2021屆高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)填空大題中的化學(xué)計算學(xué)案

1、專題三 填空大題中的化學(xué)計算一、確定物質(zhì)組成的計算【示例1】 氯化亞銅(CuCl)廣泛應(yīng)用于化工、印染、電鍍 等行業(yè)。CuCl難溶于醇和水，可溶于氯離子濃度較大的體系。 在潮濕空氣屮易水解氧化。以海綿銅(主要成分是Cu和少量CuO) 為原料，采用硝酸鞍氧化分解技術(shù)生產(chǎn)CuCl的工藝過程如下：硝酸錢、水、徹酸亞嫌殷飲、氯化錢乙醇回答下列問題：準(zhǔn)確稱取所制備的氯化亞銅樣品m g,將其置于過量的FeCh 溶液中，待樣品完全溶解后，加入適量稀硫酸，用u mol/L的 K2CHO7溶液滴定到終點，消耗K2Cr2O7溶液b mL,反應(yīng)中Cr2or 被還原為C,樣品中CuCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。解題思路：依據(jù)信息

2、定關(guān)系式6CuCl 6FeCl3 K2Cr2O7由 61(CuCl)a mol - L 1 X/；X10 L運用zw = 7?M(CuC1)-CuCl質(zhì)量除以樣品的質(zhì)量樣品中CuCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)物質(zhì)組成計算類型及方法總結(jié)類型解題方法物質(zhì)含根據(jù)關(guān)系式法、得失電子守恒法、滴量計算定法等，得出混合物屮某一成分的量。由中求出量，除以樣品的總量，即 可得出其含量確定物 質(zhì)化學(xué) 式的計算根據(jù)題給信息，計算岀可求粒子的物 質(zhì)的量。根據(jù)電荷守恒，確定出未知 粒子的物質(zhì)的量。根據(jù)質(zhì)量守恒，確 定岀結(jié)晶水的物質(zhì)的量。各粒子的物 質(zhì)的量之比，即為物質(zhì)化學(xué)式的下標(biāo)比熱重曲 線計算設(shè)晶體為1 mol。失重一般是先失 水、

3、再失非金屬氧化物。計算每步的 心；zn(lmol晶體質(zhì)量廠固體殘留率。 晶體屮金屬質(zhì)量不減少，仍在m余中。 失重最后一般為金屬氧化物，由質(zhì)量 守恒得m(O),由/?(金屬)n(O),即可 求出失重后物質(zhì)的化學(xué)式多步滴 定計算復(fù)雜的滴定可分為兩類： 連續(xù)滴定法：第一步滴定反應(yīng)生成的 產(chǎn)物，還可以繼續(xù)參加第二步的滴定。 根據(jù)第二步滴定的消耗量，可計算出第 一步滴定的反應(yīng)物的量 返滴定法：第一步用的滴定劑是過量 的，然后第二步再用另一物質(zhì)返滴定計 算出過量的物質(zhì)。根據(jù)第一步加入的量 減去第二步屮過量的量，即可得出第一 步所求物質(zhì)的物質(zhì)的量訓(xùn)練1草酸鉆是制備鉆氧化物的重要原料。下圖為二水合 草酸鉆(C

4、oC2O4-2H2O)在空氣屮受熱的質(zhì)量變化曲線，曲線中 300 C及以上所得固體均為鉆氧化物。(1) 通過計算確定C點剩余固體的成分為(填化學(xué)式)。試寫出B點對應(yīng)的物質(zhì)與02在225300 C條件下發(fā)生反應(yīng) 的 化 學(xué) 方 程 式（2）取一定質(zhì)量的二水合草酸鉆分解后的鉆氧化物（其屮Co 的化合價為+ 2、+3價），用480 mL 5 mol L_,鹽酸恰好完全溶 解固體，得到CoCb溶液和4.48 L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）黃綠色氣體。試確 定該鉆氧化物屮Co、O的物質(zhì)的量之比。訓(xùn)練2 PbO?在加熱過程發(fā)生分解的失重曲線如下圖所示,已知失重曲線上的a點樣品失重4.0%（即樣品起始質(zhì)量一a點固體質(zhì)量樣品

