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文档简介
1、2012年普通高等学校招生全国统一考试理科综合能力测试(山东卷)化学试题第卷(必做,共88分)相对原子质量:O 16Na 23S 32Ca 40Pb 207一、选择题(本题包括15小题,每小题只有一个选项符合题意)7下列与化学概念有关的说法正确的是()A化合反应均为氧化还原反应B金属氧化物均为碱性氧化物C催化剂能改变可逆反应达到平衡的时间D石油是混合物,其分馏产品汽油为纯净物8下列与含氯化合物有关的说法正确的是()AHClO是弱酸,所以NaClO是弱电解质B向沸水中逐滴加入少量饱和FeCl3溶液,可制得Fe(OH)3胶体CHCl溶液和NaCl溶液均通过离子导电,所以HCl和NaCl均是离子化合
2、物D电解NaCl溶液得到22.4 L H2(标准状况),理论上需要转移NA个电子(NA表示阿伏加德罗常数)9下列关于原子结构、元素性质的说法正确的是()A非金属元素组成的化合物中只含共价键BA族金属元素是同周期中金属性最强的元素C同种元素的原子均有相同的质子数和中子数DA族元素的阴离子还原性越强,其最高价氧化物对应水化物的酸性越强10下列与有机物的结构、性质有关的叙述正确的是()A苯、油脂均不能使酸性KMnO4溶液褪色B甲烷和Cl2的反应与乙烯和Br2的反应属于同一类型的反应C葡萄糖、果糖的分子式均为C6H12O6,二者互为同分异构体D乙醇、乙酸均能与Na反应放出H2,二者分子中官能团相同11
3、下列实验操作正确的是()A中和滴定实验时,用待测液润洗锥形瓶B盛放NaOH溶液时,使用带玻璃塞的磨口瓶C用苯萃取溴水中的溴时,将溴的苯溶液从分液漏斗下口放出DNaCl溶液蒸发结晶时,蒸发皿中有晶体析出并剩余少量液体即停止加热12下列由相关实验现象所推出的结论正确的是()ACl2、SO2均能使品红溶液褪色,说明二者均有氧化性B向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀,说明该溶液中一定有CFe与稀HNO3、稀H2SO4反应均有气泡产生,说明Fe与两种酸均发生置换反应D分别充满HCl、NH3的烧瓶倒置于水中后液面均迅速上升,说明二者均易溶于水13下列与金属腐蚀有关的说法正确的是()A图a中
4、,插入海水中的铁棒,越靠近底端腐蚀越严重B图b中,开关由M改置于N时,CuZn合金的腐蚀速率减小C图c中,接通开关时Zn腐蚀速率增大,Zn上放出气体的速率也增大D图d中,ZnMnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的第卷(必做120分选做32分,共152分)【必做部分】28(12分)工业上由黄铜矿(主要成分CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下:(1)气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的_吸收。a浓H2SO4 b稀HNO3cNaOH溶液 d氨水(2)用稀H2SO4浸泡熔渣B,取少量所得溶液,滴加KSCN溶液后呈红色,说明溶液中存在_(填离子符号),检验溶液中还存在Fe2的方法是_(
5、注明试剂、现象)。(3)由泡铜冶炼粗铜的化学反应方程式为_。(4)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼,下列说法正确的是_。a电能全部转化为化学能b粗铜接电源正极,发生氧化反应c溶液中Cu2向阳极移动d利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属(5)利用反应2CuO22H2SO4=2CuSO42H2O可制备CuSO4,若将该反应设计为原电池,其正极电极反应式为_。29(16分)偏二甲肼与N2O4是常用的火箭推进剂,二者发生如下化学反应:(CH3)2NNH2(l)2N2O4(l)=2CO2(g)3N2(g)4H2O(g)()(1)反应()中氧化剂是_
6、。(2)火箭残骸中常现红棕色气体,原因为:N2O4(g)2NO2(g)()当温度升高时,气体颜色变深,则反应()为_(填“吸热”或“放热”)反应。(3)一定温度下,反应()的焓变为H。现将1 mol N2O4充入一恒压密闭容器中,下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是_。若在相同温度下,上述反应改在体积为1 L的恒容密闭容器中进行,平衡常数_(填“增大”“不变”或“减小”),反应3 s后NO2的物质的量为0.6 mol,则03 s内的平均反应速率v(N2O4)_ mol/(Ls)1。(4)NO2可用氨水吸收生成NH4NO3。25 时,将a mol NH4NO3溶于水,溶液显酸性,原因是_(
7、用离子方程式表示)。向该溶液滴加b L 氨水后溶液呈中性,则滴加氨水的过程中水的电离平衡将_(填“正向”“不”或“逆向”)移动,所滴加氨水的浓度为_molL1。(NH3H2O的电离平衡常数取Kb2105 molL1)30(14分)实验室采用MgCl2、AlCl3的混合溶液与过量氨水反应制备MgAl2O4,主要流程如下:(1)为使Mg2、Al3同时生成沉淀,应先向沉淀反应器中加入_(填“A”或“B”),再滴加另一反应物。(2)如下图所示,过滤操作中的一处错误是_。(3)判断流程中沉淀是否洗净所用的试剂是_。高温焙烧时,用于盛放固体的仪器名称是_。(4)无水AlCl3(183 升华)遇潮湿空气即产
