2020版高考化学复习学科素养专项提升1化学计算的常用方法课件苏教版.pptx

1、(一) 化学计算的常用方法,核心素养的认知与形成 高考对化学计算的考查逐年增加,加强化学计算能力逐渐成为教学重点。高考命题中,最常用的化学计算方法有“差量法”“关系式法”“极值法”“平均值法”“守恒法”等,在这几种计算方法中,依据化学方程式的计算是各种计算方法的基础。 核心素养1:变化观念与平衡思想 运用“关系式法”计算要认识到物质是运动和变化的,知道化学变化需要一定的条件,并遵循一定规律;认识化学变化的本质是有新物质生成,并伴有能量的转化;认识化学变化有一定限度,是可以调控的。运用“差量法”和“守恒法”计算要用发展和动态平衡的观点看待和分析化学反应;能依据物质性质和化学变化的一般规律,控制外

2、界条件,通过化学反应(或进行化学反应实验)实现物质的转化、合成和能量的转化,从而解决实际问题。,-3-,核心素养2:证据推理与模型认知 运用“极值法”“平均值法”计算要具有证据意识,能基于证据对物质的组成、结构及其变化提出可能的假设,通过分析推理加以证实或证伪;建立观点、结论和证据之间的逻辑关系;知道可以通过分析、推理等方法认识研究对象的本质特征、构成要素及其相互关系,建立模型。能运用模型解释化学现象,揭示现象的本质和规律。 核心素养3:“科学态度与社会责任” 化学计算能培养学生严谨求实的科学态度,具有探索未知、崇尚真理的意识;能够赞赏化学对社会发展的重大贡献,具备可持续发展意识和绿色化学观念

3、,能对与化学有关的社会热点问题作出正确的价值判断。,-4-,方法一,方法二,方法三,方法四,方法五,方法一 根据化学方程式的基本计算比例式法 1.计算原理aA(g)+bB(g)=cC(g)+dD(g) 化学计量数之比为 a b c d 质量之比为 aMA bMB cMCdMD 物质的量之比为 a b c d 气体体积之比为 (同温同压下) a b c d 不同物质的相同物理量之间的换算可以按上述关系进行。解题时要注意化学方程式中各种物质对应关系的单位问题,同一物理量单位要一致。如果涉及两种物理量,要做到两种物理量“上下一致,左右相当”即可。,方法六,-5-,方法一,方法二,方法三,方法四,方法

4、五,2.解题步骤 (1)根据题意书写正确的化学方程式。 (2)明确已知条件,化学方程式所表示的是参加反应的纯净物之间的量的关系,因此,不纯物质的量必须换算成纯净物的量,未参加反应的物质要排除在外。 (3)建立已知量与未知量之间的比例关系,求出未知量。 典例1将铁、铜混合粉末18.0 g加入到100 mL 5.0 molL-1 FeCl3溶液中,充分反应后剩余固体质量为3.2 g。下列说法正确的是( ) A.剩余固体是铁、铜混合物 B.反应后溶液中n(Fe2+)+n(Cu2+)=0.75 mol C.反应后溶液中n(Fe3+)=0.10 mol D.原固体混合物中铜的质量是8.0 g,方法六,-

5、6-,方法一,方法二,方法三,方法四,方法五,解析 铁的还原性强于铜,将铁、铜混合粉末加入氯化铁溶液中,铁先与铁离子反应,氯化铁的物质的量是0.5 mol, 由Fe + 2Fe3+=3Fe2+56 g 2 mol 可知,0.5 mol Fe3+可以消耗14 g铁,由于实际溶解的金属质量是18.0 g-3.2 g=14.8 g,故两种金属都参与反应,且Fe3+完全反应,剩余的金属是铜,A、C两项错; 设反应的铜的物质的量是n1,反应的铁的物质的量是n2 64 gmol-1n1+56 gmol-1n2=14.8 g,根据Fe+2Fe3+=3Fe2+及Cu+2Fe3+=Cu2+2Fe2+可知,方法六

6、,-7-,方法一,方法二,方法三,方法四,方法五,解得n1=0.1 mol,n2=0.15 mol, 则原来含有的铜的质量是:0.1 mol64 gmol-1+3.2 g=9.6 g,D项错误; 溶液中的n(Fe2+)+n(Cu2+)=0.1 mol+0.15 mol+0.5 mol=0.75 mol,B项正确。 答案 B,方法六,-8-,方法一,方法二,方法三,方法四,方法五,典例2为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度,现将w1 g样品充分加热,测得其质量变为w2 g,则该样品的纯度(质量分数)是( ),方法六,-9-,方法一,方法二,方法三,方法四,方法五,解析 由题意知

