专题10 化学方程式的计算1 化学方程式计算的依据2 化学方程式计算的一般步骤3 有关化学方程式计算的基本题型知识点一化学方程式计算的依据1.理论依据(1)以客观事实为基础,绝不能凭空臆想、臆造事实上不存在的化学反应。
(2)要遵守质量守恒定律,等号两边各原子的种类和数目必须相等。
(3)2.基本依据(1)化学方程式中各反应物、生成物之间的质量比。
(2)注意:在化学反应中,参加化学反应的各反应物及反应生成的各生成物之间的质量比始终是一个定值。
各物质间的质量比实际上是各物质的相对分子质量(或相对原子质量)与其化学式前化学计量数的乘积之比,切勿漏乘化学计量数。
例:2H2 + O22H2O 中、H2 O2 H2O的质量比=(____×____) : (____×____) : (____×____)=_______ : _______ : ________【典例1】★★☆☆☆在反应2Mg+O22MgO中镁、氧气、氧化镁的质量比为()A.48:32:80B.24:32:40C.24:32:64D.24:32:80[答案]:A[解析]:2Mg + O22MgO48 32 80【典例2】★★★☆☆以铁燃烧为例说明在化学变化中反应物和生成物之间的各物质之间的质量关系?在反应中,铁、氧气、四氧化三铁的质量比是_________[答案]:21:8:29[解析]:铁和氧气反应的化学方程式为:3Fe + 2O2 = Fe3O4168 64 232在此反应中铁、氧气和氧化镁的质量比为168:64:232=21:8:29。
2 已知化学反应2A=2B+C,A的相对分子质量为34,C的相对分子质量为32,则17gA完全反应时,生成B的质量________________[答案]:9g[解析]:在化学反应中,根据质量守恒定律(2×34-32)÷2=18,可以得出B的相对分子质量为18,根据在化学反应中,参加化学反应的各反应物及反应生成的各生成物之间的质量比始终是一个定值推出每17份质量的A参与反应有9份质量的B生成。
【训练1】★★☆☆☆在反应A+2B=2C中,已知4gA跟B恰好完全反应,生成7gC,又知C的相对分子质量为28,则A的相对分子质量为()A.32 B.64 C.16 D.48 [答案]:A[解析]:在化学反应中,参加化学反应的各反应物及反应生成的各生成物之间的质量比始终是一个定值,列比例式A+2B═2Cx 2×284g 7gx/ 4g = 2×28/ 7gx=32故选A【训练2】★★★☆☆如果氧原子的质量为m,则1个二氧化硫分子的质量为()(O-16;S-32)A.mB.2mC.3mD.4m[答案]:D[解析]:氧原子、硫原子的相对原子质量分别是16、32,硫原子的相对原子质量是氧原子相对原子质量的2倍;原子的相对原子质量与原子的质量呈正比,如果氧原子的质量为m,则硫原子的质量为2m,1个二氧化硫分子是由1个硫原子和2个氧原子构成的,则1个二氧化硫分子的质量为2m+m×2=4m.故选:D知识点二化学方程式计算的一般步骤1 一般步骤根据化学方程式进行计算的步骤及书写格式,以下列问题为例说明:18 g 水通电时完全分解,能制的多少克氧气?2 注意事项(1)化学方程式是计算的依据,因此,化学方程式书写必须正确,否则就不能正确反映化学反应中各物质的质量比。
(2)相关物质的相对分子质量必须计算准确,注意质量比是相对分子质量与化学计量数的乘积之比。
(3)同一题目中不同未知量不能用同一字母表示。
(4)解题过程中相关物质的质量比、已知量、未知量必须写在对应化学式的下边,以免出错。
(5)代入化学方程式中进行计算的相关物质的质量必须是纯净物的质量,不纯物质的质量必须转换成纯净物的质量,体积也必须换算成质量后才能代入化学方程式。
且单位要一致。
(6)解题过程的书写要规范。
【典例1】★★★☆☆实验室要制取4.8克氧气,至少需分解多少克高锰酸钾? [答案]:47.4g[解析]x 。
2KMnO 4 K 2MnO 4 + MnO 2 + O 2↑ 31632X 4.8g316/x=32/4.8g x=47.4g 答:至少需要分解高锰酸钾47.4g 。
【训练1】★★★☆☆硅酸钠(Na2SiO3)是我国优先发展的精细化工产品||,工业制备的反应为:2 NaOH + SiO2 Na2SiO3+ H2O 。
现以125 t 石英砂(SiO2的质量分数为96%)为原料,与足量的NaOH溶液反应。
试计算:(1)125 t 石英砂中SiO2的质量。
(2)理论上得到硅酸钠的质量。
[答案]:(1)120t (2)244t[解析]:(1)石英砂中的SiO2的质量= 125 t ×96% = 120 t 。
(2)设生成硅酸钠的质量为x 。
2 NaOH + SiO2Na2SiO3 + H2O60 122120 t x60 120 t= 122x,x = 244 t答:理论上得到硅酸钠的质量为244 t 。
知识点三有关化学方程式计算的基本题型1.基本题型(1)有关纯净的反应物和生成物的质量计算。
(2)有关含杂质的反应物和生成物质量的计算(杂质不参加反应)。
