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文檔簡介
2024年高考化學復習資料.....化學計算
第一節(jié)化學計算中的方法和技巧
【學問網(wǎng)絡】
計算方法原理說明實例
質(zhì)量依據(jù)物質(zhì)變更前后某種量發(fā)生變\
差利用物質(zhì)在反應前后的質(zhì)量差求解更的方程式或關系式,找出所謂
差“理論差量”。利用該法關鍵有兩
量點:
體積利用氣體物質(zhì)在反應前后的體積差量求①弄清差員的緣由:②弄清
法例1
差解差量與什么量成比例.
質(zhì)量
從宏觀上看,化學反應前后的質(zhì)量相等例2
守恒
是奇妙選擇化學式或溶
①在電解質(zhì)溶液中,由于整個溶液呈中
液中某兩種數(shù)(如正負
性,所以陰、陽離子所帶的電荷總量必需
電荷化合價總數(shù)、陰陽離子
相等。②在離子方程式中,反應物所帶正例3
守守恒所帶的正負電荷總數(shù))
(負)電荷總量與生成物所帶正(負)電
恒相等,或幾個連續(xù)(或
荷總量相等。
法平行)的方程式前后某
在氧化還原過程中,總是存在看得也子總
電子微粒(如離子、原子、
數(shù)等于失電子總數(shù),在原電池和電解池中例4
守恒電子)的物質(zhì)的量保持
通過兩極的電子數(shù)必定相等。
不變作為解題依據(jù)。
原子反應前原子總數(shù)等于反應后產(chǎn)物以各種例5
守恒形式存在的總數(shù)例6
粒子從微觀上看,化學反應前后同種元素的原
關是計算中用來表示已知例7
守恒子個數(shù)必定相等。
系量與未知量成正比例關
方程對循環(huán)反應(前一反應的某一產(chǎn)物,在參
式系的
式與后續(xù)反應后,又再生成,使反應循環(huán)下例8
法式子。
疊加去)將方程式相加,消去循環(huán)項。
平均即用平均相對原子質(zhì)量或相對分子質(zhì)量是一種將數(shù)學平均原理應用于化
例9
平式量推斷物質(zhì)成分或含量學計克的解題方法。它依據(jù)數(shù)學
均平均摩電反應中平均轉(zhuǎn)移Imol出子所需混合物的原理是:兩個數(shù)A1和仆的平均例10
值子質(zhì)量質(zhì)量,其值介于兩組分之間值A,A介于Ai和A?之間。應用例11
法平均在混合物的計算中,可以把平均組成作為于混合物的分析(定量、定性),
例12
組成中介,以此探討可能的組成常用的技巧:十字交叉法。
是把所探討的對象或過程變更通過假設,常用于求有關存在“極
推到志向的極限值,使因果關系變得非常限值”的計算題,如某
例13
極值法明顯,從而得出正確的推斷,或者將化學些化學平衡的計算,平
例14
問題抽象成數(shù)學的極限問題求解。行反應的計算,混合物
的計算等。
是從化學原理動身,充分利用邊界條件,
并運用近似值、平均值、極限值、等于、特殊適用于計算型選擇
估算法大于或小于等數(shù)學方法,對化學問題的定題,由選項結合題意推例15
量問題進行估量、評價、推斷,從而得出斷。
正確結論的一種思維方法。
【易錯指津】
1.依據(jù)氧化還原反應中電子守恒計算時,一是精確推斷新給物質(zhì)的化合價,二是如
原子團中某原子個數(shù)不為1時,要乘以原子個數(shù)。
2.依據(jù)化學反應,利用氣體物質(zhì)的量推算容器壓強時,不要將固體物質(zhì)的量也計算在
內(nèi)。
3.對一些特殊反應,如濃H2so人濃HNCh、濃HC1隨反應進行濃度在削減,導致反
應狀況變更,不能只從理論上計算。
【典型例題評析】
例1某體積可變的密閉容器,盛有適量的A利B的混合氣體,在肯定條件下發(fā)生反
應:A+3B2Co若維持溫度和壓強不變,當達到平衡時,容器體積為VL,其中C氣體
的體積占10%,下列推斷正確的是
①原混合氣體的體積為L2VL②原混合氣體的體積為L1VL
③反應達平衡時氣體A消耗掉0.05VL④反應達平衡時氣體B消耗掉0.05VL
A.②③B.②④C.①③D.①④
思路分析:依題設條件確定在建立化學平衡時A、B、C三種氣體體積的關系:
會■擊2C
平衡時的體積0.9VL().1VL
生成氣體0.1VLC,消耗0.05VLA和0.15VLB。消耗總體積為:0.05VL+0.15VL=0.2V
因此,原混合氣體的體積為:0.9VL+0.2VL=1.1VL。
由此可知,原混合氣體的體積為1.1VL,反應達平衡時氣體A消耗掉0.05VL。
答案:A
一題多解:本題對化學平衡的學問通過簡潔的定量關系進行考查,只給出了平衡時氣
體C的體積為總體積10%這一個數(shù)據(jù)。這類題很明顯是可以有多種解法的。
設x、y為達到平衡時,氣體A及氣體B分別削減的體積;z為由A、B反應生成氣
體C時所削減的總體積。
A+3B-2C體積削減
1322
xy0.1Vz
則x=l/2x0.1VL=0.05VLy=3/2x0.1VL=0.15VLz=0.1VL
因此,原混合氣體的總體積為:VL+O.1VL=1.1VL
例2C8HI6經(jīng)多步裂化,最終完全轉(zhuǎn)化為C4H8、C3H6、C3H6、C2H八C2H6、CH,五
種氣體的混合物。該混合物的平均相對分子質(zhì)量可能是
