第2章 热点专攻4 化学计算的常用方法（PPT课件）-【满分思维】2027年高考一轮总复习·化学

该高中化学高考复习课件聚焦化学计算专题，覆盖差量法、关系式法、守恒法等核心考点，依据高考评价体系分析热重分析、滴定计算等题型权重，通过真题案例归纳解题步骤，体现备考的针对性和实用性。 课件亮点在于“真题精讲+方法建模+素养提升”，如以2025甘肃卷Eu配合物结晶水测定题为例，用差量法结合元素守恒建立关系式，培养科学思维与化学观念。设“易错点警示”和“解题模板”，帮助学生掌握计算技巧，教师可据此精准指导，实现高效复习。

热点专攻4　化学计算的常用方法 热 点 精 讲 热 点 精 练 目录索引 热 点 精 讲 1.差量法与热重分析法 (1)差量法是指根据化学反应前后有关物理量发生的变化找出“理论差量”。这种差量可以是质量、物质的量、气体的体积或压强、反应过程中的热效应等。 (2)差量法解题的关键是找准“理论差量”,把化学方程式中的对应差量(理论差量)跟实际差量列成比例,然后求解。例如: 2C(s)+O2(g) ══2CO(g)　Δm(固)/Δn(气)/ΔV(气) 2 mol 1 mol 2 mol 24 g 1 mol 22.4 L(标准状况) 例1标准状况下,将20 L CO2和CO的混合气体全部通过足量的Na2O2粉末,在相同状况下,气体体积减少到16 L,则原混合气体中CO的体积为(　　) A.4 L B.8 L C.12 L D.16 L C 解析:混合气体中只有CO2和Na2O2反应,设二氧化碳的体积为V(CO2), 2CO2+2Na2O2══2Na2CO3+O2　　　　ΔV 44.8 L 22.4 L 22.4 L V(CO2) (20-16) L 44.8 L∶22.4 L=V(CO2)∶(20-16) L, 解得V(CO2)=8 L, 则V(CO)=(20-8) L=12 L。 例2(2025·甘肃卷节选)某兴趣小组按如下流程由稀土氧化物Eu2O3和苯甲酸钠制备配合物Eu(C7H5O2)3·xH2O,并通过实验测定产品纯度和结晶水个数(杂质受热不分解)。Eu(C7H5O2)3·xH2O在空气中易吸潮,加强热时分解生成Eu2O3。 (1)取一定量产品进行热重分析,每个阶段的重量降低比例数据如图所示。0~92 ℃范围内产品质量减轻的原因为_____________________________。 (2)结晶水个数x=___________。[M(C7H5)=121 g·mol-1,结果保留两位有效数字]  Eu(C7H5O2)3·xH2O吸潮的水分蒸发 1.7 解析:(1)Eu(C7H5O2)3·xH2O在空气中易吸潮,0~92 ℃范围内产品质量减轻的是Eu(C7H5O2)3·xH2O吸潮的水分蒸发,92~195 ℃失去的是结晶水的质量。 (2)最后得到的是Eu2O3,1 mol Eu(C7H5O2)3·xH2O失去结晶水质量减少18x g,重量减少5.2%,根据M(C7H5)=121 g·mol-1,1 mol Eu(C7H5O2)3生成0.5 mol Eu2O3,质量减少3×(121-8) g=339 g,重量减少56.8%,则有,解得x≈1.7。 2.关系式法 (1)“关系式”是表示两种或多种物质之间“量”的关系的一种简化式子,在多步反应中,它可以把始态的反应物与终态的生成物之间“量”的关系表示出来,把多步计算简化成一步计算。该方法大多用于多步连续反应,因前一个反应的产物是后一个反应的反应物,可根据中间物质的传递关系,确定起始反应物和最终产物的相应关系式。 (2)利用关系式法解题的思维模型 例如,工业上利用黄铁矿(FeS2)生产硫酸发生如下反应:4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2、2SO2+O2 2SO3、SO3+H2O══H2SO4,根据硫元素守恒可得关系式:FeS2~2SO2~2SO3~2H2SO4。 