2010届高三化学140分突破精品资料 第17讲《化学式计算》学案

用心 爱心 专心 1 第第 1717 讲讲 化学式计算化学式计算 知能整合知能整合 1 质量守恒定律 1 定义 参加反应的各物质总质量等于反应后生成物各物质的总质量 2 原因 化学反应是原子的重组过程 反应前后原子的种类和数量都不发生变化 故反应 前后的质量不会变化 3 拓展 反应元素前后种类不会变化 反应前后各元素原子的数量不发生变化 反应前后各元 素原子的物质的量不发生变化 4 应用 配平方程式的依据 计算 推断物质组成 2 阿伏加德罗定律 1 内容 在相同温度 压强下 相同体积的任何气体都具有相同数目的分子 2 推论 条件结论语言表达 相 同 11 22 nV nV 同温同压下 气体的分子数与其体积成正比 V相 同 11 22 nP nP 温度 体积相同的气体 压强与其分子数成正比 n p相同 11 22 VT VT 分子数相等 压强相同的气体 体积与其温度成正比 n T相同 12 21 PV PV 分子数相等 温度相同的气体 压强与其体积成反比 相 同 11 22 M M r r 同温同压下 气体的密度与其相对分子质量 摩尔质量 下同 成正比 V相同 11 22 mM mM 同温同压下 相同体积的气体 质量与其相对分子质量成正比 m相同 12 21 MV MV 同温同压下 等质量的气体 相对分子质量与其体积成反 比 3 化合价的实质 1 在离子化合物里 元素化合价的数值 就是这种元素的一个原子得失电子的数目 失去 电子的原子带正电荷 这种元素的化合价就是正价 且一个原子失去几个电子就是几价 得 到电子的原子带负电荷 这种元素的化合价就是负价 且一个原子得几个电子就是负几价 2 在共价化合物里 元素化合价的数值 就是这种元素的一个原子跟其他元素的原子所形 成的共用电子对的数目 共用电子对偏离哪种元素的原子 哪种元素就为正价 共用电子对 用心 爱心 专心 2 偏向哪种元素的原子 哪种元素就显负价 3 由于化合价是元素的原子形成化合物时体现出的一种性质 因此单质的化合价为零 4 化合价规则及其应用 1 规则 不论在离子化合物里还是共价化合物里 化合价都有正价和负价 而且正 负化 合价的代数和都等于零 也就是正价总数等于负价总数 在阴 阳离子中 各元素化合价等 于该离子所带电荷数 2 应用 化合价反映了形成物质的不同元素的原子间的个数关系 它与化学式之间有着密 切的内在联系 联系的桥梁就是化合物分子里各元素正 负化合价的代数和等于零这一原则 这个原则是应用化合价写出物质化学式的准则 是通过化学式计算化合价从而判断某元素的 准则 是检查或判断物质化学式正误的准则 5 确定化学式的计算 确定复杂化学式的计算特点 常给出一种成分复杂的化合物及发 生化学反应的过程 通过分析 推理 计算确定化学式 此类题目将计算 推断融为一体 能力层次高 在综合计算中多有出现 解这类题的方法 一是根据题目所给化学反应过程 分析判断化合物的成分 二是通过计算确定各成分之间量的关系 典型例析典型例析 例例 1 1 某含氧酸的化学式是 HnRO3n 2 该酸的酸酐可能是 A Cl2OB N2O5 C SO3D CO2 变式训练 变式训练 随着材料科学的发展 金属钒及其化合物得到了越来越广泛的应用 并被誉为 合金的维生素 已知钒的原子序数是 23 回答下列问题 1 钒被认为是一种稀土元素 广泛存在于各种矿物中 钾钒铀矿中的钒原子最外层已达 8 电子稳定结构 其化学式为 K2H6U2V2O15 若用氧化物的形式表示 该化合物的化学式为 2 测定钒含量的方法是先把钒转化成 V2O5 V2O5在酸性溶液里转变成 VO2 再用盐酸 硫酸 亚铁 草酸等测定钒 总反应可表示为 VO2 H2C2O4 