初中化学课题 3 利用化学方程式的简单计算学案设计

这是一份初中化学课题 3 利用化学方程式的简单计算学案设计，共15页。

利用方程式做简单计算
知识精讲
一．化学方程式的计算
1．依据化学方程式计算的理论依据
化学方程式可以表示化学反应中反应物和生成物各物质之间质量比，根据化学方程式的计算就是依据反应物和生成物之间的质量比进行的。
2．根据化学方程式计算的一般步骤：根据化学反应方程式的计算的步骤一般分为六步：
（1）设未知量，即未知量的质量为x；
（2）书写用到的化学方程式（即写→配→标→注），特别是化学方程式的配平是至关重要的；
（3）将用到的物质的质量关系标注在相应的化学式的正下方；上行是相对质量关系（即利用相对原子质量或相对分子质量乘以相应的化学计量数得来的），下行是纯物质质量（即已知量和未知量x）；
（4）列计算用到比例式，即上行的相对质量比等于下行的实际质量比；
（5）求算结果，注意一定要有单位；
（6）写出简明的答案，一般是问什么就答什么。
3．根据化学方程式计算注意事项
（1）在设未知数时，一般不带单位，但代入化学方程式解出的未知量要带单位。
（2）利用化学方程式进行计算时，代入量必须是纯净物的质量，如果是混合物的质量，则必须转化成纯净物的质量，再带入计算。
4．常用的公式：
（1）密度公式：
（2）纯度公式：
（3）分解百分率：
二．化学方程式计算的技巧与方法
1．差量法（差值法）
化学反应都必须遵循质量守恒定律，此定律是根据化学方程式进行计算的依据。但有的化学反应在遵循质量守恒定律的同时，会出现固体、液体、气体质量在化学反应前后有所改变的现象，根据该变化的差值与化学方程式中反应物、生成物的质量成正比，可求出化学反应中反应物或生成物的质量，这一方法叫差量法。此法解题的关键是分析物质变化的原因及规律，建立差量与所求量之间的对应关系。如：
（1），反应后固体质量减小，其差值为生成氧气的质量；
（2），该变化中固体质量减少量为生成水中氧元素的质量（或金属氧化物中氧元素的质量）；
（3），该变化中固体质量减少量为气体质量的增加量；
（4），反应后固体质量减小，其差值为生成的二氧化碳的质量。
（5），反应后气体质量减小，其减小值为生成水的质量。
（6），该变化中金属质量减小，溶液质量增加，其增加值等于参加反应的金属质量与生成氢气质量的差值。
（7），该变化中金属质量若增加，溶液的质量则减小，否则相反。其差值等于参加反应的金属质量与生成的金属质量的差值。
2．关系式法
关系式法就是根据化学式、化学方程式和溶质质量分数等概念所包含的各种比例关系，找出已知量与未知量之间的比例关系式直接列比例式进行计算的方法。关系式法有如下两种类型：
（1）纵向关系式：经过多步的连续反应，即后一反应的反应物为前一反应的生成物，采用“加合”，将多步运算转化为一步计算。
（2）横向关系式：
①几种不同物质中含相同的量，根据该量将几种不同物质直接联系起来进行运算；
②有多个平行的化学反应即多个反应的生成物有一种相同，根据这一相同的生成物，找出有关物质的关系式，依此关系式进行计算可建立运算过程。
关系式法抓住已知量与未知量之间的内在关系，建立关系式，化繁为简，减少计算误差，是化学计算常用方法之一。
三点剖析
一．考点：
1．学会利用化学方程式的简单计算，正确掌握计算的格式和步骤
2．在正确书写化学方程式的基础上，进行简单的计算
二．重难点：
1．从定量角度理解化学反应中各物质之间的质和量的关系
2．掌握利用化学方程式的简单计算的解题步骤格式
三．易错点：
1．利用化学方程式进行计算时，代入量必须是纯净物的质量，如果是混合物的质量，则必须转化成纯净物的质量，再带入计算。
