高考考点完全解读练习答案 9物质的量应用于化学方程式的计算

高考考点完全解读练习答案 9物质的量应用于化学方程式的计算

‎9、物质的量应用于化学方程式的计算 1． 复习重点 揭示化学反应中反应物。生成物之间的粒子数关系，并学习物质的量、物质的量浓度、气体摩尔体积等应用于化学方程式的计算。‎ ‎2．难点聚焦 ‎　　1．化学方程式中，各物质的化学计量数（v）之比，等于各物质的物质的量（n）之比。即均等于该化学方程式的“系数”之比。‎ ‎　　2．化学方程式中各气体在同温同压下的体积比，等于它们的化学计量数之比。即等于各气体在化学方程式中的“系数”比。‎ ‎　　3．遇到有关化学方程式的计算时，经常视情况将相关物质的质量，一定浓度和体积的溶液、气体体积换算出它们的物质的量，按化学计量数找出比例关系后入手运算。‎ ‎　　【知识要点】‎ ‎　　1．化学方程式中有关量的关系 ‎　　‎ ‎　　由上可看出，化学方程式中各物质的化学计量数之比等于组成各物质的粒子数之比，等于各物质的物质的量之比 ，等于气体体积比（同状况下），不等于质量之比。根据化学方程式列比例时应遵循上述比例关系。‎ ‎　　2．根据化学方程式计算时所列比例是否正确的判断依据是：“上、下单位要一致，左右单位要对应”。如：‎ ‎　　3．物质的量应用于化学方程式计算的一般格式 ‎　　（1）设所求物质的物质的量为n（B）［或质量m（B）］，或气体标准状况下体积V（B）、或溶液体积V［B（aq）］J。‎ ‎　　（2）写出有关反应的化学方程式。‎ ‎　　（3）在化学方程式有关物质的化学式下面先写出已知物和所求物的有关量的关系，再代入已知量和所求量。‎ ‎　　（4）写出所求物质的数学表达式。‎ ‎　　（5）写出解答和答案。‎ ‎　　如：6.5g Zn在与足量盐酸反应时产生的 在标准状况下的体积是多少升？‎ ‎　　解：设产生 的体积为V（ ）‎ ‎　　 ‎ ‎　　答：产生的 在标准状况下的体积是2.24L。‎ ‎　　4．规范用语 ‎　　 —表示 的物质的量 ‎　　 —表示方程式中 的化学计量数 ‎　　 —表示盐酸的物质的量浓度 ‎　　 —表示 溶液的体积 ‎　　 —表示 的体积 ‎　　 —表示混合物中 的质量分数 ‎　　 —表示 的质量 ‎　　在列比例及运算过程中都应带单位。‎ 3． 例题精讲 例1： 在一定条件下， 与足量的 固体完全反应后，产生的气体全部收集起来只有1.68L（标准状况），则此气体在标准状况下的密度为（  ）‎ ‎　　（A）　　（B） ‎ ‎　　（C）　　（D） ‎ ‎　　选题角度：此题是物质的量应用于化学方程式的计算。‎ ‎　　解析： ，根据反应的化学方程式： ， 全部转化为 时， ，其质量为 ，此气体即使部分转化为其他氧单质（如 ），其气体质量也不变，故 ，选（B）。‎ ‎　　答案：B ‎　　点评：本题审题时要细心，特别注意“在一定条件下”几个字，否则易将此气体当作纯氧气，得出 ，而错选（A）。‎ ‎　　例2： 将一块铁片放入500mL， 的 溶液中，反应一段时间后，取出铁片，小心洗净后干燥称量，铁片增重0.8g，反应后溶液中 的物质的量浓度是（ ）‎ ‎　　A．　　B． 　　C．　　D． ‎ ‎　　选题角度：考查挖掘关系量及缜密思维能力。‎ ‎　　解题思路：以方程式挖掘新的关系量，先求反应的 ‎ ‎　　 ‎ ‎　　剩余 　　∴ 　答案：C ‎　　点评：差量法是化学计算中常用的一种方法。所谓差量法是指一个过程中某物质始态量与终态量的差值，它可以是质量差、物质的量差、物质的量浓度差、气体的体积差。‎ ‎　　例3： 在托盘天平的两盘，放上质量相等的A、B两烧杯，调至平衡，然后分别倒入质量相等的足量盐酸，继而在AB两烧杯中放入下述各组物质，结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 ‎ ‎　　选题角度：考查对溶液增重和天平平衡原理的掌握。