高考复习 化学计算

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1、化学计算一、化学基本计算方法1差值法当反应前后固体或液体的质量发生变化时或反应前后气体的压强、密度、物质的量、体积等发生变化时可用差量法计算。例1 在天平左右两盘上各放一只同等规格的烧杯，烧杯内均盛有 1.00 mol·L1的 H2SO4（aq）100.0 mL，调节天平使其处于平衡状态，然后向两只烧杯内分别放入少量的镁粉和铝粉（设镁、铝的质量分别为a g和b g），假定反应后天平仍处于平衡状态，则：(1)a、b应满足的关系式为；(2)a、b的取值范围为。练习将上题中的：“少量镁粉和铝粉”改为：少量镁粉、过量铝粉，其他不变，试求之。练习已知 NH3 和 Cl2 相遇，发生下列反应：

2、8NH33Cl2 = N26NH4Cl(NH3过量)2NH33Cl2= N26HCl(Cl2过量)今向过量的 NH3 中通入少量的 Cl2。若开始时 Cl2、NH3 混和气体中 Cl2 的体积分数为 x，混合气体反应前后的体积分别是 a L 和 y L。则：(1)x 的取值范围是_；(2)y 与x 的函数关系是_。2和量法与差量法相反，为解决问题方便，有时需要将多个反应物(或生成物)合在一起进行计算。例2 在一密闭容器中，放入(NH4)2CO3 和 NaOH 两种固体共 A g 将容器加热到 200，经充分反应后排出其中气体，冷却称得剩余固体质量为 B g，求出不同组合范围内的(NH4)2CO

3、3 和 NaOH 的质量填入下表。A 与 B 关系m(NH4)2CO3m(NaOH)练习取 6.60 g NaHCO3 和 Na2O2 的固体混合物，在密闭容器中加热到 250，经充分反应后排出气体，冷却后称得固体质量为 5.30 g。计算原混合物中 Na2O2 的质量分数。3守恒法化学上，常用的守恒方法有以下几种：1.电荷守恒溶液中阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数。即：阳离子物质的量(或浓度)与其所带电荷数乘积的代数和等于阴离子物质的量(或浓度)与其所带电荷数乘积的代数和。2.电子守恒化学反应中(或系列化学反应中)氧化剂所得电子总数等于还原剂所失电子总数。3.原子守恒系列反应中某

4、原子(或原子团)个数(或物质的量)不变。以此为基础可求出与该原子(或原子团)相关连的某些物质的数量(如质量)。4.质量守恒包含两项内容：质量守恒定律；化学反应前后某原子(或原子团)的质量不变。此外，还有物料平衡。例3 现有19.7 g由Fe、FeO、Al、Al2O3组成的混合物，将它完全溶解在540 mL 2.00 mol·L1的H2SO4溶液中，收集到标准状况下的气体8.96 L。已知混合物中，Fe、FeO、Al、Al2O3的质量分数分别为0.284、0.183、0.274和0.259。欲使溶液中的金属阳离子完全转化为氢氧化物沉淀，至少应加入2.70 mol·L1的NaO

5、H(aq)体积是_练习A、B、C三种物质各15 g，发生如下反应：ABCD反应后生成D的质量为30 g。然后在残留物中加入10 g A，反应又继续进行，待反应再次停止，反应物中只剩余C，则下列说法正确的是( )A.第一次反应停止时，剩余B 9 gB.第一次反应停止时，剩余C 6 gC.反应中A和C的质量比是53D.第二次反应后，C剩余5 g4.估算法估算就是不算，估算法是通过推理、猜测得出答案的一种方法。例4 将质量分数为 0.052(5.2%)的 NaOH(aq)1 L(密度为 1.06 g·cm3)用铂电极电解，当溶液中 NaOH 的质量分数改变了 0.010(1.0%)时停止电

6、解，则此时溶液中应符合的关系是( )NaOH的质量分数阳极析出物的质量/g阴极析出物的质量/gA0.062(6.2%)19152B0.062(6.2%)15219C0.042(4.2%)1.29.4D0.042(4.2%)9.41.2练习图中横坐标表示完全燃烧时耗用可燃气体 X(X = A、B、C)的物质的量 n(X)，纵坐标表示消耗 O2 的物质的量 n(O2)，A、B 是两种可燃性气体 ，C 是 A、B 的混合气体，则 C 中：n(A)n(B)为( )A.21 B.12C.11 D.任意 5关系式法关系式法是根据化学方程式计算的诸法中较主要的一种方法，它可以使多步计算化为一步完成。凡反应连

