配套K12山东省17地市重点高中高三化学上学期期末专题汇编 化学计算.docx
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配套K12山东省17地市重点高中高三化学上学期期末专题汇编化学计算
化学计算
1.（2015届山东临沂）下列各组物质在一定条件下反应，产生等物质的量的气体时，消耗酸的物质的量最少的是（）
A.二氧化锰与浓盐酸B.碳与浓硝酸
C.铁与稀硫酸D.铜与稀硝酸
2.（2015届山东枣庄一中）镁是海水中含量较多的金属，镁合金及其镁的化合物用途非常广泛．
_
（1）Mg2Ni是一种储氢合金，已知：
Mg（s）+H2（g）=MgH2（S）△H1=﹣74.5kJ•mol﹣1
Mg2Ni（s）+2H2（g）=Mg2NiH4（s）△H2=﹣64.4kJ•mol﹣l
则：
Mg2Ni（s）+2MgH2（s）=2Mg（s）+Mg2NiH4（s）的△H3= ．
（2）某科研小组用水氯镁石（主要成分为MgCl2•6H2O）制备金属镁工艺的关键流程如图1：
科研小组将MgCl2•6H2O在氩气气氛中进行热重分析，结果如图2（TG表示残留固体质量占原样品总质量的百分数）．
①图中AB线段为“一段脱水”，试确定B点对应固体物质的化学式 ；图中BC线段为“二段脱水”，在实验中通入H2和Cl2燃烧产物的目的是 ．
②该工艺中，可以循环使用的物质有 ．
（3）CH3MgCl是一种重要的有机合成剂，其中镁的化合价是 ，该化合物水解时生成甲烷、氯化镁和氢氧化镁，请写出该反应的化学方程式 ．
（4）储氢材料Mg（AIH4）2在110～200℃的反应为：
Mg（AIH4）2=MgH2+2Al+3H2↑；每转移3mol电子生成Al的质量为 ．
（5）“镁次氯酸盐”燃料电池的装置如图3所示，该电池的正极反应式为 ．
3.（2015届山东枣庄五中）在常温常压下，向100mLCH4和Ar的混合气体中通入400mLO2，点燃使其完全反应，最后在相同条件下得到干燥气体450mL，则反应前混合气体中CH4和Ar的物质的量之比为（）
A.1：
4B.1：
3C.1：
2D.1：
1
4.（2015届山东枣庄滕州二中）在常温常压下，向100mLCH4和Ar的混合气体中通入400mLO2，点燃使其完全反应，最后在相同条件下得到干燥气体450mL，则反应前混合气体中CH4和Ar的物质的量之比为（）
A.1：
4B.1：
3C.1：
2D.1：
1
5.（2015届山东青岛）NO2、NH3和O2组成的混合气体，在一定条件下恰好完全反应，生成物中有N2和H2O，则原混合气体中NO2、NH3和O2的体积之比可能是（）
A.2：
4：
1B.1：
1：
1C.2：
1：
2D.1：
4：
3
6.（2015届山东烟台莱州一中）足量的铝与20mL1.0mol•L﹣1的下列物质反应，产生气体物质的量最少的是（）
A.氢氧化钠溶液B.稀硫酸C.盐酸D.稀硝酸
二、填空题（每题分，计分）
7.（2015届山东德州）运用化学反应原理分析解答以下问题
（1）250℃时，以镍合金为催化剂，向4L容器中通人6molCO2、6molCH4，发生如下反应：
CO2（g）+CH4（g）⇌2CO（g）+2H2（g）．平衡体系中各组分体积分数如下表：
物质
CH4
CO2
CO
H2
体积分数
0.1
0.1
0.4
0.4
①此温度下该反应的平衡常数K= ．
②若再向容器中同时充入2.0molCO2、6.0molCH4、4.0molCO和8．OmolH2，则上述平衡向 （填“正反应”或“逆反应”）方向移动．
（2）硝化法是一种古老的生产硫酸的方法，同时实现了氮氧化物的循环转化，主要反应
为：
NO2（g）+SO2（g）⇌SO3（g）+NO（g）△H=﹣41.8kJ•mol﹣1
①已知：
2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g）△H=﹣196.6kJ•mol﹣1
