化学人教版九上同步提优讲练：5.3 利用化学方程式的简单计算

第五单元化学方程式课题3利用化学方程式的简单计算【教材知识讲解】★知识点1：计算依据１．理论依据理论依据是质量守恒定律。2．计算依据（1）化学方程式中反应物、生成物各物质的质量比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恒定的质量比是计算的依据。易错提醒各物质间的质量比实际是各化学式的相对分子质量(或相对原子质量)与化学式前面的化学计量数的乘积之比，计算时特别注意不要漏掉前面的化学计量数。解题步骤：★知识点2：计算类型1．已知一种物质的质量，求另一种物质的质量这种题型是按照化学方程式计算的重点，重在按计算格式进行计算。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质量比来计算（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）通过相对分子质量进行转换，即用相对分子质量与化学计量数乘积表示。（2）利用参加反应的反应物或生成物的质量来表示。例如：在反应A+3B2C+3D中，C和D的相对分子质量比为22∶9，若2.3gA与足量B充分反应，生成2.7gD，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2.7g，列比例式可求出生成C的质量4.4g，再根据质量守恒定律可得出参加反应的B质量为2.7g+4.4g−2.3g=4.8g，那么B、C质量比为4.8g∶4.4g=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=×100%，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=。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。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）识标：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）明点：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）析线：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。提分技巧 （1）“设”要规范，“设某物质的质量为x”，（x是个有单位的物理量，后面无需再带单位)；如果一个题目需要求几个未知量，且这几个量出现在一个化学方程式中，要一并“设”，并用不同的未知数表示。（2）化学方程式是否正确关系到整个解题的正确性，所以首先保证方程式配平。如果不配平，则物质之间的质量比就是错误的。其次不要忘记反应条件和气体、沉淀符号。（3）标已知量和未知量时，要把相对分子质量与化学计量数的乘积写在相应物质化学式的正下方；已知量和未知量写在相应物质的相对分子质量总和的下方，且已知量带有单位。有关物质的量左右对应，上下对齐。（4）比例式和求解过程中以及最后的结果要带单位。（5）化学方程式是纯净物之间发生的反应，因此已知量一定是纯净物的质量，如果题目提供的是一种混合物的质量，一定不能直接代入，要通过换算或利用质量守恒定律求出一种纯净物的质量，作为解题的突破口。【教材知识点练习】【教材知识点一】教材P103：练一练【答案】H2+Cl

2eq\o(=,\s\up7(点燃))2HCl

解：设燃烧100g氢气需要氯气的质量为x，生成氯化氢气体的质量为y。

H2+Cl

2eq\o(=,\s\up7(点燃))2HCl

27173100

gxy2/100g=71/x2/100g=73/y

x=3550gy=3650g答：燃烧100g氢气需要氯气的质量为3550g，生成氯化氢气体的质量为3650g。【教材知识点二】教材P102：例1．2022年北京冬奥会秉持绿色、共享、开放、廉洁理念，首次采用氢气作为火炬燃料。计算完全燃烧0.4kg氢气，理论上需要消耗氧气的质量是_____？【答案】3.2kg【解析】设需要消耗氧气的质量为x，根据方程式为答：理论上需要消耗氧气的质量是。【教材知识点三】教材P103：例2．某创新小组的同学，在用MnO2，作催化剂制取O2的实验过程中遇到了困惑，通过老师点拔，他们厘清了思路，找到了解决问题的办法，小华将图像绘制在黑板上，并将方法分享给其他同学。（1）观点分享：b曲线始终不变的原因是______。（2）展示交流：结合黑板上的试题要求，请在答题卡上写出解题过程（最后结果精确到0.01）。实验室用KC1O3和MnO2的混合物制取O2，其中MnO2为2g，它在固体混合物中的质量分数为25%，求KClO3完全反应后生成O2的质量。【答案】（1）没有加热、加热温度太低（合理即可）（2）解：KClO3的质量为：2g÷25%-2g=6g设：生成氧气的质量为x

