高二化学教案：第18讲-化学计算

高二化学教案：第18讲-化学计算

辅导教案 学员姓名： 学科教师：‎ 年 级： 辅导科目： ‎ 授课日期 ‎××年××月××日 ‎ 时 间 A / B / C / D / E / F段 主 题 ‎ 化学计算 教学内容 本次课的重点、难点，需要掌握的方法技巧 ‎1、掌握有关物质的量的计算方法和技巧 ‎2、掌握有关溶液的计算 ‎3、掌握有关化学方程式的简单计算 重点：物质的量的计算 难点：有关化学方程式的计算及方法技巧 ‎ 【教学建议】在规定时间内完成，由正确率最高的同学进行对题目的讲解。‎ ‎1．若用NA表示阿伏加德罗常数，下列叙述正确的是 （ ）‎ ‎ A．标准状况下，22.4 L溴单质含有NA个溴分子 ‎ B．1 mol 甲烷含有NA个CH4分子 C．2.4 g金刚石含有0.1 NA个碳原子 ‎ D．1 L 1 mol/L的稀硫酸中含有NA个H＋离子 ‎2、相同物质的量的SO2和SO3相比较，下列叙述正确的是 （ ）‎ 分子数之比为1:1 所含氧原子数之比为2:3 ‎ 原子总数之比为3:4 硫原子数之比为1:1 质子数之比为4:5‎ A. B. C. D. ‎3在NaCl和NaBr的混合溶液中，Na+、Br—、Cl—的物质的量浓度之比不可能出现的是 （ ）‎ A．3:2:1 B．3:1:2 C．4:3:1 D．3:1:4‎ ‎4．在0.1 mol/L的醋酸钠溶液中，离子浓度最小的是 （ ）‎ ‎ A．Na+ B．CH3COO－ C．H+ D．OH－‎ 有两种体积相同的某植物的营养液，其配方如下表。‎ 物质 序号 KCl K2SO4‎ ZnSO4‎ ZnCl2‎ ‎1‎ ‎0.3mol ‎0.2mol ‎0.1mol ‎——‎ ‎2‎ ‎0.1mol ‎0.3mol ‎——‎ ‎0.1mol 对于两种营养液的成分，下列说法中正确的是 （ ）‎ A．只有n（K+）相同 B．只有n（Cl-）相同 C．完全相同 D．各离子的物质的量完全不同 ‎5在0.1 mol/L NH4Cl溶液中，离子浓度最大的是 （ ）‎ A. Cl－ B. NH4＋ C. H＋ D. OH－‎ ‎6在100 mL的溶液中溶有9.5 g MgCl2，此溶液中Cl－的物质的量浓度为（ ）‎ A．3 mol/L B．2 mol/L C．0.3 mol/L D．0.2 mol/L ‎7关于H2O2说法正确的是（NA代表阿伏加德罗常数） （ ）‎ ‎ A．摩尔质量为34 g/mol B．每个H2O2分子含2NA个氧原子 ‎ C．2 mol H2O2含2 g氢元素 D．H2O2分子中H、O原子个数比为1:16‎ ‎8有一种棕黄色气体X，体积为20ml，完全分解后生成10ml氯气和20ml氧气（同温同压下测定）。已知氯气和氧气均为双原子分子，则X为______原子分子。‎ 答案：三 ‎9已知，6.5 g某气态烃在标准状况下的体积是5.6 L。‎ ‎（1）求该烃的摩尔质量。‎ ‎（2）写出该烃的结构简式。‎ ‎（3）若6.5 g该烃被过量溴水完全吸收，反应中消耗的Br2是多少克？‎ 解析：（1）在标准状态下，任何气体的摩尔体积Vm=22.4L/mol，故得出n=V/Vm=5.6/22.4（mol）‎ ‎ 由摩尔质量的公式M = m/n，得出 ‎（2）设该烃的分子式为CxHy。‎ 则12x＋y＝26，由于x，y均为正整数，经讨论得合理解 故该烃的分子式为C2H2，结构简式为：CH≡CH。‎ ‎（3）n= V/Vm=5.6/22.4=0.25mol 设反应中消耗的Br2是x mol。