均值法，則可化難為易，化繁為簡，進(jìn)而提高解這類題的能力。 兩個(gè)數(shù)進(jìn)行算術(shù)平均所得的平均值，一定介于兩個(gè)數(shù)之間。若已知平均值，則可推斷原來兩個(gè)數(shù)一定比平均值大，另

5、一個(gè)數(shù)比平均值小。這種應(yīng)用平均值去判斷兩個(gè)數(shù)的取值范圍的方法稱為平均值法。 可利用分子量或原子量的平均值，體積平均值，組成平均值來確定混合物的組成?！纠}5】0.1mol由兩種氣態(tài)烴組成的混合氣體完全燃燒后，得到0.16molCO2和3.6g水，混合氣體中（ ）A.可能有甲烷 B.一定是甲烷和乙烯 C.一定沒有乙烷 D.一定有乙炔【分析】設(shè)混合氣態(tài)烴的平均化學(xué)式為CxHy，因0.1molCxHy和O2反應(yīng)生成0.16molCO2和0.2molH2O，則x=1.6,y=4,即混合烴的平均化學(xué)式為C1.6H4，由此可得：(1)混合氣態(tài)烴中一定有CH4 ，(2)另一種氣態(tài)烴為CnH4，可能是C2H4

6、或C3H4等，但一定沒有C2H6，故正確答案為四、始終態(tài)法始終態(tài)法是以體系的開始狀態(tài)與最終狀態(tài)為解題依據(jù)的一種解題方法。有些變化過程中間環(huán)節(jié)很多，甚至某些中間環(huán)節(jié)不太清楚，但始態(tài)和終態(tài)卻交待得很清楚，此時(shí)用“始終態(tài)法”往往能獨(dú)辟蹊徑，出奇制勝?！纠}6】把適量的鐵粉投入足量的鹽酸中，反應(yīng)完畢后，向溶液中通入少量Cl2 ，再加入過量燒堿溶液，這時(shí)有沉淀析出，充分?jǐn)嚢韬筮^濾出沉淀物，將沉淀加強(qiáng)熱，最終得到固體殘留物4.8克。求鐵粉與鹽酸反應(yīng)時(shí)放出H2的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）?！痉治觥抗腆w殘留物可肯定是Fe2O3 ，它是由鐵經(jīng)一系列反應(yīng)生成，氫氣是鐵跟鹽酸反應(yīng)生成的，根據(jù)2Fe Fe2O3 、Fe H2

7、這兩個(gè)關(guān)系式計(jì)算可得：H2的體積為1.344升五、等效思維法對于一些用常規(guī)方法不易解決的問題，通過變換思維角度，作適當(dāng)假設(shè)，進(jìn)行適當(dāng)代換等使問題得以解決的方法，稱為等效思維法。等效思維法的關(guān)鍵在于其思維的等效性，即你的假設(shè)、代換都必須符合原題意。等效思維法是一種解題技巧，有些題只有此法可解決，有些題用此法可解得更巧更快?！纠}7】在320C時(shí)，某+1價(jià)金屬的硫酸鹽飽和溶液的濃度為36.3% ，向此溶液中投入2.6克該無水硫酸鹽，結(jié)果析出組成為R2SO410H2O的晶體21.3克。求此金屬的原子量?！痉治觥?1.3克R2SO410H2O晶體比2.6克無水硫酸鹽質(zhì)量多18.7克，這18.7克是從硫

8、酸鹽飽和溶液得的，所以它應(yīng)該是硫酸鹽飽和溶液，從而可知21.3克R2SO410H2O中含有11.9克結(jié)晶水、9.4克R2SO4 ，最后結(jié)果是：此金屬的原子量為23六、討論法 （一）不定方程討論法 當(dāng)一個(gè)方程式中含有兩個(gè)未知數(shù)時(shí)，即為不定方程。不定方程一般有無數(shù)組解，有些化學(xué)題根據(jù)題設(shè)條件最終只能得到不定方程，必須利用化學(xué)原理加以討論才可以得出合理的有限組解。使問題得到圓滿解決?！纠}8】22.4克某金屬M(fèi)能與42.6克氯氣完全反應(yīng),取等質(zhì)量的該金屬與稀鹽酸反應(yīng),可產(chǎn)生氫氣8.96升（標(biāo)準(zhǔn)狀況），試通過計(jì)算確定該金屬的原子量?！窘狻拷饘費(fèi)跟氯氣反應(yīng)生成物為MClx ，跟稀鹽酸反應(yīng)生成物為MCly