写出NO和O2反应生成NO2的热化学方程式 ．
②一定温度下，向2L恒容密闭容器中充人NO2和SO2各1mol，5min达到平衡，此时容器中NO和NO2的浓度之比为3：
1，则NO2的平衡转化率是 ．
（3）常温下有浓度均为0.1mol•L﹣1的四种溶液：
①、Na2CO3②NaHCO3、③HCl、④NH3．H2O．
①有人称溶液①是油污的“清道夫”，原因是 （用离子方程式解释）
②上述溶液中，既能与氢氧化钠反应，又能和硫酸反应的溶液中离子浓度由大到小的顺序为 ．
③向④中加入少量氯化铵固体，此时
的值 （填“增大”“减小”或“不变”）．
④若将③和④的溶液混合后溶液恰好呈中性，则混合前③的体积 ④的体积（填“大于”小于”或“等于”）
⑤将10mL溶液③加水稀释至100mL，则此时溶液中由水电离出的c（H+）= ．
8.（2014届山东德州）碳和氮的许多化合物在工农业生产和生活中有重要的作用．
（1）工业上生产硝酸所需要的一氧化氮常用氨气来制备，该反应的化学方程式为
（2）以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素[化学式为CO（NH2）2]．已知：
①2NH3（g）+CO2（g）═NH2CO2NH4（s）△H=﹣l59.5kJ•mol﹣1
②NH2CO2NH4（s）═CO（NH2）2（s）+H2O（g）△H=+116.5kJ•mol﹣1
③H2O
（1）=H2O（g）△H=+44.0kJ•mol﹣1
写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式
（3）以氨气代替氢气研发氨燃料电池是当前科研的一个热点，已知氨燃料电池使用的电解质溶液是2mol•L﹣1的KOH溶液，电池反应为：
4NH3+3O2=2N2+6H2O．该电池负极的电极反应式为 ；每消耗3.4gNH3转移的电子数为 （阿伏加德罗常数的值用NA表示）．
（4）用活性炭还原法可以处理氮氧化物．某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO，发生反应C（s）+2NO（g）=N2（g）+CO2（g）△H=QkJ•mol﹣1．
在T1℃时，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如表：
浓度（molL﹣1）
时间（Min）
0
10
20
30
40
50
NO
1.00
0.58
0.40
0.40
0.48
0.48
N2
0
0.21
0.30
0.30
0.36
0.36
CO2
0
0.21
0.30
0.30
0.36
0.36
①T1℃时，该反应的平衡常数K= ；
②30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，根据上表中的数据判断改变的条件可能是 （填字母编号）．
a．加入一定量的活性炭
b．通人一定量的NO
c．适当缩小容器的体积
d．加入合适的催化剂
③若30min后升高温度至T2℃，达到平衡时，容器中NO、N2、CO2的浓度之比为5：
3：
3，则Q 0（填“＞”或“＜”）．
三、解答题（每题分，计分）
9.（2015届山东青岛）二甲醚是一种重要的清洁燃料．合成二甲醚是解决能源危机的研究方向之一．
（1）用CO2和H2可以合成二甲醚（CH3OCH3）
已知：
CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）△H=﹣90.7kJ•mol﹣1
2CH3OH（g）⇌CH3OCH3（g）+H2O（g）△H=﹣23.5kJ•mol﹣1
CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）△H=﹣41.2kJ•mol﹣1
则反应2CO2（g）+6H2（g）→CH3OC3（g）+3H2O（g）的△H=
