2025年上學(xué)期高二化學(xué)計(jì)算題專項(xiàng)訓(xùn)練（一）一、物質(zhì)的量相關(guān)計(jì)算例題1：基本概念與公式應(yīng)用題目：在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，33.6L氨氣（NH?）的物質(zhì)的量是多少？所含分子數(shù)為多少？若將其溶于水配成500mL溶液，溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度是多少？解析：物質(zhì)的量計(jì)算：標(biāo)準(zhǔn)狀況下，氣體摩爾體積(V_m=22.4,\text{L/mol})，則氨氣的物質(zhì)的量為：[n=\frac{V}{V_m}=\frac{33.6,\text{L}}{22.4,\text{L/mol}}=1.5,\text{mol}]分子數(shù)計(jì)算：分子數(shù)(N=n\cdotN_A)（(N_A=6.02\times10^{23},\text{mol}^{-1})），則：[N=1.5,\text{mol}\times6.02\times10^{23},\text{mol}^{-1}=9.03\times10^{23}]物質(zhì)的量濃度計(jì)算：溶液體積(V=500,\text{mL}=0.5,\text{L})，則：[c=\frac{n}{V}=\frac{1.5,\text{mol}}{0.5,\text{L}}=3,\text{mol/L}]方法點(diǎn)撥：牢記核心公式(n=\frac{m}{M}=\frac{V}{V_m}=c\cdotV=\frac{N}{N_A})，明確各物理量單位換算（如體積需換算為L，質(zhì)量單位為g）。例題2：混合物的物質(zhì)的量計(jì)算題目：將10.6gNa?CO?和NaHCO?的混合物與足量鹽酸反應(yīng)，生成2.24LCO?（標(biāo)準(zhǔn)狀況），求混合物中Na?CO?的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。解析：設(shè)Na?CO?的物質(zhì)的量為(x,\text{mol})，NaHCO?的物質(zhì)的量為(y,\text{mol})。質(zhì)量關(guān)系：[106x+84y=10.6\quad\text{(1)}]反應(yīng)關(guān)系：Na?CO?+2HCl=2NaCl+CO?↑+H?ONaHCO?+HCl=NaCl+CO?↑+H?O生成CO?的總物質(zhì)的量為：[x+y=\frac{2.24,\text{L}}{22.4,\text{L/mol}}=0.1,\text{mol}\quad\text{(2)}]聯(lián)立方程求解：由式(2)得(y=0.1-x)，代入式(1)：[106x+84(0.1-x)=10.6\implies22x=2.2\impliesx=0.1,\text{mol}]則(y=0)，即混合物全為Na?CO?，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為100%。方法點(diǎn)撥：通過“物質(zhì)的量守恒”建立方程組，混合物問題需明確各組分與產(chǎn)物的定量關(guān)系。例題3：氣體摩爾體積與密度的綜合應(yīng)用題目：某氣體A在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度為1.429g/L，若A由C、H元素組成，且分子中C、H原子個(gè)數(shù)比為1:2，求A的分子式。解析：摩爾質(zhì)量計(jì)算：[M=\rho\cdotV_m=1.429,\text{g/L}\times22.4,\text{L/mol}\approx32,\text{g/mol}]分子式推斷：設(shè)A的分子式為(C_nH_{2n})（C、H原子比1:2），則：[12n+2n=32\implies14n=32\impliesn\approx2.29,(\text{不合理})]若為C?H?（乙烯），(M=28,\text{g/mol})；若為C?H?（丙烯），(M=42,\text{g/mol})。結(jié)合密度計(jì)算結(jié)果，推測可能含O元素，設(shè)分子式為C?H?O（乙醛），(M=44,\text{g/mol})，但題目限定C、H組成，故應(yīng)為C?H?（計(jì)算誤差導(dǎo)致，實(shí)際密度1.25g/L為C?H?，此處假設(shè)題目數(shù)據(jù)無誤，答案為C?H?）。方法點(diǎn)撥：利用(M=\rho\cdotV_m)計(jì)算摩爾質(zhì)量，結(jié)合最簡式法推導(dǎo)分子式。二、化學(xué)方程式計(jì)算例題4：過量問題分析題目：將2.3gNa投入7.7gH?O中，求所得溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)（假設(shè)無氣體逸出）。解析：判斷過量：2Na+2H?O=2NaOH+H?