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1、化学计算的几个“视角” 20100416提纲：一、.关于化学方程式的计算-类型及表达. 关于混合物的表达 . 关于多步反应一步计算的表达 . 关于连续反应和平行反应的表达 .关于多个反应相关联与不相关联的-表达可能的最重要的表达 .可不用反应式的“直接表达” 二、.关于细节 显条件和隐条件 数据可靠性 “真假”反应 “虚”和“实” 单位问题 折算、换算三、一些重要类型的计算关于溶液的计算.关于化学式的计算（化学式的确定、质量分数或体积分数的确定）关于反应热的计算 . 关于化工生产的计算一、.关于化学方程式的计算-类型及表达.关于混合物的计算1将1.75 g铝和镁的混合物粉末溶于足量的稀硫酸,产
2、生氢气7.84L(STP),求混合物中铝的质量分数。提示:设铝为xmol, 镁ymol,由题给条件及2个化学方程式建立联立方程解出答案.评价:高考题中关于物质分析的实验题，常要用到这类计算问题。2. 将5.500g铁铝混合物粉末放入900.00ml 1.00mol/L HNO3溶液中，充分反应后，得到a L（STP）NO气体。1）HNO3是否过量？ ，判断的理由是 .2）若a=3360ml(STP)，则铝的质量分数为 %.3）若a=3360ml(STP)，往反应后的溶液中加入 mlL1.000 mol/L的NaOH溶液时生成的沉淀量最大，还要加 ml 1.000mol/L NaOH溶液才能使沉
3、淀的量保持不变。提示：1)过量;因为即同质量的铝消耗酸多,但即使全是铝,需要的n(HNO3)=5.5274=0.80.9;2)可建立质量守恒和电子守恒的关系式:27x+56y=5.5; 3x+3y=3360224003. x=0.1,y=0.05; Al%=49.1%.如果我们忘记了用电子守恒列式，还可以用化学方程式“排式子”： Al+ 4HNO3 Al(NO3)3+ NO + 2H2O转 x x Fe + 4HNO3 Fe(NO3)3+ NO + 2H2O转 y y 可列式 x +y = 336022400 3)用终态思考,最后的溶液中只有NaNO3,可由NO3-求Na+(即NaOH).n(
4、NaOH)=0.9-336022400=0.75,所以要加750mlL1.000 mol/L的NaOH溶液.因为铝为0.1 mol,所以还要加100 mlL.评价:这是关于混合物的计算的典型题,还有过量问题、极端思考、终态思考等。如果一步步求NaOH的量，不但麻烦，还会漏掉过量的酸。特别重要的是，当我们觉得“走投无路”时，可能还有一条路-用化学方程式“排式子”。 关于多步反应一步计算的表达3含FeS260%的硫铁矿1吨，可制得98%的硫酸 吨（设第一步生产损失2%的S；第二步转化率为95%）。提示：可根据3个反应式中的S元素守恒列式（设可生产x吨98%的硫酸） FeS2 - 2SO3-2H2S
5、O4 120 298 10.6（1-0.02）0.95 x0.98评价:在多步反应一步列式中,损失率和转化率可一步处理.要注意的是, ,损失率是相对量,整体和部分数值相同.连续反应和平行反应 4.工业上以高岭土和硫酸、氨气为原料制取铵明矾NH4Al(SO4)212H2O和硫酸铝: Al2O3 + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2O Al2(SO4)3 + H2SO4 + 2NH3 2NH4Al(SO4)2 以含a mol氧化铝的高岭土为原料，设制得的产物中硫酸铝的物质的量分数为x，试导出消耗硫酸的物质的量y与a、x的函数关系提示：方法一,用连续反应“起、转、余”做。Al2O3 +
6、3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2O起 a y 0转 a 3a a余 0 y-3a a Al2(SO4)3 + H2SO4 + 2NH3 2NH4Al(SO4)2 起 a y-3a 0转 y-3a y-3a 2y-6a余 4a- y 0 2y-6a 由题意，可列式 x= (4a- y)(4a- y+2y-6a) 解得y = 方法二,用平行反应做。将反应+得反应，用和做（设Al2O3为mol） Al2O3 + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2O转 3 Al2O3 + 4H2SO4 + 2NH32NH4Al(SO4)2 + 3H2O转 a- y-3 2a -2 由题意及反应式