＝x≈2.35g答：生成氧气的质量为2.35g。【解析】（1）b曲线始终不变则，证明该反应未发生，可能原因是未加热、温度不够等，合理即可。（2）解：已知二氧化锰质量为2g，它在固体混合物中的质量分数为25%，则氯酸钾质量为2g÷25%-2g=6g设：生成氧气的质量为x＝x≈2.35g答：生成氧气的质量为2.35g。【变式练习1】学习小组同学为测定某品牌钙片中含碳酸钙的质量分数，向盛有10g钙片的烧杯中加入过量稀盐酸，充分反应后，测得烧杯内混合物的总质量比反应前稀盐酸与钙片的总质量减少了3.3g。（钙片中其他成分不与稀盐酸反应放出气体）（1）反应中生成二氧化碳的质量是___________g。（2）计算该品牌钙片中含碳酸钙的质量分数。【答案】（1）3.3；（2）75%。【解析】（1）碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，根据质量守恒可知，反应后物质的总质量减少了3.3g，则产生二氧化碳的质量为3.3g。（2）解：设参加反应的碳酸钙的质量为x。解得：x=7.5g该品牌钙片中含碳酸钙的质量分数为答：该品牌钙片中含碳酸钙的质量分数为75%。【变式练习2】为测定黄铜(铜锌合金)样品中铜的质量分数，小明取一定质量的样品放入烧杯中，分2次加入质量分数相同的稀硫酸，实验过程和数据如图所示。

请计算：(1)生成氢气的总质量是______g。

(2)黄铜样品中铜的质量分数。【答案】(1)0.4；(2)67.5%。

【解析】(1)根据质量守恒定律可知，反应后减少质量为生成氢气质量=50.0g+40.0g+60.0g-149.6g=0.4g。

(2)由图可知，第一次加50.0g硫酸，质量减少0.2g，第二次加硫酸，质量减小0.2g，说明第二次硫酸有剩余，锌完全反应。

设锌的质量为x

Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑

65

2

x

0.4g

652=x0.4g

x=13g

黄铜样品中铜的质量分数为40g-13g40g×100%=67.5%。

答：黄铜样品中铜的质量分数为67.5%。

【变式练习3】【答案】33.4t【解答】解：设每天需要消耗CaCO3的质量为x2CaCO8+O2+2SO6═2CaSO4+4CO2，200128x0.64t＝x＝7t则每个月需要石灰石的质量为×30＝33.3t答：该发电厂每个月需要含碳酸钙为90%的石灰石33.4t。【变式练习4】以下是某同学解答一道计算题的过程，请你一起参与完成相关问题。题目：将氯酸钾和二氧化锰的混合物共27.5g放入试管中加热，反应中剩余固体质量与反应时间的关系如图所示。完全反应后，生成氯化钾的质量是多少？该同学很快列出计算过程，求出了氯化钾的质量。请你帮该同学检查是否正确。解：设生成KCl的质量为xx=16.7g答：生成KC1的质量为16.7g。请回答下列问题：(1)从图中可知完全反应后生成的O2质量是_______g。(2)上述计算过程是否正确？_______(填“正确”或“错误”)。如果错误，请你重新利用化学方程式计算生成KC1的质量_____。【答案】(1)9.6；(2)

错误

；14.9g。【解析】(1)氯酸钾在二氧化锰催化及加热的条件下分解生成氯化钾与氧气，反应产生的氧气会逸散出去，根据质量守恒得出反应物的总质量等于生成物的总质量，二氧化锰为催化剂，反应前后质量与化学性质不发生改变，则固体减少的质量为氧气的质量，故氧气的质量为27.5g-17.9g=9.6g；(2)27.5g是二氧化锰与氯酸钾的混合物的质量，该同学认为27.5g是氯酸钾的质量，故该同学计算过程错误；解：设生成KCl的质量为xx=14.9g答：生成KCl的质量为14.9g。【综合提升检测】一、选择题1．在一个密闭的容器里盛有9克碳和16克氧气，加热使之充分反应后，得到的气体是（）A．CO2 B．COC．CO和CO2混合物 D．无法判断【答案】C【解析】由反应的化学方程式：当m(C)：m(氧气)=24：32=3：4时，二者恰好完全反应生成CO；当m(C)：m(氧气)=12：32=3：8时，二者恰好完全反应生成CO2；由题给条件m(C)：m(氧气)=9g：16g，介于3：4和3：8之间，说明生成物中既有CO也有CO2。故选：C。2．在硫与氧气燃烧的实验中，某同学用3.2g的硫单质与5g的氧气在密闭的容器中，使二者充分反应，则制得的二氧化硫的质量为（）A．8.2g B．6.4g C．72g D．5g【答案】B【解析】硫和氧气反应的化学方程式及各物质的质量关系如下：

