高三二轮复习化学计算专题.docx
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高三二轮复习化学计算专题
化学计算专题
Ⅰ、化学计算基础知识及公式
一、物质的量及气体摩尔体积的计算
(1)n=
n=
n=
n=
(标准状况)n=c·Vn=
(2)M=
m=M·nV=
Vm=
cB=
c1V1=c2V2(浓溶液稀释)
二、相对原子质量、相对分子质量及确定化学式的计算
三、物质溶解度、溶液浓度的计算
四、pH及有关氢离子浓度、氢氧根离子浓度的计算五、化学反应方程式的有关计算
六、有关化学平衡计算的“三步曲”
化学平衡的计算一般涉及到各组分的物质的量、浓度、转化率、百分含量、气体混合物的密度、平均摩尔质量、压强等,通常的思路是写出平衡式,列出相关量(起始量、变化量、平衡量),确定各量之间的关系,列出比例式或等式或依据平衡常数求解。
如对以下反应:
mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g),令A、B起始物质的量(mol)分别为a、b,tmin时达到平衡后,A的消耗量为mx,容器容积为VL。
mA(g) + nB(g)
pC(g)+qD(g)
起始(mol)ab00
变化(mol)mxnxpxqx
平衡(mol)a-mxb-nxpxqx
则有:
(1)K=
(2)对于反应物:
n(平)=n(始)-n(变);对于生成物:
n(平)=n(始)+n(变)。
(3)v(A)=
mol·L-1·min-1(4)c平(A)=
。
(5)α(A)平=
×100%,α(A)∶α(B)=
∶
=
。
(6)φ(A)=
×100%。
(7)
=
。
(8)
(混)=
(g·L-1)。
(9)
=
(g·mol-1)。
Ⅱ、有关(阿伏伽德罗常数)NA的计算
解题策略:
要正确解答本类题目,首先要认真审题。
审题是“审”而不是“看”,审题的过程中要注意分析题目中概念的层次,要特别注意试题中一些关键性的字、词,要边阅读边思索。
其次要留心“陷阱”,陷阱的设置主要有以下几个方面:
①状况条件:
考查气体时经常给非标准状况如常温常压下,101kPa、25℃时等。
②物质状态:
考查气体摩尔体积时,常用在标准状况下非气态的物质来迷惑考生,如H2O、SO3、HF、已烷、辛烷、CHCl3(氯仿)、CCl4等。
③物质结构:
考查一定物质的量的物质中含有多少微粒(分子、原子、电子、质子、中子等)时常涉及稀有气体He、Ne等为单原子组成,Cl2、N2、O2、H2为双原子分子,O3为三原子分子,白磷(P4)为四原子分子等。
④氧化—还原反应:
考查指定物质参加氧化—还原反应时,常设置氧化—还原反应中氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物、被氧化、被还原、电子转移(得失)数目方面的陷阱。
如Fe与氯气反应,Fe、Cu与硫反应,氯气与NaOH或H2O反应,Na2O2与CO2或H2O反应等。
⑤电离、水解:
考查电解质溶液中微粒数目或浓度时常涉及弱电解质的电离,盐类水解方面的陷阱。
⑥特例:
NO2存在着与N2O4的平衡。
对常见的一些陷阱要千万警惕。
要在认真审题的基础上利用自己掌握的概念仔细分析、比较、做出正确解答。
典型考点
一、计算物质中所含微粒的数目
(一)根据质量求微粒数:
关键是摩尔质量及微粒类型
1、14g乙烯和丙烯的混合物中总原子数为3NA个()
2、7gCnH2n中含有的氢原子数目为NA()
3、120g由NaHSO4和KHSO3组成的混合物中含有硫原子NA个()
4、18g冰水混合物中有3NA个原子和10NA个电子()
5、250C时,1.01×105Pa时,4g氦气所含原子数为NA()
6、常温常压下,32g氧气和臭氧混合气体中含有2NA个原子()
7、62g白磷中含有2NA个白磷分子()
