高考化学试题分类解析汇编化学计算.docx
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高考化学试题分类解析汇编化学计算
2019高考化学试题分类解析汇编--化学计算
1.[2018·江苏化学卷8]设NA为阿伏伽德罗常数的值。
以下说法正确的选项是
A.标准状况下,0.1molCl2溶于水,转移的电子数目为0.1NA
B.常温常压下,18gH2O含有的原子总数为3NA
C.标准状况下,11.2LCH3CH2OH中含有分子的数目为0.5NA
D.常温常压下,2.24LCO和CO2混合气体中含有的碳原子数目为0.1NA
B解析:
此题考查阿伏加德罗常数计算中一些常见问题和考前须知。
A.标准状况下,0.1molCl2溶于水,转移的电子数目小于0.1NA,因为Cl2溶于水不可实现完全与水反应。
C.标准状况下CH3CH2OH为液态,无法计算。
D.常温常压下,2.24LCO和CO2混合气体中含有的碳原子数目不好计算,非标准状况。
解决此类问题的关键是:
灵活应用各种知识,尤其基本概念与理论中元素守恒、化学键问题、晶体结构问题、氧化还原中电子转移问题、可逆反应问题及物质的量计算中一些特殊物质的状态等。
2.[2018·江苏化学卷14]温度为T时,向2.0L恒容密闭容器中充入1.0molPCl5,反应PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)经一段时间后达到平衡。
反应过程中测定的部分数据见下表:
t/s
0
50
150
250
350
n(PCl3)/mol
0
0.16
0.19
0.20
0.20
以下说法正确的选项是
A.反应在前50s的平均速率为v(PCl3)=0.0032mol·L-1·s-1
B.保持其他条件不变,升高温度,平衡时,c(PCl3)=0.11mol·L-1,那么反应的△H<0
C.相同温度下,起始时向容器中充入1.0molPCl5、0.20molPCl3和0.20molCl2,达到平衡前v(正)>v(逆)
D.相同温度下,起始时向容器中充入2.0molPCl3、2.0molCl2,达到平衡时,PCl3的转化率小于80%
C解析:
此题素材似乎来源于《选修四》课本第32页习题的第8题,属于基本理论中化学平衡问题,主要考查学生对速率概念理解与计算,平衡常数概念与计算,平衡移动等有关内容理解和掌握程度。
高三复习要让学生深刻理解一些基本概念的内涵和外延。
A.反应在前50s内的平均速率应该是前50s内PCl3浓度变化与时间的比值,而不是PCl3物质的量的变化与时间的比值。
B.相同温度下,起始时向容器中充入1.0molPCl5、0.20molPCl3和0.20molCl2应先求平衡常数K为0.025,再求浓度商〔Qc〕为0.02,K>Qc,说明平衡向正反应方向移动。
C.保持其他条件不变,向平衡体系中再通入0.20molH2O,与原平衡相比,平衡向右移动,达到新平衡时CO转化率增大,H2O转化率减小,H2O的体积分数会增大。
D.从等效平衡的角度,先建立原容器两倍关系的模型,即与原平衡完全等效,再把容器两倍关系压缩成原容器,那么平衡向逆反应方向移动,PCl3的转化率应大于80%
3.[2018·江苏化学卷16](12分)利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO、NO2)反应,既能净化尾气,又能获得应用广泛的Ca(NO3)2,其部分工艺流程如下:
(1)一定条件下,NO与NO2存在以下反应:
NO(g)+NO2(g)N2O3(g),其平衡常数表达式为K=。
(2)上述工艺中采用气液逆流接触吸收(尾气从吸收塔底部进入,石灰乳从吸收塔顶部喷淋),其目的是;滤渣可循环利用,滤渣的主要成分是(填化学式)。
(3)该工艺需控制NO和NO2物质的量之比接近1:
1。
假设n(NO):
n(NO)>1:
1,那么会导致;假设n(NO):
n(NO)<1:
1,那么会导致。
