高中化学计算题经典例题.pdf
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1、欢迎加入高中化学学习资料群:欢迎加入高中化学学习资料群:943538268943538268第 1 页,共 39页化学计算例题与练习化学计算例题与练习一一化学计算的技巧化学计算的技巧一般指的是各种基本计算技能的巧用。主要有?关系式法,方程或方程组法,守恒法,差量法,平均值法,极值法,讨论法,十字交叉法等。一、关系式法一、关系式法关系式法是根据化学方程式计算的巧用, 其解题的核心思想是化学反应中质量守恒, 各反应物与生成物之间存在着最基本的比例(数量)关系。【例题例题1 1】某种H 和 CO 的混合气体,其密度为相同条件下再通入过量O2,最后容器中固体质量增加了A3.2 gB4.4 gC5.6
2、gD6.4 g分析:此题宜根据以下关系式巧解:固体增加的质量即为H2 的质量。固体增加的质量即为CO 的质量。所以,最后容器中国体质量增加了 3.2g,应选A。解析此题估算即可。解题关键是找出反应中量的关系。【例题例题2 2】FeS2 与硝酸反应产物有 Fe3+和H2SO4,若反应中FeS2 和 HNO3 物质的量之比是18 时,则HNO3的唯一还原产物是ANO2BNOCN2ODN2O3分析:此题运用氧化还原关系式计算。反应中FeS2和HNO3的物质的量之比是 18,由于生成了 Fe(NO3)3,则 FeS2和被还原的HNO3 的物质的量之比是15。设 N 元素的变价为x,可列以下氧化还原关系
3、式并解析:欢迎加入高中化学学习资料群:欢迎加入高中化学学习资料群:943538268943538268第 2 页,共 39页该题关键是找出隐含的关系。二、方程或方程组法二、方程或方程组法根据质量守恒和比例关系, 依据题设条件设立未知数, 列方程或方程组求解, 是化学计算中最常用的方法,其解题技能也是最重要的计算技能。* *【例题例题 3 3】(MCE 199924)用惰性电极电解 M(NO3)x 的水溶液,当阴极上增重a g 时,在阳极上同时产生 bL 氧气(标准状况) ,从而可知M 的原子量为分析:方程或方程组法是最常用最不易出错的化学计算方法。阴阳两极的电极反应:阴极:4Mx+4xe=4M
4、阳极:4xOH-4xe=2xH2O+xO2设 M 的原子量为y正确答案是C。【例题例题4 4】有某碱金属M 及其相应氧化物的混合物共10 g,跟足量水充分反应后,小心地将溶液蒸干,得到 14 g 无水晶体。该碱金属M 可能是A锂 B钠 C钾 D铷(锂、钠、钾、铷的原子量分别为:6.94、23、39、85.47)分析:碱金属及其氧化物跟水反应的反应式关系分别是:2M+2H2O=2MOH+H2M2O+H2O=2MOH 此题有多种解法。有以下特殊解法:设M 的原子量为x欢迎加入高中化学学习资料群:欢迎加入高中化学学习资料群:943538268943538268第 3 页,共 39页解得 42.5x1
5、4.5分析所给锂、钠、钾、铷的原子量,推断符合题意的正确答案是B、C。三、守恒法化学方程式既然能够表示出反应物与生成物之间物质的量、质量、气体体积之间的数量关系,就必然能反映出化学反应前后原子个数、电荷数、得失电子数、总质量等都是守恒的。巧用守恒规律,常能简化解题步骤、准确快速将题解出,收到事半功倍的效果。* *【例题例题5 5】 某烃0.1mol,与在标准状况下为 20 L 的氧气(过量)充分反应后,迅速将混合气体通入足量 Na2O2 粉末中,在一定设备中使气体完全反应,此时粉末增重15 g。经处理后得到气体 14.4 L(标准状况) 。该烃能使溴水褪色,试通过计算求出该烃的分子式,并写出可
6、能的结构简式。此题解法颇多,运用守恒法妙解解:设该烃的分子量为 M经分析可推断 14.4 L 气体均为氧气。根据质量守恒:解得 M=70所以该烃化学式为 C5H10。因为该烃能使溴水褪色,故为烯烃。戊烯共有5 种可能的结构简式:CH2=CHCH2CH2CH3CH3CH=CHCH2CH3* *【例题例题 6 6】酸雨是因为过度燃烧煤和石油,生成的硫的氧化物与氮的氧化物溶于水生成硫酸和硝酸的缘故。某次雨水的分析数据如下:欢迎加入高中化学学习资料群:欢迎加入高中化学学习资料群:943538268943538268第 4 页,共 39页Cl-=6.010-6mol/LNa+=3.010-6mol/L则
