高考化学资料四.docx

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高考化学资料四

平均方程式法

一、对于两种物质反应存在多种量的关系，可发生多种反应或有多种化学方程式存在时，可看作存在一种平均化学方程式或叫总反应方程式。

从这个角度出发，可以较简捷地解决这类问题。

例1．将相同物质的量浓度的10mLH2S溶液和16mLNaOH溶液混合，最终所得溶液中各种离子的物质的量浓度关系正确的B

A.[Na+]＞[HS－]＞[S2－]＞[H+]＞[OH－]

B.[Na+]＞[S2－]＞[HS－]＞[OH－]＞[H+]

C.[Na+]＞[S2－]＞[HS－]＞[H+]＞[OH－]

D.[Na+]＞[HS－]＞[S2－]＞[OH－]＞[H+]

解析：

可将NaOH与H2S的化学计量数看作8与5，得如下平均化学方程式：

8NaOH＋5H2S＝3Na2S＋2NaHS＋8H2O，由于生成的Na2S和NaHS都是强碱弱酸盐，水解后水溶液显碱性，由此可知：

[OH－]＞[H+]；[S2－]＞[HS－]，故应选B。

例2．红磷在氯气中发生燃烧反应，若参加反应的磷原子与氯气的物质的量之比为1∶1.8，充分反应后生成物中PCl5与PCl3物质的量之比是（C）

A.3∶5B.5∶3C.3∶7D.1∶2

解析：

不管过程，只用一个平均化学方程式表示：

10P＋18Cl2＝3PCl5＋7PCl3，故应选C。

例3．用1L1.0mol/LNaOH溶液吸收0.8molCO2，所得溶液中

和

的物质的量之比约MCE9225A

A.1∶3B.2∶1C.2∶3D.3∶2

解析：

写出平均方程式为：

5NaOH＋4CO2＝Na2CO3＋3NaHCO3＋H2O，即可得出本题的答案。

例4．在一定条件下，将70mLH2S和90mLO2混合，并使其反应完全，再恢复原状，生成SO2的体积多少毫升？

解：

由题意知H2S过量，故产物有S和SO2，据阿氏定律，可直接写出如下平均方程式：

90O2＋70H2S＝xSO2＋yS＋zH2O，

x＋y＝70

z＝70x＝55

2x＋z＝180y＝15

平均反应式为：

90O2＋70H2S＝55SO2＋15S＋70H2O，得出SO2的量为55mL。

答：

生成SO255mL。

例5．在一定条件下，将70mLH2S气体和90mLO2混合，其使其反应完全再恢复原状，生成SO2气体体积为B

A100mLB55mLC50mLD70mL

解析：

本题也可以照例4计算，但由于本题是选择题，选项有其迷惑，也有其暗示，故有其技巧方法。

由题意知H2S过量，故产物有S和SO2，因此生成SO2的量一定要小于70mL，由此可淘汰A、D选项。

用B、C选项中的一个去试探，写出平均方程式。

如用C选项，可得平均方程式为：

90O2＋70H2S＝55SO2＋15S＋70H2O，显然，氧原子数不平。

故C错B对。

例6．已知NO2与NaOH溶液反应为：

3NO2＋2NaOH＝2NaNO3＋NO＋H2O；NO、NO2可一起与NaOH溶液作用：

NO＋NO2＋2NaOH＝2NaNO2＋H2O。

在盛amolNO、bmolNO2和cmolO2的密闭容器中，加入VL某浓度的烧碱溶液后，密闭容器中压强几乎为零。

则NaOH溶液的物质的量浓度（mol/L）为D

A.

B.

C.

D.