例3(2024·安徽卷节选)测定铁矿石中铁含量的传统方法是SnCl2-HgCl2-K2Cr2O7滴定法。研究小组用该方法测定质量为a g的某赤铁矿试样中的铁含量。 【配制溶液】 ①c mol·L-1 K2Cr2O7标准溶液。 ②SnCl2溶液:称取6 g SnCl2·2H2O溶于20 mL浓盐酸,加水至100 mL,加入少量锡粒。 【测定含量】按如图所示(加热装置略去)操作步骤进行实验。 已知:氯化铁受热易升华;室温时HgCl2可将Sn2+氧化为Sn4+,难以氧化Fe2+;Cr2可被Fe2+还原为Cr3+。 (1)步骤Ⅲ中,若未“立即滴定”,则会导致测定的铁含量_________(填“偏大” “偏小”或“不变”)。  (2)若消耗c mol·L-1 K2Cr2O7标准溶液V mL,则a g试样中Fe的质量分数为____________(用含a、c、V的代数式表示)。  偏小 % 解析:(1)步骤Ⅲ中,若未“立即滴定”,Fe2+易被空气中的O2氧化为Fe3+,导致测定的铁含量偏小。 (2)根据离子方程式6Fe2++Cr2+14H+══2Cr3++6Fe3++7H2O可得: n(Fe2+)=6×n(Cr2)=6×10-3cV mol,则a g试样中Fe元素的质量为6×10-3 cV mol×56 g·mol-1=0.336cV g,故Fe的质量分数为×100%=%。 3.守恒法 守恒法是一种整合的思维方法,运用守恒思想,只考虑反应体系中研究对象化学量的始态和终态(如元素守恒、得失电子守恒等),从而达到快速解题的目的。 (1)元素守恒:化学反应的实质是原子的重新组合,反应前后各原子的种类和数目保持不变。 (2)得失电子守恒:氧化还原反应中,氧化剂得到的电子总数等于还原剂失去的电子总数。滴定法测定物质含量时,多步连续氧化还原反应可以通过得失电子守恒建立关系式,并进行相关计算。 例4(2023·全国乙卷节选)(元素守恒)元素分析是有机化合物的表征手段之一。按下图实验装置(部分装置略)对有机化合物进行C、H元素分析。 回答下列问题: (1)将装有样品的Pt坩埚和CuO放入石英管中,先__________,而后将已称重的U形管c、d与石英管连接,检查__________。依次点燃煤气灯_________,进行实验。  (2)O2的作用有___________________。CuO的作用是_________________ (举1例,用化学方程式表示)。  (3)若样品CxHyOz为0.023 6 g,实验结束后,c管增重0.010 8 g,d管增重0.035 2 g。质谱测得该有机物的相对分子质量为118,其分子式为__________。  通入O2 气密性 b、a 作为载气和氧化剂 CO+CuO Cu+CO2 C4H6O4 解析:(1)实验前,应先通入一定量的O2吹出石英管中的空气,而后将已称重的U形管c、d与石英管连接,检查装置气密性,随后先点燃b处煤气灯后点燃a处煤气灯,保证a处产生的CO能被CuO氧化生成CO2。 (2)O2的作用是作为载气和氧化剂。氧化铜可将产生的CO进一步氧化为CO2,反应的化学方程式为CuO+CO CO2+Cu。 (3)结合c、d两个干燥管增重的质量可知,n(H)=×2=0.001 2 mol, n(C)==0.000 8 mol,结合元素守恒,可知有机物中n(O)==0.000 8 mol,则最简式为C2H3O2,结合其相对分子质量为118可知,该有机物的分子式为C4H6O4。 热 点 精 练 1.(2023·天津卷节选)工业上以硫黄为原料制备硫酸的原理示意图如下,其过程包括Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个阶段。 用32吨含S 99%的硫黄为原料生成硫酸,假设硫在燃烧过程中损失2%,SO2生成SO3的转化率是97%,SO3吸收的损失忽略不计,最多可以生产98%的硫酸__________吨。  