高一化学下讲义1

高中化学常见计算

一.化学计算的技巧

一般指的是各种基本计算技能的巧用。主要有?①关系式法,②方程或方程组法,③守恒法,④差量法,⑤平均值法,⑥极值法,⑦讨论法,⑧十字交叉法等。

一、关系式法

关系式法是根据化学方程式计算的巧用,其解题的核心思想是化学反应中质量守恒,各反应物与生成物之间存在着最基本的比例(数量)关系。

【例题1】 某种H 和CO 的混合气体,其密度为相同条件下

再通入过量O2,最后容器中固体质量增加了 [ ]

A .3.2 g B.4.4 g C .5.6 g D.6.4 g 分析:此题宜根据以下关系式巧解:

固体增加的质量即为H2的质量。

固体增加的质量即为CO 的质量。

所以,最后容器中国体质量增加了3.2g ,应选A 。 解析此题估算即可。解题关键是找出反应中量的关系。

3+

【例题2】 FeS2与硝酸反应产物有Fe 和H 2SO 4,若反应中FeS2和HNO3物质的量之

比是1∶8时,则HNO 3的唯一还原产物是 [ ]

A .NO 2 B.NO C.N 2O D.N 2O 3

分析:此题运用氧化还原关系式计算。反应中FeS 2和HNO 3的物质的量之比是1∶8,由于生成了Fe (NO 3)3,则FeS 2和被还原的HNO3的物质的量之比是1∶5。

设N 元素的变价为x ,可列以下氧化还原关系式并解析:

该题关键是找出隐含的关系。 二、方程或方程组法

根据质量守恒和比例关系,依据题设条件设立未知数,列方程或方程组求解,是化学计算中最常用的方法,其解题技能也是最重要的计算技能。

*【例题3】 (MCE 1999—24)用惰性电极电解M (NO 3)x 的水溶液,当阴极上增重a g时,在阳极上同时产生bL 氧气(标准状况),从而可知M 的原子量为 [ ]

分析:方程或方程组法是最常用最不易出错的化学计算方法。 阴阳两极的电极反应: 阴极:4Mx++4xe=4M

阳极:4xOH--4xe=2xH2O+xO2↑ 设M 的原子量为y

正确答案是C 。

【例题4】 有某碱金属M 及其相应氧化物的混合物共10 g

,跟足量水充分反应后,

小心地将溶液蒸干,得到14 g无水晶体。该碱金属M 可能是 [ ]

A .锂B .钠C .钾D .铷

(锂、钠、钾、铷的原子量分别为:6.94、23、39、85.47)

分析:碱金属及其氧化物跟水反应的反应式关系分别是:2M+2H2O=2MOH+H2↑ M 2O+H2O=2MOH 此题有多种解法。

有以下特殊解法:设M 的原子量为x

解得 42.5>x >14.5

分析所给锂、钠、钾、铷的原子量,推断符合题意的正确答案是B 、C 。

三、守恒法

化学方程式既然能够表示出反应物与生成物之间物质的量、质量、气体体积之间的数量关系,就必然能反映出化学反应前后原子个数、电荷数、得失电子数、总质量等都是守恒的。巧用守恒规律,常能简化解题步骤、准确快速将题解出,收到事半功倍的效果。 *【例题5】 某烃0.1mol ,与在标准状况下为20 L的氧气(过量)充分反应后,迅速将混合气体通入足量Na2O2粉末中,在一定设备中使气体完全反应,此时粉末增重15 g。经处理后得到气体14.4 L (标准状况)。该烃能使溴水褪色,试通过计算求出该烃的分子式,并写出可能的结构简式。

此题解法颇多,运用守恒法妙解 解:设该烃的分子量为M

经分析可推断14.4 L气体均为氧气。根据质量守恒:

解得M=70

所以该烃化学式为C 5H 10。因为该烃能使溴水褪色,故为烯烃。戊烯共有5种可能的结构简式:①CH2=CH—CH2—CH2—CH3

②CH3—CH=CH—CH2—CH3

*【例题6】 酸雨是因为过度燃烧煤和石油,生成的硫的氧化物与氮的氧化物溶于水生成硫酸和硝酸的缘故。某次雨水的分析数据如下:

[Cl-]=6.0×10-6mol/L [Na+]=3.0×10-6mol/L

则此次雨水的pH 大约为 [ ]

A .3 B.4 C.5 D.6

此题结合环保考查化学计算,解题关键是我们应根据雨水中阴、阳离子所带负、正电荷守恒(溶液呈电中性)解析,建立解题思维

根据电荷守恒:

pH=-lg[H+]=5-lg8≈4 此题的正确答案为B 。 四、差量法

找出化学反应前后某种差量和造成这种差量的实质及其关系,列出比例式求解的方法,即为差量法。其差量可以是质量差、气体体积差、压强差等。

差量法的实质是巧用化学方程式计算的巧用。此法的突出的优点是:只要找出差量,就可求出各反应物消耗的量或各生成物生成的量。

【例题7】 (TCE 1995—15)加热碳酸镁和氧化镁的混合物mg ,使之完全反应,得

剩余物ng ,则原混合物中氧化镁的质量分数为 [ ]

此题宜用差量法解析: 设MgCO3的质量为x MgCO 3

gO+CO2↑混合物质量减少

应选A 。

【例题8】 150℃时,将1L 混合烃与9L 氧气混合,在密闭容器内充分燃烧,当恢

复至150℃,体积恒定时,容器内压强增大8%,则该混合烃的组成是 [ ]

A .甲烷与乙烷体积比是1∶4 B .丙炔与乙炔体积比是1∶4 C .乙烯与丁烷体积比是1∶4 D .乙烯与丁烯体积比是1∶4

分析:此题考查思维的灵活性及严密性。宜运用差量法解析。应注意:①150℃时水呈气态,②容器内压强增大8%即为气体物质的量增大8%。

设此混合烃的平均分子组成为CxHy

根据氢原子数判断,选项A 、B 可排除。

运用十字交叉法,推断C 、D 中哪个选项符合题意?

