有关化学方程式的计算.docx

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有关化学方程式的计算

高考化学

有关化学方程式的计算

一、考点介绍

【考纲解读】1、理解质量守恒定律的含义。

2、能正确书写化学方程式和离子方程式，并能进行有关计算。

【能力解读】1、掌握化学反应的质量守恒定律，离子反应的电荷守恒，氧化还原反应的电子得失守恒，能用它们进行计算。

2、掌握物质的量应用在化学反应方程式中的计算

【考点突破】

1、守恒法在化学解题中的应用

守恒法是解决化学计算常用的一种快速、简便而又准确的一种方法，在考试时可节省时间又可提高准确率。

守恒法一般包括质量守恒（原子或原子团守恒）、电荷守恒、得失电子守恒以及一些化学变化前后恒定不变的量。

下面，就有关化学计算中运用守恒法的解题方法，以实例分析。

Ⅰ、质量守恒（原子或原子团守恒）法

质量守恒定律的内容，从宏观上表达是：

“参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和”；从微观上可理解为：

“在一切化学反应中，反应前后原子的种类、数目、原子质量前后没有变化，因此，质量守恒”。

 [例1].（2005年高考全国卷）已知Q与R的摩尔质量之比为9﹕22，在反应X+2Y=2Q+R中，当1.6gX与Y完全反应后，生成4.4gR，则参加反应的Y和生成物Q的质量之比为（  ）。

     A.46:

9   B.32:

9    C.23:

9   D.16:

9

 [解析]由题意得：

     X +  2Y = 2Q + R

 18                 22

                    1.6g   m（Y）   3.6g  4.4g

根据质量守恒，参加反应Y与生成物Q的质量之比为（4.4+3.6—1.6）:

3.6=16:

9

[解答]D

[例2]．标准状况下将17.92LCO2气体通入1L1mol/L的NaOH溶液中，完全反应后所得溶质的物质的量是多少？

[解析]：

反应前后原子的质量是守恒的，此题可利用反应前后钠原子和碳原子守恒来计算。

[解答]解：

由题意，17.92LCO2的物质的量为：

17.92L/22.4mol·L-1==0.8mol

        设生成的Na2CO3物质的量为xmol，NaHCO3物质的量为ymol。

由题意得

            x + y == 0.8mol （碳元素守恒）

   2x + y == 1mol   （钠元素守恒）

解得，x==0.2mol     y==0.6mol

  答：

生成Na2CO30.2mol，NaHCO30.6mol。

w.w.w.k.s.5.u.c.o.m

Ⅱ、电荷守恒法

在溶液中，存在着阴阳离子，由于整个溶液不显电性，故所有阳离子所带电荷总数

等于阴离子所带的电荷总数。

w.w.w.k.s.5.u.c.o.m

[例3]．测得某溶液中含Ｃｕ2＋，Ｋ＋，ＳＯ42－，Ｃｌ－四种离子且阳离子的个数比为：

Ｃｕ2+∶Ｋ＋＝3∶4，则ＳＯ42－与Ｃｌ－的物质的量之比可能是（ ）。

Ａ．3∶2     Ｂ．1∶3   Ｃ．1∶8   Ｄ．2∶5

w.w.w.k.s.5.u.c.o.m

[解析]：

据电荷守恒法，可得其比值。

设溶液中含ＳＯ42－ｘmol、含Ｃｌ－ｙmol。

则：

2ｘ＋ｙ＝3ｎ×2＋4ｎ×1

所以ＳＯ42－，Ｃｌ－物质的量之比可能有以下特征：

（1）当ｘ＝ｎ时，ｙ＝8ｎ，ｘ∶ｙ＝1∶8

（2）当ｘ＝2ｎ时，ｙ＝6ｎ，ｘ∶ｙ＝1∶3

 （3）当ｘ＝3ｎ时，ｙ＝4ｎ，ｘ∶ｙ＝3∶4

 （4）当ｘ＝4ｎ时，ｙ＝2ｎ，ｘ∶ｙ＝2∶1

    所以Ｂ，Ｃ项符合题意。

[解答]BC

[例4]．100ｍＬ0.1mol/L醋酸与50ｍＬ0.2mol/LNaOH溶液混合，在所得溶液中（）。

Ａ．c（Ｎａ＋）＞c（ＣＨ3ＣＯＯ－）＞c（ＯＨ－）＞c（Ｈ＋）

Ｂ．c（Ｎａ＋）＞c（ＣＨ3ＣＯＯ－）＞c（Ｈ＋）＞c（ＯＨ－）

Ｃ．c（Ｎａ＋）＞c（ＣＨ3ＣＯＯ－）＞c（Ｈ＋）＝c（ＯＨ－）

Ｄ．c（Ｎａ＋）＝c（ＣＨ3ＣＯＯ－）＞c（ＯＨ－）＞c（Ｈ＋）

[解析]：

由题意知醋酸与ＮａＯＨ物质的量相等恰好完全反应生成ＣＨ3ＣＯＯＮａ，溶液中c（ＯＨ－）＞c（Ｈ＋），据电荷守恒：

 c（Ｎａ＋）＋c（Ｈ＋）＝c（ＯＨ－）＋c（ＣＨ3ＣＯＯ－），由于c（ＯＨ－）＞c（Ｈ＋），故c（Ｎａ＋）＞c（ＣＨ3ＣＯＯ－），又盐溶液中阴、阳离子浓度一般大于c（Ｈ＋）、c（ＯＨ－），故选Ａ。

Ⅲ、电子守恒法

电子守恒法主要针对氧化还原反应来的，因为在氧化还原反应中，失去电子的总数，

一定等于得到电子的总数，得失电子总数保持守恒。

[例5]．将50.00ｍL0.098mol/L的羟氨（ＮＨ2ＯＨ）酸性溶液，与足量硫酸铁在煮沸条件下反应，生成的Ｆｅ2＋又恰好被49.00ｍＬ0.040mol/L的酸性ＫＭｎＯ4溶液所氧化。

在上述反应中，羟氨的氧化产物为（   ）。

        Ａ．ＮＯ2   Ｂ．ＮＯ     Ｃ．Ｎ2Ｏ    Ｄ．Ｎ2

[解析]：

羟氨被Fｅ3＋氧化，Ｆｅ2＋又被酸性ＫＭｎＯ4溶液所氧化。

归根结底，羟氨失去     电子被ＫＭｎＯ4所得到。

ＮＨ2ＯＨ中Ｎ为－1价，设羟氨的氧化产物中Ｎ为ｘ价，     由电子守恒法可得：

［ｘ－（－1）］×50.00ｍＬ×0.098mol/L＝（7－2）×49.00ｍＬ×0.04mol/L解得：

ｘ＝1

 [解答] Ｃw.w.w.k.s.5.u.c.o.m

2、终态分析法在计算题中应用

在一些多步反应和多种混合物的计算中，由于涉及关系复杂，分步计算会很繁琐。

如果我们淡化这些中间过程，关注反应的最终结果，利用元素在反应中的守恒关系，就会简化思维，在解题中找到最便捷最有效的途径。

例1.某种铝粉与过氧化钠的混合物与足量水反应得到无色溶液，反应中生成1.75g气体，所得溶液中加入3.5mol/L盐酸100mL完全反应，使生成的沉淀恰好完全溶解，则原混合物中铝与过氧化钠的物质的量之比为（  ）。

A.2：

3     B.3：

2         C.1：

2        D.2：

1

解析：

过氧化钠与水反应得到氢氧化钠和氧气，铝与氢氧化钠溶液反应得到偏铝酸钠溶液和氢气，1.75g为混合气体总质量；向反应后溶液加入盐酸，使生成的沉淀恰好完全溶解，这时得到的溶液为AlCl3和NaCl的混合溶液，铝、钠、氯元素不再有其他存在形式。

设铝和过氧化钠的物质的量分别为x和y，根据题意列方程组：

解得：

x=0.05 y=0.1选C。

例2.有KOH和Ca（OH）2的混合溶液，测得其pH=13。

取此溶液250mL，向其中通入CO2，通入CO2的体积（V）和生成沉淀的物质的量（n）的关系如图所示，图中V1为56mL（标准状况），则图中V2、V3的体积（单位mL）分别是

