高三化学复习资料之化学计算(共35页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上2007高三化学一轮复习资料第五部分 化 学 计 算抛砖引玉化学计算是从量的方面来反映物质的组成、结构、性质及变化规律的,它具有情境新颖,信息量大,化学知识丰富,综合性强等特点。它不仅能用来考查学生的思维能力和自学能力,还用来考查学生应用各方面知识进行判断、推理和分析、综合的能力、逻辑思维、抽象思维的能力。因此,这类试题区分度较大,具有选拔优秀学生的功能指点迷津解计算题应注意,下面解题的思路和方法 1认真审题要挖掘题给信息,明确试题的已知条件是什么,需求的是什么。2科学审题。在审题的基础上,还用有关的化学概念对题目进行分析和解剖,找出已知条件和未知条件之间量的关系,探
2、求解题突破口和解题途径。3仔细解题:在确立解题途径后,列出各步算式,然后计算求解。解题过程中,还应注意各种方法及技巧的应用。如守恒法,差量法、关系式法、图象法等,熟练灵活地应用这些方法,会使解题得心应手,事半功倍,化不能为可能。但解题时,应特别注意不能生搬硬套各种方法,为了方法而应用方法,一定要达到顺其自然,水到渠成的地步。一、 学 海 导 航化学计算一定要抓基础,重提高,高考中的两道计算题也各体现了这两个特点。思维基础(一)有关化学式的计算 1通过化学式,根据组成物质的各元素的原子量,直接计算分子量。 2已知标准状况下气体的密度,求气体的式量:M=22.4。 3根据相对密度求式量:M=MD。
3、 4由气态方程求式量:M= 5混合物的平均分子量: 6原子量 原子的原子量= 质量数=质子数+中子数 元素原子量:A1、A2表示同位素原子量,a1%、a2%表示原子的摩尔分数 元素近似原子量:A1、A2表示同位素原子量,a1%、a2%表示原子的摩尔分数(二)有关化学方程的计算 1步骤: 正确写出有关化学方程式,并标出相关的量(物质的量或质量等)。 把已知量(纯物质)和未知量(用x、y等表示)分别写在化学方程式中有关数值下面,确定对应关系: 根据有关的量列出比例或列出方程或方程组求解。 2注意: 单位:同一物质所使用的单位必须一致,不同物质的单位可以不同。常用的单位有:克、升、摩尔等 对气体使用
4、体积时注意条件(温度及压强),否则气体体积无意义 几种关系: 物质纯度= 产率= 转化率=3解题常用方法。(具体求法见例题)代数法;关系式法;差量法;讨论法;推断法;十字交叉的方法;列表图示或函数图象法;等恒法。(三) 溶液计算1 包括内容: 溶液构成的计算; 有关溶解度的计算(包括利用溶解度曲线解题); 溶质的质量分数溶液的配制及应用计算; 有关物质量浓度的计算; 电离度,pH值,H+离子、OH离子浓度的计算; 有关电化学的计算2 基本公式及关系: (1)物质的量浓度:。稀释过程中溶质不变:C1V1=C2V2。同溶质的稀溶液相互混合:C混=质量分数换算为物质的量浓度:C= (2)溶质的质量分
5、数。(饱和溶液,S代表溶质该条件下的溶解度)混合:m1a1%+m2a2%=(m1+m2)a%混稀释:m1a1%=m2a2%(3)有关溶解度的计算: S=(饱和溶液:一定温度下) S=(a%:饱和溶液质量分数) 把不饱和溶液变为饱和溶液的计算:. 蒸发溶剂法求出不饱和溶液中溶剂的质量a g和溶质的质量b g,再根据该温度的溶解度S,求出溶解b g溶质所需要的溶剂量x g。则;故此时应蒸发的溶剂的量为a-x. 恒温加入溶质的方法:根据溶解度求算出a g溶液最多溶解溶质为y g:则100:a=S:y. 改变温度:根据a、b的值,计算出若此溶液为饱和溶液时溶解度S,则;再查溶解度表或溶解度曲线,找出相
6、应的温度。 饱和溶液中析出晶体的计算:. 溶质不含结晶水,蒸发溶剂的方法: 设饱和溶液蒸发a g溶剂后,恢复原温度时析出晶体x g,则(即,a g溶剂溶解x克晶体形成该温度下饱和溶液). 溶质含结晶水,蒸发溶剂的方法:设饱和溶液蒸发a g溶剂后,恢复原温度时析出晶体MnH2O为x g。且M的式量为m。则 此种情况相当于将x克晶体中的溶质溶于结晶水及蒸发出的溶剂之后仍为饱和溶液,因为变化前后,剩余溶液总是饱和的。. 若析出的晶体不含结晶水,降低温度析出晶体x g。则 . 若析出的晶体含结晶水(MnH2O,M式量为m),降低温度,析出晶体x克。原溶液为W克根据剩余溶液为低温下饱和溶液列关系式: 有
