【名校】留考化学---计算中常见题型及主要化学原理
2010-11-08
内容不多，但都是精心总结，希望可以帮到大家
留考特别对策理综篇 化学
担当 化学讲师 京都大学工学部 郝 石
（平成20年留考数学189 物理94 化学92）
留考化学部分的20个问题中，计算问题就占据了一半左右。因此，对于考生来说，能不能在考场上的短时间内取得化学高分，很大程度上取决于考生是否拥有很扎实稳固的计算技能。只有基本功扎实，计算技巧灵活，才能正确快速地选择出答案。
在这里，我们根据往年留考的真题，总结出化学计算的几种常见题型及解题时会用到的主要化学原理，希望能帮助大家高效率地准备化学考试。
1．「電気分解」「電池」「酸化還元反応」相关计算
➣得失电子的「守恒」观点.
2．「利用无机化学的基本反应求相关生成物的质量体积」等
➣准确写出化学方程式及配平系数.
3．热化学方程式中关于能量的计算
➣确定目标反应，对已知条件反应进行系数变化.
4．溶液的PH，酸碱中和滴定与氧化还原滴定问题
➣1：1原则.守恒思想
5．气体分压，溶解度，溶液蒸气压等计算
➣对理论化学的本质的理解以及扎实的计算能力。
6．有机化合物分子式确定相关计算
➣「元素」的守恒观点.
下面，用3个例题来向大家说明一下计算技巧在留学考试中的重要性。
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[例题1] 0.10 mol/Lのシュウ酸H2C2O4水溶液を10.0 mL取り、硫酸酸性で加熱した後、ビュレットを用いて濃度未知の過マンガン酸カリウムKMnO4水溶液を滴下したところ、20.0 mLで酸化還元反応が完了した。使用した過マンガン酸カリウム水溶液の濃度は何mol/Lか。最も近い値を下の①～⑤の中から一つ選びなさい。
ただし、シュウ酸イオンC2O42-、過マンガン酸イオンMnO4-は次のように反応する。
C２O42- 2CO2 + 2e- MnO4- + 8H+ + 5e- Mn2+ + 4H2O ① 0.10
② 0.050 ③ 0.040 ④ 0.025 ⑤ 0.020 |
（选自平成18年11月留考 化学例题11）
➣本题为酸碱综合滴定原理的应用，为“氧化还原滴定问题”。是我们上面提到的第4种类型的计算问题。解决此类问题核心就是“守恒思想”，即：电子守恒。
我们知道，在任何酸碱滴定的实验中，参与反应的物质都满足关系：「H+的物质量等于OH-的物质量」。同样在氧化还原滴定中，“氧化剂得电子数等于还原剂失电子数”是我们解决一切问题的法宝。
具体到本题中，从方程式我们可以知道，作为还原剂的C２O42-，每1 mol该离子被氧化时会失2 mol电子.
而作为氧化剂的MnO4-，每1 mol该离子被还原时会得5 mol电子。
由此可知，在本题中涉及的反应中，参与反应的C２O42-与MnO4-的物质量之比为5：2.
n(C2O42-)=
mol
mol
所以，n(MnO4-)= mol
由KMnO4水溶液体积为20ml（0.02L）可知:
KMnO4浓度为
所以本题答案为 ⑤．
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[例題2]
温度T0において、ある容器に0.01 molのC3H8と0.09molのO2を入れると、容器内の圧力はP0になった。これに点火して、完全燃焼させた後、温度をT0に戻すと圧力はP1になった。この時、P1/ P0の値は？ （この時，気体の液化は起こらないとする。）
① 0.8 ② 0.9 ③ 1.0 ④ 1.1 ⑤ 1.2 ⑥ 1.3
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（✎出自：平成１８年１１月留学考试 问题13）
☆本题为求化学反应前后气体各项指数的变化问题。
看到气体相关的反应，很多考生会立刻写出气体反应方程式，并试图将题中条件代入方程。但事实上，如果将气体反应方程适当地加以变化和分析，则会很轻松准确地求出答案。
气体方程为 pv=nRT
首先观察题目中反应前后的特征，确定哪些量是不变的。
☞由题目可以知道，反应前后容器体系内的温度，体积保持不变。因此由气体方程可知，
。
。
➣反应前后的压强比等于容器内气体的摩尔数比。
由 1 mol C3H8完全燃烧消耗氧气 5 mol可知，该反应中，C3H8完全燃烧，氧气有剩余。将量的变化写成如下方程
C3H8（g） +5O2 （g）= 3CO2（g）+ 4H2O（g）
反应前
0.01 mol
0.09 mol
0
0
变化量
0.01 mol
0.05 mol
0.03 mol
0.04 mol
反应后
0
0.04 mol
0.03 mol
0.04 mol
由此可知，反应后容器内气体物质量为n1 =（0.04+0.03+0.04）mol=0.11 mol
`所以P1 /P0 = n1/n0 = 0.11 mol/ 0.10 mol = 1.1
因此本题答案为 ④。
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[例题3] ある不飽和炭化水素Aは、水とモル比1：1で付加反応すうと、化合物Bを与えた。Bの元素分析を行うと、C 62.1％ H 10.3％。Aの組成式は 。 ① C2H2 ② C2H4 ③ C3H4 ④ C3H6 ⑤ C4H6 ⑥ C4H8 |
（✎出自：平成１７年１１月留学考试 问题16）
➣
本题为典型的有机物分子式确定问题。
对于有机物分子式的确定问题，通常的手法就是根据燃烧产物确定原物质中 C，H，O等原子的个数比。由有机化合物的特征可知，分子中氧的个数都很少，所以，在分析物质组成时，先求出
本题中，由C
62.1%，H
10.3%可知，O的比率为 27.6%
=
由此可知付加反应生成物为 C3H6O
由于原物质与水是1：1付加反应，我们可以很容易得出反应方程式：
A+ H2O =B
所以 从求得的B的分子式中减去 H2O，便是化合物A。即为 C3H4
所以答案为 3
☑从以上几个例子，我们可以看出计算技巧在解决计算问题时的重要作用。希望大家能多练习，多思考，用最短的时间，在化学考试中取得高分满分。☺
