2014屆新人教課標Ⅰ高三化學一輪總復習資料word版：第一章 第5講

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1、 第5講　物質的量在化學方程式計算中的應用 和化學計算中的數(shù)學思想 考點一　物質的量在化學方程式計算中的應用 題型一　一般比例式法在化學方程式計算中的應用 (1)化學方程式在量方面的含義 aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g) 質量比 aMA∶ bMB　∶ cMC∶ dMD 物質的量比 a　∶ b　　∶ c　∶ d 體積比 a　∶ b　　∶ c　∶ d (2)一般步驟 ①根據題意寫出并配平化學方程式。 ②依據題中所給信息及化學方程式判斷過量，用完全反應的量進行求解。 ③選擇適當?shù)牧?如物質的量、氣體體積、質量等)

2、的關系作為計算依據，把已知的和需要求解的量[用n(B)、V(B)、m(B)或設未知數(shù)為x表示]分別寫在化學方程式有關化學式的下面，兩個量及單位“上下一致”。 ④列比例式，求未知量。 例1　已知：IO＋5I－＋6H＋===3I2＋3H2O。工業(yè)上利用NaIO3和NaHSO3反應來制取單質I2。 ①NaIO3不足時：2NaIO3＋6NaHSO3===2NaI＋3Na2SO4＋3H2SO4 ②NaIO3足量時還會發(fā)生：5NaI＋NaIO3＋3H2SO4===3I2＋3Na2SO4＋3H2O 現(xiàn)模擬工業(yè)制取I2。在含31.2 g NaHSO3的溶液中逐滴加入2 molL－1NaIO3溶液V

3、mL。 (1)當V＝________mL時，再滴NaIO3就開始析出I2。 (2)當V為55 mL時，生成的I2的質量為________g。 答案　(1)50　(2)7.62 解析　(1)n(NaHSO3)＝0.3 mol，依據化學方程式 2NaIO3＋6NaHSO3===2NaI＋3Na2SO4＋3H2SO4 　 2　　　　 6 n(NaIO3)　0.3 mol 1 / 15 ＝，得出n(NaIO3)＝0.1 mol V(NaIO3)＝0.05 L即50 mL (2)參加反應②的n(NaIO3)＝(0.055L－0.05 L)2 molL－1＝0.01mol，依據方

4、程式可知NaI過量，用NaIO3求解 5NaI＋NaIO3＋3H2SO4===3I2＋3Na2SO4＋3H2O 　　　　 1　　　　　　　3 　　　 0.01 mol　　　　　n(I2) ＝，求出n(I2)＝0.03 mol 題型二　差量法在化學方程式計算中的應用 (1)差量法的應用原理 差量法是指根據化學反應前后物質的量發(fā)生的變化，找出“理論差量”。這種差量可以是質量、物質的量、氣態(tài)物質的體積和壓強、反應過程中的熱量等。用差量法解題是先把化學方程式中的對應差量(理論差量)跟差量(實際差量)列成比例，然后求解。如： 　 (2)使用差量法的注意事項 ①所選用差值要與有關物質

5、的數(shù)值成正比例或反比例關系。 ②有關物質的物理量及其單位都要正確地使用，即“上下一致，左右相當”。 例2　為了檢驗某含有NaHCO3雜質的Na2CO3樣品的純度，現(xiàn)將w1 g樣品加熱，其質量變?yōu)閣2 g，則該樣品的純度(質量分數(shù))是 (　　) A. B. C. D. 答案　A 解析　樣品加熱發(fā)生的反應為 質量差為(w1－w2) g，故樣品中NaHCO3質量為 g，樣品中Na2CO3質量為w1 g－ g，其質量分數(shù)為 ＝＝。 當然，本題也可用常規(guī)方法，依據化學方程式直接求解。 另解： 假設樣品有x mol NaHCO3固體，則：

6、 據樣品加熱前后固體質量的關系，有w1g－x mol84 gmol－1＋0.5x mol106 gmol－1＝w2g，解得x＝(w1－w2)/31，那么NaHCO3的質量為m(NaHCO3)＝(w1－w2)/31 mol84 gmol－1＝84(w1－w2)/31 g，從而推知Na2CO3的質量為m(Na2CO3)＝w1 g－84(w1－w2)/31 g＝(84w2－53w1)/31 g，因此Na2CO3樣品的純度為w(Na2CO3)＝m(Na2CO3)/m(樣品)＝。 例3　白色固體PCl5受熱即揮發(fā)并發(fā)生分解：PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)?，F(xiàn)將5.84 g PCl5

