2020届高三化学140分突破精品资料 第19讲《化学方程式计算》学案

第十九届化学方程式的计算【智能整合】化学计算基本上涉及化学反应方程，许多计算问题涉及多阶段或多个明显或隐含的化学反应方程，具有较强的综合性，本主题主要讨论应用化学方程计算的一些基本问题类型，是综合计算的基础。1 .独立反应的计算：独立反应是指一个化学反应或多个相互之间没有必然关系的化学反应，这是最简单的化学计算，计算时方程式在同一化学式中的物理量上下一致，必须注意不同物质之间必须存在比例关系。2 .平行反应的计算：平行反应一般是两个反应共有至少一个相同的反应物，其解题方法一般是将两个平行反应按一定比例重叠在一个总反应上。 例如H2S和O2以一定比例混合燃烧时，发生以下两个反应2H2S O2=2S 2H2O 2H2S 3O2=2SO2 2H2O设两个反应中H2S的物质量之比为1a，则将两个反应综合如下(222a ) h2s (12 a ) o2=2s2aso2(222a ) h2o(2a):(1a )是参与反应H2S和O2的物质的量之比或体积比.平行反应也可以用两种反应物的总量之和并列求解二维一次方程式。3 .多步反应计算：多步反应是指某些初始原料经过一些步反应才得到最终产物。 多步骤反应的计算可以根据各步骤反应的化学方程式从前到后或从后到前逐步计算求解，但该方法计算复杂，容易出错。 因此，关于多级反应的计算，我们通常从引起反应的化学反应方程找出最初的反应物和最终产物之间物质量的关系，称之为“关系式”。 有很多找关系式的方法。 例如元素保存法、电子保存法、方程式叠加法等。 例如，在硫酸工业生产中，原料FeS2与生成物H2SO4的关系式为FeS2 2H2SO4. 而且，在氨催化氧化制硝酸生产中，通过NO的循环使用，由元素(n元素或n原子)保存得到的关系式为NH3 HNO3。4 .过度计算(1)过量计算中的过量判定方法：比例法：将反应物的已知量与化学方程式中的关系量进行比较，比较大的是过量的反应物，根据过量的反应物的量进行计算。 极值法：常用于某一混合物与某一物质的反应，例如，假定一定质量的碳酸钠和碳酸氢钠的混合物与一定量的盐酸反应，或者一定体积的甲烷、氢、乙烷的混合物与一定体积的氧反应，混合物全部是消耗其他反应物最多或最少的物质， 判断是否能够完全反应，判断该反应物必定过剩不足，选择合适的物质进行计算。(2)过度计算的几种类型：通常问题型：知道两个反应物的量时，首先判断过剩，然后根据不足量进行计算。 多种反应物的混合物：反应物有3种以上时，判断过剩时，需要判断哪2种以上的物质过剩。 反应物总量确定型：反应物未全部消耗(即必须是物质过剩)时，需要研究什么过剩。 反应物用量不确定型：某些物质之间进行的化学反应，由于反应物的相对用量不同，生成物可能不同，常用轴、极值法等进行研究。 金属与酸或碱反应(天平问题)的过度计算：“天平问题”一般涉及过度计算和差分计算两种计算。【典型例句】例1:2020年国家质检总局铝合金提取合格率约为90%。 已知按照国家行业标准铸造铝合金的各成分的质量分率为Si-4.5%5.5%、Cu-1.0%1.5%、Mg-0.4%0.6% . 目前，对某品牌铸造铝合金中的4种成分，测量了18.0g铸造铝合金样品，分为质量相同的a、b两部分进行了实验检验。 在a部加入足够量的NaOH溶液，在b部加入足够量的稀盐酸。 两种反应物充分反应后，称炉渣质量相差0.512g，收集的两种气体体积相差851.2mL (标准情况)。 让我们回答下一个问题(1)试料中的Si和Mg的物质量分别是多少？(2)通过计算判断该品牌的铸造铝合金是否合格。变革培训：向0.5mol/l的Ba(OH)2溶液100ml中加入一定质量的K2SO4、(NH4)2SO4、NH4HCO3的固体混合物，加热使其充分反应，一边释放NH3一边生成沉淀8.6g。 在得到固液混合物中加入0.9mol/l的盐酸100ml，溶解沉淀部分，同时生成448ml的co2气体(标准状况)。 剩下的盐酸正好用50mL 0.2 mol/L的NaOH溶液中和。 