高三化学复习研讨会交流材料：化学计算专题复习.doc

高三化学复习研讨会交流材料化学计算专题复习 化学计算是高考中一个非常重要的考点，它贯穿在化学基本概念、基础理论、元素及其化合物、化学实验等多方面的知识中。化学计算是从量的方面来反映物质的组成、结构、性质及变化规律的，它具有情境新颖，信息量大，化学知识丰富，综合性强等特点。它不仅能用来考查学生的思维能力和自学能力，还用来考查学生应用各方面知识进行判断、推理和分析、综合的能力、逻辑思维、抽象思维的能力。因此，这类试题区分度较大，具有选拔优秀学生的功能。在近几年的化学高考试题中，基本不出现独立的大的计算题，一般均以小题的形式呈现，穿插于选择题的选项中以及实验题、工业流程题、有机题等大题中，2011年江苏省高考说明中介绍化学计算大约占13%。高考题中常见的计算涉及到的基础知识有：1、以微观的质子数、中子数、电子数、质量数、核外电子数、原子序数为主的有关原子结构的计算；2、以物质的量、质量、气体体积、微观粒子数为主的阿佛加德罗常数的计算；3、相对原子质量、相对分子质量、元素的化合价、物质中元素的原子个数比以及确定结晶水合物分子式的计算；4、化学方程式中质量守恒定律的有关计算；5、判断氧化产物、还原产物的价态，以反应过程中电子守恒为主的有关化合价的计算；6、结合热化学方程式的书写，应用盖斯定律进行化学反应反应热的相关计算；7、以物质的量浓度、水的离子积常数KW、溶液pH为主的有关电解质溶液的计算；8、化学反应速率及化学平衡的计算，能用化学平衡常数计算反应物的转化率；9、有关溶解度、溶液中溶质质量分数、难溶电解质溶度积常数Ksp等的计算；10、以确定有机物分子组成为主的计算；11、过量计算、多步反应计算、混合物的分析计算；12、与处理图表数据、定量实验结果等为主的应用性计算。阿伏加德罗常数是高考命题的常考热点，是一种“经典”题型，题干一般都是“用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是”，但是涉及的内容比较广泛，如粒子（包括原子、分子、离子、电子、质子、中子等）的数目、物质的状态、氧化还原反应中的电子转移数目、化学键的数目、弱电解质电离、盐类水解等。例1：用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是 A、1L浓度为1mol/L的Na2CO3溶液中含有NA个CO32B、33.6L氯气与27克铝充分反应，转移电子数为3NAC、31克白磷中含有1.5NA个PP键D、一定条件下，1mol N2与足量H2反应，可生成2NA个NH3分子E、1mol Na2O2 固体中含离子总数为4 NAF、电解精炼铜时，若阴极得到电子数为2NA个，则阳极质量减少64g参考答案：C。 A选项中CO32会发生水解，小于NA个；B选项中没有交代气体所处的状态，所以不能除以22.4L/mol；D选项是可逆反应，反应物不可能完全转化；E选项Na2O2中应该是两个阳离子一个阴离子；F选项阳极应该是粗铜，除Cu失电子，Zn等活泼金属杂质也会失电子。题干虽小，但涉及的知识却包罗万象，要求学生必须要夯实基础知识，细心审题。例2：常温下，用0.1000 mol/LNaOH溶液滴定20.00mL0.1000 mol/L CH3COOH溶液所得滴定曲线如右图。下列说法正确的是A、点所示溶液中：C(CH3COO) + C(OH) = C(CH3COOH) + C(H+)B、点所示溶液中：C(Na+) = C(CH3COOH) + C(CH3COO)C、点所示溶液中：C(Na+)C(OH)C(CH3COO)C(H+)D滴定过程中可能出现：C(CH3COOH)C(CH3COO)C(H+)C(Na+)C(OH)参考答案：D该题以NaOH溶液滴定CH3COOH溶液的滴定曲线为载体，融合了中和反应的定量计算、溶液中盐的水解、弱电解质的电离、电荷守恒、物料守恒等基本原理的应用，综合考查学生对滴定曲线的认识、对电解质溶液基本原理的理解和分析解决问题的能力。