专题复习17化学计算专题复习学案.docx
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专题复习17化学计算专题复习学案
高三化学专题复习；化学计算
化学计算的高考要求:
1、掌握有关相对原子质量、相对分子质量及确定化学式的计算;
2、掌握有关物质的量的计算;
3、掌握有关气体摩尔体积的计算;
4、掌握有关物质溶解度的计算;
5、掌握有关溶液浓度（溶液中溶质的质量分数和物质的量浓度）的计算;
6、掌握有关溶液pH与氢离子浓度、氢氧根离子浓度的简单计算;
7、掌握有关燃烧热的计算;
8、掌握利用化学方程式的计算;
9、以上化学基本概念和基本理论、常见元素的单质及其重要化合物、有机化学基础、化学实验等知识内容中，具有计算因素的各类问题的综合应用。
第一讲计算型选择题巧解方法
【考点点拨】选择型计算题的命题意图是以考查考生的计算能力为主，强调基本概念和基本原理的灵活运用，通过合理的巧妙的方法，不需要经过复杂的计算过程。
选择型计算题常见的解题方法有概念解析法、原理解析法、图形解析法、巧解法（如十字交叉法、差量法、守恒法、极值法、估算法等）。
主要考查学生思维的敏捷性和发散性。
命题趋势，继续保持技巧性强、智能要求高的题型。
【解题特点】：
“不要过程，只要结果，解题入口宽，方法多。
”解题时应运用题干给的条件，备选答案给出的提示，采用灵活的方法进行巧解妙算，实施速解策略，则可事半功倍。
【解题指导】：
要注意从题干上抓信息，从备选答案中找启示，从定量关系上作判断，从限制条件中寻答案，从例题分析中学方法，要能自觉运用估算、极限法、守恒法、差值法、平均值法、十字交叉法等去巧解速算。
基础在熟练的化学基本运算，关键在灵活、敏捷的思维能力。
[典例解析]
[型例题1]有某硫酸、硫酸亚铁、硫酸铁混合溶液100mL，已知溶液中各阳离子的物质的量浓度相等，硫酸根离子总浓度为6mol/L。
此溶液中溶解铁粉的质量为
A、10.6gB、11.2gC、33.6gD、5.6g
[思路点拨]本例采用守恒法解题。
守恒法就是巧妙地选择化学式中某两数（如总化合价数、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微粒（如原子、电子、离子）的物质的量保持不变，以它们作为解题的依据，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。
由于电解质溶液中，阳离子所带的正电荷总数一定等于阴离子所带的负电荷总数，所以本题可利用电荷守恒关系求解。
根据题意，可设溶液中H+、Fe2+、Fe3+物质的量各为x。
根据电荷守恒，（1＋2＋3）x＝6×0.1×2,x＝0.2mol,0.2molH+可溶解0.1molFe,0.2molFe3+可溶解0.1molFe，所以此溶液共可溶解Fe粉：
56g/mol×（0.1mol＋0.1mol）＝11.2g。
[参考答案]B。
[典型例题2]丁烷、甲烷、乙醛的混合气体在同温同压下和CO2的密度相同，则三种气体的体积比为A、5∶1∶2B、1∶2∶5 C、4∶2∶7D、2∶1∶5
[思路点拨]本例采用十字交叉法解题。
十字交叉法是一种数学运算技巧，也是有关混合物的计算中一种常用的解题方法。
它能将某些本来需要通过一元一次方程或二元一次方程组来解的计算转化为简单的算术运算，因而具有快速、准确的特点。
Mr（C4H10）=58,Mr（CH4）=16,Mr（C2H4O）=44,Mr（CO2）=44,由于乙醛的分子量和CO2相同，无论乙醛取何种体积比，对混合气体的密度无影响。
故要使混合体密度与CO2相同，取决于丁烷和甲烷的体积比：
C4H105828
44
CH41614
n（C4H10）:
n（CH4）=（58-44）:
（44-16）=28:
14
