《【步步高】2014屆高三化學一輪總復習 第一章 第5講 物質的量在化學方程式計算中的應用和化學計算中的數(shù)學思想 新人教版》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《【步步高】2014屆高三化學一輪總復習 第一章 第5講 物質的量在化學方程式計算中的應用和化學計算中的數(shù)學思想 新人教版（10頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。
1、第5講物質的量在化學方程式計算中的應用和化學計算中的數(shù)學思想考點一物質的量在化學方程式計算中的應用題型一一般比例式法在化學方程式計算中的應用(1)化學方程式在量方面的含義aA(g)bB(g)=cC(g)dD(g)質量比 aMA bMB cMC dMD物質的量比 a b c d體積比 a b c d(2)一般步驟根據(jù)題意寫出并配平化學方程式。依據(jù)題中所給信息及化學方程式判斷過量，用完全反應的量進行求解。選擇適當?shù)牧?如物質的量、氣體體積、質量等)的關系作為計算依據(jù)，把已知的和需要求解的量用n(B)、V(B)、m(B)或設未知數(shù)為x表示分別寫在化學方程式有關化學式的下面，兩個量及單位“上下一致”。
2、列比例式，求未知量。例1已知：IO5I6H=3I23H2O。工業(yè)上利用NaIO3和NaHSO3反應來制取單質I2。NaIO3不足時：2NaIO36NaHSO3=2NaI3Na2SO43H2SO4NaIO3足量時還會發(fā)生：5NaINaIO33H2SO4=3I23Na2SO43H2O現(xiàn)模擬工業(yè)制取I2。在含31.2 g NaHSO3的溶液中逐滴加入2 molL1NaIO3溶液V mL。(1)當V_mL時，再滴NaIO3就開始析出I2。(2)當V為55 mL時，生成的I2的質量為_g。答案(1)50(2)7.62解析(1)n(NaHSO3)0.3 mol，依據(jù)化學方程式2NaIO36NaHSO3=2
3、NaI3Na2SO43H2SO42 6n(NaIO3)0.3 mol，得出n(NaIO3)0.1 molV(NaIO3)0.05 L即50 mL(2)參加反應的n(NaIO3)(0.055L0.05 L)2 molL10.01mol，依據(jù)方程式可知NaI過量，用NaIO3求解5NaINaIO33H2SO4=3I23Na2SO43H2O130.01 moln(I2)，求出n(I2)0.03 mol題型二差量法在化學方程式計算中的應用(1)差量法的應用原理差量法是指根據(jù)化學反應前后物質的量發(fā)生的變化，找出“理論差量”。這種差量可以是質量、物質的量、氣態(tài)物質的體積和壓強、反應過程中的熱量等。用差量法
4、解題是先把化學方程式中的對應差量(理論差量)跟差量(實際差量)列成比例，然后求解。如： (2)使用差量法的注意事項所選用差值要與有關物質的數(shù)值成正比例或反比例關系。有關物質的物理量及其單位都要正確地使用，即“上下一致，左右相當”。例2為了檢驗某含有NaHCO3雜質的Na2CO3樣品的純度，現(xiàn)將w1 g樣品加熱，其質量變?yōu)閣2 g，則該樣品的純度(質量分數(shù))是()A. B.C. D.答案A解析樣品加熱發(fā)生的反應為質量差為(w1w2) g，故樣品中NaHCO3質量為 g，樣品中Na2CO3質量為w1 g g，其質量分數(shù)為。當然，本題也可用常規(guī)方法，依據(jù)化學方程式直接求解。另解：假設樣品有x mol
5、 NaHCO3固體，則：據(jù)樣品加熱前后固體質量的關系，有w1gx mol84 gmol10.5x mol106 gmol1w2g，解得x(w1w2)/31，那么NaHCO3的質量為m(NaHCO3)(w1w2)/31 mol84 gmol184(w1w2)/31 g，從而推知Na2CO3的質量為m(Na2CO3)w1 g84(w1w2)/31 g(84w253w1)/31 g，因此Na2CO3樣品的純度為w(Na2CO3)m(Na2CO3)/m(樣品)。例3白色固體PCl5受熱即揮發(fā)并發(fā)生分解：PCl5(g)PCl3(g)Cl2(g)?，F(xiàn)將5.84 g PCl5裝入2.05 L真空密閉容器中，
