专题八化学计算终.docx

1、专题八化学计算终专题八 化学计算考点回顾：1掌握有关相对原子质量、相对分子质量及确定分子式的计算。2掌握有关物质的量的计算。3掌握有关气体摩尔体积的计算。4掌握有关溶液浓度（溶液中溶质的质量分数和物质的量浓度）的计算。5掌握利用化学方程式的计算。6掌握有关物质溶解度的简单计算。7掌握有关溶液pH与氢离子浓度、氢氧根离子浓度的简单计算。8掌握有关燃烧热的简单计算。9以上各类化学计算的综合运用。命题规律：1有关化学式的计算是高考的重要考点，它往往以确定物质的组成、推测有机物的结构等题目呈现，试卷II有机命题的一种常见形式。2有关物质的量、气体摩尔体积、阿伏加德罗常数、溶液的浓度、溶解度等化学基本计

2、算常以选择题的形式出现，且难度适中。3根据化学方程式的计算是高考命题的传统题目，且命题方式多变，但近几年将化学题数学化已成为高考中的一大亮点。4将化学平衡与化学计算融为一体，能真正考查学生的抽象思维能力与计算能力。考查时常常用“等效平衡”思想来解决实际问题。5酸碱中和、热化学方程式、反应热的计算在高考中也占有一定的比重，且常考常新。知识扫描：1基本化学量的计算请填写下表）化 学 量常 用 基 公 式 和 方 法物质的量（n）所体摩尔体积（Vm）相对分子质量（Mr）物质的量浓度（cB）溶质的质量分数（W）水的电离及溶液pH值2计算量关系（1）以物质的量为中心的计算。（2）以分子式为中心的计算（3

3、）以化学方程式为中心的计算（4）有关溶液的计算（5）酸碱溶液及pH计算Kw余OH-余H+Kw余C(OH-)先求C(H+)2方法技巧（1）差量法 根据物质发生化学反应的方程式，找出反应物与生成物中某化学量从始态到终态的差量关系进行列式，实际上是比例法。其解题关键是正确找出化学方程式中的差量（标准差）和实际发生化学反应的差量（实际差），这些差往往是同一物理量（同一单位）的差量。具体有质量差；气体体积差；物质的量的差。另外还有压强差、溶解度差以及热量差等。（2）守恒法 利用反应体系中变化前后，某些物理量和化学量在始态和终态时不发生变化的规律列式计算，特别是有关混合物和反应关系复杂的计算问题，无须考虑

4、反应体系中各组分之间相互作用的过程，也无须考虑变化所经历的具体途径。实际上是一种整体思维方式。主要有：质量守恒：某元素原子质量、某物质的质量、某些物质的质量之和等反应前后不变。原子（或离子）个数守恒：反应前后，原子或离子种类和个数不变。电荷守恒：溶液或固体中，阳离子所带电荷总数等于阴离子所带电荷总数。电子守恒：氧化还原反应中，氧化剂与还原剂得失电子总数相等；原电池或电解池中，两极得失电子总数相等。化合价数值守恒：化学式中各元素化合价的代数和为零，由此可确定某些物质的化学式或某元素的化合价。浓度守恒：一定温度下的饱和溶液，无论蒸发溶剂，还是添加溶质，析出晶体后，其物质的量浓度、溶质的质量分数不变

5、。溶质守恒：溶液在稀释、浓缩、结晶或加溶质、溶解等过程中，溶质的质量、物质的量守恒。（3）平均法 这是解答有关混合物计算的常用的方法之一，当两种或两种以上物质混合时，无论以何种比例混合，总存在某些方面的一个平均值，其平均值一定介于描述物质的最大值与最小值之间。只要抓住平均值，就能化繁为简。（4）关系式法 对于多步反应体系，可找出起始物质和最终求解物质之间的定量关系，直接列出比列式进行计算，可免去中间繁琐的计算过程。具体有：多步反应关系式法：对没有副反应的多步连续反应，可利用开始与最后某一元素不变的关系，建立相应关系式解题。循环反应关系式法：可将几个循环反应加和，消去其中某些中间产物，建立一个总