 A.280 336             B.504  560  

 C.1124  1176            D.196  252

该题如果求出混合溶液的组成再求通入CO2的体积势必会有很大的计算量。

如果我们着重分析本题的变化终态结果，就会发现简单的定量关系。

到C点时，沉淀全部溶解得到Ca（HCO3）2和KHCO3的混合溶液，从起态到终态，溶液中的氢氧根离子被碳酸氢根离子所代替，而碳酸氢根离子的物质的量即通入二氧化碳的物质的量，等于原溶液中氢氧根离子的物质的量。

V3=0.25×0.1×22.4×103=560mL，根据图像的对称性，V2=V3-V1=560-56=504mL。

选B。

例3.取等物质的量浓度的NaOH溶液两份，每份50mL。

向其中各通入一定量的CO2，随后分别各取溶液10mL取等物质的量浓度的NaOH溶液两份A和B，每份50mL，向其中各通入一定量的CO2，然后各取溶液10mL，分别将其稀释为100mL，分别向稀释后的溶液中逐滴加入0.1mol/L的盐酸，标准状况下产生CO2气体体积与所加盐酸体积之间的关系如下图所示，试回答下列问题：

（1）曲线A表明，原溶液中通入CO2后，所得溶液中的溶质为（写化学式）               ，各种溶质的物质的量之比为        ；加盐酸后产生CO2体积的最大值为           mL。

（2）曲线B表明，原溶液中通入CO2后，所得溶液中的溶质为（写化学式）                ；加盐酸后产生CO2体积最大值          mL。

（3）通过计算求出原NaOH溶液的物质的量浓度。

解析：

解决本题有两大关键点，一是A、B两份溶液在滴加过程中产生二氧化碳的体积不同，说明一开始通入二氧化碳的体积是不同的；二是当溶液中二氧化碳气体全部溢出时，消耗的盐酸的体积是一样的（75mL），利用终态分析法得知，这时溶液的溶质为氯化钠，开始氢氧化钠相等，最终消耗盐酸必然相等，根据消耗盐酸就可以求出原氢氧化钠的浓度。

w.w.w.k.s.5.u.c.o.m 

CO2通入NaOH中，二氧化碳少量时生成碳酸钠，其中可能含有未反应的NaOH，二氧化碳过量，就会生成碳酸钠和碳酸氢钠混合物（也可能是碳酸氢钠）。

根据碳酸钠溶液中逐滴加入盐酸反应的分步特点以及图像中横坐标特点，得知A为氢氧化钠和碳酸钠混合物，B为碳酸钠和碳酸氢钠混合物。

（1）A：

n（Na2CO3）：

n（NaOH）=（75-60）:

（75-30）==3：

8

    V（CO2）=（75-60）×5×0.1×22.4==168mL

（2）B：

n（Na2CO3）：

n（NaHCO3）==25:

（75-25×2）==1：

1

    V（CO2）==（75-25）×5×0.1×22.4==560mL

 （3）c（NaOH）==75×10-3×0.1×5/0.05==0.75mol/L

【考查方向】1、选择题常常考查物质的量应用在化学反应的基本计算，可以根据方程式列比例关系，也可以利用各种守恒直接列等式，或多步反应找关系式求解。

2、主观试题的化学推理、化学实验结果的处理是化学应用最广泛的工具。

二、高考真题w.w.w.k.s.5.u.c.o.m

1．（2003上海卷.7）是一种广谱型的消毒剂，根据世界环保联盟的要求ClO2将逐渐取代Cl2成为生产自来水的消毒剂。

工业上ClO2常用NaClO3和Na2SO3溶液混合并加H2SO4酸化后反应制得，在以上反应中NaClO3和Na2SO3的物质的量之比为

A1︰1B2︰1C1︰2D2︰3

〖解析〗:

根据电子得失守恒n（NaClO3）=2n（Na2SO3）

〖答案〗：

B

2．（2003广东卷.8）等体积硫酸铝、硫酸锌、硫酸钠溶液分别与足量的氯化钡溶液反应。

若生成的硫酸钡沉淀的质量比为1︰2︰3，则三种硫酸盐溶液的物质的量浓度比为

A1︰2︰3B1︰6︰9C1︰3︰3D1︰3︰6

〖解析〗:

硫酸铝、硫酸锌、硫酸钠溶液浓度分别是C1、C2、C3，3C1：

C2：

C3=1︰2︰3，

C1：

C2：

C3=1︰6︰9

〖答案〗：

B

3．（2003广东卷.7）在一定条件下，RO3n－和氟气可发生如下反应：

RO3n－＋F2＋2OH－＝RO4－＋2F－＋H2O。

从而可知在RO3n－中，元素R的化合价是

A＋4B＋5C＋6D＋7

〖解析〗:

根据电荷守恒，n=1,可知在RO3n－中，元素R的化合价是+5

〖答案〗：

B

w.k.s.5.u.c.o.m

4．（2003广东卷.5）同温同压下，在3支相同体积的试管中分别充有等体积混合的2种气体，它们是①NO和NO2，②NO2和O2，③NH3和N2。

现将3支试管均倒置于水槽中，充分反应后，试管中剩余气体的体积分别为V1、V2、V3，则下列关系正确的是

AV1＞V2＞V3BV1＞V3＞V2CV2＞V3＞V1DV3＞V1＞V2

〖解析〗:

3NO2+H2O=2HNO3+NO,4NO2+O2+2H2O=4HNO3,设试管的体积为2,根据方程式。

V1=4/3;V2=3/4；V3=1，

〖答案〗：

B

w.w.w.k.s.5.u.c.o.m

5．（2003广东卷.4）浓度为0.50mol·L－1的某金属阳离子Mn＋的溶液10.00mL，与0.40mol·L－1的NaOH溶液12.50mL完全反应，生成沉淀，则n等于

A1B2C3D4

〖解析〗:

n×10.00mL×0.50mol·L－1=12.50Ml×0.40mol·L－1，n=1

〖答案〗：

A

6．（2004上海卷.17）等物质的量的N2、O2、CO2混合气体通过Na2O2后，体积变为原体积的8/9（同温同压），这时混合气体中N2、O2、CO2物质的量之比为

A．3：

4：

1B．3：

3：

2C．6：

7：

3D．6：

9：

0

〖解析〗：

若N2、O2、CO2都是3mol,

2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,△V

211

N（CO2）=（3-2）mol=1moln（N2）=3moln（O2）=3mol+1mol=4mol,

〖答案〗A

7．（2004福建理综.12）取ag某物质在氧气中完全燃烧，将其产物跟足量的过氧化钠固体完全反应，反应后固体的质量恰好也增加了ag。

下列物质中不能满足上述结果的是

w.w.w.k.s.5.u.c.o.m

A．H2　　　　　B．CO　　　C．C6H12O6　D．C12H22O11

〖解析〗：

根据方程式加和得Na2O2+H2=2NaOH,Na2O2+CO=Na2CO3,

满足（CO）m·（H2）n组成的都可以。

〖答案〗D

8、（05上海.17）某500mL溶液中含0.1molFe2+、0.2molFe3+，加入0.2mol铁粉，待Fe3+完全还原后，溶液中Fe2+的物质的量浓度为（假设反应前后体积不变）（）

A、0.4mol/LB、0.6mol/LC、0.8mol/LD、1.0mol/L

〖解析〗:

2Fe3++Fe=3Fe2+,C（Fe2+）=（0.1+0.3）mol/0.5L=0.8mol/L

〖答案〗：

C

9、（05上海.22）含8.0gNaOH的溶液中通入一定量H2S后，将得到的溶液小心蒸干，称得无水物7.9g，则该无水物中一定含有的物质是（）

A、Na2SB、NaHS

C、Na2S和NaHSD、NaOH和NaHS

〖解析〗:

n（NaOH）=8.0g/40g.mol=0.2mol;若全部生成Na2S，质量应该为7.8g,若全部生成NaHS，质量为11.2g,7.8g＜7.9g＜11.2g,所以无水物中一定含有的物质是Na2S

〖答案〗：

A

w.w.w.k.s.5.u.c.o.m

10、（05江苏.17）Cu2S与一定浓度的HNO3反应，生成Cu（NO3）2、CuSO4、NO2、NO和H2O，当NO2和NO的物质的量之比为1∶1时，实际参加反应的Cu2S与HNO3的物质的量之比为