6、在277 達到平衡，容器內壓強為1.01105 Pa，經計算可知平衡時容器內混合氣體的物質的量為0.05 mol，求平衡時PCl5的分解率。答案78.6%解析原n(PCl5)0.028 mol設分解的PCl5的物質的量為x mol所以x0.022PCl5的分解率100%78.6%。例4一定條件下，合成氨氣反應達到平衡時，測得混合氣體中氨氣的體積分數(shù)為20.0%，與反應前的體積相比，反應后體積縮小的百分率是()A16.7% B20.0% C80.0% D83.3%答案A解析N23H22NH3V 1 L 3 L 2 L2 L由以上關系式可知反應前后體積的減少與生成的NH3體積相等。設平衡時混合氣體
7、100 L，其中含20 L NH3，則原氣體總體積減少20 L。所以，反應前氮氣和氫氣總體積為120 L，反應后體積縮小的百分率為100%16.7%。題型三關系式法在化學方程式計算中的應用多步反應計算的特征是化學反應原理中多個反應連續(xù)發(fā)生，起始物與目標物之間存在確定的量的關系。解題時應先寫出有關反應的化學方程式或關系式，依據(jù)方程式找出連續(xù)反應的過程中不同反應步驟之間反應物、生成物物質的量的關系，最后確定已知物和目標產物之間的物質的量的關系，列出計算式求解，從而簡化運算過程。例55.85 g NaCl固體與足量濃H2SO4和MnO2共熱，逸出的氣體又與過量H2發(fā)生爆炸反應，將爆炸后的氣體溶于一定
8、量水后再與足量鋅作用，問最后可得H2多少升(標準狀況)。答案1.12 L解析若先由NaClHCl算出HCl的量，再由MnO24HCl MnCl2Cl22H2O算出Cl2的量，這樣計算非常繁瑣。找出以下關系式就可迅速求解。設可得H2的物質的量為x,5.85 g NaCl的物質的量為0.1 mol。NaClHClCl2HClH201 mol x顯然x0.05 mol，則V(H2)0.05 mol22.4 Lmol11.12 L。例6氯化亞銅(CuCl)是重要的化工原料。國家標準規(guī)定合格CuCl產品的主要質量指標為CuCl的質量分數(shù)大于96.50%。工業(yè)上常通過下列反應制備CuCl：2CuSO4Na
9、2SO32NaClNa2CO3=2CuCl3Na2SO4CO2(1)CuCl制備過程中需要質量分數(shù)為20.0%的CuSO4溶液，試計算配制該溶液所需的CuSO45H2O與H2O的質量之比。(2)準確稱取所制備的0.250 0 g CuCl樣品置于一定量的0.5 molL1FeCl3溶液中，待樣品完全溶解后，加水20 mL，用0.100 0 molL1的Ce(SO4)2溶液滴定到終點，消耗24.60 mL Ce(SO4)2溶液。有關化學反應為Fe3CuCl=Fe2Cu2ClCe4Fe2=Fe3Ce3通過計算說明上述樣品中CuCl的質量分數(shù)是否符合標準。答案(1)511(2)符合解析(1)設需要C
10、uSO45H2O的質量為x，H2O的質量為y。CuSO45H2O的相對分子質量為250，CuSO4的相對分子質量為160，依題意有，xy511(2)設樣品中CuCl的質量為z。由化學反應方程式可知：CuClFe2Ce4z0.244 8 gCuCl的質量分數(shù)為100%97.92%9792%96.50%，所以樣品中的CuCl符合標準?？键c二極值法1極值法的含義極值法是采用極限思維方式解決一些模糊問題的解題技巧。它是將題設構造為問題的兩個極端，然后依據(jù)有關化學知識確定所需反應物或生成物的量值，進行判斷分析，求得結果。故也稱為極端假設法。2極值法解題的基本思路(1)把可逆反應假設成向左或向右進行完全的
11、反應。(2)把混合物假設成純凈物。(3)把平行反應分別假設成單一反應。3極值法解題的關鍵緊扣題設的可能趨勢，選好極端假設的落點。例7將總物質的量為n mol的鈉和鋁的混合物(其中鈉的物質的量分數(shù)為x)，投入一定量的水中充分反應，金屬沒有剩余，共收集到標準狀況下的氣體V L。下列關系式中正確的是()AxV/(11.2n) B0x0.5CV33.6n(1x) D11.2nV22.4n思路點撥Na、Al混合物中沒有具體指明Na、Al的物質的量，且二者相對量的多少與H2O反應后產生H2的量有關，故需要采用極值法來確定V的范圍，根據(jù)題意求出兩個端值，則實際介于兩個端值之間。解析據(jù)題意金屬鈉的物質的量為n