故：
V（C4H10）:
V（CH4）:
V（C2H4O）=2:
1:
V。
[参考答案]CD。
[典型例题3]（2002上海）0.03mol铜完全溶于硝酸，产生氮化物（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
A、30B、46C、50D、66
[思路分析]本例采用的方法是极值法。
极值法（又称极端思维法）就是从某种极限状态出发，进行分析、推理、判断的一种思维方法。
一般做法是，先根据边界条件（极值）确定答案的可能取值范围，然后再结合题给条件，确定答案。
从极限的角度分析,若生成的气体全部是NO,则相对分子质量为30;若生成的气体全部是NO2,则应为NO2和N2O4的混合物.0.03molCu完全反应生成的NO2应为0.06mol,质量为2.76g，由于NO2转化为N2O4时n减小，所以混合气体的物质的量为0.05mol，平均相对分子质量为2.76/0.05＝55.2。
所以混合气体的平均相对分子质量应在30－55.2之间。
［参考答案］BC
[典型例题4]（全国高考题）在一个6L的密闭容器中，放入3LX（气）和2LY（气），在一定条件下发生下列反应：
4X（气）+3Y（气）
2Q（气）+nR（气）。
反应达到平衡后，容器内温度不变，混合气体的压强比原来增加5%，X的浓度减小1/3，则该反应方程式中n值是
A、3B、4C、5D、6
[思路分析]本例采用的方法是估算法。
有些计算题，若按常规方法求解，需经过比较复杂的计算才能得出结论，但如果能从概念入手，充分利用边界条件、极限等，即可速算、巧算，乃至无须计算就可以迅速、准确地得出结果，所以这种方法也叫“似算非算法”。
从表面看，这是一道关于平衡的计算题，如果按部就班求解，既麻烦又易出错，若能变换思维角度，则此题根本不用计算，用化学原理直接推，即可得出结果。
根据“等温、等容时，等质量的任何气体，它们的压强与其物质的量成正比”及题给条件就不难判定出：
混合气体总物质的量增加了。
再根据“X的浓度减小”，可知平衡向右移动。
因此，气体的系数应满足：
4＋3＜2＋n，即n＞5。
[参考答案]D。
[课后巩固练习]
1、某碱金属R及其氧化物组成的混合物4.0g，与水充分反应后，蒸发溶液，最后
得干燥固体5.0g，则该碱金属元素是
A、LiB、NaC、KD、Rb
2、把70%HNO3（密度为1.4g/cm3）加到等体积的水中稀释后硝酸溶液中溶质的质
量分数是
A、0.35B、＜0.35C、＞0.35D、≤0.35
3、38.4mg铜与适量的浓硝酸反应，铜全部作用后，共收集到气体22.4mL（标准状况），反应消耗的HNO3的物质的量可能是
A、1.0×10-3molB、1.6×10-3molC、2.2×10-3molD、2.4×10-3mol
4、电解含有重水的普通水时，在两极收集到气体18.5g，在标准状况下其体积33.6L。
那么这些气体中重氢和普通氢的原子个数比为
A、1∶2B、2∶3C、1∶3D、3∶2
5、在化合物X2Y和YZ2中，Y的质量分数分别为40%和50%，则化合物X2YZ3中，Y的质量分数约为
A、35%B、30%C、25%D、20%
6、硝酸铜是制备Cu－Zn－Al系催化剂的重要原料。
19.2g纯铜粉理论上可制得纯净硝酸铜晶体的质量为
A、28.2gB、56.4gC、64.2gD、72.6g
7、已知硫酸铜在25℃时的溶解度为25g，如果在25℃下，将50g硫酸铜放入100g水中，充分搅拌溶解后，所得溶液的质量为
A、125gB、115gC、105gD、84g
8、Fe和Fe2O3的混合物共15g，加入150mL稀H2SO4，在标准状况下收集到1.68LH2，Fe和Fe2O3均无剩余。
为中和过量的H2SO4，并使FeSO4全部转化为Fe（OH）2沉淀，消耗了200mL3mol/L的NaOH溶液，则该H2SO4的物质的量浓度为
