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z高考化学计算专题复习指导

高考化学计算专题复习指导
一、近年高考化学计算试题走向
1、高考中化学计算主要包括以下类型:①有关相对原子质量、相对分子质量及确 定分子式的计算;②有关物质的量的计算;③有关气体摩尔体积的计算;④有关溶液浓 度(质量分数和物质的量浓度) ;⑤利用化学方程式的计算;⑥有关物质溶解度的计算; ⑦有关溶液 pH 值与氢离子浓度、 氢氧根离子浓度的简单计算; ⑧有关燃烧热的简单计算; ⑨以上各种化学计算的综合应用。 2、常见题型为计算选择题,计算填空题、实验计算题、计算推断题和综合计算题, 而计算推断题和综合计算题,力求拉开学生的层次。 3、近年高考化学计算题主要有以下特点: (1)注意速算巧解 一般在第Ⅰ卷中会出现五到七个左右要计算的量很少或者根本不需要计算的试题。 其命题意图是考查对化学知识的理解、掌握和运用。重点考查学生运用题给信息和已学 相关知识进行速算巧解的能力。 (2)起点高、落点低 这方面主要是第Ⅱ卷中的计算题。试题常以信息给予题的形式出现,但落点仍是考 查基本计算技能。 (3)学科渗透,综合考查 主要考查各种数学计算方法的运用、 物理学科中的有效数字及语文学科的阅读能力。 (4)综合计算题的命题趋势是理论联系实际,如以生产、生活、环境保护等作为取材 背景编制试题,考查视野开阔,考查学生用量的观点把握化学知识、原理、过程等。

二、学生化学计算题失分的主要原因
1、审题不够仔细; 2、基础不够扎实; 3、思考不够全面; 八个“不够” 4、思维不够灵敏; 5、运算不够准确; 6、格式不够规范; 7、表达不够清楚; 8、时间不够充裕。

三、化学计算的基本类型与解题策略
1

1、有关化学量与化学式的计算 有关物质的量、质量、气体体积、微粒数间的换算

分子式 考查热点

计算 推断

相对分子质量、各元素的质量分数
计算

分子式(化学式) 、元素的质量分数 有机物的通式
确定

化合物中某元素的相对原子质量

有机物的分子式、结构式

有机反应中量的关系 阿伏加德罗定律及其推论的应用 掌握基本概念,找出各化学量之间的关系 解题策略 加强与原子结构、元素化合物性质、有机物结构性质等相关知识的横向联系 找出解题的突破口,在常规解法和计算技巧中灵活选用 2、有关溶液的计算 有关溶质溶解度的计算 有关溶液浓度(溶液的溶质质量分数和物质的量浓度)的计算 考查热点 有关溶液 pH 的计算 有关溶液中离子浓度的计算 有关溶解度和溶液浓度的计算,关键要正确理解概念的内涵,理清相互关系 一般可采用守恒法进行计算 解题策略 有关溶液 pH 及离子浓度大小的计算,应在正确理解水的离子积、pH 概念的 基础上进行分析、推理。解题时,首先明确溶液的酸(碱)性,明确 c(H ) 或 c(OH ) 3、有关反应速率、化学平衡的计算 利用化学反应速率的数学表达式进行计算 考查热点 各物质反应速率间的换算 有关化学平衡的计算 加强对速率概念、平衡移动原理的理解 解题策略 将等效平衡、等效转化法等分析推理方法与数学方法有机结合,在采用常规 解法的同时,可采用极值法、估算法等解题技巧 4、有关氧化还原、电化学的计算
2
+

氧化产物、还原产物的确定及量的计算 转移电子数、电荷数的计算 考查热点 解题策略 电极析出量及溶液中的变化量的计算 有关氧化还原反应的其他典型计算 关键在于根据得失电子总数相等,列出守恒关系式求解 运用计算技巧进行化学方程式的有关计算 考查热点 解题策略 热化学方程式中反应热、中和热、燃烧热的计算 深刻理解化学方程式、热化学方程式的含义,充分利用化学反应前后的有 关守恒关系 搞清各解题技巧的使用条件和适用范围,读懂题目,正确选择 6、有关综合计算 过量计算问题的分析讨论 混合物计算和解题技巧 复杂化学式的确定方法 考查热点 无数据计算的解决方法 数据缺省型的计算方法 讨论型计算的解题思路 隐含条件题的解决方法 化学图象题的解题技巧 认真审题,明确是常见综合计算中的哪种类型,寻求解决的合理思路和解决 方法 解题策略 善于抓住化学与数学知识间的交叉点,运用所掌握的数学知识,通过对化学 知识的分析,建立函数关系 5、有关化学方程式的计算

