講義16利用化學方程式的簡單計算初三化學預科班講義（原卷版）

銜接點16利用化學方程式的簡單計算一、利用化學方程式計算的依據(jù)1．理論依據(jù)理論依據(jù)是質(zhì)量守恒定律。2．計算依據(jù)（1）化學方程式中反應物、生成物各物質(zhì)的質(zhì)量比等于各物質(zhì)相對分子質(zhì)量和化學計量數(shù)的乘積之比。（2）化學方程式中各物質(zhì)之間恒定的質(zhì)量比是計算的依據(jù)。易錯提醒各物質(zhì)間的質(zhì)量比實際是各化學式的相對分子質(zhì)量(或相對原子質(zhì)量)與化學式前面的化學計量數(shù)的乘積之比，計算時特別注意不要漏掉前面的化學計量數(shù)。例1．利用化學方程式進行計算的依據(jù)是（）A.化學方程式表示了一種化學反應的過程B.化學方程式表示了反應物、生成物和反應條件C.化學方程式表示了反應前后反應物和生成物的質(zhì)量關(guān)系D.化學方程式中，各反應物質(zhì)量比等于各生成物質(zhì)量比【答案】C【解析】根據(jù)化學方程式的計算理論依據(jù)是化學方程式的量的意義（質(zhì)量比、粒子數(shù)目比）。例2．根據(jù)質(zhì)量守恒定律及2Mg+O2eq\o\ac(\s\up7(點燃),\o(===,====))2MgO的反應方程式，下列各組數(shù)據(jù)依次為m(Mg)、m(O2)、m(MgO)的質(zhì)量，其中正確的是()A.2g、3g、5gB.3g、2g、5gC.1g、4g、5gD.4g、1g、5g【答案】B【解析】鎂、氧氣和氧化鎂的相對質(zhì)量比是48:32：80。同時約去16后是3:2:5，故選B。例3．用2g氫氣和18g氧氣在點燃的條件下充分反應，可制得水的質(zhì)量為()A.20gB.18gC.16gD.9g【答案】B【解析】因為氫氣與氧氣的相對質(zhì)量比為4:32=2:16，所以氧氣過量，水的質(zhì)量=2g+16g=18g，故選B。二、利用化學方程式計算的步驟例1．在常溫下完全電解90mL的水，正極與負極產(chǎn)生的氣體的體積比為，產(chǎn)生氧氣的質(zhì)量為克（設常溫下水的密度為1g/cm3）?！敬鸢浮浚?）1：2；80【解析】（3）電解水實驗中與電源正極相連的試管中產(chǎn)生的氣體可以使帶火星的木條復燃，與負極相連的試管產(chǎn)生的氣體可以燃燒，其體積比約為1：2；90mL的水合90g設得到氧氣的質(zhì)量為y2H2Oeq\o\ac(\s\up7(通電),\o(===,====))2H2↑+O2↑363290gyeq\f(36,32)＝eq\f(90,y)y=80g例2．實驗室用68g過氧化氫溶液和2g二氧化錳制取氧氣,實驗的相關(guān)數(shù)據(jù)如圖。

請回答:（1）二氧化錳作為催化劑在化學反應前后本身的________都沒有發(fā)生變化；（2）反應生成氧氣的質(zhì)量為________g。（3）參加反應過氧化氫溶液的質(zhì)量分數(shù)是________?【答案】（1）質(zhì)量和化學性質(zhì)；（2）1.6；（3）5%【解析】（1）催化劑是在化學反應中能改變化學反應的速率，而本身的質(zhì)量和化學性質(zhì)不變的物質(zhì)，二氧化錳作為催化劑在化學反應前后本身的質(zhì)量和化學性質(zhì)都沒有發(fā)生變化；（2）根據(jù)質(zhì)量守恒，反應產(chǎn)生氧氣的質(zhì)量=70g68.4g=1.6g；（3）設：產(chǎn)生1.6g氧氣需要H2O2的質(zhì)量為x2H2O2eq\o\ac(\s\up6(MnO2),\s\up1(───),\s\do1(───))2H2O+O2↑6832x1.6geq\f(68,32)＝eq\f(x,1.6)x=3.4g過氧化氫溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)=3.4g68g×100%=5%三、根據(jù)化學方程式計算的常見類型1．