高中化学计算题解题方法----差量法,极值法,转换法,十字交叉法

高中化学计算题解题方法----差量法,极值法,转换法,十字交叉

法

..主要,

差量法是依据化学反应前后的某些“差量”（固体质量差、溶液质量差、气体体积差、气体物质的量之差等）与反应物或生成物的变化量成正比而建立的一种解题法。

此法将“差量”看作化学方程式右端的一项，将已知差量（实际差量）与化学方程式中的对应差量（理论差量）列成比例，其他解题步骤与化学方程式列比例式解题完全一致。

用差量法解题的关键是正确找出理论差量。

【适用条件】

（1）反应不完全或有残留物。

在这种情况下，差量反映了实际发生的反应，消除了未反应物质对计算的影响，使计算得以顺利进行。

（2）反应前后存在差量，且此差量易求出。这是使用差量法的前提。只有在差量易求得时，使用差量法才显得快捷，否则，应考虑用其他方法来解。

【用法】

A ～

B ～Δx

a b a-b

c d

可得a/c=(a-b)/d

已知a、b、d即可算出c=a*d/(a-b)

化学方程式的意义中有一条：

化学方程式表示了反应前后各物质间的比例关系。

这是差量法的理论依据。

【证明】

设微观与宏观间的数值比为k.（假设单位已经统一）

A ～

B ～Δx

a b a-b

a*k b*k (a-b)*k

可得a*k=a*[(a-b)]*k/(a-b)

推出a/(a*k)=(a-b)/[(a-b)*k]

用c替换a*k，d替换(a-b)*k

已知a、b、d即可算出c=a*d/(a-b)

因此差量法得证

【原理】

在化学反应前后，物质的质量差和参加该反应的反应物或生成物的质量成正比例关系，这就是根据质量差进行化学计算的原理。

【步骤】

1．审清题意，分析产生差量的原因。

2．将差量写在化学反应方程式的右边，并以此作为关系量。 3．写出比例式，求出未知数。

【分类】

（一）质量差法

例题：在1升2摩/升的稀硝酸溶液中加入一定量的铜粉，充分反应后溶液的质量增加了13.2克，问：（1）加入的铜粉是多少克？（2）理论上可产生NO气体多少升？（标准状况）分析：硝酸是过量的，不能用硝酸的量来求解。铜跟硝酸反应后溶液增重，原因是生成了硝酸铜，所以可利用这个变化进行求解。

3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O 增重

192 44.8 636-504=132

X克 Y升 13.2 可得X=19.2克，Y=4.48升

（二）体积差法

例题：10毫升某气态烃在80毫升氧气中完全燃烧后，恢复到原来状况（1.01×105Pa , 270C）时，测得气体体积为70毫升，求此烃的分子式。

分析：原混和气体总体积为90毫升，反应后为70毫升，体积减少了20毫升。剩余气体应该是生成的二氧化碳和过量的氧气，下面可以利用烃的燃烧通式进行有关计算。

CxHy + （x+ ）O2 → xCO2 + H2O 体积减少

1 1+

10 20

计算可得y=4 ，烃的分子式为C3H4或C2H4或CH4

（三）物质的量差法

例题：白色固体PCl5受热即挥发并发生分解：PCl5（气）= PCl3（气）+ Cl2 现将5.84克PCl5装入2.05升真空密闭容器中，在2770C达到平衡时，容器内的压强为1.01×105Pa ，经计算可知平衡时容器内混和气体物质的量为0.05摩，求平衡时PCl5的分解百分率。