四、化学计算的常用方法与规律
1、差量法——根据变化前后的差量列比例式计算 解题的一般步骤可分为: ①准确写出有关反应的化学方程式; ②深入细致地分析题意,关键在于有针对性地找出产生差量的“对象” 及“理论差量” 。该“理论差量”可以是质量、物质的量、气体体积、 压强、密度、反应过程中热量的变化等,且该差量的大小与参加反应 物质的有关量成正比; ③根据反应方程式,从“实际差量”寻找比例关系,列比例式求解。
3

2、守恒法——利用质量、元素(原子) 、得失电子、电荷守恒计算 化学式:正化合价总数=|负化合价总数| 物质
化 学 变 化

电解质溶液:所有阳离子所带正电荷总数=所有阴离子所带负电 荷总数 氧化还 原反应 单一反应:氧化剂得电子总数=还原剂失电子总数 多个连续反应:找出化合价在变化前后真正变化的物 质及所反应的量
循 遵

化学反应 表 示 形 式

离子反应:等号两边离子所带电荷数相等 电化学 阳(负)极失电子总数=阴(正)极得电子总数 串联的原电池(电解池) ,各极上转移电子数相等 气相反应:反应物总键能=生成物总键能+反应热

化学方程式 遵 循 宏观:参加反应 m(反应物)=反应生成 m(生成物) 质量守恒定律—— 微观:元素种类不变,各元素原子个数守恒 利用守恒法解题可避免书写繁琐的化学方程式和细枝末节的干扰,直接找出其中特 有的守恒关系,提高解题的速度和准确度。守恒法解题成功的关键在于从诸多变化和繁 杂数据中寻找恒量对象关系。 3、关系式法——多步变化用物质的量的关系首尾列式计算 关系式法适用于多步进行的连续反应,以中间产物为媒介,找出起始原料和最终产 物的关系式,可将多步计算一步完成。有时利用关系式法列出的比例式与利用原子个数 守恒列出的比例式相一致,但不能一概而论,关键在于中间过程的变化。要善于区分, 正确选择解题技巧。 4、极值法——极端假设的计算方法 极值法就是将复杂的问题假设为处于某一个或某两个极端状态,并站在极端的角度 分析问题,求出一个极值,推出未知量的值,或求出两个极值,确定未知量的范围,从 而使复杂的问题简单化。 其主要应用于: (1)判断混合物的组成:把混合物看成某组分的纯净物进行计算,求出最大值、最 小值,再进行分析讨论。
4

(2)判断可逆反应中某个量的关系:把可逆反应看作向某个方向进行到底的状况。 (3)判断可逆反应体系中气体的平均相对分子质量的大小变化,把可逆反应看成向 左或向右进行的单一反应。 (4)判断生成物的组成:把多个平行反应看作逐个单一反应。 5、图象法——运用图象中的函数关系分析计算 一般解题思路: (1)根据题设条件写出各步反应的化学方程式,并通过计算求出各转折点时反应物 的用量和生成物的生成量,以确定函数的取值范围。 (2)根据取值范围,在图象上依次作起点、转折点、终点,并连接各点形成图象。 (3)利用图象的直观性,找出其中的函数关系,快速解题。 6、其他方法:化学计算的方法很多,除了上述 5 种方法外,还有估算法、讨论法、 平均值法、十字交叉法、终态法、等效平衡法等。 此外近几年的上海高考中还多次出现了借助数学工具解决化学问题的计算题,测试 学生将化学问题抽象成数学问题,利用数学工具,通过计算和推理,解决化学问题的能 力。主要包括数轴的应用、函数的思想、讨论的方法、空间想象的能力以及不等式的迁 移等方面的知识。此类题目的解题思路是:运用所掌握的数学知识,通过分析化学变量 之间的相互关系,建立一定的数学关系(等式、函数、图像关系、不等式、数列等) ,用 以解题。

五、化学计算专题复习策略
高考化学计算专题复习,各校根据学生实际、复习的模式和安排,有许多很好的方 法,笔者结合本校的特点,在高考化学计算专题复习中主要按照以下策略,现简述如下 和大家共同探讨。 1、严格按照教学大纲和考试大纲,以高考热点题为主,在基础题训练和拓展上下 功夫。 在复习中教师要认真钻研教学大纲和考试大纲,对教学大纲和考纲以外的知识和技 能,绝对不讲,不浪费学生复习时间,增加学生不必要的负担,如平衡常数、电离常数、 电离度等有关计算。对于高考热点,反而要不惜时间、精力,全方位不间断地加强训练。 如关于物质的量浓度的计算,不仅要讲计算,而且要和“一定物质的量浓度溶液的配制 实验”结合起来,让学生亲身体会化学计算与实验、实际的联系;而且要和气体溶质的 溶解、微溶物质溶解、物质溶解度等知识结合起来,消除学生思维的盲点,拓展学生的 思维,训练学生计算的基本技能。 2、不单纯为化学计算专题复习而复习,而把化学计算基本类型和方法规律的复习 分解渗透于其它各块知识的复习中,在平时的复习中下功夫。
5