此题正确答案为D 。

运用差量法求出组成中平均氢原子数是7.2,是解题关键。 五、平均值法

平均值法是巧解方法,它也是一种重要的解题思维和解题

断MA 或MB 的取值范围,从而巧妙而快速地解出答案。

【例题9】由锌、铁、铝、镁四种金属中的两种组成的混合物10 g与足量的盐酸反应产生的氢气在标准状况下为11.2 L,则混合物中一定含有的金属是 [ ]

A .锌B .铁C .铝D .镁

分析:此题可运用平均值法巧解。各金属跟盐酸反应的关系式分别为: Zn —H 2↑ Fe—H 2↑ 2Al —3H 2↑ Mg—H 2↑

若单独跟足量盐酸反应,生成11.2LH2(标准状况)需各金属质量分别为:Zn ∶32.5g ;Fe ∶28 g ;Al ∶9g ;Mg ∶12g 。其中只有铝的质量小于10g ,其余均大于10g ,说明必含有的金属是铝。应选C 。

*【例题10】 含有杂质的乙烯2.8 g,与氢气发生加成反应时,充分反应后用去氢

气0.25 g,则乙烯中所含杂质可能是 [ ]

A .乙炔 B.1,3-丁二烯 C .丙烷 D.甲烷

分析:此题考查有机物分子式的确定,解析此题的思路是可运用反应量平均值法解析 由于2.8 g 纯乙烯加氢消耗氢气质量为0.20g ,已知2.8g 样品气体加氢用去氢气0.25g ,说明2.8g 杂质加氢消耗氢气质量必大于0.25g 。

丙烷、甲烷不能发生加成反应。

正确答案是A 。

【例题11】 现有某氯化物与氯化镁的混合物,取3.8g 粉末完全溶于水后,与足量

的硝酸银溶液反应后得到12.4 g氯化银沉淀,则该混合物中的另一氯化物是 [ ]

A .LiCl B.

KCl

C .CaCl 2 D.AlCl 3

分析:若3.8g 纯MgCl 2生成AgCl 沉淀的质量为:

说明3.8g 纯净某氯化物所生成AgCl 沉淀质量必大于12.4 g。 即1molCl-所结合其它金属阳离子质量应小于12 g(Mg2+质量)。 因为1molCl-所结合Li+、K+、Ca2+Al3+质量分别为7g 、39g 、20g 、9g 。 所以LiCl 、AlCl3为可能。

选A 、D 不正确。因为:1molCl-结合Li+、Al3+的质量小于12g 并不是充分必要条件,还必须分别严密计算3.8gLiCl 、3.8gAlCl3分别生成AgCl 沉淀的质量是否大于12.4g 。

3.8gLiCl 生成AgCl 沉淀质量为:

3.8g lCl3生成AgCl 沉淀质量为:

所以只有A 选项符合题意。此题既考查思维的敏捷性,又考查思维的严密性。 六、极值法

巧用数学极限知识进行化学计算的方法,极值法即化学与数学极限运算的结合的方法。 *【例题12】 有一系列α-氨基酸按如下特点排列:

该同系列中所含碳元素的质量分数最大值接近 [

]

A .32.0% B.46.6% C .85.7% D.92.3%

分析:此题欲求w (C )的最大值,明显为求极值问题。仔细审题,认真分析此一系列α-氨基酸的结构特点。

此题可以用极限法求碳元素质量分数的最大值。 该同系列通式为:

若n →∞

正确答案为C 。 七、十字交叉法

若用A 、B 分别表示二元混合物两种组分的量,混合物总量为A+B(例如mol )。 若用xa 、xb 分别表示两组分的特性数量(例如分子量),x 表示混合物的特性数量(例如相对平均分子质量)则有:

十字交叉法是二元混合物(或组成)计算中的一种特殊方法,它由二元一次方程计算演变而成。若已知两组分量和这两个量的平均值,求这两个量的比例关系等,多可运用十字交叉法计算。

使用十字交叉法的关键是必须符合二元一次方程关系,能列出二元一次方程。它多用于下列计算?(特别要注意避免不明化学涵义而滥用。)

①有关两种同位素原子个数比的计算。 ②有关混合物组成及平均式量的计算。 ③有关混合烃组成的求算。

④有关某组分质量分数或溶液稀释的计算等。

【例题13】 已知自然界中铱有两种质量数分别为191和193的同位素,而铱的相

对平均原子质量为192.22,这两种同位素的原子个数比应为 [ ]

A .39∶61 B.61∶39 C .1∶1 D.39∶11

分析:此题可列二元一次方程求解,但运用十字交叉法最快捷:

【例题14】 一定量的乙醇在氧气不足的情况下燃烧,得到CO 、CO2和水的总质量为27.6g ,若其中水的质量为10.8g ,则CO 的质量是 [ ]

A .1.4g B.2.2g

C .4.4g D.在2.1g 和4.4g 之间

分析:此题考查有机物的不完全燃烧,解析过程中可运用十字交叉法:(方法一)CO 与CO2总质量:27.6g-10.8g=16.8g

生成CO 、CO2共0.2 mol×2=0.4 mol

m (CO )=28 g/mol×0.05 mol=1.4 g

答案:A

另一种解法:(方法二)

列关系式C2H5OH ——3H2O

1mol 54 g

x 10.8g

解得x=0.2mol

设0.2 mol乙醇不充分燃烧,生成CO 、CO2的物质的量分别为y 、z

则CO 质量为:

28g/mol×0.05 mol=1.4g

还有其他解法。

【例题15】 右图中横坐标表示完全燃烧时耗用可燃气体X (X=A、B 、C )的物质的量

n (X ),纵坐标表示消耗O2的物质的量n (O2),A 、B 是两种可燃性气体,C 是A 和B 图6-1

的混合气体,则C 中n (A )∶n (B )为

[ ]

A .2∶1 B.1∶

2

C .1∶1 D.任意比

分析:仔细地观察图示,认真地分析数据, 分析图象可以看出:

1molA 完全燃烧消耗0.5 molO2

1molB 完全燃烧消耗2 molO2

1molC (C 是A 、B 混合气)完全燃烧消耗1molO2

可以利用1mol 气体燃烧耗O2进行十字交叉计算:

应选A

此题较全面地测试了观察能力、自学能力和思维能力。如何快速解出此题。

八、讨论法

讨论法是一种发现思维的方法。解计算题时,若题设条件充分,则可直接计算求解;

若题设条件不充分,则需采用讨论的方法,计算加推理,将题解出。

【例题16】 在30mL 量筒中充满NO 2和O 2的混合气体,倒立于水中使气体充分反应,

最后剩余5mL 气体,求原混合气中氧气的体积是多少毫升?

分析:最后5mL 气体可能是O 2,也可能是NO ,此题需用讨论法解析。

因为:最后剩余5mL 气体可能是O 2;也可能是NO ,若是NO ,则说明NO 2过量15mL 。

解法(一):

设30mL 原混合气中含NO2、O2的体积分别为x 、y

4NO 2+O2+2H2O=4HNO3

原混合气体中氧气的体积可能是10mL 或3mL 。

解法(二):

设原混合气中氧气的体积为y (mL )

(1)设O2过量:根据4NO2+O2+2H2O=4HNO3,则O2得电子数等于NO2失电子数。

(y-5)×4=(30-y )×1

解得y=10(mL )

(2)若NO2过量:

4NO 2+O2+2H2O=4HNO3

4y y

3NO 2+H2O=2HNO3+NO

5

因为在全部(30-y )mLNO2中,有5mLNO2得电子转变为NO ,其余(30-y-5)mLNO2都

失电子转变为HNO3。

O 2得电子数+(NO2→NO )时得电子数等于(NO2→HNO3)时失电子数。

解法(一)是讨论法结合方程组法。

解法(二)根据得失电子守恒,利用阿伏加德罗定律转化信息,将体积数转化为物质

的量简化计算。凡氧化还原反应,一般均可利用电子得失守恒法进行计算。

无论解法(一)还是解法(二),由于题给条件不充分,均需结合讨论法进行求算。

4y+5×2=(30-y-5)×1

解得y=3(mL )

原氧气体积可能为10mL 或3mL

【小结】以上逐一介绍了一些主要的化学计算的技能技巧。解题没有一成不变的方法

模式。但从解决化学问题的基本步骤看,我们应建立一定的基本思维模式。“题示信息十基

础知识十逻辑思维”就是这样一种思维模式,它还反映了解题的基本能力要求,所以有人称

之为解题的“能力公式”。希望同学们建立解题的基本思维模式,深化基础,活化思维,优

化素质,跳起来摘取智慧的果实。

总结:进行化学计算的基本步骤:

(1)认真审题,挖掘题示信息。

(2)灵活组合,运用基础知识。

(3)充分思维,形成解题思路。

(4)选择方法,正确将题解出。

精选题

一、选择题

1.0.25molCa (OH )2跟0.3molH3PO4在一定条件下充分反应,得到CaHPO4和Ca (H2PO4)

2,则这两种产物的物质的量之比为

[ ]

A .1∶1 B.2∶1

C .1∶2 D.4∶1

2.由KCl 和KBr 组成的混合物,取2.00g 样品制成水溶液,加入足量的硝酸后,再加

入过量的AgNO3溶液,沉淀完全后过滤,得到干燥的卤化银的质量如四个选项所示,其中数

据合理的是 [ ]

A .3.06g B.3.36g

C .3.66g D.3.96g

3.有Na2CO3和K2CO3的混合物2.44g ,溶于水后加入足量的CaCl2溶液,反应后得到

CaCO3沉淀2.00 g,混合物中Na2CO3和K2CO3物质的量之比是

[ ]

A .1∶1 B.1∶2

C .1∶3 D.1∶4

4.靛青的各元素的质量分数如下:C73.3%,H3.8%,N10.7%,O12.2%。由此可知

靛青的最简式为

[ ]

