高考化学试题分类解析汇编化学计算.docx

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高考化学试题分类解析汇编化学计算

2012年高考化学试题分类解析汇编：

化学计算

1.［2012·江苏化学卷8］设NA为阿伏伽德罗常数的值。

下列说法正确的是

A.标准状况下，0.1molCl2溶于水，转移的电子数目为0.1NA

B.常温常压下，18gH2O含有的原子总数为3NA

C.标准状况下，11.2LCH3CH2OH中含有分子的数目为0.5NA

D.常温常压下，2.24LCO和CO2混合气体中含有的碳原子数目为0.1NA

B解析：

本题考查阿伏加德罗常数计算中一些常见问题和注意事项。

A.标准状况下，0.1molCl2溶于水，转移的电子数目小于0.1NA，因为Cl2溶于水不可实现完全与水反应。

C.标准状况下CH3CH2OH为液态，无法计算。

D.常温常压下，2.24LCO和CO2混合气体中含有的碳原子数目不好计算，非标准状况。

解决此类问题的关键是：

灵活应用各种知识，尤其基本概念与理论中元素守恒、化学键问题、晶体结构问题、氧化还原中电子转移问题、可逆反应问题及物质的量计算中一些特殊物质的状态等。

2.［2012·江苏化学卷14］温度为T时，向2.0L恒容密闭容器中充入1.0molPCl5，反应PCl5（g）

PCl3（g）＋Cl2（g）经一段时间后达到平衡。

反应过程中测定的部分数据见下表：

t/s

0

50

150

250

350

n（PCl3）/mol

0

0.16

0.19

0.20

0.20

下列说法正确的是

A.反应在前50s的平均速率为v（PCl3）=0.0032mol·L－1·s－1

B.保持其他条件不变，升高温度，平衡时，c（PCl3）=0.11mol·L－1,则反应的△H＜0

C.相同温度下，起始时向容器中充入1.0molPCl5、0.20molPCl3和0.20molCl2，达到平衡前v（正）＞v（逆）

D.相同温度下，起始时向容器中充入2.0molPCl3、2.0molCl2，达到平衡时，PCl3的转化率小于80%

C解析：

本题素材似乎来源于《选修四》课本第32页习题的第8题，属于基本理论中化学平衡问题，主要考查学生对速率概念理解与计算，平衡常数概念与计算，平衡移动等有关内容理解和掌握程度。

高三复习要让学生深刻理解一些基本概念的内涵和外延。

A.反应在前50s内的平均速率应该是前50s内PCl3浓度变化与时间的比值，而不是PCl3物质的量的变化与时间的比值。

B.相同温度下，起始时向容器中充入1.0molPCl5、0.20molPCl3和0.20molCl2应先求平衡常数K为0.025，再求浓度商（Qc）为0.02,K＞Qc,说明平衡向正反应方向移动。

C.保持其他条件不变，向平衡体系中再通入0.20molH2O，与原平衡相比，平衡向右移动，达到新平衡时CO转化率增大，H2O转化率减小，H2O的体积分数会增大。

D.从等效平衡的角度，先建立原容器两倍关系的模型，即与原平衡完全等效，再把容器两倍关系压缩成原容器，则平衡向逆反应方向移动，PCl3的转化率应大于80%

3.［2012·江苏化学卷16］（12分）利用石灰乳和硝酸工业的尾气（含NO、NO2）反应，既能净化尾气，又能获得应用广泛的Ca（NO3）2，其部分工艺流程如下：