9、 ，分別寫出化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算。 2M + xCl2 = 2MClx 2M 71x 列式整理可得：M=18.7x （1）式 2M + 2yHCl = 2MCly + yH2 2M 22.4y 列式整理可得：M=28y （2）式對（1）式和（2）式進(jìn)行討論可得，當(dāng)x=3 、y=2時(shí)，原子量M=56（二）過量問題討論法 所謂過量問題討論法是指題目沒有明確指出何種反應(yīng)物過量，且反應(yīng)物相對量不同時(shí)，反應(yīng)過程可能不同，需要通過討論來解題的方法?！纠}9】寫出H2S燃燒反應(yīng)的化學(xué)方程式。1升H2S氣體和a升空氣混和后點(diǎn)燃，若反應(yīng)前后氣體的溫度和壓強(qiáng)都相同（200C，101.3千帕），試討論當(dāng)a的取值范圍不

10、同時(shí)，燃燒后氣體的總體積V（用含a的表達(dá)式表示，假設(shè)空氣中氮?dú)夂脱鯕獾捏w積比為41，其它成分可忽略不計(jì)）?！窘狻糠磻?yīng)式為： 2H2S+3O2=2SO2+2H2O 2H2S+O2=2S+2H2O a升空氣中含氧氣0.2a升、含氮?dú)?.8a 升。氮?dú)獠粎⒓臃磻?yīng)，體積保持不變。根據(jù) 2H2S+O2=2S+2H2O 若1升H2S氣體和a升空氣完全反應(yīng)，則a=2.5升，下列進(jìn)行討論：(1)若a2.5升,氧氣過量 2H2S+O2=2S+2H2O 2H2S+3O2=2SO2+2H2O 2 1 2 3 2可得V=0.2a-0.5+0.8a=a-0.5 (L) （三）分析推理討論法 在分析推理討論法中，突出分析

11、推理對不定因素的討論，用較少的計(jì)算過程肯定可能的情況，否定不可能的假設(shè)，從而較快地進(jìn)入實(shí)質(zhì)性問題的解決過程?！纠}10】在28.4克CaCO3和MgCO3組成的混和物中加入足量稀鹽酸，生成氣體全部被250毫升2摩/升NaOH溶液吸收，將此溶液在減壓，低溫條件下蒸干得到29.6克不含結(jié)晶水的固體物質(zhì)。求原混和物中各種物質(zhì)各多少克？【解】NaOH物質(zhì)的量為0.5摩，所以固體物質(zhì)也應(yīng)含有0.5摩的鈉離子，下面進(jìn)行討論：(1)NaOH過量，0.5摩NaOH質(zhì)量為20克，而0.25摩Na2CO3質(zhì)量為26.5克，NaOH和Na2CO3混合不可能得到29.6克固體物質(zhì)。這個(gè)假設(shè)不成立。(2)CO2過量，固

12、體物質(zhì)可能為Na2CO3和NaHCO3 ，0.25摩Na2CO3質(zhì)量為26.5克，0.5摩NaHCO3質(zhì)量為42克,這個(gè)假設(shè)成立。通過上述討論可知29.6克固體物質(zhì)是Na2CO3和NaHCO3的混和物，有關(guān)反應(yīng)為:CO2 + 2NaOH =Na2CO3 + H2O CO2 + NaOH = NaHCO3 利用方程式計(jì)算CO2的物質(zhì)的量為0.3摩，生成二氧化碳的有關(guān)反應(yīng)為:CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2 MgCO3 + 2HCl = MgCl2 + H2O + CO2 利用方程式計(jì)算可得：原混和物中CaCO3為20克、MgCO3為8.4克。課后練習(xí)：四、關(guān)系式法

13、1用稀硫酸溶解FeS和Fe(OH)3的混合物28.3g，可得到1.6g硫。原混合物中FeS質(zhì)量可能是( )2鎂帶在空氣中完全燃燒后，將其產(chǎn)物溶于50mL1.8mol/L稀鹽酸中, 再加入20mL0.9moL/LNaOH溶液以中和多余的酸, 然后加入足量NaOH溶液使氨全部逸出, 經(jīng)測定氨的質(zhì)量為0.102g。求鎂帶的質(zhì)量。3工業(yè)生產(chǎn)電石是用生石灰與焦炭在電爐內(nèi)加熱進(jìn)行的(3C+CaO=CaC2+CO),假設(shè)原料利用率為100%，則36t焦炭可生產(chǎn)多少t乙炔？五、估算法4下列化合物中氯元素的含量為47.65%的是( )A.HCl B.NaCl C.AlCl3 D.KCl52SO2(g)+O2(g

14、)2SO3(g) +196.6KJ，就此反應(yīng)測知4 molSO2參加反應(yīng)時(shí)，放出的熱量為314.3KJ，則SO2的轉(zhuǎn)化率為( )A.40% B.50% C.80% D.100%6、 平均值法6電解普通水（H2O）和重水（D2O）的混合物，通電一段時(shí)間后，兩極共生成氣體18.5g，其體積為33.6L(標(biāo)況下)，在所生成的氣體中重氫和普通氫的原子個(gè)數(shù)比為（） A.2:3 B.2:5 C.1:2 D.1:37有銣與另一種堿金屬的合金4.4g，與足量水反應(yīng)產(chǎn)生2.24L(標(biāo)況下)氫氣，則另一種堿金屬可能是（） A.Li B.Na C.K D.Cs8兩種氣態(tài)烴混合物1體積充分燃燒時(shí)，需消耗相同條件下的氧