分析：原PCl5的物质的量为0.028摩，反应达到平衡时物质的量增加了0.022摩，根据化学方程式进行计算。

PCl5（气）= PCl3（气）+ Cl2 物质的量增加

1 1

X 0.022

计算可得有0.022摩PCl5分解，所以结果为78.6%

【例题】

一。把6.1g干燥纯净的氯酸钾和二氧化锰的混合物放在试管里加热，当完全分解、冷却后称得剩余固体质量为4.2g，求原混合物里氯酸钾有多少克？

〔分析〕根据质量守恒定律，混合物加热后减轻的质量即为生成的氧气质量（W混-W剩=WO2），由生成的O2即可求出KClO3。

〔解答〕设混合物中有质量为xKClO3

二。把质量为10g的铁片放在50g硫酸铜溶液中，过一会儿取出，洗净、干燥、称重，铁片的质量增加到10.6g，问析出多少克铜？原硫酸铜溶液的溶质的质量分数是多少？

〔分析〕在该反应中，单质铁变成亚铁离子进入溶液，使铁片质量减少，而铜离子被置换出来附着在铁片上。理论上每56g

铁参加反应后应能置换出64g铜、铁片净增加质量为64-56=8g。现在铁片增重10.6-10=0.6g并非是析出铜的质量，而是析出铜的质量与参加反应的铁的质量差。按此差量即可简便进行计算。

〔解答〕设有质量为x铜析出，有质量为yCuSO4参加反应三。向50gFeCl3溶液中放入一小块Na，待反应完全后，过滤，得到仍有棕黄色的溶液45.9g，则投入的Na的质量为

A、4.6g

B、4.1g

C、6.9g

D、9.2g

[解析] Na投入到FeCl3溶液发生如下反应

6Na+2FeCl3+6H2O=6NaCl+2Fe(OH)3↓+3H2↑

若2mol FeCl3与6molH2O反应，则生成6molNaCl，溶液质量减少82g，此时参加反应的Na为6mol；

现溶液质量减少4.1g，则参加反应Na应为0.3moL，质量应为6.9g。答案为（C）

四。同温同压下，某瓶充满O2共重116g，充满CO2时共重122g，充满某气体共重114g，则该气体相对分子质量为（）

A、28

B、60

C、32

D、14

[解析] 由“同温同压同体积下，不同气体的质量比等于它们的摩尔质量比”可知此题中，气体质量之差与式量之差成正比。因此可不计算本瓶的质量，直接由比例式求解：

（122-116）/（44-32）=（122-114）/（44-M（气体））

解之得，M（气体）=28。故答案为（A）

五。向10g氧化铜通氢气，加热一段时间后,测得剩余固体的质量为8.4g 。判断剩余固体的成分和各自的质量。

[解析]剩余固体的质量为8.4g 则失去氧的质量 10 - 8.4 = 1.6g

则还原生成铜的质量 1.6×64/16 = 6.4g

剩余固体的成分氧化铜 8.4 - 6.4 = 2g 铜 6.4g

六。10g铁样品放入足量的硫酸铜溶液中，充分反应后测得固体质量为10.8g，求铁样品中铁的纯度(假设样品中的杂质不和硫酸铜反应，也不溶于水) 。

[解析]增重0.8g 则消耗的铁物质的量为 0.8/(64-56) = 0.1mol

铁的质量 56×0.1 = 5.6g

铁的纯度 5.6/10 = 56%

七。将一定质量的铁放入100g的稀硫酸中，充分反应后测得溶液的质量为105.4g，求加的铁的质量

[解析]增重 105.4 - 100 = 5.4g

则铁物质的量 5.4/(56-2) = 0.1mol

铁的质量 0.1×56 = 5.6g

极值法

是一种重要的数学思想和分析方法。化学上所谓“极值法”就是

对数据不足而感到无从下手的计算或混合物组成判断的题目，采用极端假设（即为某一成分或者为恰好完全反应）的方法以确定混合体系中各物质的名称、质量分数、体积分数，这样使一些抽象的复杂问题具体化、简单化，可达到事半功倍之效果。

转换法

定义

转换法物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法。初中物理在研究概念规律和实验中多处应用了这种方法。

应用

测量仪器：秒表、电流表、电压表、电阻表、弹簧测力计、气压计、微小压强计、温度计、托盘天平、电能表、测电笔……

物理实验：探究声音产生的原因、探究液体压强的特点、探究影响导体产生电热多少的因素……

实例

物体发生形变或运动状态改变可证明一些物体受到力的作用；马德堡半球实验可证明大气压的存在；雾的出现可以证明空气中含有水蒸气；影子的形成可以证明光沿直线传播；月食现象可证明月亮不是光源；奥斯特实验可证明电流周围存在着磁场；指南针指南北可证明地磁场的存在；扩散现象可证明分子做无规则运