8、生大量白雾,实验室可用下列装置制备。装置B中盛放饱和NaCl溶液,该装置的主要作用是_。F中试剂的作用是_。用一件仪器装填适当试剂后也可起到F和G的作用,所装填的试剂为_。【选做部分】31(8分)化学化学与技术石油和煤炭加工过程涉及多种技术和设备。(1)石油分馏时,在不断向_(填工业设备名称)内投放原料的同时获得产品,该过程为_操作过程。(2)石油裂化分为热裂化、_和加氢裂化,裂化的目的是提高_的产量。(3)煤的洗选是为了降低原煤中灰分和_的含量。煤的流化床燃烧是指空气从底部吹向煤炭颗粒,并使全部煤炭颗粒_进行燃烧的过程。(4)煤的直接液化是煤与适当溶剂混合后在高温和_存在下与_作用生成液体燃
9、料的过程。32(8分)化学物质结构与性质金属镍在电池、合金、催化剂等方面应用广泛。(1)下列关于金属及金属键的说法正确的是_。a金属键具有方向性与饱和性b金属键是金属阳离子与自由电子间的相互作用c金属导电是因为在外加电场作用下产生自由电子d金属具有光泽是因为金属阳离子吸收并放出可见光(2)Ni是元素周期表中第28号元素,第二周期基态原子未成对电子数与Ni相同且电负性最小的元素是_。(3)过滤金属配合物Ni(CO)n的中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18,则n_。CO与N2结构相似,CO分子内键与键个数之比为_。(4)甲醛(H2C=O)在Ni催化作用下加氢可得甲醇(CH3OH)。甲醇分子
10、内C原子的杂化方式为_,甲醇分子内的OCH键角_(填“大于”“等于”或“小于”)甲醛分子内的OCH键角。33(8分)化学有机化学基础合成P(一种抗氧化剂)的路线如下:已知:(R为烷基);A和F互为同分异构体,A分子中有三个甲基,F分子中只有一个甲基。(1)AB的反应类型为_。B经催化加氢生成G(C4H10),G的化学名称是_。(2)A与浓HBr溶液一起共热生成H,H的结构简式为_。(3)实验室中检验C可选择下列试剂中的_。a盐酸 bFeCl3溶液cNaHCO3溶液 d浓溴水(4)P与足量NaOH溶液反应的化学反应方程式为_(有机物用结构简式表示)。答案解析:7C有的化合反应不是氧化还原反应,如
11、氧化钙与水反应,A项错误;金属氧化物不一定是碱性氧化物,如Mn2O7属于酸性氧化物,B项错误;石油的分馏产品仍然是混合物,D项错误。8B次氯酸钠属于强电解质,A项错误;HCl是共价化合物、NaCl是离子化合物,C项错误;根据电极反应2H2e=H2可知,当生成1 mol H2时,转移的电子是2 mol即2NA,D项错误。9B非金属元素组成的化合物中可能含有离子键,如NH4Cl,A项错误;根据同一周期从左往右,元素的金属性逐渐减弱可知,B项正确;有的元素有同位素,如16O和18O,这两种原子的质子数相同,但中子数不同,C项错误;根据元素周期律可知,A族元素的阴离子的还原性越强,则其最高价含氧酸的酸
12、性越弱,D项错误。10C油脂中有的也含有碳碳双键,能够与酸性KMnO4溶液发生反应而使之褪色,A项错误;甲烷与Cl2发生的是取代反应,乙烯与溴水发生加成反应,B项错误;乙醇中的官能团是OH,而乙酸中的官能团是COOH,二者分子中的官能团不同,D项错误。11D在中和滴定中,不能用待测液润洗锥形瓶,否则会有实验误差,A项错误;NaOH与玻璃中的二氧化硅反应,生成具有黏性的硅酸钠,使瓶口不易打开,所以盛放NaOH溶液时应使用带橡胶塞的试剂瓶,B项错误;苯的密度比水小,萃取了溴水后,溴的苯溶液在分液漏斗的上层,应该从上口倒出,C项错误;D项正确。12DSO2使品红溶液褪色的原理是发生化合反应,只能证明
13、SO2具有漂白性,并不是其氧化性的体现,A项错误;若溶液中含有,在酸性溶液中具有强氧化性,能够将氧化为,B项错误;铁与稀硝酸发生的不是置换反应,属于氧化还原反应,C项错误;D项正确。13B图a中,烧杯底端的海水中含氧量比较少,故铁棒发生吸氧腐蚀的速率应该减小,A项错误;图b中,当开关置于N时,左边的锌与合金形成了原电池,并且合金作正极,合金的腐蚀速率减小,B项正确;图c中,接通开关后,形成原电池,生成氢气的速率增大,但是氢气是在Pt电极上放出的,C项错误;图d中,在放电时应该是MnO2发生还原反应,D项错误。28答案:(1)cd(2)Fe3取少量溶液,滴加KMnO4溶液,KMnO4褪色(3)3
14、Cu2O2AlAl2O36Cu(4)bd(5)4HO24e=2H2O解析:(1)观察流程图可知,气体A是SO2,应该用碱性溶液吸收尾气,c、d两项正确。(2)溶液中加入KSCN溶液显红色,说明溶液中存在Fe3;若检验还存在Fe2,则可以加入酸性KMnO4溶液,如果溶液紫红色褪去,则说明还含有Fe2。(3)根据流程图可知,由泡铜冶炼粗铜的化学方程式是3Cu2O2Al6CuAl2O3。(铝热法)(4)在电解精炼中,不可能存在能量的完全转化,部分电能还可转化为热能等,a项错误;在电解池中,阳离子应该移向阴极,c项错误;b、d两项正确。(5)根据所给的原电池反应可知,正极是氧气发生还原反应,即O24H
