化学计算例题与练习

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1、第 1 页,共 40 页附录附录 2 化学计算例题与练习化学计算例题与练习学习目标学习目标知识技能：知识技能：通过对一些例题的解析，进行化学基本计算数量关系的复习；通过对一些解题方法的归纳，训 练化学基本计算的技能技巧；通过对部分高考试题的介绍，明确高考化学计算的内容与要求。能力培养：能力培养：挖掘、处理信息的自学能力；将化学问题抽象为数学问题，利用数学工具解决化学问题的思维 能力；表达能力。科学思想：科学思想：化学计算的基础是相关化学知识的正确理解与应用，数学计算只是工具和手段，只有“明确化 学涵义” ，才能“理解数量关系” 。科学品质：科学品质：求实、创新的科学精神；敏捷性、严密性、整体性

2、、创造性等思维能力品质；重视量纲和规范 使用有效数字等科学态度。科学方法科学方法：形象抽象思维；求异求同思维；直觉批判思维；集中发散思维；通过数学抽象和简明 的文字表述，解决化学问题。重点、难点重点、难点 化学基本计算解题思维的建立；化学基本计算技能技巧的综合应用。化学计算的基本技能有有关原子量、分子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；有关物质溶解度的计算；有关溶液浓度（质量分数和物质的量浓度）的计算；有关溶 液 pH 与氢离子浓度、氢氧根离子浓度的简单计算；利用化学方程式的计算。一化学计算的技巧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？关系式法

3、，方程或方程组法，守恒法，差量法， 平均值法，极值法，讨论法，十字交叉法等。一、关系式法一、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。【例题例题 1】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 A3.2 g B4.4 gC5.6 g D6.4 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。第 2 页,共 40 页所以，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

4、找出反应中量的关系。【例题例题 2】2】 FeS2 与硝酸反应产物有 Fe3+和 H2SO4，若反应中 FeS2 和 HNO3 物质的量之比是 18 时，则 HNO3的唯一还原产物是 ANO2 BNO CN2O DN2O3分析:此题运用氧化还原关系式计算。反应中 FeS2和 HNO3的物质的量之比是 18，由于生成了 Fe（NO3）3，则 FeS2和被还原的 HNO3 的物质的量之比是 15。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

5、的方法， 其解题技能也是最重要的计算技能。*【*【例题例题 3】3】 （MCE 199924）用惰性电极电解 M（NO3）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第 3 页,共 40 页正确答案是 C。【例题例题 4】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

6、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 M2O+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 42.5x14.5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。*【*【例题例题

7、 5】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第 4 页,共 40 页所以该烃化学式为 C5H10。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： CH2=CHCH2CH2CH3CH3CH=CHCH2CH3

8、*【*【例题例题 6】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-=6.010-6mol/LNa+=3.010-6mol/L则此次雨水的 pH 大约为 A3 B4 C5 D6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=-lgH+=5-lg84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

9、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。【例题例题 7】7】 （TCE 199515）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 第 5 页,共 40 页此题宜用差量法解析：设 MgCO3 的质量为 xMgCO3 gO+CO2混合物质量减少应选 A。【例题例题 8】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 14B丙炔与乙炔体积比是 14C乙烯与丁烷体积比是 14

10、D乙烯与丁烯体积比是 14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：150时水呈气态，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第 6 页,共 40 页根据氢原子数判断，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。【例题例题 9】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

11、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：ZnH2 FeH22Al3H2 MgH2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：Zn32.5g；Fe28 g；Al9g；Mg12g。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。*【例题例题 10】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 B1，3-丁二烯C丙烷 D甲烷分析:此题考查有机物分子式的确定

12、，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。第 7 页,共 40 页丙烷、甲烷不能发生加成反应。正确答案是 A。【例题例题 11】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 ALiCl BKClCCaCl2 DAlCl3分析:若 3.8g 纯 MgCl2生成 AgCl 沉淀的质量为：说明 3.8g 纯净某氯化物所生成 AgC

13、l 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

14、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。*【例题例题 12】12】 有一系列 -氨基酸按如下特点排列：第 8 页,共 40 页该同系列中所含碳元素的质量分数最大值接近 A32.0 B46.6C85.7 D92.3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 -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。 ）有关两种同位素原子个数比的计算。有关混合物组成及平均式量的计算。有关混合烃组成的求算。第 9 页,共 40