2021高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)第四部分專題三填空大題中的化學(xué)計算訓(xùn)練含解析

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。在潮濕空氣中易水解氧化。以海綿銅(主要成分是cu和少量cuo)為原料，采用硝酸銨氧化分解技術(shù)生產(chǎn)cucl的工藝過程如下：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fecl3溶液中，待樣品完全溶解后，加入適量稀硫酸，用a mol/l的k2cr2o7溶液滴定到終點(diǎn)，消耗k2cr2o7溶液b ml，反應(yīng)中cr2o被還原為cr3，樣品中cucl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_。物質(zhì)組成計算類型及方法總結(jié)類型解題方法物質(zhì)含量計算根據(jù)關(guān)系式法

2、、得失電子守恒法、滴定法等，得出混合物中某一成分的量。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，計算出可求粒子的物質(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，確定出結(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、再失非金屬氧化物。計算每步的m余；固體殘留率。晶體中金屬質(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n(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

3、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中過量的量，即可得出第一步所求物質(zhì)的物質(zhì)的量訓(xùn)練1草酸鈷是制備鈷氧化物的重要原料。下圖為二水合草酸鈷(coc2o42h2o)在空氣中受熱的質(zhì)量變化曲線，曲線中300 及以上所得固體均為鈷氧化物。(1)通過計算確定c點(diǎn)剩余固體的成分為_(填化學(xué)式)。試寫出b點(diǎn)對應(yīng)的物質(zhì)與o2在225300 條件下發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。(2)取一定質(zhì)量的二水合草酸鈷分解后的鈷氧化物(其中co的化合價為2、3價)，用480 ml 5 moll1鹽

4、酸恰好完全溶解固體，得到cocl2溶液和4.48 l(標(biāo)準(zhǔn)狀況)黃綠色氣體。試確定該鈷氧化物中co、o的物質(zhì)的量之比。訓(xùn)練2pbo2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(diǎn)樣品失重4.0%(即100%)的殘留固體。若a點(diǎn)固體組成表示為pbox或mpbo2npbo，列式計算x值和mn值_。訓(xùn)練3錳及其化合物用途廣泛。錳的化合物有60多種，其中以二氧化錳(mno2)最穩(wěn)定。(1)將固體草酸錳(mnc2o42h2o)放在一個可以稱出質(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 時，剩余固體的成分為_(填化學(xué)式)；943 時，剩余固體的成分為_(填化學(xué)式)。(2)向1

5、00 ml mncl2和bacl2的混合溶液中滴加na2c2o4溶液，當(dāng)mnc2o42h2o與bac2o4兩種沉淀共存時，_。已知：ksp(mnc2o42h2o)1.7107；ksp(bac2o4)1.6107二、反應(yīng)熱的計算【示例2】(1)聯(lián)氨(又稱肼，n2h4，無色液體)是一種應(yīng)用廣泛的化工原料，可用作火箭燃料。回答下列問題：2o2(g)n2(g)=n2o4(l)h1n2(g)2h2(g)=n2h4(l)h2o2(g)2h2(g)=2h2o(g)h32n2h4(l)n2o4(l)=3n2(g)4h2o(g)h41 048.9 kjmol1上述反應(yīng)熱效應(yīng)之間的關(guān)系式為h4_，聯(lián)氨和n2o4可

6、作為火箭推進(jìn)劑的主要原因為_。(2)ch4和co2可以制造價值更高的化學(xué)產(chǎn)品。已知：ch4(g)2o2(g)=co2(g)2h2o(g)h1a kjmol1co(g)h2o(g)=co2(g)h2(g)h2b kjmol12co(g)o2(g)=2co2(g)h3c kjmol1反應(yīng)ch4(g)co2(g)=2co(g)2h2(g)h_ kjmol1(用含a、b、c的代數(shù)式表示)。根據(jù)蓋斯定律計算h的步驟和方法(1)計算步驟(2)計算方法訓(xùn)練4二氧化碳回收利用是環(huán)?？茖W(xué)研究的熱點(diǎn)課題。已知co2經(jīng)催化加氫可合成低碳烯烴：2co2(g)6h2(g)ch2=ch2(g)4h2o(g)h。(1)幾種

