高中一年级化学竞赛培训教材(详细讲解和答案)

高一化学第1讲-化学计算题的解题方法和技巧本讲要点:常用的解难题方法重点掌握: 守恒法一 守恒法1.某种含有MgBr2和MgO的混合物，经分析测得Mg元素的质量分数为38.4%，求溴(Br)元素的质量分数。(Br的原子量是80)二 巧设数据法2.将w克由NaHCO3和NH4HCO3组成的混合物充分加热，排出气体后质量变为w/2克，求混合物中NaHCO3和NH4HCO3的质量比。 (2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2 NH4HCO3NH3+H2O+CO2)三 极植法3.取3.5克某二价金属的单质投入50克溶质质量分数为18.25%的稀盐酸中，反应结束后，金属仍有剩余；若2 . 5克该金属投入与上述相同质量、相同质量分数的稀盐酸中，等反应结束后，加入该金属还可以反应。该金属的相对原子质量为( ) A.24 B.40 C.56 D.65四 估算法4.将13.2克可能混有下列物质的(NH4)2SO4样品，在加热的条件下，与过量的NaOH反应，可收集到4.3升NH3(密度为17克/22.4升)，则样品中不可能含有的物质是( )A.NH4HCO3、NH4NO3 B.(NH4)2CO3、NH4NO3 C.NH4HCO3、NH4Cl D.NH4Cl、(NH4)2CO3课后作业: 5.有4.0克+2价金属的氧化物与足量的稀盐酸反应后，完全转化为氯化物，测得氯化物的质量为9.5克，通过计算指出该金属的名称。(差量法)6.取100克胆矾，需加入多少克水才能配成溶质质量分数为40%的硫酸铜溶液?( 十字交叉法)Key of homework:5.24 Mg, 6.60gAnswer sheet:总结：有些问题用其他方法可能也可以做出，这里可能只是追求最优解一 解析：在混合物中，元素的正价总数=元素的负价总数，因此，Mg原子数Mg元素的化合价数值=Br原子数Br元素的化合价数值+O原子数O元素的化合价数值。设混合物的质量为100克，其中Br元素的质量为a克，则 2=1+2a=40(克) 故Br%=40%。二 解析：由2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2和NH4HCO3NH3+H2O+CO2可知，残留固体仅为Na2CO3，可巧设残留固体的质量为106克，则原混合物的质量为106克2=212克，故m(NaHCO3)=168克，m(NH4HCO3)=212克-168克=44克。 =三 解析：盐酸溶液中溶质的质量为50克18.25%=9.125克，9.125克盐酸溶质最多产生H2的质量为=0.25克。由题意知，产生1克H2需金属的平均质量小于3.5克4=14克，大于2.5克4=10克，又知该金属为二价金属，故该金属的相对原子质量小于28，大于20。答案选A。四 解析：结晶水合物(CuSO4*5H2O)可看成CuSO4的溶液，其溶质质量分数为100%=100%=64%。设加水(溶质质量分数可看成0%)的质量为x，则 x=60克五 解析：假设样品为纯(NH4)2SO4，则由(NH4)2SO42NH3可知，能产生4.48升NH3，大于4.3升。因此样品中的杂质造成样品NH4+的含量小于纯(NH4)2SO4中NH4+的含量。这就要求选项的两种物质中至少有一种物质的NH4+含量小于(NH4)2SO4中NH4+的含量，都大于是不可能的。可将备选答案化学式变形后进行估算：NH4HCO3(NH4)2(HCO3)2,NH4NO3(NH4)2(NO3)2，NH4Cl(NH4)2Cl2.部分“式量”：(HCO3)=122,(NO3)2=124,Cl2=71,CO3=60，而(NH4)2SO4中，SO4=96，故答案选D。六 解析：反应后物质质量增加是由于参加反应氧化物的质量小于生成氯化物的质量。设金属氧化物化学式为RO，式量为m， 则RORCl2 质量增加 m 55 4.0克 (9.5-4.0)克 m=40。故金属的相对原子质量为40-16=24，属于镁元素。高中思维训练班高一化学第2讲-十字交叉法以及与之相关的规律、摩尔与浓度本讲要点: 1.十字交叉法以及与之相关的规律 2.摩尔与浓度十字交叉法的原理与推导:在化学计算中,对于某些具有平均意义的二元混合体系,可做如下的推理和归纳:设A1、A2(A1>A2)为两组分单位物理量的分属性,A为混合物的混合属性即平均值.m、n分别为两组分单位物理量的数量因子,总有如下式子:A1m + A2n = A(m+n),整理得 = ,因为m、n均为正值,所以A2<A<A1.