‎ 该反应的化学方程式为 CH≡CH＋2Br2→CHBr2－CHBr2‎ ‎ 1 2‎ ‎ 0.25 x ‎ 1/0.25=2/x x＝0.5（mol）‎ 故反应中消耗的溴是0.5mol×160g/mol=80g ‎【教学建议】本节进行抢答积分、讨论探索，以教代学等模式进行。‎ ‎1．物质的量换算关系图 ‎【例1】青霉素是一元酸，它的钠盐的1国际单位的质量为6.00×10－-7克，它的钾盐1国际单位的质量为6.27×10－-7克，(1国际单位的2种盐的物质的量相等).则青霉素的钠盐的物质的量为 mol; 式量为 ；青霉素的相对分子质量为 。‎ 答案：0.0169×10-7;355.6; 333.6; ‎ ‎【例2】以NA表示阿伏加德罗常数，下列说法正确的是 （ ）‎ ‎ A.常温常压下，11.2L氯气中含有的分子数为0.5NA B.常温常压下，1mol氦气中所含的原子数为NA C.32g氧气中含有的原子数为NA D.同温同压下，相同体积的任何气体单质所含有的原子数相同 答案：B ‎【例3】用氢气还原m1克金属R的氧化物(R2O3)，已知消耗V mL 氢气(标准状况)，生成m2克水和m3克R，下列数据中不可能计算出R的相对原子质量的是 A．m1、m2 B．m1、m3 C．V mL 、m2 D．m2、m3 ‎ 答案：C（提示：气体的实际用量大于反应的量）。‎ ‎2．气体摩尔体积 ‎（1）阿伏伽德罗定律 ‎（2）混合气体的平均相对分子质量（平均摩尔质量）‎ ‎①已知总质量、总物质的量： ‎ ‎②已知标况下的密度（ρ）： ‎ ‎③已知各组分的物质的量、体积或体积分数：‎ ‎【例4】一定温度、压强下，10毫升气体A2、30气体毫升B2生成20毫升气体C，可判断C的分子式为AB3。作出此判断的理论依据是 A．元素周期律 B．阿伏加德罗定律 C．质量守恒定律 D．能量守恒与转换定律 答案：BC ‎【例5】已知(NH4)2CO32NH3↑＋CO2↑＋H2O (g) 将一定质量的(NH4)2CO3‎ 固体加热，所得混合气体的平均式量为 。‎ 答案：24‎ ‎3．根据化学式的计算 ‎（1）化合物中某元素的质量分数=‎ ‎ 利用该公式可以求出化合物中某一元素(或某种组成)的质量分数、含一定量某元素的化合物的量、化合物中某一元素的平均相对原子质量以及物质的式量等。‎ ‎（2）根据元素的质量分数(或质量比)和式量确定化学式 ‎①某物质中A、B，C三元素的质量分数分别为A、B、C，相对原子质量用Ar表示。则化学式中A、B、C三元素的原子个数比=。‎ ‎②某物质中A、B、c三元素的质量比为a：b：c，则化学式中A、B、C三元素的原子个数比=。‎ ‎【例6】100ml气体甲（化学式为A2）与50ml气体乙（化学式为B2）恰好完全反应生成100ml气体丙（气体体积均在相同状态下测定），则丙的化学式为________________‎ 解析：同温同压下，气体体积比等于物质的量比等于化学方程式中化学式计量系数之比 ‎ 利用质量守恒定律，化学反应前后某元素原子的种类，个数，质量不变 故：V（A2）:V（B2）:V（丙）=100：50:100=2:1:2‎ 由此，该反应的化学方程式为： 2A2 + B2→2丙，根据质量守恒定律得出，丙的化学式为A2B ‎【例7】已知，6.5 g某气态烃在标准状况下的体积是5.6 L。‎ ‎（1）求该烃的摩尔质量。‎ ‎（2）写出该烃的结构简式。‎ ‎（3）若6.5 g该烃被过量溴水完全吸收，反应中消耗的Br2是多少克？‎ 解析：（1）在标准状态下，任何气体的摩尔体积Vm=22.4L/mol，故得出n=V/Vm=5.6/22.4（mol）‎ ‎ 由摩尔质量的公式M = m/n，得出 ‎（2）设该烃的分子式为CxHy。‎ 则12x＋y＝26，由于x，y均为正整数，经讨论得合理解 故该烃的分子式为C2H2，结构简式为：CH≡CH。