(4)生产中溶液需保持弱碱性,在酸性溶液中Ca(NO3)2会发生分解,产物之一是NO,其反应的离子方程式。
【参考答案】
(1)k=c(N2O3)/c(NO)·c(NO2)
(2)使尾气中NO、NO2被充分吸收Ca(OH)2
(3)放气体中NO含量升高产品Ca(NO2)2中Ca(NO3)2含量升高
(4)3NO2-+2H+=NO3-+2NO↑+H2O
【解析】此题让元素化合物知识与生产工艺、化学平衡原理结合起来,引导中学化学教学关注化学学科的应用性和实践性。
此题考查学生在“工艺流程阅读分析,化学反应原理在工艺流程的应用,氧化还原反应分析,相关付反应的书写”等方面对元素化合物性质及其转化关系的理解和应用程度,考查学生对新信息的处理能力。
【备考提示】我们元素化合物知识教学要与基本实验实验、化学反应原理、氧化还原反应、化工生产工艺、日常生活等结合起来,做到学以致用,而不是简单的来回重复和死记硬背。
4.[2018·江苏化学卷18](12分)硫酸钠-过氧化氢加合物(xNa2SO4·yH2O2·zH2O)的组成可通过以下实验测定:
①准确称取1.7700g样品,配制成100ml溶液A。
②准确量取25.00ml溶液A,加入盐酸酸化的BaCl2溶液至沉淀完全,过滤、洗涤、干燥至恒重,得到白色固体0.5825g。
③准确量取25.00ml溶液A,加入适量稀硫酸酸化后,用0.02000mol·L-1KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液25.00ml。
H2O2与KMnO4反应的离子方程式如下:
2MnO4―+5H2O2+6H+=4Mn2++8H2O+5O2↑
(1)室温下BaSO4的Ksp=1.1×10-10,欲使溶液中c(SO42-)≤1.0×10-6mol·L-1,应保持溶液中c(Ba2+)≥mol·L-1。
(2)上述滴定不加稀硫酸酸化,MnO4―被还原成MnO2,其离子方程式为:
。
(3)通过计算确定样品的组成(写出计算过程)。
【参考答案】
(1)n(BaSO4)=0.5825g/233g·mol-1=2.50×10-3mol
(2)2MnO4-+5H2O2+6H+=2Mn2++8H2O+5O2↑
(3)n(H2O2)=5/2·(0.0200mol·L-1×25.00mL)/1000mL·L-1=1.25×10-3mol
m(Na2SO4)=142g·mol-1×2.50×10-3mol=0.355g
m(H2O2)=34g·mol-1×1.25×10-3mol=0.0425g
n(H2O)=[(1.7700g×25.00mL/100mL)-0.355g-0.0425g]/18g·mol-1
=2.5×10-3mol
x:
y:
z=n(Na2SO4):
n(H2O2):
n(H2O)=2:
1:
2
硫酸钠-过氧化氢加合物的化学式为2Na2SO4·H2O2·2H2O
【解析】此题属于物质组成分析与化学综合计算题。
利用氧化还原反应滴定进行成分析,运用元素守恒进行推理计算,兼有溶度积常计算,离子方程式书写。
【备考提示】可见,高三复习还得紧紧抓住元素守恒守恒、质量守恒、电荷守恒、极端分析等化学常用分析方法。
5.[2018·江苏化学卷20](14分)铝是地壳中含量最高的金属元素,其单质及合金在生产生活中的应用日趋广泛。
(1)真空碳热还原-氯化法可实现由铝矿制备金属铝,其相关的热化学方程式如下:
Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s)=3AlCl(g)+3CO(g)△H=akJ·mol-1
3AlCl(g)=3Al(l)+AlCl3(g)△H=bkJ·mol-1
①反应Al2O3(s)+3C(s)=2Al(l)+3CO(g)的△H=kJ·mol-1(用含a、b的代数式表示)。
②Al4C3是反应过程的中间产物。
Al4C3与盐酸反应(产物之一是含氢量最高的烃)的化学方程式。
(2)镁铝合金(Mg17Al12)是一种潜在的贮氢材料,可在氩气保护下,将一定化学计量比的Mg、Al单质在一定温度下熔炼获得。
