高考化学计算复习资料

高考化学计算复习资料第一节化学计算中的方法和技巧【知识网络】计算方法原理说明实例差量法质量差利用物质在反应前后的质量差求解根据物质变化前后某种量发生变化的方程式或关系式，找出所谓“理论差量”。利用该法关键有两点：①弄清差量的原因；②弄清差量与什么量成比例。体积差利用气体物质在反应前后的体积差量求解例1守恒法质量守恒从宏观上看，化学反应前后的质量相等是巧妙选择化学式或溶液中某两种数（如正负化合价总数、阴阳离子所带的正负电荷总数）相等，或几个连续（或平行）的方程式前后某微粒（如离子、原子、电子）的物质的量保持不变作为解题依据。例2电荷守恒①在电解质溶液中，由于整个溶液呈中性，所以阴、阳离子所带的电荷总量必须相等。②在离子方程式中，反应物所带正（负）电荷总量与生成物所带正（负）电荷总量相等。例3电子守恒在氧化还原过程中，总是存在着得电子总数等于失电子总数，在原电池和电解池中通过两极的电子数必然相等。例4原子守恒反应前原子总数等于反应后产物以各种形式存在的总数例5例6关系式法粒子守恒从微观上看，化学反应前后同种元素的原子个数必然相等。是计算中用来表示已知量与未知量成正比例关系的式子。例7方程式叠加对循环反应（前一反应的某一产物，在参加后续反应后，又再生成，使反应循环下去）将方程式相加，消去循环项。例8平均值法平均式量即用平均相对原子质量或相对分子质量判断物质成分或含量是一种将数学平均原理应用于化学计算的解题方法。它依据数学原理是：两个数A1和A2的平均值A，A介于A1和A2之间。应用于混合物的分析（定量、定性），常用的技巧：十字交叉法。例9平均摩电子质量反应中平均转移1mol电子所需混合物的质量，其值介于两组分之间例10例11平均组成在混合物的计算中，可以把平均组成作为中介，以此讨论可能的组成例12极值法是把所研究的对象或过程变化通过假设，推到理想的极限值，使因果关系变得十分明显，从而得出正确的判断，或者将化学问题抽象成数学的极限问题求解。常用于求有关存在“极限值”的计算题，如某些化学平衡的计算，平行反应的计算，混合物的计算等。例13例14估算法是从化学原理出发，充分利用边界条件，并运用近似值、平均值、极限值、等于、大于或小于等数学方法，对化学问题的定量问题进行估量、评价、推断，从而得出正确结论的一种思维方法。特别适用于计算型选择题，由选项结合题意判断。例15【易错指津】1．根据氧化还原反应中电子守恒计算时，一是准确判断新给物质的化合价，二是如原子团中某原子个数不为1时，要乘以原子个数。2．根据化学反应，利用气体物质的量推算容器压强时，不要将固体物质的量也计算在内。3．对一些特殊反应，如浓H2SO4、浓HNO3、浓HCl随反应进行浓度在减少，导致反应情况改变，不能只从理论上计算。【典型例题评析】例1某体积可变的密闭容器，盛有适量的A和B的混合气体，在一定条件下发生反应：A+3B2C。若维持温度和压强不变，当达到平衡时，容器体积为VL，其中C气体的体积占10%，下列推断正确的是①原混合气体的体积为1.2VL②原混合气体的体积为1.1VL③反应达平衡时气体A消耗掉0.05VL④反应达平衡时气体B消耗掉0.05VLA.②③B.②④C.①③D.①④思路分析：依题设条件确定在建立化学平衡时A、B、C三种气体体积的关系：A+3B2C平衡时的体积0.9VL0.1VL生成气体0.1VLC，消耗0.05VLA和0.15VLB。消耗总体积为：0.05VL+0.15VL=0.2VL因此，原混合气体的体积为：0.9VL+0.2VL=1.1VL。由此可知，原混合气体的体积为1.1VL，反应达平衡时气体A消耗掉0.05VL。答案：A一题多解：本题对化学平衡的知识通过简单的定量关系进行考查，只给出了平衡时气体C的体积为总体积10%这一个数据。这类题很明显是可以有多种解法的。设x、y为达到平衡时，气体A及气体B分别减少的体积；z为由A、B反应生成气体C时所减少的总体积。