（1）一定条件下，NO与NO2存在下列反应：

NO（g）＋NO2（g）

N2O3（g），其平衡常数表达式为K=。

（2）上述工艺中采用气液逆流接触吸收（尾气从吸收塔底部进入，石灰乳从吸收塔顶部喷淋），其目的是；滤渣可循环利用，滤渣的主要成分是（填化学式）。

（3）该工艺需控制NO和NO2物质的量之比接近1：

1。

若n（NO）：

n（NO）＞1：

1,则会导致；若n（NO）：

n（NO）＜1：

1,则会导致。

（4）生产中溶液需保持弱碱性，在酸性溶液中Ca（NO3）2会发生分解，产物之一是NO，其反应的离子方程式。

【参考答案】

（1）k=c（N2O3）/c（NO）·c（NO2）

（2）使尾气中NO、NO2被充分吸收Ca（OH）2

（3）放气体中NO含量升高产品Ca（NO2）2中Ca（NO3）2含量升高

（4）3NO2－＋2H＋=NO3－＋2NO↑＋H2O

【解析】本题让元素化合物知识与生产工艺、化学平衡原理结合起来，引导中学化学教学关注化学学科的应用性和实践性。

本题考查学生在“工艺流程阅读分析，化学反应原理在工艺流程的应用，氧化还原反应分析，相关付反应的书写”等方面对元素化合物性质及其转化关系的理解和应用程度，考查学生对新信息的处理能力。

【备考提示】我们元素化合物知识教学要与基本实验实验、化学反应原理、氧化还原反应、化工生产工艺、日常生活等结合起来，做到学以致用，而不是简单的来回重复和死记硬背。

4.［2012·江苏化学卷18］（12分）硫酸钠-过氧化氢加合物（xNa2SO4·yH2O2·zH2O）的组成可通过下列实验测定：

准确称取1.7700g样品，配制成100ml溶液A。

准确量取25.00ml溶液A，加入盐酸酸化的BaCl2溶液至沉淀完全，过滤、洗涤、干燥至恒重，得到白色固体0.5825g。

准确量取25.00ml溶液A，加入适量稀硫酸酸化后，用0.02000mol·L－1KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液25.00ml。

H2O2与KMnO4反应的离子方程式如下：

2MnO4―＋5H2O2＋6H＋=4Mn2＋＋8H2O＋5O2↑

（1）已知室温下BaSO4的Ksp=1.1×10－10，欲使溶液中c（SO42－）≤1.0×10－6mol·L－1，应保持溶液中c（Ba2＋）≥mol·L－1。

（2）上述滴定不加稀硫酸酸化，MnO4―被还原成MnO2，其离子方程式为：

。

（3）通过计算确定样品的组成（写出计算过程）。

【参考答案】

（1）n（BaSO4）=0.5825g/233g·mol－1=2.50×10－3mol

（2）2MnO4－＋5H2O2＋6H＋=2Mn2＋＋8H2O＋5O2↑

（3）n（H2O2）=5/2·（0.0200mol·L－1×25.00mL）/1000mL·L－1=1.25×10－3mol

m（Na2SO4）=142g·mol－1×2.50×10－3mol=0.355g

m（H2O2）=34g·mol－1×1.25×10－3mol=0.0425g

n（H2O）=[（1.7700g×25.00mL/100mL）－0.355g－0.0425g]/18g·mol－1

=2.5×10－3mol

x:

y:

z=n（Na2SO4）:

n（H2O2）:

n（H2O）=2:

1:

2

硫酸钠-过氧化氢加合物的化学式为2Na2SO4·H2O2·2H2O

【解析】本题属于物质组成分析与化学综合计算题。

利用氧化还原反应滴定进行成分析，运用元素守恒进行推理计算，兼有溶度积常计算，离子方程式书写。

【备考提示】可见，高三复习还得紧紧抓住元素守恒守恒、质量守恒、电荷守恒、极端分析等化学常用分析方法。

5.［2012·江苏化学卷20］（14分）铝是地壳中含量最高的金属元素，其单质及合金在生产生活中的应用日趋广泛。

（1）真空碳热还原-氯化法可实现由铝矿制备金属铝，其相关的热化学方程式如下：

Al2O3（s）＋AlCl3（g）＋3C（s）=3AlCl（g）＋3CO（g）△H=akJ·mol－1

3AlCl（g）=3Al（l）＋AlCl3（g）△H=bkJ·mol－1

反应Al2O3（s）＋3C（s）=2Al（l）＋3CO（g）的△H=kJ·mol－1（用含a、b的代数式表示）。

Al4C3是反应过程的中间产物。

Al4C3与盐酸反应（产物之一是含氢量最高的烃）的化学方程式。

（2）镁铝合金（Mg17Al12）是一种潜在的贮氢材料，可在氩气保护下，将一定化学计量比的Mg、Al单质在一定温度下熔炼获得。

该合金在一定条件下完全吸氢的反应方程式为

Mg17Al12＋17H2=17MgH2＋12Al。

得到的混合物Y（17MgH2＋12Al）在一定条件下释放出氢气。

熔炼制备镁铝合金（Mg17Al12）时通入氩气的目的是。

在6.0mol·L－1HCl溶液中，混合物Y能完全释放出H2。

1molMg17Al12完全吸氢后得到的混合物Y与上述盐酸完全反应，释放出H2的物质的量为。

在0.5mol·L－1NaOH和1.0mol·L－1MgCl2溶液中，

混合物Y均只能部分放出氢气，反应后残留固体物质X-射线衍射谱图如右图所示（X-射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在，不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同）。

在上述NaOH溶液中，混合物Y中产生氢气的主要物质是

（填化学式）。

（3）铝电池性能优越，Al-AgO电池可用作水下

动力电源，其原理如右下图所示。

该电池反应

的化学方程式为：

。

【参考答案】

（1）

a＋b

Al4C3＋12HCl=4AlCl3＋3CH4↑

（2）

防止MgAl被空气氧化

52mol

Al

（3）2Al＋3AgO＋2NaOH=2NaAlO2＋3Ag＋H2O

【解析】本题以新能源、新材料为背景涉及元素化合物性质、热化学方程式和电极反应方程式的书写、读图读表计算与分析的综合题，是以常见物质相关的化学知识在生产、生活中具体运用的典型试题。

【备考提示】高三复习一定要关注社会、关注生活、关注新能源新材料、关注环境保护与社会发展，适度加强综合训练，把学生的能力培养放在高三复习的第一位。

6.［2012·海南化学卷6］将0.195g锌粉加入到200mL的0.100mol·L-1MO2+溶液中，恰好完全反应，则还原产物可能是

A.MB.M2+C．M3+D.MO2+

B【解析】根据得失电子守恒可计算：

0.195g锌粉（0.003mol）失去的电子为0.006mol；MO2+中M的化合价为+5，设其降低为+x价，则有：

（5-x）×0.02×0.1=0.006，解得x=2，故B选项正确。

7.［2012·海南化学卷7］NA为阿伏加德罗常数的数值，下列说法中正确的是

A．在密闭容器中加入l.5molH2和0.5molN2，充分反应后可得到NH3分子数为NAB．一定条件下，2.3g的Na完全与O2反应生成3.6g产物时失去的电子数为0.1NAC．1.0L的0.1mol·L-1Na2S溶液中含有的S2-离子数为0.1NA

D．标准状况下，22.4L的CCl4中含有的CCl4分子数为NA

B【解析】因合成氨的反应为可逆反应，不能进行到底，A选项错；2.3g钠（0.1mol）不论生成氧化钠还是过氧化钠，都生成+1价的Na+，都会失去0.1mol电子，B选项正确；因S2-离子会水解，使其数目小于0.1NA，C选项错；标准状况下CCl4是液态，不能应用标准状况的气体摩尔体积计算，D选项错。

