知識體係

一、化學計算的基本類型

1.有關相對原子質量、相對分子質量及確定化學式的計算。

2.有關物質的量的計算。

3.有關氣體摩爾體積的計算。

4.有關物質溶解度的計算。

5.有關溶液濃度(溶質的質量分數和物質的量濃度)的計算。

6.有關溶液pH值與氫離子濃度、氫氧根離子濃度的簡單計算。

7.利用化學方程式的計算。

8.以上各種化學計算的綜合應用。。

二、一些化學計算量的關係

有關量符號:質量m體積V時間t壓強P熱力學溫度T物質的量n相對分子質量Mr摩爾質量M粒子數N阿佛加德羅常數Na摩爾體積Vm密度ρ相對密度D溶解度S溶質的質量分數a%物質的量濃度c。

1.有關物質的量的計算

(1)n=m/Mm=nM

(2)n=N/NaN=nNa。

(3)n=V/VmV=nVm(標準狀況:Vm=22.4L/mol)

2.有關氣體摩爾體積的計算

Vm=V/nVm=M/ρ

3.氣體相對分子質量的求算

Mr=22.4×ρ標準狀況,數值上等於)

4.有關溶液濃度的計算

5.有關溶液pH值與c(H+)與c(OH-)的簡單計算

(1)[H+]=c(弱酸)×α(弱酸)[OH-]=c(弱堿)×α(弱堿)

(2)Kw=[H+][OH-]=1×10-14(25℃)

(3)pH=-lg[H+]pOH=-lg[OH-]

(4)pH十p0H=14(25℃)

(5)強酸及強堿自相或互相混合(混合後溶液體積變化忽略不計)

6.根據化學方程式的計算(重要關係式)

(1)鹵索

(2)硫硫酸

(3)堿金屬

(4)氮和磷

(5)矽(碳)

(6)鎂和鋁

(7)鐵

試題剖析

近幾年的高考化學計算題,越來越向測試能力的方向傾斜。下麵我們通過對一些高考試題的剖析,談一談體現“傾斜”的幾個變化趨勢。

一、反應量關係的動態化

試題l為了測定某銅銀合金的成分,將30.o9合金溶於80m113.5mol/L的HN03中,待合金完全溶解後;收集到氣體6.72L(標準狀況),並測得溶液的pH=0。假設反應後溶液的體積仍為80ml,試計算:

(1)被還原的硝酸的物質的量。

(2)合金中銀的質量分數。

(1994年上海高考試題43題)

[考查內容](1)濃、稀硝酸的化學性質以及與銅、銀反應的數量關係;(2)分析、推理的邏輯思維能力;(3)對基本計算方法的掌握情況。

[思路分析]雖然題目給出將合金溶於濃硝酸中,但分析題意知合金完全溶解(反應)後,溶液中硝酸濃度已很小(pH-0)。推斷反應過程是由銅銀與濃硝酸轉變為銅銀與稀硝酸反應,反應量關係是動態化的。應根據反應中未被還原的硝酸列方程求解:

(1)根據收集到6.72L(標準狀況)氣體(N0、N02)的量,可以求出被還原的硝酸的物質的量。

(2)根據硝酸溶液的體積和變化的濃度,可以求出參加反應的硝酸的總物質的量。

(3)根據反應中未被還原的硝酸與二金屬間量的關係列方程,可以求出銀的質量。

[解答](1)6.72÷22.4=0.3(mo1)

(2)pH=0c(H+)=1(mol/L)

參加反應的硝酸:(13.5-1)×0.08=1(mol)

設合金中銀為xg

x/108×1+(30-x)/60×2=1-0.3x=10.8g

銀的質量分數:10.8÷30×l00%=36%

二、相關學科知識的交叉化

三、題意形式的信息遷移化

例題硫酸銀的溶解度較小,25℃時,每lO0g水僅溶解0.836g。

(1)25℃時,在燒杯中放入6.249硫酸銀固體,加200g水,經充分溶解後,所得飽和溶液的體積為200ml。計算溶液中Ag+的摩爾濃度。

(2)若在上述燒杯中加入50m10.0268mol/LBaCl2溶液,充分攪拌,溶液中Ag+的摩爾濃度是多少?

(3)在(1)題燒杯中需加入多少升0.0268mol/LBaCl2溶液,才能使原溶液中Ag+濃度降低至0.0200mol/L?

(1993年全國高考(3+2)化學試題37題)

[考查內容](1)Ag+離子濃度及變化後的Ag+離子濃度的計算;

(2)對微溶物概念及飽和溶液概念的理解;

(3)挖掘題示信息的能力及邏輯推理能力。此題的特點是題意形式的信息遷移化,題中所給的新情境,是微溶物Ag2S04的溶解度。

[思路分析](1)可由新情境所給的提示信息直接求出Ag+的物質的量濃度,需注意運用以下題示:

(2)由(1)可計算出Ag2S04飽和溶液濃度,並比較BaCl2溶液濃度知兩者濃度相同,但體積比為4:1,因而參加反應的Ag2S04的質量僅為原溶液中Ag2S04質量的1/4。由於6.249Ag2S04並未完全溶解且反應所消耗的僅為微量已溶解Ag2S04質量的1/4,可判斷加入50mlBaCl2溶液反應後,尚有未溶的Ag2S04固體,因而溶液仍為飽和溶液。同一溫度下Ag2S04飽和溶液的濃度是一定值。

(3)必須將6.249Ag2S04全部考慮在內,來求算所需加入的BaCl2溶液的體積。

四、巧解、巧算、一題多解化

例題5(1)已知某混合氣體的體積分數為80.0%CH4、

15.0%C2H4和5.00%C2H6,請計算0.500mol該混合氣體的質量和標準狀況下的密度(g/L)。

(2)CH4在一定條件下催化氧化可以生成C2H4、C2H6(水和其它反應產物忽略不計)。取一定量CH4經催化氧化後得到一種混合氣體,它在標準狀況下的密度為0.780g/L。已知反應中CH4消耗了20.0%,計算混合氣體中C2H4的體積分數(本題計算過程中請保留3位有效數字)。

(1995年全國高考化學試題36題)

[考查內容](1)有關混合氣密度和反應後組成的計算;

(2)分析、綜合、推理反應過程的邏輯思維能力;

(3)接受、理解提示信息及處理數據的能力。