思维容量较大，要求学生仔细分析滴定过程。化学计算是以化学基础知识与基本技能为载体，定量的解决化学实际问题。离开了化学基础知识，谈不上化学基本计算。从每年的高考试卷抽样分析报告中经常会说计算题的得分率不是太高，实际主要问题是学生对基本知识点的掌握存在欠缺；在一轮复习时已经将这些知识点贯穿于相应章节进行了系统复习，在二轮复习时再将这些涉及计算方面的知识点联系起来，进行知识点的再现、整合、归类，形成网络结构，力求能使学生站在一个较高层次上纵观整个化学计算复习的过程。例3：某温度下，Fe(OH)3（s）分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后，改变溶液pH，金属阳离子浓度的辩护如图所示。据图分析，下列判断错误的是A、KspFe(OH)3KspCu(OH)2B、加适量NH4Cl固体可使溶液由a点变到b点C、c、d两点代表的溶液中C(H+)与C(OH-)乘积相等D、Fe(OH)3、Cu(OH)2分别在b、c两点代表的溶液中达到饱和本题考查了学生的识图能力、沉淀溶解平衡的移动及难溶电解质溶度积常数Ksp的计算、水的离子积常数不随浓度只随温度而变化的认知能力。例4：在2 L密闭容器中反应2NO2(g) 2NO(g)O2(g)在三种不同条件下进行，其中实验、都在800，实验在850，NO、O2的起始浓度都为0，NO2的浓度（mol·L1）随时间（min）的变化如图所示（不考虑生成N2O4）。试填空。（1）对比实验、和，得出的下列结论中正确的是：_。（填字母）A对比实验和可知，该反应是吸热反应 B实验和实验相比，可能隐含的反应条件是：反应容器的体积缩小了C实验和实验相比，可能隐含的反应条件是：使用效率更高的催化剂D实验条件下该反应的平衡常数大于实验条件下该反应的平衡常数（2）若实验中达平衡后，再向密闭容器中通入2mol由物质的量之比为11组成的NO2与NO混合气体（保持温度不变），则平衡将_移动，新条件平衡状态时NO2的物质的量浓度为：_mol·L1。参考答案：（1）AC （2）不，1.0该题要求学生具备一定的图表数据信息提取、加工的能力。根据温度升高，NO2的浓度下降，确定平衡正向移动，生成物浓度增多，所以平衡常数K值增大，即实验条件下该反应的平衡常数大。800时，实验、中NO2的起始和平衡时浓度均相等，只是到达平衡的时间不同，故而应该是使用了催化剂，不是容器体积缩小，否则平衡时NO2浓度一定会变。而第（2）小题则是要求学生会用浓度商Qc与K的相对大小来判断是否达到平衡及平衡移动方向，思维难度较高。所以化学计算首先得理解化学原理，再借助于数学工具来解决问题。在复习过程中，有关计算方法的复习也是非常重要的，化学计算方法是解题的钥匙，掌握好这些方法无疑对化学计算有很大的帮助，起到事半功倍的效果，当然这些方法不是孤立的，不可交叉的，在解题过程中，往往应用到多种方法和技巧，只要熟练掌握这些技巧，并加以适当的练习，就能在解题中融会贯通、快速解答。常用的计算方法有：1、关系式法多步变化以物质的量关系首尾列式计算；例5：工业上制硫酸的主要反应如下：4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2 2SO2+O22SO3 SO3+H2O=H2SO4。用黄铁矿可以制取H2SO4，再用H2SO4可以制取化肥(NH4)2SO4。