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1、化学计算方法第1页，本讲稿共37页2.2.标况下标况下SO2 2和和SO3 3混合气体在混合气体在不考虑化学变化时不考虑化学变化时,其中含其中含O的质的质量分数是量分数是60%,求求SO2 2的含量的含量(质质量分数量分数).看似条件唯一看似条件唯一,却蕴涵条件无数却蕴涵条件无数.用列方程组求解用列方程组求解那么应该怎么做呢那么应该怎么做呢?第2页，本讲稿共37页3.KCl 和和 KBr的的混混合合物物共共3.87 g全全部部 溶溶 解解 在在 水水 中中,并并 加加 入入 过过 量量 的的AgNO3溶溶液液充充分分反反应应后后,生生成成的的氯氯化化银银和和溴溴化化银银共共6.63 g,则则原
2、原混混合合物中的氯化钾的质量是多少物中的氯化钾的质量是多少?一种类型是牵涉到化学变化的一种类型是牵涉到化学变化的设原混合物中的氯化钾的质量为设原混合物中的氯化钾的质量为X;原混合原混合物中的溴化钾的质量为物中的溴化钾的质量为Y,可以得到可以得到:第3页，本讲稿共37页 X+Y=3.87 X+Y=3.87(143.5/74.5)X+X+(188/120)Y=6.63 Y=6.63(质量守恒定律质量守恒定律)特别提醒特别提醒:如果反应不是一份生成如果反应不是一份生成一份的关系一份的关系,一定要认真判断一定要认真判断,用用化学守恒来求出相对应的量化学守恒来求出相对应的量第4页，本讲稿共37页比比如如
3、这这道道题题里里的的信信息息如如果果全全是是物物质质的的量量,反反应应不不是是一一份份生生成成一一份份的的关关系系,则则第第二二个个方方程程一一定定要要用用物物质质的的量量守守恒恒,求求出出生生成成物物质质的的物物质质的的量量.然然后后列列出出方方程程,进进行行求求解解.第5页，本讲稿共37页二二.列化学方程式求多解列化学方程式求多解和上面一种都是很常用的方法和上面一种都是很常用的方法,一定要一定要懂得灵活运用懂得灵活运用:1.1.在硫酸工业中制造硫酸的一个步骤是在在硫酸工业中制造硫酸的一个步骤是在接触法装置接触法装置中进行的中进行的,过程是将过程是将SO2 2 转化转化为为SO3 3,(,(
4、全为标况下全为标况下)接触室里为接触室里为SO2 2和和O2 2体积是体积是VL,已知原来有已知原来有SO2 2 A AL L,反应反应开始开始30分钟后分钟后SO2 2的浓度变为的浓度变为Hmol/L.问问SO2 2转化率多少转化率多少?SO3 3的浓度的浓度,物质的量等物质的量等等等.第6页，本讲稿共37页把方程式写出来把方程式写出来(并且把解题三步曲填好并且把解题三步曲填好)2SO2SO2 2 +O +O2 2 =2SO2SO3 3(可逆可逆)原来原来 A/V (V-A)/V 0 变化变化 (A/V H)1/2(A/V H)1/2(A/V H)H)(A/V H)现在现在 H (V-A)/
5、V-1/2(A/V H)(A/V H)(A/V H)H)对于这类题目，如果只是告诉了我们其中对于这类题目，如果只是告诉了我们其中一个反应物的变化的量一个反应物的变化的量(可以是直接或者间接可以是直接或者间接)我们就可以求出其他的变化的量我们就可以求出其他的变化的量,若是再告诉若是再告诉我们原来或者现在的我们原来或者现在的,我们就可以求出所对应我们就可以求出所对应的初始量或者剩余量的初始量或者剩余量.第7页，本讲稿共37页 当然当然,这个三步曲并不是只能用来解反应这个三步曲并不是只能用来解反应速率的问题速率的问题,三个量还可以用物质的量三个量还可以用物质的量,反应速反应速率率,浓度等表示浓度等表