A+3B2C体积减少1322xy0.1Vz则x=1/2×0.1VL=0.05VLy=3/2×0.1VL=0.15VLz=0.1VL因此，原混合气体的总体积为：VL+0.1VL=1.1VL例2C8H16经多步裂化，最后完全转化为C4H8、C3H6、C3H6、C2H4、C2H6、CH4五种气体的混合物。该混合物的平均相对分子质量可能是A.28B.30C.38D.40思路分析：此题切入较易，深入较难，只要一步一步深入地去思索，就会获得成功。设C8H18为直链，物质的量为1mol。其裂化方式有：①C8H18→C4H8+C4H1O；C4H10→C2H6+C2H4或C4H10→C3H6+CH4。C4H10的两种裂化共产生2mol气体，总计得C4H8、C2H6、C2H4、C3H6、CH4五种气体3mol。则式量为：114÷3=38。②C8H18→C2H4+C6H14，C6H14→C2H4+C4H10，C4H10→C2H6+C2H4，C4H10→C3H6+CH4。111111C4H10的两种裂化共产生2mol气体。故总量为4mol。式量为：114÷4=28.5答案：B、C方法要领：本题以辛烷裂化为背景，只要分析给出产物的相对分子质量，排出裂化的各种可能，归纳各种产物的物质的量必须在3～4mol之间，根据质量守恒定律便知平均相对分子质量在28.5～38之间。例3将硫酸钾、硫酸铝、硫酸铝钾三种盐混合溶于硫酸酸化的水中，测得c(SO42-)=0.105mol/L、c(Al3+)=0.055mol/L，溶液的pH=2.0（假设溶液中H2SO4完全电离为H+和SO42-），则c(K+)为A.0.045mol/LB.0.035mol/LC.0.055mol/LD.0.040mol/L思路分析：本题通过三种硫酸盐与硫酸所形成的混合溶液中，各种离子浓度与pH的关系，立足于考查学生的思维敏捷性，解答该题时只需要根据溶液中所有阳离子所带的正电荷总数等于所有阴离子所带的负电荷总数即可。由电荷守恒得：0.105mol/L×2=c(K+)+0.055mol/L×3+0.01mol/Lc(K+)=0.035mol/L。答案：B方法要领：找出溶液中所有的阴阳离子，据电荷守恒列式求解。关键是不要忽略了H+的浓度。例4某金属单质跟一定浓度的硝酸反应，假定只产生单一的还原产物，当参加反应的单质与被还原硝酸的物质的量之比为2:1时，还原产物是A.NO2B.NOC.N2OD.N2思路分析：根据氧化还原反应中得失电子数守恒，即可求出硝酸还原后的价态，即可确定产物的分子式。设金属的化合价为X，还原产物中N的价态为Y，则有：2X=1×(5-Y)，Y=5-2X。讨论：X=1，Y=3（为N2O3）；X=2，Y=1（N2O）；X=3，Y=-1（舍）。答案：C方法要领：这类题的关键是看硝酸作用。若为某非金属单质与硝酸发生氧化还原反应时，参加反应的硝酸只作氧化剂；若为金属与硝酸反应，作氧化剂的硝酸的量：总量减去产物阳离子结合掉的硝酸根的量。此时特别注意硝酸当还原产物中N的价态-3价时，还应再减去生成硝酸铵中的硝酸根的量。例5将1.92g铜粉与一定量浓硝酸反应，当铜粉完全作用时收集到1.12L（标准状况）。则所消耗硝酸的物质的量是A.0.12molB.0.11molC.0.09molD.0.08mol思路分析：1.92g铜生成0.03molCu(NO3)2，即消耗0.06molHNO3，而产生的1.12L气体不管是NO还是NO2，需要0.05mol的HNO3，总共消耗HNO30.11mol。答案：B方法要领：在反应过程中HNO3由浓变稀，如以为Cu与浓硝酸反应后，得到气体全为NO2，则造成错误。由：Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O得NO20.03mol×2=0.06mol，现已知收集到0.05mol，说明后来HNO3变稀，产生一部分NO。根据N原子守恒可简化计算：n(HNO3)=n(N)=n(NO)+n(NO2)+2n[Cu(NO3)2]。