浅谈差量法在化学计算中的应用

浅谈差量法在化学计算中的应用

作者：曾宪康

来源：《读写算》2013年第08期

摘要：差量法是根据反应前后的某些差量与反应物或生成物的变化量成比例而建立的一种解法，它可以使我们简化解题过程，达到事半功倍效果。 关键词：理论差量 实际差量

化学计算是高中化学教学中不可缺少的一部分，在新标下的高考中也有着不可忽视的地位，在近几年的高考理综试题中难度虽然有些下降，但该部内容对学生的思维训练及能力培养是其它内容无法替代的，且它能较好地检测学生将化学概念及化学用语、理论、性质和数学工具综合起来的能力，同时培养学生灵活运用学科内和学科间知识解决实际问题的能力。因此，化学计算能力在新课标高考中得到应有的重视。在高考题中，计算题占有一定的比例，主要以选择、填空等形式出现，但据我近几年的高三教学实践发现，学生对化学计算题心存恐惧，拿到题后无从下手，成为丢分的主要对象，是很多学生无法跨越的一道障碍。究其原因，是他们缺少解题的方法。实际上对于化学计算题除了要有扎实的基本功外，如果能运用一定的计算方法和技巧，迅速理清关系，则会事半功倍，解决化学计算题的方法有多种，而差量法就是其中重要的一种，它可以帮助我们快速解决一些化学计算题，下面我们就了解一下这种方法。 差量法是依据化学反应前后的某些差量（固体质量差、溶液质量差、气体体积差、气体物质的量差等）与反应物或生成物的变化量成比例而建立的一种解题方法，此法实际上是有关化学方程式计算的变形。它的基本解题思路是将“差量”看做化学方程式右端的一项，将实际差量与化学方程式中的理论差量列成比例，而正确找出现论差量是解题的关键。

差量法适用的条件是：（1）反应不完全或有残留物，而此种情况下差量法可以消除未反应物质对计算的影响。（2）反应前后存在差量且此差量容易求出，只有在反应后差量易求出时才能使差量法的优势得以体现。

差量法解题的一般步骤和形式为：（1）首先要审清题意，分析题目中产生差量的根本原因。（2）将理论和实际差量写在化学方程式的右边，并以此作为关系量。（3）写出比例式并求出未知数。当然，我们遇具体问题还要具体分析，不必完全拘泥于该形式，有时还可以用关系式等形式来求反应前后差量，从而解决问题，我们学习知识的目的是应用，下面我们通过一些实际问题来了解一下差量法在化学计算题中的应用，以达到理论联系实际的效果。 一、质量差量法

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例1：取一根Mg条置于坩埚内点燃，得到MgO和Mg3N2的混合物总质量为0.470g，冷却后加入足量水，将反应产物加热蒸干灼烧，得到MgO的质量为0.486g。计算燃烧所得混合物中Mg3N2和质量分数。

解析：Mg3N2+6H2O=3Mg（OH）2+2NH3↑

Mg（OH）2= MgO+H2O 由反应方程式可知，Mg燃烧后所得混合物经一列变化全部转化为MgO，反应前后固体质量产生差值的原因是Mg3N2转化为MgO造成的，我们设燃烧所得混合物中Mg3N2质量为x，根据差量法计算： Mg3N2—— 3MgO △m 100 120 20

X 0.486g-0.470g=0.016g = x=0.008g

∴原混合物中Mg3N2的质量分数为 ×100%=17.02%

通过本题的解答我们可以发现，质量差量法解题的关键是找出反应前后，同一状态物质的质量差，从而求解。

二、气体物质的量或体积差量法

例2：将等物质的量的N2、O2、CO2混合气体通过Na2O2后，体积变为原体积的 （同温、同压），这时混合气体中N2、O2、CO2的物质的量之比为（ ） A.3：4：1 B.3：3：2 C.6：7：3 D.6：9：0

解析：混合气体通过Na3O2时只有CO2参加反应：

2CO2+2Na3O2=2Na2CO3+O2，由反应式可得，每有2molCO2反应，气体的物质的量减少1mol，设原混合气体各为1mol，参加反应的CO2物质的量为x，生成O2物质为量为y，根据差量法

2CO2+2Na3O2=2Na2CO3+O2 △n 2 | |

x y 3×（1- ）= mol

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由比例式可得 x= mol y= mol

∴反应后 n（N2）：n（O2）：n（CO2）=1：（1+ ）：（1- ） =3：4：1

例3：将V1L的H2和V2L的N2在一定条件下发生反应，达到平衡后混合气体总体积为V3L（同温、同压下测定），生成NH3的体积是（ ） A.（V1+V2-V3）L B.（V1+V2+V3）L C.（V1+V2-2V3）L D.（V3-V1-V2）L

解析：从N2与H2一定条件下反应：N2+3H2 2NH3，由反应方程式可知该反应为气体体积缩小的反应，反应前后体积差值为（V1+V2-V3）L。根据差量法，设生成NH3体积为x： N2+3H2 2NH3 △n 1 3 2 2

X （V1+V2-V3）L

∴反应后生成NH3体积为（V1+V2-V3）L。

通过以上两道习题，我可以看出，气体物质的量或体积差量法解决化学计算题，关键是找出反应前后气体的物质的量或体积的理论和实际差量，从而列出计算关系式，题目便可迎刃而解。

下面再例举几道习题，供大家练习。

1、有Na3CO3、Na2HCO3、CaO、NaOH组成的混合物27.2g，把它们溶于足量水中，充分反应后溶液中Ca2+、CO2-、HCO3-均转化为沉淀，将反应后容器內水分蒸干，最后得白色固体物质共29g，则原混合物中含Na2CO3的质量是多少克？

2、把4.48LCO2（标况）通过一定量Na2O2固体后，收集到气体3.36L（标况），则3.36气体的质量为（ ）

A.3.2g B.4.8g C.5.4g D.6.0g

我们在使用差量法时，必须理清思路，寻找合适的差量，从而可以使解题过程简单化，在高考中为我们节省出更多的时间，对理综成绩的提高有很大帮助。因此一定要加强练习，充分理解并熟练运用它，在解题中起到事半功倍的作用。

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参考文献

[1]刘强编《全能高考复习法》北京教育出版社 [2]无机化学教研室编《无机化学》高等教育出版社