已知一種物質(zhì)的質(zhì)量，求另一種物質(zhì)的質(zhì)量這種題型是按照化學方程式計算的重點，重在按計算格式進行計算。根據(jù)化學方程式計算，實際上是利用化學方程式中各物質(zhì)的質(zhì)量比來計算（這是隱含的已知條件），因此只要已知化學方程式中任一反應物或生成物質(zhì)量，就可求出其他物質(zhì)的質(zhì)量。2．含字母的化學方程式的計算利用含字母的化學方程式計算時，它的解題依據(jù)同樣是利用相關(guān)物質(zhì)的質(zhì)量比列比例式計算，不過它的物質(zhì)質(zhì)量比是隱含的已知條件，它的計算方法一般有兩種：（1）通過相對分子質(zhì)量進行轉(zhuǎn)換，即用相對分子質(zhì)量與化學計量數(shù)乘積表示。（2）利用參加反應的反應物或生成物的質(zhì)量來表示。例1.在反應A+3B2C+3D中，C和D的相對分子質(zhì)量比為22∶9，若2.3gA與足量B充分反應，生成2.7gD，則在此反應中，參加反應的B與生成的C之間的質(zhì)量比為多少？分析：已知C、D的相對分子質(zhì)量比為22∶9，那么在該反應中C、D的質(zhì)量比為（22×2）∶（3×9）=44∶27，已知生成D的質(zhì)量2.7g，列比例式可求出生成C的質(zhì)量4.4g，再根據(jù)質(zhì)量守恒定律可得出參加反應的B質(zhì)量為2.7g+4.4g?2.3g=4.8g，那么B、C質(zhì)量比為4.8g∶4.4g=12∶11。解題時應注意：（1）相對分子質(zhì)量比并不一定等于物質(zhì)的質(zhì)量比，兩者之間轉(zhuǎn)換時，一定要結(jié)合化學方程式中的化學計量數(shù)。（2）當題目中的數(shù)據(jù)較多時，不要亂，不要放棄，要學會有條理地將數(shù)據(jù)按題意寫在相應物質(zhì)下面，然后合理利用。3．含雜質(zhì)的反應物(或生成物)質(zhì)量的計算。（1）將含雜質(zhì)的已知物質(zhì)量換算為純物質(zhì)質(zhì)量，其關(guān)系式為：純度=×100%，純物質(zhì)質(zhì)量=含雜質(zhì)物質(zhì)質(zhì)量×純度。（2）將純物質(zhì)質(zhì)量代入化學方程式進行計算。（3）將計算得到的純物質(zhì)質(zhì)量換算成含雜質(zhì)物質(zhì)質(zhì)量：含雜質(zhì)物質(zhì)質(zhì)量=。例．用1000t含有氧化鐵80%的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵97%的生鐵的質(zhì)量約是（）A．560t B．571t C．577t D．583t【答案】c【解析】設理論上可煉出含鐵97%的生鐵質(zhì)量為xFe2O3+3COeq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Fe+3CO21601121000t×80%97%xeq\f(160,112)＝eq\f(1000t×80%,97%x)x≈577t故選C。4．氣體參加反應或求氣體體積的計算?；瘜W方程式表示的是各物質(zhì)之間的質(zhì)量關(guān)系，若有一定體積的氣體參加反應，則先要將氣體的體積換算成氣體的質(zhì)量；若要求出待求氣體的體積數(shù)，則要先根據(jù)化學方程式求出氣體的質(zhì)量，再將其換算成體積。氣體的體積與氣體的質(zhì)量的換算關(guān)系為：氣體的質(zhì)量=氣體的體積×氣體的密度。5．與實驗相結(jié)合的化學方程式計算在化學計算的考查中，有些地方的中考試題中往往將化學方程式計算與實驗數(shù)據(jù)的分析處理綜合在一起，難度較大。解答時需要認真分析實驗現(xiàn)象，通過化學計算，得出正確結(jié)論。6．利用坐標圖像進行化學方程式的計算（1）識標：理解坐標圖中橫、縱坐標的含義，找出橫、縱坐標的關(guān)系，再結(jié)合教材，聯(lián)系相應的知識點。