专题二 化学计量与化学计算
1．【2016年高考海南卷】利用太阳能分解制氢，若光解0.02 mol水，下列说法正确的是（ ）
A．可生成H2的质量为0.02g
B．可生成氢的原子数为2.408×1023个
C．可生成H2的体积为0.224L（标准情况）
D．生成H2的量理论上等于0.04mol Na与水反应产生H2的量
【答案】D
考点：考查水的分解及简单方程式的计算
【名师点睛】本类题的解题策略：（1）掌握基本概念，找出各化学量之间的关系；（2）加强与原子结构、元素化合物性质、有机物结构性质等相关知识的横向联系；（3）找出解题的突破口，在常规解法和计算技巧中灵活选用。顺利解答该类题目的关键是：一方面要仔细审题，注意关键字词，熟悉常见的“陷阱”；另一方面是要把各种量转化为物质的量，以此为中心进行计算。
2．【2016年高考江苏卷】下列说法正确的是（ ）
A．氢氧燃料电池工作时，H2在负极上失去电子
B．0.1mol/LNa2CO3溶液加热后，溶液的pH减小
C．常温常压下，22.4L Cl2中含有的分子数为6.02×1023个
D．室温下，稀释0.1mol/LCH3COOH溶液，溶液的导电能力增强
【答案】A
【解析】
试题分析：A、氢氧燃料电池工作时，H2发生氧化反应，在负极上失去电子，A正确；B、升高温度，促进碳酸钠的水解，溶液的pH增大，B错误；C、常温常压下，气体的摩尔体积大于22.4L/mol，22.4LCl2中的物质的量小于1mol，含有的分子数小于6.02×1023个，C错误；D、室温下，稀释稀醋酸，虽然电离平衡正向移动，自由移动离子的数目增加，但溶液体积的增大起主导作用，自由移动离子的浓度减小，溶液的导电能力减弱，D错误。答案选A。
【考点定位】本题主要是考查燃料电池，电解质溶液中的离子平衡，阿伏加德罗常数计算等
【名师点晴】该题考查的知识点较多，综合性较强，但难度不大。明确原电池的工作原理、碳酸钠的水解、气体摩尔体积以及弱电解质的电离是解答的关键，易错选项是D，注意理解溶液导电性影响因素，溶液的导电能力强弱取决于溶液中离子浓度的大小和离子所带电荷的多少，离子浓度越大，离子所带的电荷越多，溶液的导电性越强。若强电解质溶液中离子浓度很小，而弱电解质溶液中离子浓度大，则弱电解质溶液的导电能力强，因此电解质的强弱与电解质溶液的导电性并无必然联系。
3．【2016年高考四川卷】 NA为阿伏伽德罗常数的值。下列说法正确的是（ ）
A．2.4g镁在足量的氧气中燃烧，转移的电子数为0.1NA
B．标准状况下，5.6L二氧化碳气体中含有的氧原子数为0.5NA
C．氢原子数为0.4NA的甲醇分子中含有的σ键数为0.4NA
D．0.1L0.5mol/LCH3COOH溶液中含有的氢离子数为0.05NA
【答案】B
【考点定位】考查阿伏加德罗常数、以物质的量为中心的计算、相关物质的结构与性质。
【名师点睛】本题型为新课标高考的常见题型。解答本类题目要审清选项中涉及的以下几个方面：①要审清所求粒子的种类，如分子、原子、离子、质子、中子、电子等，②涉及物质的体积时要审清物质的状态和温度、压强，③涉及中子数和化学键的计算，要审清相关物质的结构和特殊物质的摩尔质量，④涉及化学反应要明确相关反应的特点和电子转移；⑤涉及溶液中的微粒要关注电离和水解；⑥要注意审清运算公式。
4．【2016年高考新课标Ⅰ卷】设NA为阿伏加德罗常数值。下列有关叙述正确的是（ ）
A．14 g乙烯和丙烯混合气体中的氢原子数为2NA
B．1 molN2与4 mol H2反应生成的NH3分子数为2NA
C．1 molFe溶于过量，电子转移数为2NA
D．标准状况下，2.24 LCCl4含有的共价键数为0.4NA
【答案】A
【考点定位】考查阿伏加德罗常数计算的知识。
【名师点睛】阿伏加德罗常数是单位物质的量的物质内含有的该物质的基本微粒数目，用NA表示，其近似值是6.02×1023/mol；在国际上规定：0.012kg的12C所含有的碳原子数，任何物质只要其构成的基本微粒数与0.012kg的12C所含有的碳原子数相同，就说其物质的量是1mol。有关公式有；；；。掌握各个公式的适用范围、对象，是准确应用的保证。有时阿伏加德罗常数会与物质结构、氧化还原反应、电化学等知识结合在一起考查，要掌握物质的物理性质、化学性质及发生的反应特点等，才可以得到准确的解答。