纵观近几年的高考试题,以往的那种纯计算的大题已很少出现,而通常把计算与基 本概念、基本理论、元素化合物、有机化学联系在一起,是许多属于理论联系实际生产、 生活,属于开放性的甚至无数据的试题。这就要求我们教师在平时的复习中下功夫,要 把化学计算的各种基本类型分解渗透到各块知识的复习中,这样复习时,学生既有良好 的知识技能储备,又能对学生知识技能的复习更加系统化、条理化,进而提高复习的效 率。当然对于有关综合计算以及各类基本计算中方法技巧要求较高的试题,可在第二轮 复习中加以强化。 3、注重方法指导,在强化解题思想的归纳提炼上下功夫。 高考化学计算试题虽然形式多种多样,但归结起来就是那么几种基本的类型和方法 技巧,只要在平时的复习中,抓住学生的学习心理,注重方法指导,只要学生具备一定 的智力和良好的学科基础知识技能,相信计算不会成为高考中的关键障碍。 常见的计算类型、方法技巧规律前已总结,关键是如何指导学生如何清晰审题、分 清题型、熟练运用这些解题方法和技巧准确解题,即如何“开窃” 。在计算复习课中教师 要注重以下方法指导。(1)清晰审题:a.抓住关键字。b.注意各量的单位。c.弄清题目中 隐含的条件,如一定量浓 H2SO4、浓 HNO3 参加反应的先浓后稀问题,一种氧化剂(或还原 剂)和几种还原剂(或氧化剂)反应的先强后弱等问题。d. 看清量的变化问题,如某混 合液稀释到 250mL,再另取 10mL 进行实验。f.判断反应是否完全问题,如有机物完全燃 烧还是不完全燃烧等。g.有关图象的解析。(2)分清题型,激活知识储备,再现常用方法 和技巧,初步确定解决问题的思路。(3)有序演算准确解题。(4)总结试题特点,归纳提 炼解题思想,以便开阔视野、增强对新情境计算题的应变能力。 4、严格规范学生解题习惯,在减少解题失误上下功夫。 近几年的高考化学计算试题的评分标准都是分步计分的,在平时教师示范和对学生 的要求中,要强调解题时养成以下良好习惯,减少失误失分。(1)利用化学方程式计算格 式要规范。(2)过量问题的计算必须先判断后计算。(3)养成带单位运算的习惯。(4)有序 分步演算, 解题过程力求详细, 必要的推理和说明要用简要的文字表述。 (5)关键的 “设” 、 “答”不能少。(6)有效数字的取用要注意。考场如战场,要考出成绩,除具备扎实的基 础和良好的心理素质外,良好的解题习惯,科学的临场应试策略都是获取高分的必备的 素质。

六、拓展练习
1、 有一稀硫酸和稀硝酸的混合酸, 其中 H2SO4 和 HNO3 的物质是量浓度分别是 4mol/L 和 2mol/L,取 10mL 此混合酸,向其中加入过量的铁粉,待反应结束后,可产生标准状 况下的气体体积为(设反应中 HNO3 被还原成 NO) A、0.448L B、0.672L C、0.896L
6

( D、0.224L



(答案为 B。运用整体思维技巧) 2、将溶质 A 的质量分数为 5X 和 X 的两种溶液等体积混合,所得溶液中 A 的质量分 数小于 3X,则 A 可能是 ①H2SO4 A、①⑤ ②C2H5OH B、①④⑤ ③NH3 ④CH3COOH ⑤NaOH C、②③ D、②③④ ( )

