化學(xué)計(jì)算是中學(xué)化學(xué)的一個(gè)難點(diǎn)和重點(diǎn),要掌握化學(xué)計(jì)算,應(yīng)了解中學(xué)化學(xué)計(jì)算的類型,不同類型解題方法是有所不同的,因此我把中學(xué)化學(xué)中出現(xiàn)的解題方法歸納如下,每種類型都舉例加以說明.
一、守恒法
化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是原子間重新組合,依據(jù)質(zhì)量守恒定律在化學(xué)反應(yīng)中存在一系列守恒現(xiàn)象,如：質(zhì)量守恒、元素守恒、電荷守恒、電子得失守恒等,利用這些守恒關(guān)系解題的方法叫做守恒法.
（一）質(zhì)量守恒法
質(zhì)量守恒就是化學(xué)反應(yīng)前后各物質(zhì)的質(zhì)量總和不變,在配制或稀釋溶液的過程中,溶質(zhì)的質(zhì)量不變.
【例題】1500C時(shí),碳酸銨完全分解產(chǎn)生氣態(tài)混合物,其密度是相同條件下氫氣密度的
（A）96倍 （B）48倍 （C）12倍 （D）32倍
【分析】(NH4)2CO3=2NH3↑+H2O↑+CO2↑ 根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知混和氣體的質(zhì)量等于碳酸銨的質(zhì)量,從而可確定混和氣體的平均分子量為 =24 ,混和氣體密度與相同條件下氫氣密度的比為 =12 ,所以答案為C
（二）元素守恒法
元素守恒即反應(yīng)前后各元素種類不變,各元素原子個(gè)數(shù)不變,其物質(zhì)的量、質(zhì)量也不變.
【例題】有一在空氣中放置了一段時(shí)間的KOH固體,經(jīng)分析測(cè)知其含水2.8%、含K2CO337.3% 取1克該樣品投入25毫升2摩／升的鹽酸中后,多余的鹽酸用1.0摩／升KOH溶液30.8毫升恰好完全中和,蒸發(fā)中和后的溶液可得到固體
（A）1克 （B）3.725克 （C）0.797克 （D）2.836克
【分析】KOH、K2CO3跟鹽酸反應(yīng)的主要產(chǎn)物都是KCl,最后得到的固體物質(zhì)是KCl,根據(jù)元素守恒,鹽酸中含氯的量和氯化鉀中含氯的量相等,所以答案為B
(三)電荷守恒法
電荷守恒即對(duì)任一電中性的體系,如化合物、混和物、溶液等,電荷的代數(shù)和為零,即正電荷總數(shù)和負(fù)電荷總數(shù)相等.
【例題】在Na2SO4和K2SO4的混和溶液中,如果[Na+]=0.2摩／升,[SO42-]=x摩／升 ,[K+]=y摩／升,則x和y的關(guān)系是
（A）x=0.5y (B)x=0.1+0.5y (C)y=2(x-0.1) (D)y=2x-0.1
【分析】可假設(shè)溶液體積為1升,那么Na+物質(zhì)的量為0.2摩,SO42-物質(zhì)的量為x摩,K+物質(zhì)的量為y摩,根據(jù)電荷守恒可得[Na+]+[K+]=2[SO42-],所以答案為BC
(四)電子得失守恒法
電子得失守恒是指在發(fā)生氧化—還原反應(yīng)時(shí),氧化劑得到的電子數(shù)一定等于還原劑失去的電子數(shù),無論是自發(fā)進(jìn)行的氧化—還原反應(yīng)還是原電池或電解池中均如此.
【例題】將純鐵絲5.21克溶于過量稀鹽酸中,在加熱條件下,用2.53克KNO3去氧化溶液中亞鐵離子,待反應(yīng)后剩余的Fe2+離子尚需12毫升0.3摩/升KMnO4溶液才能完全氧化,寫出硝酸鉀和氯化亞鐵完全反應(yīng)的方程式.
【分析】鐵跟鹽酸完全反應(yīng)生成Fe2+,根據(jù)題意可知Fe2+分別跟KMnO4溶液和KNO3溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng),KMnO4被還原為Mn2+,那么KNO3被還原的產(chǎn)物是什么呢?根據(jù)電子得失守恒進(jìn)行計(jì)算可得KNO3被還原的產(chǎn)物是NO,所以硝酸鉀和氯化亞鐵完全反應(yīng)的化學(xué)方程式為： KNO3+3FeCl2+4HCl=3FeCl3+KCl+NO+2H2O
二、差量法
差量法是依據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后的某些“差量”（固體質(zhì)量差、溶液質(zhì)量差、氣體體積差、氣體物質(zhì)的量之差等）與反應(yīng)或生成物的變化量成正比而建立的一種解題方法.此法將“差量”看作化學(xué)方程式右端的一項(xiàng),將已知差量（實(shí)際差量）與化學(xué)方程式中的對(duì)應(yīng)差量（理論差量）列成比例,其他解題步驟與按化學(xué)方程式列比例或解題完全一樣.
