1、善用摩尔 事半功倍 甘肃武威教师新村 段保生 733000 化学计算是化学基础知识的重要组成部分,它始终贯穿于化学知识之中，在化学基本概念、基本理论、元素及其化合物知识，有机化学、化学实验中都有涉及。化学计算从题型上分有：计算选择题，计算填空题，计算推断题和综合计算题，从内容上包括关于基本化学量的计算，溶液的计算，根据分子式、化学方程式的计算，PH的计算，关于化学反应速率和化学平衡的计算，以及推求分子式、化学式与结构式的计算，其中贯穿于化学计算，沟通各类化学计算的是处于核心地位的“摩尔”。化学计算的解题方法非常灵活，其技巧就是指解题的熟练性，有些题目若能按步就办地死套公式去解，不仅影响解题的速
2、度和答案的准确性甚至会苦于繁杂的计算而得不出答案。要提高解题的效率，就要简化数字运算或不用数字运算。在掌握基本方法的基础上找出简便可行的的巧解方法，集讨论、分析、判断、推理计算于一体，加强思维能力和解题技巧的务实训练，强化综合解题的能力和方法。 本文就化学计算的各种基本方法及其类型、原理和应用进行剖析，以利用这些方法和技巧，提高解题效率，培养学生敏锐的思维能力，增强判断、分析、归纳和推理的能力，提高学生的综合素质。1、 差量法此法解题的关键是根据题意确定“理论差量”，再根据题目提供的“实际差量”列出比例式，求出答案。例1 有NaCO3、NaHCO3、CaO和NaOH组成的混合物27.2g，把它
3、们溶于足量水中，充分反应后，溶液中Ca2+、CO32-、HCO3-均转化为沉淀，将反应后容器内的水分蒸干，最后得到白色固体共29g，则原混合物中Na2CO3的质量是多少克？解析：根据题意，运用物料（Na+、CO32-）守恒的原理，可找到捷径。 从“溶液中的Ca2+、CO32-、HCO3均转化为沉淀”可知，原混合物中含Na2CO3、NaHCO3的物质的量之和必等于含CaO的物质的量，而最后所得白色固体物质中所含NaOH的物质的量必等于原混合物中Na2CO3、NaHCO3、和NaOH中所含Na+的物质的量之和。图解如下：Na2CO3(Na2O、CO2)XmolNaHCO3 （NaOH、CO2）Ym
4、olCaO（X+Y）molNaOH ZmolCaCO3（CaO、CO2）（X+Y）molNaOH（2X+Y+Z）mol27.2g 29g 由上图可以看出,质量差29-27.2=1.8,相当于Xmol的Na2O转化为2Xmol的NaOH的质量差。即:Na2O2NaOH m 1mol 80 80-62=18 X 29-27.2=1.8 1/X=18/1.8 所以X=0.1mol答案: 含Na2CO3O 10.6g2、 守恒法用此种方法解题的基本思路是：以化学反应过程中存在的守恒关系，如质量守恒、元素守恒、电子守恒为依据，寻找化学式中正负化合价绝对值相等，复分解反应中阴阳离子所带正、负电荷总量相等，
5、氧化-还原反应中，氧化剂与还原剂得失电子数目相等，几个连续和平等的反应前后某种物料的物质的量相等的关系，快速而正确的解题。例2 有一在空气中暴露过的KOH固体，经分析知其含水7.62% 、 K2C3.38、KOH90%，若将此样品1g加到1mol/L的盐酸46.00mL里,过量的酸再用1.07mol/L的KOH溶液中和,蒸发中和后的溶液可得固体多少克?解析:本题化学反应相当复杂,数字处理繁琐,但若根据CI-守恒,便可以看出: 蒸发溶剂所得KCI固体中的CI- ,全部来自于盐酸中的CI-,即: 生成的n(KCI)=n(HCI)n(KCI)=10.04674.5=3.43g 答案: 3.43g3、