由方程式中质量关系可以看出，在此反应中，硫、氧气、二氧化硫的质量比是1:1:2，所以3.2g的硫单质与5g的氧气在密闭的容器中，充分反应，氧气有剩余，即3.2g硫与3.2g氧气恰好完全反应生成6.4g二氧化硫，故选B。3．下列关于2的理解不正确的是（）A．反应中C2H6O、O2、CO2、H2O的质量比为46:96:88:54B．乙醇和氧气生成二氧化碳和水C．该反应前后各元素的种类和化合价均未发生改变D．1个乙醇分子和3个氧分子在点燃的条件下反应，生成2个二氧化碳分子和3个水分子【答案】C【解析】A、，根据化学方程式可知：反应中C2H6O、O2、CO2、H2O的质量比为46:96:88:54。A正确。B、乙醇和氧气在点燃条件下反应生成二氧化碳和水。B正确。C、该反应中，反应物氧气中氧元素的化合价是0，反应后生成的水和二氧化碳中氧元素的化合价都是-2价。C错。D、根据化学方程式可知：1个乙醇分子和3个氧分子在点燃的条件下反应，生成2个二氧化碳分子和3个水分子。D正确。故选C。4．镁在氧气中燃烧生成了氧化镁。在这个反应中，镁、氧气、氧化镁的质量比是（）A．2:1:2 B．24:32:40 C．48:32:80【答案】C【解析】镁在氧气中燃烧的化学方程式为：，故在这个反应中，镁、氧气、氧化镁的质量比是：（24×2）：（16×2）：（40×2）=48:32:80=3:2:5。故选C。5．2021年10月16日，我国发射的神舟十三号载人飞船外壳材料中含有钛合金，钛的生产过程中发生的反应之一为：，下列有关该反应的说法错误的是（）A．X的化学式为CO B．TiO2是氧化物C．C和X两种物质的质量比为1:1 D．反应前后碳元素的化合价发生变化【答案】C【解析】A、根据质量守恒定律，化学反应前后，原子的种类和数目不变，反应物中含Ti、O、Cl、C的个数分别是1、2、4、2，生成物中含Ti、O、Cl、C的个数分别是1、0、4、0，故生成物中还应含2个O、2个C，故X的化学式为：CO，不符合题意；B、TiO2是由Ti、O两种元素组成的化合物，属于氧化物，不符合题意；C、X为一氧化碳，C和一氧化碳两种物质的质量比为：（2×12）：（2×28）=3:7，符合题意；D、由化学方程式可知，化学反应前后，碳元素由游离态转化为化合态，碳元素的化合价一定发生了变化，不符合题意。故选C。6．质量相等的四种物质①H2O2；②KMnO4；③KClO3；④H2O，完全分解后所制得氧气的质量由大到小的顺序为（）A．④①③② B．④③①② C．①④③② D．②③①④【答案】A【解析】按O2的化学计量数为1进行配平，计算每种物质与O2的质量比。生成32克的O2所需4种物质的质量分别为68g、316g、82.7g、36g，等质量的四种物质，完全分解后所制得氧气的质量由大到小的顺序为④①③②。故选A。7．在一密闭的容器中，12g炭粉与64g氧气点燃后充分反应，容器内各相关量与时间(从反应开始计时)的对应关系如下图所示，其中不正确的是（）A． B．C． D．