巧用原子守恒法解化学计算题.doc

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1、巧用“原子守恒法”解化学计算题1原子守恒法的依据“原子守恒法”的依据是基于化学反应前后原子的种类和数目不变的守恒现象。“原子守恒”即反应前后各元素种类不变，各元素原子个数不变，其物质的量、质量也不变。利用这种守恒关系解题的方法叫“原子守恒法”。2典型例题及解题策略例1：将标准状况下aLH2和Cl2的混合气体，经光照反应后，将所有气体通入NaOH溶液，恰好使bmolNaOH完全转化成盐，则a与b的关系不可能是A．b＝a/22.4B．b＜a/22.4C．b＞a/22.4D．b≥a/11.2光解法一：常规方

2、法。首先书写化学方程式，在列式计算。反应式如下：H2+Cl2===2HCl反应①NaOH+HCl==NaCl+H2O反应②讨论1：若Cl2过量，还有：Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+H2O反应③计算时先以不足暑H2计算。光设原混合气体中H2为xmol，Cl2为ymolH2+Cl2====2HCl112xmolxmol2xmolNaOH+HCl==NaCl+H2O112xmol2xmolCl2+2NaOH==NaCl+NaClO+H2O12(y－x)mol2(y－x)mol依题意得列二元一次

3、方程组：x+y＝a/22.4①2x+2(y－x)=b②解上述二元一次方程组得：y=b/2。将y=b/2代入①式，解得x=a/22.4－b/2由于x＞0，则a/22.4－b/2＞0，解得b＜a/11.2讨论2：若H2过量，以不足者Cl2计算。只有反应①和反应②。设原混合气体中H2为xmol，Cl2为ymol光由方程式列式H2+Cl2====2HCl12ymol2ymolNaOH+HCl==NaCl+H2O112ymol2ymol由已知列二元一次方程组：2y=bx+y=a/22.4解上述方程组，得：x=a

4、/22.4－b/2由于x＞0，则a/22.4－b/2＞0，解得b＜a/11.2综上分析，即b不可能等于a/11.2。本题答案为D。例2：在氧气中灼烧0.44g由硫、铁组成的化合物，使其中的硫经过一系列变化最终全部转化为硫酸，用20mL0.5mol/L的烧碱溶液恰好能完全中和这些硫酸。则原化合物中硫的质量分数约为A．36.4%B．46.2%C．53.1%D．22.8%解法一：常规方法先书写方程式，再列式计算。而本题Fe、S化合物的化学式不定，因此第一步Fe、S化合物燃烧方程式还需写不定的化学方程式，这给

5、计算带来了更大的困难，即使不考虑铁，只从S元素考虑，也有如下四个反应：点燃S+O2====SO2反应①2SO2+O22SO3反应②SO3+H2O==H2SO4反应③H2SO4+2NaOH==Na2SO4+2H2O反应④根据已知NaOH的量，逆推H2SO4，再由H2SO4推SO3，再由SO3推SO2，再由SO2推S元素。这里面所蕴含的关系式如下：2NaOH——H2SO4——SO3——SO2——S2mol32g20×10－3L×0.5mol/Lm(S)=0.01mol列比例式：解得m(S)==0.16g则

6、原化合物中S元素的质量分数=所以，答案为A。解法二：原子守恒法依题意分析，S元素经过一系列变化，最后变成了H2SO4，H2SO4再与NaOH发生中和反应，根据S、Na的原子守恒关系：S——H2SO4——NaSO4——2NaOH得出：S————2NaOH32g2molm(S)20×10－3L×0.5mol/L=0.01mol列比例式求得：m(S)=0.16g则原化合物中S的质量分数=所以答案为A。例3：38.4mg铜跟适量的浓HNO3反应，铜全部作用后，共收集到气体22.4mL（标准状况）。反应消耗的H

7、NO3物质的量可能为A．1.6×10－3molB．2.0×10－3molC．2.2×10－3molD．2.4×10－3mol解法一：常规方法：书写化学方程式，然后列式计算。设生成NO2、NO分别为xmol、ymol。已知Cu的相对原子质量为64Cu+4HNO3(浓)==Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O1420.5xmol2xmolxmol3Cu+8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O3821.5ymol4ymolymol由已知条件列二元一次方程组：0.5x+1.5y=x+y=

8、解得，x=0.9×10－3moly=0.1×10－3mol反应中消耗的HNO3：2x+4y=2×0.9×10－3mol+4×0.1×10－3mol=2.2×10－3mol所以，答案为C。解法二：原子守恒法经分析Cu与HNO3反应生成了Cu(NO3)2和NOx，在反应中HNO3所起的作用有2种，一种是酸，另一种是氧化剂，由N原子守恒列出：Cu——Cu(NO3)2——2HNO3（酸）NOx——HNO3（氧化剂）11211mol1.2×10－3molmol1×