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第8讲根据化学方程式计算1．计算依据(1)根据化学方程式计算的理论依据是质量守恒定律。(2)根据化学方程式计算的基本依据是反应物、生成物的质量比关系。考点根据化学方程式的简单计算2．计算类型(1)纯净的反应物(或生成物)质量的计算。(2)含杂质的反应物(或生成物)质量的计算。(3)溶液中有关化学方程式的计算。3．计算步骤设、写、找、列、求、答，即：记忆技巧：化学方程式的计算韵语一解二设最后答，化学方程不能差；准确找到质量比，纯量代入不掺假；左右单位须一致，上下单位可不同；列出比例解方程，求出答案方完成。4．有关含杂质问题的计算方法(1)将含杂质的物质质量换算为纯物质质量。其关系式为：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＝纯物质质量纯度。5．气体参加的反应中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，则要先将气体的体积换算成气体的质量；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：气体的质量＝气体的体积×气体的密度。例1(2013·福州)用石灰石泥浆吸收工业废气中的二氧化硫，可以有效地减少二氧化硫的排放。若用12.5t含碳酸钙80%的石灰石配成泥浆，理论上碳酸钙能完全吸收二氧化硫的质量为多少？(精确到0.1t，该反应的化学方程式为：2CaCO3＋O2＋2SO2=====高温2CaSO4＋2CO2)解析：碳酸钙为已知物，二氧化硫为待求物，将题给的石灰石的质量转化为纯净的碳酸钙的质量，利用给出的化学方程式，即可计算出待求物二氧化硫的质量。答案：解：设理论上碳酸钙能完全吸收二氧化硫的质量为x。2CaCO3＋O2＋2SO2=====高温2CaSO4＋2CO220012812．5t×80%x200128＝12.5t×80%xx＝6.4t答：理论上碳酸钙能完全吸收二氧化硫的质量为6.4t。方法总结：本题属于已知物含杂质的化学方程式的计算，可将含杂质物质的质量乘以其质量分数转化为纯净物的质量，再利用化学方程式列比例式计算。例2(2013·德州)我国是燃煤大国，燃煤机组发电在我国一直占有主导地位。煤燃烧产生大量污染物，如氮氧化合物、二氧化硫等，对人体、环境和生态系统危害极大。近年来世界各国尤其是工业发达国家都相继开展了同时脱硫脱硝技术的研究开发，并进行了一定的工业应用。尿素溶液可同时吸收氮氧化物、二氧化硫。总反应为：2NO＋2NO2＋2SO2＋O2＋4CO(NH2)2===4CO2＋2(NH4)2SO4＋4N2。请回答下列问题：(1)根据上述化学方程式，尿素溶液吸收NO、NO2、SO2的质量比为__________________。(2)1000g尿素溶液完全反应，吸收污染物得到132g硫酸铵。问所使用尿素溶液的溶质质量分数是多少？解析：本题为情境题，介绍了燃煤的脱硫脱硝技术。解答时可根据给出的生成物硫酸铵的质量，利用给出的化学方程式计算出1000g尿素溶液中溶质的质量，再进一步求出尿素溶液的溶质质量分数。答案：(1)15∶23∶32(2)解：设参加反应的尿素的质量为x，则4CO(NH2)2～2(NH4)2SO4240264x132g240264＝x132gx＝120g尿素溶液的溶质质量分数为：120g1000g×100%＝12%答：所使用的尿素溶液的溶质质量分数为12%。方法总结：本题为新情境下的化学方程式与溶质质量分数的综合计算，可利用化学方程式先计算出相关物质的质量，再利用溶质质量分数的相关公式进行计算。例3(2013·凉山)73克质量分数为20%的盐酸与足量的大理石反应，生成二氧化碳的质量是多少？这些二氧化碳的体积(标准状况)是多少？(在标准状况下，二氧化碳的密度为1.977g/L)解析：根据题给盐酸的质量及其溶质的质量分数可求出盐酸中溶质的质量，再根据溶质的质量，利用化学方程式计算出生成二氧化碳气体的质量，最后根据标准状况下二氧化碳气体的密度求出二氧化碳气体的体积。