6、的化学方程式，据此总的化学方程式列关系式解题。（5）十字交叉法 这实际是一种数学方法的演变，关键是找出交叉点（平均值）后，弄清已知量和未知量之间的关系。（6）端值分析法 当两种或多种物质混合无法确定成分及其含量时，可对数据推向极端进行计算或分析，假设混合物质量全部为其中的某一成分，虽然极端往往是不可能存在，但能使问题单一化，起到了出奇制胜的解题效果，常用于混合物与其他物质反应、化学平衡混合体系等计算。（7）讨论法 当化学计算中，不确定因素较多和不同情况下会出现多种答案时，就要结合不同情况进行讨论。将不确定条件转化为已知条件，提出各种可能答案的前提，运用数学方法，在化学知识的范围内进行讨论、计算

7、、推断，最后得出结果。讨论法是解决化学计算凝难问题的重要而有效的方法，要善于挖掘题目所给的隐含条件，全面分析出可能出现的情况，防止漏解、错解和出现不合理的解。具体有：不同结果的讨论 同样的物质起反应，会因条件的不同而产生不同的生成物。反应物相对量不同的讨论 同量的物质起反应，会因反应物之间的量的比例不同而产物不同。 运用不定方程或函数关系进行讨论 用尽所有数据，仍找不到足够的代数方程式组成方程式组求解，即可建立不定方程或函数关系式，对某一变量进行合理化的取值，即可找到相应合理条件下的有关答案。另外，还有混合物中各物质反应时，各自过量的讨论；缺数据计算题的讨论；由生成物种类确定反应物相对用量取值

8、范围的讨论。3化学计算解题思路（1）认真审题，吃透题意。首先必须认真阅读全题，了解题目的全貌，然后再进行细读，要注意题目设问的层次，对关键的地方要“咬文嚼字”，反复推敲，充分挖掘题示信息 同时理顺题目的化学变化，或是实验操作的过程路线，必要时可画出变化的线路图，明晰题意。（2）全面分析。找出题目中要求的内容和提供的条件，分析它们与那些概念、公式、理论和物质的性质有关，逐步地找出要求解答的问题与已知条件的联系，抓住解题的关键，形成正确简捷的思路和解题方案，确定解题步骤。（3）分析数据的含义，注意单位。（4）挖掘隐含条件。（5）一般要转化为物质的量为中心的计算，并注意其他物理量的变换。（6）根据题

9、意设待求物质的质量、物质的量或体积等。（7）根据题意正确写出所有反应的化学方程式（多步反应要列关系式）。（8）根据化学方程式找出已知物与未知物的量的关系，或电子转移关系、热量关系、差量关系等。（9）列式、求解、讨论。注意寻求最简计算过程，力求快解、巧解。同时要注意规范步骤，运用正确，注意量纲和有效数字。（10）检查答案的合理性，反复验算数据和结果。例1 将KCl和CrCl3两种固体混合物共熔制得化合物X，X由K、Cl、Cr元素组成。将1.892gX中Cr元素全部氧化成Cr2O72-, Cr2O72-在过量的KI中可氧化出2.667g I，反应的离子方程式是：Cr2O72I14H2Cr33 IH

10、2O，如果取溶有1.892g X的溶液，加入过量的AgNO3，可得4.52gAgCl沉淀，则表示组成的化学式为AK3Cr2Cl7 BK3Cr2Cl5CK3Cr2Cl9 DK2CrCl4解析：本题考查学生信息处理能力和基础知识的应用能力，充分利用氧化还原反应的知识来解答，同时利用化合价的代数和为零，n(Cr3+)=2.667/(1272)2/3=0.007(mol) n(Cl)=4.52/143.5=0.0315(mol) n(Cr3+) n(Cl)=29答案：C例2 （2004年重庆）粉末状试样A是由等物质的量的MgO和Fe2O3组成的混合物。进行如下实验：取适量A进行铝热反应，产物中有单质B

11、生成；另取20 g A全部溶于0.15 L 6.0 mol盐酸中，得溶液C；将中得到的单质B和溶液C反应，放出 l.12 L（标况）气体，同时生成溶液D，还残留有固体物质B；用KSCN溶液检验时，溶液D不变色。请填空：（1）中引发铝热反应的实验操作是_，产物中的单质B是_。（2）中所发生的各反应的化学方程式是_。（3）中所发生的各反应的离子方程式是_ _ _。（4）若溶液D的体积仍视为0.15 L，则该溶液中c（Mg2+）为_， c（Fe2+）为_。答案：（1）加少量KClO3，插上Mg条并将其点燃 Fe （2）Fe2O36HCl2FeCl33H2O MgO2HClMgCl2H2O （3）Fe

