尖子生培訓小專題12 例析化學計算方法(二)差量法、關系式法

1、尖子生培訓小專題12 例析化學計算方法(二)差量法、關系式法差量法是根據化學反應中反應物和生成物的差量（固體質量差、溶液質量差、氣體體積差、氣體物質的量之差等）以及造成這種差量的實質及其關系，列出比例求解的方法。其基本方法是根據物質發(fā)生化學反應的方程式，找出反應物與生成物中某化學量從始態(tài)到終態(tài)的差量（標準差）和實際發(fā)生化學反應的差值（實際差）進行計算。在多步反應中，第一步反應的產物即是下一步反應的反應物，根據化學方程式，每一步反應的反應物和生成物之間都有一定的量的關系，所以可以利用某中間物質作為“中介”，找出已知物質與所求物質之間的量的關系，直接通過關系式，進行求解簡化解題過程。多步反應關系式

2、法的基本思路是根據原子守恒，建立起始物質與終端物質之間的對應關系。下面就例析差量法、關系式法在解化學計算題中的應用。典型問題1 差量法的應用例1 將4.66g鹵素互化物BrClx溶于水后，通入足量SO2氣體與其反應生成氫溴酸、鹽酸和硫酸，再用堿將溶液調至中性后，加入過量Ba(NO3)2溶液，充分反應后濾去沉淀物，再向濾液中加入過量AgNO3溶液，最后得鹵化銀沉淀15.46g。試計算：（1）參加反應的AgNO3的物質的量。（2）BrClx中的x值?！舅悸贰糠治霰绢}是已知反應物固體的質量及生成固體的質量，可考慮用固體質量差量法計算。 【答案】（1）0.1mol （2）3【解析】固體增加的質量就是參

3、加反應的Ag元素質量，故n(AgNO3)= n(Ag)=（15.464.66）/108=0.1mol又因 BrClx AgBr + xAgCl 質量增加m 80+35.5x 108（1+x） 4.66g 15.46g4.66g 則：x=3【方法歸納】差量法解題步驟（1）分析題意：分析化學反應各物質之間的數量關系，引起差值的原因。 （2）確定是否能用差量法：分析差值與始態(tài)量或終態(tài)量是否存在比例關系，以確定是否能用差量法。 （3）寫出正確的化學方程式。 （4）根據題意確定“理論差量”與題中提供“實際差量”，列出比例關系，求出答案。 典型問題2 關系式法的應用例2 接觸法制硫酸排放的尾氣中含有少量的

4、SO2，為防止污染大氣，在排放前應設法進行綜合利用?，F有某硫酸廠每天排放的10000 m3尾氣中含有含0.2%（體積分數）的SO2，問用NaOH溶液、生石灰及O2處理后，假設硫元素不損失，理論上可得到多少千克石膏（CaSO4·2H2O）？ 【思路】本題涉及的反應多，如果一步一步的計算，過于繁瑣且易出錯，可根據硫守恒列出關系式運算。 【答案】153.6 kg【解析】根據題意，硫酸工業(yè)尾氣處理過程中硫元素不損失，即硫原子守恒，因此可得關系式： SO2 CaSO4·2H2O 22.4 L 172 g 1000×104×0.2% L m(CaSO4·2

5、H2O)解得：m(CaSO4·2H2O)153.6×103 g153.6 kg【方法歸納】凡反應連續(xù)進行，上一步反應的產物為下一步反應的反應物的反應，絕大多數可用關系式法解決。尋找關系式的方法，一般有以下兩種：1.寫出各步反應的方程式，然后逐一遞進找出關系式；2.根據某原子守恒，直接寫出關系式。自我檢測1 在空氣中將無水的硝酸銅和銅粉的混合物灼燒后(即生成CuO)，所得物質的質量與原混合物的質量相等，求原混合物中硝酸銅的百分含量。2 臭氧層是地球生命的保護神，臭氧比氧氣具有更強的氧化性。實驗室可將氧氣通過高壓放電管來制取臭氧： 3O22O3（1）若在上述反應中有30%的氧氣

6、轉化為臭氧，所得混合氣體的平均摩爾質量為_g/mol（保留一位小數）。（2）將8L氧氣通過高壓放電管后，恢復到原狀況，得到氣體6.5L，其中臭氧為_L。（3）實驗室將氧氣和臭氧的混合氣體0.896L（標準狀況）通入盛有20.0g銅粉的反應器中，充分加熱后，粉末的質量變?yōu)?1.6g。則原混合氣中臭氧的體積分數為_。3. 在 O2 中燃燒 0.22 g 硫和鐵組成的化合物，使其中的硫全部轉化為 SO2，將這些 SO2全部轉化為 SO3，生成的 SO3 完全被 H2O 吸收。所得 H2SO4 可用 10.0 mL 0.50 mol·L1 的 NaOH(aq)完全中和，則原化合物中硫元素的質

7、量分數為_。4. 某化肥廠以氨為原料制備 NH4NO3，已知由氨制 NO 的產率是 96%，NO 制硝酸的產率是 92%，求制硝酸所用去的氨的質量占總耗氨的質量分數是多少？答案1. 【答案】30.32%【解析】因為灼燒前后混合物的質量相等，所以發(fā)生反應時Cu(NO3)2分解減少的質量與Cu被氧化增加的質量相等。設原混合物的質量為1g，其中含Cu(NO3)2為xg，Cu粉為(1-x)g。Cu(NO3)2 CuO   質量減量m1188 g 108 gx gY1=27x/47 g2CuO2= 2CuO      

8、60; 質量增量m22×64 g  32 g(1x) g Y2=(1-x)/4 g質量減少量等于質量增加量（Y1=Y2），列式解得x=0.3032，原混合物中硝酸銅的百分含量為30.32%。2.【答案】(1)35.6 (2)3 (3)0.5 【解析】（1）假設有1mol O2，則 3O2 2O3開始 1mol 0反應 0.3mol 0.2mol平衡 0.7mol 0.2mol所以平均摩爾質量為:0.7/0.9×32g·mol10.2/0.9×48g·mol1=35.6g·mol1或者1mol×32g·mo

9、l1/（0.2+0.7）mol=35.6g·mol1（2）此題應根據差量法計算設生成臭氧的體積為X，則：3O2 2O3 V 3 2 1 X 8-6.5=1.5(L) 列方程式得2/X=(3-2)/(8-6.5) X=3L （3）n（混合氣體）=0.896/22.4 =0.04(mol)設臭氧的體積分數為a，根據氧原子守恒0.04mol·a·30.04mol·(1a)·2=(21.6-20)/16 mol 解得a=0.53. 【答案】0.36【解析】S H2SO4 2NaOHn(S)=1/2n(NaOH)=1/2×0.010 L×0.50 mol·L1=0.0025 mol，w(S)=0.36。4. 【答案】0.53 【解析】將本題分解為兩步計算，并輔以一定的數值，可以化繁為簡。根據合成 NH4NO3 的反應：NH3 HNO3=NH4NO3可知當合成 80 t NH4NO3 時，需要用 63 t HNO3