2023届新教材高考化学一轮复习化学计算的常用方法学案

微专题❸化学计算的常用方法【知识基础】一、以物质的量为中心的计算[专题精练1]质量分数为a的某物质的溶液mg与质量分数为b的该物质的溶液ng混合后，蒸发掉pg水。得到的溶液每毫升质量为qg，物质的量浓度为c。则溶质的分子量(相对分子质量)为()A．qam+bncm+n-pB．cm+n-pqam+bn[专题精练2]某液体化合物X2Y4常用作火箭燃料。16gX2Y4在一定量的O2中恰好完全燃烧，反应的化学方程式为X2Y4(l)＋O2(g)=X2(g)＋2Y2O(l)。冷却后标准状况下测得生成物的体积为11.2L，其密度为1.25g·L－1，则：(1)反应前O2的体积V(O2)为________。(2)X2的摩尔质量为________；Y元素的名称是________。(3)若反应生成0.1molX2，则转移电子的物质的量为________mol。二、应用化学方程式计算方法1．应用化学方程式列比例最重要的基础方法，关键抓对应项列比例，且“上下单位统一，左右单位相当”。2．关系式法(1)应用原理关系式是表示两种或多种物质之间“物质的量”关系的一种简化式子。在多步反应中，它可以把始态的反应物与终态的生成物之间的“物质的量”关系表示出来，把多步计算简化成一步计算。(2)解题流程3．差量法(1)所谓“差量”就是指反应过程中反应物的某种物理量之和(始态量)与同一状态下生成物的相同物理量之和(终态量)的差，这种物理量可以是质量、物质的量、气体体积、气体压强、反应过程中的热效应等。根据化学方程式求出理论上的差值(理论差量)，结合题中的条件求出或表示出实际的差值(实际差量)，根据比例关系建立方程式并求出结果。(2)差量法的解题关键是找准研究对象。通常有：①固体的质量差，研究对象就是固体。②气体的质量差，研究对象就是气体。③液体的质量，研究对象就是液体。4．列方程组进行的混合物计算计算中的数学思想：在两种物质组成的混合物中。一般可设两个未知数x、y，题目中通常给出两个已知量(设为A、B)，寻找x、y与A、B的数学关系，由此建立二元一次方程组进行联解A=f[专题精练3]为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度，现将w1g样品加热，其质量变为w2g，则该样品的纯度(质量分数)是()A．84w2-53C．73w2-42[专题精练4]取3.38gK2CO3和KHCO3的混合物溶于水配成25mL溶液，往溶液中加入25mLBa(OH)2溶液恰好使生成白色沉淀的量最多，反应后溶液中c(OH－)＝0.8mol·L－1(忽略混合后溶液体积变化)，则原混合物中K2CO3和KHCO3物质的量之比为()A．1∶2B．1∶1C．2∶1D．2∶3三、守恒法1．应用原理所谓“守恒”就是物质在发生“变化”或两物质在发生“相互作用”的过程中某些物理量的总量保持“不变”。在化学变化中有各种各样的守恒，如质量守恒、元素守恒、原子守恒、得失电子守恒、电荷守恒、能量守恒等。2．解题步骤[专题精练5]一定条件下硝酸铵受热分解的产物为HNO3、N2和H2O，在反应中被还原与被氧化的氮原子数之比是()A．5∶4B．4∶5C．3∶5D．5∶3[专题精练6]28g铁粉溶于稀盐酸中，然后加入足量的Na2O2固体，充分反应后过滤，将滤渣加强热，最终得到的固体质量为()A．36gB．40gC．80gD．160g[专题精练7]将1.08gFeO完全溶解在100mL1.00mol·L－1硫酸中，然后加入25.00mLK2Cr2O7溶液，恰好使Fe2＋全部转化为Fe3＋，且Cr2O72-中的铬全部转化为Cr3＋。则K2Cr2O四、热重分析法确定物质的组成1．测定固体物质组成的热重法只要物质受热时发生质量变化，都可以用热重法来研究物质的组成。热重法是在控制温度的条件下，测量物质的质量与温度关系的方法。通过分析热重曲线，我们可以知道样品及其可能产生的中间产物的组成、热稳定性、热分解情况及生成产物等与质量相联系的信息。2．热重曲线试题分类热重曲线试题可分为两类：第一类，试样发生分解反应，以脱水、分解等方式失重，气氛物质不参加反应；第二类，试样发生氧化、还原等反应，以氧化、还原等方式失重。当然也有试题形式上是两者的结合，但本质上可以分步处理，故仍属于上述类型。3．解题的方法思路(1)设晶体为1mol，其质量为m。(2)失重一般是先失水，再失非金属氧化物。