高考化学计算题专题复习一、涉及化工生产流程的计算题型特点:以常见化工生产流程图为背景,根据不同反应步骤中反应物的利用率计算反应物的投料比或产率。

解题方法:以化学方程式为基础,应用守恒理论,对多个相关联的化学方程式进行简约(叠加,找出分散在不同化学反应中的不同物质之间的化学计量数关系,以此计量关系进行计算。

1.(08南通一检某化肥厂以氨和空气(其中氧气的体积分数为0.2为原料生产硝酸铵过程如下:其中反应①为4NH 3+5O 24NO +6H 2O⑴步骤②中发生了两个反应,将这两个化学方程式合并为一个化学方程式,可表示为___________________________。

⑵若不考虑副反应且各步反应均完全,为使生产过程中不再补充空气,则原料气中氨(包括第③步被硝酸吸收的氨的体积分数最大值为____________。

⑶假设实际生产中,反应①、②中含氮物质的利用率分别为a 、b ,反应③中氨的利用率为c 、硝酸的利用率为100%,则合成硝酸铵的整个流程中,氨的总利用率是多少?解析:(14NO+3O 2+2H 2O =4HNO 3 (2①、②、③步反应叠加4NH 3+5O 4NO +6H 2O4NO +3O 2+2H 2O =4HNO 3 4NH 3+4HNO 3=4NH 4NO 34NH 3+4O 2+H 2O=2NH 4NO 3+3H 2O NH 3%=4/(4+4/0.2=1/6(或16.7%(3解法一:假设消耗NH 3的总物质的量为1mol ,其中用于制取HNO 3的NH 3的物质的量为x mol ,被HNO 3吸收的NH 3的物质的量为y mol ,则有:x +y =1、abx =cy 。

解得:x =cab c +y =cab ab +氨的总利用率=(xab +yc /1=cab abc+2解法二:假设第①步参加反应的氨气的物质的量为4mol ,则: 生成硝酸的物质的量4ab mol ;第③步需要氨气的物质的量为cab4mol ; 氨的总利用率=cab ab ab 4444++=c ab abc+2解法三: 假设生成NH 4NO 3共1mol则生成1molHNO 3消耗的NH 3的物质的量为1/ab,与HNO 3反应的NH 3的物质的量为1/c ,则氨的总利用率为2.(苏北三市一检现代炼锌的方法可分为火法和湿法两大类。

火法炼锌是将闪锌矿(主要含ZnS 通过浮选、焙烧使它转化为氧化锌,再把氧化锌和足量焦炭混合,在鼓风炉中加热至1373~1573K ,使锌蒸馏出来。

主要反应为:焙烧炉中:2ZnS +3O 2=2ZnO +2SO 2 ①鼓风炉中:2C +O 2=2CO ②ZnO (s+CO (g Zn (g+CO 2 (g ③(1 若保持温度不变,在鼓风炉中增大CO 的浓度,K 值 (填“增大”、“减小”或“不变”;(2 已知:该温度时,化学平衡常数K =1.0,则表中 c 1= (写出计算过程(3 假设通过改变反应条件,若使焙烧炉中反应①的ZnO 几乎完全被CO 还原,焙烧炉和鼓风炉消耗的O 2的体积比不超过。

(4 若起始浓度不变,通过改变反应条件,达平衡时鼓风炉中反应③CO 的转化率为80%,此时该反应的平衡常数K = ,此时焙烧炉和鼓风炉消耗的O 2的体积比大于解析:(1 不变(1分; (2 0.01 mol/L(4分,解:由表中数据分析可知,反应③进行至30 min 时,反应③达到平衡状态;故c 1浓度为CO 的平衡浓度。

设:从起始到平衡CO 的浓度变化为x mol·L -1ZnO (s+CO (g Zn (g+CO 2 (g 起始: 0.11 0 0 变化: x x x 平衡: (0.11-x x x21c +1ab cab abc+2则该温度下反应的平衡常数即:x 2+x -0.11=0(x +1.1·(x -0.1=0 x =0.1 mol·L -1所以c 1=0.01 mol·L -1(3 焙烧炉中: 2ZnS +3O 2=2ZnO +2SO 2 ①鼓风炉中:2C +O 2=2CO ②ZnO (s+CO (g Zn (g+CO 2 (g ③①+②+③×2=2ZnS +3O 2+2C +O 2=2Zn +2CO 2 则焙烧炉和鼓风炉消耗的O 2的体积比不超过3:1 (4 0.352 (1分;12:5或2.4(2分平衡时鼓风炉中反应③CO 的转化率为80%,此时焙烧炉和鼓风炉消耗的O 2的体积比为:3/(1/0.8=2.4 3、(04江苏高考石油化工是江苏省的支柱产业之一。

聚氯乙烯是用途十分广泛的石油化工产品,某化工厂曾利用下列工艺生产聚氯乙烯的单体氯乙烯:CH 2=CH 2+Cl 2→CH 2CI —CH 2C1…………………① CH 2Cl —CH2C1→CH 2=CHCl +HCl ………………②请回答以下问题:(1已知反应①中二氯乙烷的产率产率=理论产量实际产量×100%为98%,反应②中氯乙烯和氯化氢的产率均为95%,则2.8t 乙烯可制得氯乙烯t ,同时得到副产物氯化氢 t 。

