计算高考过关题.doc

六、突破化学计算1. 某固体混合物可能由Al 、（NH4）2SO4、MgCl2 、FeCl2 、AlCl3 中的一种或几种组成，现对该混合物作如下实验，所得现象和有关数据如图所示(气体体积数据已换算成标准状况下的体积)：白色沉淀2.90g14.5g固体5.60L气体无色溶液 过量浓NaOH溶液碱石灰体积不变浓硫酸 3.36L气体久置 无明显变化稀盐酸 白色沉淀过量稀盐酸 无色溶液回答下列问题：（1）写出反应的离子方程式_.(2)填写下表中的空白。（注：若混合物中不存在该成分，则“质量”栏中填“0”；画斜线的表格不需填写）成分质量判断依据或计算推理过程Al（NH4）2SO4MgCl2FeCl2AlCl32. 某工厂的生产废水中含糖类以(CH2O)n表示，该厂用化学和生物方法处理废水，若废水中的糖类有45%被完全氧化，即发生反应 (CH2O)n + nO2 nCO2 + nH2O；另有10% 经过发酵过程进行无氧分解，即 2(CH2O)n nCO2 + nCH4 。其余部分糖类仍然留在沉积物中。该厂每天处理废水得到的CO2和CH4共16.0m3（标准状况）。（1）每天被氧化和被发酵的糖类共 千克。（2）每天有 千克糖类留在沉积物中。（3）COD（化学耗氧量）是指1L水样中还原性物质完全被氧化所需要的氧气的毫克数。若该工厂的生产废水中糖类的质量分数为百万分之五十（设废水的密度为1g/cm3;无其它还原性物质），则其COD为 mg/L.3. 甲醚（CH3OCH3）是一种新型的合成“柴油”，它可由天然气（体积分数：CO2为5%，CH4为95%）合成。合成甲醚主要步骤为造气和合成。过程如下（气体体积均在同温同压下测定；氧气由空气提供，其中N2和O2的体积比为4:1；不考虑CO与水的反应;各步反应转化率均为100%）：合成CO+2H2CH3OH （4）2CH3OHCH3OCH3+H2O （5）造气CH4+H2O3H2+CO （1）CH4+CO22H2+2CO （2）2CH4+O24H2+2CO （3）（1）若造气得到的气体只含CO和H2，该混合气体中，碳元素的质量分数为a%,则氢元素的质量分数为 %（用含a的式子表示）。（2）造气时每使用100m3天然气，应同时通入水蒸气_m3、空气_m3，才能保证合成时CO与H2的体积比为1：2；合成甲醚后，有_m3的水蒸气可参加循环生产。（3）若只用天然气和空气造气，合成后得到的蒸气成分如下表：气体CH3OCH3H2ON2A体积（m3）9595xy则A气体的分子式为 ； x = 。4. 二甲醚（CH3OCH3）简称CME，是一种理想的煤基清洁燃料，可由生物甲烷或天然气合成。合成二甲醚主要步骤为造气和合成。过程如下：造气：CH4+H2O3H2+CO CH4+CO22H2+2CO 合成：CO+2H2CH3OH 2CH3OHCH3OCH3+H2O (1)生物甲烷是由植物在一定条件下发酵(代谢产物为相等物质的量的CH4和CO2 )而制得，植物纤维素发酵制得甲烷的化学方程式为 。(2)若162 kg纤维素含量为10%的农作物桔杆，在微生物作用下完全转化为CH4和CO2，通入适量的水蒸气合成二甲醚，理论上最多可得到 kg的二甲醚。(3)若天然气中只含CH4，空气中只含N2和O2，且体积比为41。某企业用标准状况下22.4 m3天然气及水蒸气、空气为原料生产二甲醚，同时利用N2与H2合成氨。在合成二甲醚的同时，理论上还可得到多少千克的NH3？（假设天然气完全反应后的N2全部转化为NH3，且生产过程中转化率均为100%；合成塔中水与CO不反应）5. 已知：Pb的化合价只有+2、+4，且+4价的Pb具有强氧化性，能氧化浓盐酸生成C12；（1）写出Pb3O4与浓盐酸反应的化学方程式 。（2）PbO2不稳定，随温度升高按下列顺序逐步分解：PbO2Pb2O3Pb3O4PbO。