高考化学复习专题化学计算的基本方法技巧.docx

1、高考化学复习专题化学计算的基本方法技巧 高考复习 化学计算专题 一、近年高考化学计算试题走向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）；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值与氢离子浓度、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，而计算推断题和综合计算题，力求拉开学生的层次。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

2、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。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。二.化学计算中常用的基本方法；(1)守恒法 守恒法就是巧妙地选择化学式中某两数(如总化

3、合价数、正负电荷总数)始终保持相等，或几个连续的化学方程式前后某粒子(如原子、电子、离子)的物质的量保持不变，作为解题的依据，这样可避免书写化学方程式，从而提高解题的速度和准确性。化学中有多种守恒关系。学习中要理顺各种守恒关系之间的内在联系，拓宽主要守恒关系的外延。绝大部分守恒关系是由质量守恒定律衍生出来的，可表示为：从具体应用挖掘各种守恒关系在不同情形下有不同的形式。如电子守恒关系有以下几种表现形式：【例1】Cu、Cu2O和CuO组成的混合物，加入100Ml0.6mol/LHNO3溶液恰好使混合物溶解，同时收集到224mLNO气体（标准状况）。求：（1） 写出Cu2O跟稀硝酸反应的离子方程式

4、。（2） 产物中硝酸铜的物质的量。（3） 如混合物中含0.01moLCu，则其中Cu2O、CuO的物质的量分别为多少？（4） 如混合物中Cu的物质的量为X，求其中Cu2O、CuO的物质的量及X的取值范围。【点拨】本题为混合物的计算，若建立方程组求解，则解题过程较为繁琐。若抓住反应的始态和终态利用守恒关系进行求解，则可达到化繁为简的目的。（1） 利用电子守恒进行配平。3Cu2O+14HNO3=6Cu(NO3)2 + 2NO+7H2O（2） 利用N原子守恒。n（HNO3）= 0.06mol，n（NO）= 0.01mol，则n（Cu(NO3)2）=（0.06-0.01）/2=0.025mol（3）

5、本题混合物中虽含有Cu、Cu2O和CuO三种物质，但参加氧化还原反应的只有 Cu、Cu2O，所以利用电子守恒可直接求解。转移电子总数：n（e-）= n（NO）3=0.03molCu提供电子数：0.012=0.02molCu2O提供电子数：0.03-0.02=0.01mol n（Cu2O）=0.01/2=0.005moln（CuO）=0.0025-0.01-0.0052=0.005mol（4） 根据（3）解法可得n（Cu2O）=0.015-Xmol n（CuO）=X-0.005mol。根据电子守恒进行极端假设：若电子全由Cu提供则n（Cu）=0.015mol；若电子全由Cu2O提供则n（Cu2O

6、）=0.015mol，则n（Cu2+）=0.03mol大于了0.025mol，说明n（Cu）不等于0，另根据n（CuO）=X-0.005mol要大于0可得n（Cu）0.005mol。所以0.005mol n（Cu）0.015mol。【巩固】2、碳酸铜和碱式碳酸铜均可溶于盐酸，转化为氯化铜。在高温下这两种化合物均能分解成氧化铜。溶解28.4g上述混合物，消耗1mol/L盐酸500mL。燃烧等质量的上述混合物，得到氧化铜的质量是A.35g B.30 g C.20 g D.15 g （2）差量法 根据物质发生化学反应的方程式，找出反应物与生成物中某化学量从始态到终态的差量关系进行列式，实际上是比例法

7、。其解题关键是正确找出化学方程式中的差量（标准差）和实际发生化学反应的差量（实际差），这些差往往是同一物理量（同一单位）的差量。具体有质量差；气体体积差；物质的量差。另外，还有压强差、以及热量差等。【例2】10毫升某气态烃在80毫升氧气中完全燃烧后，恢复到原来状况（1.01105Pa , 270C）时，测得气体体积为70毫升，求此烃的分子式。【点拨】原混和气体总体积为90毫升，反应后为70毫升，体积减少了20毫升。剩余气体应该是生成的二氧化碳和过量的氧气，下面可以利用差量法进行有关计算。 CxHy + （x+）O2 xCO2 + H2O 体积减少1 1+10 20 计算可得y=4 ，烃的分子式

