人教版化学九年级上册同步精品讲义化学方程式书写及其计算（提高） 知识讲解

化学方程式书写及其计算（提高）

      责编：熊亚军

【学习目标】

1.掌握化学方程式的书写原则和步骤；了解几种化学方程式的配平方法；能熟记并能书写常见反应的化学方程式。

2.掌握有关反应物、生成物质量的计算；掌握解计算题的基本格式。

【要点梳理】

要点一、化学方程式的书写原则和步骤

1.书写化学方程式时应遵循两条原则：
（1）必须以客观事实为依据，不能凭空臆造事实上不存在的物质和化学反应。
（2）要遵守质量守恒定律。这一原则要求书写化学方程式时一定要配平，使反应前后的各种原子的个数相等。
2.书写化学方程式的五个步骤（以高锰酸钾受热分解为例）
（1）“写”：根据实验事实，短线左边写反应物的化学式，右边写生成物的化学式，不止一种物质的用加号连接。
　　　　KMnO4─K2MnO4+MnO2+O2
（2）“配”：调整化学式前边的化学计量数，使短线左右两边同种原子的数目相等。　　　　　    

       2KMnO4─K2MnO4+MnO2+O2

（3）“注”：注明反应条件、气体放出符号“↑”和沉淀符号“↓”。如果反应物和生成物中都有气体或都有固体，气体生成物或固体生成物就不要注“↑”或“↓”。

（4）“改”：配平后必须把短线改为等号。

     2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑

（5）“查”：一查化学式；二查配平（等号两边各种原子的总数是否相等）；三查条件；四查生成物的状态。

【要点诠释】

化学方程式的书写歌诀：左写反应物、右写生成物；写准化学式，系数要配平；中间连等号，条件要注清；生成气沉淀，箭头（↑↓）来标明。

要点二、化学方程式的配平

化学方程式的配平是指根据质量守恒定律，在化学式前面配上适当的化学计量数，使式子左、右两边同种原子的数目相等。常用的配平方法有如下几种：
1.最小公倍数法：配平时找出方程式左右两边各出现一次，且原子数相应较大的元素，并找出其最小公倍数。将这个最小公倍数除以化学式中该原子个数，所得的值确定为该化学式的计量数，再配出其他化学式的计量数。

例如：P + O2 ─ P2O5

P + 5O2 ─ 2P2O5

4P+5O22P2O5

2.奇数配偶数法：找出方程式左右两边出现次数较多且在两端一奇一偶的元素，作为配平起点，再由此推出其他化学式的化学计量数。
　　例如：H2O2   ─  H2O + O2

反应前过氧化氢中氧原子数为2（偶数），反应后水中氧原子数为1(奇数)，将水配为偶数2，再配出其他化学式的化学计量数即可。

2H2O22H2O+O2↑
3.观察法：从化学式比较复杂的一种物质入手推求各反应物、生成物的化学计量数。
　　例如：Fe + O2─Fe3O4
　　 Fe3O4中有4个氧原子，3个铁原子，因而Fe应配为3，O2应配为2。

3Fe+2O2Fe3O4
4.归一法：找到化学方程式中较复杂的化学式，定其化学计量数为1，然后根据该化学式去配平其他化学式前的化学计量数。若出现计量数为分数，再将各计量数同乘以同一整数，化分数为整数。
　　例如：CH3OH＋O2─H2O＋CO2

（1）首先定CH3OH的化学计量数为1，可得其燃烧后生成H2O与CO2的化学计量数：

CH3OH＋O2─2H2O＋CO2
（2）然后配平氧原子(并将横线写成等号）：

CH3OH＋（3/2）O2=2H2O＋CO2
（3）再将各化学计量数同乘以2化为整数：

2CH3OH＋3O2=4H2O＋2CO2
【要点诠释】
   配平化学方程式时，切记不可改变化学式右下角的数字，所配化学式前的化学计量数应是最简整数比。

要点三、利用化学方程式计算的步骤及格式

1.设未知量；2.写出相关的化学方程式；3.根据化学方程式把各物质的质量比列在相应化学式的下面；4.把题中的已知条件和待求的未知量列在相应物质的化学式下面；5.列比例式求解；6.写出简明答案。

例：工业上，高温煅烧石灰石（主要成分是CaCO3）可制得生石灰（CaO）和二氧化碳。请问制取1t氧化钙，需要碳酸钙多少吨？
　解：①根据题意设未知量　　　　　　　 设需要碳酸钙的质量为x。
　　　②写出反应的化学方程式并配平　　 CaCO3 CaO＋CO2↑
　　　③写出相关物质的化学计量数与      100　　    56

