专题十九 化学计算
【课前自主复习与思考】
1．阅读《必修1》课本或教参，自己整理以物质的量为中心的有关计算网络关系。
用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是（ ） A．常温常压下的33.6L氯气与27g铝充分反应，转移电子数为3NA B．标准状况下，22.4L己烷中共价键数目为19NA
C．由CO2和O2组成的混合物中共有NA个分子，其中的氧原子数为2NA D．1L浓度为1mol·L的Na2CO3溶液中含有NA个CO3 【考纲点拨】
根据2011年江苏考试说明，化学计算的分值约占总分的12％。因此，值得重视。有些同学由于水平和时间关系，往往放弃计算，其实不是明智之举。近年来，计算考查难度下降，步骤简单，或许计算的数值有点繁琐，但计算的思维确实简单。
考查热点：
Ⅰ以NA为载体的计算；
Ⅱ守恒计算，如原子守恒、电荷守恒等；
Ⅲ多步计算寻找首尾关系，多见于氧化还原滴定；
Ⅳ反应热和盖斯定律、化学平衡常数和用化学平衡常数计算反应物的转化率、Ksp等。
【自主研究例题】
工业上以海水为原料可获得金属镁及其多种化合物。其中Mg(OH)2是制备镁盐、耐火材料和阻燃剂等的重要原料。已知：①25℃时，Mg(OH)2的溶度积Ksp=5.6×10； ②Mg(OH)2(s)=MgO(s)+H2O(g) △H= +81.5kJ·mol。试回答下列问题： （1）下列叙述正确的是 。（填字母序号） A．从海水中获得Mg(OH)2工业上选择 NaOH作沉淀剂
B．Mg(OH)2能用作阻燃剂主要因为分解吸热且生成MgO覆盖可燃物
-1
-12
-1
2-
用心 爱心 专心 - 1 -
C．工业上由Mg(OH)2制金属镁的流程如下：
Mg(OH)2盐酸MgCl2溶液蒸发结晶MgCl2固体熔融电解Mg
（2）已知酸碱指示剂百里酚蓝变色的pH范围如下：
pH 颜色 ＜8.0 黄色 8.0~9.6 绿色 ＞9.6 蓝色 25℃时，Mg(OH)2的饱和溶液中滴加2滴百里酚蓝指示剂，溶液所呈现的颜色为 。 （3）达喜是中和胃酸的常用药物，其有效成分是铝和镁的碱式碳酸盐。现进行如下实验确定化学式：
实验一：取该碱式盐3.01 g充分灼烧至恒重，测得固体质量减少了1.30 g；
实验二：再取该碱式盐3.01 g使其溶于足量的盐酸中，产生CO2的体积为112 mL（标准状况）；
实验三：向实验二的溶液中加入足量的NaOH溶液得到1.74 g白色沉淀。
①达喜中Mg与Al的物质的量之比为 。 ②计算达喜的化学式。
【高考链接】
【例1】（2010江苏高考第5题）设NA为阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是（ ） A．常温下，1L1mol·L的NH4NO3溶液中氮原子数为0.2NA B．1mol羟基中电子数为10NA C．在
反应中，每生成3molI2转移的电子数为6NA
-1
2+
3+
D．常温常压下，22.4L乙烯中C—H键数为4NA
【例2】（2010江苏小高考第23题）某溶液中可能含有下列6种离子中的某几种：Cl、SO4、2－+++
CO3、NH4、Na、K。为确认溶液组成进行如下实验：（1）200 mL上述溶液，加入足量BaCl2溶液，反应后将沉淀过滤、洗涤、干燥，得沉淀4.30 g，向沉淀中加入过量的盐酸，有2.33 g沉淀不溶。（2）向（1）的滤液中加入足量的NaOH溶液，加热，产生能促使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体1.12 L（已换算成标准状况，假定产生的气体全部逸出）。由此可以得出关于原溶液组成的正确结论是
2－2－+－++
A．一定存在SO4、CO3、NH4，可能存在Cl、Na、K
2－2－+－++
B．一定存在SO4、CO3、NH4、Cl，一定不存在Na、K
2－－1+2－
C．c(CO3)＝0.01 mol·L，c(NH4)＞c(SO4)
－2－
D．如果上述6种离子都存在，则c(Cl)＞c(SO4)
－
2－
【例3】（江苏2009高考第20题）联氨（N2H4）及其衍生物是一类重要的火箭燃料，N2H4与
用心 爱心 专心
- 2 -
N2O4反应能放出大量的热。
⑴已知：2NO2(g)= N2O4(g) △H= —52.70KJ·mol。一定温度下，在密闭容器中反应2NO2(g)
N2O4(g)达到平衡。其他条件不变时，下列措施能提高NO2转化率的是
—1
（填字母）。A．减小NO2的浓度 B．降低温度 C．增加NO2的浓度 D．升高温度 ⑵25℃时，1.00g N2H4(l)与足量N2O4(l)完全反应生成N2(g)和H2O(l)，放出19.14KJ的热量。则反应2 N2H4(l)+ N2O4(l)= 3N2(g+ 4H2O(l)的△H= KJ·mol。