5、起始質(zhì)量X 100%）的殘留固體。若a點固體組成農(nóng)不為PbOv或 加PbCh刃PbO,列式計算x值和m n值54(x)PbOWIT隘度訓(xùn)練3猛及其化合物用途廣泛。鎬的化合物有60多種, 其中以二氧化鐳（MnCh）最穩(wěn)定。將固體草酸(MnC2O4-2H2O)放在一個可以稱岀質(zhì)量的 容器里加熱。固體質(zhì)量隨溫度的變化關(guān)系如圖所示。280 C時，剩余固體的成分為(填化學(xué)式)；943 C時，剩余固體的成分為(填化學(xué)式)。(2) 向100 mL MnCh和BaCl2的混合溶液屮滴加NagCgC溶 c(Ba?+) 液，當(dāng)MnC2O4-2H2O與BaC2O4兩種沉淀共存時，-7已知：ArSp(MnC2O4-

6、2H2O) = 1.7 X 107 ；Ksp(BaC2CH)= 1.6 “、逸)彳 p c L +20血+50血)其中/ =O三、平衡常數(shù)與轉(zhuǎn)化率的計算【示例3】按要求解答下列問題：(1)在1 000 K下，在某恒容容器中發(fā)生下列反應(yīng)： 2NO2(g) 2NO(g) + O2(g),將一定量的NO?放入恒容密閉容器 中，測得其平衡轉(zhuǎn)化率a(NO2)隨溫度變化如下圖所示。圖中a 點對應(yīng)溫度下，已知NO?的起始壓強po為120 kPa,列式計算該 溫度下的平衡常數(shù)Kp =(用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓X物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。(2)對于反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g),在一定條件下N2O4與NO

7、2的消耗速率與自身壓強間存在關(guān)系：鞏N2O4)= |p(N2O4),鞏NO2)=fo-p2(NO2)o其屮，k、炷是與反應(yīng)及溫度有關(guān)的常數(shù)。相應(yīng)的 速率壓強關(guān)系如圖所示。一定溫度下，g雇與平衡常數(shù)Kp 的關(guān)系是1=,在圖中標(biāo)岀的點屮，指出能表示反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的點： ，理由是解題思路：圖中a點a(NO2)=0.6,設(shè)起始加入NO2的物質(zhì)的量為m mol,則有2NO2(:g)2NO(g) +02(g)起始量/molm 00轉(zhuǎn)化量/mol0.6/770.6m0.3/77平衡量/mol0.4/n0.6m0.3/77NO2的起始壓強po為120 kPa,則平衡時氣體壓強為0.4加+0.6加土OS 12

8、0 kPa=156 kPa,此時 NO2 NO 和 O2 的482=81故該溫度下反應(yīng)的平衡平衡壓分別為48 kPa、72 kPa、36 kPa, 奄瞬P2(NO)/XO2)722X36 吊數(shù) Kp_ /(NO?)(2) 達到平衡狀態(tài)時 2p(N2O4)= p(NO2),即 2kip(N2O4)= fa-p2(NO2),則有陽爲(wèi)=*2Kp。達到平衡時，N2O4與 NO2的消耗速率滿足條件鞏NO2)= 2鞏N2O4),故圖中B、D兩點 均達到平衡狀態(tài)。有關(guān)平衡常數(shù)計算的關(guān)鍵1. 掌握三個“百分?jǐn)?shù)”(1)轉(zhuǎn)化率=m(轉(zhuǎn)化) 兄(起始)xioo%=Ypxioo%0C(起始)(2) 生成物的產(chǎn)率：實際

9、產(chǎn)量占理論產(chǎn)量的百分?jǐn)?shù)。一般來說, 轉(zhuǎn)化率越高，原料利用率越高，產(chǎn)率越高。.古產(chǎn)物實際質(zhì)量 產(chǎn)率二理論產(chǎn)量X 100%o(3)混合物中某組分的百分含量=平衡量平衡總量X100%o2. 分析三個量：起始量、變化量、平衡量3. 用好一種方法“三段式法”“三段式法”計算的模板：依據(jù)方程式列出反應(yīng)物、生成物 各物質(zhì)的起始量、變化量、平衡量，結(jié)合問題代入公式運算。如加A(g) + nB(g) pC(g)+qD(g),令A(yù)、B起始物質(zhì)的量 濃度分別為a mol-L_1 b mol-L_1,達到平衡后消耗A的物質(zhì)的 量濃度為nix mol-L_,o/?A(g)+/?B(g) pC(g)+qD(g)起始 /m