A .C8H5NO B.C2H2NO

C .C6H4NO D.C7H4NO

5.把50mL70%HNO3(密度为1.40g/cm3)加水稀释配成7mol/L稀HNO3(密度为

1.26g/cm3)。则所加水的体积为

[ ]

A .50mL B.<50mL

C .>50 mL D.无法确定

6.1L 标准状况下的某气态烃与一定量氧气恰好完全反应,生成的二氧化碳和水蒸气换

算成标准状况下的体积为bL ,冷却到标准状况下则气体体积变为aL 。则用a 、b 表示该烃分

子中碳、氢的原子个数比为 [ ]

A .a ∶b

B .a ∶(a-h )

C .a ∶(b-2a )

D .a ∶2(b-a )

7.室温时pH=a的醋酸溶液与pH=b的氢氧化钠溶液等体积混合,恰好完全反应,则该

溶液中醋酸的电离度可以表示为

[ ]

A .10(a+b-12)%

B .10(a+b-14)%

C .10(16-a-b )%

D .10(14-a-b )%

8.在滴有甲基橙试剂的50mL0.05mol/L的一元强酸溶液中,滴入 0.1mol/L的烧碱溶

液,当滴至橙色刚好变为黄色时,所用烧碱溶液的体积为

[ ]

A .大于25mL

B .小于25mL

C .等于25mL

D .无法确定

9.将0.1mol 下列物质分别溶于1L 水中,充分搅拌后,溶液中阴离子和阳离子总数最

多的是 [ ]

A .Na2S B.Ba (OH )2

C .Na2SO4 D.NaHSO4

10.30℃时,某硫酸铜溶液若保持温度不变,无论是加入25g 蓝矾还是蒸发掉55g 水

后,均可得到饱和溶液。则30℃时,硫酸铜的溶解度为

[ ]

A .25g B.35g

C .45g D.55g

11.把一定量的过氧化钠加入90g 水中,最后过氧化钠完全反应时有0.5mol 电子发生

转移,则所得氢氧化钠溶液的质量分数为

[ ]

A .16.53% B.19.70%

C .31.01% D.33.0%

12.将100 g浓度为18mol/L,密度为ρg/cm3的浓硫酸注入到一定量的水中稀释成

9mol/L的硫酸,则水的体积为

[ ]

A .小于100mL

B .等于100mL

C .大于100mL

D .无法确定

13.28g 铜、银合金与足量的浓硝酸完全反应,放出的气体与2.24 L 的O2(标准状况)

混合,通入水中,恰好完全吸收,则合金中Cu 与Ag 的物质的量之比为

[ ]

A .1∶1 B.1∶2

C .2∶1 D.无法计算

14.托盘天平两端各放一个质量相等的烧杯,内盛4mol/L的盐酸溶液50mL ,调节至天

平指针指向标尺中央。分别向烧杯中加入下列各种物质,反应完毕天平仍为平衡的是

[ ]

A .6.5gFe 和0.1molZn

B .0.1mol Fe和0.1molZn

C .0.1molFe 和5.6gZn

D .0.1molNa 和0.1molMg

15.在3BrF3+5H2O=Br2+HBrO3+O2↑+9HF化学反应中,若有10.8g 水被氧化,则被水

还原的BrF3的物质的量是

[ ]

A .0.4mol B.0.6mol

C .0.8mol D.1.0mol

16.标准状况下,11.2 L由甲烷、甲醛、乙烷组成的混合气体完全燃烧后,生成相同

状况下CO215.68L ,混合气体中乙烷所占体积分数为

[ ]

A .80% B.60%

C .40% D.20%

17.一定量某物质的溶液,其溶质的质量分数为0.2a ,当加入等体积的水稀释后,其

质量分数小于0.1a ,则原溶液的密度

[ ]

A .大于水的密度

B .等于水的密度

C .小于水的密度

D .无法确定

18.某温度下,将Cl2通入NaOH 溶液中,反应得到NaCl 、NaClO 、NaClO3的混合溶液,

经测定ClO-与ClO3-的浓度之比为1∶3,则此反应中被还原的氯元素与被氧化的氯元素原

子的物质的量之比为 [ ]

A .21∶5 B.11∶3

C .3∶1 D.4∶1

二、非选择题

现有某一铵盐,为测定其氮的质量分数,称取铵盐样品2.55g ,溶于水后,再加入足量

HCHO 溶液配成100mL 溶液。充分反应后,从中取出5.00mL 溶液,用0.100mol ·L-1的NaOH

溶液进行中和滴定,恰好用去19.5mL 。试求该铵盐中氮元素的质量分数为______。(保留3

位有效数字)

20.硝酸工业尾气中NO 、NO2被NaOH 溶液吸收的主要反应为:

2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O,NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O。若用纯碱溶液处理尾气,反应类