12、x mol，Al的物質的量為n(1x) mol，產生的H2是溶液中的H獲得Na、Al失去的電子而生成的，根據(jù)得失電子守恒可得產生H2的物質的量 mol，根據(jù)反應2Na2H2O=2NaOHH2、2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2和題中“金屬沒有剩余”，可知n(Na)n(Al)，即0.5x1。當x1時，產生H2的物質的量為0.5n mol，即11.2n L；當x0.5時，產生H2的物質的量為n mol，即22.4n L，故產生H2的體積的取值范圍為11.2nV22.4n，故選項D正確。答案D本題最重要的極值思想是確定x的范圍，其最容易出現(xiàn)的錯誤是將x的范圍確定為0xXB ，則XAXB，
13、代表平均相對原子(分子)質量、平均濃度、平均含量、平均生成量、平均消耗量等。2應用：已知可以確定XA、XB的范圍；或已知XA、XB可以確定的范圍。解題的關鍵是要通過平均值確定范圍，很多考題的平均值需要根據(jù)條件先確定下來再作出判斷。實際上，它是極值法的延伸。例9兩種金屬混合物共15 g，投入足量的鹽酸中，充分反應后得到11.2 L H2(標準狀況)，則原混合物的組成肯定不可能為()AMg和Ag BZn和CuCAl和Zn DAl和Cu解析本題可用平均摩爾電子質量(即提供1 mol電子所需的質量)法求解。反應中H被還原生成H2，由題意可知15 g 金屬混合物可提供1 mol e，其平均摩爾電子質量為
14、15 gmol1。選項中金屬Mg、Zn、Al的摩爾電子質量分別為12 gmol1、32.5 gmol1、9 gmol1，其中不能與鹽酸反應的Ag和Cu的摩爾電子質量可看做。根據(jù)數(shù)學上的平均值原理可知，原混合物中一種金屬的摩爾電子質量大于15 gmol1，另一金屬的摩爾電子質量小于15 gmol1。答案B整體思維法拋開事物之間復雜的變化關系，從整體上認識把握事物之間的聯(lián)系規(guī)律，具有化繁為簡，快速解題的功效，能較好的鍛煉學生思維的全面性、靈活性，因此高考無論在選擇還是綜合性題目中經常有意設置。例10在鐵和氧化鐵混合物15 g中，加入稀硫酸150 mL，能放出H2 1.68 L(標準狀況)。同時鐵和
15、氧化鐵均無剩余，向反應后的溶液中滴入KSCN溶液，未見顏色變化。為了中和過量的H2SO4，且使Fe2完全轉化成Fe(OH)2，共消耗3 molL1的NaOH溶液200 mL，則原硫酸的物質的量濃度是()A1.5 molL1 B2 molL1C2.5 molL1 D3 molL1解析此題反應過程復雜，但最后溶液中只有Na2SO4，因為NaOH共0.6 mol，故Na2SO4為0.3 mol，所以原H2SO4為0.3 mol。答案B1標準狀況下，一個裝滿氯氣的容器的質量為74.6 g，若裝滿氮氣時總質量為66 g，則此容器的容積是()A22.4 L B44.8 L C11.2 L D4.48 L答
16、案D解析22.4 L(標準狀況下)Cl2換成22.4 L(標準狀況下)N2的質量差是(7128)g43 g，設氯氣的體積為x L，則有Cl2N2m224 L 43 gx L 74.6 g66 g8.6 g解得x4.48。2標準狀況下，6.72 L NO2通入水后，收集到5.04 L氣體，則被氧化的NO2的體積是()A1.68 L B2.52 L C0.56 L D1.12 L答案A解析由于3NO2H2O=2HNO3NO，從反應方程式可以看出體積差量部分就是被氧化的那一部分，所以被氧化的NO2的體積是6.72 L5.04 L1.68 L。3把氯氣通入濃氨水中，會立即發(fā)生下列反應：3Cl28NH3
17、H2O=6NH4ClN28H2O。在標準狀況下，把1.12 L Cl2、N2的混合氣體(90% Cl2和10% N2，均為體積分數(shù))通過濃氨水，實驗測得逸出氣體體積為0.672 L(其中有50% Cl2和50% N2)，此反應中被氧化的NH3的質量為()A3.4 g B0.34 g C1.36 g D4.48 g答案B解析由反應式可得出每3 mol Cl2(反應氣)生成1 mol N2(生成氣)時，氣體物質的量減少了2 mol，即體積減小44.8 L，這一量即為“理論差量”，而這一差量所對應的被氧化的氨氣的物質的量為2 mol(質量為34 g)，再從題中所給的數(shù)據(jù)可以求出“實際差量”為(1.1
