麻烦请详细解释一下化学极值法(高一)

作者&投稿:狄柴 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
麻烦请详细解释一下化学极值法(高一)~

  化学极值法就是对数据不足而感到无从下手的计算或混合物组成判断的题目,采用极端假设(即为某一成分或者为恰好完全反应)的方法以确定混合体系中各物质的名称、质量分数、体积分数,这样使一些抽象的复杂问题具体化、简单化,可达到事半功倍之效果。
  一、
极值法解题的基本思路
  1、把可逆反应假设成向左或向右进行的完全反应。
  2、把混合物假设成纯净物。
  3、把平行反应分别假设成单一反应。
  二、极值法解题的优点
  极值法解题的优点是将某些复杂的、难以分析清楚地化学问题假设为极值问题,使解题过程简化,解题思路清晰,把问题化繁为简,由难变易,从而提高了解题速度。

本题含两层意思,一是液体分层,二是褪色但不发生反应!所谓分层就是两种不同性质的液体,它是混合物不是溶液。而褪色并无反应那就是就是发生了萃取!再看能选项中能分层的就是ABC都是有机液,而能发生萃取的是AC,B能是溴水褪色是因为双键和溴发生了加成反应。所以剩下AC,又CCl4密度比水大,因此水在上层显无色,而苯的密度比水小,水在下层,因此下层显无色。

极值法在化学计算中的妙用

极值法是一种重要的数学思想和分析方法。化学上所谓“极值法”就是对数据不足而感到无从下手的计算或混合物组成判断的题目,采用极端假设(即为某一成分或者为恰好完全反应)的方法以确定混合体系中各物质的名称、质量分数、体积分数,这样使一些抽象的复杂问题具体化、简单化,可达到事半功倍之效果。下面结合一些具体的试题,浅谈一下极值法在化学计算中的巧妙应用与技巧。

1、用极值法确定混合物的含量问题

例1 某混合物含有KCl、NaCl和Na2CO3,经分析含钠31.5%,含氯27.08%(以上均为质量分数),则混合物中Na2CO3的质量分数为( )

A.25% B.50% C.80% D.无法确定

解析:若混合物质量为100g,则可求出n (Cl-)= 0.763mol ,①假设这0.763mol的Cl-全部来自于KCl(即混合物为KCl和Na2CO3)则m(KCl)=56.84g,②假设这0.763mol的Cl-全部来自于NaCl(即混合物为NaCl和Na2CO3)则m(NaCl)=44.63g,因Cl-来自于NaCl、KCl两种物质,由平均值原理知(1-56.84%)<m(Na2CO3) %<(1-44.63%)。

答案:B

2、用极值法确定物质的成份

例2 某碱金属单质与其普通氧化物的混合物共1.40g,与足量水完全反应后生成1.79g碱,此碱金属可能是( )

A.Na B.K C.Rb D.Li

解析: 本题若用常规思路列方程计算,则很难解答此问题。但若将1.40g混合物假设成纯品(碱金属或氧化物),即可很快算出碱金属相对原子质量的取值范围,以确定是哪一种碱金属

①假定1.40g物质全是金属单质(设为R) ②假定1.40g全是氧化物设为R2O

则:R→ROH △m 则:R2O → 2ROH △m

MR 17 2MR+16 18

1.40 (1.79-1.40) 1.40 (1.79-1.40)

解得:MR=61 解得:MR=24.3

实际上1.40g物质是R和R2O的混合物,故R的相对原子质量应介于24.3—61之间。题中已指明R是碱金属,相对原子质量介于24.3—61之间的碱金属只有钾,其相对原子质量为39。

答案:B

3、用极值法确定溶液的浓度

例3 碱金属(如锂、钠、钾、铷等)溶于汞中可形成良好的还原剂“汞齐”。取7g某种碱金属的汞齐与水作用得到0.2g氢气,并得到1L 密度为p g·cm-3的溶液,则溶液中溶质的质量分数可以是( )

A.0.8g%/p B.0.48g%/p C.0.32g%/p D.0.7g%/p

解析:假设碱金属汞齐全部为碱金属(用M表示)时,则得:

2M+2H2O=2MOH+H2↑

2x 2

7g 0.2g

解得x=35,故碱金属汞齐中的碱金属可以为锂或钠,然后再根据具体的反应2Li+2H2O=2LiOH+H2↑、 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑计算可得0.8g%/p 、0.48g%/p

答案:AB

4、用极值法确定混合气体的平均相对分子质量

例4 0.03mol Cu完全溶于硝酸,产生氮的氧化物(NO、NO2、N2O4)混合气体共0.05mol 。该混合气体的平均相对分子质量是( )

A.30 B.46 C.50 D.66

解析:设NO、NO2、N2O4三者的物质的量分别为:x、y、z,根据题意得:x + y + z = 0.05①式,再由电子守恒可得:3x+y+2z=0.06 ②式。②式减去①式得:2x + z = 0.01 ③式。现讨论③、①式:

(1)假设x=0时,则z=0.01 mol,即N2O4物质的量的为极值0.01 mol、NO2为0.04 mol,可得此时气体的平均相对分子质量为:(92×0.01+46×0.04)/0.05 =55.2。

(2)假设z=0时,则x=0.005 mol,即NO物质的量的极值为0.005 mol、NO2为0.045 mol可得此时气体的平均相对分子质量为:(30×0.005+46×0.045)/0.05 =44.4。

故原混合气体的平均相对分子质量介于44.4和55.2之间,故选B、C

答案:BC

5、用极值法确定反应物或生成物的取值范围

例5 将Mg粉放入盛有CO2和O2混合气体的密闭容器中充分燃烧 。(1)若Mg粉的质量为6.0g,反应后容器内O2剩余,则在反应后容器内的固体物质中一定含有 ,该固体的质量为 。(2)若Mg粉的质量为ag,混合气体的体积为bL ,反应后容器内O2有剩余,则在bL混合气体中V(O2) 的取值范围是 。(3)若Mg粉的质量仍为ag,混合气体的体积仍为bL ,反应后容器内无气体剩余,则反应后容器内固体物质质量的最大值是 。(气体体积均已折算成标况下的数据)

解析:本题涉及的化学反应有:2Mg+O2 2MgO 2Mg+CO2 2MgO+C ,又知CO2的氧化性比O2弱。(1)当反应后容器内有O2剩余时,则可推知镁完全反应;CO2没有反应,即反应后容器内的固体物质中一定含有MgO,根据2Mg+O2 2MgO计算可得m(MgO) =10g。(2)若求混合气体中V(O2) 的取值范围,就影响到极值法。假设氧气完全反应,根据2Mg+O2 2MgO可求得V(O2)=(7a/15)L,因而根据题意可知V(O2) 的取值范围:(7a/15)L<V(O2)<bL。(3)求反应后容器内固体物质质量的最大值时,可采用极端假设混合气体全部为CO2或O2,当全部为O2时,则容器内固体物质的质量为m=(a+32×b/22.4)g=(a+10b/7)g;当全部为CO2时,则容器内固体物质的质量为m=(a+44×b/22.4)g =(a+55b/28)g,然后经比较可得反应后容器内固体物质质量的最大值是(a+55b/28)g。

答案:(1)MgO 10g (2)(7a/15)L<V(O2)<bL (3)(a+55b/28)g

6、用极值法确定反应中的过量问题

例6 18.4g NaOH 和NaHCO3固体混合物,在密闭容器中加热到250℃,经过充分反应后排除气体,冷却,称得剩余固体质量为16.6g,试计算原混合物中NaOH的质量分数。

解析:这是在密闭容器中进行反应,可能的反应有:NaOH+ NaHCO3 = Na2CO3+H2O ---① 2NaHCO3 Na2CO3+ CO2↑+ H2O---②。究竟第②种情况是否发生,必须判断出NaOH与NaHCO3在反应①中何者过量,然后才能进行计算。若借助极值法,则很容易解答此问题。

假设NaOH与NaHCO3恰好完全反应,

NaOH+ NaHCO3 = Na2CO3+H2O △m

40 84 106 18

x y (18.4-16.6)g=1.8g

解得:x=4g y=8.4g

因x+y=(4+8.4)g=12.4g<18.4g,故18.4g NaOH 和NaHCO3固体混合物不能恰好反应,所以存在过量问题,再由于NaHCO3受热能分解、NaOH则不能,因而知过量物质为NaOH。即原混合物中NaHCO3的质量为8.4g 、NaOH的质量为10g。故原混合物中NaOH的质量分数为:w(NaOH)% = (10 g/18.4g)×100%= 54.3%