5．【2016年高考上海卷】某铁的氧化物（FexO）1.52g溶于足量盐酸中，向所得溶液中通入标准状况下112mlCl2，恰好将Fe2+完全氧化。x值为（ ）
A．0.80 B．0.85 C．0.90 D．0.93
【答案】A
【解析】
试题分析：根据电子守恒可知，FexO被氧化为Fe3+转移的电子数和Cl2转移的电子数相等。标准状况下112mL Cl2转移电子数为0.01mol。则有：×(3-)×x=0.01，解得x=0.8。故选项A正确。
【考点定位】考查化学反应方程式的有关计算。
【名师点睛】氧化还原反应计算是历次考试的重要考点，往往与阿伏伽德罗常数、物质的量等结合在一起考查，掌握正确的解题思路和技巧一般难度不大。得失电子守恒法（化合价升降总数相等）是最常用的解题方法，具体步骤：①找出氧化剂、还原剂及对应产物；②准确找出一个微粒（原子、离子或分子）对应的得失电子数目；③设未知数、依据电子守恒列出关系式、计算出未知量。注意，对于多步连续进行的氧化还原反应，只要中间各步反应过程中电子没有损耗，可直接找出起始物和最终产物之间的电子守恒关系，快速求解。
6．【2016年高考上海卷】称取(NH4)2SO4和NH4HSO4混合物样品7.24g，加入含0.1molNaOH的溶液，完全反应，生成NH31792ml（标准状况），则(NH4)2SO4和NH4HSO4的物质的量比为（ ）
A．1:1 B．1:2 C．1.87:1 D．3.65:1
【答案】C
【考点定位】考查有关化学反应计算的技巧和方法。
【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、阿伏伽德罗常数、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。 日常学习中要注意相关知识的积累，以便快速准确作答，题目难度中等。
7．【2016年高考江苏卷】（12分）过氧化钙（CaO2·8H2O）是一种在水产养殖中广泛使用的供氧剂。
（3）水中溶解氧的测定方法如下：向一定量水样中加入适量MnSO4和碱性KI溶液，生成MnO(OH)2沉淀，密封静置；加入适量稀H2SO4，待MnO(OH)2与I−完全反应生成Mn2+和I2后，以淀粉作指示剂，用Na2S2O3标准溶液滴定至终点，测定过程中物质的转化关系如下：
①写出O2将Mn2+氧化成MnO(OH)2的离子方程式；_____________。
②取加过一定量CaO2·8H2O的池塘水样100.00 mL，按上述方法测定水中溶解氧量，消耗0.01000 mol·L−1 Na2S2O3标准溶液13.50 mL。计算该水样中的溶解氧（用mg·L−1表示），写出计算过程。
【答案】（3）①O2＋2Mn2＋＋4OH－=MnO(OH)2↓
②在100.00mL水样中
I2＋2S2O32－=2I－＋S4O62－
n(I2)=
＝
=6.750×10－5mol
n[MnO(OH)2]= n(I2)= 6.750×10－5mol
n(O2)= n[MnO(OH)2]=×6.750×10－5mol＝3.375×10－5mol
水中溶解氧＝=10.80mg/L
【考点定位】本题主要是考查氧化还原反应方程式书写以及溶解氧含量测定等
【名师点晴】灵活应用电子得失守恒是解答的关键，电子守恒是氧化还原反应计算的核心思想：得失电子守恒是指在发生氧化还原反应时，氧化剂得到的电子数一定等于还原剂失去的电子数。得失电子守恒法常用于氧化还原反应中氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的有关计算及电解过程中电极产物的有关计算等。电子守恒法解题的步骤是：首先找出氧化剂、还原剂及其物质的量以及每摩尔氧化剂、还原剂得失电子的量，然后根据电子守恒列出等式。计算公式如下：n(氧化剂)×得电子原子数×原子降价数＝n(还原剂)×失电子原子数×原子升价数。利用这一等式，解氧化还原反应计算题，可化难为易，化繁为简。
8．【2016年高考新课标Ⅰ卷】 (15分)