（一）質(zhì)量差法
【例題】在1升2摩/升的稀硝酸溶液中加入一定量的銅粉,充分反應(yīng)后溶液的質(zhì)量增加了13.2克,問：（1）加入的銅粉是多少克?（2）理論上可產(chǎn)生NO氣體多少升?（標(biāo)準(zhǔn)狀況）
【分析】硝酸是過量的,不能用硝酸的量來求解.銅跟硝酸反應(yīng)后溶液增重,原因是生成了硝酸銅,所以可利用這個(gè)變化進(jìn)行求解.
3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O 增重
192 44.8 636-504=132
X克 Y升 13.2 可得X=19.2克,Y=4.48升
（二）體積差法
【例題】10毫升某氣態(tài)烴在80毫升氧氣中完全燃燒后,恢復(fù)到原來狀況（1.01×105Pa , 270C）時(shí),測(cè)得氣體體積為70毫升,求此烴的分子式.
【分析】原混和氣體總體積為90毫升,反應(yīng)后為70毫升,體積減少了20毫升.剩余氣體應(yīng)該是生成的二氧化碳和過量的氧氣,下面可以利用烴的燃燒通式進(jìn)行有關(guān)計(jì)算.
CxHy + （x+ ）O2 → xCO2 + H2O 體積減少
1 1+
10 20
計(jì)算可得y=4 ,烴的分子式為C3H4或C2H4或CH4
（三）物質(zhì)的量差法
【例題】白色固體PCl5受熱即揮發(fā)并發(fā)生分PCl5（氣）= PCl3（氣）+ Cl2 現(xiàn)將5.84克PCl5裝入2.05升真空密閉容器中,在2770C達(dá)到平衡時(shí),容器內(nèi)的壓強(qiáng)為1.01×105Pa ,經(jīng)計(jì)算可知平衡時(shí)容器內(nèi)混和氣體物質(zhì)的量為0.05摩,求平衡時(shí)PCl5的分解百分率.
【分析】原PCl5的物質(zhì)的量為0.028摩,反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)物質(zhì)的量增加了0.022摩,根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算.
PCl5（氣）= PCl3（氣）+ Cl2 物質(zhì)的量增加
1 1
X 0.022
計(jì)算可得有0.022摩PCl5分解,所以結(jié)果為78.6%
三、十字交叉法
十字交叉法是進(jìn)行二組分混和物平均量與組分量計(jì)算的一種簡(jiǎn)便方法.凡可按M1n1 + M2n2 = （n1 + n2）計(jì)算的問題,均可用十字交叉法計(jì)算的問題,均可按十字交叉法計(jì)算,算式為：
M1 n1=（M2- ）
M2 n2=（ -M1）
式中, 表示混和物的某平均量,M1、M2則表示兩組分對(duì)應(yīng)的量.如 表示平均分子量,M1、M2則表示兩組分各自的分子量,n1、n2表示兩組分在混和物中所占的份額,n1:n2在大多數(shù)情況下表示兩組分物質(zhì)的量之比,有時(shí)也可以是兩組分的質(zhì)量比,如在進(jìn)行有關(guān)溶液質(zhì)量百分比濃度的計(jì)算.十字交叉法常用于求算：混和氣體平均分子量及組成、混和烴平均分子式及組成、同位素原子百分含量、溶液的配制、混和物的反應(yīng)等.
（一）混和氣體計(jì)算中的十字交叉法
【例題】在常溫下,將1體積乙烯和一定量的某氣態(tài)未知烴混和,測(cè)得混和氣體對(duì)氫氣的相對(duì)密度為12,求這種烴所占的體積.
【分析】根據(jù)相對(duì)密度計(jì)算可得混和氣體的平均式量為24,乙烯的式量是28,那么未知烴的式量肯定小于24,式量小于24的烴只有甲烷,利用十字交叉法可求得甲烷是0.5體積
（二）同位素原子百分含量計(jì)算的十字叉法
【例題】溴有兩種同位素,在自然界中這兩種同位素大約各占一半,已知溴的原子序數(shù)是35,原子量是80,則溴的兩種同位素的中子數(shù)分別等于.
（A）79 、81 （B）45 、46 （C）44 、45 （D）44 、46
【分析】?jī)煞N同位素大約各占一半,根據(jù)十字交叉法可知,兩種同位素原子量與溴原子量的差值相等,那么它們的中子數(shù)應(yīng)相差2,所以答案為D
（三）溶液配制計(jì)算中的十字交叉法
【例題】某同學(xué)欲配制40%的NaOH溶液100克,實(shí)驗(yàn)室中現(xiàn)有10%的NaOH溶液和NaOH固體,問此同學(xué)應(yīng)各取上述物質(zhì)多少克?