答案:54.3%

7、用极值法确定反应的化学方程式

例7 已知Cl2和NO2在一定条件下可以化合成一种气态化合物A。为了测定A的组成,进行如下实验:(1)当Cl2和NO2混合气体以不同比例混合时,测得其平均相对分子质量为51及61,则Cl2在上述混合气体中的体积分数分别为 和 ;

(2)取上述不同比例的混合气体各5 L ,分别在一定条件下充分反应,气体体积仍均为4L,则Cl2与NO2反应的化学方程式为: 。

解析:(1)依据混合气体平均相对分子质量的定义M=〔n(Cl2)×M(Cl2)+n(NO2)×M(NO2)〕/〔n(Cl2)+n(NO2)〕可求得Cl2在上述混合气体中的体积分数分别为1/5和 3/5。由于总体积为5 L,故气体的组成:第一种,V(Cl2)=1 L、V(NO2)= 4L ;第二种,V(Cl2)=3L、V(NO2)= 2L。

(2)由题意知此反应的方程式只有一个,因在不同条件下混合气体的体积变化值相同,故说明不同比例的混合气体参加反应的量相同,进而推知在两种条件下肯定都存在一种反应物完全反应、另一种反应物过量情况,所以第一种情况是1 L Cl2完全反应;第二种情况是2L NO2完全反应,故可知1 L Cl2和2L NO2是恰好完全反应,故化学方程式为:Cl2+2NO2 = 2 NO2Cl(体积之比等于化学式前面的系数之比)

答案:(1)1/5和 3/5 (2)Cl2+2NO2 = 2 NO2Cl

巩固练习:

1.两种金属的混合物共12g,加到足量的稀硫酸中可产生1g氢气,该混合物可能是( )

A.A1和Fe B.Zn和Fe C.Mg和Zn D.Mg和Fe

2.CO2 和NO共30mL,将混合气体通过足量的固体并充分反应后,气体体积缩小到20mL,原混合气体中NO的体积是( )

A.10mL B.15mL C.20mL D.25mL

3.在标准状况下,将混合后充入容器,倒置于水中,完全溶解无气体剩余。若产物不扩散,则所的溶液物质的量浓度(mol/L)的数值范围是( )

A.0<C<1/22.4 B.1/39.2<C<1/22.4 C.1/39.2<C<1/28 D.1/28<C<1/22.4

4.在一定条件下,对于可逆反应A(g)+B(g) 2C(g)中的A、B、C的起始浓度分别为amol/L、bmol/L、cmol/L(均大于0),达到平衡后,测得A、B、C的浓度分别为0.5mol/L、0.1mol/L、1.6mol/L。求:

(1)a、b应满足的关系是______________; (2) a的取值范围是_____________。

5.将适量CO2的通入含0.8gNaOH的碱溶液中,将产物在减压、低温下蒸干后得到1.37g固体物质。问(1)产物是什么物质?(2)通入CO2的质量为多少?

参考答案:1.A 2.C 3.C 4.(1)a-b=0.4 (2)0.4<a<1.3 5.(1)Na2CO3和NaHCO3 (2)0.66g

  化学极值法就是对数据不足而感到无从下手的计算或混合物组成判断的题目,采用极端假设(即为某一成分或者为恰好完全反应)的方法以确定混合体系中各物质的名称、质量分数、体积分数,这样使一些抽象的复杂问题具体化、简单化,可达到事半功倍之效果。
  一、 极值法解题的基本思路
  1、把可逆反应假设成向左或向右进行的完全反应。

  2、把混合物假设成纯净物。
  3、把平行反应分别假设成单一反应。
  二、极值法解题的优点
  极值法解题的优点是将某些复杂的、难以分析清楚地化学问题假设为极值问题,使解题过程简化,解题思路清晰,把问题化繁为简,由难变易,从而提高了解题速度。