7、物質(zhì)的能量(kjmol1)如表所示(在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，規(guī)定單質(zhì)的能量為0，測得其他物質(zhì)生成時放出的熱量為其具有的能量)：物質(zhì)co2(g)h2(g)ch2=ch2(g)h2o(g)能量/kjmol1394052242h_ kjmol1。(2)幾種化學(xué)鍵的鍵能(kjmol1)。化學(xué)鍵c=ohhc=chcho鍵能/kjmol1803436615a463a_。訓(xùn)練5紅磷在氯氣中燃燒的能量變化關(guān)系如圖所示：(1)反應(yīng)pcl3(g)cl2(g)=pcl5(g)是_反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)。(2)寫出固態(tài)紅磷在足量的氯氣中完全燃燒生成氣態(tài)產(chǎn)物的熱化學(xué)方程式：_。(3)現(xiàn)有6.2 g紅磷在8.96 l(標(biāo)準(zhǔn)狀

8、況)氯氣中完全燃燒生成氣態(tài)產(chǎn)物時放出熱量為_(用含a、b、c的代數(shù)式表示)。(4)白磷在氧氣中燃燒有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系：其中h2_。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no2放入恒容密閉容器中，測得其平衡轉(zhuǎn)化率(no2)隨溫度變化如下圖所示。圖中a點(diǎn)對應(yīng)溫度下，已知no2的起始壓強(qiáng)p0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no2的消耗速率與自身壓強(qiáng)間

9、存在關(guān)系：v(n2o4)k1p(n2o4)，v(no2)k2p2(no2)。其中，k1、k2是與反應(yīng)及溫度有關(guān)的常數(shù)。相應(yīng)的速率壓強(qiáng)關(guān)系如圖所示。一定溫度下，k1、k2與平衡常數(shù)kp的關(guān)系是k1_，在圖中標(biāo)出的點(diǎn)中，指出能表示反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的點(diǎn)：_，理由是_。解題思路：(1)圖中a點(diǎn)(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)o2(g)起始量/mol m 0 0轉(zhuǎn)化量/mol 0.6m 0.6m 0.3m平衡量/mol 0.4m 0.6m 0.3mno2的起始壓強(qiáng)p0為120 kpa，則平衡時氣體壓強(qiáng)為120 kpa156 kpa，此時no2、no

10、和o2的平衡壓分別為48 kpa、72 kpa、36 kpa，故該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)kp81。(2)達(dá)到平衡狀態(tài)時2v(n2o4)v(no2)，即2k1p(n2o4)k2p2(no2)，則有k1k2k2kp。達(dá)到平衡時，n2o4與no2的消耗速率滿足條件v(no2)2v(n2o4)，故圖中b、d兩點(diǎn)均達(dá)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100%100%。(2)生成物的產(chǎn)率：實(shí)際產(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。產(chǎn)率100%。(3)混合物中某組分的百分含量100%。2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

11、”“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(yùn)算。如ma(g)nb(g)pc(g)qd(g)，令a、b起始物質(zhì)的量濃度分別為a moll1、b moll1，達(dá)到平衡后消耗a的物質(zhì)的量濃度為mx moll1。ma(g)nb(g)pc(g)qd(g)起始/moll1 a b 0 0變化/moll1 mx nx px qx平衡/moll1 amx bnx px qxk訓(xùn)練62no(g)o2(g)2no2(g)h0是制造硝酸的重要反應(yīng)之一。在800 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

12、no的濃度隨時間變化如圖所示：請回答下列問題：(1)2 min內(nèi)，v(o2)_ moll1min1。(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_。(4)800 時，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為_。訓(xùn)練7查閱資料可知：常溫下，k穩(wěn)ag(nh3)1.00107，ksp(agcl)2.501010。(1)銀氨溶液中存在平衡：ag(aq)2nh3(aq)ag(nh3)(aq)，該反應(yīng)平衡常數(shù)的表達(dá)式為k穩(wěn)_。(2)計算得到可逆反應(yīng)agcl(s)2nh3(aq)ag(nh3)(aq)cl(aq)的化學(xué)平衡常數(shù)k_，1 l 1 moll1氨水中最多可以溶解agcl_

