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化学计量与化学计算

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分别求出这3种离子的质量,根据质量守恒,求出H2O的质量:

m(Cl?)=4.800×10?3 mol×35.5 g· mol ?1 =0.1704 g m(Cu2+)=9.600×10?3 mol×64 g· mol ?1 =0.6144 g m(OH?)=1.440×10?2 mol×17 g· mol ?1 =0.2448 g

再求出结晶水的物质的量:

n(H2O)=

1.1160 g-0.1704 g-0.6144 g-0.2448 g?3

=4.800×10 mol

18ggmol-1最后求出各粒子的个数之比,写出化学式:

因为a∶b∶c∶x = n(Cu2+)∶n(OH?)∶n(Cl?)∶n(H2O)=2∶3∶1∶1 ,所以该样品的化学式为Cu2(OH)3Cl·H2O。

17.【2016上海卷】CO2是重要的化工原料,也是应用广泛的化工产品。CO2

与过氧化钠或超氧化钾反应可产生氧气。完成下列计算:

(1)CO2通入氨水生成NH4HCO3,NH4HCO3很容易分解。2.00mol NH4HCO3

完全分解,分解产物经干燥后的体积为_________L(标准状况)。 (2)某H2中含有2.40 molCO2,该混合气体通入2.00 L NaOH溶液中,

CO2被完全吸收。如果NaOH完全反应,该NaOH溶液的浓度为_______。 (3)CO2和KO2有下列反应:

4KO2+2CO2→2K2CO3+3O2 4KO2+4CO2+2H2O→4KHCO3+3O2

若9 mol CO2在密封舱内和KO2反应后生成9 molO2,则反应前密封舱内H2O的量应该是多少?列式计算。

(4)甲烷和水蒸气反应的产物是合成甲醇的原料:CH4+H2OCO+3H2

已知:CO+2H2CH3OH CO2+3H2CH3OH+H2O

300 mol CH4完全反应后的产物中,加入100 mol CO2后合成甲醇。若获得甲醇350 mol,残留氢气120 mol,计算CO2的转化率。 【答案】(1)89.6

(2)2.4 mol/L≥c≥1.2 mol/L (3)8KO2?6CO2+2H2O?2K2CO3+4KHCO3+6O2

n(CO2)∶n(H2O)=6∶2 n(H2O)=(9/6)×2=3(mol)

(4)300 mol CH4完全反应产生H2 900mol 设CO2转化率为α,CO转化率为β 300β+100α=350 600β+300α=900-120 α=80%

或设CO2转化率为α 900?350×2?100α=120 α=80/100=80%

(2)根据题意要求,2.40 molCO2被完全吸收,NaOH也完全反应,则反应的产物可能是Na2CO3(此时NaOH的浓度最大)或NaHCO3(此时NaOH的浓度最小)或Na2CO3和NaHCO3的混合物。用极值思想分析两个特殊情况:

①CO2+NaOH=NaHCO3,n(NaOH)= n(CO2)=2.40mol,则c(NaOH)==1.20mol/L;

②CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O,n(NaOH)=2n(CO2)=4.80mol,则c(NaOH)=

4.80mol2.00L2.40mol2.00L=2.40mol/L;

综合(1)、(2)可知,NaOH1.20mol/L≤c(NaOH)≤2.40mol/L。 (3)法一:

依题意,9 mol CO2在密封舱内和KO2反应后生成9 mol O2,即n(CO2)∶n(O2)=1∶1,通过观察题给两个方程式可知,当把两个方程式相加时正好符合题目要求:

8KO2+6CO2+2H2O→2K2CO3+4KHCO3+6O2

所以有n(H2O)=n(CO2)=×9mol=3mol,即反应前密封舱内H2O的物质的量为3mol。 (4)法一: CH4+ H2O

CO + 3H2

1313溶液的浓度应该为

300mol 300mol 900mol 设CO2的转化率为α,CO的转化率为β CO + 2H2

CH3OH CO2 + 3H2

CH3OH + H2O

300βmol 600βmol 300βmol 100αmol 300αmol 100αmol

根据题意,共生成

350mol

甲醇,所以有

300βmol+100αmol=350mol-------①式

根据题意,反应后残留氢气120mol,则实际参加反应的氢气为900mol-120 mol,所以有

600βmol+300αmol=900mol-120 mol--------②式

由①②式可得α=0.8,即CO2的转化率为80%。 法二:

在合成甲醇的反应中,氢元素在生成物中有两种存在形式,一是存在于甲醇中,二是存在于水中,设CO2的转化率为α CH4 + H2O

CO + 3H2

300mol 900mol CO2 + 3H2

CH3OH + H2O

100αmol 100αmol

根据题意,反应后残留氢气120mol,则实际参加反应的氢气为900mol-120 mol,根据反应中氢元素的守恒可有:900mol-120mol=350mol×2+100αmol,解得α=0.8,即CO2的转化率为80%。

【考点定位】根据化学方程式的计算;物质的量、气体体积、物质的量浓度

的转化关系;极值思想、守恒思想的运用。

【名师点睛】根据化学方程式的计算,多以物质的量为核心,考查物质的量、

阿伏加德罗常数、物质的量浓度、物质的质量、摩尔质量、气体的体积、气体摩尔体积等相关物理量的转化关系,以及反应物的转化率或产物的产率的计算,同时还可以融入多种化学解题思想,比如极值法、差量法、守恒法、讨论法、特殊值法等,是历来高考的重点内容。例如第50题考查了物质的量与气体体积的转化关系;第51题考查了物质的量与物质的量浓度的转化关系,同时也考查了极值思想的应用;第53题可根据元素守恒思想列出关系式求解。根据化学方程式计算时一定要准确找

出相关物质之间的计量数关系,如果有一种反应物过量,则应根据量少的反应物来进行计算;如果涉及多步反应,可以根据几个化学方程式找出有关物质的关系式进行计算,使计算简化;如果是离子反应,可以根据离子方程式进行计算;如果是氧化还原反应,也可以利用电子转移关系进行有关计算。

18.【2015重庆卷】(14分)我国古代青铜器工艺精湛,有很高的艺术价值

和历史价值,但出土的青铜器大多受到环境腐蚀,故对其进行修复和防护具有重要意义。

(2)某青铜器中Sn、Pb的质量分别为119g、20.7g,则该青铜器中Sn和Pb原子的数目之比为 。 【答案】(2)10:1

19.【2015上海卷】(本题共14分)氨碱法制纯碱包括石灰石分解、粗盐水

精制、氨盐水碳酸化等基本步骤。完成下列计算:

(1)CaCO3质量分数为0.90的石灰石100 kg完成分解产生CO2 L

(标准状况)。石灰窑中,该石灰石100 kg与焦炭混合焙烧,产生CO2 29120 L(标准状况),如果石灰石中碳酸钙完全分解,且焦炭完全燃烧,不产生CO,则焦炭的物质的量为 mol。 (2)已知粗盐水含MgCl2 6.80 mol/m3,含CaCl2 3.00mol/m3。

向粗盐水中加入Ca(OH)2除镁离子:MgCl2 + Ca(OH)2 → Mg(OH)2↓ + CaCl2

然后加入Na2CO3除钙离子。

处理上述粗盐水10 m3,至少需要加Na2CO3 g。

化学计量与化学计算

分别求出这3种离子的质量,根据质量守恒,求出H2O的质量:m(Cl?)=4.800×10?3mol×35.5g·mol?1=0.1704gm(Cu2+)=9.600×10?3mol×64g·mol?1=0.6144gm(OH?)=1.440×10?2mol×17g·mol?1=0.2448g再求出结晶水的物质的量
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