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1、2012年高考化学计算方法例析周口市第一高级中学 466000 赵 亮2012年高考已落下帷幕。理科综合试卷中化学计算的增加增大了试题的难度，使得多个省的分数线大幅降低。因此，很有必要对今年的理综化学计算进行梳理，摸清命题趋势，以便备战2013年高考。1、 关系式法对于处理过程比较复杂（两步以上）的化学问题，往往根据诸如守恒、等效等关系直接写出已知和未知相匹配的关系式，从而简化过程，便于计算。这种方法，人称关系式法。例1（2012新课标卷26题）铁是应用最广泛的金属，铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。（1）要确定铁的某氯化物FeClx的化学式。可用离子交换和滴定的方法。实验
2、中称取0.54g的FeClx样品，溶解后先进行阳离子交换预防处理，再通过含有饱和OH-的阴离子交换柱，使Cl-和OH-发生交换。交换完成后，流出溶液的OH-用0.40molL-1的盐酸滴定，滴至终点时消耗盐酸25.0mL。计算该样品中氯的物质的量，并求出FeClx中X值。【解析】该题样品处理包含：阳离子交换、阴离子交换和中和滴定三个过程，我们可以根据原子和电荷守恒列出如下关系式，进行计算。FeClx XCl_ XOH _ XHCl56+35.5X X X0.54g n(Cl_) 0.0250L0.40molL-1则n(Cl)=0.0250L0.40molL-1=0.010mol（56+35.5
3、X）：X=0.54:0.01 解得X=3.02、十字交叉法十字交叉法立足于二元一次方程的求解过程，并把该过程抽象为十字交叉的形式，所以凡能列出一个二元一次方程来求解的命题均可用此法。一般用于二组分的混合物求比值的计算中。 如果用表示十字交叉的两个分量，用表示两个分量合成的平均量，用，则有： 若把放在十字交叉的中心，用与其交叉相减，用二者差的绝对值相比即可得到上式。差量比的含义是因素对整体的贡献率。例2（2012新课标卷26题第2问）（2）现有一含有FeCl2和FeCl3的混合样品，采用上述方法测得n(Fe): n(Cl)=1:2.1，则该样品中FeCl3的物质的量分数为_。【解析】该问一般列二
4、元一次方程组求解，但比较麻烦，一般学生费时5分钟左右；若用十字交叉法，则2分钟即可完成。所以该样品中FeCl3的物质的量分数为10%3、 差量法差量法是依据化学反应前后的某些变化找出所谓的理论差量（固体质量差、溶液质量差、气体体积差、气体物质的量之差等），与反应或生成物的变化量成正比而建立的一种解题方法。其数学原理是分比定律：。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，其他解题步骤与按化学方程式列比例或解题完全一样。例3（2012大纲卷28题第4小题）现拟用下图所示装置（尾气处理部分略）来制取一氧化碳，并用以测定某铜粉样品（混有
5、CuO粉末）中金属铜的含量。（4）若试验中称取铜粉样品5.0g，充分反应后，反应管中剩余固体的质量为4.8g，则原样品中单质铜的质量分数为 ；【解析】设原样品中CuO的质量为m克，则CuO + CO = Cu + CO2 m80 64 16m 5.0-4.8所以80：m=16:(5.0-4.8) 解方程得m=1.0(g)故原样品中单质铜的质量分数为（5.0-1.0）/5.0=80%4、 方程式叠加法 就是把各分步反应的化学反应方程式加和在一起，消去中间产物，得到一个总反应式，使得已知与未知的数量关系一目了然，从而进行简便计算的方法。该方法常用于连续多步反应的计算和盖斯定律应用。例4（2012浙
6、江卷27题第1小题）甲烷自热重整是先进的制氢方法，包含甲烷氧化和蒸汽重整。向反应系统同时通入甲烷、氧气和水蒸气，发生的主要化学反应有：反应过程化学方程式焓变H(kJ/mol)活化能Ea(kJ/mol)甲烷氧化CH4(g)2O2(g)CO2(g)2H2O(g)802.6125.6CH4(g)O2(g)CO2(g)2H2(g)322.0172.5蒸汽重整CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)206.2240.1CH4(g)2H2O(g)CO2(g)4H2(g)165.0243.9回答下列问题：（1）反应CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)的H= kJ/mol。【解析】首先把蒸汽重整
