高考化学:第一部分 专题14 化学计算

  • 格式:doc
  • 大小:870.50 KB
  • 文档页数:17

1 考前30天之备战2013高考化学冲刺押题系列第一部分 专题14 化学计算 【2013高考考纲】 题型示例1 有关溶液pH的简单计算 【样题1】已知在100℃的温度下(本题涉及的溶液温度均为100℃),水的离子积KW= 1×10-12。下列说法正确的是 A.0.05 mol/L的H2SO4溶液pH=1 B.0.001 mol/L的NaOH溶液pH=11 C.0.005 mol/L的H2SO4溶液与0.01 mol/L的NaOH溶液等体积混合,混合溶液pH为6,溶液显酸性 D.完全中和pH=3的H2SO4溶液50 mL,需要pH=11的NaOH溶液50 mL

题型示例2 与电化学有关计算 【样题1】500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO3-)=6.0 mol·L-1,用石墨作电极电解此溶液,当通电一段时间后,两极均收集到22.4 L气体(标准状况),假定电解后溶液体积仍为500 mL,下列说法正确的是 A.原混合溶液中c(K+)为4 mol·L-1 B.上述电解过程中共转移4 mol电子 C.电解得到的Cu的物质的量为0.5 mol D.电解后溶液中c(H+)为2 mol·L-1 【解题指导】选B。惰性电极电解混合溶液时,根据离子放电顺序,阴极先发生:Cu 2++2e-=Cu 后发生:2H++2e-=H2↑ 阳极:4OH--4e-=O2↑+2H2O。两极都收集1mol气体,由

阳极转移电子为4mol,又知阴极生成1molH2转移电子2mol,根据电子得失守恒可得:n(Cu2+)=1mol。再根据电荷守恒,在500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中存在关系:2c(Cu2+)+c(K

+)=c(NO3-),可以求出c(K+)=2 mol·L-1 。电解过程中消耗的n(OH-)=4mol,则溶液中留下 2

4mol的H+,c(H+)=8mol·L-1 。 1、根据关系式进行计算:根据得失电子守恒关系,以及已知量与未知量之间的桥梁,建立计算所需的关系式。例如:用惰性电极电解硫酸铜溶液 2CuSO4 ∽ 4H+ ∽ 2Cu ∽ O2↑ ∽ 4e- 320 g 4 mol 128 g 22.4 L 4×6.02×1023 m (g) x (mol) V (L) N (个) 然后根据已知和未知条件列比例求解。 2、根据电子守恒进行计算:用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电荷量等类型的计算,其依据是电路中转移的电子数目相等。 (1)在电解池中 n (e-) =(阴极)n(还原产物)×N(+e-) =(阳极)n(氧化产物)×N(-e-) (2)惰性电极电解氯化钠溶液 (阴极放氢生氧型的电解池) n (e-) = n(H2)×2 = n(Cl2)×4 = n (OH-)

题型示例3 与物质的量有关的综合计算 【样题1】钾是活泼的碱金属,钾和氧有氧化钾(K2O)、过氧化钾(K2O2)和超氧化钾(KO2)等多种化合物。 (1)钾和硝酸钾反应可制得K2O(10K+2KNO3 = 6K2O+N2),39.0 g钾与10.1 g硝酸钾充分反应生成K2O的质量为 g。 (2)某过氧化钾样品中氧的质量分数(杂质不含氧)为0.28,则样品中K2O2的质量分数为 。 (3)超氧化钾和二氧化碳反应生成氧气(4KO2+2CO2 = 2K2CO3+3O2),在医院、矿井、潜水、高空飞行中用作供氧剂。13.2 L(标准状况)CO2和KO2反应后,气体体积变为18.8 L (标准状况),计算反应消耗的KO2的质量。 (4)KO2加热至600℃部分分解得到产物A。6.30 g产物A充分吸收二氧化碳生成碳酸钾并产生氧气1.12 L(标准状况),试确定产物A中钾、氧两种原子个数之比。如果产物A只含有两种化合物,写出所有可能的化学式并计算A中两种化合物的物质的量之比。 【解题指导】(1)根据反应关系可以判断所给K的质量过量,应该用KNO3的量计算生成的K2O,设生成的K2O的质量为x。 3

10K + 2KNO3 = 6K2O + N2↑ 2×101 g·mol-1 6×94 g·mol-1 10.1 g x

则有:g1.10molg10121=x1molg946 解得:x=28.2 g (2)根据题给条件杂质中不含氧,所以样品的氧全部来自K2O2,根据K2O2的组成可以看出,每32 g氧对应110 g K2O2,若设样品总质量为1 g,则含氧为0.28 g,因此若设样品中K2O2的质量为a,则有32 g∶110 g=0.28 g∶a,

解得a=0.962 5 g,因此可以求出样品中K2O2的质量分数为g1g5962.0×100%=96.25%。 (3)可用差量法:由反应式4KO2+2CO2=2K2CO3+3O2可以看出,气体每增加1 mol就消耗4 mol KO2,现在增加了1molL4.22L2.13L8.18=0.25 mol,则消耗的KO2的质量为0.25 mol×4×71 g·mol-1=71 g。 (4)KxOy+x/2CO2=x/2K2CO3+(y-0.5x)/2O2 39x+16y 11.2(y-0.5x) L 6.30 g 1.12 L 解得x∶y=2∶3 即n(K)∶n (O)=2∶3 即产物A的化学式为:(KO2与K2O2 物质的量之比为2∶1) 或(KO2与K2O物质的量之比为4∶1)

