九年级上册课题 3 利用化学方程式的简单计算学案设计

第十九讲 化学方程式

一、利用化学方程式计算的依据

1．理论依据

理论依据是                。

2．计算依据

（1）化学方程式中反应物、生成物各物质的      等于各物质相对分子质量和化学计量数的乘积之比。

（2）化学方程式中各物质之间              比是计算的依据。

二、利用化学方程式计算的步骤

特别注意

带入化学方程式计算的量必须是              .

三、根据化学方程式计算的常见类型

1．已知一种物质的质量，求另一种物质的质量

根据化学方程式计算，实际上是利用化学方程式中各物质的       来计算（这是隐含的已知条件），因此只要已知化学方程式中任一反应物或生成物质量，就可求出其他物质的质量。

2．含字母的化学方程式的计算

利用含字母的化学方程式计算时，它的解题依据同样是利用相关物质的质量比列比例式计算，不过它的物质质量比是隐含的已知条件，它的计算方法一般有两种：

（1）通过                     ，即用相对分子质量与化学计量数乘积表示。

（2）利用              或生成物的质量来表示。

例如：在反应A+3B＝2C+3D中，C和D的相对分子质量比为22∶9，若2.3 g A与足量B充分反应，生成2.7 g D，则在此反应中，参加反应的B与生成的C之间的质量比为多少？

分析：已知C、D的相对分子质量比为22∶9，那么在该反应中C、D的质量比为（22×2）∶（3×9）=44∶27，已知生成D的质量2.7 g，列比例式可求出生成C的质量4.4 g，再根据质量守恒定律可得出参加反应的B质量为2.7 g+4.4 g−2.3 g=4.8 g，那么B、C质量比为4.8 g∶4.4 g=12∶11。

解题时应注意：

（1）相对分子质量比并不一定等于物质的质量比，两者之间转换时，一定要结合化学方程式中的化学计量数。

（2）当题目中的数据较多时，不要乱，不要放弃，要学会有条理地将数据按题意写在相应物质下面，然后合理利用。

3．含杂质的反应物(或生成物)质量的计算。

（1）将含杂质的已知物质量换算为纯物质质量，其关系式为：纯度＝              ，纯物质质量=含杂质物质质量×纯度。

（2）将纯物质质量代入化学方程式进行计算。

（3）将计算得到的纯物质质量换算成含杂质物质质量：含杂质物质质量为=              。

4．气体参加反应或求气体体积的计算。

化学方程式表示的是各物质之间的质量关系，若有一定体积的气体参加反应，则先要将             

换算成              ；若要求出待求气体的体积数，则要先根据化学方程式求出气体的质量，再将其换算成体积。

气体的体积与气体的质量的换算关系为：                                          。

5．与实验相结合的化学方程式计算

在化学计算的考查中，有些地方的中考试题中往往将化学方程式计算与实验数据的分析处理综合在一起，难度较大。解答时需要认真分析实验现象，通过化学计算，得出正确结论。

6．利用坐标图像进行化学方程式的计算

（1）       ：理解坐标图中横、纵坐标的含义，找出横、纵坐标的关系，再结合教材，联系相应的知识点。

（2）       ：曲线中的特殊点（起点、终点、顶点、转折点、交叉点等）表示了什么化学意义。

（3）       ：曲线的走向、变化趋势，揭示各段曲线的变化趋势及其含义。根据横、纵坐标的含义可以得出：在一定范围内，随“横坐标量”的增加，“纵坐标量”逐渐增加或减小。超过一定范围后，随“横坐标量”的增加，“纵坐标量”减小或增加，或者达到某种平衡状态。若为多重变化曲线坐标图，要分别揭示其变化趋势，然后对比分析，找出符合题意的曲线或结论或解题所用的数据信息等。