（2）已知在一定温度下，以下三个反应的平衡常数为K1、K2、K3：
C（s）+CO2（g）⇌2CO（g）K1
CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）K2
C（s）+H2O（g）⇌CO（g）+H2（g）K3
则K1、K2、K3之间的关系是
（3）二甲醚（CH3OCH3）燃料电池可以提升能量利用率．利用二甲醚酸性介质燃料电池电解100mL1mo1•L﹣1的食盐水（惰性电极），电解一段时间后，收集到标况下的氢气2.24L（设电解后溶液体积不变）
①二甲醚燃料电池的负极反应式为 ．
②电解后溶液的pH=
（4）工业合成氨的反应为：
N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）△H=﹣92.4kJmol﹣1
已知合成氨反应在某温度下2L的密闭绝热容器中进行，测得数据如下表：
不同时间各物质的物质的量/mol
0min
1min
2min
3min
4min
N2
1.50
n1
1.20
n3
1.00
H2
4.50
4.20
3.60
n4
3.00
NH3
0.00
0.20
n2
1.00
1.00
根据表中数据计算：
①0min～1min内N2的平均反应速率为
②该条件下反应的平衡常数K= （保留两位小数）
③反应达到平衡后，若往平衡体系中再加入N2、H2、NH3各1mol，
化学平衡向 （填“正向”、“逆向”或“不移动”），该反应的平衡常数K （填“变大”“减小”或“不变”）
（5）常温下，将0.2mol•L﹣1HCOOH和0.1mol•L﹣1NaOH溶液等体积混合，所得溶液的pH＜7，说明HCOOH的电离程度 HCOONa的水解程度（填“大于”或“小于”）．该溶液中[HCOOH]﹣[OH﹣]+[H+]= mol•L﹣1．
10.（2015届山东临沂）铁、铜、铝三种金属及其化合物在科学研究和工业生产中具有广泛用途．
（1）基态Fe3+的M层电子排布式为
（2）金属铜单独与氨水或单独与过氧化氢都不能反应，但可与氨水和过氧化氢的混合溶液反应，其原因是
（3）Al3Cl．NH3和AlCl4﹣中均含有配位键．AlCl3．NH3中，提供空轨道的原子是 ；AlCl4﹣中Al原子的杂化方式是
（4）金属铝的晶胞结构如图所示，则晶体铝中原子的堆积方式为 ．晶胞中铝原子半径为dcm，则晶体铝的密度为 g．cm﹣3（用NA表示阿伏伽德罗常数的数值）
11.（2015届山东枣庄）研究碳、氦、硫的化合物具有十分重要意义，请回答下列问题
（1）常温下，恒容密闭的容器中，模拟甲烷消除氦氧化物（NO3）污染的化学反应为：
CH4（g）+4NO（g）⇌2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H1K1
CH4（g）+4NO2（g）⇌4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H2K2
则：
4NO（g）⇌2NO2（g）+N2（g）反应的△H= （用△H1和△H2表示），化学平衡常数K= （用K1和K2表示）
（2）一定条件下，工业上以CH4和H2O（g）为原料制备氢气，在密闭容器中进行反应：
CH4（g）+H2O（g）⇌CO（g）+3H2（g）△H＞0测得如图1所示的变化曲线，前5min内，v（H2）= ，10min时，改变的外界条件可能是（回答一种即可）
（3）密闭容器中，加入amolCO和2amolH2，在催化作用下发生反应：
CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）
①若测得CO转化率与温度和压强的关系曲线如图2所示，则P1 P2（填“大于”、“等于”或“小于”）
②100℃、压强为p2条件下，若CO转化率为50%时，容器容积为1L，若向上述容器中在增加amolCO和2amolH2，达到新平衡时，CO转化率 50%（填“大于”、“等于”或“小于），平衡常数K=