8、106gNa2CO3固体中含有NA个CO32-()
(二)根据体积求微粒数:
用到22.4L·mol-1必须注意物质的状态及是否是标准状况
9、标准状况下,33.6LH2O含有1.5NA个H2O分子()
10、2.24LCO2中含有的原子数为0.3×6.02×1023()
11、常温下11.2L的甲烷气体含有甲烷分子数为0.5NA个()
12、常温常压下28gCO与22.4LO2所含分子数相等()
13、标准状况下,22.4L氦气与22.4L氟气所含原子数均为2NA()
14、标准状况下,以任意比混和的氢气和一氧化碳气体共8.96L,在足量氧气中充分燃烧时消耗氧气的分子数为0.2NA()
15、标准状况下,密度为dg/L的某气体纯净物一个分子的质量为22.4d/NAg()
16、00C,1.01×106Pa时,11.2L氧气所含的氧原子数为NA()
17、标准状况下,0.5NA个HCHO分子所占体积约为11.2L()
(三)根据浓度求微粒数:
注意弱电解质的电离和盐类的水解
18、0.1L3mol·L-1的NH4NO3溶液中含有的NH4+数目为0.3NA()
19、0.1mol/L的氢氧化钠溶液中含钠离子数为0.1NA个()
20、1L0.5mol/LNa2CO3溶液中含有阴离子的数目为0.5NA()
21、100mL2.0mol/L的盐酸与醋酸溶液中氢离子均为0.2NA()
22、25℃时,1L纯水中含有10-7NA个阴阳离子()
23、100mL1mol/L的Na3PO4溶液中含有离子数多于0.4NA()
24、1L0.2mol/LBa(NO3)2溶液中含有0.2NA个NO3-()
二、物质结构的考查
(一)“基”,“根”的区别
25、等物质的量的甲基(—CH3)和羟基(—OH)所含电子数相等()
26、常温常压下,1mol碳烯(:
CH2)所含的电子数为8NA()
27、16gCH4与18gNH4+所含质子数相等()
(二)胶体中的胶粒数
28、1molFeCl3跟水反应完全转化成氢氧化铁胶体后,生成胶体粒子的数目为NA()
(三)特殊物质中的原子、离子
29、1molNa2O2含有阴阳离子总数为4NA()
30、1mol固体NaHSO4含有阴阳离子总数为2NA()
31、1molMgCl2中含有的离子数为2NA()
(四)同位素原子的差异
32、18gD2O中含有的质子数目为10NA()
33、由2H和18O所组成的水11g,其中所含的中子数为NA()
34、2g重氢所含的中子数目为NA()
35、3g氘变为氘离子时失去的电子数目为NA()
(五)物质的空间结构和化学键的数目
36、4.5gSiO2晶体中含有的硅氧键数目为0.3×6.02×1023()
37、6g金刚石晶体中含有的碳碳键数目为6.02×1023()
38、12g石墨晶体中含有的碳碳键数目为3×6.02×1023()
39、31g白磷分子中,含有的共价单键数目是NA个()
40、1molCH4分子中共价键总数为4NA()
41、1molC10H22中含共价键的数目为30NA()
三、计算氧化还原反应中得失电子数目
42、标准状况下,将m1克锌加入到m2克20%的盐酸中共放出nLH2,则转移电子数为nNA/11.2()
43、电解饱和食盐水时,每得到1molNaOH,在阳极上反应的离子就得到1mol电子()
44、1molNa2O2与足量水蒸气反应转移电子数为2NA()
45、标准状况下,用MnO2和浓盐酸反应制取Cl2,当有4molHCl被氧化时,生成44.8LCl2()
46、5.6g铁粉与硝酸反应失去的电子数一定为0.3×6.02×1023()
47、5.6g铁与足量的稀硫酸反应失去电子数为0.3NA个()
48、7.1gC12与足量NaOH溶液反应转移的电子数为0.2NA()
49、3NA个NO2分子跟水分子充分作用,转移(偏移)的电子数为2NA()