直接利用化学方程式的简单计算
例题1、 在化学反应中A＋B═C＋2D中，若5克A和3克B恰好完全反应，生成2克C和若干克D，则生成的C和D的质量比为（ ）
例题2、 在反应X＋2Y＝R＋2M中，已知R和M的相对分子质量之比为22:9，当1.6gX与Y完全反应后，生成4.4gR，则在此反应中Y和M的质量比是（ ）
例题3、 乙醇俗称酒精，可用作医用消毒，也常作燃料。其完全燃烧的化学方程式可表示为：
C2H5OH+XO22CO2+3H2O
（1）其中乙醇完全燃烧化学方程式中的X值为________。
（2）23g乙醇完全燃烧生成多少克二氧化碳？
例题4、 质量相等的碳、硫、磷分别在氧气中充分燃烧，消耗氧气的质量最多的是（ ）
随练1、 实验室测定某铜锌合金样品的组成，分四次取该样品与稀盐酸反应，其实验数据记录如下表：
1
2
3
4
取样品质量/g
50.0
50.0
50.0
50.0
取稀盐酸质量/g
40.0
80.0
120.0
160.0
产生气体质量/g
0.5
1.0
m
1.2
（1）上表中m的数值是__________．
（2）求样品中锌的质量分数（写出计算过程）．
随练2、 实验室用氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气，某次实验中固体的质量变化如图：
（1）生成氧气的质量是___g
（2）求参加反应的氯酸钾的质量。
随练3、 3克红磷在3克氧气中燃烧，生成的五氧化二磷的质量（ ）
随练4、 实验室制取氧气时，某同学取质量为x的高锰酸钾加热，记录产生氧气的质量与反应时间的关系如图1所示，请回答下列问题：
（1）t0－t1和t4－t5时段固体质量都不变，为什么？
（2）请根据图中数据计算高锰酸钾的质量x为多少？（写出计算过程）
（3）请在图2坐标中，画出固体中锰元素质量在t0－t5时段变化示意图．
利用化学方程式的综合计算（图表类）
例题1、 在一密闭容器中加入甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下发生化学反应，测得反应前及t1、t2时各物质质量如图所示，下列说法中正确的是（ ）
例题2、 在一个密闭的容器内有四种物质，在一定条件下充分反应，测得反应前后各物质的质量，数据见表，下列说法正确的是（ ）
物质
甲
乙
丙
丁
反应前质量／g
1
20
17
2
反应后质量／g
m
29
0
10
例题3、 某兴趣小组为测定一批石灰石中碳酸钙的质量分数，称取了12g石灰石的样品，与100g的稀盐酸放入烧杯中反应，并称得整个过程中质量的变化如图示．求：
（1）生成二氧化碳的质量
（2）石灰石中碳酸钙的质量分数．
例题4、 将14.4g含有NaCl和CaCl2的固体混合物，加入到45.6g的足量的水中，在所得溶液中逐滴加入一定溶质质量分数的Na2CO3溶液，所加入Na2CO3溶液的质量与沉淀质量关系如图：（化学方程式CaCl2＋Na2CO3＝CaCO3↓＋2NaCl）
（1）求Na2CO3溶液的溶质质量分数；
（2）原混合溶液中CaCl2的质量；
（3）当CaCl2和Na2CO3恰好完全反应时，过滤，求所得溶液中溶质的质量分数。
例题5、 化学探究小组为测定某石灰石样品中碳酸钙的质量分数，取25g石灰石样品放在烧杯中，然后向其中逐滴加入一定量某质量分数的稀盐酸，使之与样品充分反应（杂质不参加反应）．随着反应进行，加入稀盐酸的质量与反应得到气体的质量变化关系如图所示．请完成下列计算内容：
（1）反应生成CO2的质量是________g．
（2）样品中碳酸钙的质量分数是多少？（写出计算过程）
