化学计算专题复习教学设计.doc

化学计算专题复习教学设计一、 设计意图及思路内容年份题号分值权重主要知识点化学计算20027、8、12、13、243831.6%电解质溶液、溶解度、碳的化合物、化合价、过量计算200331，131915.8%电解质溶液，碳酸盐20049、12、29、2825.9%钠的化合物，物质的量，化学平衡纵观近几年理综考试，计算题考察时多时少，而04年计算明显增多。04年的9、12、29题都是计算题，其中，29题是近年少见的化学计算的大题， 并且是一条“链条式”的化学计算题，融化学平衡原理、化学计算于一体。这道有关合成氨计算虽然不难，如果概念不清，将t时刻与平衡时混为一谈，便会导致根本性的错误，难以回答除（1）问中的其它5个设问，强化了问答和计算间的联系。此题难度并不大，并且很常规，但由浅入深，环环紧扣，突出考查考生的思维能力、计算能力。如果考生平时对计算题重视不够，在这儿就易丢分，这就提醒我们，在平时的教学中，应扎扎实实，计算能力培养绝对不容忽视。化学计算永远面临着思维求异和解法优化的问题。在素质教育的背景下，淡化计算，更注重考查学生审题思路是否敏捷、清晰、缜密，解题过程是否细心、耐心，同时也考查了学生应试的心理素质。对同一道计算题，运用不同的化学思想、方法，从不同的角度去思考即形成不同的求解思路，因此要注重解题技巧的掌握：“巧”的前提是“变”，“变”的前提是“思”。不管哪种解法都要经过认真审题、析题、解题这几个环节。作计算题要用数学思维方法的几种思想：转化思想、变形思想、拆分思想、差量思想、极限思想；要时刻抓住守恒思想，比如质量守恒、原子守恒、电荷守恒、得失电子守恒等，用得好许多问题就会有新思路；同时要有整体意识、全局观念，抓住题目中发生的变化，弄清来龙去脉。解题过程中，还应注意各种方法及应试技巧的应用。如守恒法、差量法、关系式法、图象法等，熟练灵活地应用这些方法，会使解题得心应手，事半功倍，化不能为可能。但解题时，应特别注意不能生搬硬套各种方法，为了方法而应用方法，一定要达到顺其自然，水到渠成的地步。下面我将分计算理论与综合计算两部分来探讨高考中化学计算部分复习。二、 高考考点回顾和复习建议2004年考试大纲2005年考试大纲1、掌握有关相对原子质量、相对分子质量及确定分子式计算掌握有关相对原子质量、相对分子质量及确定分子式计算2、掌握有关物质的量的计算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3、掌握有关气体摩尔体积的计算4、掌握有关物质溶解度的计算掌握有关物质溶解度的简单计算5、掌握有关溶液浓度（溶质质量分数和物质的量浓度）的计算5、掌握有关溶液浓度（溶质质量分数和物质的量浓度）的计算6、掌握燃烧热的计算6、掌握燃烧热的简单计算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、掌握有关利用化学反应方程式的计算8、掌握有关利用化学反应方程式的计算9、以上各类化学计算的综合应用9、以上各类化学计算的综合应用从以上对比可知，今年考试大纲同去年比没有原则性变化，在复习过程中，要重视学科主要知识的落实、巩固与拓展。考试大纲中不变的知识是最重要的，同时对各部分知识的要求层次要领会与把握，如针对把物质溶解度、燃烧热等从“计算”要求降为“简单计算”这一要求，在复习过程中要坚决淡化或删除过于繁、难、偏、旧的知识，避免因过难、太深复习而枉费时间和精力。要注意防止错误的偏向是：认为基础知识太简单，历年高考试题太俗气，只有难题、偏题、怪题才刺激。如果在高考总复习中，削弱了基础，定错了方位，就会付出代价。相反的，培养学生形成解题规律、思路与技能则是重中之重。值得注意的是，04年理综卷在题序上发生了较大变化，主要表现在卷上，物理总在往前移，生化往后移，今年将物理全部移到了化学前面，而把生物放在了最后。由于物理的难度大，这相当于加大了试题的难度，也加大了化学的难度。从考场出来，很多学生反映物理的最后一题没有做完。不要小看这一点，它势必会影响后面的化学题的解答，尤其化学计算题的解答。这就要求我们化学教师必须与物理、生物教师联手，在2005年备考时，在题序上做点文章，参考考视说明的样卷，以去年高考题序为主，再练习一下其它的题序，从而消除题序对学生的影响。