煅烧含 FeS2 80.0% 的黄铁矿 80.0 t，最终生产出 83.6 t (NH4)2SO4。已知 NH3 的利用率为 92.6%，H2SO4 的利用率为 95.0%，试求黄铁矿制取H2SO4 时的损失率。解析：首先须搞清 H2SO4 的利用率与 FeS2 利用率的关系。并排除 NH3 利用率的干扰作用。其次，根据 S 原子守恒找出已知量 FeS2 与未知量(NH4)2SO4的关系(设黄铁矿的利用率为x)：FeS2 2H2SO4 2(NH4)2SO4120 26480.0 t×80.0%×95.0%·x 83.6 tx=62.5%黄铁矿的损失率为：1.0062.5%=37.5%。2、差量法根据变化前后的差量列比例计算；例6：10.0 mL 某气态烃在 50.0 mL O2 中充分燃烧，得到液态水和 35.0 mL 的气体混合物(所有气体的体积都是在同温同压下测得的)，则该气态烃可能是（    ）A、CH4B、C2H6C、C3H8D、C3H6答案：BD 解析：用体积差进行计算：CxHy(g)(x)O2(g)x CO2(g)H2O(l)V前V后1 L 110.0 L      25.0 Ly = 6。例7：用 H2 还原 x g CuO，当大部分固体变红时停止加热，冷却后得残留固体yg，共用掉z g H2，此时生成水的质量为（ ）A、(xy) gB、(x y) gC、9 z gD、 z g答案：B 解析：用固体质量差进行计算：H2CuOCuH2Om  80 g   64 g   18 g16 gx gy g不可用 z g H2 进行计算，因为用掉的 H2 并非全都参加了反应；不可只用 x g 进行计算，因为 CuO未全部参加反应；不可只用 y g 进行计算，因为 y g 是 CuO 和 Cu 的质量和。3、守恒法运用质量、元素、得失电子、电荷守恒计算；H2例8：新型纳米材料氧缺位铁酸盐（ZnFe2Ox），由铁酸盐（ZnFe2O4）经高温还原制得，常温下，它能使工业废气中的酸性氧化物分解除去，转化流程如图所示：300 500ZnFe2O4 ZnFe2Ox 常温分解NO、NO2、SO2等若2mol ZnFe2Ox与SO2可生成0.75mol S，x 。答案：3.25 解析：该题采用元素化合价升降守恒定律解得。S元素下降4价，Fe元素上升（4-x）价，所以(4-x)×2×2=0.75×4 x=3.25例9：向一定量的Fe、FeO和Fe2O3的混合物中加入120mL 4mol/L的稀硝酸，恰好使混合物完全溶解，放出1.344L NO（标准状况），往所得溶液中加入KSCN溶液，无血红色出现。若用足量的氢气在加热下还原相同质量的混合物，能得到铁的物质的量为A0.24mol B0.21mol C0.16mol D0.14mol答案：B 解析：硝酸分为两部分，一部分起酸性作用生成Fe(NO3)2，一部分被还原生成NO，硝酸总物质的量为0.12×4=0.48mol，生成NO 0.06mol，起酸性作用部分0.42mol，根据铁元素守恒，最终氢气还原得到Fe的物质的量为0.21mol。例10：黄色固体聚合硫酸铁（SPFS）是一种重要的无机高分子絮凝剂，极易溶于水，作为工业和生活污水处理等领域具有重要的应用。SPFS可表示成Fex(OH)y(SO4)z·nH2O。工业上常用的一种制备流程为：绿矾NaClO3酸性介质水解、聚合减压蒸发SPFS取7.51 g某固体聚合硫酸铁溶解于水，向其中加入过量的BaCl2溶液到沉淀完全，经过滤、洗涤、干燥得白色沉淀10.485 g，向上述滤液中加入NH3·H2O，调节溶液pH6，经过滤、洗涤、干燥得Fe2O3固体2.80 g。试计算出该固体聚合硫酸铁样品的化学式。