50、用惰性电极电解500mL饱和食盐水时,若溶液的pH值变为14时,则电极上转移的电子数目为NA()
51、电解CuCl2溶液时,若有NA个电子通过,则阴极增重64g()
四、关于阿伏加德罗定律
52、相同条件下,N2和O3混合气与等体积的N2所含原子数相等()
53、在同温同压下,相同体积的任何气体单质所含的原子数目相同()
54、同温同压同体积的CO2和SO2所含氧原子数均为2NA()
五、关于化学平衡
55、46gNO2和N2O4的混合物所含的分子数为1NA()
56、一定条件下,1molN2与足量H2反应,可生成2NA个NH3分子()
57、在密闭容器中建立了N2+3H2
2NH3的平衡,每有17gNH3生成,必有0.5NA个NH3分子分解()
六、涉及化学反应的发生及反应进行情况的计算
58、标准状况下,11.2LNH3和11.2LHCl混合后分子总数为NA()
59、含nmolHCl的浓盐酸与足量MnO2反应可生成nNA/4个氯分子()
60、含2molH2SO4的浓硫酸与足量的铜片在加热条件下完全反应,可产生NA个SO2气体分子()
Ⅲ.化学计算的技巧
一、【易错指津】
1.根据氧化还原反应中电子守恒计算时,一是准确判断新给物质的化合价,二是如原子团中某原子个数不为1时,要乘以原子个数。
2.根据化学反应,利用气体物质的量推算容器压强时,不要将固体物质的量也计算在内。
3.对一些特殊反应,如浓H2SO4、浓HNO3、浓HCl随反应进行浓度在减少,导致反应情况改变,不能只从理论上计算。
二、【基本方法】
计算方法
原理
说明
实例
守恒法
质量守恒
从宏观上看,化学反应前后的质量相等
是巧妙选择化学式或溶液中某两种数(如正负化合价总数、阴阳离子所带的正负电荷总数)相等,或几个连续(或平行)的方程式前后某微粒(如离子、原子、电子)的物质的量保持不变作为解题依据。
例1
例2
例3
例4
例5
电荷守恒
①在电解质溶液中,因整个溶液呈中性,所以阴、阳离子所带的电荷总量必须相等。
②在离子方程式中,反应物所带正(负)电荷总量与生成物所带正(负)电荷总量相等。
电子守恒
在氧化还原过程中,得电子总数等于失电子总数,在原电池和电解池中通过两极的电子数必然相等。
原子守恒
反应前原子总数等于反应后产物以各种形式存在的总数
差量法
质量差
利用物质在反应前后的质量差求解
根据物质变化前后某种量发生变化的方程式或关系式,找出所谓“理论差量”。
利用该法关键有两点:
①弄清差量原因;②弄清差量与什么量成比例。
例6
体积差
利用气体物质在反应前后的体积差量求解
例7
极值法
是把所研究的对象或过程变化通过假设,推到理想的极限值,使因果关系变得十分明显,从而得出正确的判断,或者将化学问题抽象成数学的极限问题求解。
常用于求有关存在“极限值”的计算题,如某些化学平衡的计算,平行反应的计算,混合物的计算等。
例8
平均值法
平均式量
即用平均相对原子质量或相对分子质量判断物质成分或含量
是将数学平均原理应用于化学计算的解题方法。
它依据数学原理是:
两个数A1和A2的平均值A,A介于A1和A2之间。
应用于混合物的分析(定量、定性),常用的技巧:
十字交叉法。
例9
平均摩电子质量
反应中平均转移1mol电子所需混合物的质量,其值介于两组分之间
例10
平均组成
在混合物的计算中,可以把平均组成作为中介,以此讨论可能的组成
例11
关系式法
粒子守恒
从微观上看,化学反应前后同种元素的原子个数必然相等。
是计算中用来表示已知量与未知量成正比例关系的式子。
例12
方程式叠加
对循环反应(前一反应的某一产物,在参加后续反应后,又再生成,使反应循环下去)将方程式相加,消去循环项。
讨论法
解计算题时,若题设条件充分,则可直接计算求解;若题设条件不充分,则需采用讨论的方法,计算加推理,将题解出。
讨论法是一种发现思维的方法。
例13
估算法