极限法就是假设为极限
比如说有两种物质(S和D)混合在一起与A物质反应,你就用极限法,假设混合物完全是S,求出你要求的
然后假设完全是D,求出你要求的
正确答案就是两个假设的答案之间的数

极值法在化学计算中的妙用
极值法是一种重要的数学思想和分析方法。化学上所谓“极值法”就是对数据不足而感到无从下手的计算或混合物组成判断的题目,采用极端假设(即为某一成分或者为恰好完全反应)的方法以确定混合体系中各物质的名称、质量分数、体积分数,这样使一些抽象的复杂问题具体化、简单化,可达到事半功倍之效果。下面结合一些具体的试题,浅谈一下极值法在化学计算中的巧妙应用与技巧。
1、用极值法确定混合物的含量问题
例1某混合物含有KCl、NaCl和Na2CO3,经分析含钠31.5%,含氯27.08%(以上均为质量分数),则混合物中Na2CO3的质量分数为()
A.25%B.50%C.80%D.无法确定
解析:若混合物质量为100g,则可求出n(Cl-)=0.763mol,①假设这0.763mol的Cl-全部来自于KCl(即混合物为KCl和Na2CO3)则m(KCl)=56.84g,②假设这0.763mol的Cl-全部来自于NaCl(即混合物为NaCl和Na2CO3)则m(NaCl)=44.63g,因Cl-来自于NaCl、KCl两种物质,由平均值原理知(1-56.84%)<m(Na2CO3)%<(1-44.63%)。
答案:B
2、用极值法确定物质的成份
例2某碱金属单质与其普通氧化物的混合物共1.40g,与足量水完全反应后生成1.79g碱,此碱金属可能是()
A.NaB.KC.RbD.Li
解析:本题若用常规思路列方程计算,则很难解答此问题。但若将1.40g混合物假设成纯品(碱金属或氧化物),即可很快算出碱金属相对原子质量的取值范围,以确定是哪一种碱金属
①假定1.40g物质全是金属单质(设为R)②假定1.40g全是氧化物设为R2O
则:R→ROH△m则:R2O→2ROH△m
MR172MR+1618
1.40(1.79-1.40)1.40(1.79-1.40)
解得:MR=61解得:MR=24.3
实际上1.40g物质是R和R2O的混合物,故R的相对原子质量应介于24.3—61之间。题中已指明R是碱金属,相对原子质量介于24.3—61之间的碱金属只有钾,其相对原子质量为39。
答案:B
3、用极值法确定溶液的浓度
例3碱金属(如锂、钠、钾、铷等)溶于汞中可形成良好的还原剂“汞齐”。取7g某种碱金属的汞齐与水作用得到0.2g氢气,并得到1L密度为pg·cm-3的溶液,则溶液中溶质的质量分数可以是()
A.0.8g%/pB.0.48g%/pC.0.32g%/pD.0.7g%/p
解析:假设碱金属汞齐全部为碱金属(用M表示)时,则得:
2M+2H2O=2MOH+H2↑
2x2
7g0.2g
解得x=35,故碱金属汞齐中的碱金属可以为锂或钠,然后再根据具体的反应2Li+2H2O=2LiOH+H2↑、2Na+2H2O=2NaOH+H2↑计算可得0.8g%/p、0.48g%/p
答案:AB
4、用极值法确定混合气体的平均相对分子质量
例40.03molCu完全溶于硝酸,产生氮的氧化物(NO、NO2、N2O4)混合气体共0.05mol。该混合气体的平均相对分子质量是()
A.30B.46C.50D.66
解析:设NO、NO2、N2O4三者的物质的量分别为:x、y、z,根据题意得:x+y+z=0.05①式,再由电子守恒可得:3x+y+2z=0.06②式。②式减去①式得:2x+z=0.01③式。现讨论③、①式:
(1)假设x=0时,则z=0.01mol,即N2O4物质的量的为极值0.01mol、NO2为0.04mol,可得此时气体的平均相对分子质量为:(92×0.01+46×0.04)/0.05=55.2。
(2)假设z=0时,则x=0.005mol,即NO物质的量的极值为0.005mol、NO2为0.045mol可得此时气体的平均相对分子质量为:(30×0.005+46×0.045)/0.05=44.4。
故原混合气体的平均相对分子质量介于44.4和55.2之间,故选B、C
答案:BC
5、用极值法确定反应物或生成物的取值范围
例5将Mg粉放入盛有CO2和O2混合气体的密闭容器中充分燃烧。(1)若Mg粉的质量为6.0g,反应后容器内O2剩余,则在反应后容器内的固体物质中一定含有,该固体的质量为。(2)若Mg粉的质量为ag,混合气体的体积为bL,反应后容器内O2有剩余,则在bL混合气体中V(O2)的取值范围是。(3)若Mg粉的质量仍为ag,混合气体的体积仍为bL,反应后容器内无气体剩余,则反应后容器内固体物质质量的最大值是。(气体体积均已折算成标况下的数据)
