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1．理論依據理論依據是質量守恒定律。2．計算依據（1）化學方程式中反應物、生成物各物質的質量比等于各物質相對分子質量和化學計量數(shù)的乘積之比。（2）化學方程式中各物質之間恒定的質量比是計算的依據。易錯提醒各物質間的質量比實際是各化學式的相對分子質量(或相對原子質量)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量關系D.化學方程式中，各反應物質量比等于各生成物質量比【答案】C【解析】根據化學方程式的計算理論依據是化學方程式的量的意義（質量比、粒子數(shù)目比）。例2．根據質量守恒定律及2Mg+O2eq\o\ac(\s\up7(點燃),\o(===,====))2MgO的反應方程式，下列各組數(shù)據依次為m(Mg)、m(O2)、m(MgO)的質量，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，可制得水的質量為()A.20gB.18gC.16gD.9g【答案】B【解析】因為氫氣與氧氣的相對質量比為4:32=2:16，所以氧氣過量，水的質量=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，正極與負極產生的氣體的體積比為，產生氧氣的質量為克（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生的氣體可以使帶火星的木條復燃，與負極相連的試管產生的氣體可以燃燒，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,實驗的相關數(shù)據如圖。

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）反應生成氧氣的質量為________g。（3）參加反應過氧化氫溶液的質量分數(shù)是________?【答案】（1）質量和化學性質；（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，而本身的質量和化學性質不變的物質，二氧化錳作為催化劑在化學反應前后本身的質量和化學性質都沒有發(fā)生變化；（2）根據質量守恒，反應產生氧氣的質量=70g68.4g=1.6g；（3）設：產生1.6g氧氣需要H2O2的質量為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質量分數(shù)=3.4g68g×100%=5%三、根據化學方程式計算的常見類型1．已知一種物質的質量，求另一種物質的質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。根據化學方程式計算，實際上是利用化學方程式中各物質的質量比來計算（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量，就可求出其他物質的質量。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，它的解題依據同樣是利用相關物質的質量比列比例式計算，不過它的物質質量比是隱含的已知條件，它的計算方法一般有兩種：（1）通過相對分子質量進行轉換，即用相對分子質量與化學計量數(shù)乘積表示。（2）利用參加反應的反應物或生成物的質量來表示。例1.在反應A+3B2C+3D中，C和D的相對分子質量比為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之間的質量比為多少？分析：已知C、D的相對分子質量比為22∶9，那么在該反應中C、D的質量比為（22×2）∶（3×9）=44∶27，已知生成D的質量2.7g，列比例式可求出生成C的質量4.4g，再根據質量守恒定律可得出參加反應的B質量為2.7g+4.4g?2.3g=4.8g，那么B、C質量比為4.8g∶4.4g=12∶11。解題時應注意：（1）相對分子質量比并不一定等于物質的質量比，兩者之間轉換時，一定要結合化學方程式中的化學計量數(shù)。（2）當題目中的數(shù)據較多時，不要亂，不要放棄，要學會有條理地將數(shù)據按題意寫在相應物質下面，然后合理利用。3．含雜質的反應物(或生成物)質量的計算。（1）將含雜質的已知物質量換算為純物質質量，其關系式為：純度=×100%，純物質質量=含雜質物質質量×純度。（2）將純物質質量代入化學方程式進行計算。（3）將計算得到的純物質質量換算成含雜質物質質量：含雜質物質質量=。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。化學方程式表示的是各物質之間的質量關系，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量；若要求出待求氣體的體積數(shù)，則要先根據化學方程式求出氣體的質量，再將其換算成體積。氣體的體積與氣體的質量的換算關系為：氣體的質量=氣體的體積×氣體的密度。5．與實驗相結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、縱坐標的關系，再結合教材，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。根據橫、縱坐標的含義可以得出：在一定范圍內，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論或解題所用的數(shù)據信息等。綜上，解題時要把圖像表示的意義與化學知識有機地結合起來，準確地找出圖像與化學反應之間量的關系，根據化學方程式進行相關計算。6．表格型化學方程式的計算表格數(shù)據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量之間的關系，根據表格中的數(shù)據進行分析、處理，最終解答有關問題。解答此類試題應注意的問題：（1）要讀懂題意，對表格數(shù)據進行分析，篩選有價值的信息，獲取相關數(shù)據、性質、規(guī)律，形成解題思路。（2）若是多次或多組數(shù)據和條件，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），然后依據題意來進行計算。（3）要善于根據表中數(shù)據的變化規(guī)律找出與所給問題的關系。如表中顯示固體（或溶液）質量不再減少、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，“設某物質的質量為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，則物質之間的質量比就是錯誤的。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，要把相對分子質量與化學計量數(shù)的乘積寫在相應物質化學式的正下方；已知量和未知量寫在相應物質的相對分子質量總和的下方，且已知量帶有單位。有關物質的量左右對應，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量，如果題目提供的是一種混合物的質量，一定不能直接代入，要通過換算或利用質量守恒定律求出一種純凈物的質量，作為解題的突破口?！净瘜W方程式書寫】產生氧氣的反應(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(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確定物質質量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物的質量可能是（）A．13.3g B．12g C．11.1g D．無法確定3．根據質量守恒定律，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的質量為（）A．14g B．11g C．7g D．10g5．有反應2A+5B=C+2D，A、B兩種物質完全反應時的質量比為4：3，若生成C和D共280g，則反應消耗B的質量為（）A．120g B．160g C．90g D．240g6．已知一定質量的純凈物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的質量是8gB．物質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A的化學式可能是CH4知識點2求相對分子質量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的相對分子質量為32，則C的相對分子質量是（）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的質量是9g。若C的相對分子質量為44，則B的相對分子質量為（）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的相對分子質量為18，則A的相對分子質量為（）A．23 B．46 C．92 D．9610．在“2A+3B=2C+4D”的反應中，已知8g物質A完全反應生成11g物質C和9g物質D．若A的相對分子質量為32，則物質B的相對分子質量（）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的質量分數(shù)，稱取20g樣品加入到足量的水中，結果生成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（雜質不參與反應）：2Na2O2+2X═4NaOH+O2↑，生成氣體質量與時間的關系如圖所示?；卮饐栴}：（1）過氧化鈉中鈉、氧元素的質量比為；物質X的化學式為。（2）生成氧氣的質量是g。（3）計算2克該樣品中過氧化鈉的質量。14．某校興趣小組在實驗室中完成制取氧氣的實驗。他們取氯酸鉀和二氧化錳的混合物共3.0g放入大試管中加熱，并在不同時刻測定試管內剩余固體物質的質量（如表）：反應時間/min1.01.52.02.53.0剩余固體質量/g2.552.252.102.042.04分析表中數(shù)據，完成下列問題：（1）完全反應后，生成氧氣的質量為0.96g；（2）原混合物中二氧化錳的質量分數(shù)是多少？（寫出計算過程，結果精確到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