《化学计算专题复习》教学设计

2026/4/23 8:43:00

量盐酸时,发生反应的化学方程式为 。

-1

[解析](1)N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g);△H= -1500kJ·mol

(2)N2H4+2HCl===N2H6Cl2 [借鉴意义]计算技巧:

1、 物质前的计算数指的是“物质的量”。

2、 △H <0为放热反应,△H >0为吸热反应。

3、 化学反应不管是一步完成还是分几步完成,其反应热是相同的。也就是说,化学反应的反

应热只与反应的始态和终态有关,而与具体反应进行的途径无关。 (六)化学方程式计算

此类型计算包括过量计算与多步反应的计算。

—1

[例题7]向含有0.1 mol·L Ca(OH)2的石灰水中通入0.16molCO2,求生成沉

典 例 淀的物质的量是多少?

[解析]设0.1mol Ca(OH)2与xmol CO2反应,生成CaCO3的物质的

分 析 量为ymol

Ca(OH)2+CO2== CaCO3↓+H2O 1 1 1 0.1 x y

解得:x=0.1 0.1mol<0.16mol(CO2过量)

y=0.1 剩余CO2的物质的量=0.16mol-0.1mol=0.06mol 设0.06mol CO2与zmol CaCO3反应 CaCO3+CO2+H2O ==Ca(HCO3)2

1 1

z 0.06 解得:z=0.06

生成CaCO3的物质的量=0.1mol-0.06mol=0.04mol

注:这一类题可据系数方便求解:n(CaCO3)=0.1mol×2-0.16mol=0.04mol

[借鉴意义]涉及到多步反应体系,往往依据若个化学反应方程式,找出起示物质与最终物质的量的关系,并据此列比例式进行计算求解的方法,称为“关系式”法。利用关系式法可以省去不必要的中间运算步骤,避免计算错误,并能迅速准确地获得结果。用关系式法解题的关键是建立关系式,建立关系式的方法主要有:1、利用物料守恒关系建立关系式。2、利用方程式中的化学计量数间的关系建立关系式。3、利用方程式的加合建立关系式。

(七)综合计算——有关氧化还原反应的计算

氧化还原在生产实践中应用极为广泛,它贯穿于中学化学的全过程,是高考命题的

考 点 热点之一。解答此类题目有关计算要注意从实质即电子转移入手去正确理解有关的概

念,而在实际解题过程中,应从分析元素化合价有无变化及其升降这一氧化还原反应

分 析 的特征入手。此类试题

的解法规律性较强,也有一定的技巧,对这类题目可以采用一题多解的方式,进行多角度,多方位地分析。

[例题8](1)3.84g的Cu与一定量的浓硝酸作用,随着反应的进行,生成的气体的颜

典 例 色由深变浅。在标准状况下共收集到1.12L的气体,若用这些气体用排水集气法收集,

所得到的气体在标准状况下体积为多少毫升?

-1

(2分 析 )镁铝合金5.1g溶于300ml2mol·L的盐酸,在标准状况下放出气体的体积为5.6L,向反应后溶液中加入足量氨水,产生沉淀的质量为( )

A. 5.1g B. 10.2g C. 13.6g D. 15.3g

5

变式拓展:将3.5gFe、Mg合金投入到一定量的硝酸中,金属与硝酸恰好完全反应,共收集到标准状

况下的气体VL(HNO3 被还原为NO和NO2);若向反应后的溶液中加入足量氢氧化钠溶液,待金属全部沉淀后,再将沉淀过滤,洗净,干燥后称量为8.6g,则收集到的气体体积V值可为( )

