化学计算解题方法1——关系式法、差量法

化学计算解题方法(1) ----关系式法、差量法

一．关系式法

关系式法是根据有关反应方程式或化学式，找出有关物质间的相互关系——关系式，从而利用关系式进行计算。

（一）根据反应方程式确立关系式

1． 46g 金属钠在空气中充分燃烧得到淡黄色粉末，该粉末跟足量水反应放出气体的体积（标准状况）是

A ．44.8L

B ．11.2L

C ．22.4L

D ．5.6L

（二）根据元素或原子团的物质的量守恒关系确立关系式

2．含FeS 2 65%的硫铁矿在燃烧的时候，有1.8%的硫受到损失而混入炉渣。由这种矿石2 t 可以制得98%的硫酸 吨？生产过程中涉及的反应有：

【方法归纳】一般有以下两种：

1.写出各步反应的方程式，然后逐一递进找出关系式；

2.根据某原子守恒，直接写出关系式。

二．差量法

当两种或多种物质之间发生化学反应时，消耗的反应物的物质的量与生成物的物质的量之间存在着一定的对应关系。若引入数学中的“等比定理”，有

,d b c a d c b a --== f

d b

e c a

f e d c b a -+-+=== 这样可将化学反应中相关联且成比例关系的物理量，根据其从始态到终态的差值来进行简约计算

（一）固体质量差量

3．将4.66g 卤素互化物BrCl x 溶于水后，通入足量SO 2气体与其反应生成氢溴酸、盐酸和硫酸，再用碱将溶液调至中性后，加入过量Ba(NO 3)2溶液，充分反应后滤去沉淀物，再向滤液中加入过量AgNO 3溶液，最后得卤化银沉淀15.46g 。试计算：

（1）参加反应的AgNO 3的物质的量。

（2）BrCl x 中的x 值。

（二）气体体积差量

4．标准状况下，H 2和O 2的混合气体a L ，引爆后冷却到原来状况，气体体积减少至b L ，则在原混合气体中H 2的体积可能为（ ）

（三）物质的量差量

L b a A )2(31.+L b a B )2(31.+L b a C )(31.+L b a D )(32.-

5．在某容器中通入a mol CO2气体，加入少量Na2O2后，气体变为b mol，则被吸收的CO2的物质的量为（）

A．2b mol B．(a－b)mol C．2(a－b)mol D．(2a－b)mol 【方法归纳】差量法解题步骤

（1）分析题意：分析化学反应各物质之间的数量关系，引起差值的原因。

（2）确定是否能用差量法：分析差值与始态量或终态量是否存在比例关系，以确定是否能用差量法。

（3）写出正确的化学方程式。

（4）根据题意确定“理论差量”与题中提供“实际差量”，列出比例关系，求出答案。

〓自我检测〓

1．KCl和KBr组成混合物8.00g。溶于足量水后，加入足量的AgNO3溶液，生成沉淀13.00g，则原混合物中钾元素的质量分数。

2. 在空气中将无水的硝酸铜和铜粉的混合物灼烧后(即生成CuO)，所得物质的质量与原混合物的质量相等，求原混合物中硝酸铜的百分含量。

3. 臭氧层是地球生命的保护神，臭氧比氧气具有更强的氧化性。实验室可将氧气通过高压放电管来制取臭氧：3O22O3

（1）若在上述反应中有30%的氧气转化为臭氧，所得混合气体的平均摩尔质量为___g/mol（保留一位小数）。

（2）将8L氧气通过高压放电管后，恢复到原状况，得到气体6.5L，其中臭氧为_____L。

（3）实验室将氧气和臭氧的混合气体0.896L（标准状况）通入盛有20.0g铜粉的反应器中，充分加热后，粉末的质量变为21.6g。则原混合气中臭氧的体积分数为_______。

4. 在O2中燃烧0.22 g 硫和铁组成的化合物，使其中的硫全部转化为SO2，将这些SO2全部转化为SO3，生成的SO3完全被H2O 吸收。所得H2SO4可用10.0 mL 0.50 mol·L－1的NaOH(aq)完全中和，则原化合物中硫元素的质量分数为_________。

5. 某化肥厂以氨为原料制备NH4NO3，已知由氨制NO 的产率是96%，NO 制硝酸的产率是92%，求制硝酸所用去的氨的质量占总耗氨的质量分数是多少？

氨氧化制取硝酸时，如果由氨制成一氧化氮的产率是96%，由一氧化氮制成硝酸的产率是92%，试问10吨氨可以制得多少吨50%的硝酸？

把4.48L CO2通过一定量的Na2O2固体后收集到3.36L气体（气体体积均在标准状况下测定），则固体增加的质量是

A．2.8g B．4.4g C．5.6g D．6.0g

例2接触法制硫酸排放的尾气中含有少量的SO2，为防止污染大气，在排放前应设法进行综合利用。现有某硫酸厂每天排放的10000 m3尾气中含有含0.2%（体积分数）的SO2，问用NaOH溶液、生石灰及O2处

理后，假设硫元素不损失，理论上可得到多少千克石膏（CaSO4·2H2O）？

【思路】本题涉及的反应多，如果一步一步的计算，过于繁琐且易出错，可根据硫守恒列出关系式运算。

【答案】153.6 kg

【解析】根据题意，硫酸工业尾气处理过程中硫元素不损失，即硫原子守恒，因此可得关系式：SO2～CaSO4·2H2O

22.4 L 172 g

1000×104×0.2% L m(CaSO4·2H2O)

解得：m(CaSO4·2H2O)＝153.6×103 g＝153.6 kg

解法：设制得50%的HNO3 x 吨

根据氨氧化法制硝酸的反应原理，得到

NH3——————HNO3

17g63g

（10×96%×92%）吨（x×50%）吨

得到：17∶8.832 = 63∶0.5x

解得：x = 65.46（吨）

答：制得50%的硝酸65.46吨。

例1

【思路】分析本题是已知反应物固体的质量及生成固体的质量，可考虑用固体质量差量法计算。

【答案】（1）0.1mol （2）3

【解析】固体增加的质量就是参加反应的Ag元素质量，故n(AgNO3)= n(Ag)=（15.46—4.66）/108=0.1mol 又因BrClx → AgBr + xAgCl 质量增加Δm

80+35.5x 108（1+x）

4.66g 1

5.46g—4.66g

则：x=3