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化学计量有关计算综合试题解法剖析

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化学计量有关计算是高中化学的核心之一,也是每年高考必考的内容.下面根据教材、课标和高考考试大纲的要求,命制或精选有关物质的量、气体摩尔体积、物质的量浓度等相关计算的综合试题,并且利用巧妙的方法进行分析,使同学们掌握解决有关试题的方法,以便快速解答有关试题.

一、根据公式法(

V22.4 L・mol-1

或mM或c・V或

NNA)计算物质的量

例1 已知NO2、CO、C2H4的摩尔质量分别为46 g・mol-1、28 g・mol

-1、28 g・mol-1,设NA 为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )

(A) 标准状况下,2.24 L H2O含有0.1 NA个分子

(B) 常温常压下,23 g NO2含有NA个氧原子

(C) 1 L 0.1 mol・L-1 Na2SO4溶液中有0.1 NA个Na+

(D) 分子数为NA的CO、C2H4混合气体体积约为22.4 L,质量为28 g

解析:标准状况下H2O是液体,因此不能由

V22.4 L・mol-1

求得n(H2O)=0.1 mol,故(A)错;m、M均不受温度和压强的影响,因此可以由

mM求得n(NO2)=0.5 mol,由n・NA求得

N(NO2)=0.5 NA,由物质构成关系式NO2~2O求得N(O)=2N(NO2)= NA,故(B)正确;由c・V求得n(Na2SO4)=0.1 mol,由物质构成关系式Na2SO4~2Na+求得n(Na+)=2n(Na2SO4)=0.2 mol,由

n・NA求得N(Na+)=0.2NA,故(C)错;由

NNA求得n(CO)+n(C2H4)=1 mol,但是缺少标准状况下,不能由n×22.4 L/mol求得V(CO)+V(C2H4)= 22.4 L,只能由n・M求得m(CO)+m(C2H4)=28 g,故(D)错.

答案:(B)

思路点拨:解答阿伏加德罗常数数值为命题情景的试题时,如果没有完全具备有关计算公式的前提条件,就不能直接依据质量、物质的量、粒子数、气体体积、物质的量浓度等之间的转化关系式进行计算,许多选项不必计算就能判断正误,而且事半功倍.

二、一定质量或体积的气体溶于水形成溶液的有关计算

例2 已知36.5 g HCl溶解在1 L水中(水的密度近似为1 g/mL),所得溶液的密度为x g/mL,质量分数为w,物质的量浓度为y mol/L,NA表示阿伏加德罗常数的数值,下列叙述中正确的是( )

(A) y=1

(B) 所得溶液中含有NA个HCl分子

(C) 36.5 g HCl气体占有的体积为22.4 L

(D) w=

36.5 y1000x

解析:由mM求得n(HCl)=1mol,但不能直接由

nV求得

c(HCl)=1 mol/L,因为1 L并非溶液的体积,而是水的体积,应由ρ・V求得m(H2O)=1000 g,由m(溶质)+m(溶剂)求得

m(溶液)=1036.5 g,由

mρ求得V(溶液)=

1036.5 gx g・mL-1=

1036.51000x L,最后由

nV求得c(HCl)=

1000x

1036.5 mol/L,即y=

1000x1036.5,故(A)错;HCl是易溶于水易电离的强酸,在水溶液里以离子形式存在,因此溶液中无HCl分子,故(B)错;缺少标准状况下,不能由n×22.4L/mol求得V(HCl)=22.4L,故(C)错;由cB=

1000 mL×ρ×wM

1 L,

求得w=

cB×1 L×M

1000 mL×ρ

,将cB、M、ρ的值代入可得,w=

36.5y

1000x,故(D)正确.

答案:(D)

思路点拨:解答一定质量或体积的气体溶于水形成溶液的试题时,溶质的物质的量浓度(cB)和质量分数(w)均可以定量地表示溶液组成情况,二者之间可以相互转化,换算公式如下:cB=

1000 mL×ρ×w

M1 L

, w=

cB×1 L×M

1000 mL×ρ

.

三、物质的量在化学方程式计算中的简单应用

例3 (1)标准状况下,2.24 L HCl气体溶于水得到1 L溶液,所得溶液中溶质的物质的量浓度为 ;该溶液与0.1 moL/L NaOH溶液完全反应,所需NaOH溶液的体积为 .

(2)0.5 L 2 mol/L 盐酸与足量AgNO3溶液充分反应,生成AgCl的物质的量为

,生成HNO3的质量为 .

解析:(1)由

V22.4 L・mol-1

求得n(HCl)=0.1 mol,由

nV

求得c(HCl)=0.1 mol/L;由化学方程式HCl+NaOH=NaCl+H2O可知,n(NaOH)=n(HCl)=0.1 mol,再由

nc

求得

V(NaOH

溶液)=1 L;(2)由c・V求得n(HCl)=1 mol,由化学方程式HCl+AgNO3=AgCl+HNO3可知,n(AgCl)=n(HCl)=1 mol,n(HNO3)=n(HCl)= 1mol,再由n・M求得m(HNO3)=63 g.

答案:(1)0.1 mol/L 1 L (2)1 mol 63 g

思路点拨:解答物质的量在化学方程式计算中的简单应用类试题时,一般都可以先根据公式法(

V

22.4 L・mol-1

或mM或

c・V或

NNA)计算物质的量,不再设计是否具备前提条件的陷阱;然后根据化学方程式中任意两种物质的系数之比等于物质的量之比,求得未知量物质的物质的量;最后根据公式法计算未知量物质的质量、体积、浓度、粒子数等.