高三化学化学计算（一） 知识精讲VIP

高三化学化学计算（一）【本讲主要内容】化学计算（一）1. 物质的量及摩尔质量2. 气体摩尔体积【考点突破】【考点指要】化学计算是高考中的难点，一些考生在考试时往往放弃了计算试题。其实，任何复杂的计算，都离不开化学概念，掌握化学概念，在概念指导下进行计算，你就会感到轻松、自如了。在高考化学单科试卷和理综试卷的卷中都设有计算题，在单科试卷中，计算题占20分左右，理综试卷中分值一般在14分左右，化学计算在高考中占有重要地位。考试大纲中对化学计算的知识考查范围和要点主要有：化学实验的知识考查范围和要求1. 掌握有关相对原子质量、相对分子质量及确定分子式的计算2. 掌握有关物质的量的计算3. 掌握有关气体摩尔体积的计算4. 掌握有关溶液浓度的计算5. 掌握利用化学方程式的计算6. 掌握有关物质溶解度的计算7. 掌握有关溶液与氢离子浓度、氢氧根离子浓度的计算8. 掌握有关燃烧热的简单计算9. 以上各类化学计算的综合应用。我们分两讲复习化学计算的有关内容。【典型例题分析】一. 物质的量及摩尔质量1. 理解概念（1）物质的量与粒子个数物质的量是表示含有一定数目粒子集体的物理量。符号：n。粒子个数仅指某种粒子的数目。（包括：原子、分子、离子、质子、中子、电子等）（可扩展为：电子对、化学键等）。符号：N。两者的联系为：n；n1: n2=N1: N2（2）物质的量与摩尔物质的量是国际单位制中七个基本物理量之一。（与质量、时间等均为物理量）摩尔是物质的量的单位。（与kg、s等均为物理量的单位）符号：mol。（3）物质的量与物质的质量物质的量表示含有一定数目粒子集体的多少；是描述微观粒子的物理量。物质的质量表示某物质有多重；是描述宏观物质的物理量。两者的意义、符号、单位均不同。（4）物质的质量与摩尔质量物质的质量是物质实际具有的质量，可以是任何数值。符号：m。摩尔质量是单位物质的量的物质所具有的质量，它是一个定值。符号：M。当质量以g为单位时，摩尔质量的单位是g/mol，数值上等于该物质的相对原子质量（Ar）或相对分子质量（Mr）。（5）阿伏加德罗常数、6.021023阿伏加德罗常数：1 mol任何粒子的粒子数叫做阿伏加德罗常数，它是一个物理量，符号为NA，单位为mol1，它是0.012 kg12C中所含的碳原子数目的精确数值，近似值为6.021023 mol1，阿伏加德罗常数的引入为粒子物质的量和粒子数之间的换算提供了可能和方便。n6.021023是0.012kg12C中所含的碳原子数目的近似值。2. 有关计算（1）应用公式计算：n；M =；M = NAma（ma为1个原子的质量）推论：n1: n2=N1: N2综合关系式：M NAm n N M NA可见，物质的量在质量（宏观）和粒子数（微观）之间架起了一座桥梁。（2）应用方程式的计算依据：化学计量数之比等于物质的量之比。注意： 既要算数，又要算单位； 根据方程式计算时同一物质单位应一致。（3）应用关系式计算任何相对应的量之间都可根据比例关系计算。如：1 mol（H2SO4） 2 mol（H） 1 mol（S） 4 mol（O）溶液中：根据电离方程式，如：=2 Fe3+ + 3 SO42 1 2 3n /2 n 3n/2例1（2020年全国）NA代表阿伏加德罗常数，下列说法正确的是（ ）A. 0.5 mol Al与足量盐酸反应转移电子数为NAB. 标准状况下，11.2 L SO3所含的分子数为0.5NAC. 0.1 mol CH4所含的电子数为NAD. 46 g NO2和N2O4的混合物含有的分子数为NA解析：阿伏加德罗常数是1 mol任何粒子的粒子数，粒子包括原子、分子、离子、中子、质子、电子等。