‎ ‎　　解题思路：以溶液增重计算为切入点，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）分别制得 为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，选A、C ‎　　答案：A、C ‎　　例题4： 和浓盐酸在一定温度下反应会生成绿黄色的易爆物二氧化氯，其变化可表述为：‎ ‎　　 ‎ ‎　　（1）请完成该化学方程式并配平（未知物化学式和系数填入框内）‎ ‎　　（2）浓盐酸在反应中显示出来的性质是_____（填写编号、多选倒扣）‎ ‎　　①只有还原性 ②还原性和酸性 　　③只有氧化性 ④氧化性和酸性 ‎　　（3）产生0.1molCl2 则转移电子的物质的量为_____mol ‎　　（4）ClO2 具有很强的氧化性。因此，常被用作消毒剂，其消毒的效率（以单位质量得到的电子数表示）是Cl2 的_____倍。‎ 选题角度：以陌生的化学反应方程式，考查对于物质性质的判断及利用新信息（消毒效果）处理问题的能力。‎ ‎　　解题思路：‎ ‎　　（1）根据化合价升降配平方程式 ‎　　 ‎ ‎　　未知物化学式可用观察法，由氢氧原子个数确定为H2O ‎ ‎　　（2）根据生成KCl 知2molHCl 显酸性，2molHCl 被氧化，显还原性。‎ ‎　　（3）产生1molCl2 转移电子2mol，所以产生0.1molCl2 时，转移电子0.2mol ‎　　（4）每摩尔ClO2 可得5mol电子，单位质量得电子数 ，而每摩尔Cl2 可得电子2mol，单位质量得电子数 ，二者比值为 ‎ ‎　　答案：（1）2，4，2，2，1，2H2O 　　（2）①  （3）0.2 （4）2.63‎ ‎　　例5：将0.04molKMnO4固体加热，一段时间后，收集到amol气体，此时KMnO4的分解率为x，在反应后的残留固体中加入足量的浓盐酸，又收集到bmol气体（设Mn元素全部以Mn2＋存在于溶液中）。试填写：‎ ‎　　（1）a＋b＝__________（用x表示）。‎ ‎　　（2）当x＝__________时，a＋b取最小值，且最小值为___________。‎ ‎　　（3）当a＋b＝0.09时，加热后所得残留固体的质量为___________g。‎ ‎　　选题角度：利用化学方程式，结合数学知识解决化学问题。‎ ‎　　解析：（1）参加分解反应的KMnO4物质的量为0.04xmol，剩余的KMnO4物质的量为0.04（1－x）mol，根据化学方程式计算。‎ ‎　　 ‎ ‎　　（2）因为x≤1，当x＝1，a＋b有最小值，最小值为0.08。‎ ‎　　（3）当a＋b＝0.09时，0.1－0.02x＝0.09，解得x＝0.5。‎ ‎　　加热后剩余固体的质量＝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）当x＝1，a＋b有最小值，最小值为0.08；（3）6g。‎ ‎　　点评：将化学问题抽象成为数学问题，利用数学工具，通过计算和推理（结合化学知识）解决化学问题，这是化学计算题考查的重要能力之一。‎ ‎　　例6：某化合物的化学式可表示为 （x、y为正整数）。为了确定x和y的值，取两份质量均为0.2140g的该化合物进行如下两个实验。将一份试样溶于水，在硝酸存在的条件下用 溶液滴定（生成 沉淀），共消耗24.0mL 0.100mol/L的 溶液。在另一份试样中加入过量 溶液并加热，用足量盐酸吸收逸出的 。吸收 共消耗24.0mL 0.200mol/L 溶液。试通过计算确定该化合物的化学式。（本题可能用到的相对原子质量：H为1.00、N为14.0、Cl为35.5、Co为58.9）‎ ‎　　选题角度：此题有多种解法，训练学生的发散思维。‎ ‎　　解析：从消耗 的物质的量可得化合物中 的物质的量；由吸收 所消耗 的物质的量可得 的物质的量，由试样质量减去 和 的质量可得钴离子的质量，除以钴的相对原子质量即得钴离子的物质的量。以钴离子的物质的量为1，即可确定x和y。