似,生成NaNO2、NaNO3,同时放出CO2。

(1)现有标准状况下aLNO2(其中N2O4的体积分数为20%)和bLNO 的混合气体恰好

被200mLNa2CO3溶液完全吸收,则a 、b 应满足的关系是______,Na2CO3溶液的物质的量浓

度是______mol·L-1。

(2)若有标准状况下氮氧化物的混合气体2.016L 恰好与1mol ·L-1的Na2CO3溶液50mL

完全反应,且生成的NaNO2与NaNO3的物质的量之比为4∶1,则混合气体中N2O4与NO2的

体积比为______。

高中化学常见计算

一.化学计算的技巧

一般指的是各种基本计算技能的巧用。主要有?①关系式法,②方程或方程组法,③守恒法,④差量法,⑤平均值法,⑥极值法,⑦讨论法,⑧十字交叉法等。

一、关系式法

关系式法是根据化学方程式计算的巧用,其解题的核心思想是化学反应中质量守恒,各反应物与生成物之间存在着最基本的比例(数量)关系。

【例题1】 某种H 和CO 的混合气体,其密度为相同条件下

再通入过量O2,最后容器中固体质量增加了 [ ]

A .3.2 g B.4.4 g C .5.6 g D.6.4 g 分析:此题宜根据以下关系式巧解:

固体增加的质量即为H2的质量。

固体增加的质量即为CO 的质量。

所以,最后容器中国体质量增加了3.2g ,应选A 。 解析此题估算即可。解题关键是找出反应中量的关系。

3+

【例题2】 FeS2与硝酸反应产物有Fe 和H 2SO 4,若反应中FeS2和HNO3物质的量之

比是1∶8时,则HNO 3的唯一还原产物是 [ ]

A .NO 2 B.NO C.N 2O D.N 2O 3

分析:此题运用氧化还原关系式计算。反应中FeS 2和HNO 3的物质的量之比是1∶8,由于生成了Fe (NO 3)3,则FeS 2和被还原的HNO3的物质的量之比是1∶5。

设N 元素的变价为x ,可列以下氧化还原关系式并解析:

该题关键是找出隐含的关系。 二、方程或方程组法

根据质量守恒和比例关系,依据题设条件设立未知数,列方程或方程组求解,是化学计算中最常用的方法,其解题技能也是最重要的计算技能。

*【例题3】 (MCE 1999—24)用惰性电极电解M (NO 3)x 的水溶液,当阴极上增重a g时,在阳极上同时产生bL 氧气(标准状况),从而可知M 的原子量为 [ ]

分析:方程或方程组法是最常用最不易出错的化学计算方法。 阴阳两极的电极反应: 阴极:4Mx++4xe=4M

阳极:4xOH--4xe=2xH2O+xO2↑ 设M 的原子量为y

正确答案是C 。

【例题4】 有某碱金属M 及其相应氧化物的混合物共10 g

,跟足量水充分反应后,

小心地将溶液蒸干,得到14 g无水晶体。该碱金属M 可能是 [ ]

A .锂B .钠C .钾D .铷

(锂、钠、钾、铷的原子量分别为:6.94、23、39、85.47)

分析:碱金属及其氧化物跟水反应的反应式关系分别是:2M+2H2O=2MOH+H2↑ M 2O+H2O=2MOH 此题有多种解法。

有以下特殊解法:设M 的原子量为x

解得 42.5>x >14.5

分析所给锂、钠、钾、铷的原子量,推断符合题意的正确答案是B 、C 。

三、守恒法

化学方程式既然能够表示出反应物与生成物之间物质的量、质量、气体体积之间的数量关系,就必然能反映出化学反应前后原子个数、电荷数、得失电子数、总质量等都是守恒的。巧用守恒规律,常能简化解题步骤、准确快速将题解出,收到事半功倍的效果。 *【例题5】 某烃0.1mol ,与在标准状况下为20 L的氧气(过量)充分反应后,迅速将混合气体通入足量Na2O2粉末中,在一定设备中使气体完全反应,此时粉末增重15 g。经处理后得到气体14.4 L (标准状况)。该烃能使溴水褪色,试通过计算求出该烃的分子式,并写出可能的结构简式。

此题解法颇多,运用守恒法妙解 解:设该烃的分子量为M

经分析可推断14.4 L气体均为氧气。根据质量守恒:

解得M=70

所以该烃化学式为C 5H 10。因为该烃能使溴水褪色,故为烯烃。戊烯共有5种可能的结构简式:①CH2=CH—CH2—CH2—CH3

②CH3—CH=CH—CH2—CH3

*【例题6】 酸雨是因为过度燃烧煤和石油,生成的硫的氧化物与氮的氧化物溶于水生成硫酸和硝酸的缘故。某次雨水的分析数据如下:

[Cl-]=6.0×10-6mol/L [Na+]=3.0×10-6mol/L

则此次雨水的pH 大约为 [ ]

A .3 B.4 C.5 D.6

此题结合环保考查化学计算,解题关键是我们应根据雨水中阴、阳离子所带负、正电荷守恒(溶液呈电中性)解析,建立解题思维

根据电荷守恒:

pH=-lg[H+]=5-lg8≈4 此题的正确答案为B 。 四、差量法

找出化学反应前后某种差量和造成这种差量的实质及其关系,列出比例式求解的方法,即为差量法。其差量可以是质量差、气体体积差、压强差等。

差量法的实质是巧用化学方程式计算的巧用。此法的突出的优点是:只要找出差量,就可求出各反应物消耗的量或各生成物生成的量。

【例题7】 (TCE 1995—15)加热碳酸镁和氧化镁的混合物mg ,使之完全反应,得

剩余物ng ,则原混合物中氧化镁的质量分数为 [ ]

此题宜用差量法解析: 设MgCO3的质量为x MgCO 3

gO+CO2↑混合物质量减少

应选A 。

【例题8】 150℃时,将1L 混合烃与9L 氧气混合,在密闭容器内充分燃烧,当恢

复至150℃,体积恒定时,容器内压强增大8%,则该混合烃的组成是 [ ]

A .甲烷与乙烷体积比是1∶4 B .丙炔与乙炔体积比是1∶4 C .乙烯与丁烷体积比是1∶4 D .乙烯与丁烯体积比是1∶4

分析:此题考查思维的灵活性及严密性。宜运用差量法解析。应注意:①150℃时水呈气态,②容器内压强增大8%即为气体物质的量增大8%。

设此混合烃的平均分子组成为CxHy

根据氢原子数判断,选项A 、B 可排除。

运用十字交叉法,推断C 、D 中哪个选项符合题意?