6、示,也就是说也就是说,只要是知道了变化只要是知道了变化的量的量,再给予我们时间再给予我们时间,体积体积,等对应的数据等对应的数据,我我们就可以求出很多的量们就可以求出很多的量.这个解法这个解法,最经常用在求反应速率最经常用在求反应速率,反应程反应程度度,总得来说只要是关于化学反应变化的我们总得来说只要是关于化学反应变化的我们几乎都可以用这个方法解几乎都可以用这个方法解.第8页，本讲稿共37页 2.将适量铁粉放入将适量铁粉放入FeClFeCl3 3溶液中，完溶液中，完全反应后，溶液中的全反应后，溶液中的FeFe2+2+和和FeFe3+3+浓度相浓度相等，则已反应的等，则已反应的FeFe3+3+和
7、未反应的和未反应的FeFe2+2+的物质的量之比为（的物质的量之比为（）A.2:3 B.3:2 C.1:2 D.1:1 A.2:3 B.3:2 C.1:2 D.1:1第9页，本讲稿共37页守恒法化学反应的实质是原子间重新组合，依据质量守恒定律在化学反应中存在一系列守恒现象，如：质量守恒、原子守恒、元素守恒、电荷守恒、电子得失守恒等，利用这些守恒关系解题的方法叫做守恒法。质量守恒就是化学反应前后各物质的质量总和不变，在配制或稀释溶液的过程中，溶质的质量不变。原子守恒即反应前后主要元素的原子的个数不变，物质的量保持不变。元素守恒即反应前后各元素种类不变，各元素原子个数不变，其物质的量、质量也不变。
8、电荷守恒即对任一电中性的体系，如化合物、混和物、溶液、胶体等，电荷的代数和为零，即正电荷总数和负电荷总数相等。电子得失守恒是指在发生氧化-还原反应时，氧化剂得到的电子数一定等于还原剂失去的电子数，无论是自发进行的氧化-还原反应还是以后将要学习的原电池或电解池均如此。守恒法化学反应的实质是原子间重新组合，依据质量守恒定律在化学反应中存在一系列守恒现象，如：质量守恒、原子守恒、元素守恒、电荷守恒、电子得失守恒等，利用这些守恒关系解题的方法叫做守恒法。守恒法化学反应的实质是原子间重新组合，依据质量守恒定律在化学反应中存在一系列守恒现象，如：质量守恒、原子守恒、元素守恒、电荷守恒、电子得失守恒等，利用
9、这些守恒关系解题的方法叫做守恒法。化化学学反反应应的的实实质质是是原原子子间间重重新新组组合合，依依据据质质量量守守恒恒定定律律在在化化学学反反应应中中存存在在一一系系列列守守恒恒现现象象，如如：质质量量守守恒恒、原原子子守守恒恒、元元素素守守恒恒、电电荷荷守守恒恒、电电子子得得失失守守恒恒等等，利利用用这这些些守守恒恒关关系系解解题题的的方方法法叫叫做做守守恒恒法。法。三、守恒法三、守恒法第10页，本讲稿共37页 （一）（一）.质量守恒质量守恒就是化学反应就是化学反应前后各物质的质量总和不变，在前后各物质的质量总和不变，在配制或稀释溶液的过程中，溶质配制或稀释溶液的过程中，溶质的质量不变。的
10、质量不变。包含两项内容：包含两项内容：质质量守恒定律；量守恒定律；化学反应前后某原化学反应前后某原子子(或原子团或原子团)的质量不变。的质量不变。第11页，本讲稿共37页1.Fe2O3,ZnO,CuO的的固固体体混混合合物物ag，在在加加热热条条件件下下用用足足量量的的CO还还原原，得得到到金金属属混混合合物物2.41g，将将生生成成的的CO2气气体体用用足足量量的的澄澄清清石石灰灰水水吸吸收收后后，产产生生5.00g白白色色沉沉淀淀，则则a的数值为（的数值为（）3.21g第12页，本讲稿共37页2.A、B、C三种物质各三种物质各15 g，发生如下，发生如下反应：反应：ABCD反应后生成反应后