15、4e=2H2O。29答案:(1)N2O4(2)吸热(3)ad不变0.1(4)H2ONH3H2OH逆向解析:(1)分析元素的化合价可知,N2O4中N元素的的化合价由4价变为0价,被还原,作氧化剂。(2)升高温度,气体颜色加深,说明NO2的浓度增大,平衡正向移动,所以反应()是吸热反应。(3)因为反应N2O42NO2的正方向是气体的物质的量增大的方向,在恒压下建立平衡时,气体的体积应该增大,气体的质量不变,所以其密度为变量,当密度不再改变时说明反应达到平衡状态,a正确;温度一定时,反应的焓变为定值,所以焓变不变不能说明反应是否达到平衡状态,b错误;当v(正)v(逆)时反应达到平衡状态,而c中均为v
16、(正),故c错误;N2O4的转化率为变量,当其不变时说明反应达到平衡状态,d正确。化学平衡常数只与温度有关,温度不变,化学平衡常数不变。根据题意可知,在3 s时,NO2的速率是0.2 mol(Ls)1,根据速率之比等于化学计量数之比可得,N2O4的速率是0.1 mol(Ls)1。(4)NH4NO3溶液显酸性是因为发生水解:H2ONH3H2OH,盐的水解促进了水的电离,加入氨水至中性的过程中抑制了水的电离,所以水的电离平衡将逆向移动。根据NH3H2O的电离平衡常数Kbc()c(OH)/c(NH3H2O)可知,c(NH3H2O)c()c(OH)/Kb,而c(OH)107 molL1,则c()200
17、c(NH3H2O),故n()200n(NH3H2O),根据电荷守恒可知n()n()a mol。所以n(NH3H2O)mol,c(NH3H2O)molL1。30答案:(1)B(2)漏斗下端尖嘴未紧贴烧杯内壁(3)AgNO3溶液(或硝酸酸化的AgNO3溶液)坩埚(4)除去HCl吸收水蒸气碱石灰(或NaOH与CaO混合物)解析:(1)先加入氨水,再加入盐的混合溶液,会使两种沉淀同时生成。(2)为了防止液体溅出,在过滤时应该将漏斗下端尖嘴部分紧贴烧杯的内壁。(3)根据题意可知,沉淀中应该附着氯离子和,若判断是否洗净,可以取少量最后一次洗涤液,加入硝酸酸化的硝酸银溶液进行判断,若生成白色沉淀,则说明没有
18、洗涤干净;若没有沉淀生成,则说明已经洗涤干净(或其他合理方法)。高温焙烧在坩埚中进行。(4)根据所给的装置图可知,B中的饱和食盐水是为了除去混有的HCl气体;因为氯化铝易发生水解,故应该防止空气中的水蒸气进入E装置,F盛装浓硫酸,而G是吸收空气中的CO2,所以可以加入碱石灰来代替F和G的作用。31答案:(1)分镏塔连续(2)催化裂化轻质燃料油(或汽油)(3)硫(S)浮动(4)催化剂氢气(H2)解析:本题考查石油和煤的综合利用。(1)石油分馏时,向分馏塔中不断加入原料的同时就可在分馏塔上下两部分得到产品,因而石油的分馏是一个连续操作过程。(2)为了提高原油炼制过程中轻质燃油特别是汽油的产量,通常
19、采用裂化的方法进行深加工,石油的裂化分为热裂化、催化裂化和加氢裂化。(3)煤的洗选技术是通过物理方法和表面化学方法将原煤中的可燃物和非可燃物进行分离,使灰分和硫的含量显著降低,从而减少燃烧中烟尘、二氧化硫等污染物的排放。煤的流化床燃烧是指空气从底部吹向煤炭颗粒,并使全部煤炭颗粒浮动进行燃烧的过程。(4)煤的直接液化是煤与适当溶剂混合后在高温和催化剂存在下与氢气作用生成液体燃料的过程。32答案:(1)b(2)C(碳)(3)412(4)sp3小于解析:(1)金属键没有方向性和饱和性,a项错误;金属导电是因为在外加电场作用下,自由电子产生定向移动,c项错误;由于自由电子的存在使金属很容易吸收光子而发
20、生跃迁,发出特定波长的光波,因而金属往往有特定的金属光泽,d项错误。(2)Ni原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d84s2,所以在3d轨道上有两个未成对电子,则第二周期元素中,含有两个未成对电子的元素的价电子排布式有2s22p2和2s22p4,分别是碳元素和氧元素,其中电负性最小的是碳。(3)根据中心原子的价电子数加上配体提供的电子数之和等于18可知,Ni的价电子数是10,所以配体提供的电子数是8,又因为一个CO配体提供两个电子,故n4;因为氮气的结构式是NN,而CO与N2的结构相似,所以CO中键与键的个数之比是12。(4)甲醇分子内碳的成键电子对为4,无孤对电子对,所以其
21、碳原子是sp3杂化,由于甲醛中的碳氧之间是双键,而甲醇中碳氧间是单键,根据价层电子对互斥理论可知,甲醛中的OCH键的键角大。33答案:(1)消去(除)反应2-甲基丙烷(或异丁烷)(2)(3)bd(4)2NaOHCH3CH2CH2CH2OHH2O(配平不作要求)解析:(1)观察A和B的结构简式可推知,A生成B是发生醇的消去反应;根据信息及B与C的反应产物的结构简式可知,B的结构简式应该是CH2C(CH3)2,可推知A的结构简式是CH3C(OH)(CH3)2,所以B与氢气加成反应生成的G的结构简式是CH(CH3)3,即G是异丁烷。(2)根据A的结构简式可推知A与HBr反应的产物H的结构简式是CH3
22、CBr(CH3)2。(3)根据C的化学式及其与B反应的产物的结构简式可推知C是苯酚,可以用氯化铁溶液或浓溴水进行检验,b、d项正确。(4)根据有机物的合成路线图可推知P中能够与氢氧化钠溶液反应的官能团是酚羟基与酯基,所以P与氢氧化钠按12反应。PAGE 高考化学-解题方法与技巧一、守恒法利用电荷守恒和原子守恒为基础,就是巧妙地选择化学式中某两数(如化合价数、正负电荷总数)始终保持相等,或几个连续的化学方程式前后某微粒(如原子、电子、离子)的物质的量保持不变,作为解题的依据,这样不用计算中间产物的数量,从而提高解题速度和准确性。(一)原子个数守恒【例题1】某无水混合物由硫酸亚铁和硫酸铁组成,测知