A.28B.30C.38D.40
思路分析:此題切入較易,深化較難,只要一步一步深化地去思索,就會獲得勝利。
設C8H18為直鏈,物質(zhì)的量為ImoL其裂化方式有:
①C8H|8-。凡+。M0:CMofC2H6+C2H4或CM。一CJVCH,。CH。的兩種裂化共產(chǎn)生2mol
氣體,總計得CL、C2H6、GHi、C3H6、CH,五種氣體3mol。則式量為:114+3=38。
②GHi8~*C2H4+C6HM,QHM-COH.+GHW,CM°fC2H6+C2H4,CHLCSHG+CHC
1J_11J_1CJHIO的兩種裂化共產(chǎn)生2moi氣體。故總量為
4molo式量為:114+4=28.5
答案:B、C
方法要領:本題以辛烷裂化為背景,只要分析給出產(chǎn)物的相對分子質(zhì)量,排出裂化的
各種可能,歸納各種產(chǎn)物的物質(zhì)的量必需在3?4moi之間,依據(jù)質(zhì)量守恒定律便知平均相
對分子質(zhì)量在28.5?38之間。
例3將硫酸鉀、硫酸鋁、硫酸鋁鉀三種鹽混合溶于硫酸酸化的水中,測得
23+
c(S04)=0.105moi/L.c(Al)=0.055mol/L,溶液的pH=2.0(假設溶液中H2so4完全電離為
H+和SOJ-),則c(K+)為
思路分析:本題通過三種硫酸鹽與硫酸所形成的混合溶液中,各種離子濃度與pH的
關系,立足于考查學生的思維靈敏性,解答該題時只須要依據(jù)溶液中全部陽離子所帶的正
電荷總數(shù)等于全部陰離了所帶的負電荷總數(shù)即可。由電荷守恒得:
0.105mol/Lx2=c(K+)+0.055mol/Lx3+O.Olmol/Lc(K+)=0.035mol/Lo
答案:B
方法要領:找出溶液中全部的陰陽離子,據(jù)電荷守恒列式求解。關鍵是不要忽視了
H+的濃度。
例4某金屬單質(zhì)跟肯定濃度的硝酸反應,假定只產(chǎn)生單一的還原產(chǎn)物,當參與反應
的單質(zhì)與被還原硝酸的物質(zhì)的量之比為2:1時,還原產(chǎn)物是
A.NO2B.NOC.N2OD.N2
思路分析:依據(jù)氧化還原反應中得失電子數(shù)守恒,即可求出硝酸還原后的價態(tài),即可
確定產(chǎn)物的分子式。
設金屬的化合價為X,還原產(chǎn)物中N的價態(tài)為Y,則有:
2X=1X(5-Y),Y=5-2Xo探討:X=l,Y=3(為N2O3);X=2,Y=1(N20);X=3,Y=-l
(舍)。
答案:C
方法要領:這類題的關鍵是看硝酸作用。若為某非金屬單質(zhì)與硝酸發(fā)生氧化還原反應
時,參與反應的硝酸只作氧化劑;若為金屬與硝酸反應,作氧化劑的硝酸的量:總量減去
產(chǎn)物陽離子結合掉的硝酸根的量。此時特殊留意硝酸當還原產(chǎn)物中N的價態(tài)-3價時,還應
再減去生成硝酸鉞中的硝酸根的量。
例5將1.92g銅粉與肯定量濃硝酸反應,當銅粉完全作用時收集到1.12L(標準狀況)。
則所消耗硝酸的物質(zhì)的量是
思路分析:1.92g銅生成0.03molCu(N03)2,即消耗0.06molHN03,而產(chǎn)生的I.12L氣
體不管是NO還是NO2,須要0.05mol的HNO3,總共消耗HNO3O.IImol。
答案:B
方法要領:在反應過程中HNO3由濃變稀,如以為Cu與濃硝酸反應后,得到氣體全
為NO2,則造成錯誤。由:Cu+4HNO3(濃尸CU(NO3)2+2NO2t+2H2O得N020.03molx2=0.06
mol,現(xiàn)已知收集到0.05mol,說明后來HNO3變稀,產(chǎn)生一部分NO。依據(jù)N原子守恒可
簡化計算:n(HNO3)=n(N)=n(NO)+n(NO2)+2n[Cu(NO3)2]o
例6由NaH2P04脫水形成聚磷酸鹽Na200H2P2oo06oi,共脫去水分子的數(shù)目為
A.198個B.199個C.200個D.201個
思路分析:從Na+及P原子都為“200”的信息動身,可知(NaH2Po4川中的n值為200,
將n乘入單體各原子,得“Na200H400P200O800",減去聚磷酸鈉"Na200H2P200O601”中的各原
子個數(shù),得到“H398O199”,可知共脫去水分子199個。
答案:B
一題多解:題中聚磷酸鹽的化學式看似困難,其實只要抓住變更前后Na+的守恒,即
可解得。
或脫水分子的數(shù)目與脫氧原子的數(shù)目必定一樣,故有4x200-601=1990
例7工業(yè)上常用漂白粉跟酸反應放出的氯氣質(zhì)量對漂白粉質(zhì)量的質(zhì)量分數(shù)來表示
漂白粉的優(yōu)劣,漂白粉與酸的反應為:Ca(ClO)2+CaC12+2H2SO4=2CaSO44-2C12t+2H2O,
現(xiàn)為了測定?瓶漂白粉的x%,進行如下試驗,稱取漂白粉樣品2.00g,加水研磨后,轉(zhuǎn)入
250mL容量瓶內(nèi),用水稀釋至刻度,搖勻后,取出25.0mL,加入過量的KI溶液和過量稀
硫酸,靜置,待漂白粉放出的氯氣與KI完全反應后,用().lmol/LNa2s2O3標準溶液滴定反