是从化学原理出发,充分利用边界条件,并运用近似值、平均值、极限值、等于、大于或小于等数学方法,对化学问题的定量问题进行估量、评价、推断,从而得出正确结论的一种思维方法。
特别适用于计算型选择题,由选项结合题意判断。
例14
十字交叉法
若已知两组分量和这两个量的平均值,求这两个量的比例关系等,多可运用十字交叉法计算。
十字交叉法是二元混合物(或组成)计算中的一种特殊方法
例15
三、【典型例题】
1.在反应X+2Y=R+2M中,已知R和M的摩尔质量之比22﹕9,当1.6gX与Y完全反应后,生成4.4R则此反应中Y和M的质量比为:
()
A、16﹕9B、23﹕9C、32﹕9D、46﹕9
2.将硫酸钾、硫酸铝、硫酸铝钾三种盐混合溶于硫酸酸化的水中,测得c(SO42-)=0.105mol/L、c(Al3+)=0.055mol/L,溶液的pH=2.0(假设溶液中H2SO4完全电离为H+和SO42-),则c(K+)为:
()
A.0.045mol/LB.0.035mol/LC.0.055mol/LD.0.040mol/L
3.将5.21 g纯铁粉溶于适量稀H2SO4中,加热条件下,用2.53 g KNO3氧化Fe2+,充分反应后还需0.009 mol Cl2才能完全氧化Fe2+,则KNO3的还原产物氮元素的化合价为:
()
A.+1B.+2C.+3D.+4
4.在空气中存放过的KOH固体,经分析测知其含H2O:
6.72%、K2CO3:
3.28%、KOH:
90%、若将此样品1g加入1mol·L-1盐酸46mL,过量的盐酸用浓度为1.07mol·L-1苛性钾中和,使溶液恰好为中性,蒸发中和后的溶液可得固体质量为:
()
A.3.43gB.4.00gC.4.50gD.无法确定
5.38.4mg铜跟适量的浓HNO3反应,铜全部作用后,共收集到气体22.4mL(标况),反应消耗的HNO3的物质的量可能为:
()
A、1.4×10-3molB、1.6×10-3molC、2.2×10-3molD、2.4×10-3mol
6.将氢气通入10g灼热的氧化铜中,过一段时间后得到8.4g固体,下列说法正确的是:
()
A.有8.4g铜生成B.有8g氧化铜参加反应C.有1.6g水生成 D.有10g氧化铜被还原
7.点燃甲烷与氧气的混合气体21L,反应后恢复至室温,测得气体体积为14L,求混合气体中甲烷和氧气的体积。
8.4个同学同时分析一个由KCl和KBr组成的混合物,他们各取2.00克样品配成水溶液,加入足够HNO3后再加入适量AgNO3溶液,待沉淀完全后过滤得到干燥的卤化银沉淀的质量如下列四个选项所示,其中数据合理的是:
()
A.3.06g B.3.36g C.3.66g D.3.96
9.工业上有一反应2A(g)+B(g)
3C(g),按体积比为A∶B=5∶2将A和B充入到一定容积的密闭容器中,若在恒温条件下达到平衡时C占总体积的60%,设A,B,C的相对分子质量分别用a,b,c表示。
试求:
(1)平衡时A和B的转化率。
(2)平衡时混合气体的平均分子量。
10. 由锌、铁、铝、镁四种金属中的两种组成的混合物10 g与足量的盐酸反应产生的氢气在标准状况下为11.2 L,则混合物中一定含有的金属是:
()
A.锌 B.铁 C.铝 D.镁
11.两种气态烃组成的混合气体0.1mol,完全燃烧得0.16molCO2和3.6g水,下列说法正确的是:
混合气体中:
()
A.一定有甲烷B.一定是甲烷和乙烯C.一定没有乙烷D.一定有乙炔
12.某种H2和CO的混合气体,其密度为相同条件下氧气密度的二分之一,将3.2克这种混合气体通入一盛有足量Na2O2的密闭容器中再通入过量O2,并用电火花点燃使其充分反应,最后容器中固体质量增加了:
()
A.3.2g B.4.4gC.5.6 D.6.4g
13.在30mL量筒中充满NO2和O2的混合气体,倒立于水中使气体充分反应,最后剩余5mL气体,求原混合气中氧气的体积是多少毫升?