7、裝入2.05 L真空密閉容器中，在277 ℃達到平衡，容器內壓強為1.01105 Pa，經計算可知平衡時容器內混合氣體的物質的量為0.05 mol，求平衡時PCl5的分解率。 答案　78.6% 解析　原n(PCl5)＝≈0.028 mol 設分解的PCl5的物質的量為x mol 所以x＝0.022 PCl5的分解率＝100%≈78.6%。 例4　一定條件下，合成氨氣反應達到平衡時，測得混合氣體中氨氣的體積分數(shù)為20.0%，與反應前的體積相比，反應后體積縮小的百分率是 (　　) A．16.7% B．20.0% C．80.0% D．83.3% 答案　A

8、 解析　N2＋3H22NH3　　　　ΔV 　 1 L 3 L　　　　 2 L　　　　2 L 由以上關系式可知反應前后體積的減少與生成的NH3體積相等。設平衡時混合氣體100 L，其中含20 L NH3，則原氣體總體積減少20 L。所以，反應前氮氣和氫氣總體積為120 L，反應后體積縮小的百分率為100%＝16.7%。 題型三　關系式法在化學方程式計算中的應用 多步反應計算的特征是化學反應原理中多個反應連續(xù)發(fā)生，起始物與目標物之間存在確定的量的關系。解題時應先寫出有關反應的化學方程式或關系式，依據方程式找出連續(xù)反應的過程中不同反應步驟之間反應物、生成物物質的量的關系，最后確

9、定已知物和目標產物之間的物質的量的關系，列出計算式求解，從而簡化運算過程。 例5　5.85 g NaCl固體與足量濃H2SO4和MnO2共熱，逸出的氣體又與過量H2發(fā)生爆炸反應，將爆炸后的氣體溶于一定量水后再與足量鋅作用，問最后可得H2多少升(標準狀況)。 答案　1.12 L 解析　若先由NaClHCl算出HCl的量，再由MnO2＋4HCl MnCl2＋Cl2↑＋2H2O算出Cl2的量，……這樣計算非常繁瑣。找出以下關系式就可迅速求解。 設可得H2的物質的量為x,5.85 g NaCl的物質的量為0.1 mol。 NaCl　～　HCl　～　Cl2　～　HCl　～　H2 0．1 m

10、ol　　　　　　　　　　　 　　　x 顯然x＝0.05 mol， 則V(H2)＝0.05 mol22.4 Lmol－1＝1.12 L。 例6　氯化亞銅(CuCl)是重要的化工原料。國家標準規(guī)定合格CuCl產品的主要質量指標為CuCl的質量分數(shù)大于96.50%。工業(yè)上常通過下列反應制備CuCl： 2CuSO4＋Na2SO3＋2NaCl＋Na2CO3===2CuCl↓＋3Na2SO4＋CO2↑ (1)CuCl制備過程中需要質量分數(shù)為20.0%的CuSO4溶液，試計算配制該溶液所需的CuSO45H2O與H2O的質量之比。 (2)準確稱取所制備的0.250 0 g CuCl樣品置于一定

11、量的0.5 molL－1FeCl3溶液中，待樣品完全溶解后，加水20 mL，用0.100 0 molL－1的Ce(SO4)2溶液滴定到終點，消耗24.60 mL Ce(SO4)2溶液。有關化學反應為 Fe3＋＋CuCl===Fe2＋＋Cu2＋＋Cl－ Ce4＋＋Fe2＋===Fe3＋＋Ce3＋通過計算說明上述樣品中CuCl的質量分數(shù)是否符合標準 。 答案　(1)5∶11　(2)符合 解析　(1)設需要CuSO45H2O的質量為x，H2O的質量為y。CuSO45H2O的相對分子質量為250，CuSO4的相對分子質量為160，依題意有 ＝，x∶y＝5∶11 (2)設樣品中Cu

12、Cl的質量為z。 由化學反應方程式可知：CuCl～Fe2＋～Ce4＋ ＝ z＝0.244 8 g CuCl的質量分數(shù)為100%＝97.92% 97．92%>96.50%，所以樣品中的CuCl符合標準。 考點二　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。它是將題設構造為問題的兩個極端，然后依據有關化學知識確定所需反應物或生成物的量值，進行判斷分析，求得結果。故也稱為極端假設法。 2．極值法解題的基本思路 (1)把可逆反應假設成向左或向右進行完全的反應。 (2)把混合物假設成純凈物。 (3)把平行反應分別假設成單一反應。 3．極值法解題

13、的關鍵 緊扣題設的可能趨勢，選好極端假設的落點。 例7　將總物質的量為n mol的鈉和鋁的混合物(其中鈉的物質的量分數(shù)為x)，投入一定量的水中充分反應，金屬沒有剩余，共收集到標準狀況下的氣體V L。下列關系式中正確的是 (　　) A．x＝V/(11.2n) B．0