‎ ‎（3）n= V/Vm=5.6/22.4=0.25mol 设反应中消耗的Br2是x mol。‎ 该反应的化学方程式为 CH≡CH＋2Br2→CHBr2－CHBr2‎ ‎ 1 2‎ ‎ 0.25 x ‎ 1/0.25=2/x x＝0.5（mol）‎ 故反应中消耗的溴是0.5mol×160g/mol=80g ‎【练】标准状况时，2.59g某气态烃的体积为1L， 5.8 g该烃完全燃烧产生8.96 LCO2。‎ ⑴ 该烃的分子式是______________。‎ ⑵ 写出该烃可能的结构简式和系统名称。‎ 答案：⑴ C4H10 ‎ ⑵ CH3CH2CH2CH3 丁烷； 2-甲基丙烷 ‎ ‎【例8】氢氧化钡是一种使用广泛的化学试剂。某课外小组通过下列实验测定某试样中Ba(OH)2·nH2O的含量。‎ ‎（1）称取3.50 g试样溶于蒸馏水配成100mL溶液，从中取出10.0mL溶液于锥形瓶中，加2滴指示剂，用0.100 mol／L HCl标准溶液滴定至终点，共消耗标准液20.0 mL(杂质不与酸反应)。求试样中氢氧化钡的物质的量。‎ ‎（2）另取5.25 g试样加热至失去全部结晶水(杂质不分解)，称得质量为3.09 g。求Ba(OH)2·nH2O中n值。‎ ‎（3）试样中Ba(OH)2·nH2O的质量分数为____________。‎ ‎【解析】本题是一道有关化学式的计算题，主要考查了如何确定化学式及求算物质的纯度等方面。‎ ‎【易错点拨】在（1）题时试样配成100mL溶液，从中取出10.0mL，进行实验，不要忘了计算结束后将结果扩大10倍。‎ ‎【解题技巧】（2）题计算n值。可以根据原子（原子团）个数比=列式求算：‎ ‎，n=8。‎ ‎【答案】0.01mol，8，0.90。‎ ‎4．有关溶液的计算 ‎（1）质量百分比浓度：用溶质的质量占全部溶液质量的百分比来表示的溶液的浓度(简称百分比浓度，用“c％”表示)。c％=×100％‎ ‎（2）物质的量浓度：以1L溶液中所含溶质的物质的量来表示的溶液浓度叫物质的量浓度。‎ 单位：mol／L(摩／升)。‎ 物质的量浓度= ‎ ‎（3）溶液的质量百分比浓度与物质的量的浓度之间的换算 这两种溶液浓度之间的换算，可以把溶液的体积定为1L，将其中的一种溶液浓度作为已知条件，利用溶液的密度和溶质的摩尔质量，就可以求出另一种溶液的浓度。它们的换算关系可表示为：‎ 物质的量浓度=‎ ‎（4）溶解度：‎ 溶解度：在一定温度下，某固态物质在l00g溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量。‎ S= (饱和溶液：一定温度下)‎ 溶解度与饱和溶液溶质的质量分数叫的换算，因为ω=×100％，所以S= ‎ ‎（5）溶解度与物质的量浓度的换算 c(mol／L)==×10-3 = (ρ的单位g/cm3)‎ ‎（6）溶液的稀释和混合的计算 ‎ C(混)V(混)=clV1+c2V2+c3V3+…+cnVn(等式两边只是溶质的物质的量相等，两边溶液的体积之和不一定相等)。‎ ‎(1)溶液稀释的计算关键是：任何溶液稀释前后，溶质的质量或物质的量保持不变。‎ ‎(2)不同浓度的溶液混合的计算的关键在于：‎ ‎ ①混合前各自溶质的量之和等于混合后溶液中的溶质的量。‎ ‎ ②混合前各自溶液的质量之和等于混合后溶液的总质量。‎ ‎ ③混合后溶液的体积不一定等于原两种溶液体积之和。‎ ‎【例9】某温度下，甲、乙两烧杯中各盛有100克同浓度的KCl溶液，将甲蒸发35克水，析出5克晶体；乙蒸发45克水，析出晶体10克，则原溶液的质量分数为 A．10% B．