⑶17℃、1.01×10Pa，密闭容器中N2O4 和NO2的混合气体达到平衡时，c(NO2)=0.0300 mol·L、c(N2O4)=0.0120 mol·L。计算反应2NO2(g)
－1
－1
5
—1
N2O4(g)的平衡常数K。
⑷现用一定量的铜与足量的浓硝酸反应，制得1.00L已达到平衡的N2O4 和NO2的混合气体（17℃、1.01×10Pa），理论上至少消耗Cu多少克？
5
【例4】（江苏2008高考第20题）将一定量的SO2和含0.7mol氧气的空气（忽略CO2）放入
一定体积的密闭容器中，550℃时，在催化剂作用下发生反应：2SO2+O2
2SO3（正反应放
热）。反应达到平衡后，将容器中的混合气体通过过量NaOH溶液，气体体积减少了21.28L；再将剩余气体通过焦性没食子酸的碱性溶液吸收O2，气体的体积又减少了5.6L（以上气体体积均为标准状况下的体积）。（计算结果保留一位小数）
请回答下列问题：
（1）判断该反应达到平衡状态的标志是 。（填字母） a．SO2和SO3浓度相等 b．SO2百分含量保持不变
c．容器中气体的压强不变 d．SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等 e．容器中混合气体的密度保持不变
（2）欲提高SO2的转化率，下列措施可行的是 。（填字母） a．向装置中再充入N2 b．向装置中再充入O2 c．改变反应的催化剂 d．升高温度
（3）求该反应达到平衡时SO3的转化率（用百分数表示）。
（4）若将平衡混合气体的5%通入过量的BaCl2溶液，生成沉淀多少克？
【例5】(江苏2008高考第14题)某有机样品3.1g完全燃烧，燃烧后的混合物通入过量的澄
清石灰水，石灰水共增重7.1g，经过滤得到10g沉淀。该有机样品可能是（ ） A．乙二醇 B．乙醇 C．乙醛 D．甲醇和丙三醇的混合物
【例6】(江苏2008高考第13题)研究反应物的化学计量数与产物之间的关系时，使用类似
数轴的方法可以收到的直观形象的效果。下列表达不正确的是
12COCO2CO2n(CuO)n(C)A．密闭容器中CuO和C高温反应的气体产物：
CO
- 3 -
用心 爱心 专心
11.5FeCl2FeCl3FeCl3n(Cl2)n(Fe)B．Fe在Cl2中的燃烧产物：
FeCl2
34Al(OH)3AlO2-n(NaOH)AlO2-C．AlCl3溶液中滴加NaOH后铝的存在形式：
1Al(OH)3Al3+n(AlCl3)
2NH4HSO4(NH4)2SO4(NH4)2SO4n(NH3 H2O)n(SO2)D．氨水与SO2反应后溶液中的铵盐：NH4HSO4
【例7】(江苏2010高考第20题) 以水氯镁石(主要成分为MgCl2?6H2O)为原料生产碱式
碳酸镁的主要流程如下： H2O NH3 水氯 溶 解 预氨化 镁石
(l)预氨化过程中有Mg(OH)2沉淀生成，已知常温下Mg(OH)2的Ksp?1.8?10c?OH?NH3、NH4HCO3 滤液 沉淀镁 热水解 过滤 碱式 碳酸镁 ?11，若溶液中
??3.0?10?6mol?L，则溶液中c?Mg?12??= 。
(2)上述流程中的滤液浓缩结晶，所得主要固体物质的化学式为 。 (3)高温煅烧碱式碳酸镁得到MgO。取碱式碳酸镁4.66g，高温煅烧至恒重，得到固体2.00g和标准状况下CO20.896L，通过计算确定碱式碳酸镁的化学式。
(4)若热水解不完全，所得碱式碳酸镁中将混有MgCO3，则产品中镁的质量分数 ▲ （填 “升高”、“降低”或“不变”）。
【自我检测】
1．用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是（ ）
- 4 -
用心 爱心 专心
A．常温常压下11g CO2中共用电子对的数目为NA B．11.2L乙烯、乙炔的混合物中C原子数为NA C．1 L1 mol·LNa2CO3溶液中含CO3离子数为NA D．1mol乙醇和1mol乙酸反应生成的水分子数为NA
2．用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是（ ）
A．3.6g碳与3.36LO2一定条件下恰好完全反应，生成CO分子数一定为0.3 NA B．6.9g钠与足量的CO2和H2O(g)混合气体充分反应，转移的电子数一定为0.3NA
+
C．25℃时， 0.15mol/L的Na2CO3溶液中，Na数目为0.3NA D．标准状况下，2.24L氯仿中含有C－Cl数目为0.3NA
3．用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法中正确的是（ ） A．1L 0.1mol·L的FeCl3溶液中有0.1NA个Fe
B．Na2O2与H2O反应生成11.2LO2，反应中转移的电子数约为2NA C．60g二氧化硅中Si—O键个数为2NA
D．在标准状况下，Cl2和H2的混合气22.4升，光照后原子总数为2NA个
