专题五化学计算

第十九讲化学平衡化学平衡常数的计算[江苏考纲要求]———————————————————————————————1．认识化学反应的可逆性。

2．理解化学平衡的含义。

3．理解化学平衡常数的含义，能用化学平衡常数进行简单计算。

4．能用焓变和熵变说明常见简单化学反应的方向。

可逆反应与化学平衡状态[教材基础—自热身]1．可逆反应2．化学平衡状态(1)概念一定条件下的可逆反应中，正反应速率与逆反应速率相等，反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度保持不变的状态。

(2)化学平衡的建立(3)化学平衡状态的特点[知能深化—扫盲点]1．化学平衡状态的判定如对密闭容器中的可逆反应：m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g) 是否达到平衡可以归纳如下表(用“平衡”或“不一定”填表)m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)对同一物质而言，断裂的化学键的物质的量与形成的化学键的物质的量相等。

如反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，若有下列各项成立a．断裂1 mol N≡N键的同时生成1 mol N≡N键；b．断裂1 mol N≡N键的同时生成3 mol H—H键；c．生成1 mol N≡N键的同时生成6 mol N—H键(1)某一时刻，各物质的浓度(或物质的量或分子数)之比等于化学计量数之比的状态。

(2)恒温、恒容条件下气体体积不变的反应，混合气体的压强或气体的总物质的量不随时间变化，如2HI(g)I2(g)＋H2(g)。

(3)全部是气体参加的体积不变的反应，体系的平均相对分子质量不随时间变化而变化，如2HI(g)I2(g)＋H2(g)。

(4)全部是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。

[对点练]在恒温、容积为2 L的密闭容器中加入1 mol CO2和3 mol H2，发生如下反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH＜0。

可认定该可逆反应在一定条件下已达到化学平衡状态的是()A．容器中CO2、H2、CH3OH、H2O的物质的量之比为1∶3∶1∶1B．v正(CO2)＝3v逆(H2)C．容器内混合气体平均相对分子质量保持不变D．容器中CO2、H2、CH3OH、H2O的物质的量浓度都相等解析：选C因为反应前后气体的物质的量不等，所以相对分子质量随着反应进行而改变，当平均相对分子质量不变时，反应达到平衡。

化学计算专题一、关系式法关系式法常常应用于多步进行的连续反应，因前一个反应的产物是后一个反应的反应物，可以根据中间物质的传递关系，找出原料和最终产物的相应关系式。

它是化学计算中的基本解题方法之一，利用关系式法可以将多步计算转化为一步计算，免去逐步计算中的麻烦，简化解题步骤，减少运算量，且计算结果不易出错，准确率高。

例1：为测定某石灰石中。

"。

3的质量分数，称取Wg石灰石样品，加入过量的浓度为6mol/L的盐酸，使它完全溶解，加热煮沸，除去溶解的CO2，再加入足量的草酸铵[(NH4)2C2O J溶液后，慢慢加入氨水降低溶液的酸度，则析出草酸钙沉淀：C2O42- + Ca 2+ = CaC2O4 J ；过滤出CaC2O4后，用稀H2SO4溶解：CaC2O4 + H2SO4 = H2C2O4 + CaSO4，再用蒸馏水稀释溶液至V0mL，取出匕mL用amol /L的KM〃O4酸性溶液滴定，此时发生反应：2MnO- + 5H C O + 6H + = 2Mn2+ +10CO T +8H O，若滴定终点时消耗 amol/L 4 2 2 4 22的KMnO4V2mL，计算样品中CaCO3的质量分数。

解析：设生成沉淀CaCO3物质的量为x本题涉及到化学方程式或离子方程式为：CaCO + 2HCl = CaCl + H O + CO TC O2- + Ca2+ = CaC O JCaC O + H SO = H C O + CaSO2MnO - + 5H C O + 6H + = 2Mn2+ +10CO T+8H O4 2 2 4 2 2关系式：5CaCO〜5Ca 2+〜5CaC O -5 H C O〜2 MnO - 3 2 42 2 4 45mol 2molx aV x 10-3molV 、 (2.5aV x 10-3 x 0)mol x 100g / mol2 V 则：CaCO % = --------------- 1 ---------------------3 Wg 关系式法解题的关键是找准关系式，要注意某些元素是否都转入产物中，中间产物反 应过程中是否又有原料参与，不可盲目地根据起始物和产物中的原子守恒直接得出关系式。

专题讲座(五) pH 的相关计算1．单一溶液pH 的计算。

(1)强酸溶液，如H n A ，设浓度为c mol ·L －1，则： [H ＋]＝nc mol ·L －1，pH ＝－lg(nc )。

(2)强碱溶液，如B(OH)n ，设浓度为c mol ·L －1，[OH －]＝nc mol · L －1，则：[H ＋]＝K W[OH －]，pH ＝14＋lg(nc )。