A．1∶7B．1∶9C．1∶5D．2∶9

〖解析〗:

因为2Cu2S+14HNO3=2Cu（NO3）2+2CuSO4+5NO2↑+5NO↑+7H2O。

〖答案〗：

A

11、（05全国卷I.7）等物质的量的主族金属A、B、C分别与足量的稀盐酸反应，所得氢气的体积依次为VA、VB、VC，已知VB=2VC，VA=VB+VC，则在C的生成物中，该金属元素的化合价为

A．+1B．+2C．+3D．+4

〖解析〗:

根据电子守恒，金属的物质的量相等，化合价和气体的物质的量成正比例，所以B的化合价是C的两倍，A的化合价等于B的与C的化合价和，A的化合价小于4，则A的化合价是C的三倍，C的化合价为+1.

〖答案〗：

A

12、（05全国卷I.8）已知Q与R的摩尔质量之比为9:

22。

在反应X+2Y=2Q+R中，当1.6gX与Y完全反应后，生成4.4gR，则参与反应的Y和生成物Q的质量比为

A．46:

9B．32:

9C．23:

9D．16:

9

〖解析〗:

Q与R的摩尔质量之比为9:

22，Q与R的摩尔质量分别为9a和22a,

X+2Y=2Q+R

18a22a

1.6g4.4g

根据质量关系，生成Q为3.6g,再根据质量守恒参加反应的Y为6.4g,则参与反应的Y和生成物Q的质量比为6.4：

3.6=16:

9。

〖答案〗：

D

w.w.w.k.s.5.u.c.o.m

13、（05全国卷Ⅱ.13）等质量的CuO和MgO粉末分别溶于相同体积的硝酸中，得到的Cu（NO3）2和Mg（NO3）2溶液的浓度分别为amol·L－1和bmol· L－1。

则a与b的关系为（）

A．a＝bB．a＝2bC．2a＝bD．a＝5b

〖解析〗:

等质量的CuO和MgO的物质的量比为1：

2，根据原子守恒：

Cu（NO3）2和Mg（NO3）2溶液的物质的量比为1：

2，Cu（NO3）2和Mg（NO3）2溶液的浓度为1：

2。

〖答案〗：

C

14、（05广东.2）将钠、镁、铝0.3mol分别放入100mL1mol·

的盐酸中，同温同压下产生的气体体积比是

A、1︰2︰3B、6︰3︰2C、3︰1︰1D、1︰1︰1

〖解析〗:

n（HCl）=0.1mol,Na可与HCl、水反应，两外两种金属只与HCl反应，根据电子得失守恒和金属的性质，0.3mol钠、镁、铝分别加入100mL1mol·

的盐酸中产生的气体物质的量分别为：

0.15mol、0.05mol、0.05mol。

〖答案〗：

C

15、（2006北京卷.9）将aLNH3通过灼热的装有铁触媒的硬质玻璃管后，气体体积变为bL（气体体积均在同温同压下测定）.该bL气体中NH3的体积分数是

A.

B.

C.

D.

〖解析〗:

2NH3=3H2+N2,+△V

2312

（b-a）L1.5（b-a）L（b-a）/2L（b-a）L

氨气的体积分数是（a-b+a）/b

〖答案〗：

C

w.w.w.k.s.5.u.c.o.m

16.（2006全国Ⅰ.9）把分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氯化铝的三个电解槽串联，在一定条件下通电一段时间后，析出钾、镁、铝的物质的量之比为

A.1:

2:

3B.3:

2:

1C.6:

3:

1D.6:

3:

2

〖解析〗:

根据电子守恒,n（K）=2n（Mg）=3n（Al）,n（K）:

n（Mg）:

n（Al）=6:

3:

2

〖答案〗：

D

17、（2006全国Ⅰ.13）.由硫酸钾、硫酸铝和硫酸组成的混合溶液，其PH=1,c（Al3+）=0.4mol·L-1,c（SO

）=0.8mol·L-1,,则c（K+）为

A.0.15mol·L-1　　　　　　　　　B.0.2mol·L-1

C.0.3mol·L-1　　　　　　　　　D.0.4mol·L-1

〖解析〗:

