化學交叉法的原理,化學十字交叉法的原理

2021-12-20 04:19:37 字數 4788 閱讀 1083

1樓:天外飛仙

1、十字交叉法的原理:a×a%+b×b%=(a+b)×c% 整理變形得:

a/b=(c-b)/(a-c ) ①

如果我們以100g溶液所含的溶質為基準,上式表示溶液混合時它們的質量比與有關質量分數比的關係。

可得如下十字交叉形式

a c-b

cb a-c ②

對比①、②兩式可以看出:十字交叉關係中(c-b)/(a-c)為組分a和組分b混合時的質量比,推廣到二組分混合體系中,當以一定質量的混合體係為基準所得十字交叉關係,其比值為質量比(例如質量分數是以質量為基準);若有c-b比a-c的化學意義由平均值c決定,則比值就表示組分a中c-b和組分b中a-c所表示的量的比值。如c為質量或質量分數,則(c-b)/(a-c)表示組分a和組分b溶液的質量之比;若c為密度,則(c-b)/(a-c)就表示組分a和組分b的溶液體積之比;若c為摩爾質量,則(c-b)/(a-c) 就表示組分a和組分b的物質的量比。

此時可用十字交叉法求混合物中各組分的含量.

2、十字交叉法的應用例題:

2.1 用於混合物中質量比的計算

例1 將鋁鐵合金18.5克溶於足量的鹽酸中產生標準狀況下的氫氣11.2升,求合金中鋁鐵的質量之比是多少?

解:在標準狀況下,求出氫氣的質量m=1g,以混合物總質量18.5g作為基準物再根據鎂鋁與鹽酸的關係列出十字交叉式如下:

al 37 / 18 19/56

1fe 37/56 19/18

求得鋁與鐵質量的比是9/28

例2 鎂和鋁的混合物10g,與足量的稀硫酸充分反應,生成1.0g氫氣,求混合物中鎂和鋁的質量比為多少?

解:在標準狀況下,以混合物總質量10g作為基準物再根據鎂鋁與鹽酸的關交叉式如下:

mg 5/6 1/9

1 al 10/9 1/6

求得鎂與鋁的質量比是2/3

例3 khco3和caco3的混合物和等質量的nahco3分別與鹽酸完全反應時,所消耗的酸的量相等,則混合物中khco3與caco3的質量比是多少?

解:由化學反應方程式:khco3+hcl=kcl+h2o+co2↑

caco3+2hcl=cacl2+h2o+co2↑

以消耗hcl物質的量1mol作為基準物, 求出反應掉khco3、caco3、nahco3的質量的數值分別為100g、50g、84g,依題意khco3和caco3的混合物84g與nahco384g均消耗1molhcl,即兩個分量值分別為100和50,平均值為84,用十字交叉法**如下:

khco3 100 34

84 caco3 50 16

因為是以物質消耗hcl的物質的量1mol為基準物,所以比值34/16=17/8為碳酸氫鉀與碳酸鈣消耗hcl的物質的量之比,故原混合物中碳酸氫鉀與碳酸鈣的物質的量之比為17/4,即質量比也為17/4(因它們的相對分子質量相等)。

2.2 用於混合物中物質的量比的計算

例4 在標準狀況下,測得空氣和hcl混合氣體對氫氣的相對密度為17,求空氣和hcl氣體的物質的量之比。

解:混合氣體的平均式量為17×2=34,以1 mol混合物為基準物則十字交叉法如下:

空氣 29 2.5

34hcl 36.5 5

求出空氣與hcl氣體的物質的量比是1/2

例5 某na2so3已部分氧化成na2so4,經測定該混合物中硫的質量分數為25%,求混合物中na2so3和na2so4的物質的量之比 (整數比)?

解:由平均質量分數25%,列出十字交叉法如下:

na2so3 中 s % 25.397 % 2.465 %

25%na2so4 中 s % 22.535 % 0.397 %

求得na2so3與na2so4 的物質的量比是6/1

2.3 用於混合物中體積比的計算

例6 已知ch4, c2h4及其混合氣體在同溫同壓下分別為 0.71g/l、1.25g/l、1.16g/l,求混合氣體ch4和c2h4的體積比是多少?

解:以1mol 混合氣體密度1.16 g/l作為基準物 則十字交叉法如下:

ch4 0.71 0.09

1.16

c2h4 1.25 0.45

求得ch4與c2h4 的體積比是1/3

例7 已知 2h2(g)+o2(g)=2h2o(g),△h=-571.6千焦

c3h8 (g)+5 o2(g)=3co2(g)+4h2o(1), △h=-2220千焦

求h2和c3h8的體積比。

解:lmolc3h8完全燃燒放熱為:571.6/2=285.8千焦

lmolc3h8完全燃燒放熱為:2220千焦

lmol混合氣體完全燃燒放熱為:3847/5=769.4千焦

列出十字交叉法如下:

h2 285.5 1460.6

769.4

c3h8 2220 483.6

求得h2和c3h8 的體積比為3/1

例8 一種氣態烷烴和一種氣態烯烴,它們的分子式中所含碳原子數相同,若l體積這種混合烴在o2中充分燃燒,能生成2體積的和2.4體積的水蒸氣,則混合中烷烴和烯烴的體積比是多少?