A、2.25mol/LB、2mol/LC、0.3mol/LD、0.6mol/L
9、有一种由Na2S、Na2SO3和Na2SO4组成的混合物，经测定含硫30.4%，则此混合物中氧的质量分数为
A、25.9%B、28.7%C、47.3%D、无法计算
10、在一定条件下，某密闭容器中发生反应：
2SO2（气）+O2（气）
2SO3（气）+Q，反应达平衡后，SO2、O2、SO3的物质的量之比为3∶2∶4。
其它条件不变，升高温度达到新平衡时，SO2为1.4mol，O2为0.9mol，则此时SO3物质的量为
A、1.4molB、1.6molC、1.8molD、2.0mol
11、一定条件下amolCO2通过足量Na2O2，将所得气体与bmolNO混合，得cmol气体。
若不考虑NO2的二聚反应，则关于c的判断错误的是
A、若a＜b时，c＞（a＋b）B、若a＜b时，c＜（a＋b）
C、若a＞b时，c＝（a＋b）D、若a＝b时，c＝（a＋b）
12、50mL三种气态烃的混合物与足量氧气混合，点燃爆炸后恢复到原来的状况（常温、常压），体积共缩小100mL，则三种烃可能是
A、CH4、C2H4、C3H4B、C2H6、C3H6、C4H6
C、CH4、C2H6、C3H8D、C2H4、C2H6、C2H2
13、某化肥厂用NH3制NH4NO3。
已知：
由NH3制NO的产率是96%；由NO制HNO3的产率是92%；HNO3与NH3反应生成NH4NO3。
若不考虑生产中的其它消耗，则制HNO3所用去NH3的质量占总消耗NH3质量的
A、47.0%B、50.0%C、53.1%D、88.3%
14、在一定条件下，CO和CH4燃烧的热化学方程式：
2CO（g）+O2（g）
2CO2（g）；
△H＝－566KJ/mol，CH4（g）+2O2（g）
CO2（g）+2H2O（g）；△H＝－890KJ/mol，由1molCO和3molCH4组成的混和气体在上述条件下完全燃烧时，释放的热量为
A、2912KJB、2953KJC、3236KJD、3867KJ
15、C8H18经多步裂化，最后完全转化为C4H8、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
16、铜和镁的合金4.6g完全溶于浓硝酸，若反应中硝酸被还原只产生4480mL的NO2气体和336mL的N2O4气体（都已折算到标准状况下），在反应后的溶液中，加入足量的氢氧化钠溶液，生成沉淀的质量为
A、9.02gB、8.51gC、8.26gD、7.04g
第二讲多步反应的计算
[考点点拨]化工生产或化学实验中，要制得某一产品常常涉及多步反应。
若要计算产物与原料的质量关系，可以根据化学方程式找出连续反应的过程中不同反应步骤之间反应物、生成物物质的量关系，即利用关系式法进行一次性计算，以简化运算过程。
命题趋势，继续保持原题型，即源于工业生产和生活实际的应用型计算。
[解题指导]在实际生产中，从原料到最终产物，一般都不是一步完成的，中间需经过多个连续的反应过程，像这样的连续反应，我们称为多步反应。
在多步反应中，第一步反应的产物，即是下一步反应的反应物。
根据化学方程式，每一步反应物和生成物之间有一定的量的关系，即物质的量之比是一定的。
所以，可以利用某中间物质为“中介”，找出已知物质之间的量的关系，简化解题过程。
在进行多步反应的计算时，一般解题步骤为：
1、写出各步反应的化学方程式。
2、根据化学方程式找出可以作为中介的物质，并确定最初反应物、中介物质、最终生成物之间的量的关系。
3、确定最初反应物和最终生成物之间的量的关系。
4、根据所确定的最初反应物和最终生成物的量的关系和已知条件进行计算。
[典例解析]
[典型例题1]工业上常用接触法制硫酸。
