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

第3講 物質(zhì)的量與化學(xué)計算化學(xué) 2018年高考一輪復(fù)習(xí)考試說明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)量分數(shù)和物質(zhì)的量濃度的概念，并能進行有關(guān)計算。4.掌握配制一定溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)溶液和物質(zhì)的量濃度溶液的方法。知識梳理在每年的化學(xué)高考試題中，計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告中經(jīng)常會說計算題的得分率不是太高。高考化學(xué)中計算類型比較多，其中有些計算類型經(jīng)?？疾?，如能用好方法，掌握技巧，一定能達到節(jié)約時間，提高答題的正確率。下面就談一談解答計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），達到平衡后，A的物質(zhì)的量減少為原來的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. 4DA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，氧化劑得到的電子數(shù)一定等于還原劑失去的電子數(shù)，無論是自發(fā)進行的氧化-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(標準狀況下)氣體（無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. 電子電子守恒守恒氧化還原氧化還原反應(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、還原劑中一個原子得到或失去的電子數(shù)；第三步，根據(jù)氧化劑得、還原劑中一個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：到的電子數(shù)等于還原劑失去的電子數(shù)，列出等式：n(還原劑還原劑)升價升價原子個數(shù)原子個數(shù)化合價升高值化合價升高值n(氧化劑氧化劑)降價原子個數(shù)降價原子個數(shù)化合價降低化合價降低值。值?！纠?】已知氧化劑XO(OH)2+被Na2SO3還原到低價。如還原含2.410-3mol XO(OH)2+的溶液，需30mL0.2 mol/L 的Na2SO3溶液，則X元素的最終價態(tài)為 （ ）A2 B1 C0 D3【例5】將純鐵絲5.21克溶于過量稀鹽酸中，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，在標準狀況下產(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、陽離子的電荷數(shù)相等，即：陽離子的物質(zhì)的量陽離子的電荷數(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算時常需用到電荷守恒，首先找出溶液中所有陽離子和陰離子，再根據(jù)陽離子所帶正電荷總數(shù)等于陰離子所帶負電荷總數(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，列電荷守恒等式時不能忽略H、OH，但在計算時，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，將已知差量（實際差量）與化學(xué)方程式中的對應(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、反應(yīng)過程中的熱量等。用差量法解題是先把化學(xué)方程式中的對應(yīng)差量(理論差量)跟差量(實際差量)列成比例，然后求解。1.質(zhì)量差法【例1】為了檢驗?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)量分數(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；每個物質(zhì)均有固定的化學(xué)組成，任意兩個物質(zhì)的物理量之間均存在差量；同樣，在一個封閉體系中進行的化學(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，列出比例式來求解的一種化學(xué)計算方法。該方法運用的數(shù)學(xué)知識為等比定律及其衍生式： 或 。差量法是簡化化學(xué)計算的一種主要手段，在中學(xué)階段運用相當普遍。常見的類型有：溶解度差、組成差、質(zhì)量差、體積差、物質(zhì)的量差等。在運用時要注意物質(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，若維持溫度和壓強不變，當達到平衡時，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)達平衡時氣體A消耗掉0.05VL 反應(yīng)達平衡時氣體B消耗掉0.05VLA. B. C. D. A四、關(guān)系式法實際化工生產(chǎn)中以及化學(xué)工作者進行科學(xué)研究時，往往涉及到多步反應(yīng)：從原料到產(chǎn)品可能要經(jīng)過若干步反應(yīng)；測定某一物質(zhì)的含量可能要經(jīng)過若干步中間過程。對于多步反應(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)此列比例式進行計算求解方法，稱為“關(guān)系式”法。利用關(guān)系式法可以節(jié)省不必要的中間運算步驟，避免計算錯誤，并能迅速準確地獲得結(jié)果?！纠?】氯化亞銅（CuCl）是重要的化工原料。國家標準規(guī)定合格的CuCl產(chǎn)品的主要質(zhì)量指標為CuCl的質(zhì)量分數(shù)大于96.50%。