1 mol Al与盐酸反应，失去3 mol电子，0.5 mol Al与足量盐酸反应转移电子数应为.5NA；标准状况下，SO3为固体，11.2 L不是0.5 mol；46 g NO2含有的分子数为NA，而46 g N2O4含有的分子数为0.5 NA，A、B、D均错。答案：选C。例2（2020年全国）用足量的CO还原32.0 g某种氧化物，将生成的气体通入足量澄清石灰水中，得到60 g沉淀，则该氧化物是（ ）A. FeO B. Fe2O3 C. CuO D. Cu2O解析：足量的CO还原某种氧化物后，CO被氧化成CO2，将CO2通入足量澄清石灰水中，得到60 gCaCO3沉淀。我们可以通过生成CaCO3沉淀的量，建立起CO2、CO、氧化物中O原子之间的关系：CaCO3 CO2 CO 氧化物中O原子100 g 1 mol60 g n（O）解得：n（O）=0.6 mol故氧化物中含有金属的质量=32.0g0.6 mol16 g/ mol=22.4 g根据金属Fe、Cu的相对原子质量，若金属为Fe，则n（Fe）= 0.4 mol，n（Fe）:n（O）=2:3，若金属为Cu，则n（Cu）= 0.35 mol，没有选项。答案：选B。此题通过反应过程中反应物与产物（COCO2）原子守恒的关系，找到了已知条件和所求内容之间的关系，使解题变得轻松、容易。现将卤素互化物BrCln 4.66 g溶于水，再通入过量的SO2，发生如下反应：BrCln（n1）H2OSO2HBrnHClH2SO4然后将所得溶液调至中性，再加入过量的溶液，除去生成的沉淀后，所得溶液用过量的AgNO3溶液处理，可得到15.46 g沉淀，试确定卤素互化物BrCln的n值。解析：本题是一道根据化学反应，确定化学式的计算题。题中涉及卤素互化物的知识，可以考查同学们思维能力和自学能力。但教学中已学习了SO2的知识，对给出的化学方程式并不太陌生。分析题示信息可知，卤素互化物的水溶液与SO2反应，可生成HCl、HBr和H2SO4，要特别注意，此时溶液中有两种可以与Ag生成沉淀的离子。反应后的溶液中加入过量的溶液，目的是将产物中的SO42全部转化为BaSO4沉淀，同时避免引入可能与Ag形成沉淀的阴离子。向所得滤液中加入过量的AgNO3溶液处理，得到的15.46 g沉淀是AgCl和AgBr沉淀的之和。解此题的关键是确立沉淀AgCl和AgBr的质量与卤素互化物质量的关系，然后再根据Ag的物质的量即可求出BrCln中的n值。反应中：HBrAgBr，nHCl nAgCl因AgBr和AgCln中的Br和Cl均来自BrCln，则m（Ag）15.46 g4.66 g 10.8 g根据题中已知反应，可得关系式：BrCln （n1）Ag8035.5n （n1）1084.66 g 10.8g10.8（8035.5n）4.66 g（n1）108n3答案：BrCln中的n3。二. 气体摩尔体积1. 理解概念（1）气体体积与气体摩尔体积气体体积是一定条件下气体所占有的体积。符号：V，单位：L。气体摩尔体积是单位物质的量的气体所占的体积。符号：Vm，单位L/mol或m3/mol。表达式：Vm（2）标准状况下的气体摩尔体积在标准状况（0，101KPa）下，气体摩尔体积约为22.4 L/mol，即在标准状况下，1mol任何气体所占的体积都约是22.4L。（3）影响气体体积的因素从影响气体分子的平均距离考虑。因为温度（T）、压强（P）影响气体分子的平均距离，从而影响体积。影响结果：温度升高，体积增大（成正比）；压强增大，体积减小（成反比）；所以比较一定量气体的体积必须在相同的温度、压强下比较才有意义。（4）阿伏加德罗定律同温同压下，相同体积的任何气体含有相同数目的分子。气体摩尔体积是阿伏加德罗定律的1个特例。2. 