（4）25℃时，NaHSO3水溶液呈酸性，则NaHSO3溶液，溶液中离子浓度由大到小的排列顺序为 若向NaHSO3溶液中通入Cl2，判定溶液中
的变化，并说明理由
12.（2015届山东临沂）SO2、CO、NO都是常见的大气污染物
（1）工业常用常用SO2除去CO，生成物为S和CO2
已知：
S（s）+O2（g）=SO2（g）△H=akJ•mol﹣1
CO（g）+
O2（g）=CO2（g）△H=2akJ•mol﹣1
则反应SO2（g）+2CO（g）=S（s）+2CO2（g）的△H= kJ•mol﹣1
（2）在其他条件相同的密闭容器中发生反应：
2S2（g）+O2（g）⇌2SO3（g）分别测得SO2的平衡转化率在不同压强和温度下的变化曲线如图1所示．则
①A.B两点对于的反应速率vA vB（填“＞”“＜”或“=”）
②B.C两点对于的化学平衡常数：
KB KC（填“＞”“＜”或“=”）
（3）25℃时，用100mL0.1mol•L﹣1的NaOH溶液吸收SO2．当溶液中c（Na+）=c（HSO3﹣）+2（SO32﹣）溶液呈 性（填“酸”、“碱”、或“中”）溶液中c（HSO3﹣）= mol•L﹣1
（4）已知：
电解NO2制备NH4NO3，其工作原理如图2所示
①阳极电极反应式为
②为使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充物质A，则A的化学式为 ．
13.（2015届山东潍坊b卷）研究碳及其化合物的性质对于科研、生产生活具有重要意义．
（1）将1.8g木炭置于2.24L（标准状况）氧气中完全燃烧，至反应物耗尽，测得放出热量30.65kJ，则反应过程中共转移电子 mol．已知：
C（s）+O2（g）=CO2（g）△H=﹣392.0kJ•mol﹣1综合上述信息，请写出CO完全燃烧的热化学方程式 ．
（2）CO可以合成工业用洁净燃料甲醇，反应为：
CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）△H＜0．T0℃时，向容积均为50mL密闭容器甲、乙中分别加入1molCO和2molH2，发生上述反应，其中乙为绝热容器，反应过程中测得甲容器内压强随时间变化曲线如图所示：
①下列描述中能说明甲容器中的反应达平衡状态的是 （填序号）．
a．2v正（H2）=v逆（CH3OH）
b．CO与CH3OH的体积比不再改变
c．化学平衡常数K的值不再变化
d．CO、H2、CH3OH的浓度均不再变化
②0﹣8分钟内，甲中v（H2）= mol•L﹣1•min﹣1；达到平衡后，甲中CO的转化率 （填写“大于”、“小于”或“等于”）乙中CO的转化率．
14.（2015届山东潍坊a卷）研究碳及其化合物的性质对于科研、生产生活具有重要意义．
（1）将1.8g木炭置于2.24L（标准状况）氧气中充分燃烧，至反应物耗尽，测得放出热量30.65kJ，则反应过程中共转移电子 mol．已知：
C（s）+O2（g）=CO2（g）△H=﹣392.0kJ．mol﹣1综合上述信息，请写出CO完全燃烧的热化学方程式 ．
（2）CO可以合成工业用洁净燃料甲醇，反应为：
CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）△H＜0．T0℃时，向容积均为50mL密闭容器甲、乙中分别加入1molCO和2molH2，发生上述反应，其中乙为绝热容器，反应过程中测得甲容器内压强随时间变化曲线如图所示：
①下列描述中能说明甲容器中的反应达平衡状态的是 （填序号）．
a．2v正（H2）═v逆（CH3OH）
b．CO与CH3OH的体积比不再改变
c．化学平衡常数K的值不再变化
d．CO、H2、CH3OH的浓度均不再变化
②0～8分钟内，甲中v（H2）= mol•L﹣1•min﹣1；达到平衡后，甲中CO的转化率 （填写“大于”、“小于”或“等于”）乙中CO的转化率．