12、2H+Fe2+H2 Fe2Fe3+3Fe2+（4）c（Mg2+） 0.67mol， c（Fe2+） 2.3mol。例3 超细氮化铝粉末被广泛应用于大规模集成电路生产等领域。其制取原理为：Al2O3N23C2AlN3CO由于反应不完全，氮化铝产品中往往含有炭和氧化铝杂质。为测定该产品中有关成分的含量，进行了以下两个实验：（1）称取10.00 g样品，将其加入过量的NaOH浓溶液中共热并蒸干，AlN跟NaOH溶液反应生成NaAlO2，并放出氨气3.36 L（标准状况）。上述反应的化学方程式为 ；该样品中的A1N的质量分数为 。（2）另取10.00 g样品置于反应器中，通入2.016 L（标准状况）

13、O2，在高温下充分反应后测得气体的密度为1.34 gL1（已折算成标准状况，AlN不跟O2反应）。该样品中含杂质炭 g。解析：本题综合性强，第一问除了考查考生化学方程式书写外，还考查考生根据化学方程式的计算的能力；第二问是有关混合物的计算，相对难度较大些，主要考查考生掌握解题技巧的水平。（1）设10 g样品中含AlN的质量为x，则由 AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH341g 22.4 LX 3.36 LX=41g3.36 L/22.4 L=6.15 g样品中氮化铝的质量分数为：6.15 g/10 g=0.615（2）通入氧气的物质的量为2.016 L/22.4 Lmol-1 = 0

14、.09 mol，所得气体的平均相对分子质量为：1.34 gL122.4 Lmol1=30.00 g/mol 32 g/mol，故所得气体必为CO和CO2的混合物，设CO、CO2的物质的量分别为x、y，根据氧原子守恒有x+2y=0.09X2 mol 又根据平均摩尔质量的概念有0.09 mol32g/mol+12(x+y)=(x+y)30 g/mol 联立两式解得：x=0.14 mol ，y=0.02 mol，10 g该样品中含杂质炭的质量为：(0.14 mol+0.02 mol)12 g/mol=1.92 g。答案：（1）AlNNaOHH2O = NaAlO2NH3 （2）61.5 （3）1.9

15、2例4 合成氨原料可以由天然气制取。其主要反应为：CH4（g）H2O（g）CO（g）3H2（g）（1）1m3（标准状况）CH4按上式完全反应，产生H2 mol。（2）CH4和O2的反应为：2CH4（g）O2（g）2CO（g）4H2（g）设CH4同时和H2O（g）及O2（g）反应。1m3（标准状况）CH4按上述两式完全反应，产物气体的体积V（标准状况）为 。气体COH2N2O2体积（L）2560152.5（3）CH4和H2O（g）及富氧空气（O2含量较高，不同富氧空气氧气含量不同）混合反应，产物气体组成如下表：计算该富氧空气中O2和N2的体积比V（O2）V（N2）。（4）若CH4和H2O（g）及

16、富氧空气混合反应的产物中，V（H2）V（N2）31 （合成氨反应的最佳比），则反应中的H2O（g）和富氧空气的体积比为何值?提示：本题共四问，难度逐渐增大，最后两问思维层次较高。旨在考查考生根据化学方程式计算的能力，以及体现的思维敏捷性、严密性。（1）从方程式可知1m3CH4完全反应可产生H23 m3，换算成物质的量为133.9 mol。（2）由反应CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)知1m3标准状况的甲烷产生气体的体积为4m3，而1m3CH4在标准状况下按反应2CH4(g)+O2(g)=2CO(g)+4H2(g)进行时产生气体的体积为3m3，故1m3CH4同时按上述两种反应进

17、行时产生气体的体积介于3m34m3。答案： （1）133.9 （2）3m3V4m3（3）设H2O为Xmol，O2为Ymol则： X10 Y7.5V(O2)/V(N2) (7.52.5)/152/3（4）设富氧空气中O2的体积分数为a，反应用去的H2O（g）与富氧空气的体积分别为X、Y。（3X4aY）/(1a)Y3/1 X/Y17/3a（用其它方法解得也给分）能力提升： 1NA代表阿伏加德常数，下列说法正确的是 A在同温同压时，相同体积的任何气体单质所含的原子数目相同B2 g氢气所含原子数目为NAC在常温常压下，11.2 L氮气所含的原子数目为NAD17 g氨气所含电子数目为10 NA提示：根据