有关计算（1）气体体积（V）物质的量（n）物质的质量（m）粒子数（N）的关系：（2）求气体体积（V）V =；Vm = ；V = nVm ；V =Vm ；V =Vm ；V = n（3）阿伏加德罗定律的推论：（常用的） 同温、同压下：= 同温、同体积下： 同温、同压下： 同温、同压、同体积下：（4）求摩尔质量（相对分子质量）或平均相对分子质量 已知标况下密度，求相对分子质量。相对分子质量在数值上等于气体的摩尔质量，若已知气体在标准状况下的密度，则Mr在数值上等于M22.4L/mol 已知相对密度，求相对分子质量若有两种气体A、B，将的比值称为A对B的相对密度DB，即DB，由推论，DB Mr(A)DBMr(B)以气体B（Mr已知）作基准，测出气体A对它的相对密度，就可计算出气体A的相对分子质量，这也是测定气体相对分子质量的一种方法。基准气体一般选H2或空气。 已知混和气体的总质量和总物质的量，求混和气体的平均相对分子质量。M 已知混和气体中各组分的物质的量分数（或体积分数），求混和气体的平均相对分子质量。设有A、B、C诸种气体。MM（A）n（A）M（B）n（B）由推论得：MM（A）V（A）M（B）V（B）例4 空气的成分N2约占总体积的79，O2约占21，求空气的平均相对分子质量。解析：由计算平均摩尔质量的方法可得：M（空气）M（N2）V（N2）M（O2）V（O2)28g/mol7932g/mol2128.8g/mol答：空气的平均相对分子质量为28.8g/mol。例5 在120的条件下，某密闭容器中盛有等物质的量的氢气和烯烃，向容器中通入过量的氧气，点燃使其充分燃烧，当容器里的物质冷却到原来温度时，发现反应前后容器内压强相等，则容器里原有的烯烃是（ ）A. 乙烯 B. 丙烯 C. 丁烯 D. 戊烯解析：有气体参加的反应，往往通过压强、体积、密度的变化，考查有关的化学知识。我们可以根据阿伏加德罗定律及其推论，将题干内容转化为物质的量的变化，就可以应用化学原理解答问题了。题中告诉我们密闭容器中反应前后压强相等，说明反应前后物质的量守恒。设氢气和烯烃物质的量为x2H2+ O2 = 2H2O（g）2 1 2x 0.5 x xCnH2n + 1.5 n O2 = n CO2 + n H2O（g）1 1.5n n nx 1.5n x n x n x 由于反应前后气体物质的量守恒。可以列式：x + 0.5 x + x +1.5n x = x + n x + n xx = 3，即容器里原有的烯烃为丙烯。答案：选B。【综合测试】1. 用NA表示阿伏加德罗常数的数值。下列说法正确的是（ ）A. 分子数均为NA的N2和CO的质量比为1：1B. 水的摩尔质量等于NA个水分子相对分子质量之和C. 1mol O2的质量等于2NA个氧原子的质量D. SO3的摩尔质量是80g。2. 4时，25滴水为a mL，则1滴水中含水分子数是（ ）A.（a/25）NA B. a/（2518） NA C. a/（2520）NA D. a/（100022.4）NA3. 与21 g HNO3中含有的氧原子数相同的物质是（ ）A. 16g O2 B. 1.2041024个O C. 2 mol H2O D. 0.5 mol CO24. 等物质的量的钠、镁、铝与足量稀H2SO4反应生成的氢气的物质的量之比是（ ）A. 1:1:1 B. 1:2:3 C. 3:2:1 D. 6:3:25. 在无土裁培中，配制1L内含0.5mol NH4Cl、0.16mol KCl、0.24mol K2SO4的某营养液，若用KCl、NH4Cl和（NH4）2SO4三种固体配制，则需此三种固体的物质的量分别为（ ）A. 0.40mol、0.50mol、0.12mol B. 0.66mol、0.50mol、0.24molC. 0.64mol、0.50mol、0.24mol D. 0.64mol、0.02mol、0.24mol6. 