2025年下學(xué)期高一化學(xué)計(jì)算題專項(xiàng)訓(xùn)練（二）一、化學(xué)計(jì)量與化學(xué)方程式綜合計(jì)算例題1：將25g碳酸鈣與足量稀鹽酸反應(yīng)，標(biāo)準(zhǔn)狀況下可生成多少升二氧化碳？反應(yīng)后溶液中氯化鈣的物質(zhì)的量濃度是多少？（假設(shè)反應(yīng)后溶液體積為200mL，忽略體積變化）解析：化學(xué)方程式與物質(zhì)的量關(guān)系：(\text{CaCO}_3+2\text{HCl}=\text{CaCl}_2+\text{CO}_2\uparrow+\text{H}_2\text{O})1mol(\text{CaCO}_3)生成1mol(\text{CO}_2)和1mol(\text{CaCl}_2)。計(jì)算碳酸鈣的物質(zhì)的量：(n(\text{CaCO}_3)=\frac{m}{M}=\frac{25\\text{g}}{100\\text{g/mol}}=0.25\\text{mol})。生成二氧化碳的體積：(n(\text{CO}_2)=0.25\\text{mol})，標(biāo)準(zhǔn)狀況下(V=n\times22.4\\text{L/mol}=0.25\\text{mol}\times22.4\\text{L/mol}=5.6\\text{L})。氯化鈣溶液濃度：(n(\text{CaCl}_2)=0.25\\text{mol})，(c=\frac{n}{V}=\frac{0.25\\text{mol}}{0.2\\text{L}}=1.25\\text{mol/L})。答案：生成(\text{CO}_2)5.6L，(\text{CaCl}_2)濃度為1.25mol/L。二、溶液稀釋與混合計(jì)算例題2：現(xiàn)有100mL2mol/L的硫酸溶液，需稀釋至0.5mol/L，需加水多少毫升？若將稀釋后的溶液與50mL1mol/L的氫氧化鈉溶液混合，求混合后溶液的pH（忽略體積變化）。解析：稀釋計(jì)算：根據(jù)稀釋公式(c_1V_1=c_2V_2)，(2\\text{mol/L}\times0.1\\text{L}=0.5\\text{mol/L}\timesV_2)，解得(V_2=0.4\\text{L}=400\\text{mL})，需加水(400\\text{mL}-100\\text{mL}=300\\text{mL})。酸堿混合計(jì)算：稀釋后(n(\text{H}_2\text{SO}_4)=0.5\\text{mol/L}\times0.1\\text{L}=0.05\\text{mol})，(n(\text{H}^+)=0.05\\text{mol}\times2=0.1\\text{mol})。(n(\text{NaOH})=1\\text{mol/L}\times0.05\\text{L}=0.05\\text{mol})，(n(\text{OH}^-)=0.05\\text{mol})。反應(yīng)后剩余(n(\text{H}^+)=0.1-0.05=0.05\\text{mol})，混合后體積(V=0.1+0.05=0.15\\text{L})，(c(\text{H}^+)=\frac{0.05}{0.15}\approx0.333\\text{mol/L})，(\text{pH}=-\lg(0.333)\approx0.48)。答案：需加水300mL，混合后溶液pH≈0.48。三、氧化還原反應(yīng)計(jì)算例題3：在(\text{KMnO}_4)與(\text{H}_2\text{C}_2\text{O}_4)的反應(yīng)中，若消耗0.1mol(\text{KMnO}_4)，求參加反應(yīng)的(\text{H}_2\text{C}_2\text{O}_4)的質(zhì)量。已知反應(yīng)方程式為：(2\text{KMnO}_4+5\text{H}_2\text{C}_2\text{O}_4+3\text{H}_2\text{SO}_4=\text{K}_2\text{SO}_4+2\text{MnSO}_4+10\text{CO}_2\uparrow+8\text{H}_2\text{O})解析：確定物質(zhì)的量關(guān)系：由方程式可知，(n(\text{KMnO}_4):n(\text{H}_2\text{C}_2\text{O}_4)=2:5)。計(jì)算草酸的物質(zhì)的量：(n(\text{H}_2\text{C}_2\text{O}_4)=\frac{5}{2}\timesn(\text{KMnO}_4)=\frac{5}{2}\times0.1\\text{mol}=0.25\\text{mol})。計(jì)算草酸的質(zhì)量：(m=n\timesM=0.25\\text{mol}\times90\\text{g/mol}=22.5\\text{g})。答案：參加反應(yīng)的(\text{H}_2\text{C}_2\text{O}_4)質(zhì)量為22.5g。四、化學(xué)平衡常數(shù)計(jì)算例題4：在一定溫度下，可逆反應(yīng)(\text{N}_2+3\text{H}_2\rightleftharpoons2\text{NH}_3)達(dá)到平衡時(shí)，各物質(zhì)濃度分別為(c(\text{N}_2)=1\\text{mol/L})，(c(\text{H}_2)=3\\text{mol/L})，(c(\text{NH}_3)=2\\text{mol/L})，求該反應(yīng)的平衡常數(shù)(K)。