14、金屬鈉的物質的量為nx mol，Al的物質的量為n(1－x) mol，產生的H 2是溶液中的H＋獲得Na、Al失去的電子而生成的，根據得失電子守恒可得產生H2的物質的量＝ mol，根據反應2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑和題中“金屬沒有剩余”，可知n(Na)≥n(Al)，即0.5≤x<1。當x＝1時，產生H2的物質的量為0.5n mol，即11.2n L；當x＝0.5時，產生H2的物質的量為n mol，即22.4n L，故產生H2的體積的取值范圍為11.2n

15、最重要的極值思想是確定x的范圍，其最容易出現(xiàn)的錯誤是將x的范圍確定為0

16、量，發(fā)生反應：3Fe＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O 則有∶＝3∶8，解得：＝ 此為a∶b的最小值。 (2)若HNO3過量，發(fā)生反應：Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O 則有∶＝1∶4，解得：＝ 此為a∶b的最大值。 所以a∶b的取值范圍為≤≤，即a∶b的比值在此范圍內均合理。 答案　A 考點三　平均值規(guī)律及其應用　整體思維法(終態(tài)法) 1．依據：若XA>XB ，則XA>>XB，代表平均相對原子(分子)質量、平均濃度、平均含量、平均生成量、平均消耗量等。 2．應用：已知可以確定XA、XB的范圍；或已知XA、XB可以確

17、定的范圍。 解題的關鍵是要通過平均值確定范圍，很多考題的平均值需要根據條件先確定下來再作出判斷 。實際上，它是極值法的延伸。 例9　兩種金屬混合物共15 g，投入足量的鹽酸中，充分反應后得到11.2 L H2(標準狀 況)，則原混合物的組成肯定不可能為 (　　) A．Mg和Ag B．Zn和Cu C．Al和Zn D．Al和Cu 解析　本題可用平均摩爾電子質量(即提供1 mol電子所需的質量)法求解。反應中 H＋被還原生成H2，由題意可知15 g 金屬混合物可提供1 mol e－，其平均摩爾電子質量為15 gmol－1。選項中金屬Mg、Zn

18、、Al的摩爾電子質量分別為12 gmol－1、32.5 gmol－1、9 gmol－1，其中不能與鹽酸反應的Ag和Cu的摩爾電子質量可看做∞。根據數(shù)學上的平均值原理可知，原混合物中一種金屬的摩爾電子質量大于15 gmol－1，另一金屬的摩爾電子質量小于15 gmol－1。 答案　B 整體思維法拋開事物之間復雜的變化關系，從整體上認識把握事物之間的聯(lián)系規(guī)律，具有化繁為簡，快速解題的功效，能較好的鍛煉學生思維的全面性、靈活性，因此高考無論在選擇還是綜合性題目中經常有意設置。 例10　在鐵和氧化鐵混合物15 g中，加入稀硫酸150 mL，能放出H2 1.68 L(標準狀況)。同時鐵和氧化鐵均無

19、剩余，向反應后的溶液中滴入KSCN溶液，未見顏色變化。為了中和過量的H2SO4，且使Fe2＋完全轉化成Fe(OH)2，共消耗3 molL－1的NaOH溶液200 mL，則原硫酸的物質的量濃度是 (　　) A．1.5 molL－1 B．2 molL－1 C．2.5 molL－1 D．3 molL－1 解析　此題反應過程復雜，但最后溶液中只有Na2SO4，因為NaOH共0.6 mol，故Na2SO4為0.3 mol，所以原H2SO4為0.3 mol。 答案　B 1．標準狀況下，一個裝滿氯氣的容器的質量為74.6 g，若裝滿氮氣時總質量為66 g，則此

20、容器的容積是 (　　) A．22.4 L B．44.8 L C．11.2 L D．4.48 L 答案　D 解析　22.4 L(標準狀況下)Cl2換成22.4 L(標準狀況下)N2的質量差是(71－28)g＝43 g，設氯氣的體積為x L，則有 Cl2　　～　　N2　 Δm 22．4 L　　　 43 g x L　　　 74.6 g－66 g＝8.6 g 解得x＝4.48。 2．標準狀況下，6.72 L NO2通入水后，收集到5.04 L氣體，則被氧化的NO2的體積是 (　　) A．1.68 L B．2.5