2．混合溶液(体积变化忽略不计) pH 的计算。

(1)强酸与强酸混合。

[H ＋]＝[H ＋]1V 1＋[H ＋]2V 2V 1＋V 2，pH ＝－lg [H ＋]。

(2)强碱与强碱混合(25 ℃)。

[OH －]＝[OH －]1V 1＋[OH －]2V 2V 1＋V 2，[H ＋]＝10－14[OH －]，pH ＝－lg[H ＋]。

(3)强酸与强碱混合(25 ℃)。

①恰好反应：pH ＝7。

②酸过量：[H ＋]＝[H ＋]·V a －[OH －]·V bV a ＋V b，pH ＝－lg[H ＋]。

③碱过量：[OH －]＝[OH －]·V b －[H ＋]·V aV a ＋V b，[H ＋]＝10－14[OH －]，pH ＝－lg[H ＋]。

3．溶液稀释后pH 的计算。

[练习]________________________________________1．25 ℃时，0.01 mol ·L －1的盐酸的pH ＝__________。

答案：22．100 ℃时，0.05 mol·L－1的Ba(OH)2的pH＝________(100 ℃时，K W＝10－12)。

答案：113．25 ℃时，pH＝5和pH＝3的两种盐酸以1∶2体积比混合pH＝________。

答案：3.24．25℃时，将pH＝8的NaOH与pH＝11的NaOH溶液等体积混合pH＝________。

专题五 化学方程式计算一、 根据化学方程式的简单计算（1） 根据化学方程式计算的依据化学方程式表达的信息之一是反应物与生成物之间在“遵循固定质量比”的前提下的质量守恒。

根据这一信息，可以利用化学方程式列出反应物与生成物之间的质量比例式，只要已知某一物质的质量，就可求出实际反应中其余所有反应物、生成物的质量。

（2） 根据化学方程式计算的一般步骤根据化学方程式计算时，解题格式一般要规范化，解题过程一定要程序化。

具体的计算步骤为：“设→写→找→列→解→答。

” ① 设：设未知量② 写：正确书写并配平化学方程式③ 找：找出相关物质的比例关系，并求它们的相对分子质量，把已知量和未知量写在对应物质相对分子质量的下边。

④ 列：列出比例式 ⑤ 解：解出未知量的值 ⑥ 答：写出答案 [注意]a ． 各代入量均指纯净物的质量，若物质不纯，必须换成纯净物的质量才能代入化学方程式进行计算。

b ． 计算中所用的质量必须是实际参加反应的物质质量。

c ． 各物质质量的单位必须统一，单位带入计算过程。

d ． 设未知量时不带单位。

e ． 化学方程式必须书写正确且配平，这是保证计算正确的前提。

二、 有关含杂质问题的计算方法根据化学方程式进行的计算，各物质都被理想化为纯净物，而实际的生产或科学实验中纯净物是不存在的，这就需要把不纯的反应物换算成纯净物后才能进行化学方程式的计算，而计算出的纯净物也要换算成实际生产或实验中的不纯物质。

有关含杂质问题的计算常涉及下列关系式： %100⨯=质量含杂质的不纯物质的总纯净物的质量物质的纯度；纯净物的质量=不纯物质的总质量×纯度=不纯物质的总质量×（1-杂质的质量分数）； 不纯物质的总质量=纯净物的质量÷纯度。

一、反应物、生成物均为纯净物的计算例1（2006年·重庆）煤炭中往往含有硫，直接燃烧产生的二氧化硫会污染环境，计算含硫400g的煤炭燃烧时产生二氧化硫的质量。

专题 化学计算中的五大方法方法一 质量守恒法质量守恒法是依据化学反应前后反应物参加反应的总质量与生成的生成物总质量相等的原理，进行有关计算。

近观近几年高考化学题，每年都对有关守恒法的计算进行考查。

其实，高考对计算的考查，更重基础、更重方法。

守恒法是解决化学计算问题常用的一种快速、简便而又准确的一种方法，在考试时既可节省时间又可提高准确率。

所谓守恒，就是指化学反应的过程中，存在某些守恒关系：如质量守恒。

——————[1个示范例]——————在反应A ＋2B===C ＋2D 中，已知C 和D 的相对分子质量之比为22∶9，当1.6 g A 与B 完全反应后，生成4.4 g C ，则在此反应中参与反应的B 和生成的D 的质量之比为( )A ．16∶9B ．23∶9C ．32∶9D ．46∶9【解析】 根据A ＋2B===C ＋2D 知生成4.4 g C 时生成D 的质量为2×922×4.4 g ＝3.6 g ，由质量守恒定律知参加反应的B 的质量为3.6 g ＋4.4 g －1.6 g ＝6.4 g ，故参加反应的B 与生成的D 的质量比为6.4 g ∶3.6 g ＝16∶9。

【答案】 A——————[1个强化练]——————1.白色固体PCl 5受热即挥发并发生分解：PCl 5(s)PCl 3(g)＋Cl 2(g)。

现将5.84 g PCl 5装入2.05 L 真空密闭容器中，在277 ℃达到平衡，容器内压强为1.01×105 Pa ，经测定平衡时混合气体的物质的量为0.05 mol ，则平衡时混合气体的相对分子质量为________。

方法二 原子守恒法化学反应是原子的重新组合的过程，化学反应前后原子的物质的量不会改变，即原子守恒。

原子守恒法又可称为元素或原子团守恒法，它依据质量守恒定律微观解释：“在一切化学反应中，反应前后原子的种类、数目、原子质量没有变化”。

化学反应的过程是原子重新组合的过程，化学反应前后原子的物质的量不会改变，即原子守恒。