11、生成D的质量为的质量为30 g。然后在残留。然后在残留物中加入物中加入10 g A，反应又继续进行，待，反应又继续进行，待反应再次停止，反应物中只剩余反应再次停止，反应物中只剩余C，则，则下列说法正确的是下列说法正确的是()A.第一次反应停止时，剩余第一次反应停止时，剩余B 9 gB.第一次反应停止时，剩余第一次反应停止时，剩余C 6 gC.反应中反应中A和和C的质量比是的质量比是5 3D.第二次反应后，第二次反应后，C剩余剩余5 gD第13页，本讲稿共37页（二二）原子守恒）原子守恒即反应前后主要即反应前后主要元素的原子的个数不变，物质的元素的原子的个数不变，物质的量保持不变。量保持不变。以
12、此为基础可求出与以此为基础可求出与该原子该原子(或原子团或原子团)相关连的某些物质相关连的某些物质的数量的数量(如质量如质量)。第14页，本讲稿共37页（三）元（三）元素守恒素守恒：在化学反应前后，：在化学反应前后，参加反应的反应物中的同一种元素参加反应的反应物中的同一种元素的质量总和一定等于反应后生成物的质量总和一定等于反应后生成物中该种元素的质量总和。中该种元素的质量总和。或者反应或者反应前后各元素种类不变，各元素原子前后各元素种类不变，各元素原子个数不变，其物质的量、质量也不个数不变，其物质的量、质量也不变。变。第15页，本讲稿共37页3.向向一一定定量量Fe、FeO、Fe(OH)2的的
13、混混合合物物中中加加入入含含有有0.1mol溶溶质质的的稀稀盐盐酸酸，固固体体恰恰好好完完全全溶溶解解；若若用用足足量量H2还还原原相相同同质质量量的的此此混混合合物物，能能得得到到铁铁的的质质量量为为 ()第16页，本讲稿共37页2 有0.4g铁的氧化物，用足量的CO 在高温下将其还原，把生成的全部CO2通入到足量的澄清的石灰水中得到0.75g固体沉淀物，这种铁的氧化物的化学式为（）A.FeOB.Fe2O3C.Fe3O4D.Fe4O54.4.有有0.4g0.4g铁的氧化物，用足量的铁的氧化物，用足量的COCO在高温下将其还原，把生成的在高温下将其还原，把生成的全部全部CO2CO2通入到足量的
14、澄清的石灰通入到足量的澄清的石灰水中得到水中得到0.75g0.75g固体沉淀物，这种固体沉淀物，这种铁的氧化物的化学式为铁的氧化物的化学式为（）A.FeOA.FeO B.FeB.Fe2 2O O3 3 C.FeC.Fe3 3O O4 4 D.FeD.Fe4 4O O5 5B第17页，本讲稿共37页 5.将将几几种种铁铁的的氧氧化化物物的的混混合合物物加加入入100mL100mL、7mol7molL L11的的盐盐酸酸中中。氧氧化化物物恰恰好好完完全全溶溶解解，在在所所得得的的溶溶液液中中通通入入0.56L0.56L（标标况况）氯氯气气时时，恰恰好好使使溶溶液液中中的的FeFe2+2+完完全全转
15、转化化为为FeFe3+3+，则则该该混混合合物中铁元素的质量分数为（物中铁元素的质量分数为（）A.72.4%A.72.4%B.71.4%B.71.4%C.79.0%C.79.0%D.63.6%D.63.6%B第18页，本讲稿共37页 （四四）电电子子得得失失守守恒恒是是指指在在发发生生氧氧化化-还还原原反反应应时时，氧氧化化剂剂得得到到的的电电子子数数一一定定等等于于还还原原剂剂失失去去的的电电子子数数，无无论论是是自自发发进进行行的的氧氧化化-还还原原反反应应还还是是原原电电池池或或电电解解池均如此。池均如此。6.将将3.48gFe3O4完全溶解在完全溶解在100mL1.00 mol/L 的