同温同压下，等质量的SO2和CO2相比较，下列叙述中不正确的是（ ）A. 密度比为16:11 B. 密度比为11:16C. 体积比为1:1 D. 体积比为11:167. CS2能够在氧气中完全燃烧，生成二氧化碳和二氧化硫；今用0.228 gCS2在448 mLO2（标准状况）中完全燃烧，反应后，气体混合物在标准状况下的体积是（ ）A. 112 mL B. 224 mL C. 336 mL D. 448 mL8. 下列叙述错误的是（ ）A. 同温同压下，同体积的任何气体其物质的质量都相同B. 同温同压下，任何混合气体与任何一种纯净气体，如果体积相等，则所含分子数相等C. 同温同压下，任何气体的体积比等于它们的物质的量或分子数之比D. 同温同压下，任何气体密度比等于它们的摩尔质量或相对分子质量比9. 下列物质中体积为22.4 L的是（ ）A. 标准状况下18 g水 B. 0oC 101kpa下，4 g氦气C. 44 g CO2 D. 标准状况下，8 g氦气10. 若以表示水的摩尔质量，v表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，为在标准状态下水蒸气的密度，NA为阿伏加德罗常数，m、V分别表示每个水分子的质量和体积，下面是四个关系式： 其中（ ）A. 和都是正确的 B. 和都是正确的C. 和都是正确的 D. 和都是正确的11. 32.2g Na2SO410H2O溶于 g H2O中，才能使每100个水分子中溶有1个Na+。12. 在NaCl、MgCl2、MgSO4三种盐配成的混合溶液中，若Na+为0.1mol ，Mg2+为0.25mol，Cl为0.2mol，则SO42为 mol13. 有一空瓶的质量为w1g，该瓶充入空气后质量为w2g，相同条件下，充入某气体单质其质量为w3g，则此单质气体的摩尔质量为 。14. 在25，101kPa条件下，将15 L O2通入10 L CO和H2的混合气中，使其完全燃烧，干燥后，恢复至原来的温度和压强。（1）若剩余气体的体积是15 L，则原CO和H2的混合气中V（CO） L， V（H2） L。（2）若剩余气体的体积为a L，则原CO和H2的混合气中V（CO）V（H2） 。（3）若剩余气体的体积为a L，则a的取值范围是 。15. 由CO2与CO组成的混和气体对H2的相对密度为20，求混和气体中CO2和CO的体积分数和质量分数。16. 将为3和为5的稀盐酸等体积相混合，所得溶液的为 。17. 25时，将某强酸或某强碱溶液按110的体积比混合后溶液恰好呈现中性，则混合前此强碱与强酸溶液的之和是 。18. 有一在空气暴露过的KOH固体，经分析知其内含水7.62%，K2CO3 2.38%，KOH 90%，若将此样品1 g加入到含HCl 1.679 g的盐酸中，过量的酸再用KOH溶液中和，蒸发中和后的溶液可得固体多少克？19. 在标准状况下，有一排空气法收满HCl气体的烧瓶，测得烧瓶内气体对氢气的相对密度为17。现将烧瓶倒立于水槽中，求进入烧瓶中的液体的体积占烧瓶体积的几分之几？20. 在标准状况下，将11.2 L乙烯和乙炔的混合气体通入溴水中充分反应，有128 g溴参加反应，则混合气中乙烯和乙炔的物质的量比是多少？【综合测试答案】1. AC 2. B 3. AD 4. B 5. D 6. BC 7. D 8. A 9. B 10. B11. 342（提示：根据关系式计算）12. 0.2（提示：根据电荷守恒计算）13. 14.（1）5 L 5 L（2）（a L10 L）（20 La L）（3）10 L a L