高考化学 最后冲刺15天 14.化学计算

化学计算有关溶液pH的简单计算【样题1】已知在100的温度下(本题涉及的溶液温度均为100)，水的离子积KW11012。下列说法正确的是 A0.05 mol/L的H2SO4溶液pH1B0.001 mol/L的NaOH溶液pH11C0.005 mol/L的H2SO4溶液与0.01 mol/L的NaOH溶液等体积混合，混合溶液pH为6，溶液显酸性D完全中和pH3的H2SO4溶液50 mL，需要pH11的NaOH溶液50 mL【解题指导】选A。解答本题需注意题中涉及的溶液温度为100，而不是25，此时KW11012 。A项，c(H)0.05 mol/L20.1 mol/L，pH1，A项正确；B项，c(OH)0.001 mol/L，c(H)1109 mol/L，pH9，B项不正确；C项，H2SO4溶液中c(H)0.005 mol/L20.01 mol/L，NaOH溶液中c(OH)0.01 mol/L，两溶液等体积混合后，恰好完全中和，溶液显中性，pH为6，C项不正确；D项，pH3的H2SO4溶液中c(H)103 mol/L，pH11的NaOH溶液中c(OH)1101 mol/L，则50 mL103 mol/LV(NaOH)101 mol/L，V(NaOH)0.5 mL，D项不正确。【考纲解读】高考考纲明确要求：了解溶液pH的定义和测定溶液pH的方法，能进行pH的简单计算，有关pH的计算是高考的热点和难点。这类题更加突出了运用数学思维来解决化学问题的能力，能有效的考查学生的分析、判断、推理、运算等思维能力。考点2 与电化学有关计算【样题1】500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO3)6.0 molL1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到224 L气体（标准状况），假定电解后溶液体积仍为500 mL，下列说法正确的是A原混合溶液中c(K)为4 molL1 B上述电解过程中共转移4 mol电子C电解得到的Cu的物质的量为0.5 mol D电解后溶液中c(H)为2 molL1【考纲解读】考试大纲明确规定，掌握与电化学有关的化学计算。此类题型是利用化学方程式进行计算的一种形式，其计算技巧一是根据电极反应方程式利用“电子得失守恒”、二是写出反应的总化学方程式直接计算。高考中既可以在选择题也可以在简答题、计算题中利用电化学为依托，考查学生的计算能力。主要有以下两种类型：1、根据关系式进行计算：根据得失电子守恒关系，以及已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式。例如：用惰性电极电解硫酸铜溶液 2CuSO4 4H 2Cu O2 4e320 g 4 mol 128 g 22.4 L 46.021023m (g) x (mol) V (L) N (个)然后根据已知和未知条件列比例求解。2、根据电子守恒进行计算：用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电荷量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数目相等。（1）在电解池中n (e) （阴极）n（还原产物）N(+e) （阳极）n（氧化产物）N(-e)（2）惰性电极电解氯化钠溶液 （阴极放氢生氧型的电解池）n (e) n（H2）2 n（Cl2）4 n (OH)考点3 与物质的量有关的综合计算【样题1】钾是活泼的碱金属，钾和氧有氧化钾（K2O）、过氧化钾（K2O2）和超氧化钾（KO2）等多种化合物。（1）钾和硝酸钾反应可制得K2O（10K2KNO3 = 6K2ON2），39.0 g钾与10.1 g硝酸钾充分反应生成K2O的质量为 g。