安徽省太和縣2018年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第3講 物質(zhì)的量與化學(xué)計(jì)算課件

第3講 物質(zhì)的量與化學(xué)計(jì)算化學(xué) 2018年高考一輪復(fù)習(xí)考試說(shuō)明1.了解溶液的含義。2.了解溶解度、飽和溶液的概念。3.了解溶液濃度的表示方法。理解溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和物質(zhì)的量濃度的概念，并能進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。4.掌握配制一定溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)溶液和物質(zhì)的量濃度溶液的方法。知識(shí)梳理在每年的化學(xué)高考試題中，計(jì)算題的分值大約要占到15%左右，每年的高考試卷抽樣分析報(bào)告中經(jīng)常會(huì)說(shuō)計(jì)算題的得分率不是太高。高考化學(xué)中計(jì)算類(lèi)型比較多，其中有些計(jì)算類(lèi)型經(jīng)常考查，如能用好方法，掌握技巧，一定能達(dá)到節(jié)約時(shí)間，提高答題的正確率。下面就談一談解答計(jì)算的一些巧解和方法。主要有：估算法、守恒法、差量法、十字交叉法、平均法、極值法、關(guān)系式法、等量代換法。一、估算法【例1】下列化合物中氯元素的含量為47.65%的是()A.HCl B.NaCl C.AlCl3 D.KCl【例2】在一個(gè)容積為V升的密閉容器中充入2molA氣體和1molB氣體，在一定條件下發(fā)生下列反應(yīng)3A（g）+B（g）nC（g）+2D（g），達(dá)到平衡后，A的物質(zhì)的量減少為原來(lái)的1/2，混合氣體的平均摩爾質(zhì)量增大了1/8，則反應(yīng)的化學(xué)方程式中n的值是（）A.1 B.2 C.3 D.4 DA二、守恒法在化學(xué)反應(yīng)中存在一系列守恒現(xiàn)象，如：質(zhì)量守恒（含原子守恒、元素守恒）、電荷守恒、電子得失守恒、能量守恒等，利用這些守恒關(guān)系解題的方法叫做守恒法。電荷守恒即對(duì)任一電中性的體系，如化合物、混合物、溶液、膠體等，電荷的代數(shù)和為零，即正電荷總數(shù)和負(fù)電荷總數(shù)相等。電子得失守恒是指在發(fā)生氧化-還原反應(yīng)時(shí)，氧化劑得到的電子數(shù)一定等于還原劑失去的電子數(shù)，無(wú)論是自發(fā)進(jìn)行的氧化-還原反應(yīng)還是原電池或電解池均如此。守恒法解題依據(jù)：根據(jù)幾個(gè)連續(xù)的化學(xué)方程式前后某微粒如原子、電子、離子的物質(zhì)的量保持不變或質(zhì)量守恒原理等列關(guān)系式解答。1質(zhì)量守恒法【例1】已知Q與R的摩爾質(zhì)量之比為9 22，在反應(yīng)X2Y=2QR中，當(dāng)1.6 g X與Y完全反應(yīng)后，生成4.4 g R，則參與反應(yīng)的Y和生成物Q的質(zhì)量之比為()A23 9 B32 9 C46 9 D16 9【方法總結(jié)】質(zhì)量守恒定律表示：參加化學(xué)反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量總和等于反應(yīng)后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和。依據(jù)該定律和有關(guān)情況，可得出下列等式：1.反應(yīng)物的質(zhì)量之和生成物的質(zhì)量之和。2.反應(yīng)物減少的總質(zhì)量生成物增加的總質(zhì)量。3.溶液在稀釋或濃縮過(guò)程中，原溶質(zhì)質(zhì)量稀釋或濃縮后溶質(zhì)質(zhì)量（溶質(zhì)不揮發(fā)、不析出）。D2.原子守恒【例2】38.4 mg銅跟適量的濃硝酸反應(yīng)，銅全部作用后，共收集到22.4 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)氣體（無(wú)N2O4），反應(yīng)消耗的HNO3的物質(zhì)的量可能是()A1.0103 mol B1.6103 molC2.2103 mol D2.4103 mol【例3】用1L1mol/L的NaOH溶液吸收0.8molCO2，求所得的溶液中CO32和HCO3-的物質(zhì)的量之比為 。C1：33.