此题正确答案为D 。

运用差量法求出组成中平均氢原子数是7.2,是解题关键。 五、平均值法

平均值法是巧解方法,它也是一种重要的解题思维和解题

断MA 或MB 的取值范围,从而巧妙而快速地解出答案。

【例题9】由锌、铁、铝、镁四种金属中的两种组成的混合物10 g与足量的盐酸反应产生的氢气在标准状况下为11.2 L,则混合物中一定含有的金属是 [ ]

A .锌B .铁C .铝D .镁

分析:此题可运用平均值法巧解。各金属跟盐酸反应的关系式分别为: Zn —H 2↑ Fe—H 2↑ 2Al —3H 2↑ Mg—H 2↑

若单独跟足量盐酸反应,生成11.2LH2(标准状况)需各金属质量分别为:Zn ∶32.5g ;Fe ∶28 g ;Al ∶9g ;Mg ∶12g 。其中只有铝的质量小于10g ,其余均大于10g ,说明必含有的金属是铝。应选C 。

*【例题10】 含有杂质的乙烯2.8 g,与氢气发生加成反应时,充分反应后用去氢

气0.25 g,则乙烯中所含杂质可能是 [ ]

A .乙炔 B.1,3-丁二烯 C .丙烷 D.甲烷

分析:此题考查有机物分子式的确定,解析此题的思路是可运用反应量平均值法解析 由于2.8 g 纯乙烯加氢消耗氢气质量为0.20g ,已知2.8g 样品气体加氢用去氢气0.25g ,说明2.8g 杂质加氢消耗氢气质量必大于0.25g 。

丙烷、甲烷不能发生加成反应。

正确答案是A 。

【例题11】 现有某氯化物与氯化镁的混合物,取3.8g 粉末完全溶于水后,与足量

的硝酸银溶液反应后得到12.4 g氯化银沉淀,则该混合物中的另一氯化物是 [ ]

A .LiCl B.

KCl

C .CaCl 2 D.AlCl 3

分析:若3.8g 纯MgCl 2生成AgCl 沉淀的质量为:

说明3.8g 纯净某氯化物所生成AgCl 沉淀质量必大于12.4 g。 即1molCl-所结合其它金属阳离子质量应小于12 g(Mg2+质量)。 因为1molCl-所结合Li+、K+、Ca2+Al3+质量分别为7g 、39g 、20g 、9g 。 所以LiCl 、AlCl3为可能。

选A 、D 不正确。因为:1molCl-结合Li+、Al3+的质量小于12g 并不是充分必要条件,还必须分别严密计算3.8gLiCl 、3.8gAlCl3分别生成AgCl 沉淀的质量是否大于12.4g 。

3.8gLiCl 生成AgCl 沉淀质量为:

3.8g lCl3生成AgCl 沉淀质量为:

所以只有A 选项符合题意。此题既考查思维的敏捷性,又考查思维的严密性。 六、极值法

巧用数学极限知识进行化学计算的方法,极值法即化学与数学极限运算的结合的方法。 *【例题12】 有一系列α-氨基酸按如下特点排列:

该同系列中所含碳元素的质量分数最大值接近 [

]

A .32.0% B.46.6% C .85.7% D.92.3%

分析:此题欲求w (C )的最大值,明显为求极值问题。仔细审题,认真分析此一系列α-氨基酸的结构特点。

此题可以用极限法求碳元素质量分数的最大值。 该同系列通式为:

若n →∞

正确答案为C 。 七、十字交叉法

若用A 、B 分别表示二元混合物两种组分的量,混合物总量为A+B(例如mol )。 若用xa 、xb 分别表示两组分的特性数量(例如分子量),x 表示混合物的特性数量(例如相对平均分子质量)则有:

十字交叉法是二元混合物(或组成)计算中的一种特殊方法,它由二元一次方程计算演变而成。若已知两组分量和这两个量的平均值,求这两个量的比例关系等,多可运用十字交叉法计算。

使用十字交叉法的关键是必须符合二元一次方程关系,能列出二元一次方程。它多用于下列计算?(特别要注意避免不明化学涵义而滥用。)

①有关两种同位素原子个数比的计算。 ②有关混合物组成及平均式量的计算。 ③有关混合烃组成的求算。

④有关某组分质量分数或溶液稀释的计算等。

【例题13】 已知自然界中铱有两种质量数分别为191和193的同位素,而铱的相

对平均原子质量为192.22,这两种同位素的原子个数比应为 [ ]

A .39∶61 B.61∶39 C .1∶1 D.39∶11

分析:此题可列二元一次方程求解,但运用十字交叉法最快捷:

【例题14】 一定量的乙醇在氧气不足的情况下燃烧,得到CO 、CO2和水的总质量为27.6g ,若其中水的质量为10.8g ,则CO 的质量是 [ ]

A .1.4g B.2.2g

C .4.4g D.在2.1g 和4.4g 之间

分析:此题考查有机物的不完全燃烧,解析过程中可运用十字交叉法:(方法一)CO 与CO2总质量:27.6g-10.8g=16.8g

生成CO 、CO2共0.2 mol×2=0.4 mol

m (CO )=28 g/mol×0.05 mol=1.4 g

答案:A

另一种解法:(方法二)

列关系式C2H5OH ——3H2O

1mol 54 g

x 10.8g

解得x=0.2mol

设0.2 mol乙醇不充分燃烧,生成CO 、CO2的物质的量分别为y 、z

则CO 质量为:

28g/mol×0.05 mol=1.4g

还有其他解法。

【例题15】 右图中横坐标表示完全燃烧时耗用可燃气体X (X=A、B 、C )的物质的量

n (X ),纵坐标表示消耗O2的物质的量n (O2),A 、B 是两种可燃性气体,C 是A 和B 图6-1

的混合气体,则C 中n (A )∶n (B )为

[ ]

A .2∶1 B.1∶

2

C .1∶1 D.任意比

分析:仔细地观察图示,认真地分析数据, 分析图象可以看出:

1molA 完全燃烧消耗0.5 molO2

1molB 完全燃烧消耗2 molO2

1molC (C 是A 、B 混合气)完全燃烧消耗1molO2

可以利用1mol 气体燃烧耗O2进行十字交叉计算:

应选A

此题较全面地测试了观察能力、自学能力和思维能力。如何快速解出此题。

八、讨论法

讨论法是一种发现思维的方法。解计算题时,若题设条件充分,则可直接计算求解;

若题设条件不充分,则需采用讨论的方法,计算加推理,将题解出。

【例题16】 在30mL 量筒中充满NO 2和O 2的混合气体,倒立于水中使气体充分反应,

最后剩余5mL 气体,求原混合气中氧气的体积是多少毫升?

分析:最后5mL 气体可能是O 2,也可能是NO ,此题需用讨论法解析。

因为:最后剩余5mL 气体可能是O 2;也可能是NO ,若是NO ,则说明NO 2过量15mL 。

解法(一):

设30mL 原混合气中含NO2、O2的体积分别为x 、y

4NO 2+O2+2H2O=4HNO3

原混合气体中氧气的体积可能是10mL 或3mL 。

解法(二):

设原混合气中氧气的体积为y (mL )

(1)设O2过量:根据4NO2+O2+2H2O=4HNO3,则O2得电子数等于NO2失电子数。

(y-5)×4=(30-y )×1

解得y=10(mL )

(2)若NO2过量:

4NO 2+O2+2H2O=4HNO3

4y y

3NO 2+H2O=2HNO3+NO

5

因为在全部(30-y )mLNO2中,有5mLNO2得电子转变为NO ,其余(30-y-5)mLNO2都

失电子转变为HNO3。

O 2得电子数+(NO2→NO )时得电子数等于(NO2→HNO3)时失电子数。

解法(一)是讨论法结合方程组法。

解法(二)根据得失电子守恒,利用阿伏加德罗定律转化信息,将体积数转化为物质

的量简化计算。凡氧化还原反应,一般均可利用电子得失守恒法进行计算。

无论解法(一)还是解法(二),由于题给条件不充分,均需结合讨论法进行求算。

4y+5×2=(30-y-5)×1

解得y=3(mL )

原氧气体积可能为10mL 或3mL

【小结】以上逐一介绍了一些主要的化学计算的技能技巧。解题没有一成不变的方法

模式。但从解决化学问题的基本步骤看,我们应建立一定的基本思维模式。“题示信息十基

础知识十逻辑思维”就是这样一种思维模式,它还反映了解题的基本能力要求,所以有人称

之为解题的“能力公式”。希望同学们建立解题的基本思维模式,深化基础,活化思维,优

化素质,跳起来摘取智慧的果实。

总结:进行化学计算的基本步骤:

(1)认真审题,挖掘题示信息。

(2)灵活组合,运用基础知识。

(3)充分思维,形成解题思路。

(4)选择方法,正确将题解出。

精选题

一、选择题

1.0.25molCa (OH )2跟0.3molH3PO4在一定条件下充分反应,得到CaHPO4和Ca (H2PO4)

2,则这两种产物的物质的量之比为

[ ]

A .1∶1 B.2∶1

C .1∶2 D.4∶1

2.由KCl 和KBr 组成的混合物,取2.00g 样品制成水溶液,加入足量的硝酸后,再加

入过量的AgNO3溶液,沉淀完全后过滤,得到干燥的卤化银的质量如四个选项所示,其中数

据合理的是 [ ]

A .3.06g B.3.36g

C .3.66g D.3.96g

3.有Na2CO3和K2CO3的混合物2.44g ,溶于水后加入足量的CaCl2溶液,反应后得到

CaCO3沉淀2.00 g,混合物中Na2CO3和K2CO3物质的量之比是

[ ]

A .1∶1 B.1∶2

C .1∶3 D.1∶4

4.靛青的各元素的质量分数如下:C73.3%,H3.8%,N10.7%,O12.2%。由此可知

靛青的最简式为

[ ]