18、20.672) L0.448 L。即：3Cl22NH3N2V 2 mol17 gmol1 44.8 L m(被氧化的NH3) (1.120.672)L列出比例式：(2 mol17 gmol1)44.8 Lm(被氧化的NH3)(1.120.672)L，則m(被氧化的NH3)0.34 g。4取3.5 g某二價金屬的單質投入50 g溶質質量分數(shù)為18.25%的稀鹽酸中，反應結束后，金屬仍有剩余；若取2.5 g該金屬投入相同質量、相同質量分數(shù)的稀鹽酸中，等反應結束后，加入該金屬還可以反應。該金屬的相對原子質量為()A24 B40 C56 D65答案A解析n(HCl)0.25 molR2HCl=RCl2
19、H2二價金屬最大摩爾質量28 gmol1二價金屬最小摩爾質量20 gmol120Mr28。51.40 g含有堿金屬(M)及其氧化物(M2O)的混合物，與水反應生成1.79 g堿，求混合物的成分及其組成。答案混合物由堿金屬K及其氧化物K2O組成，K的質量約為0.498 g，K2O的質量約為0.902 g。解析由于堿金屬不確定，可用極端假設法加以討論。即討論1.40 g全部為堿金屬單質及1.40 g全部為堿金屬氧化物時生成堿的質量，然后根據(jù)平均值規(guī)律建立不等式解題。設M的相對原子質量為a。2M2H2O=2MOHH2M2OH2O=2MOH若1.40 g全部為堿金屬單質，則產生的MOH的質量為 g；若
20、1.40 g全部為堿金屬氧化物，則產生的MOH的質量為 g。有1.79，解得24.3a61.03，只有鉀符合條件。設K和K2O的質量分別為x g和y g。則解得x0.498，y0.902。6銅和鎂的合金4.6 g完全溶于濃硝酸，若反應后硝酸被還原只產生4 480 mL的NO2氣體和336 mL的N2O4氣體(都已折算到標準狀況)，在反應后的溶液中，加入足量的氫氧化鈉溶液，生成沉淀的質量為()A9.02 g B8.51 g C8.26 g D7.04g答案B解析最后沉淀為Cu(OH)2和Mg(OH)2，Cu和Mg共4.6 g，關鍵是求增加的n (OH)，n(OH)等于金屬單質所失電子數(shù)即：n (
21、OH)1 mol2 mol0.23 mol，故沉淀的質量為4.6 g0.2317 g8.51 g。7將0.34 g Cu和CuO的混合物加入約12 molL1濃硫酸中，并加熱使其完全溶解，然后用NaOH溶液中和過量硫酸，再用水稀釋到0.5 L，加入純鐵粉1.85 g，反應后過濾、干燥，得不溶物1.89 g。求置換出的銅的質量及原混合物中銅的質量分數(shù)。答案置換出的銅的質量為0.32 g，原混合物中銅的質量分數(shù)約為70.59%。解析設置換出的銅的質量為x。CuSO4Fe=FeSO4Cu差量m 64 8 x 1.89 g1.85 g0.04 g有64x80.04 g；解得x0.32 g。設混合物中C
22、u的質量為y g，則CuO為(0.34y) g，其中含Cu(0.34y)g。則0.32y(0.34y)。解得y0.24，所以，銅的質量分數(shù)為100%70.59%。8在一定條件下，有a L O2和O3的混合氣體，當其中的O3全部轉化為O2時，體積變?yōu)?.2a L，求原混合氣中O2和O3的質量百分含量。答案w(O2)50%，w(O3)50%解析解法一由阿伏加德羅定律，結合化學方程式的意義可知，化學方程式中氣體化學式的系數(shù)比等于反應物與生成物的物質的量之比也等于相同條件下反應物與生成物氣體體積之比。設混合氣體中O3占x L，則O2為(ax)L2O3=3O22 L 3 Lx L (3/2)x L(3/2)x(ax)1.2a，解得x0.4a根據(jù)阿伏加德羅定律：n(O3)n(O2)V(O3)V(O2)0.4a0.6a23，w(O2)100%50%，w(O3)150%50%。解法二差量法2O3=3O2V2 3 321x 1.2aa0.2a所以x0.2a20.4以下解法同解法一。10
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