高考化学计算题讲义印.docx

1、高考化学计算题讲义印解计算题的方法一、差量法差量法是依据化学反应前后的某些“差量”（ 固体质量差、溶液质量差、气体体积差、气体的物质的量之差等）与反应或生成物的变化量成正比而建立的一种解题方法。此法将“差量”看作化学方程式右端的一项，将已知质量（实际质量）与化学方程式中的对应差量（理论差量）列成比例，其他解题步骤与按化学方程式列比例或解题完全一样。（一）质量差法【例题9】在1升2摩/升的稀硝酸溶液中加入一定量的铜粉，充分反应后溶液的质量增加了13.2克，问：（1）加入的铜粉是多少克？（2）理论上可产生NO气体多少升？（标准状况）【分析】硝酸是过量的，不能用硝酸的量来求解。铜跟硝酸反应后溶液增重

2、，原因是生成了硝酸铜，所以可利用这个变化进行求解。 3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO+ 4H2O 增重 192 44.8 636-504=132 X克 Y升 13.2 可得X=19.2克，Y=4.48升【练习】1.在天平两盘内各放有等质量等体积的烧杯，分别盛有同物质的量同体积的盐酸，天平平衡。再分别加人一定量的镁、铝，充分反应后，若使天平仍然保持平衡，则加人镁、铝的物质的量之比为（ ）（A）9：8 （B）11：12 （C）12：11 （D）3：42.将4.6g钠和4.8g镁分别投入盛有等物质的量浓度、等体积的稀硫酸的两个烧杯中，充分反应后，所得溶液总质量分别为mg和n

3、g，则不可能的关系为（ ）（A）m=n （B）mn （C）mn （D）mn（二）体积差法【例题10】10毫升某气态烃在80毫升氧气中完全燃烧后，恢复到原来状况（1.01105Pa , 270C）时，测得气体体积为70毫升，求此烃的分子式。【分析】原混和气体总体积为90毫升，反应后为70毫升，体积减少了20毫升。剩余气体应该是生成的二氧化碳和过量的氧气，下面可以利用烃的燃烧通式进行有关计算。 CxHy + （x+y/4）O2 xCO2 + y/2 H2O 体积减少1 1+y/410 20计算可得y=4 ，烃的分子式为C3H4或C2H4或CH4【练习】某体积可变的密闭容器，盛适量A和B的混合气体，

4、在一定条件下发生反应；A3B2C，若维持温度和压强不变，当达到平衡时，容器的体积为VL，其中C气体的体积占10，下列推断正确的是（ ）1 混和气体的为l.2L 原混合气体的体积为1.1L反应达平衡时气体A消耗掉0.05VL 反应达平衡时气体B消耗掉0.05VL（A） （B） （C） （D）（三）物质的量差法【例题11】白色固体PCl5受热即挥发并发生分解：PCl5（气）= PCl3（气）+ Cl2 现将5.84克PCl5装入2.05升真空密闭容器中，在2770C达到平衡时，容器内的压强为1.01105Pa ，经计算可知平衡时容器内混和气体物质的量为0.05摩，求平衡时PCl5的分解百分率。【分

5、析】原PCl5的物质的量为0.028摩，反应达到平衡时物质的量增加了0.022摩，根据化学方程式进行计算。 PCl5（气）= PCl3（气）+ Cl2 物质的量增加1 1 X 0.022计算可得有0.022摩PCl5分解，所以结果为78.6%【练习】可逆反应C（s）H2O（g）CO（g）H2（g），达平衡时，测得气体的总质量为mg，混合气体的物质的量为n mol。当改变条件使平衡向左移动达到新的平衡时，混合气体物质的量变化值为nx，且m12x，nx。请回答下列问题：（1）达新平衡时，混合气体的平均相对分子质量为 （2）达新平衡时，混合气体平均相对分子质量的变化值M （3）若混合气体的平均相对分

6、子质量呈下列变化趋势，请确定m和n的关系：若混合气体的平均相对分子质量增大，则有 若混合气体的平均相对分子质量不变，则有 若混合气体的平均相对分子质量减小，则有 1 差量法，08上海卷30生态溶液涉及农家肥料的综合利用，某种肥料经发酵得到一种含有甲烷、二氧化碳、氮气的混合气体。2.016L（标准状况）该气体通过盛有红色CuO粉末的硬质玻璃管，发生的反应为：CH44CuOCO22H2O 4Cu。当甲烷完全反应后，硬质玻璃管的质量减轻4.8g。将反应后产生的气体通过过量的澄清石灰水，充分吸收，生成沉淀8.5g。(1)原混合气体中甲烷的物质的量是_。(2)原混合气体中氮气的体积分数为多少？(写出计算