7、关pH值的计算:. Ph=-lgH+. KW=H+OH-=10-14(25下). 弱酸H+=c;弱碱OH-=c。(四) 化学反应速率的有关计算: 1. 化学反应速率计算;2化学平衡中转化率及各物质质量浓度的计算。学法指要【例1】 现有纯度为95%的气肥(NH4HCO3),杂质中不含氮元素,求含氮的百分率?【分析】 法一:取样品100克,按纯度分步计算,纯NH4HCO3:10095%=95g含氮元素质量:9516.8g含氮量法二:按对应关系式计算设取样品100克,其中含氮元素x克样品 NH4HCO3 N 79 14100克 10095% x克比例式= x=16.84克含氮量【例2】 某丙三醇的水
8、溶液中,丙三醇所含的氢原子数与水所含的氢原子数相等,则该溶液的质量百分比浓度是多少?【分析】 丙三醇所含氢原子数与水所含氢原子数相等。 nC3H8O3:nH2O=1:4 即浓度为【例3】 27.2g铁粉和氧化铁的混合物,放入500mL的稀H2SO4中,发现固体完全溶解,并放出4.48L H2(标况),加入NH4SCN溶液后,无颜色变化,然后向溶液中加入2mol/L NaOH溶液,当溶液呈中性时,用掉NaOH溶液500mL,则原硫酸溶液的物质质量的浓度为( )。 A4mol/L B. 3mol/L C. 2mol/L D. 1mol/L【分析】 这是一道选择题,从题中叙述可看出至少涉及六个反应,
9、条件多,反应关系多,许多学生摸不到头绪。若用守恒法求解,则易如反掌。不去研究反应过程,而是抓住反应的结果,最终溶液只是Na2SO4溶液 nNaOH=2nH2SO4(nNa:n=2:1) H2SO4的物质浓度应为NaOH的,故选D。【例4】 在120,1.01105Pa,将1L乙醇,乙硫醇(CH3CH2SH)的混合蒸气5L O2混合,点火充分燃烧后,恢复到原状况,气体的密度为燃烧前的10/11,则乙醇和乙硫醇的物质的量之比为 。解:此题可用差量法求解,问题可以大大地简化,差量可以是体积差量,也可以是质量差量,当反应物或产物为混合物时可考虑用差量法。由方程式分析:CH3CH2OH3O2 2CH3C
10、H2SH9O2 1L 3L 1L 4.5L显然O2是过量的。由质量守恒定律,反应前后总质量不变,则气体密度减小是由于体积增大之故。 【分析】 设1L混合气体中含CH3CH2OH xL,则含CH3CH2SH为(1-x)L。CH3CH2OH+2O2 2CO2+3H2O V 1 3 2 3 1 x 2CH3CH2SH+9S2 4CO2+2SO2+6H2O V 2 9 4 2 6 1 (1-x) 则有得x=0.2L, 1-x=0.8LnCH3CH2OH:nCH3CH2SH=0.2:0.8=1:4【例5】 用1.0mol/L NaOH溶液中和某浓度的硫酸时,其pH值和所加NaOH溶液的体积(V)关系如图
11、5-1所示,原硫酸的物质的量浓度和反应后溶液的总体积是( )。 A. 1mol/L, 60ml B. 0.5mol/L, 80ml C. 0.5mol/L, 40ml D. 1mol/L, 40ml 图5-1【分析】 此题的特点是计算条件与图象相联系。由图象可知,未加NaOH溶液时,pH=0,H+=1.0mol/L, C酸=0.5mol/L;当加入40ml NaOH溶液时,pH=7,说明n(H+)=n(OH-),设反应后的总体积为Vml,则有:1.040=1.0(V-40),V=80ml,正确答案为(B)。解化学图象题必须抓住图象特征,分析辨识图中“原点”、“交点”、“转折点”等的意义,并与有
12、关概念、反应规律、物质性质等相结合,综合思考,从中发现条件,确定关系。【例6】 已知原子量:Li为6.9;Na为23;K为39;Rb为85。今有10.8g由某碱金属M及其氧化物M2O组成的混合物,加足量水充分反应后,溶液经蒸发和干燥得16g固体。据此可确定碱金属M是 。 ALi B. Na C. K D.Rb【分析】 本题可用极值法求解,先根据边界条件(极值)确定极值的可能取值范围,然后再结合题给条件。确定答案。若10.8g全部是M,由2M+2H2O=2MOH+H2可计算出生成MOH的质量为(式中a为M的原子量)。若10.8g全部是M2O,由M2O+H2O=2MOH,可计算出生成MOH的质量为
