2020届高考化学一轮复习讲义 第1章 专题讲座1 化学计算的常用方法
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本套资源目录2020高考化学一轮复习限时规范训练第一章专题讲座一剖析三种方法在化学计算中的巧妙应用含解析新人教版2020高考化学一轮复习限时规范训练第一章第1讲化学实验的常用仪器和基本操作含解析新人教版2020高考化学一轮复习限时规范训练第一章第2讲物质的分离与提纯含解析新人教版2020高考化学一轮复习限时规范训练第一章第3讲物质的量气体摩尔体积含解析新人教版2020高考化学一轮复习限时规范训练第一章第4讲物质的量在化学实验中的应用含解析新人教版剖析三种方法在化学计算中的巧妙应用限时50分钟A 组(25分钟)1.用36.5%的浓盐酸(密度为1.2 g·cm -3)配制1 mol·L -1的稀盐酸100 mL ,配制过程中按顺序需要用到的仪器有 ( )①100 mL 量筒 ②10 mL 量筒 ③50 mL 烧杯 ④托盘天平 ⑤100 mL 容量瓶 ⑥胶头滴管 ⑦玻璃棒A .①③⑤⑥⑦B .②③⑦⑤⑥C .③⑤⑦⑥④D .④③⑦⑤⑥ 解析:选B 。
配制 1 mol·L-1的稀盐酸100 mL 所需36.5%的盐酸的体积为1 mol·L -1×0.1 L×36.5 g·mol -11.2 g·cm -3×36.5%≈8.3 mL,应选取10 mL 量筒,故用到的仪器顺序为②③⑦⑤⑥。
2.下列有关溶液配制的说法正确的是 ( )A .在50 mL 量筒中配制0.100 0 mol/L 碳酸钠溶液B .仅用烧杯、量筒、玻璃棒就可配制100 mL 0.100 0 mol/L K 2Cr 2O 7溶液C .用100 mL 容量瓶、烧杯、玻璃棒、量筒、胶头滴管和pH =1的盐酸配制100 mL pH =2的盐酸D .配制溶液时,若加水超过容量瓶刻度线,应用胶头滴管将多余液体吸出解析:选C 。
配制一定物质的量浓度的溶液,应在容量瓶中进行,A 、B 错误;配制溶液定容时,若加水超过容量瓶刻度线,即使用胶头滴管将液体吸出,也会造成配制结果偏低,D 错误。
化学入门——化学常用计量第课时 化学入门——化学常用计量知识点一 物质的量、摩尔质量.物质的量、阿伏加德罗常数()基本概念间的关系[提醒] “物质的量”的计量对象是微观粒子(如:分子、原子、离子、原子团、质子、中子、电子等),而不是宏观物质。
()“物质的量”的表示方法如: 、 、 +。
[提醒] 物质的量()、粒子数()、阿伏加德罗常数()之间的关系:=。
.摩尔质量。
-·,单位:概念:单位物质的量的物质所具有的质量。
符号:()()数值:当粒子的摩尔质量以·-为单位时,在数值上等于该粒子的相对分子(或原子)质量。
()关系:物质的量()、质量()与摩尔质量()之间的关系为=。
()计算方法①根据标准状况下气体的密度(ρ):=ρ× ·-。
如:标准状况下某气体的密度为 ·-,。
-·则该气体的=。
-·=。
如:某气体对甲烷的相对密度为,则该气体的=:根据气体的相对密度② 。
-·,则该气体的= 某气体的质量是 。
如::=()和物质的量()根据物质的质量③④根据一定质量()的物质中粒子数目()和阿伏加德罗常数():=· 。
如: 乳酸中含乳。
-·,则乳酸的摩尔质量为×酸的分子数为[对点训练].判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
() 中含有的碳原子数约为×个(√)() 中含有的阴离子数为(×)() 和 含有相同的粒子数目(×)() -的质量是 ·-(×)() 中含有的氧原子数为(√)()常温常压下, 乙烯和丙烯的混合物中含有的氢原子数目为(√).在 中含有的离子的个数和氧原子的质量分别是( ).. .×.解析:选 中含有的离子数为×=,含氧原子的物质的量为 ×= ,质量为 × ·-= 。
.最近材料科学家研究发现了首例带结晶水的晶体在 下呈现超导性。
专题讲座一 化学计算的常用方法方法一 守恒法 (一)质量守恒(原子守恒)依据化学反应的实质是原子的重新组合,因而反应前后原子的总数和质量保持不变。