可把这种关系直观的表示为十字交叉形式:即把平均值A放在十字的中心,分属性A1和A2分别放在线头的左下和右下,则得到十字交叉法的图示形式:A1A - A2 mAA2A1 - A n十字交叉法适用的题型:十字交叉法作为一种简单的算法,它特别适合于两总量、两关系的混合计算.具体适用的题型有:(1)质量分数的计算;(2)平均相对分子质量的计算;(3)平均相对原子质量的计算(还没学);(4)反应热的计算(还没学);(5)混合反应的计算.下面分别用十字交叉法和常规法来解答上述题型,以探究该方法的一些规律.1例 有关质量分数的计算:有a克质量分数为15%的硫酸钠溶液,若想将其质量分数变为30%,需要加硫酸钠多少克?2例 有关平均分子量的计算:乙烯(C2H2)与氧气混合气体密度是氢气的14.5倍,可知其中乙烯的物质的量分数为多少?3例 在标况下,取甲、乙、丙各30mL相同浓度的盐酸,然后分别慢慢加入组成相同的镁铝合金粉末,得下表中有关数据 求合金中Mg和Al的质量分数摩尔与浓度专题4例在一定温度下，将等物质的量A和B充入一密闭容器中，发生如下反应：A（气）+2B（气）=2C（气），反应达到平衡时，若A和B的物质的量之和与C相等，则此时A的转化率为（ ）A50 % B60 % C40 % D70 % 5例R2O8n-在一定条件下可以把Mn2+氧化成MnO4-，若反应后R2O8n-变为RO42-，又知反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为5 : 2，则n的值为（ ）A1 B2 C3 D46例相同温度压强下，1体积HCl和9体积H2O（气）组成的混合气体，经完全冷凝后，所得盐酸的质量百分比浓度为（ ）A10% B18.4% C4.910-4% D80.2% 课后作业7.向50 ml 18 molL-1 H2SO4溶液中加入足量的铜片并加热，充分反应后，被还原的H2SO4的物质的量是（ ）A小于0.45 mol B0.45 mol C在0.45 mol和0.90 mol之间 D大于0.90 mol 8.密度为0.91gcm-3的氨水，质量分数为25 %，该氨水用等体积的水稀释后，所得溶液的质量分数为（ ）A等于12.5 % B大于12.5 % C小于12.5 % D无法确定高中思维训练班高一化学第3讲-讨论思想在综合计算中的应用1例写出H2S燃烧的化学方程式。1.0 L H2S气体和a L空气混合后点燃，若反应前后气体的温度和压强都相同（20、1.01105Pa），讨论当a的取值围不同时，燃烧后气体的总体积V（用含a的表达式表示，假定空气中氮气和氧气的体积比为4:1，其它成分可忽略不计）。2例现有AlCl3和FeCl3混合溶液，其中Al3+、Fe3+的物质的量之和为0.1mol，在此溶液加入90mL 4molL-1的NaOH溶液，使其充分反应，设Al3+物质的量与总物质的量的比值为x。根据反应的化学方程式计算x = 0.4时，溶液中产生的沉淀是什么？物质的量有多少？计算沉淀中只有Fe(OH)3的x取值围，并请在图中画出沉淀总量（mol）随x（01）变化的曲线。3例将n mol的木炭粉和1 mol氧化亚铁在反应器中混合，隔绝空气加强热。可能发生的化学反应有FeO+C=Fe+CO2FeO+C=2Fe+CO2FeO+CO=Fe+CO2和 CO2+C=2CO若n<1/4，充分反应后，反应器中的固体物质是 ，气体产物是 。若n>4，充分反应后，反应器中的固体物质是 ，气体产物是 。若反应的气体产物是混合物，n的取值围是 。若反应的气体产物是混合物，且混合物CO中CO2的物质的量相等，则n的值为 。课后作业:4练将a molH2S和1 molO2置于一个可变的容器进行反应，维持容器气体的压强不变（101kPa），这120下测得反应前后容器气体的密度为d1和d2。若a的取值不同，则H2S的氧化产物可能有如下三种情况：全部是SO2时，此时a的取值围是多少?全部是S时，此时a的取值围是；并且d1 d2（填大于、小于、等于）；部分是SO2时，部分是S时，此时a的取值围是 _ ；反应所生成的SO2的物质的量是 _ mol，容器气体的物质的量之和为 _ mol（以含a的代数式表示）。 Answer sheet一 解题思路：此题将数学的函数知识和思想引入到化学领域中。题中所涉及的化学知识是H2S的燃烧反应：2H2S+O2=2S+2H2O2H2S+3O2=2SO2+2H2O。从这两个反应可以看出，当反应物用量不同时，会发生不同的反应。题中H2S的体积是一定值1.0L，空气中的O2的体积为一变量a/5L，以两个反应式为依据，讨论a的取值围，并建立空气a与反应后总体积V的函数关系。反应后总体积V可通过反应前后气体体积的变化量来推算，即：V=1.0L+aL-V。