電子守恒氧化還原反應(yīng)中存在電子得失，氧化劑得到電子的總數(shù)等于還原劑失去電子的總數(shù)，即為得失電子守恒。用得失電子守恒法解題的一般步驟：第一步，找出氧化劑、還原劑；第二步，確定氧化劑、還原劑中一個(gè)原子得到或失去的電子數(shù)；第三步，根據(jù)氧化劑得到的電子數(shù)等于還原劑失去的電子數(shù)，列出等式：n(還原劑)升價(jià)原子個(gè)數(shù)化合價(jià)升高值n(氧化劑)降價(jià)原子個(gè)數(shù)化合價(jià)降低值。【例4】已知氧化劑XO(OH)2+被Na2SO3還原到低價(jià)。如還原含2.410-3mol XO(OH)2+的溶液，需30mL0.2 mol/L 的Na2SO3溶液，則X元素的最終價(jià)態(tài)為 （）A2 B1 C0 D3【例5】將純鐵絲5.21克溶于過(guò)量稀鹽酸中，在加熱條件下，用2.53克KNO3去氧化溶液中亞鐵離子，待反應(yīng)后剩余的Fe2+離子尚需12mL0.3mol/LKMnO4溶液才能完全氧化，寫(xiě)出硝酸鉀和氯化亞鐵完全反應(yīng)的方程式 。KNO3+3FeCl2+4HCl=3FeCl3+KCl+NO+2H2OC4.電荷守恒【例6】某反應(yīng)可表示 為：mMnHO2=xM2yH2O，則x值為()A2 B4 C6 D9【例7】鎂鋁合金5.1 g溶于300 mL 2 molL1鹽酸時(shí)，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下產(chǎn)生氣體5.6 L。若向反應(yīng)后的溶液中加入一定量燒堿溶液，生成的沉淀的最大質(zhì)量為()A9.35 g B12.6 g C13.6 g D15.8 gAC【方法總結(jié)】在電解質(zhì)溶液或離子化合物中，陰、陽(yáng)離子的電荷數(shù)相等，即：陽(yáng)離子的物質(zhì)的量陽(yáng)離子的電荷數(shù)陰離子的物質(zhì)的量陰離子的電荷數(shù)涉及溶液中離子濃度的計(jì)算時(shí)常需用到電荷守恒，首先找出溶液中所有陽(yáng)離子和陰離子，再根據(jù)陽(yáng)離子所帶正電荷總數(shù)等于陰離子所帶負(fù)電荷總數(shù)列等式。如Al2(SO4)3、NH4NO3混合溶液中，電荷守恒為3c(Al3)c(NH)c(H)2c(SO)c(NO)c(OH)。一般情況下，列電荷守恒等式時(shí)不能忽略H、OH，但在計(jì)算時(shí)，酸性溶液中?？珊雎設(shè)H，堿性溶液中?？珊雎訦。如第2題，求溶液的pH，即是求溶液中c(H)，利用電荷守恒即可順利作答。三、差量法差量法是依據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后的某些“差量”（固體質(zhì)量差、溶液質(zhì)量差、氣體體積差、氣體物質(zhì)的量之差等）與反應(yīng)或生成物的變化量成正比而建立的一種解題方法。此法將“差量”看作化學(xué)方程式右端的一項(xiàng)，將已知差量（實(shí)際差量）與化學(xué)方程式中的對(duì)應(yīng)差量（理論差量）列成比例，其他解題步驟與按化學(xué)方程式列比例或解題完全一樣。差量法是指根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)的量發(fā)生的變化，找出“理論差量”。這種差量可以是質(zhì)量、物質(zhì)的量、氣態(tài)物質(zhì)的體積和壓強(qiáng)、反應(yīng)過(guò)程中的熱量等。用差量法解題是先把化學(xué)方程式中的對(duì)應(yīng)差量(理論差量)跟差量(實(shí)際差量)列成比例，然后求解。1.質(zhì)量差法【例1】為了檢驗(yàn)?zāi)澈蠳aHCO3雜質(zhì)的Na2CO3樣品的純度，現(xiàn)將w1g樣品加熱，其質(zhì)量變?yōu)閣2 g，則該樣品的純度(質(zhì)量分?jǐn)?shù))是()【方法總結(jié)】在一定量溶劑的飽和溶液中，由于溫度改變（升高或降低），使溶質(zhì)的溶解度發(fā)生變化，從而造成溶質(zhì)（或飽和溶液）質(zhì)量的差量；每個(gè)物質(zhì)均有固定的化學(xué)組成，任意兩個(gè)物質(zhì)的物理量之間均存在差量；同樣，在一個(gè)封閉體系中進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，盡管反應(yīng)前后質(zhì)量守恒，但物質(zhì)的量、固液氣各態(tài)物質(zhì)質(zhì)量、氣體體積等會(huì)發(fā)生變化，形成差量。差量法就是根據(jù)這些差量值，列出比例式來(lái)求解的一種化學(xué)計(jì)算方法。