初中化学人教版九年级上册课题 3 利用化学方程式的简单计算教案设计

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eq \a\vs4\al\c1(●)一 计算依据
化学方程式可表示反应物、生成物之间的质量关系，即化学反应中反应物和生成物之间的__质量比__是一定值。
eq \a\vs4\al\c1(●)二 计算步骤
1．设__未知量__。
2．正确完整地写出反应的__化学方程式__。
3．写出相关物质的化学计量数与__相对分子质量__的乘积以及已知量、未知量，标在化学式的下面。
4．列出__比例式__，求解。
5．简明地写出__答案__。
类型一 由一种反应物(或生成物)的质量求生成物(或反应物)的质量
例1 贵阳中考为减少二氧化碳等温室气体的排放，科学家采取“组合转化”技术，将CO2和H2在催化剂和加热条件下转化为一种重要的化工原料乙烯(C2H4)和H2O，反应的化学方程式为2CO2＋6H2eq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))C2H4＋4H2O。若要制得28 g C2H4，需要CO2的质量是多少？
[答案] 88 g
[解析] 设需要二氧化碳的质量为x。
2CO2＋6H2eq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))C2H4＋4H2O
88 28
x 28 g
eq \f(88,28)＝eq \f(x,28 g) x＝88 g
即需要二氧化碳的质量是88 g。
[方法点拨] 在化学方程式中各物质的质量比在数值上等于各物质的相对分子质量与其化学计量数乘积的比。若题中给出其中一种物质(纯净物)的实际质量，可根据物质之间的质量比计算出其他物质的质量。计算时要注意以下问题：(1)解题步骤要规范完整；(2)所设的未知量后面不要带单位，计算过程中单位要统一；(3)化学方程式的书写一定要正确；(4)若化学式前面有化学计量数，计算相对质量时不要忘记与之相乘；(5)体积不能直接代入化学方程式计算，需要先利用公式：质量＝密度×体积换算成质量。
类型二 不能直接利用反应物(或生成物)的质量求生成物(或反应物)的质量的计算
例2 小明在实验室里加热31.6 g高锰酸钾制取氧气，完全反应后剩余固体质量为28.4 g。将剩余固体溶解、过滤、烘干，回收二氧化锰。请计算：
(1)生成氧气的质量为________g。
(2)回收二氧化锰的质量。
[答案] (1)3.2 (2)8.7 g
[解析] (1)根据质量守恒定律，当固体质量变为28.4 g时，生成氧气的质量为31.6 g－28.4 g＝3.2 g。
(2)设生成MnO2的质量为x。
2KMnO4eq \(=====,\s\up7(△))K2MnO4＋MnO2＋O2↑
87 32
x 3.2 g
eq \f(87,32)＝eq \f(x,3.2 g) x＝8.7 g
知识点❶ 由一种反应物(或生成物)的质量求生成物(或反应物)的质量
1．氢气是最清洁的燃料，计算200 g氢气完全燃烧消耗氧气的质量。
[答案] 1600 g
[解析] 设200 g氢气完全燃烧消耗氧气的质量为x。
2H2＋O2eq \(=====,\s\up7(点燃))2H2O
4 32
200 g x
eq \f(4,32)＝eq \f(200 g,x) x＝1600 g
2．甲醇(CH3OH)是基础化工原料，制备原理为：CO＋2H2eq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5(高压)) CH3OH，当消耗5.6 kg CO时，计算生成甲醇的质量。
[答案] 6.4 kg
[解析] 设生成甲醇的质量为x。
CO＋2H2eq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5(高压))CH3OH
28 32
5．6 kg x
eq \f(28,32)＝eq \f(5.6 kg,x) x＝6.4 kg
知识点❷ 不能直接利用反应物(或生成物)的质量求生成物(或反应物)的质量的计算
3．石灰厂使用石灰石制取生石灰，反应的化学方程式为：CaCO3eq \(=====,\s\up7(高温)) CaO＋CO2↑。若生产含氧化钙25.2 t的生石灰，则至少需要含碳酸钙90%的石灰石多少吨？
[答案] 50 t
[解析] 设生产含氧化钙25.2 t的生石灰，需要碳酸钙的质量为x。
CaCO3eq \(=====,\s\up7(高温))CaO＋CO2↑
100 56
