2012届高考化学第一轮导学案复习：根据化学方程式计算

【内容】
复习初三《水氢》
第三讲 根据化学方程式计算
【目标】
熟悉根据化学方程式计算的题型，掌握根据化学方程式计算的方法。
【知识讲解】
一、解题格式
1、认真审题：根据题意，写出正确的化学反应方程式或离子反应方程式或正确的关系式。这一点是有关化学方程式计算的前提。例如涉及H2S气体燃烧的有关计算首先要分析可能发生的化学方程式（O2不足，H2S过量：2H2S+O2 点燃 2S+2H2O；O2充足即过量，
2H2S+3O2 点燃 2SO2+2H2O；两种反应物均耗尽，但产物中既有S又有SO2。）；第二，看清题目中已知什么，需要求的是什么。例如求转化率（指反应物）还是产率（生成物）。题目提供的条件是否非常明了，有无隐含条件，根据化学原理直接导出，还是要根据数学、物理、化学知识推导而出等。
2、解题格式规范化。严格按照课本例题要求、解题过程规范、完整。计算过程必须带入单位。
例1：将Fe2O3溶于150ml的稀H2SO4中，待Fe2O3完全溶解后，再加入Fe粉，放出标准状况下气体3.36L，溶液中不再含有Fe和Fe3+。已知加入的铁粉和氧化铁共19.2g，计算：
（1）加入的Fe2O3和Fe各多少克？（2）稀H2SO4物质的量浓度。
解析：本题涉及的反应有三个Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O, Fe2(SO4)3+Fe=3FeSO4,
Fe+H2SO4=FeSO4 +H2↑。由 于溶液中不再含有Fe和Fe3+，显然，Fe除与H2SO4反应产生H2，余下Fe2O3和Fe物质的量必须相等。（相当于发生：Fe+Fe2O3+3H2SO4=3 FeSO4+3H2O）。
正确解题过程为：
解：（1）由Fe + H2SO4= FeSO4 + H2↑
1mol 1mol 1mol
0.15mol 0.15mol 0.15mol
设氧化铁物质的量为X，则与之反应的Fe物质的量亦为X。
因:Fe+Fe2O3+3H2SO4=3FeSO4+3H2O
则：160g/mol?x+(0.15+x)×56g/mol=19.2g
x=0.05mol
加入Fe2O3质量：0.05mol×160g/mol=8g
加入Fe粉的质量：19.2g?8g=11.2g
（2）产生H2消耗H2SO40.15mol，Fe 和Fe2O3反 应中消耗硫酸0.05mol×3=0.15mol，由于题目中并未指出H2SO4恰好反应（强调认真审题），因此
≥0.15mol+0.15mol=0.3mol
≥ =2mol/L
答：加入的Fe2O3为8g铁粉为11.2g，稀H2SO4物质的量浓度≥2mol/L。
二、常见计算方法
1、差量法：差量法适用于反应前后质量、物质的量、体积等变化。
例1：取Na2CO3和NaHCO3混合物9.5g先配成稀溶液,然后向该溶液中加入9.6g碱石灰，充分反应后Ca2+、HCO3-、CO32-恰好转化为沉淀，再将反应器内水蒸干，可得20g白色固体，求：（1）原混合物中Na2CO3和NaHCO3质量；
（2）碱石灰中CaO和NaOH质量。
解析：该题一般解法设Na2CO3、NaHCO3物 质的量为x、y立方程组（根据恰好沉淀），但费时。若仔细分析提供的数据以及反应原理，应用质量差计算更方便：加入物质共9.5g+9.6g=19.1g，生成固体20g，增加20g?19.1g=0.9g，这是什么原因？
CaO+H2O=Ca(OH)2 ①每有1molCaO吸收1mol水，质量增加18g而反应
Ca(OH)2+NaHCO3=CaCO3↓+NaOH+H2O ②又生成1mol水，即反应①②前后质量不变，但
Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH ③即反应①③要引起所加固体质量增加，即增加水的物质的量为 =0.05mol =0.05mol =5.3g =4.2g。
例2：某丁烷和乙炔的混合物0.1mol与20LO2（标况，O2过量）完全反应，将所得 混合物通入足量Na2O2固体粉末中，使之完全反应 ，得标况下气体17.2L。通过计算确定原混合气体中各烃为多少克？
解析：烃在氧气中燃烧生成CO2和水，需消耗一定量氧气 ，而CO2和H2O与Na2O2反应又能生成O2，两者之差即为反应中减少的氧气。解题过程为：
C4H10+ O2→4CO2+5H2O …… ①
4CO2+4Na2O2=4Na2CO3+2O2 …… ②
5H2O+5Na2O2=10NaOH+ O2 …… ③
①②③迭加得：C4H10+9Na2O2+2O2=4Na2CO3+10NaOH …… ④
在反应④中，1molC4H10，实际消耗2molO2
同理：C2H2+3Na2O2+O2=2Na2CO3+2NaOH
设C4H10、C2H2物质的量分别为x、y
x+y=0.1mol
2x+y=
x=0.025mol
y=0.075mol
2、讨论法：
例：将H2S和O2和混合气体通入温度为220℃的密闭容器中，在高温下使之燃烧，反应后再恢复至原温度测得此时容器中气体的压强比起始时减小28.6%。
问（1）在容器中H2S发生的是完全燃烧不是不完全燃烧？
（2）原混和气体中H2S所占的体积分数？
解析：首先应明确，同温同体积任何气体的压强比等于物质的量之比。显然，压强减小28.6%即物质的量减小28.6%。接下来就要根据物质的量减小28.6%讨论是完全燃烧还是不完全燃烧。解题过程为：
若H2S完全燃烧: 2H2S + 3O2 点燃 2SO2+2H2O Δn(减小) n%
2mol 3mol 2mol 2mol 1mol ×100%=20%
显然不等于28.6%,肯定为 不完全燃烧,而
2H2S + O2 = 2S + 2H2O Δn(减小) n%
2mol 1mol 2mol 1mol ×100%=33.3%
28.6%介于20%与33.3%之间应有两种情况。
①H 2S过量。设H2S、O2物质的量分别为x、y。
2H2S + O2 = 2S + 2H2O Δn
2 1 2 1
ymol ymol
=28.6% y=0.400x

