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[组图]利用化学方程式的简单计算

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主要内容：利用化学方程式的简单计算
一、理论依据及常见题型
　　化学方程式是用化学式表示化学反应的式子，这样，化学方程式不仅表达了物质在质的方面变化关系，即什么是反应物和什么是生成物，而且还表达物质在量的方面的变化关系，即反应物和生成物之间的质量关系，同时包括反应物和生成物之间的微粒个数关系，这是有关化学方程式计算的理论依据。
　　利用化学方程式计算主要包括两种类型：用一定量的反应物最多可得到多少生成物；要制取一定量生成物最少需要多少反应物。无论哪一种类型的计算都是以化学方程式为依据进行的。根据化学方程式的计算，就是依据反应物和生成物间的质量比进行的。已知反应物的质量可以算出生成物的质量，反之，已知生成物的质量也可以算出所需反应物的质量。化学方程式是化学计算的依据，如果化学方程式写错了或者没有配平，化学计算必然会得出错误结果。

二、根据化学方程式计算的步骤
　　1．设：根据题意设未知数；
　　2．写：书写正确的化学方程式；
　　3．找：写出有关物质的相对分子质量（或相对分子质量总和），找出已知量和未知量之间的质量关系；
　　4．列：列出比例式并求解；
　　5．答：检查结果，简明作答 。

三、根据化学方程式计算应该注意的事项
　　1．解题格式要规范，运算要准确 　　
　　（1）设未知量 （ 如：设***的质量为x ）
　　（2）根据题意写出并配平化学方程式
　　（3）求出相关的物质的质量比；将已知量、未知量对准相关物质的化学式。
　　　　 列式时，各物质的质量单位必须统一，对应关系要正确；
　　（4）列出比例式，求解
　　（5）简明地写出答案
　 　　　严格要求化学方程式计算的书写格式，目的是培养按照化学特点进行思维的良好习惯。

　　2．正确处理含杂质的反应物或生成物的计算
　　由于化学方程式反映的是纯净物间的质量比，所以一定要将含杂质的反应物或生成物的质量换算成纯净物的质量再代入化学方程式进行计算，若反应物或生成的为溶液，则应计算出溶质的质量再代入化学方程式进行计算。

四、根据化学方程式计算的类型
　　1．有关反应物和生物的计算
　　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。例如将一氧化碳在空气中点燃后生成二氧化碳的化学反应中，它们的关系：
　　　　　　　　　2CO　 +　 O2　 　2CO2
　　微粒个数比：　 2　 ∶　 1　　 ∶　　 2
　　质量比：　　 2×28 ∶　32　　 ∶　　 88　（即7∶4∶11）
　　体积比：　　　 2　 ∶　 1　　 ∶　　 2　 （同温、同压）
　　质量守恒：56+32=88
　　可以看出，化学方程式能表达出多种量的关系，这些关系都是解答有关化学方程式中的已知和未知的隐含的已知条件，这些条件都是应用计算时的“桥梁”，是整个计算题的基础和依据。

　　2．不纯物的计算
　　化学方程式中所表示的反应物和生成物都是指纯净物，不纯物质不能代入方程式进行计算。遇到不纯物质时，需要将不纯物质换算成纯净物的质量，才能代入方程式，按质量比进行计算。计算关系为：
　　纯净物的质量=不纯物的质量×纯净物的质量分数
　　比如：煅烧含碳酸钙80%的石灰石100 t，生成二氧化碳多少吨？我们在计算过程中参加反应的物质应该是石灰石的主要成分CaCO3，因此它的质量应该为100 t×80%，而不是100 t。

　　3．过量计算
　　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”。要着重理解“参加”两个字的含义，即没有“参加”反应的物质，就不应计算在内。在有些计算题中，给出了两种反应物的质量，求生成物，这时就必须考虑，给出的两种物质的质量是否都恰好参加了反应。这时思考的范围就应大一些。
　　比如：氢气与氧气的混合气体共20 g，在密闭的容器中点燃，生成水18 g，问参加反应的氢气的质量为多少？显然生成18 g水时消耗2 g氢气和16 g氧气，而原来氢气和氧气的混合物的质量为20 g，因此必然有2 g物质没有参加反应，即有物质过量。所以如果氢气过量，则氢气的质量为4 g，如果氧气过量，则氢气的质量为2 g。

　　4．多步反应的计算
　　从一个化学反应中已知的质量，再进行另一个化学反应或几个化学反应的连续计算，求最后一个化学反应的量，一般称之为多步反应的计算。
　　例如：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。本题涉及三个化学反应：
　　Zn+H2SO4(稀)＝ZnSO4+H2↑ ，2KClO3　 2KCl+3O2↑，2H2+O22H2O，可以用三个化学方程式中的微粒关系，找出关系式：2KClO3～3O2～6H2～6Zn，
　　即　 KClO3～3Zn，然后我们可以之间利用氯酸钾的质量来计算出所需锌的质量。
　　说明：在有些省市的中考的考试要求中，此种类型已经不作要求了，希望同学们注意看《中考说明》！

