高考化學(xué)特訓(xùn)-王美文密講義09年-2基本計(jì)算

1

2009年3月高考科學(xué)備考專題

2化學(xué)計(jì)量與基本計(jì)算理綜主講教師：北京師大二附中王美文2專題2化學(xué)計(jì)量與基本計(jì)算

一、化學(xué)中的常用計(jì)量 二、關(guān)于守恒法的計(jì)算 三、阿伏加德羅常數(shù)與阿伏加德羅定律四、化學(xué)反應(yīng)中的能量變化3考試說(shuō)明對(duì)知識(shí)內(nèi)容的要求考試內(nèi)容要求說(shuō)明（1）相對(duì)原子質(zhì)量、相對(duì)分子質(zhì)量的定義I了解（2）物質(zhì)的量的單位——摩爾（mol）、摩爾質(zhì)量（g·mol-1）、氣體摩爾體積(L·mol-1)、物質(zhì)的量濃度（mol·L-1）、阿伏加德羅常數(shù)物質(zhì)的量與粒子（原子、分子、離子等）數(shù)目、氣體體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）之間的相互關(guān)系

IIII理解（掌握）理解（掌握）（3）化學(xué)反應(yīng)中的能量變化，吸熱反應(yīng)放熱反應(yīng)、反應(yīng)熱、燃燒熱和中和熱等概念新能源的開(kāi)發(fā)

II了解初步了解4一、化學(xué)中的常用計(jì)量物質(zhì)的量濃度mol·L-1氣體體積（L）÷×22.4mol·L-1標(biāo)準(zhǔn)狀況÷×溶液體積(L)物質(zhì)的量（mol）微粒個(gè)數(shù)（個(gè)）÷×6.02×1023物質(zhì)質(zhì)量（g）×摩爾質(zhì)量(g·mol-1)÷5需要注意問(wèn)題2.

一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制：所用儀器、配制步驟、注意事項(xiàng)、誤差分析

1.

物質(zhì)的量、摩爾質(zhì)量、氣體摩爾體積、物質(zhì)的量濃度的概念及相應(yīng)單位；阿伏加德羅常數(shù)及其近似值。3.溶液中粒子數(shù)目的計(jì)算64.物質(zhì)的量與氣體體積

a.求氣態(tài)物質(zhì)的摩爾質(zhì)量或相對(duì)分子質(zhì)量

b.比較氣體體積的大小或含有粒子數(shù)目的多少5.仔細(xì)審題，特別注意溫度、以壓強(qiáng)、物質(zhì)狀態(tài)、物質(zhì)的組成、分子中原子個(gè)數(shù)、共用電子對(duì)數(shù)、共價(jià)鍵數(shù)目、弱電解質(zhì)的部分電離和弱鹽的水解需要注意問(wèn)題7二、

關(guān)于守恒法的計(jì)算

“守恒法”就是利用物質(zhì)變化中的某些守恒關(guān)系為解題依據(jù)，直接列關(guān)系式解題。運(yùn)用守恒法解題易于形成解題思路，同時(shí)可避免書(shū)寫(xiě)繁瑣的解題過(guò)程，大大提高了解題的效率，是化學(xué)計(jì)算中常用的方法。 根據(jù)守恒量的特征，守恒法可分為：質(zhì)量守恒、原子(原子團(tuán))守恒、電子守恒、電荷守恒等。

81質(zhì)量守恒—應(yīng)用于化學(xué)反應(yīng)過(guò)程

參加反應(yīng)的各物質(zhì)質(zhì)量總和

＝生成的各物質(zhì)質(zhì)量總和。

[例題-1]

0.1mol某烴在20L(標(biāo)況)過(guò)量O2中完全燃燒后，將生成的混合氣體與足量的Na2O2反應(yīng)增重15g，剩余氣體為14.4L(標(biāo)況)，則該烴為

D

A.C2H6B.C3H6 C.C4H8D.C5H109

[解析]根據(jù)題意，0.1mol烴和20LO2的質(zhì)量最終有15g進(jìn)入固體，設(shè):該烴的摩爾質(zhì)量為M(烴)，根據(jù)質(zhì)量守恒定律有

0.1mol·M(烴)＋(20?14.4)L/22.4L/mol×32g/mol=15g

解得：M(烴)

＝70g/mol 可用商余法求碳原子數(shù)