8、为C3H4或C2H4或CH4【巩固】1、现有KCl、KBr的混合物3.87g，将混合物全部溶解于水，并加入过量的AgNO3溶液，充分反应后产生6.63g沉淀物，则原混合物中钾元素的质量分数为A.0.241 B.0.259 C.0.403 D.0.487（3）关系式法 对于多步反应体系，可找出起始物质和最终求解物质之间的定量关系，直接列出比例式进行计算，可免去中间繁琐的计算过程。具体有：多步反应关系式法：对没有副反应的多步连续反应，可利用开始与最后某一元素不变的关系，建立相应关系式解题。循环反应关系式法：可将几个循环反应加和，消去其中某些中间产物，建立一个总的化学方程式，据此总的化学方程式列关系

9、式解题。另外，在混合物的计算中、复杂的化学反应计算中均可建立起相关量的关系式，这也是化学计算中的普遍方法。【例3】为了预防碘缺乏病，国家规定每千克食盐中应含有4050毫克的碘酸钾。为检验某种食盐是否为加碘的合格食盐，某同学取食盐样品428克，设法溶解出其中全部的碘酸钾。将溶液酸化并加入足量的碘化钾淀粉溶液，溶液呈蓝色，再用0.030mol/L的硫代硫酸钠溶液滴定，用去18.00mL时蓝色刚好褪去。试通过计算说明该加碘食盐是否为合格产品。有关反应如下：IO35I6 H3I23H2OI22S2O322IS4O62【点拨】本题为多步反应的计算，可根据反应方程式直接建立IO3和S2O32的关系式进行求

10、解。解： 6S2O32 - IO3 6mol 1mol0.030mol/L18.00mL10-3 n n（I2）=0.0910-3mol每千克食盐中含KIO3：该加碘食盐是合格的【巩固】 3、已知脊椎动物的骨骼中含有磷。以下是测定动物骨灰中磷元素含量的实验方法。称取某动物骨灰样品0.103 g，用硝酸处理，使磷转化成磷酸根。再加入某试剂，使磷酸根又转化成沉淀。沉淀经灼烧后得到组成为P2Mo24O77的固体（其式量以3.60 103计）0.504 g。试由上述数据计算该骨灰样品中磷的质量分数。（磷的相对原子质量以31.0 计。）（4）平均值法【例4】由锌、铁、铝、镁四种金属中的两种组成的混和物1

11、0克，与足量的盐酸反应产生的氢气在标准状况下为11.2升，则混和物中一定含有的金属是 A.锌 B.铁 C.铝 D.镁【点拨】本题利用平均摩尔电子质量求解，据10克金属与足量的盐酸反应产生的氢气在标准状况下为11.2升可得金属平均摩尔电子质量为10g/mol。四种金属的摩尔电子质量分别为：Zn：32.5g/mol、Fe：28g/mol、Al：9g/mol、Mg：12g/mol，其中只有Al的摩尔电子质量小于10g/mol，故答案为C。【规律总结】所谓平均值法是一种将数学平均原理应用于化学计算的解题方法。它所依据的数学原理是：两个数Mr1和Mr2（Mr1大于Mr2）的算术平均值Mr，一定介于两者之

12、间。所以，只要求出平均值Mr，就可以判断出Mr1和Mr2的取值范围，再结合题给条件即可迅速求出正确答案。常见方法有：求平均原子量、平均式量、平均摩尔电子质量、平均组成等。【巩固】4、由10g含有杂质的CaCO3和足量的盐酸反应，产生CO20.1mol，则此样品中可能含有的杂质是A.KHCO3和MgCO3 B.MgCO3和SiO2 C.K2CO3和SiO2 D.无法计算（5）极端假设法 当两种或多种物质混合无法确定其成分及其含量时，可对数据推向极端进行计算或分析，假设混合物质量全部为其中的某一成分，虽然极端往往不可能存在，但能使问题单一化，起到了出奇制胜的解题效果。常用于混合物与其他物质反应、化