7、(w1-w2)g应为NaHCO3分解生成的CO2和H2O的质量,设样品中NaHCO3的质量为x,由此可得如下关系:,答案 A,方法六,-10-,方法一,方法二,方法三,方法四,方法五,方法三 解答连续反应类型计算题的捷径关系式法 关系式法适用于多步进行的连续反应,以中间产物为媒介,找出起始原料和最终产物的关系式,可将多步计算一步完成。利用关系式解决多步反应的相关计算方便简捷。利用多步反应建立关系式的方法:,方法六,-11-,方法一,方法二,方法三,方法四,方法五,方法六,-12-,方法一,方法二,方法三,方法四,方法五,方法六,-13-,方法一,方法二,方法三,方法四,方法五,典例3(2019

8、陕西西安调研测试)碳酸铜和碱式碳酸铜均可溶于盐酸转化为氯化铜。在高温下这两种化合物均能分解生成氧化铜。溶解28.4 g上述混合物,消耗1 molL-1盐酸500 mL。煅烧等质量的上述混合物,得到氧化铜的质量是( ) A.35 g B.30 g C.20 g D.15 g 解析 碳酸铜和碱式碳酸铜均可溶于盐酸转化为氯化铜,消耗1 molL-1盐酸500 mL,HCl的物质的量为0.5 mol,则CuCl2的物质的量为0.25 mol。根据铜元素守恒可知,原混合物中含有铜元素原子的物质的量为0.25 mol,则灼烧等质量的题给混合物,得到氧化铜的物质的量为0.25 mol,则得到氧化铜的质量为m

9、(CuO)=0.25 mol80 gmol-1=20 g。 答案 C,方法六,-14-,方法一,方法二,方法三,方法四,方法五,方法四 有关混合物计算的“简化高手”极值法 1.极值法的含义 极值法是利用极限思维方式解决一些模糊问题的解题技巧,它是将题设构造为问题的两个极端,然后依据有关化学知识确定所需反应物或生成物的极值,利用极值进行判断分析求出结果,有时也称为极端假设法。 2.解题思路 (1)极端假设。如: 把可逆反应假设成向左或向右进行完全。 把混合物假设成为某一纯净物。 把多个同时进行的反应假设成单一反应。 (2)计算极值。 (3)由极值进行讨论、分析、推理,从而得出合理答案。,方法六,

10、-15-,方法一,方法二,方法三,方法四,方法五,3.极值法解题的关键 紧扣题设的可能趋势,选好极端假设的落脚点。,方法六,-16-,方法一,方法二,方法三,方法四,方法五,典例4(2019湖南湘潭月考)把含有某一种氯化物杂质的MgCl2粉末95 g溶于水后,与足量AgNO3溶液反应,测得生成的AgCl质量为300 g,则该MgCl2中的杂质可能是 ( ) A.NaCl B.AlCl3 C.KCl D.CaCl2,解析 提供1 mol Cl-所需各物质的质量分别为,而该含氯化物杂质的MgCl2提供1 mol Cl-需要的质量为95 g 45.4 g。由于提供1 mol Cl-所需MgCl2的质

11、量为47.5 g,因此应选提供1 mol Cl-质量小于45.4 g的物质,根据前面的分析,小于45.4 g的只有AlCl3。 答案 B,方法六,-17-,方法一,方法二,方法三,方法四,方法五,方法五 简化过程,妙用守恒守恒法 1.应用原理 所谓“守恒”就是物质在发生“变化”或两物质在发生“相互作用”的过程中某些物理量的总量保持“不变”。一切化学反应都遵循某些守恒定律,在化学变化中有各种各样的守恒,如质量守恒、原子数目守恒、得失电子守恒、电荷守恒、能量守恒等。 2.解题步骤,方法六,-18-,方法一,方法二,方法三,方法四,方法五,典例5(2019河南南阳一模)将镁铝合金溶于100 mL稀硝

12、酸中,产生1.12 L NO气体(标准状况),向反应后的溶液中加入NaOH溶液,产生沉淀的情况如图所示。下列说法不正确的是( )A.不能求出硝酸的物质的量浓度 B.氢氧化钠溶液的浓度为3 molL-1 C.可以求出合金中镁的质量 D.可以求出沉淀的最大质量,方法六,-19-,方法一,方法二,方法三,方法四,方法五,解析 向反应后的溶液中加入NaOH溶液,开始没有沉淀,说明硝酸过量,与硝酸反应的NaOH溶液是10 mL,沉淀达到最多时生成沉淀消耗的NaOH溶液是50 mL,溶解氢氧化铝消耗的NaOH溶液是10 mL,则生成氢氧化铝消耗的NaOH溶液是30 mL,因此生成氢氧化镁消耗的NaOH溶液