7、续进行，上一步反应的产物为下一步反应的反应物的反应，绝大多数可用关系式法解决。寻找关系式的方法，一般有以下两种：出各步反应的方程式，然后逐一递进找出关系式；据某原子守恒，直接写出关系式。例5 某化肥厂以氨为原料制备 NH4NO3，已知由氨制 NO 的产率是 96%，NO 制硝酸的产率是 92%，求制硝酸所用去的氨的质量占总耗氨的质量分数是多少？6虚拟法所谓虚拟法，就是在分析或解决问题时，根据需要和可能，虚拟出能方便解题的对象，并以此为中介，实现由条件向结论转化的思维方法。例6 600 K时，在容积可变的透明容器内，反应2HI(g)I2(g)H2(g)达到平衡状态A。保持温度不变，将容器的容积压

8、缩成原容积的一半，达到平衡状态B。图81(1)按图81所示的虚线方向观察，能否看出两次平衡容器内颜色深浅的变化?并请说明理由。答：(2)按图81所示的实线方向观察(活塞无色透明)，能否看出两次平衡容器内颜色深浅的变化?并请说明理由。答：练习在一定温度和压强下，某容器内存在如下平衡(平衡 A)：2NH3(g)CO2(g)CO(NH2)2(s)H2O(g)这是工业合成尿素的反应。如果将容器的容积缩小为原来的 1/3，则达到平衡时(平衡 B)下列说法一定正确的是( )A.气体的平均式量比原来大B.气体的平均式量比原来小C.气体的平均式量与原来相等D.依据题给条件无法确定7平均值法混合物的平均式量、元

9、素的质量分数、生成的某指定物质的量总是介于组分的相应量的最大值M2与最小值M1之间，表达式为M1 < M < M2，已知其中两个量，可以确定另一个量的方法，称为平均值法。例7 有Zn和另一种金属组成的混合物4.5g，与足量的盐酸反应，放出所氢气0.2g，则另一种种种金属可能是（）AAl B. Mg C. Zn D. Cu 8极值法就是将复杂的问题假设为处于某一个或某两个极端状态，并站在极端的角度分析问题，求出一个极值，推出未知量的值，或求出两个极值，确定未知量的范围，从而使复杂的问题简单化。其主要应用于：（1）用极值法确定混合气体的平均相对分子质量；（2）用极值法确定物质的质量；（

10、3）用极值法确定物质的成分；（4）用极值法确定反应中反应物、生成物的取值范围；（5）用极值法确定杂质的成分。 解题一般思路：（1）根据题目给定的条件和化学反应原理，确定不确定条件的范围；（2）计算相应条件下的最大值或最小值；（3）综合分析得出正确答案例8将一严重锈蚀部分变成铜绿的铜块研磨成粉末，在空气中充分灼烧成氧化铜，固体质量的变化情况可能是（）A增重30%B增重10%C不变D减轻30%9讨论法例9 接触法制排放的尾气中，含有少量的，为防止污染空气，在排放前设法进行综合利用。（1）某硫酸厂每天排放（换算成标况下体积）尾气中含（体积分数）的。问用氢氧化钠溶液、石灰及氧气处理后，假设元素不损失，

11、理论上可得多少千克石膏（）（2）如果将一定体积的尾气通入的溶液使其反应，经测定所得溶液含溶质。试分析溶液的成分，并计算确定各成分的物质的量。（3）工厂在尾气处理制石膏的过程中，中间产物是亚硫酸氢钠。调节尾气排放的流量，以取得与间物质的量的最佳比值，从而提高亚硫酸氢钠的产量。现设，分别表示、的物质的量，且，试写出在不同取值范围时，的值或与、间的关系式，并填写下表：      练习 将和置于一个容积可变的容器内进行反应。维持容器内气体的压强不变（101千帕），在120下测得反应前后容器内气体的密度分别为和。若的取值不同，则的氧化产物可能有

12、如下三种情况：（1）全部是，此时的取值范围是。（2）全部是S，此时的取值范围是，并且（填小于、大于或等）。（3）部分是，部分是S，此时的取值范围是，反应所生成的的物质的量为，容器内气体的物质的量之和为。（以含的代数式表示）10十字交叉法十字交叉法在相关混合物的计算中，往往显得非常简捷、准确，如果我们都能熟练使用它，将会充分感受到解题的乐趣，甚至还有愉悦身心的感觉但在运用这种方法时，也会出现意想不到的问题。在、120时，1LA、B两种烷烃组成的混合气体在足量中充分燃烧后得到同况同压下和，且A分子中比B少2个碳原子。试确定A和B的分子式和体积比？体验高考1. 2012·江苏化学卷18(1