18、阿伏加德罗定律“在同温同压下，相同体积的任何气体含有相同数目的分子，而分子的组成不同，因此不一定含有相同数目的原子，选项错误。2g H2的物质的量为1 mol所含氢原子数为2NA,选项B错误；C答案的前提是常温常压，而不是标准状况，因此11.2LN2的物质的量不是0.5mol,所含原子数目不是NA,C选项错误；17 g NH3的物质的量为1mol，所含电子数目为10NA,故正确答案为D.答案：D点拨：本题考查以物质的量为中心的计算问题，重点是摩尔与阿伏加德罗常数的关系，每一选项都有易疏忽的地方，检查考生仔细分析问题的能力。特别注意用气体摩尔体积22.4 L/mol时要注意是否标准状况、该物质在

19、标准状况下是否是气体。2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amolL1和bmolL1。则a与b的关系为 Aa=b Ba=2b C2a=b Da=5b提示：等质量的CuO和MgO物质的量之比为1:2。根据反应关系CuOCu(NO3)2和MgOMg(NO3)2，溶液中溶质的物质的量之比为1:2，浓度之比为12，即2a=b答案：C3（2005年全国高考）等物质的量的主族金属A、B、C分别与足量的稀酸反应所得氢气的体积依次为VA、VB、VC，已知VB=2VC，且VA=VB+VC，则在C的生成物中，该金属元素的化合价为 （ ） A+

20、1 B+2 C+3 D+4提示：主族金属元素的可能价态只有+1、+2、+3，不同的主族金属元素与足量酸反应的方程式和生成氢气的体积（标准状况）为：1mol一价金属产生11.2 L氢气，1 mol二价金属产生22.4 L氢气，1 mol三价金属产生33.6 L氢气。结合题目给出的VB=2Vc、VA=VB+Vc知道B一定为+2价金属，C一定为+1价金属，A为+3价金属。答案：A4（2005年全国高考）已知Q与R的摩尔质量之比为922，在反应X+2Y=2Q+R中，当1.6 g X与Y完全反应后，生成4.4 g R，则参与反应的Y和生成物Q的质量之比为 A469 B329 C239 D169提示：已知

21、Q与R的摩尔质量之比为922，结合方程式可以知道，反应生成的Q和R的质量比为1822，即1.6 g X与Y反应后，生成了4.4 g R，同时生成了4.4 g 18/22= 3.6 g Q，故参加反应的Y的质量为：3.6 g + 4.4 g -1.6 g = 6.4 g，所以参加反应的Y和生成物Q的质量比为：6.4 g/3.6 g=16/9。答案：D5某500 mL溶液中含0.1 mol Fe2+、0.2 mol Fe3+，加入0.2 mol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）（ ）A0.4 mol/L B0.6 mol/L C0.8 mol/L D

22、1.0 mol/L提示：本题主要考查铁及其化合物的性质和有关计算。由反应2Fe3+Fe=3Fe2+可知铁粉过量，0.2 mol Fe3+与过量铁粉作用生成0.3 mol Fe2+，故反应后Fe2+的总物质的量为0.4 mol，溶液中C(Fe2+)=0.4 mol/0.5 L=0.8 mol/L 。答案：C6含8.0 g NaOH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（ ）ANa2S BNaHSCNa2S和NaHS DNaOH和NaHS提示：本题主要考查H2S的性质及讨论型计算题的解题方法。由n(NaOH)=8.0 g/40 gmol-

23、1=0.20 mol，则当NaOH全部生成Na2S时，m(Na2S)=0.2mol78 gmol/2=7.8g,若NaOH全部生成NaHS时，m(NaHS)=0.20mol56 gmol-1=11.2 g，而7.87.98.0，故该无水物可能为NaOH和Na2S的混合物，也可能为Na2S和NaHS的混合物。答案：A7(2005年广东高考) 将钠、镁、铝0.3 mol分别放入100 mL 1 mol的盐酸中，同温同压下产生的气体体积比是A123 B632 C311 D111提示：本题主要考查金属与水、酸反应的实质，根据金属与酸反应的实质：2M+2nH+=2Mn+nH2，可知三种金属都过量，而铝、