[典例1] (2019·石家庄调研)28 g 铁粉溶于稀盐酸中,然后加入足量的Na 2O 2固体,充分反应后过滤,将滤渣加强热,最终得到的固体质量为( ) A.36 g B.40 g C.80 g D.160 g 答案 B解析 28 g 铁粉溶于稀盐酸中生成氯化亚铁溶液,然后加入足量的Na 2O 2固体,由于Na 2O 2固体溶于水后生成氢氧化钠和氧气,本身也具有强氧化性,所以充分反应后生成氢氧化铁沉淀,过滤,将滤渣加强热,最终得到的固体为Fe 2O 3,根据铁原子守恒, n (Fe 2O 3)=12n (Fe)=12×28 g 56 g·mol-1=0.25 mol 所得Fe 2O 3固体的质量为:0.25 mol ×160 g·mol -1=40 g 。
针对训练1.(2018·长汀县校级月考)有14 g Na 2O 2、Na 2O 、NaOH 的混合物与100 g 质量分数为15%的盐酸恰好反应,蒸干溶液,最终得固体质量为( ) A.20.40 g B.28.60 g C.24.04 g D.无法计算 答案 C解析 混合物与盐酸反应后所得溶液为氯化钠溶液,蒸干后得到NaCl ,由Cl -质量守恒关系可得100 g ×15%×35.536.5=m (NaCl)×35.558.5,解得m (NaCl)≈24.04 g 。
2.(2018·奉贤区二模)一定量的H 2和Cl 2充分燃烧后,将反应生成的气体通入100 mL 1.0 mol·L -1的NaOH 溶液中,两者恰好完全反应,生成NaClO 为0.01 mol ,则燃烧前H 2和Cl 2的物质的量之比为( )A.5∶4B.4∶5C.4∶3D.3∶4 答案 B解析 100 mL 1.0 mol·L -1的NaOH 溶液中含有氢氧化钠的物质的量为1.0 mol·L -1×0.1 L =0.1 mol ;两者恰好完全反应,说明0.1 mol NaOH 完全反应,生成的0.01 mol NaClO 来自Cl 2与NaOH 的反应(Cl 2+2NaOH===NaCl +NaClO +H 2O),则氢气和氯气反应后剩余氯气的物质的量为0.01 mol ,消耗NaOH 的物质的量为0.02 mol ,发生反应NaOH +HCl===NaCl +H 2O ,消耗NaOH 的物质的量为:0.1 mol -0.02 mol =0.08 mol ,则n (HCl)=n (NaOH)=0.08 mol ,n (H 2)=n (Cl 2)=12n (HCl)=0.08 mol ×12=0.04 mol ,所以原混合气体中含有Cl 2的物质的量为:0.01 mol +0.04 mol =0.05 mol ,氢气的物质的量为0.04 mol ,燃烧前H 2和Cl 2的物质的量之比=0.04 mol ∶0.05 mol =4∶5。
专题讲座一 化学计算的常用方法方法一 守恒法 (一)质量守恒(原子守恒)依据化学反应的实质是原子的重新组合,因而反应前后原子的总数和质量保持不变。
[典例1] (2019·石家庄调研)28 g 铁粉溶于稀盐酸中,然后加入足量的Na 2O 2固体,充分反应后过滤,将滤渣加强热,最终得到的固体质量为( ) A.36 g B.40 g C.80 g D.160 g 答案 B解析 28 g 铁粉溶于稀盐酸中生成氯化亚铁溶液,然后加入足量的Na 2O 2固体,由于Na 2O 2固体溶于水后生成氢氧化钠和氧气,本身也具有强氧化性,所以充分反应后生成氢氧化铁沉淀,过滤,将滤渣加强热,最终得到的固体为Fe 2O 3,根据铁原子守恒, n (Fe 2O 3)=12n (Fe)=12×28 g 56 g·mol-1=0.25 mol 所得Fe 2O 3固体的质量为:0.25 mol ×160 g·mol -1=40 g 。
针对训练1.(2018·长汀县校级月考)有14 g Na 2O 2、Na 2O 、NaOH 的混合物与100 g 质量分数为15%的盐酸恰好反应,蒸干溶液,最终得固体质量为( ) A.20.40 g B.28.60 g C.24.04 g D.无法计算 答案 C解析 混合物与盐酸反应后所得溶液为氯化钠溶液,蒸干后得到NaCl ,由Cl -质量守恒关系可得100 g ×15%×35.536.5=m (NaCl)×35.558.5,解得m (NaCl)≈24.04 g 。