23、该混合物中的硫的质量分数为a,求混合物中铁的质量分数。【分析】根据化学式FeSO4、Fe2(SO4)3可看出,在这两种物质中S、O原子个数比为1:4,即无论这两种物质以何种比例混合,S、O的原子个数比始终为1:4。设含O的质量分数x,则32/64a/x,x2a。所以(Fe)13a【例题2】用1L1mol/L的NaOH溶液吸收0.8molCO2,求所得的溶液中CO23和HCO3的物质的量之比为 【分析】依题意,反应产物为Na2CO3和NaHCO3的混合物,根据Na原子和C原子数守恒来解答。设溶液中Na2CO3为xmol,为NaHCO3ymol,则有方程式2x+y=1mol/L1Lx+y=0.8m
24、ol,解得x=0.2,y=0.6,所以CO32:HCO31:3(二)电荷守恒即对任一电中性的体系,如化合物、混和物、溶液等,电荷的代数和为零,即正电荷总数和负电荷总数相等。【例题3】在Na2SO4和K2SO4的混和溶液中,如果Na+=0.2摩升,SO42-=x摩升 ,K+=y摩升,则x和y的关系是(A)x=0.5y (B)x=0.1+0.5y (C)y=2(x0.1) (D)y=2x0.1【分析】可假设溶液体积为1升,那么Na+物质的量为0.2摩,SO42-物质的量为x摩,K+物质的量为y摩,根据电荷守恒可得Na+K+=2SO42-,所以答案为BC【例题4】用1L1mol/L的NaOH溶液吸收
25、0.8molCO2,求所得的溶液中CO23和HCO3的物质的量之比为 【分析】根据电荷守恒:溶液中Na+H+=HCO3+2CO32+OH,因为H+和OH均相对较少,可忽略不计。Na+=HCO3+2CO32,已知Na+1mol/L,根据C原子守恒:HCO3+CO320.8mol/L,所以10.8+CO32,所以CO320.2mol/L,HCO30.6mol/L,所以CO32:HCO31:3(三)电子守恒是指在发生氧化还原反应时,氧化剂得到的电子数一定等于还原剂失去的电子数,无论是自发进行的氧化还原反应还是原电池或电解池中均如此。【例题5】将纯铁丝5.21克溶于过量稀盐酸中,在加热条件下,用2.5
26、3克KNO3去氧化溶液中亚铁离子,待反应后剩余的Fe2+离子尚需12毫升0.3摩/升KMnO4溶液才能完全氧化,写出硝酸钾和氯化亚铁完全反应的方程式。【分析】铁跟盐酸完全反应生成Fe2+,根据题意可知Fe2+分别跟KMnO4溶液和KNO3溶液发生氧化还原反应,KMnO4被还原为Mn2+,那么KNO3被还原的产物是什么呢?根据电子得失守恒进行计算可得KNO3被还原的产物是NO,所以硝酸钾和氯化亚铁完全反应的化学方程式为:KNO3+3FeCl2+4HCl=3FeCl3+KCl+NO+2H2O【练习】往150mLFeBr2溶液中缓缓通入2.24L(标况)氯气,反应完全后,溶液中有1/3的溴离子被氧化
27、成溴单质。求原溶液FeBr2的物质的量浓度。(四)质量守恒质量守恒就是化学反应前后各物质的质量总和不变,在配制或稀释溶液的过程中,溶质的质量不变。【例题6】1500C时,碳酸铵完全分解产生气态混合物,其密度是相同条件下氢气密度的( )(A)96倍 (B)48倍 (C)12倍 (D)32倍【分析】(NH4)2CO3=2NH3+H2O+CO2 根据质量守恒定律可知混和气体的质量等于碳酸铵的质量,从而可确定混和气体的平均分子量为96/4=24 ,混和气体密度与相同条件下氢气密度的比为24/2 =12 ,所以答案为C【练习】0.1mol某烃与1mol过量的氧气混合,充分燃烧后,通过足量的Na2O2固体
28、,固体增重15g,从Na2O2中逸出的全部气体在标准状况下为16.8L,求该烃的化学式。(五)原子的物质的量守恒即反应前后各元素种类不变,各元素原子个数不变,其物质的量、质量也不变。【例题7】有一在空气中放置了一段时间的KOH固体,经分析测知其含水2.8%、含K2CO337.3% 取1克该样品投入25毫升2摩升的盐酸中后,多余的盐酸用1.0摩升KOH溶液30.8毫升恰好完全中和,蒸发中和后的溶液可得到固体( )(A)1克 (B)3.725克 (C)0.797克 (D)2.836克【分析】KOH、K2CO3跟盐酸反应的主要产物都是KCl,最后得到的固体物质是KCl,根据元素守恒,盐酸中含氯的量和
29、氯化钾中含氯的量相等,所以答案为B(六)化合价数值守恒【例题8】某元素X的氧化物含氧44.0,已知该元素的相对原子质量为51,则该氧化物的化学式为( )(A)XO (B)X3O5 (C)XO3 (D)X2O5【分析】设X元素的化合价为+n,根据氧元素化合价总数等于X元素化合价总数的原则得:56n/51442/16,解得n5,则氧化物的化学式为D。【练习】某酸式盐的组成可用Ca3(PO4)2nH3PO4mH2O表示。现取该磷酸盐7.56g加热到失去全部结晶水后残余物质量为7.02g。同质量的该盐溶于水并加入4.44g消石灰刚好使之全部转化为正盐,则该盐的组成为( )(A)Ca3(PO4)25H3
30、PO42H2O (B)Ca3(PO4)24H3PO43H2O (C)Ca3(PO4)25H3PO43H2O (D)Ca3(PO4)22H3PO45H2O(七)体积守恒【练习】有一真空瓶的质量为M1g,该瓶充入空气总质量为M2g,在相同状况下,若该充某气体A后,总质量为M3g。则A的相对分子质量为 (八)守恒的综合利用1.硝酸工业中用NaOH处处理废气,现对废气中的NO和NO2的含量作如下分析:将一定量的废气通人100mL 1mol/LNaOH溶液中,反应后NO和NO2均无剩余,且溶液质量增加3.2g,再向此溶液中通人O2,使溶液中的NaNO2完全转化为NaNO3,再用0.2mol/L盐酸中和过
