高考化學(xué)復(fù)習(xí) 學(xué)科素養(yǎng)專項(xiàng)提升1 化學(xué)計(jì)算的常用方法課件 蘇教版-蘇教版高三全冊(cè)化學(xué)課件

1、(一一)化學(xué)計(jì)算的常用方法化學(xué)計(jì)算的常用方法核心素養(yǎng)的認(rèn)知與形成高考對(duì)化學(xué)計(jì)算的考查逐年增加,加強(qiáng)化學(xué)計(jì)算能力逐漸成為教學(xué)重點(diǎn)。高考命題中,最常用的化學(xué)計(jì)算方法有“差量法”“關(guān)系式法”“極值法”“平均值法”“守恒法”等,在這幾種計(jì)算方法中,依據(jù)化學(xué)方程式的計(jì)算是各種計(jì)算方法的基礎(chǔ)。核心素養(yǎng)1:變化觀念與平衡思想運(yùn)用“關(guān)系式法”計(jì)算要認(rèn)識(shí)到物質(zhì)是運(yùn)動(dòng)和變化的,知道化學(xué)變化需要一定的條件,并遵循一定規(guī)律;認(rèn)識(shí)化學(xué)變化的本質(zhì)是有新物質(zhì)生成,并伴有能量的轉(zhuǎn)化;認(rèn)識(shí)化學(xué)變化有一定限度,是可以調(diào)控的。運(yùn)用“差量法”和“守恒法”計(jì)算要用發(fā)展和動(dòng)態(tài)平衡的觀點(diǎn)看待和分析化學(xué)反應(yīng);能依據(jù)物質(zhì)性質(zhì)和化學(xué)變化的一般規(guī)

2、律,控制外界條件,通過化學(xué)反應(yīng)(或進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)實(shí)驗(yàn))實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化、合成和能量的轉(zhuǎn)化,從而解決實(shí)際問題。-3-核心素養(yǎng)2:證據(jù)推理與模型認(rèn)知運(yùn)用“極值法”“平均值法”計(jì)算要具有證據(jù)意識(shí),能基于證據(jù)對(duì)物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)及其變化提出可能的假設(shè),通過分析推理加以證實(shí)或證偽;建立觀點(diǎn)、結(jié)論和證據(jù)之間的邏輯關(guān)系;知道可以通過分析、推理等方法認(rèn)識(shí)研究對(duì)象的本質(zhì)特征、構(gòu)成要素及其相互關(guān)系,建立模型。能運(yùn)用模型解釋化學(xué)現(xiàn)象,揭示現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律。核心素養(yǎng)3:“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”化學(xué)計(jì)算能培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度,具有探索未知、崇尚真理的意識(shí);能夠贊賞化學(xué)對(duì)社會(huì)發(fā)展的重大貢獻(xiàn),具備可持續(xù)發(fā)展意識(shí)和綠色化學(xué)觀念

3、,能對(duì)與化學(xué)有關(guān)的社會(huì)熱點(diǎn)問題作出正確的價(jià)值判斷。-4-方法一方法二方法三方法四方法五方法一根據(jù)化學(xué)方程式的基本計(jì)算比例式法1.計(jì)算原理 aA(g)+bB(g)=cC(g)+dD(g)化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為ab c d質(zhì)量之比為 aMAbMB cMC dMD物質(zhì)的量之比為ab c d氣體體積之比為(同溫同壓下) ab c d不同物質(zhì)的相同物理量之間的換算可以按上述關(guān)系進(jìn)行。解題時(shí)要注意化學(xué)方程式中各種物質(zhì)對(duì)應(yīng)關(guān)系的單位問題,同一物理量單位要一致。如果涉及兩種物理量,要做到兩種物理量“上下一致,左右相當(dāng)”即可。方法六-5-方法一方法二方法三方法四方法五2.解題步驟(1)根據(jù)題意書寫正確的化學(xué)方程式。(