该合金在一定条件下完全吸氢的反应方程式为
Mg17Al12+17H2=17MgH2+12Al。
得到的混合物Y(17MgH2+12Al)在一定条件下释放出氢气。
①熔炼制备镁铝合金(Mg17Al12)时通入氩气的目的是。
②在6.0mol·L-1HCl溶液中,混合物Y能完全释放出H2。
1molMg17Al12完全吸氢后得到的混合物Y与上述盐酸完全反应,释放出H2的物质的量为。
③在0.5mol·L-1NaOH和1.0mol·L-1MgCl2溶液中,
混合物Y均只能部分放出氢气,反应后残留固体物质X-射线衍射谱图如右图所示(X-射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在,不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同)。
在上述NaOH溶液中,混合物Y中产生氢气的主要物质是
(填化学式)。
(3)铝电池性能优越,Al-AgO电池可用作水下
动力电源,其原理如右下图所示。
该电池反应
的化学方程式为:
。
【参考答案】
(1)①a+b
②Al4C3+12HCl=4AlCl3+3CH4↑
(2)①防止MgAl被空气氧化
②52mol
③Al
(3)2Al+3AgO+2NaOH=2NaAlO2+3Ag+H2O
【解析】此题以新能源、新材料为背景涉及元素化合物性质、热化学方程式和电极反应方程式的书写、读图读表计算与分析的综合题,是以常见物质相关的化学知识在生产、生活中具体运用的典型试题。
【备考提示】高三复习一定要关注社会、关注生活、关注新能源新材料、关注环境保护与社会发展,适度加强综合训练,把学生的能力培养放在高三复习的第一位。
6.[2018·海南化学卷6]将0.195g锌粉加入到200mL的0.100mol·L-1MO2+溶液中,恰好完全反应,那么还原产物可能是
A.MB.M2+C、M3+D.MO2+
B【解析】根据得失电子守恒可计算:
0.195g锌粉(0.003mol)失去的电子为0.006mol;MO2+中M的化合价为+5,设其降低为+x价,那么有:
(5-x)×0.02×0.1=0.006,解得x=2,故B选项正确。
7.[2018·海南化学卷7]NA为阿伏加德罗常数的数值,以下说法中正确的选项是
A、在密闭容器中加入l.5molH2和0.5molN2,充分反应后可得到NH3分子数为NAB、一定条件下,2.3g的Na完全与O2反应生成3.6g产物时失去的电子数为0.1NAC、1.0L的0.1mol·L-1Na2S溶液中含有的S2-离子数为0.1NA
D、标准状况下,22.4L的CCl4中含有的CCl4分子数为NA
B【解析】因合成氨的反应为可逆反应,不能进行到底,A选项错;2.3g钠(0.1mol)不论生成氧化钠还是过氧化钠,都生成+1价的Na+,都会失去0.1mol电子,B选项正确;因S2-离子会水解,使其数目小于0.1NA,C选项错;标准状况下CCl4是液态,不能应用标准状况的气体摩尔体积计算,D选项错。
8.[2018·海南化学卷11]25℃时,amol·L-1一元酸HA与bmol·L-1NaOH等体积混合后,pH为7,那么以下关系一定正确的选项是
A、a=bB、a>bC、c(A-)=c(Na+)D、c(A-)C【解析】pH为7,说明混合后的溶液显中性,根据溶液中的电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(A-),可知c(Na+)=c(A-),故C选项正确。
假设HA为强酸,那么a=b,假设HA为弱酸,那么应是a>b,现在不知是强酸还是弱酸,故无法确定a和b的关系,故A、B、D选项错误。
9.[2018·海南化学卷13](8分)氮元素的氢化物和氧化物在工业生产和国防建设中都有广泛应用,回答以下问题:
(1)氮元素原子的L层电子数为;
(2)NH3与NaClO反应可得到肼(N2H4),该反应的化学方程式为;
(3)肼可作为火箭发动机的燃料,与氧化剂N2H4反应生成N2和水蒸气。