15% C．20% D．25%‎ 答案：D ‎【练】25℃时，往饱和石灰水中加入一定量生石灰，一段时间后恢复到原温度，则以下叙述正确的是 A．溶液的pH不变 B．溶液中Ca2＋数目不变 C．溶液的质量不变 D．Ca2＋的浓度不变 答案：AD ‎【例10】下列溶液中，Cl-离子的物质的量浓度最大的是 （ ）‎ ‎ A．500m L0.5mol/ LNaCl溶液 B．200m L0.3mol/ L MgCl2溶液 C．100m L0.25mol/ L AlCl3溶液 D．500m L0.5mol/ LHCl溶液 答案：C ‎【例11】例5】下列各溶液中，溶质的物质的量浓度为1mol/L的是（ ）‎ A. 将25g胆矾溶于100ml水所得到的溶液 B. 将80gSO3溶于水配成1L的溶液 C. 将0.5 mol/L的NaNO3溶液100ml加热蒸发掉50g水的溶液 D. 从100ml0.5稀硫酸中取出50ml溶液 ‎ 答案：B ‎【练】由硫酸钾、硫酸铝和硫酸组成的混合溶液，其中c(H+)=0.1mol/L,c(Al3+)=0.4mol/L,c(SO42-)=0.8mol/L,则c(K+)为 （ ）‎ A、0.5mol/L B、0.2mol/L C、0.3mol/L D、0.4mol/L ‎ 答案：C ‎【练】下列溶液，一定呈中性的是 ( )‎ ‎ (A)pH=7的溶液 (B)c(H+) = 1×10-7 mol/L的溶液 ‎ (C)pH=14-pOH的溶液 (D)pH = pOH的溶液 答案：D ‎5．有关化学方程式的计算 ‎【例12】硫铁矿在沸腾炉中煅烧，化学方程式为：4FeS2(s)＋11O2(g)2Fe2O3(s)＋8SO2‎ ‎(g)，已知煅烧时通入沸腾炉的气体原料是空气，若空气中N2的体积分数以0.8计，则沸腾炉排出的气体中SO2的体积分数不可能为 （ ）‎ ‎ A．0.16 B．0.14 C．0.12 D．0.1‎ 答案： A ‎【练】为了测定生铁（铁碳合金）样品中铁的质量分数，某实验小组取五份不同质量的生铁样品，分别与50.00 mL 同浓度的稀硫酸反应。下表是他们记录的实验数据，其中有两个数据不慎被试剂沾污了。‎ 样品1‎ 样品2‎ 样品3‎ 样品4‎ 样品5‎ 铁（g）‎ ‎0.144‎ ‎0.216‎ ‎0.606‎ ‎0.650‎ ‎1.000‎ 硫酸溶液（mL）‎ ‎50.00‎ ‎50.00‎ ‎50.00‎ ‎50.00‎ ‎50.00‎ 产生的氢气（mol）‎ ‎3.75×10-3‎ ‎1.00×10-2‎ ‎1.00×10-2‎ ‎（1）请你阅读表中数据，对这两个被沾污的数据作出估算后填写：‎ 样品1产生氢气的物质的量为______________mol；‎ 样品4产生氢气的物质的量为______________mol。‎ ‎（2）该稀硫酸物质的量浓度为______________mol/L。‎ ‎（3）该生铁中铁的质量分数为____________%（精确到0.1）。‎ 答案:（1）2.50 × 10-3 1.00 × 10-2 （2）0.200（3）97.2‎ ‎【教学建议】在规定时间内15—20分钟，得分高者得5分。‎ ‎1．下列关于SO2的叙述中，正确的是 （ ）‎ A. SO2的摩尔质量是64g ‎ B.1mol SO2的质量是64g/mol C. 1mol SO2分子中所含的分子数约为6.02×1023 ‎ D.常温常压下，1mol SO2体积为22.4L 答案:C ‎2．有两种体积相同的某植物的营养液，其配方如下表。