‎ ‎　　解答：n表示物质的量，m表示质量 ‎　　 ‎ ‎　　 ‎ ‎　　 ‎ ‎　　 ‎ ‎　　 ‎ ‎　　 　　 ‎ ‎　　该化合物的化学式为 。‎ ‎　　启示：同一习题，提倡一题多解，培养发散思维能力。如本题亦可有如下解法：‎ ‎　　解法1：设0.2140g化合物的物质的量为n，根据关系式 ，得方程：‎ ‎　　 ① 　　 ②‎ ‎　　 ③‎ ‎　　联立①②③，解之得： ， 。‎ ‎　　该化合物的化学式为 。‎ ‎　　解法2：n表示物质的量，‎ ‎　　 ‎ ‎　　 ‎ ‎　　根据题意列方程组：　　   解方程组得： ‎ ‎　　该化合物的化学式为 。‎ ‎　　解法3：n表示物质的量。‎ ‎　　 　　 ‎ ‎　　   即： ‎ ‎　　该化合物化学式可写成 ，由题意得：‎ ‎　　   解之得： ‎ ‎　　该化合物的化学式为 。‎ ‎　　解法4：设0.2140g化合物的物质的量为c。‎ ‎　　 　　 ‎ ‎　　 ‎ ‎　　解联立方程得 ， ，所以，其化学式为 。‎ ‎　‎ ‎　　联立①、②解得： ， ，故化学式为 。‎ ‎4．实战演练 一、选择题 ‎1．相同质量的Mg和Al分别与足量的盐酸反应，所生成的氢气在标准状况下的体积比是 ‎ A. 2:3 B. 1:1 C. 3:4 D. 24:27‎ ‎2．200mL0.5mol/L的盐酸与14.3gNa2CO3·xH2O恰好完全反应，且生成正盐，则x值为 ‎ A. 5 B. 6 C. 9 D. 10‎ ‎3．实验室用二氧化锰和浓盐酸反应制Cl2，当有36.5gHCl被氧化时，可生成Cl2 ( )‎ ‎ A. 35.5g B. 36.5g C. 71g D. 73g ‎4．同物质的量浓度的盐酸、硫酸、磷酸分别与同物质的量浓度、同体积的氢氧化钾溶液作用生成正盐，需要三种酸的体积比为 ( )‎ ‎ A. 1:1:1 B. 1:2:3 C. 3:2:1 D. 6:3:2‎ ‎5．物质在相互反应时 ( )‎ A. 它们的质量一定相等 B. 它们的物质的量一定相等 ‎ C. 它们的质量比等于方程式中化学计量数之比 D. 它们物质的量比等于方程式中化学计量数之比 ‎6．在一定体积的容器中，加入1.5mol氙气和7.5mol氟气，于400℃和2633KPa下加热数小时，然后迅速冷却至25℃，容器内除得到一种无色晶体外，还余下4.5mol氟气。则所得无色晶体产物中，氙与氟的原子个数比是 ( )‎ ‎ A. 1:2 B. 1:3 C. 1:4 D. 1:6‎ ‎7．0.05mol/L某金属氯化物20mL，恰好与20mL0.1mol/L的AgNO3溶液反应，则该金属氯化物的化学式可表示为 ( )‎ ‎ A. XCl B. XCl2 C. XCl3 D. XCl4 ‎ ‎8．固体A在一定温度下分解生成气体B、C和D：2A(s)==B(g)+2C(g)+3D(g)。若测得生成气体的质量是相同体积的H2的15倍，则A的摩尔质量是 ( )‎ ‎ A. 30g/mol B. 60g/mol C. 90g/mol D. 120g/mol ‎9．将5g含镁、锌、铁的三种金属的混合物投入40mL稀硫酸中，恰好完全反应，生成的氢气在标准状况下的体积是2.8L。则这三种金属的物质的量之和为 ( )‎ ‎ A. 0.25mol B. 0.125mol C. 0.1mol D. 0.5mol ‎10．在一定温度下，氯化银饱和溶液中Ag+浓度和Cl-浓度乘积为一常数。现将足量AgCl固体分别加入①10mL蒸馏水；②30mL0.1mol/LNaCl溶液；③5mL0.5mol/LNaCl溶液；④10mL2mol/LHCl中，使AgCl溶解并达到饱和。各种溶液中Ag+离子浓度由大到小排列的正确顺序是 ( )‎ ‎ A. ④>②>③>① B. ①>②>③>④ C. ①>②>④>③ D. ①>③>②>④‎ 二、选择题每小题有一至二个选项符合题意 ‎11．