7、过程)解析：由于硬质玻璃管减少的质量为CuO中的氧的质量，所以n(CuO)= =0.3mol，由方程式可知反应的CH4的物质的量为0.075mol。生成的CO2也为0.075mol，将气体通过澄清的石灰水生成8.5g沉淀，所以n(CO2)=0.085mol，原混合气体中的n(CO2)=0.01mol，而气体的总物质的量为：0.09mol，所以n(N2)=0.005mol，N2的体积分数为：100%=5.56。 答案：（1）0.075mol。 (2）5.56。2 差量法，2010全国2在一定的温度、压强下，向100mLCH4和Ar的混合气体中通入400mLO2,点燃使其完全反应，恢复原状态混合气

8、体体积为460mL,则原混合气体中CH4与Ar的体积为A 1：3 B 1:4 C 1:5 D 1:63 差量法，09年全国1，11为了检验某含有杂质的样品的纯度，现将克样品加热，其质量变为g,，则该样品的纯度（质量分数）是 （）A. B. C. D.4（差量法，2011四川）25和101kPa时，乙烷、乙炔和丙烯组成的混合烃32mL,与过量氧气混合并完全燃烧，除去水蒸气，恢复到原来的温度和压强，气体总体积缩小了72mL，原混合烃中乙炔的体积分数为A. 12.5% B. 25% C. 50% D. 75%解析：设CXHY 4CnHm(4n+m)O24nCO22mH2O V 4 4n+m 4n 4

9、+m 32 72所以m5，即氢原子的平均值是5，由于乙烷和丙烯均含有6个氢原子，所以利用十字交叉法可计算出乙炔的体积分数： 。答案：B5 (差量法，2011上海20)过氧化钠可作为氧气的来源。常温常压下二氧化碳和过氧化钠反应后，若固体质量增加了28 g，反应中有关物质的物理量正确的是(NA表示阿伏加德罗常数) 二氧化碳碳酸钠转移的电子A1molNAB22.4L1molC106 g1molD106g2NA解析：二氧化碳和过氧化钠反应的方程式为：2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2，每生成1mol氧气，固体质量就增加56g、消耗2mol二氧化碳和2mol过氧化钠，同时生成2mol碳酸钠，而

10、转移的电子数是2mol。答案：AC二、守恒法利用电荷守恒和原子守恒为基础，就是巧妙地选择化学式中某两数（如化合价数、正负电荷总数）始终保持相等，或几个连续的化学方程式前后某微粒（如溶质原子、电子、离子）的物质的量保持不变，作为解题的依据，这样不用计算中间产物的物质的量，从而提高解题速度和准确性。1 38.4g铜（0.6mol）跟适量的浓硝酸反应，铜全部作用后，共收集到气体22.4L（标况），则反应消耗的硝酸的物质的量是（ ） A1.0 molB1.6 mol C2.2 mol D2.4 mol 2足量铜与一定量浓硝酸反应得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体，将这些气体1.68LO2

11、（标准状况0.075mol）混合后通入水中，所有气体完全被水吸收，所得硝酸溶液中加入5mol/LNaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀，则生成沉淀消耗NaOH溶液的体积是 （ ）A60mL B45mL C30mL D15mL3. 溶质中元素守恒向一定量的Fe、FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物中加入150mL4 molL-1的稀硝酸恰好使混合物完全溶解，放出2.24LNO（标准状况），往所得溶液中加入KSCN溶液，无红色出现。若用足量的H2在加热条件下还原相同质量的混合物，所得到的铁的物质的量为（ ） A0.21mol B0.25mol C0.3mol D0.35mol4 【溶质】0.6mol

12、 硝酸与一定量的镁铝铁合金反应生成0.15molNO和铁盐、铝盐、镁盐，再向反应后的溶液内加入3mol/L的NaOH溶液，使镁铝铁元素恰好完全转化为沉淀，所加入的NaOH溶液体积为A. 150mL B. 200mL C. 450mL D. 600mL5、 2009全国2，6物质的量之比为2：5的锌与稀硝酸反应，若硝酸被还原的产物为N2O，反应结束后锌没有剩余，则该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量之比是A. 1：4 B.1：5 C. 2：3 D.2：5【解析】设2molZn参与反应，因Zn无剩余，则最终生成了2molZn(NO3)2，显然含有4molNO3 ，这部分是没有参与氧化还原