相对分子质量的乘积及已知量和　　　 x　　　　 1t
　　　未知量             　　　　　　　　

④列出比例式，求解　　　　　      
　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　 　x＝1.8t
　　  ⑤简明地写出答案　　　　　　　　　 答：需要碳酸钙1.8t。

【要点诠释】

根据化学方程式计算注意的问题：

1.计算过程必须规范，步骤可概括为“一设、二写、三列、四解、五答”。
2.设未知数X时，不能在X后面带上单位。

3.只写出已知条件和未知量相关的物质的质量比。

4.计算过程中已知量一定要带上单位。

5.一定要将化学方程式配平后才能进行化学计算。

6.计算出的结果一定要带上单位。

7.不纯物质的质量不能代入化学方程式进行计算。

【典型例题】

类型一、考查化学方程式的书写

1.（怀化中考）化学方程式是重要的化学用语。下列化学方程式书写正确的是（　　）

A．2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑

B．Mg+O2═MgO2

C．Cu+FeSO4═CuSO4+Fe

D．Na2CO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑

【思路点拨】根据化学方程式判断正误的方法需考虑：应用的原理是否正确；化学式书写是否正确；是否配平；反应条件是否正确；↑和↓的标注是否正确。
【答案】A

【解析】

A、该化学方程式书写完全正确；

B、该化学方程式中缺少反应条件，氧化镁的化学式书写错误，正确的化学方程式应为2Mg+O22MgO，故选项错误；

C、铜的金属活动性比铁弱，不能与硫酸亚铁发生置换反应，故选项错误；

D、该化学方程式没有配平，正确的化学方程式应为Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑，故选项错误。

故选A。
【总结升华】在解此类题时，首先分析应用的原理是否正确，然后再根据方程式的书写规则进行判断；化学方程式正误判断方法是：先看化学式是否正确，再看配平，再看反应条件，再看气体和沉淀，最后短线改成等号。

2.自来水消毒过程中通常会发生化学反应，其反应的微观过程可用下图表示：　　　    （1）请写出该反应的化学方程式                                  。
　　（2）A物质属于                     （填物质类别）。
　　（3）D物质中氯元素的化合价为                     。
　　（4）分析以上微观过程模拟图，你能总结出的一条结论是                     。
【思路点拨】上述图示直观反映了A、B、C、D各物质的分子构成及化学反应的实质。认真分析微观示意图就可以写出该反应的化学方程式，依据物质的组成及元素化合价变化的一般规律来确定A物质的类别及D物质中氯元素的化合价。
【答案】（1）H2O+Cl2=HCl+HClO　     (2)化合物       （3）+1　　　

　　　 （4）化学反应过程中，元素种类，原子个数不变（其它合理答案也可）

【解析】由微观示意图可以确定A、B、C、D的化学式，然后可写出化学方程式。A物质由两种元素组成，是化合物；D的化学式为HClO，根据化合物中化合价的代数和为零，可以算出氯元素的化合价为+1 ；通过微观示意图可以看出化学反应前后，元素种类，原子种类、原子个数都不变。
【总结升华】此题主要考查学生捕捉信息、分析问题的能力，同时考查了化学方程式的书写、物质的分类和化合价等基础知识，解决此类题要注意把微观示意图和宏观物质的化学式结合起来。

举一反三：

【变式1】ClO2 是新一代饮用水的消毒剂，我国成功研制出制取ClO2 的新方法，其反应的微观示意图如下：
　　
　　        (其中表示氯原子， 表示钠原子， 表示氧原子)
　　试回答：
　　（1）ClO2 叫做　　　　　 ，其中氯元素的化合价为           ；
　　（2）根据反应的微观示意图写出反应的化学方程式_                    。
【答案】（1）二氧化氯　    ＋4　  （2）Cl2 ＋2NaClO2=2ClO2＋2NaCl
【变式2】（南充中考）下列化学方程式书写正确的是（　　）