向+1价某金属碘化物的溶液中，逐滴加入AgNO3溶液，直至沉淀完全为止，已知生成新溶液的质量与原碘化物溶液的质量相等，则原硝酸银溶液中AgNO3的质量分数为( )‎ ‎ A. 72% B. 54% C. 28% D. 无法确定 ‎12．已知某KOH样品中含水7.62%，含K2CO32.28%，含KOH90%。再将1.00g样品加入46.00mL1.00mol/L的盐酸中，过量的酸用1.070mol/L的KOH中和。蒸发溶液，蒸发到无水时，可得到固体的质量为 ( )‎ ‎ A. 3.00g B. 3.43g C. 4.50g D. 无法计算 ‎13．0.1mol某元素的单质直接中氯气反应后，质量增加7.1g，这种元素是 ( )‎ ‎ A. Mg B. Na C. Al D. Fe ‎14．天平的两个托盘中分别放上盛200mL1mol/L盐酸溶液的烧杯，这时天平正好平衡。此时，向一个烧杯中加入锌，另一个烧杯中加入镁，充分反应后，天平仍保持平衡。则所加入的两种金属质量或物质的量可能是 ( )‎ ‎ A. 各6.5g B. 各0.1mol C. 各10g D. 各5g ‎15．将KCl和KBr的混合物13.400g配成500mL溶液，通入足量Cl2，充分反应后将溶液蒸干，得固体11.175g。则原来所配溶液中，K+、Cl-、Br-的物质的量浓度之比是 ( )‎ ‎ A. 3:2:1 B. 4:3:2 C. 5:3:2 D. 2:1:1‎ ‎16．7.4gNa2CO3·10H2O和NaHCO3组成的混合物溶于水，配成100mL溶液，其中c(Na+)=0.6mol/L，若把等质量的该混合物加热至恒重时，残留物的质量是 ( )‎ ‎ A. 3.18g B. 2.21g C. 5.28g D. 4.22g ‎17．7g炭粉与14g氧气在一定条件下完全反应生成21g氧化物，则生成物中CO与CO2的物质的量之比是 ( )‎ ‎ A. 1:1 B. 2:1 C. 2:3 D. 3:2‎ ‎18．有A2、B2两种单质，相互反应后生成化合物C。已知B2的相对分子质量是A2的2倍，反应时A2与B2的质量比为3:2，符合上述条件的反应是 ( )‎ ‎ A. 3A2+B2==2A3B B. 3A2+2B2==2A3B2 C. A2+3B2==2AB3 D. 2A2+B2==2A2B ‎ ‎19．现有10%的CaCl2溶液，往其中加入10%的Na2CO3溶液至恰好反应，生成10g沉淀。滤掉沉淀，将滤液恒温蒸发掉90g水后恢复到原来温度，所得溶液中溶质的质量分数是 ( )‎ ‎ A. 5% B. 10% C. 15% D. 20%‎ ‎20．有25mL未知浓度的硫酸溶液，在加入25mL0.5mol/LBa(NO3)2溶液后，改加NaOH溶液，结果用去1.0mol/LNaOH溶液50mL恰好完全中和，则硫酸的物质的量浓度是 ( )‎ ‎ A. 0.5mol/L B. 1.0mol/L C. 1.5mol/L D. 2.0mol/L 三、填空题(‎ ‎21．(6分)6.5g锌与500mL盐酸恰好完全反应，则能产生H2_________L(标准状况)，这种盐酸的物质的量浓度是____________。‎ ‎22．(12分)在标准状况下，把1体积Cl2、5体积O2跟11体积H2混合，这三种气体的物质的量之比是___________，质量比是__________，混合气体的平均式量是__________；如果在密闭容器中将混合气体用电火花引燃后，恰好完全反应，所得盐酸(ρ=1.143g/cm3)的物质的量浓度是__________。‎ ‎23．(10分)含有H2和Cl2的混合气体100mL(标准状况)，其中一种气体体积为45mL，另一种为55mL。光照后使两种气体反应后又恢复到标况，气体体积为________mL。为证明反应后气体中H2或Cl2有剩余，使气体通过10mL水，并使剩余气体干燥后恢复到标况。则：‎ ‎ ⑴若剩余________mL气体，证明有________剩余； ⑵若溶液中有________性质，证明有_________剩余。