【分析】10%NaOH溶液溶質(zhì)為10,NaOH固體溶質(zhì)為100,40%NaOH溶液溶質(zhì)為40,利用十字交叉法得：需10%NaOH溶液為
×100=66.7克,需NaOH固體為 ×100=33.3克
（四）混和物反應(yīng)計(jì)算中的十字交叉法
【例題】現(xiàn)有100克碳酸鋰和碳酸鋇的混和物,它們和一定濃度的鹽酸反應(yīng)時(shí)所消耗鹽酸跟100克碳酸鈣和該濃度鹽酸反應(yīng)時(shí)消耗鹽酸量相同.計(jì)算混和物中碳酸鋰和碳酸鋇的物質(zhì)的量之比.
【分析】可將碳酸鈣的式量理解為碳酸鋰和碳酸鋇的混和物的平均式量,利用十字交叉法計(jì)算可得碳酸鋰和碳酸鋇的物質(zhì)的量之比97:26
四、關(guān)系式法
實(shí)際化工生產(chǎn)中以及化學(xué)工作者進(jìn)行科學(xué)研究時(shí),往往涉及到多步反應(yīng)：從原料到產(chǎn)品可能要經(jīng)過若干步反應(yīng)；測(cè)定某一物質(zhì)的含量可能要經(jīng)過若干步中間過程.對(duì)于多步反應(yīng)體系,依據(jù)若干化學(xué)反應(yīng)方程式,找出起始物質(zhì)與最終物質(zhì)的量的關(guān)系,并據(jù)此列比例式進(jìn)行計(jì)算求解方法,稱為“關(guān)系式”法.利用關(guān)系式法可以節(jié)省不必要的中間運(yùn)算步驟,避免計(jì)算錯(cuò)誤,并能迅速準(zhǔn)確地獲得結(jié)果.
（一）物質(zhì)制備中的關(guān)系式法
【例題】含有SiO2的黃鐵礦試樣1克,在O2中充分灼燒后殘余固體為0.76克,用這種黃鐵礦100噸可制得98%的濃硫酸多少噸?（設(shè)反應(yīng)過程有2%的硫損失）
【分析】根據(jù)差量法計(jì)算黃鐵礦中含F(xiàn)eS2的量為72% ,而反應(yīng)過程損失2%的硫即損失2%的FeS2 ,根據(jù)有關(guān)化學(xué)方程式找出關(guān)系式：FeS2 — 2H2SO4 利用關(guān)系式計(jì)算可得結(jié)果為：制得98%的濃硫酸117.6噸.
（二）物質(zhì)分析中的關(guān)系式法
測(cè)定漂白粉中氯元素的含量,測(cè)定鋼中的含硫量,測(cè)定硬水中的硬度或測(cè)定某物質(zhì)組成等物質(zhì)分析過程,也通常由幾步反應(yīng)來實(shí)現(xiàn),有關(guān)計(jì)算也需要用關(guān)系式法.
【例題】讓足量濃硫酸與10克氯化鈉和氯化鎂的混合物加強(qiáng)熱反應(yīng),把生成的氯化氫溶于適量的水中,加入二氧化錳使鹽酸完全氧化,將反應(yīng)生成的氯氣通入KI溶液中,得到11.6克碘,試計(jì)算混和物中NaCl的百分含量.
【分析】根據(jù)有關(guān)化學(xué)方程式可得：4HCl — I2 ,利用關(guān)系式計(jì)算可得生成氯化氫的質(zhì)量是6.7克,再利用已知條件計(jì)算得出混和物中NaCl的百分含量為65% .
五、估算法
（一）估算法適用于帶一定計(jì)算因素的選擇題,是通過對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行粗略的、近似的估算確定正確答案的一種解題方法,用估算法可以明顯提高解題速度.
【例題】有一種不純的鐵,已知它含有銅、鋁、鈣或鎂中的一種或幾種,將5.6克樣品跟足量稀H2SO4完全反應(yīng)生成0.2克氫氣,則此樣品中一定含有
（A）Cu （B）Al （C）Ca （D）Mg
【分析】計(jì)算可知,28克金屬反應(yīng)失去1摩電子就能符合題目的要求.能跟稀H2SO4反應(yīng),失1摩電子的金屬和用量分別為：28克Fe、9克Al、20克Ca、12克Mg,所以答案為A
（二）用估算法確定答案是否合理,也是我們檢查所做題目時(shí)的常用方法,用此法往往可以發(fā)現(xiàn)因疏忽而造成的計(jì)算錯(cuò)誤.
