高中化学常用计算公式、常用计算方法示例、化学计算专项训练.doc

高中化学常用计算公式 1. 有关物质的量（mol）的计算公式（1）物质的量（mol） 即n=M数值上等于该物质的相对分子（或原子）质量（2）物质的量（mol）= 即n=NA为常数6.021023，应谨记（3）气体物质的量（mol） 即n=Vm为常数22.4Lmol-1，应谨记（4）溶质的物质的量（mol）物质的量浓度（mol/L）溶液体积（L）即nB=CBVaq2. 有关溶液的计算公式（1）基本公式溶液密度（g/mL） 即 =溶质的质量分数=100% 即w=100%物质的量浓度（mol/L） 即CB=（2）溶质的质量分数、溶质的物质的量浓度及溶液密度之间的关系： 溶质的质量分数物质的量浓度即CB= 单位：g/ml（3）溶液的稀释与浓缩（各种物理量的单位必须一致）： 原则：稀释或浓缩前后溶质的质量或物质的量不变！ 浓溶液的质量浓溶液溶质的质量分数稀溶液的质量稀溶液溶质的质量分数 即 浓溶液的体积浓溶液物质的量浓度稀溶液的体积稀溶液物质的量浓度 即c（浓）V（浓）c（稀）V（稀）（4）任何一种电解质溶液中：阳离子所带的正电荷总数阴离子所带的负电荷总数（即整个溶液呈电中性）（5）物料守恒：电解质溶液中，由于某些离子能够水解，离子种类增多，但某些关键性的原子总是守恒的。3. 平均摩尔质量或平均式量的计算公式（1）已知混合物的总质量m（混）和总物质的量n（混）：=说明：这种求混合物平均摩尔质量的方法，不仅适用于气体，而且对固体或液体也同样适用。（2）已知标准状况下，混合气体的密度（混）： （混） 注意：该方法只适用于处于标准状况下（0，）的混合气体。 （3）已知同温、同压下，混合气体的密度与另一气体A的密度之比D（通常称作相对密度）：D= 则4. 有关阿伏加德罗定律及阿伏加德罗定律的重要推论说明：该定律及推论只适用于气体。气体可以是不同气体间比较，也可以是同一气体的比较，即气体可以是纯净气体也可以是混合气体。前提请记住公式：PV=nRT= = =（1）同温、同压下，同体积的气体，其质量(m)之比等于其相对分子质量(M)之比，等于其密度()之比，即： （2）同温、同压下，气体的体积(V)之比等于其物质的量(n)之比，也等于其分子数目(N)之比，即：（3）同温、同压下，同质量的不同气体的体积(V)之比与其密度()成反比，即：（4）同温下，同体积气体的压强(p)之比等于其物质的量(n)之比，也等于其分子数目(N)之比，即：5. 氧化还原反应中电子转移的数目 =同一元素化合价变化差值发生变价元素的原子个数6. 摩尔质量 （M）=NA每个该物质分子的质量（m0）原子的相对原子质量=7. 有关物质结构，元素周期律的计算公式（1）原子核电荷数、核内质子数及核外电子数的关系原子序数=核电荷数核内质子数原子核外电子数注意：阴离子：核外电子数质子数所带的电荷数 阳离子：核外电子数质子数所带的电荷数（2）质量数（A）、质子数（Z）、中子数（N）的关系 （3）元素化合价与元素在周期表中的位置关系对于非金属元素：最高正价最低负价8（对于氢元素，负价为-1，正价为+1；氧和氟无正价）。主族元素的最高价主族序数主族元素原子的最外层电子数。8. 化学反应速率的计算公式（1）某物质X的化学反应速率： 即=（2）对于下列反应： 有或 9. 化学平衡计算公式对于可逆反应：（1）各物质的变化量之比方程式中相应系数比（2）反应物的平衡量起始量消耗量生成物的平衡量起始量增加量表示为：（下列表达的单位若反应过程中体积不变，也可以用浓度代入计算）起始量（mol）abcd变化量（mol）mxnxpxqx平衡量（mol） (反应正向进行) (反应逆向进行)（3）反应达平衡时，反应物A（或B）的平衡转化率（%） 说明：计算式中反应物各个量的单位可以是mol/L、mol，对于气体来说还可以是L或mL，但必须注意保持分子、分母中单位的一致性。（4）阿伏加德罗定律及阿伏加德罗定律的三个重要推论。(注意事项见上面第4点。)恒温、恒容时：，即任何时刻反应混合气体的总压强与其总物质的量成正比。恒温、恒压时：，即任何时刻反应混合气体的总体积与其总物质的量成正比。恒温、恒容时：，即任何时刻反应混合气体的密度与其反应混合气体的平均相对分子质量成正比。（5）混合气体的密度（6）混合气体的平均相对分子质量的计算。其中M（A）、M（B）分别是气体A、B的相对分子质量；a%、b%分别是气体A、B的体积（或摩尔）分数。 