應中生成的碘,反應如下2Na2s2O3+I2=Na4SQ6+2NaI,滴定時用去溶液20.0mL。試用上
述數(shù)據(jù)計算該漂白粉的X%。
思路分析:逆推思路是:求X%一須要漂白粉樣品的質(zhì)量(已知)和產(chǎn)生CL的總質(zhì)量
(未知)一求樣品反應能產(chǎn)生Ch的總質(zhì)量[即所配250ml,溶液可產(chǎn)生CL的質(zhì)量一求取出
25mL溶液反應產(chǎn)生5的量一由有關化學方程式找關系式(即S?L?2Na2s2O3)]和運
用已知量計算。解題的步驟按思路的相反過程進行。
設漂白粉與酸反應放出CL物質(zhì)的量為y
2Na2s2O3?Cl2
2molImol
2.OX10moly
y=0.OOlOOmolx%=[(0.OOlOOmolX71g/mol)X250/25.0]]4-2gX100爐35.5%。
答案:35.5%
方法要領:這是由多步反應完成的一整套的試驗。在解這種類型的計算題時,找出
各步反應中有關物質(zhì)的數(shù)量關系式,依據(jù)關系式進行計算,省略了中間步驟,它的優(yōu)點是
解題簡信。但在找關系式是必需考慮周密謹慎。否則,一個小的錯誤會導致整個題目的錯
誤。
審題時應留意:①不是求Ca(C10)2的質(zhì)量分數(shù);②計算時帶單位運算。
例8在肯定條件下,將m體積NO和n體積02同時通入倒立于水中且盛滿水的容器
內(nèi),充分反應后,容器內(nèi)殘留m/2體積的氣體,該氣體與空氣接觸后變?yōu)榧t棕色,則m與
n的比值為
A.3:2B.2:3C.8:3D.3:8
思路分析:依據(jù)題意,剩余的氣體是NO,則與n體積O2反應的NO為m/2體積。由
4NO+3O2+2H2O=4HNO3,可知:m/2:n=4:3,m:n=8:3。
答案:C
方法要領:關于NOX+O2+H2OfHNO3的計算,把以下兩個反應
(3NO2+H2O=2HNO3+NO,2NO+O2=2NO2)進行疊力口可得:4NO+3O2+2H2O=4HNO3
4NO2+O2+2H2O=4HNO3,利用總反應式計算。
假如題目中剩余氣體未指明,則應考慮另一種可能:剩余02,這樣選項B也是可能的。
例9由C0之、也和CO組成的混合氣在同溫同壓下與氮氣的密度相同。則該混合氣體
中CO?、弓和CO的體積比為
A.29:8:13B.22:1:14C.13:8:29D.26:16:57
思路分析:CO相對分子質(zhì)量與N2相同,CO?與H2體積比:
CO244/26
,V(CO2):V(H2)=26:5=13:8O
H2216
答案:C、D
方法要領:本題旨在考查考生能否敏捷駕馭有關平均值計算??疾榭忌季S的靈敏性、
敏捷性。因題中供應的混合氣中含三種氣體,用一般方法無法解出,故要透過現(xiàn)象看本質(zhì),
發(fā)覺CO與N2式量相等,用十字交叉法計算CO2與H2體積比,在選項中只要前兩位滿意
13:8即可。此題的解題關鍵在于挖掘出CO與N2相對分子質(zhì)量相同,而不要計算CO量,
CO可為隨意量。
例10由鋅、鐵、鋁、鎂四種金屬中的兩種組成的混合物10g,與足量的鹽酸反應產(chǎn)
生的氫氣在標準狀況下為11.2L,則混合物中肯定含有的金屬是
A.鋅B.鐵C.鋁D.鎂
思路分析:本題通定量的金屬與酸置換反應,考查學生的思維靈敏性。題中涉及的反
應有:
+2+
Mg+2H=Mg+H2t
+3+
2A1+6H=2A1+3H2t
+2+
Fe+2H=Fe+H2t
+2+
Zn+2H=Zn+H2t
10g混合物在反應中失去Imol電子,則Zn、Fe、Al、Mg各失Imol電子的質(zhì)量分別
為32.5g、28g、9g、12g。所以兩種金屬混合物10g中肯定含鋁。
答案:C
方法要領:本題考查的是合金成分的認定。解題的技巧為平均值法。依據(jù)每種金屬的
摩電子質(zhì)量結合平均摩電子質(zhì)量確定是何種金屬。
例11銅和鎂的合金4.6g完全溶于濃硝酸,若反應中硝酸被還原只產(chǎn)生4480mL的
NO2氣體和336mL的N2QI氣體(都已折算到標準狀況),在反應后的溶液中,加入足量的
氫氧化鈉溶液,生成沉淀的質(zhì)量為
思路分析:此題如單純用Cu、Mg分別與HNO3反應的結果求出合金的物質(zhì)的量組成
而求得沉淀的質(zhì)量,那是相當煩瑣的。如用整體思維,則沉淀的質(zhì)量為金屬Cu、Mg的質(zhì)
量加上OH的質(zhì)量,由電子守恒知:Cu、Mg的物質(zhì)的量之和為:
n(Cu,Mg)X2=[4.48L^22.4L/mol+(0.336L^22.4L/mol)x2],n(Cu,Mg)=0.115mol,故沉淀
的質(zhì)量為4.6g+(0.1I5molX2)Xl7g/mol=8.51g。
答案:B
方法要領:某些化學計算題,往往會涉及多個反應或物質(zhì),解題中如依據(jù)其整體性質(zhì)
或利用內(nèi)在聯(lián)系,做整體處理,就能開拓思路,快速求解。
一題多解:本題還可用平均值法計算。被還原的硝酸共0.23mol(+5價N-+4價N),
4.6g銅和鎂的合金為0.115mol,故合金的平均摩爾質(zhì)量為4.6g/0.115mol=40g/molo故形成
