化學(xué)學(xué)習(xí)方法:化學(xué)式計(jì)算的技巧

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中化學(xué) 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)


  化學(xué)式計(jì)算是初中化學(xué)計(jì)算中的一個(gè)重要組成部分。但有些化學(xué)式計(jì)算題若按照常規(guī)的方法求解,不僅過程繁瑣,計(jì)算量較大,而且容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。如果我們轉(zhuǎn)換思維角度,采用不同的假設(shè)策略,常常能化繁為簡(jiǎn),巧妙解題。

  一、極端假設(shè)

  極端假設(shè)就是將混合物的組成假設(shè)為多種極端情況,并針對(duì)各種極端情況進(jìn)行計(jì)算分析,從而得出正確的判斷。

  例1.一定量的木炭在盛有氮?dú)夂脱鯕饣旌蠚怏w的密閉容器中充分燃燒后生成CO和CO2,且測(cè)得反應(yīng)后所得CO、CO2、N2的混合氣體中碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為24%,則其中氮?dú)獾馁|(zhì)量分?jǐn)?shù)可能為( )

  A.10% B.30% C.50% D.70%

  解析:本題采用極端假設(shè)法較易求解,把原混合氣體分兩種情況進(jìn)行極端假設(shè)。

 。1)假設(shè)混合氣體只含N2和CO。設(shè)混合氣體中CO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為x,則12/28=24%/x

  x=56% ,則混合氣體中N2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:1—56%=44%

 。2)假設(shè)混合氣體只含N2和CO2。設(shè)混合氣體中CO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為y,則12/44=24%/y

  y=88% ,則混合氣體中N2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:1—88%=12%

  由于混合氣體實(shí)際上由CO、CO2、N2三種氣體組成,因此混合氣體中N2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)在12%~44%之間,故符合題意的選項(xiàng)是B。

  二、中值假設(shè)

  中值假設(shè)就是把混合物中某純凈物的量值假設(shè)為中間值,以中間值為參照,進(jìn)行分析、推理,從而巧妙解題。

  例2.僅含氧化鐵(Fe2O3)和氧化亞鐵(FeO)的混合物中,鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為73.1%,則混合物中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為( )

  A.30% B.40% C.50% D.60%

  解析:此題用常規(guī)法計(jì)算較為復(fù)雜。由化學(xué)式計(jì)算可知:氧化鐵中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70.0%,氧化亞鐵中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為約為77.8%。假設(shè)它們?cè)诨旌衔镏械馁|(zhì)量分?jǐn)?shù)各為50%,則混合物中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)為:(70.0%+77.8%)/2 =73.9%。題給混合物中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為73.1%<73.9%,而氧化鐵中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于氧化亞鐵中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù),因此混合物中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)大于50%,顯然只有選項(xiàng)D符合題意。

  三、等效假設(shè)

  等效假設(shè)就是在不改變純凈物相對(duì)分子質(zhì)量的前提下,通過變換化學(xué)式,把復(fù)雜混合物的組成假設(shè)為若干個(gè)簡(jiǎn)單、理想的組成,使復(fù)雜問題簡(jiǎn)單化,從而迅速解題。

  例3.已知在NaHS、NaHSO3和MgSO4組成的混合物中硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為a%,則混合物中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 ____________。

  解析:解此類題用常規(guī)方法顯然不行,必須巧解,把五種元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算轉(zhuǎn)化為只含三種元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算。由于Na和H的相對(duì)原子質(zhì)量之和等于Mg的相對(duì)原子質(zhì)量,所以可以將“NaH”視為與“Mg”等效的整體,據(jù)此,我們就可以將原混合物假設(shè)為由MgS、MgSO3和MgSO4三種化合物組成。通過對(duì)混合物中各成分的化學(xué)式觀察可以看出,無論三種純凈物以何種質(zhì)量比混合,混合物中Mg、S的原子個(gè)數(shù)比固定為1:1,混合物中Mg、S元素的質(zhì)量比固定為24:32,因?yàn)榛旌衔镏辛蛟氐馁|(zhì)量分?jǐn)?shù)為a%,則混合物中Mg的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:(24/32)a%=3a%/4,所以混合物中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1—a%—3a%/4=1-1.75a%。

  四、賦值假設(shè)

  賦值假設(shè)就是在有關(guān)化學(xué)式的無數(shù)據(jù)計(jì)算、以比值形式作已知條件或求比值的問題中,賦予某些特定對(duì)象具體的量值,化抽象為具體,以使問題順利解決。

  例4.青少年應(yīng)“珍愛生命,遠(yuǎn)離毒品”。海洛因是一種常用的毒品,其元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為:C:68.29% H:6.23% O:21.68% ,其余為氮。若已知其相對(duì)分子質(zhì)量不超過400,則一個(gè)海洛因分子中氮原子個(gè)數(shù)為( )

  A.4 B.3 C.2 D.1

  解析:本題單純從元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的角度出發(fā),卻很難找到一條明確的答題思路。依題意可知:海洛因中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:1-68.29%-6.23%-21.68%=3.8% ,比海洛因中其它元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)都小,且氮原子的相對(duì)原子質(zhì)量又較大,因此我們不妨假設(shè)一個(gè)海洛因分子中氮原子的個(gè)數(shù)為1,可計(jì)算海洛因的相對(duì)分子質(zhì)量為:14/3.8%=368<400,恰好符合題意,故一個(gè)海洛因分子中氮原子的個(gè)數(shù)為1,此題的答案應(yīng)選D.

  


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