24、镁在常温下都不与水反应，按盐酸计算，两者产生气体体积都为0.05 mol，金属钠可继续与水反应最终产生0.15 mol氢气，即同温同压下产生气体的体积比为0.15 mol0.05 mol0.05 mol=311。 答案：C8将NaClO3和Na2SO3按物质的量比21加入烧瓶中，再滴入少量H2SO4溶液并用水溶解、加热，产生棕黄色气体X，反应后测得NaClO3和Na2SO3恰好完全反应。则X为ACl2 BCl2O CC1O2 DCl2O3提示：本题考查在氧化还原反应中得失电子守恒。设氯元素化合价下降n价，则2n=12，n=1，故X中的氯应为+4价，应选答案C。答案：C9以NA代表阿伏加德罗常数

25、，则对下列热化学方程式 C2H2 (g)+ 5/2O2(g)=2CO2 (g)+H2O(1)；H= 一1300 kJmol 的说法正确的是 A有10 NA个电子转移时，吸收1300 KJ的能量 B有NA个水分子生成时，吸收1300 KJ的能量 C有NA个二氧化碳分子生成时，放出1300 kJ的能量 D有NA个CC三键断裂时，放出1300 kJ的能量答案：D10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 （ ） A341 B332 C673 D690提示：同温同压下体积比等于物质的量之比。依题意，若原气

26、体共9 mol，三种气体各3mol，则现在混合气体共8 mol.由2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2知，消耗2 molCO2增加1molO2，故现在三种气体比应为341。答案：A1120时，饱和KCl溶液的密度1.174gcm-3，物质的量的浓度为4.0 molL-1，则下列说法中不正确的是A25时，饱和KCl溶液的浓度大于4.0 molL-1B此溶液中KCl的质量分数为C20时，密度小于1.174gcm-3的KCl溶液是不饱和溶液D将此溶液蒸发部分水，再恢复到20时，溶液密度一定大于1.174gcm-3答案：D12在一定温度下，一定体积的的密闭容器中有如下平衡：H2（g）+I2（g

27、）2HI（g）。已知H2和I2的起始浓度均为0.10 molL-1，达到平衡时HI的浓度为0.16 molL-1。若H2和I2的起始浓度均变为0.20 molL-1，则平衡时H2的浓度（molL-1）是A0.16 B0.08 C0.04 D0.02答案：C13CS2在氧气中燃烧生成SO2和CO2，用0.228 g CS2在448 ml O2中燃烧后，冷却到标准状况下，气体体积为（已知CS2为液体）A224 mlB201.6 mlC336 mlD448 ml提示：由反应CS2(l)+3O2(g)=2SO2(g)+CO2(g)可知，反应前后气体的体积不变，所以反应后冷却到标准转况下，气体的体积仍为

28、448 ml.答案：D14（2004年全国试测题）CuCO3 和Cu2(OH)2CO3的混合物34.6 g ，可恰好完全溶解于300ml、2 mol.L-1的盐酸溶液中，加热分解等量的这种混合物可得CuO A16.0 g B19.2 g C24.0 gD30.6 g提示：本题考查学生的综合应用能力，用一般的解法就较复杂，如果用“Cu原子守恒”和“关系式法”来解，就变得很简单了：CuCl22HCl由这一关系式可得CuCl2为0.3mol，CuCO3 CuO ，Cu2(OH)2CO32 CuO，CuO2HCl 。答案：C15 将含有O2和CH4的混合气体置于盛有23.4 g Na2O2的密闭容器中

29、，电火花点燃，反应结束后，容器内的压强为零（150），将残留物溶于水中，无气体产生。下列叙述正确的是A原混合气体中O2和CH4的体积比为2B残留物只有Na2CO3C原混合气体中O2与CH4的物质的量之比为12D残留物只有Na2CO3、NaOH和Na2O2提示：本题考查元素及化合物知识，属于基本题型，但同时也考查学生的知识应用能力，特别是“原子守恒”、“差量法”的运用。反应的总方程式为： 2CH4+O2+6Na2O2=2Na2CO3+8NaOH答案：C 16有三种不同质量比的氧化铜与炭粉的混合物样品、。甲、乙、丙三同学各取一种样品，加强热充分反应，测定各样品中氧化铜的量。（1）甲取样品强热，若所得固体为金属铜，将其置于足量的稀硝酸中微热，产生1.12 L气体（标准状况），则样品中氧化铜的质量为 g.（2）乙取样品 a