1、課時 4 物質的量與化學計算課時詮釋在近幾年高考中，對化學計算的考查逐年增加，而學生平時養(yǎng)成的重思維而輕結果的做題 習慣，也使化學計算成為制約學生得高分的一個重要因素，因此加強化學計算能力也成為 教學重點。最常見的化學計算方法有關系式法、差量法、終態(tài)法、守恒法等。在這幾種計算方法中，充分體現(xiàn)了物質的量在化學計算中的核心作用和紐帶作用，依據(jù)化 學方程式的計算又是各種計算方法的基礎，其解題步驟如下：1根據(jù)題意寫出并配平化學方程式。2依據(jù)題中所給信息及化學方程式判斷過量物質，用完全反應物質的量進行計算。3把已知的和需要求解的量分別寫在化學方程式有關化學式的下面，兩個量及單位“上下 一致，左右相當”。

2、4選擇有關量（如物質的量、氣體體積、質量等）的關系作為計算依據(jù)，列比例式，求未知 量。解題模板：現(xiàn)以2f+Q點燃,2H0為例，方程式中有關量的關系如下:2H2+0 =:2fO2:12化學計量數(shù)之比物質的量之比標況下氣體2 mol1 mol2 mol體積之比2X22.4 L:1X22.4 L質量之比4 g:32 g36 g化學方程式中各物質的化學計量數(shù)之比=各物質的物質的量之比，等于氣體體積之比（相同狀況下）工質量之比。根據(jù)化學方程式列比例式時應遵循上述比例關系。注意：根據(jù)化學方程式計算時，所列比例是否正確的判斷依據(jù)是：“上下單位要一致，左右單位要對應”。如關系式法是表示兩種或多種物質之間“物質

3、的量”關系的一種簡化式子。在多步反應中， 它可以把始態(tài)的反應物與終態(tài)的生成物之間的“物質的量”關系表示出來，把多步計算簡 化成一步計算。正確書寫關系式是用關系式法解化學計算題的前提。典題示例【示例1】（江蘇高考節(jié)選）軟錳礦（主要成分MnO,雜質金屬元素Fe、Al、Mg等）的水懸濁液與煙氣中SO反應可制備MnSO-H2O,反應的化學方程式為：Mn（ SO=MnSOZn + 2HC165客-2HKXZnCh十H,對應2HCZiKT對應一致對一致一垃一微點聚焦對對一致對一解答連續(xù)反應類型計算題的捷徑一一關系式法2（1）質量為17.40 g純凈MnO最多能氧化 _L（標準狀況）SO2。準確稱取0.17

4、1 0 g MnSO4-H2O樣品置于錐形瓶中，加入適量HPO和NHNO溶液，加熱 使MrT全部氧化成MrT，用c（Fe2+）=0.050 0 molL的標準溶液滴定至終點（滴定過程中MR+被還原為MrT），消耗Fe2+溶液20.00 mL。計算MnSOH2O樣品的純度（請給出計算過 程）。解析 根據(jù)提供的化學方程式知，1 mol MnO2氧化1 mol SO2,貝卩17.40 g純凈的MnO17.4 g最多能氧化標 準狀況下SO的體積為-1X22.4 L-mol1=4.48L。87 g-mol根據(jù)滴定原理可得關系式：MrTMrTFe2+,n(Fe2+)=0.050 0 mol-L-1x0.0

5、2 L=_ 32_L2_L一 31.00 x10 mol,貝yn(Mn)=n(Fe )=1.00 x10 mol,n(MnSO-H2O)=1.00 x103molx169 g-mol_1=0.169 g，故MnSOH2O樣品的純度為：x100%F98.8%。答案（1）4.482+_!20.00 mL_3(2)n(Fe )=0.050 0 mol-L x-1=1.00 x10 mol1 000 mL-Ln(Mn+)=n(Fe+)=1.00 x10 mol31n(MnSC4-H2O)=1.00 x10 molx169 g-mol=0.169 g0.169 gMn SOH2O樣品的純度為：。仍。仍0

