专题16+化学计算方法与技巧（教学案）-2020年高考化学二轮复习精品资料+Word版含解析

1高考中化学计算主要包括以下类型：有关相对原子质量、相对分子质量及确定分子式的计算；有关物质的量的计算；有关气体摩尔体积的计算；有关溶液浓度(质量分数和物质的量浓度)的计算；利用化学方程式的计算；有关物质溶解度的计算；有关溶液pH与氢离子浓度、氢氧根离子浓度的简单计算；有关燃烧热的简单计算；以上各种化学计算的综合应用。2常见题型为计算选择题，计算填空题、实验计算题、计算推断题和综合计算题等，2007年高考将化学计算部分常见的最后两个计算大题取消，计算的考查已落在选择和填空题中。3近年高考化学计算题主要有以下特点：(1)注意速算巧解。一般在第卷中会出现五到七个左右要计算的量很少或者根本不需要计算的试题。纯计算题不超过两个，其命题意图是考查对化学知识的理解、掌握和运用。重点考查学生运用题给信息和已学相关知识进行速算巧解的能力。 四、有关氧化还原、电化学的计算以氧化还原为中心的有关计算，是高考的热点。主要考点：（1）氧化产物、还原产物的确定及量的计算（2）转移电子数、电荷数的计算（3）电极析出量及溶液中的变化量的计算（4）有关氧化还原反应的其他典型计算解题策略：关键在于根据得失电子总数相等，列出守恒关系式求解例4、ClO2是一种广谱消毒剂，根据世界环保联盟的要求，ClO2将取代Cl2成为自来水的消毒剂。工业上ClO2常用NaClO3和Na2SO3溶液混合并加H2SO4酸化后反应制得，在以上反应中NaClO3和Na2SO3的物质的量之比为（ ）A. 1：1B. 2：1C. 1：2D. 2：3【答案】B五、有关化学方程式的计算有关化学方程式的计算是最常见的计算类型之一，关键是正确理解化学方程式的系数之间的关系。主要考点：（1）运用计算技巧进行化学方程式的有关计算（2）热化学方程式中反应热、中和热、燃烧热的计算 解题策略：（1）深刻理解化学方程式、热化学方程式的含义，充分利用化学反应前后的有关守恒关系（2）搞清各解题技巧的使用条件和适用范围，读懂题目，正确选择例5、1 kg C(s)燃烧，所得的混合气体中，CO占1/3体积，CO2占2/3体积。已知：C(s)+ O2(g)=CO(g);H=110.35 kJmol1,CO(g)+ O2(g)=CO2(g);H=282.57 kJmol1。则与1 kg碳完全燃烧相比，损失的热量及C的燃烧热正确的组合是（ ）A、110.35 kJ,282.57 kJmol1 B、282.57 kJ,392.92 kJmol1C、392.92 kJ,392.92 kJkg1 D、7849.2 kJ,392.92 kJmol1【答案】D六、综合计算主要考点：（1）过量计算问题的分析讨论（2）混合物计算和解题技巧（3）复杂化学式的确定方法（4）无数据计算的解决方法（5）数据缺省型的计算方法（6）讨论型计算的解题思路（7）隐含条件题的解决方法（8）化学图象题的解题技巧解题策略：认真审题，明确是常见综合计算中的哪种类型，寻求解决的合理思路和解决方法；善于抓住化学与数学知识间的交叉点，运用所掌握的数学知识，通过对化学知识的分析，建立函数关系。 (2)极值法解题的基本思路： 把可逆反应假设成向左或向右进行的完全反应。 把混合物假设成纯净物。 把平行反应分别假设成单一反应。 (3)极值法解题的关键： 紧扣题设的可能趋势，选好极端假设的落点。 (4)极值法解题的优点： 极值法解题的优点是将某些复杂的、难以分析清楚的化学问题假设为极值问题，使解题过程简化，解题思路清晰，把问题化繁为简，由难变易，从而提高了解题速度。 例3、在一容积固定的密闭容器中进行反应：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)。已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2 mol/L、0.1 mol/L、0.2 mol/L。