(计算结果保留1位小数(2为充分利用副产物氯化氢,该工厂后来将下列反应运用于生产: 2CH 2=CH2+4HCl +O 2→2CH 2Cl -CH 2Cl +2H 2O …………③由反应①、③获得二氯乙烷,再将二氯乙烷通过反应②得到氯乙烯和副产物氯化氢,副产物氯化氢供反应③使用,形成了新的工艺。

由于副反应的存在,生产中投入的乙烯全部被消耗时,反应①、③中二氯乙烷的产率依次为a%、c%;二氯乙烷全部被消耗时,反应②中氯化氢的产率为b%。

试计算:反应①、③中乙烯的投料比为多少时,新工艺既不需要购进氯化氢为原料,又没有副产物氯化氢剩余(假设在发生的副反应中既不生成氯化氢,也不消耗氯化氢。

解析: (1CH 2Cl -CH 2Cl CH 2=CHCl ~~2862.5~HCl36.52.8t×98%×95%m 1m 2CH 2=CH 2解得: m 1=5.8t m 2=3.4t(2设投入反应①、③的乙烯物质的量分别为x 、y ,则: 由反应①生成的二氯乙烷为x ·a%, 由反应③生成的二氯乙烷为y ·c%,K=(0.11×0.820.11×0.2=0.352ZnO (s+CO (g+CO2 (g起始:变化:平衡:0.11000.11×0.80.11×0.80.11×0.80.11×0.20.11×0.80.11×0.8则由反应①、③共制得二氯乙烷的物质的量为(x •a%+y •c%,通过反应②可获得HCl 的物质的量为(x •a%+y •c%·b%。

据题意,反应③消耗的HCl 为2•y •c%,则: 2•y •c %=(x •a%+y •c%•b% 解得:y x =abbc c -200 反应①、③中乙烯的投料比应为abbcc -200。

4、工业生产粗硅的主要原理为:SiO 2+2C Si(粗+2CO ↑(1若在制粗硅的过程中同时生成了碳化硅,且生成的硅和碳化硅的物质的量之比为5∶1,则参加反应的C 和SiO 2的质量比为 (2工业上可通过如下流程由粗硅制取纯硅:Si(粗SiCl 4(l提纯+氢气(纯若上述反应中Si (粗和SiCl 4的利用率均为80%,制粗硅时有10%的SiO 2的SiO 2转化为SiC ,则生产100.8t 纯硅需纯度为75%的石英砂多少吨?(3工业上还可以通过下图所示的流程来制取纯硅:反应①:Si(粗+3HCl (g SiHCl 3(l+H 2(g反应②:SiHCl 3+H 2纯+3HCl假设在每一轮次的投料生产中,硅元素没有损失,反应①中HCl 的利用率为75%,反应②中H 2的利用率为80%,则在下轮次的生产中,需补充投入HCl 和H 2的体积比为多少?解析:(1SiO 2+2C Si(粗+2CO ↑ 5mol 10mol 5molSiO 2 + 3C = SiC +2CO 1mol 3mol 1molm(碳:m(SiO 2=(13×12:(6×60=13:30 (2SiO 2粗SiCl 4(l+氢气(纯6028m×75%×90%×80%×80%100.8t3273K23273K解得:m=500t(3反应①:Si(粗+3HCl(gSiHCl3(l+H2(g553-573K反应②:SiHCl3+H2纯+3HCl如果HCl、H2利用率为100%,则HCl、H2可以循环使用,现需要补充的HCl、H2相当于是反应中损失的,则n(HCl=3mol÷75%×25%=1moln(H2=1mol÷80%×20%=1/4 mol所以:n(HCl:n(H2=4:1二、有关物质纯度的检验题型特点:以某种物质纯度或某种元素的含量检验(定量实验为背景,根据氧化还原滴定原理进行计算。

解题方法:找出氧化还原反应过程中相关物质的量关系,进行定量计算。

5、(07天津高考.黄铁矿主要成分是FeS2。

某硫酸厂在进行黄铁矿成分测定时,取0.1000g样品在空气中充分灼烧,将生成的SO2气体与足量Fe2(SO43溶液完全反应后,用浓度为0.02000mol/L的K2Cr2O7标准溶液滴定至终点,消耗K2Cr2O7溶液25.00mL。

已知:SO2+2Fe3++2H2O=SO2-+2Fe2++4H+Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O(1样品中FeS2的质量分数是(假设杂质不参加反应。

(2若灼烧6g FeS2产生的SO2全部转化为SO3气体时放出9.83kJ热量,产生的SO3与水全部化合生成H2SO4,放出13.03kJ热量,写出SO3气体转化为H2SO4的热化学方程式:。

(3煅烧10t上述黄铁矿,理论上产生SO2的体积(标准状况为L,制得98%的硫酸质量为t,SO2全部转化为H2SO4时放出的热量是kJ。

解析:(11FeS2~2SO2~4Fe3+~2/3 Cr2O72-120 2/3m 0.02mol/L×0.025Lm=0.09g FeS2%=90%(22SO2(g+O2(g=2SO3(g △H=-196.6kJ/molSO3(g+H2O(l=H2SO4(l;△H=-130.3kJ/mol(31FeS2 ~2SO2 ~ 2H2SO4120g 2×22.4L 2×9810×106×90% V m×98%V=3.36×106m=15tQ= 10×106×90%÷120×2×(196.6/2 +130.3=3.429×107kJ6、(07江苏高考.钢铁工业是国家工业的基础。