解析:本题涉及的化学反应有:2Mg+O22MgO2Mg+CO22MgO+C,又知CO2的氧化性比O2弱。(1)当反应后容器内有O2剩余时,则可推知镁完全反应;CO2没有反应,即反应后容器内的固体物质中一定含有MgO,根据2Mg+O22MgO计算可得m(MgO)=10g。(2)若求混合气体中V(O2)的取值范围,就影响到极值法。假设氧气完全反应,根据2Mg+O22MgO可求得V(O2)=(7a/15)L,因而根据题意可知V(O2)的取值范围:(7a/15)L<V(O2)<bL。(3)求反应后容器内固体物质质量的最大值时,可采用极端假设混合气体全部为CO2或O2,当全部为O2时,则容器内固体物质的质量为m=(a+32×b/22.4)g=(a+10b/7)g;当全部为CO2时,则容器内固体物质的质量为m=(a+44×b/22.4)g=(a+55b/28)g,然后经比较可得反应后容器内固体物质质量的最大值是(a+55b/28)g。
答案:(1)MgO10g(2)(7a/15)L<V(O2)<bL(3)(a+55b/28)g
6、用极值法确定反应中的过量问题
例618.4gNaOH和NaHCO3固体混合物,在密闭容器中加热到250℃,经过充分反应后排除气体,冷却,称得剩余固体质量为16.6g,试计算原混合物中NaOH的质量分数。
解析:这是在密闭容器中进行反应,可能的反应有:NaOH+NaHCO3=Na2CO3+H2O---①2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O---②。究竟第②种情况是否发生,必须判断出NaOH与NaHCO3在反应①中何者过量,然后才能进行计算。若借助极值法,则很容易解答此问题。
假设NaOH与NaHCO3恰好完全反应,
NaOH+NaHCO3=Na2CO3+H2O△m
408410618
xy(18.4-16.6)g=1.8g
解得:x=4gy=8.4g
因x+y=(4+8.4)g=12.4g<18.4g,故18.4gNaOH和NaHCO3固体混合物不能恰好反应,所以存在过量问题,再由于NaHCO3受热能分解、NaOH则不能,因而知过量物质为NaOH。即原混合物中NaHCO3的质量为8.4g、NaOH的质量为10g。故原混合物中NaOH的质量分数为:w(NaOH)%=(10g/18.4g)×100%=54.3%
答案:54.3%
7、用极值法确定反应的化学方程式
例7已知Cl2和NO2在一定条件下可以化合成一种气态化合物A。为了测定A的组成,进行如下实验:(1)当Cl2和NO2混合气体以不同比例混合时,测得其平均相对分子质量为51及61,则Cl2在上述混合气体中的体积分数分别为和;
(2)取上述不同比例的混合气体各5L,分别在一定条件下充分反应,气体体积仍均为4L,则Cl2与NO2反应的化学方程式为:。
解析:(1)依据混合气体平均相对分子质量的定义M=〔n(Cl2)×M(Cl2)+n(NO2)×M(NO2)〕/〔n(Cl2)+n(NO2)〕可求得Cl2在上述混合气体中的体积分数分别为1/5和3/5。由于总体积为5L,故气体的组成:第一种,V(Cl2)=1L、V(NO2)=4L;第二种,V(Cl2)=3L、V(NO2)=2L。
(2)由题意知此反应的方程式只有一个,因在不同条件下混合气体的体积变化值相同,故说明不同比例的混合气体参加反应的量相同,进而推知在两种条件下肯定都存在一种反应物完全反应、另一种反应物过量情况,所以第一种情况是1LCl2完全反应;第二种情况是2LNO2完全反应,故可知1LCl2和2LNO2是恰好完全反应,故化学方程式为:Cl2+2NO2=2NO2Cl(体积之比等于化学式前面的系数之比)
答案:(1)1/5和3/5(2)Cl2+2NO2=2NO2Cl
巩固练习:
1.两种金属的混合物共12g,加到足量的稀硫酸中可产生1g氢气,该混合物可能是()
A.A1和FeB.Zn和FeC.Mg和ZnD.Mg和Fe
2.CO2和NO共30mL,将混合气体通过足量的固体并充分反应后,气体体积缩小到20mL,原混合气体中NO的体积是()
A.10mLB.15mLC.20mLD.25mL
3.在标准状况下,将混合后充入容器,倒置于水中,完全溶解无气体剩余。若产物不扩散,则所的溶液物质的量浓度(mol/L)的数值范围是()
A.0<C<1/22.4B.1/39.2<C<1/22.4C.1/39.2<C<1/28D.1/28<C<1/22.4
4.在一定条件下,对于可逆反应A(g)+B(g)2C(g)中的A、B、C的起始浓度分别为amol/L、bmol/L、cmol/L(均大于0),达到平衡后,测得A、B、C的浓度分别为0.5mol/L、0.1mol/L、1.6mol/L。求:
(1)a、b应满足的关系是______________;(2)a的取值范围是_____________。
5.将适量CO2的通入含0.8gNaOH的碱溶液中,将产物在减压、低温下蒸干后得到1.37g固体物质。问(1)产物是什么物质?(2)通入CO2的质量为多少?
参考答案:1.A2.C3.C4.(1)a-b=0.4(2)0.4<a<1.35.(1)Na2CO3和NaHCO3(2)0.66g