10、溶液的pH值计算公式（1）若，则若，则注意：为溶液中H+的总浓度（2）任何水溶液中，由水电离产生的与总是相等的，即： （3）任何水溶液中，水的离子积KW=注意：指溶液中H+的总浓度和OH-的总浓度的乘积常温（或25）时： （4）n元强酸溶液中；n元强碱溶液中 11、烃的分子式的确定方法（1）先求烃的最简式和相对分子质量，再依（最简式相对分子质量）n相对分子质量，求得分子式。注意技巧：原子个数之比若不能简单处理成最简整数时，应用较小数作为除数，将一项变为1，若另一项还不是整数时，再同时扩大一定的倍数，即可找出最简式。当最简式中H已饱和，则有机物的最简式即为分子式。（2）商余法：知相对分子质量M则 商为C原子数，余数为H原子数。注意：一个C原子的质量12个H原子的质量 一个O原子的质量16个H原子的质量=一个CH4的质量知耗氧量A，则 分子式为（CH2）x注意：一个C耗氧的量4个H耗氧的量 若增加一个氧则增加2个H或增加0.5个C，即分子式也可以为：（CH2）x（CO2）a（H2O）b知电子总数B，则 分子式为（CH2）aHb注意：一个C电子的数目6个H电子的数目 一个O电子的数目1个C H2 电子的数目12、有关多步反应的计算有关公式：物质纯度=原料利用率（或转化率）=产率=说明：多步计算需把各步反应方程式逐一列出，然后根据各物质之间的物质的量关系一步计算即可；生产过程中各步的转化率、产率可累积到原料或产物上；原料或中间产物中某元素的损失率可转化为原料的损失率；原料损失率、中间产物的利用率、产率、转化率、损失率、吸收率等也可按一定方式转化为原料的利用率。贴心小提示：有关NA的考查若只给体积数，必看二条件：“标况”、“气体”若给出溶液的浓度和体积，必思考二问题：“强电解质还是弱电解质？”、“是盐类的水解吗？”另外，应记住以下几点：a、各类晶体的构成微粒是什么，一些特殊物质中（如：金刚石、Si、SiO2、CH4、P4、Na2O2、H2O2、有机物等）化学键的数目是多少？b、哪些是双原子分子，哪些是单原子分子？c、可逆反应的特征：反应物、生成物之间不能完全转化，每时每刻均存在！d、无纯净的NO2或N2O4（因为2NO2 N2O4 ） 高中化学常用计算方法与专项训练【例题精选】：一、定义公式法例1 将1体积密度为1.84克/cm3，浓度为98%的硫酸溶液，溶解在4体积水中，配成稀硫酸溶液。经测定该稀硫酸溶液的密度为1.225g/cm3，此稀硫酸溶液的物质的量浓度为A1.93mol/LB3.68mol/LC7.72mol/LD3.86mol/L分析：该题使用四个公式，环环相扣。公式1 A%=公式2 物质的量浓度=公式3 公式4 稀释定律C1V1=C2V2解法一：稀溶液的百分比浓度A%=稀溶液的摩尔浓度解法二：稀溶液溶质物质的量稀溶液体积 稀溶液摩尔浓度 解法三：浓溶液摩尔浓度 稀溶液体积 稀溶液摩尔浓度答案：D二、关系式法例2 工业上用NH3，空气和水作原料，合成化肥硝酸铵（1）若要制100吨硝酸铵，需NH3多少吨？空气中的氧气多少吨？水多少吨？（2）若NH3制NO的转化率为96%，NO转为HNO3的转化率为92%，生产100吨硝酸铵需NH3多少吨？分析：（1）用NH3制NH4NO3时，需要先把NH3分成两部分，一部分用于制HNO3，另一部分留作与HNO3反应生成NH4NO3即NH4NO3中的氮原子均来自NH3，即2NH3NH4NO3由于2mol NH3含6mol H，而NH4NO3中只有4mol H，损失的2mol H应该在生成物的H2O中，即生成1mol H2O。又1mol NH4NO3和1mol H2O中共含4mol O即2mol O2。由此可得下列关系式：2NH3 + 2O2 NH4NO3 + H2O（1）346480xy10034x=80100x=64y=80100y=由上述关系式可知合成NH4NO3的过程并不消耗水反而生成水。（2）解法一：由于有两步转化不是100%转化，因此生成1mol NH4NO3消耗NH3应大于2mol上述数量之间关系的关键是制得的HNO3应恰好与留下的NH3完全反应后生成NH4NO3关系式：0.883NH4NO31.883NH3NH4NO3NH3NH4NO32.133NH3解法二：留下与HNO3反应的NH3没有损失，由（1）可知为，则另21.25吨NH3应理解为损失两次之后的剩余量，原来的为21.25%(96%92%)=24.06 (吨)共消耗的为：21.25+24.06=45.3(吨)答案：（1）NH3为42.5吨，O2为80吨，不消耗水。 （2）需要NH3：45.3吨三、守恒法例3 有铜银合金30克，溶于80ml浓度为13.5mol/L的浓硝酸中，得到气体6.72升（标准状况），反应后溶液的pH值=0，设反应前后溶液体积未变，求：（1）被还原HNO3的物质的量。 （2）原合金中银的质量百分含量。分析：浓HNO3溶解合金过程中不断变稀，所以气体为NO2与NO的混合物。由反应后溶液pH=0而知有剩余HNO3。根据元素守恒，NO2、NO中的N即为被还原HNO3中的N元素。（1）NO2、NO共6.72升为，即被还原HNO3量，求合金中Ag%时，先找出未反应的HNO3，由pH=0，知H+=1mol/L，即未反应HNO3。反应的HNO3为(13.50.0810.08)=1(mol)（2）设银为x克，铜为30x克Ag+电荷总数+Cu2+电荷总数等于参加反应的HNO3减去被还原HNO3后在溶液中NO3的总电荷数。（根据电荷守恒）答案：（1）0.3mol（2）36%四、差量法例4 在200时将11.6克CO2和水蒸气的混和气体通过足量的Na2O2，反应完全后，固体质量增加3.6克。求混和气体的平均分子量。分析：分子量与摩尔质量在数值上相等，即求每摩气体的质量，混和气体总的物质的量。解法一：设11.6克中含xmol CO2，y mol水蒸气Na2O2 + CO2 = Na2CO3 + O2 质量增加x0.5x44x16x=28xNa2O2 + H2O = 2NaOH + O2质量增加yy18y16y=2y由题意可得混合气体平均分子量解法二：分析如下图示向固体Na2O2中通入11.6克且完全反应，为何固体只增3.6克？因为有O2跑掉的缘故。根据质量守恒，出去的O2为：11.63.6=8克混和气体的平均分子量本题的两种解法虽都属“差量法”，但方法二更好，更直接。答案：23.2。五、平均值法例5 把含有某一种杂质氯化物的MgCl2粉末95克溶于水后，与足量AgNO3溶液反应，测得生成的AgCl为300克，则该MgCl2粉末中杂质可能是ANaClBAlCl3CKClDCaCl2分析：95克MgCl2为1mol，300克Ag为大于2molMgCl22AgCl12说明杂质中含C的质量百分比大或提供1mol Cl所需物质的质量小。提供1mol Cl所需各物质的质量为：物质MgCl2NaClAlCl3KClCaCl2提供1mol Cl的质量47.558.544.574.555.5只有ACl3小于47.5选B答案：B六、十字交叉法例6 （）在120，1.01105Pa时，将2升C2H6、C2H2混合气体与足量的氧气反应充分燃烧，反应后恢复原状态，得到的气体比原来增加0.8升，求原混合气体中C2H6的体积。分析：由反应后比反应前气体体积增大，可知混合气体中平均H数4，设平均H原子数为x，现2升混合气体，按此摩尔比，C2H6应占，若按常规的代数法，则设C2H6为y升答案：1.8升七、中间值法例7 将x mol Na2SO3和y mol Na2S溶于水中，用H2SO4酸化后：若生成S和SO2，若生成S和H2S，若只生成S，则xy之值依次为A大于，等于 ，小于 B大于 ，小于 ，等于 C等于 ，大于 ，小于 D小于 ，等于 ，大于 分析：写出该反应的方程式，找到中间值Na2SO3 + 2Na2S + 3H2SO4 = 3S + 2Na2SO4 + 3H2O12xy讨论：当时，适量，只有S，应为 当时，Na2SO3过量，则还发生如下反应：Na2SO3 + H2SO4 = Na2SO4 + H2O + SO2生成S和SO2，应为 当时，Na2S过量，则还发生如下反应：Na2S + H2SO4 = Na2SO4 + H2S生成S和H2S，应为答案：B八、讨论法例8 把30mol NO2和O2的混合气体通入倒立于水槽中装满水的量筒内，最后余7.5毫升气体，求开始时NO2和O2各几毫升？分析：根据4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3分析，有两种情况（1）O2过量：剩余7.5mol是O24NO2O24 1x 5x=90x=18NO2：18molO2：3018=12mol（2）NO2过量，剩余气体为NO3NO2NO4NO2O23 1 4 1z+=3022.5=7.5y=37.5 7.5 z 5z=30z=6 =22.5NO2：6+22.5=28.5mlO2：3028.5=1.5ml答案：（1）O2过量，剩余气体为O2；NO2：18mol，O2：12mol （2）O2过量，剩余气体为NO；NO2：28.5mol，O2：1.5mol【专项训练】：一、选择题1、t时，化合物A的饱和溶液m克中含溶质a克，化合物B的饱和溶液m克中含溶质b克，则此温度下A的溶解度的比值是AB C D 2、1mol有机物CxHyO2，在O2中完全氧化后，生成CO2和H2O（气）的体积相等，并消耗O278升（标准状况）。