考點(diǎn)9物質(zhì)的量應(yīng)用于化學(xué)方程式的計(jì)算
1. 復(fù)習(xí)重點(diǎn)
揭示化學(xué)反應(yīng)中反應(yīng)物。生成物之間的粒子數(shù)關(guān)系,并學(xué)習(xí)物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度、氣體摩爾體積等應(yīng)用于化學(xué)方程式的計(jì)算。
2.難點(diǎn)聚焦
1.化學(xué)方程式中,各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)(v)之比,等于各物質(zhì)的物質(zhì)的量(n)之比。即均等于該化學(xué)方程式的“系數(shù)”之比。
2.化學(xué)方程式中各氣體在同溫同壓下的體積比,等于它們的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。即等于各氣體在化學(xué)方程式中的“系數(shù)”比。
3.遇到有關(guān)化學(xué)方程式的計(jì)算時(shí),經(jīng)常視情況將相關(guān)物質(zhì)的質(zhì)量,一定濃度和體積的溶液、氣體體積換算出它們的物質(zhì)的量,按化學(xué)計(jì)量數(shù)找出比例關(guān)系后入手運(yùn)算。
【知識(shí)要點(diǎn)】
1.化學(xué)方程式中有關(guān)量的關(guān)系
由上可看出,化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比等于組成各物質(zhì)的粒子數(shù)之比,等于各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比 ,等于氣體體積比(同狀況下),不等于質(zhì)量之比。根據(jù)化學(xué)方程式列比例時(shí)應(yīng)遵循上述比例關(guān)系。
2.根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算時(shí)所列比例是否正確的判斷依據(jù)是:“上、下單位要一致,左右單位要對(duì)應(yīng)”。如:
3.物質(zhì)的量應(yīng)用于化學(xué)方程式計(jì)算的一般格式
。1)設(shè)所求物質(zhì)的物質(zhì)的量為n(B)[或質(zhì)量m(B)],或氣體標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積V(B)、或溶液體積V[B(aq)]J。
(2)寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。
(3)在化學(xué)方程式有關(guān)物質(zhì)的化學(xué)式下面先寫出已知物和所求物的有關(guān)量的關(guān)系,再代入已知量和所求量。
。4)寫出所求物質(zhì)的數(shù)學(xué)表達(dá)式。
(5)寫出解答和答案。
如:6.5g Zn在與足量鹽酸反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的 在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是多少升?
解:設(shè)產(chǎn)生 的體積為V( )
答:產(chǎn)生的 在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是2.24L。
4.規(guī)范用語
―表示 的物質(zhì)的量
―表示方程式中 的化學(xué)計(jì)量數(shù)
―表示鹽酸的物質(zhì)的量濃度
―表示 溶液的體積
―表示 的體積
―表示混合物中 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
―表示 的質(zhì)量
在列比例及運(yùn)算過程中都應(yīng)帶單位。
3. 例題精講
例1: 在一定條件下, 與足量的 固體完全反應(yīng)后,產(chǎn)生的氣體全部收集起來只有1.68L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),則此氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度為( )
。ˋ) 。˙)
(C) 。―)
選題角度:此題是物質(zhì)的量應(yīng)用于化學(xué)方程式的計(jì)算。
解析: ,根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式: , 全部轉(zhuǎn)化為 時(shí), ,其質(zhì)量為 ,此氣體即使部分轉(zhuǎn)化為其他氧單質(zhì)(如 ),其氣體質(zhì)量也不變,故 ,選(B)。
答案:B
點(diǎn)評(píng):本題審題時(shí)要細(xì)心,特別注意“在一定條件下”幾個(gè)字,否則易將此氣體當(dāng)作純氧氣,得出 ,而錯(cuò)選(A)。
例2: 將一塊鐵片放入500mL, 的 溶液中,反應(yīng)一段時(shí)間后,取出鐵片,小心洗凈后干燥稱量,鐵片增重0.8g,反應(yīng)后溶液中 的物質(zhì)的量濃度是( )