A. 1.12 B.5.34 C. 7.26 D. 8.23

[解析](1)[解法1]利用氧化还原反应中电子得失守恒求解。先求出1.12L气体中的NO2、NO的物质的量。

设1.12L气体中NO2、NO的物质的量分别为x、y

-1

x+y=1.12L/22.4L·mol=0.05mol

-1

x+3y=2×3.84g/64g·mol=2×0.06mol=0.12mol(得失电子守恒) x=0.015mol y=0.035mol

所以,用排水集气法收集的NO气体体积

-1-1

VNO=(1/3×x+y)×22.4L·mol=(1/3×0.015mol+0.035mol)×22.4L·mol=0.896L=896ml

[解法2]本题作为一道氧化还原反应的计算题,过程看似复杂。一旦分清了还原剂是什么物质,最

终的还原产物又为何物,问题便迎刃而解了。根据得失电子守恒可知:

-1-1

2×3.84g/64g·mol=x/(22.4 L·mol)×[(+5)-(+2)](x为最终所得气体体积)

x=0.896L=896ml

---1

(2) n(OH)=n(e)=2n(H2)=2×5.6L/22.4L·mol=0.5mol

--1

m(沉淀)=m(合金)+m(OH)=5.1g+0.5mol×17g·mol=13.6g,选C

--

[变式拓展解析]根据n(OH)=n(e)=0.3mol,根据得失电子守恒:

当气体都为NO时,3n(NO)=0.3mol,V(NO)=2.24L 当气体都为NO2时,n(NO2)=0.3mol,V(NO2)=6.72L 所以,2.24L

(八)综合计算——化学反应速率与化学平衡计算

该部分计算出现的题目类型有选择题和填空题,在选择题部分考察的不多,而在第二

考 点 卷中,常出现高思维强度的题目,以考察学生的思维判断能力。例如:等效平衡的比

例判断,应用数学方法对化学平衡原理进行理论分析等,解答该类题目时,应注意对

分 析 概念和规律的引申,不能局限于表面,同时要注意同一考点而不同出题形式的变化。

[例题9](2004-29-全国)

恒温下,将a molN2与b molH2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中,发生

典 例 如下反应:

N2(g)十3H2(g) 2NH3(g)

(1)若反应进行到某时刻t时,1(N2 )=13mol,2(NH3)=6mol,计算a的值。

(2)反应达平衡时,混合气体的体积为716.8L(标况下),其中NH3的含量(体积分数)为25%。计算平衡时NH3的物质的量。

(3)原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比(写出最简整数比,下同)。 n(始):n(平)=_____________________________。

(4)原混合气体中,a:b=____________________________。

(5)达到平衡时,N2和H2的转化率之比,a(N2):A(H2)=__________________________. (6)平衡混合气体中,n(N2):n(H2):n(NH3)=_______________________________。 [解析]

(1)解法一:由反应的化学方程式得知,反应掉的N2和生成NH3的物质的量之比为1∶2, 设反应掉的N2的物质的量为xmol。 则 x∶6=1∶2 解之x=3 A=13+3=16 解法二:

6

分 析 nnN2 +3H2 3H22NH3

开始时: a b 0 t时: 13 6

在t时生成6molNH3,消耗了3 molN2,所以a=13+3=16

—1

(2)平衡时NH3物质的量为(716.8L/22.4L?mol)×25%=8mol (3)可利用差量法计算:假设气体总物质的量减少y

N2 + 3H2 2NH3 △n 1 3 2 2 8mol y

解得y=8mol

—1

所以混合气体的总的物质的量为716.8L/22.4 L?mol+8mol=40mol 原混合气体与平衡混合气体总物质的量之比为40:32=5:4

(4)前面已经计算出来原混合气体中a=16,所以H2的物质的量b=40—16=24,

所以a:b=16:24=2:3

(5) N2 + 3H2 2NH3

开始 16 24 0 转化 4 12 8 平衡 12 12 8

N2、H2的转化率之比为α(N2):α(H2)=4/16∶12/24=1∶2 (6)根据(5)中的计算数据,平衡混和气体中 n (N2):n(H2):n(NH3)=3:3:2 (九)综合设计——有关有机物的计算

[例题10]取3.32g只含羧基,不含其它官能团的固态芳香族羧

典 例 酸置于4.00L氧气中点燃,羧酸完全燃烧后气体体积增加0.224L。

将该气体通过足量的过氧化钠后,气体体积减少1.792L。(所有气体体积均指标况

分 析 下的体积)试回答:

(1)3.320g该羧酸中碳原子的物质的量为 ; (2)列式计算3.320g羧酸中氢、氧原子的物质的量。

(3)能否由所给数据计算羧酸的相对分子质量 (填能或不能),并写出符合题给条件的相对分子质量最小的芳香族羧酸的结构及简式。 [解析](1) 2CO2 ~ O2 气体体积减小 2mol 22.4L X 1.792L

∴x=0.160mol,n(C)=0.160mol

(2)由题意:3.320g羧酸燃烧后气体体积增加0.224L,而产生CO20.160mol,所以燃烧消耗的O2(0.160—0.224/22.4)mol=0.150mol

设该羧酸中氢、氧原子物质的量为n(H)、n(O)

则3.320g酸+0.150molO2→0.160molCO2+n(H)? H2O /2 氧原子守恒:n(O)+0.150×2=0.160×2+n(H)/2 质量守恒:3.320+0.150×32=0.160×44+9n(H) ∴n(H)=0.120mol,n(O)=0.080mol (3)不能

(共有邻、间、对位三种结构)

7

(十)综合计算——晶体结构有关计算

05《考试大纲》明确提出要求考生对“原子、分子和化学键等微观结构有一定的三维

想象能力。”由于晶体空间结构试题能很好地考察学生观察能力和三维空间的想象力,考 点 因而它成为命题的热点在情理之中,考察形式或根据空间构型求晶体的化学式,或根据空间构型求晶体密 分 析 度,阿伏加德罗常数,化学键数等,常与物理和数学综合起来一起考察,特别易 于立体几何知识结合在一起,此类试题立意新颖,结构巧妙,对学生的观察思维 能力、空间想象能力有较高的要求。

[例题11]某离子晶体部分结构如图:

典 例 (1)晶体中每个Y同时吸引着最近的 个X,

每个X同时吸引着最近的———个Y,该晶体的 化学式为 分 析 (2)晶体中每个X周围与它距离最近的X一共有 个。 (3)晶体中距离最近的2个X与一个Y形成的夹角∠XY X的

角度是 。

3

(4)设该晶体的摩尔质量为M g/mol,晶体密度为p g/cm, 阿伏加德罗常数为NA,则该晶体中两个距离最近的X中心间距离为 cm。

【解析】从图中可知,Y位于立方体的中心,X位于立方体的四个顶点,故一个Y同时吸引着最近的4个X,每个X同时吸引着最近的8个Y,由此确定其化学式为XY2或X2Y。

由于顶点X是8个立方体共有,每个面是两个立方体共享,故晶体中每个X周围与它最近且距离相等的X应有8×3×1/2=12(个)

要求晶体中距离最近的2个X与一个Y形成的夹角时,可将图中4个X分别与Y相连,形成

0,

0.5的构型类同于CH4分子,∠XY X=10928。

mol设每个小立方体的边长为xcm,其中含XY2的物质的量为. 根据m=ρv和m=Nm得方NA程:即可

0.53 ????MxNAx?0.5M3

【解析】(1)4 8 XY2或X2Y

0,

(2) 12 (3)10928(4) 2M3cm NA??【借鉴意义】有关晶体结构的问题是一个难点。注意将题给信息、空间形状、性质联系起来,打破平面思维定势,需要建立空间想象、观察与迁移能力。

四、思维能力训练

—3

1、(1998—12—全国) 将标准状况下aLHCl(g)溶于1000g水中。得到盐酸密度为 g·cm,则该盐酸的物质的量浓度为( )

—1—1

A. a/22.4mol·L B. ab/22.4mol·L

—1

C. ab/(22400+36.5a)mol·L

—1

D. 1000ab/(22400+36.5a)mol·L答案:D

5

2、(2003—13—全国) 已知在1×10Pa,298K条件下,2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ热量,下列热化学方程式正确的是

-1

A H2O(g)=H2(g)+1/2O2(g) ΔH=+242kJ·mol

NA??,L?2x?32MNA??cm 8


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