2.(2018·奉贤区二模)一定量的H 2和Cl 2充分燃烧后,将反应生成的气体通入100 mL 1.0 mol·L -1的NaOH 溶液中,两者恰好完全反应,生成NaClO 为0.01 mol ,则燃烧前H 2和Cl 2的物质的量之比为( )A.5∶4B.4∶5C.4∶3D.3∶4 答案 B解析 100 mL 1.0 mol·L -1的NaOH 溶液中含有氢氧化钠的物质的量为1.0 mol·L -1×0.1 L =0.1 mol ;两者恰好完全反应,说明0.1 mol NaOH 完全反应,生成的0.01 mol NaClO 来自Cl 2与NaOH 的反应(Cl 2+2NaOH===NaCl +NaClO +H 2O),则氢气和氯气反应后剩余氯气的物质的量为0.01 mol ,消耗NaOH 的物质的量为0.02 mol ,发生反应NaOH +HCl===NaCl +H 2O ,消耗NaOH 的物质的量为:0.1 mol -0.02 mol =0.08 mol ,则n (HCl)=n (NaOH)=0.08 mol ,n (H 2)=n (Cl 2)=12n (HCl)=0.08 mol ×12=0.04 mol ,所以原混合气体中含有Cl 2的物质的量为:0.01 mol +0.04 mol =0.05 mol ,氢气的物质的量为0.04 mol ,燃烧前H 2和Cl 2的物质的量之比=0.04 mol ∶0.05 mol =4∶5。
(二)电荷守恒依据电解质溶液呈电中性,即阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数或离子方程式前后离子所带电荷总数不变。
[典例2] 将a g Fe 2O 3、Al 2O 3样品溶解在过量的200 mL pH =1的硫酸溶液中,然后向其中加入NaOH 溶液,使Fe 3+、Al 3+刚好沉淀完全,用去NaOH 溶液100 mL ,则NaOH 溶液的浓度为________________。
答案 0.2 mol·L -1解析 当Fe 3+ 、Al 3+刚好沉淀完全时,溶液中溶质只有硫酸钠,而Na +全部来源于NaOH ,且变化过程中Na +的量不变。
根据电荷守恒可知:n (Na +)n (SO 2-4)=21,所以,n (NaOH)=n (Na +)=2n (SO 2-4)=n (H +)=0.1 mol·L -1×0.2 L =0.02 mol ,c (NaOH)=0.02 mol 0.1 L =0.2 mol·L -1。
针对训练3.在一定条件下,RO n -3和F 2可发生如下反应: RO n-3+F 2+2OH -===RO -4+2F -+H 2O ,从而可知在RO n -3中,元素R 的化合价是( )A.+4价B.+5价C.+6价D.+7价 答案 B解析 要求RO n -3中R 的化合价,若知道n 值,计算R 的化合价则变得很简单。
依据离子方程式中电荷守恒,n +2=1+2,n =1,RO n -3中氧显-2价,因此R 的化合价为+5价。
4.若测得雨水所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表:根据表中数据判断试样的pH =________。
答案 4解析 根据表格提供的离子可知,NH +4水解导致试样溶液呈酸性,再根据电荷守恒可知,c (K +)+c (NH +4 )+c (Na +)+c (H +)=2c (SO 2-4)+c (Cl -)+c (NO -3),将表格中的数据代入得H +浓度为10-4 mol·L -1,则pH 值为4。
易错警示 列式时不要忘了离子浓度前乘上离子所带电荷数。
方法二 化学方程式计算中的巧思妙解——差量法化学反应前后物质的量发生变化时均可用差量法,解题的一般步骤为 (1)准确写出有关反应的化学方程式。
(2)深入细致地分析题意,关键在于有针对性地找出产生差量的“对象”及“理论差量”。
该“理论差量”可以是质量、物质的量、气体体积、压强等,且该差量的大小与参加反应的物质的有关量成正比。
(3)根据反应方程式,从“实际差量”寻找比例关系,列比例式求解。