31、量的NaOH,消耗盐酸100mL,求废气中NO和NO2物质的量之比。2.已知Cl和Ag+反应生成AgCl,每次新生成的AgCl中又有10见光分解成单质银和氯气,氯气又可在水溶液中歧化HClO和HCl,生成的Cl又可与Ag+继续反应。现有1.1molNaCl溶液,向其中加人足量AgNO3溶液,求最终生成多少克难溶物(Ag和AgCl)?若最后溶液体积为IL,求H+为多少?二、差量法差量法是依据化学反应前后的某些“差量”(固体质量差、溶液质量差、气体体积差、气体物质的量之差等)与反应或生成物的变化量成正比而建立的一种解题方法。此法将“差量”看作化学方程式右端的一项,将已知差量(实际差量)与化学方程式
32、中的对应差量(理论差量)列成比例,其他解题步骤与按化学方程式列比例或解题完全一样。(一)质量差法【例题9】在1升2摩/升的稀硝酸溶液中加入一定量的铜粉,充分反应后溶液的质量增加了13.2克,问:(1)加入的铜粉是多少克?(2)理论上可产生NO气体多少升?(标准状况)【分析】硝酸是过量的,不能用硝酸的量来求解。铜跟硝酸反应后溶液增重,原因是生成了硝酸铜,所以可利用这个变化进行求解。 3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO+ 4H2O 增重 192 44.8 636-504=132 X克 Y升 13.2 可得X=19.2克,Y=4.48升【练习】1.在天平两盘内各放有等质量等体
33、积的烧杯,分别盛有同物质的量同体积的盐酸,天平平衡。再分别加人一定量的镁、铝,充分反应后,若使天平仍然保持平衡,则加人镁、铝的物质的量之比为( )(A)9:8 (B)11:12 (C)12:11 (D)3:42.将4.6g钠和4.8g镁分别投入盛有等物质的量浓度、等体积的稀硫酸的两个烧杯中,充分反应后,所得溶液总质量分别为mg和ng,则不可能的关系为( )(A)m=n (B)mn (C)mn (D)mn(二)体积差法【例题10】10毫升某气态烃在80毫升氧气中完全燃烧后,恢复到原来状况(1.01105Pa , 270C)时,测得气体体积为70毫升,求此烃的分子式。【分析】原混和气体总体积为90
34、毫升,反应后为70毫升,体积减少了20毫升。剩余气体应该是生成的二氧化碳和过量的氧气,下面可以利用烃的燃烧通式进行有关计算。 CxHy + (x+y/4)O2 xCO2 + y/2 H2O 体积减少1 1+y/410 20计算可得y=4 ,烃的分子式为C3H4或C2H4或CH4【练习】某体积可变的密闭容器,盛适量A和B的混合气体,在一定条件下发生反应;A3B2C,若维持温度和压强不变,当达到平衡时,容器的体积为VL,其中C气体的体积占10,下列推断正确的是( ) 原混和气体的为l.2L 原混合气体的体积为1.1L反应达平衡时气体A消耗掉0.05VL 反应达平衡时气体B消耗掉0.05VL(A)
35、(B) (C) (D)(三)物质的量差法【例题11】白色固体PCl5受热即挥发并发生分解:PCl5(气)= PCl3(气)+ Cl2 现将5.84克PCl5装入2.05升真空密闭容器中,在2770C达到平衡时,容器内的压强为1.01105Pa ,经计算可知平衡时容器内混和气体物质的量为0.05摩,求平衡时PCl5的分解百分率。【分析】原PCl5的物质的量为0.028摩,反应达到平衡时物质的量增加了0.022摩,根据化学方程式进行计算。 PCl5(气)= PCl3(气)+ Cl2 物质的量增加1 X 0.022计算可得有0.022摩PCl5分解,所以结果为78.6%【练习】可逆反应C(s)H2O
36、(g)CO(g)H2(g),达平衡时,测得气体的总质量为mg,混合气体的物质的量为n mol。当改变条件使平衡向左移动达到新的平衡时,混合气体物质的量变化值为nx,且m12x,nx。请回答下列问题:(1)达新平衡时,混合气体的平均相对分子质量为 (2)达新平衡时,混合气体平均相对分子质量的变化值M (3)若混合气体的平均相对分子质量呈下列变化趋势,请确定m和n的关系:若混合气体的平均相对分子质量增大,则有 若混合气体的平均相对分子质量不变,则有 若混合气体的平均相对分子质量减小,则有 M1M2n2=(-M1)n1=(M2-)三、十字交叉法十字交叉法是进行二组分混和物平均量与组分量计算的一种简便
37、方法。凡可按M1n1 + M2n2 = (n1 + n2)计算的问题,均可用十字交叉法计算的问题,均可按十字交叉法计算,算式如右图为:式中,表示混和物的某平均量,M1、M2则表示两组分对应的量。如表示平均分子量,M1、M2则表示两组分各自的分子量,n1、n2表示两组分在混和物中所占的份额,n1:n2在大多数情况下表示两组分物质的量之比,有时也可以是两组分的质量比,如在进行有关溶液质量百分比浓度的计算。十字交叉法常用于求算:混和气体平均分子量及组成、混和烃平均分子式及组成、同位素原子百分含量、溶液的配制、混和物的反应等。(一)混和气体计算中的十字交叉法【例题12】在常温下,将1体积乙烯和一定量的