A. B.
C. D.
選題角度:考查挖掘關(guān)系量及縝密思維能力。
解題思路:以方程式挖掘新的關(guān)系量,先求反應(yīng)的
剩余
∴
答案:C
點(diǎn)評(píng):差量法是化學(xué)計(jì)算中常用的一種方法。所謂差量法是指一個(gè)過程中某物質(zhì)始態(tài)量與終態(tài)量的差值,它可以是質(zhì)量差、物質(zhì)的量差、物質(zhì)的量濃度差、氣體的體積差。
例3: 在托盤天平的兩盤,放上質(zhì)量相等的A、B兩燒杯,調(diào)至平衡,然后分別倒入質(zhì)量相等的足量鹽酸,繼而在AB兩燒杯中放入下述各組物質(zhì),結(jié)果天平仍保持平衡的是( )
A.0.5mol Na和0.5mol Mg
B.0.1mol Zn和0.1mol Al
C. 和
D. 和
選題角度:考查對(duì)溶液增重和天平平衡原理的掌握。
解題思路:以溶液增重計(jì)算為切入點(diǎn),估算是十分重要的。
A.0.5mol Na(11.5g)可制取 0.25mol(0.5g),溶液增重
0.5mol Mg(12g)可制取 0.5mol(1g),溶液增重 ,所以A可以保持平衡
B.0.1mol Zn(6.5g)0.1mol Al(2.7g)分別制得 為0.1g,0.3g,溶液增重不同,故天平不平衡
C.
C可以保持平衡
以此推理D不能平衡,選A、C
答案:A、C
例題4: 和濃鹽酸在一定溫度下反應(yīng)會(huì)生成綠黃色的易爆物二氧化氯,其變化可表述為:
。1)請(qǐng)完成該化學(xué)方程式并配平(未知物化學(xué)式和系數(shù)填入框內(nèi))
。2)濃鹽酸在反應(yīng)中顯示出來的性質(zhì)是_____(填寫編號(hào)、多選倒扣)
①只有還原性 ②還原性和酸性
、壑挥醒趸 ④氧化性和酸性
(3)產(chǎn)生 則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為_____mol
。4) 具有很強(qiáng)的氧化性。因此,常被用作消毒劑,其消毒的效率(以單位質(zhì)量得到的電子數(shù)表示)是 的_____倍。
選題角度:以陌生的化學(xué)反應(yīng)方程式,考查對(duì)于物質(zhì)性質(zhì)的判斷及利用新信息(消毒效果)處理問題的能力。
解題思路:
(1)根據(jù)化合價(jià)升降配平方程式
未知物化學(xué)式可用觀察法,由氫氧原子個(gè)數(shù)確定為
(2)根據(jù)生成 知2mol 顯酸性,2mol 被氧化,顯還原性。
。3)產(chǎn)生 轉(zhuǎn)移電子2mol,所以產(chǎn)生 時(shí),轉(zhuǎn)移電子0.2mol
。4)每摩爾 可得5mol電子,單位質(zhì)量得電子數(shù) ,而每摩爾 可得電子2mol,單位質(zhì)量得電子數(shù) ,二者比值為
答案:(1)2,4,2,2,1,
。2)① (3)0.2 (4)2.63
例5:將0.04molKMnO4固體加熱,一段時(shí)間后,收集到amol氣體,此時(shí)KMnO4的分解率為x,在反應(yīng)后的殘留固體中加入足量的濃鹽酸,又收集到bmol氣體(設(shè)Mn元素全部以Mn2+存在于溶液中)。試填寫:
。1)a+b=__________(用x表示)。
。2)當(dāng)x=__________時(shí),a+b取最小值,且最小值為___________。
。3)當(dāng)a+b=0.09時(shí),加熱后所得殘留固體的質(zhì)量為___________g。
選題角度:利用化學(xué)方程式,結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)解決化學(xué)問題。
解析:(1)參加分解反應(yīng)的KMnO4物質(zhì)的量為0.04xmol,剩余的KMnO4物質(zhì)的量為0.04(1-x)mol,根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算。
(2)因?yàn)閤≤1,當(dāng)x=1,a+b有最小值,最小值為0.08。
。3)當(dāng)a+b=0.09時(shí),0.1-0.02x=0.09,解得x=0.5。