求出原混合物中各物质的物质量。例2 :可以认为某种天然碱(杂质)是由CO2和NaOH反应而成的。 取4份天然碱样品，溶于水后，分别滴加相同浓度的盐酸溶液30 mL，CO2体积(标准状况)如下表所示ii.iv盐酸溶液体积/mL30303030样品质量/g3.324.155.817.47二氧化碳体积/mL672840896672(1)根据第I组数据中的CO2体积与样本质量之比，推测在对样本2.49 g进行同样的实验的情况下，会产生CO2mL (标准情况)。(2)另行采集天然碱样品3.32 g，在300下完全加热分解(300下Na2CO3不分解)，产生CO2 112 mL (标准状况)和水0.45 g，计算确定该天然碱的化学式。(已知Na2CO3和HCl(aq )的反应分为以下2个阶段进行从Na2CO3 HCl=NaCl NaHCO3、NaHCO3 HCl=NaCl CO2 H2O、上表第iv组数据中使用的HCl(aq )的浓度可以确认为molL-1 .(4)根据上表所示的数据以及天然碱的化学式，研究并决定上述实验中的CO2(标准状况)体积V(mL )与样品质量W(g )的关系式。变革培训：实验证明，当CuO被还原时，Cu和Cu2O都可能生成，并且CuO可能没有被部分还原，即使c过量。 为了测定某个实验产物的组成，将1.2 g C和8.0 g CuO混合，加热后，将反应生成的气体通入足够量的澄清石灰水中。 暂时停止加热，收集560 mL气体，测定沉淀的质量。 则：(1)上述实验中c (填充“完全”或“不完全”)参与反应，实验收集的气体为_ (填写化学式)，产生该气体的化学方程式如下。(2)反应后得到的固体混合物的总质量，其中含氧化合物的物质的量为。(3)将被还原生成Cu2O的CuO在全部CuO中所占的物质的量分率设为x，通过计算求出了反应中生成Cu的质量m(Cu)和x的关系。(4)请在右图中描绘m随x变化的图像。【本堂反馈】1 .将某铁和铝的混合粉末平均分为2份，一份与足够量的盐酸反应，生成气体的体积为V1，另一份与足够量的NaOH溶液反应，生成气体的体积为V2(气体体积均在标准情况下测定)。(w=13.9，V1和V2之和为11.2 L时，混合物中铁和铝的物质的量之比是多少？(2)将铁和铝以不同比例混合进行上述实验，生成的气体总体积保持11.2 L时，w的值范围如下。2 .已知在常温下反应的2Fe3 Cu=2Fe2 Cu2产生于水溶液中，将由铜和三氧化二铁构成的混合物粉末22.4 g加入浓度为1 molL-1的硫酸中使其反应。(1)如果将固体完全溶解、硫酸消耗的体积设为v，则v的可取值范围为_。(2)硫酸溶液过剩，反应后溶液的体积为1 L，溶液中的Fe2浓度为0.1 molL-1时，原始混合物中的铜含量为_。3 .黄铁矿可以制造H2SO4，H2SO4可以制造化学肥料(NH4)2SO4。 烧结含有80.2 % FeS 2的黄铁矿75.0 t，最终生产出79.2 t(NH4)2SO4。 已知NH3的利用率为92.6%，H2SO4的利用率为89.8%，求出了取黄铁矿制造的H2SO4时的损失率。已知M(Mg)=24 gmol-1、Vm=22.4 Lmol-1，现在金属镁0.48 g与盐酸10 mL反应，计算生成的H2的标准情况下的体积V(H2)。(1)缺少的数据a是. (必须指示数据的名称、符号和单位)。(2)写计算公式_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。5 .某化工厂以甲烷为原料合成甲醇的反应如下：CH4(g) H2O(g)CO(g) 3H2(g) (反应中的CH4转化率：1)CO(g) 2H2(g)CH3OH(g) (反应中的CO转化率：2/3)合成过程包括(在虚线框内将过程添加到改进的过程)请回答以下问题(所有气体的体积都将转换为标准)(1)原工艺中，反应器中填充的甲烷和水蒸气的体积分别为672m3和1750m3时，反应剩馀的n (co )=-n (h2)=。