7、的两个反应写成连续反应的形式：CO(g)3H2(g) CH4(g)H2O(g) H1=206.2kJ/molCH4(g)2H2O(g)CO2(g)4H2(g) H2=+165.0kJ/mol然后把两个反应叠加在一起得：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)所以该反应的焓变为：H=H1+H2=206.2+165.0=41.2（kJ/mol）。例5（2012浙江卷26题第3小题）已知：I222I。（3）某学习小组用“间接碘量法”测定含有CuCl22H2O晶体的试样（不含能与I发生反应的氧化性质杂质）的纯度，过程如下：取0.36 g试样溶于水，加入过量KI固体，充分反应，生成白色沉淀。用0.1
8、000 mol/L Na2S2O3标准溶液滴定，到达滴定终点时，消耗Na2S2O3标准溶液20.00 mL。该试样中CuCl22H2O的质量百分数为_【解析】本题涉及两个连续反应：2Cu2+4I=2CuI+I2I222I把两个反应加和消去中间产物得总反应，然后计算。2Cu2+2I+22I+2CuI2 2n 0.10000.02000所以CuCl22H2O物质的量为2103mol；该试样中CuCl22H2O的质量百分数（纯度）为0.0021710.36100%=95%5、 守恒法化学解题中的守恒思想其实质是整体思维在化学上的应用。运用守恒思想解题的关键是要从把握命题的整体上出发，在审题的过程中确
9、定命题的始态与终态，然后根据题意确定过程中的“守恒因子”建立等量关系。在化学计算题中，有许多计算题都蕴藏着某方面甚至多方面的“守恒”因素。根据“守恒因子”划分，中学化学中常见的守恒有：质量守恒，物质的量守恒（原子、原子团守恒或元素守恒），电子转移守恒，电荷守恒，浓度守恒，体积守恒。其中，质量守恒的宏观表现为变化前后质量不变，微观表现为变化前后同种元素的原子个数（或物质的量）不变。例6（2012四川卷13题）向27.2Cu和Cu2O的混合物中加入某浓度的稀硝酸0.5L，固体物质完全反应，生成NO 和Cu（NO3）2.在所得溶液中加入1.0mol/L 的NaOH溶液1.0L，此时溶液呈中性，金属离
10、子已完全沉淀，沉淀质量为39.2g。下列有关说法不正确的是A. Cu与Cu2O 的物质的量之比为2:1 B.硝酸的物质的量浓度为2.6mol/LC.产生的NO在标准状况下的体积为4.48L D.Cu、Cu2O与硝酸反应后剩余HNO3为0.2mol【解析】这是一道难度大的选择题，如果解法不当，势必事倍功半，为此6分而伤神败兴，影响后续作题。本题处理过程可图示如下：从中可以找出3中守恒关系：Cu及N原子守恒；电子守恒；电荷守恒。然后列出如下关系式：n(铜元素)=n(Cu)+2n(Cu2O)=nCu(OH)2=39.298=0.4mol (Cu原子守恒)n(HNO3)=n(NO)+ n(NaNO3)
11、= n(NO)+ n(NaOH) (N、Na原子守恒、电荷守恒)3n(NO) =2n(Cu)+2n(Cu2O) (电子守恒)64n(Cu)+144n(Cu2O)=27.2g、联立，解方程组得：n(Cu)=0.2mol; n(Cu2O)=0.1mol。然后把结果代入，求出n(NO)为0.2mol，进而求得n(HNO3)为1.2mol，所以硝酸的浓度应为2.4 mol/L，故B错，答案选B。6、 数学公式法例7（2012新课标卷37题）（6）ZnS在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛。立方ZnS晶体结构如下图所示，其晶胞边长为540.0 pm，密度为_gcm-3（列式并计算），a位置S
12、2-离子与b位置Zn2+离子之间的距离为_pm（列式表示）。【解析】该题是直接利用数学公式（密度公式、立方体的体积公式、勾股定律和余弦定律）解题的最典型的试题，凸显了化学作为理科的特点，可以看做化学、数学、晶体物理学的简单综合，体现了综合试卷的特征。（1） 设密度为，晶胞体积V，摩尔质量为，阿伏伽德罗常数为 则 （）（）（）如上图连接组成则 连接，组成类似甲烷的正四面体结构，位于中心，所以，。根据余弦定律得：，则以上，笔者以方法为线，对今年的理科综合中的化学计算进行了大致的归类解析，从中可以看出命题者对基本计算方法和原理的青睐和重视，体现了新课程要求从定性到定量解决化学问题的趋势，预计明年的理科综合中化学计算量将与今年持平，请考生做好准备。