当反应达到平衡时，各物质的浓度可能存在的数据是 () ASO2为0.4 mol/L，O2为0.2 mol/L BSO2为0.25 mol/L CSO2和SO3均为0.15 mol/L DSO3为0.4 mol/L 【答案】B 1. （2018年全国卷）NA是阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是A. 16.25 g FeCl3水解形成的Fe(OH)3胶体粒子数为0.1 NAB. 22.4 L（标准状况）氨气含有的质子数为18NAC. 92.0 g甘油（丙三醇）中含有羟基数为1.0NAD. 1.0 mol CH4与Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数为1.0NA【答案】B2. （2018年全国卷II）NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是A. 常温常压下，124 g P4中所含PP键数目为4NAB. 100 mL 1molL1FeCl3溶液中所含Fe3+的数目为0.1NAC. 标准状况下，11.2 L甲烷和乙烯混合物中含氢原子数目为2NAD. 密闭容器中，2 mol SO2和1 mol O2催化反应后分子总数为2NA【答案】C【解析】常温常压下，124 g P4的物质的量是1mol，由于白磷是正四面体结构，含有6个PP键，因此其中所含PP键数目为6NA，A错误；铁离子在溶液中水解，所以100 mL 1molL1FeCl3溶液中所含Fe3+的数目小于0.1NA，B错误；甲烷和乙烯分子均含有4个氢原子，标准状况下，11.2 L甲烷和乙烯混合物的物质的量是0.5mol，其中含氢原子数目为2NA，C正确；反应2SO2+O22SO3是可逆反应，因此密闭容器中，2 mol SO2和1 mol O2催化反应后分子总数大于2NA，D错误。答案选C。 1【2017新课标2卷】阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法正确的是A1L0.1molNH4Cl溶液中，的数量为0.1NAB2.4gMg与H2SO4完全反应，转移的电子数为0.1NAC标准状况下，2.24LN2和O2的混合气体中分子数为0.2NAD0.1molH2和0.1molI2于密闭容器中充分反应后，其分子总数为0.2NA【答案】D2【2017新课标3卷】NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是A0.1mol的中，含有0.6NA个中子BpH=1的H3PO4溶液中，含有0.1NA个C2.24L（标准状况）苯在O2中完全燃烧，得到0.6NA个CO2分子D密闭容器中1molPCl3与1molCl2反应制备PCl5（g），增加2NA个P-Cl键【答案】A【解析】B的原子序数为5，即质子数为5，在质量数为11的B原子中含有6个中子，0.1mol11B含有0.6NA个中子，A正确；溶液体积未定，不能计算氢离子个数，B错误；标准状况下苯是液体，不能利用气体摩尔体积计算224L苯的物质的量，则无法判断其完全燃烧产生的CO2分子数目，C错误；PCl3与Cl2反应生成PCl5的反应是可逆反应，反应物不可能完全转化为生成物，则1molPCl3与1molCl2反应生成的PCl5小于1mol，增加的PCl键的数目小于2NA个，D错误。3【2017海南】NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述错误的是A. 1 mol 乙烯分子中含有的碳氢键数为4NAB. 1 mol 甲烷完全燃烧转移的电子数为8NAC. 1 L 0.1 molL1的乙酸溶液中含H+的数量为0.1NAD. 1 mol 的CO和N2混合气体中含有的质子数为14NA【答案】C1【2016年高考海南卷】利用太阳能分解制氢，若光解0.02 mol水，下列说法正确的是（ ）A可生成H2的质量为0.02gB可生成氢的原子数为2.4081023个C可生成H2的体积为0.224L（标准情况）D生成H2的量理论上等于0.04mol Na与水反应产生H2的量【答案】D【解析】根据方程式2H2O=2H2+O2，光解0.02 mol水，可产生0.02 mol H2和0.01 mol O2。可生成H2的质量为0.04g，A错误；可生成氢的原子数为2.4081022个，B错误；可生成标准状况下H2的体积为0.448L，C错误；0.04mol Na与水反应产生0.02 molH2，D正确。