5-03利用化学方程式的简单计算（教师版）-九年级上册化学讲义（人教版）

课题3课题3利用化学方程式的简单计算知识导航知识导航课前引入回顾并写出氢气回顾并写出氢气燃烧的化学方程式，该化学方程式提供了哪些信息？2H2+O2eq\o(=,\s\up7(点燃),)2H2O“质”：氢气和氧气在点燃的条件下生成水“量”：2个氢分子和1个氧分子反应生成2个水分子；每4份质量的氢气与32份质量的氧气完全反应生成36份质量的水。有10g氢气，若想让其完全燃烧，需要提供氧气的质量是多少？知识精讲知识精讲举个例子加热分解加热分解高锰酸钾，可以得到氧气的质量是多少？解：设加热分解高锰酸钾，可得氧气的质量为x。2KMnO4eq\o(=,\s\up7(△),)K2MnO4+MnO2+O2↑2×（39+55+4×16）1×（2×16）6.3g x2×15832=6.3gxx=答：加热分解高锰酸钾，可以得到氧气。举个例子——差量法的计算在实验室里加热在实验室里加热30g氯酸钾KClO3和二氧化锰的混合物制取氧气，完全反应后剩余固体质量为。求原混合物中氯酸钾的质量。解：设原混合物中氯酸钾的质量为x2KClO32KCl+3O2↑24596x答:原混合物中氯酸钾的质量为。二、化学方程式计算的注意事项1.未知数一般设为x、y、z等，且不带单位。2.正确书写和并配平方程式，是计算正确的前提。3.相对分子质量要乘化学式前面的化学计量数。4.若已知体积和密度，应先转化为质量才能代入，且单位要统一。5.求得的x值后面要带上单位。6.解题步骤规范，过程完整。对点训练对点训练【例1】磷在氧气中燃烧生成五氧化二磷的反应中，磷、氧气、五氧化二磷的质量比为A．31∶16∶142B．31∶32∶142C．124∶160∶284D．31∶40∶71【答案】CD【详解】红磷在氧气中燃烧生成五氧化二磷的化学方程式为：4P+5O22P2O5该反应中磷、氧气、五氧化二磷的质量比=（4×31）：（5×16×2）：[2×（31×2+16×5）]=124：160：284=31∶40∶71。故选：CD。【变11】在一个密闭容器内有四种物质，在一定条件下充分反应，测得反应前后各物的质量如下：物质XYZQ反应前质量/g410121反应后质量/g01215待测已知X的相对分子质量为n，Q的相对分子质量为2n。下列推理正确的是A．反应后Q的质量为12gB．反应中Y与Q发生改变的质量比为1：1C．反应后生成15gZD．该反应方程式中X与Q的化学计量数之比为2：3【答案】D【分析】由质量守恒定律和表中的数据可知，4g+10g+1g+21g=0g+12g+15g+待测，则待测=9g，则X、Q的质量减少了，是反应物；Y、Z质量增加了，是生成物。【详解】A、由分析可知，反应后Q的质量为9g，故选项错误；B、反应中Y与Q发生改变的质量比为(12g10g):(21g9g)=1:6，故选项错误；C、反应生成Z的质量为15g1g=14g，而非15g，故选项错误；D、X的相对分子质量为n，Q的相对分子质量为2n，则设其化学方程式为aX+bQ=cY+dZ，则有，则有，故选项正确。【变12】在密闭容器中有甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下反应，测得反应前、反应过程中与反应后各物质的质量分数如下图所示。图中a、b、c、d分别表示相应物质的质量分数。下列说法正确的是A．a=56% B．c=17%C．丁物质一定是该反应的催化剂 D．以上发生的反应是化合反应【答案】AD【分析】由四种物质反应前后各物质的质量分数可知，反应前后甲的质量分数减少了70%42%=28%，故甲是反应物；反应前乙的质量分数为14%，反应后乙的质量分数为142%40%10%=8%，乙的质量分数减少了14%8%=6%，故乙是反应物；反应前丙的质量分数为6%，丙的质量分数增加了40%6%=34%，丙是生成物；丁的质量分数不变，可能作该反应的催化剂，也可能没有参加反应。