(3)计算每步固体剩余的质量(m余)：m余m×(4)晶体中金属质量不再减少，仍在m余中。(5)失重最后一般为金属氧化物，由质量守恒得m氧，由n金属∶n氧，即可求出失重后物质的化学式。4．热重曲线的分析方法坐标曲线题解题时可以拆分为识图、析图、用图三个步骤。其中识图是基础，析图是关键，用图是目的。①识图。识图的关键是三看：一看轴即横、纵坐标所表示的化学含义(自变量x轴和函数y轴表示的意义)，寻找x、y轴之间的关系，因为这是理解题意和进行正确思维的前提；二看点即曲线中的特殊点(顶点、始点、终点、拐点、交叉点)；三看线即曲线的走势(变化趋势是上升、下降、波动、正态、偏态等变化)。②析图。分析图中为什么会出现这些特殊点，曲线为什么有这样的变化趋势和走向，分析曲线变化的因果关系，通过联想，把课本内的有关化学概念、原理、规律等与图像曲线中的图形与相关点建立联系。③用图。将相关的化学知识与图像曲线紧密结合，在头脑中构建新的曲线——知识体系，然后运用新的曲线——知识体系揭示问题的实质，解决实际问题。[专题精练8]将1.800gFeC2O4·2H2O固体样品放在热重分析仪中进行热重分析，测得其热重分析曲线(样品质量随温度变化的曲线)如图所示：已知：①草酸盐受热分解易放出碳的氧化物。②500℃之前，该热重分析仪的样品池处于氩气气氛中，500℃时起，样品池与大气相通。回答下列问题：(1)300℃时是样品脱水的过程，试确定350℃时样品是否脱水完全________(填“是”或“否”)。(2)400℃时发生变化的化学方程式是_________________________________________。(3)500～1400℃时所得固体的化学式为__________________________。微专题3化学计算的常用方法专题精炼1．解析：首先蒸发掉pg水后溶质质量分数为ma+nbm+n-p，据物质的量浓度计算公式：物质的量浓度＝溶液密度×1000×溶质质量分数溶质的摩尔质量答案：C2．答案：(1)11.2L(2)28g·mol－1氢(3)0.43．解析：由题意知(w1－w2)g应为NaHCO3分解生成的CO2和H2O的质量，设样品中NaHCO3质量为xg，由此可得如下关系：则x＝84w1-w231，故样品的纯度为答案：A4．解析：设原混合物中n(K2CO3)＝xmol，n(KHCO3)＝ymol，根据总质量可得：138x＋100y＝3.38①往溶液中加入Ba(OH2)溶液，恰好使生成白色沉淀的量最多，反应后剩余的氢氧根的物质的量n(OH－)＝0.8mol·L－1×0.05L＝0.04mol。根据方程式：K2CO3＋Ba(OH)2=BaCO3↓＋2KOHxmol2xmolKHCO3＋Ba(OH)2=BaCO3↓＋KOH＋H2Oymolymol可得2x＋y＝0.04②联立①②解方程组得：x=0.01，y=0.02，所以原混合物中n(K2CO3)∶n(KHCO3)＝0.01mol∶0.02mol＝1∶答案：A5．解析：反应中只有N元素的化合价变化，N元素化合价由铵根离子中－3价升高为氮气中0价，被氧化；由硝酸根中＋5价降低为氮气中0价，被还原，由电子转移守恒可知，反应中被还原与被氧化的氮原子数之比为3∶5。答案：C6．解析：28g铁粉溶于稀盐酸中生成氯化亚铁溶液，然后加入足量的Na2O2固体，由于Na2O2固体溶于水后生成氢氧化钠和氧气，本身也具有强氧化性，所以充分反应后生成氢氧化铁沉淀，过滤，将滤渣加强热，最终得到的固体为Fe2O3，根据铁原子守恒，12×28g56g·mol-1＝0.25mol，所得Fe2O3固体的质量为0.25mol×160答案：B7．解析：由电子守恒知，FeO中＋2价铁所失电子的物质的量与Cr2O72-中＋6价铬所得电子的物质的量相等，根据得失电子守恒1.08g72g·mol-1×(3－2)＝0.025L×得c(Cr2O72-)＝答案：0.100mol·L－18．解析：(1)1.800gFeC2O4·2H2O固体样品中含有结晶水的质量为1.800g×36180＝0.36g，剩余固体质量为1.44g，根据图像可知，350℃时样品已经完全脱水。(2)400℃时固体质量为0.720g，根据铁原子守恒可知，400℃时铁元素为0.0100mol，其质量为0.560g，剩余的质量为0.016g，由于草酸盐受热分解易放出碳的氧化物，则0.016g应该是氧元素的质量，其物质的量为0.0100mol，则铁、氧原子物质的量之比为1∶1。所以400℃时FeC2O4分解生成FeO，