该有机物的碳原子数x是A2B3C4D63、46%的乙醇水溶液中，乙醇和水所含氢原子的个数比是A21B11C12D134、对于“12克碳12”下列说法错误的是A含有阿佛加德罗常数个碳12原子B恰好是1mol碳原子C约含有6.0210236个电子D约含6个质子和6个中子5、通式为CnH2n2的炔烃，在密闭容器中与氧气完全燃烧，若反应前后压强不变，温度为150，此烃分子式中n值为A2B3C4D56、V升硫酸铁溶液中含Fe3+m克，则溶液中SO42的摩尔浓度为AB C D 7、用0.1mol/LNa2SO3溶液30ml，恰好将2103molxO离子还原，则元素x在还原产物中化合价是A+1B+2C+3D+48、两种金属粉末的混合物15克，投入足量稀H2SO4中得到5.6升H2（标准状况）这种混合物可能是AFe和AlBFe和ZnCFe和MgDFe和Cu9、甲烷和丙烷混和气的密度和同温同压下甲醛的密度相同，混合气体中甲烷和丙烷的体积比A12B13C31D1110、将Na、Na2O、Na2O2和NaOH各1mol分别溶于100ml水中，依次得到甲、乙、丙、丁四种溶液，它们的物质的量浓度关系正确的是A甲=乙=丙=丁B丙乙丁=甲 C丁乙=丙甲D乙=丙甲丁11、用1升1.0mol/L NaOH溶液吸收0.8mol CO2，所得溶液中的CO32和HCO3的物质的量浓度之比为A13B21C23D3212、0.4mol Al跟足量氧气反应时，电子转移总数为A12molB0.4molC1.26.021023个D0.46.021023个13、24molH2S在30mol O2中燃烧，在同温同压下，得到的SO2气体的体积为A24molB30molC20molD18mol14、0.3mol的气态高能燃料乙硼烷（B2H6），在氧气中燃烧生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5KJ的热量，又知：H2O(液) =H2O(气)44KJ，下列热化学方程式中，正确的是AB2H6(气)+3O2(气)=B2O3(固)+3H2O(气)+2165KJBB2H6(气)+3O2(气)=B2O3(固)+3H2O(液)+2165KJCB2H6(气)+3O2(气)=B2O3(固)+3H2O(气)+2033KJ DB2H6(气)+3O2(气)=B2O3(固)+3H2O(液)+2033KJ15、A物质a克和B物质b克的溶液恰好完全反应生成C物质c克和H2，生成的H2在标准状况下的体积为A22.4c升 B(a+bc)/22.4升 C11.2(a+bc)升D22.4(a+bc)升16、实验测得CO和氧气的混合气体的密度是H2的14.5倍，可知其中氧气的质量百分比为A25.0%B27.6%C72.4%D75.0%17、有两份质量相同的SO3和SO2，它们所占的A氧原子的物质的量之比为32B硫原子个数之比为45C硫原子的物质的量之比为11D氧原子个数比6518、有三种不同浓度的稀H2SO4，体积比为321，依次与等物质的量的K2CO3、KHCO3、Al刚好完全反应，则此三种H2SO4的摩尔浓度为A111B623C438D21319、在相同状态下，取容积相同的3个干燥烧瓶分别充满NH3、HCl、NO2，将烧瓶倒置于盛水的水槽中，充分反应后，烧瓶溶液的摩尔浓度之比为A323B332C111D23220、由A、B两种气体组成的混和气体（A、B的分子量分别为MA、MB）若A的质量百分比为m%，则1mol该混和气体的质量为AB C D 二、填空题：1、把2.5克胆矾溶于水，若使溶液中每100个水分子含有一个二价铜离子，则需加水克。2、一个碳原子（）的质量是1.9921026千克，氧气（）的摩尔质量是32克/mol，那么一个的质量可表示为 a 或 b 。3、0.02mol/L的K2SO4Al2(SO4)324H2O水溶液中K+的物质的量浓度为 a Al3+的物质的量浓度为 b SO42的物质的量浓度为 c 。4、实验室需要2mol/L 的H2SO4 1000ml，用密度为1.84g/c