13、反应的HNO3，根据得失电子守恒有：2n(Zn)=n(HNO3)4，则n(HNO3)=1mol，即有1molHNO3被还原。答案A2004年天津卷29.（14分）必修一N的性质之计算将32.64g铜与140mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2L。请回答：（1）NO的体积为 L，NO2的体积为 L。（2）待产生的气体全部释放后，向溶液加入的NaOH溶液，恰好使溶液中的全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为 mol/L。（3）欲使铜与硝酸反应生成的气体在溶液中全部转化为，至少需要30%的双氧水 g。29.（14分）（1）5.8 5.4 （2） （3

14、）57.8（一）原子个数守恒【例题1】某无水混合物由硫酸亚铁和硫酸铁FeSO4、Fe2(SO4)3组成，测知该混合物中的硫的质量分数为a，求混合物中铁的质量分数。【分析】根据化学式FeSO4、Fe2(SO4)3可看出，在这两种物质中S、O原子个数比为1：4，即无论这两种物质以何种比例混合，S、O的原子个数比始终为1：4。设含O的质量分数x，则32/64a/x，x2a。所以(Fe)13a【例题2】【2011全国卷13】某含铬Cr2O72-废水用硫酸亚铁铵FeSO4（NH4）2SO46H2O处理，反应中铁元素和铬元素完全转化为沉淀。该沉淀干燥后得到n molFeOFeyCrxO3。不考虑处理过程中

15、的实际损耗，下列叙述错误的是 A消耗硫酸亚铁铵的物质的量为 B处理废水中Cr2O72-的物质的量为 C反应中发生转移的电子数为 D在FeOFeyCrxO3中，3x=y A（二）电荷守恒即对任一电中性的体系，如化合物、混和物、溶液等，电荷的代数和为零，即正电荷总数和负电荷总数相等。【反应原理中电离与水解平衡】【例题3】在Na2SO4和K2SO4的混和溶液中，如果Na+=0.2molL，SO42-=x molL，K+=y molL，则x和y的关系是（A）x=0.5y (B)x=0.1+0.5y (C)y=2(x0.1) (D)y=2x0.1【分析】可假设溶液体积为1升，那么Na+物质的量为0.2摩

16、，SO42-物质的量为x摩，K+物质的量为y摩，根据电荷守恒可得Na+K+=2SO42-，所以答案为BC【例题4】2010海南4、把VL含有MgSO4和K2SO4的混合溶液分成两等份，一份加入含a mol NaOH的溶液，恰好使镁离子完全沉淀为氢氧化镁；另一份加入含b mol BaCl2的溶液，恰好使硫酸根离子完全沉淀为硫酸钡。则原混合溶液中钾离子的浓度为 A. molL-1 B. molL-1 C. molL-1 D. molL-1（三）电子守恒是指在发生氧化还原反应时，氧化剂得到的电子数一定等于还原剂失去的电子数，无论是自发进行的氧化还原反应还是原电池或电解池中均如此。【例题5】【09全国

17、卷】含有a mol FeBr2的溶液中，通入x mol Cl2。下列各项为通Cl2过程中，溶液内发生反应的离子方程式，其中不正确的是 （ ）Ax0.4a，2Fe2+Cl22Fe3+2Cl-Bx0.6a，2Br+ Cl2Br2+2ClCx=a，2Fe2+2Br+2Cl2Br2+2Fe3+4ClDx=1.5a，2Fe2+4Br+3Cl22Br2+2Fe3+6Cl【练习】往150mLFeBr2溶液中缓缓通入2.24L（标况）氯气，反应完全后，溶液中有1/3的溴离子被氧化成溴单质。求原溶液FeBr2的物质的量浓度。0n(Cl2)0.5amol, 2Fe2+Cl22Fe3+2Cl-0.5 amol n(

18、Cl2)1.5amol, 分步反应2Fe2+Cl22Fe3+2Cl-，2Br+ Cl2Br2+2Cl总反应2Fe2+2Br+2Cl2Br2+2Fe3+4Cl1.5 amol =n(Cl2)，2Fe2+4Br+3Cl22Br2+2Fe3+6Cl设Fe2+消耗氯气Xmol, 剩余1-Xmol氯气与原溶液1/3Br-反应，则2Fe2+Cl22Fe3+2Cl-，2Br+ Cl2Br2+2Cl2X X 2(1-X) 1-X 4X/3=2(1-X), x=0.06mol, FeBr2的物质的量浓度为0.012mol/0.15L=0.8mol/L 0.012molFe2+消耗氯气0.06mol,剩余0.04