15.（2015届山东烟台莱州一中）天然气的主要成分是甲烷，它是一种重要的燃料和基础化工原料．
（1）以甲烷和水为原料可制取甲醇．
①CH4（g）+H2O⇌CO（g）+3H2（g）△H=+206.0kJ•mol﹣1
②CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）△H=﹣129.0kJ•mol﹣1
则CH4（g）+H2O⇌CH3OH（g）+H2（g）△H= kJ•mol﹣1
（2）用甲烷催化还原NOx为N2可消除氮氧化物的污染，写出反应的化学方程式 ．
（3）一定条件下，反应CH4（g）+H2O（g）⇌CO（g）+3H2（g）可以制取合成氨的原料气H2．将1.0molCH4和2.0molH2O（g）通入容积为100L的反应室，CH4的平衡转化率与温度的关系如图1．已知100℃时达到平衡所需的时间是5min，则用H2表示的反应速率v（H2）= ；该温度时的平衡常数K= ，该反应的△H 0（填“＜”、“＞”或“=”）．
（4）某化学小组设计如图2装置进行饱和NaCl溶液电解实验．
请回答下列问题：
已知每个甲烷燃料电池中盛有1.0L2.0mol•L﹣1的KOH溶液．标准状况下，当每个燃料电池的负极通入甲烷的体积均为33.6L，且反应完全，则理论上电池溶液中c（K2CO3） c（KHCO3）（填“＜”、“＞”或“=”）：
最多能产生标准状况氯气的体积为 L．
参考答案：
一、选择题（每题分，计分）
1.（2015届山东临沂）{关键字:
山东期末}下列各组物质在一定条件下反应，产生等物质的量的气体时，消耗酸的物质的量最少的是（）
A.二氧化锰与浓盐酸B.碳与浓硝酸
C.铁与稀硫酸D.铜与稀硝酸
【考点】化学方程式的有关计算．
【分析】A.二氧化锰与浓盐酸为：
MnO2+4HCl
MnCl2+Cl2↑+2H2O
B.木炭与浓硝酸反应：
C+4HNO3
CO2↑+4NO2↑+2H2O；
C.Fe与稀硫酸反应：
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑；
D.铜与稀硝酸反应：
3Cu+8HNO3=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O；
假设生成气体为1mol，根据方程式计算消耗酸的物质的量，据此判断．
【解答】解：
假设生成气体为1mol，则：
A.二氧化锰与浓盐酸为：
MnO2+4HCl
MnCl2+Cl2↑+2H2O，消耗HCl为1mol×4=4mol；
B.木炭与浓硝酸反应：
C+4HNO3
CO2↑+4NO2↑+2H2O，消耗硝酸为1mol×
=0.8mol；
C.Fe与稀硫酸反应：
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，消耗硫酸为1mol；
D.铜与稀硝酸反应：
3Cu+8HNO3=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O，消耗硝酸为1mol×
=4mol；
所以产生等物质的量的气体时，消耗酸的物质的量最少的是B，
故选：
B.
【点评】本题考查化学方程式有关计算，关键是正确书写出各个反应的化学方程式，题目难度不大．
2.（2015届山东枣庄一中）{关键字:
山东期末}镁是海水中含量较多的金属，镁合金及其镁的化合物用途非常广泛．
_
（1）Mg2Ni是一种储氢{章节目录:
[ID28]热化学反应的计算}合金，已知：
Mg（s）+H2（g）=MgH2（S）△H1=﹣74.5kJ•mol﹣1
Mg2Ni（s）+2H2（g）=Mg2NiH4（s）△H2=﹣64.4kJ•mol﹣l
则：
Mg2Ni（s）+2MgH2（s）=2Mg（s）+Mg2NiH4（s）的△H3= +84.6KJ/mol ．
（2）某科研小组用水氯镁石（主要成分为MgCl2•6H2O）制备金属镁工艺的关键流程如图1：