2【2016年高考江苏卷】下列说法正确的是（ ）A氢氧燃料电池工作时，H2在负极上失去电子B0.1mol/LNa2CO3溶液加热后，溶液的pH减小C常温常压下，22.4L Cl2中含有的分子数为6.021023个D室温下，稀释0.1mol/LCH3COOH溶液，溶液的导电能力增强【答案】A【解析】氢氧燃料电池工作时，H2发生氧化反应，在负极上失去电子，A正确；升高温度，促进碳酸钠的水解，溶液的pH增大，B错误；常温常压下，气体的摩尔体积大于22.4L/mol，22.4LCl2中的物质的量小于1mol，含有的分子数小于6.021023个，C错误；室温下，稀释稀醋酸，虽然电离平衡正向移动，自由移动离子的数目增加，但溶液体积的增大起主导作用，自由移动离子的浓度减小，溶液的导电能力减弱，D错误。3【2016年高考四川卷】 NA为阿伏伽德罗常数的值。下列说法正确的是（ ）A2.4g镁在足量的氧气中燃烧，转移的电子数为0.1NAB标准状况下，5.6L二氧化碳气体中含有的氧原子数为0.5NAC氢原子数为0.4NA的甲醇分子中含有的键数为0.4NAD0.1L0.5mol/LCH3COOH溶液中含有的氢离子数为0.05NA【答案】B【解析】2.4 g镁的物质的量为2.4/24=0.1 mol，反应中失去0.2 mol电子，A错误；标准状况下5.6 L二氧化碳的物质的量为5.6/22.4=0.25 mol，含有的氧原子为0.5 mol，B正确；甲醇的结构为CH3OH，氢原子数为0.4NA的甲醇分子为0.1 mol，含有5mol键，C错误；醋酸是弱酸，不能完全电离，D错误。4【2016年高考新课标卷】设NA为阿伏加德罗常数值。下列有关叙述正确的是（ ）A14 g乙烯和丙烯混合气体中的氢原子数为2NAB1 molN2与4 mol H2反应生成的NH3分子数为2NAC1 molFe溶于过量硝酸，电子转移数为2NAD标准状况下，2.24 LCCl4含有的共价键数为0.4NA【答案】A5【2016年高考上海卷】某铁的氧化物（FexO）1.52g溶于足量盐酸中，向所得溶液中通入标准状况下112mlCl2，恰好将Fe2+完全氧化。x值为（ ）A0.80 B0.85 C0.90 D0.93【答案】A 【解析】根据电子守恒可知，FexO被氧化为Fe3+转移的电子数和Cl2转移的电子数相等。标准状况下112mL Cl2转移电子数为0.01mol。则有：(3-)x=0.01，解得x=0.8。故选项A正确。 9【2016年高考新课标卷】联氨（又称联肼，N2H4，无色液体）是一种应用广泛的化工原料，可用作火箭燃料，回答下列问题：（5）联氨是一种常用的还原剂。向装有少量AgBr的试管中加入联氨溶液，观察到的现象是 。联氨可用于处理高压锅炉水中的氧，防止锅炉被腐蚀。理论上1kg的联氨可除去水中溶解的O2 kg；与使用Na2SO3处理水中溶解的O2相比，联氨的优点是 。【答案】（5）固体逐渐变黑，并有气泡产生 1 N2H4的用量少，不产生其他杂质（还原产物为N2和H2O，而Na2SO3产生Na2SO410、【2016年高考上海卷】（本题共14分）CO2是重要的化工原料，也是应用广发的化工产品。CO2与过氧化钠或超氧化钾反应可产生氧气。完成下列计算：（1）CO2通入氨水生成NH4HCO3，NH4HCO3很容易分解。2.00 mol NH4HCO3完全分解，分解产物经干燥后的体积为_L(标准状况)。（2）某H2中含有2.40 molCO2，该混合气体通入2.00 L NaOH溶液中，CO2被完全吸收。如果NaOH完全反应，该NaOH溶液的浓度为_。（3）CO2和KO2有下列反应：4KO2+2CO22K2CO3+3O24KO2+4CO2+2H2O4KHCO3+3O2若9 mol CO2在密封舱内和KO2反应后生成9 mol O2，则反应前密封舱内H2O的量应该是多少？列式计算。（4）甲烷和水蒸气反应的产物是合成甲醇的原料：CH4+H2OCO+3H2已知：CO+2H2CH3OH CO2+3H2CH3OH+H2O300 mol CH4完全反应后的产物中，加入100 mol CO2后合成甲醇。若获得甲醇350 mol，残留氢气120 mol，计算CO2的转化率。