13、学平衡混合体系等计算。【例5】将一定质量的Mg、Zn、Al混合物与足量稀H2SO4反应，生成H2 2.8 L（标准状况），原混合物的质量可能是A.2 g B.4 g C.8 g D.10 g【点拨】本题给出的数据不足，故不能求出每一种金属的质量只能确定取值范围。三种金属中产生等量的氢气质量最大的为锌，质量最小的为铝。故假设金属全部为锌可求的金属质量为8.125g，假设金属全部为铝可求的金属质量为2.25g，金属实际质量应在2.25g 8.125g之间。故答案为B、C。【规律总结】“极端假设法”是用数学方法解决化学问题的常用方法，一般解答有关混合物计算时采用，可分别假设原混合物是某一纯净物，进行

14、计算，确定最大值、最小值，再进行分析、讨论、得出结论。【巩固】5、0.03mol铜完全溶于硝酸，产生氮的氧化物NO、NO2、N2O4混合气体共0.05mol。该混合气体的平均相对分子质量可能是A30 B46 C50 D66（该混合气体的平均相对分子质量可能是:(A) 30， （B）46，（C）50，（D）66可用极限法求解：（1）假设混合气体中无NO，则混合气体的平均相对分子质量为最大值。设NO2、N2O4的物质的量分别为x、y，由电子守恒和原子守恒得方程组：x+2y=0.06，x+y=0.05解之，得x=0.04mol，y=0.01mol则，混合气体的平均相对分子质量M=(46*0.04+9

15、2*0.01)/0.05=55.2（2）假设混合气体中无N2O4，则混合气体的平均相对分子质量为最小值。设NO、NO2的物质的量分别为x、y，由电子守恒和原子守恒得方程组：3x+y=0.06，x+y=0.05解之，得x=0.005mol，y=0.045mol则，混合气体的平均相对分子质量M=(30*0.005+46*0.045)/0.05=44.4（3）所以，44.4M55.2，选（B）（C）6）讨论法有一类化学计算题，由于某一条件的不确定，结果可能是两个或两个以上，也可能在某个范围内取值，这类题需要用讨论的方法求解。常见的类型：1、讨论反应发生的程度；2、讨论反应物是否过量；3、讨论反应物或

16、生成物的组成范围；4、讨论不定方程的解。解题思路：写方程式，找完全点。即写出因反应物相对量不同而可能发生的化学反应方程式，并分别计算，找出二者恰好完全反应时的特殊点。确定范围、计算、判断。即以恰好完全反应的特殊点为基准，讨论大于、小于或等于的情况，从而画出相应的区间，确定不同的范围，然后在不同范围内推测并判断谁过量，从而找出计算依据，确定计算关系，得出题目的答案。【例6】向300mL KOH溶液中缓慢通入一定量的CO2气体，充分反应后，在减压低温下蒸发溶液，得到白色固体。请回答下列问题：（1）由于CO2通入量不同，所得到的白色固体的组成也不同，试推断有几种可能的组成，并分别列出。（2）若通入C

17、O2气体为2.24L（标准状况下），得到11.9g的白色团体。请通过计算确定此白色固体是由哪些物质组成的，其质量各为多少？所用的KOH溶液的物质的量浓度为多少【点拨】（1）由于CO2和KOH反应时物质的量之比不同则产物不同，故可根据CO2和KOH反应时物质的量之比对产物进行讨论。由：CO22KOHK2CO3H2O CO2KOHKHCO3可知n（CO2）/n（KOH）=1/2时产物为K2CO3，n（CO2）/n（KOH）=1时产物为KCO3，所以n（CO2）/n（KOH）1/2时，KOH 过量则产物为K2CO3KOH ； 1/2 n（CO2）/n（KOH）时，二氧化碳过量，则固体产物为KHCO3

18、。答案为：K2CO3KOH K2CO3 K2CO3KHCO3 KHCO3（2）由：CO22KOHK2CO3H2O CO2KOHKHCO3 22.4L(标态) 138g 22.4L(标态) 100g 2.24L(标态) 13.8g 2.24L(标态) 10.0g 13.8g11.9g10.0g 得到的白色固体是 K2CO3和KHCO3的混合物。设白色固体中 K2CO3 x mol，KHCO3 y mol，即CO22KOHK2CO3H2O CO2KOHKHCO3 x mol 2x mol x mol y mol y mol y mol x moly mol2.24L/22.4molL10.100