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答:由于自定义格式中最多只有3个数字段,Excel规定最多只能在前两个数字段中包括2个条件测试,满足某个测试条件的数字使用相应段中指定的格式,其余数字使用第3段格式。如果仅包含一个条件测试,则要根据不同的情况来具体分析。自定义格式的通用模型相当于下式:[>;0]正数格式;[<;0]负数格式;零格式...

f(x)=9x(1-x)^2的图像应该怎么画,麻烦大致画一下并写一下计算过程_百度...
答:先求极值点和增减区间,以及和x轴的交点(待补充,要在电脑上看)y' = 9(x - 1)² + 9x*2(x - 1) = 9(x - 1)(x - 1 +2x) = 9(x - 1)(3x - 1)x = 1/3, x = 1 x < 1/3, y' > 0, 增函数 1/3 < x < 1, y' < 0, 减函数 x > 1, y' > 0...

导数是什么,怎么求导,求导公式怎么用,导数有什么用,麻烦哥哥姐姐...
答:导数可以用来求函数极值,有时候最值也可以求。还能判断函数增减性。导数为正函数为增,导数为负函数递减。总之说是这么说,实际应用起来千变万化,要随机应变。建议你去买本人教版数学选修1-1,最后一章就是讲导数的。高考数学最后一大题一般也是导数(有时是解析几何),可见确实有难度。慢慢学吧。“...

令导数为0后,为什么要反过来验证一下?高中数学
答:我个人的理解是这样的,题目说在1处取得极值。按理来说你找到一个解,肯定是符合题意的。但是按照解题的一般性来看 ,你是需要检验的,因为你假设你解出的a有两个,那么你是否需要检验呢,肯定要的。这样你明白了不。

...数学三大纲对应的分别是哪本书的哪几章麻烦详细一点,谢谢!_百度知...
答:3.了解多元函数偏导数与全微分的概念,会求多元复合函数一阶、二阶偏导数,会求全微分,会求多元隐函数的偏导数.4.了解多元函数极值和条件极值的概念,掌握多元函数极值存在的必要条件,了解二元函数极值存在的充分条件,会求二元函数的极值,会用拉格朗日乘数法求条件极值,会求简单多元函数的最大值和最小值,并会解决...