高中化學(xué)計(jì)算題典型類型及解法探討

李許霞

寧夏回族自治區(qū)西吉縣回民中學(xué)

高中化學(xué)計(jì)算題典型類型及解法探討

李許霞

寧夏回族自治區(qū)西吉縣回民中學(xué)

“高中階段的化學(xué)計(jì)算題類型在初中階段有關(guān)化學(xué)量、化學(xué)方程式、溶液及其濃度等的計(jì)算的基礎(chǔ)上，增加了化學(xué)平衡和PH值的計(jì)算，目的仍為考察學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識(shí)的廣度、知識(shí)掌握的系統(tǒng)性和熟練程度。但題目難度和信息復(fù)雜程度要遠(yuǎn)超初中階段，往往成為學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握的難點(diǎn)，不過只要掌握了常見題型及其解題方法，高中化學(xué)計(jì)算題其實(shí)并不難。本論文就高中化學(xué)典型計(jì)算題類型和解法進(jìn)行了總結(jié)和探討。

高中化學(xué)；計(jì)算題；類型解法

一、差量法

指根據(jù)物質(zhì)變化前后某種量發(fā)生變化的化學(xué)方程式或關(guān)系式，找出所謂“理論差量”。這里的差量可以是質(zhì)量差、體積差，分別為利用物質(zhì)、氣體物質(zhì)反應(yīng)前后的質(zhì)量差、體積差求解。差量法適用于混合物間的反應(yīng)，且反應(yīng)前后存在差量的計(jì)算題型。

解題需要抓住的關(guān)鍵兩點(diǎn)分別為：①理清差量產(chǎn)生的原因；②理清與差量成比例的量。

例題：將質(zhì)量為m1的NaHCO3固體加熱分解一段時(shí)間后，剩余固體質(zhì)量為m2。

（1）未分解的NaHCO3的質(zhì)量為多少？

（2）生成的Na2CO3的質(zhì)量為多少？

（3）當(dāng)剩余固體質(zhì)量為多少時(shí)，可判定NaHCO3完全分解？

解析：NaHCO3加熱分解生成Na2CO3、H2O和CO2，化學(xué)方程式為2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑，其中H2O和CO2為質(zhì)量減量。NaHCO3、Na2CO3和質(zhì)量減量對(duì)應(yīng)的分子量分別為2×84、106、18+ 44，根據(jù)當(dāng)前質(zhì)量減量為（m1-m2），即可求出前兩個(gè)問題的答案。

解題：設(shè)已分解的NaHCO3、生成的Na2CO3的質(zhì)量分別為x、y。則：

（2×84）/x=（18+44）/（m1-m2）

106/y=（18+44）/（m1-m2）

可得：

x=84（m1-m2）/31

y=53（m1-m2）/31

用m1減去x即為未分解的NaHCO3的質(zhì)量。

NaHCO3完全分解，設(shè)剩余固體質(zhì)量為z。則：

（2×84）/m1=106/z

可得：z=53 m1/84

二、守恒法

依據(jù)質(zhì)量守恒定律，在化學(xué)反應(yīng)中存在系列守恒現(xiàn)象，如：質(zhì)量守恒、原子守恒、元素守恒、電荷守恒、電子守恒等，利用這些守恒關(guān)系解題，就是守恒法，可簡(jiǎn)化解題思路，解決較為復(fù)雜的化學(xué)計(jì)算問題。

守恒法使用過程中，要巧妙選擇化學(xué)式或溶液中某兩位數(shù)相等，如正負(fù)化合價(jià)總數(shù)、正負(fù)電荷總數(shù)等，或者幾個(gè)方程式某微粒或物質(zhì)的量保持不變作為解題依據(jù)。

例題：在空氣中放置了一段時(shí)間的KHO固體，其含水為3%，含K2CO3為40%，取1g該樣品，投入25ml濃度為2mol/L的鹽酸中后，剩余鹽酸需用32ml濃度為1mol/L的KOH溶液恰好完全中和，則蒸發(fā)該中和后溶液可得到的固體質(zhì)量為多少？

解析：本題涉及數(shù)字較多，化學(xué)反應(yīng)復(fù)雜，包括KOH+HCL= KCL+H2O、K2CO3+2HCL=2KCL+H2O+CO2↑。乍看之下無(wú)從下手，根據(jù)所給出的量計(jì)算的話講非常繁瑣。但若應(yīng)用守恒法，可看出其中CL是守恒的，蒸發(fā)后得到的固體KCL中的CL全部來(lái)自于HCL，思路一下子就簡(jiǎn)化了不少。