19、mol氯气与0.08molBr-反应，总Br-为0.24mol【练习】将纯铁丝5.21克溶于过量稀盐酸中，在加热条件下，用2.53克KNO3去氧化溶液中亚铁离子，待反应后剩余的Fe2+离子尚需12毫升0.3摩/升KMnO4溶液才能完全氧化，写出硝酸钾和氯化亚铁完全反应的方程式。【分析】铁跟盐酸完全反应生成Fe2+，根据题意可知Fe2+分别跟KMnO4溶液和KNO3溶液发生氧化还原反应，KMnO4被还原为Mn2+，那么KNO3被还原的产物是什么呢？根据电子得失守恒进行计算可得KNO3被还原的产物是NO，所以硝酸钾和氯化亚铁完全反应的化学方程式为：KNO3+3FeCl2+4HCl=3FeCl3+K

20、Cl+NO+2H2O（四）质量守恒质量守恒就是化学反应前后各物质的质量总和不变，在配制或稀释溶液的过程中，溶质的质量不变。【例题6】1500C时，碳酸铵完全分解产生气态混合物，其密度是相同条件下氢气密度( )提示：(NH4)2CO3=2NH3+H2O+CO2;相同条件下，密度之比=相对分子质量之比（A）96倍 （B）48倍 （C）12倍 （D）32倍【分析】(NH4)2CO3=2NH3+H2O+CO2 根据质量守恒定律可知混和气体的质量等于碳酸铵的质量，从而可确定混和气体的平均分子量为96/4=24 ，混和气体密度与相同条件下氢气密度的比为24/2 =12 ，所以答案为C（五）原子的物质的量守

21、恒即反应前后各元素种类不变，各元素原子个数不变，其物质的量、质量也不变。【例题7】有一在空气中放置了一段时间的KOH固体，经分析测知其含水2.8%、含K2CO337.3% 取1克该样品投入25mL2molL的盐酸中后，多余的盐酸用1.0molLKOH溶液30.8mL恰好完全中和，蒸发中和后的溶液可得到固体( )（A）1克 （B）3.725克 （C）0.797克 （D）2.836克【分析】KOH、K2CO3跟盐酸反应的主要产物都是KCl，最后得到的固体物质是KCl，根据元素守恒，盐酸中含氯的量和氯化钾中含氯的量相等，0.05mol盐酸=0.05molKCl, m=0.05*74.5=3.725,

22、 所以答案为B（六）化合价数值守恒【例题8】某元素X的氧化物含氧44.0，已知该元素的相对原子质量为51，则该氧化物的化学式为（ ）（A）XO （B）X3O5 （C）XO3 （D）X2O5【分析】设X元素的化合价为+n，根据氧元素化合价总数(氧离子所带的负电荷总量)等于X元素化合价总数（X所带的正电荷总量）的原则得：56n/51442/16，解得n5，则氧化物的化学式为D。【例题9】 将22.4L某气态氮氧化合物与足量的灼热铜粉完全反应后，气体体积11.2L（体积均在相同条件下测定），则该氮氧化合物的化学式为（ ） ANO2 B.N2O2 C.N2O D.N2O4【练习】某酸式盐的组成可用Ca

23、3(PO4)2nH3PO4mH2O表示。现取该磷酸盐7.56g加热到失去全部结晶水后残余物质量为7.02g。同质量的该盐溶于水并加入4.44g消石灰刚好使之全部转化为正盐，则该盐的组成为（ ）（A）Ca3(PO4)25H3PO42H2O （B）Ca3(PO4)24H3PO43H2O （C）Ca3(PO4)25H3PO43H2O （D）Ca3(PO4)22H3PO45H2O（七）体积守恒【练习】有一真空瓶的质量为M1g，该瓶充入空气总质量为M2g，在相同状况下，若该充某气体A后，总质量为M3g。则A的相对分子质量为 （八）守恒的综合利用1.硝酸工业中用NaOH处处理废气，现对废气中的NO和NO2

24、的含量作如下分析：将一定量的废气通人100mL 1mol/LNaOH溶液中，反应后NO和NO2均无剩余，且溶液质量增加3.2g，再向此溶液中通人O2，使溶液中的NaNO2完全转化为NaNO3，再用0.2mol/L盐酸中和过量的NaOH，消耗盐酸100mL，求废气中NO和NO2物质的量之比。三 、设X设Y法【例题1】用1L1mol/L的NaOH溶液吸收0.8molCO2，求所得的溶液中CO32和HCO3-的物质的量之比为 【分析】依题意，反应产物为Na2CO3和NaHCO3的混合物，根据Na原子和C原子数守恒来解答。设溶液中Na2CO3为xmol，为NaHCO3ymol，则有方程式2x+y=1m