【答案】（本题共14分）（1）89.6（2）2.4 mol/Lc1.2 mol/L（3） n(H2O)=(9/6)2=3(mol)（4）300 mol CH4完全反应产生H2 900mol设CO2转化率为，CO转化率为300+100=350 600+300=900-120=80%或设CO2转化率为 9003502100=120 =80/100=80%【解析】（3）法一：依题意，9 mol CO2在密封舱内和KO2反应后生成9 mol O2，即n(CO2)n(O2)=11，通过观察题给两个方程式可知，当把两个方程式相加时正好符合题目要求：8KO2+6CO2+2H2O2K2CO3+4KHCO3+6O2所以有n(H2O)=n(CO2)=9mol=3mol，即反应前密封舱内H2O的物质的量为3mol。法二：设反应前密封舱内H2O的物质的量为n4KO2 + 4CO2 + 2H2O 4KHCO3 + 3O2 2nn 1.5n4KO2 + 2CO2 2K2CO3 + 3O2 9-2n 1.5(9-2n)根据题意生成氧气9mol，所以有1.5n+ 1.5(9-2n)=9mol，解得n=3mol，即反应前密封舱内H2O的物质的量为3mol。 【解析】（1）根据反应方程式，n(SO2)=n(MnO2)=174/87mol=02mol，合02224L=448L；（2）制备MnSO4，再根据信息，pH小于71，氢氧化铝完全变成沉淀时的pH：KspAl(OH)3=11033=c(Al3)c3(OH)，c(Al3)=1106molL1，得出：c(OH)=1109molL1，c(H)=Kw/c(OH)=105，pH=5，同理计算出Fe(OH)3完全变成沉淀时，pH约为35，故范围是：50pH71；（3）从MnSO4和MgSO4混合溶液中结晶MnSO4H2O晶体，根据图上信息，高于60以后MnSO4H2O的溶解度减小，而MgSO46H2O的溶解度增大，因此控制结晶温度范围是高于60，这样可以得到纯净的MnSO4H2O；（4）根据氧化还原反应中得失电子守恒：n(Mn3)1=n(Fe2)1=200010300500mol=100103mol，根据Mn元素守恒，m（MnSO4H2O）=100103169g=0169g，纯度是：0169/01710100%=988%。3【2015上海化学】（本题共12分）甲醛是深受关注的有机化合物。甲醛含量的测定有多种方法，例如：在调至中性的亚硫酸钠溶液中加入甲醛水溶液，经充分反应后，产生的氢氧化钠的物质的量与甲醛的物质的量相等，然后用已知浓度的硫酸滴定氢氧化钠。完成下列填空：（1）将4.00 mL甲醛水溶液加入到经调至中性的亚硫酸钠溶液中，充分反应后，用浓度为1.100 mol/L的硫酸滴定，至终点时耗用硫酸20.00 mL。甲醛水溶液的浓度为mol/L。（2）上述滴定中，若滴定管规格为50mL，甲醛水溶液取样不能超过mL。（3）工业甲醛含量测定的另一种方法：在甲醛水溶液中加入过氧化氢，将甲醛氧化为甲酸，然后用已知浓度的氢氧化钠溶液滴定。HCHO + H2O2 HCOOH + H2O NaOH + HCOOH HCOONa + H2O已知H2O2能氧化甲酸生成二氧化碳和水。如果H2O2用量不足，会导致甲醛含量的测定结果（选填“偏高”、“偏低”或“不受影响”），因为；如果H2O2过量，会导致甲醛含量的测定结果（选填“偏高”、“偏低”或“不受影响”），因为。（4）甲醛和新制氢氧化铜的反应显示了甲醛的还原性，发生反应的化学方程式通常表示如下： HCHO + 2Cu(OH)2 HCOOH + Cu2O + 2H2O若向足量新制氢氧化铜中加入少量甲醛，充分反应，甲醛的氧化产物不是甲酸或甲酸盐，设计一个简单实验验证这一判断。主要仪器：试管酒精灯可供选用的试剂：硫酸铜溶液、甲醛、甲酸、氢氧化钠溶液 【答案】（1）11。（2）10.（3）偏低，未完全将甲醛氧化为甲酸，使消耗的NaOH标准溶液少；偏低，将甲醛氧化的甲酸进一步氧化为二氧化碳和水，使消耗的NaOH标准溶液少。（4）向试管中加入2ml10的NaOH溶液，然后向其中滴加2的硫酸铜溶液CuSO4溶液4-6滴，产生Cu(OH)2蓝色絮状沉淀，取少量反应后的溶液，加入到新制Cu(OH)2悬浊液中，加热煮沸，观察有无砖红色沉淀产生，若有证明含有甲酸或甲酸盐，否则不含有甲酸或甲酸盐。【解析】（3）如果H2O2用量不足，产生的HCOOH偏少，进行中和滴定消耗的NaOH标准溶液的体积就偏小，会导致甲醛含量的测定结果偏低。如果H2O2过量，由于H2O2能氧化反应产生的甲酸生成二氧化碳和水，使中和滴定消耗的NaOH标准溶液的体积也偏小，因此也会导致甲醛含量的测定结果偏低。