高中化学竞赛培训化学计算.pptx

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1、一、化学计算公式一、化学计算公式第1页/共39页1.1.有关化学式的计算有关化学式的计算第2页/共39页第3页/共39页2.2.有关溶液的计算有关溶液的计算第4页/共39页第5页/共39页3.3.有关物质有关物质的的量的计算量的计算第6页/共39页第7页/共39页二、几种典型问题的解决思维方法二、几种典型问题的解决思维方法第8页/共39页1.1.溶解度问题溶解度问题【例题例题】已知已知t to oC C时，时，s(CuSOs(CuSO4 4)=20 g/100 g)=20 g/100 g水。水。现有现有t to oC C时时250g CuSO250g CuSO4 4的饱和溶液，若向其的饱和溶液

2、，若向其加入加入16 16 g g无水无水CuSOCuSO4 4粉末粉末，充分搅拌后仍保持在，充分搅拌后仍保持在t to oC C，此时，此时可析出可析出胆矾晶体胆矾晶体多少克？多少克？第9页/共39页始态终态法始态终态法第10页/共39页第11页/共39页2.2.二组分问题二组分问题【例题例题】某氯化钾和氯酸钾的混合物中含氯的质量分某氯化钾和氯酸钾的混合物中含氯的质量分数为数为35.5%，求该混合物中含，求该混合物中含氯酸钾氯酸钾的质量分数的质量分数。【分析分析】常规思路：常规思路：Cl%K%O%KClO3%（65.1%）第12页/共39页十字交叉法十字交叉法（进行二组分混合物平均量与组分量

3、计算的（进行二组分混合物平均量与组分量计算的一种简便方法）一种简便方法）M M1 1 M M2 2-M n-M n1 1 M M M M2 2 M-M M-M1 1 n n2 2式中，式中，M M表示混合物的某平均量，表示混合物的某平均量，M M1 1、M M2 2则表示两组分对应的量（则表示两组分对应的量（M M2 2 M M1 1），），n n1 1、n n2 2表示两组分在混合物中所占的份额。表示两组分在混合物中所占的份额。【练习练习】要使要使 W g 10%W g 10%的食盐溶液的浓度增大一倍，可加入的食盐溶液的浓度增大一倍，可加入 g 25%g 25%食盐溶液。食盐溶液。2W2W第

4、13页/共39页3.3.多步反应问题多步反应问题【例例题题】取取a g铜铜粉粉，在在空空气气中中加加热热使使其其充充分分反反应应，将将生生成成物物溶溶解解在在适适量量的的稀稀硫硫酸酸中中，然然后后将将溶溶液液小小心心蒸蒸发发、冷冷却却结结晶晶，问问理理论论上上最最后后可可以以得得到到多多少少克克胆胆矾？矾？第14页/共39页关系式法关系式法第15页/共39页第16页/共39页4.4.部分反应问题部分反应问题【例题例题】一种含有一种含有MgCl2和和CaCl2的试样，质量为的试样，质量为19.8 g。把它溶于水后，加入把它溶于水后，加入840 mL 0.5 mol/L AgNO3溶液。反溶液。反

5、应完全后，把生成的沉淀滤出，应完全后，把生成的沉淀滤出，在滤液中放入一块在滤液中放入一块质量质量为为80 g的铜片的铜片。待。待反应完全反应完全后，取出铜片，洗涤、干燥，后，取出铜片，洗涤、干燥，称其称其质量为质量为81.52 g。求求试样试样中中MgCl2、CaCl2的质量的质量分数分数。第17页/共39页第18页/共39页差量法差量法在在一定条件下，某些反应物只发生了一部分反一定条件下，某些反应物只发生了一部分反应（或混合物中某些反应物发生反应），并没应（或混合物中某些反应物发生反应），并没有完全反应，此类反应称为有完全反应，此类反应称为“部分反应部分反应”。由。由于反应物未全部反应，所以

6、不能由原反应物的于反应物未全部反应，所以不能由原反应物的质量（或生成混合物的总质量）直接进行计算，质量（或生成混合物的总质量）直接进行计算，而是而是由反应前后的由反应前后的“差量差量”进行计算。进行计算。第19页/共39页【练习练习】将质量为将质量为20.0g的铁片浸入到硫酸铜的溶液的铁片浸入到硫酸铜的溶液中，片刻后取出洗净干燥（假设生成的铜都附在铁中，片刻后取出洗净干燥（假设生成的铜都附在铁片上），称得质量为片上），称得质量为20.4g，求反应掉的铁和生成铜，求反应掉的铁和生成铜的质量。的质量。第20页/共39页5.5.不定因素问题不定因素问题【例例题题】22.4 g某某金金属属M能能与与4

