一、化学式计算
1.1 化学式的基本概念
化学式是表示化学物质的组成和结构的符号。掌握化学式的书写规则是解决化学计算难题的基础。
1.2 关键点
- 熟练掌握元素的化合价；
- 能够根据化合价计算出化学式的组成比例；
- 能够根据化学式的组成比例进行化学式的计算。
1.3 举例
例题：计算氢氧化钠（NaOH）中钠、氧、氢的质量比。
解答：
- 钠（Na）的化合价为+1，氧（O）的化合价为-2，氢（H）的化合价为+1；
- 氢氧化钠的化学式为NaOH；
- 钠、氧、氢的质量比为23：16：1。
二、化学反应计算
2.1 化学反应的基本概念
化学反应是化学物质之间发生的相互作用，产生新的物质。
2.2 关键点
- 熟悉化学反应的类型；
- 能够根据化学反应的方程式进行反应物和生成物的计算；
- 能够根据化学计量法则进行化学计算的推导。
2.3 举例
例题：计算反应2H₂ + O₂ → 2H₂O中，氢气和氧气的质量比。
解答：
- 氢气（H₂）的摩尔质量为2g/mol，氧气（O₂）的摩尔质量为32g/mol；
- 反应方程式表示2摩尔氢气和1摩尔氧气反应生成2摩尔水；
- 氢气和氧气的质量比为4：32，即1：8。
三、溶液计算
3.1 溶液的基本概念
溶液是由溶质和溶剂组成的均匀混合物。
3.2 关键点
- 熟悉溶液的浓度表示方法；
- 能够根据溶液的浓度进行溶质和溶剂的计算；
- 能够根据溶液的稀释和浓缩进行化学计算。
3.3 举例
例题：计算50g 10%的盐酸溶液中含有多少克氯化氢（HCl）。
解答：
- 盐酸溶液的浓度为10%，表示每100g溶液中含有10g氯化氢；
- 50g盐酸溶液中含有5g氯化氢。
四、气体计算
4.1 气体的基本概念
气体是一种在常温常压下无固定体积和形状的纯净物。
4.2 关键点
- 熟悉气体的状态方程；
- 能够根据气体的状态方程进行气体的计算；
- 能够根据气体的体积、压强和温度进行化学计算。
4.3 举例
例题：在标准大气压和室温下，计算1摩尔氧气的体积。
解答：
- 标准大气压下，1摩尔气体的体积为22.4L；
- 1摩尔氧气的体积为22.4L。
五、热化学计算
5.1 热化学的基本概念
热化学是研究化学反应与热效应之间关系的化学分支。
5.2 关键点
- 熟悉热化学方程式的书写规则；
- 能够根据热化学方程式进行热效应的计算；
- 能够根据热效应进行化学计算。
5.3 举例
例题：计算反应2H₂ + O₂ → 2H₂O的热效应。
解答：
- 反应的热效应为-571.6kJ/mol；
- 表示2摩尔氢气和1摩尔氧气反应生成2摩尔水时，放出571.6kJ的热量。
六、物质的量计算
6.1 物质的量的基本概念
物质的量是表示物质含有基本粒子数的物理量。
6.2 关键点
- 熟悉物质的量的表示方法；
- 能够根据物质的量进行化学反应的计算；
- 能够根据物质的量进行气体的计算。
6.3 举例
例题：计算2.5摩尔二氧化碳（CO₂）中含有的氧原子数。
解答：
- 每个二氧化碳分子含有2个氧原子；
- 2.5摩尔二氧化碳中含有2.5 × 2 = 5摩尔氧原子；
- 1摩尔氧原子含有6.022 × 10²³个氧原子；
- 2.5摩尔二氧化碳中含有5 × 6.022 × 10²³ = 3.011 × 10²⁴个氧原子。
七、化学平衡计算
7.1 化学平衡的基本概念
化学平衡是指在一定条件下，化学反应达到动态平衡的状态。
7.2 关键点
- 熟悉化学平衡常数的概念；
- 能够根据化学平衡常数进行化学平衡的计算；
- 能够根据勒夏特列原理进行化学平衡的推导。
7.3 举例
例题：计算反应N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃在平衡状态下的氮气（N₂）和氢气（H₂）的浓度比。
解答：
- 反应的平衡常数为K = [NH₃]² / ([N₂][H₂]³)；
- 假设平衡时氮气浓度为a，氢气浓度为b，则[NH₃] = 2a，[N₂] = a，[H₂] = b；
- K = (2a)² / (a × b³)；
- 解得a/b = 1/√K。
八、电解质溶液计算
8.1 电解质溶液的基本概念
电解质溶液是指在水或其他溶剂中能够导电的溶液。
8.2 关键点
- 熟悉电解质的性质；
- 能够根据电解质的电离方程式进行电解质溶液的计算；
- 能够根据电解质的浓度进行电解质溶液的推导。
8.3 举例
例题：计算1L 0.1mol/L的硫酸（H₂SO₄）溶液中氢离子（H⁺）的浓度。
解答：
- 硫酸在水中完全电离，产生2个氢离子和1个硫酸根离子；
- 1L 0.1mol/L的硫酸溶液中含有0.1mol的硫酸，即0.1mol的氢离子；
- 氢离子的浓度为0.1mol/L。