該方法運(yùn)用的數(shù)學(xué)知識(shí)為等比定律及其衍生式：或。差量法是簡(jiǎn)化化學(xué)計(jì)算的一種主要手段，在中學(xué)階段運(yùn)用相當(dāng)普遍。常見(jiàn)的類(lèi)型有：溶解度差、組成差、質(zhì)量差、體積差、物質(zhì)的量差等。在運(yùn)用時(shí)要注意物質(zhì)的狀態(tài)相相同，差量物質(zhì)的物理量單位要一致。A2.體積差法【例2】某體積可變的密閉容器，盛適量A和B的混合氣體，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)；A3B 2C，若維持溫度和壓強(qiáng)不變，當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)，容器的體積為VL，其中C氣體的體積占10，下列推斷正確的是（）原混合氣體的體積為l.2VL 原混合氣體的體積為1.1VL 反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)氣體A消耗掉0.05VL 反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)氣體B消耗掉0.05VLA.B.C.D.A四、關(guān)系式法實(shí)際化工生產(chǎn)中以及化學(xué)工作者進(jìn)行科學(xué)研究時(shí)，往往涉及到多步反應(yīng)：從原料到產(chǎn)品可能要經(jīng)過(guò)若干步反應(yīng)；測(cè)定某一物質(zhì)的含量可能要經(jīng)過(guò)若干步中間過(guò)程。對(duì)于多步反應(yīng)體系，依據(jù)若干化學(xué)反應(yīng)方程式，找出起始物質(zhì)與最終物質(zhì)的量的關(guān)系，并據(jù)此列比例式進(jìn)行計(jì)算求解方法，稱(chēng)為“關(guān)系式”法。利用關(guān)系式法可以節(jié)省不必要的中間運(yùn)算步驟，避免計(jì)算錯(cuò)誤，并能迅速準(zhǔn)確地獲得結(jié)果?！纠?】氯化亞銅（CuCl）是重要的化工原料。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定合格的CuCl產(chǎn)品的主要質(zhì)量指標(biāo)為CuCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于96.50%。工業(yè)上常通過(guò)下列反應(yīng)制備CuCl2CuSO4Na2SO32NaClNa2CO3=2CuCl3Na2SO4CO2CuCl制備過(guò)程中需要配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20.0%的CuSO4溶液，試計(jì)算配制該溶液所需的CuSO45H2O與H2O的質(zhì)量之比。準(zhǔn)確稱(chēng)取所制備的0.2500g CuCl樣品置于一定量的0.5molL1 FeCl3溶液中，待樣品完全溶解后，加水20mL，用0.1000molL1的Ce(SO4)2溶液滴定到終點(diǎn),消耗24.60mLCe(SO4)2溶液。有關(guān)反化學(xué)反應(yīng)為Fe3+CuCl=Fe2+Cu2+Cl-，Ce4+Fe2+=Fe3+Ce3+通過(guò)計(jì)算說(shuō)明上述樣品中CuCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是否符合標(biāo)準(zhǔn)?！纠?】黃鐵礦主要成分是FeS2。某硫酸廠在進(jìn)行黃鐵礦成分測(cè)定時(shí)，取0.1000 g樣品在空氣中充分燃燒，將生成的SO2氣體與足量Fe2(SO4)3溶液完全反應(yīng)后，用濃度為0.02000 molL1的K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，消耗K2Cr2O7溶液25.00 mL。已知：SO22Fe32H2O=SO42 2Fe24H Cr2O72-6Fe214H=2Cr36Fe37H2O(1)樣品中FeS2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是(假設(shè)雜質(zhì)不參加反應(yīng))_。(2)若燃燒6 g FeS2產(chǎn)生的SO2全部轉(zhuǎn)化為SO3氣體時(shí)放出9.83 kJ熱量，產(chǎn)生的SO3與水全部化合生成H2SO4，放出13.03 kJ熱量，寫(xiě)出SO3氣體轉(zhuǎn)化為H2SO4的熱化學(xué)方程式_。