（2）某过氧化钾样品中氧的质量分数（杂质不含氧）为0.28，则样品中K2O2的质量分数为 。（3）超氧化钾和二氧化碳反应生成氧气（4KO22CO2 = 2K2CO33O2)，在医院、矿井、潜水、高空飞行中用作供氧剂。13.2 L(标准状况)CO2和KO2反应后，气体体积变为18.8 L (标准状况)，计算反应消耗的KO2的质量。（4）KO2加热至600部分分解得到产物A。6.30 g产物A充分吸收二氧化碳生成碳酸钾并产生氧气1.12 L(标准状况)，试确定产物A中钾、氧两种原子个数之比。如果产物A只含有两种化合物，写出所有可能的化学式并计算A中两种化合物的物质的量之比。【解题指导】（1）根据反应关系可以判断所给K的质量过量，应该用KNO3的量计算生成的K2O，设生成的K2O的质量为x。10K + 2KNO3 =6K2O + N22101 gmol-1 694 gmol-110.1 g x则有：=解得：x=28.2 g（2）根据题给条件杂质中不含氧，所以样品的氧全部来自K2O2，根据K2O2的组成可以看出，每32 g氧对应110 g K2O2，若设样品总质量为1 g，则含氧为0.28 g，因此若设样品中K2O2的质量为a，则有32 g110 g=0.28 ga，解得a=0.962 5 g，因此可以求出样品中K2O2的质量分数为100%=96.25%。（3）可用差量法：由反应式4KO2+2CO2=2K2CO3+3O2可以看出，气体每增加1 mol就消耗4 mol KO2,现在增加了=0.25 mol，则消耗的KO2的质量为0.25 mol471 gmol-1=71 g。（4）KxOyx/2CO2=x/2K2CO3(y0.5x)/2O239x16y11.2(y0.5x) L6.30 g1.12 L解得xy23 即n(K)n (O)23即产物A的化学式为：（KO2与K2O2 物质的量之比为21）或（KO2与K2O物质的量之比为41）【答案】（1）28.2 g（2）96.25（3）71 g（4）KO2与K2O2物质的量之比为21或KO2与K2O物质的量之比为4：1【考纲解读】考试大纲明确规定，掌握与物质的量有关的化学计算及其综合应用。历届高考试题都离不开化学计算，化学计算是以化学方程式为基础的，是以物质的量为桥梁的。常见的有差量法、关系式法、守恒法、讨论法等。考点4 有机化学计算方法【样题1】某直链一元醇14克能与金属钠完全反应，生成0.2克氢气，则此醇的同分异构体数目为A.6个 B.7个 C.8个 D.9个 【解题指导】选A。由于一元醇只含一个-OH，1mol醇只能转换出0.5molH2，由生成0.2克H2推断出14克醇应有0.2mol，所以其摩尔质量为72克/摩，分子量为72，扣除羟基式量17后，剩余55，除以14，最大商为3，余为13，不合理，应取商为4，余为-1，代入分子量通式，应为4个碳的烯烃基或环烷基，结合题目中直链一元醇，从而推断其同分异构体数目为6个。【样题2】某有机物5.6克完全燃烧后生成6.72L(标况下)二氧化碳和3.6克水，该有机物的蒸气对一氧化碳的相对密度是2，试求该有机物的分子式.如果该有机物能使溴水褪色，并且此有机物和新制的氢氧化铜混合后加热产生红色沉淀，试推断该该有机物的结构简式。【解题指导】该有机物结构就为H2C=CH-CHO。因为该有机物的蒸气对一氧化碳的相对密度为2，所以其分子量是CO的2倍，即56，而5.6克有机物就是0.1摩，完全燃烧生成6. 72L(S.T.P)CO2为0.3摩，3.6克水为0.2摩，故分子式中含3个碳，4个氢，则每摩分子中含氧为56-312-41=16克，分子式中只有1个氧，从而确定分子式是C3H4O.根据该有机物能发生斐林反应，证明其中有-CHO，从C3H4O中扣除-CHO，残基为-C2H3，能使溴水褪色，则有不饱和键，按其组成，只可能为-CH=CH2，所以该有机物结构就为H2C=CH-CHO。【考纲解读】残基法是求解有机物分子结构简式或结构式中最常用的方法之一。