（3）在化学分析中采用K2CrO4为指示剂，以AgNO3标准溶液滴定溶液中的Cl−，利用Ag+与CrO42−生成砖红色沉淀，指示到达滴定终点。当溶液中Cl−恰好完全沉淀(浓度等于1.0×10−5 mol·L−1)时，溶液中c(Ag+)为_______ mol·L−1，此时溶液中c(CrO42−)等于__________ mol·L−1。(已知Ag2 CrO4、AgCl的Ksp分别为2.0×10−12和2.0×10−10)。
【答案】
(3) 2.0×10-5 ；5×10-3；
【考点定位】考查化学平衡移动原理的应用、化学平衡常数、溶度积常数的应用、两性物质的性质的知识。
【名师点睛】两性氢氧化物是既能与强酸反应产生盐和水，也能与强碱反应产生盐和水的物质，化学平衡原理适用于任何化学平衡。如果改变影响平衡的一个条件，化学平衡会向能够减弱这种改变的方向移动。会应用沉淀溶解平衡常数计算溶液中离子浓度大小，并根据平衡移动原理分析物质的平衡转化率的变化及移动方向，并根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒书写离子反应方程式。该题是重要的化学平衡移动原理的应用，考查了学生对化学平衡移动原理、化学平衡常数、溶度积常数的含义的理解与计算、应用，同时考查了物质的存在形式与溶液的酸碱性和物质的量多少的关系、离子反应和离子方程式的书写。是一个综合性试题。
9．【2016年高考新课标Ⅱ卷】联氨（又称联肼，N2H4，无色液体）是一种应用广泛的化工原料，可用作火箭燃料，回答下列问题：
（5）联氨是一种常用的还原剂。向装有少量AgBr的试管中加入联氨溶液，观察到的现象是 。联氨可用于处理高压锅炉水中的氧，防止锅炉被腐蚀。理论上1kg的联氨可除去水中溶解的O2 kg；与使用Na2SO3处理水中溶解的O2相比，联氨的优点是 。
【答案】
（5）固体逐渐变黑，并有气泡产生 1 N2H4的用量少，不产生其他杂质（还原产物为N2和H2O，而Na2SO3产生Na2SO4
【考点定位】考查电子式，化合价，盖斯定律的应用，弱电解质的电离，化学计算等知识。
【名师点睛】本题以多知识点综合题的形式考查化学基本用语，涉及电子式和化合价，盖斯定律的应用，弱电解质的电离平衡，简单化学计算等知识。对于弱电解质电离平衡常数的计算要注意几点：①准确书写电离平衡常数的表达式；②若没有直接的数据代入，要根据题意做一些变形，得到平衡常数之间的关系式也可解答。
10、【2016年高考上海卷】（本题共14分）
CO2是重要的化工原料，也是应用广发的化工产品。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。2.00 mol 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 mol O2，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】（本题共14分）
（1）.6
（2）2.4 mol/L≥c≥1.2 mol/L
（3）
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%
（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。
法二：
设反应前密封舱内H2O的物质的量为n
4KO2 + 4CO2 + 2H2O → 4KHCO3 + 3O2
2n n 1.5n
4KO2 + 2CO2 → 2K2CO3 + 3O2
9-2n 1.5(9-2n)
根据题意生成氧气9mol，所以有1.5n+ 1.5 (9-2n)=9mol，解得n=3mol，即反应前密封舱内
H2O的物质的量为3mol。
（4）法一：
CH4 + H2O → CO + 3H2
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-350mol，所以有
600βmol+300αmol=900mol-350mol--------②式
由①②式可得α=0.8，即设CO2的转化率为80%。
根据题意，反应后残留氢气120mol，则实际参加反应的氢气为900mol-350mol，根据反应中氢元素的守恒可有：900mol-120mol=350mol×2+100αmol，解得α=0.8，即设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。