解析：

据题意可得如下平均方程式：

aNO＋bNO2＋cO2＋（a＋b）NaOH＝NaNO2＋NaNO3＋H2O，不管右边物质的化学计量数如何，根据氮原子数守恒，可得出NaOH的化学计量数为（a＋b），即为（a＋b）mol，从而找出正确答案为D。

例7．40mLH2S气体在50mLO2中燃烧，两种气体均已耗尽。

则生成的SO2气体在相同状况下的体积为mL。

解析：

由平均方程式为：

4H2S＋5O2＝3SO2＋S＋4H2O可得出结果。

答案：

30

例8．为了配制一种培养液，需要用含有NaH2PO4和Na2HPO4它们的物质的量之比为3∶1的混合液。

每升混合液中含磷元素01mol。

现用40mol/LH3PO4溶液和固体NaOH配制20L混合液，问需取该H3PO4溶液多少毫升和NaOH多少克？

上海92

解：

用平均方程式法。

根据产物的物质的量关系可写出平均方程式如下：

5NaOH＋4H3PO4＝3NaH2PO4＋Na2HPO4＋5H2O，

nH3PO4＝nP＝01mol/L×2L＝02mol

VH3PO4aq＝

＝005L＝50mL

nNaOH＝02mol×

＝025mol

mNaOH＝025mol×40g/mol＝10g

另解；用极限分析法。

设生成NaH2PO4和Na2HPO4所需NaOH的物质的量分别为3x和2x，

NaOH＋H3PO4＝NaH2PO4＋H2O，

3x3x

2NaOH＋H3PO4＝Na2HPO4＋2H2O，

2xx

5x01×2＝02

4x＝02molx＝005mol

nNaOH＝5x＝5×005mol＝025mol

以下同上解。

答：

需H3PO4溶液50mL，固体NaOH10g。

例9．将含有01mol明矾[KAlSO4212H2O]的溶液和100mL2mol/L的BaOH2溶液混合，充分反应后，下列叙述正确的是C

A反应完毕，液体仍然澄清

B液体浑浊，沉淀物是BaSO4

C生成01molAlOH3和02molBaSO4

D液体浑浊，沉淀物是AlOH3

解析：

由题意给出的两物质的物质的量，写出平均方程式：

KAlSO42＋2BaOH2＝2BaSO4＋KOH＋AlOH3即可看出C是对的。

二、两种物质可分别与一种物质反应，将其混合后再与此物质反应，由此可得一平均化学方程式或叫总反应方程式，利用此化学方程式的化学计量数可以确定这两种物质的物质的量之比；或由这两种物质的物质的量之比确定生成物。

例1．某二价金属碳酸盐和碳酸氢盐的混合物跟足量盐酸反应，消耗H+和产生CO2的物质的量之比为6∶5，该混合物中碳酸盐和碳酸氢盐的物质的量之比为（B）

A.1∶3B.1∶2C.1∶1D.1∶4

解析：

本题原是两个化学方程式的计算，有两个总量，故是2—2型混合物的计算，只须设两个未知数，解二元一次方程组即可。

但如果用一个化学方程式，先固定H+和CO2的系数，再配平，即可得到平均方程式，这样就可求得碳酸盐和碳酸氢盐的物质的量之比。

如MCO3＋2M（HCO3）2＋6HCl＝3MCl2＋5H2O＋5CO2↑，故应选B。

例2．3.72gNa、Na2O、Na2O2的混合物与足量水反应，生成672mL混合气体（标准状况），该混合气体通过放电，恰好完全反应，则混合物中Na、Na2O、Na2O2的物质的量之比是A