氫氧化物沉淀為:(4.6g:40g/mol)X74g/mol=8.5Igo
例12兩種氣態(tài)燃組成的混合氣體O.lmol,完全燃燒得0.16molCO2和3.6g水,下列
說法正確的是:混合氣體中
A.肯定有甲烷B.肯定是甲烷和乙烯C.肯定沒有乙烷D.肯定有乙煥
思路分析:混合燃的平均分子式是CL6H打所以肯定有CH4,另一燃必有4個H原子,
即C2H4或C3H4。
答案:A、C
方法要領:求出Iniol混合煌中C和H物質(zhì)的量,即得平均組成。據(jù)平均含義探討得
解。
例13第nA族元素R的單質(zhì)及其相應氧化物的混合物12g,加足量水經(jīng)完全反應后
蒸干,得固體16g,試推想該元素可能為
A.MgB.CaC.SrD.Ba
,,
思路分析:RO+H2O=R(OH)2R+2H2O=R(OH)2+H2t
R+16R+34R,R,+34
1216R=381216R'=102
相對原子質(zhì)量小于102,大于38的有Ca和Sr。
答案:B、C
方法要領:這是一題利用混合物同時與水反應推算相對原子質(zhì)量的計算題??刹杉{極
限法找出相對原子質(zhì)量可能的范圍。假設混合物全為單質(zhì)或全部是氧化物,依據(jù)已知量L
算出相對原子質(zhì)量可能的最大值和最小值,從而正確選出答案。本題考查了考生能否將化
學問題抽象成為數(shù)學問題,通過計算和推理解決化學問題。
例14將可能混有下列物質(zhì)的硫酸錢樣品13.2g,在加熱條件下與過量氫氧化鈉溶液
反應,可收集到氣體4.3L(標準狀況),則該樣品內(nèi)不行能含有的物質(zhì)是
A.碳酸氫鉞和硝酸鉞B.碳酸鉉和硝酸鉞
C.氯化鏤和碳酸氫錢D.氯化錢和硝酸鏤
思路分析:若該樣品全是硫酸鉉則為O.lmol,如與NaOH完全反應,產(chǎn)生NH3為4.48L。
而事實上只得到4.3L,說明所混入的鏤鹽為含氮量小于硫酸較的物質(zhì)。幾種鏤鹽的氮的質(zhì)
量分數(shù)如下:
鐵鹽
NH4NO3(NH4)2CO3NH4CI(NH412so4NH4HCO
3
a)(N)35.0%29.17%26.17%21.21%17.95%
答案:B、D
方法要領:混合物成分的推斷可用極限法分析。題中列舉的鏤鹽中,除了NH4HCO3
外,其余3種鉉鹽中氮的質(zhì)量分數(shù)均超過(NH4)2SO4,但只要含有NH4HCO3,即使另一種
鉉鹽超過(NHRSO4的質(zhì)量分數(shù),也可因NH4HCO3在雜質(zhì)口為主,以致可能導致N%逸
出量削減。
例15在一個密閉容器中,用等物質(zhì)的量的A和B發(fā)生反應:A(g)+2B(g)2C(g)t
當反應達到平衡時,假如混合氣體中A和B的物質(zhì)的量之和與C的物質(zhì)的量相等,則此
時A的轉(zhuǎn)化率為
A.40%B.50%C.60%D.70%
思路分析:設起始時A和B的物質(zhì)的量均為Imol,達到平衡時A轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量為x
A(g)+2Bf。2C(g)
n(起始)110
n(轉(zhuǎn)化)x2x2x
n(平衡)1-xl-2x2x
依題意:(l-x)+(l-2x)=2xx=0.4molA的轉(zhuǎn)化率=(0.4mokHmol)xl00%=40%。
答案:A
方法要領:本題是一道沒有詳細數(shù)字的平衡計算題,解題是要設法從題目中找出物質(zhì)
之間的數(shù)量關系,并結合化學平衡、轉(zhuǎn)化率的概念進行分析、計算、解答。
一題多解:若B反應完全,A反應完一半,所以A的轉(zhuǎn)化率不得,50%。本題以參與
反應某物質(zhì)為載體,考查對化學平衡概念理解的程度「A(g)+2B(g)2C(g),A和B以物
質(zhì)的量1:2參與反應,現(xiàn)A、B等物質(zhì)的量,當A的轉(zhuǎn)化率為50%時,B反應完全。然而
B不行能反應完,故A的轉(zhuǎn)化率小于50%。
其次節(jié)綜合計算
【學問網(wǎng)絡】
1.過量推斷
方法具體內(nèi)容
假設兩種物質(zhì)恰好完全反應,再進行計算檢驗,
1.假設探討法
看結果是否符合題意或假設
推斷過量的
通過對最終生成物的某些量進行分析、推斷,來
2.終態(tài)分析法
確定已知反應物是否過量
依據(jù)化學方程式確定所需反應物或生成物的最大
3.極值推斷法量(或最小)進行推斷。留意最大值和最小值的
確定
2.混合物計算及綜合計算運用的數(shù)學思想
序號數(shù)學思想具體內(nèi)容
用運動、變更的觀點去分析和處理化學問題中變量和變量之間
1函數(shù)思想
的相互關系,建立數(shù)學模型來解決化學問題
依據(jù)肯定的標準把困難、綜合的計算題分解成幾個部分或幾種
狀況,然后逐個解決。單一化學反應的過量計算,可分大于、
2分類探討思想
等于、小于進行探討,有n個連續(xù)的化學反應,則可分為(n+1)
段進行探討
將困難或抽象的數(shù)量關系與直觀形象的圖形在方法上相互滲