若加热分解后所得到的固体全部为Pb3O4，现将a mol PbO2加热分解，则加热过程中放出O2_L（标准状况下）；（3）现将1 mol PbO2加热分解，收集产生的O2，加热分解后所得固体中，pb2占Pb元素的物质的量分数为x；再向加热所得固体中加入足量的浓盐酸，收集产生的C12，收集到O2和C12的物质的量之和为y mol。试回答下列问题：通过计算确定y与x的函数关系式。若两步反应中O2和Cl2的物质的量之比为3:5，则剩余固体中含有的物质为 ，其物质的量之比为 。6. 铜是人类最早知道的金属之一，实验室可用C、H2还原CuO制取少量的Cu，工业上主要用火法从黄铜矿中提炼Cu。（6分）实验证明，C还原CuO时既可能生成Cu，也可能生成Cu2O，即使在C过量时，实验中CuO也可能部分未被还原。为了测定某次实验产物的组成，取1.2 g C跟8.0 g CuO混合加热，将反应生成的气体通过足量的澄清石灰水并集气。一段时间后停止加热，共收集到560 mL气体（已经折算成标准状况），测得沉淀的质量为2.5 g。则： 上述实验中C （填“完全”或“不完全”）参加反应，实验中收集到的气体是 （填写化学式），产生这种气体的化学方程式为： 。 反应后得到的固体混合物总质量为 ，其中含氧化合物的物质的量为 mol。. 黄铜矿的主要成分X是由Cu、Fe、S三种元素组成的复盐，其中Cu、Fe两种元素的质量比为87；将mgX粉末全部溶于200mL的浓HNO3，反应后的溶液加水稀释至212L时测得其pH为0；将稀释后的溶液分为两等份，向其中一份溶液中滴加605mol/L的NaOH溶液，向另一份溶液中滴加0600mol/L Ba(NO3)2溶液，两溶液中均生成沉淀，且沉淀的质量随所加溶液的体积变化如下图所示：请通过计算确定m的值；X的摩尔质量为368 g/mol，请确定X的化学式。 7. 丁烷在一定条件下可以按两种方式裂解：C4H10C2H6+C2H4；C4H10CH4+C3H6，某石油公司实验室对丁烷进行裂解后的裂解气进行研究。【探究一】裂解气的系列问题(1) 若将1mol丁烷进行完全裂解，则最终所得混合气的物质的量为 mol。(2) 若丁烷部分裂解，则反应后混合气体平均相对分子质量可能是 (填编号) 28.5 42 51 60(3) 将1molCH4和适量的氧气在密闭容器中点燃，充分反应后，甲烷和氧气均无剩余，且产物均为气体（101kPa，120），其总质量为72g,下列有关叙述不正确的是（ ）A若将产物通过碱石灰，则可全被吸收，若通过浓硫酸，则不能被完全吸收B产物的平均摩尔质量为24g/molC若将产物通过浓硫酸充分吸收后恢复至（101kPa，120），则压强变为吸收前的1/3D反应中消耗的氧气为56g【探究二】测量裂解气与H2加成反应后气体总体积与氢气的体积分数关系(4)另取丁烷完全裂解后的气体与H2的混合气体10L，已知其中H2的体积分数为x，在一定条件下使其充分反应，反应后气体的体积为V L。请列出V与x的函数关系式。 (无需解答过程)8. 以天然气为原料合成氨是新的生产氮肥的方法，它具有污染小、成本低等诸多特点，其过程大体如图，某工厂以标准状况下的含CH489.6%的天然气100m3为原料经过上述过程，生产尿素和硝酸铵。（1）合成氨生产过程中氨的产率为60%，假设其他各步反应均完全且不考虑副反应，求100m3的天然气可生产尿素的质量。（2）为使硝酸生产过程中不再补充空气，假设各步反应均完全且氨中氮元素全部转化为HNO3，空气中氧气体积分数设为20%，求由氨气和空气组成的原料气中（不包含被硝酸吸收的氨气）氨气与空气的体积比。（3）实际生产中，若氨的产率为60%，硝酸的产率为80%，求100m3的天然气最多可生产硝酸铵的质量。9. 工业上利用焦炭在石灰窑中燃烧放热，使石灰石分解生产CO2：高温CO2 CO2CaCO3 CO2CaOy/m3xO1（1）含碳酸钙95%的石灰石2.0 t按完全分解（设杂质不分解），可得标准状况下CO2的体积为 m3。（2）纯净的CaCO3和焦炭混合物2.4 t按、完全反应。若焦炭的质量分数为x，在石灰窑中充分反应生成标准状况下的CO2气体共y m3。