70 ∕12=5┅┅

10（余數(shù)）

該烴為C5H10[答案]D10

2原子守恒—應(yīng)用于化學(xué)反應(yīng)過(guò)程

化學(xué)反應(yīng)前后原子的種類和數(shù)目不發(fā)生變化

[例題-2]38.4mg銅與適量的濃硝酸反應(yīng)，銅全部作用后，共收集到氣體22.4mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況且不考慮生成N2O4)。反應(yīng)消耗的HNO3的物質(zhì)的量可能是

C

A.1.0×10-3molB.1.6×10-3mol

C.2.2×10-3molD.2.4×10-3mol 11

[例2解析]

銅與濃HNO3反應(yīng)生成Cu(NO3)2、NO2，反應(yīng)一段時(shí)后HNO3濃度降低，剩余的銅與稀HNO3反應(yīng)生成Cu(NO3)2、

NO。反應(yīng)后的產(chǎn)物是Cu(NO3)2、NO2、NO、H2O，根據(jù)反應(yīng)前后N原子守恒可得

n(HNO3)＝[2nCu(NO3)2]＋n(NO2)＋n(NO)

＝2×38.4×10-3/64＋22.4×10-3/22.4

＝2.2×10-3(mol)

即參加反應(yīng)的硝酸物質(zhì)的量為2.2×10-3mol。

本題答案(C)12

3.電子守恒—應(yīng)用于氧化還原反應(yīng)

[例題-3]將10.4g純鐵絲溶于過(guò)量的鹽酸，在加熱下用5.05gKNO3去氧化溶液中的Fe2+，待反應(yīng)完全后，剩余的Fe2+還需要24mL0.3mol/L的KMnO4溶液才能完全氧化，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

KMnO4＋5FeCl2＋8HCl＝KCl＋MnCl2＋5FeCl3＋4H2O

則KNO3的還原產(chǎn)物為B A.N2OB.NOC.N2O3D.NO2氧化還原反應(yīng)中氧化劑得電子總數(shù)

＝還原劑失電子總數(shù)13[例3解析]

根據(jù)氧化—還原反應(yīng)中得失電子守恒。則Fe2+變?yōu)镕e3+失去電子的總數(shù)等于NO3-和MnO4-得電子的總數(shù)。設(shè)x為KNO3的還原產(chǎn)物中N的化合價(jià)，則有(3－2)×10.4/56＝

(7－2)×0.3×0.024＋(5－x)×5.05/101解之得：x＝2（KNO3

的還原產(chǎn)物中N的化合價(jià)）因此，該還原產(chǎn)物是NO

。選項(xiàng)B

是正確選項(xiàng)。14

4.電荷守恒—應(yīng)用于電解質(zhì)溶液

溶液中陽(yáng)離子所帶正電荷總數(shù)＝陰離子所帶負(fù)電荷總數(shù)。[例題-4

]某學(xué)校研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)，到一工廠進(jìn)行研究實(shí)踐活動(dòng)。同學(xué)們收集到該工廠附近的酸雨樣品，經(jīng)測(cè)定其中含有的主要離子及其物質(zhì)的量濃度如下：

c(Na+)＝1.5×10-4mol/L， c(Mg2+)＝3.6×10-5mol/Lc(NH4

+)＝1.8×10-4mol/L

， c(Cl-)＝4.0×10-4mol/Lc(SO42-)＝1.0×10-5mol/L。則該酸雨的PH約為

A.3B.4C.5D.6C15例題-4解答

(1)雨水整體呈電中性，存在電荷守恒關(guān)系。有： c(Na+)+c(NH4+)+2c(Mg2+)+c(H+)

＝c(Cl-)+2c(SO42-)

即1.5×10-4+1.8×10-4+2×4.0×10-5+c(H+)

＝4.0×10-4＋2×1.0×10-5

因此

c(H+)＝1.0×10-5(mol/L)

該酸雨的PH為5，選項(xiàng)C正確。16[例題-5]

已知2Fe2+＋Br2＝2Fe3+＋2Br－向100ｍＬ的FeBr2溶液中通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下的Cl23.36Ｌ，充分反應(yīng)后測(cè)得溶液中Cl－與Br－的物質(zhì)的量濃度相等，則原FeBr2溶液的物質(zhì)的量濃度為AA．2mol/LB．1mol/LC．0.4mol/LD．0.2mol/L17[精析]本題以化學(xué)學(xué)科的重要思維方法——原子守恒的運(yùn)用，從而提升了對(duì)思維能力的考查。要反思自己的學(xué)習(xí)過(guò)程。

（Cl2不足,充分反應(yīng)后生成物為FeBr3

、

FeCl3）Cl23.36Ｌ～0.15molCl2-～0.3molCl－（與Br－相同）～0.1molFe3+～0.1molFe2+0.3molBr－～0.1molFe3+～0.1molFe2+