6、 gx100%= 98.8%【解法模板】關系式法解題步驟1在多步連續(xù)進行的化學反應中考慮，關系式法。在進行多步反應的計算時，一般的解題步驟為廠育鼻名爭皮僉胡花尊牙雜氏無義花爭芳寂靈莪蟲社務申齊鬲輛應:異確愛己跖筋 質、中介物質、所求物履之間的量（質量甄竹質的童或 相同條件下氣體的體積）的關系；歸定已知物威和餅求務廚乏間量的關索根提所疇定的已知物鬲和所瑕物質乏河量的矣系和己 知條件進行計皐32.在涉及反應較多的化工流程或反應過程中考慮，特定關系式法。在化工流程題中，計算某種物質的質量分數(shù)或在多步復雜的反應過程中進行某個特定量的計算，可以考慮利用某種微粒（或原子）的守恒關系或物質的特定組成關系建立

7、關系式解題。體驗感悟1在Q中燃燒0.22 g由硫元素和鐵元素組成的化合物，使其中的硫元素全部轉化為SO,將這些SQ全部轉化為SQ,生成的SQ完全被HO吸收，所得的HSQ可用10.0 mL 0.50 mol jT的NaQH溶液完全中和，則原化合物中硫元素的質量分數(shù)約為（ ）A. 45%B. 36%C. 20%D. 40%1 1SSOSOHSO2NaOH得：n(S)=刃(NaOH)=2X100% 36%答案B2.（2016濰坊模擬節(jié)選）金屬表面處理、皮革鞣制、印染等都可能造成鉻污染。六價鉻比 三價鉻毒性高，更易被人體吸收且在體內蓄積。以下為廢水中鉻元素總濃度的測定方法：準確移取25.00 mL含C

8、r2&一和C產(chǎn)的酸性廢水，向其中加入足量的（NM）2S2O溶液將Cr3+氧化成Cr2&一，煮沸除去過量的（NHM2S2Q;向上述溶液中加入過量的KI溶液，充分反應后，以淀粉為指示劑，向其中滴加0.015 molL一1的NazSQ標準溶液，終點時消耗NQSQ溶液一 120.00 mL。計算廢水中鉻元素總濃度（單位：mg-L，寫出計算過程）。已知測定過程中發(fā)生的反應如下：12Cr3+3S2CT+iHzOnnnCrC2一+6SO一+14H2CM一+61一+14H+=2Cr3+312+7H2O312+2S2&=21+S4O答案由方程式確定關系式：Cr3NS2Q，然后進行計算。n

9、（S2&一）=0.02 LX0.015 mol-L一1=3X10一4mol4n（Cr）=1X10 mol一 4一 1一 3n（Cr）=1X10 molX52 g-mol=5.2X10 g=5.2 mg解析 本題可用關系式法來求解，由一 3X(10.0X10) LX0.50一 1molL =0.0025 mol,w(S)=0.002 5 molX32 gmol一0.22 g4微點聚焦二化學方程式計算中的巧思妙解一一差量法廢水中鉻元素總濃度=5.2 mg0.025 L=208 mg-L5“差量法”的實質是算出反應體系中某化學量從始態(tài)到終態(tài)的差量，以此作為解題的突破 口。按差量的性質來說，除

10、了利用質量差、體積差之外，還可利用物質的量的差值、壓強 差值、溶液質量差值和溶解度差值進行有關計算。從任何一個化學反應中，均可找到一個 或多個有關量的差值，因此運用此法解題時，必須仔細分析題意，理清思路，選定好相關 物理量的差值。利用差量法解題可以簡化許多化學計算，并能使學生更深刻地理解所發(fā)生 反應的變化實質，對培養(yǎng)學生的抽象思維能力也有較好的作用。解此類題的關鍵是根據(jù)題 意確定“理論差量”，再 根據(jù)題目提供的“實際差量”，列出比例式，然后求解。典題示例【示例2】用H2還原xg CuQ當大部分固體變紅時停止加熱，冷卻后得殘留固體yg，共用去zg H2，此時生成水的質量為（）89A./Xy）gB