15、氣3.75體積，則這兩種烴可能是（ ） A.甲烷、乙烯 B.丙烯、丁烯 C.丙烷、丁烯 D.乙烯、丙烯9K2CO3樣品中含有Na2CO3、KNO3、Ba(NO3)2三種雜質(zhì)中的一種或兩種，現(xiàn)將13.8g樣品加入足量水，樣品全部溶解，再加入過量的CaCl2溶液，得9g沉淀，原樣品所含雜質(zhì)的正確判斷是( ) A.肯定有KNO3 B.肯定有KNO3，可能有Na2CO3 C.肯定沒有Ba(NO3)2，可能有KNO3 D.肯定沒有Na2CO3和Ba(NO3)2七、等效思維法10300C時(shí)一定量的硫酸銅溶液，若溫度保持不變，加入25g膽礬或蒸發(fā)掉55g水均可得到飽和溶液。則300C時(shí)CuSO4飽和溶液的質(zhì)

16、量分?jǐn)?shù)為（ ）A.20% B.40% C.60% D.80%八、討論法1118.4g NaOH和NaHCO3混合固體，在密閉容器中加熱至2500C，經(jīng)充分反應(yīng)后，排出氣體，冷卻，稱得剩余固體為16.6g。試計(jì)算混合固體中NaOH的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。12. 某單質(zhì)銀硝酸反應(yīng)，若參加反應(yīng)的單質(zhì)與硝酸的物質(zhì)的量之比為，則酸元素在反應(yīng)中所顯示的化合價(jià)是（ ）A. B. C. D. 13. 標(biāo)準(zhǔn)狀況下，將盛滿、混合氣的集氣瓶倒置于水中，完全溶解，無氣體剩余，其產(chǎn)物不擴(kuò)散，則所得溶液的物質(zhì)的量濃度（M）數(shù)值大小范圍為（ ）A. B. C. D. 14. 由氣態(tài)烴和氣態(tài)炔烴組成的混合氣體，（標(biāo)況）質(zhì)量為，該混合氣體

17、中與的體積比不可能是（ ）A. B. C. D. 15有、混合溶液400mL，經(jīng)測定其中濃度為，投入過量的鋅粉，充分反應(yīng)后過濾，所得固體殘?jiān)?jīng)洗滌干燥后，質(zhì)量為。則：（1）原混合溶液中、的物質(zhì)的量濃度為：= = 。（2）的數(shù)值 。（3）的數(shù)值越大，說明混合溶液中含量 。（4）的最大值應(yīng)為 ，最小值（以，表示）應(yīng)為 。16電子工業(yè)常用一定濃度的溶液腐蝕敷有銅箔的絕緣板，制成印刷線路板。有關(guān)反應(yīng)為現(xiàn)將一塊敷有銅箔的絕緣板浸入某溶液A中，一段時(shí)間后，將該線路板取出，向所得溶液B中加入鐵粉，充分反應(yīng)得固體；將固體濾出并從濾液C（忽略反應(yīng)前后溶液體積的變化）中取出，向其中滴入溶液時(shí)，溶液中的恰好完全沉淀

18、。請計(jì)算：（1）溶液A中的物質(zhì)的量濃度為 ；假若鐵粉不再溶解，向溶液B中加的鐵粉質(zhì)量至少應(yīng)大于 ；討論當(dāng)剩余固體的組成不同時(shí)和可能的取值范圍，并填入下表：剩余固體的組成的取值范圍的取值范圍（用含的代數(shù)式表示）只有銅有鐵且有銅 17. 往的溶液中，通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體，然后在低溫和減壓下蒸干水份得白色固體A求：（1）固體A的質(zhì)量與通入的氣體的關(guān)系，并指明固體的組成。（2）當(dāng)白色固體A的質(zhì)量為，求通入硫化氫的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）九、極值法18由某堿金屬M(fèi)用其氧化物M2O組成的混合物4.0g與水充分反應(yīng)后，蒸發(fā)、結(jié)晶得到干燥的固體5.0g，問該金屬是何種金屬？19PCl5在密閉容器中有反應(yīng)：PCl5(g)= PCl3 (g) +Cl2 (g)。t1C時(shí)PCl5的分解率為48.567%，t2C時(shí)分解率為97.034%。則t2C時(shí)反應(yīng)體系的物質(zhì)的量是t1C時(shí)反應(yīng)體系的多少倍（ ）（A）0.4 (B) 1.3 (C) 1.6 (D) 1.920在一定條件下，氣體A可發(fā)生如下反應(yīng)：2 A(g)B(g)+ 3 C