CFe2+=（0.1mol+0.1mol）/0.1L=2mol/L

選項(xiàng)A為正確答案18三、阿伏加德羅常數(shù)與阿伏加德羅定律1.阿伏加德羅常數(shù)的判斷（1）若給出物質(zhì)的體積：一看是否為標(biāo)準(zhǔn)狀況下若不為標(biāo)準(zhǔn)狀況無(wú)法求n；二看物質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下是否為氣體若不為氣態(tài)無(wú)法求n；（2）若給出氣體的物質(zhì)的量或質(zhì)量：粒子數(shù)與外界條件無(wú)關(guān)；（3）某些物質(zhì)的分子中的原子個(gè)數(shù)，如惰性氣體、臭氧(O3)、白磷(P4)等。191.阿伏加德羅常數(shù)的判斷（4）一些物質(zhì)結(jié)構(gòu)中化學(xué)鍵的數(shù)目，如SiO2（四個(gè)Si—O鍵)、Si、P4(6個(gè)P—P鍵)等。（5）某些離子或原子團(tuán)水溶液中能發(fā)生水解反應(yīng)，離子數(shù)目要改變。（6）物質(zhì)的狀態(tài)：水在標(biāo)準(zhǔn)狀況下時(shí)為液態(tài)或固態(tài)；SO3在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為固態(tài)，常溫常壓下為液態(tài)；在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，碳原子數(shù)大于4而小于16的烴為液態(tài),大于等于16的烴為固態(tài)。201.阿伏加德羅常數(shù)的判斷（7）特別物質(zhì)的摩爾質(zhì)量，如D2O,T2O,18O2等。（8）較復(fù)雜的氧化還原反應(yīng)中，求算轉(zhuǎn)移電子數(shù)，如Na2O2+H2O、電解Cu(NO3)2溶液等。21（1）混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量及其求法：m1+m2+…Mr

=Mr=Mr(A)?a%+Mr(B)?b%+Mr(C)?c%+…Mr

=22.4ρ(混)（標(biāo)準(zhǔn)狀況）…

M1m1+M2m2+Mr

=m總n總n1+n2+…

M1?n1+M2?n2+…Mr

=或2.阿伏加德羅定律應(yīng)用同溫同壓下等體積的任何氣體都具有相同的分子數(shù)22三、阿伏加德羅定律應(yīng)用同溫同壓下等體積的任何氣體都具有相同的分子數(shù)（2）常用的比例關(guān)系：如：同T、P=V1V2n1n2

同T、V=P1P2n1n2等等23[例題-6]

下列說(shuō)法正確的是

A．200mL1mol/LAl2(SO4)3溶液中，Al3＋和SO42－離子總數(shù)為6.02×1023B．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22.4LCl2和HCl的混合氣體中含分子總數(shù)為2×6.02×1023C．0.1molBr原子中含中子數(shù)為3.5×6.02×1023

D．30g甲醛中含共用電子對(duì)總數(shù)為4×6.02×102324[例題-7]阿伏加德羅常數(shù)約為6.02×1023mol－1，下列說(shuō)法中一定正確的是A．1.0L1.0mol·L－1CH3COOH溶液中，CH3COOH分子數(shù)為6.02×1023B．Na2O2與H2O反應(yīng)生成1.12LO2（標(biāo)準(zhǔn)狀況），反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2×6.02×1022C．32gS8單質(zhì)中含有的S－S鍵個(gè)數(shù)為6.02×1023D．22.4LN2中所含的分子個(gè)數(shù)為6.02×102325[例題-8]