计算出一个有机物的分子式后，该有机物可以有很多种不同的结构，要最后确定其结构，可先将已知的官能团包括烃基的式量或所含原子数扣除，剩下的式量或原子数就是属于残余的基团，再讨论其可能构成便快捷得多。考点5 化学计算方法与技巧【样题1】把a g铁铝合金粉末溶于足量盐酸中，加入过量NaOH溶液。过滤出沉淀，经洗涤、干燥、灼烧，得到红色粉末的质量仍为a g，则原合金中铁的质量分数为A. 70%B. 52.4%C. 47.6%D. 30%【解题指导】 把a g铁铝合金粉末溶于足量盐酸中，生成了Al3+和Fe2+，再加入过量NaOH溶液，Al3+转化为AlO2-，留在溶液中；Fe2+生成了Fe（OH）2沉淀，过滤出沉淀，经洗涤、干燥、灼烧，最后得到的红色粉末为Fe2O3，铁在反应过程中是守恒的，Fe2O3中氧的量等于合金中铝的量，则。答案：A【考纲解读】 守恒法是一种中学化学典型的解题方法，它利用物质变化过程中某一特定的量固定不变来列式求解，可以免去一些复杂的数学计算，大大简化解题过程，提高解题速度和正确率。它的优点是用宏观的统揽全局的方式列式，不去探求某些细微末节，直接抓住其中的特有守恒关系，快速建立计算式，巧妙地解答题目。【样题2】将两种金属单质混合物13g，加到足量稀硫酸中，共放出标准状况下气体11.2L，这两种金属可能是A.Zn和Fe B. Al和Zn C. Al和Mg D. Zn和Cu 【解题指导】选B。将混合物当作一种金属来看，因为是足量稀硫酸，13克金属全部反应生成的11.2L(0.5摩尔)气体全部是氢气，也就是说，这种金属每放出1摩尔氢气需26克，如果全部是+2价的金属，其平均原子量为26，则组成混合物的+2价金属，其原子量一个大于26，一个小于26.代入选项，在置换出氢气的反应中，显+2价的有Zn，原子量为65，Fe原子量为56，Mg原子量为24，但对于Al，由于在反应中显+3价，要置换出1mol氢气，只要18克Al便够，可看作+2价时其原子量为27/(3/2)=18，同样假如有+1价的Na参与反应时，将它看作+2价时其原子量为232=46，对于Cu，因为它不能置换出H2，所以可看作原子量为无穷大，从而得到A中两种金属原子量均大于26，C中两种金属原子量均小于26，所以A、C、D都不符合要求，B中Al的原子量比26小，Zn比26大，故B为应选答案。【考纲解读】平均值法最适合定性地求解混合物的组成，即只求出混合物的可能成分，不用考虑各组分的含量.根据混合物中各个物理量(例如密度，体积，摩尔质量，物质的量浓度，质量分数等)的定义式或结合题目所给条件，可以求出混合物某个物理量的平均值，而这个平均值必须介于组成混合物的各成分的同一物理量数值之间，换言之，混合物的两个成分中的这个物理量肯定一个比平均值大，一个比平均值小，才能符合要求，从而可判断出混合物的可能组成。【样题3】 4个同学同时分析一个由KCl和KBr组成的混合物，他们各取2.00克样品配成水溶液，加入足够HNO3后再加入适量AgNO3溶液，待沉淀完全后过滤得到干燥的卤化银沉淀的质量如下列四个选项所示，其中数据合理的是A.3.06g B.3.36g C.3.86g D.3.96 【解题指导】选B。本题如按通常解法，混合物中含KCl和KBr，可以有无限多种组成方式，则求出的数据也有多种可能性，要验证数据是否合理，必须将四个选项代入，看是否有解，也就相当于要做四题的计算题，所花时间非常多。使用极限法，设2.00克全部为KCl，根据KCl-AgCl，每74.5克KCl可生成143.5克AgCl，则可得沉淀为(2.00/74.5)143.5=3.852克，为最大值，同样可求得当混合物全部为KBr时，每119克的KBr可得沉淀188克，所以应得沉淀为(2.00/119)188=3.160克，为最小值，则介于两者之间的数值就符合要求。【考纲解读】极限法与平均值法刚好相反，这种方法也适合定性或定量