加熱后剩余固體的質(zhì)量=m(KMnO4)-m(O2)=0.04mol×158g/mol-0.02×0.5mol×32g/mol=6g。
答案:(1)a+b=0.1-0.02x;(2)當(dāng)x=1,a+b有最小值,最小值為0.08;(3)6g。
點(diǎn)評(píng):將化學(xué)問題抽象成為數(shù)學(xué)問題,利用數(shù)學(xué)工具,通過計(jì)算和推理(結(jié)合化學(xué)知識(shí))解決化學(xué)問題,這是化學(xué)計(jì)算題考查的重要能力之一。
例6:某化合物的化學(xué)式可表示為 (x、y為正整數(shù))。為了確定x和y的值,取兩份質(zhì)量均為0.2140g的該化合物進(jìn)行如下兩個(gè)實(shí)驗(yàn)。將一份試樣溶于水,在硝酸存在的條件下用 溶液滴定(生成 沉淀),共消耗24.0mL 0.100mol/L的 溶液。在另一份試樣中加入過量 溶液并加熱,用足量鹽酸吸收逸出的 。吸收 共消耗24.0mL 0.200mol/L 溶液。試通過計(jì)算確定該化合物的化學(xué)式。(本題可能用到的相對(duì)原子質(zhì)量:H為1.00、N為14.0、Cl為35.5、Co為58.9)
選題角度:此題有多種解法,訓(xùn)練學(xué)生的發(fā)散思維。
解析:從消耗 的物質(zhì)的量可得化合物中 的物質(zhì)的量;由吸收 所消耗 的物質(zhì)的量可得 的物質(zhì)的量,由試樣質(zhì)量減去 和 的質(zhì)量可得鈷離子的質(zhì)量,除以鈷的相對(duì)原子質(zhì)量即得鈷離子的物質(zhì)的量。以鈷離子的物質(zhì)的量為1,即可確定x和y。
解答:n表示物質(zhì)的量,m表示質(zhì)量
該化合物的化學(xué)式為 。
啟示:同一習(xí)題,提倡一題多解,培養(yǎng)發(fā)散思維能力。如本題亦可有如下解法:
解法1:設(shè)0.2140g化合物的物質(zhì)的量為n,根據(jù)關(guān)系式 ,得方程:
①
②
③
聯(lián)立①②③,解之得: , 。
該化合物的化學(xué)式為 。
解法2:n表示物質(zhì)的量,
根據(jù)題意列方程組:
解方程組得:
該化合物的化學(xué)式為 。
解法3:n表示物質(zhì)的量。
即:
該化合物化學(xué)式可寫成 ,由題意得:
解之得:
該化合物的化學(xué)式為 。
解法4:設(shè)0.2140g化合物的物質(zhì)的量為c。
解聯(lián)立方程得 , ,所以,其化學(xué)式為 。
聯(lián)立①、②解得: , ,故化學(xué)式為 。
4.實(shí)戰(zhàn)演練
一、選擇題
1.相同質(zhì)量的Mg和Al分別與足量的鹽酸反應(yīng),所生成的氫氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積比是
A. 2:3
B. 1:
2.200mL0.5mol/L的鹽酸與14.3gNa2CO3?xH2O恰好完全反應(yīng),且生成正鹽,則x值為
A. 5
B.
3.實(shí)驗(yàn)室用二氧化錳和濃鹽酸反應(yīng)制Cl2,當(dāng)有36.5gHCl被氧化時(shí),可生成Cl2 ( )
A.
4.同物質(zhì)的量濃度的鹽酸、硫酸、磷酸分別與同物質(zhì)的量濃度、同體積的氫氧化鉀溶液作用生成正鹽,需要三種酸的體積比為 ( )
A. 1:1:1
B. 1:2:
5.物質(zhì)在相互反應(yīng)時(shí) ( )
A. 它們的質(zhì)量一定相等 B. 它們的物質(zhì)的量一定相等
C. 它們的質(zhì)量比等于方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)之比 D. 它們物質(zhì)的量比等于方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)之比
6.在一定體積的容器中,加入1.5mol氙氣和7.5mol氟氣,于
A. 1:2
B. 1:
7.0.05mol/L某金屬氯化物20mL,恰好與20mL0.1mol/L的AgNO3溶液反應(yīng),則該金屬氯化物的化學(xué)式可表示為 ( )
A. XCl
B. XCl
8.固體A在一定溫度下分解生成氣體B、C和D:
A.