6、 参照法此方法是常需参照题目以外的化学原理、定理等，采用“平均含义法”、“极限法”、“设一法”“相关迁移法”等进行拓宽解题思路，缩小答案范围的解题方法。例3 相同质量的钠、镁、铝与足量盐酸反应，产生的氢气用来还原氧化铜，假定反应完全，则所得铜的物质的量之比是多少？解析：本题是一道无数字计算题，解题时需要假设一个适当的“参考对照数”进而求出三种金属提供电子的物质的量之比。Na、Mg、AI先将其电子转移给盐酸中的H+，H+得到电子后变为H2，H2再将电子转移给CuO中的Cu2+，由于三者的质量相等，设都为1g ，则失去电子的物质的量之比为1/23：1/12：1/9，所以产生铜的物质的量之比也为1/
7、23：1/12：1/9，数学变形后即得36：69：92。4、 估算法此方法主要用于选择题解答，对有些看来似乎需要计算的选择题，只要注意审题，稍加分析，便可找出快速的解题方法，通过目测心算，得到准确答案，减少和避免按部就班，所花时间和题目分值不匹配的繁杂计算。例4 在一个6L的密闭容器中，放入3L X（g）、2L Y（g），在一定条件下发生如下反应：4X（g）+3Y（g）2Q(g) +nR(g) ,达到平衡后,容器温度不变,混合气体压强比原来增加5%,X的浓度减小1/3 , 则该反应式中n的值为 ( )A、3 B、4 C、5 D、6解析：本题可以采用一般解法，求出n值的大小，但步骤繁琐，若用估算
8、法，结合选项，即可很快得出答案。根据反应的化学方程式，若“混合气体压强比原来增加5%，X的浓度减小1/3”，说明反应的正方向是体积增大的反应，即4+3，选项中，的只有，故选答案：、十字交叉法十字交叉法是巧解二元混合问题的一种常见的有效方法，此法避免了解方程的繁琐步 骤，但交叉以后所得两个量的含义十分关键，如： c-b =n（A）/n（B）中：常见的采用交叉法计算所得的b a-cn（A）/n（B）的含义如下几种：（注：a、b为二元混合物中两种组分A、B的量，c为a、b的中间值）（1）当a、b、c为质量分数、每克物质放出热量时，n（A）/n（B）则为质量比。(2)当a、b、c为物质的量浓度、密度、
9、气体摩尔质量时，n（A）/n（B）为体积比。(3)当a、b、c为摩尔质量以及含义具有物质的量（mol）意义的量时，n（A）/n（B）为物质的量之比。(4)当a、b、c为相对原子量或相对分子量时，n（A）/n（B）为原子或分子个数比。例5 电解普通水(H2O)和重水(D2O)的混合物,通电一段时间后,两极共生成气体18.5g,其体积为33.6L(标况下)，在所生成的气体中重氢和普通氢的原子个数比为 （ ）A、2：3 B、2：5 C、1：2 D、1：3解析：由等价并列反应2H2O电解2H2+O2 ；2D2O电解2D2+O2知：n混氢：nO2=2：1；故n混氢=（33.6/22.4）2/3=1(mo
10、l) ,nO2=0.5(mol) ,M混氢=(18.5-0.532)/1=2.5由十字相乘法得: D2 4 0.5 2.5 n (D2)/n(H2)=1:3 H2 2 1.5 答案: D6、 关系式法对于多步进行的反应，尽管每一步都是各自独立的，但可根据中间产物的传递关系，找出原料和最终产物的关系式，利用关系式计算可免去逐级计算的麻烦，且结果不易出错，却在解题时往往遇到原料或中间物质不能全部进入产物的情况，则需进行如下的相当量处理：中间产物的损失率=原料的损失率；中间产物的转化率=原料的转化率常见的各步反应的关系式有：工业制硫酸：FeS2 2S 2H2SO4 ；工业制氨气：2N2 4NH3 ；工业制硝酸：N2 2NH3 2HNO3 ；焦炭制乙炔：3C CaC2C2H2 。例6 工业生产电石是用生石灰与焦炭在电炉内加热进行的，（3C+CaO=CaC2+CO），假设原料利用率为100% ，则36千克焦炭可生产多少千克乙炔？解析：此题可用关系式法计算，要注意的是：由焦炭提供的碳与生成乙炔中的碳是不相等的（因为生成了部分CO挥发掉），所以，不能仅根据碳元素守恒列出关系式。由反应式可得： 3C C2H2 312 2636100% X解得：X=26 答案：26千克