三、考点分析、例题讲解（一） 相对原子质量、相对分子质量及确定化学式的计算典 例分 析 例题1（200212全国） 用足量的CO还原32.0 g某种氧化物，将生成的气体通入足量澄清石灰 水中，得到60 g沉淀，则该氧化物是A . FeO B. Fe2O3 C. CuO D. Cu2O变式一：在FeO、Fe2O3、CuO、Cu2O三种化合物中，与等量铁元素结合的氧元素的质量比为（）A698B1289 C236D134变式二：已知乙炔（CH）、苯（CH）、乙醛（CHO）的混合气体中含氧元素的质量分数为8%，则混合气体中碳元素的质量分数为（）A85%B60%C91%D42%变式三：由NaHS、MgSO、NaHSO组成的混合物中，硫元素的质量分数为32%，则混合物中氧元素的质量分数为（）A32%B64%C44%D84%解析涉及此类计算，注意计算技能和方法选择。（1） n（CaCO3）= n（CO）= n（氧化物）= 60g/100gmol1 = 0.6mol即32.0g氧化物中氧的物质的量为0.6mol，选B。（2） 将组成变形，转化成Fe6O6、Fe6O9、Fe6O8，很快选出A。（3） 将乙醛拆分转化，三种物质碳、氢原子比数相等（1：1），w（C）=（18%）12/13=84.9%，选A。（4） Na、H相对原子质量之和与Mg相等。w（C）=132%32%24/32=44%，选C。（二） 物质的量及气体摩尔体积的计算。考 点分 析 物质的量、气体摩尔体积等是高考必考或常考知识点，通常以选择题或填空题形式出现。此部分计算的主要特点是阿伏加德罗常数的应用。其主要特点：一是已知NA判断一定量物质所含某种粒子数目的多少。纵观近十年高考试题，发现对此题型的考查保持了相当强的连续性，从1995年一直考到2004年，题目在注重对计算关系考查的同时，又隐含对某些概念理解的考查。二是近几年来通过阿伏加德罗常数NA进行一些量之间的换算亦成为高考热点。三是阿伏加德罗常数NA在物理学中有着广泛的应用。如电解时析出金属（或放出气体）的质量与耗电量之间必然要用到NA。另外，由于近几年高考中对实验考查逐步从定性转变到半定量、定量，推断题逐步从定性推断转变为计算与性质推断相结合，因而在实验题、推断题中也涉及到了物质的量计算。典 例分 析 例题2（1）（20059春季）下列叙述中指定粒子的数目大于6.021023的是（ ）A.2g重水（D2O，D为21H）中含有的中子数B. 0.1molF中含有的电子数C.标准状况下，11.2LN2和NO混合气体中的原子数D.1L1molL1Na2SO4溶液中的Na+离子数答案：D（2）（20049全国）下列说法不正确的是（ ）A磷酸的摩尔质量与6.021023个磷酸分子的质量在数值上相等 B6.02l023个氮分子和6.021023个氢分子的质量比等于141 C32g氧气所含的原子数目为26.021023 D常温常压下，0.56.021023个一氧化碳分子所占体积是11.2L答案：D考 点分 析（三） 溶液浓度的计算、物质溶解度的简单计算溶液的浓度是高考计算题的热点，主要有：C、V、n、m之间换算；溶液稀释的计算；两种溶液混合后溶液浓度的计算等。有关溶液浓度计算解题方法思路有两个出发点：（1）由“定义式”出发：C=n/V（2）由“守恒”的观点出发：稀释前后“溶质的物质的量守恒”“粒子之间电荷守恒、质量守恒”典 例分 析例题3（1）（20038江苏）若以W1、W2分别表示浓度为amol/L和bmol/L氨水的质量分数，且知2a=b，则下列推断正确的是(水密度比纯水小)（ ）A. 2w1=w2 B. 2w2=w1 C. w22w1 D. w1w21，代入上式得：w22 w1.（2）变式 （19988上海）：在100g浓度为18mol/L1，密度为（gcm3）的浓硫酸中加入一定量的水稀释成9mol/L1的硫酸，则加入水的体积为（ ）A.小于100 ml B.等于100 ml C.大于100 ml D. 100/ ml答案：A溶解度是初中化学中一个重要知识点，但高考涉及的内容在深度和广度上高于初中要求，其考查的主要特点：一是关于溶解度概念的基本计算，题目多数注重对概念的理解，较为简单；二是综合计算，伴有分析推理判断，由于今年考试大纲要求难度降低，预计出现几率很小。典 例分 析 例题4（0314全国）某温度下向100g澄清的饱和石灰水中加入5.6g生石灰，充分反应后恢复到原来的温度。下列叙述正确的是A 沉淀物的质量为5.6g B. 沉淀物的质量为7.4gC. 饱和石灰水的质量大于98.2g D. 