2021届高考化学一轮复习-专题讲座物质的量与化学计算教案-新人教版.doc

2021届高考化学一轮复习 专题讲座物质的量与化学计算教案 新人教版

2021届高考化学一轮复习 专题讲座物质的量与化学计算教案 新人教版

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专题讲座(一)　物质的量与化学计算
一、化学计算的三种常用方法
　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，且该等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。
(质量差量)为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度，现将w1 g样品加热，其质量变为w2 g，则该样品的纯度(质量分数)是(　　)
A.　　　　　　 B．
C. D．
A　[发生的反应为
2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑　固体质量减少量
2×84 18＋44＝62
m(NaHCO3) (w1－w2)g
m(NaHCO3)＝(w1－w2)g。
故Na2CO3的质量为：w1 g－(w1－w2)g＝g。样品的纯度(质量分数)是：g÷w1g＝。]
(物质的量差量)白色固体PCl5受热即挥发并发生分解：PCl5(g)⇌PCl3(g)＋Cl2(g)。现将5.84 g PCl5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，经计算可知平衡时容器内混合气体的物质的量为0.05 mol，平衡时PCl5的分解率为________。
解析：　原n(PCl5)＝≈0.028 mol。
设分解的PCl5的物质的量为x mol。
PCl5(g)⇌PCl3(g)＋Cl2(g)　物质的量增加量(Δn)
1 1 1 1
x mol
所以x＝0.022
PCl5的分解率＝×100%≈78.6%。
答案：　78.6%
(体积差量)一定条件下，合成氨气的反应达到平衡时，测得混合气体中氨气的体积分数为20.0%，与反应前的体积相比，反应后体积缩小的百分率是(　　)
A．16.7%　　　　　　　　　 B．20.0%
C．80.0% D．83.3%
A　[N2＋3H22NH3　　ΔV
1 L 3 L 2 L 2 L
由以上关系式可知反应前后体积的减少与生成的NH3体积相等。
设平衡时混合气体100 L，其中含20 L NH3，则原气体总体积减少20 L。所以，初始氮气和氢气的总体积为120 L，反应后体积缩小的百分率为×100%＝16.7%。]
　解答连续反应类型计算题的捷径——关系式法
多步反应计算的特征是化学反应原理中多个反应连续发生，起始物与目标物之间存在确定的量的关系。解题时应先写出有关反应的化学方程式或关系式，依据方程式找出连续反应的过程中不同反应步骤之间反应物、生成物的物质的量的关系，最后确定已知物和目标产物之间的物质的量的关系，列出计算式求解，从而简化运算过程。
1．叠加法(如利用木炭、水蒸气制取氨气)
⇒
⇒由木炭、水蒸气制取NH3的关系为：3C～4NH3。
2．原子守恒法
4NH3＋5O24NO＋6H2O
2NO＋O2===2NO2
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
经多次氧化和吸收，由N元素守恒知：NH3～HNO3。
3．电子转移守恒法
NH3HNO3，O22
由得失电子总数相等知，NH3经氧化等一系列过程生成HNO3，NH3和O2的关系为NH3～2O2。
某实验小组为测定某石灰石样品中CaCO3的质量分数，先称取W g石灰石样品，加入过量的浓度为6 mol·L－1的盐酸，使样品完全溶解，加热煮沸后，除去溶解的CO2。再向溶液中加入足量的草酸铵[(NH4)2C2O4]溶液后，慢慢加入氨水降低溶液的酸度，则析出草酸钙沉淀：C2O＋Ca2＋===CaC2O4↓。过滤出CaC2O4后，用稀H2SO4溶解：CaC2O4＋H2SO4===H2C2O4＋CaSO4。再用蒸馏水稀释溶液至V0 mL，取出V1 mL，用a mol·L－1的酸性KMnO4溶液进行滴定，此时发生反应：2MnO＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O。若达到滴定终点时消耗a mol·L－1的酸性KMnO4溶液V2 mL，则样品中CaCO3的质量分数为(　　)