VO CO2 H2O 未配平 其中还原剂是 若消耗 0 9 g 草酸 所对应钒元素质量是 g 例例 2 2 R 为元素周期表中不超过 20 号元素中的金属元素 取 16 15gR 的氯化物和溴化物的混 合物 使之与足量的 AgNO3溶液反应 共生成 32 30g 卤化银沉淀 试通过计算确定 R 元素的 名称 变式训练 变式训练 现有 0 1mol 某有机物在 8 96 LO2中充分燃烧 气体体积变为 6 72 L 通过足量 碱石灰吸收后剩余 2 24 L 气体体积均在标准状态下测定 1 燃烧后所得混合气体中 CO2的物质的量为 2 24L 剩余气体可能是 或 2 若 A 是烃 其化学式可能是 或 若 A 是烃的衍生物 其化学式可 H 用心 爱心 专心 3 能是 或 3 若 A 是由丁醛 C4H8O 与气体 B 等物质的量混合得到 试求气体 B 的化学式 例例 3 3 某盐的化学式为 AxB EO4 y zH2O 其中 A B 均为金属元素 x y z均为正整数 且x y z 10 1 称 40 2g 上述该盐的晶体 加热 使之失水 至质量恒定时固体的质量减 少 10 8g 2 将所得固体溶于水 配成 200mL 溶液 从中取出 20mL 向其中加入过量的 Ba OH 2溶液 EO4离子和 B 离子全部沉淀 经过滤 洗涤 干燥后得 5 24g 固体 3 向 5 24g 固体中加入过量的盐酸 固体的质量减少了 0 58g 请确定该晶体的化学式 变式训练 变式训练 水合碳酸铵 NH4 2CO3 H2O是一种白色晶体 在空气中能逐渐发生变化并生成碳酸 氢铵 在58 时可分解为氨 二氧化碳和水 现有一包样品 为确定它的成分 进行以下实 验 取样品27 2g 加热 样品全部分解成气体A 将气体A通过盛有100mL浓硫酸 足量 的洗气瓶 由洗气瓶导出的气体再通过装有足量Na2O2 的干燥管 从干燥管导出的气体体积为3 36L 标准状况 取洗气瓶中溶液的1 10 与足量浓NaOH溶液混合并加热 产生的气体经干燥后测得体积为 0 896L 标准状况 试根据上述实验结果 分析 计算 推断 1 样品的成分是什么 2 求样品中含氮的质量分数 当堂反馈当堂反馈 1 甲 乙两种化合物都只含 X Y 两种元素 甲 乙中 X 元素的百分含量分别为 30 4 和 25 9 若已知甲的分子式是 XY2 则乙的分子式只可能是 A XYB X2YC X2Y3D X2Y5 2 某金属元素 R 最高价氟化物的相对分子质量为M1 其最高价硫酸盐的相对分子质量为 M2 设此元素最高正价为 n 则 n 与 M1 M2 的关系可能是 A n M2 2M1 58B n M2 M1 29 C n 2M2 M1 58D n M2 M1 58 3 实验测得气态无水氯化铝在 1 01 105Pa 不同温度 t3 t2 t1 时的密度 和气体摩尔 体积 Vm 为 t t1t2t3 g L 15 002 671 48 Vm L mol 153 470 090 0 可见 t2 时无水氯化铝存在形式的化学式为 A AlCl3 B AlCl3和 Al2Cl6 C Al3Cl9 D Al2Cl6 用心 爱心 专心 4 4 向盐 A2B 溶液中加入 CD2溶液 有沉淀生成 为研究这一化学反应 将两种盐分别配成 0 1mol L 1溶液进行实验 其有关数据如下表 化学式中 A B C D 分别表示原子或原子 团 其式量分别是 A 23 B 96 C 137 D 35 5 试回答 1 用化学方程式 用 A B C D 代码表示 表示其反应 理由是 2 沉淀的化学式为 理由是 3 3 号实验中沉淀的质量为 7 号实验中沉淀的质量为 5 NaHCO3在潮湿的空气中会缓慢分解 Na2CO3会吸收空气中的水分 