高三化学化学计算人教版知识精讲

用心 爱心 专心 高三化学化学计算人教版高三化学化学计算人教版 本讲教育信息本讲教育信息 一 教学内容 化学计算 二 重点 难点 1 化学计算复习建议 2 化学计算的基本类型 3 有关物质的量的基本计算 三 知识分析 一 化学计算复习建议 化学基本计算是建立在化学知识基础上的计算 它与基本概念 基础理论及化学用语等 知识融合在一起 复习化学计算时可从以下几个方面进行 1 深刻理解有关概念和理论 化学计算中的很大一部分内容是概念计算 对概念的正确理解是解决有关计算的前提 所以要深刻理解有关概念及理论 属于此部分的计算有溶解度 质量分数 物质的浓度的计 算与换算 物质的量 微粒数目 质量 气体体积及物质的量浓度的计算与换算等 在这部 分计算中 应正确把握概念之间的区别与联系 避免由于概念不清而出错 如 溶解度表示 的是溶质质量与溶剂质量的关系 物质的量浓度表示的是溶质的物质的量与溶剂体积的关系 如 0 1molNH4Cl 溶液中各离子浓度关系的确定 需从盐类水解角度分析 NH4Cl 为强酸 弱碱盐 所以 c Cl c NH4 又因水解的是一小部分离子 所以 c NH4 比 c H c OH 均大 在根据水解后溶液显酸性 可知 c H c OH 最后得出 离子浓度关系为 c Cl c NH4 c H c OH 2 不断总结小规律 化学计算中经常用到一些量的对应关系 复习中应注意总结出来 并在理解的基础上熟 练掌握 如活泼金属与非氧化性酸的反应中各物质量的对应关系有 R xH H2 R 为金 2 x 属原子 x 为金属在化合物中的价态 像这样的规律还有很多 如等物质的量的铝与足量 H 及强碱溶液反应后产生等物质的量的 H2 金属钠与水反应放出 H2与等量 Na 转化为 Na2O2后再与水反应放出的 O2恰好可化合生成水 Al3 与 OH 的物质的量之比为 1 3 时 恰好生成 Al OH 3 为 1 4 时恰好生成 AlO2 同温同压下 同质量的气体体积比与式量 成反比 同温同压下气体的密度比等于式量之比等等 3 积累解题思路 在计算的复习中 应注意各类习题解题思路的积累 如 守恒 思维在解决计算问题时 应用十分广泛 化学反应中宏观上有质量守恒 微观上有原子数守恒 氧化还原反应中有化 合价升降总数相等 得失电子总数相等的守恒 在任何溶液中都有正负电荷总数相等的电荷 守恒等 再比如 惰性电极电解盐溶液时 若只产生一种气体 溶液中新产生的 OH 或 H 与气 体的关系为 H2 2OH 或 4H O2 又如在 Na2S 溶液中 从电荷守恒出发 可得 c Na c H 2c S2 c 用心 爱心 专心 HS c OH 从 Na 与 S2 在晶体中有数目比 2 1 的关系出发 可推出 c Na 与 所含 S2 的浓度关系为 c Na 2c S2 2c HS 2c H2S 在比如在含等物质的 量的 CH3COOH 与 CH3COONa 的溶液中 由混合物溶液显酸性确定 c H c OH 再 根据此溶液中只含四种只带一个单位电荷的离子及溶液电中性的关系可推出 c CH3COO c Na c H c OH 由电解质溶液理论可知 上述混合液中 CH3COOH 的电离抑制了 CH3COO 的水解 所以 c CH3COO 比 c CH3COOH 略大 没有 CH3COOH 时 CH3COONa 中 c CH3COO 与 c Na 数相等 所以该混合溶液中 还有以下关系 c CH3COO c Na c CH3COO c H c OH 以上各例是 守恒 思想在电解质溶液中的具体应用 在氧化还原反应中常应用 守恒 思想去解题 例如 在反应 5NH4NO32HNO3 4N2 9H2O 中 求被氧化的氮原子与被还原 的氮原子的物质的量之比 就可先依据氧化还原理论分析出氧化产物和还原产物均是 N2 从而得出被氧化 被还原 再根据二者之间得失电子数相等确定对应关系必为 5 3 N 5 N 3 N 3 所以结果为 5 3 5 N 在计算复习时 除可从上面所述三个方面进行外 还有其它许多方法 任何方法都需要 通过一定量的练习 在练习中注意各种题型的解法 才能不断发展思维能力 提高化学计算 水平 二 化学计算基本公式及知识结构 1 式量 分子式 最简式之间关系 2 物质的量 气体摩尔体积 