②H2S与O2均消耗完全，但产物为S、SO2和H2O， 设H2S、O2物质的量分别为x、y，可将 x、y直接代入化学方程式中：
xH2S+yO2= SO2+ S+xH2O Δn
x y x
=28.6% y=0.748x

3．守恒法??上一讲已介绍。
４．极限法。
例：在500ml含有Fe3+ 、cu2+的溶液中投入11g铁粉，反应 完全后过滤，所得固体物质经干燥后称重为9g。滤液中的金属离子用0.3mol OH-恰好使它们完全沉淀。试求原溶液中Fe3+ 、Cu2+的物质的量浓度。
解析：本题的难点在于11g铁粉是否过量不清楚，但同学们必须明确：由于有剩余固体，则Fe3+ 全部转化为Fe2+，也就是说0.3mol OH-使金属离子完全沉淀，这些金属离子必为+2价（不是Fe2+ 就是Fe2+ 和Cu2+混合物）。由此得出：n金属离子=0.15mol。现在的问题是如何判断溶液中是Fe2+还是Fe2+ 和Cu2+混合物（即铁粉是否过量）？可用极限法。
解：设铁粉过量，则0.15mol为Fe2+，且这些Fe2+全部由Fe3+产生或全部由cu2+产生，它们分别消耗铁的质量为：
2Fe3+ + Fe = 3Fe2+
56g 3mol
2.8g 0.15mol
Cu2+ + Fe = Fe2+ + Cu
56g 1mol
8.4g 0.15mol
则铁粉一定过量（11g大于2.8g或8.4g）
设Fe3+ 、Cu2+物质的量分别为x、y
1.5x+y=0.15
28x?8y=2
x=0.08mol 0.16mol/L
y=0.03mol 0.06mol/L
从本题的解题过程看出：解题方法不是固定的，同一道题多种解法综合运用。
【能力训练】
（一）选择题（每小题有１－２个正确答案）
1、在温度和压强不变时，1L NO2高温分解，按2NO2 2NO+O2进行，达到平衡时气体体积变为1.2L，则NO2的分解率为（ ）
　　　A.20% B.30% C.50% D.40%
２、把氯气和氮气混合气1.12L（90%Cl2和10%N2）通过浓氨水，实验测得逸出的气体（除NH3）体积为0.672L（50%Cl2和50%N2），问反应后被氧化的氨的质量是（体积已换算成标况）（ ）
　　A. 3.4g B. 0.34g C. 1.36g D. 13.6g
3、在N2和H2合成氨反应中，达到平衡时氨占26%，则反应后气体体积缩小的百分率为（ ）
A. 52% B. 30% C. 26% D. 20.6%
4、有一在空气中暴露过KOH的固体，经分析知其含水7.65%，含K2CO34.32%，其余是KOH。若将ag样品放入bml 1mol/L的盐酸中，使其充分作用后，残酸用25.52ml cmol/l的KOH溶液恰好中和。蒸发所得溶液，得到固体质量的表达式中（单位为克）（ ）
A. 只含有b B. 应含有a C. 必有c D. 一定有a、b、c
5、在一包质量为8.2g由两种碳酸盐组成的混合物，加入足量稀盐酸，并微热之，若放出CO2气体4.4g，则下列哪种组合是可能的（ ）
A. NaHCO3与MgCO3 B. CaCO3 与Na2CO3
C. Ca(HCO3)2与MgCO3 D. Na2CO3与NaHCO3
二、计算题：
1、18.4gNaOH和NaHCO3固体混合物，在密闭容器中加热到250℃，以充分反应后排出气体，称得剩余固体质量为16.6g，计算原混和物中NaOH的质量分数。
2、1.92g铜和一定量的浓HNO3反应，随着铜的不断减少，反应生成的气体颜色也逐渐变浅，当铜反应完毕时，共收集到气体的体积为1.12L（标况），求反应中消耗硝酸的物质的量是多少？
3、在500mlCuSO4和Fe2(SO4)3的混合物中加入21.7g铁粉，充分搅拌，待完全反应后滤出残留物，称其质量为16.8g。在滤液中加4mol/LBaCl2溶液400ml，恰好使SO42-完全沉淀。求原溶液中CuSO4和Fe2(SO4)3物质的量浓度。
【能力训练答案】
一、选择题：
1. D 2. B 3. D 4.A 5. C
二、1. 0.543 2. 0.11mol
3. [Fe(SO4)3]=0.25mol/L

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