7、此次雨水的 pH 大约为A3B4C5D6此题结合环保考查化学计算,解题关键是我们应根据雨水中阴、阳离子所带负、正电荷守恒(溶液呈电中性)解析,建立解题思维根据电荷守恒:pH=-lgH+=5-lg84此题的正确答案为 B。四、差量法找出化学反应前后某种差量和造成这种差量的实质及其关系,列出比例式求解的方法,即为差量法。其差量可以是质量差、气体体积差、压强差等。差量法的实质是巧用化学方程式计算的巧用。此法的突出的优点是:只要找出差量,就可求出各反应物消耗的量或各生成物生成的量。【例题例题7 7】(TCE 199515)加热碳酸镁和氧化镁的混合物 mg,使之完全反应,得剩余物 ng,则原混合物中氧化
8、镁的质量分数为此题宜用差量法解析:设 MgCO3 的质量为x欢迎加入高中化学学习资料群:欢迎加入高中化学学习资料群:943538268943538268第 5 页,共 39页MgCO3gO+CO2混合物质量减少应选 A。【例题例题8 8】150时,将 1L 混合烃与 9L 氧气混合,在密闭容器内充分燃烧,当恢复至150,体积恒定时,容器内压强增大 8,则该混合烃的组成是A甲烷与乙烷体积比是 14B丙炔与乙炔体积比是14C乙烯与丁烷体积比是14D乙烯与丁烯体积比是 14分析:此题考查思维的灵活性及严密性。宜运用差量法解析。应注意:150时水呈气态,容器内压强增大 8即为气体物质的量增大8。设此混
9、合烃的平均分子组成为CxHy根据氢原子数判断,选项A、B 可排除。运用十字交叉法,推断 C、D 中哪个选项符合题意?欢迎加入高中化学学习资料群:欢迎加入高中化学学习资料群:943538268943538268第 6 页,共 39页此题正确答案为D。运用差量法求出组成中平均氢原子数是 7.2,是解题关键。五、平均值法平均值法是巧解方法,它也是一种重要的解题思维和解题断 MA 或 MB 的取值范围,从而巧妙而快速地解出答案。【例题例题9 9】由锌、铁、铝、镁四种金属中的两种组成的混合物10 g 与足量的盐酸反应产生的氢气在标准状况下为 11.2 L,则混合物中一定含有的金属是A锌 B铁 C铝 D镁
10、分析:此题可运用平均值法巧解。各金属跟盐酸反应的关系式分别为:ZnH2FeH22Al3H2MgH2若单独跟足量盐酸反应,生成11.2LH2(标准状况)需各金属质量分别为:Zn32.5g;Fe28 g;Al9g;Mg12g。其中只有铝的质量小于10g,其余均大于 10g,说明必含有的金属是铝。应选 C。*【例题例题1010】含有杂质的乙烯2.8 g,与氢气发生加成反应时,充分反应后用去氢气0.25 g,则乙烯中所含杂质可能是A乙炔B1,3-丁二烯C丙烷D甲烷分析:此题考查有机物分子式的确定,解析此题的思路是可运用反应量平均值法解析由于 2.8 g 纯乙烯加氢消耗氢气质量为0.20g,已知2.8g
11、 样品气体加氢用去氢气0.25g,说明2.8g 杂质加氢消耗氢气质量必大于0.25g。丙烷、甲烷不能发生加成反应。正确答案是A。【例题例题1111】现有某氯化物与氯化镁的混合物,取3.8g 粉末完全溶于水后,与足量的硝酸银溶液反应后得到 12.4 g 氯化银沉淀,则该混合物中的另一氯化物是ALiClBKCl欢迎加入高中化学学习资料群:欢迎加入高中化学学习资料群:943538268943538268第 7 页,共 39页CCaCl2DAlCl3分析:若3.8g 纯MgCl2生成 AgCl 沉淀的质量为:说明 3.8g 纯净某氯化物所生成AgCl 沉淀质量必大于12.4 g。即 1molCl-所结
12、合其它金属阳离子质量应小于 12 g(Mg2+质量) 。因为 1molCl-所结合Li+、K+、Ca2+Al3+质量分别为7g、39g、20g、9g。所以 LiCl、AlCl3 为可能。选 A、D 不正确。因为:1molCl-结合 Li+、Al3+的质量小于12g 并不是充分必要条件,还必须分别严密计算 3.8gLiCl、3.8gAlCl3 分别生成 AgCl 沉淀的质量是否大于 12.4g。3.8gLiCl 生成 AgCl 沉淀质量为:3.8glCl3 生成 AgCl 沉淀质量为:所以只有 A 选项符合题意。此题既考查思维的敏捷性,又考查思维的严密性。六、极值法巧用数学极限知识进行化学计算的