3數(shù)形結合思想透,并在肯定條件下相互轉(zhuǎn)化和補充,增加解題的綜合性和敏
捷性,得出合理而簡捷的解題途徑
3.混合物計算的一般解題步驟
序號步驟具體內(nèi)容
1設設原混合物各種成分的物廈的量的未知數(shù)
2式寫出有用的各個化學反應的化學方程式或離子方程式
將已設的未知數(shù)標在有關物質(zhì)的化學式下邊,留意反應物的各化學計量
3標
數(shù)關系
依據(jù)原混合物的質(zhì)量及反應過程中的物質(zhì)的量的關系,列出多元一次方
4列
程組
5解求解上述方程組,得要求各成分的物質(zhì)的量
6驗檢驗答案是否符合題意或事實
【易錯指津】
1.選用化學反應進行關于混合物的計算,在近十年高考的最終一題或倒數(shù)其次題中
出現(xiàn)的頻率高達50%。解有關混合物問題計算的關鍵是:①依據(jù)涉及的化學反應,找出
關系列聯(lián)立方程確定未知數(shù),或依據(jù)已知條件干脆確定一個或若干個未知數(shù),然后逐一
解決;②設未知數(shù)時,一般設組分的“物質(zhì)的量”,因為這樣“設”,找關系便利;解關
干多步反應的計算,關鍵是建立“關系式”,而關系式的建立,是基于嫻熟駕馭所涉及的
化學反應,將多步反應中始態(tài)物質(zhì)和終態(tài)物質(zhì)間建立關系。
2.利用化學方程式的計算解題的基本思維模式:①仔細審題,明確條件和要求,挖
掘題示和信息,弄清要解決的問題;②寫出正確的化學方程式或關系式;③運用化學學
問找出已知項與未知項在量方面的內(nèi)在朕系,找出解題的突破II。
3.有關混合物過量的計算,要留意由于反應物量的不同,從而導致產(chǎn)物不同,反應
方程式也不同。推算時不能僅用一種反應方程式考慮問題。
4.計算確定某種鹽的化學式時,要留意題中圖像供應的隱藏的已知條件,挖掘出反
應中須要消耗量與實際消耗量之間是否存在差量,以防導致分析推斷失誤。
5.正確理解化學方程式的意義,熟識單質(zhì)及化合物的性質(zhì),精確書寫化學方程式或
關系式,求出相關物質(zhì)的摩爾質(zhì)量是化學方程式計算的關鍵,防止化學方程式未配平,
列比例式計算時相關物質(zhì)上下單位不統(tǒng)一造成錯誤。留意解題規(guī)范,合理運用單位和有
效數(shù)字。
6.進行混合物過量計算時,推斷哪種物質(zhì)過量是解題的關鍵,抓住不足量物質(zhì)進行
計算,找出質(zhì)量關系和某種物質(zhì)的物質(zhì)的量守恒關系,列出多元一次方程組求解,必要
時將計算結果進行檢驗是否符合實際狀況。防止不分析推斷哪種物質(zhì)過量,干脆亂用數(shù)
據(jù)進行計算。
7.對于具有新信息的化學計算題,留意克服生疏感而帶來的恐驚心理,細心找出各
種有用物質(zhì)對應的數(shù)量變更關系進行計算。高考化學計算的發(fā)展新趨勢在于從諸多量中
找出有用的數(shù)據(jù)來計算某個量,并進行可能組合的分析,以及缺量分析,須要補足哪些
量才能進行計算等,以提高創(chuàng)建思維實力。
8.在進行困難的化學計算時,應用某種解題方法進行綜合分析,考慮問題要周密。
凡是用字母代替物質(zhì)的詳細用量時.,不能認為都是足量或適量,要依據(jù)化學方程式劃定
各段范圍,分段探討,防止因分析不全、疏漏而造成錯誤。
【典型例題評析】
例1嗎啡和海洛因都是嚴格查禁的毒品,嗎啡的分子含C71.58%、H6.67%、N49%,
其余為O,已知其相對分了質(zhì)量不超過300,試求:
(1)嗎啡的相對分子質(zhì)量分子式
(2)已知海洛因是嗎啡的二乙酸酯,那么海洛因的相對分子質(zhì)量,分子式
思路分析:最簡式法(順向思維):
71.58.^67,491.100-71.58-6.67-4.91
=5.97:6.67:0.35:1.05:17:19:1:3。
12.丁寸.\6~
則最簡式為Ci7Hi9NC)3,式量258,已知相對分廣質(zhì)量不超過300,那么它的分廣式就
是C17H19NO3O
已知海洛因是嗎啡的二乙酸酯,2moi乙酸跟嗎啡酯化的,生成2moi水,因此海洛因
的分子式可以在嗎啡分子式的基礎上增加“2C2H4O2”再削減“2出0”,為C21H23NO5,其
相對分子質(zhì)量為285+2X60-2X18=369。
答案:(I)285,C17H19NO3(2)369,C21H23NO5
方法要領:留意小結求相對分子質(zhì)量、分子式的方法。
一題多解:摸索法(逆向思維):上法求不僅計算量大而且較費時,甚至很難確定原子
個數(shù)的整數(shù)比,不行取。若先粗略設定嗎啡分子中含氮原子1個,求得嗎啡的相對原子質(zhì)
量為:
I4-4.91%=285<300O符合題意要求,再依據(jù)物質(zhì)的量關系法求出:
C:(285X71.58%R12=17H;(285x6.67%)*=19O:(285-17X12-19X1-14)4-
1616=3
因此嗎啡的分子式為C17H19O3NO由于嗎啡的結構簡式未知,因而寫不出海洛因的結
構簡式,依據(jù)?般思路,好像大便于求其相對分子質(zhì)量和分子式。但是思索的方法可變更
角度,從醇與乙酸反應轉(zhuǎn)化為酯來考慮即:
ROH+CH3COOH-CH3COOR+H2OW1個乙酸發(fā)生反應分子中增加了1個C2H20,相
當于式量增加了1個42。因此海洛因的相對分子質(zhì)量為285+42X2=369,分子式為:
Cl7H19O3N+2X(C2H2OX21H23O5No
例2為測定一種復合氧化物型的磁性粉末材料的組成,稱取12.52g樣品,將其全部
溶于過量稀硝酸后,配成100mL溶液。取其一半,加入過量K2s04溶液,生成白色沉淀,
經(jīng)過濾、洗滌、烘干后得4.66g固體。在余下的50mL溶液中加入少許KSCN溶液,顯紅
色;假如加入過量NaOH溶液,則生成紅褐色沉淀,將沉淀過濾、洗滌、灼燒后得到3.20g
固體。
(1)計算磁性粉末材料中氧元素的質(zhì)量分數(shù)。
(2)確定材料的化學式。
思路分析:由題意可得:溶液中(含HNO3)加入K2s04溶液,生成白色沉淀,說明
該沉淀是BaSCU,n(BaSO4)=4.66g/233g.mol"=0.02moL該材料含有Ba?+,總量為:
n(Ba2+)=0.02molx2=().04molo
又溶液中加入少許KSCN溶液,顯紅色,說明含F(xiàn)e3+,與過量NaOH溶液生成沉淀為
,3+
Fe(OH)%灼燒后的3.20g固體為FC2O3,n(Fe203)=3.20g/160g.mor=0.02moI,n(Fe)=0.04mob
材料中總量為n(Fe3+)=0.04molx2=0.08mol0
氧的質(zhì)量分數(shù)為:
12.52g-0.08m0/x56g/mol-0.04〃z。/x137g/mol
(o(O)=xlOO%
1252g
2.56g
x100%=20.45%
12.52g
材料中三種離子的物質(zhì)的量之比為:
n(Ba2+):n(Fc3*):n(02)=0.04nol:0.08mol:2.56/16mol=l:2:4<
答案:(1)20.45%(2)BaFe2O4或BaO.Fe2O3
方法要領:此題考查考生這復合氧化物成分進行定量推算實力。該題綜合考查了so/-
離子的檢驗,[Fc(SCN)p+離子的特征、顏色等,體現(xiàn)了無機物化學式求解的基本方法:即
先判定元素,再確定原子個數(shù)匕求最簡式,最終求得化學式。解這類試題,可采納圖解法:
例3自然界存在的碳酸鹽類銅礦(如孔雀石、石青等)的化學組成為:
aCuC03.bCu(0H)2(a,b為正整數(shù),且aW2,bW2為正整數(shù))。
(1)將孔雀石、石青礦樣分別加鹽酸至完仝溶解,耗用HC1物質(zhì)的量與產(chǎn)生CO?物質(zhì)
的量之比:孔雀石為4:i;石青為3:1。它們的化學組成為:孔雀石、石青o
(2)今有一份碳酸鹽類銅礦樣品,將其等分為A、B兩份。然后,加鹽酸使A樣品完
全溶解,產(chǎn)生CO036L(標準狀況);加熱B樣品使其完全分解,得到20gCu0o試計算
并確定該礦石的化學組成。
(3)某碳酸鹽類銅礦樣加酸完全溶解后,產(chǎn)生C0£.72L(標準狀況),這份礦樣中CuO
含量不低于g;
(4)設某碳酸鹽類銅礦樣的質(zhì)量為Ag,所含CuO質(zhì)量為Gg。加酸完全溶解后,產(chǎn)
生的C0,體積(標準狀況)為VL,則含銅礦樣的A、V、G之間的關系式為:A=
思路分析:(2)n(CO2)=3.36L/22.4L/mol=0.15mol=n(CuCO3)
n(CuO)=20g/80g/mol=0.25mol=n(CuCO3)+n[Cu(OH)2]。所以
n[Cu(OH)2]=0.25mol-0.15mol=0.1mol。
a:b=n(CuCO3):n[Cu(OH)2]=0.15:().1=3:2因為a第2,bW2,所以該礦樣為混合物?;瘜W
組成為:CuCO3?Cu(OH)2與2CUCO3?Cu(OH)2混合物。
(3)設礦樣成分為aCuCO3-bCu(OH)2,則n(CuO)/n(CC)2尸(a+b)/a。
當a=2,b=l時,比值最小為3/2。
已知n(CO2)-6.72L+22.4L;mol-0.3m3,所以a—0.3mo1;n(CuO)=(a+b)/aXn(CO2),不
小于0.3molX3/2=0.45molo故CuO質(zhì)量不小于0.45molX80g/mol=36g<>
(4)礦樣中C11CO3質(zhì)量為124gXV/22.4,礦樣中Cu(OH)2質(zhì)量為:
n(CuO)X98g/mol=(G/80-V/22.4)molX98g/mol,故A=124XV/22.4+98(G/80-V/22.4)。
答案:(1)孔雀石:CuCOsCU(OH)2石青:2CU(OH)2CO3.Cu(OH)2;(2)組成為:
CuC03.Cu(0H)2與2CUC03.CU(0H)2混合物;(3)36g;(4)A=124—+98(—--—)(或
22.48022.4
65V/56+49G/40)
方法要領:此題是一道綜合計算題,有化學組成推斷,有礦樣中某成分含量的有關/
算,有礦樣中各成分質(zhì)量關系式推算。須要考生依據(jù)供應的條件、信息,找出其中的內(nèi)在
規(guī)律,并能按此規(guī)律進行推理和運算??疾榱丝忌季S的靈敏性和整體性。解題過程中要