饱和石灰水的质量小于98.2g答案：D（四）溶液pH的简单计算考 点分 析强弱电解质的电离和溶液的酸碱性是历年高考的热点内容，其中溶液的酸碱性（或pH大小）及pH计算是高考必考题，重视率100%。这类题目能有效地测试考生的判断、推理运算等思维能力，充分体现了高考命题的一种倾向：由知识型向能力型转变。常见题主要是选择 题，但也有一部分笔答题。从近几年的高考试题分析来看，出现了以字母表示溶液的pH，已知混合前后溶液的体积，求混合后pH，此类题更加突出了运用数学工具来解决化学问题的能力，应引起重视。溶液的pH计算题设条件可千变万化，正向、逆向思维，数字与字母交替出现，与生物酸碱平衡相结合或运用数学工具进行推理等试题在“3+X”综合测试中出现可能性极大。典 例分 析例题5（200410全国）常温时，以下4种溶液pH最小的是 AO.01 molL-1醋酸溶液 B 0.01molL-1醋酸与O.02molL-1NaOH溶液等体积混合液 C0.03molL-1醋酸与0.01molL-1NaOH溶液等体积混合液 DpH=2的盐酸与pH=12的NaOH溶液等体积混合液答案：A借鉴意义pH计算总的指导思想：1、 混合物之间能反应的，先按一定的量反应，看哪一种物质过量；2、 酸性溶液：先求n（H）总，再求c（H）总，后求pH；3、 碱性溶液：先求n（OH）总，再求c（OH）总，后求c（H）总,求pH；4、 近似处理思想：体积可以加和；两数相差100倍以上，可忽略小的数字。（五）烧热的简单计算考 点分 析化学反应中的能量变化在教材中的篇幅很少，但在高考中经常涉及，主要内容有：有关反应热的计算、比较反应热的大小等。最近又出现反应热与能源结合起来进行考查，从能源问题切入，可引出多学科知识要点，形成综合试题，考查学生的基础知识和运用多学科知识分析问题的能力。典 例分 析例题6我国“神舟”五号飞船成功发射，实现了中华民族的飞天梦想。运送飞船的火箭燃料有一种液态氮氢化合物。已知该化合物中氢元素的质量分数为12.5%，相对分子质量为32，进行分析发现，该分子结构中只有单键。试回答下列问题：（1）若64g g该物质与液态双氧水恰好完全反应，产生两种无毒又不污染环境的气态物质，还放出3000kJ的热量。试写出该反应的热化学方程式： 。（2）NH3分子中N原子有一对孤对电子，能发生反应：NH3HCl=NH4Cl。试写出上述通入足量盐酸时，发生反应的化学方程式为 。解析（1）N2H4（l）2H2O2（l）=N2（g）4H2O（g）；H= 1500kJmol1（2）N2H42HCl=N2H6Cl2借鉴意义计算技巧：1、 物质前的计算数指的是“物质的量”。2、 H 0为吸热反应。3、 化学反应不管是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的。也就是说，化学反应的反应热只与反应的始态和终态有关，而与具体反应进行的途径无关。（六）化学方程式计算 此类型计算包括过量计算与多步反应的计算。典 例分 析例题7向含有0.1 molL1 Ca(OH)2的石灰水中通入0.16molCO2，求生成沉淀的物质的量是多少？解析设0.1mol Ca(OH)2与xmol CO2反应，生成CaCO3的物质的量为ymolCa(OH)2CO2= CaCO3H2O 1 1 1 0.1 x y解得：x=0.1 0.1mol0.16mol（CO2过量）y=0.1 剩余CO2的物质的量=0.16mol0.1mol=0.06mol设0.06mol CO2与zmol CaCO3反应CaCO3CO2H2O =Ca(HCO3)2 1 1z 0.06解得：z=0.06生成CaCO3的物质的量=0.1mol0.06mol=0.04mol注：这一类题可据系数方便求解：n(CaCO3)=0.1mol20.16mol=0.04mol借鉴意义涉及到多步反应体系，往往依据若个化学反应方程式，找出起示物质与最终物质的量的关系，并据此列比例式进行计算求解的方法，称为“关系式”法。利用关系式法可以省去不必要的中间运算步骤，避免计算错误，并能迅速准确地获得结果。用关系式法解题的关键是建立关系式，建立关系式的方法主要有：1、利用物料守恒关系建立关系式。2、利用方程式中的化学计量数间的关系建立关系式。3、利用方程式的加合建立关系式。（七）综合计算有关氧化还原反应的计算考 点分 析氧化还原在生产实践中应用极为广泛，它贯穿于中学化学的全过程，是高考命题的热点之一。