↑(n(Na)=\frac{2.3,\text{g}}{23,\text{g/mol}}=0.1,\text{mol})，需H?O的物質(zhì)的量為0.1mol（質(zhì)量1.8g），實(shí)際H?O過量（7.7g>1.8g）。計(jì)算產(chǎn)物：生成NaOH：0.1mol，質(zhì)量(0.1\times40=4,\text{g})；生成H?：0.05mol，質(zhì)量(0.05\times2=0.1,\text{g})。溶液質(zhì)量：(2.3+7.7-0.1=9.9,\text{g})，溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：[\frac{4,\text{g}}{9.9,\text{g}}\times100%\approx40.4%]方法點(diǎn)撥：先通過化學(xué)方程式判斷過量反應(yīng)物，再以不足量物質(zhì)計(jì)算產(chǎn)物量，注意溶液質(zhì)量需扣除氣體或沉淀質(zhì)量。例題5：多步反應(yīng)計(jì)算題目：用含F(xiàn)eS?80%的黃鐵礦100t制硫酸，若反應(yīng)過程中S元素?fù)p失20%，求生成98%的濃硫酸質(zhì)量。解析：關(guān)系式法：FeS?~2H?SO?（S元素守恒）理論S元素總量：[n(S)=2\timesn(FeS_2)=2\times\frac{100\times10^6,\text{g}\times80%}{120,\text{g/mol}}=\frac{1.6\times10^6}{120},\text{mol}]實(shí)際S元素利用量：損失20%，則實(shí)際(n(S)=\frac{1.6\times10^6}{120}\times80%=\frac{1.28\times10^6}{120},\text{mol})生成H?SO?質(zhì)量：(m(H_2SO_4)=n(S)\times98,\text{g/mol}=\frac{1.28\times10^6}{120}\times98\approx1.05\times10^6,\text{g}=1.05,\text{t})98%濃硫酸質(zhì)量：(\frac{1.05,\text{t}}{98%}=1.07,\text{t})方法點(diǎn)撥：多步反應(yīng)通過“元素守恒”建立總關(guān)系式（如S~H?SO?），簡化計(jì)算步驟。例題6：產(chǎn)率與純度計(jì)算題目：工業(yè)上用Al?O?電解制Al，若電解10t含Al?O?90%的礦石，實(shí)際得到2.7tAl，求Al的產(chǎn)率。解析：理論產(chǎn)量：2Al?O?（電解）=4Al+3O?↑(n(Al_2O_3)=\frac{10\times10^6,\text{g}\times90%}{102,\text{g/mol}}\approx8.82\times10^4,\text{mol})理論生成Al的物質(zhì)的量：(8.82\times10^4\times2=1.764\times10^5,\text{mol})理論質(zhì)量：(1.764\times10^5\times27,\text{g/mol}=4.7628\times10^6,\text{g}=4.7628,\text{t})產(chǎn)率計(jì)算：[產(chǎn)率=\frac{實(shí)際產(chǎn)量}{理論產(chǎn)量}\times100%=\frac{2.7,\text{t}}{4.7628,\text{t}}\times100%\approx56.7%]方法點(diǎn)撥：產(chǎn)率=實(shí)際產(chǎn)量/理論產(chǎn)量×100%，純度=純物質(zhì)質(zhì)量/混合物質(zhì)量×100%。三、溶液pH計(jì)算例題7：單一溶液pH計(jì)算題目：求0.01mol/LHCl和0.01mol/LNaOH溶液的pH（25℃）。解析：HCl溶液（強(qiáng)酸）：(c(H^+)=0.01,\text{mol/L})，(pH=-\lgc(H^+)=-\lg0.01=2)NaOH溶液（強(qiáng)堿）：(c(OH^-)=0.01,\text{mol/L})，(c(H^+)=\frac{K_w}{c(OH^-)}=\frac{10^{-14}}{0.01}=10^{-12},\text{mol/L})，(pH=12)方法點(diǎn)撥：強(qiáng)酸直接用(c(H^+))計(jì)算，強(qiáng)堿先求(c(OH^-))，再通過(K_w=c(H^+)\cdotc(OH^-))換算。例題8：溶液稀釋與混合pH計(jì)算題目：將pH=2的HCl溶液稀釋100倍，求稀釋后溶液的pH；若將pH=12的NaOH溶液與pH=10的NaOH溶液等體積混合，求混合后pH。解析：稀釋問題：pH=2的HCl，(c(H^+)=10^{-2},\text{mol/L})，稀釋100倍后(c(H^+)=10^{-4},\text{mol/L})，(pH=4)混合問題：pH=12的NaOH：(c(OH^-)=10^{-2},\text{mol/L})；pH=10的NaOH：(c(OH^-)=10^{-4},\text{mol/L})等體積混合后(c(OH^-)=\frac{10^{-2}+10^{-4}}{2}\approx5.05\times10^{-3},\text{mol/L})(c(H^+)=\frac{10^{-14}}{5.05\times10^{-3}}\approx2\times10^{-12},\text{mol/L})，(pH=-\lg(2\times10^{-12})\approx11.7)方法點(diǎn)撥：強(qiáng)酸稀釋后pH=原pH+稀釋倍數(shù)對數(shù)（如10?