A.2∶1∶1B.1∶1∶1C.1∶2∶1D.3∶2∶1

解析：

利用总反应方程式找出Na与Na2O2的比即可得出结果。

2Na＋Na2O2＋2H2O＝4NaOH，Na与Na2O2的比为2∶1，应选A。

例3．将O2、CH4、Na2O2放入密闭容器中，在150℃条件下电火花引发反应后，容器中的压强为零。

由此作出的正确结论是B

A.原O2、CH4、Na2O2的物质的量之比是2∶1∶4，反应后的容器中生成NaHCO3和NaOH的混合物

B.原O2、CH4、Na2O2的物质的量之比是1∶2∶6，反应后的容器中生成Na2CO3和NaOH的混合物

C.原O2、CH4、Na2O2的物质的量之比是2∶1∶4，反应后的容器中生成Na2CO3和NaOH的混合物

D.原O2、CH4、Na2O2的物质的量之比是1∶2∶6，反应后的容器中生成NaHCO3和Na2CO3的混合物

解析：

A中两物质不能共存。

即是写出的平均方程式也不是选项中的物质的量之比：

O2＋CH4＋2Na2O2＝NaHCO3＋3NaOH。

其它选项可写出如下平均反应方程式：

B.O2＋2CH4＋6Na2O2＝2Na2CO3＋8NaOH

C.O2＋2CH4＋6Na2O2＝2Na2CO3＋8NaOH

D.10O2＋6CH4＋4Na2O2＝4NaHCO3＋2Na2CO3＋10H2O

故应选B。

平均式法

平均式法是高低求中类计算问题的一种求混合物组成的方法。

利用高低求中原理以确定平均式，从而求得混合物中各物质的分子式。

这种解法的解题思路和过程有两种：

第一种是首先求出平均相对分子质量，找出小于平均值的一种物质，然后再通过计算确定另一种物质及百分含量，用同一性原理检验是否符合题意。

第二种是首先求出平均式，然后用居中性原理确定混合物可能出现的组合情况，用同一性原理检验这些组合情况的合理性，用求和公式变式或三角正弦法、或十字交叉法以确定符合题意的每一组合的各物质有关量。