38、某气态未知烃混和,测得混和气体对氢气的相对密度为12,求这种烃所占的体积。【分析】根据相对密度计算可得混和气体的平均式量为24,乙烯的式量是28,那么未知烃的式量肯定小于24,式量小于24的烃只有甲烷,利用十字交叉法可求得甲烷是0.5体积【练习】在相同的条件下,将H2(密度为0.0899g/L)与CO2(密度为1.977g/L)以何体积比混合,才能使混合气体的密度为1.429g/L?(二)同位素原子百分含量计算的十字叉法【例题13】溴有两种同位素,在自然界中这两种同位素大约各占一半,已知溴的原子序数是35,原子量是80,则溴的两种同位素的中子数分别等于。(A)79 、81 (B)45 、46
39、(C)44 、45 (D)44 、46 【分析】两种同位素大约各占一半,根据十字交叉法可知,两种同位素原子量与溴原子量的差值相等,那么它们的中子数应相差2,所以答案为D(三)溶液配制计算中的十字交叉法【例题14】某同学欲配制40%的NaOH溶液100克,实验室中现有10%的NaOH溶液和NaOH固体,问此同学应各取上述物质多少克?【分析】10%NaOH溶液溶质为10,NaOH固体溶质为100,40%NaOH溶液溶质为40,利用十字交叉法得:需10%NaOH溶液为60/90 100=66.7克,需NaOH固体为30/90 100=33.3克【练习】1.有Ag质量分数为15的NaNO3溶液,若将其
40、质量分数变为30,可采取的方法的是( )(A)蒸发掉溶剂的1/2 (B)蒸发掉A/2g溶剂(C)加入3A/14g NaNO3 (D)加入3A/20g NaNO32.配制20的硫酸溶液460g,需要98的硫酸(密度为1.84g/mL)多少毫升?(四)混和物反应计算中的十字交叉法【例题15】现有100克碳酸锂和碳酸钡的混和物,它们和一定浓度的盐酸反应时所消耗盐酸跟100克碳酸钙和该浓度盐酸反应时消耗盐酸量相同。计算混和物中碳酸锂和碳酸钡的物质的量之比。【分析】可将碳酸钙的式量理解为碳酸锂和碳酸钡的混和物的平均式量,利用十字交叉法计算可得碳酸锂和碳酸钡的物质的量之比97:26Na2CO3 1.6Na
41、HCO3 0.80.60.21【例题16】用1L1mol/L的NaOH溶液吸收0.8molCO2,求所得的溶液中CO23和HCO3的物质的量之比为 【分析】依题意,反应产物为Na2CO3和NaHCO3的混合物,若只生成为Na2CO3,需NaOH 1.6mol,若只生成为NaHCO3,需NaOH 0.8mol。现共消耗NaOH 1mol,于是由十字交叉法得(右图):n(Na2CO3):n(NaHCO3)1:3【练习】常温下,0.01mol/L的盐酸溶液与pH11的KOH溶液混合后,pH9,求混合前盐酸和KOH溶液的体积比 四、关系式法实际化工生产中以及化学工作者进行科学研究时,往往涉及到多步反应
42、:从原料到产品可能要经过若干步反应;测定某一物质的含量可能要经过若干步中间过程。对于多步反应体系,依据若干化学反应方程式,找出起始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方法,称为“关系式”法。利用关系式法可以节省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。(一)物质制备中的关系式法【例题17】含有SiO2的黄铁矿试样1克,在O2中充分灼烧后残余固体为0.76克,用这种黄铁矿100吨可制得98%的浓硫酸多少吨?(设反应过程有2%的硫损失)【分析】根据差量法计算黄铁矿中含FeS2的量为72% ,而反应过程损失2%的硫即损失2%的FeS2 ,根据有关化学方程式找出关系式
43、:FeS2 2H2SO4 利用关系式计算可得结果为:制得98%的浓硫酸117.6吨。(二)物质分析中的关系式法测定漂白粉中氯元素的含量,测定钢中的含硫量,测定硬水中的硬度或测定某物质组成等物质分析过程,也通常由几步反应来实现,有关计算也需要用关系式法。【例题18】让足量浓硫酸与10克氯化钠和氯化镁的混合物加强热反应,把生成的氯化氢溶于适量的水中,加入二氧化锰使盐酸完全氧化,将反应生成的氯气通入KI溶液中,得到11.6克碘,试计算混和物中NaCl的百分含量。【分析】根据有关化学方程式可得:4HCl I2 ,利用关系式计算可得生成氯化氢的质量是6.7克,再利用已知条件计算得出混和物中NaCl的百分
44、含量为65% 。五、估算法(一)估算法适用于带一定计算因素的选择题,是通过对数据进行粗略的、近似的估算确定正确答案的一种解题方法,用估算法可以明显提高解题速度。【例题19】有一种不纯的铁,已知它含有铜、铝、钙或镁中的一种或几种,将5.6克样品跟足量稀H2SO4完全反应生成0.2克氢气,则此样品中一定含有 (A)Cu (B)Al (C)Ca (D)Mg【分析】计算可知,28克金属反应失去1摩电子就能符合题目的要求。能跟稀H2SO4反应,失1摩电子的金属和用量分别为:28克Fe、9克Al、20克Ca、12克Mg,所以答案为A(二)用估算法确定答案是否合理,也是我们检查所做题目时的常用方法,用此法往
45、往可以发现因疏忽而造成的计算错误。【例题20】24毫升H2S在30毫升O2中燃烧,在同温同压下得到SO2的体积为 (A)24毫升 (B)30毫升 (C)20毫升 (D)18毫升【分析】2H2S + 3O2 = 2SO2 + 2H2O 根据方程式系数的比例关系估算可得答案为D六、平均值法 混合物的计算是化学计算中常见的比较复杂的题型。有些混合物的计算若用平均值法,则可化难为易,化繁为简,进而提高解这类题的能力。 两个数进行算术平均所得的平均值,一定介于两个数之间。若已知平均值,则可推断原来两个数一定比平均值大,另一个数比平均值小。这种应用平均值去判断两个数的取值范围的方法称为平均值法。 可利用分