解答此类题目有关计算要注意从实质即电子转移入手去正确理解有关的概念，而在实际解题过程中，应从分析元素化合价有无变化及其升降这一氧化还原反应的特征入手。此类试题的解法规律性较强，也有一定的技巧，对这类题目可以采用一题多解的方式，进行多角度，多方位地分析。典 例分 析例题8（1）3.84g的Cu与一定量的浓硝酸作用，随着反应的进行，生成的气体的颜色由深变浅。在标准状况下共收集到1.12L的气体，若用这些气体用排水集气法收集，所得到的气体在标准状况下体积为多少毫升？（2）镁铝合金5.1g溶于300ml2molL1的盐酸，在标准状况下放出气体的体积为5.6L，向反应后溶液中加入足量氨水，产生沉淀的质量为（ ）A. 5.1g B. 10.2g C. 13.6g D. 15.3g变式拓展：将3.5gFe、Mg合金投入到一定量的硝酸中，金属与硝酸恰好完全反应，共收集到标准状况下的气体VL（HNO3 被还原为NO和NO2）；若向反应后的溶液中加入足量氢氧化钠溶液，待金属全部沉淀后，再将沉淀过滤，洗净，干燥后称量为8.6g，则收集到的气体体积V值可为（ ）A. 1.12 B.5.34 C. 7.26 D. 8.23解析（1）解法1利用氧化还原反应中电子得失守恒求解。先求出1.12L气体中的NO2、NO的物质的量。设1.12L气体中NO2、NO的物质的量分别为x、yxy=1.12L/22.4Lmol1=0.05molx3y=23.84g/64gmol1=20.06mol=0.12mol（得失电子守恒）x=0.015mol y=0.035mol所以，用排水集气法收集的NO气体体积VNO=(1/3xy)22.4Lmol1=(1/30.015mol0.035mol)22.4Lmol1=0.896L=896ml解法2本题作为一道氧化还原反应的计算题，过程看似复杂。一旦分清了还原剂是什么物质，最终的还原产物又为何物，问题便迎刃而解了。根据得失电子守恒可知：23.84g/64gmol1=x/(22.4 Lmol1)(5)(2)（x为最终所得气体体积）x=0.896L=896ml(2)n(OH)=n(e)=2n(H2)=25.6L/22.4Lmol1=0.5molm(沉淀)=m（合金）m(OH)=5.1g0.5mol17gmol1=13.6g，选C变式拓展解析根据n(OH)=n(e)=0.3mol，根据得失电子守恒：当气体都为NO时，3n(NO)=0.3mol，V(NO)=2.24L当气体都为NO2时，n(NO2)=0.3mol，V(NO2)=6.72L所以，2.24LV6.72L，选B（八）综合计算化学反应速率与化学平衡计算考 点分 析该部分计算出现的题目类型有选择题和填空题，在选择题部分考察的不多，而在第二卷中，常出现高思维强度的题目，以考察学生的思维判断能力。例如：等效平衡的比例判断，应用数学方法对化学平衡原理进行理论分析等，解答该类题目时，应注意对概念和规律的引申，不能局限于表面，同时要注意同一考点而不同出题形式的变化。典 例分 析例题9（200429全国）恒温下，将a molN2与b molH2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中，发生如下反应：N2(g)十3H2(g) 2NH3(g)(1)若反应进行到某时刻时，(N2 )=13mol，(NH3)=6mol，计算a的值。(2)反应达平衡时，混合气体的体积为716.8L(标况下)，其中NH3的含量(体积分数)为25。计算平衡时NH3的物质的量。(3)原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比(写出最简整数比，下同)。n(始)：n(平)=_。(4)原混合气体中，a：b=_。(5)达到平衡时，N2和H2的转化率之比，a(N2)：A(H2)=_.(6)平衡混合气体中，n(N2)：n(H2)：n(NH3)=_。解析(1)解法一：由反应的化学方程式得知，反应掉的N2和生成NH3的物质的量之比为12，设反应掉的N2的物质的量为xmol。