11、. 8（xy）g思維提示 本題根據(jù)固體質量差計算尤為簡捷:H2+CuQ=Cu+H2Q80 g 64 g 18 g98（xy）g說明：需要注意的是不可用zg H2進行計算，因為用去的H2并非全部參加了反應；不可只用xg進行計算，因為CuQ未全部參加反應；不可只用yg進行計算，因為yg是CuQ和Cu的質量和。答案B【解法模板】差量法解題思維流程1.計算依據(jù)：化學反應中反應物或生成物的量與差量成正比。2解題關鍵：一是明確產(chǎn)生差量的原因，并能根據(jù)化學方程式求出理論上的差值（理論差量）。二是結合題中的條件求出或表示出實際的差值（實際差量）。3解題步驟：一是表示出理論差值及相應反應物、生成物對應的物理量，

12、要注意不同物質的物理量及單位間的對應關系；二是表示出實際差量并寫在相應位置（注意應將理論差值與實際差值寫在化學方程式最右側；三是根據(jù)比例關系建立方程式并求出結果。體驗感悟1.（2017合肥質檢）將aL NH3通過灼熱的裝有鐵觸媒的硬質玻璃管后，氣體體積變?yōu)閎L（氣體體積均在同溫同壓下測定），該bL氣體中NH的體積分數(shù)是（）C. 9zgD.940z gm16 gxgyg6解析設參加反應的氨氣為x，則2NH3N2+3H2V2 2xbax=(ba) L列式解得x=3。答案C所謂“守恒”就是物質在發(fā)生“變化”或兩物質在發(fā)生“相互作用”的過程中某些物理量 的總量保持“不變”。一切化學反應都遵循守恒定律，

13、在化學變化中有各種各樣的守恒，如質量守恒、元素原子守恒、得失電子守恒、電荷守恒、能量守恒等。典題示例【示例3】過氧化鈣晶體(CaQ8H2O)可用于改善地表水質、處理含重金屬粒子廢水、應急 供氧等。(1)已知：12+2S2&=21+S4&，測定制備的過氧化鈣晶體中CaO的含量的實驗步驟如下： 第一步：準確稱取ag產(chǎn)品放入錐形瓶中，再加入過量的bg KI晶體，加入適量蒸餾水溶 解，再滴入少量2molL1的H2SQ溶液，充分反應。B.baC.2abb所以氣體中NH的體積分數(shù)為aLbabL2ab答案C2.反應觸(幻xB(g)+2C(g)，在恒溫下達到平衡時，容器內的壓強增加了30% A

14、轉化A. 1B. 2C. 3D. 4解析容器內的壓強增加了30%即物質的量增加了30%設原來有2 mol A，則xB(g)+2C(g)2X20% mol2X30% mol微點聚焦三簡化過程妙用守恒7第二步：向上述錐形瓶中加入幾滴淀粉溶液。第三步：逐滴加入濃度為cmolL1的N32S2Q溶液發(fā)生反應，滴定達到終點時出現(xiàn)的現(xiàn)象8/Jxo若滴定消耗NazSzQ溶液VmL，則樣品中CaO的質量分數(shù)為 _（用字母表示）。已知過氧化鈣加熱至350C左右開始分解放出氧氣。將過氧化鈣晶體（CaQ8H2O）在坩堝中加熱逐漸升高溫度，測得樣品質量隨溫度的變化如圖所示，則350C左右所得固體物質的化學式為_。思維提