4、2)明確已知條件,化學(xué)方程式所表示的是參加反應(yīng)的純凈物之間的量的關(guān)系,因此,不純物質(zhì)的量必須換算成純凈物的量,未參加反應(yīng)的物質(zhì)要排除在外。(3)建立已知量與未知量之間的比例關(guān)系,求出未知量。典例1將鐵、銅混合粉末18.0 g加入到100 mL 5.0 molL-1 FeCl3溶液中,充分反應(yīng)后剩余固體質(zhì)量為3.2 g。下列說法正確的是()A.剩余固體是鐵、銅混合物B.反應(yīng)后溶液中n(Fe2+)+n(Cu2+)=0.75 molC.反應(yīng)后溶液中n(Fe3+)=0.10 molD.原固體混合物中銅的質(zhì)量是8.0 g方法六-6-方法一方法二方法三方法四方法五解析 鐵的還原性強(qiáng)于銅,將鐵、銅混合粉末加

5、入氯化鐵溶液中,鐵先與鐵離子反應(yīng),氯化鐵的物質(zhì)的量是0.5 mol,由Fe+2Fe3+=3Fe2+ 56 g 2 mol可知,0.5 mol Fe3+可以消耗14 g鐵,由于實(shí)際溶解的金屬質(zhì)量是18.0 g-3.2 g=14.8 g,故兩種金屬都參與反應(yīng),且Fe3+完全反應(yīng),剩余的金屬是銅,A、C兩項(xiàng)錯(cuò);設(shè)反應(yīng)的銅的物質(zhì)的量是n1,反應(yīng)的鐵的物質(zhì)的量是n264 gmol-1n1+56 gmol-1n2=14.8 g,根據(jù)Fe+2Fe3+=3Fe2+及Cu+2Fe3+=Cu2+2Fe2+可知方法六-7-方法一方法二方法三方法四方法五解得n1=0.1 mol,n2=0.15 mol,則原來(lái)含有的銅

6、的質(zhì)量是:0.1 mol64 gmol-1+3.2 g=9.6 g,D項(xiàng)錯(cuò)誤;溶液中的n(Fe2+)+n(Cu2+)=0.1 mol+0.15 mol+0.5 mol=0.75 mol,B項(xiàng)正確。答案 B方法六-8-方法一方法二方法三方法四方法五典例2為了檢驗(yàn)?zāi)澈蠳aHCO3雜質(zhì)的Na2CO3樣品的純度,現(xiàn)將w1 g樣品充分加熱,測(cè)得其質(zhì)量變?yōu)閣2 g,則該樣品的純度(質(zhì)量分?jǐn)?shù))是()方法六-9-方法一方法二方法三方法四方法五解析 由題意知(w1-w2)g應(yīng)為NaHCO3分解生成的CO2和H2O的質(zhì)量,設(shè)樣品中NaHCO3的質(zhì)量為x,由此可得如下關(guān)系:答案 A 方法六-10-方法一方法二方法

7、三方法四方法五方法三解答連續(xù)反應(yīng)類型計(jì)算題的捷徑關(guān)系式法關(guān)系式法適用于多步進(jìn)行的連續(xù)反應(yīng),以中間產(chǎn)物為媒介,找出起始原料和最終產(chǎn)物的關(guān)系式,可將多步計(jì)算一步完成。利用關(guān)系式解決多步反應(yīng)的相關(guān)計(jì)算方便簡(jiǎn)捷。利用多步反應(yīng)建立關(guān)系式的方法:方法六-11-方法一方法二方法三方法四方法五方法六-12-方法一方法二方法三方法四方法五方法六-13-方法一方法二方法三方法四方法五典例3(2019陜西西安調(diào)研測(cè)試)碳酸銅和堿式碳酸銅均可溶于鹽酸轉(zhuǎn)化為氯化銅。在高溫下這兩種化合物均能分解生成氧化銅。溶解28.4 g上述混合物,消耗1 molL-1鹽酸500 mL。煅燒等質(zhì)量的上述混合物,得到氧化銅的質(zhì)量是()A.