A．Fe2O3+4HCl═2FeCl2+3H2O

B．CuSO4+2NaOH═Cu（OH）2↓+Na2SO4

C．3Fe+2O2Fe3O4

D．2KNO3+CaCl2═2KCl+Ca（NO3）2

【答案】B

【解析】

A、氧化铁与盐酸反应生成氯化铁和水，正确的化学方程式是：Fe2O3+6HCl═2FeCl3+3H2O；

B、该化学方程式书写完全正确；

C、该化学方程式反应条件应为点燃，正确的化学方程式应为：3Fe+2O2Fe3O4；

D、硝酸钾与氯化钙交换成分没有沉淀、气体或水生成，不能发生复分解反应，故选项错误。

故选B。

类型二、考查利用化学方程式的简单计算

3.在一定条件下，让置于密闭容器中的下列各组物质充分反应后，再冷却至常温，密闭容器中的气态物质属于纯净物的是（　　）

A．质量比为1：9的H2和O2                         B．质量比为3：6的C和O2

C．质量比为1：6的CH4和O2                       D．质量比为7：2的CO和O2

【答案】A

【解析】A、H2与O2反应后生成的是水，2H2+O22H2O中H2与O2的质量比为1：8而A项中H2与O2质量比为1：9所以氧气有剩余，生成的水在常温是一种液体，故剩余气体只有氧气，一定是纯净物；故A对。
B、C与O2完全反应生成CO2，C+O2CO2  中C与O2的质量比为3：8； 不完全燃烧时生成CO，

2C+O22CO中 C与O2质量比为3：4，而B项中C与O2质量比为3：6，所以反应后的气体物质既有一氧化碳也有二氧化碳一定是混合物，故B错。
C、CH4与O2反应：CH4+2O2CO2+2H2O，其中CH4与O2的质量比为16：64=1：4，而，C项中CH4与O2质量比为1：6生成物中H2O是液体，气体有CO2一种，还有剩余的氧气，所以反应后的气体物质一定是混合物，故C错。
D、CO与O2反应：2CO+O2 2CO2，其中 CO与O2质量比为56：32=7：4，而D项中CO与O2质量比为7：2；所以有生成的二氧化碳和剩余的一氧化碳，故反应后的气体物质一定是混合物，故D错。

【总结升华】此题是借助发生化学反应时物质的质量关系进行求解，只要是正好符合反应时的质量比，且气体为一种即是正确的选项。

　4.在A＋B=C＋2D中，已知2.9gA跟4.9gB恰好完全反应，生成6gC，又知道D的相对分子质量为18，则A的相对分子质量为多少？
【答案】
　　解:由题意得生成D的质量为:（2.9g＋4.9g）－6g=1.8g
　　　 设A的相对分子质量为X。

A＋B=C＋2D
　　　　　X　　　 2×18
　　　　 2.9g　　  1.8g
　　　　　X ：2.9g=2×18 ：1.8g　

  X=58
　　答：A的相对分子质量为58。
【解析】由题意得知2.9gA和4.9gB是恰好完全反应的。根据质量守恒定律，产物C和D的质量之和应等于反应物A和B的质量之和，因此生成D的质量为：（2.9g＋4.9g）－6g=1.8g。再根据“A与D的质量比等于其相对分子质量×化学计量数之比”，即可求出A的相对分子质量。
【总结升华】运用质量守恒定律解题的关键在于找出等量关系，常从“物质质量守恒”或“元素质量守恒’等方面考虑。
举一反三：

【变式1】在实验室用高锰酸钾为原料，制取4.8 Kg的氧气，需要多少千克高锰酸钾？

【答案】解：设需要高锰酸钾的质量为X。
　　　　　　2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
　　　　　　 316　　　　　　 　　     32
　　　　　　　X　　　　　　 　　　   4.8 kg　　　
　　　　　　 316∶32=X∶4.8 Kg　　X=47.4 kg
　　　　答：需要高锰酸钾的质量为47.4 kg。

【变式2】下面是某位同学一道计算题的解答过程，请指出其中的错误（答出3条即可）：
　　题目：3.25gZn和足量的盐酸反应制取H2，问可制得H2的质量是多少？
　　解：设可得H2为Xg。
　　　　Zn + 2HCl=ZnCl + H2↑
　　　　65　　　　　      1
　　　　3.25g　　　       X
　　　　65∶1=X∶3.25g　　 X=211.25g
　　答：可制得氢气211.25g。
　　错误：
　　（1）                                          ；
　　（2）                                          ；
　　（3）                                          。

【答案】
　　（1）设写的不准确，应为“设可制得H2的质量为X”
　　（2）化学方程式中的化学式写错了，应为Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑
　　（3）比例式列错，应为　65 ：2 = 3.25g ：X