駕馭礦樣中n(CO2)=n(CuCO3),n(CuO)=n(CuCOa)+n[Cu(OH)2],依據(jù)
n(CuC03):n[Cu(0H)2]=3:2,aW2,bW2敏捷地推斷出化學組成為CuCO3-Cu(OH)2
2C11CO3-Cu(OH)2混合物。在推算礦樣中CuO含量最小值時,依據(jù)守恒關系,選擇
n(CuO)/n(CO2)=(a+b)/a比例式,按題中條件,可知a=2,b=l時,(a+b)/a的比值最小,又
Sn(CO2)^6.72L/22.4L/mol=0.3moL計算出CuO質(zhì)量不小于36g。推算礦樣中A、V、G
關系式時,依據(jù)CuO質(zhì)量為Gg,njftln(CuC03)+n[Cu(0H):]=G/80;依據(jù)產(chǎn)生的CO2體積
VL,可知其中n(CuCO3)=V/22.4mol,故可列出A、V、G之間關系式為A=124X
V/22.4+98(G/80-V/22.4)o
例4接觸法制硫酸排放的尾氣中,含少量的一氧化硫。為防止污染大氣在排放前設
法進行綜合利用。
(1)某硫酸廠每天排放的1萬米3尾氣中含0.2%(體積分數(shù))的SCh。問用氫氧化鈉
溶液、石灰及氧氣處理后,假設硫元素不損失,理論上可得到多少kg石膏(CaSO4.2H2O)
(2)假如將肯定體積的尾氣通入100mL2moi/L的氫氧化鈉溶液使其完全反應,經(jīng)測
定所得溶液含16.7g溶質(zhì)。試分析該溶液的成分,并計算確定各成分的物質(zhì)的量。
(3)工廠在尾氣處理及制石膏的過程中,中間產(chǎn)物是亞硫酸氫鈉。調(diào)整尾氣排放的流
量,以取得二氧化硫與氫氧化鈉間物質(zhì)的量最佳比值,從而提高亞硫酸氫鈉的產(chǎn)量?,F(xiàn)設
n(SO2)>n(NaOH)、n(NaHSOa)分別表示二氧化硫、氫氧化鈉和亞硫酸氫鈉的產(chǎn)量,且
n(SO2)/n(NaOH)=x,試寫出x在不同取值范圍時,n(NaHSOD的值或n(NaHSCh)與n(SO?)、
n(NaOH)間的關系式。
Xn(NaHSO3)
思路分析:(1)SO??CaSO4.2H2O
22.4m3172kg
I04X0.2%xx=153.6kg
⑵NaOH?1Z2Na2S0.3NaOH?NaHSCh
().2mol0.1mol即12.6g0.2mol0.2molB'J
0.2molx104g/mol=20.8g
12.6g<16.7g<20.8g所以兩種物質(zhì)都有。
設Na2bo3、NaHS5物質(zhì)的量分別為x、y
r126g/inolx+104g/mol=16.7g
2x+y=0.2x=0.05moly=0.1mol
(3)SCh+2NaOH=Na2sO3+H2O①
Na2sO3+SO2+H2O=2NaHSCh②
O2+NaOH=NaHSO3?
x皂1/2依據(jù)方程式①可知只有Na2so3;x》l依據(jù)方程式③可知只有NaHSCh;
n(NaHSO3)=n(NaOH)
l/2<x<1SO2+2NaOH=Na2sO3+H2O余SO2:n(SO2)-l/2n(NaOH)
Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3
因為SO2為n(SO2)-l/2n(NaOH)所以NaHSO^:2[n(SO2)-l/2n(NaOH)l
答案:(1)153.6kg(2)Na2SO30.1moINaHS030.05moI(3)xW1/2時,無NaHSO3
生成時,n(NaOH)1/2<X<1時,21n(SO2)-l/2n(NaOH)]
方法要領:本題為聯(lián)系生產(chǎn)的混合物計算題??疾榭忌季S的嚴密性、敏捷性。此題
第(1)問中SO?與CaSO4.2H2O因S元素養(yǎng)量守恒,因此可列正比例式
n(SO2):n(CaSO4.2H2O)=l:l求解。第(2)問中依據(jù)Na守恒方法,推斷出OCmolNaOH可
全部轉(zhuǎn)化為0.1molNa2sO3即12.6g,0.2molNaOH可全部轉(zhuǎn)化為0.2molNaHSO3,即20.8g,
題中溶質(zhì)質(zhì)量守恒16.7g介于12.6g\20.8g之間,可推斷出兩種物質(zhì)皆有。第(3)問中依
據(jù)以下三個反應式進行分析計算:
SCh+2NaOH=Na2sO3+H2O①
Na2sCh+SO2+H2O=2NaHSO3②
SCh+NaOH=NaHSO3③
當SO2不足量時用①式計算,so?足量時用③式計算,介于兩者之間用①、②式計算。
此處考查了考生解題實力。
例5硫酸銀的溶解度較小,25c時,每100g水僅溶解0.836g。(1996年全國高考題)
(1)25℃時,在燒杯中加入6.24g硫酸銀經(jīng)充分溶解后,所得飽和溶液的體積是200mL。
計算溶液中Ag的物質(zhì)的量濃度。
(2)若在上述燒杯中加入50mL0.0268moi/LBaCk溶液,充分攪拌,溶液中Ag.的物
質(zhì)的量濃度。
(3)在(1)題燒杯中需加入多少0.0268mol/LBaCk溶液,才能使Ag'濃度降至
0.0200mol/L?
