晨 钟 报
 

 化学计算中图解法的应用


图解法要点:
①依据化学反应确定起点、终点和转折点。
②作图
③利用函数关系或三角形性质求解
[例1]标准状况下,向含有0.1molCa?穴OH?雪2和0.2molKOH的混合液中通入一定量的CO2气体,得到10g沉淀,求所通CO2的体积。
解:随着CO2的通入,可能依次发生下列反应
Ca?穴OH?雪2+CO2=CaCO3+H2O
KOH+CO2=KHCO3
CaCO3+CO2+H2O=Ca?穴HCO3?雪2
作图:
由图可知沉淀为10g(0.1mol)时,CO2的物质的量0.1mol≤n≤0.3mol?熏所以CO2的体积2.24L≤V≤6.72L。
[例2]在常压和120℃时,H2和O2混合气体aL?熏经点燃充分反应后恢复到原状况,测得气体体积为bL?熏求原混合气中H2的体积。
解:2H2(g)+O2?穴g?雪=2H2O?穴g?雪
若原来H2为0,则反应后体积为aL;若原来H2为aL,则反应后体积为aL;若原来H2为aL,则反应后体积为aL。
作图:
若H2过量,则结果在BC上,设H2为xL?熏由图可知x=b,若O2过量(H2不足),则结果在AC上,利用相似三角形的性质,= x=2?穴a-b?雪
[例3]常温常压下,H2S和O2的混和气体aL(其中O2的体积分数为x)?熏在一定条件下充分反应后恢复到原状况,求所得气体的体积V(L)。
解:2H2S+O2=2S+2H2O
2H2S+3O2=2SO2+2H2O
由反应知:x=0时,V=a;x=1时,V=a;x=时,V=0;x=时,V=a。作图:
由图可知,当0<x≤时,= ,V=(1-3x)a;当<x<1时,= ,V=
[例4]在三只各盛有0.1molHCl的烧杯中,分别加入质量均为mg的钠、镁、铝,充分反应后分别得到气体amol、bmol、cmol,比较a、b、c的大小。
2Na+2HCl=2NaCl+H2
2Na+2H2O=2NaOH+H2
Mg+2HCl=MgCl2+H2
2Al+6HCl=2AlCl3+3H2
解:不难算出当HCl恰好完全反应时分别消耗Na、Mg、Al的质量为2.3g、1.2g、0.9g。作图:
由图可知:
当m>2.3时,a>b=c
当m=2.3时,a=b=c
当1.2≤m<2.3时,b=c>a
当0<a<1.2时,c>b>a
[例5]标准状况下,0.1mol某两种气态烃混和气完全燃烧,生成7.84LCO2和8.1gH2O,求该气态烃的组成。
解:C:=0.35mol
H:×2=0.9mol
∴混和气平均组成为C3.5H9作图(碳氢原子数关系)
可见必然是两种烷烃,且其中必含C4H10 。若是C4H10与C3H8则体积比为1:1;若是C4H10与C2H6,则体积比为3:1;若是C4H10与CH4,则体积比为5:1,总之,图解法可使所研究的化学问题直观化、形象化,使复杂的化学计算简化为简单的数学关系。