写出y关于x的函数关系式 ，并在右图中绘出示意图（注明起始等重要点的坐标）。（3）某次窑气体积分数如下：O2 0.2%、CO 0.2%、CO2 41.6%，其余为N2。则此次窑内配比率 （保留1位小数，设空气只含N2与O2，且体积比为41）。10. 钢铁制品经常进行烤蓝处理，即在铁制品的表面生成一层致密的Fe3O4。某学习小组为了研究烤蓝铁片，分别进行了以下实验操作：把一定量烤蓝铁片加工成均匀粉末。取m g该粉末，放人28.00 mL 1 molL。的盐酸中，恰好完全反应，生成标准状况下的气体134.4 mL，向溶液中滴入KSCN溶液，无明显现象。则：反应后溶液中的溶质是 (写化学式)，m 。再取三份不同质量的粉末，分加加到相同体积(V)、物质的量浓度均为l0.00 molL的三份硝酸溶液中，充分反应后，固体全部溶解，有关的实验数据如下表所示(假设NO是硝酸的唯一还原产物)：实验序号加入粉末质量/g13.6827.3634.20生成气体的体积（标准状况）/L2.9125.8246.720试计算每份硝酸溶液的体积(V)是多少?若向实验所得溶液中继续加入铜粉，要使溶液中Cu2十、Fe2+、Fe3+同时存在，则加入铜粉的物质的量范围是 。11. 醋酸乙烯酯是合成维尼纶的重要单体，某化工厂利用下列反应原理生产醋酸乙烯酯：2CH2CH2O22CH3CHO 2CH3CHOO22CH3COOH 2CH2CH2O22CH3COOH2CH3COOCHCH2 由于副反应的发生，反应中乙烯的利用率为75%，反应中乙醛的利用率为80%，反应中乙酸与乙烯的利用率均为75%。 为使醋酸乙烯酯获得最大产量，乙烯先后两次的投料比为 ； 以2.8106kg乙烯为原料，最多可制得醋酸乙烯酯 kg； 若各步副反应中反应物物质的量之比均与主反应相同，以乙烯和空气为原料，生产醋酸乙烯酯。计算：通入的空气（O2的体积分数为1/5）与乙烯的体积比的最小值。12. 目前人们正在研究开发一种高能电池钠硫电池，它是以熔融的钠、硫为两极，以Na+导电的Al2O3陶瓷作固体电解质，反应式为：2Na+xS Na2Sx （1）电池放电时正负极的电极反应式： 正极反应式：_；负极反应式：_。（2）用该电池作电源进行电解含有0.2mol CuSO4和0.2molNaCl的混合溶液500ml时：若 此电池工作一段时间后消耗23g Na 。则阳极产生气体体积为：_L（标准状况下）；电解后溶液加水稀释至2 L ，溶液的pH为：_。13. 实验证明，C还原CuO时既可能生成Cu，也可能生成Cu2O，即使在C过量时，实验中CuO也可能部分未被还原。为了测定某次实验产物的组成，取1.2 g C跟8.0 g CuO混合，加热后将反应生成的气体通过足量的澄清石灰水。一段时间后停止加热，共收集到560 mL气体（已经折算成标准状况），测得沉淀的质量为2.5 g。则： 上述实验中C （填“完全”或“不完全”）参加反应，实验中收集到的气体是 （填写化学式），产生这种气体的化学方程式为 。 反应后得到的固体混合物总质量为 ，其中含氧化合物的物质的量为 。被还原生成Cu2O的CuO占总CuO的物质的量分数为x，试通过计算求出反应中生成Cu的质量m(Cu)与x的关系。 请在右图中画出m随x变化的图像。14. 粉煤灰是燃煤电厂的工业废渣，其中含莫来石（Al6Si2O13）的质量分数为38%，还有含量较多的SiO2（其他成分不含Al和Si）。用粉煤灰和纯碱在高温下烧结，可制取NaAlSiO4（霞石）、Na2SiO3和NaAlO2 ，有关化学方程式为： Al6Si2O13 + 3Na2CO3 2NaAlSiO4 + 4NaAlO2 +3CO2Al6Si2O13 + 5Na2CO3 2Na2SiO3 +6NaAlO2 +5CO2 SiO2 + Na2CO3 Na2SiO3 +CO2(1)粉煤灰中铝元素的质量分数为%。(2)用1mol Al6Si2O13和4mol SiO2 制得5mol