思路分析:(1)Ag2so4微溶于水,6.24g硫酸銀固體放入200g水中,只有少量Ag2sCU
溶解,所得溶液為Ag2SO4的飽和溶液。100g水溶于Ag2SO,后其體積為0.lOOLo
n(Ag2so4)=0.836g/312g/n)ol=0.00268mol
c(Ag2SO4)=0.00268mol/0.100L=0.0268mol/L
c(Ag+)=0.0268mol/LX2=0.0536mol/Lo
(2)在Ag2sCh飽和溶液中,加BaCl2溶液二者可發(fā)生反應生成BaSOi和AgCl沉淀,便
Ag2s04的溶解平衡向溶解的方向移動。由Ag2s04+BaCL二BaSON+2AgClI消耗Ag2so4:
0.0268mol/LX0.0500LX312g/mol?6.24g,即加入BaCb的量很小,還不足以使固體
Ag2s04全部溶解,所以溶液仍為Ag2s04飽和溶液,Ag+濃度不變。c(Ag+)=0.0536mol/Lo
(3)要想使加入BaCL溶液后溶液中Ag+濃度降低,只有在Ag2sO4固體全部溶解后,
再加一部分BaCk才能實現(xiàn)。這樣可把6.24gAg2so4看作全部溶解,按要求求出剩余Ag*
濃度為0.0200mol/L時,加入BaCk溶液的體積。
設加入BaCL溶液的體積為V,由反應式Ag2sCU+BaCMBaSOj+2AgCll知,消耗Ag2sO,
的物質(zhì)的量二n(BaCk)=O.0268mol/LV,依題意:
624g——0.0268/^//LV
3'2glm。1-----------------------x2=0.0200/^//L
0.200A+V
解得:V=0.489Lo
答案:(1)0.0536moI/L(2)0.0536moi/L(3)0.489L
方法要領:本題屬于與化學反應有關的溶解度、溶解平衡以及溶液濃度的計算。第(1)
問要說明溶液體積與水的體積的關系;第(2)問要在依據(jù)反應式計算的基礎上說明BaCb
和Ag2sO4的相對量;第(3)問要說明Ag2sO’必需全部溶解,再依據(jù)化學方程式計算。
解題中易犯的錯誤是:①計算時用Ag2s04的濃度代替Ag+的濃度;②不知道加BaCL溶液
仍為Ag2sCh的飽和溶液,而是用原溶液中Ag卡的濃度、體積和BaCb溶液、體積進行計算;
③只考慮了溶液中的Ag+,而忽視了溶液中未溶解的Agfd的接著溶解。
例6現(xiàn)有A1CL和FcCL混合溶液,其中A產(chǎn)和F/的物質(zhì)的量之和為0.imol,在此溶
液中加入90niL4mol/L的NaOH溶液,使其充分反應.設A1”物質(zhì)的量與A1"和Fe:”總物質(zhì)的量
的比值為X。沉淀總量(摩)
(1)依據(jù)反應的化學方程式計算x=0.4時,溶液中產(chǎn)生的八
沉淀是什么?物質(zhì)的量有多少?0.10————
01_______L
1.0
(2)計算沉淀中只有Fe(OH)a的x取值范圍。
請在右圖中畫出沉淀總量(mol)隨x(0-1)變更的曲線.
(3)若A1”和FT物質(zhì)的量之和為A摩(A為合理數(shù)值),其他條件不變時,求沉淀中同時
有Fe(0H)3、Al(0H):,的x取值范圍和各沉淀的物質(zhì)的量(用含有A、x的式子表示)。
思路分析:該題側重考查定量地對化學反應過程進行分析、推理、推斷的實力和把
化學問題抽象為數(shù)學問題的實力。
(1)向溶液中加入的n(Na0H)=0.36mol。當x=0.4時,溶液中
33+
n(Al*)=0.lmolX0.4=0.04mol,n(Fe)=0.ImolX(1-0.4)=0.06molo
Fe"+30H==Fe(0H)3lAl"+30H==Al(0H)31
0.06mol0.06moi義30.04mol0.04molX30.(Mmol
將Fe*和Al”剛好完全沉淀耗NaOH:0.18mol+0.12mol=0.3mol,余下的NaOH
(0.36mol-0.3mol=0.06mol),;由反應:Al(0H)3+OH=A102+2H20,知生成的0.04mol
Al(0H)3全部被溶解。因此,最終得到的沉淀是0.06mol的Fe(0H)3。
(2)由于Fe”和均為+3價離子,所以無論x的值為多少,將溶液中總物質(zhì)的量為
0.1mol的Fe”
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