(答案为 C,估算法) 3、某温度下,Wg 某物质在足量氧气中充分燃烧,其燃烧产物立即与过量的 Na2O2 固 体反应,固体质量增加 Wg。在①H2 HOCH2CH2OH 中,符合题意的是 A、均不符合 B、只有①②③ C、只有④⑤ D、全部符合 (答案为 D,差量法) 4、化合物 A 含硫(每个分子只含一个硫原子) 、氧以及一种或几种卤素。少量 A 与 水反应完全水解但不发生氧化或还原,所有反应产物均可溶于水。将 A 配成水溶液稀释 后分成几份,分别加入一系列 0.1mol/L 的试剂,现象如下: ①加入硝酸酸化的硝酸银,产生白色沉淀; ②加入氯化钡溶液,无沉淀产生; ③溶液经酸化后加入高锰酸钾溶液,紫色褪去,再加入硝酸钡溶液,产生白色沉淀。 (1)由此判断组成该化合物的元素中,可能存在的卤素有 的溶液中含有的离子可能有 。 ,A 与水反应后生成 ②CO ③CO 和 H2 混合物 ④HCHO ⑤CH3COOH⑥ ( )

(2)要确定该化合物的分子式,称取 11.90gA 溶于水稀释至 250.00mL,取 25.00mL 溶液加入足量的高锰酸钾和硝酸钡溶液, 使沉淀完全, 沉淀经洗涤、 干燥后称重为 2.33g。 试确定 A 的化学式,写出计算推理过程。 [解析]此题为计算推断题(1)Cl、F,H 、SO3 、HSO3 、Cl 、F 、 (少量 OH ) 。 (2)11.90gA 中含硫 2.33g/233g/mol×10=0.1mol,M(A)=11.90g/0.1mol=119g/mol A 中硫呈+4 价且只含一个硫原子,故 A 分子中只含一个氧原子和 2 个卤原子,两个 卤原子的式量为 119-32-16=71,只能是 2 个氯原子,A 的化学式为 SOCl2 5、一般情况下,较强的氧化剂[如 MnO2、KMnO4、KClO3、Ca(ClO)2 等]氧化盐酸时, 有如下反应规律:氧化剂+浓盐酸→金属氯化物+水+氯气。将 Ag 漂粉精(过量)放入 BL C mol/L 浓盐酸中。(1)写出发生反应的化学方程式 是 (用字母表示,并说明字母含义) ,列出求 D 的计算式,D= [解析]此题为数据缺省型计算题。(1)漂粉精与不同浓度的盐酸的反应为
7
+ 2-



。(2)欲测定盐酸被漂粉精氧化的最低浓度 D,缺少的条件 (假设溶液体积不变)

Ca(ClO)2+4HCl(浓)=CaCl2+2H2O+2Cl2↑,Ca(ClO)2+2HCl(稀)=CaCl2+2HClO。 (2)需测定“标准状况下生成 Cl2 的体积为 VL”

D=

BL × Cmol / L ?

V VL 4 × BC ? 22.4 L / mol 2 或 11.2 mol / L BL B

6、目前工业上主要采用离子交换膜法电解饱和食盐水,制得 Cl2 和 H2,并以获取的 气体来产生盐酸。将电解后所得的 Cl2 和 H2 按一定体积比,按图示流程合成质量分数为 36.5%的盐酸。 H2 和 Cl2 → 合成炉 → 石墨冷凝器 → 一级干燥塔 → 二级干燥塔 → 吸收塔 (1)写出电解饱和食盐水的化学方程式 为 。 (3)设每台电解槽平均每天消耗 2.3×10 mol 食盐,电解生成的 Cl2 与 H2 按体积比 1:1.15 通入合成塔,不考虑各阶段的物料损耗,理论上可生产 36.5%的盐酸 入合成炉,不考虑各阶段的物料损耗,则该厂每天生产 36.5%的盐酸 mt。则 m= [解析]此题为以具体工业生产为背景的关系式法计算题 (1)略 (2)26.8% (3)2.0t (4) 100an 7、已知 Cl 与 Ag ,每次新生成的 AgCl 中又有 10%见光分解成单质和 Cl2,Cl2 又可 在水溶液中歧化成 HClO3 和 HCl,而这样形成的 Cl-又与剩余的 Ag 作用生成沉淀,这样循 环往复,直到最终。现有含 1.1molNaCl 的溶液,向其中加入足量 AgNO3。求最终能生成 多少克难溶物(Ag 和 AgCl)?若最后溶液体积为 1L,求 C(H )为多少? [解析]此题为运用数列知识解决化学问题的试题。发生反应为 Ag +Cl =AgCl↓,2AgCl===2Ag+Cl2,3Cl2+3H2O=HClO3+5HCl 由题意可知 n(AgCl):n(Ag)=9:1,由 2AgCl——Cl2——1/3HClO 可知 1molAgCl 可转化为 HClO31/6mol, 因此 n(AgCl):n(Ag):n(HClO3)=9:1:1/6=54:6:1,总反应方程式为 60Ag +55Cl +3H2O=54AgCl↓+6Ag↓+ClO3 +6H ,从而求出 m(难溶物)=167.94g, C(H )=0.12mol/L 8、 (04 年上海高考题) 为 。
800℃ (2)已知 2CuFeS2+4O2——→Cu2S+3SO2+2FeO(炉渣),产物 Cu2S 在 1200℃高温下继续
+ + + + +
4