16、的H2SO4(aq)中，然后加入中，然后加入K2Cr2O7(aq)25.00 mL，恰好使，恰好使 Fe2全部转化为全部转化为 Fe3，且，且 Cr2O72-全部转化为全部转化为 Cr3。则。则 K2Cr2O7 的物质的的物质的量浓度为量浓度为_。第19页，本讲稿共37页7.7.某某稀稀硝硝酸酸溶溶液液中中，加加入入5.6g5.6g铁铁粉粉充充分分反反应应后后，铁铁粉粉全全部部溶溶解解，生生成成NONO，溶溶液液质质量量增增加加3.2g3.2g，所所得得溶溶液液中中FeFe2+2+和和FeFe3+3+物物质质的的量量之之比比为为 （）A.41A.41B.21B.21C.11C.11D.32D.
17、32D第20页，本讲稿共37页 （五五）元元电电荷荷守守恒恒即即对对任任一一电电中中性性的的体体系系，如如化化合合物物、混混和和物物、溶溶液液、胶胶体体等等，电电荷荷的的代代数数和和为为零零，即即正正电电荷荷总总数数和负电荷总数相等。和负电荷总数相等。溶液中阳离子所带正电荷总数等于阴离溶液中阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数。即：子所带负电荷总数。即：阳离子物质的量阳离子物质的量(或或浓度浓度)与其所带电荷数乘积的代数和等于阴离与其所带电荷数乘积的代数和等于阴离子物质的量子物质的量(或浓度或浓度)与其所带电荷数乘积的与其所带电荷数乘积的代数和。代数和。第21页，本讲稿共37页8.将将
18、CaCl2和和CaBr2的的混混合合物物13.400g溶溶于于水水配配成成 500.00mL溶溶液液，再再通通入入过过量量的的Cl2，完完全全反反应应后后将将溶溶液液蒸蒸干干，得得到到干干燥燥固固体体11.175g。则则原原配配溶溶液液中中，c(Ca2)c(Cl)c(Br)为为()A.3 2 1 B.1 2 3 C.1 3 2 D.2 3 1D第22页，本讲稿共37页9.9.将将8gFe8gFe2 2O O3 3投入投入150mL150mL某浓度的稀硫酸某浓度的稀硫酸中，再投入中，再投入7g7g铁粉收集到铁粉收集到1.68LH1.68LH2 2（标准（标准状况），同时，状况），同时，FeFe和
19、和FeFe2 2O O3 3均无剩余，为了均无剩余，为了中和过量的硫酸，且使溶液中铁元素完全中和过量的硫酸，且使溶液中铁元素完全沉淀，共消耗沉淀，共消耗4mol/L4mol/L的的NaOHNaOH溶液溶液150mL150mL。则原硫酸的物质的量浓度则原硫酸的物质的量浓度为（为（）A.1.5mol/LA.1.5mol/L B.0.5mol/LB.0.5mol/LC.2mol/LC.2mol/L D.1.2mol/LD.1.2mol/LC第23页，本讲稿共37页四.极值法 适适用用：二二元元或或以以上上的的混混合合物物体体系系，假假设设完完全全以以某某一一成成分分来来计计算算，以以确确定定混混合合
20、体体系系中中各各物物质质的的物物理理量量的的范范围围。一一般般解解答答有有关关混混合合物物计计算算时时采采用用。可可分分别别假假设设原原混混合合物物是是某某一一纯纯净净物物，进进行行计计算算，确确定定最最大大值值、最最小小值值，再再进进行分析、讨论、得出结论。行分析、讨论、得出结论。第24页，本讲稿共37页1010.将一定质量的将一定质量的MgMg、ZnZn、AlAl混合混合物与足量稀物与足量稀H H2 2SOSO4 4反应，生成反应，生成H H2 2 2.8 2.8 L L（标准状况），原混合物的质量（标准状况），原混合物的质量可能是可能是()A.2g B.4g C.8g D.10gA.2g