A.%　　　　　　　　 B．%
C.% D．%
A　[本题涉及的化学方程式或离子方程式有CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑，C2O＋Ca2＋===CaC2O4↓，CaC2O4＋H2SO4===H2C2O4＋CaSO4,2MnO＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O，由此得出相应的关系式：
5CaCO3～5Ca2＋～5CaC2O4～5H2C2O4～2MnO
5 2
n(CaCO3)a mol·L－1×V2×10－3 L
解得：n(CaCO3)＝2.5aV2×10－3 mol
则样品中
w(CaCO3)＝×100%＝%。]
　电解质溶液的计算法宝——电荷守恒法
涉及溶液中离子浓度的计算时常需用到电荷守恒，首先找出溶液中所有阳离子和阴离子，再根据阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数列等式。
如Al2(SO4)3、NH4NO3混合溶液的电荷守恒为
3c(Al3＋)＋c(NH)＋c(H＋)＝2c(SO)＋c(NO)＋c(OH－)。
注意：　一般情况下，列电荷守恒等式时不能忽略H＋、OH－，但在计算时，酸性溶液中常可忽略OH－，碱性溶液中常可忽略H＋。
在硫酸钠和硫酸铝的混合溶液中，Al3＋的物质的量浓度为0.2 mol·L－1，SO为0.4 mol·L－1，溶液中Na＋的物质的量浓度为(　　)
A．0.1 mol·L－1　　　　　 B．0.2 mol·L－1
C．0.3 mol·L－1 D．0.4 mol·L－1
B　[在任何溶液中，阳离子所带的正电荷总数等于阴离子所带的负电荷总数，则有3c(Al3＋)＋c(Na＋)＝2c(SO)，解得c(Na＋)＝0.2 mol·L－1。]
某硫酸铝和硫酸镁的混合液中，c(Mg2＋)＝2 mol·L－1，c(SO)＝6.5 mol·L－1，若将200 mL的此混合液中的Mg2＋和Al3＋分离，至少应加入1.6 mol·L－1的氢氧化钠溶液(　　)
A．0.5 L B．1.625 L
C．1.8 L D．2 L
D　[根据电荷守恒得：
2c(Mg2＋)＋3c(Al3＋)＝2c(SO)，
c(Al3＋)＝
＝3 mol·L－1，
加入氢氧化钠溶液使Mg2＋、Al3＋分离，此时NaOH转化为Na2SO4和NaAlO2，由电荷守恒得：
V(NaOH)＝
＝
＝2 L。]
二、物质的量在化学综合计算中的应用
化学综合计算都出现在第Ⅱ卷中，在理科综合里往往与工艺流程题、原理综合题以及化学实验融为一题。具有数据较多、关系复杂、综合性强的特点。构建“提示信息＋基础知识＋逻辑思维＋心理素质”的基本思维模式，认真审题、规范答题显得特别重要。
过氧化钙(CaO2·8H2O)是一种在水产养殖中广泛使用的供氧剂。水中溶解氧的测定方法如下：向一定量水样中加入适量MnSO4和碱性KI溶液，生成MnO(OH)2沉淀，密封静置，加入适量稀H2SO4，待MnO(OH)2与I－完全反应生成Mn2＋和I2后，以淀粉作指示剂，用Na2S2O3标准溶液滴定至终点，测定过程中物质的转化关系如下：
O2MnO(OH)2I2S4O
(1)写出O2将Mn2＋氧化成MnO(OH)2的离子方程式：
________________________________________________________________________。
(2)取加过一定量CaO2·8H2O的池塘水样100.00 mL，按上述方法测定水样的溶解氧量，消耗0.010 00 mol·L－1 Na2S2O3标准溶液13.50 mL。计算该水样中的溶解氧(用mg·L－1表示)，写出计算过程。
解答：　(1)O2＋2Mn2＋＋4OH－===2MnO(OH)2↓
(2)在100.00 mL水样中I2＋2S2O===2I－＋S4O
n(I2)＝
＝
＝6.750×10－5 mol
n[MnO(OH)2]＝n(I2)＝6.750×10－5 mol
n(O2)＝n[MnO(OH)2]＝×6.750×10－5 mol
＝3.375×10－5 mol
水中溶解氧
＝
＝10.80 mg·L－1
PbO2在加热过程发生分解的失重曲线如下图所示，已知失重曲线上的a点为样品失重4.0%(即
×100%)的残留固体。若a点固体组成表示为PbOx或mPbO2·nPbO，列式计算x值和m∶n值。

解答：　根据PbO2PbOx＋O2↑，有×32＝239×4.0%
x＝2－＝1.4，根据mPbO2·nPbO，＝1.4，＝＝。