(3)煅燒10 t上述黃鐵礦，理論上產(chǎn)生SO2的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)為_(kāi)L，制得98%的硫酸質(zhì)量為_(kāi)t，SO2全部轉(zhuǎn)化為H2SO4時(shí)放出的熱量是_kJ。3.4310790.00%SO3(g)H2O(l)=H2SO4(l)；H=130.3 kJ/mol3.3610615【方法總結(jié)】多個(gè)反應(yīng)連續(xù)發(fā)生時(shí)，起始物與目標(biāo)產(chǎn)物之間存在確定的量的關(guān)系。解題時(shí)應(yīng)先寫(xiě)出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式或關(guān)系式，找出連續(xù)反應(yīng)的過(guò)程中，不同反應(yīng)步驟之間反應(yīng)物、生成物的物質(zhì)的量的關(guān)系，最后確定已知物和目標(biāo)產(chǎn)物之間的物質(zhì)的量的關(guān)系，列式求解，從而簡(jiǎn)化運(yùn)算過(guò)程。用關(guān)系式解題的關(guān)鍵是建立關(guān)系式，建立關(guān)系式的方法主要有：1.利用微粒守恒關(guān)系建立關(guān)系式。2.利用方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)間的關(guān)系建立關(guān)系式。3.利用方程式的加合建立關(guān)系式。五、十字交叉法十字交叉法是化學(xué)計(jì)算中廣泛使用的解法之一，具有形象直觀的特點(diǎn)，是巧解二元混合問(wèn)題的一種常見(jiàn)的有效方法。若a、b分別表示某二元混合物中的兩種組合A、B的量，c為a、b的相對(duì)平均值，nA/nB為二元混合體系中A和B的組成比，則：十字交叉法的適用范圍：根據(jù)以上說(shuō)明，二元混合物的一般計(jì)算方法是anAbnBc(nAnB)，整理得(ac)nA(cb)nB，即上述十字交叉式，所以，凡是能滿(mǎn)足：anAbnBc(nAnB)關(guān)系的混合問(wèn)題，均能用十字交叉法。nA/nB表示什么量之比，要視參加交叉的a、b、c的意義而定，a與b或c的單位中分母是以何種物理量為標(biāo)準(zhǔn)的，nA/nB就是什么量之比。十字交叉法包括濃度十字交叉法、相對(duì)原子質(zhì)量十字交叉法、相對(duì)分子質(zhì)量十字交叉法、密度十字交叉法、質(zhì)量分?jǐn)?shù)十字交叉法、反應(yīng)熱十字交叉法、平均組成十字交叉法和平行反應(yīng)十字交叉法等。1.混和氣體計(jì)算中的十字交叉法【例1】實(shí)驗(yàn)測(cè)得乙烯與氧氣的混合氣體的密度是氫氣的14.5倍?？芍渲幸蚁┑馁|(zhì)量分?jǐn)?shù)為（）A.25.0%B.27.6%C.72.4%D.75.0%2.同位素原子百分含量計(jì)算的十字叉法【例2】硼的平均相對(duì)原子質(zhì)量為10.8，硼在自然界中有種同位素：B 與 B，則這兩種同位素 B、B在自然界中的原子個(gè)數(shù)比為 （）A.1 2 B.1 4 C.1 6 D.1 8CB3.溶液配制計(jì)算中的十字交叉法【例3】某同學(xué)欲配制40%的NaOH溶液100克，實(shí)驗(yàn)室中現(xiàn)有10%的NaOH溶液和NaOH固體，問(wèn)此同學(xué)應(yīng)各取上述物質(zhì)多少克？【例4】將密度為1.84gcm3，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98的濃硫酸與水配制成30的稀溶液，應(yīng)怎么配制？NaOH溶液66.7g，NaOH固體33.3gm(濃硫酸)m(水)=（300）(98%30%)=15 34六、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(wèn)題的解題技巧。它是將題設(shè)構(gòu)造成為問(wèn)題的兩個(gè)極端，然后依據(jù)有關(guān)化學(xué)知識(shí)確定所需反應(yīng)物或生成物的量值，進(jìn)行判斷分析，求得結(jié)果。2極值法解題的基本思路(1)把可逆反應(yīng)假設(shè)成向左或向右進(jìn)行的完全反應(yīng)。(2)把混合物假設(shè)成純凈物。(3)把平行反應(yīng)分別假設(shè)成單一反應(yīng)。3極值法解題的關(guān)鍵緊扣題設(shè)的可能趨勢(shì)，選好極端假設(shè)的落點(diǎn)。