21、 B.4g C.8g D.10g 三三种种金金属属中中产产生生等等量量的的氢氢气气质质量量最最大大的的为为锌锌，质质量量最最小小的的为为铝铝。故故假假设设金金属属全全部部为为锌锌可可求求的的金金属属质质量量为为8.125g8.125g，假假设设金金属属全全部部为为铝铝可可求求的的金金属属质质量量为为2.25g2.25g，金金属属实际质量应在实际质量应在2.25g2.25g8.125g8.125g之间。之间。第25页，本讲稿共37页11.11.在在FeOFeO、FeFe2 2O O3 3和和CaCOCaCO3 3的混合物中，的混合物中，已知铁元素的质量分数为已知铁元素的质量分数为56%56%，则
22、，则CaCOCaCO3 3的质量分数最可能是的质量分数最可能是 ()A.10%B.25%C.30%D.35%B第26页，本讲稿共37页分析：假设是假设是CaCO3和和Fe2O3的混合体系的混合体系Fe%=56%Fe2O3%=80%则则CaCO3%=100%-80%=20%假设是假设是CaCO3和和FeO的混合体系的混合体系Fe%=56%FeO%=72%则则CaCO3%=100%-72%=28%综上所述：综上所述：CaCO3%在在20%28%之间之间第27页，本讲稿共37页五、差量法1.有一块锌片插入足量有一块锌片插入足量CuSO4溶液中，锌片质量减轻了溶液中，锌片质量减轻了0.1 g，则析出铜
23、的物质的量则析出铜的物质的量 ()A.0.1 mol B.0.2 mol C.3.2 g D.6.4 g AD依据：依据：化学反应前后的某些化学反应前后的某些“差量差量”（质量差、体（质量差、体积差等积差等 ）与反应物或生成物的变化量成正比）与反应物或生成物的变化量成正比2.2.将碳酸钠和碳酸氢钠的混合物将碳酸钠和碳酸氢钠的混合物21.0g21.0g，加热至质量，加热至质量不再变化时，称得固体质量为不再变化时，称得固体质量为12.5g12.5g。求混合物中。求混合物中碳酸钠的质量分数。碳酸钠的质量分数。第28页，本讲稿共37页分析：Zn +CuSO4 ZnSO4 +Cu 析出铜的质量为析出铜的
24、质量为6.4 g,即为即为0.1 mol。每每有有65 g的的锌锌参参加加反反应应，必必生生成成64 g的的铜，固体质量必减少铜，固体质量必减少1 g。65641m0.1 gx64x=10.1 x=6.4(g)第29页，本讲稿共37页六.十字交叉法依据：依据：符合等式a1x1+a2x2=a平(x1+x2)的二元混合物体系，即可用此方法来计算。假设a1a平a2，可得：x1x2=a2-a平a平-a1a平a1a2a2-a平a平-a1过程：第30页，本讲稿共37页1.已知铜有 63Cu 和 65Cu 两种同位素，铜元素的原子量是63.5，求 63Cu 和65Cu的原子个数比。2.用60%和20%的两种
25、NaOH溶液混合配成30%的NaOH溶液，则所用两种NaOH溶液的质量比为多少？3.14 gMg与Fe的混合物与足量稀硫酸反应，产生H2 0.5 mol，求原混合物中Mg与Fe的物质的量之比。练习练习练习练习3：11：37：1第31页，本讲稿共37页七、七、关系式法关系式法 实际化工生产中以及化学工作者进行科学研实际化工生产中以及化学工作者进行科学研究时，往往涉及到多步反应：从原料到产品可能究时，往往涉及到多步反应：从原料到产品可能要经过若干步反应；测定某一物质的含量可能要要经过若干步反应；测定某一物质的含量可能要经过若干步中间过程。经过若干步中间过程。对于多步反应体系，依据对于多步反应体系，