4．用NA表示阿伏伽德罗常数的值。下列叙述正确的组合是 （ ） ① 2.3 g Na和足量的O2完全反应，在常温和燃烧时，转移电子数均为0 .1NA ② 含0.2 mol H2SO4的浓硫酸与足量铜反应，生成SO2的分子数为0.1 NA
③ 标准状况下，2.24L Cl2通入足量H2O或NaOH溶液中转移的电子数均为0.1NA。 ④ 25℃时，pH＝13的1.0LBa(OH)2溶液中含有的OH数目为0.2NA ⑤ 100 mL 1 mol·L AlCl3溶液中含阳离子数大于0.1NA
⑥ 含有NA个NO2、N2O4分子的混合气体，降低温度，混合气体的分子总数小于NA
A．①②⑥ B．②④⑥ C．③⑤⑥ D．①⑤⑥
＋＋－2＋
5．今有一混合物的水溶液，只可能含有以下离子中的若干种：K、NH4、Cl、Mg、 2＋2－2－
Ba、CO3、SO4，现取三份100mL溶液进行如下实验：
（1）第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生
（2）第二份加足量NaOH溶液加热后，收集到气体0.04mol
（3）第三份加足量BaCl2溶液后，得干燥沉淀6.27g，经足量盐酸洗涤、干燥后，沉淀质量为2.33g。根据上述实验，以下推测正确的是
＋2－
A K一定存在 B 100mL溶液中含0.01mol CO3
－2＋2＋
C Cl可能存在 D Ba一定不存在，Mg可能存在
6．用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是（ ） A．标准状况下，22.4L乙醇中含有的碳原子数目为2NA B．1mol CnH2n含有的共同电子对数为（3n+1）NA
C．1mol CO2与1mol Na2O2完全反应时，转移的电子数目为NA
3+
D．1mol/L的FeCl3溶液中，所含Fe的数目小于NA
7．一定条件下用甲烷可以消除氮氧化物（NOx）的污染。已知：
① CH4 ( g )+4NO2( g )=4NO( g ) +CO2( g )+2H2O( g ) △H＝一574 kJ·mol ② CH4 ( g )+4NO( g )=2N2( g )+CO2( g )+2H2O( g ) △H＝一1 160 kJ·mol
一1－1
－1
－
－1
3+
－1
－2
。
用心 爱心 专心 - 5 -
下列正确的选项是（ ）
A．CH4 ( g )+2NO2 ( g )= N2( g )+CO2 ( g )+2H2O ( l) △H＝一867 kJ·mol B．CH4催化还原NOx为N2的过程中，若x=1.6，则转移的电子总数为3.2 mol C．若0.2 mol CH4还原NO2至N2，在上述条件下放出的热量为173.4 kJ
D．若用标准状况下4.48L CH4 还原NO2至N2，整个过程中转移的电子总数为3.2 mol 8．在密闭容器中，将1.0 mol CO与1.0 mol H2O混合加热到800℃，发生下列反应： CO（g）+H2O（g）
CO2（g）+H2（g）。一段时间后该反应达到平衡，测得CO的物质的量为
－1
0.5 mol。则下列说法正确的是（ ）
A．800℃下，该反应的化学平衡常数为0.25 B．427℃时该反应的平衡常数为9.4，则该反应的△H＜0
C．800℃下，若继续向该平衡体系中通入1.0 mol的CO（g），则平衡时CO物质的量分数为33.3%
D．800℃下，若继续向该平衡体系中通入1.0 mol的H2O（g），则平衡时CO转化率为66.7% 9．氯化铁是常见的水处理剂，无水FeCl3的熔点为555K、沸点为588K。工业上制备无水FeCl3的一种工艺如下：
（1）试写出吸收塔中反应的离子方程式：____________________________ 。 （2）已知六水合氯化铁在水中的溶解度如下： 温度/℃ 溶解度(g/100gH20)
从FeCl3溶液中获得FeCl3·6H2O的方法是： 。 （3）捕集器中温度超过673K，存在相对分子质量为325的物质，该物质的分子式为： 。
（4）室温时在FeCl3溶液中滴加NaOH溶液，当溶液pH为2.7时，Fe开始沉淀；当溶液pH为4时，c(Fe) = mol/L（已知：Ksp[Fe(OH)3]= 1.1×10
3+
－36
3+
0 74.4 10 81.9 20 91.8 30 50 80 100 106.8 315.1 525.8 535.7 ）。
（5）FeCl3的质量分数通常可用碘量法测定：称取m克无水氯化铁样品，溶于稀盐酸，再转移到100mL容量瓶，用蒸馏水定容；取出10mL，加入稍过量的KI溶液，充分反应后，滴入某一指示剂并用c mol/L Na2S2O3溶液滴定用去V mL。 （已知：I2+2S2O3=2I+S4O6）
2－
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用心 爱心 专心 - 6 -