(新高考)高考化学一轮复习讲义第2章第8讲化学计算的常用方法(含解析)

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考点一 应用化学方程式计算
1．应用化学方程式列比例的模式
关键抓对应项列比例，且“上下单位统一，左右单位相当”。
例1 [2021·全国甲卷，26(3)节选]KI溶液和CuSO4溶液混合可生成CuI沉淀和I2，若生成
1 ml I2，消耗的KI至少为______ml。
答案 4
解析
1．过氧化钙(CaO2)是一种安全无毒的物质，带有结晶水，通常还含有CaO。过氧化钙在工农业生产中广泛用作杀菌剂、防腐剂、解酸剂、油类漂白剂等。
(1)称取5.42 g过氧化钙样品，灼烧时发生如下反应：2CaO2·xH2Oeq \(=====,\s\up7(高温))2CaO＋O2↑＋2xH2O，得到O2在标准状况下体积为672 mL，则该样品中CaO2的物质的量为________。
(2)另取同一样品5.42 g，溶于适量的稀盐酸中，然后加入足量的Na2CO3溶液，将溶液中的Ca2＋全部转化为CaCO3沉淀，得到干燥的CaCO3 7.0 g。
①样品中CaO的质量为__________________________________________________________。
②样品中CaO2·xH2O中的x为____________。
答案 (1)0.06 ml (2)①0.56 g ②0.5
解析 (1)n(O2)＝eq \f(0.672 L,22.4 L·ml－1)＝0.03 ml，则
2CaO2·xH2Oeq \(=====,\s\up7(高温))2CaO＋O2↑＋2xH2O
2 ml 1 ml
n(CaO2·xH2O) 0.03 ml
解得n(CaO2·xH2O)＝0.06 ml，
则n(CaO2)＝n(CaO2·xH2O)＝0.06 ml。
(2)n(CaCO3)＝eq \f(7.0 g,100 g·ml－1)＝0.07 ml。
①根据钙元素守恒，可知：n(CaO)＝0.07 ml－0.06 ml＝0.01 ml，所以m(CaO)＝0.01 ml
×56 g·ml－1＝0.56 g。
②样品中水的质量为
m(H2O)＝5.42 g－m(CaO2)－m(CaO)＝5.42 g－0.06 ml×72 g·ml－1－0.56 g＝0.54 g，
所以n(H2O)＝eq \f(0.54 g,18 g·ml－1)＝0.03 ml，
则x＝eq \f(0.03 ml,0.06 ml)＝0.5。
2．应用化学方程式找差量计算
(1)所谓“差量”就是指反应过程中反应物的某种物理量之和(始态量)与同一状态下生成物的相同物理量之和(终态量)的差，这种物理量可以是质量、物质的量、气体体积、气体压强、反应过程中的热效应等。根据化学方程式求出理论上的差值(理论差量)，结合题中的条件求出或表示出实际的差值(实际差量)，根据比例关系建立方程式并求出结果。
(2)差量法的解题关键是找准研究对象。
通常有：①固体的质量差，研究对象是固体。②气体的质量差，研究对象是气体。③液体的质量差，研究对象是液体。
例2 为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度，现将w1 g样品加热，其质量变为w2 g，请列式计算该样品中Na2CO3的质量分数。
答案 样品加热发生的反应为
2NaHCO3eq \(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑ Δm
168 106 62
m(NaHCO3) (w1－w2) g
样品中m(NaHCO3)＝eq \f(168w1－w2,62) g，
样品中m(Na2CO3)＝w1 g－eq \f(168w1－w2,62) g，
其质量分数为eq \f(mNa2CO3,m样品)×100%＝eq \f(w1 g－\f(168w1－w2,62) g,w1 g)×100%＝eq \f(84w2－53w1,31w1)×100%。
2．16 mL由NO与NH3组成的混合气体在催化剂作用下于400 ℃左右可发生反应：6NO＋4NH35N2＋6H2O(g)，达到平衡时在相同条件下气体体积变为17.5 mL，计算原混合气体中NO与NH3的物质的量之比。
答案
6NO ＋ 4NH35N2＋6H2O(g) ΔV
6 4 5 6 1
V(NO) V(NH3) 1.5 mL
V(NO)＝eq \f(6×1.5 mL,1)＝9 mL，
V(NH3)＝eq \f(4×1.5 mL,1)＝6 mL，
由此可知共消耗15 mL气体，还剩余1 mL气体，假设剩余的气体全部是NO，则V(NO)∶V(NH3)＝(9 mL＋1 mL)∶6 mL＝5∶3，假设剩余的气体全部是NH3，则V(NO)∶V(NH3)＝9 mL∶
(6 mL＋1 mL)＝9∶7，但因该反应是可逆反应，剩余气体实际上是NO、NH3的混合气体，故eq \f(9,7)