10、ol-L1 g b 0 0變化/molL-1 mx nx px qx 平後j7molL i amx bnx px qx 處產(chǎn)(處尸(a(bnx)n訓(xùn)練 6 2NO(g) + O2(g) 2NO2(g) A/0 是制造硝酸的 重要反應(yīng)之一。在800 C時，向容積為1 L的密閉容器中充入 0.010 mol NO和0.005 mol O2,反應(yīng)過程中NO的濃度隨時間變 化如圖所示：Mnol I/10.010012345 /min請回答下列問題：(1) 2 min 內(nèi)，o(O2)=mol-L_1-min *o(2) 升高溫度，平衡向(填“正”或“逆”)反應(yīng)方向移動。(3) 平衡時，NO的轉(zhuǎn)化率是o(

11、4) 800 C時，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為o訓(xùn)練7查閱資料可知：常溫下,K 4Ag(NHs)2= I.00X 107,Ksp(AgCl)=2.50X 10_10o(1 )銀氨溶液屮存在平衡：Ag+(aq) + 2NH?(aq)Ag(NH3)2(aq),該反應(yīng)平衡常數(shù)的表達式為o(2)計算得到可逆反應(yīng) AgCl(s)+2NH3(aq) Ag(NHs)2 (aq) +CF(aq)的化學(xué)平衡常數(shù)K= , 1 L 1 mol L1氨水中最多可 以溶解AgClmol(保留兩位有效數(shù)字)。溫馨提示：請完成高考化學(xué)填空題專項訓(xùn)練專題三 填空大題中的化學(xué)計算示例1解析：w(CuCl) =a mol-L1 Xf

12、eX10_3LX6X 99.5 gmoF159.7 肪XI00%=%om訓(xùn)練1解析：(1)18.3 g二水合草酸鉆的物質(zhì)的量為0.1 mol, 由于在300 C時生成的是Co的氧化物，故在8.03 g氧化物中， 含 Co 的質(zhì)量為 0.1 molX59 g- mor*=5.9 g,m(O)=8.03 g-5.9g =2.13 g,故h(Co):h(O)3:4, C點剩余固體的化學(xué)式為CO3O4。 當(dāng)晶體恰好將結(jié)晶水失去時得到COC2O4 14.70 g,在B點時與 225300 C Ch反應(yīng)后生成Co3O4的化學(xué)方程式為3CoC204+202C03O4+6CO2。(2)黃綠色氣體為Cb,其物質(zhì)

13、的量為0.2 mol,根據(jù)Cl元素 守恒可知，溶液中 2m(Co)=z?(HCl) 2刀(Cb),故 /?(Co) = 1 mol, 根據(jù)得失電子守恒 /?(Co3，) = 2/i(C12)=0.4 mol,則 /7(Co2+)=0.6 mol,根據(jù)電荷守恒可知，2h(O) = 3/?(Co31 ) + 2h(Co2+), /7(O)= 1.2 mol,故 n(Co):n(O)= 1:1.2 = 5:6。225 300 C答案：(l)Co304 3COC2O4+2O2C03O4+6CO24 48 I(2)由得失電子守恒有 (Co31) = 2/7(Ch) = 2X224 L nK)p = 0.

14、4 mol,由電荷守恒有刀(Co)總=n(Co2 )溶液=0.5n(Cl )=0.5X(0.480X5-0.2X2) mol=l mol,所以固體屮 h(Co2 )=1 mol0.4 mol=0.6 mol,0.4X3+0.6X2 n(O)= mol =1.2 mol,故 /?(Co):n(O)= 1:1.2=5:6。2x訓(xùn)練2解析：根據(jù)PbO2_PbOx+寧Ch f (注PbO2相對分子質(zhì)量為239)2x由 X32=239X4.0%F239X4.0%侍x=2 憶 心1.4根據(jù) wPbO2 /?PbO心 2m + /?/n 0,4 2 n 0.6 3侍 T= 14m 0.42n 0.63。答案