8.［2012·海南化学卷11］25℃时，amol·L-1一元酸HA与bmol·L-1NaOH等体积混合后，pH为7，则下列关系一定正确的是

A．a=bB．a>bC．c（A-）=c（Na+）D．c（A-）

C【解析】pH为7，说明混合后的溶液显中性，根据溶液中的电荷守恒c（Na+）+c（H+）=c（OH-）+c（A-），可知c（Na+）=c（A-），故C选项正确。

若HA为强酸，则a=b，若HA为弱酸，则应是a>b，现在不知是强酸还是弱酸，故无法确定a和b的关系，故A、B、D选项错误。

9.［2012·海南化学卷13］（8分）氮元素的氢化物和氧化物在工业生产和国防建设中都有广泛应用，回答下列问题：

（1）氮元素原子的L层电子数为；

（2）NH3与NaClO反应可得到肼（N2H4），该反应的化学方程式为；

（3）肼可作为火箭发动机的燃料，与氧化剂N2H4反应生成N2和水蒸气。

已知：

①N2（g）+2O2（g）=N2H4

（1）△H1=-195kJ·mol-1

②

（1）+O2（g）=N2（g）+2H2O△H2=-534.2kJ·mol-1

写出肼和N2H4反应的热化学方程式；

（4）肼一空气燃料电池是一种碱性电池，该电池放电时，负极的反应式为。

【答案】

（1）5

（2）2NH3+NaClO==N2H4+NaCl+H2O

（3）2N2H4

（1）+N2O4

（1）==3N2（g）+4H2O（g）△H=-1048.9kJ·mol-1

（4）2N2H4-4e-+4OH-==2N2+4H2O

【解析】

（1）N原子的原子结构示意图为：

，故其L层上有5个电子；

（2）NH3+NaClO——N2H4，根据元素守恒还应生成NaCl和H2O，观察法可配平方程式为2NH3+NaClO==N2H4+NaCl+H2O；

（3）肼与N2O4反应生成N2和水蒸气：

2N2H4+N2O4==3N2+4H2O，观察已知的两个热方程式可知，②×2-①得：

2N2H4

（1）+N2O4

（1）==3N2（g）+4H2O（g）△H=△H2×2-△H1==-1048.9kJ·mol-1

（4）“肼—空气燃料电池是一种碱性电池”中O2在正极反应，故负极是肼发生反应：

2N2H4-4e-+4OH-==2N2+4H2O。

10.［2012·海南化学卷14］（9分）在FeCl3溶液蚀刻铜箔制造电路板的工艺中，废液处理和资源回收的过程简述如下：

I：

向废液中投入过量铁屑，充分反应后分离出固体和滤液：

II：

向滤液中加入一定量石灰水，调节溶液pH，同时鼓入足量的空气。

己知：

Ksp[Fe（OH）3]=4.0×10-38

回答下列问题：

（1）FeCl3蚀刻铜箔反应的离子方程式为：

（2）过程I加入铁屑的主要作用是，分离得到固体的主要成分是，从固体中分离出铜需采用的方法是；

（3）过程II中发生反应的化学方程式为；

（4）过程II中调节溶液的pH为5，金属离子浓度为。

（列式计算）

【答案】

（1）2Fe3++Cu==2Fe2++Cu2+；

（2）回收铜Cu和Fe加入过量的盐酸后过滤。

（3）FeCl2+Ca（OH）2==CaCl2+Fe（OH）2↓4Fe（OH）2+O2+2H2O==4Fe（OH）3

（4）4.0×10-11mol·L-1

【解析】

（1）Fe3+具有强氧化性，能将Cu氧化，其离子方程式为2Fe3++Cu==2Fe2++Cu2+；

（2）废液中中含有Fe2+和Cu2+，加入过量的铁屑发生的反应为：

Fe+Cu2+=Fe2++Cu，故铁屑的作用是回收铜，分离得到的固体为Cu和Fe的混合物，从中得到铜的方法是先加入过量的盐酸，再过滤。

（3）“向滤液中加入一定量石灰水”发生的反应为：

FeCl2+Ca（OH）2==CaCl2+Fe（OH）2↓；“鼓入足量的空气”发生的反应为：

4Fe（OH）2+O2+2H2O===4Fe（OH）3。

（4）据KSP[Fe（OH）3]=c（Fe3+）·[c（OH-）]3=4.0×10-38，pH=5则c（OH-）＝10-9mol·L-1，可知c（Fe3+）=4.0×10-11mol·L-1。

