高考化学二轮复习精品资料专题18 化学计算教学案（教师版）.doc

2013高考化学二轮复习精品资料专题18 化学计算（教学案，教师版）2常见题型为计算选择题，计算填空题、实验计算题、计算推断题和综合计算题等，2007年高考将化学计算部分常见的最后两个计算大题取消，计算的考查已落在选择和填空题中。3近年高考化学计算题主要有以下特点：(1)注意速算巧解。一般在第卷中会出现五到七个左右要计算的量很少或者根本不需要计算的试题。纯计算题不超过两个，其命题意图是考查对化学知识的理解、掌握和运用。重点考查学生运用题给信息和已学相关知识进行速算巧解的能力。(2)起点高、落点低。这方面主要是第卷中的计算题。试题常以信息给予题的形式出现，但落点仍是考查基本计算技能。 (3)学科渗透，综合考查。主要考查各种数学计算方法的运用、物理学科中的有效数字及语文学科的阅读能力。 (4)综合计算题的命题趋势是理论联系实际，如以生产、生活、环境保护等作为取材背景编制试题，考查视野开阔，考查学生用量的观点把握化学知识、原理、过程等。二、学生化学计算题失分的主要原因：八个“不够”1审题不够仔细；2.基础不够扎实；3思考不够全面；4.思维不够灵敏；5运算不够准确；6.格式不够规范；7表达不够清楚；8.时间不够充裕。【重点知识整合】一、有关化学量与化学式的计算以物质的量为中心的计算既是基本概念的内容，又是化学计算的必不可少的计算工具。主要考点：（1）有关物质的量、质量、气体体积、微粒数间的换算（2）相对分子质量、各元素的质量分数 （3）有机物的分子式、结构式（4）阿伏加德罗定律及其推论的应用解题策略：（1）掌握基本概念，找出各化学量之间的关系（2）加强与原子结构、元素化合物性质、有机物结构性质等相关知识的横向联系（3）找出解题的突破口，在常规解法和计算技巧中灵活选用例1、往100mlph=0的硫酸和硝酸混合液中投入3.84g铜粉，微热使反应充分完成后，生成一氧化氮气体448ml（标准状况）。则反应前的混合溶液中含硝酸的物质的量为（ ）（a）0.02mol （b）0.08mol （c）0.10mol （d）0.16mol二、有关溶液的计算以溶液为中心的计算，主要是灵活运用有关的计算公式。主要考点：（1）有关溶质溶解度的计算（2）有关溶液浓度（溶液的溶质质量分数和物质的量浓度）的计算（3）有关溶液ph的计算（4）有关溶液中离子浓度的计算解题策略：（1）有关溶解度和溶液浓度的计算，关键要正确理解概念的内涵，理清相互关系一般可采用守恒法进行计算（2）有关溶液ph及离子浓度大小的计算，应在正确理解水的离子积、ph概念的基础上进行分析、推理。解题时，首先明确溶液的酸（碱）性，明确c（h+）或c（oh-）例2、1体积ph2.5的盐酸与10体积某一元强碱溶液恰好完全反应，则该碱溶液的ph等于（ ） a、 9.0 b、 9.5 c、 10.5 d、 11.0 三、有关反应速率、化学平衡的计算化学反应速率、化学平衡的有关计算是计算的难点，化学反应速率及化学平衡的理论的抽象性以及逻辑性，再加上条件的多样性，使其成为较难掌握的一种计算类型。主要考点：（1）利用化学反应速率的数学表达式进行计算（2）各物质反应速率间的换算（3）有关化学平衡的计算解题策略：（1）加强对速率概念、平衡移动原理的理解（2）将等效平衡、等效转化法等分析推理方法与数学方法有机结合，在采用常规解法的同时，可采用极值法、估算法等解题技巧例3、由n2和h2组成的混合气体，其平均式量为12.4，取此混合气体0.5mol充入密闭容器中，使之反应并在一定条件下达到平衡。已知反应达到平衡后容器内压强是相同条件下反应前压强的0.6倍，求：(1)反应前混合气体中n2和h2的体积比；(2)平衡混合气体中nh3和h2的物质的量；(3)达到平衡时n2的转化率。解析：（1）(28n(n2)+2n(h2)/( n(n2)+ n(h2) 15.6 即：n(n2)：n(h2)= v（n2） ：v（h2） 2 ：3 （2） n2 + 3 h2 2nh3起始（mol） 0.2 0.3 0转化（mol） x 3x 2x平衡（mol） 0.2x 0.3 3x 2x 四、有关氧化还原、电化学的计算以氧化还原为中心的有关计算，是高考的热点。主要考点：（1）氧化产物、还原产物的确定及量的计算（2）转移电子数、电荷数的计算（3）电极析出量及溶液中的变化量的计算（4）有关氧化还原反应的其他典型计算解题策略：关键在于根据得失电子总数相等，列出守恒关系式求解例4、是一种广谱消毒剂，根据世界环保联盟的要求，将取代成为自来水的消毒剂。