[典例3] 为了检验某含有NaHCO 3杂质的Na 2CO 3样品的纯度,现将w 1 g 样品加热,其质量变为w 2 g ,则该样品的纯度(质量分数)是( ) A.84w 2-53w 131w 1B.84(w 1-w 2)31w 1C.73w 2-42w 131w 1D.115w 2-84w 131w 1答案 A解析 由题意知(w 1-w 2)g 应为NaHCO 3分解生成的CO 2和H 2O 的质量,设样品中NaHCO 3质量为x g ,由此可得如下关系: 2NaHCO 3=====△Na 2CO 32×84 62 x w 1-w 2 则x =84(w 1-w 2)31,故样品纯度为m (Na 2CO 3)m (样品)=w 1-x w 1=84w 2-53w 131w 1。
针对训练5.将12 g CO 和CO 2的混合气体通过足量灼热的氧化铜后,得到气体的总质量为18 g ,则原混合气体中CO 的质量分数为________。
答案 87.5%解析 设原混合气体中CO 的质量分数为x 。
CuO +CO =====△Cu +CO 2 气体质量增加(差量) 28 g 44 g 44 g -28 g =16 g 12x g 18 g -12 g =6 g 2816=12x6,解得x =0.875。
6.(2018·山东省实验中学高三模拟)16 mL 由NO 与NH 3组成的混合气体在催化剂作用下于400 ℃左右可发生反应:6NO +4NH 35N 2+6H 2O(g),达到平衡时在相同条件下气体体积变为17.5 mL ,则原混合气体中NO 与NH 3的物质的量之比有四种情况:①5∶3 ②3∶2 ③4∶3 ④9∶7。
其中正确的是( ) A.①② B.①④ C.②③ D.③④ 答案 C解析 根据反应前后气体的总体积,可用差量法直接求解。
6NO +4NH 35N 2+6H 2O(g) ΔV (气体的体积差)6 mL 4 mL 5 mL 6 mL (5+6)-(4+6) =1 mL(理论差量) 9 mL 6 mL 17.5-16=1.5 mL(实际差量)由此可知共消耗15 mL 气体,还剩余1 mL 气体,假设剩余的气体全部是NO ,则V (NO)∶V (NH 3)=(9 mL +1 mL)∶6 mL =5∶3,假设剩余的气体全部是NH 3,则V (NO)∶V (NH 3)=9 mL ∶(6 mL +1 mL)=9∶7,但因该反应是可逆反应,剩余气体实际上是NO 、NH 3的混合气体,故V (NO)∶V (NH 3)介于5∶3与9∶7之间,对照所给的数据知3∶2与4∶3在此区间内。
方法三 解答连续反应类型计算题的捷径——关系式法关系式法是一种巧妙利用已知量与未知量之间关系进行解题的一种方法,一般适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。
针对训练题组一 根据原子守恒找关系式7.碳酸铜和碱式碳酸铜均可溶于盐酸,转化为氯化铜。
在高温下这两种化合物均能分解成氧化铜。
溶解28.4 g 上述混合物,消耗1 mol·L-1盐酸500 mL 。
煅烧等质量的上述混合物,得到氧化铜的质量是( ) A.35 g B.30 g C.20 g D.15 g 答案 C解析 碳酸铜和碱式碳酸铜均可溶于盐酸,转化为氯化铜,溶解28.4 g 该混合物,消耗1 mol·L -1盐酸500 mL ,HCl 的物质的量为0.5 mol ,根据氯元素守恒,则CuCl 2的物质的量为0.25 mol 。
根据Cu 元素守恒可知,原混合物中含有Cu 元素的物质的量为0.25 mol ,煅烧等质量的上述混合物,得到氧化铜的物质的量为0.25 mol ,则m (CuO)=0.25 mol ×80 g·mol -1=20 g 。
8.在氧气中燃烧0.22 g 硫和铁组成的混合物,使其中的硫全部转化为二氧化硫,把这些二氧化硫全部氧化成三氧化硫并转变为硫酸,这些硫酸可用10 mL 0.5 mol·L -1氢氧化钠溶液完全中和,则原混合物中硫的百分含量为( ) A.72% B.40% C.36% D.18% 答案 C解析 由S 原子守恒和有关反应可得出: S ~H 2SO 4~2NaOH 32 g 2 molm (S) 0.5×10×10-3 mol 得m (S)=0.08 g原混合物中w (S)=0.08 g 0.22 g ×100%=36%。