综上，解题时要把图像表示的意义与化学知识有机地结合起来，准确地找出图像与化学反应之间量的关系，根据化学方程式进行相关计算。

6．表格型化学方程式的计算

表格数据分析型的化学方程式计算题的特点是以表格的形式给出有关量之间的关系，根据表格中的数据进行分析、处理，最终解答有关问题。解答此类试题应注意的问题：

（1）要读懂题意，对表格数据进行分析，筛选有价值的信息，获取相关数据、性质、规律，形成解题思路。

（2）若是多次或多组数据和条件，则需通过比较、对比分析、确定出恰好完全反应的量（即可以用于计算的量），然后依据题意来进行计算。

（3）要善于根据表中数据的变化规律找出与所给问题的关系。如表中显示固体（或溶液）质量不再减少、气体（或沉淀）不再增加等，即意味着反应不再进行。

【题型一】确定物质质量

1．镁在氧气与氮气的混合气体中燃烧不仅生成氧化镁，还有少量的镁与氮气化合生成氮化镁（Mg3N2）。由此推知8 g镁在氧气与氮气的混和气体中完全燃烧后所得产物的质量可能是（　　）

A．13.3 g B．12 g C．11.1 g D．无法确定

【题型二】求相对分子质量

2．在化学反应2A+B2=2C中，已知20gA和足量B2充分反应后，生成30g C．已知B2的相对分子质量为32，则C的相对分子质量是（    ）

A．20 B．32 C．48 D．96

【题型三】含杂质的相关计算

3．用1000t含有氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁97%的生铁的质量约是（　　）

A．560t    B．571t    C．577t   D．583t

【题型四】表格型计算

4．在实验室制取氧气时，取MnO2和KClO3的固体混合物30.5g，加热至不再产生气体为止，收集到一定质量的氧气。某化学兴趣小组欲求得所制氧气的质量，他们将加热后剩余物冷却到一定温度后，通过多次加水测定剩余物质量的办法即可求出。加水的质量与剩余固体的质量见下表：（提示：MnO2是不溶于水的固体粉末）

试求：

（1）原混合物中MnO2的质量为　 　g。

（2）制得氧气的质量为多少克？

【题型五】函数图像型计算

5．某同学取一定质量的氯酸钾和二氧化锰加热，记录产生氧气的质量与反应时间的关系如图所示，请计算混合物中氯酸钾的质量。

1．(2023年南京市联合体中考一模) 工业上用氢氧化钙实现“碳捕捉”，某石灰水中含有氢氧化钙3.7g，要使该石灰水中氢氧化钙全部转化为沉淀，能够吸收二氧化碳的质量是多少？（写出计算过程）

2．（2023年湖南省株洲市天元区中考二模）某纯碱样品中仅含有Na2CO3和NaCl，为测定其中Na2CO3的质量分数，工厂技术员取了11g该样品将其放入干净的烧杯中，再向其中缓慢加入溶质质量分数为7.3%的稀盐酸，产生气体的质量与加入稀盐酸的质量关系如图所示，请回答下列问题：（反应方程式为：Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O）

由图可知，恰好完全反应时产生的CO2气体的质量是______克。

3．（2022·湖北襄阳·中考真题）为了解决能源与环境问题，我国研发出一种新型催化剂，可促进CO2转化为清洁燃料CH4，其反应的化学方程式为：CO2+4H2CH4+2H2O。理论上22gCO2可以转化为多少克CH4 (请根据化学方程式计算并写出过程)

4．（2022·辽宁锦州·中考真题）小明欲测定某胃药主要成分NaHCO3的质量分数。他取10g该胃药研碎后放入烧杯中，加入90g水后充分搅拌，再向其中滴加稀盐酸至恰好完全反应，共用去稀盐酸33g（药品中的其他成分既不溶于水，也不与稀盐酸反应）。反应后烧杯内物质的总质量为128.6g。（提示：NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑)

请计算：

(1)生成CO2的质量。

(2)该胃药中NaHCO3的质量分数。

5．（2022·湖南株洲·中考真题）某公司需要320kg氧气作原料。若用电解水的方法制取这些氧气，请计算：

(1)消耗水的质量是多少？（写出计算过程）

(2)同时得到的氢气在足量的氯气中燃烧，生成氯化氢的质量是多少？（写出计算过程）

6．（2022·贵州六盘水·中考真题）我国核工业技术世界领先，现已出口到西方发达国家。极硬的陶瓷材料碳化硼（B4C）可用作核反应堆的中子吸收剂，还可用于制造坦克装甲、防弹背心等。在电弧炉中用C与B2O3反应制得B4C，反应的化学方程式为2B2O3+7CB4C+6CO↑。按此反应，当消耗70千克B2O3时，可制得B4C多少千克？