13、方法,极值法即化学与数学极限运算的结合的方法。*【例题例题1212】有一系列-氨基酸按如下特点排列:该同系列中所含碳元素的质量分数最大值接近A32.0B46.6C85.7D92.3分析:此题欲求w (C) 的最大值, 明显为求极值问题。 仔细审题, 认真分析此一系列-氨基酸的结构特点。此题可以用极限法求碳元素质量分数的最大值。欢迎加入高中化学学习资料群:欢迎加入高中化学学习资料群:943538268943538268第 8 页,共 39页该同系列通式为:若 n正确答案为C。七、十字交叉法若用 A、B 分别表示二元混合物两种组分的量,混合物总量为A+B(例如mol) 。若用 xa、xb 分别表示
14、两组分的特性数量(例如分子量) ,x 表示混合物的特性数量(例如相对平均分子质量)则有:十字交叉法是二元混合物(或组成)计算中的一种特殊方法,它由二元一次方程计算演变而成。若已知两组分量和这两个量的平均值,求这两个量的比例关系等,多可运用十字交叉法计算。使用十字交叉法的关键是必须符合二元一次方程关系,能列出二元一次方程。它多用于下列计算?(特别要注意避免不明化学涵义而滥用。 )有关两种同位素原子个数比的计算。有关混合物组成及平均式量的计算。有关混合烃组成的求算。有关某组分质量分数或溶液稀释的计算等。【例题题 1313】已知自然界中铱有两种质量数分别为191 和193 的同位素,而铱的相对平均原
15、子质量为192.22,这两种同位素的原子个数比应为A3961B6139C11D3911分析:此题可列二元一次方程求解,但运用十字交叉法最快捷:欢迎加入高中化学学习资料群:欢迎加入高中化学学习资料群:943538268943538268第 9 页,共 39页【例题例题1414】一定量的乙醇在氧气不足的情况下燃烧,得到 CO、CO2 和水的总质量为27.6g,若其中水的质量为 10.8g,则 CO 的质量是A1.4gB2.2gC4.4gD在2.1g 和4.4g 之间分析:此题考查有机物的不完全燃烧,解析过程中可运用十字交叉法: (方法一)CO 与CO2 总质量:27.6g-10.8g=16.8g生
16、成 CO、CO2 共0.2 mol2=0.4 molm(CO)=28 g/mol0.05 mol=1.4 g答案:A另一种解法: (方法二)列关系式 C2H5OH3H2O1mol54 gx10.8g解得 x=0.2mol设 0.2 mol 乙醇不充分燃烧,生成CO、CO2 的物质的量分别为y、z则 CO 质量为:28g/mol0.05 mol=1.4g还有其他解法。欢迎加入高中化学学习资料群:欢迎加入高中化学学习资料群:943538268943538268第 10 页,共 39页【例题例题1515】右图中横坐标表示完全燃烧时耗用可燃气体X(X=A、B、C)的物质的量 n(X) ,纵坐标表示消耗
17、 O2 的物质的量 n(O2) ,A、B 是两种可燃性气体,C 是A 和 B 图6-1 的混合气体,则C 中n(A)n(B)为A21B12C11D任意比分析:仔细地观察图示,认真地分析数据, 分析图象可以看出:1molA 完全燃烧消耗0.5 molO21molB 完全燃烧消耗2 molO21molC(C 是A、B 混合气)完全燃烧消耗1molO2可以利用 1mol 气体燃烧耗O2 进行十字交叉计算:应选 A此题较全面地测试了观察能力、自学能力和思维能力。如何快速解出此题。八、讨论法讨论法是一种发现思维的方法。解计算题时,若题设条件充分,则可直接计算求解;若题设条件不充分,则需采用讨论的方法,计
18、算加推理,将题解出。【例题例题1616】在30mL 量筒中充满NO2和O2的混合气体, 倒立于水中使气体充分反应, 最后剩余 5mL 气体,求原混合气中氧气的体积是多少毫升?分析:最后 5mL 气体可能是O2,也可能是NO,此题需用讨论法解析。因为:最后剩余 5mL 气体可能是O2;也可能是NO,若是 NO,则说明 NO2过量15mL。解法(一) :设 30mL 原混合气中含 NO2、O2 的体积分别为 x、y4NO2+O2+2H2O=4HNO3欢迎加入高中化学学习资料群:欢迎加入高中化学学习资料群:943538268943538268第 11 页,共 39页原混合气体中氧气的体积可能是 10
19、mL 或3mL。解法(二) :设原混合气中氧气的体积为 y(mL)(1)设 O2 过量:根据4NO2+O2+2H2O=4HNO3,则O2 得电子数等于 NO2 失电子数。(y-5)4=(30-y)1解得 y=10(mL)(2)若 NO2 过量:4NO2+O2+2H2O=4HNO34yy3NO2+H2O=2HNO3+NO5因为在全部(30-y)mLNO2 中,有5mLNO2 得电子转变为NO,其余(30-y-5)mLNO2 都失电子转变为HNO3。O2 得电子数+(NO2NO)时得电子数等于(NO2HNO3)时失电子数。解法(一)是讨论法结合方程组法。解法(二)根据得失电子守恒,利用阿伏加德罗定