:
①N2(g)+2O2(g)=N2H4
(1)△H1=-195kJ·mol-1
②
(1)+O2(g)=N2(g)+2H2O△H2=-534.2kJ·mol-1
写出肼和N2H4反应的热化学方程式;
(4)肼一空气燃料电池是一种碱性电池,该电池放电时,负极的反应式为。
【答案】
(1)5
(2)2NH3+NaClO==N2H4+NaCl+H2O
(3)2N2H4
(1)+N2O4
(1)==3N2(g)+4H2O(g)△H=-1048.9kJ·mol-1
(4)2N2H4-4e-+4OH-==2N2+4H2O
【解析】
(1)N原子的原子结构示意图为:
,故其L层上有5个电子;
(2)NH3+NaClO——N2H4,根据元素守恒还应生成NaCl和H2O,观察法可配平方程式为2NH3+NaClO==N2H4+NaCl+H2O;
(3)肼与N2O4反应生成N2和水蒸气:
2N2H4+N2O4==3N2+4H2O,观察的两个热方程式可知,②×2-①得:
2N2H4
(1)+N2O4
(1)==3N2(g)+4H2O(g)△H=△H2×2-△H1==-1048.9kJ·mol-1
(4)“肼—空气燃料电池是一种碱性电池”中O2在正极反应,故负极是肼发生反应:
2N2H4-4e-+4OH-==2N2+4H2O。
10.[2018·海南化学卷14](9分)在FeCl3溶液蚀刻铜箔制造电路板的工艺中,废液处理和资源回收的过程简述如下:
I:
向废液中投入过量铁屑,充分反应后分离出固体和滤液:
II:
向滤液中加入一定量石灰水,调节溶液pH,同时鼓入足量的空气。
己知:
Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38
回答以下问题:
(1)FeCl3蚀刻铜箔反应的离子方程式为:
(2)过程I加入铁屑的主要作用是,分离得到固体的主要成分是,从固体中分离出铜需采用的方法是;
(3)过程II中发生反应的化学方程式为;
(4)过程II中调节溶液的pH为5,金属离子浓度为。
(列式计算)
【答案】
(1)2Fe3++Cu==2Fe2++Cu2+;
(2)回收铜Cu和Fe加入过量的盐酸后过滤。
(3)FeCl2+Ca(OH)2==CaCl2+Fe(OH)2↓4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3
(4)4.0×10-11mol·L-1
【解析】
(1)Fe3+具有强氧化性,能将Cu氧化,其离子方程式为2Fe3++Cu==2Fe2++Cu2+;
(2)废液中中含有Fe2+和Cu2+,加入过量的铁屑发生的反应为:
Fe+Cu2+=Fe2++Cu,故铁屑的作用是回收铜,分离得到的固体为Cu和Fe的混合物,从中得到铜的方法是先加入过量的盐酸,再过滤。
(3)“向滤液中加入一定量石灰水”发生的反应为:
FeCl2+Ca(OH)2==CaCl2+Fe(OH)2↓;“鼓入足量的空气”发生的反应为:
4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3。
(4)据KSP[Fe(OH)3]=c(Fe3+〕·[c(OH-)]3=4.0×10-38,pH=5那么c(OH-)=10-9mol·L-1,可知c(Fe3+〕=4.0×10-11mol·L-1。
11.[2018·海南化学卷15](9分)A(g)+B(g)
C(g)+D(g)反应的平衡常数和温度的关系如下:
|温度/℃
700
900
830
1000
1200
平衡常数
1.7
1.1
1.0
0.6
0.4
回答以下问题:
(1)该反应的平衡常数表达式K=,△H0〔填“<”“>”“=”);
(2)830℃时,向一个5L的密闭容器中充入0.20mol的A和0.80mol的B,如反应初始6s内A的平均反应速率v(A)=0、003mol·L-1·s-1。
,那么6s时c(A)=mol·L-1,C的物质的量为mol;假设反应经一段时间后,达到平衡时A的转化率为,如果这时向该密闭容器中再充入1mol氩气,平衡时A的转化率为;