11.［2012·海南化学卷15］（9分）已知A（g）+B（g）

C（g）+D（g）反应的平衡常数和温度的关系如下：

|温度/℃

700

900

830

1000

1200

平衡常数

1.7

1.1

1.0

0.6

0.4

回答下列问题：

（1）该反应的平衡常数表达式K=，△H0（填“<”“>”“=”）；

（2）830℃时，向一个5L的密闭容器中充入0.20mol的A和0.80mol的B，如反应初始6s内A的平均反应速率v（A）=0．003mol·L-1·s-1。

，则6s时c（A）=mol·L-1，C的物质的量为mol；若反应经一段时间后，达到平衡时A的转化率为，如果这时向该密闭容器中再充入1mol氩气，平衡时A的转化率为；

（3）判断该反应是否达到平衡的依据为（填正确选项前的字母）：

a．压强不随时间改变b.气体的密度不随时间改变

c.c（A）不随时问改变d.单位时间里生成c和D的物质的量相等

（4）1200℃时反应C（g）+D（g）

A（g）+B（g）的平衡常数的值为。

【答案】

（1）

<

（2）0.022mol·L-10.09mol80%80%

（3）c

（4）2.5

【解析】

（1）因反应中的物质都是气体，据平衡常数的定义可知其K=

；由表中数据可知，温度升高，K值减小，说明升高温度向吸热的逆反应方向移动，故正反应为放热反应，即ΔH<0。

（2）υ（A）=0.003mol·L-1·s-1，则6s后A减少的浓度c（A）=υ（A）t=0.018mol·L-1，故剩余的A的浓度为

-0.018mol·L-1=0.022mol·L-1；A减少的物质的量为0.018mol·L-1×5L=0.09mol，根据方程式的系数关系，生成的C的物质的量也为0.09mol。

设830℃达平衡时，转化的A的浓度为x，则：

　　　　　　　　A（g）+B（g）

C（g）+D（g）

起始浓度（mol·L－1）0.040.16　　　0　　0

转化浓度（mol·L－1）x　　x　　　x　　x

平衡浓度（mol·L－1）0.04－x　0.16－x　x　　x

有：

=1，解得x=0.032，故A的转化率α（A）＝

×100%＝80%；由于容器的体积是固定的，通入氩气后各组分的浓度不变，反应速率不改变，平衡不移动。

（3）由于该反应是气体分子数不变的反应，容器中压强、气体的密度都永远不变，故a、b错；c（A）随反应的进行要减小，故c可以；不论是否达平衡，单位时间里生成C和D的物质的量永远相等，故d错。

（4）反应“C（g）+D（g）

A（g）+B（g）”与“A（g）+B（g）

C（g）+D（g）”互为逆反应，平衡常数互为倒数关系，故1200℃时，C（g）+D（g）

A（g）+B（g）的K=

=2.5。

12.［2012·海南化学卷16］（9分）新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入CH4和O2，电解质为KOH溶液。

某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氧化钠辖液电解实验，如图所示。

回答下列问题：

（1）甲烷燃料电池正极、负极的电极反应分别为、。

（2）闭合K开关后，a、b电极上均有气体产生．其中b电极上得到的是，电解氯化钠溶液的总反应方程式为；

（3）若每个电池甲烷通如量为1L（标准状况），且反应完全，则理论上通过电解池的电量为（法拉第常数F=9.65×l04C·mol-1列式计算），最多能产生的氯气体积为L（标准状况）。