例6由NaH2PO4脱水形成聚磷酸盐Na200H2P200O601，共脱去水分子的数目为A.198个B.199个C.200个D.201个思路分析：从Na+及P原子都为“200”的信息出发，可知(NaH2PO4)n中的n值为200，将n乘入单体各原子，得“Na200H400P200O800”，减去聚磷酸钠“Na200H2P200O601”中的各原子个数，得到“H398O199”，可知共脱去水分子199个。答案：B一题多解：题中聚磷酸盐的化学式看似复杂，其实只要抓住变化前后Na+的守恒，即可解得。或脱水分子的数目与脱氧原子的数目必然一致，故有4×200-601=199。例7工业上常用漂白粉跟酸反应放出的氯气质量对漂白粉质量的质量分数来表示漂白粉的优劣，漂白粉与酸的反应为：Ca(ClO)2+CaCl2+2H2SO4=2CaSO4+2Cl2↑+2H2O，现为了测定一瓶漂白粉的x%，进行如下实验，称取漂白粉样品2.00g，加水研磨后，转入250mL容量瓶内，用水稀释至刻度，摇匀后，取出25.0mL，加入过量的KI溶液和过量稀硫酸，静置，待漂白粉放出的氯气与KI完全反应后，用0.1mol/LNa2S2O3标准溶液滴定反应中生成的碘，反应如下2Na2S2O3+I2=Na4S4O6+2NaI，滴定时用去溶液20.0mL。试用上述数据计算该漂白粉的X%。思路分析：逆推思路是：求x%→需要漂白粉样品的质量（已知）和产生Cl2的总质量（未知）→求样品反应能产生Cl2的总质量[即所配250mL溶液可产生Cl2的质量→求取出25mL溶液反应产生Cl2的量→由有关化学方程式找关系式（即Cl2～I2～2Na2S2O3）]和运用已知量计算。解题的步骤按思路的相反过程进行。设漂白粉与酸反应放出Cl2物质的量为y2Na2S2O3～Cl22mol1mol2.0×10-3molyy=0.00100molx%=[(0.00100mol×71g/mol)×250/25.0]]÷2g×100%=35.5%。答案：35.5%方法要领：这是由多步反应完成的一整套的实验。在解这种类型的计算题时，找出各步反应中有关物质的数量关系式，根据关系式进行计算，省略了中间步骤，它的优点是解题简捷。但在找关系式是必须考虑周密谨慎。否则，一个小的错误会导致整个题目的错误。审题时应注意：①不是求Ca(ClO)2的质量分数；②计算时带单位运算。例8在一定条件下，将m体积NO和n体积O2同时通入倒立于水中且盛满水的容器内，充分反应后，容器内残留m/2体积的气体，该气体与空气接触后变为红棕色，则m与n的比值为A.3:2B.2:3C.8:3D.3:8思路分析：根据题意，剩余的气体是NO，则与n体积O2反应的NO为m/2体积。由4NO+3O2+2H2O=4HNO3，可知：m/2:n=4:3，m:n=8:3。答案：C方法要领：关于NOx+O2+H2O→HNO3的计算，把以下两个反应（3NO2+H2O=2HNO3+NO，2NO+O2=2NO2）进行叠加可得：4NO+3O2+2H2O=4HNO3或4NO2+O2+2H2O=4HNO3，利用总反应式计算。如果题目中剩余气体未指明，则应考虑另一种可能：剩余O2，这样选项B也是可能的。例9由CO2、H2和CO组成的混合气在同温同压下与氮气的密度相同。则该混合气体中CO2、H2和CO的体积比为A.29:8:13B.22:1:14C.13:8:29D.26:16:57思路分析：CO相对分子质量与N2相同，CO2与H2体积比：CO2442628V(CO2):V(H2)=26:5=13:8。H2216答案：C、D方法要领：本题旨在考查考生能否灵活掌握有关平均值计算。考查考生思维的敏捷性、灵活性。因题中提供的混合气中含三种气体，用一般方法无法解出，故要透过现象看本质，发现CO与N2式量相等，用十字交叉法计算CO2与H2体积比，在选项中只要前两位满足13:8即可。此题的解题关键在于挖掘出CO与N2相对分子质量相同，而不要计算CO量，CO可为任意