9.將
10.在一定溫度下,氯化銀飽和溶液中Ag+濃度和Cl-濃度乘積為一常數(shù),F(xiàn)將足量AgCl固體分別加入①10mL蒸餾水;②30mL0.1mol/LNaCl溶液;③5mL0.5mol/LNaCl溶液;④10mL2mol/LHCl中,使AgCl溶解并達(dá)到飽和。各種溶液中Ag+離子濃度由大到小排列的正確順序是 ( )
A. ④>②>③>① B. ①>②>③>④ C. ①>②>④>③ D. ①>③>②>④
二、選擇題每小題有一至二個(gè)選項(xiàng)符合題意
11.向+1價(jià)某金屬碘化物的溶液中,逐滴加入AgNO3溶液,直至沉淀完全為止,已知生成新溶液的質(zhì)量與原碘化物溶液的質(zhì)量相等,則原硝酸銀溶液中AgNO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為( )
A. 72% B. 54% C. 28% D. 無法確定
12.已知某KOH樣品中含水7.62%,含K2CO32.28%,含KOH90%。再將
13.0.1mol某元素的單質(zhì)直接中氯氣反應(yīng)后,質(zhì)量增加
A. Mg B. Na C. Al D. Fe
14.天平的兩個(gè)托盤中分別放上盛200mL1mol/L鹽酸溶液的燒杯,這時(shí)天平正好平衡。此時(shí),向一個(gè)燒杯中加入鋅,另一個(gè)燒杯中加入鎂,充分反應(yīng)后,天平仍保持平衡。則所加入的兩種金屬質(zhì)量或物質(zhì)的量可能是 ( )
A. 各
15.將KCl和KBr的混合物
A. 3:2:1
B. 4:3:
16.7.4gNa2CO3?10H2O和NaHCO3組成的混合物溶于水,配成100mL溶液,其中c(Na+)=0.6mol/L,若把等質(zhì)量的該混合物加熱至恒重時(shí),殘留物的質(zhì)量是 ( )
17.
A. 1:1
B. 2:
18.有A2、B2兩種單質(zhì),相互反應(yīng)后生成化合物C。已知B2的相對(duì)分子質(zhì)量是A2的2倍,反應(yīng)時(shí)A2與B2的質(zhì)量比為3:2,符合上述條件的反應(yīng)是 ( )
A.
C. A2+3B2==2AB3
D.
19.現(xiàn)有10%的CaCl2溶液,往其中加入10%的Na2CO3溶液至恰好反應(yīng),生成
( )
A. 5% B. 10% C. 15% D. 20%
20.有25mL未知濃度的硫酸溶液,在加入25mL0.5mol/LBa(NO3)2溶液后,改加NaOH溶液,結(jié)果用去1.0mol/LNaOH溶液50mL恰好完全中和,則硫酸的物質(zhì)的量濃度是 ( )
三、填空題(
21.(6分)
22.(12分)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,把1體積Cl2、5體積O2跟11體積H2混合,這三種氣體的物質(zhì)的量之比是___________,質(zhì)量比是__________,混合氣體的平均式量是__________;如果在密閉容器中將混合氣體用電火花引燃后,恰好完全反應(yīng),所得鹽酸(ρ=
23.(10分)含有H2和Cl2的混合氣體100mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況),其中一種氣體體積為45mL,另一種為55mL。光照后使兩種氣體反應(yīng)后又恢復(fù)到標(biāo)況,氣體體積為________mL。為證明反應(yīng)后氣體中H2或Cl2有剩余,使氣體通過10mL水,并使剩余氣體干燥后恢復(fù)到標(biāo)況。則:
⑴若剩余________mL氣體,證明有________剩余; ⑵若溶液中有________性質(zhì),證明有_________剩余。
24.將由CaCO3、MgCO3組成的混合物充分加熱至質(zhì)量不再減少時(shí),稱得殘留物的質(zhì)量是原混合物的一半,則殘留物中Ca、Mg兩元素的物質(zhì)的量之比是_________。