【答案】

（1）2O2+4H2O+8e-==8OH-CH4-8e-+10OH-==CO32-+7H2O

（2）H22NaCl+2H2O

2NaOH+H2↑+Cl2↑

（3）3.45×104C4L

【解析】

（1）在碱性溶液中，甲烷燃料电池的总反应式为：

CH4+2O2+2OH-==CO32-+3H2O，正极是：

2O2+4H2O+8e-==8OH-，负极是：

CH4-8e-+10OH-==CO32-+7H2O。

（2）b电极与通入甲烷的电极相连，作阴极，是H+放电，生成H2；电解氯化钠溶液的总反应方程式为：

2NaCl+2H2O

2NaOH+H2↑+Cl2↑。

（3）根据得失电子守恒，可得：

1molCH4～8mole-～4molCl2，故若每个电池甲烷通入量为1L（标准状况），生成4LCl2；电解池通过的电量为

×8×9.65×l04C·mol-1=3.45×104C（题中虽然有两个燃料电池，但电子的传递量只能用一个池的甲烷量计算）。

13.［2012·海南化学卷19-II］（14分）铜在我国有色金属材料的消费中仅次于铝，广泛地应用于电气、机械制造、国防等领域。

回答下列问题：

（1）铜原子基态电子排布式为；

（2）用晶体的x射线衍射法可以测得阿伏加德罗常数。

对金属铜的测定得到以下结果：

晶胞为面心立方最密堆积，边长为361pm。

又知铜的密度为9.00g·cm-3，则镉晶胞的体积是

cm3、晶胞的质量是g，阿伏加德罗常数为（列式计算，己知Ar（Cu）=63.6）；

（3）氯和钾与不同价态的铜可生成两种化合物，这两种化合物都可用于催化乙炔聚合，其阴离子均为无限长链结构（如下图），a位置上Cl原子的杂化轨道类型为。

已知其中一种化合物的化学式为KCuCl3，另一种的化学式为；

（4）金属铜单独与氨水或单独与过氧化氢都不能反应，但可与氨水和过氧化氢的混合溶液反应，其原因是，反应的化学方应程式为。

【答案】

（1）1s22s22p63s23p63d104s1

（2）4.7×10-23cm34.23×10-22gAr（Cu）=63.6g/mol=

×NA，得NA=6.01×1023mol-1。

（3）sp3K2CuCl3

（4）过氧化氢为氧化剂，氨与Cu形成配离子，两者相互促进使反应进行；

Cu+H2O2+4NH3=Cu（NH3）42++2OH—

【解析】

（1）铜是29号元素，其基态原子的电子排布式为：

1s22s22p63s23p63d104s1。

（2）铜的晶胞为面心立方最密堆积，一个晶胞能分摊到4个Cu原子；1pm=10-10cm，故一个晶胞的体积为（361×10-10cm）3=4.7×10-23cm3；一个晶胞的质量为4.7×10-23cm3×9.00g·cm-3=4.23×10-22g；由Ar（Cu）=63.6g/mol=

×NA，得NA=6.01×1023mol-1。

（3）KCuCl3中Cu元素的化合价为+2，则另一种无限长链结构中的Cu元素的化合价为+1，CuCl3原子团的化合价为-2，故其化学式为K2CuCl3。

（4）“金属铜单独与氨水或单独与过氧化氢都不能反应，但可与氨水和过氧化氢的混合溶液反应”，这是两种物质共同作用的结果：

过氧化氢具有强氧化性，而氨水能与Cu2+形成配合物。

14.［2012·海南化学卷20-II］

【答案】

（1）液化、分馏与C反应后除去CO2C+H2O

CO+H2、CH4+H2O

CO+3H2

（2）合成塔N2+3H2

2NH3

（3）冷却塔n高温气体由冷却塔的上端进入，冷却水应从下端进入，逆向冷却效果好

（4）将液氨和未反应的原料分离

（5）13.8

【解析】

（1）利用空气中氮气的沸点比氧气的沸点低，先将空气加压降温变成液态，然后再加热，使氮气首先从液态空气中蒸发出来，留下的就是液态氧气。

故分离方法是液化和分馏。

另一种方法是将空气与C反应后除去CO2。

采用煤和天然气制备H2的方程式为：

C+H2O

CO+H2、CH4+H2O

CO+3H2。

（2）合成氨的设备为合成塔；发生的反应是N2+3H2

2NH3。

（3）冷凝分离氨气的设备为冷却塔；为了增强冷却效果，冷却水应从下端进入，逆向冷却效果好。

（4）设备c是分离器，能将液氨和未反应的原料分离。

（5）设CO、H2O的起始浓度分别为x、y，且CO的转化率为90%，则：

CO2（g）＋H