19、mol （CO2）138gmol1 x mol 100 gmol1 y mol11.9g （白色固体）解此方程组，得 x0.0500mol （K2CO3） y0.0500mol （KHCO3） 白色固体中 ，K2CO3 质量为 138gmol1 0.0500mol6.90gKHCO3质量为 100 gmol1 0.0500mol5.00g消耗 KOH 物质的量为 2x moly mol20.0500mol0.0500mol0.150mol所用 KOH 溶液物质的量浓度为0.150mol/0.300L 0.500 molL1【巩固】6、常温下盛有10ml NO2和10 ml NO 组成的混合气体

20、的大试管倒立于水中，当向其中缓缓通入O2一段时间后，试管内残留有2mL气体，则通入O2的体积可能为多少升?三、化学基本计算形式一、有关化学量与化学式的计算 有关物质的量、质量、气体体积、微粒数间的换算 分子式 相对分子质量、各元素的质量分数 考查热点 分子式（化学式）、元素的质量分数 化合物中某元素的相对原子质量有机物的通式 有机物的分子式、结构式有机反应中量的关系及性质阿伏加德罗定律及其推论的应用解题策略掌握基本概念，找出各化学量之间的关系 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找出解题的突破口，在常规解法和计算技巧中灵活选用二、有关溶液的计算 有关溶液浓度（溶液

21、的溶质质量分数和物质的量浓度）的计算考查热点 有关溶液pH的计算有关溶液中离子浓度的计算解题策略 有关溶液浓度的计算，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)三、有关化学反应速率、化学平衡的计算 利用化学反应速率的数学表达式进行计算考查热点 各物质反应速率间的换算 有关化学平衡的计算 加强对速率概念、平衡移动原理的理解解题策略 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

22、解题技巧四、有关氧化还原反应以及电化学的计算 氧化产物、还原产物的确定及量的计算，有关氧化还原反应的其他典型计算考查热点 转移电子数、电荷数的计算 电极析出量及溶液中的变化量的计算解题策略 关键在于根据得失电子总数相等，列出守恒关系式求解五、有关化学方程式的计算考查热点 运用计算技巧进行化学方程式的有关计算热化学方程式中反应热、中和热、燃烧热的计算解题策略 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、搞清各解题技巧的使用条件和适用范围，读懂题目，正确选择六、有关综合计算 过量计算问题的分析讨论 混合物计算和解题技巧 复杂化学式的确定方法考查热点 无数据计算的解决

23、方法 数据缺省型的计算方法 讨论型计算的解题思路 隐含条件题的解决方法 化学图象题的解题技巧 认真审题，明确常见综合计算的类型，寻求解决的合理思路和解决方法解题策略 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，建立函数关系考点突破考点以化学常用计量为切入点的计算阿伏加德罗常数与物质的量是中学化学的主要的基本知识，是每年高考的必考内容之一，能很好考查学生对知识的掌握程度。例题1用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是A1mol Na2O2与足量水反应，转移的电子数为2NAB常温、常压下，6.72LN2中所含的共同电子对数小于0.9NAC含0.2mol H2

24、SO4的浓硫酸与足量铜反应，生成SO2的分子数为0.1 NAD常温下，1LpH=2的盐酸与1LpH=12的一元碱混合(假设混合后溶液的体积为2L)，反应后溶液的H的数目大于210-7NA【解析】Na2O2在反应中氧元素的化合价1价升高至0价，由1价降低为2价，故1mol Na2O2与足量水反应，转移的电子数为NA，故选项A不正确；N2中含NN，常温下6.72LN2的物质的量小于0.3mol，故共用电子对数小于0.9mol，B正确；浓硫酸与足量的铜反应H2SO4，并不能完全反应，因为随着反应的进行，浓硫酸变成稀硫酸，稀硫酸和铜不反应，所以SO2小于0.1mol，C错误；D中反应后溶液呈中性或碱性