解析：平衡常數(shù)表達(dá)式：(K=\frac{c^2(\text{NH}_3)}{c(\text{N}_2)\cdotc^3(\text{H}_2)})。代入數(shù)據(jù)計(jì)算：(K=\frac{(2)^2}{1\times(3)^3}=\frac{4}{27}\approx0.148)。答案：平衡常數(shù)(K\approx0.148)。五、混合物成分分析計(jì)算例題5：有一包(\text{Na}_2\text{CO}_3)和(\text{NaHCO}_3)的混合物，質(zhì)量為10g，加熱至質(zhì)量不再變化時(shí)，剩余固體質(zhì)量為8.45g，求原混合物中(\text{Na}_2\text{CO}_3)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。解析：反應(yīng)原理：(2\text{NaHCO}_3\xlongequal{\Delta}\text{Na}_2\text{CO}_3+\text{CO}_2\uparrow+\text{H}_2\text{O})，固體質(zhì)量減少源于(\text{CO}_2)和(\text{H}_2\text{O})的逸出。設(shè)未知數(shù)并計(jì)算：設(shè)(\text{NaHCO}_3)的質(zhì)量為(x)，則：(2\text{NaHCO}_3\sim\Deltam)168g（2mol）62g（(44+18)）(x)(10-8.45=1.55\\text{g})(\frac{168}{x}=\frac{62}{1.55})，解得(x=4.2\\text{g})。計(jì)算碳酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)：(m(\text{Na}_2\text{CO}_3)=10-4.2=5.8\\text{g})，質(zhì)量分?jǐn)?shù)(\frac{5.8}{10}\times100%=58%)。答案：原混合物中(\text{Na}_2\text{CO}_3)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為58%。六、化學(xué)反應(yīng)速率計(jì)算例題6：在(2\text{SO}_2+\text{O}_2\rightleftharpoons2\text{SO}_3)的反應(yīng)中，起始時(shí)(c(\text{SO}_2)=2\\text{mol/L})，2分鐘后(c(\text{SO}_2)=1.2\\text{mol/L})，求用(\text{SO}_3)表示的反應(yīng)速率。解析：計(jì)算(\text{SO}_2)的濃度變化：(\Deltac(\text{SO}_2)=2-1.2=0.8\\text{mol/L})。確定(\text{SO}_3)的濃度變化：由方程式可知(\Deltac(\text{SO}_3)=\Deltac(\text{SO}_2)=0.8\\text{mol/L})。計(jì)算反應(yīng)速率：(v(\text{SO}_3)=\frac{\Deltac}{\Deltat}=\frac{0.8\\text{mol/L}}{2\\text{min}}=0.4\\text{mol/(L·min)})。答案：用(\text{SO}_3)表示的反應(yīng)速率為0.4mol/(L·min)。七、溶液pH計(jì)算例題7：常溫下，將pH=3的鹽酸與pH=11的氫氧化鈉溶液等體積混合，求混合后溶液的pH。解析：計(jì)算氫離子和氫氧根離子濃度：pH=3的鹽酸：(c(\text{H}^+)=10^{-3}\\text{mol/L})。pH=11的NaOH溶液：(c(\text{OH}^-)=10^{-3}\\text{mol/L})。混合后反應(yīng)：等體積混合時(shí)，(n(\text{H}^+)=n(\text{OH}^-))，恰好完全中和，溶液呈中性，pH=7。答案：混合后溶液pH=7。八、綜合應(yīng)用題例題8：將5.6g鐵粉投入200mL稀硝酸中，恰好完全反應(yīng)，生成NO氣體，溶液中無(wú)固體剩余，求稀硝酸的物質(zhì)的量濃度及NO的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）。解析：確定反應(yīng)方程式：(\text{Fe}+4\text{HNO}_3(\text{稀})=\text{Fe(NO}_3\text{)}_3+\text{NO}\uparrow+2\text{H}_2\text{O})（鐵粉少量，生成(\text{Fe}^{3+})）。計(jì)算鐵粉的物質(zhì)的量：(n(\text{Fe})=\frac{5.6\\text{g}}{56\\text{g/mol}}=0.1\\text{mol})。計(jì)算硝酸的物質(zhì)的量及濃度：(n(\text{HNO}_3)=4\timesn(\text{Fe})=0.4\\text{mol})，(c(\text{HNO}_3)=\frac{0.4\\text{mol}}{0.2\\text{L}}=2\\text{mol/L})。計(jì)算NO的體積：(n(\text{NO})=n(\t