Na2CO3 nH2O Na2CO3 nH2O n为平均值 n 10 取没有妥善保管的 NaHCO3样品 9 16g 溶 于水制成溶液 慢慢滴入稀盐酸并不停地搅拌 加入盐酸的体积与生成的 CO2的体积 标准状 况 如下表 溶于水的 CO2不计 盐酸的 体积 mL 48152050120150 生成 CO2的体 积 mL 0011222489622402240 求 1 稀盐酸的物质的量浓度 2 样品中的成分及成分的物质的量 6 现有 A B 两种链状饱和一元醇的混合物 0 3 mol 其质量为 13 8 g 已知 A 和 B 碳原子 数均不大于 4 且 A B 1 混合物中 A 可能的分子式 B 可能的分子式 2 若n A n B 1 1 时 A 的名称 B 的名称 3 若n A n B 1 1 时 A 的结构简式为 B 的结构简式为 则 n A n B 课后巩固课后巩固 1 已知一个SO2分子的质量为n kg 一个SO3分子的质量为m kg 设二种分子中S O原子分别 具有相同的中子数 若以硫原子质量的 32 1 作标准 SO2的式量为 A nm n 23 16 B mn n 32 C mn m 23 32 D mn n 23 32 用心 爱心 专心 5 2 某非金属单质 A 和氧气发生化合反应生成 B B 为气体 其体积是反应掉氧气体积的两倍 同温同压 以下对 B 分子组成的推测一定正确的是 A 有 1 个氧原子 B 有 2 个氧原子 C 有 1 个 A 原子 D 有 2 个 A 原子 3 化合物 AB 中 B 的质量分数为 33 3 化合物 BC2中 B 的质量分数为 50 则化合物 ABC4 中 B 的质量分数为 A 20 B 25 C 40 D 12 5 4 将5g某金属加入到 100 mL 4mol L 的稀硫酸溶液中 当硫酸的浓度降为原来的一半时 设溶液的体积不变 金属还没有完全溶解 则该金属可能是 A Al B Na C Fe D Mg 5 V2O3和V2O5按不同的物质的量之比混合按计量发生完全反应 今欲制备V8O17 则V2O3和V2O5 的物质的量之比应为 A 1 2 B 2 1 C 3 5 D 5 3 6 将烃的含氧衍生物加热分解 全部转化为气体 120 若将气体通过浓 H2SO4 气体体 积缩小 1 3 若将剩余气体通过 NaOH 溶液 剩余气体体积减少 1 2 则原有机物的分子式可 能是 A HCOOH B H2C2O4 C H2C2O4 2H2O D CH3COOH 7 下图表示 1 g O2与 1 g X 气体在相同容积的密闭容器中压强 p 与温度 T 的关系 则 X 气体可能是 A C2H4 B CH4 C CO2 D NO 8 工业上以 CaO 和 HNO3为原料制备 Ca NO3 2 4H2O 晶体 为确保制备过程中既不补充水分 也无多余的水分 所用硝酸溶液中溶质的质量分数应为 A 70 0 B 69 5 C 63 6 D 53 8 9 U常见化合价有 4和 6 硝酸铀酰 UO2 NO3 2 加热可发生如下分解 UO2 NO3 2 UxOy NO2 O2 在600K时 将气体产物集于试管并倒扣水中 水充满试管 则生成 的铀的氧化物化学式是 A UO2 B UO3 C 2UO2 UO3 D UO2 2UO3 10 有一氧化铁样品 用 5mol L 的盐酸 140mL 恰好完全溶解 所得溶液还能吸收标准状况 用心 爱心 专心 6 下 0 56L 氯气 亚铁离子全部转变为铁离子 则该氧化物可能的化学式为 A Fe2O3 B Fe3O4 C Fe4 O5 D Fe5O7 11 目前 化学家们已经找到十余种富勒烯家族的 Cx 它们分子结构中都由正五边形和正六 边形构成的封闭的凸多面体 