动；铅块实验可证明分子间存在着引力；运动的物体能对外做功可证明它具有能等。

十字交叉法（注：只适用于由两种物质构成的混合物 M甲：甲物质的摩尔质量 M乙：乙物质的摩尔质量 M混：甲乙所构成的混合物的摩尔质量 n:物质的量，M乙

甲：M甲 M混-M乙

M混

乙：M乙 M甲-M混

得出：

n甲:n乙=（M混-M乙）：（M甲-M混）

{M甲 M混 M乙必须是同一性质的量（即要是摩尔质量，必都是摩尔质量，要是式量，必都是式量） X 、Y 与 M 之间关系：X 、Y 与 M 之间可在化学反应式中相互算出来（如：在化学反应式中，物质的量 n 和反应中的热量变化 Q 之间可相互算出，则 Q 之比【Q甲/Q乙】= （n混—n乙）/（n甲—n混）【n乙

一、十字交叉相乘法

这是利用化合价书写物质化学式的方法，它适用于两种元素或两种基团组成的化合物。其根据的原理是化合价法则：正价总数

与负价总数的代数和为0或正价总数与负价总数的绝对值相等。现以下例看其操作步骤。

二、十字交叉相比法

我们常说的十字交叉法实际上是十字交叉相比法，它是一种图示方法。十字交叉图示法实际上是代替求和公式的一种简捷算法，它特别适合于两总量、两关系的混合物的计算(即2—2型混合物计算)，用来计算混合物中两种组成成分的比值。

三、十字交叉消去法

十字交叉消去法简称为十字消去法，它是一类离子推断题的解法，采用“十字消去”可缩小未知物质的范围，以便于利用题给条件确定物质，找出正确答案。

其实十字交叉法就是解二元一次方程的简便形式如果实在不习惯就可以例方程解但我还是给你说说嘛像A的密度为10 B 的密度为8 它们的混合物密度为9 你就可以把9放在中间把10 和 8 写在左边标上AB 然后分别减去9 可得右边为1 1 此时之比这1:1 了这个例子比较简单但难的也是一样你自己好好体会一下嘛这个方法其实很好节约时间特别是考理综的时候

（一）混和气体计算中的十字交叉法

【例题】在常温下，将1体积乙烯和一定量的某气态未知烃混和，测得混和气体对氢气的相对密度为12，求这种烃所占的体积。

【分析】根据相对密度计算可得混和气体的平均式量为24，乙烯的式量是28，那么未知烃的式量肯定小于24，式量小于24的烃只有甲烷，利用十字交叉法可求得甲烷是0.5体积（二）同位素原子百分含量计算的十字叉法

【例题】溴有两种同位素，在自然界中这两种同位素大约各占一半，已知溴的原子序数是35，原子量是80，则溴的两种同位素的中子数分别等于。

（A）79 、81 （B）45 、46 （C）44 、45 （D）44 、46 【分析】两种同位素大约各占一半,根据十字交叉法可知,两种同位素原子量与溴原子量的差值相等,那么它们的中子数应相差2,所以答案为D

（三）溶液配制计算中的十字交叉法

【例题】某同学欲配制40%的NaOH溶液100克，实验室中现有10%的NaOH溶液和NaOH固体，问此同学应各取上述物质多少克？

【分析】10%NaOH溶液溶质为10，NaOH固体溶质为100，40%NaOH 溶液溶质为40，利用十字交叉法得：需10%NaOH溶液为×100=66.7克，需NaOH固体为×100=33.3克

( 四）混和物反应计算中的十字交叉法

【例题】现有100克碳酸锂和碳酸钡的混和物，它们和一定浓度的盐酸反应时所消耗盐酸跟100克碳酸钙和该浓度盐酸反应时消耗盐酸量相同。计算混和物中碳酸锂和碳酸钡的物质的量之

比。

【分析】可将碳酸钙的式量理解为碳酸锂和碳酸钡的混和物的平均式量，利用十字交叉法计算可得碳酸锂和碳酸钡的物质的量之比97:26

守恒法

守恒法的原理就是利用质量守恒原理。在化学反应中，所有物质反应前后质量之和是一变的，这在任何条件下都适用。