x 25.2 t
eq \f(100,56)＝eq \f(x,25.2 t) x＝45 t
需要含碳酸钙90%的石灰石的质量为：
45 t÷90%＝50 t
4．为测定实验室中某过氧化氢溶液的质量分数，小明取25.0 g过氧化氢溶液放入烧杯中，然后进行如图5－3－1所示的实验。
图5－3－1
请计算：
(1)反应后产生气体的质量为________g。
(2)参加反应的过氧化氢的质量。(请写出计算过程)
[答案] (1)3.2
(2)解：设过参加反应的过氧化氢的质量为x。
2H2O2eq \(=====,\s\up7(MnO2))2H2O＋O2↑
68 32
x 3.2 g
eq \f(68,32)＝eq \f(x,3.2 g)
x＝6.8 g
答：参加反应的过氧化氢的质量为6.8 g。
一、选择题

1．株洲中考已知：某密闭容器中，12 g A加热完全分解产生B和C，其中B的质量为2 g，同时C又能部分分解产生0.1 g D和7.9 g E，则最终该密闭容器中B和C的质量比为( )
A．1∶1 B．1∶2
C．1∶4 D．1∶5
[解析] A 因为参加反应的A的质量等于生成的B和C的质量之和，参加反应的A的质量为12 g，生成B的质量为2 g，则同时生成C的质量为10 g；C又部分分解为0.1 g D和7.9 g E，则反应掉的C的质量为0.1 g＋7.9 g＝8 g，还剩余C的质量为10 g－8 g＝2 g，因此最终该密闭容器内B的质量为2 g，C的质量也为2 g，故B和C的质量比为1∶1。
2．2013·娄底在一密闭容器中，有甲、乙、丙、丁四种物质，一定条件下充分反应，测得反应前后各物质的质量如下表：
根据质量守恒定律判断，x的值为( )
A．50 B．70 C．40 D．15
[答案] B
二、填空题
3．中国登山协会为纪念我国首次攀登珠穆朗玛峰成功50周年，再次组织攀登珠穆朗玛峰活动。假如每名运动员冲顶时消耗自带的液氧4.8 kg。求：
(1)这些氧气在标准状况下的体积是________L (标准状况下氧气的密度为1.43 g/L)。
(2)若在实验室用高锰酸钾为原料制取相同质量的氧气，需要________kg高锰酸钾。
(3)你认为用这种方法给登山队员供氧可行吗？________(填“可行”或“不可行”)，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
[答案] (1)3356.6 (2)47.4
(3)不可行 此法成本太高，经济上不合算(或在实验室制如此多的氧气耗时太长)
[解析] (1)氧气的体积为4.8×103 g ÷1.43 g/L≈3356.6 L。
(2)设需要KMnO4的质量为x。
2KMnO4eq \(=====,\s\up7(△))K2MnO4 ＋ MnO2 ＋O2↑
316 32
x 4.8 kg
eq \f(316,32)＝eq \f(x,4.8 kg) x＝47.4 kg
三、计算题
4．泉州中考工业上常用NaOH溶液处理铝土矿(主要成分Al2O3)，反应的化学方程式：Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O。欲对含Al2O3 204 t 的铝土矿进行处理(杂质不参与反应)，理论上需要消耗NaOH的质量为多少？
[答案] 160 t
[解析] 设需要消耗NaOH的质量为x。
Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O
102 80
204 t x
eq \f(102,80)＝eq \f(204 t,x)
x＝160 t
即需要消耗NaOH的质量为160 t。
5．小明同学用15 g氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气，充分加热后，剩余固体质量为10.2 g。试计算：
(1)小明共制取了________g氧气。
(2)原混合物中氯酸钾的质量是多少？
[答案] (1)4.8 (2)12.25 g
[解析] (1)根据质量守恒定律计算出生成的氧气的质量为：15 g－10.2 g＝4.8 g。
(2)设原混合物中氯酸钾的质量为x。
2KClO3eq \(=====,\s\up7(MnO2),\s\d5(△))2KCl＋3O2↑
245 96
x 4.8 g
eq \f(245,96)＝eq \f(x,4.8 g) x＝12.25 g
即原混合物中氯酸钾的质量为12.25 g。
6. 某校兴趣小组在实验室中完成制取氧气的实验，他们取氯酸钾和二氧化锰的混合物共3.0 g放入大试管中加热，并在不同时刻测定试管内剩余固体物质质量(如下表)：