7、中的关系，可列式 （a-）：（y-3）=1：4(+ 2a -2)= x评价：这是当前化学计算的重要类型同学们务必扎实掌握。连续反应用“起、转、余”表达，缺点是对“两点三段”表达有困难；平行反应要理解为2个反应同时发生，可只用“转”来表达,通过左右（反应式中的系数关系）、上下（题给的物料条件）建立关系式（特别要注意的是，如果用了上下关系，可用左右关系列式，反之亦然）。优点是方便“两点三段”类型题的表达。5已知： 4NH3十5O2 4NO+6H2O. 4NO十3O2十2H2O4HNO3. 设空气中氧气的体积分数为0.20，氮气体积分数为0.80,请完成下列填空及计算(1)amolNO完全转化为HN
8、O3需要氧气_ mol(2)为使NH3恰好完全氧化为一氧化氮，氨空气混合物中氨的体积分数为_(保留2位小数)。(3)20.0 mol的NH3用空气氧化，产生混合物的组成为：NO18.0mol、O212.0 mol、N2150.0 mol和一定量的硝酸，以及其它成分。(高温下NO和O2不反应) 计算氨转化为NO和HNO3的转化率。(4) 若HNO3的物质的量为n(A),空气的物质的量为n(B),20.0mol 的NH3和一定量空气充分反应后，再转化为HNO3. 写出当125n(B) 200时，n(A)和n(B)的关系式_。提示：（1）0.75amol.(2)4(4+41.255)=0.14 (3
9、)首先可根据N2不反应求出O2为1504=37.5mol(参加反应的O2为37.5-12=25.5 mol).以下的表达本来可以有3种方法。一是O元素守恒,但参加反应的H2O难以确定,故不能用.二是用连续反应的”起、转、余”: 4NH3十5O2 4NO+6H2O. 起 20 37.5 0 转 x 1.25x x 余 20-x 37.5-1.25x x 4NO 十 3O2 十 2H2O 4HNO3. 起 x 37.5-1.25x 0 转 x-18 37.5-1.25x-12 x-18 余 18 12 x-18 由反应式中的关系可列式 (x-18) :(37.5-1.25x-12)=4:3 解得x
10、=19.5 所以 氨转化为NO和HNO3的转化率=19.520=97.5% 方法三是用平行反应中的“转”来做，将+得，可表达为 4NH3 十5O2 4NO+6H2O.转 18 181.25 184NH3 十 8O2 4 HNO3+4H2O. 转 x 2x 可列式 181.25+2x+12=37.5 解得 x=1.5 所以 氨转化为NO和HNO3的转化率=(18+1.5)20=97.5%可见平行反应更简单些.这里特别注意NO,在连续反应里是反应余下的,而在平行反应中则是反应生成的,这就是两类反应最重要的区别. (4)求函数关系应该用平行反应.先画一线段,由反应式中系数确定“恰好反应点”: . .
11、 n(B) 201.255 2025 =125 =200由题意，2个反应同时发生，可表达为 4NH3 十 5O2 4NO+6H2O.转 20- n(A) n(B)0.2- 2n(A)4NH3 十 8O2 4 HNO3 +4H2O. 转 n(A) 2n(A) n(A) 可列式 20- n(A) ：n(B)0.2- 2n(A)=4 ： 5 解得 3n(A)=0.8n(B)-100 (或3n(A)=0.8n(B)-125)评价:这是关于连续反应和平行反应最典型的计算,除了2种表达方法外,由N2的不变求O2 ,也是化学计算的重要”视角”.关于多个反应相关联与不相关联的-表达-既不是连续反应又不是平行反应，可能有某种物质参加了多个反应也可能不相关联6硝酸工业生产中的尾气可用纯碱溶液吸收，有关的化学反应为：2NO2 + Na2CO3 NaNO3 + NaNO3 + CO2 NO + NO2 + Na2CO3 2NaNO2 + CO2 现有1000g质量分数为21.2%的纯碱吸收液，吸收硝酸工业尾气，每产生22.4L(标准状况)CO2时，吸收液质量就增加44g。计算吸收液中NaNO2和NaNO3物