在三個(gè)密閉容器中分別充入Ne、H2、O2三種氣體，當(dāng)他們的溫度和密度都相同時(shí)，這三種氣體的壓強(qiáng)（p）由大到小的順序是A、p(Ne)＞p(H2)＞p(O2) B、p(O2)＞p(Ne)＞p(H2)C、p(H2)＞p(O2)＞p(Ne) D、p(H2)＞p(Ne)＞p(O2)26四、化學(xué)反應(yīng)中的能量變化1.反應(yīng)熱：(1)定義：在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中放出或吸收的熱量，通常叫做反應(yīng)熱(2)符號(hào)：用△H表示；(3)單位：一般采用kJ/mol (4)可直接測(cè)量，測(cè)量?jī)x器叫量熱計(jì)(5)研究對(duì)象：一定壓強(qiáng)下，在敞口容器中發(fā)生的反應(yīng)所放出或吸收的熱量(6)反應(yīng)熱產(chǎn)生的原因：272.放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)(1)常見(jiàn)的吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)。常見(jiàn)的放熱反應(yīng)：①燃燒反應(yīng)；②中和反應(yīng)；③物質(zhì)的緩慢氧化；④金屬與水或酸反應(yīng)；⑤部分化合反應(yīng)常見(jiàn)的吸熱反應(yīng)：①氫氧化鋇晶體與氯化銨晶體；②弱電解質(zhì)的電離；③大多數(shù)鹽的分解反應(yīng)；④大多數(shù)氫化物分解反應(yīng)(2)判斷反應(yīng)放熱或吸熱的方法：a.當(dāng)斷開(kāi)反應(yīng)物中化學(xué)鍵所需要的能量大于形成生成物中化學(xué)鍵所需要的能量時(shí)，反應(yīng)放熱；反之則反應(yīng)吸熱；b.當(dāng)生成物的總能量大于反應(yīng)物的總能量時(shí)，反應(yīng)放熱，反之則反應(yīng)吸熱。(3)表示方法：當(dāng)△H<0

時(shí)，為放熱反應(yīng)；當(dāng)△H>0時(shí)，為吸熱反應(yīng)。283.熱化學(xué)方程式

（1）定義：表明反應(yīng)所放出或吸收的熱量的化學(xué)方程式，叫做熱化學(xué)方程式。（2）書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式的注意事項(xiàng)：①注意△H的“+”與“－”，放熱反應(yīng)為“－”，吸熱反應(yīng)為“+”；②要注明反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)（氣、液、固）。③方程式要配平，熱化學(xué)方程式各物質(zhì)前的化學(xué)計(jì)量數(shù)可以是整數(shù)，也可以是分?jǐn)?shù)，通常以燃燒1mol物質(zhì)或生成1molH2O（l）為標(biāo)準(zhǔn)。④注明反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng)（無(wú)注明通常指101kPa和25℃）（3）熱化學(xué)方程式的舍義描述在一定條件下，一定量某狀態(tài)下的物質(zhì)，充分反應(yīng)后所吸收或放出熱量的多少。294.燃燒熱、中和熱（1）燃燒熱定義：在101kPa時(shí)，lmol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量，叫做該物質(zhì)的燃燒熱。

概念要點(diǎn)：①在101kPa時(shí)，生成穩(wěn)定的氧化物。②可燃物以1mol作為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)量。（2）中和熱定義：在稀溶液中，酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)而生成，這時(shí)的反應(yīng)熱叫做中和熱。

概念要點(diǎn)：①研究條件：稀溶液。②反應(yīng)物：酸與堿。③生成物及其物質(zhì)的是：與反應(yīng)生成。④放出的熱量：57.6kJ/mol。⑤中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是：H++OH-＝

H2O，當(dāng)強(qiáng)酸與強(qiáng)堿在稀溶液中發(fā)生中和反應(yīng)時(shí)，都有：

H+(aq)+OH-(aq)＝H2O(l)；△H=-57.3kJ/mol。30[例題-9]

工業(yè)上制備純硅反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下：SiCl4(g)+2H2(g)=Si(s)+4HCl(g);mol(Q＞0)某溫度、壓強(qiáng)下，將一定量反應(yīng)物通入密閉容器進(jìn)行以上反應(yīng)(此條件下為可逆反應(yīng))，下列敘述正確的是A.反應(yīng)過(guò)程中，若增大壓強(qiáng)能提高SiCl4的轉(zhuǎn)化率B.若反應(yīng)開(kāi)始時(shí)SiCl4為1mol,則達(dá)平衡時(shí)，吸收熱量為QkJC.反應(yīng)至4min時(shí)，若HCl濃度為0.12mol/L,則H2的反應(yīng)速率為0.03mol/(Lmin)D.當(dāng)反應(yīng)吸收熱量為0.025QkJ時(shí)，生成的HCl通入100mL1mol/L的NaOH溶液恰好反應(yīng)31【考點(diǎn)提示】化學(xué)平衡的移動(dòng)、反應(yīng)熱、反應(yīng)速率等知識(shí)的綜合。審題要點(diǎn)：該反應(yīng)是氣體體積增大的吸熱反應(yīng)。對(duì)于反應(yīng)熱的知識(shí)，關(guān)鍵要理解化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中熱量變化的原因是反應(yīng)物總能量和和生成物總能量不相等。特別是在可逆反應(yīng)中，反應(yīng)熱仍然是指物質(zhì)完全反應(yīng)時(shí)的數(shù)值