15、示 由得失電子守恒可得關系式CaQ丨22S2&，由鈣原子守恒，可判斷所得固體的化學式。2 解析 根據(jù)得 失電子守恒，可得關系式CaQ122SQ，則樣品中CaQ的質量分數(shù)9解析反應后溶液中的Na*的物質的量等于CI一、CIO一、CIO一三者的物質的量之和，也等于為:一 3CVX10X722xaX100%F36CVX10X100%(2)CaO28H2O的摩爾質量為216 gmol1,故2.16 g過氧化鈣晶體為0.01 mol,350C左右所得固體質量為0.56 g，根據(jù)鈣元素守恒，可知為CaO答案（1）溶36CVX10X100% (2)CaO【解題模板】明確目標T明確題目要求解的量分析過

16、程分析反應過程中物質的變化，找出守恒類型 及相關的量運用守恒T梳理出前后守恒的量，列式計算求解體驗感悟1.（原子守恒）標準狀況下，將aL H2和CI2的混合氣體點燃,充分反應后，將混合氣體通入含bmol NaOH勺熱溶液中，氣體恰好被完全吸收,NaOH無剩余，測得反應后溶液中含Cl、CIO一、ClQ，則原混合氣體中H，的物質的量為aA. gmolB.a(莎一b)molaC(224b2)molD.b2mol10混合氣體中氯原子的物質的量，所以原混合氣體中氯氣的物質的量為2mol，則氫氣的物質a b的量為(22.42)moi。答案C2.(電荷守恒)在硫酸、 明磯和硫酸鋁組成的混合溶液中，c(Al3

17、+)=0.3 molL1,c(SO4)一 1+ 13一 1+=0.7 molL，由水電離的c(H )=10 molL，貝Uc(K )為()1 1A. 0.15 molLB. 0.2 molL1一 1C. 0.3 molLD. 0.4 molL解析 由水電離的c(H+)=1013molL：則由水電離的c(OH_)=1013molL：說明水的 電離受到抑制，溶液中的c(H+)=0.1 molL一：根據(jù)電荷守恒可得c(Al3+)X3+c(H+)+c(K+)=c(SO4)X2+C(OH)，因C(OH)很小，貝yc(K+)0.4 molL1答案D3.(得失電子守恒)2016全國課標I,28(5)“有效氯

18、含量”可用來衡量含氯消費劑的消毒能力，其定義是：每克含氯消毒劑的氧化能力相當于多少克Cl2的氧化能力。NaCIQ的有效氯含量為_。(計算結果保留兩位小數(shù))解析 氯氣、亞氯酸鈉的最終還原產(chǎn)物為氯離子。根據(jù)：得4e得NaCIQ- ,Cl,Cl22CI一，得電子數(shù)相等時，存在：71X2NaCIQ2Cl2，故亞氯酸鈉的有效氯含量為沁1.57。90.5答案1.57微點聚焦四物質的量在化學綜合計算中的應用化學綜合計算都出現(xiàn)在第n卷中，在理科綜合里往往與工藝流程題、原理綜合題以及化學實驗融為一題。具有數(shù)據(jù)較多、關系復雜、綜合性強的特點。構建“題示信息+基礎知識+邏輯思維+心理素質”的基本思維模式，認真審題、

19、規(guī)范答題顯得特別重要。典題示例【示例4】(2016江蘇，18節(jié)選)過氧化鈣(CaQ8fO)是一種在水產(chǎn)養(yǎng)殖中廣泛使用的供 氧劑。水中溶解氧的測定方法如下：向一定量水樣中加入適量MnSO和堿性KI溶液，生成MnO(OH)沉淀，密封靜置，加入適量稀H2SQ,待MnO(OH2與I一完全反應生成MK+和I2后, 以淀粉作指示劑，用NaaSzQ標準溶液滴定至終點，測定過程中物質的轉化關系如下：Mn+i$c3 一 仝O-MnO(OH)-12-SO11(1)寫出Q將MrT氧化成MnO(OH)的離子方程式：12取加過一定量CaO8H2O的池塘水樣100.00 mL,按上述方法測定水樣的溶解氧量，消 耗0.01