(3)判断该反应是否达到平衡的依据为(填正确选项前的字母):
A、压强不随时间改变b.气体的密度不随时间改变
c.c(A)不随时问改变d.单位时间里生成c和D的物质的量相等
(4)1200℃时反应C(g)+D(g)
A(g)+B(g)的平衡常数的值为。
【答案】
(1)
<
(2)0.022mol·L-10.09mol80%80%
(3)c
(4)2.5
【解析】
(1)因反应中的物质都是气体,据平衡常数的定义可知其K=
;由表中数据可知,温度升高,K值减小,说明升高温度向吸热的逆反应方向移动,故正反应为放热反应,即ΔH<0。
(2)υ(A)=0.003mol·L-1·s-1,那么6s后A减少的浓度c(A)=υ(A)t=0.018mol·L-1,故剩余的A的浓度为
-0.018mol·L-1=0.022mol·L-1;A减少的物质的量为0.018mol·L-1×5L=0.09mol,根据方程式的系数关系,生成的C的物质的量也为0.09mol。
设830℃达平衡时,转化的A的浓度为x,那么:
A(g)+B(g)
C(g)+D(g)
起始浓度(mol·L-1)0.040.1600
转化浓度(mol·L-1)xxxx
平衡浓度(mol·L-1)0.04-x0.16-xxx
有:
=1,解得x=0.032,故A的转化率α(A)=
×100%=80%;由于容器的体积是固定的,通入氩气后各组分的浓度不变,反应速率不改变,平衡不移动。
(3)由于该反应是气体分子数不变的反应,容器中压强、气体的密度都永远不变,故a、b错;c(A)随反应的进行要减小,故c可以;不论是否达平衡,单位时间里生成C和D的物质的量永远相等,故d错。
(4)反应“C(g)+D(g)
A(g)+B(g)”与“A(g)+B(g)
C(g)+D(g)”互为逆反应,平衡常数互为倒数关系,故1200℃时,C(g)+D(g)
A(g)+B(g)的K=
=2.5。
12.[2018·海南化学卷16](9分)新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料,两电极上分别通入CH4和O2,电解质为KOH溶液。
某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源,进行饱和氧化钠辖液电解实验,如下图。
回答以下问题:
(1)甲烷燃料电池正极、负极的电极反应分别为、。
(2)闭合K开关后,a、b电极上均有气体产生、其中b电极上得到的是,电解氯化钠溶液的总反应方程式为;
(3)假设每个电池甲烷通如量为1L(标准状况),且反应完全,那么理论上通过电解池的电量为〔法拉第常数F=9.65×l04C·mol-1列式计算),最多能产生的氯气体积为L(标准状况)。
【答案】
(1)2O2+4H2O+8e-==8OH-CH4-8e-+10OH-==CO32-+7H2O
(2)H22NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑
(3)3.45×104C4L
【解析】
(1)在碱性溶液中,甲烷燃料电池的总反应式为:
CH4+2O2+2OH-==CO32-+3H2O,正极是:
2O2+4H2O+8e-==8OH-,负极是:
CH4-8e-+10OH-==CO32-+7H2O。
(2)b电极与通入甲烷的电极相连,作阴极,是H+放电,生成H2;电解氯化钠溶液的总反应方程式为:
2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑。
(3)根据得失电子守恒,可得:
1molCH4~8mole-~4molCl2,故假设每个电池甲烷通入量为1L(标准状况),生成4LCl2;电解池通过的电量为
×8×9.65×l04C·mol-1=3.45×104C(题中虽然有两个燃料电池,但电子的传递量只能用一个池的甲烷量计算)。
13.[2018·海南化学卷19-II](14分)铜在我国有色金属材料的消费中仅次于铝,广泛地应用于电气、机械制造、国防等领域。