分析表中数据，回答下列问题：
(1)完全反应后，生成氧气的质量为________g。
(2)原混合物中氯酸钾的质量是多少克？(写出计算过程)
[答案] (1)0.96
(2)解：设原混合物中氯酸钾的质量为x。
2KClO3eq \(=====,\s\up7(MnO2),\s\d5(△))2KCl＋3O2↑
245 96
x 0.96 g
eq \f(245,96)＝eq \f(x,0.96 g) x＝2.45 g
答：原混合物中氯酸钾的质量是2.45 g。
7．小芳为测定Vc药片中维生素C(化学式为C6H8O6)的质量分数，进行了如下实验：
反应原理：C6H8O6＋I2===C6H6O6＋2HI(I2不和Vc药片中的其他成分反应)。
实验数据：取Vc药片2 g，共消耗了I2 2.54 g。
请你帮助小芳计算该Vc药片中维生素C的质量分数。
[答案] 88%
[解析] 设2 g Vc药片中含维生素C的质量为x。
C6H8O6＋I2===C6H6O6＋2HI
176 254
x 2.54 g
eq \f(176,254)＝eq \f(x,2.54 g) x＝1.76 g
Vc药片中维生素C的质量分数为：
eq \f(1.76 g,2 g)×100%＝88%。
1．德阳中考金属单质M与非金属单质硫发生如下反应：2M＋Seq \(=====,\s\up7(△))M2S。甲、乙两组学生在实验室分别进行该实验，加入的M和硫的质量各不相同。充分反应后，实验数据记录如下表，则M的相对原子质量是( )
A.64 B．56 C．39 D．23
[解析] A 对比甲、乙两同学所用M和S的质量及生成M2S的质量：同样生成7.5 g M2S，甲实验中S的用量为2.5 g、乙实验中S的用量为1.5 g，则可得出反应生成7.5 g M2S时需要消耗S的质量为1.5 g；利用质量守恒定律，则两物质恰好完全反应时，可判断生成7.5 g M2S时消耗M的质量为6.0 g。
设M元素的相对原子质量是x。
2M＋Seq \(=====,\s\up7(△))M2S
2x 32
6．0 g 1.5 g
eq \f(2x,32)＝eq \f(6.0 g,1.5 g) x＝64
2．北京中考利用化学反应2Na＋H2eq \(=====,\s\up7(△))2NaH可实现氢气的存储，计算230 g金属钠最多可吸收氢气的质量。
[答案] 10 g
[解析] 已知钠的质量，直接利用反应的化学方程式计算吸收氢气的质量。
设可吸收氢气的质量为x。
2Na＋H2eq \(=====,\s\up7(△))2NaH
46 2
230 g x
eq \f(46,2)＝eq \f(230 g,x)
x＝10 g
3. 海南中考二氧化碳是一种宝贵的碳氧资源。以CO2和NH3合成尿素CO(NH2)2是固定和利用CO2的成功范例，该反应的化学方程式为CO2＋2NH3===CO(NH2)2＋H2O。试计算：
(1)尿素中C、O、N、H四种元素的质量比：______________。
(2)若按上述方法生产120 t尿素，可固定的CO2的质量为多少？
[答案] (1)3∶4∶7∶1 (2)88 t
[解析] (1)尿素中C、O、N、H各元素的质量比＝12∶16∶(14×2)∶(1×4)＝3∶4∶7∶1。
(2)设生产120 t尿素可固定二氧化碳的质量为x。
CO2＋2NH3===CO(NH2)2＋H2O
44 60
x 120 t
eq \f(44,60)＝eq \f(x,120 t) x＝88 t
4. 漳州中考某干燥剂含氧化钙的质量分数是80%(杂质不吸水)，理论上14 g干燥剂能吸收水的质量是多少？[有关反应的化学方程式为CaO＋H2O===Ca(OH)2]
[答案] 3.6 g
[解析] 设理论上14 g干燥剂能够吸收水的质量为x。
氧化钙的质量为14 g×80%＝11.2 g
CaO ＋ H2O===Ca(OH)2
56 18
11．2 g x
eq \f(56,18)＝eq \f(11.2 g,x) x＝3.6 g
即理论上14 g干燥剂能吸收水的质量是3.6 g。物质
甲
乙
丙
丁
反应前的质量/g
30
55
20
70
反应后的质量/g
0
100
x
5
反应时间/min
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
剩余固体质量/g
2.55
2.25
2.10
2.04
2.04
M的质量/g
S的质量/g
M2S的质量/g
甲
6.0
2.5
7.5
乙
7.0
1.5
7.5