【详解】A、参加反应的甲和乙质量比为28%：6%，当乙的质量分数为11%时，减少了14%11%=3%，则甲的质量分数应减少14%，则a=70%14%=56%，故选项正确；B、生成的丙和参加反应乙质量比为34%：6%，当乙的质量分数为11%时，减少了14%11%=3%，则丙的质量分数应增加17%，则c=6%+17%=23%，故选项说法错误；C、通过分析可知，丁物质可能是该反应的催化剂，故选项错误；D、通过分析可知，反应物是甲物质、乙物质，生成物是丙物质，符合“多变一”的特点，属于化合反应，故选项正确。故选：AD。题型二：利用化学方程式的计算（基础）【例2】实验室电解50克水，当生成4克氢气时有多少克氧气产生？（可能用到的相对原子质量H：1O：16）【答案】解：设生成氧气的质量为.答：生成氧气的质量为32g。【详解】本题给出了两个已知量，但要注意到，50g水并没有完全反应，所以要理解好题意，根据氢气的质量去求氧气的质量，详解见答案。【变21】克氯酸钾完全分解后可能得到多少克氧气？（可能用到的相对原子质量K：39Cl：O：16）【答案】解：设生成氧气的质量为.答：生成氧气的质量为9.6g.【详解】根据化学方程式计算的一般步骤为：1.设未知量；2.写出反应的化学方程式；3.列出相关的量；4.列比例式；5.求未知量；6.回答问题。本题是已知氯酸钾的质量求生成氧气的质量，根据化学方程式可由氯酸钾的质量求得氧气的质量，详解见答案。【变22】用电解水的方法制取氧气，现在要制取16kg氧气，需要电解多少水？小红的解题过程如下，请判断小红的解题过程是否正确，如不正确请改正。（可能用到的相对原子质量H：1O：16）解：设需要电解水的质量为x答：需电解水18kg。【答案】不正确。改正答案如下：解：设需要电解水的质量为x答：需电解水质量为18kg。【详解】原题中化学方程式没有配平，氧气的相对分子质量计算错误，正确的解题详解见答案。题型三：利用化学方程式的计算（差量法）【例3】将氯酸钾和二氧化锰的混合物放在试管中加热，氯酸钾完全分解后，试管中固体的质量为，则生成氯化钾（KCl）多少g？A． B． C． D．【答案】C【详解】根据质量守恒定律可知，产生氧气质量为

设生成氯化钾的质量为x。x。故选：C。题型四：利用化学方程式的计算（含杂质）【例4】为测定某过氧化钠样品的纯度，将2g该样品与足量水发生如下反应（杂质不参与反应）：生成气体质量与时间的关系如图所示。回答问题：（）（1）生成氧气的质量是_________g。（2）列式计算该样品中过氧化钠的质量分数。【答案】（1）（2）解：参加反应的过氧化钠的质量为x=x=1.56g该样品中过氧化钠的质量分数=×100%=78%答：该样品中过氧化钠的质量分数为78%。【分析】（1）由图可知，生成氧气的质量为，故填。（2）见答案【变41】在科学家眼里，二氧化碳是可以利用的重要资源。在一定条件下，二氧化碳和金属钠反应可以制金刚石。请计算92g金属钠理论上可制得含碳96％的金刚石的质量。反应如下：【答案】；解：设92g金属钠理论上可制得含碳96％的金刚石的质量为x。，x答：92g金属钠理论上可制得含碳96％的金刚石的质量为。【详解】见答案【变42】某实验小组的同学为了测定实验室中高锰酸钾(KMnO4)样品的纯度，取7g该样品，依次加热该混合物t1、t2、t3，t3时间后，分别冷却称量剩余固体质量，记录的有关数据如下表(样品中的杂质不参与化学反应)加热时间t1t2t3t4剩余固体质量(g)试计算：（1）加热t3时间后高锰酸钾是否已经完全反应？_______(填“是”或“否”)。（2）求完全反应后产生氧气的质量______。（3）求该样品中高锰酸钾的质量分数_____。(第2、3问要求写出解答步骤，第3问数值精确到0.1%)【答案】（1）是（2）解；根据质量守恒定律可知，生成的氧气的质量答：完全反应后产生氧气的质量为。