现用80吨黄铁矿制硫酸，最后生产出100吨98%的硫酸。
（1）黄铁矿中硫元素的质量分数至少达到%。
（2）若反应过程中硫元素的损失率为5%，求黄铁矿中FeS2的质量分数？
[思路分析]先写出化学反应方程式：
SO3+H2O＝H2SO4
根据化学方程式，可以找出下列关系：
FeS2－2SO2－2SO3－2H2SO4
即FeS2－2H2SO4
也可以根据硫元素的转化关系得：
S——2SO4
[参考答案]
（1）由S——————H2SO4
3298
80t×w（s）100t×98%
得w（s）===40%
（2）由FeS2——————2H2SO4
1202×98
80t×95%×w（FeS2）100t×98%
得w（FeS2）===78.9%
[典型例题2]石油化工是江苏省的支柱产业之一。
聚氯乙烯是用途十分广泛的石油化工产品，某化工厂曾利用下列工艺生产聚氯乙烯的单体氯乙烯：
CH2==CH2+Cl2→CH2Cl－CH2Cl…………①
CH2Cl－CH2Cl→CH2===CHCl+HCl…………②
请回答以下问题：
（1）已知反应①中二氯乙烷的产率（产率=
×100%）为98%，反应②中氯乙烯和氯化氢的产率均为95%，则2.8t乙烯可制得氯乙烯t，同时得到副产物氯化氢t。
（计算结果保留1位小数）
（2）为充分利用副产物氯化氢，该工厂后来将下列反应运用于生产：
2CH2==CH2+4HCl+O2→2CH2Cl－CH2Cl+2H2O……③
由反应①、③获得二氯乙烷，再将二氯乙烷通过反应②得到氯乙烯和副产物氯化氢，副产物氯化氢供反应③使用，形成了新的工艺。
由于副反应的存在，生产中投入的乙烯全部被消耗时，反应①、③中二氯乙烷的产率依次为a%、c%；二氯乙烷全部被消耗时，反应②中氯化氢的产率为b%。
试计算：
反应①、③中乙烯的投料比为多少时，新工艺既不需要购进氯化氢为原料，又没有副产物氯化氢剩余（假设在发生的副反应中既不生成氯化氢，也不消耗氯化氢）。
[思路分析]
（1）根据题中给出反应式①②找出关系式，然后根据关系式进行计算。
CH2==CH2————CH2==CHCl————HCl
2862.536.5
2.8t×98%×95%m（CH2=CHCl）m（HCl）
得m（CH2==CHCl）==5.8t
m（HCl）=3.4t
（2）设投入反应①、③的乙烯物质的量分别为x、y，则：
由反应①生成的二氯乙烷为x·a%，
由反应③生成的二氯乙烷为y·c%。
则由反应①、③共制得二氯乙烷的物质的量为（x·a%+y·c%），
通过反应②可获得HCl的物质的量为（x·a%+y·c%）·b%。
据题意，反应③消耗的HCl为2·y·c%，则：
2·y·c%=（x·a%+y·c%）·b%
解得：
=
反应①、③中乙烯的投料比应为
。
[参考答案]见上
[典型例题3]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分数（x%）来表示漂白粉的优劣,漂白粉与酸的反应Ca（ClO）2+CaCl2+2H2SO4=2CaSO4+2Cl2↑+2H2O。
现为了测定一瓶漂白粉的x%进行了如下实验：
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KI溶液和过量的稀硫酸静置，待漂白粉放出氯气与KI完全反应后，用0.100mol/L的Na2S2O3标准溶液滴定反应中生成的碘，反应如下：
2Na2S2O3+I2===Na2S4O6+2NaI。
滴定时用去Na2S2O3溶液20.0mL,试由上述数据计算漂白粉的x%。
[思路分析]本题实际上可看成是多步反应的计算，只要写出所有有关反应方程式，找出Cl2和Na2S2O3间物质的量的关系，列出比例式即可求解，有关配平的化学方程式：
Ca（ClO）2+CaCl2+2H2SO42CaSO4+2Cl2↑+2H2O