（2）明點：曲線中的特殊點（起點、終點、頂點、轉(zhuǎn)折點、交叉點等）表示了什么化學意義。（3）析線：曲線的走向、變化趨勢，揭示各段曲線的變化趨勢及其含義。根據(jù)橫、縱坐標的含義可以得出：在一定范圍內(nèi)，隨“橫坐標量”的增加，“縱坐標量”逐漸增加或減小。超過一定范圍后，隨“橫坐標量”的增加，“縱坐標量”減小或增加，或者達到某種平衡狀態(tài)。若為多重變化曲線坐標圖，要分別揭示其變化趨勢，然后對比分析，找出符合題意的曲線或結(jié)論或解題所用的數(shù)據(jù)信息等。綜上，解題時要把圖像表示的意義與化學知識有機地結(jié)合起來，準確地找出圖像與化學反應之間量的關(guān)系，根據(jù)化學方程式進行相關(guān)計算。6．表格型化學方程式的計算表格數(shù)據(jù)分析型的化學方程式計算題的特點是以表格的形式給出有關(guān)量之間的關(guān)系，根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)進行分析、處理，最終解答有關(guān)問題。解答此類試題應注意的問題：（1）要讀懂題意，對表格數(shù)據(jù)進行分析，篩選有價值的信息，獲取相關(guān)數(shù)據(jù)、性質(zhì)、規(guī)律，形成解題思路。（2）若是多次或多組數(shù)據(jù)和條件，則需通過比較、對比分析、確定出恰好完全反應的量（即可以用于計算的量），然后依據(jù)題意來進行計算。（3）要善于根據(jù)表中數(shù)據(jù)的變化規(guī)律找出與所給問題的關(guān)系。如表中顯示固體（或溶液）質(zhì)量不再減少、氣體（或沉淀）不再增加等，即意味著反應不再進行。四、利用化學方程式計算的注意事項（1）“設”要規(guī)范，“設某物質(zhì)的質(zhì)量為x”，（x是個有單位的物理量，后面無需再帶單位)；如果一個題目需要求幾個未知量，且這幾個量出現(xiàn)在一個化學方程式中，要一并“設”，并用不同的未知數(shù)表示。（2）化學方程式是否正確關(guān)系到整個解題的正確性，所以首先保證方程式配平。如果不配平，則物質(zhì)之間的質(zhì)量比就是錯誤的。其次不要忘記反應條件和氣體、沉淀符號。（3）標已知量和未知量時，要把相對分子質(zhì)量與化學計量數(shù)的乘積寫在相應物質(zhì)化學式的正下方；已知量和未知量寫在相應物質(zhì)的相對分子質(zhì)量總和的下方，且已知量帶有單位。有關(guān)物質(zhì)的量左右對應，上下對齊。（4）比例式和求解過程中以及最后的結(jié)果要帶單位。（5）化學方程式是純凈物之間發(fā)生的反應，因此已知量一定是純凈物的質(zhì)量，如果題目提供的是一種混合物的質(zhì)量，一定不能直接代入，要通過換算或利用質(zhì)量守恒定律求出一種純凈物的質(zhì)量，作為解題的突破口?！净瘜W方程式書寫】產(chǎn)生氧氣的反應(1)加熱高錳酸鉀制氧氣(2)加熱氯酸鉀制氧氣(3)雙氧水分解制氧氣(4)電解水氧氣的性質(zhì)(1)鎂與氧氣反應(2)碳與氧氣反應(3)硫與氧氣反應(4)磷與氧氣反應(5)鐵與氧氣反應知識點1確定物質(zhì)質(zhì)量1．（2019?河北模擬）碳酸氫鈉受熱易分解2NaHCO3═Na2CO3+CO2↑+H2O現(xiàn)將12克碳酸鈉和碳酸氫鈉的混合物完全加熱后，剩余固體8.9克，則原混合物中碳酸氫鈉的質(zhì)量為（）A．7g B．8.4g C．11.8g D．10.9g2．（2019?棗莊模擬）鎂在氧氣與氮氣的混合氣體中燃燒不僅生成氧化鎂，還有少量的鎂與氮氣化合生成氮化鎂（Mg3N2）。由此推知8g鎂在氧氣與氮氣的混和氣體中完全燃燒后所得產(chǎn)物的質(zhì)量可能是（）A．13.3g B．12g C．11.1g D．無法確定3．根據(jù)質(zhì)量守恒定律，2g氫氣和8g氧氣充分燃燒可生成水（）A．10g B．9gC．8.5g D．