46、子量或原子量的平均值,体积平均值,组成平均值来确定混合物的组成。【例题21】0.1mol由两种气态烃组成的混合气体完全燃烧后,得到0.16molCO2和3.6g水,混合气体中( )A.可能有甲烷 B.一定是甲烷和乙烯 C.一定没有乙烷 D.一定有乙炔【分析】设混合气态烃的平均化学式为CxHy,因0.1molCxHy和O2反应生成0.16molCO2和0.2molH2O,则x=1.6,y=4,即混合烃的平均化学式为C1.6H4,由此可得:(1)混合气态烃中一定有CH4 ,(2)另一种气态烃为CnH4,可能是C2H4或C3H4等,但一定没有C2H6,故正确答案为七、始终态法始终态法是以体系的开始状
47、态与最终状态为解题依据的一种解题方法。有些变化过程中间环节很多,甚至某些中间环节不太清楚,但始态和终态却交待得很清楚,此时用“始终态法”往往能独辟蹊径,出奇制胜。【例题22】把适量的铁粉投入足量的盐酸中,反应完毕后,向溶液中通入少量Cl2 ,再加入过量烧碱溶液,这时有沉淀析出,充分搅拌后过滤出沉淀物,将沉淀加强热,最终得到固体残留物4.8克。求铁粉与盐酸反应时放出H2的体积(标准状况)。【分析】固体残留物可肯定是Fe2O3 ,它是由铁经一系列反应生成,氢气是铁跟盐酸反应生成的,根据2Fe Fe2O3 、Fe H2 这两个关系式计算可得:H2的体积为1.344升八、等效思维法对于一些用常规方法不
48、易解决的问题,通过变换思维角度,作适当假设,进行适当代换等使问题得以解决的方法,称为等效思维法。等效思维法的关键在于其思维的等效性,即你的假设、代换都必须符合原题意。等效思维法是一种解题技巧,有些题只有此法可解决,有些题用此法可解得更巧更快。【例题23】在320C时,某+1价金属的硫酸盐饱和溶液的浓度为36.3% ,向此溶液中投入2.6克该无水硫酸盐,结果析出组成为R2SO410H2O的晶体21.3克。求此金属的原子量。【分析】21.3克R2SO410H2O晶体比2.6克无水硫酸盐质量多18.7克,这18.7克是从硫酸盐饱和溶液得的,所以它应该是硫酸盐饱和溶液,从而可知21.3克R2SO410
49、H2O中含有11.9克结晶水、9.4克R2SO4 ,最后结果是:此金属的原子量为23九、讨论法 (一)不定方程讨论法 当一个方程式中含有两个未知数时,即为不定方程。不定方程一般有无数组解,有些化学题根据题设条件最终只能得到不定方程,必须利用化学原理加以讨论才可以得出合理的有限组解。使问题得到圆满解决。【例题24】22.4克某金属M能与42.6克氯气完全反应,取等质量的该金属与稀盐酸反应,可产生氢气8.96升(标准状况),试通过计算确定该金属的原子量。【解】金属M跟氯气反应生成物为MClx ,跟稀盐酸反应生成物为MCly ,分别写出化学方程式进行计算。 2M + xCl2 = 2MClx 2M
50、71x 列式整理可得:M=18.7x (1)式 2M + 2yHCl = 2MCly + yH2 2M 22.4y 列式整理可得:M=28y (2)式对(1)式和(2)式进行讨论可得,当x=3 、y=2时,原子量M=56(二)过量问题讨论法 所谓过量问题讨论法是指题目没有明确指出何种反应物过量,且反应物相对量不同时,反应过程可能不同,需要通过讨论来解题的方法。【例题25】写出H2S燃烧反应的化学方程式。1升H2S气体和a升空气混和后点燃,若反应前后气体的温度和压强都相同(200C,101.3千帕),试讨论当a的取值范围不同时,燃烧后气体的总体积V(用含a的表达式表示,假设空气中氮气和氧气的体积
51、比为41,其它成分可忽略不计)。【解】反应式为: 2H2S+3O2=2SO2+2H2O 2H2S+O2=2S+2H2O a升空气中含氧气0.2a升、含氮气0.8a 升。氮气不参加反应,体积保持不变。根据 2H2S+O2=2S+2H2O 若1升H2S气体和a升空气完全反应,则a=2.5升,下列进行讨论:(1)若a2.5升,氧气过量 2H2S+O2=2S+2H2O 2H2S+3O2=2SO2+2H2O 2 1 2 3 2可得V=0.2a-0.5+0.8a=a-0.5 (L) (三)分析推理讨论法 在分析推理讨论法中,突出分析推理对不定因素的讨论,用较少的计算过程肯定可能的情况,否定不可能的假设,从
52、而较快地进入实质性问题的解决过程。【例题26】在28.4克CaCO3和MgCO3组成的混和物中加入足量稀盐酸,生成气体全部被250毫升2摩/升NaOH溶液吸收,将此溶液在减压,低温条件下蒸干得到29.6克不含结晶水的固体物质。求原混和物中各种物质各多少克?【解】NaOH物质的量为0.5摩,所以固体物质也应含有0.5摩的钠离子,下面进行讨论:(1)NaOH过量,0.5摩NaOH质量为20克,而0.25摩Na2CO3质量为26.5克,NaOH和Na2CO3混合不可能得到29.6克固体物质。这个假设不成立。(2)CO2过量,固体物质可能为Na2CO3和NaHCO3 ,0.25摩Na2CO3质量为26
53、.5克,0.5摩NaHCO3质量为42克,这个假设成立。通过上述讨论可知29.6克固体物质是Na2CO3和NaHCO3的混和物,有关反应为:CO2 + 2NaOH =Na2CO3 + H2O CO2 + NaOH = NaHCO3 利用方程式计算CO2的物质的量为0.3摩,生成二氧化碳的有关反应为:CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2 MgCO3 + 2HCl = MgCl2 + H2O + CO2 利用方程式计算可得:原混和物中CaCO3为20克、MgCO3为8.4克。【作业练习】守恒法1把aL(NH4)2SO4和NH4NO3的混合溶液分成两等份,一份加入b mo