20、0 00 molLTNQSQ標準溶液13.50 mL。計算該水樣中的溶解氧(用mgL表示),寫出計算過程。思維提示在100.00 mL水樣中12+2SC3=2I+S4O1一 3一 10.010 00 mo lL X13.50 mLX10 LmL2一 5=6.750X10 mol一 5nMnO(OH)2=n(I2)=6.750X10mol1 1n(O2)=2nMnO(OHR=X6.750X105=3.375X10 mol水中溶解氧一 5一 1一 13.375X10 molX32 gmolX1 000 mgg=100.00 mLX103LmL11=10.80 mgL說明：前面講的計算方法技巧，仍然

21、適用于n卷綜合實驗。2 + 一答案(1)O2+2Mn+4OH =2M nO( OH)J(2)見“思維提示”【解法指導】化學綜合計算的框架結構和基本題型體驗感悟cNaSzQn(l2)=V NaQ25mol有相計昇化還堰計霧I I圳龍1 1t t學式燉計算I I時學耕訃耳品.悴結繭訃W W I I恬息遷移計算冊偉問無計耳1T耗合葩卄耳I I號步民應計算羊悲平W W計輩FTFT化工生產(chǎn)的計昇I I過童計算131.(北京理綜)在工業(yè)制硫酸的進程中，吸收塔排出的 處理，得到較高濃度的SQ和銨鹽。SO尾氣先用氨水吸收，再用濃硫酸14（1）S02既可作為生產(chǎn)硫酸的原料循環(huán)再利用，也可用于工業(yè)制溴過程中吸收潮

22、濕空氣中的Br2。SQ吸收Br2的 離子 萬程 式是 _為測定該銨鹽中氮元素的質量分數(shù)，將不同質量的銨鹽分別加入到50.00 mL相同濃度的NaQH溶液中，沸水浴加熱至氣體全部逸出（此溫度下銨鹽不分解）。該氣體經(jīng)干燥后用濃硫酸吸收完全，測定濃硫酸增加的質量。部分測定結果：銨鹽質量為10.00 g和20.00 g時，濃硫酸增加的質量相同；銨鹽質量為30.00 g時，濃硫酸增加的質量為0.68 g;銨鹽質量為40.00 g時，濃硫酸的質量不變。計算：該銨鹽中氮元素的質量分數(shù)是 _%若銨鹽質量為15.00 g，濃硫酸增加的質量為_。（計算結果保留兩位小數(shù)）解析（2）由題中數(shù)據(jù)可判斷出鹽為（NH）2S

23、Q與NHHSQ的混合物。NaQH溶液中加入銨鹽時，QHI優(yōu)先與屮反應，加入10.00 g時銨鹽中的NH全部轉化為NH,加入20.00 g時， 剩余的QH等于10.00g時N的物質的量，加入30.00 g時剩余QH的物質的量為0.04 mol（產(chǎn) 生NH的物質的量）。設10.00 g銨鹽中含（NH4）2SQ與NHHSQ的物質的量分別為x、y,NaQH的物質的量濃度為c,可列出：2x+y=0.05c2y,0.05c3y=0.04，解得x=0.02 mol,（NH4）2SQ的質量=0.02 molX132 g/mol=2.64 g，貝U NHHSQ的質量=10.00 g2.64 g=7.36 g， 其物質的量為0.064 mol， 故10.00 g銨鹽中含有N元素的質量=2X0.02 molX14 g/mol+0.064 molX14 g/mol=1.456 g，故N元素的質量分數(shù)為14.56%。NaQH物質的量=3Xy+0.04=0.232 mol，15.00 g銨鹽中含有0.03 mol （NH4）2SQ、0.096 mol NH4HSQ, H+消耗QH0.096mol，故產(chǎn)生的NH=0.232 mol0.096 mol=0.136 mol，其質量等