例1．有两种气态烃20mL，与过量氧气反应后生成40mL二氧化碳和30mL水蒸气（体积在相同条件下测定，且温度≥100℃）。

求混合烃的物质的量组成。

解析：

根据相同条件下，气体的体积比即为化学计量数之比，可得出如下化学方程式：

CxHy＋kO22CO2＋3H2O

由此可求得该混合烃的平均式为C2H3。

按照居中性原理，C原子数可都为2，或一种为1，一种大于2；H原子数只有一种情况：

一种小于3，一种大于3。

一般情况下，我们认为的气态烃为碳原子数小于4的烃即不包括新戊烷，这是过去题的叙述和含意，现在的题则准确地叙述为：

碳原子数小于4的烃有：

CH4C2H6C3H8C4H10

C2H4C2H6C4H8

C2H2C3H4C4H6

从C原子考虑，CH4可与C3、C4的烃组合出6种，C2的烃可相互组合出3种。

这样问题弄得很复杂。

若从H原子考虑则颇为简单，因为甲烷和碳原子数为3、4的烃，其氢原子数皆大于3，这些组合都不符合题意。

而H原子数小于3的只有C2H2，再结合碳原子看，可得出两种组合：

C2H4和C2H2和C2H6和C2H2。

由氢原子数的三角正弦，可得出它们的物质的量组成：

答：

（1）C2H4和C2H2各占50%

（2）C2H2占75%，C2H6占25%

注意：

在求平均式建立烃的化学方程式时，不必用CxHy＋（x＋

）O2xCO2＋

H2O（g），而应直接代入相应的数字。

由于计算烃的平均式时不需要氧气的数据，故可令O2的化学计量数为任意符号，如上面令为k。

例2．某混合气体由两种气态烃组成，取2.24L该混合气体完全燃烧后得到4.48L二氧化碳（气体体积都已折算为标准状况）和3.6g水。

则这两种气体可能是（BE）

A.CH4和C3H8B.CH4和C3H4C.C2H4和C3H4

D.C2H4和C2H6E.C2H2和C2H6（92年上海高考题28）

解析：

标准状况下，气体2.24L为1mol，4.48L为2mol；水3.6g为2mol。

根据化学方程式中，各物质的物质的量之比即为化学计量数之比，可得出如下化学方程式：

CxHy＋kO22CO2＋3H2O

由此可求得该混合烃的平均式为C2H3。

按照居中性原理，C原子数可都为2，或一种为1，一种大于2；H原子数只有一种情况：

一种小于3，一种大于3。

B、E选项符合题意。

例3．常温下，一种烷烃A和一种单烯烃B组成的混合气体，A与B分子中最多只含有4个碳原子，且B分子的碳原子数比A分子的多。

1将1L该混合气体充分燃烧，在同温同压下得到2.5LCO2气体。

试推断原混合气体中A和B所有可能的组合及其体积比，并将结果填入下表：

组合编号

A的分子式

B的分子式

A和B的体积比（VA∶VB）

2120℃时取1L该混合气体与9L氧气混合，充分燃烧后，当恢复到120℃和燃烧前的压强时，体积增大6.25%。

试通过计算确定A和B的分子式。

（MCE91.42）

解析：

11L碳原子数为n的烷烃或烯烃充分燃烧后均得到nLCO2。

由题意1L该混合气体充分燃烧后生成25LCO2，且B分子的碳原子数比A分子的多，可推断此混合气体只能由碳原子数小于25的烷烃CH4和C2H6和碳原子数大于25的烯烃C3H6和C4H8组成。

它们有4种可能的组合。

可根据每一组合中烷烃和烯烃的碳原子数，按三角正弦法确定A和B的组成。

如：

即的体积比为0.5∶1.5＝1∶3。

则①CH4∶C3H6：

1∶3②CH4∶C4H8：

1∶1③C2H6∶C3H6：

1∶1④C2H6∶C4H8：

3∶1

2因O2过量，设燃烧的混合烃为CxHy，耗O2的体积为z。

CxHy＋zO225CO2＋

H2Og

由氧原子数相等关系得：

2z＝2.5×2＋

，

整理为：

4z－y＝10①

由差量得：

＝625%，

整理得：

－2z＋y＝－175②

联立①②式解得y＝65，x＝25。

即混合烃的平均式为：

C25H65，则为上述4组中的第2组和第4组。

按同一性原理，由烷烃和烯烃的氢原子数可得出其体积比，第4组仍为3∶1，为该题的解；第2组为3∶5，与碳原子数所得的体积比1∶1不相符，应舍去。

即A为C2H6，B为C4H8。

答案：

（1）

组合编号

A的分子式

B的分子式

A和B的体积比（VA∶VB）

①

②

③

④

CH4

CH4

C2H6

C2H6

C3H6

C4H8

C3H6

C4H8

1∶3

1∶1

1∶1

3∶1

（2）A：

C2H6B：

C4H8

例4．两种气态链烃各0.1mol组成的混合物，与过量氧气混合后充分燃烧，燃烧后的产物通过浓硫酸时，溶液质量增加7.2g；再通过氢氧化钠溶液时，溶液质量增加17.6g。

在下列混合物中：

①烷烃与烷烃；②烷烃与烯烃；③烷烃与炔烃；④烯烃与烯烃；⑤烯烃与炔烃；⑥炔烃与炔烃，符合上述情况的是C

A.④B.④、⑤C.③D.①、⑥

解析：

由0.1mol的混烃燃烧生成0.4molCO2和0.4molH2O，得平均式为C4H8，学生易认为③和④都对而多选A。

因为含4个碳原子的烯烃只有C4H8，且5个碳原子数的烃不为气态烃，故不能选A。

例5．在压强为1.01×105Pa、127℃下，由两种常见的有机物组成的混合气体20mL跟同状态下的25mLO2混合，引燃恰好使有机气体完全燃烧，所生成的二氧化碳和水蒸气构成的混合气体的平均分子量是28.4。