7．（2022·四川巴中·中考真题）粮食安全是国家安全的重要基础，化肥对提高粮食产量有重要作用。尿素【CO(NH2)2】是常用的氮肥之一，可促进植物茎、叶生长茂盛，叶色浓绿，提高植物蛋白质含量。已知：2NH3+CO2CO(NH2)2+H2O

(1)尿素中氮元素的质量分数为___________（结果精确到0.1%）。

(2)巴中某农业合作社需要12吨尿素，请计算合成这些尿素需要CO2的质量是多少吨。（写出计算过程）

8．（2022·辽宁朝阳·中考真题）在实验室中做木炭还原氧化铜的实验，反应后，生成了铜和2.2g二氧化碳。请计算：参加反应的氧化铜的质量。（2CuO+C2Cu+CO2↑）

9．（2022·湖南张家界·中考真题）二氧化氯（ClO2）是常用的自来水消毒剂。目前常用亚氯酸钠（NaClO2）固体和盐酸反应制备高纯二氧化氯，其反应的化学方程式为：5NaClO2+4HCl=5NaCl+4ClO2↑+2H2O，若要制得5.4Kg二氧化氯，理论上需要亚氯酸钠固体的质量是多少？

10．（2022·青海西宁·中考真题）根据Fe3O4+4CO3Fe+4CO2反应原理，工业上可用来冶炼铁。现用100t含四氧化三铁为46.4%的某铁矿石冶炼金属铁。请完成下列问题，写出必要的计算过程。

(1)该铁矿石中含四氧化三铁质量是多少？

(2)理论上可炼出含铁96%的生铁的质量是多少？

11．向盛有一定质量铁粉的烧杯中逐滴加入稀硫酸充分反应，产生气体质量与所加稀硫酸质量的关系如图所示。请根据关系图分析并计算：（Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑）

（1）铁粉反应完时，产生氢气的质量为　     　g。

（2）原稀硫酸中溶质的质量分数（写出计算过程）。

12．（2022·湖北鄂州·中考真题）游览活动即将结束，化学精灵请同学们乘坐氢燃料汽车回家。氢气作为燃料具有热值高、无污染的优点，但是制备成本高，储存有难度。若用废旧黄铜（Cu﹣Zn合金）和稀硫酸为原料制备氢气（Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑），测得实验数据如图，请计算：

(1)该废旧黄铜中锌的质量为______g。

(2)实验中生成氢气的质量。

13．某实验小组用氯酸钾和二氧化锰为原料制取氧气，反应过程中测量的有关数据记录如下：

试计算：

（1）反应完全时生成氧气的质量．

（2）原固体中二氧化锰的质量．

（3）画出反应过程中生成氧气质量与时间的变化关系曲线．

14．前进中学课外活动小组在测定由氯化钠和硫酸钠形成混合物的组成时，进行了以下实验：取20g混合物全部溶于水，将得到的溶液等分为4份，然后分别加入一定量未知质量分数的氯化钡溶液，实验数据见表：（反应方程式为：Na2SO4+BaCl2＝BaSO4↓+2NaCl）

（1）据表可推知：表中第　     　份中，BaCl2被反应完，而Na2SO4有剩余．

（2）原混合物中硫酸钠的质量分数是多少？（精确到小数点后一位）

一、1．质量守恒定律  2．（1）质量比  （2）恒定的质量

二、

纯净物的质量.

