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高三化學攻關三十六法之――差量法

利用化學反應前后物質間所出現象的差量關系解決化學問題的方法就是差量法。

●難點磁場??

請試做下列題目，然后自我界定學習本篇是否需要。?

在天平左右兩盤上各放一只同等規格的燒杯，燒杯內均盛有 1.00 mol? L^－1的 H₂SO₄（aq）100.0 mL，調節天平使其處于平衡狀態，然后向兩只燒杯內分別放入少量的鎂粉和鋁粉（設鎂、鋁的質量分別為a g和b g），假定反應后天平仍處于平衡狀態，則：?

(1)a、b應滿足的關系式為                       ；?

(2)a、b的取值范圍為                           。?

●案例探究??

［例題］將上題中的：“少量鎂粉和鋁粉”改為：少量鎂粉、過量鋁粉，其他不變，試求之。

命題意圖：考查學生應用差量進行過量計算的能力。

知識依托：Mg、Al 與 H₂SO₄ 的反應；過量計算。

錯解分析：應用過量物質的數據進行計算得出錯誤的結果，忽視有效計算得出不確切的答案。

解題思路：反應前后天平都平衡，表明兩燒杯內質量凈增數值相等。則可根據反應前后的質量差進行計算。

n(H₂SO₄) = 1.00 mol?L^－1×0.100 L = 0.100 mol

Mg ＋ H₂SO₄ ==== MgSO₄ ＋ H₂↑       Δm

24 g    1 mol                       2 g      22 g

a g                                             

2 Al ＋ 3 H₂SO₄ ====Al₂(SO₄)₃ ＋ 3 H₂↑

54 g        3 mol                                  6 g

   0.100 mol                           

(波紋線上為求出數值，下同)。根據題意：

①＜ 0.100                   (H₂SO₄ 過量)

②b＞1.80                           (Al 過量)

③b g－0.200 g =g        (凈增值相等)

由①③得：b＜2.40，結合②可知 b 的范圍。

由②③得：a＞1.75，結合①可知 a 的范圍。

答案：(1)11 a = 12 b － 2.40

(2)1.75＜a＜2.40，1.80＜b＜2.40

●錦囊妙計

遇到下列情形，可嘗試用“差量法”解題：

1.反應前后固體或液體的質量發生變化時；

2.反應前后氣體的壓強、密度、物質的量、體積等發生變化時。

●殲滅難點訓練

1.(★★★)10.0 mL 某氣態烴在 50.0 mL O₂ 中充分燃燒，得到液態水和 35.0 mL 的氣體混合物(所有氣體的體積都是在同溫同壓下測得的)，則該氣態烴可能是（      ）

A.CH₄                                                   B.C₂H₆                                                 C.C₃H₈                                                 D.C₃H₆

2.(★★★★)用 H₂ 還原 x g CuO，當大部分固體變紅時停止加熱，冷卻后得殘留固體yg，共用掉z g H₂，此時生成水的質量為(   )

A.(x－y) g                B.(x － y) g             C.9 z g                         D. z g

3.(★★★★)總壓強為 3.0×10⁷ Pa 時，N₂、H₂ 混合氣體(體積之比為 1∶3)通入合成塔中，反應達平衡時，壓強降為 2.5×10⁷ Pa，則平衡時混合氣體中 NH₃ 的體積分數為(   )

A.35%                         B.30%                         C.                           D.

4.(★★★★★)已知 NH₃ 和 Cl₂ 相遇，發生下列反應：

①8NH₃＋3Cl₂ ==== N₂＋6NH₄Cl      (NH₃過量)

②2NH₃＋3Cl₂==== N₂＋6HCl           (Cl₂過量)

今向過量的 NH₃ 中通入少量的 Cl₂。若開始時 Cl₂、NH₃ 混和氣體中 Cl₂ 的體積分數為 x，混合氣體反應前后的體積分別是 a L 和 y L。則：

(1)x 的取值范圍是__________________；

(2)y 與x 的函數關系是__________________。

難點磁場

提示：題設條件下，H₂SO₄過量，則：

Mg  ＋    H₂SO₄====MgSO₄＋ H₂↑         Δm

24 g        1 mol                           2 g          22 g

a g                                             

2 Al ＋    3 H₂SO₄====Al₂(SO₄)₃＋3H₂↑         Δm

54 g        3 mol                              6 g              48 g

b g                                                     

由反應前后天平都平衡得：，即：32 b = 33 a     ①

 ＜ 0.100               ①

由 H₂SO₄過量知：

  ＜0.100                ②

①②聯立，解得：b＜2.48。不滿足③，舍去。

①③聯立，解得：a＜1.75。滿足②，為正確答案。

答案：(1)32 b= 33 a     (2)a＜1.75     b＜1.80

殲滅難點訓練

1.提示：用體積差進行計算：

C_xH_y(g)＋(x＋)O₂(g)點燃x CO₂(g)＋H₂O(l)            V_前－V_后

1 L                                                                                               1＋

10.0 L                                                                                               25.0 L

y = 6。

答案：BD

2.提示：用固體質量差進行計算：

H₂＋CuOCu＋H₂O                   Δm

  80 g         64 g   18 g                 16 g

    x g－y g

不可用 z g H₂ 進行計算，因為用掉的 H₂ 并非全都參加了反應；不可只用 x g 進行計算，因為 CuO未全部參加反應；不可只用 y g 進行計算，因為 y g 是 CuO 和 Cu 的質量和。

答案：B

3.提示：本題有多種解法，根據壓強差計算尤為簡捷：由于恒溫恒容下，氣體的壓強比等于物質的量比，所以：