当恢复到反应前的条件，混合气体的密度比点燃前的混合气体（含O2）的密度减少了

。

试问原混合气体的组成有哪些可能？

每种可能中，各组成的体积分数是多少？

解析：

燃烧后，已知平均相对分子质量，由三角正弦可得出CO2与水蒸气的物质的量或体积比为2∶3，后来混合气体的体积为45mL×

＝50mL。

其中：

VCO2＝20mL，VH2O＝30mL，

解一：

用平均式求解。

设平均式为CxHyOz，

4CxHyOz＋5O24CO2＋6H2O

x＝1，y＝1，z＝1，平均分子式为CH3O，只能是一碳化物。

一碳化物有：

CH4、CH4O、CH2O、CH2O2。

按照居中性原理，从氧原子考虑，只能有两种组合：

CH4CH2O

CH2O2CH4O

由氢原子数或氧原子数可知两组中各成分皆占50%。

解二：

用代数方程求解：

设A为xmL，B为20－xmL。

Ax＋20－xB＋25O220CO2＋30H2O

若A、B为二碳化物，则等式不成立：

2x＋220－x≠20，即等式两端碳原子数不等。

若A、B为一碳化物：

x＋20－x＝20，，则等式成立。

一碳化物有：

CH4、CH4O、CH2O、CH2O2。

当各占50%时有以下两种组成符合题意。

答：

（1）CH450%HCOOH50%

（2）CH3OH50%HCHO50%

例6．将01mol两种气态烃组成的混合气完全燃烧后得到336L标准状况CO2和36gH2O。

下列说法正确的是BD

A一定有乙烯B一定有甲烷

C一定没有甲烷D一定没有乙烷

解析：

烃、C、H之比为1∶15∶4，平均式为C15H4，故必有甲烷，同时另一种烃含碳原子数大于1，且含有4个H原子。

例7．由C、H、O三种元素组成的两种有机物A和B按等物质的量混合。

取1mol混合物完全燃烧，需要O235mol，生成CO225mol，且知A分子中的氢原子数是B分子中氢原子数的两倍。

求A、B可能有的分子式。

解析：

因为燃烧时1molC原子耗1molO2，4molH原子耗1molO2。

现CO225mol耗25molO2，剩1molO2需4molH原子。

故可得平均式为C25H4H2Ox。

讨论：

当x＝1时，平均组成为C25H6O，有两种组合符合：

C3H8O和C2H4O，C4H8O和CH4O。

当x＝2时，平均式为C25H8O，不符合烃类衍生物的组成，故舍去。

例8．A为烃、B为烃的含氧衍生物。

由等物质的量的A和B组成的混合物005mol在0125mol的氧气中完全燃烧，生成01molCO2和01molH2O。

试通过计算回答：

1从分子式角度看，该混合物组成有几种可能，写出各组混合物的分子式。

2另取一定量的A和B完全燃烧，将其以任意物质的量比混合，且物质的量之和一定；

①若耗氧量一定，则A、B的分子式分别是、。

②若生成的CO2、H2O的物质的量一定，则A、B的分子式分别是、。

3另取amol的任意比混合的A和B的混合物，在过量的氧气中完全燃烧。

①若耗氧量为定值，则该值为mol用含a的代数式表示。

②若生成物CO2的物质的量为定值，则生成物水的质量范围为。

解析：

2CxHyOz＋5O24CO2＋4H2O，平均式为C2H4O

a25a

最大：

CxH6Oz3H2O最小：

CxH2OzH2O

a3aaa

答案：

1CH4和C3H4O2；C2H6和C2H2O2；C2H4和C2H4O2；C2H2和C2H6O2；C3H6和CH2O2；CH4O和C3H4O2①C2H2；C2H6O2②C2H4；C2H4O23①25a②18a~54ag

例9．在常温常压下，将1LmLH2、CH4、C2H2的混合气体与足量O2混合点燃，经充分反应并恢复到相同状态下，测得总体积减少26mL。

求原混合气体中CH4的体积为多少毫升？

解析：

可将H2、C2H2写为CnH2，通过差值公式可求混合物CxHy中平均氢原子数。

161＋

＝26，y＝25，

CH4：

16mL×

＝4mL

答：

CH4的体积为4mL。