答案：解：设生成二氧化碳的质量为x。CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O734473g×20%x7344＝73g×20%xx＝8.8g标准状况下二氧化碳的体积为：8.8g1.977g/L＝4.45L答：生成的二氧化碳的质量是8.8克，这些二氧化碳的体积是4.45升。方法总结：化学方程式表示的是各物质的质量比，利用化学方程式计算出的量是物质的质量。如果给出的是已知物的体积，则需将已知物的体积乘以其密度转化为质量，再利用化学方程式计算；如果求待求物的体积，则要先求出待求物的质量，再将质量除以其密度转化为体积。例4(2013·青岛)在托盘天平的两盘上各放一只质量相同的烧杯，在两只烧杯里分别加入等质量、等溶质质量分数的稀硫酸，将天平调节至平衡。然后向左盘的烧杯中加入8.4g铁，反应物之间恰好完全反应。欲使天平恢复平衡，则可向右盘的烧杯中加入()A．8.4g铝B．8.4g氧化钙C．8.4g镁D．8.4g碳酸镁解析：可以用差量法进行计算，左盘烧杯中增加的质量和右盘烧杯中增加的质量相等时，天平保持平衡。由反应的化学方程式可知，8.4g铁和稀硫酸恰好完全反应，放出0.3g氢气。8.4g铝、8.4g镁与等质量、等溶质质量分数的稀硫酸反应时，两种金属都过量，即稀硫酸完全反应，所以放出氢气的质量与铁和稀硫酸反应放出的氢气相等，都是0.3g，天平左盘内物质实际增加的质量为8.4g－0.3g＝8.1g，所以向右盘加入8.4g铝或8.4g镁天平都能恢复平衡。当向右盘的烧杯中加入8.4g氧化钙时，反应后没有气体逸出，天平将向右倾斜。当向右盘中加入8.4g碳酸镁时，生成二氧化碳的质量为4.4g，则右盘内物质实际增加的质量为8.4g－4.4g＝4.0g，小于左盘增加的质量，天平将向左倾斜。答案：AC方法总结：天平平衡问题往往涉及有气体生成的反应。对于金属和酸反应生成H2，如果天平两边酸的种类、质量和质量分数完全相同，且天平两边所加金属都是过量的，则两边生成的H2的量一定相等，如果要保持天平平衡，向两盘加入等质量的金属即可。如果两边的酸是过量的，或一边的酸是过量的，则需通过差量法计算所加金属的质量。对于碳酸盐和酸反应生成CO2气体，如果两种碳酸盐过量，则天平两边加入等质量、等质量分数且相同的酸即可，如果是酸过量时，则需根据差量法计算。1．有下列化学方程式：A＋3B2===2C＋2D，若参加反应的A的质量为7克，参加反应的B2的质量为24克，生成D的质量为9克，C的相对分子质量为44，则B的相对原子质量为()A．16B．20C．32D．36答案：A2．甲烷在空气中完全燃烧，则化学计量数之比：υ(CH4)∶υ(O2)等于()A．1∶1B．1∶2C．16∶32D．16∶64答案：B3．用纯净的木炭粉末还原氧化铜粉末时，可发生的反应有：C＋2CuO===2Cu＋CO2↑、C＋CuO===Cu＋CO↑。现用1.2g木炭粉末还原10g氧化铜粉末，反应物刚好反应完全，则生成的气体产物是()A．CO2B．COC．CO、CO2D．Cu、CO解析：本题可用“极端假设法”求解，即分别求出1.2g木炭粉末还原氧化铜时，全部生成二氧化碳或全部生成一氧化碳时所能还原氧化铜的质量，然后分析判断生成气体的成分。答案：C4．实验室可用氯酸钾或过氧化氢制取氧气。(1)过氧化氢分解的变化可用下式表示：过氧化氢――→MnO2水＋氧气上述变化所涉及的物质中，属于金属氧化物的是__________，氧元素的化合价为－1价的是________。(2)用氯酸钾或过氧化氢制取氧气的实验中，都需要加入少量二氧化锰，二氧化锰的作用是__________________；若未加入二氧化锰，则反应____(选填“不能发生”或“明显减慢”)。(3)若实验室要制取48g氧气，至少需要氯酸钾多少克？答案：(1)二氧化锰(或MnO2)过氧化氢(或H2O2)(2)加快反应速率(或催化作用)明显减慢(3)解：设需要KClO3的质量为x。