解析：n(Fe)×20.035 mol n(SO42-)0.045 mol据电荷守恒：n(OH-)=3×n(Fe3)2×n(SO42-)3×0.035 mol2×0.045 mol0.015 moln（H2O） 0.054 mol化学式：Fe35(OH)15(SO4)45·54H2O 例11：下图为工业制备硝酸的设备示意图，其生产过程中发生的反应主要有：4NH3（g）+5O2（g）4NO（g）+6H2O（l）  H02NO（g）+O2（g）2NO2（g）  H03NO2（g）+ H2O（l）2HNO3（l）+NO（g）  H0某工厂每套设备每小时可生产20 t 63的硝酸（密度为1.4 g/cm3）。假设工业生产硝酸过程中，通过循环操作可以使NH3、O2得以完全利用。回答下列问题：该工厂设备所生产硝酸的物质的量浓度是   _  。每小时从吸收塔淋下的水的质量应是多少吨？答案：14mol/L 3.8吨解析：第小题直接根据：n=m液×/M V液=m液/ c=n/V液 几个公式计算即可。第小题根据“NH3、O2完全利用” 遵循电子守恒和原子守恒，创造方程式：NH3 + 2O2 = HNO3 + H2O 先求出每小时可生产硝酸的物质的量：n(HNO3)=2×105mol =n(H2O生成) m(H2O生成)= 2×105×18×10-6=3.6t 每小时生产的硝酸溶液中H2O的质量为：20×37%=7.4t 每小时从吸收塔淋下的水的质量应是7.4t3.6t=3.8t4、参照法对没有或缺少数据的题目参照化学原理等计算；例12：将镁粉和碳酸镁的混合物置于氧气中灼烧，直至质量不再改变为止。经测定，灼烧后所得固体质量与原混合物质量相同，求原混合物中镁粉和碳酸镁的质量比。解析：整个题目全用文字叙述，没有一个可供直接利用的具体数据。仔细审视题意，抓住关键词语，将“灼烧后所得固体质量与原混合物质量相同”转化为（化隐含为显露）“Mg吸收的O2质量等于MgCO3分解放出的CO2质量”，即可由2MgO2和MgCO3CO2，导出11Mg4MgCO3。这一关系式表明，在原混合物中镁粉与碳酸镁的质量比是11×244×841114。还有其他几种计算方法如下，不一一赘述。5、估算法避开烦琐解题寻找快速方法解题；6、信息转换法为解题寻找另一条捷径；7、极值法对数据处理推向极端的计算；8、平均值法求平均相对原子质量、平均相对分子质量、平均分子式的主要方法；9、数轴法多步反应中取值范围讨论的计算；10、十字交叉法对于二元混合物问题运用交叉法。化学计算题千变万化，千差万别，解法不一。 解题虽然没有一成不变的方式方法，却应建立解题的基本思维方式：题示信息基础知识逻辑思维心理素质。按一定的基本步骤进行解题：1、认真阅读、审题，挖掘题示信息，明确条件和要求，弄清要解决的问题，有些关键题示往往成为解题的突破口。2、弄清题意后，在明确化学涵义的基础上，需选择、调用贮存在自己脑中的基础知识块，使之分解、迁移、转换、重组，化学基础知识的融会贯通、组合运用是解决化学问题的基础。3、充分思维，运用化学知识，找出已知项与未知项在量方面的内在联系；找出突破口，并抓准解题的关键环节；广开思路，使隐蔽的关系项变明显，最终形成正确的解题思路，并灵活选择适合的方法将题解出。4、调整心态，提高心理素质。要避免答题过程中因盲目冲动、或因焦虑程度过高、或因"暗示"干扰等等，忽视了对解题过程的监控和答案合理性验算，这些都与学生的心理因素有关。所以在二轮复习中，我们不能搞“题海战术”，但需要进行一定量的强化训练，通过对近几年高考典型的综合计算题（如信息迁移计算、图表型计算）的练习，形成良好的思维定势，逐步认识和消除心理性失误造成对解题成绩的影响，才可能考出最佳水平。