例题6、 在一个密闭容器中有四种物质，在一定条件下充分反应后，测得反应前后各物质的质量如表：
物质
X
Y
Z
Q
反应前质量／g
4
10
1
21
反应后质量／g
0
12
15
待测
已知x的相对分子质量为n，Q的相对分子质量为2n，则下列推断正确的是（ ）
A.反应后Q的质量为l0g
B.反应生成的Y与Z的质量比为4︰5
C.该反应是分解反应
D.该反应方程式中X与Q的化学计量数之比为2︰3
随练1、 硫酸铜溶液对过氧化氢的分解有催化作用，取一定质量8.5%的过氧化氢溶液倒入烧杯中，加入一定质量15%的硫酸铜溶液，过氧化氢完全分解，有关实验数据如表所示（不考虑气体在水中的溶解）．请计算：
反应前
反应后
实验数据
烧杯和过氧化氢溶液的质量/g
硫酸铜溶液的质量/g
烧杯和烧杯中溶液的质量/g
60
3.3
62.5
（1）生成氧气的质量为________g．
（2）反应后烧杯中溶液溶质的质量分数．（写出计算过程，结果精确到0.1%）．
随练2、 把w克CO2通入足量的澄清石灰水中，得到的沉淀为x克．若先将w克CO2经过：CO2→CO→CO2变化（假定无损耗），再通入足量的澄清石灰水中，得到的沉淀为y克．则x与y的关系是（ ）
随练3、 某工厂需要96kg氧气作原料，若用分解过氧化氢（H2O2）的方法制取这些氧气，需要消耗过氧化氢的质量是多少？
随练4、 鸡蛋壳的主要成分是碳酸钙．为了测定某鸡蛋壳中碳酸钙的质量，小群同学进行了如下实验：将鸡蛋壳洗净、干燥并捣碎后，称取10g 放在烧杯里，然后往烧杯中加入足量的稀盐酸90g，充分反应后，称得反应剩余物为97.14g．（假设其他物质不与盐酸反应，也不挥发）问：
（1）产生二氧化碳气体多少克？
（2）该10克鸡蛋壳中碳酸钙的质量是多少？
随练5、 某同学为了测定氯酸钾样品中氯酸钾的质量分数，取2.5g该样品与0.5g二氧化锰混合，加热该混合物（假设杂质不参加反应），称量剩余固体质量，分4次记录如下表：
第一次
第二次
第三次
第四次
加热时间
T1
T2
T3
T4
剩余固体的质量（g）
2.88
2.48
2.08
2.04
（1）不再进行第五次实验记录的原因是____________________________．
（2）完全反应后产生氧气的质量_______g．
（2）该样品中氯酸钾的质量分数是多少？（要求：写出计算过程）
拓展
1、 以下关于“1＋1＝2”的说法正确的是（ ）
A.1mL酒精与1mL水充分混合后得到2mL酒精溶液
B.1g硫酸铜溶液与1g氢氧化钠溶液反应后得到的溶液质量为2g
C.1g石灰石和1g稀盐酸充分反应后得到的生成物的总质量为2g
D.1g硫和1g氧气点燃生成2g二氧化硫
2、 把干燥、纯净的氯酸钾和二氧化锰的混合物16g装入大试管中，加热制取氧气，待反完全后，将试管冷却称量得到的固体11.2g，
试计算：
（1）制得氧气的质量；
（2）原混合物中二氧化锰的质量．
3、 某课外活动小组为测定当地石灰石中含碳酸钙的质量分数，取来了一些矿石，并取稀盐酸200g，平均分成4份，进行实验，结果如下：实验
1
2
3
4
加入样品的质量/g
5
10
15
20
生成CO2的质量/g
1.54
3.08
4.4
m
（1）哪几项反应中盐酸有剩余____________；
（2）上表中m的数值是__________________；
（3）若将15克这种石灰石矿完全反应最多能产生多少克二氧化碳？
（4）试计算15克这种石灰石矿中碳酸钙的质量
4、 将一定质量一氧化碳和二氧化碳的混合气体通入足量石灰水中，充分反应后，生成沉淀的质量恰好等于原混合气体的质量，则原混合气体中一氧化碳和二氧化碳质量比为（ ）