C60就是其中的一种富勒烯 其结构见右图 18 世纪俄罗斯数学家莱昂哈德 欧拉通过理论论证 明确指出任何一个这 样的多面体都必须恰好具有 12 个五边形方能闭合成多面体 试问答 1 C80也是其中一种富勒烯 则问 C80结构中五边形和六边形的个数分别是 和 2 下列物质不属于富勒烯家族的有 A C18 B C44 C C70 D C83 12 在加热条件下发生某一化学反应 现对反应体系内的 X Y Z Q 四种物质进行测定 测得如下数据 物质 XYZQ 反应前质量 g 40 04 637 80 0 反应后质量 g 43 6 待测数 据 12 63 2 请回答下列问题 1 上表中 待测数据 的数值是 此密闭容器内反应类型属于 填基本反应类型 2 若 X 是水 Y 是氮的氧化物 且反应式的计量系数比是n X n Y n Z n Q 2 4 4 1 写出化学反应方程式 3 反应结束后若将反应体系内的 Y 物质取出 在标准状况下测定其体积小于 11 2L 其原因 是 13 由A B两种物质组成的混合气体 其平均相对分子质量随A的物质的量分数变化关系如 右图所示 1 A的相对分子质量为 物质 XYZQ 反应前质量 g 40 04 637 80 0 反应后质量 g 43 6 待测数据 12 63 2 物质 XYZQ 反应前质量 g 40 04 637 80 0 反应后质量 g 43 6 待测数据 12 63 2 用心 爱心 专心 7 2 若测得混合气体中仅含两种元素 A B都是无机物时 化学式分别为 A B都是有机物时 化学式分别为 3 某混合气由A B等体积混合而成 将其与适量氧气混合 引燃后反应物均无剩余 将产 物依次通过足量浓H2SO4 减少的体积恰好等于消耗氧气的体积 足量碱石灰 体积减半 又知通过浓H2SO4与通过碱石灰所减少的气体体积之比为5 2 气体体积均在105 和 1 01 105Pa条件下测定的 据此确定混合气体的组成 14 铜是人类最早知道的金属之一 实验室可用 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 实验表明 CuO 被 H2还原时也有 Cu2O 生成 将一定量的 H2缓慢通过灼热的 CuO 粉末 得 到固体混合物且混合物中m Cu m O 8 a 当a有不同的取值时 固体混合物成分不同 请分析a的取值范围和固体混合物成分的关系并填入下表 不一定填满 表格不够也可自行 增加 a的取值范围反应后固体的成分 用化学式 表示 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 8 7 将m g X 粉末全部溶于 200 mL 的浓 HNO3 反应后的溶液加水稀释至 2 12 L 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 6 05 mol L 1的 NaOH 溶 液 向另一份溶液中滴加 0 600 mol L 1 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 1 请通过计算确定m值 2 X 的摩尔质量为 368 g mol 1 请确定 X 的化学式 15 现有某纯净气体 A 取标准状况下体积均为 2 24L 的两份样品 一份与过量的 O2混合 燃烧后无固体物质生成 气体生成物均被过量的澄清石灰水吸收 得到 13 90g 沉淀 另一 份在标准状况下与一定质量的 SO2气体混合 测得混合气体对 H2的相对密度为 20 试推测 A 是什么 并写出 A 完全燃烧反应方程式 16 常温下 A 和 B 两种气体混合而成的混合气体 A 的相对分子质量大于 B 的相对分子质 量 