‎ 物质 KCl K2SO4‎ ZnSO4‎ ZnCl2‎ 序号 ‎1‎ ‎0.3mol ‎0.2mol ‎0.1mol ‎——‎ ‎2‎ ‎0.1mol ‎0.3mol ‎——‎ ‎0.1mol 对于两种营养液的成分，下列说法中正确的是 （ ）‎ A．只有n（K+）相同 B．只有n（Cl-）相同 C．完全相同 D．各离子的物质的量完全不同 答案:C ‎3．下列说法正确的是 （ ）‎ A．摩尔是物质的质量单位 B．氢气的摩尔质量是2 g C．1 mol OH-的质量是17 g D．1 mol SO2气体所占的体积约为22.4 L 答案:B ‎4．在NaCl和NaBr的混合溶液中，Na+、Br—、Cl—的物质的量浓度之比不可能出现的是 （ ）‎ A．3:2:1 B．3:1:2 C．4:3:1 D．3:1:4‎ 答案:D ‎5．标准状况下某气态烃A的密度为1.964 g/L，A分子中碳、氢元素的质量比为9:2。求：‎ ‎（1）A的相对分子质量。‎ ‎（2）A的分子式和结构简式。‎ 答案：（1）44 （2）C3H8；CH3CH2CH3‎ ‎6． PB管是一种性能优良的化学材料，可由烃A聚合而成。相同条件下，A的蒸气密度是氢气的28倍，A完全燃烧后生成的二氧化碳和水的质量比为22:9。求：‎ ‎ （1）A的相对分子质量。‎ ‎ （2）A的分子式。 ‎ 答案：（1）56 （2）C4H8‎ ‎7．在硫酸钠和碳酸钠的混合物4.96 g中加入足量的4.80%的盐酸（密度为1.02 g/mL），充分反应后，在标准状况下收集到0.448 L二氧化碳。试求：‎ ‎ （1）混合物中碳酸钠的物质的量。‎ ‎ （2）混合物中硫酸钠的质量分数（保留两位小数）。‎ ‎ （3）盐酸的物质的量浓度（保留两位小数）。‎ 答案：（1）0.02mol （2）57.26% （3）1.34mol/L ‎（此环节设计时间在10分钟内）‎ 1． 有关物质的量、物质的量浓度的计算 ２． 有关气体摩尔体积、化学式的计算 ‎3．有关化学方程式的列式计算 ‎【教学建议】由学生自己整理完成，然后进行对比，老师给出评分。‎ 作业一、对所学知识点进行整理归纳。‎ 作业二、课后练习 ‎1．有两种体积相同的某植物的营养液，其配方如下表。‎ 物质 序号 KCl K2SO4‎ ZnSO4‎ ZnCl2‎ ‎1‎ ‎0.3mol ‎0.2mol ‎0.1mol ‎——‎ ‎2‎ ‎0.1mol ‎0.3mol ‎——‎ ‎0.1mol 对于两种营养液的成分，下列说法中正确的是 （ ）‎ A．只有n（K+）相同 B．只有n（Cl-）相同 C．完全相同 D．各离子的物质的量完全不同 答案：C ‎2．在NaCl和NaBr的混合溶液中，Na+、Br—、Cl—的物质的量浓度之比不可能出现的是 （ ）‎ A．3:2:1 B．3:1:2 C．4:3:1 D．3:1:4‎ 答案：D ‎3．若用NA表示阿伏加德罗常数，下列叙述正确的是 （ ）‎ ‎ A．标准状况下，22.4 L溴单质含有NA个溴分子 ‎ B．1 mol 甲烷含有NA个CH4分子 C．2.4 g金刚石含有0.1 NA个碳原子 ‎ D．1 L 1 mol/L的稀硫酸中含有NA个H＋离子 答案：B ‎4．下列说法正确的是 （ ）‎ A．摩尔是物质的质量单位 B．氢气的摩尔质量是2 g C．1 mol OH-的质量是17 g D．1 mol SO2气体所占的体积约为22.4 L 答案：C ‎5．关于H2O2说法正确的是（NA代表阿伏加德罗常数） （ ）‎ ‎ A．摩尔质量为34 g/mol B．每个H2O2分子含2NA个氧原子 ‎ C．2 mol H2O2含2 g氢元素 D．H2O2分子中H、O原子个数比为1:16‎ 答案：A ‎6. 以NA表示阿伏加德罗常数，下列说法错误的是 （ ）‎ A. 14 g乙烯含NA个碳原子 B. 