5、 小王同学想测定某Cu﹣Zn合金中铜的质量分数，取合金粉末13g，向其中逐渐加入一定溶质质量分数的稀硫酸，所加稀硫酸与生成氢气的质量关系如图所示．请完成下列分析及计算：
（1）反应生成氢气的总质量为________g．
（2）计算合金中铜的质量分数．
6、[多选题] 在由和组成的混合气体中，碳元素的质量分数为60%，则混合气体充分燃烧后生成和的质量比是（ ）
答案解析
利用方程式做简单计算
直接利用化学方程式的简单计算
例题1、
【答案】 A
【解析】 参加反应的A和B的质量总和等于反应后生成的C和D的质量总和，故有：5g＋3g＝2g＋D，解得D＝6g，故C和D的质量比为：2g︰6g＝1︰3．
例题2、
【答案】 A
【解析】 暂无解析
例题3、
【答案】 （1）3
（2）44g
【解析】 （2）设23g乙醇完全燃烧生成二氧化碳的质量为M
C2H5OH+3O22CO2+3H2O
46 88
23g M
M=44g
答：23g乙醇完全燃烧生成二氧化碳的质量为44克。
例题4、
【答案】 A
【解析】 根据所该物质写出这4个反应的化学方程式，按O2的化学计量数为1进行配平；计算每种物质与O2的质量比，然后比较得出答案．
C＋O2CO2S＋O2SO2P＋O2P2O5
12 32 32 32 24 32
消耗32份质量的O2所需碳、硫、磷的相对质量分别为：12、32、24，即消耗等量氧气所需碳最少．则燃烧等量的三种物质时，碳消耗的氧气最多．
随练1、
【答案】 （1）1.2（2）78%
【解析】 （1）四次反应中金属质量相等，通过前两次可以看出，氢气的质量随着盐酸质量的成倍增加而成倍增加，但是第四次盐酸质量是第一次的四倍，而氢气质量不是第一次的四倍，所以m是1.2；
（2）设黄铜中锌的质量为y，
Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑
65 2
y 1.2g
y=39g
所以样品中锌的质量分数是：×100%=78%．
随练2、
【答案】 （1）4.8
（2）12.25g
【解析】 （2）设KClO3的质量为x。
2KClO32KCl+3O2↑
245 96
x 4.8g
x=12.25g
答：KClO3的质量为12.25g。
随练3、
【答案】 C
【解析】 4P＋5O22P2O5
124 160 284
据此可以看出，磷、氧气、五氧化二磷的质量比是124︰160︰284＝31︰40︰71，3克红磷在3克氧气中燃烧，
则3g氧气全部参加反应，生成五氧化二磷的质量设为x
，
x＝5.325g，小于6g。
随练4、
【答案】 （1）t0－t1：反应还未进行；t4－t5：反应进行完全（2）31.6g（3）见解析
【解析】 （1）根据图中信息可知：t0－t1固体质量不变，是因为反应还未进行；t4－t5时固体质量不变，是因为反应进行完全；
（2）设高锰酸钾的质量是x，由图象可知该反应生成的氧气质量是3.2g；
316 32
x 3.2g
x＝31.6g
（3）31.6g高锰酸钾中锰元素的质量是
利用化学方程式的综合计算（图表类）
例题1、
【答案】 B C
【解析】 根据质量守恒定律，在化学反应中，参加反应前各物质的质量总和等于反应后生成各物质的质量总和，
反应后质量增加的是生成物，减少的是反应物，由图中信息可知：反应后乙质量增加了32g－4g＝28克，是生成物；丁质量减少了24g－4g＝20克，是反应物；丙质量不变，可能做催化剂；反应物应该还少8克，所以甲是反应物，故反应物是甲和丁，生成物是乙，是化合反应，故乙中含有甲、丁中的所有元素，所以
A、甲、乙的质量变化之比为8g︰28g＝2︰7，故A错误；