26、依据若干化学反应方程式，找出起始物质与最终物质若干化学反应方程式，找出起始物质与最终物质的量的关系，并据此列比例式进行计算求解方法，的量的关系，并据此列比例式进行计算求解方法，称为称为“关系式关系式”法。法。用用关关系系式式解解题题的的关关键键是是建建立立关关系系式式，建建立立关关系系式式的的方方法法主主要要有有：1 1、利利用用微微粒粒守守恒恒关关系系建建立立关关系系式式，2 2、利利用用方方程程式式中中的的化化学学计计量量数数间间的的关关系系建建立立关关系系式式，3 3、利用方程式的加合建立关系式。利用方程式的加合建立关系式。第32页，本讲稿共37页工业上制硫酸的主要反应如下：4FeS2+
27、11O2 2Fe2O3+8SO2 2SO2+O2 2SO3SO3+H2O=H2SO4煅烧2.5t含85FeS2的黄铁矿石（杂质不参加反应）时，FeS2中的S有5.0损失而混入炉渣，计算可制得98硫酸的质量。解析 根据化学方程式，可以找出下列关系：FeS22SO22SO32H2SO4，本题从FeS2制H2SO4，是同种元素转化的多步反应，即理论上FeS2中的S全部转变成H2SO4中的S。得关系式FeS22H2SO4。过程中的损耗认作第一步反应中的损耗，得可制得98硫酸的质量是=3.36。第33页，本讲稿共37页5.过量计算将将100 g 16%的的CuSO4溶液与溶液与 100 g 10%的的N
28、aOH溶液混合后，溶液混合后，生成沉淀的物质的质量为生成沉淀的物质的质量为 ()A.0.1 mol B.0.125 mol C.0.2 mol D.0.25 mol依据：依据：同时给出两种或以上反应物的物理量求生成物的同时给出两种或以上反应物的物理量求生成物的物理量时，要根据反应完的物质来计算。物理量时，要根据反应完的物质来计算。A第34页，本讲稿共37页分析：CuSO4+2NaOH Na2SO4 +Cu(OH)2 110.1=1 x x=0.1(mol)n(CuSO4)=0.1 mol10016%160n(NaOH)=0.25 mol21x0.1 mol0.25 mol根据方程式根据方程式C
29、u(OH)2与与NaOH按物质的量之比按物质的量之比1:2反应，反应，当当0.1 mol Cu(OH)2完全反应时，完全反应时，NaOH消耗消耗0.2mol，故故NaOH过量过量。第35页，本讲稿共37页 练习练习练习练习1.把把95 g含含有有某某种种氯氯化化物物杂杂质质的的MgCl2溶溶于于水水后后，与与足足量量的的AgNO3溶溶液液反反应应，生生成成AgCl沉沉淀淀300 g，则则MgCl2中中的的杂杂质可能是质可能是 ()A.NaCl B.AlCl3 C.KCl D.CaCl2B第36页，本讲稿共37页 练习练习练习练习2.向向50 g 16%的的NaOH溶液中通入溶液中通入0.15 mol的的CO2，充分反应后可得到充分反应后可得到Na2CO3的质量的质量_g。3.CS2（液态）在氧气中完全燃烧生成（液态）在氧气中完全燃烧生成CO2和和SO2。若将若将2.28 g CS2在在0.1 mol O2中充分燃烧后，气体的物中充分燃烧后，气体的物质的量为质的量为_mol。5.30.1第37页，本讲稿共37页