14.将4.9克氯酸钾与1.62克二氧化锰混合后,放入试管中加热,充分反应后,试管中剩余固体物质的质量约是:
()
A.1.62克B.2.98克C.4.60克D.6.52克
15.已知自然界中铱有两种质量数分别为191和193的同位素,而铱的平均原子量为192.22,这两种同位素的原子个数比应为:
()
A.39∶61 B.61∶39 C.1∶1 D.39∶11
四、【强化练习】
1.一定量的乙醇在氧气中不足的情况下燃烧,得到CO、CO2和水的总质量为27.6g,若其中水的质量为10.8g,则CO的质量为:
()
A、1.4gB、2.2gC、4.4gD、在2.2g和4.4g之间
2.0.1mol·L-1的Na2SO3溶液30mL,恰好将2×10-3mol的XO4-离子还原,则元素X在还原产物中的化合价为:
()
A、+1价B、+2价C、+3价D、+4价
3.将两个铂电极插入500mlCuSO4溶液中进行电解,通电一段时间后,某电极增重0.064g(设电解时该电极无氢气析出,且不考虑水解和溶液体积变化),此时溶液中氢离子浓度为:
()
A.4×10-3mol·L-1B.2×10-3mol·L-1C.1×10-3mol·L-1D.1×10-7mol·L-1
4.某金属单质跟一定浓度的HNO3反应,假定只产生单一还原产物。
当参加反应的单质与被还原的HNO3的物质的量之比为2﹕1,还原产物是:
()
A、NO2B、NOC、N2OD、N2
5.在2LFe2(SO4)3和CuSO4的混合溶液中加入30g铁粉,最后得到2L0.25mol/LFeSO4溶液以及26g固体沉淀物,求:
原混合物中Fe2(SO4)3和CuSO4的物质的量浓度。
6.某体积可变的密闭容器,盛有适量的A和B的混合气体,在一定条件下发生反应:
A+3B
2C。
若维持温度和压强不变,当达到平衡时,容器体积为VL,其中C气体的体积占10%,下列推断正确的是:
()
①原混合气体的体积为1.2VL②原混合气体的体积为1.1VL
③反应达平衡时气体A消耗掉0.05VL④反应达平衡时气体B消耗掉0.05VL
A.②③B.②④C.①③D.①④
7.海水中含有丰富的镁资源。
某同学设计了从模拟海水中制备MgO的实验方案:
模拟海水中的离
子浓度(mol/L)
Na+
Mg2+
Ca2+
Cl―
0.439
0.050
0.011
0.560
0.001
注:
溶液中某种离子的浓度小于1.0×10-5mol/L,可认为该离子不存在;实验过程中,假设溶液体积不变。
已知:
Ksp(CaCO3)=4.96×10-9;Ksp(MgCO3)=6.82×10-6;Ksp[Ca(OH)2]=4.68×10-6;Ksp[Mg(OH)2]=5.61×10-12。
下列说法正确的是()
A.沉淀物X为CaCO3B.滤液M中存在Mg2+,不存在Ca2+C.滤液N中存在Mg2+、Ca2+
D.步骤②中若改为加入4.2gNaOH固体,沉淀物Y为Ca(OH)2和Mg(OH)2的混合物
8.将1.92g铜粉与一定量浓硝酸反应,当铜粉完全作用时收集到1.12L(标准状况)。
则所消耗硝酸的物质的量是:
()
A.0.12molB.0.11molC.0.09molD.0.08mol
9.由NaH2PO4脱水形成聚磷酸盐Na200H2P200O601,共脱去水分子的数目为()