條件不足，無法確定4．3g碳和8g氧氣反應生成11g二氧化碳，則6g碳和8g氧氣在點燃的條件下完全反應生成CO2，生成CO2的質(zhì)量為（）A．14g B．11g C．7g D．10g5．有反應2A+5B=C+2D，A、B兩種物質(zhì)完全反應時的質(zhì)量比為4：3，若生成C和D共280g，則反應消耗B的質(zhì)量為（）A．120g B．160g C．90g D．240g6．已知一定質(zhì)量的純凈物A跟32g氧氣恰好完全反應，生成22g二氧化碳和18g水，下列說法錯誤的是（）A．參加反應的A的質(zhì)量是8gB．物質(zhì)A中只含有碳、氫兩種元素C．該反應中參加反應的氧氣和生成的二氧化碳的分子個數(shù)比為3:1D．物質(zhì)A的化學式可能是CH4知識點2求相對分子質(zhì)量7．在化學反應2A+B2=2C中，已知20gA和足量B2充分反應后，生成30gC．已知B2的相對分子質(zhì)量為32，則C的相對分子質(zhì)量是（）A．20 B．32 C．48 D．968．有下列化學方程式：，7gA與24gB恰好完全反應。生成D的質(zhì)量是9g。若C的相對分子質(zhì)量為44，則B的相對分子質(zhì)量為（）A．16B．32C．36D．969．已知A+3B=2C+3D中，已知2.3gA跟4.8gB恰好完全反應生成4.4gC。又知D的相對分子質(zhì)量為18，則A的相對分子質(zhì)量為（）A．23 B．46 C．92 D．9610．在“2A+3B=2C+4D”的反應中，已知8g物質(zhì)A完全反應生成11g物質(zhì)C和9g物質(zhì)D．若A的相對分子質(zhì)量為32，則物質(zhì)B的相對分子質(zhì)量（）A．16 B．32 C．48 D．64知識點3規(guī)范的解題格式11.甲醇(CH3OH)是一種有毒、有酒的氣味的可燃性液體。甲醇在氧氣中不完全燃燒可發(fā)生如下反應:8CH3OH+nO2eq\o\ac(\s\up7(點燃),\o(====,=====))mCO2+2CO+16H2O。若反應生成3.6g水,請計算:（1）m的值是。（2）參加反應的氧氣質(zhì)量是多少克?(寫出規(guī)范計算步驟)12.某同學發(fā)現(xiàn)養(yǎng)魚師傅向魚塘中撒一種微黃色的固體，咨詢得知，這種固體的主要成分是過氧化鈣（CaO2），是為了解決魚塘中氧氣不足的問題。他回家后查閱資料，查到過氧化鈉與水反應的原理：2Na2O2＋2H2O＝4NaOH＋O2↑，且CaO2與Na2O2的化學性質(zhì)相似。（1）寫出CaO2與H2O反應的化學方程式；（2）該同學為測定這種固體中CaO2的質(zhì)量分數(shù)，稱取20g樣品加入到足量的水中，結(jié)果生成3.2gO2（樣品中其它成分與水不反應）。試計算該樣品中CaO2的質(zhì)量分數(shù)。13．為測定某過氧化鈉樣品的純度，將2g該樣品與足量X發(fā)生如下反應（雜質(zhì)不參與反應）：2Na2O2+2X═4NaOH+O2↑，生成氣體質(zhì)量與時間的關(guān)系如圖所示?；卮饐栴}：（1）過氧化鈉中鈉、氧元素的質(zhì)量比為；物質(zhì)X的化學式為。（2）生成氧氣的質(zhì)量是g。（3）計算2克該樣品中過氧化鈉的質(zhì)量。14．某校興趣小組在實驗室中完成制取氧氣的實驗。他們?nèi)÷人徕浐投趸i的混合物共3.0g放入大試管中加熱，并在不同時刻測定試管內(nèi)剩余固體物質(zhì)的質(zhì)量（如表）：反應時間/min1.01.52.02.53.0剩余固體質(zhì)量/g2.552.252.102.042.04分析表中數(shù)據(jù)，完成下列問題：（1）完全反應后，生成氧氣的質(zhì)量為0.96g；（2）原混合物中二氧化錳的質(zhì)量分數(shù)是多少？（寫出計算過程，結(jié)果精確到0.1%）15．氫化鈣（CaH2）是一種重要的制氫劑，與水接觸時發(fā)生如下反應：CaH2+2H2O=Ca(OH)2+2H