摩尔质量 物质的量浓度 质量分数 溶解度之间的关系 3 水的离子积 c H c OH pH 之间的关系 1 Kw c H c OH 10 14 25 时 2 pH 1g c H 4 化学方程式的意义及计算类型 5 结构关系 用心 爱心 专心 典型例题典型例题 例 1 求出下面物质的物质的量 1 3 20 g H2SO4 2 360 0 mL 氮气和氧气的混合物 标准状况 3 9 23 1024个负电子 解析 解析 用心 爱心 专心 1 根据公式 n M m 得 n H2SO4 0 0327 mol 1 98 20 3 molg g 2 根据公式 n m V V 得 n混 n N2 n O2 0 0161 mol 4 22 0 360 3 根据公式 n 得 n e 15 3 mol A N N 23 24 1002 6 1023 9 答案 答案 1 0 0327 mol 2 0 0161 mol 3 15 3 mol 例 2 下列叙述中 正确的组合是 一定温度和压强下 各种气态物质体积的大小 由构成气体的分子大小决定 一定温度和压强下 各种气态物质体积的大小 由构成气体的分子数决定 不同的气体 若体积不同 则它们所含的分子数也不同 一定温度和压强下 各种气体的物质的量决定了它们的体积 A B C D 解析 解析 排除法 本题是对影响气体体积因素的考查 从微观来看 影响物质体积的因 素有三个 1 构成物质的粒子数多少 2 粒子的大小 3 粒子间的距离 固体和液体的 分子间距离较小 其体积主要是由 1 决定的 气体分子间距离较大 其体积主要是由 1 3 决定的 气体分子间的距离比气体分子本身的直径大的多 一般在 10 倍左右 即 对同一种物质而言 V g 1000V l 1000V s 则本题中 不正确 备选项中有 者不可选 A C 被排除 正确 因已言明是气体 且温度压强一定 即分子间距离已定 则气体的体积大小 只能由气体的分子数多少所决定 这样备选项中 无 不可选 D 被排除 由此已知答案为 B 下面给出对 两项的分析 不正确 因为指代不明 即不知道气体存在的条件 若有前提 同温同压 则此说 法正确 正确 原因同 答案 答案 B 例 3 将体积比为 3 2 的二氧化碳和二氧化硫混合均匀 并升温到 120 则混合气体的 平均摩尔质量为 A 52 g mol 1 B 44 g mol 1 C 42 g mol 1 D 66 g mol 1 解析 解析 通常 本题有两种解法 公式法和中间值法 方法 1 公式法 由M混 总 总 n m 总得 用心 爱心 专心 M 混 5 2molg 643molg 44 1 1 52g mol 1 方法 2 中间值法 因为混合气体为 CO2和 SO2的混合物 所以下列关系成立 44g mol 1 M CO2 M混 M SO2 64g mol 1 观察备选项 只有M混 52g mol 1符合题意 答案 答案 A 评注 评注 本题给出的温度只是一个干扰项 温度的高低对混合气体的平均摩尔质量及纯净 物的摩尔质量无影响 例 4 设阿伏加德罗常数的符号为 标准状况下 某 O2和 N2的混合气体 m g 含有 b 个 分子 则 n g 该混合物在相同状况下所占的体积 L 应是 A A mN nb 4 22 L mol 1 B A nN mb4 22 L mol 1 C mb nNA 4 22 L mol 1 D m nbNA 4 22 L mol 1 解析 解析 通常 本题有两种解法 计算法和推断法 方法 1 计算法 n g 该混合物在相同条件下的分子数 物质的量 体积分别是 g m b n g m nb n A mN nb 22 4 L mol 1 A mN nb 方法 2 推算法 所求体积应是 n m 则 D 首先被淘汰 当质量相同时物质的量 n A N N 所求体积与 N 成反比 C 被淘汰 所求体积与质量成正比 质量越大体积越大 这样 B 项被淘汰 答案 答案 A 评注 评注 虽然计算法更符合初学者的传统思维习惯 但推断有时是更好的解题方法 本题备 选项中单位为 L mol 1 看似错误 但各备选项nA中都隐藏着一个单位 即 mol 1 L mol 1 与 mol 1 的运算结果要为 L nA必须在分母中 由此也可排除C D 选项 例 5 