解題：根據(jù)n（KCL）=n（HCL）=0.025L×2mol/L，則：

m（KCL）=0.025L×2mol/L×74.5g/mol=3.725g

三、關(guān)系式法

對(duì)前一反應(yīng)的某一產(chǎn)物，在參加連續(xù)反應(yīng)后，又再生成，使得反應(yīng)形成循環(huán)的循環(huán)反應(yīng)，可將方程式相加，消去循環(huán)項(xiàng)，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)算的求解方法。

利用關(guān)系式法可以節(jié)省不必要的中間運(yùn)算步驟，關(guān)鍵是建立起關(guān)系式，方法有：①利用粒子守恒關(guān)系，從微觀上看，化學(xué)反應(yīng)前后的同種元素原子個(gè)數(shù)必然相等；②利用方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)間的關(guān)系；③利用方程式的加合。

例題：在一定條件下，將m體積的NO與n體積的O2同時(shí)通入倒立于水中且盛滿水的容器中，充分反應(yīng)后，容器內(nèi)殘留m/2體積的氣體，該氣體與空氣接觸后變?yōu)榧t棕色，則m與n的比值為（）

A、3：2 B、2：3 C、8：3 D、3：8

解析：剩余氣體與空氣接觸后變?yōu)榧t棕色，則為NO，則于n體積的反應(yīng)O2的NO體積為m/2。根據(jù)題意，所涉及的兩個(gè)反應(yīng)分別為：2NO+O2=2NO2、3NO2+H2O=2HNO3+NO，進(jìn)行疊加可得：4NO+ 3O2+2H2O=4HNO3，可利用疊加后的總反應(yīng)式計(jì)算。

解題：由疊加后的總反應(yīng)式，可知：

（m/2）/n=4：3，得出m與n的比值為8：3，答案為C。

四、平均值法

是一種將數(shù)學(xué)平均原理應(yīng)用于化學(xué)計(jì)算的解題方法，依據(jù)的數(shù)學(xué)原理為兩個(gè)數(shù)A1、A2的平均值A(chǔ)，介于A1、A2之間，常用于混合物的定量、定性分析，是巧解混合問題的有效方法。

平均值法的規(guī)律為混合物的平均相對(duì)分子質(zhì)量、平均相對(duì)原子質(zhì)量、元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、生成的某指定物質(zhì)的量總是介于組分相應(yīng)量的最大值與最小值之間。解題時(shí)應(yīng)首先計(jì)算平均分子式或平均相對(duì)原子質(zhì)量，再用十字交叉法求出各成分物質(zhì)量之比。

例題：某物質(zhì)A在一定條件下加熱，產(chǎn)物均為氣體，分解方程式為2A=B+2C+2D。已知生成的混合氣體相對(duì)于氫氣的密度為d，則A的相對(duì)分子質(zhì)量是多少？

解析：B、C、D混合氣體的平均摩爾質(zhì)量M=［M（B）+2M（C）+2M（D）］/5，又根據(jù)題意可知M=d×M（H2）=2dg/mol，則M（B）+2M（C）+ 2M（D）=5M=10dg/mol。接下來(lái)根據(jù)質(zhì)量守恒定律，即可得出答案

解題：由2molM（A）=1molM（B）+2molM（C）+2molM（D），可得：M（A）=5dg/mol，所以A的相對(duì)分子質(zhì)量為5d。

以上是高中化學(xué)計(jì)算題的典型類型和解題方法，但無(wú)論哪種類型，解題均應(yīng)按照以下基本步驟進(jìn)行，即：認(rèn)真審題，解讀出有效提示信息，明確題意；運(yùn)用所掌握基礎(chǔ)知識(shí)，靈活組合已知信息；找準(zhǔn)突破口，形成解題思路；解題過程嚴(yán)格、嚴(yán)謹(jǐn)，對(duì)答案合理性進(jìn)行驗(yàn)算。

［1］慶君君.高中化學(xué)常見計(jì)算題［EB/OL］.http：//www.docin. com/，2012-10-16

［2］丁艾力.高中化學(xué)計(jì)算題解題方法歸納［EB/OL］.http：//wenku.baidu.com/，2011-12-11

［3］劉全樂.高中化學(xué)計(jì)算題基本類型計(jì)算方法［EB/OL］.http：// wenku.baidu.com/，2011-03-07