（3）解：设高锰酸钾的质量为x=x该样品中高锰酸钾的质量分数=×100%≈90.3%答：该样品中高锰酸钾的质量分数为90.3%。【分析】（1）由图可知，加热到时间t3时，剩余固体的质量为，加热的时间t4时，剩余固体还是，说明加热到t3时，高锰酸钾已经完全反应，故填是。（2）见答案；（3）见答案。题型五：利用化学方程式的计算综合【例5】在反应A+3B=2C+3D中，已知A和B的相对分子质量之比为7:8,当2.8gA与一定量B恰好完全反应后，生成3.6gD，则C的质量为A． B． C． D．【答案】B【详解】设参加反应的B的质量为xx=9.6g当2.8gA与一定量B恰好完全反应后，生成3.6gD，同时生成C的质量为2.8g+9.6g3.6g=8.8g。故选：B。【变51】小丁取碳酸钙煅烧一段时间后得到CaCO3和CaO的混合物10g，测得其中钙元素的质量分数为60%，小香取该混合物经高温充分煅烧，求小丁、小香分解的碳酸钙的质量比A．1：2 B．5：8 C．25：8 D．1：4【答案】C【详解】10g碳酸钙和氧化钙的混合物中含钙元素质量为：10g×60%=6g，则未加热前原碳酸钙质量，小丁煅烧碳酸钙生成二氧化碳的质量为：15g10g=5g，设生成5g二氧化碳需碳酸钙质量为x，，该碳酸钙是小丁煅烧分解的，小香煅烧分解的碳酸钙为：，所以，小丁、小香分解的碳酸钙的质量比为：.故选：C。【变52】工业上用电解氧化铝的方法制取单质铝的化学方程式为2Al2O34Al+3O2↑↑。对“电解10kg氧化铝最多可生产多少千克铝？”一题，小明和小亮两位同学分别采用了两种不同的计算方法。小明同学的解法小亮同学的解法解：设铝的质量为。↑20410810kg答：最多可生产铝。解：氧化铝中铝元素的质量分数为。铝的质量为o答：最多可生产铝。请你完成下列问题。（1）你认为他们的解题思路和方法都正确吗___？（2）对“34kg过氧化氢完全分解可产生多少克氧气？”一题，你认为也能用上述两种方法解答吗__？试试看，请把你用的解法过程写出来。【答案】都正确本题不能用小亮同学的方法解答【详解】（1）他们的解题思路和方法都正确．因为小丽用的是“根据化学方程式的计算”，小明用的是根据元素的质量分数的计算；（2）本题不能用小明的方法解答，因为过氧化氢完全分解后，氧元素没有都在氧气中，还有一部分在H2O中存在。设产生氧气的质量为x，解得：x=16kg．答：产生氧气的质量为16kg。【例6】实验室用氯酸钾和二氧化锰的固体混合物粉末共加热制取氧气，记录产生氧气的质量与加热时间的关系如图所示请回答下列问题：（1）to→t1时段氧气质量为0，其原因是______；t3→t4时段内剩余固体物质的质量为______g。（2）请根据图中数据计算原混合物中氯酸钾的质量。【答案】（1）温度较低，未达到KClO3的分解温度（反应吸热需要时间，未达到分解温度）（2）解：设原混合物中氯酸钾的质量为x，则有x混合物中氯酸钾的质量为。【分析】（1）to→t1时段氧气质量为0，其原因是温度较低，未达到KClO3的分解温度（反应吸热需要时间，未达到分解温度）；t3→t4时段内剩余固体物质的质量为，故填：温度较低，未达到KClO3的分解温度（反应吸热需要时间，未达到分解温度）；；（2）见答案。提分特训提分特训【题1】实验室用氯酸钾和二氧化锰的混合物制氧气，若要制取2.4g氧气，至少需要称取多少g氯酸钾?【答案】