(2)为了充分利用反应残渣，该工厂根据原工艺，为了生产甲醇原料气体：2CH4(g) O2(g)2CO(g) 4H2(g) (反应中CH4转化率：1)，在新工艺中填充到反应器中的甲烷和水蒸气的体积分别为a、3a、反应残渣： v 计算：反应器中填充的甲烷体积氧化富集空气中O2、N2以外的成分被忽略时，反应器中填充的氧化富集空气的体积请选择氧体积分数的氧化富集空气。【放学后的固定】用H2还原x g CuO，大部分固体变红时停止加热，冷却后留下固体yg共用z2时，生成水的质量为A.(x-y) g B.(x - y) gC.9 z g D. z g2 .向密闭容器中加入(NH4)2CO3和NaOH的固体混合物合计19.6 g，将容器加热至250，充分反应后，排出容器中的气体，冷却，剩馀固体质量为12.6 g。 原混合物中(NH4)2CO3与NaOH的物质量之比A.12 B.=12c.12 d .以上的回答不正确3 .如果向1.06 g不含杂质的碳酸钠样品中加入过剩的氯化氢溶液，得到2.20 L标准状态下干燥的清洁气体，则该碳酸钠样品中含有的杂质a .碳酸钡和碳酸钾b .碳酸钾和碳酸氢钠c .碳酸氢钠和碳酸氢钾d .碳酸钙和碳酸锌4 .将等体积、等物质的量浓度的硫酸、氢氧化钠溶液分别放入甲、乙两烧杯中，分别加入等质量的铝，生成氢的体积比为5:6时，甲、乙两烧杯的反应状况可能各不相同a .甲、乙都是铝过剩b .甲中铝过剩、乙中碱过剩c .甲中酸过剩、乙中铝过剩d .甲中酸过剩、乙中碱过剩5 .使n 2、H2的混合气体(体积比为13 )流入合成塔时，塔内压力为3.0107 Pa时，反应达到平衡时，压力下降到2.5107 Pa时，平衡时混合气体中NH3的体积分率为A.35%B.30%C.1/4 D.1/56 .不溶于水Cu2O可溶于含有H2SO4的Fe2(SO4)3溶液，其化学方程式如下Cu2O Fe2 (SO4 )3h2so4=2cuso4f2eso4H2O此时生成的FeSO4可以用KMnO4的H2SO4溶液滴定，用还原生成物为MnSO4的方法测定Cu2O的含量时，每消耗1 ml 0.1 moll-1 kmno 4的H2SO4溶液A. 3.6 10-2g B.7.2 10-3gC.3.5 10-2g D.3.6 10-37 .有稀硫酸和稀硝酸的混合酸，H2SO4和HNO3的物质的量浓度分别为4mol/L和2mol/L，取该混合酸10mL，向其中加入过剩的铁粉，反应结束后，可以产生标准状况下的气体体积(反应中HNO3被还原成NO )A.0.448L B.0.672 C.0.896 D.0.2248 .将质量w1g的钠和铝的混合物投入一定量的水中充分反应，金属没有剩馀，收集了标准情况的气体V1 L。 向溶液中滴加浓度为a mol/L的HCl溶液，其过程中生成白色沉淀后逐渐溶解，沉淀正好消失时添加的HCl溶液体积为V2 L。 将溶液蒸发干燥成固体w2g。 下面的关系式中正确的是a.35.5 af v2=w2-w1b.23n (na ) 27n (al )=w1C. n(Na) 3n(Al)=D. a V2=9 .铅冶炼的大致过程如下：富集：浮选方铅矿(PBS )煅烧：2PbS 3O2 2PbO 2SO2； 粗铅： PbO CPb CO； PbO COPb CO2。下一个说法是正确的a .浮选法富集方铅矿的过程是化学变化b .方铅矿烧成反应中，PbS为还原剂，还原产物仅为PbOc .在全部冶炼过程中，1molPBP均移动2mol电子d。 为了将1molPbS冶炼成PBP，理论上至少需要6g碳10 .黄铁矿的主要成分是FeS2。 在某硫酸工厂进行黄铁矿成分的测定时，使样品0.1000 g在空气中充分燃烧，使生成的SO2气体与充分量的Fe2(SO4)3溶液完全反应后，用浓度0.02000 molL-1的K2Cr2O7标准溶液滴定到终点，消耗了K2Cr2O7溶液25.00 mL。so2 2fe32h2o=so42 2fe24h，6fe214h=2cr36fe37h2o(1)样品中