工業(yè)上常通過下列反應(yīng)制備CuCl2CuSO4Na2SO32NaClNa2CO3=2CuCl3Na2SO4CO2CuCl制備過程中需要配制質(zhì)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(zhì)量之比。準確稱取所制備的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,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+通過計算說明上述樣品中CuCl的質(zhì)量分數(shù)是否符合標準。 【例2】黃鐵礦主要成分是FeS2。某硫酸廠在進行黃鐵礦成分測定時，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標準溶液滴定至終點，消耗K2Cr2O7溶液25.00 mL。已知：SO22Fe32H2O = SO42 2Fe24H Cr2O72- 6Fe214H = 2Cr36Fe37H2O(1) 樣品中FeS2的質(zhì)量分數(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(標準狀況)為_L，制得98%的硫酸質(zhì)量為_t，SO2全部轉(zhuǎn)化為H2SO4時放出的熱量是_kJ。3.4310790.00%SO3(g)H2O(l) = H2SO4(l)； H =130.3 kJ/mol3.3610615【方法總結(jié)】多個反應(yīng)連續(xù)發(fā)生時，起始物與目標產(chǎn)物之間存在確定的量的關(guān)系。解題時應(yīng)先寫出有關(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產(chǎn)物之間的物質(zhì)的量的關(guān)系，列式求解，從而簡化運算過程。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)計算中廣泛使用的解法之一，具有形象直觀的特點，是巧解二元混合問題的一種常見的有效方法。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)以上說明，二元混合物的一般計算方法是anAbnBc(nAnB)，整理得(ac)nA(cb)nB，即上述十字交叉式，所以，凡是能滿足：anAbnBc(nAnB)關(guān)系的混合問題，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準的，nA/nB就是什么量之比。十字交叉法包括濃度十字交叉法、相對原子質(zhì)量十字交叉法、相對分子質(zhì)量十字交叉法、密度十字交叉法、質(zhì)量分數(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. 混和氣體計算中的十字交叉法【例1】實驗測得乙烯與氧氣的混合氣體的密度是氫氣的14.5倍。可知其中乙烯的質(zhì)量分數(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算的十字叉法【例2】硼的平均相對原子質(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數(shù)比為 （ ） A. 1 2 B.1 4 C.1 6 D.1 8CB3. 溶液配制計算中的十字交叉法【例3】某同學(xué)欲配制40%的NaOH溶液100克，實驗室中現(xiàn)有10%的NaOH溶液和NaOH固體，問此同學(xué)應(yīng)各取上述物質(zhì)多少克？【例4】將密度為1.84gcm3，質(zhì)量分數(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題的解題技巧。它是將題設(shè)構(gòu)造成為問題的兩個極端，然后依據(jù)有關(guān)化學(xué)知識確定所需反應(yīng)物或生成物的量值，進行判斷分析，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，選好極端假設(shè)的落點。4極值法解題的優(yōu)點極值法解題的優(yōu)點是將某些復(fù)雜的、難以分析清楚的化學(xué)問題假設(shè)為極值問題，使解題過程簡化，解題思路清晰，把問題化繁為簡，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（標準狀況）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。3平均值法(1)依據(jù)：若XAXB，則XA XB， 代表平均相對原子(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。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)生的氫氣在標準狀況下為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)計算的解題方法。它所依據(jù)的數(shù)學(xué)原理是：兩個數(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計算：最后所得固體或溶液與原混合物的質(zhì)量相等。這類試題的特點是沒有數(shù)據(jù)，思考中我們要用“此物”的質(zhì)量替換“彼物”的質(zhì)量，通過化學(xué)式或化學(xué)反應(yīng)方程式計量數(shù)之間的關(guān)系建立等式，求出結(jié)果。【例1】有一塊Al-Fe合金，溶于足量的鹽酸中，再用過量的NaOH溶液處理，將產(chǎn)生的沉淀過濾、洗滌、干燥、灼燒完全變成紅色粉末后，經(jīng)稱量，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)量分數(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)生成標準狀況下的氣體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