经分析知只含有碳和氧两种元素 而且无论 A 和 B 的分子个数以何种比例混合 氧元 用心 爱心 专心 8 素和碳元素的质量比总大于 8 3 由此确定 A 化学式 B 化学式 若上述 混合气体中 氧 碳质量之比为 8 1 则在混合气体中 A 和 B 的分子个数之比是 17 某一含结晶水的有机羧酸的铜盐 由化学分析知其最简式为 C4H8O5Cu 通过对该晶体的 结构分析 测得立体构型如右图 每个黑点表示一个原子 但不包括氢原子 则此化合物的化学式是 结构简式为 18 由 A D E G 四种常见元素组成的化合物的化学式 AxDy E2G4 z 已知 x y z均为正整数 且x y z 7 取 8 74g 该化合物溶于水 加入强酸和强氧化剂 化合物中的 E G 元素完全转化为气体 化合物 EG22 688L 标准状况 其密度为 1 965g L EG2能使澄清石灰水变浑浊 发生上述反应后 A D 以阳离子存在于溶液中 往溶液里加入过量的铁粉 其中使 D 离子 全部还原所消耗的铁粉的质量为 0 560g 化合物中 D 元素的质量分数为 12 81 试通过计算和推理确定该化合物的化学式 用心 爱心 专心 9 2010 届高三化学 140 分突破精品资料第 3 讲 参考答案 例例 1 1 思路点拨 思路点拨 利用化合价代数和等于 0 的规则求解 疑难辨析 疑难辨析 不能灵活运用讨论法求解而导致漏解 解题过程 解题过程 设含氧酸 HnRO3n 2里 R 元素的化合价为x价 1 n x 2 3n 2 0 则有 5n 4 x 若n 1 则x 1 含氧酸为 HRO 它可为 HClO 酸酐 Cl2O 若n 2 则x 6 含氧酸为 H2RO4 它可为 H2SO4 酸酐是 SO3 若n 3 则x 11 不合理 舍去 若n 4 只有 H4SiO4 酸酐为 SiO2 应选 AC 变式训练变式训练 1 K2O 2UO3 V2O5 3H2O 2 H2C2O4 0 51 解析 1 解题的关键在于确定矾和铀的化合价 23 号金属元素钒失电子达 8e 稳定状态时 结构为 矾的化合价为 5 设 U 的化合价为x 则 2 1 6 2x 2 5 15 2 x 6 根 据硅酸盐的书写方法不难类推得该化合物的化学式为 K2O 2UO3 V2O5 3H2O 2 由题中所 给总反应式知 钒元素由 VO2 中的 5 价变为生成物 VO 中 3 价 VO2 作氧化剂 故H2C2O4作还 原剂 设对应钒元素质量为x 则根据电子得失守恒有 1 molg51 x 5 3 1 molg90 g9 0 4 3 2 x 0 51 g 例例 2 2 思路点拨 思路点拨 本题应用极值法求解 极值法解题的思路为 把可逆反应假设成为向左或 向右进行完全的反应 把混合物假设成纯净物 把平行反应分别假设成单一反应 然后紧扣 题设的可能趋势 选好极端假设的落点 疑难辨析 疑难辨析 若按常规解法 则既繁杂又费时 若运用极限思想 则很容易得出答案 解题过程 解题过程 1 假设 16 15g 全部是 R 的氯化物 RCln 则 32 30g 沉淀全部为 AgCl 依 Cl 守恒 有 nnM 5 143 30 32 5 35 15 16 解之得M 36 25n 2 假设 16 15g 全部是 R 的溴化物 RBrn 则 32 30g 沉 淀全部为 AgBr 依 Br 守恒有 nnM188 30 32 80 15 16 解之得M 14n 即M的取值范围为 14n M 36 25ng 当n 1 时 14 M 36 25 即M 23 R 为钠 Na 当n 2 时 28 M 72 5 即M 40 R 为钙 Ca 当n 3 时 42 M 108 75 不合理 应为钠和钙 变式训练 变式训练 1 0 2 mol O2或 CO 2 