高一化學(xué)計(jì)算題解題方法詳解(2)
高一化學(xué)計(jì)算題解題方法詳解
高中化學(xué)的四大易錯(cuò)的點(diǎn)的介紹
1.在室溫條件下，某氣態(tài)烴20mL與過(guò)量氧氣混合，完全燃燒后的產(chǎn)物通過(guò)濃硫酸，再恢復(fù)到室溫，氣體體積減少50mL,剩余氣體再通過(guò)氫氧化鈉溶液，體積又減少40mL.求此氣態(tài)烴的分子式。
常見(jiàn)錯(cuò)解：通過(guò)濃硫酸時(shí)水蒸氣被吸收，通過(guò)氫氧化鈉溶液時(shí)二氧化碳?xì)怏w被吸收，所以，20mL該氣態(tài)烴燃燒生成的水蒸氣是50mL,生成的CO2是 40mL.由質(zhì)量守恒關(guān)系可知1mol該氣態(tài)烴燃燒生成2.5mol水蒸氣和2molCO2，于是可得出該烴的化學(xué)式為C2H5，即C4H10.
錯(cuò)誤原因：烴燃燒反應(yīng)本身就可能使氣體總體積減少，通過(guò)濃硫酸后氣體體積減少50mL,并不能說(shuō)明它全部是水蒸氣。
正確解法：設(shè)該烴的分子式為CxHy,則有
CxHy + (x+y/4)O2 → xCO2 + y/2H2O △V(減)
1 x+y/4 x 1+y/4
20 40 50
根據(jù)“對(duì)應(yīng)項(xiàng)成比例”列出方程，然后可解得x=2，y=6
所以，該烴的分子式為C2H6.
2.燃燒0.1mol兩種氣態(tài)烴的混合物，生成3.36L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)CO2和2.7gH2O,則混合物中兩種氣態(tài)烴的分子式是______。
常見(jiàn)錯(cuò)解：n(CO2)= 3.36L÷22.4L/mol =0.15mol n(H2O)= 2.7g÷18g/mol=0.15mol
0.1mol烴燃燒生成0.15molCO2和0.15molH2O,混合烴的平均分子式為C1.5H3，即C3H6.所以，這兩種氣態(tài)烴的分子式可能是C3H4和C3H8，或者是C2H6和C4H6，或者是C2H4和C4H8.
錯(cuò)誤原因：這里的平均分子式C1.5H3是根據(jù)反應(yīng)物計(jì)算出來(lái)的，不能“放大”成C3H6.
正確解法：由于這兩種的平均分子式為C1.5H3，根據(jù)“中值法”原理，必有一種物質(zhì)的碳原子個(gè)數(shù)小于1，那么它肯定是CH4;而CH4的氫原子個(gè)數(shù)大于3，則另一種物質(zhì)的氫原子個(gè)數(shù)肯定小于3，那么它只能是C2H2.故這兩種烴分別是CH4和C2H2.
友情提示：照此方法分析，如果答案不只一組，還需要用十字交*法來(lái)判斷答案到底是哪一組。具體辦法是：分別用C原子個(gè)數(shù)和H原子個(gè)數(shù)來(lái)交*得到兩種烴的物質(zhì)的量之比，如果這兩個(gè)比值相等，答案就成立，否則它就不是該試題的答案。
3.10mL某氣態(tài)烴在50mLO2里充分燃燒得到液態(tài)水和35mL混合氣體(氣體體積均在相同狀況下測(cè)定)，則該氣態(tài)烴可能是( )
A.CH4 B.C2H6 C.C3H8 D.C3H6 E.C4H6
常見(jiàn)錯(cuò)解：設(shè)該烴的分子式為CxHy,則有
CxHy + (x+y/4)O2 → xCO2 + y/2H2O △V(減)
1 x+y/4 x 1+y/4
10 (10+50)-35=25
根據(jù)“對(duì)應(yīng)項(xiàng)成比例”列出方程，然后可解得y=6
所以此題答案為B、D、E.
錯(cuò)誤原因：上述計(jì)算過(guò)程中沒(méi)有考慮氧氣的量是否充足。
正確解法1：(前面的解題過(guò)程同錯(cuò)解)
根據(jù)氧氣的量來(lái)找出x與y的關(guān)系。
CxHy + (x+y/4)O2 → xCO2 + y/2H2O
1 x+y/4
10 50
1：(x+y/4)=10：50
解得x+y/4=5，也就是說(shuō)當(dāng)x+y/4≤5時(shí)才能保證氧氣足量。然后分別將B、D、E三個(gè)選項(xiàng)代入，即可發(fā)現(xiàn)E項(xiàng)不符合題意，應(yīng)該舍去。
正確解法2：(前面的解題過(guò)程同錯(cuò)解)
直接將最后結(jié)果代入，看氧氣的量是不是足夠。如
C4H6 + 5.5O2 → 4CO2 + 3H2O
1 5.5
10 (55)
由計(jì)算可知，10mL C4H6充分燃燒需要55mLO2，而題目中提供的O2只有50mL,不足以讓C4H6充分燃燒，故此選項(xiàng)應(yīng)該舍去。
所以此題答案為B、D.
[同型練習(xí)] 10mL某氣態(tài)烴在80mLO2里充分燃燒得到液態(tài)水和體積為65mL的混合氣體(氣體體積均在相同狀況下測(cè)定)，則該氣態(tài)烴不可能是( A )
A.甲烷 B.乙烷 C.丙烯 D.丁炔
4.常溫常壓時(shí)，nL某氣態(tài)烴和氧氣的混合氣體完全燃燒后，通過(guò)濃硫酸，再恢復(fù)到原來(lái)的溫度和壓強(qiáng)時(shí)，氣體體積變?yōu)樵瓉?lái)的一半。假設(shè)燃燒后烴和氧氣都無(wú)剩余，則該烴可能是( )
A. C2H4 B.C3H8 C.C3H6 D.C4H6 E.C4H8
常見(jiàn)錯(cuò)解1：類(lèi)似于例題1，認(rèn)為“通過(guò)濃硫酸后氣體體積變?yōu)樵瓉?lái)的一半”就表示“生成的CO2的體積是n/2L”。
常見(jiàn)錯(cuò)解2：設(shè)該烴的分子式為CxHy,則有
CxHy + (x+y/4)O2 → xCO2 + y/2H2O △V(減)
1 x+y/4 x 1+y/4
由于只知道氣態(tài)烴和氧氣混合氣體的體積為nL,不知道各自的體積，所以無(wú)法計(jì)算。
錯(cuò)誤原因：沒(méi)有注意題設(shè)條件“燃燒后烴和氧氣都無(wú)剩余”，沒(méi)有理解“對(duì)應(yīng)項(xiàng)成比例”列方程的本質(zhì)含義。
正確解法：此題比其它試題多了一個(gè)條件“燃燒后烴和氧氣都無(wú)剩余”，所以，可以把二者的“體積和”作為一個(gè)整體來(lái)列方程。
設(shè)該烴的分子式為CxHy,則有
CxHy + (x+y/4)O2 → xCO2 + y/2H2O △V(減)
1 x+y/4 x 1+y/4
n n/2
列方程：(1+ x+y/4)：(n)=(1+y/4)：(n/2)
整理得x-y/4=1
討論：當(dāng)y=4時(shí)，x=2，該烴為C2H4;
當(dāng)y=8時(shí)，x=3，該烴為C3H8;
當(dāng)y=12時(shí)，x=4，由于不存在這種物質(zhì)(H原子個(gè)數(shù)比飽和烴的還多)，故舍去。
所以，此題答案為A、B.
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