则 x6=12解之x=3A=13+3=16解法二：N2 3H2 3H22NH3开始时： a b 0时： 13 6在时生成6molNH3，消耗了3 molN2,所以a=13+3=16（2）平衡时NH3物质的量为（716.8L/22.4Lmol1）25%=8mol（3）可利用差量法计算：假设气体总物质的量减少yN2 + 3H2 2NH3 n1 3 2 2 8mol y解得y=8mol所以混合气体的总的物质的量为716.8L/22.4 Lmol1+8mol=40mol原混合气体与平衡混合气体总物质的量之比为40：32=5：4（4）前面已经计算出来原混合气体中a=16,所以H2的物质的量b=4016=24，所以a：b=16：24=2：3（5） N2 + 3H2 2NH3 开始 16 24 0转化 4 12 8平衡 12 12 8N2、H2的转化率之比为(N2)：(H2)=4/1612/24=12 （6）根据（5）中的计算数据，平衡混和气体中 n (N2):n(H2):n(NH3)=3:3:2（九）综合设计有关有机物的计算典 例分 析例题10取3.32g只含羧基，不含其它官能团的固态芳香族羧酸置于4.00L氧气中点燃，羧酸完全燃烧后气体体积增加0.224L。将该气体通过足量的过氧化钠后，气体体积减少1.792L。（所有气体体积均指标况下的体积）试回答：（1）3.320g该羧酸中碳原子的物质的量为 ；（2）列式计算3.320g羧酸中氢、氧原子的物质的量。（3）能否由所给数据计算羧酸的相对分子质量 (填能或不能)，并写出符合题给条件的相对分子质量最小的芳香族羧酸的结构及简式。解析（1） 2CO2 O2 气体体积减小 2mol 22.4L X 1.792Lx=0.160mol，n(C)=0.160mol（2）由题意：3.320g羧酸燃烧后气体体积增加0.224L，而产生CO20.160mol，所以燃烧消耗的O2(0.1600.224/22.4)mol=0.150mol设该羧酸中氢、氧原子物质的量为n(H)、n(O)则3.320g酸+0.150molO20.160molCO2+n(H) H2O /2氧原子守恒：n(O)+0.1502=0.1602+n(H)/2质量守恒：3.320+0.15032=0.16044+9n(H)n(H)=0.120mol，n(O)=0.080mol（3）不能（共有邻、间、对位三种结构）（十）综合计算晶体结构有关计算考 点分 析 05考试大纲明确提出要求考生对“原子、分子和化学键等微观结构有一定的三维想象能力。”由于晶体空间结构试题能很好地考察学生观察能力和三维空间的想象力，因而它成为命题的热点在情理之中，考察形式或根据空间构型求晶体的化学式，或根据空间构型求晶体密度，阿伏加德罗常数，化学键数等，常与物理和数学综合起来一起考察，特别易于立体几何知识结合在一起，此类试题立意新颖，结构巧妙，对学生的观察思维能力、空间想象能力有较高的要求。典 例分 析例题11某离子晶体部分结构如图：（1）晶体中每个Y同时吸引着最近的 个X， 每个X同时吸引着最近的个Y，该晶体的化学式为 （2）晶体中每个X周围与它距离最近的X一共有 个。（3）晶体中距离最近的2个X与一个Y形成的夹角XY X的 角度是 。 （4）设该晶体的摩尔质量为M g/mol,晶体密度为p g/cm3, 阿伏加德罗常数为NA，则该晶体中两个距离最近的X中心间距离为 cm。【解析】从图中可知，Y位于立方体的中心，X位于立方体的四个顶点，故一个Y同时吸引着最近的4个X，每个X同时吸引着最近的8个Y，由此确定其化学式为XY2或X2Y。由于顶点X是8个立方体共有，每个面是两个立方体共享，故晶体中每个X周围与它最近且距离相等的X应有831/2=12（个）要求晶体中距离最近的2个X与一个Y形成的夹角时，可将图中4个X分别与Y相连，形成的构型类同于CH4分子，XY X=109028，。设每个小立方体的边长为xcm，其中含XY2的物质的量为. 根据m=v和m=Nm得方程：即可求出： 【解析】（1）4 8 XY2或X2Y （2） 12 （3）109028， （4） 【借鉴意义】有关晶体结构的问题是一个难点。注意将题给信息、空间形状、性质联系起来，打破平面思维定势，需要建立空间想象、观察与迁移能力。四、思维能力训练、（199812全国） 将标准状况下aLHCl（g）溶于1000g水中。得到盐酸密度为 gcm3，则该盐酸的物质的量浓度为（ ）A. a/22.4molL1 B. ab/22.4molL1 C. ab/（2240036.5a）molL1 D. 1000ab/（2240036.5a）molL1答案：D、（200313全国） 已知在1105Pa，298K条件下，2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ热量，下列热化学方程式正确的是A H2O（g）H2（g）1/2O2（g） H242kJmol1B