8、35 g B.30 gC.20 gD.15 g解析 碳酸銅和堿式碳酸銅均可溶于鹽酸轉(zhuǎn)化為氯化銅,消耗1 molL-1鹽酸500 mL,HCl的物質(zhì)的量為0.5 mol,則CuCl2的物質(zhì)的量為0.25 mol。根據(jù)銅元素守恒可知,原混合物中含有銅元素原子的物質(zhì)的量為0.25 mol,則灼燒等質(zhì)量的題給混合物,得到氧化銅的物質(zhì)的量為0.25 mol,則得到氧化銅的質(zhì)量為m(CuO)=0.25 mol80 gmol-1=20 g。答案 C方法六-14-方法一方法二方法三方法四方法五方法四有關(guān)混合物計(jì)算的“簡(jiǎn)化高手”極值法1.極值法的含義極值法是利用極限思維方式解決一些模糊問題的解題技巧,它是將題設(shè)

9、構(gòu)造為問題的兩個(gè)極端,然后依據(jù)有關(guān)化學(xué)知識(shí)確定所需反應(yīng)物或生成物的極值,利用極值進(jìn)行判斷分析求出結(jié)果,有時(shí)也稱為極端假設(shè)法。2.解題思路(1)極端假設(shè)。如:把可逆反應(yīng)假設(shè)成向左或向右進(jìn)行完全。把混合物假設(shè)成為某一純凈物。把多個(gè)同時(shí)進(jìn)行的反應(yīng)假設(shè)成單一反應(yīng)。(2)計(jì)算極值。(3)由極值進(jìn)行討論、分析、推理,從而得出合理答案。方法六-15-方法一方法二方法三方法四方法五3.極值法解題的關(guān)鍵緊扣題設(shè)的可能趨勢(shì),選好極端假設(shè)的落腳點(diǎn)。方法六-16-方法一方法二方法三方法四方法五典例4(2019湖南湘潭月考)把含有某一種氯化物雜質(zhì)的MgCl2粉末95 g溶于水后,與足量AgNO3溶液反應(yīng),測(cè)得生成的Ag

10、Cl質(zhì)量為300 g,則該MgCl2中的雜質(zhì)可能是 ()A.NaCl B.AlCl3C.KClD.CaCl2解析 提供1 mol Cl-所需各物質(zhì)的質(zhì)量分別為 而該含氯化物雜質(zhì)的MgCl2提供1 mol Cl-需要的質(zhì)量為95 g 45.4 g。由于提供1 mol Cl-所需MgCl2的質(zhì)量為47.5 g,因此應(yīng)選提供1 mol Cl-質(zhì)量小于45.4 g的物質(zhì),根據(jù)前面的分析,小于45.4 g的只有AlCl3。答案 B方法六-17-方法一方法二方法三方法四方法五方法五簡(jiǎn)化過程,妙用守恒守恒法1.應(yīng)用原理所謂“守恒”就是物質(zhì)在發(fā)生“變化”或兩物質(zhì)在發(fā)生“相互作用”的過程中某些物理量的總量保持“

11、不變”。一切化學(xué)反應(yīng)都遵循某些守恒定律,在化學(xué)變化中有各種各樣的守恒,如質(zhì)量守恒、原子數(shù)目守恒、得失電子守恒、電荷守恒、能量守恒等。2.解題步驟方法六-18-方法一方法二方法三方法四方法五典例5(2019河南南陽(yáng)一模)將鎂鋁合金溶于100 mL稀硝酸中,產(chǎn)生1.12 L NO氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況),向反應(yīng)后的溶液中加入NaOH溶液,產(chǎn)生沉淀的情況如圖所示。下列說法不正確的是() A.不能求出硝酸的物質(zhì)的量濃度B.氫氧化鈉溶液的濃度為3 molL-1C.可以求出合金中鎂的質(zhì)量D.可以求出沉淀的最大質(zhì)量方法六-19-方法一方法二方法三方法四方法五解析 向反應(yīng)后的溶液中加入NaOH溶液,開始沒有沉淀,說明

12、硝酸過量,與硝酸反應(yīng)的NaOH溶液是10 mL,沉淀達(dá)到最多時(shí)生成沉淀消耗的NaOH溶液是50 mL,溶解氫氧化鋁消耗的NaOH溶液是10 mL,則生成氫氧化鋁消耗的NaOH溶液是30 mL,因此生成氫氧化鎂消耗的NaOH溶液是20 mL,所以根據(jù)離子方程式Al3+3OH-= Al(OH)3、Mg2+2OH-=Mg(OH)2可知金屬鎂鋁的物質(zhì)的量之比為1 1。生成的NO為0.05 mol,轉(zhuǎn)移電子為0.15 mol,根據(jù)得失電子守恒可知金屬鎂鋁的物質(zhì)的量均為 =0.03 mol。溶解0.03 mol氫氧化鋁消耗氫氧化鈉是0.03 mol,則氫氧化鈉溶液濃度為 =3 molL-1,故B正確;沉淀