A .C8H5NO B.C2H2NO

C .C6H4NO D.C7H4NO

5.把50mL70%HNO3(密度为1.40g/cm3)加水稀释配成7mol/L稀HNO3(密度为

1.26g/cm3)。则所加水的体积为

[ ]

A .50mL B.<50mL

C .>50 mL D.无法确定

6.1L 标准状况下的某气态烃与一定量氧气恰好完全反应,生成的二氧化碳和水蒸气换

算成标准状况下的体积为bL ,冷却到标准状况下则气体体积变为aL 。则用a 、b 表示该烃分

子中碳、氢的原子个数比为 [ ]

A .a ∶b

B .a ∶(a-h )

C .a ∶(b-2a )

D .a ∶2(b-a )

7.室温时pH=a的醋酸溶液与pH=b的氢氧化钠溶液等体积混合,恰好完全反应,则该

溶液中醋酸的电离度可以表示为

[ ]

A .10(a+b-12)%

B .10(a+b-14)%

C .10(16-a-b )%

D .10(14-a-b )%

8.在滴有甲基橙试剂的50mL0.05mol/L的一元强酸溶液中,滴入 0.1mol/L的烧碱溶

液,当滴至橙色刚好变为黄色时,所用烧碱溶液的体积为

[ ]

A .大于25mL

B .小于25mL

C .等于25mL

D .无法确定

9.将0.1mol 下列物质分别溶于1L 水中,充分搅拌后,溶液中阴离子和阳离子总数最

多的是 [ ]

A .Na2S B.Ba (OH )2

C .Na2SO4 D.NaHSO4

10.30℃时,某硫酸铜溶液若保持温度不变,无论是加入25g 蓝矾还是蒸发掉55g 水

后,均可得到饱和溶液。则30℃时,硫酸铜的溶解度为

[ ]

A .25g B.35g

C .45g D.55g

11.把一定量的过氧化钠加入90g 水中,最后过氧化钠完全反应时有0.5mol 电子发生

转移,则所得氢氧化钠溶液的质量分数为

[ ]

A .16.53% B.19.70%

C .31.01% D.33.0%

12.将100 g浓度为18mol/L,密度为ρg/cm3的浓硫酸注入到一定量的水中稀释成

9mol/L的硫酸,则水的体积为

[ ]

A .小于100mL

B .等于100mL

C .大于100mL

D .无法确定

13.28g 铜、银合金与足量的浓硝酸完全反应,放出的气体与2.24 L 的O2(标准状况)

混合,通入水中,恰好完全吸收,则合金中Cu 与Ag 的物质的量之比为

[ ]

A .1∶1 B.1∶2

C .2∶1 D.无法计算

14.托盘天平两端各放一个质量相等的烧杯,内盛4mol/L的盐酸溶液50mL ,调节至天

平指针指向标尺中央。分别向烧杯中加入下列各种物质,反应完毕天平仍为平衡的是

[ ]

A .6.5gFe 和0.1molZn

B .0.1mol Fe和0.1molZn

C .0.1molFe 和5.6gZn

D .0.1molNa 和0.1molMg

15.在3BrF3+5H2O=Br2+HBrO3+O2↑+9HF化学反应中,若有10.8g 水被氧化,则被水

还原的BrF3的物质的量是

[ ]

A .0.4mol B.0.6mol

C .0.8mol D.1.0mol

16.标准状况下,11.2 L由甲烷、甲醛、乙烷组成的混合气体完全燃烧后,生成相同

状况下CO215.68L ,混合气体中乙烷所占体积分数为

[ ]

A .80% B.60%

C .40% D.20%

17.一定量某物质的溶液,其溶质的质量分数为0.2a ,当加入等体积的水稀释后,其

质量分数小于0.1a ,则原溶液的密度

[ ]

A .大于水的密度

B .等于水的密度

C .小于水的密度

D .无法确定

18.某温度下,将Cl2通入NaOH 溶液中,反应得到NaCl 、NaClO 、NaClO3的混合溶液,

经测定ClO-与ClO3-的浓度之比为1∶3,则此反应中被还原的氯元素与被氧化的氯元素原

子的物质的量之比为 [ ]

A .21∶5 B.11∶3

C .3∶1 D.4∶1

二、非选择题

现有某一铵盐,为测定其氮的质量分数,称取铵盐样品2.55g ,溶于水后,再加入足量

HCHO 溶液配成100mL 溶液。充分反应后,从中取出5.00mL 溶液,用0.100mol ·L-1的NaOH

溶液进行中和滴定,恰好用去19.5mL 。试求该铵盐中氮元素的质量分数为______。(保留3

位有效数字)

20.硝酸工业尾气中NO 、NO2被NaOH 溶液吸收的主要反应为:

2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O,NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O。若用纯碱溶液处理尾气,反应类

似,生成NaNO2、NaNO3,同时放出CO2。

(1)现有标准状况下aLNO2(其中N2O4的体积分数为20%)和bLNO 的混合气体恰好

被200mLNa2CO3溶液完全吸收,则a 、b 应满足的关系是______,Na2CO3溶液的物质的量浓

度是______mol·L-1。

(2)若有标准状况下氮氧化物的混合气体2.016L 恰好与1mol ·L-1的Na2CO3溶液50mL

完全反应,且生成的NaNO2与NaNO3的物质的量之比为4∶1,则混合气体中N2O4与NO2的

体积比为______。


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