解:設混合烴分子式為cxhy、烷烴與烯烴的體積比為

cxhy + 3.2 o2 = 2 co2+ 2.4 h2o

1 3.2 2 2.4

根據原子守衡定理得混合烴分子式為c2h4.8 即氫的原子數是4.8.十字交叉法如下:

c2h6 6 0.8

4.8c2h4 4 1.2

求得混合物中c2h6和c2h4 的體積比是2/3

2.4 用於混合物中原子個數比的計算

例9 已知自然界中銥有兩種質量數分別為191和193的同位素,而銥的相對分子質量為192.22,求這兩種同位素原子個數比。

解:以1mol銥的相對分子質量為192.22為基準則十字交叉法如下:

191ir 191 0.78

199.2 191ir / 193ir = 0.78 / 1.22

193ir 193 1.22

求得191ir與193ir物質的量比為39/61,即它們原子個數比.

2.5 用於混合物中質量分數和體積分數的計算

例10 把0.200gnacl和ki混和物溶於水後加入過量agn03溶液析出0.449g,求原混和物中nacl和ki的質量百分數。

解:分別計算產生沉澱物的質量,根據化學方程式得:

0.200gnacl生成0.490gagcl

0.200gnai生成0.283gagi

則十字交叉法如下:

nacl 0.490 / 0.200 0.166

0.449/0.200 m( nacl ) / m(ki) =0.166/ 0.041

ki 0.283 / 0.200 0.041

求得nacl和ki的質量比是4/1,即他們的質量分數分別為80%、20%。

例11 在標準狀況下氫氣和一氧化碳的混合氣體7l,質量為2.25g,求h2和co的體積分數?

解:設混合氣體的摩爾質量為m

2.25/m =7/22.4l/mol m=7.29

列出十字交叉法如下:

co 28 5.2

7.2 v( co ) / v( h2 )=5.2 / 20.8

h2 2 20.8

求得co與h2體積比是1/4 即它們體積分數分別是25% ,75%

例12 已知fe2o3在高爐中發生反應fe2o3+co = 2feo+co2,反應形成的固體混合物fe2o3、feo中,鐵和氧元素的質量比用m(fe)∶m(o)表示。若m(fe)∶m(o)=21∶8,計算fe2o3被co還原的質量分數。

解:此題用方程式法甚為煩瑣,用十字交叉法則非常簡單.即:

若fe2o3全部被還原,則m(fe)∶m(o)=21∶6;若fe2o3未被還原,則m(fe)∶m(o)=21∶9,列出十字交叉法如下:

未被還原fe2o3 9 / 21 2 / 21

8/21

被還原fe2o3 6 / 21 1 / 21

則未被還原的氧化鐵與被還原的氧化鐵的物質的量之比為2∶1,所以被還原的氧化鐵的質量分數為1/3×100%=33.3%。

例13 將20%nacl溶液與60%nacl溶液按質量比1∶3混合,計算nacl溶液的質量分數。

解:設20%nacl溶液為mg,則60%nacl溶液質量為3mg,設所得nacl溶液的質量分數為x%

列出十字交叉法如下:

m 20% x%-60%

x%3m 60 % 20%-x%

則m/3m=(x%-60%)/(20%-x%)求出x=50,即nacl的質量分數為50%

通過上面的例題可以看出,十字交叉法簡便、實用、易於操作,但值得一提的是:在運用十字交叉法進行運算時,必須滿足它的運算基礎。十字交叉法應用於處理兩組分(或相當於兩組分)的混合物的組成計算十分方便。

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因人而異,不過大部抄分人還是覺bai得化工原理難du學。你可以查下zhi學校中考研同學dao都是考哪門專業課。我知道的是初試考物理化學的多,而且專業課分數會普遍較高,化工原理就不是了,有些看著會,但實際還是不會的。你平時還是多和你們師哥師姐交流下吧 這要看你自己了,祝你學好吧 這要看你的 認真程度了...

考研,化工原理和物理化學哪個更好一些拜託了各位謝謝

嗯 我也是工科 化學化工學院的 這2門都學了 感覺這2門 還是化工原理簡單點 物化有點難學 而且公式內容很多 不過我去年選環境化學考 也蠻簡單的 南京理工大學有機化學專業考研的專業課考什麼?考試科目 1 政bai治理論 2 英語一du 3 高等數學 zhi4 有機化學或分析化dao學或無機化學 3選...

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