【例題】24毫升H2S在30毫升O2中燃燒,在同溫同壓下得到SO2的體積為
（A）24毫升 （B）30毫升 （C）20毫升 （D）18毫升
【分析】2H2S + 3O2 = 2SO2 + 2H2O 根據(jù)方程式系數(shù)的比例關(guān)系估算可得答案為D
六、類比法
類比法是將問題類比于舊問題,從而運(yùn)用舊知識(shí)解決新問題的方法.類比法的實(shí)質(zhì)是能力的遷移,即將熟悉問題的能力遷移到新情景或生疏問題上來,實(shí)現(xiàn)這種遷移的關(guān)鍵就是找準(zhǔn)類比對(duì)象,發(fā)現(xiàn)生疏問題與熟悉問題本質(zhì)上的類同性.運(yùn)用類比法的題又可分為：自找類比對(duì)象和給出類比對(duì)象兩種.前者一般比較簡(jiǎn)單,后者則可以很復(fù)雜,包括信息給予題中的大部分題目.
【例題】已知PH3在溶液中呈弱堿性,下列關(guān)于PH4Cl的敘述不正確的是
（A）PH4Cl水解呈酸性 （B）PH4Cl含有配位鍵
（C）PH4Cl是分子晶體 （D）PH4Cl與NaOH溶液共熱可產(chǎn)生PH3
【分析】NH3和H4Cl的性質(zhì)我們已經(jīng)學(xué)過,N和P是同一主族元素性質(zhì)相似,所以答案為C
七、始終態(tài)法
始終態(tài)法是以體系的開始狀態(tài)與最終狀態(tài)為解題依據(jù)的一種解題方法.有些變化過程中間環(huán)節(jié)很多,甚至某些中間環(huán)節(jié)不太清楚,但始態(tài)和終態(tài)卻交待得很清楚,此時(shí)用“始終態(tài)法”往往能獨(dú)辟蹊徑,出奇制勝.
【例題】把適量的鐵粉投入足量的鹽酸中,反應(yīng)完畢后,向溶液中通入少量Cl2 ,再加入過量燒堿溶液,這時(shí)有沉淀析出,充分?jǐn)嚢韬筮^濾出沉淀物,將沉淀加強(qiáng)熱,最終得到固體殘留物4.8克.求鐵粉與鹽酸反應(yīng)時(shí)放出H2的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）.
【分析】固體殘留物可肯定是Fe2O3 ,它是由鐵經(jīng)一系列反應(yīng)生成,氫氣是鐵跟鹽酸反應(yīng)生成的,根據(jù)2Fe — Fe2O3 、Fe — H2 這兩個(gè)關(guān)系式計(jì)算可得：H2的體積為1.344升
八、等效思維法
對(duì)于一些用常規(guī)方法不易解決的問題,通過變換思維角度,作適當(dāng)假設(shè),進(jìn)行適當(dāng)代換等使問題得以解決的方法,稱為等效思維法.等效思維法的關(guān)鍵在于其思維的等效性,即你的假設(shè)、代換都必須符合原題意.等效思維法是一種解題技巧,有些題只有此法可解決,有些題用此法可解得更巧更快.
【例題】在320C時(shí),某+1價(jià)金屬的硫酸鹽飽和溶液的濃度為36.3% ,向此溶液中投入2.6克該無水硫酸鹽,結(jié)果析出組成為R2SO4·10H2O的晶體21.3克.求此金屬的原子量.
【分析】21.3克R2SO4·10H2O晶體比2.6克無水硫酸鹽質(zhì)量多18.7克,這18.7克是從硫酸鹽飽和溶液得的,所以它應(yīng)該是硫酸鹽飽和溶液,從而可知21.3克R2SO4·10H2O中含有11.9克結(jié)晶水、9.4克R2SO4 ,最后結(jié)果是：此金屬的原子量為23
九、圖解法
化學(xué)上有一類題目的已知條件或所求內(nèi)容是以圖像的形式表述的,解這類題的方法統(tǒng)稱圖解法.圖解法既可用于解決定性判斷方面的問題,也可以用于解決定量計(jì)算中的問題.運(yùn)用圖解法的核心問題是識(shí)圖.
（一）定性判斷中的圖解法
這類問題常與化學(xué)反應(yīng)速度、化學(xué)平衡、電解質(zhì)溶液、溶解度等知識(shí)的考查相聯(lián)系.解題的關(guān)鍵是認(rèn)清橫縱坐標(biāo)的含義,理解圖示曲線的化學(xué)意義,在此基礎(chǔ)上結(jié)合化學(xué)原理作出正確判斷.
【例題】右圖表示外界條件（溫度、壓強(qiáng)）的變化對(duì)下列反 Y
應(yīng)的影響：L（固）+ G（氣）= 2R（氣）- 熱量 在圖中, P1 P2 P3
(P1