54、l烧碱并加热,刚好把NH3全部赶出。另一份需消耗c mol BaCl2沉淀反应刚好完全,原溶液中硝酸根离子物质的量浓度为( B )A.(b-2c) / a mol/L B. (2b-4c) / a mol/L C. (2b-c) / a mol/L D. (b-22a) / a mol/L2用铂电极电解500ml的KNO3和Cu(NO3)2混合液一段时间后,在两极均生成11.2L气体(标况下),则原溶液中Cu2+浓度为() A.0.5 mol/L B. 1mol/L C.2 mol/L D.无法确定差量法3在标况下,6.72 L NO2通过水后,收集到5.04L气体,则被氧化的NO2体积是(
55、A )A.1.68 L B.2.52 L C.0.56 L D.1.12 L4溴化钾和氯化钾的混合物3.87g,溶于水并加入足量AgNO3溶液后,产生6.63g沉淀,则混合物中含K+为() A.0.02 mol B.0.04 mol C.0.78g D.1.56g十字交叉法5由CO2、H2和CO组成的混合气体在同温同压下与氮气的密度相同,则该混合气体中CO2、H2和CO的体积比不可能为( A )A.29:8:13 B.39:24:5 C.13:8:29 D.26:16:576铜有两种天然同位素 63Cu和 65Cu , 参考铜的原子量为63.5 , 估算 63Cu 的平均原子百分含量约是( )
56、 A. 20% B.25% C.66.7% D.75%7物质的量分别为6摩/升, 1摩/升的硫酸溶液,按怎样的体积比才能配成4摩/升的 溶液?四、关系式法8用稀硫酸溶解FeS和Fe(OH)3的混合物28.3g,可得到1.6g硫。原混合物中FeS质量可能是( BD )A.10.7g B.4.4g C.23.9g D.17.6g9镁带在空气中完全燃烧后,将其产物溶于50mL1.8mol/L稀盐酸中, 再加入20mL0.9moL/LNaOH溶液以中和多余的酸, 然后加入足量NaOH溶液使氨全部逸出, 经测定氨的质量为0.102g。求镁带的质量。(0.792g。运用质量守恒法和整体思维技巧)加热10工
57、业生产电石是用生石灰与焦炭在电炉内加热进行的(3C+CaO=CaC2+CO),假设原料利用率为100%,则36t焦炭可生产多少t乙炔?(26t)五、估算法11下列化合物中氯元素的含量为47.65%的是( D )A.HCl B.NaCl C.AlCl3 D.KCl122SO2(g)+O2(g)2SO3(g) +196.6KJ,就此反应测知4 molSO2参加反应时,放出的热量为314.3KJ,则SO2的转化率为( C )A.40% B.50% C.80% D.100%六、平均值法13电解普通水(H2O)和重水(D2O)的混合物,通电一段时间后,两极共生成气体18.5g,其体积为33.6L(标况下
58、),在所生成的气体中重氢和普通氢的原子个数比为() A.2:3 B.2:5 C.1:2 D.1:314有铷与另一种碱金属的合金4.4g,与足量水反应产生2.24L(标况下)氢气,则另一种碱金属可能是() A.Li B.Na C.K D.Cs15两种气态烃混合物1体积充分燃烧时,需消耗相同条件下的氧气3.75体积,则这两种烃可能是( D ) A.甲烷、乙烯 B.丙烯、丁烯 C.丙烷、丁烯 D.乙烯、丙烯16K2CO3样品中含有Na2CO3、KNO3、Ba(NO3)2三种杂质中的一种或两种,现将13.8g样品加入足量水,样品全部溶解,再加入过量的CaCl2溶液,得9g沉淀,原样品所含杂质的正确判断
59、是( A B ) A.肯定有KNO3 B.肯定有KNO3,可能有Na2CO3 C.肯定没有Ba(NO3)2,可能有KNO3 D.肯定没有Na2CO3和Ba(NO3)2七、等效思维法17300C时一定量的硫酸铜溶液,若温度保持不变,加入25g胆矾或蒸发掉55g水均可得到饱和溶液。则300C时CuSO4饱和溶液的质量分数为( A )A.20% B.40% C.60% D.80%八、讨论法1818.4g NaOH和NaHCO3混合固体,在密闭容器中加热至2500C,经充分反应后,排出气体,冷却,称得剩余固体为16.6g。试计算混合固体中NaOH的质量分数。(54.3%)19. 某单质银硝酸反应,若参
60、加反应的单质与硝酸的物质的量之比为,则酸元素在反应中所显示的化合价是( BD )A. B. C. D. 20. 标准状况下,将盛满、混合气的集气瓶倒置于水中,完全溶解,无气体剩余,其产物不扩散,则所得溶液的物质的量浓度(M)数值大小范围为( B )A. B. C. D. 21. 由气态烃和气态炔烃组成的混合气体,(标况)质量为,该混合气体中与的体积比不可能是( D )A. B. C. D. 22有、混合溶液400mL,经测定其中浓度为,投入过量的锌粉,充分反应后过滤,所得固体残渣经洗涤干燥后,质量为。则:(1)原混合溶液中、的物质的量浓度为:= =。(2)的数值 。(3)的数值越大,说明混合溶
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