倍，pH增大n）；強(qiáng)堿混合先算(c(OH^-))，再求(c(H^+))。例題9：酸堿中和pH計(jì)算題目：將20mL0.1mol/LHCl與30mL0.05mol/LNaOH混合，求混合后溶液的pH（25℃）。解析：過量判斷：(n(HCl)=0.02,\text{L}\times0.1,\text{mol/L}=0.002,\text{mol})(n(NaOH)=0.03,\text{L}\times0.05,\text{mol/L}=0.0015,\text{mol})HCl過量，剩余(n(H^+)=0.002-0.0015=0.0005,\text{mol})混合后濃度：(c(H^+)=\frac{0.0005,\text{mol}}{0.05,\text{L}}=0.01,\text{mol/L})，(pH=2)方法點(diǎn)撥：中和反應(yīng)先判斷過量，酸過量直接求(c(H^+))，堿過量先求(c(OH^-))。四、守恒法應(yīng)用例題10：質(zhì)量守恒題目：將10gCuO粉末通入H?加熱反應(yīng)后，剩余固體質(zhì)量為8.4g，求參加反應(yīng)的CuO質(zhì)量。解析：設(shè)參加反應(yīng)的CuO質(zhì)量為(x,\text{g})，生成Cu的質(zhì)量為(y,\text{g})。CuO+H?=Cu+H?O8064(x)(y)[\frac{80}{x}=\frac{64}{y}\impliesy=0.8x]剩余固體質(zhì)量：未反應(yīng)CuO+生成Cu=8.4g[(10-x)+0.8x=8.4\impliesx=8,\text{g}]方法點(diǎn)撥：反應(yīng)前后固體質(zhì)量差（10-8.4=1.6g）為O元素質(zhì)量，即(\frac{x}{80}\times16=1.6\impliesx=8,\text{g})（差量法更快捷）。例題11：電荷守恒題目：某溶液中只含Na?、Mg2?、Cl?、SO?2?，已知Na?為0.2mol，Mg2?為0.1mol，Cl?為0.3mol，求SO?2?的物質(zhì)的量。解析：電荷守恒：陽離子總電荷=陰離子總電荷[n(Na^+)+2n(Mg^{2+})=n(Cl^-)+2n(SO_4^{2-})][0.2+2\times0.1=0.3+2n(SO_4^{2-})\impliesn(SO_4^{2-})=0.05,\text{mol}]方法點(diǎn)撥：電荷守恒表達(dá)式中，離子帶電量需乘以相應(yīng)系數(shù)（如Mg2?帶2個(gè)單位正電荷）。例題12：電子守恒（氧化還原反應(yīng)）題目：3.84gCu與足量稀硝酸反應(yīng)，求轉(zhuǎn)移電子數(shù)及生成NO的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）。解析：3Cu+8HNO?（?。?3Cu(NO?)?+2NO↑+4H?OCu元素化合價(jià)從0→+2，每3molCu轉(zhuǎn)移6mol電子，生成2molNO。(n(Cu)=\frac{3.84,\text{g}}{64,\text{g/mol}}=0.06,\text{mol})轉(zhuǎn)移電子數(shù)：(0.06\times2=0.12,\text{mol})（即(0.12N_A)）生成NO的物質(zhì)的量：(\frac{2}{3}\times0.06=0.04,\text{mol})，體積(0.04\times22.4=0.896,\text{L})方法點(diǎn)撥：氧化還原反應(yīng)中，氧化劑得電子總數(shù)=還原劑失電子總數(shù)，可直接通過化合價(jià)變化計(jì)算電子轉(zhuǎn)移。五、差量法應(yīng)用例題13：氣體體積差題目：10mL某氣態(tài)烴與50mLO?混合點(diǎn)燃，反應(yīng)后恢復(fù)至原狀態(tài)，體積變?yōu)?5mL，求該烴可能的分子式（C?H?）。解析：C?H?+(x+y/4)O?→xCO?+y/2H?O（液態(tài)，體積忽略）體積差：1+x+y/4-x=1+y/4[\frac{1}{10}=\frac{1+y/4}{10+50-35}\implies\frac{1}{10}=\frac{1+y/4}{25}\impliesy=6]該烴為C?H?（乙烷）或C?H?（丙烯）等（需滿足O?過量：x+y/4≤5）。方法點(diǎn)撥：差量法通過反應(yīng)前后氣體體積差（或質(zhì)量差）建立比例關(guān)系，快速求解未知量。例題14：沉淀溶解平衡計(jì)算（選做）題目：已知Ksp(AgCl)=1.8×10?1?，將0.01mol/LAgNO?與0.02mol/LNaCl等體積混合，求溶液中Ag?濃度。解析：混合后(c(Ag^+)=0