94.11 2.(2024·江苏卷改编)将8.84 mg Nd(OH)CO3(摩尔质量为221 g·mol-1)在氮气氛围中焙烧,剩余固体质量随温度变化曲线如图所示。550~600 ℃时,所得固体产物可表示为NdaOb(CO3)c,通过以上实验数据确定该产物中n(Nd3+)∶n(C)的值为__________。  2∶1 解析:8.84 mg Nd(OH)CO3为4×10-5 mol,其在氮气氛围中焙烧后,金属元素的质量和化合价均保持不变,据Nd元素守恒可知,n(Nd3+)=4×10-5 mol。550~600 ℃时剩余固体的质量为7.60 mg,固体减少的质量为1.24 mg,由于碱式盐在受热分解时易变为正盐,氢氧化物分解得到氧化物和H2O,碳酸盐分解得到氧化物和CO2,可以推测固体变为NdaOb(CO3)c时失去的质量是生成H2O和CO2的质量。根据H元素守恒可知,固体分解时生成H2O的质量为4×10-5 mol××18×103 mg·mol-1=0.36 mg,则生成CO2的质量为1.24 mg-0.36 mg=0.88 mg,则生成CO2 2×10-5 mol。由C元素守恒可知,分解后剩余的C的物质的量为4×10-5 mol-2×10-5 mol=2×10-5 mol,可以确定该产物中n(Nd3+)∶n(C)的值为=2∶1。 3.(2024·浙江1月选考卷节选)取0.680 g H2S产品,与足量CuSO4溶液充分反应后,将生成的CuS置于已恒重、质量为31.230 g的坩埚中,煅烧生成CuO,恒重后总质量为32.814 g,产品的纯度为__________。  99% 解析:CuO的质量为32.814 g-31.230 g=1.584 g,则氧化铜的物质的量为0.019 8 mol。根据关系式:H2S~CuS~CuO,可知n(H2S)=0.019 8 mol,则H2S的质量为0.673 2 g,产品纯度为×100%=99%。 4.(2024·山东卷节选)利用“燃烧—碘酸钾滴定法”测定钢铁中硫含量的实验装置如图所示(夹持装置略)。 实验过程如下: ①加样,将a mg样品加入管式炉内瓷舟中(瓷舟两端带有气孔且有盖),聚四氟乙烯活塞滴定管G内预装c(KIO3)∶c(KI)略小于1∶5的KIO3碱性标准溶液,吸收管F内盛有盐酸酸化的淀粉水溶液。向F内滴入适量KIO3碱性标准溶液,发生反应:KIO3+5KI+6HCl══3I2+6KCl+3H2O,使溶液显浅蓝色。 ②燃烧:按一定流速通入O2,一段时间后,加热并使样品燃烧。 ③滴定:当F内溶液浅蓝色消退时(发生反应:SO2+I2+2H2O══H2SO4+2HI),立即用KIO3碱性标准溶液滴定至浅蓝色复现。随SO2不断进入F,滴定过程中溶液颜色“消退—变蓝”不断变换,直至终点。 滴定消耗0.002 0 mol·L-1的KIO3碱性标准溶液V mL,样品中硫的质量分数是____________(用代数式表示)。  % 解析:由硫元素守恒及SO2+I2+2H2O══H2SO4+2HI、KIO3+5KI+6HCl══3I2+6KCl+3H2O可得关系式:3S~3SO2~3I2~KIO3,若滴定消耗0.002 0 mol·L-1的KIO3碱性标准溶液V mL,则n(KIO3)=V×10-3 L ×0.002 0 mol·L-1=2.000 0×10-6V mol,n(S)=3n(KIO3)=3×2.000 0×10-6V mol=6.000 0×10-6V mol,样品中硫的质量分数是×100%=%。 解析:题述流程依次发生反应:S+O2SO2、2SO2+O22SO3、SO3+H2OH2SO4,据此建立关系式:S~H2SO4,中间转化过程损失的硫元素可都看作起始硫黄转化的损失。n(H2SO4)=n(S)=×(1-2%)×97%≈9.411×105 mol,故生产98%的浓硫酸的质量为=94.11×106 g=94.11 t。 $