7、2.6 g氯氯气气完完全全反反应应，取取等等质质量量的的该该金金属属与与稀稀盐盐酸酸反反应应，可可产产生生氢氢气气8.96 L（标准状况），（标准状况），求求该金属的相对原子质量该金属的相对原子质量。第21页/共39页【分析分析】设设M跟氯气反应生成跟氯气反应生成MClx，跟稀盐酸反应生成，跟稀盐酸反应生成MCly。2 M+x Cl2=2 MClx 2 M+2 y HCl=2 MCly+y H2 2 x 2 y 22.4/M 42.6/71 22.4/M 0.04得到式子：得到式子：M=18.7 x M=28 y对对式和式和式进行讨论可得，当式进行讨论可得，当 x=3,y=2时，时，M=56当

8、当问问题题根根据据题题设设条条件件存存在在不不定定因因素素或或最最终终只只能能得得到到不不定定方方程程，可可通通过过分分类类讨讨论论，并并利利用用化化学学原原理理进进行行较较少少的的计计算算，从从而而肯肯定定可可能能的的情情况，使问题得到圆满的解决。况，使问题得到圆满的解决。讨论法讨论法第22页/共39页第23页/共39页第24页/共39页三、其他化学计算思维三、其他化学计算思维第25页/共39页1 1.极值法极值法【例例题题】某某碳碳酸酸钠钠中中混混有有另另一一种种碳碳酸酸盐盐的的杂杂质质，取取10.0 g某某碳碳酸酸钠钠样样品品跟跟足足量量盐盐酸酸充充分分反反应应，共共产产生生二二氧氧化化

9、碳碳4.4 g，则则该该样样品品中可能混有的杂质是（中可能混有的杂质是（）A.CaCO3 B.MgCO3 C.K2CO3 D.ZnCO3第26页/共39页【分析】设生成【分析】设生成4.4 g CO2需要需要Na2CO3的质量为的质量为x。Na2CO3+2 HCl=2NaCl+H2O+CO2 106 44 x 4.4 g x=10.6 g因因为为y 10.0 g 10.6 g，可可推推知知生生成成10.0 g CO2的的另另一一种种碳碳酸酸盐盐质质量量小小于于10.0 g。本本题题中中只只有有MgCO3符符合合，只只需需8.4 g MgCO3就可以产生就可以产生4.4 g CO2，故选，故选B

10、。此此类类问问题题依依据据是是X m Y，一一种种是是求求出出m后后，确确定定X与与Y，另另一一种种是是求求出出X与与Y，然然后后确确定定m。此此类类问问题题往往往往涉涉及及金金属属混混合合物跟酸反应、碳酸盐混合物、氯化物混合物及硫酸盐混合物等。物跟酸反应、碳酸盐混合物、氯化物混合物及硫酸盐混合物等。第27页/共39页2.2.守恒法守恒法化学中存在多种守恒关系化学中存在多种守恒关系：化合物中正、负化合物中正、负化合价化合价总数守恒总数守恒；溶液中阴、阳离子的溶液中阴、阳离子的电荷电荷守恒守恒；化化学学反反应应前前后后的的质质量量守守恒恒、元元素素种种类类及及原原子子数数的的守守恒恒；溶液稀释前

11、后溶液稀释前后溶质质量溶质质量守恒守恒等。等。第28页/共39页运用数学工具运用数学工具“二元一次方程组二元一次方程组”第29页/共39页3.3.根据化学方程式根据化学方程式的的计算计算计算的依据是化学方程式与质量守恒定律计算的依据是化学方程式与质量守恒定律。化学方程式化学方程式表明的数量关系表明的数量关系：反应反应物与产物之间的质量比，等于各物质的式量乘以化学计量数之物与产物之间的质量比，等于各物质的式量乘以化学计量数之比比化学计量化学计量数之比等于各分子的个数之比（或各物质的物质的量之比数之比等于各分子的个数之比（或各物质的物质的量之比）第30页/共39页“无数据无数据”问题问题通过巧设数