13、是20 mL,所以根据离子方程式Al3+3OH-= Al(OH)3、Mg2+2OH-=Mg(OH)2可知金属镁铝的物质的量之比为11。生成的NO为0.05 mol,转移电子为0.15 mol,根据得失电子守恒可知金属镁铝的物质的量均为 =0.03 mol。溶解0.03 mol氢氧化铝消耗氢氧化钠是0.03 mol,则氢氧化钠溶液浓度为 =3 molL-1,故B正确;沉淀达到最多时所得溶液是硝酸钠溶液,根据钠离子守恒和硝酸根守恒可知能求出硝酸的物质的量浓度,故A错误;从以上分析可知可以求出合金中镁的质量,故C正确;从以上分析可知可以求出沉淀的最大质量,故D正确。,答案 A,方法六,-20-,方法

14、一,方法二,方法三,方法四,方法五,方法六,方法六 有关混合物计算的“简化高手”平均值法,-21-,方法一,方法二,方法三,方法四,方法五,方法六,典例6含两种金属单质的混合物共15 g,投入足量的盐酸中,充分反应后得到11.2 L H2(标准状况),则原混合物的组成肯定不可能为( ) A.Mg和Ag B.Zn和Cu C.Al和Zn D.Al和Cu 解析 本题可用平均摩尔电子质量(即提供1 mol电子所需金属的质量)法求解。反应中H+被还原生成H2,由题意可知15 g金属混合物可提供1 mol电子,其平均摩尔电子质量为15 gmol-1。选项中金属Mg、Zn、Al的摩尔电子质量分别为12 gm

15、ol-1、32.5 gmol-1、9 gmol-1,其中不能与盐酸反应的Ag和Cu的摩尔电子质量可看作无穷大。根据数学上的平均值原理可知,原混合物中一种金属的摩尔电子质量大于15 gmol-1,另一种金属的摩尔电子质量小于15 gmol-1。由此可判断出原混合物肯定不可能是Zn和Cu。 答案 B,-22-,1,2,3,1.向一定量的Fe、FeO、Fe3O4的混合物中加入100 mL 1 molL-1的盐酸,恰好使混合物完全溶解,放出224 mL(标准状况)的气体,在所得溶液中加入KSCN溶液无血红色出现。若用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物,能得到铁的质量是( ) A.11.2 g B

16、.5.6 g C.2.8 g D.无法计算,C,解析 盐酸恰好使混合物完全溶解,盐酸没有剩余,向反应所得溶液加KSCN溶液无血红色出现,说明溶液为FeCl2溶液,根据氯元素守恒可知n(FeCl2)= n(HCl)= 0.1 L1 molL-1=0.05 mol;用足量的CO在高温下还原相同质量的混合物得到铁,根据铁元素守恒可知n(Fe)=n(FeCl2)=0.05 mol,其质量为0.05 mol56 gmol-1=2.8 g。,-23-,1,2,3,2.(2019江西上高二中月考)C和CuO在一定温度下反应,产物有Cu、Cu2O、CO、CO2。若将2.00 g C与16.0 g CuO混合,

17、隔绝空气加热,将生成的气体全部通入足量的澄清石灰水,反应一段时间后共收集到1.12 L(标准状况)气体,生成沉淀的质量为5.00 g。下列说法错误的是( ) A.反应后的固体混合物中Cu的质量为12.8 g B.反应后的固体混合物中含有碳 C.反应后的固体混合物总质量为14.4 g D.反应后的固体混合物中氧化物的物质的量为0.05 mol,答案,解析,-24-,1,2,3,3.(2019广东广州部分重点中学联考)1.76 g铜镁合金完全溶解于50 mL、密度为1.40 gcm-3、质量分数为63%的浓硝酸中,只得到NO2气体1 792 mL(标准状况),向反应后的溶液中加入适量的1.0 molL-1 NaOH溶液,恰好使溶液中的金属离子全部沉淀。下列说法不正确的是 ( ) A.该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是14.0 molL-1 B.加入NaOH溶液的体积是50 mL C.浓硝酸在与合金反应中起了酸性和氧化性的双重作用,且起氧化性的硝酸的物质的量为0.08 mol D.得到的金属氢氧化物的质量为3.12 g,答案,解析,