解：设至少需要称取氯酸钾的质量为x，则有答：至少需要称取氯酸钾。【详解】见答案。【题2】某水泥厂化验室，为了测定某矿山石灰石中碳酸钙的质量分数，取样品与足量稀盐酸在烧杯中反应（假设样品杂质不与稀盐酸反应也不溶于水。）有关实验数据如下表：反应前反应后实验数据烧杯和稀盐酸样品烧杯和其混合物150g12g（1）根据守恒定律可知，反应生成的二氧化碳质量为___________g。（2）求该石灰石中碳酸钙的质量分数（写出计算过程）。【答案】（1）（2）设石灰石中碳酸钙的质量为x，则质量分数为答：石灰石中碳酸钙的质量分数为83.3%。【分析】（1）根据质量守恒定律，反应前后的质量差为生成的二氧化碳的质量，即；（2）列出碳酸钙与稀盐酸反应的化学方程式，找碳酸钙和二氧化碳的对应关系，根据二氧化碳的质量求出碳酸钙的质量，再进一步计算碳酸钙的质量分数，计算过程见答案。【题3】将氯酸钾和二氧化锰的固体混合物装入试管中，制取氧气。加热一段时间后停止，得到三种固体混合物。待试管冷却，称量，得到固体物质。请计算分解的氯酸钾的质量。【答案】解：根据质量守恒定律，固体减少的质量为氧气的质量，氧气的质量为，设分解的氯酸钾的质量为x，则有，答：分解的氯酸钾的质量为。【详解】见答案。【题4】如图是实验室制取气体的几种发生装置和收集装置。请回答下列问题：（1）实验室用氯酸钾制取氧气，所选用的装置是______（填序号），A装置中试管口略向下倾斜的原因是______。（2）若用C装置收集氧气，收集氧气的适宜时刻是______。（3）写出一条用B装置制取氧气时的注意事项______。（4）F装置在化学上被称为“万能瓶”，可用于排空气法收集氧气，应从______端通入；若用排水法收集，气体应从______端通入。（5）把干燥纯净的氯酸钾和二氧化锰的混合物克，加热至不再产生气体为止，称量剩余物质量为克，求参加反应的氯酸钾的质量。【答案】（1）【分析】（1）实验室用氯酸钾制取氧气，属于固、固加热型，适合用装置A作发生装置，氧气的密度比空气的大，不易溶于水，可用装置C或E或F收集；为了防止试管口产生的冷凝水倒流炸裂试管，A装置中试管要口略向下倾斜；（2）为了防止收集到的气体不纯，要等到气泡均匀连续冒出时再开始收集；（3）用B装置制取氧气时，为了防止产生的气体从长颈漏斗逸出，长颈漏斗下端要伸入液面以下；（4）氧气的密度比空气的大，不易溶于水，用排空气法收集氧气时，气体应该a端通入；氧气的密度比水的小，用排水法收集时，气体在水的上方聚集，气体应该从b端通入；（5）解：根据质量守恒定律可知生成氧气的质量为：18．55g﹣＝，设生成氧气需要氯酸钾的质量为x，答：参加反应的氯酸钾的质量为。

提分作业提分作业【练1】根据化学方程式4P+5O22P2O5可以知:（1）各物质的质量比为_______________（2）质的读法：________________（3）量的读法：________________（4）71gP完全燃烧至少需要消耗O2____g,同时生成了____gP2O5。【答案】（1）31:40:71（2）在点燃条件下，磷和氧气反应生成五氧化二磷（3）在点燃条件下，每124份质量的磷与160份质量的氧气反应生成284份质量的五氧化二磷（4）解：设消耗氧气的质量为x，生成五氧化二磷的质量为y答：完全燃烧至少需要消耗氧气。答：同时生成五氧化二磷。【分析】（1）根据可知，磷、氧气、五氧化二磷的质量比为124:160:284=31:40:71。（2）质的读法是在点燃条件下，磷和氧气反应生成五氧化二磷。（3）量的读法是在点燃条件下，每124份质量的磷与160份质量的氧气反应生成284份质量的五氧化二磷。（4）见答案。【练2】甲烷(CH4)和氧气反应生成甲醇，化学反应方程式为2CH4+O22CH3OH（1）2CH3OH的相对分子质量总和为(列式计算)_______。（2）CH3OH中氢元素的质量分数为(列式计算)_______。（3）16g甲烷充全反应理论上得到甲醇的质量是_____g？(写出计算过程)【答案】（1）2×（12+1×4+16）=64（2）（3）32g解：设理论上得到甲醇的质量为xx=32g答：16g甲烷充全反应理论上可得到32g甲醇。【分析】（1）相对分子质量等于相当于原子质量总和，所以2CH3OH的相对原子质量=2×（12+1×4+16）=64；（2）CH3OH中氢元素的质量分数为；（3