20、律转化信息,将体积数转化为物质的量简化计算。凡氧化还原反应,一般均可利用电子得失守恒法进行计算。无论解法(一)还是解法(二) ,由于题给条件不充分,均需结合讨论法进行求算。4y+52=(30-y-5)1解得 y=3(mL)原氧气体积可能为 10mL 或3mL【小结】以上逐一介绍了一些主要的化学计算的技能技巧。解题没有一成不变的方法模式。但从解决化学问题的基本步骤看,我们应建立一定的基本思维模式。“题示信息十基础知识十逻辑思维”就是这样一种思维模式,它还反映了解题的基本能力要求,所以有人称之为解题的“能力公式”。希望同学们建立解题的基本思维模式,深化基础,活化思维,优化素质,跳起来摘取智慧的果实
21、。总结:进行化学计算的基本步骤:(1)认真审题,挖掘题示信息。(2)灵活组合,运用基础知识。欢迎加入高中化学学习资料群:欢迎加入高中化学学习资料群:943538268943538268第 12 页,共 39页(3)充分思维,形成解题思路。(4)选择方法,正确将题解出。精选题精选题一、选择题一、选择题10.25molCa(OH)2 跟0.3molH3PO4 在一定条件下充分反应,得到CaHPO4 和Ca(H2PO4)2,则这两种产物的物质的量之比为A11B21C12D412由 KCl 和 KBr 组成的混合物,取 2.00g 样品制成水溶液,加入足量的硝酸后,再加入过量的AgNO3 溶液,沉淀完
22、全后过滤,得到干燥的卤化银的质量如四个选项所示,其中数据合理的是A3.06gB3.36gC3.66gD3.96g3 有Na2CO3 和 K2CO3 的混合物2.44g, 溶于水后加入足量的CaCl2 溶液, 反应后得到CaCO3 沉淀2.00 g,混合物中 Na2CO3 和K2CO3 物质的量之比是A11B12C13D144靛青的各元素的质量分数如下:C73.3,H3.8,N10.7,O12.2。由此可知靛青的最简式为AC8H5NOBC2H2NOCC6H4NODC7H4NO5把 50mL70HNO3(密度为 1.40g/cm3)加水稀释配成7mol/L 稀HNO3(密度为 1.26g/cm3)
23、 。则所加水的体积为A50mLB50mLC50 mLD无法确定61L 标准状况下的某气态烃与一定量氧气恰好完全反应,生成的二氧化碳和水蒸气换算成标准状况下的体积为 bL, 冷却到标准状况下则气体体积变为aL。 则用 a、 b 表示该烃分子中碳、 氢的原子个数比为 AabBa (a-h)Ca (b-2a)Da2(b-a)7室温时 pH=a 的醋酸溶液与 pH=b 的氢氧化钠溶液等体积混合,恰好完全反应,则该溶液中醋酸的电离度可以表示为欢迎加入高中化学学习资料群:欢迎加入高中化学学习资料群:943538268943538268第 13 页,共 39页A10(a+b-12)B10(a+b-14)C1
24、0(16-a-b)D10(14-a-b)8在滴有甲基橙试剂的 50mL0.05mol/L 的一元强酸溶液中,滴入 0.1mol/L 的烧碱溶液,当滴至橙色刚好变为黄色时,所用烧碱溶液的体积为A大于 25mLB小于25mLC等于25mLD无法确定9 将0.1mol下列物质分别溶于1L水中, 充分搅拌后, 溶液中阴离子和阳离子总数最多的是ANa2SBBa(OH)2CNa2SO4DNaHSO41030时,某硫酸铜溶液若保持温度不变,无论是加入 25g 蓝矾还是蒸发掉55g 水后,均可得到饱和溶液。则 30时,硫酸铜的溶解度为A25gB35gC45gD55g11把一定量的过氧化钠加入 90g 水中,最
25、后过氧化钠完全反应时有0.5mol 电子发生转移,则所得氢氧化钠溶液的质量分数为A16.53B19.70C31.01D33.012将100 g 浓度为 18mol/L,密度为g/cm3 的浓硫酸注入到一定量的水中稀释成9mol/L 的硫酸,则水的体积为A小于 100mLB等于100mLC大于100mLD无法确定1328g 铜、银合金与足量的浓硝酸完全反应,放出的气体与 2.24L 的O2(标准状况)混合,通入水中,恰好完全吸收,则合金中Cu 与Ag 的物质的量之比为A11B12C21D无法计算欢迎加入高中化学学习资料群:欢迎加入高中化学学习资料群:943538268943538268第 14
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