高考化学二轮复习 专题20 化学计算方法与技巧教学案(含解析)

1专题20化学计算方法与技巧1．高考中化学计算主要包括以下类型：①有关相对原子质量、相对分子质量及确定分子式的计算；②有关物质的量的计算；③有关气体摩尔体积的计算；④有关溶液浓度(质量分数和物质的量浓度)的计算；⑤利用化学方程式的计算；⑥有关物质溶解度的计算；⑦有关溶液pH与氢离子浓度、氢氧根离子浓度的简单计算；⑧有关燃烧热的简单计算；⑨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Ⅰ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。(2)起点高、落点低。这方面主要是第Ⅱ卷中的计算题。试题常以信息给予题的形式出现，但落点仍是考查基本计算技能。(3)学科渗透，综合考查。主要考查各种数学计算方法的运用、物理学科中的有效数字及语文学科的阅读能力。(4)综合计算题的命题趋势是理论联系实际，如以生产、生活、环境保护等作为取材背景编制试题，考查视野开阔，考查学生用量的观点把握化学知识、原理、过程等。一、有关化学量与化学式的计算以物质的量为中心的计算既是基本概念的内容，又是化学计算的必不可少的计算工具。主要考点：（1）有关物质的量、质量、气体体积、微粒数间的换算（2）相对分子质量、各元素的质量分数（3）有机物的分子式、结构式（4）阿伏加德罗定律及其推论的应用解题策略：（1）掌握基本概念，找出各化学量之间的关系（2）加强与原子结构、元素化合物性质、有机物结构性质等相关知识的横向联系（3）找出解题的突破口，在常规解法和计算技巧中灵活选用2例1、往100mLpH=0的硫酸和硝酸混合液中投入3.84g铜粉，微热使反应充分完成后，生成一氧化氮气体448mL（标准状况）。则反应前的混合溶液中含硝酸的物质的量为（）（A）0.02mol（B）0.08mol（C）0.10mol（D）0.16mol答案：A。二、有关溶液的计算以溶液为中心的计算，主要是灵活运用有关的计算公式。主要考点：（1）有关溶质溶解度的计算（2）有关溶液浓度（溶液的溶质质量分数和物质的量浓度）的计算（3）有关溶液pH的计算（4）有关溶液中离子浓度的计算解题策略：（1）有关溶解度和溶液浓度的计算，关键要正确理解概念的内涵，理清相互关系一般可采用守恒法进行计算（2）有关溶液pH及离子浓度大小的计算，应在正确理解水的离子积、pH概念的基础上进行分析、推理。解题时，首先明确溶液的酸（碱）性，明确c（H+）或c（OH-）例2、1体积pH＝2.5的盐酸与10体积某一元强碱溶液恰好完全反应，则该碱溶液的pH等于（）A、9.0B、9.5C、10.5D、11.0解析：强酸强碱恰好完全反应，则两溶液中的H+、OH-的物质的量刚好相等。设强碱溶液中OH-浓度为X。∴1×10-2.5=10·XX=10-3.5∴强碱溶液中C（H+）=10-14/10-3.5PH=10.5答案：C三、有关反应速率、化学平衡的计算3化学反应速率、化学平衡的有关计算是计算的难点，化学反应速率及化学平衡的理论的抽象性以及逻辑性，再加上条件的多样性，使其成为较难掌握的一种计算类型。主要考点：（1）利用化学反应速率的数学表达式进行计算（2）各物质反应速率间的换算（3）有关化学平衡的计算解题策略：（1）加强对速率概念、平衡移动原理的理解（2）将等效平衡、等效转化法等分析推理方法与数学方法有机结合，在采用常规解法的同时，可采用极值法、估算法等解题技巧例3、由N2和H2组成的混合气体，其平均式量为12.4，取此混合气体0.5mol充入密闭容器中，使之反应并在一定条件下达到平衡。已知反应达到平衡后容器内压强是相同条件下反应前压强的0.6倍，求：(1)反应前混合气体中N2和H2的体积比；(2)平衡混合气体中NH3和H2的物质的量；(3)达到平衡时N2的转化率。4答案：⑴V（N2）：V（H2）＝2：3⑵n（NH3）平＝0.2mol；n（H2）平＝0mol（3）α（N2转）＝50％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、1kgC(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)+21O2(g)===CO(g);ΔH=－110.35kJ·mol－1,CO(g)+21O2(g)===CO2(g);ΔH=－282.57kJ·mol－1。则与1kg碳完全燃烧相比，损失的热量及C的燃烧热正确的组合是（）5A、110.35kJ,282.57kJ·mol－1B、282.57kJ,－392.92kJ·mol－1C、392.92kJ,392.92kJ·kg－1D、7849.2kJ,392.92kJ·mol－1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。