A.198个B.199个C.200个D.201个
10.由CO2、H2和CO组成的混合气在同温同压下与氮气的密度相同。
则该混合气体中CO2、H2和CO的体积比为:
()
A.29:
8:
13B.22:
1:
14C.13:
8:
29D.26:
16:
57
11.第ⅡA族元素R的单质及其相应氧化物的混合物12g,加足量水经完全反应后蒸干,得固体16g,试推测该元素可能为:
()
A.MgB.CaC.SrD.Ba
12.在一定条件下,将m体积NO和n体积O2同时通入倒立于水中且盛满水的容器内,充分反应后,容器内残留m/2体积的气体,该气体与空气接触后变为红棕色,则m与n的比值为:
()
A.3:
2B.2:
3C.8:
3D.3:
8
13.将可能混有下列物质的硫酸铵样品13.2g,在加热条件下与过量氢氧化钠溶液反应,可收集到气体4.3L(标准状况),则该样品内不可能含有的物质是:
()
A.碳酸氢铵和硝酸铵B.碳酸铵和硝酸铵C.氯化铵和碳酸氢铵D.氯化铵和硝酸铵
14.铜和镁的合金4.6g完全溶于浓硝酸,若反应中硝酸被还原只产生4480mL的NO2气体和336mL的N2O4气体(标准状况),在反应后的溶液中,加入足量的氢氧化钠溶液,生成沉淀的质量为:
()
A.9.02gB.8.51gC.8.26gD.7.04g
15.在一个密闭容器中,用等物质的量的A和B发生反应:
A(g)+2B(g)
2C(g)。
当反应达到平衡时,如果混合气体中A和B的物质的量之和与C的物质的量相等,则此时A的转化率为:
()
A.40%B.50%C.60%D.70%
16.把一块镁铝合金投入到1mol/LHCl溶液里,待合金完全溶解后,往溶液里加入1mol/LNaOH溶液,生成沉淀的物质的量随加入NaOH溶液体积变化的关系如下图A所示。
下列说法中不正确的()
A.
的取值范围为0≤a<50B.若将关系图改为B图时,则
的取值范围为80<a<90
C.
的最大值为2.5D.若将关系图改为C图时,则
的取值范围为75<a<90
17.向mg镁和铝的混合物中加入适量的稀硫酸,恰好完全反应生成标准状况下的气体bL。
向反应后的溶液中加入cmol/L氢氧化钾溶液VmL,使金属离子刚好沉淀完全,得到的沉淀质量为ng。
再将得到的沉淀灼烧至质量不再改变为止,得到固体pg。
则下列关系不正确的是()
A.
B.
C.n=m+17VcD.
<
<
18.工业上常用漂白粉跟酸反应放出的氯气质量对漂白粉质量的质量分数来表示漂白粉的优劣,漂白粉与酸的反应为:
Ca(ClO)2+CaCl2+2H2SO4=2CaSO4+2Cl2↑+2H2O,现为了测定一瓶漂白粉的x%,进行如下实验,称取漂白粉样品2.00g,加水研磨后,转入250mL容量瓶内,用水稀释至刻度,摇匀后,取出25.0mL,加入过量的KI溶液和过量稀硫酸,静置,待漂白粉放出的氯气与KI完全反应后,用0.1mol/LNa2S2O3标准溶液滴定反应中生成的碘,反应如下2Na2S2O3+I2=Na4S4O6+2NaI,滴定时用去溶液20.0mL。
试用上述数据计算该漂白粉的X%。
19.将51.2g铜恰好完全溶于VmL10mol/L硝酸中,得到硝酸铜溶液,收集到氮的氧化物(含NO、NO2、
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- 二轮 复习 化学 计算 专题