13、2分)硫酸钠-过氧化氢加合物(xNa2SO4·yH2O2·zH2O)的组成可通过下列实验测定：准确称取1.7700g样品，配制成100ml溶液A 。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 。准确量取25.00ml溶液A，加入适量稀硫酸酸化后，用0.02000mol·L1KMnO4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：2MnO45H2O26H=4Mn28H2O5O2(1)已知室温下BaSO4的Ksp=1.1×1010，欲使

14、溶液中c(SO42)1.0×106mol·L1，应保持溶液中c(Ba2)mol·L1。(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)。2. 2012·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=a kJ·mol13AlCl(g)=3Al(l)AlCl3(g)H=b kJ

15、83;mol1反应Al2O3(s)3C(s)=2Al(l)3CO(g)的H=kJ·mol1(用含a、b的代数式表示)。Al4C3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Mg17Al1217H2=17MgH212Al。得到的混合物Y(17MgH212Al)在一定条件下释放出氢气。熔炼制备镁铝合金(Mg17Al12)时通入氩气的目的是。在6.0mol·L1HCl溶液中，混

16、合物Y能完全释放出H2。1 molMg17Al12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。在0.5 mol·L1NaOH和1.0 mol·L1MgCl2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：。3.2012·海南化学卷16(9分) 新型高效的甲烷燃料

17、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，如图所示。 回答下列问题： (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)若每个电池甲烷通如量为1 L(标准状况)，且反应完全，则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)。4.2012·浙江理综化学卷28(14分)过碳酸钠（2Na

18、2CO3·3H2O2）是一种集洗涤、漂白、杀菌于一体的氧系漂白剂。某兴趣小组制备过碳酸钠的实验方案和装置示意图如下：已知：主反应 2Na2CO3 (aq) + 3H2O2 (aq) 2Na2CO3·3H2O2 (s) H < 0副反应 2H2O2 = 2H2O + O2滴定反应 6KMnO4 + 5(2Na2CO3·3H2O2) +19H2SO4 = 3K2SO4 + 6MnSO4 +10Na2SO4 + 10CO2 + 15O2 + 34H2O50 °C时 2Na2CO3·3H2O2 (s) 开始分解请回答下列问题：（1）图中支管的作用

19、是。（2）步骤的关键是控制温度，其措施有、和。（3）在滤液X中加入适量NaCl固体或无水乙醇，均可析出过碳酸钠，原因是。（4）步骤中选用无水乙醇洗涤产品的目的是。（5）下列物质中，会引起过碳酸钠分解的有。AFe2O3BCuOCNa2SiO3DMgSO4（6）准确称取0.2000 g 过碳酸钠于250 mL 锥形瓶中，加50 mL 蒸馏水溶解，再加50 mL 2.0 mol·L-1 H2SO4，用2.000×10-2 mol·L-1 KMnO4标准溶液滴定至终点时消耗30.00 mL，则产品中H2O2的质量分数为。5.2012·四川理综化学卷28（17分）

20、甲、乙两个研究性学习小组为测定氨分子中氮、氢原子个数比，设计了如下实验流程：制取氧气装有足量干燥剂的干燥管装有氧化铜的硬质玻管盛有足量浓硫酸的洗气瓶测定生成氮气的体积试验中，先用制得的氨气排尽洗气瓶前所有装置中的空气，再连接洗气瓶和气体收集装置，立即加热氧化铜。反应完成后，黑色的氧化铜转化为红色的铜。下图A、B、C为甲、乙两小组制取氨气时可能用到的装置，D为盛有浓硫酸的洗气瓶。甲小组测得：反应前氧化铜的质量为、氧化铜反应后剩余固体的质量为、生成氮气在标准状况下的体积。乙小组测得：洗气前装置D的质量、洗气后装置后D的质量、生成氮气在标准状况下的体积。请回答下列问题：（1）写出仪器a的名称：。（2）检查A装置气密性的操作是。实验装置实验药品制备原理甲小组A氢氧化钙、硫酸铵反应的化学方程式为乙小组浓氨水、氢氧化钠用化学平衡原理分析氢氧化钠的作用：（3）甲、乙两小组选择了不同方法制取氨气，请将实验装置的字母编号和制备原理填写在下表空格中。（4）甲小组用所测数据计算出氨分子中氮、氢的原子个数之比为 。（5）乙小组用所测数据计算出氨分子中氮、氢的原子个数比明显小于理论值，其原因是 。 为此，乙小组在原有实验的基础上增加了一个装有药品的实验仪器，重新实验。根据实验前后该药品的质量变化及生成氮气的体积，得出合理的实验结果。该药品的名称是。