回答以下问题:
(1)铜原子基态电子排布式为;
(2)用晶体的x射线衍射法可以测得阿伏加德罗常数。
对金属铜的测定得到以下结果:
晶胞为面心立方最密堆积,边长为361pm。
又知铜的密度为9.00g·cm-3,那么镉晶胞的体积是
cm3、晶胞的质量是g,阿伏加德罗常数为(列式计算,己知Ar(Cu)=63.6);
(3)氯和钾与不同价态的铜可生成两种化合物,这两种化合物都可用于催化乙炔聚合,其阴离子均为无限长链结构(如下图),a位置上Cl原子的杂化轨道类型为。
其中一种化合物的化学式为KCuCl3,另一种的化学式为;
(4)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,反应的化学方应程式为。
【答案】
(1)1s22s22p63s23p63d104s1
(2)4.7×10-23cm34.23×10-22gAr(Cu)=63.6g/mol=
×NA,得NA=6.01×1023mol-1。
(3)sp3K2CuCl3
(4)过氧化氢为氧化剂,氨与Cu形成配离子,两者相互促进使反应进行;
Cu+H2O2+4NH3=Cu(NH3)42++2OH—
【解析】
(1)铜是29号元素,其基态原子的电子排布式为:
1s22s22p63s23p63d104s1。
(2)铜的晶胞为面心立方最密堆积,一个晶胞能分摊到4个Cu原子;1pm=10-10cm,故一个晶胞的体积为(361×10-10cm)3=4.7×10-23cm3;一个晶胞的质量为4.7×10-23cm3×9.00g·cm-3=4.23×10-22g;由Ar(Cu)=63.6g/mol=
×NA,得NA=6.01×1023mol-1。
(3)KCuCl3中Cu元素的化合价为+2,那么另一种无限长链结构中的Cu元素的化合价为+1,CuCl3原子团的化合价为-2,故其化学式为K2CuCl3。
(4)“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”,这是两种物质共同作用的结果:
过氧化氢具有强氧化性,而氨水能与Cu2+形成配合物。
15.[2018·安徽理综化学卷12]氢氟酸是一种弱酸,可用来刻蚀玻璃。
25°C时:
①
·
②
在20ml.0.1mol
氢氟酸的电离方程式及热效应可表示为:
A、
B、当V=20时,溶液中:
C、当V=20时,溶液中:
·
D、当V>0时,溶液中一定存在
〕
B【解析】此题考查盖斯定律的应用及溶液中离子浓度大小的比较,旨在考查考生对所学生所学知识的整合及应用能力。
根据盖斯定律,将①式减去②式可得:
HF(aq)
H+(aq)+F-(aq)ΔH=-10.4kJ·mol-1,故A项错误。
当V=20时,两者恰好完全反应生成NaF,溶液中存在质子守恒关系:
c(OH-)=c(HF)+c(H+);因F-水解,故溶液中存在:
c(F-)<c(Na+)=0.05mol·L-1,故B项正确,C项错误。
D项,溶液中离子浓度的大小取决于V的大小,离子浓度大小关系可能为c(F-)>c(H+)>c(Na+)>c(OH-)或c(F-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)或c(Na+)=c(F-)>c(OH-)=c(H+)或c(Na+)>c(F-)>c(OH-)>c(H+),故D项错误。
17.[2018·浙江理综化学卷12]以下说法正确的选项是:
A、在100℃、101kPa条件下,液态水的气化热为40.69kJ·mol-1,那么H2O(g)
H2O(l)的ΔH=40.69kJ·mol-1
B、MgCO3的Ksp=6.82×10-6,那么所有含有固体MgCO3的溶液中,都有c(Mg2+)=c(CO32-),且c(Mg2+)·c(CO32-)=6.82×10-6
C、:
共价键
C-C
C=C
C-H
H-H
键能/kJ·mol-1
348
610
413
436
那么可以计算出反应
的ΔH为-384kJ·mol-1