Cl2+2KI2KCl+I2
2Na2S2O3+I2Na2S4O6+2NaI
关系式：
Cl2~2Na2S2O3
[参考答案]设25.0ml溶液中产生的Cl2的质量为y。
Cl2————2Na2S2O3
71g2mol
y0.100×2.0×10—3mol
解得：
x=71×10—3g
x%=
×100%=35.5%
答：
漂白粉的x%的为35.5%。
[典型例题4]人体血液里Ca2+离子浓度一般采用g/cm3来表示。
今抽取一血样20.00mL，加适量的草酸铵[（NH4）2C2O4]溶液，可析出草酸钙（CaC2O4）沉淀，将草酸钙沉淀洗涤后，溶于强酸，可得草酸（H2C2O4），再用0.02mol/LKMnO4溶液滴定，使草酸转化为CO2逸出，这时共消耗12.00mLKMnO4溶液，求血样中Ca2+的浓度。
已知：
5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4===2MnSO4+K2SO4+10CO2↑+8H2O
[思路分析]纵观此题，各步反应有关物质间的关系为：
5Ca2+——5CaC2O4——5H2C2O4——2KMnO4，
因此，得关系式5Ca2+——2KMnO4
[参考答案]设20mL的血样中含Ca2+的质量为x。
5Ca2+————2KMnO4
5×40g2mol
x0.02mol/L×12.00×10－3L
x=
=0.024g
血样中的Ca2+的浓度为0.024g/20.00cm3=0.0012g/cm3
[课后巩固练习]
1、某化肥厂用NH3制备NH4NO3。
已知：
由NH3制NO的产率是96%，由NO制HNO3的产率是92%，HNO3跟NH3反应生成NH4NO3。
则制HNO3所用去的NH3的质量占总耗NH3质量（不考虑生产上的其他损耗）%。
2、我国政府为消除碘缺乏病，。
强制推广食用加碘盐[在食盐中加一定量碘酸钾（KIO3）]。
（1）常温下碘酸钾较稳定，100℃以上发生分解。
用加碘盐时，正确的方法是（填选项的标号）。
A、炒菜时，先在冒烟的油锅中放入加碘盐
B、用高压锅炖汤时，先在水中放入加碘盐
C、待菜肴熟后，才加入适量加碘盐调味
（2）以石墨为电极用KI－KOH溶液为电解液，在一定条件下进行电解，在阳极区生成KIO3，在阴极生成H2。
该电解总反应的化学方程式：
。
（3）人体摄入的碘在甲状腺内会形成甲状腺素，其反应过程表示为
①A与I2反应的化学方程式为：
。
②产物C的结构简式为。
（4）国家规定，每千克食盐中需含碘元素20mg~40mg。
现称取250g某加碘盐样品，在酸性条件下用足量KI溶液将其中IO3－全部转化成I2（IO3－+5I－+6H+===3I2+3H2O），生成的I2恰好被1.2×10－4molNa2S2O3还原（2S2O32－+I2===2I－+S4O62－）。
试通过计算，判断该加碘盐是否合格。
3、测血钙的含量时，可将2.0mL血液用蒸馏水稀释后，向其中加入足量的草酸铵
（NH4）2C2O4后，再用KMnO4的酸性溶液滴定，氧化产物为CO2，还原产物为Mn2+，若终点时用去20.0mL×10－4mol·L－1的KMnO4溶液。
（1）当血液中钙的含量太低时，肌肉会表现。
（2）写出用KMnO4滴淀H2C2O4的离子方程式。
（3）判断滴定终点的方法是。
（4）计算血液中含钙离子的浓度为g·mL－1。
4、取某城市用煤样品4.8g，将燃烧产生的SO2通入足量氯水中。
再加入25.00mL浓度为0.01mol·L－1的BaCl2溶液，取过滤后的滤液用0.10mol·L－1Na2SO4溶液滴定，当滴入10.00mL时恰好将滤液中Ba2+完全沉淀出来。
（1）求该城市用煤含硫的质量分数。
（2）若该城市每天烧煤平均0.8万吨，其中80%的硫转化为SO2进入空气，设某天该SO2中的70%未能扩散而随着约8×106m3的雨水降落到地面上，取一定体积的酸雨试样，在空气中长时间放置，最终酸雨pH约为多少？