二、1．质量比2．（1）相对分子质量进行转换  （2）参加反应的反应物

3．（1）×100%  （3）。

4．气体的体积  气体的质量    气体的质量=气体的体积×气体的密度。

6．（1）识标   （2）明点   （3）析线

1．B2．C3．c

4．【解】6g；

（2）原混合物中KClO3质量为：30.5g﹣6g＝24.5g；

（3）设可制得氧气的质量为x

2KClO3 2KCl+3O2↑

245               96

24.5g              x

＝

解得：x＝9.6g

5．【解】由图象情况可知氯酸钾完全反应生成的氧气质量是4.8g

设原混合物中氯酸钾的质量为x

2KClO32KCl+3O2↑

  245           96

   x            4.8g

  ＝

   x＝12.25g

答：原混合物中氯酸钾的质量为12.25g。

1．解：设吸收二氧化碳的质量为x，

Ca(OH)2+ CO2=CaCO3↓+H2O

  74     44

 3.7g     x

＝

   x=2.2g

答：吸收二氧化碳的质量为2.2g。

2．设参加反应的碳酸钠的质量为x，

Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O

106                 44

 x                     4.4g

＝

x=10.6g

答：参加反应的碳酸钠的质量为

3．解：设生成的甲烷质量为x

CO2+4H2CH4+2H2O

44          16

22g          x

＝

X=8g

答：理论上22gCO2可以转化为8克CH4

4．(1)解：由质量守恒定律可知，生成CO2的质量=10g+90g+33g−128.6g=4.4g

答：生成CO2的质量为4.4g。

(2)解：设该胃药中NaHCO3的质量为x

NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑

 84                     44

x                          4.4g

＝

x=8.4g

该胃药中NaHCO3的质量分数=×100%=84%

答：该胃药中NaHCO3的质量分数为84%。

5．(1)解：设需要320kg氧气作原料，反应消耗水的质量为x，生成氢气的质量为y

2H2O2H2↑+O2↑

36       4   32

x       y    320kg       

＝、 ＝

x=360kg，y=40kg

答：消耗水的质量是360kg；

(2)解：设生成氯化氢的质量是z

H2+Cl22HCl

2          73

40kg       z

＝

z=1460kg

答：同时得到的氢气在足量的氯气中燃烧，生成氯化氢的质量是1460kg。

6．解：设可制得B4C的质量为x

2B2O3+7CB4C+6CO↑

140          56

70kg         x

＝

x=28kg

答：可制得B4C28千克。

7．(1)46.7%

(2)设合成这些尿素需要CO2的质量为x,

2NH3+CO2CO(NH2)2+H2O

       44            60

       X                12t

＝

x=8.8t

答：合成这些尿素需要CO2的质量是8.8t。

8．解：设参加反应的氧化铜的质量为x。

2CuO+C2Cu+CO2↑

160            44

x              2.2g

 ＝

x＝8g

答：参加反应的氧化铜的质量为8g。

9．解：设需要亚氯酸钠固体的质量为x。

5NaClO2+4HCl=5NaCl+4ClO2↑+2H2O

452.5                 270

X                    5.4kg

＝

x=9.05g。

答：需要亚氯酸钠固体的质量为9.05g。

10．(1)解：根据题意100t铁矿石中含四氧化三铁质量：100t×46.4%=46.4t

答：该铁矿石中含四氧化三铁质量是46.4t。

(2)解：设46.4t四氧化三铁完全反应生成纯铁的质量为 x。

Fe3O4+4CO3Fe+4CO2

232          168

46.4t          x

＝

x=33.6t。

理论上可炼出含铁96%的生铁的质量：33.6t÷96%=35t。

答：理论上可炼出含铁96%的生铁的质量：35t。

11．（1）0.08

（2）解：由图可知铁粉反应完时，产生氢气的质量为 0.08g。

设原稀硫酸中溶质的质量分数为x

由图可知10g硫酸对应0.04g氢气生成

Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑

    98            2

10gx         0.04g

  ＝

x＝19.6%

答：原稀硫酸中溶质的质量分数为19.6%。

12．(1)6.5

(2)解：设实验中生成氢气的质量为x

Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑

65                  2

6.5g                x

＝

 x=0.2g

答：实验中生成氢气的质量为0.2g

13．解：（1）反应完全是生成氧气的质量为16.25﹣11.45＝4.8g

（2）设原固体混合物中氯酸钾的质量为x．

2KClO32KCl+3O2↑

245              96

x               4.8g

 ＝

x＝12.25g

二氧化锰的质量为16.25g﹣12.25g＝4g

（3）首先计算出不同时间内生成氧气的质量（如下表）．

用时间做横坐标、用生成氧气的质量为纵坐标，可以画出反应过程中生成氧气的质量与时间的变化关系曲线（如右图）．

解：（1）由题意知，当沉淀的质量不再增加时，说明，硫酸钠已经完全反应．然而在第一、二份中，假如再加入氯化钡沉淀继续增加，说明第一、二份中BaCl2被反应完，而Na2SO4有剩余；

（2）设：混合物中硫酸钠的质量为x．

Na2SO4+BaCl2＝BaSO4↓+2NaCl

142            233

x              2.33g

 ＝

x＝1.42g

原混合物中硫酸钠的质量分数为×100%＝28.4%