PH=1,c（H+）=0.1mol·L-1,,电荷守恒c（H+）+3c（Al3+）+c（K+）=2c（SO

）代入数据即可。

〖答案〗：

C

w.w.w.k.s.5.u.c.o.m

18．（2007年高考理综宁夏卷.12）ag铁粉与含有H2SO4的CuSO4溶液完全反应后，得到ag铜，则参与反应的CuSO4与H2SO4的物质的量之比为（）

（A）1:

7（B）7:

1（C）7:

8（D）8:

7

〖解析〗设参加反应的CuSO4与H2SO4的物质的量分别是X和Y，

Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑Fe+CuSO4=FeSO4+Cu,

YYXXX

56（X+Y）=64X,X:

Y=7:

1

〖答案〗B

19．（2007年高考海南化学卷.12）有BaCl2和NaCl的混合溶液aL，将它均分成两份。

一份滴加稀硫酸，使Ba2＋离子完全沉淀；另一份滴加AgNO3溶液，使Cl－离子完全沉淀。

反应中消耗xmolH2SO4、ymolAgNO3。

据此得知原混合溶液中的c（Na＋）/mol·L－1为（）

（A）（y－2x）/a（B）（y－x）/a（C）（2y－2x）/a（D）（2y－4x）/a

〖解析〗a/2L溶液,根据电荷守恒n（Na＋）+2n（Ba2＋）=n（Cl－）,n（Ba2＋）=xmol,n（Cl－）=ymol,

n（Na＋）=（y－4x）mol,C（Na＋）=（2y－2x）/a

〖答案〗D。

20、（2007上海.22）今有一混合物的水溶液，只可能含有以下离子中的若干种：

K＋、NH4＋、Cl－、Mg2＋、Ba2＋、CO32－、SO42－，现取三份100mL溶液进行如下实验：

（已知6.02×1023个NH3、BaSO4、

BaCO3、CO32-的质量分别为17g、233g、197g、60g）

（1）第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生

（2）第二份加足量NaOH溶液加热后，收集到气体0.68g

（3）第三份加足量BaCl2溶液后，得干燥沉淀6.27g，经足量盐酸洗涤、干燥后，沉淀质量为2.33g。

根据上述实验，以下推测正确的是（）

（A）K＋一定存在（B）100mL溶液中含0.6gCO32－

（C）Cl－可能存在（D）Ba2＋一定不存在，Mg2＋可能存在

〖解析〗：

据

（2）知NH4++OH+=NH3↑+H2O

N表示微粒数，17gNH3的分子数为6.02×1023个，所以0.68gNH3分子数为0.04×6.02×1023个，则N（NH4＋）=N（NH3）=0.04×6.02×1023个

据（3）知：

①BaSO4有2.33g所以N（BaSO4）=N（SO4）=0.01×6.02×1023个，

②有BaCO3为3.94g所以N（BaCO3）=N（CO32-）=0.02×6.02×1023个，；③Ba2＋、Mg2＋不会存在，Cl－可能存在。

由于N（NH4＋）＜2N（CO32－）＋2N（SO42－），由电荷守恒可知，必有K＋。

〖答案〗AC。

[点评]：

本题综合考查了离子反应、化学反应的计算、电荷守恒、离子的检验的问题，成功的把常见题型、多个知识点揉合到一起，定性和定量结合，将知识和技能综合的体现出来。

本题的难点是通过定量比较判断出K+的存在，以往的考题判断K+都是从焰色反应现象来判断，这一定势思维，会干扰学生对K+存在的正确判断，使学生漏选A，这题高考题，出题者这独具匠心，把题海中的常见试题，巧妙嫁接，题目内容似曾相识，但做起来又感觉耳目一新，不动笔动脑作一番思考，很难得到正确的答案，由于理综考试篇幅限制，考察的覆盖面要尽可能的大，就要对知识点之间的综合点作为考察的重点。

可以预见：

这种以高中化学重要的知识点，特别是知识的交叉点为核心，对题海中经常出现的经典题型改编揉合的出题思路将会是高考出题的大方向。

w.w.w.k.s.5.u.c.o.m

21．【2007全国（I）.8】以惰性电极电解CuSO4溶液。

若阳极上产生气体的物质的量为0.0100mol，则阴极上析出C