B、反应中乙、丁的质量比28︰20＝7︰5，故B正确；
C、因为反应物是甲和丁，生成物是乙，是化合反应，故C正确；
D、丙质量不变，可能做催化剂，故D错误。
例题2、
【答案】 C
【解析】 A、甲反应前后质量不变，因此m的值是1，该选项说法不正确；
B、甲可能是该反应的催化剂，也可能既不是反应物也不是生成物，该选项说法不正确；
C、化学反应中乙、丁的质量比是：9g︰8g＝9︰8，该选项说法正确；
D、反应物是一种，生成物是两种，属于分解反应，该选项说法不正确。
例题3、
【答案】 （1）4.4g
（2）83.3%
【解析】 （1）根据质量守恒定律，二氧化碳的质量为：100g＋12g－107.6g＝4.4g．
（2）设该石灰石样品中碳酸钙的质量为x，
CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2O＋CO2↑
100 44
x 4.4g
x＝10g
石灰石中碳酸钙的质量分数100%≈83.3%．
例题4、
【答案】 （1）21.2％
（2）11.1g
（3）15％
【解析】 设溶液中Na2CO3的质量为x，混合物中CaCl2的质量为y，生成NaCl的质量为z
CaCl2＋Na2CO3═CaCO3↓＋2NaCl
111 106 100 117
y x 10g z
x＝10.6g，y＝11.1g，z＝11.7g
（1）Na2CO3溶液的溶质质量分数：；
（2）CaCl2的质量为11.1g；
（3）所得溶液中溶质的质量分数为：。
例题5、
【答案】 （1）8.8
（2）80％
【解析】 （1）由题目中图可以看出：当加入稀盐酸的质量为146g时，石灰石中的碳酸钙完全反应且生成二氧化碳的质量为8.8g；
（2）设样品中碳酸钙的质量分数为x，
解之得：
x＝80％
故：样品中碳酸钙的质量分数为80％．
例题6、
【答案】 D
【解析】 反应前物质的总质量为：4＋10＋1＋21＝36g，反应后物质的总质量为：0＋12＋15＋待测＝36g，则待测＝9；
X质量减少4－0＝4g，故为反应物；Y质量增加12－10＝2g，故为生成物；Z质量增加15－1＝14g，故为生成物；Q质量减少21－9＝12g，故为反应物；反应的方程式可表示为：aX＋bQ＝cY＋dZ，已知X的相对分子质量为n，Q的相对分子质量为2n，则a×n︰b×2n＝4g︰12g，则a︰b＝2︰3。
A、反应后Q的质量为9g，故说法错误；
B、由以上分析，反应中Y和Z的质量比为2g︰14g＝1︰7，故错误；
C、该反应的反应物是两种，不属于分解反应，故C说法错误；
D、已知X的相对分子质量为n，Q的相对分子质量为2n，由以上化学方程式以及质量减少和增加关系可得a×n︰b×2n＝4g︰12g，则a︰b＝2︰3，故D说法正确。
随练1、
【答案】 （1）0.8（2）2.3%
【解析】 （1）根据质量守恒定律，氧气的质量=（60g+3.3g）﹣62.5g=0.8g；
（1）设过氧化氢溶液中所含H2O2的质量为x
2H2O22H2O+O2↑
68 32
x 0.8g
x=1.7g
过氧化氢溶液的质量==20g
硫酸铜的质量=3.3g×15%=0.495g
反应后烧杯中溶液溶质的质量分数=100%≈2.3%．
随练2、
【答案】 C
【解析】 设生成CO的质量为n，生成CO2质量为m，
①CO2+C═2CO；②2CO+O2═2CO2
44 56 56 88
W n n m
得出：n═； m=═2W
所以经过上述变化后，二氧化碳的质量是原来的两倍，又因为澄清的石灰水是足量的，所以沉淀的多少取决于二氧化碳的多少．二氧化碳越多，沉淀就越多．
随练3、
【答案】 204kg