工业上常用和溶液混合并加酸化后反应制得，在以上反应中和的物质的量之比为（ ）a. 1：1b. 2：1c. 1：2d. 2：3解析：应用电子守恒进行计算，其关键是找到氧化剂得到的电子总数与还原剂失去的电子总数相等关系。和溶液混合产物和，根据氧化还原反应的电子守恒关系，则有，可求得：。答案：b。五、有关化学方程式的计算有关化学方程式的计算是最常见的计算类型之一，关键是正确理解化学方程式的系数之间的关系。主要考点：（1）运用计算技巧进行化学方程式的有关计算（2）热化学方程式中反应热、中和热、燃烧热的计算解题策略：（1）深刻理解化学方程式、热化学方程式的含义，充分利用化学反应前后的有关守恒关系（2）搞清各解题技巧的使用条件和适用范围，读懂题目，正确选择例5、1 kg c(s)燃烧，所得的混合气体中，co占1/3体积，co2占2/3体积。已知：c(s)+ o2(g)=co(g);h=110.35 kjmol1,co(g)+ o2(g)=co2(g);h=282.57 kjmol1。则与1 kg碳完全燃烧相比，损失的热量及c的燃烧热正确的组合是（ ）a、110.35 kj,282.57 kjmol1 b、282.57 kj,392.92 kjmol1c、392.92 kj,392.92 kjkg1 d、7849.2 kj,392.92 kjmol1六、综合计算 主要考点：（1）过量计算问题的分析讨论（2）混合物计算和解题技巧（3）复杂化学式的确定方法（4）无数据计算的解决方法（5）数据缺省型的计算方法（6）讨论型计算的解题思路（7）隐含条件题的解决方法（8）化学图象题的解题技巧解题策略：认真审题，明确是常见综合计算中的哪种类型，寻求解决的合理思路和解决方法；善于抓住化学与数学知识间的交叉点，运用所掌握的数学知识，通过对化学知识的分析，建立函数关系。例6、将feo和cu(no3)2的混合物9.08g全部溶解于含有0.3molhcl的某浓度的盐酸中（此时有部分fe2+被酸性条件下的no3-氧化：3fecl2+hno3+3hcl=3fecl3+no+2h2o）,当向溶液中通入一定量的氯气时，溶液中的fe2+刚好被完全氧化，再向溶液中加入10g过量的铁粉，充分反应后，放出标准状况下的氢气224ml，过滤，得到不溶性固体6.72g。问（1）原混合物中feo的物质的量为 ，cu(no3)2的物质的量为 。（2）通入的氯气在标准状况下的体积是 。质量守恒：560.5x-(64-56)y+0.0156=10-6.72 根据hcl守恒：2x+8y+0.02=0.3解之得：x=0.1(mol) y=0.01(mol)（2）消耗氯气的体积为：0.5(x-6y)22.4=0.448(l)答案：(1)feo 0.1mol cu(no3)20.01mol (2)0.448l【高频考点突破】一、差量法差量法在化学反应中，根据质量守恒定律，反应物和生成物按一定的质量比发生反应。在具体的一个反应中，还可以根据需要进行某些特定的组合，即反应方程式中某些项目进行加减组合。如碳酸氢钠固体的分解反应，产物中的二氧化碳是气体，水是液体，若讨论固体质量的变化，可以是前后固体质量的差值，也可以是非固体物质质量的和，将非固体物质中的比例关系合并为一个比例量，与原方程式中各种量成比例关系。具体如下：2nahco3na2co3co2h2om(固) 284 g 106 g 44 g 18 g 62 g其固体差量可用下列两种方法得出：(2nahco3na2co3)或(co2h2o) (284 g106 g) 或(44 g18 g)例1、臭氧层是地球生命的保护神，臭氧比氧气具有更强的氧化性。实验室可将氧气通过高压放电管来制取臭氧：3o22o3。(1)若在上述反应中有30%的氧气转化为臭氧，所得混合气的平均摩尔质量为_ g/mol(保留一位小数)。 (2)将8 l氧气通过放电管后，恢复到原状况，得到气体6.5 l，其中臭氧为_ l。 二、关系式法物质间的一种简化的式子，解决多步反应，计算最简捷。多步反应中建立关系式的方法：(1)叠加法(如利用木炭、水蒸气制取氨气)： 由木炭、水蒸气制取nh3的关系为：3c4nh3。(2)元素守恒法(如氨氧化法制硝酸)： 4nh35o24no6h2o 2noo2=2no2 3no2h2o=2hno3no 经多次氧化和吸收，由n元素守恒知：nh3hno3。