25、ol/L1Lx+y=0.8mol，解得x=0.2，y=0.6，所以CO32：HCO31：3【例题2】用1L1mol/L的NaOH溶液吸收0.8molCO2，求所得的溶液中CO32和HCO3的物质的量之比为 【分析】根据电荷守恒：溶液中Na+H+=HCO3+2CO32+OH，因为H+和OH均相对较少，可忽略不计。Na+=HCO3+2CO32，已知Na+1mol/L，根据C原子守恒：HCO3+CO320.8mol/L，所以10.8+CO32，所以CO320.2mol/L，HCO30.6mol/L，所以CO32：HCO31：31【设X设Y法：例题】38.4g铜（0.6mol）跟适量的浓硝酸反应，铜全

26、部作用后，共收集到气体22.4L（标况），则反应生成的NO的物质的量是（ ） A0.05 molB0.1 mol C2.0 mol D2.8 mol 设X设Y法：NO Xmol NO2 Y mol N元素守恒：X+Y=1电子转移守恒，氧化剂得到的电子=还原剂失去的电子 3X+Y=0.6 * 22【设X设Y法：2010全国卷1，12】一定条件下磷与干燥氯气反应，若0.25g磷消耗掉314mL氯气（标准状况），产物中PCl3与PCl5的物质的量之比接近于A1：2 B2：3 C3：1 D5：3【解析】设n(PCl3)=X mol, n(PCl5)=Y mol，由P元素守恒有：X+Y=0.25/310

27、.008；由Cl元素守恒有3X+5Y=（0.3142）/22.40.028，联立之可解得：X=0.006,Y=0.002故选C3. 设X设Y法：，2009全国2，11. 已知：2H2（g）+ O2(g)=2H2O(l) H= -571.6KJ mol-1 CH4（g）+ 2O2(g)CO2(g)2H2O(l) H= -890KJ mol-1现有H2与CH4的混合气体112L（标准状况），使其完全燃烧生成CO2和H2O(l),若实验测得反应放热3695KJ，则原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是A11 B13C14 D23【解析】设H2、CH4的物质的量分别为x、ymol。则x + y =5

28、，571.6x/2 + 890y = 3695,解得x=1.25mol; y=3.75mol，两者比为1：3，故选B项。4.【设X设Y法：2011，北京卷，11.创新实验】 下列实验方案中，不能测定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3质量分数的是： A. 取a克混合物充分加热，减重b克 B. 取a克混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得b克固体 C. 取a克混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重b克 D. 取a克混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干，得b克固体。四 、极限法1 (极限法；2011上海17)120 mL含有0.20 mol碳

29、酸钠的溶液和200 mL盐酸，不管将前者滴加入后者，还是将后者滴加入前者，都有气体产生，但最终生成的气体体积不同，则盐酸的浓度合理的是A2.0mol/L B1.5 mol/L C0.18 mol/L D0.24mol/L解析：若碳酸钠恰好与盐酸反应生成碳酸氢钠，则盐酸的浓度是1.0 mol/L；若碳酸钠恰好与盐酸反应生成二氧化碳，则盐酸的浓度是2.0 mol/L。由于最终生成的气体体积不同，所以只能是介于二者之间。答案：B2 (极限法；2011上海22)物质的量为0.10 mol的镁条在只含有CO2和O2混合气体的容器中燃烧（产物不含碳酸镁），反应后容器内固体物质的质量不可能为 A3.2g B

30、4.0g C4.2g D4.6g解析：若镁全部与氧气反应只生成氧化镁，其质量是4g；若镁全部与二氧化碳反应生成氧化镁和碳，其质量是4.6g。因为只要有氧气存在，就不可能生成单质碳，即镁应该首先与氧气反应，所以选项D是不可能。答案：D14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NO和，和，和现将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、，则下列关系正确的是（）AB CD 例题在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解，再加入下列固体粉末：，铜粉可溶解的是1 FeCl2；Fe2O3；Zn；KNO3；【例题】11.6克（0.05mol）（2011上海30）氨和联氨(N2H4)是氮的两种常见化合物，在科学技术和生产中有重要的应用。根据题意完成下列