（4）甲酸HCOOH或甲酸盐如HCOONa等都含有醛基，所以要证明向足量新制氢氧化铜中加入少量甲醛，充分反应，甲醛的氧化产物不是甲酸或甲酸盐，只要证明在物质中不含有醛基就可以。方法是向试管中加入2ml10的NaOH溶液，然后向其中滴加2的硫酸铜溶液CuSO4溶液4-6滴，产生Cu(OH)2蓝色絮状沉淀，取少量反应后的溶液，加入到新制Cu(OH)2悬浊液中，加热煮沸，观察有无砖红色沉淀产生，若有证明含有甲酸或甲酸盐，否则不含有甲酸或甲酸盐。4【2015上海化学】（本题共14分）氨碱法制纯碱包括石灰石分解、粗盐水精制、氨盐水碳酸化等基本步骤。完成下列计算：（1）CaCO3质量分数为0.90的石灰石100 kg完成分解产生CO2L（标准状况）。石灰窑中，该石灰石100 kg与焦炭混合焙烧，产生CO2 29120 L（标准状况），如果石灰石中碳酸钙完全分解，且焦炭完全燃烧，不产生CO，则焦炭的物质的量为mol。（2）已知粗盐水含MgCl2 6.80 mol/m3，含CaCl2 3.00mol/m3。向粗盐水中加入Ca(OH)2除镁离子：MgCl2 + Ca(OH)2 Mg(OH)2 + CaCl2然后加入Na2CO3除钙离子。处理上述粗盐水10 m3，至少需要加Na2CO3g。如果用碳酸化尾气（含NH3体积分数为0.100、CO2体积分数0.040）代替碳酸钠，发生如下反应： Ca2+ + 2NH3 + CO2 + H2O CaCO3 + 2NH4+处理上述10 m3粗盐水至少需要通入多少L（标准状况）碳酸化尾气？列式计算。（3）某氨盐水含氯化钠1521 kg，通入二氧化碳后析出碳酸氢钠晶体，过滤后溶液中含氯化铵1070 kg。列式计算：过滤后溶液中氯化钠的质量。析出的碳酸氢钠晶体的质量。【答案】（1）20160L；400。（2）10388；54880L。（3）351kg；1680kg。【解析】（2） 10 m3粗盐水中含有的MgCl2、CaCl2 物质的量是：n(MgCl2)= 6.80 mol/m310 m3=68mol；n(CaCl2)= 3.00mol/m310 m3=30mol。根据反应方程式MgCl2 + Ca(OH)2 Mg(OH)2 + CaCl2可知1mol MgCl2发生反应被除去时引入1mol CaCl2.则向粗盐水中加入Ca(OH)2除镁离子后得到的溶液中含有的CaCl2的物质的量是：68mol+30mol=98mol，根据反应方程式：Na2CO3+ CaCl2=CaCO3+2NaCl可知反应消耗Na2CO3的物质的量与CaCl2的物质的量相等，则其质量是m(Na2CO3)=nM=98mol106g/mol=10388g。根据反应方程式Ca2+ + 2NH3 + CO2 + H2O CaCO3 + 2NH4+可知反应消耗的氨气与CO2的物质的量的比是2:1，而混合气体中含NH3体积分数为0.100、CO2体积分数0.040，说明NH3过量，不能完全反应，应该以不足量的CO2为标准进行计算，而n(Ca2+)=n(CO2)，n(Ca2+)=98mol，则需要n(CO2)= 98mol，混合气体的物质的量是n(混合)= 98mol0.04=2450mol，其在标准状况下的体积是V(混合)=nVm= 2450mol22.4L/mol=54880L。（3）n(NaCl)(总)=mM=1521000g58. 5g/mol=26000mol，反应产生的NH4Cl的物质的量是n(NH4Cl)= mM=1070 000g53. 5g/mol=20000mol，根据氯元素守恒可知，在溶液中含有的NaCl的物质的量是n(NaCl)= n(NaCl)(总)- n(NH4Cl)= 26000mol-20000mol=6000mol，其质量是m(NaCl)=nM=6000mol58. 5g/mol=351000g=351kg。氨盐水中发生反应根据反应方程式：NaCl+CO2+NH3+H2O= NaHCO3+NH4Cl。产生的NaHCO3的物质的量与NH4Cl的物质的量相等，则析出的碳酸氢钠晶体的质量是m(NaHCO3)=nM=20000mol84g/mol=1680000g=1680kg。 1【2014年高考江苏卷第6题】设NA为阿伏伽德罗常数的值。下列说法正确的是A1.6g由氧气和臭氧组成的混合物中含有氧原子的数目为0.1NAB0.1mol丙烯酸中含有双键的数目为0.1NAC标准状况下，11.2L苯中含有分子的数目为0.5NAD在过氧化钠