‎ ‎24．将由CaCO3、MgCO3组成的混合物充分加热至质量不再减少时，称得残留物的质量是原混合物的一半，则残留物中Ca、Mg两元素的物质的量之比是_________。‎ ‎25．世界环保联盟即将全面禁止在自来水中加氯气，推广采用广谱高效杀菌消毒剂二氧化氯(ClO2，黄绿色气体)。目前欧洲和我国主要采用Kesting法(原料为氯酸钠和盐酸)制取ClO2，该法的缺点是同时产生Cl2(占ClO2体积的一半)，使产物纯度降低。‎ ‎ ⑴试写出该法制ClO2的化学方程式___________________________________________。‎ ‎ ⑵Cl2和ClO2都是通过强氧化作用而杀菌消毒，试计算出在同质量时，ClO2的氧化能力是Cl2的____倍。‎ ‎26．将O2、CH4、Na2O2放入密闭容器中，若250℃时用电火花引燃后，容器中的压强为零。‎ ‎ ⑴判断反应后的产物只有是__________________，其物质的量之比为___________。‎ ‎ ⑵三种反应物的物质的量之比为________________________。‎ ‎27．为完全中和某一强酸溶液，需用amol(质量为bg)的NaOH。问：‎ ‎ ⑴若改用bgKOH，反应后溶液呈_______性。‎ ‎ ⑵若改用bgBa(OH)2，反应后溶液呈_______性。‎ ‎ ⑶若改用amolKOH，反应后溶液呈_______性。‎ ‎ ⑷若改用amolBa(OH)2，反应后溶液呈_______性。‎ ‎ ⑸若改用b/2gCa(OH)2，反应后溶液呈_______性。‎ 四、计算题 ‎ 28．1.15g金属钠跟水反应，得到100mL溶液，试计算：‎ ‎ ⑴生成的气体在标准状况下是多少毫升？‎ ‎ ⑵反应后所得溶液的物质的量浓度是多少？‎ ‎29．在标准状况下，10L由H2、CO2、CO、N2组成的混合气体中，再加入6LO2，使之燃烧，燃烧后，在标准状况下测得其气体体积为7.5L，将这些气体通过盛NaOH的洗气瓶，其体积变为2L，该2L气体在标准状况下是氢气密度的15.5倍，计算原混合气体中各气体的体积。‎ ‎30、实验室测定CO2的相对分子质量。‎ ‎ ⑴制备纯净的CO2气体时，常用的药品是____________________。为了有效地除去CO2气体中少量的水蒸气、HCl、H2S气体杂质，请在下列装置中(见下图)，根据要求做适当选择，填写下表。‎ 除去杂质 所选装置(填入标号)‎ 反应的化学方程式或原因 ‎①HCl ‎②H2O ‎③H2S ‎④气体通过顺序(以标号表示)‎ ‎——‎ ‎ ⑵先称得充满空气的带塞瓶质量为198.847g。然后用排气集气法将CO2充满该瓶，并称得其质量为199.90g，又测得瓶内的容积为500mL。已知空气的平均相对分子质量为29，试计算CO2相对分子质量的实验值。计算结果必须保留一位小数。(以上数据均为标准状况下的数据) ‎ ‎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 (每线3分) 22、1:5:11 71:160:22 14.9 9.04mol/L (每线3分)‎ ‎23、⑴100 ⑴10 H2 ⑵漂白 Cl2 (每线2分) 24、1:3‎ ‎25、⑴2NaClO3+4HCl==2NaCl+Cl2+2ClO2+2H2O ⑵2.63(提示：可计算每转移1mol电子时所需两种氧化剂的质量) (每线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碱 ⑸酸 28、⑴560mL ⑵0.5mol/L (每小题4分)‎ ‎22、H2：4L CO：5L CO2：0.5L ‎ ‎30、⑴CaCO3，盐酸 ①C NaHCO3+HCl==NaCl+CO2↑+H2O ②A 浓H2SO4 具有吸水性 ‎③E CuSO4+H2S==CuS↓+H2SO4 ④C→A→E