C2H4或 C3H6 C2H6O 或 C3H8O 3 H2或 C2H6 解析 由于是在标准状况下 水为液态 碱石灰吸收的 4 48L 气体是 CO2 燃烧后剩余的 6 72L 气体可能是 CO2和 CO 也可能是 CO2与 CO 或 CO2和 O2 若燃烧后剩余气体是 CO2与 O2 则 A 是 C2H4或 C2H6O C2H4 H2O 或平均分子组成为 C2H5O0 5 若燃烧后剩余气体是 CO2 与 CO 则 A 是 C3H6或 C3H8O C3H6 H2O 或平均分子组成为 C3H7O0 5 用心 爱心 专心 10 若平均分子组成为 C2H5O0 5 则可能是 C4H8与 H2等物质的量混合 或平均分子组成为 C3H7O0 5 则可能是 C4H8O 与 C2H6等物质的量混合 例例 3 3 思路点拨 思路点拨 推理型 综合计算主要是考查学生确定复杂化学式的能力 其特点是 常给出一种成分较为复杂的化合物及其发生某些化学反应时产生的现象 通过分析 推理 计算 确定其化学式 此类题目将计算 推断融为一体 计算类型灵活多变 具有较高的综 合性 在能力层次上要求较高 解此类题目的方法思路 一是依据题目所给化学事实 分析 判断化合物的成分 二是通过计算确定各成分的物质的量之比 疑难辨析 对信息的筛选能力不强导致思维紊乱 疑难辨析 对信息的筛选能力不强导致思维紊乱 解题过程 解题过程 结晶水的质量为 10 8g 其物质的量为 mol molg g 6 0 18 8 10 该盐与过量的 Ba OH 2 反应生成 5 24g 固体 向此沉淀中加入了盐酸后溶解了 0 58g 未溶解的沉淀为 BaSO4 其质 量为 5 24g 0 58g 4 66g 这是从 200mL 溶液中取 20mL 所得 BaSO4的质量 所以在 200mL 溶 液里所得 BaSO4的质量为 46 6g 同时有 5 8g B 的氢氧化物能溶于盐酸中 设 40 2g 晶体中 含 SO42 的的物质的量为amol 则依 Ba2 SO42 BaSO4 1 mol 233g a 46 6g 列式后可解得a 0 2mol 进而知 SO42 与结晶水物质的量之比为y z 0 2 0 6 2 6 因 x y z 10 而y z 2 6 故当y 1 z 3 时x 6 又因 SO42 为 2 价离子 故 A6BSO4 3H2O 的化学式不合理 应舍去 当y 2 z 6 时 x 2 即此盐的化学式可表示为 A2B SO4 2 6H2O 且 A 为 1 价 B 为 2 价金属元素 B2 与过量的 Ba OH 2反应可生成 B OH 2 沉淀 因 B2 与 SO42 在化合物中的物质的量之比为 1 2 故生成 46 6g 0 2mol BaSO4的同时 生成了 0 1mol 的 B OH 2 此 0 1molB OH 2的质量为 5 8g 可见 B OH 2的相对分子质量为 58 B 的相对原子质量为 58 2 16 1 24 即 B 为 Mg 至此 知该盐的化学式为 A2Mg SO4 2 6H2O 含 0 6mol 结晶水时其质量为 40 2g 可见 此盐的相对分子质量应为 402 A 的相 对原子质量为 39 2即 A 为 K 元素 该盐的化学式为 K2Mg SO4 2 6H2O 变式训练 变式训练 1 该样品中含 NH4 2CO3 H2O和NH4HCO3 2 样品含氮量为20 6 解析 据题意可知 气体 A 中含 NH3 H2O g 和 CO2 经浓硫酸洗气后 逸出的气体为 CO2 CO2再跟 Na2O2 足量 充分反应 生成 O2 其体积为 3 36L 标准状况 设 A 中有 CO2xmol 则根据方程式 2 Na2O2 2CO2 2Na2CO3 O2可得 x 0 3mol 据题