标准状况下，22.4 L水中含有NA个水分子 C. 1 L pH＝1的稀硫酸中有0.1NA个氢离子 D. 25℃、101 kPa时，含NA个氢分子的气体样品体积大于22.4 L 答案：B ‎7．以NA表示阿伏加德罗常数，下列说法错误的是 A．每摩尔H2O2分子含2NA个氧原子 ‎ B．标准状况下，22.4 L水中含有NA个水分子 C．16g甲烷分子中含4NA个氢原子 ‎ D．100mL1mol/LNa2SO4溶液含有0.2NA个Na+‎ 答案：B ‎8．NA为阿伏加德罗常数，下列物质所含分子数最少的是 A．含NA个分子的二氧化硫 B．0.5mol氧气 C．标准状况下5.6L氢气 D．9g水（水的摩尔质量为18g/mol）‎ 答案：C ‎9．在100 mL的溶液中溶有9.5 g MgCl2，此溶液中Cl－的物质的量浓度为……（ ）‎ A．3 mol/L B．2 mol/L C．0.3 mol/L D．0.2 mol/L 答案：B ‎10.NA表示阿伏伽德罗常数，1molNaOH固体含有 A．2NA个阳离子 B．10NA个电子 C．NA个氢氧根离子 D．2NA个共价键 答案：C ‎10.总的物质的量为0.50mol的Fe粉与Al粉混合物分为等质量的两份；在一份中加入足量的稀盐酸，在标准状况下产生气体aL；在另一份中加入足量的氢氧化钠溶液，在标准状况下产生气体bL。则a+b的数值不可能是 A.5.6 B.7.3 C.8.2 D.11.2‎ 答案： A ‎11．氨气和氧气在催化剂存在下的反应方程式为4NH3十5O2→4NO+6H2O 完成下列计算：‎ ‎（1）生成1molNO消耗氧气的体积为 L（标准状况）。‎ ‎（2）5 mol NH3和5 molO2反应生成4 molNO，过量的氨溶于产物水中成为氨水，计算该氨水中氨的质量分数。‎ ‎（3）如果没有催化剂，氨氧化生成NO的同时也生成氮气：4NH3十3O2→2N2+6H2O 若4 mol NH3和4 molO2恰好完全反应，计算产物气体中NO的物质的量。‎ 答案：（1）28（2分） （2）w（NH3）=17/（17+18×6）=0.136（4分）‎ ‎（3）设产物中NO为amol、N2为bmol。‎ a+2b=4 a=2mol（4分）‎ ‎12．已知： NaOH少量时 2NH4HSO4 + 2NaOH → (NH4)2SO4 + Na2SO4 + 2H2O NaOH过量时 NH4HSO4 + 2NaOH → Na2SO4 + NH3↑ + 2H2O 某氮肥硫酸铵中混有硫酸氢铵。为测定该氮肥的含氮量，一化学研究性学习小组取一定量氮肥样品，研磨使其混合均匀，进行如下实验：称取不同质量的上述样品分别与40.00 mL相同浓度的氢氧化钠溶液混合，完全溶解后，加热充分反应(此温度下铵盐不分解)，并使生成的氨气全部被稀硫酸吸收，测取氨气的质量。部分实验数据如下：‎ NaOH溶液/mL ‎40.00‎ 样品质量/g ‎7.750‎ ‎15.50‎ ‎23.25‎ 氨气质量/g ‎1.870‎ ‎1.870‎ ‎1.700‎ ‎ 请计算(计算结果保留两位小数)：‎ ‎（1）1.870g氨气的物质的量为___________；‎ ‎（2）表中样品质量为___________（选择表中数据填入）时，氢氧化钠溶液一定过量。‎ 样品中氮元素的质量分数是 ％；‎ ‎（3）所用氢氧化钠溶液的物质的量浓度；‎ ‎（4）若样品质量为31.00 g，计算生成氨气的体积（标准状况）。‎ 答案： （1）0.11mol（1分） （2）7.750g （1分） 19.87%（1分）‎ ‎ （3）3.25mol/L（3分） （4）2.02L（2分）‎