12、据解决通过巧设数据解决第31页/共39页四、热重分析曲线问题四、热重分析曲线问题第32页/共39页通通过过热热重重分分析析曲曲线线，推推测测物物质质受受热热分分解解时时产产生生的的物物质质，一一般般根根据据通通过过分分析析失失重重质质量量分分数数和和失失重重物物质质的的理论理论式量式量，从而推断失重物质的可能组成。从而推断失重物质的可能组成。第33页/共39页【例例题题】化化合合物物Cu(Pydc)(amp)3H2O的的组组成成为为C11H14CuN4O7，热热重重分分析析曲曲线线表表明明，该该化化合合物物受受热热分分解解发发生生两两步步失失重重，第第一一个个失失重重峰峰在在200250，失失

13、重重的的质质量量分分数数为为15.2%。第第二二个个失失重重峰峰在在400500，失失重重后后的的固固态态残残渣渣质质量量为为原原化化合合物物质质量量的的20.0%。Pydc和和amp是是含含有有芳芳环的有机配体。通过计算回答：环的有机配体。通过计算回答：（1）第一步失重失去的组分。第一步失重失去的组分。（2）第二步失重后的固态残渣是什么，解释理由第二步失重后的固态残渣是什么，解释理由。【分析分析】（1）H2OC11H14CuN4O7的式量约的式量约377.8，失去，失去3个水分子，失重质量分数理论值为个水分子，失重质量分数理论值为14.3%。（2）CuO或或Cu2O的混合物的混合物若若残渣为

14、残渣为CuO，则失重质量分数为，则失重质量分数为79.55/377.8=21.1%；若若残渣为残渣为Cu2O，则则失重失重质量质量分数为分数为143.1/(377.82)=18.9%，实验实验值为值为20%介于两者之间，故残渣是两者的混合物。介于两者之间，故残渣是两者的混合物。第34页/共39页【练练习习】对对草草酸酸氧氧钛钛钡钡BaTiO(C2O4)24H2O晶晶体体进进行行热热重重分分析析，发发现现其其分分解解过过程程包包括括三三个个阶阶段段，对应的温度范围及失重对应的温度范围及失重率如下率如下表所示表所示：请请通过计算说明通过计算说明第第 ii 阶段阶段的分解产物有哪些的分解产物有哪些？

15、一些物质的相对分子质量如下：一些物质的相对分子质量如下：热分解阶段热分解阶段 温度温度/oC 失重率失重率/%i8022016.1ii22047022.4iii4707509.7第35页/共39页【分析分析】(197.34+79.87)/449.32100%=61.7%，与与实验结果实验结果(1 16.1%22.4%=61.5%)很接近，很接近，故第故第 ii 阶段的分解产物有：阶段的分解产物有：CO2、CO、BaCO3、TiO2。第第 i 阶段的失重率为阶段的失重率为16.1%，而而377.24/449.32100%=84.0%，与实验结果与实验结果(1 16.1%=83.9%)很接近，很接

16、近，故故第第 i 阶阶段段分分解解已已失失去去H2O，第第ii阶阶段段的的分分解解产产物物中中无无H2O。第36页/共39页化学计算总结化学计算总结始态终态法始态终态法十字交叉法十字交叉法关系式法关系式法差量法差量法讨论法讨论法二组分问题二组分问题溶解度问题溶解度问题多步反应问题多步反应问题部分反应问题部分反应问题不定因素问题不定因素问题几种典型问题几种典型问题的解决思维方法的解决思维方法解决一般化学计算问题的思维方法：解决一般化学计算问题的思维方法：极值法、守恒法极值法、守恒法、化学方程式、化学方程式、数学方程（组）数学方程（组）热重分析曲线问题热重分析曲线问题第37页/共39页需要熟记的相

17、对原子质量和物质式量需要熟记的相对原子质量和物质式量相对原子质量：相对原子质量：H H：1 1 C C：1212 N N：1414 O O：1616 NaNa：23 23 MgMg：24 24 S S：3232 ClCl：35.535.5 K K：3939 CaCa：4040 FeFe：56 56 CuCu：6464 ZnZn：6565 AgAg：108108 BaBa：137137 物质式量：物质式量：COCO2 2:44 44 CaCOCaCO3 3：100 100 CuSOCuSO4 4：160 160 CuSOCuSO4 45H5H2 2O O：250 250 BaSOBaSO4 4：233 233 NaNa2 2COCO3 3：106 106 MgCOMgCO3 3：104 104 H H2 2SOSO4 4：9898第38页/共39页感谢您的观看！第39页/共39页