　　5．综合计算：比如将质量守恒定律和化学方程式的计算进行简单的综合。

　　【例题解析】
　　1．电解54克水能够得到标准状况下的氧气多少升（标准状况下，氧气的密度是1.429克/升）？

　　【分析】此题属已知反应物的质量，求生成物的质量。再通过气体密度换算出生成气体的体积。已知水的质量，求氧气的质量，因此解题关系是通过化学方程式找到反应物水和生成物氧气间的质量关系，列比例式求解。
　　解：
　　（1）设未知量，设生成氧气的质量为x。
　　（2）书写正确的化学方程式2H2O2H2↑ + 　O2↑
　　（3）计算出有关物质之间的质量关系
　　　　　　　 2H2O 2H2↑ +　 O2↑
　　　　　　　 2×18　　　　　　　　32
　　　　　　　 = 36　　　　　　　　 32
　　（4）列比例式，求解未知量
　　　　　　　 2H2O 2H2↑ +　 O2↑
　　　　　　　　36　　　　　　　　　32
　　　　　　　　54克　　　　　　　　x
　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　x = 48克
　　（5）进行质量、体积间换算
　　 　　V氧气= x/1.429克/升=48克/1.429克/升=33.6升
　　（6）答题：电解54克水可制得标准状况下氧气33.6升。

　　温馨提示：根据化学方程式的计算一定要注意正确书写化学方程式，这是正确解题的前提条件。另外在解题过程中一定要规范，“设”、“写化学方程式”、“列相关的量”、“列比利式”、“解比利式”、“答”以及单位的使用等。最后注意化学式相对分子质量的计算，这是基础计算，也是好多同学易错之处。

　　2．有氢气和氧气的混合气体20g，在一定条件下，使之充分反应后，冷却到室温，剩余气体为2g，则原混合气体中氢气和氧气各多少克？

　　【分析】本题主要考查氢气与氧气的反应及根据化学方程式的计算。要用逆向思维思考本题，从剩余的2g气体可知，实际上将氢气和氧气的混合气体点燃反应，剩余的气体有两种可能：
　　（1）若剩余气体是氧气，说明氢气已完全反应，设参加反应的氢气质量为x，则混合气体中氧气的质量为20g-x；
　　（2）若剩气体是氢气，说明氧气已完全反应，设参加反应的氧气的质量为y，则混合气体中氢气的质量为20g-y。
　　解：
　　（1）若剩余2g气体是氧气，设参加反应的氢气的质量为，氧气的质量为18g - x，则混合气体中氧气的质量为20 g - x。
　　　　2H2　 + O22H2O
　　　　　4　　 32
　　　　　x　 18 g - x
　　　　　，解得 x=2g
　　　　 混合气体氧气为：20g-2g=18g。
　　（2）若剩余2g气体是氢气，设参加反应的氧气的质量为y，则参加反应的氢气的质量为18g-y，混合气体中氢气的质量为20g-y。
　　　　2H2　 + O22H2O
　　　　4　　　 32
　　　　18g-y　 y
　　　　，解得y=16g。
　　　　混合气体中氢气的质量为：20g-16g=4g。

　　3．某同学为了测定实验室中氯酸钾样品的纯度，取2.5g该样品与0.5g二氧化锰混合。加热该混合物时间后（假设杂质不参加反应），冷却，称量剩余固体质量，重复以上操作，依次称得加热、、时间后剩余固体的质量，记录数据如下表：
加热时间
剩余固体质量 2.12g 2.08g 2.04g 2.04g
　　（1）写出发生反应的化学方程式。
　　（2）加热时间后氯酸钾是否已经完全反应？　　 （填是或否）。
　　（3）求完全反应后产生氧气的质量。
　　（4）求该样品中氯酸钾的纯度。

　　【分析】解决本题的关键在于正确分析和应用表格中的相关数据，准确分析氯酸钾分解的各个阶段，从而把握物质质量变化的进程。
　　解：
　　（1）　2KClO3 2KCl+3O2↑
　　（2）因为从到这段时间中固体剩余物的质量没有发生变化，说明此间没有氧气放出，所以加热时间后氯酸钾已经完全反应。
　　（3）根据质量守恒可知：氧气的质量=2.5g+0.5g-2.04g=0.96g
　　（4）解：设样品中含有氯酸钾的质量为x 。
　 　　　　　2KClO3 2KCl+3O2↑
　　　　　　　245　　　　　　　 96
　　　　　　　 x　　　　　　　 0.96g
　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　 x=2.45g
　 　　　　　　所以，样品中氯酸钾的纯度为
　　温馨提示：当题干中所给的数据都没有办法直接带入化学方程式中进行计算时（都不是纯净物的质量或者无法判断是否完全参与反应等等），解决问题的钥匙往往是利用“质量守恒”。

来源：中国哲士网

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