(3)电子转移守恒法(如氨氧化法制硝酸)： nh3hno3，o22o2， 由得失电子总数相等知，nh3经氧化等一系列过程生成 hno3，nh3和o2的关系为nh32o2。例2、取ki溶液25 ml，向其中滴加0.4 mol/l的fecl3溶液135 ml，i完全反应生成i2：2i2fe3=i22fe2。将反应后的溶液用ccl4萃取后分液，向分出的水溶液中通入cl2至0.025 mol时，fe2恰好完全反应。求ki溶液的物质的量浓度。解析：依题意，有： 本题可用关系式法求解。 由上述两个反应及电子转移守恒理论，得i与cl2之间的关系式：2icl2。 设ki的物质的量是x。 2icl2 2 1 x 0.025 mol ，x0.05 mol。c(ki)2 mol/l。答案：2 mol/l 三、极值法(1)极值法的含义： 极值法是采用极限思维方式解决一些模糊问题的解题技巧。它是将题设构造为问题的两个极端，然后依据有关化学知识确定所需反应物或生成物的量值，进行判断分析，求得结果。(2)极值法解题的基本思路： 把可逆反应假设成向左或向右进行的完全反应。 把混合物假设成纯净物。 把平行反应分别假设成单一反应。 (3)极值法解题的关键： 紧扣题设的可能趋势，选好极端假设的落点。 (4)极值法解题的优点： 极值法解题的优点是将某些复杂的、难以分析清楚的化学问题假设为极值问题，使解题过程简化，解题思路清晰，把问题化繁为简，由难变易，从而提高了解题速度。 例3、在一容积固定的密闭容器中进行反应：2so2(g)o2(g)2so3(g)。已知反应过程中某一时刻so2、o2、so3的浓度分别为0.2 mol/l、0.1 mol/l、0.2 mol/l。当反应达到平衡时，各物质的浓度可能存在的数据是 () aso2为0.4 mol/l，o2为0.2 mol/l bso2为0.25 mol/l cso2和so3均为0.15 mol/l dso3为0.4 mol/l 解析：本题可根据极端假设法进行分析。若平衡向正反应方向移动，达到平衡时so3的浓度最大为0.4 mol/l，而so2和o2的浓度最小为0；若平衡向逆反应方向移动，达到平衡时so3的浓度最小为0，而so2和o2的最大浓度分别为0.4 mol/l、0.2 mol/l，考虑该反应为可逆反应，反应不能向任何一个方向进行到底，因此平衡时so3、o2、so2的浓度范围应分别为0c(so3)0.4 mol/l,0c(o2)0.2 mol/l,0c(so2)0.4 mol/l。so2反应转化成so3，而so3分解则生成so2，那么c(so3)c(so2)0.2 mol/l0.2 mol/l0.4 mol/l。对照各选项，只有b项符合题意。答案：b 【难点探究】难点一：守恒法例1. 把a g铁铝合金粉末溶于足量盐酸中，加入过量naoh溶液。过滤出沉淀，经洗涤、干燥、灼烧，得到红色粉末的质量仍为a g，则原合金中铁的质量分数为（ ）a. 70%b. 52.4%c. 47.6%d. 30%例2 . 有mg、al混合粉末10.2g溶于50ml 4mol/l的盐酸，若加入2mol/l的氢氧化钠溶液，使得沉淀达到最大量，则需加入氢氧化钠的体积为（ ） a. 100ml b. 500ml c. 1000ml d. 1500ml分析：根据题意，当mg2+、al3+全部沉淀后，沉淀达到最大量，此时为nacl溶液。在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，溶液呈电中性。 答案：a解析：依题意知：mg，alcl3（hcl可能过量），mg(oh)2 、al(oh)2，欲使沉淀为最大值，则mg2+、al3+全部沉淀，此时溶质是nacl（过量的hcl也被中和，生成nacl），据电荷守恒得：，即，故选a。难点二：差量法 例1. 有nacl和kcl的混合物25g，溶于水形成溶液，加入1000g 7.14%的agno3溶液，充分反应后滤出沉淀，再向混合物加入100g cu片，过一段时间反应完全后取出，洗涤干燥称其质量为101.52g，则原混合物中nacl和kcl的物质的量各为（ ）a. 0.3mol 0.2mol b. 0.3mol 0.1mol c. 0.1mol 0.3mol d. 0.2mol 0.1mol例2. agna2co3和nahco3混合物加热至质量不再发生变化，质量为bg，则混合物中nahco3的质量分数为（ ）a.(a-b)% b. c. d.分析：根据题意，nahco3加热易分解，生成的h2o和co2以气体形式溢出，分解产生的h2o和co2质量为（a-b）g。