2KClO3=====MnO22KCl＋3O2↑24596x48g24596＝x48gx＝122.5g答：至少需要氯酸钾的质量为122.5g。5．碳酸钠俗称纯碱、苏打，某工业纯碱中含有一定质量的杂质氯化钠，化学兴趣小组的同学们通过如下实验测定了该纯碱的纯度。称取20g纯碱样品，放入盛有100g稀盐酸的烧杯中，二者恰好完全反应，反应后称得烧杯中溶液的质量为113.4g。请计算：(1)生成二氧化碳气体的质量。(2)纯碱样品中碳酸钠的质量分数(精确到0.1%)。答案：(1)生成二氧化碳气体的质量为：100g＋20g－113.4g＝6.6g(2)解：设纯碱样品中碳酸钠的质量为x。Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O10644x6.6g10644＝x6.6gx＝15.9g纯碱样品中碳酸钠的质量分数为：15.9g20g×100%＝79.5%答：纯碱样品中碳酸钠的质量分数是79.5%。6．2013年6月10日，我国“神舟十号”飞船成功发射，引起了世界的关注。女航天员王亚平的太空授课也激发了人们的极大兴趣。发射航天器的火箭常用联氨(N2H4)作燃料，用四氧化二氮(N2O4)助燃，生成物不会对大气造成污染。(1)反应的化学方程式为2N2H4＋N2O4===3_________＋4H2O，请在横线上填写化学式以完成该化学方程式。(2)请计算9.6kgN2H4完全燃烧需要助燃物N2O4的质量。答案：(1)N2(2)解：设需要助燃物N2O4的质量为x。2N2H4＋N2O4===3N2＋4H2O64929．6kgx6492＝9.6kgxx＝13.8kg答：需要助燃物N2O4的质量为13.8kg。考点训练8一、选择题(每小题5分，共35分)1．(2013·沈阳)下列有关“2CO＋O2=====点燃2CO2”的质量关系，不正确的是()A．若56gCO参加反应，则消耗O2的质量一定是32gB．若16gO2参加反应，则生成CO2的质量一定是44gC．若生成10gCO2，则消耗的CO和O2的质量总和一定是10gD．若5gCO与2gO2混合点燃，则生成的CO2的质量一定是7g答案：D2．在A＋3B===2C＋2D的反应中，14gA完全反应生成44gC和18gD，若A的相对分子质量为28，则B的相对分子质量是()A．16B．32C．64D．96答案：B3．相同质量的H2﹑CH4和CO完全燃烧需要氧气的质量()A．CO最多，H2最少B．H2最多，CH4最少C．H2最多，CO最少D．CH4最多，CO最少答案：C4．(2013·南京)在密闭容器中有甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下充分反应，测得反应前后各物质的质量分数如图所示。下列说法正确的是()A．丙可能是单质B．在该反应中丁一定没有参加化学反应C．该反应是化合反应D．甲和乙的质量之和一定等于生成丙的质量解析：根据质量守恒定律，反应前后各物质的质量总和相等，可以把反应前后各物质的质量总和看作100。对比反应前后各物质的质量变化可知，甲物质的质量减少了28，乙物质的质量减少了6，所以甲、乙为反应物。参加反应的甲、乙两物质的质量共为：28＋6＝34。丙的质量由6增加为40，所以丙为生成物，共生成丙的质量为34。丁在反应前后质量没有发生变化，所以丁可能是催化剂，并不一定没有参加化学反应。综合分析可知，该反应为化合反应，可表示为：甲＋乙――→丁丙。答案：C5．实验室用氯酸钾和二氧化锰制取氧气，加热一段时间后剩余固体混合物10g，继续加热至完全反应后固体变为9.04g，再将固体加水充分溶解、过滤、干燥得到1.59g黑色固体。求10g剩余固体混合物中氯元素的质量分数为()A．7.1%B．35.5%C．28.4%D．42.6%解析：10g固体混合物是KCl、KClO3和MnO2之和，其中MnO2占1.59g；10g混合物完全分解放出氧气的质量为10g－9.04g＝0.96g，然后根据氯