（计算结果请用对数形式表示）
5、为了测量水中有机物等还原性污染物的含量，通常把1L水样与强氧化剂完全作用时消耗氧化剂的量，折算成以氧气为氧化剂时的质量（O2mg·L－1）来表示，称为该水样的化学耗氧量（COD）。
我国明文规定：
COD＞500mg·L－1的污水不得直接排放。
为了测定某工业废水的COD，实验如下：
量取废水样品20.00mL,加入0.100mol·L－1KMnO4溶液10.00mL和少量稀H2SO4，在一定条件下反应后，再用0.200mol·L－1的草酸钠（Na2C2O4）溶液滴定过量的KMnO4，达到滴定终点时消耗Na2C2O4溶液11.00mL。
（1）写出酸性介质中KMnO4（被还原为Mn2+）与Na2C2O4（被氧化为CO2）反应的离子方程式。
（2）计算该水样的COD。
写出计算过程。
（3）如果每次取水样20.00mL，加入等体积的0.100mol·L－1酸性KMnO4溶液，为简化计算，令滴定过量的KMnO4时，每消耗1.00mLNa2C2O4溶液，就相当于水样的COD为10mg·L－1，该Na2C2O4溶液的物质的量浓度应配制为多少？
6、为测定大气中臭氧（O3）含量，将0℃、1.01×105Pa的空气33.6m3慢慢通过足量KI溶液，使臭氧完全反应；然后将所得溶液用60.0mL0.0100mol·L－1的Na2S2O3溶液，恰好到达终点。
计算空气中臭氧的体积分数。
发生反应如下：
2KI+O3+H2O＝2KOH+O2+I22Na2S2O3+I2＝Na2S4O6+2NaI
7、苯酚与溴的反应可用于苯酚的定量测定，方法如下：
①按物质的量之比为1：
5酸制KBrO3－KBr溶液1000mL，该溶液在酸性条件下完全反应可以生成0.05molBr2;②用该溶液（含过量的Br2）与苯酚充分反应后，用KI还原未反应的溴，再用Na2S2O3标准溶液滴定所生成的碘，Na2S2O3与I2反应的化学方程式为：
I2+2Na2S2O3＝2NaI+Na2S4O6;③根据所消耗的Na2S2O3标准溶液的毫升数，便可计算苯酚的纯度。
现称量0.2g苯酚试样，在一定条件下溶于水并稀释为250mL，取该溶液10mL上述KBrO3－KBr溶液在酸性条件下反应后，加入过量KI，再用0.1mol/LNa2S2O3溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液5.2mL。
试计算苯酚试样的纯度？
（苯酚式量94）
第三讲有关混合物的计算
[考点点拨]
有关混合物的计算是高考化学综合计算题的主体。
近年高考题中，常常在讨论中引入混合物成分分析，并设置不确定因素，从而引出必须通过讨论，再加以推断和计算以确定混合物的组成的多种型题。
近几年来常见题型有：
（1）计算型选择题，判断杂质成分的混合物计算。
（2）求混合物中各组成分含量的计算。
（3）渗入反应物过量判断的混合物计算。
命题趋势：
继续保持原题型，难度稳中有降。
[解题指导]
1、混合物计算是化学计算中的一种最基本的类型。
混合物可以是固体、气体或溶液，解题过程中必须仔细审题，理清各物质之间的数量关系，必要时可采用图示或简捷的化学用语表示。
2、二元混合物是混合物计算中最重要的也是最基本的一种类型，其一般解题思路：
设二个未知数，然后根据有关反应的化学方程式中物质的量关系，列出二元一次方程组求解。
3、在解题中注意运用守恒法、极值法和差量法等方法以简化解题过程。
[典例解析]
[典型例题1]把含有一种氯化物杂质的氯化镁粉末95mg溶于水后，与足量的硝酸银溶液反应，生成氯化银沉淀300
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