利用差量法，可以求出nahco3的质量。答案：c解析：解：设nahco3的质量为x g。2nahco3 na2co3h2oco2 m168g 106g 168g106g62g x （a-b）g 解得：x=得nahco3的质量分数为技巧三 ：平均摩尔电子质量法例1. 两种金属的混合粉末15g，与足量盐酸充分反应后得到标况下11.2l h2，则下列金属不可能的是( )a、mg和zn b、fe和zn c、al和na d、al和fe 例2. 锰的氧化物mno2、mn2o3、mn3o4、mn2o7在加热时均能和浓盐酸发生反应生成mncl2 和cl2，现有11.45g锰的某种氧化物与足量的盐酸反应，产生的氯气在标准状况下的体积为1.12升，则参加反应的氧化物是（ ）amno2 bmn2o3 cmn3o4 dmn2o7分析：根据题意，先计算出混合物的平均摩尔电子质量，再依据各化合物的摩尔电子质量进行判定，即可求解。答案：c解析: 由题意可知，该锰的氧化物的摩尔电子质量为114.5。mno2的摩尔电子质量为43.5，mn2o3的摩尔电子质量为79，mn3o4的摩尔电子质量为114.5，mn2o7的摩尔电子质量为22.2，所以应选c。技巧四：关系式法例1. 金属锡的纯度可以通过下述方法分析：将试样溶于盐酸，反应的化学方程式为：sn2hcl=sncl2h2，再加入过量的fecl3溶液，发生如下反应：sncl22fecl3=sncl42fecl2，最后用已知浓度的k2cr2o7溶液滴定生成fe2+，反应的化学方程式为：。现有金属锡试样0.613g，经上述反应后，共用去0.100 mol/lk2cr2o7溶液16.0ml。求试样中锡的百分含量（假定杂质不参加反应）。分析：该题是应用关系式法解多步反应的综合计算。根据题目所给出的三个化学反应，得出sn与k2cr2o7的物质量的关系：答案： 例2. 一定量的铁粉和9克硫粉混合加热，待其反应后再加入过量盐酸，将生成的气体完全燃烧，共收集得9克水，求加入的铁粉质量为（ ）a.14g b.42g c.56g d.28g 应有铁为0.5摩，即28克。【历届高考真题】【2012高考】（2012广东）11设na为阿伏加德罗常数的数值，下列说法正确的是 a常温下，4g ch4含na个ch共价键 b1 mol fe与足量稀hno3反应，转移个2na个电子c1l 0.1 mol/l nahco3溶液中含有0.1na个hco3 d常温常压下，22.4l的no2和co2混合气体含有2na个o原子【答案】b【解析】这是一道有关阿伏伽德罗常数的计算。a 一个ch4分子中含有4个c-h键，4gch4即为0.25mol，因此4g ch4含na个ch共价键，a对；b 1molfe与硝酸反应后全部变为fe3+,转移电子数应该是3 na ，b错；c 因为hco在溶液中存在水解，因此1l 0.1 mol/l nahco3溶液中含有hco3 应该小于0.1na。d只有在标准状况下，才满足选项内容。【考点定位】阿伏加德罗常数（2012四川）7.设na为阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是a标准状况下，33.6l氟化氢中含有氟原子的数目为1.5nab常温常压下，7.0g乙烯与丙烯的混合物中含有氢原子的数目为nac50ml 18.4mol/l浓硫酸与足量铜微热反应，生成so2分子数目为0.46nad某密闭容器盛有0.1moln2和0.3molh2，在一定条件下充分反应，转移电子的数目为0.6na（2012四川）13.向27.2gcu和cu2o的混合物中加入某浓度的稀硝酸0.5l，固体物质完全反应，生成no和cu(no3)2，在所得溶液中加入1.0mol/l的naoh溶液1.0l，此时溶液呈中性。金属离子已完全沉淀，沉淀质量为39.2g。下列有关说法不正确的是acu与cu2o的物质的量之比为21b硝酸的物质的量浓度为2.6mol/lc产生的no在标准状况下的体积为4.48ldcu、cu2o与硝酸反应后剩余hno3为0.2mol【答案】：b【解析】：设cu和cu2o的物质的量分别为xmol、ymol，根据题意，则有64x+144y=27.2 由cucu(oh)2 cu2o2cu(oh)2得34x+68y-16y=39.2-27.2，解得x=0.2 y=0.1（2012大纲版）12在常压和500条件下，等物质的量的ag2o、fe(oh)3 、nh4hco3、nahco3完全分解，所得气体体积依次是v1v2v3v4。