某混合气体中各物质的质量分数分别是氢气为 72 一氧化碳为 28 计算此混合 气体的平均摩尔质量 解析 解析 赋值法 为方便计算 取混合物 100 则 n H2 1 molg 2 72 g 100 36 mo n CO 1 molg 28 28 g 100 1 0 mo 混M 总 总 n m mol 1 0mol 36 g 100 2 7g mol 1 答案 答案 混合气体的平均摩尔质量为 2 7g mol 1 模拟试题模拟试题 1 设 NA为阿伏加德罗常数 下列说法中不正确的是 用心 爱心 专心 A 在标准状况下 11 2L 甲烷和乙烯混合物所含氢原子的数目为 2NA B 6 g SiO2所含的共价键的数目为 0 4 NA C 1 mol C5H12中单键数目为 12 NA D 1 mol P4中含 P P 共价键的数目为 6 NA 2 下列离子反应方程式正确的是 A 向澄清的石灰水中滴加少量碳酸氢钠溶液 Ca2 2OH 2HCO3 CaCO3 CO32 2H2O B 向硫酸氢钠溶液中滴加氢氧化钡溶液至中性 H SO42 Ba2 OH BaSO4 H2O C 向 NH4Al SO4 2溶液中加少量 Ba OH 2溶液 2Al3 3SO42 3Ba2 6OH 2Al OH 3 3BaSO4 D 向 n mo l FeI2溶液中通入 n mol Cl2 2Fe 2 Cl2 2Fe3 2Cl 3 在体积可变的密闭容器中建立氨气在水中的溶解平衡和电离平衡 在下图的容器中按 图示操作 下列各项叙述正确的是 A 氨水的浓度增大 pH 减小 B 液面上氨气的压强增大 水溶液的 pH 不变 C 液面上氨气的压强不变 溶液的浓度增大 pH 变大 D 液面上氨气的压强变大 溶液的浓度增大 NH3 H2O 的平衡常数不变 4 用铂作电极电解 1 5 mol L 的 KCl 和 0 25 mol L 的的混合溶液时 下图所示 342 SOAl 的电解变化曲线合理的是 A B C D 5 a b c d 是四种短周期元素 a b d 同周期 c d 同主族 a 的原子示意图为 b c 形成化合物的电子式为 下列比较正确的是 b b Cb 3 A 原子半径 a c b B 原子的氧化性 a c d C 最高价氧化物的熔点 a d b D 最高价含氧酸的酸性 c d a 6 2002 年 10 月 26 日 俄罗斯特种部队在解救歌剧院人质时所使用的气体芬太奴 是医 用心 爱心 专心 疗中使用的一种速效强力镇痛药 它可以通过抑制呼吸和血液循环进行止痛 使人感觉麻木 大量使用能使人昏迷乃至死亡 已知 CH3COOH 结构简式可表示为 芬太奴的结 O OH 构简式为 N N O 下列关于芬太奴的说法正确的是 A 芬太奴的分子式为 C20H25N2O B 芬太奴在一定条件下可发生水解反应 C 芬太奴属于苯的同系物 D 该分子中所有原子可以共平面 7 指出下列操作对实验结果的影响正确的是 欲配制 0 1mol L CuSO4溶液 100 mL 取 2 5 g 胆矾在烧杯中溶解 然后倒入容量瓶 定容在 100 mL 则浓度偏大 欲配制 40 H2SO4 现用 80 H2SO4加等体积水 则浓度偏小 欲配制 40 酒精 现用 80 酒精加等体积水 则浓度偏小 测定硫酸铜结晶水含量的实验中晶体加热完全失去结晶水后 将盛放试样的坩埚放 在石棉网上自行冷却 使得测定结果偏低 称量一白色粉末的质量 将药品放在天平右盘 并移动游码使之平衡 则结果偏高 中和滴定往锥形瓶中加入待测液后 再加入少量蒸馏水稀释 测得结果偏低 A B C D 8 1 已知氢元素有三种同位素 1H 2H 3H 氢元素可形成 H 和 H 两种离子 则下列 叙述中正确的是 1H 2H 可用于制造氢弹 三种同位素的物理性质和化学性质几乎完全相同 三种同位素在自然界中所占的原子百分比是相同的 H 的离子半径比 H 的离子半径小 H 离子具有氧化性 H 离子具有还原性 2 已知葡萄糖的燃烧热为 2804 kJ mol 写出葡萄糖完全燃烧的热化学反应方程式 3 已知在 0 1 mol L 1的 NaHSO3溶液中有关微粒浓度由大到小的顺序为 c Na c HSO3 c SO32 c H2SO3 则该溶液中 c H c OH 填 在 NaHSO3溶液中存在两个平衡