(2)已知工艺条件下食盐的溶解度为 36.5g,则该温度下饱和食盐水溶质的质量分数

t。 t。

(4)某厂现有相同的电解槽 n 台,每台每天消耗食盐 at,氯气与氢气以 1:b(b>1)通

-

+

58.5b

t

+

黄铜矿(主要成分 CuFeS2)是提取铜的主要原料。

(1)取 12.5g 黄铜矿样品,经测定含 3.60g 硫(杂质不含硫) ,矿样中 CuFeS2 含量

8

反应: 2Cu2S+3O2→2Cu2O+2SO2 2Cu2O+Cu2S→SO2 +6Cu 假定各步反应都完全,完成下列计算。 ①由 6molCuFeS2 生成 6molCu,求消耗 O2 的物质的量。 ②6molCuFeS2 和 14.25molO2 反应,理论上可得到多少摩尔铜。 ③6molCuFeS2 和 15.75molO2 反应,理论上可得到多少摩尔铜。 [解析]此题第(1)小题为化学式的基本计算,第(2)小题是多步反应关系式法和过量 问题相结合的计算题。 (1)82.8% (2)①CuFeS2→Cu+FeO+2SO2 ②O2 不足量 Cu2S+O2→2Cu+SO2 ③O2 过量 2Cu2S+3O2→2Cu2O+2SO2 n(Cu)=6mol×(1-15.75-15/3×2)=3mol 9、Na2S2O3?5H2O(俗称海波)是照相业常用的一种定影剂,常采用下法制备:将亚硫 酸钠溶液与硫粉混合共热,生成硫代硫酸钠 Na2SO3+S=Na2S203,滤去硫粉,再将滤液浓缩、 冷却, 即有 Na2S2O3?5H2O 晶体析出, 该法制得的晶体中常混有少量 Na2SO3 和 Na2SO4 的杂质。 为测定一种海波晶体样品的成分,某同学称取三份质量不同的该样品,分别加入相 同浓度的 H2SO4 溶液 20mL, 充分反应后滤出硫, 并将滤液微热 (假定生成的 SO2 全部逸出) , 测得有关实验数据如下(标准状况) : 第一份 样品的质量/g 二氧化硫的体积/L 硫的质量/g (2)根据上表数据分析,该样品 A、 只含有 Na2S203 B、含有 Na2S203 和 Na2S03 C、含有 Na2S203 、Na2S03,和 Na2S04 三种成分 (3)试计算,该样品中各成分的物质的量之比? (4)所加硫酸溶液的物质的量浓度为 ; (5)若将 63g 该样品与一定量的该硫酸溶液微热,欲计算生成 SO2 的体积,还需要提
9
O2

n(O2)=(1/2+2)×6mol=15mol n(Cu)=6mol-2×(15-14.25)mol=4.5mol

第二份 18.90 1.68 1.92 (填选项字母) ;

第三份 28.00 2.24 2.56 ;

12.60 1.12 1.28

(1)样品与硫酸可能发生反应的离子方程式为

供的一个数据是(用 a 表示该数值,并注明单位) 曲线。
b(L) 6.72 5.60 4.48 3.36 2.24 1.12 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06



试讨论:当 a 在不同取值范围时,SO2 的体积 b,并请在下图中画出 b 随 a 的变化的

a

[解析]这是一道综合题,题中涉及了混合物反应的计算,过量问题的计算、计算推 断、数据缺省型的计算、范围讨论计算及数形结合计算等。 答案:(1)略。由表中数据分析可知第一份、第二份样品进行实验时 H2SO4 足量,从 而求算得出(2)C 和(3)n(Na2S2O3):n(Na2SO3):n(Na2SO4)=4:1:1. (4)由表中数据分析可知第三份实验中 H2SO4 量不足,求出 C(H2SO4)=5.0mol/L。 (5)m 样品/m1=63g/12.60g=5,因此 63g 样品中含 Na2S203 0.2mol, Na2S03 和 Na2S04 各 0.05mol,H2SO4 与之恰好完全反应时需 0.25mol,体积为 0.05L。因此当 0<a<0.05L 时, b=V(SO2)=112aL 图象为
b(L) 6.72 5.60 4.48 3.36 2.24 1.12 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06

当 a≥0.05L 时,b=V(SO2)=5.6L

a

(注:关于化学基本理论、有机化学部分的计算在此不再赘述)

10


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