体积大小顺序正确的是a.v3v2v4v1 b. v3v4v2v1c.v3v2v1v4 d.v2v3v1v4【答案】a【解析】500时，分解产生的h2o均为气体，涉及的反应方程式有：2ag2o4ag + o2,2fe(oh)3fe2o3 + 3h2o,nh4hco3 nh3+co2+h2o,2nahco3 na2co3 + co2+ h2o,设取2mol以上各物质，产生的气体分别为：1mol,3mol,6mol和2mol。同温同压下，体积之比等于物质的量之比，则体积大小顺序为：v3v2v4v1，a项正确。【考点定位】无机反应方程式书写，阿伏加德罗定律（2012海南）6将0.195g锌粉加入到20.0ml的0.100 moll-1mo2+溶液中，恰好完全反应，则还原产物可能是am bm2+ cm3+ dmo2+【答案】：b【解析】：根据我们所学的氧化还原反应，在反应中一定存在得失电子守恒。设反应后x元素的化合价为x，参加反应的mo2+的物质的量为0.002mol，参加反应的锌的物质的量为0.003mol，故存在：(5-x)0.002=0.0032，解得x=2，故选b。【考点定位】此题以氧化还原知识为载体，考查了化学计算知识。（2012海南）7na为阿伏加德罗常数的数值，下列说法中正确的是a在密闭容器中加入l.5mol h2和0.5moln2，充分反应后可得到nh3分子数为nab一定条件下，2.3g的na完全与o2反应生成3.6g产物时失去的电子数为0.1nac1.0l的0.1 moll-1na2s溶液中含有的s2-离子数为0.1nad标准状况下，22.4l的ccl4中含有的ccl4分子数为na（2012全国新课标卷）9. na表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述中不正确的是 a.分子总数为na的no2和co2的混合气体中含有的氧原子数为2na b.28g乙烯和环丁烷（c4h8）的混合气体中含有的碳原子数为2na c.常温常压下，92g的no2和n2o4混合气体含有的原子数为6na d.常温常压下，22.4l氯气与足量镁粉充分反应，转移的电子数为2na【答案】 d【解析】相同物质的量的no2和co2含有的氧原子数相同，选项a正确；乙烯和环丁烷的最简式相同，28g乙烯和环丁烷（c4h8）的混合气体中含有的碳原子数为2na，选项b正确；no2和n2o4的最简式相同，92g的no2和n2o4混合气体含有的原子数为6na，选项c正确；因为是常温常压下，22.4l氯气不是1mol，选项d错误。【考点定位】 物质的构成、氧化还原反应、阿伏加德罗定律、阿伏加德罗常数（2012上海）11工业上将氨气和空气的混合气体通过铂铑合金网发生氮氧化反应，若有标准状况下yl氨气完全反应，并转移n个电子，则阿伏加德罗常数na可表示为a b c d【答案】d【解析】氨气的催化氧化的反应为：4nh35o24no6h2o，标准状况下vl氨气转移的电子数为5nanmol，na。【考点定位】本题考查化学计算（2012上海）22pbo2是褐色固体，受热分解为pb的+4和+2价的混合氧化物，+4价的pb能氧化浓盐酸生成cl2；现将l mol pbo2加热分解得到o2，向剩余固体中加入足量的浓盐酸得到cl2，o2和cl2的物质的量之比为3：2。则剩余固体的组成及物质的量比是a1：1混合的pb3o4、pbo b1：2混合的pbo2、pb3o4c1：4：l混合的pbo2、pb3o4、pbo dpbo2、pb3o4、pbo（2012江苏）8. 设na 表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是a 标准状况下，0. 1 mol cl2 溶于水，转移的电子数目为0. 1na b 常温常压下，18 g h2o 中含有的原子总数为3na c 标准状况下，11. 2 l ch3ch2oh 中含有的分子数目为0. 5na d 常温常压下，2. 24 l co 和co2 混合气体中含有的碳原子数目为0. 1na 【答案】b【解析】a选项溶于水的氯气不能完全与水反应，该反应可逆；b选项正确；c选项错误，乙醇标况下为液态；d选项错误，非标况下不能使用标况下的气体摩尔体积。【考点定位】阿伏加德罗常数的应用（2012上海）二氧化硒(seo2)是一种氧化剂，其被还原后的单质硒可能成为环境污染物，通过与浓h