25.世界環(huán)保聯(lián)盟即將全面禁止在自來水中加氯氣,推廣采用廣譜高效殺菌消毒劑二氧化氯(ClO2,黃綠色氣體)。目前歐洲和我國(guó)主要采用Kesting法(原料為氯酸鈉和鹽酸)制取ClO2,該法的缺點(diǎn)是同時(shí)產(chǎn)生Cl2(占ClO2體積的一半),使產(chǎn)物純度降低。
⑴試寫出該法制ClO2的化學(xué)方程式___________________________________________。
⑵Cl2和ClO2都是通過強(qiáng)氧化作用而殺菌消毒,試計(jì)算出在同質(zhì)量時(shí),ClO2的氧化能力是Cl2的________倍。
26.將O2、CH4、Na2O2放入密閉容器中,若
⑴判斷反應(yīng)后的產(chǎn)物只有是__________________,其物質(zhì)的量之比為___________。
⑵三種反應(yīng)物的物質(zhì)的量之比為________________________。
27.為完全中和某一強(qiáng)酸溶液,需用amol(質(zhì)量為bg)的NaOH。問:
⑴若改用bgKOH,反應(yīng)后溶液呈_______性。
⑵若改用bgBa(OH)2,反應(yīng)后溶液呈_______性。
⑶若改用amolKOH,反應(yīng)后溶液呈_______性。
⑷若改用amolBa(OH)2,反應(yīng)后溶液呈_______性。
⑸若改用b/2gCa(OH)2,反應(yīng)后溶液呈_______性。
四、計(jì)算題
28.
⑴生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下是多少毫升?
⑵反應(yīng)后所得溶液的物質(zhì)的量濃度是多少?
29.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,
30、實(shí)驗(yàn)室測(cè)定CO2的相對(duì)分子質(zhì)量。
⑴制備純凈的CO2氣體時(shí),常用的藥品是____________________。為了有效地除去CO2氣體中少量的水蒸氣、HCl、H2S氣體雜質(zhì),請(qǐng)?jiān)谙铝醒b置中(見下圖),根據(jù)要求做適當(dāng)選擇,填寫下表。
除去雜質(zhì)
所選裝置(填入標(biāo)號(hào))
反應(yīng)的化學(xué)方程式或原因
①HCl
②H2O
③H2S
④氣體通過順序
(以標(biāo)號(hào)表示)
――
⑵先稱得充滿空氣的帶塞瓶質(zhì)量為
1、C 2、D 3、A 4、D 5、D 6、C 7、B 8、C 9、B 10、B 11、A 12、B
13、A 14、AC 15、A 16、A 17、A 18、A 19、BD 20、B
21、2.24 0.4mol/L (每線3分) 22、1:5:11 71:160:22 14.9 9.04mol/L (每線3分)
23、⑴100 ⑴10 H2 ⑵漂白 Cl2 (每線2分) 24、1:3
25、⑴2NaClO3+4HCl==2NaCl+Cl2+2ClO2+2H2O ⑵2.63(提示:可計(jì)算每轉(zhuǎn)移1mol電子時(shí)所需兩種氧化劑的質(zhì)量) (每線3分) 26、⑴Na2CO3、NaOH n(Na2CO3):n(NaOH)=1:4 ⑵n(O2):n(CH4):n(Na2O2)=1:2:6
27、⑴酸 ⑵酸 ⑶中 ⑷堿 ⑸酸 28、⑴560mL ⑵0.5mol/L (每小題4分)
22、H2:
30、⑴CaCO3,鹽酸 ①C NaHCO3+HCl==NaCl+CO2↑+H2O ②A 濃H2SO4 具有吸水性
③E CuSO4+H2S==CuS↓+H2SO4 ④C→A→E
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