13、達(dá)到最多時(shí)所得溶液是硝酸鈉溶液,根據(jù)鈉離子守恒和硝酸根守恒可知能求出硝酸的物質(zhì)的量濃度,故A錯(cuò)誤;從以上分析可知可以求出合金中鎂的質(zhì)量,故C正確;從以上分析可知可以求出沉淀的最大質(zhì)量,故D正確。答案 A 方法六-20-方法一方法二方法三方法四方法五方法六方法六有關(guān)混合物計(jì)算的“簡(jiǎn)化高手”平均值法-21-方法一方法二方法三方法四方法五方法六典例6含兩種金屬單質(zhì)的混合物共15 g,投入足量的鹽酸中,充分反應(yīng)后得到11.2 L H2(標(biāo)準(zhǔn)狀況),則原混合物的組成肯定不可能為()A.Mg和AgB.Zn和CuC.Al和ZnD.Al和Cu解析 本題可用平均摩爾電子質(zhì)量(即提供1 mol電子所需金屬的質(zhì)量)

14、法求解。反應(yīng)中H+被還原生成H2,由題意可知15 g金屬混合物可提供1 mol電子,其平均摩爾電子質(zhì)量為15 gmol-1。選項(xiàng)中金屬M(fèi)g、Zn、Al的摩爾電子質(zhì)量分別為12 gmol-1、32.5 gmol-1、9 gmol-1,其中不能與鹽酸反應(yīng)的Ag和Cu的摩爾電子質(zhì)量可看作無(wú)窮大。根據(jù)數(shù)學(xué)上的平均值原理可知,原混合物中一種金屬的摩爾電子質(zhì)量大于15 gmol-1,另一種金屬的摩爾電子質(zhì)量小于15 gmol-1。由此可判斷出原混合物肯定不可能是Zn和Cu。答案 B-22-1231.向一定量的Fe、FeO、Fe3O4的混合物中加入100 mL 1 molL-1的鹽酸,恰好使混合物完全溶解,

15、放出224 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)的氣體,在所得溶液中加入KSCN溶液無(wú)血紅色出現(xiàn)。若用足量的CO在高溫下還原相同質(zhì)量的此混合物,能得到鐵的質(zhì)量是()A.11.2 gB.5.6 gC.2.8 gD.無(wú)法計(jì)算C解析 鹽酸恰好使混合物完全溶解,鹽酸沒有剩余,向反應(yīng)所得溶液加KSCN溶液無(wú)血紅色出現(xiàn),說明溶液為FeCl2溶液,根據(jù)氯元素守恒可知n(FeCl2)= n(HCl)= 0.1 L1 molL-1=0.05 mol;用足量的CO在高溫下還原相同質(zhì)量的混合物得到鐵,根據(jù)鐵元素守恒可知n(Fe)=n(FeCl2)=0.05 mol,其質(zhì)量為0.05 mol56 gmol-1=2.8 g。-23-1232.(2019江西上高二中月考)C和CuO在一定溫度下反應(yīng),產(chǎn)物有Cu、Cu2O、CO、CO2。若將2.00 g C與16.0 g CuO混合,隔絕空氣加熱,將生成的氣體全部通入足量的澄清石灰水,反應(yīng)一段時(shí)間后共收集到1.12 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體,生成沉淀的質(zhì)量為5.00 g。下列說法錯(cuò)誤的是()A.反應(yīng)后的固體混合物中Cu的質(zhì)量為12.8 gB.反應(yīng)后的固體混合物中含有碳C.反應(yīng)后的固體混合物總質(zhì)量為14.4 gD.反應(yīng)后的固體混合物中氧化物的物質(zhì)的量為0.05 mol 答案解析解析關(guān)閉 答案解析關(guān)閉-24-1233.(2019廣東廣州部分重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考)1.76 g銅鎂合金完全溶