(3)如果题目中给出的物质中含有杂质,则要换算为纯净物;如果求含杂质的生成物的质量,则要把纯净的生成物质量换算成含杂质的物质质量。
纯净物与不纯物的质量关系是:纯净物的质量= 不纯物质量–杂质质量= 不纯物质量×纯净物的质量分数(纯度)= 不纯物质量×(1 -杂质的质量分数)纯度= 纯净物的质量/ 不纯物的质量×100% 。
(4)涉及其他体积的有关计算:需把一定体积的气体换算成一定质量的气体。
公式:质量= 体积×密度,体积= 质量/ 密度。
(5)过量计算:化学反应中,当某种物质过量时,不能按过量物质的质量进行计算,应按恰好完全反应的物质的质量进行有关计算。
(6)分解百分率:分解百分率= 已分解的物质质量/ 未分解时该物质的总质量×100% 。
2.题型拓展(1)题型一:根据反应物求生成物或另一反应物:这是化学方程式计算中最基础的题型,要深刻理解化学方程式的含义,理解反应物和生成物在微观上和质量上的关系。
【典例1】★★★☆☆甲醇(CH 3OH )是一种有毒、有酒的气味的可燃性液体。
甲醇在氧气中不完全燃烧可发生如下反应:8CH 3OH +nO 2=2CO +mCO 2+16H 2O, 若反应生成3.6克水,请计算: (1)m 值是_________________ (2)参加反应的氧气质量是多少克? [答案]:(1):6 (2):4.4g[解析]:(1)根据反应前后原子数目不变可得:m =6 (2)解:8+2n =6×2+2+16 n =11 设参加反应的氧气质量为x 。
8CH 3OH +11O 2=2CO +6CO 2 +16H 2O11×32 16×18 x 3.6gg x6.318163211=⨯⨯ x =4.4g答:略【训练1】★★☆☆☆12克镁在足量的氧气中完全燃烧,可得氧化镁多少克?同时会消耗多少克氧气? [答案]:10,4[解析]:解:设制得氧化镁x, 同时消耗氧气y Mg+O 2=MgO 48 32 80 6 y x 解得:x=10 y=4 答:略(2)题型二:有关不纯反应物或生成物的计算:化学方程式表示的是纯净物之间的质量关系,因此不纯物质的质量必须换算成纯物质的质量才能进行计算,纯净物与不纯物质量换算关系如下:纯物质的质量=不纯物质的质量×纯度。
【典例1】★★★☆☆二氧化碳是绿色植物进行光合作用的原料之一,某课外探究小组的同学要进行小实验,需获得一般状况下的CO 2 4升(一般状况下,1立方米CO 2质量为1.98Kg ),他们用含杂质10%的大理石与足量稀盐酸反应则需这种大理石多少克? [答案]:x=20g[解析]:设含杂质10%的大理石x 。
m (CO 2)=ρV =1.98克92.74=⨯L L gCaCO 3+2HCl=CaCl 2+H 2O+CO 2↑ 10044(1-10%)x 7.9292.744101100=%)(x - x =20g答:略【训练1】★★★☆☆现有20%的硫酸铜溶液80g ,跟一定量的氢氧化钠溶液恰好完全反应,则可得到氢氧化铜多少克?(该反应的化学方程式为:CuSO 4 + 2NaOH = Cu(OH)2 + 2H 2O ) [答案]:9.8g[解析]:解:设可得氢氧化铜沉淀x . CuSO 4 + 2NaOH = Cu(OH)2 + 2H 2O 1609880×20% xx 98%2080160=⨯ x =9.8g答:略(3)题型三:有关多步反应的计算:所谓多步反应的计算是指根据一个反应中已知的质量,再进行另一个化学反应或几个化学反应的连续计算,求出最后一个化学反应的量,一般称之为多步反应的计算。
多步反应的计算用关系式法求解会省时、省力,达到事半功倍之效.【典例1】★★★★☆高炉中炼铁主要是利用一氧化碳与赤铁矿(主要成分是反应为Fe 2O 3)反应来得到铁,其化学方程式为3CO+Fe 2O 3∆2Fe+3CO 2,现用足量的一氧化碳与1.25克不纯的氧化铁发生反应,将反应中生成的CO 2通入澄清石灰水中,得到白色沉淀1.64克。
求氧化铁粉末的纯度。
[答案]:70%。
[解析]:设参加反应的氧化铁的质量为x 。
Ca(OH)2+CO 2=CaCO 3↓+H 2O 3CO+Fe 2O 3∆2Fe+3CO 2得出关系式:Fe 2O 3~3CO 2~3CaCO 3 160 300 x 1.64克g x 64.1300160= %70%10025.1875.0=⨯g g答:略。
【训练1】★★★☆☆计算用多少克的锌跟足量稀硫酸反应生成的氢气,能跟12.25克的氯酸钾完全分解后生成的氧气恰好完全反应生成水? [答案]:19.5g[解析]: Zn+H 2SO 4(稀)=ZnSO 4+H 2↑ , 2KClO 3 2KCl+3O 2↑,2H 2+O 22H 2O ,可以用三个化学方程式中的微粒关系,找出关系式:2KClO 3~3O 2~6H 2~6Zn 设需要锌的质量为x 。
KClO 3~3Zn 122.5 195 12.25g x设需要锌的质量为122.5/12.25g=195/x x =19.5 g 答:需要锌的质量为19.5g 。
(4)题型四:有关过量的计算:化学方程式计算的理论依据就是质量守恒定律。
在质量守恒定律中,“参加反应的各物质的质量总和,等于反应生成的各物质的质量总和。