13、。显然应满足解不等式得:10.7a35.3,钠的原子量符合,选(B)。 【例7】 在2mol/L的NaOH溶液100ml中,通入CO2,生成了0.05mol的Na2CO3,求在标准状况下通入CO2的体积是多少升? 【分析】 CO2通入NaOH溶液发生反应,如果NaOH过量则生成Na2CO3,若NaOH少则生成NaHCO3。这要由CO2与NaOH的物质的量之比来决定。此题中CO2少,通入NaOH溶液仅生成0.05mol Na2CO3。也可以CO2量多,将NaOH全部转化为Na2CO3,CO2还有剩余又继续跟Na2CO3反应转化为NaHCO3后,余下0.05mol Na2CO3,因此本题有2个解。
14、(1) 设生成0.05mol Na2CO3,需xmolCO2 2NaOH+CO2 Na2CO3+H2O 1mol 1mol xmol 0.05mol 则x=0.05mol 需CO2的体积为22.40.05=1.12升。(2)设NaOH全部转化为Na2CO3时需ymol CO2,生成z mol Na2CO3 2NaOH + CO2 Na2CO3+H2O 2mol 1mol 1mol 20.1mol ymol zmol 得: 消耗的Na2CO3为0.1-0.05=0.05mol 设0.05mol Na2CO3转化为NaHCO3需y摩CO3 Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3 1mol 1
15、mol 0.05mol y 则y=0.05mol。 共需CO2为0.1+0.05=0.15mol,体积为22.40.15=3.36(升)生成0.05mol Na2CO3需CO2为1.12升或3.66升化学方程式明确表明反应之间以一定量的关系、(如质量关系、物质的量关系或气体体积关系)进行反应,但有时题目中给出两个或两个以上反应物的量时,必须以不足量的反应物为准用其量进行计算,过量的反应物的量不做参照标准。 【例8】 某工厂由乙烯合成乙酸乙酯。已知:由乙烯生产出乙醇后,再由乙醇制乙醛,乙醛的产率是95%,乙醛制乙酸,乙酸的产率是90%,乙醇跟乙酸反应合成乙酸乙酯。求制醇所耗用的乙烯用量占总耗乙烯
16、量的百分数?【分析】 本题可用关系式法求解,设工厂用于生产乙酸的乙烯量为1 CH2 CH2C2H5OHCH3CHO CH3COOH 1 195% 195%90% CH3COOC2H5 CH2 CH2 C2H5OH 195%90% 195%90%则制乙醇用乙烯占总耗乙烯的百分数为 【例9】 某化肥厂用NH3制备NH4NO3,已知:由NH3制NO的产率是96%,NO制HNO3的产率是92%,HNO3与NH3反应产生NH4NO3,则制备HNO3所用去的NH3的质量占总消耗NH3的质量分数是多少? (不考虑其它损耗)。 【分析】 本题涉及的内容是硝酸的工业制法,以及转化率、产率等知识,从反应方程式看,
17、NH3+HNO3 NH4NO3,当NH3与HNO3的物质的量之比为1:1时,两者进行得最充分。而NHO3的获得则有如下关系。NH3NONHO3,又属于各步计算的问题。设转化为HNO3的NH3为xmol,则成生的HNO3为x0.960.92=0.8832xmol,化合成NH4NO3又消耗NH3为0.8832x mol所以NH3(总)=x+0.8832x=1.8832x mol故制备HNO3用去的NH3占消耗NH3的质量分数为 【例10】 电解普通水(H2O)和重水(D2O)的混合物,通电一段时间以后,两极共生成气体18.5g,其体积为33.6L(标况下),在所生成的气体中重氢和普通氢的原子个数比
18、为:( ) A2:3 B. 2:5 C. 1:2 D. 1:3电解电解 【分析】 由等价并列反应:2H2O 2H2+O2, 2D2O 2D2+O2 知:n(混氢):n(O2)=2:1故n(混氢)=,由十字交叉法得:D2 4 0.5 2.5 = H2 2 1.5答案:D十字交叉法是巧解二元混合问题的一种常见的有效方法。若a、b分别表示某二元混合物中的两种组合A、B的量,c为a、b的相对平均值,nA/nB为二元混合体系中A和B的组成比,则: (1) 十字交叉法的适用范围:根据以上说明,二元混合的一般计算方法是:anA+bnB=c(nA+nB)整理得:(a-c)nA=(c-b)nB 即: (即上述十
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