例6、将FeO和Cu(NO3)2的混合物9.08g全部溶解于含有0.3molHCl的某浓度的盐酸中（此时有部分Fe2+被酸性条件下的NO3-氧化：3FeCl2+HNO3+3HCl=3FeCl3+NO↑+2H2O）,当向溶液中通入一定量的氯气时，溶液中的Fe2+刚好被完全氧化，再向溶液中加入10g过量的铁粉，充分反应后，放出标准状况下的氢气224mL，过滤，得到不溶性固体6.72g。问（1）原混合物中FeO的物质的量为，Cu(NO3)2的物质的量为。（2）通入的氯气在标准状况下的体积是。6（2）消耗氯气的体积为：0.5(x-6y)22.4=0.448(L)答案：(1)FeO0.1molCu(NO3)20.01mol(2)0.448L考点一、考查差量差量法在化学反应中，根据质量守恒定律，反应物和生成物按一定的质量比发生反应。在具体的一个反应中，还可以根据需要进行某些特定的组合，即反应方程式中某些项目进行加减组合。如碳酸氢钠固体的分解反应，产物中的二氧化碳是气体，水是液体，若讨论固体质量的变化，可以是前后固体质量的差值，也可以是非固体物质质量的和，将非固体物质中的比例关系7合并为一个比例量，与原方程式中各种量成比例关系。具体如下：2NaHCO3=====△Na2CO3＋CO2↑＋H2OΔm(固)2×84g106g44g18g62g其固体差量可用下列两种方法得出：(2NaHCO3－Na2CO3)或(CO2＋H2O)(2×84g－106g)或(44g＋18g)例1、臭氧层是地球生命的保护神，臭氧比氧气具有更强的氧化性。实验室可将氧气通过高压放电管来制取臭氧：3O2=====放电2O3。(1)若在上述反应中有30%的氧气转化为臭氧，所得混合气的平均摩尔质量为________g/mol(保留一位小数)。(2)将8L氧气通过放电管后，恢复到原状况，得到气体6.5L，其中臭氧为________L。答案：(1)35.6(2)3考点二、考查关系式物质间的一种简化的式子，解决多步反应，计算最简捷。多步反应中建立关系式的方法：(1)叠加法(如利用木炭、水蒸气制取氨气)：8C＋H2=====高温CO＋H2CO＋H2=====高温CO2＋H2⇒C＋2H2=====高温CO2＋2H2N2＋3H2高温、高压催化剂2NH3⇒由木炭、水蒸气制取NH3的关系为：3C～4NH3。(2)元素守恒法(如氨氧化法制硝酸)：4NH3＋5O2=====催化剂△4NO＋6H2O2NO＋O2===2NO23NO2＋H2O===2HNO3＋NO经多次氧化和吸收，由N元素守恒知：NH3～HNO3。(3)电子转移守恒法(如氨氧化法制硝酸)：NH3―――→失去8e－HNO3，O2―――→得到4e－2O2－，由得失电子总数相等知，NH3经氧化等一系列过程生成HNO3，NH3和O2的关系为NH3～2O2。例2、取KI溶液25mL，向其中滴加0.4mol/L的FeCl3溶液135mL，I－完全反应生成I2：2I－＋2Fe3＋===I2＋2Fe2＋。将反应后的溶液用CCl4萃取后分液，向分出的水溶液中通入Cl2至0.025mol时，Fe2＋恰好完全反应。求KI溶液的物质的量浓度。解析：依题意，有：本题可用关系式法求解。由上述两个反应及电子转移守恒理论，得I－与Cl2之间的关系式：2I－～Cl2。设KI的物质的量是x。2I－～Cl221x0.025mol21＝x0.025mol，x＝0.05mol。9c(KI)＝0.05mol0.025L＝2mol/L。答案：2mol/L考点三、考查极值(1)极值法的含义：极值法是采用极限思维方式解决一些模糊问题的解题技巧。它是将题设构造为问题的两个极端，然后依据有关化学知识确定所需反应物或生成物的量值，进行判断分析，求得结果。(2)极值法解题的基本思路：①把可逆反应假设成向左或向右进行的完全反应。②把混合物假设成纯净物。③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)＋O23(g)。已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L。当反应达到平衡时，各物质的浓度可能存在的数据是()A．SO2为0.4mol/L，O2为0.2mol/LB．SO2为0.25mol/LC．SO2和SO3均为0.15mol/LD．SO3为0.4mol/L答案：B1．【2016年高考海南卷】利用太阳能分解制氢，若光解0.02mol水，下列说法正确的是10（）A．可生成H2的质量为0.02gB．可生成氢的原子数为2.408×1023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0.04molNa与水反应产生H2的量【答案】D2．【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B．0.1mol/LNa2CO3溶液加热后，溶液的pH减小C．常温常压下，22.4LCl2中含有的分子数为6.02×1023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