13、mol(保留兩位有效數(shù)字)。專題三填空大題中的化學(xué)計算示例1解析：w(cucl)100%。答案：%訓(xùn)練1解析：(1)18.3 g二水合草酸鈷的物質(zhì)的量為0.1 mol，由于在300 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 mol59 g mol15.9 g，m(o)8.03 g5.9 g2.13 g，故n(co):n(o)3:4，c點(diǎn)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(diǎn)時與o2反應(yīng)后生成co3o4的化學(xué)方程式為3coc2o42o2co3o46co2。(2)黃綠色氣體為cl2，其物質(zhì)的量為0.2 mol，根

14、據(jù)cl元素守恒可知，溶液中2n(co)n(hcl)2n(cl2)，故n(co)1 mol，根據(jù)得失電子守恒n(co3)2n(cl2)0.4 mol，則n(co2)0.6 mol，根據(jù)電荷守恒可知，2n(o)3n(co3)2n(co2)，n(o)1.2 mol，故n(co):n(o)1:1.25:6。答案：(1)co3o43coc2o42o2co3o46co2(2)由得失電子守恒有n(co3)2n(cl2)20.4 mol，由電荷守恒有n(co)總n(co2)溶液0.5n(cl)0.5(0.48050.22) mol1 mol，所以固體中n(co2)1 mol0.4 mol0.6 mol，n(o

15、) mol1.2 mol，故n(co):n(o)1:1.25:6。訓(xùn)練2解析：根據(jù)pbo2pboxo2(注pbo2相對分子質(zhì)量為239)由322394.0%得x21.4根據(jù)mpbo2npbo得1.4。答案：根據(jù)pbo2pboxo2，有322394.0%，x21.4，根據(jù)mpbo2npbo，1.4，訓(xùn)練3解析：(1)mnc2o42h2o固體xh2o，根據(jù)差量法計算，179:18x1:(1.000.80)，解得x2，即214 時，剩余固體的成分為mnc2o4；同理根據(jù)mnc2o4固體氣體，143:mr(固體)0.80:0.40，求得mr(固體)71.5，固體中一定含有mn元素，所以280 時，剩余

16、固體的成分為mno；當(dāng)溫度超過280 時，剩余固體質(zhì)量又會增加，說明mno與空氣中氧氣反應(yīng)，生成mn的高價氧化物，同理計算出固體的化學(xué)式為mno2。(2)向100 ml mncl2和bacl2的混合溶液中滴加na2c2o4溶液，當(dāng)mnc2o42h2o與bac2o4兩種沉淀共存時，。答案：(1)mnomno2(2)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2，減去熱化學(xué)方程式2，再減去熱化學(xué)方程式，即可得出熱化學(xué)方程式，故h42h32h2h1；聯(lián)氨具有強(qiáng)還原性，n2o4具有強(qiáng)氧化性，兩者混合在一起易自發(fā)地發(fā)生氧化還

17、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(jìn)力。(2)ch4(g)2o2(g)=co2(g)2h2o(g)ha kjmol1,2co(g)2h2o(g)=2co2(g)2h2(g)h2b kjmol1,4co2(g)=4co(g)2o2(g)h2c kjmol1。上述三式相加得：ch4(g)co2(g)=2co(g)2h2(g)h(a2b2c) kjmol1。答案：(1)2h32h2h1反應(yīng)放熱量大，產(chǎn)生大量的氣體(2)a2b2c訓(xùn)練4思路點(diǎn)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)

18、。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)h生成物的總能量反應(yīng)物的總能量(52242403942) kjmol1128 kjmol1。(2)h斷裂化學(xué)鍵的總鍵能形成化學(xué)鍵的總鍵能(803443666154a4638) kjmol1128 kjmol1，解得a409.25。答案：(1)128(2)409.25訓(xùn)練5解析：(1)從題給圖像分析，pcl3和cl2的總能量高于pcl5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 pcl5(g)放出熱量為(ca) kj。(3)n(p)0.2 mol，n(cl2)0.4 mol，根據(jù)原子守恒知，n(pcl3)n(pcl5)0.1 mol，生成1 mol pcl5(g)放出熱量為(ca) kj；生成1 mol pcl3(g)放出的熱量為(cb) kj，