用平均式法确定混合物的组成，要根据条件进行检验，其中，以利用同一性原理来判断则较为简捷。

请参看《用同一性原理解平均式问题》

以下各题供参考练习：

1．10mL气态混合烃，完全燃烧可生成20mLCO2和15mL水蒸气体积均在同一条件下测得，则该混合烃的组成可能是BC

ACH4、C3H6BC2H2、C2H6CC2H2、C2H4DCH4、C2H4

2．将01mol两种气态烃组成的混合气完全燃烧，得到016molCO2和36g水。

下列说法正确的是A

A混合气体中一定有甲烷B混合气体中一定是甲烷和乙烯

C混合气体中一定没有乙烯D混合气体中一定有乙炔

3．烯烃A和烷烃B组成的混合烃对氢气的相对密度为12。

150℃时，将混合烃与氧气按1∶4的体积比在密闭容器中引燃，使两种烃充分氧化，测得反应后密闭容器中压强为反应前的1.04倍。

求A、B的分子式和A在混合烃中的物质的量分数。

答：

CH480%C4H820%（93年成都市一诊41）

4．饱和烃A和不饱和烃B在常温下均为气体，其中A含有的碳原子数多于B。

（1）将A和B按一定比例混合。

1L混合气体完全燃烧后在同温同压下得到3.6LCO2。

试推断该混合气体的可能组合及A与B混合时的体积比。

将结果填入下表：

A的分子式

B的分子式

VA∶VB

（2）1mol该混合气体恰好能使含0.4mol溴的四氯化碳溶液完全褪色，推断上述各组合中符合该条件的A与B的分子式，填入下表。

A的分子式

B的分子式

（3）120℃时，1LA、1LB与足量氧气混合点燃后，在同温同压下总体积增大2L。

试通过计算确定A和B的分子式。

（91年上海高考题48）

答：

（1）

A的分子式

B的分子式

VA∶VB

C4H10

C4H10

C4H10

C4H10

C2H4

C2H2

C3H6

C3H4

4∶1

4∶1

3∶2

3∶2

（2）

A的分子式

C4H10C4H10

B的分子式

C2H2C3H6

（3）A为C4H10B为C3H6

强电解质和弱电解质的同与不同

一、强、弱电解质概念上的四大区别

强电解质在水溶液中全部电离，电离不可逆，不存在电离平衡，溶液中不存在电解质的分子，只有电解质的离子；其电离方程式写等号，在离子方程式中可溶的强电解质写离子符号。

弱电解质在水溶液中只有很少部分电离，电离可逆，存在电离平衡，溶液中存在大量的电解质分子，少量的电解质离子；其电离方程式写可逆符号，在离子方程式中写分子式。

二、有关强、弱电解质的“同与不同”：

1．溶液中粒子种类数目不同：

强电解质：

少；一元弱电解质：

多；多元弱电解质：

更多。

2．相同溶液浓度时

1离子浓度：

强大弱小。

酸中αH+：

二元强酸＞一元强酸＞＞一元弱酸；碱中αOH－：

二元强碱＞一元强碱＞＞一元弱碱。

2pH：

酸是强小弱大；碱是强大弱小。

3导电能力：

强大弱小。

4强、弱酸与活泼金属反应时的速率：

强大弱小。

3．相同浓度、相同体积时：

（即相同物质的量）

1离子的物质的量：

强多弱少。

2同体积、同浓度的同价酸、碱具有相同的中和能力或反应能力（四同）；反应后溶液的pH值：

强强为7。

3同温、同压下，同价的强、弱非氧化性酸与足量的活泼金属反应时，所耗金属量相同，收集到的氢气体积相同（五同）。

4．pH相同时：

αH+＝

1H+、OH－的离子浓度相同；

2溶液浓度：

一元弱酸＞＞一元强酸＞二元强酸；一元弱碱＞＞一元强碱＞二元强碱。

3强、弱酸与同一金属反应时，初速相同。

4同等程度稀释时，弱酸的pH值比强酸的pH值增加得少些；弱碱的pH值比强碱的pH值下降得少些。

5．pH相同、溶液体积相同时：

1溶质的物质的量：

弱酸＞＞一元强酸＞二元强酸；弱碱＞＞一元强碱＞二元强碱。

2强、弱酸与同一金属（足量）反应时，所耗金属量：

弱多强少；产生的氢气量：

弱多强少。

若酸过量，产生H2量同，则金属量同，反应终了时所需时间：

强多弱小。

3中和能力不同：

强＜＜弱。

令强、弱电解质反