21、2 L C．0.56 L D．1.12 L 答案　A 解析　由于3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，從反應方程式可以看出體積差量部分就是被氧化的那一部分，所以被氧化的NO2的體積是6.72 L－5.04 L＝1.68 L。 3．把氯氣通入濃氨水中，會立即發(fā)生下列反應：3Cl2＋8NH3H2O===6NH4Cl＋N2＋8H2O。在標準狀況下，把1.12 L Cl2、N2的混合氣體(90% Cl2和10% N2，均為體積分數(shù))通過濃氨水，實驗測得逸出氣體體積為0.672 L(其中有50% Cl2和50% N2)，此反應中被氧化的NH3的質量為 (　　) A

22、．3.4 g B．0.34 g C．1.36 g D．4.48 g 答案　B 解析　由反應式可得出每3 mol Cl2(反應氣)生成1 mol N2(生成氣)時，氣體物質的量減少了2 mol，即體積減小44.8 L，這一量即為“理論差量”，而這一差量所對應的被氧化的氨氣的物質的量為2 mol(質量為34 g)，再從題中所給的數(shù)據可以求出“實際差量”為(1.12－0.672) L＝0.448 L。即： 3Cl2～2NH3　　～　　　　N2　　　　ΔV 2 mol17 gmol－1 44.8 L m(被氧化的NH3) (1.12－0.67

23、2)L 列出比例式：(2 mol17 gmol－1)∶44.8 L＝m(被氧化的NH3)∶(1.12－0.672)L，則m(被氧化的NH3)＝0.34 g。 4．取3.5 g某二價金屬的單質投入50 g溶質質量分數(shù)為18.25%的稀鹽酸中，反應結束后，金屬仍有剩余；若取2.5 g該金屬投入相同質量、相同質量分數(shù)的稀鹽酸中，等反應結束后，加入該金屬還可以反應。該金屬的相對原子質量為 (　　) A．24 B．40 C．56 D．65 答案　A 解析　n(HCl)＝＝0.25 mol R＋2HCl===RCl2＋H2↑ 二價金屬最大摩爾質量＝＝28 gmo

24、l－1 二價金屬最小摩爾質量＝＝20 gmol－1 20

25、質，則產生的MOH的質量為 g；若1.40 g全部為堿金屬氧化物，則產生的MOH的質量為 g。有<1.79<，解得24.3

26、u(OH)2和Mg(OH)2，Cu和Mg共4.6 g，關鍵是求增加的 n (OH－)，n(OH－)等于金屬單質所失電子數(shù)即：n (OH－)＝1 mol＋2 mol＝0.23 mol，故沉淀的質量為4.6 g＋0.2317 g＝8.51 g。 7．將0.34 g Cu和CuO的混合物加入約12 molL－1濃硫酸中，并加熱使其完全溶解 ，然后用NaOH溶液中和過量硫酸，再用水稀釋到0.5 L，加入純鐵粉1.85 g，反應后過濾、干燥，得不溶物1.89 g。求置換出的銅的質量及原混合物中銅的質量分數(shù)。 答案　置換出的銅的質量為0.32 g，原混合物中銅的質量分數(shù)約為70.59%

27、。 解析　設置換出的銅的質量為x。 CuSO4＋Fe===FeSO4＋Cu　　差量Δm 64 8 x 1.89 g－1.85 g＝0.04 g 有64∶x＝8∶0.04 g；解得x＝0.32 g。 設混合物中Cu的質量為y g，則CuO為(0.34－y) g，其中含Cu[(0.34－y)]g。則0.32＝y(tǒng)＋[(0.34－y)]。解得y＝0.24，所以，銅的質量分數(shù)為100%≈70.59%。 8．在一定條件下，有a L O2和O3的混合氣體，當其中的O3全部轉化為O2時，體積變?yōu)?.2a L，求原混合氣中O2和O3的質量百分含量

28、。 答案　w(O2)＝50%，w(O3)＝50% 解析　解法一　由阿伏加德羅定律，結合化學方程式的意義可知，化學方程式中氣體化學式的系數(shù)比等于反應物與生成物的物質的量之比也等于相同條件下反應物與生成物氣體體積之比。 設混合氣體中O3占x L，則O2為(a－x)L 2O3===3O2 2 L 3 L x L (3/2)x L (3/2)x＋(a－x)＝1.2a，解得x＝0.4a 根據阿伏加德羅定律：n(O3)∶n(O2)＝V(O3)∶V(O2)＝0.4a∶0.6a＝2∶3，w(O2)＝100%＝50%，w(O3)＝1－50%＝50%。 解法二　差量法 2O3===3O2　ΔV 2 3 3－2＝1 x 1.2a－a＝0.2a 所以x＝0.2a2＝0.4 以下解法同解法一。 希望對大家有所幫助，多謝您的瀏覽！