25、，则H+的数目小于或等于210-7NA，D错误。【答案】B【点评】本题考查阿伏加德罗常数。此题型考查的知识点多，覆盖面大，一直备受高考青睐。它仍将成为2010年高考命题的热点，考查角度主要有：气体摩尔体积、阿伏加德罗定律的应用、物质的量浓度、溶液中粒子有关计算、原子结构(量的关系、成键情况)、氧化还原反应(电子转移数目)等。高考对气体摩尔体积的考查仍有两种方式：一是以它为工具，计算标况下气体的物质的量；二是考查对概念的理解，如研究对象一定为气体，可以是单一气体也可是混合气体等。演练1用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是A500mL0.2molL1的Na2S溶液中含S20.1NAB4

26、4g丙烷所含的共价键数为9NAC25，1.01105Pa时，4g氦气所含原子数为NAD标准状况下，1.12L氢气（DT）所含的中子数为0.15NA【解析】A项，因S2水解，故S2的物质的量小于0.1NA。B项，烷烃的共价键数为：3n+1,因此44g丙烷(1mol)的共价键数为10NA。C项，4g氦气 (1mol)d原子数为NA，与外界条件无关。D项，DT含中子数为3，标准状况下，1.12L氢气(DT)(0.05mol)所含的中子数为0.15NA 【答案】AB考点以热化学和电化学为切入点的计算这类题目往往有一定的综合性。主要涉及对热化学方程式的理解和盖斯定律的运用、电池反应方程式的书写及盐溶液中

27、粒子浓度大小的比较等知识，多以能源问题等社会背景为载体，既要掌握核心知识，又要能从化学视角观察社会热点问题，能准确接受新的信息，具备用分析的方法解决简单化学问题的能力。例题2北京奥运会火炬“祥云”所用的环保燃料为丙烷(C3H8)，悉尼奥运会火炬所用燃料为65的丁烷(C4H10)和35的丙烷，亚特兰大奥运火炬燃料是丙烯(C3H6)。已知：C3H8(g)5O2(g)3CO2(g)4H2O(l)；H12220.0 kJmol1C3H6(g)9/2O2(g)3CO2(g)3H2O(l)；H22059 kJmol12H2(g)O2(g)2H2O(l)；H3571.6 kJmol1(1)丙烷脱氢得丙烯的热

28、化学方程式为：。(2)以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O2和CO2，负极通入丙烷，电解质是熔融碳酸盐。该电池的负极反应式为。(3)常温下，0.1molL1NaHCO3溶液的pH大于8，则溶液中c(H2CO3)_c(CO32) (填“”“”或“”)，原因是(用离子方程式和必要的文字说明)。【解析】(1)由盖斯定律可知：H1H2H32220.0 kJmol1(2059 kJmol1)(571.6 kJmol1)124.8 kJmol1(2)负极反应式为：C3H810CO3220e13CO24H2O(3)由于0.1 molL1NaHCO3溶液的pH8，说明溶液呈碱性，进一步推测可知，HC

29、O3的水解程度大于HCO3有电离程度。【答案】(1)C3H8(g)C3H6(g)H2(g)；H124.8 molL1(2)C3H810CO3220e13CO24H2O(3)；HCO3CO32H，HCO3H2OH2CO3OH，HCO3的水解程度大于电离程度。【点评】试题设计采取围绕一个主题多点设问的方法，在全面考查学生基础知识的同时，也体现了以能力立意的特点。演练2 下图是可用于测量阿伏加德罗常数的装置示意图，其中A、B是两块纯铜片，插在CuSO4稀溶液中，铜片与引出导线相连，引出端分别为X、Y。(1)当以I0.21A的直流电电解60分钟后，测得铜片A的质量增加了0.25g，则图中的X端应与直流电的极相连，它是电解池的极。(2)电解后铜片B的质量（答“增加”“减少”或“不变”）(3)列式计算实验测得阿伏加德罗常数NA。（已知电子电量e1.601019C）【解析】通电后铜片A的质量增加，说明A为阴极，它应与电源负极相连；此时铜片B为阳极，其质量减少；由QIt2NAe,可得：NA。【答案】(1)负极；(2)减少；(3)NA6.01023mol1考点以化学反应速率和化学平衡为切入点的计算 例题3将一定量的SO2和含0.7mol氧气的空气(忽略CO2)放入一定体积的密闭容器中，5