4極值法解題的優(yōu)點(diǎn)極值法解題的優(yōu)點(diǎn)是將某些復(fù)雜的、難以分析清楚的化學(xué)問(wèn)題假設(shè)為極值問(wèn)題，使解題過(guò)程簡(jiǎn)化，解題思路清晰，把問(wèn)題化繁為簡(jiǎn)，由難變易，從而提高了解題速度?！纠?】將鎂、鋅、鋁三種金屬的混合物加入到足量的稀硫酸中，得到2.8 L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）H2，則混合物中三種金屬的物質(zhì)的量之和可能是（）A.0.120mol B.0.125mol C.0.135mol D.0.250mol【例2】0.03mol銅完全溶于硝酸，產(chǎn)生氮的氧化物NO、NO2、N2O4混合氣體共0.05mol。該混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量可能是（）A30 B46 C66 D69AB七、平均法1依據(jù)：若XA XB，則XA XB，代表平均相對(duì)原子(分子)質(zhì)量、平均濃度、平均含量、平均生成量、平均消耗量等。2應(yīng)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(guān)鍵是要通過(guò)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(lái)再作出判斷。3平均值法(1)依據(jù)：若XAXB，則XA XB，代表平均相對(duì)原子(分子)質(zhì)量、平均濃度，平均含量、平均生成量、平均消耗量等。(2)應(yīng)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(guān)鍵是要通過(guò)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(lái)再作出判斷。實(shí)際上，它是極值法的延伸。XXXXXXXX【例1】由鋅、鐵、鋁、鎂四種金屬中的兩種組成的混和物10克，與足量的鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為11.2升，則混和物中一定含有的金屬是（）A.鋅B.鐵C.鋁D.鎂【規(guī)律總結(jié)】所謂平均值法是一種將數(shù)學(xué)平均原理應(yīng)用于化學(xué)計(jì)算的解題方法。它所依據(jù)的數(shù)學(xué)原理是：兩個(gè)數(shù)Mr1和Mr2（Mr1大于Mr2）的算術(shù)平均值Mr，一定介于兩者之間。所以，只要求出平均值Mr，就可以判斷出Mr1和Mr2的取值范圍，再結(jié)合題給條件即可迅速求出正確答案。常見(jiàn)方法有：求平均原子量、平均式量、平均摩爾電子質(zhì)量、平均組成等。C八、等量代換法在混合物中有一類(lèi)計(jì)算：最后所得固體或溶液與原混合物的質(zhì)量相等。這類(lèi)試題的特點(diǎn)是沒(méi)有數(shù)據(jù)，思考中我們要用“此物”的質(zhì)量替換“彼物”的質(zhì)量，通過(guò)化學(xué)式或化學(xué)反應(yīng)方程式計(jì)量數(shù)之間的關(guān)系建立等式，求出結(jié)果?！纠?】有一塊Al-Fe合金，溶于足量的鹽酸中，再用過(guò)量的NaOH溶液處理，將產(chǎn)生的沉淀過(guò)濾、洗滌、干燥、灼燒完全變成紅色粉末后，經(jīng)稱(chēng)量，紅色粉末的質(zhì)量恰好與合金的質(zhì)量相等，則合金中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為（）A 70 B.30 C.47.6 D.52.4【例2】現(xiàn)有CuO和Fe2O3組成的混合物ag，向其中加入2mol/L的硫酸溶液50ml，恰好完全反應(yīng)。若將ag該混合物在足量H2中加熱，使其充分反應(yīng)，冷卻后剩余固體質(zhì)量為（）A16ag B.(a-1.6)g C.(a-3.2)g D.1.6gBB【例3】向m g鎂和鋁的混合物中加入適量的稀硫酸，恰好完全反應(yīng)生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體b L。向反應(yīng)后的溶液中加入c mol/L氫氧化鉀溶液V mL，使金屬離子剛好沉淀完全，得到的沉淀質(zhì)量為n g。再將得到的沉淀灼燒至質(zhì)量不再改變?yōu)橹?，得到固體p g。則下列關(guān)系不正確的是（）A.B.C.n=m+17Vc D.100011.2bcV125VcpmC