题型示例4 有机化学计算方法 【样题1】某直链一元醇14克能与金属钠完全反应,生成0.2克氢气,则此醇的同分异构体数目为 A.6个 B.7个 C.8个 D.9个 4

【考纲解读】商余法主要是应用于解答有机物(尤其是烃类)知道分子量后求出其分子式的一类题目。对于烃类,由于烷烃通式为CnH2n+2,分子量为14n+2,对应的烷烃基通式为CnH2n+1,分子量为14n+1,烯烃及环烷烃通式为CnH2n,分子量为14n,对应的烃基通式为CnH2n-1,分子量为14n-1,炔烃及二烯烃通式为CnH2n-2,分子量为14n-2,对应的烃基通式为CnH2n-3,分子量为14n-3,所以可以将已知有机物的分子量减去含氧官能团的式量后,差值除以14(烃类直接除14),则最大的商为含碳的原子数(即n值),余数代入上述通式,符合的就是其所属的类别。 【样题2】某有机物5.6克完全燃烧后生成6.72L(标况下)二氧化碳和3.6克水,该有机物的蒸气对一氧化碳的相对密度是2,试求该有机物的分子式.如果该有机物能使溴水褪色,并且此有机物和新制的氢氧化铜混合后加热产生红色沉淀,试推断该该有机物的结构简式。 【解题指导】该有机物结构就为H2C=CH-CHO。因为该有机物的蒸气对一氧化碳的相对密度为2,所以其分子量是CO的2倍,即56,而5.6克有机物就是0.1摩,完全燃烧生成6.72L(S.T.P)CO2为0.3摩,3.6克水为0.2摩,故分子式中含3个碳,4个氢,则每摩分子中含氧为56-3×12-4×1=16克,分子式中只有1个氧,从而确定分子式是C3H4O.根据该有机物能发生斐林反应,证明其中有-CHO,从C3H4O中扣除-CHO,残基为-C2H3,能使溴水褪色,则有不饱和键,按其组成,只可能为-CH=CH2,所以该有机物结构就为H2C=CH-CHO。 【考纲解读】残基法是求解有机物分子结构简式或结构式中最常用的方法之一。计算出一个有机物的分子式后,该有机物可以有很多种不同的结构,要最后确定其结构,可先将已知的官能团包括烃基的式量或所含原子数扣除,剩下的式量或原子数就是属于残余的基团,再讨论其可能构成便快捷得多。 题型示例5 化学计算方法与技巧 【样题1】把a g铁铝合金粉末溶于足量盐酸中,加入过量NaOH溶液。过滤出沉淀,经洗涤、干燥、灼烧,得到红色粉末的质量仍为a g,则原合金中铁的质量分数为 A. 70% B. 52.4% C. 47.6% D. 30% 【解题指导】 把a g铁铝合金粉末溶于足量盐酸中,生成了Al3+和Fe2+,再加入过量NaOH溶液,Al3+转化为AlO2-,留在溶液中;Fe2+生成了Fe(OH)2沉淀,过滤出沉淀,经洗涤、干燥、灼烧,最后得到的红色粉末为Fe2O3,铁在反应过程中是守恒的,Fe2O3中氧的量 5

等于合金中铝的量,则%70%100160562%100)OFe(M)Fe(M2)Fe(w32。答案:A 【样题2】将两种金属单质混合物13g,加到足量稀硫酸中,共放出标准状况下气体11.2L,这两种金属可能是 A.Zn和Fe B. Al和Zn C. Al和Mg D. Zn和Cu 【解题指导】选B。将混合物当作一种金属来看,因为是足量稀硫酸,13克金属全部反应生成的11.2L(0.5摩尔)气体全部是氢气,也就是说,这种金属每放出1摩尔氢气需26克,如果全部是+2价的金属,其平均原子量为26,则组成混合物的+2价金属,其原子量一个大于26,一个小于26.代入选项,在置换出氢气的反应中,显+2价的有Zn,原子量为65,Fe原子量为56,Mg原子量为24,但对于Al,由于在反应中显+3价,要置换出1mol氢气,只要18克Al便够,可看作+2价时其原子量为27/(3/2)=18,同样假如有+1价的Na参与反应时,将它看作+2价时其原子量为23×2=46,对于Cu,因为它不能置换出H2,所以可看作原子量为无穷大,从而得到A中两种金属原子量均大于26,C中两种金属原子量均小于26,所以A、C、D都不符合要求,B中Al的原子量比26小,Zn比26大,故B为应选答案。

【样题3】 4个同学同时分析一个由KCl和KBr组成的混合物,他们各取2.00克样品配成水溶液,加入足够HNO3后再加入适量AgNO3溶液,待沉淀完全后过滤得到干燥的卤化银沉淀的质量如下列四个选项所示,其中数据合理的是 A.3.06g B.3.36g C.3.86g D.3.96 【解题指导】选B。本题如按通常解法,混合物中含KCl和KBr,可以有无限多种组成方式,则求出的数据也有多种可能性,要验证数据是否合理,必须将四个选项代入,看是否有解,也就相当于要做四题的计算题,所花时间非常多。使用极限法,设2.00克全部为KCl,根据KCl-AgCl,每74.5克KCl可生成143.5克AgCl,则可得沉淀为(2.00/74.5)×143.5=3.852克,为最大值,同样可求得当混合物全部为KBr时,每119克的KBr可得沉淀188克,所以应得沉淀为(2.00/119)×188=3.160克,为最小值,则介于两者之间的数值就符合要求。