15、：根據(jù)2x亠 2xPbO2PbOv +2 02 f，有 2 X32 239X4.0%239X4.0%,x216-1.4,”2/7? + /?根據(jù) PbO”Pb。，+7=1.4,訓(xùn)練3解析：(l)MnC2O4-2H2O_固體+xH2O,根據(jù)差 量法計算，179:1張=1:(1.00 0.80),解得 x=2,即 214 C時，剩余固體的成分為MnC2O4；同理根據(jù)MnC2O4= 固體+氣體,143:M(固體)=0.80:0.40,求得(固體)=71.5,固體中一定含有 Mn元素，所以280 C時，剩余固體的成分為MnO；當(dāng)溫度超過 280 C時，剩余固體質(zhì)量又會增加，說明MnO與空氣中氧氣反 應(yīng)

16、，生成Mn的高價氧化物，同理計算出固體的化學(xué)式為MnCh。向100 mL MnCl2和BaCl2的混合溶液中滴加NagCzCXi溶液,當(dāng)MnC2O4-2H2O與BaC2O4兩種沉淀共存時,c(Ba2+)c(Mn2)sP(BaC2O4) 1.6X10 716Ksp(MnC2CU2H2O)_ 1.7X 10 7_ 17答案：(l)MnO MnOz (2)py示例2解析：(1)對照目標(biāo)熱化學(xué)方程式中的反應(yīng)物和生成 物在已知熱化學(xué)方程式中的位置和化學(xué)計量數(shù)，利用蓋斯定律， 將熱化學(xué)方程式X2,減去熱化學(xué)方程式X2,再減去熱化學(xué) 方程式，即可得出熱化學(xué)方程式，故=2AH2AH1；聯(lián)氨具有強還原性，N2O

17、4具有強氧化性，兩者混合在一起 易自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)放熱量大，并產(chǎn)生大量的氣體， 可為火箭提供很大的推進力。(2)CH4(g) + 2O2(g)=CO2(g) + 2H2O(g) H = a kJ-mol L2CO(g) + 2H2O(g)=2CO2(g)+2H2(g)H = 2b kJ-mol L4CO2(g)=4CO(g) + 2O2(g) AH=-2c kJ-mol *o上述三式相加得：CH4(g) + CO2(g)=2CO(g) + 2H2(g) AH (a + 2b2c) kJ-mol lo答案：2A/3-2AH2-AH1反應(yīng)放熱量大，產(chǎn)生大量的 氣體(2)a + 2b 2

18、c訓(xùn)練4思路點撥：從宏觀的角度講，反應(yīng)熱是生成物自身 的總能量與反應(yīng)物自身總能量的差值,根據(jù)第(1)問中所給出的各 物質(zhì)所具有的能量，可以計算反應(yīng)的熱效應(yīng)。從微觀的角度講， 反應(yīng)熱是舊化學(xué)鍵斷裂吸收的能量與新化學(xué)鍵形成放出的能量 的差值，已知反應(yīng)的熱效應(yīng)和部分化學(xué)鍵的鍵能，可求某一化學(xué) 鍵的鍵能。解析：(1)AH=生成物的總能量一反應(yīng)物的總能量=(52 242X4-0+394X2) kJ-mol-1 = -128 kJ-mol lo(2)A/7 =斷裂化學(xué)鍵的總鍵能一形成化學(xué)鍵的總鍵能= (803X4+436X6615-4-463X8) kJmoL = -128 kJ-mol 1,解得 4=4

19、09.25。答案：(1)-128 (2)409.25訓(xùn)練5解析：從題給圖像分析，PC13和C12的總能量高 于PC15的總能量，所以該反應(yīng)是放熱反應(yīng)。(2) 紅磷生成五氯化磷是放熱反應(yīng)，生成2 mol PC15(g)放出熱 量為(ca) kJo6.2 a8.96 L(3) n(P)= =0.2 mol, n(Cb)= =0.47731 g-mol 122.4 L mol 1mol,根據(jù)原子守恒知，n(PCh)=n(PC15)=0.1 mol,生成 1 molPCl5(g)放出熱量為kJ；生成1 mol PCh(g)放出的熱量為 一kJ,則6.2 g紅磷在8.96 L氯氣中充分燃燒生成氣態(tài)化合物 a h 時放出的熱量-2()一 kJ。(4) 根據(jù)蓋斯定律知，A/72 + A/i=A/3o 答案:(1)放熱(2)2P(s) + 5Cl2(g)=2PC15(g) /=(ca) kJ-mol-1(