科研小组将MgCl2•6H2O在氩气气氛中进行热重分析，结果如图2（TG表示残留固体质量占原样品总质量的百分数）．
①图中AB线段为“一段脱水”，试确定B点对应固体物质的化学式 MgCl2•2H2O ；图中BC线段为“二段脱水”，在实验中通入H2和Cl2燃烧产物的目的是 抑制MgCl2的水解 ．
②该工艺中，可以循环使用的物质有 HCl，Cl2 ．
（3）CH3MgCl是一种重要的有机合成剂，其中镁的化合价是 +2 ，该化合物水解时生成甲烷、氯化镁和氢氧化镁，请写出该反应的化学方程式 2CH3MgCl+2H2O=Mg（OH）2+MgCl2+2CH4↑ ．
（4）储氢材料Mg（AIH4）2在110～200℃的反应为：
Mg（AIH4）2=MgH2+2Al+3H2↑；每转移3mol电子生成Al的质量为 27g ．
（5）“镁次氯酸盐”燃料电池的装置如图3所示，该电池的正极反应式为 ClO﹣+2e﹣+H2O=Cl﹣+2OH﹣ ．
【考点】制备实验方案的设计；用盖斯定律进行有关反应热的计算；原电池和电解池的工作原理．
【分析】
（1）依据热化学方程式①Mg（s）+H2（g）=MgH2（S）△H1=﹣74.5kJ•mol﹣1；②Mg2Ni（s）+2H2（g）=Mg2NiH4（s）△H2=﹣64.4kJ•mol﹣l，利用盖斯定律将②﹣2×①得到反应Mg2Ni（s）+2MgH2（s）=2Mg（s）+Mg2NiH4（s），进而计算反应热；
（2）①图中AB线段为“一段脱水”，设B点对应固体物质的化学式为MgCl2•xH2O，根据
=0.645，可计算确定B的化学式；二段脱水中通入HCl可以抑制MgCl2的水解；
②制备金属镁工艺的关键流程分析，循环使用的物质是加入后在反应过程中有重新生成分析判断；
（3）根据化合价代数和为0判断镁的化合价，根据元素守恒书写化学方程式；
（4）根据氧化还原反应Mg（AIH4）2=MgH2+2Al+3H2↑中电子转移数目与产物的物质的关系进行计算；
（5）依据“镁﹣次氯酸盐”燃料电池的装置图中所示，原电池的正极应发生还原反应，元素的化合价降低，根据图示可知，正极上是ClO﹣变为Cl﹣，据此写出正极反应式．
【解答】解：
（1）①Mg（s）+H2（g）═MgH2（s）△H1=﹣74.5kJ•mol﹣1
②Mg2Ni（s）+2H2（g）═Mg2NiH4（s）△H2=﹣64.4kJ•mol﹣1
Mg2Ni（s）+2MgH2（s）═2Mg（s）+Mg2NiH4（s）△H3
由盖斯定律②﹣2×①得到Mg2Ni（s）+2MgH2（s）═2Mg（s）+Mg2NiH4（s）△H3=﹣64.4KJ/mol﹣2×（﹣74.5KJ/mol）=+84.6KJ/mol，则△H3=+84.6KJ/mol，
故答案为：
+84.6KJ/mol；
（2）①图中AB线段为“一段脱水”，设B点对应固体物质的化学式为MgCl2•xH2O，根据_=0.645，计算得x=2，所以B的化学式为MgCl2•2H2O；二段脱水中通入HCl可以抑制MgCl2的水解，
故答案为：
MgCl2•2H2O；抑制MgCl2的水解；
②制备金属镁工艺的关键流程分析，循环使用的物质是加入后在反应过程中有重新生成的物质，分析可知是氯气和氯化氢，
故答案为：
HCl，Cl2；
（3）根据CH3MgCl中各元素化合价代数和为0可知镁的化合价为+2价，CH3MgCl水解时生成甲烷、氯化镁和氢氧化镁，反应的化学方程式为2CH3MgCl+2H2O=Mg（OH）2+MgCl2+2CH4↑，
故答案为：
+2；2CH3MgCl+2H2O=Mg（OH）2+MgCl2+2CH4↑；
（4）储氢材料Mg（AlH4）2在110℃﹣200℃的反应为：
Mg（AlH4）2=MgH2+2Al+3H2↑，反应中生成2molAl转移电子6mol，所以每转移3mol电子生成Al的物质的量为1mol，即质量为27
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