【解析】 设需要的过氧化氢的质量为x
2H2O22H2O＋O2↑
68 32
x 96kg
x＝204kg
答：消耗的过氧化氢的质量为204kg．
随练4、
【答案】 （1）2.86g
（2）65％
【解析】 （1）产生二氧化碳的质量为10g＋90g－97.14g＝2.86g．
（2）设反应的碳酸钙质量是x
CaCO3＋2HCl═CaCl2＋CO2↑＋H2O
100 44
x 2.86g
x＝6.5g
随练5、
【答案】 （1）第四次氯酸钾已完全分解
（2）0.96
（3）见解析
【解析】 （1）根据表中信息可知第四次氯酸钾已完全分解，不需再进行第五次实验记录；
（2）氧气的质量为：2.5g+0.5g﹣2.04g=0.96g．
（3）设样品中含有氯酸钾的质量为x
=
x=2.45g
样品中氯酸钾的质量分数为×100%=98%．
答：生成的氧气的质量是0.96g，样品中氯酸钾的质量分数为98%．
拓展
1、
【答案】 D
【解析】 A、因为微粒之间有间隔，1体积水与1体积酒精混合后的总体积小于2体积，错误；
B、因为硫酸铜和氢氧化钠反应产生氢氧化铜沉淀和硫酸钠，因此所得溶液的质量会小于加入物质的总质量，错误；
C、1g石灰石和1g稀盐酸反应后生成二氧化碳气体，气体逃逸到空气中，故反应后溶液的质量小于2g，故错误
D、室温下，硫粉在氧气中燃烧生成二氧化硫，根据反应的化学方程式，硫粉与氧气恰好完全反应时的质量比为32：32＝1：1，则1g硫粉在1g氧气中恰好完全反应生成2g二氧化硫，正确；
2、
【答案】 （1）4.8g；
（2）3.75g
【解析】 设原混合物中KClO3质量为x，依题意可知完全反应后生成氧气的质量为：16g－11.2g＝4.8g
245 96
x 4.8g
x＝12.25g
则原混合物中二氧化锰的质量为：16g－12.25g＝3.75g
3、
【答案】 （1）1、2
（2）4.4
（3）4.62
（4）10.5克
【解析】 暂无解析
4、
【答案】 A
【解析】 由“生成沉淀的质量恰好等于原混合气体的质量“可得m一氧化碳＋m二氧化碳＝m碳酸钙．而碳酸钙可以看成是分解所得的氧化钙和二氧化碳的混合物，则m一氧化碳＋m二氧化碳＝m氧化钙＋m二氧化碳．而根据元素守恒可知，参加反应的二氧化碳和对应的碳酸钙分解所得二氧化碳相等，则有m一氧化碳＝m氧化钙．设碳酸钙的质量为100g，
100 56 44
100g 56g 44g
原混合气体中一氧化碳和二氧化碳质量比56g：44g＝14：11所以选A．
5、
【答案】 （1）0.1（2）75%
【解析】 （1）由图可知，完全反应后生成氢气的质量为0.1g．
（2）设该合金中锌的质量为x
Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑
65 2
x 0.1g
x=3.25g
合金中铜的质量分数=×100%=75%．
6、[多选题]
【答案】 A
【解析】 暂无解析A.1︰3
B.3︰1
C.2︰3
D.3︰2
A.16:9
B.23:9
C.32:9
D.46:9
A.碳
B.硫
C.磷
D.一样多
A.等于6克
B.大于6克
C.小于6克
D.无法判断
A.该反应中，甲、乙的质量变化之比为1︰4
B.该反应中，乙、丁的质量变化之比为7︰5
C.该反应为化合反应
D.丙一定为该反应的催化剂
A.m的值是0
B.甲是该反应的催化剂
C.化学反应中乙、丁的质量比是9︰8
D.该反应是化合反应
A.x=y
B.x＞y
C.x＜y
D.无法确定
A.14：11
B.7：11
C.11：14
D.11：7
A.11：18
B.22：9
C.11：37
D.1：1