【答案】B【解析】A、碳在氧气中燃烧：，参加反应的碳与氧气的质量比为12:32，故氧气剩余，反应中消耗的氧气与生成的二氧化碳的分子个数比为1:1，故随着反应的进行，气体分子数不变，不符合题意；B、根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类和质量不变，故氧元素的质量不变，符合题意；C、碳在氧气中燃烧：，参加反应的碳、氧气与生成二氧化碳的质量比为：12:32:44，故12g碳完全反应，消耗了32g氧气，生成了44g二氧化碳，最后气体的质量为44g+32g=76g，故气体的质量从64g开始逐渐增大，待完全反应后，不再变化，最后气体的质量为76g，不符合题意；D、由以上分析可知，12g炭粉与64g氧气点燃后充分反应生成二氧化碳，炭粉完全反应，氧气剩余，故固体的质量逐渐减小至零，不符合题意。故选B。8．4克氧气可以跟多少克氢气完全反应（）A．1 B．0.5 C．2 D．4【答案】B【解析】设4g氧气可消耗氢气的质量为xx=0.5g，故选B。9．对资料或实验证据的分析是否正确，直接关系到科学探究是否符合客观事实。下图为实验室用等质量的KMnO4和KClO3（另加少量的二氧化锰），分别制取氧气的数据分析示意图。下列说法不正确的是（）A．实验室用KClO3制取氧气的发生装置和KMnO4相同B．用KMnO4制取氧气时水槽中水变红，可能的原因是试管口没有放棉花C．若KClO3在加热前不加二氧化锰，则产生氧气的质量应和KMnO4相等D．用相同质量的反应物制取较多量的氧气时，宜选择KClO3为原料【答案】D【解析】A、实验室用KClO3或KMnO4制取氧气的反应物都是固体，反应条件都是加热，发生装置相同，说法正确；B、用KMnO4制取氧气时水槽中水变红，可能的原因是试管口没有放棉花，高锰酸钾随氧气流进入导气管，说法正确；C、根据和可知，等质量的KMnO4和KClO3完全反应产生氧气的质量不相等，错误；D、根据和可知，用相同质量的反应物制取较多量的氧气时，宜选择KClO3为原料，正确。故选D。10．镁在空气中燃烧时，不仅与氧气发生反应生成氧化镁，也与氮气发生反应生成氮化镁，若24g镁在空气中燃烧可得产物的质量为（）A．等于33.3g B．等于40g C．33.3g～40g D．小于33.3g或大于40g【答案】C【解析】根据题干，镁在空气中燃烧所得产物可能有3种情况：①全部是氧化镁；②氧化镁与氮化镁混合物；③全部是氮化镁。情况①，设24g镁燃烧，产物全部是氧化镁时产物的质量为x，则x=40g情况③，设24g镁燃烧，产物全部是氮化镁时产物的质量为y，则y=33.3g，所以根据情况①与情况③可知，产物质量应该在33.3g与40g之间。故选C。11．将某碳酸钙和铜粉的混合物，在空气中充分的灼烧，结果得到固体混合物的总质量等于原混合物的总质量，原混合物中碳酸钙与铜粉的质量比是（）A．1∶1 B．16∶25 C．25∶44 D．7∶8【答案】C【解析】设原混合物中碳酸钙的质量为x，生成二氧化碳质量为m，铜的质量为y，参加反应的氧气质量为n，则有将某碳酸钙和铜粉的混合物，在空气中充分的灼烧，结果得到固体混合物的总质量等于原混合物的总质量，说明参加反应的氧气质量与生成二氧化碳质量相等，则有，得，即原混合物中碳酸钙与铜粉的质量比是25:44；故选C。12．在天平两盘上的烧杯中，各放入质量相同的稀硫酸，调节天平至平衡。分别向两边烧杯中各加入5g镁和5g锌，镁和锌全部反应而消失后，天平的指针（）A．偏向加锌的一边 B．偏向加镁的一边C．仍停留在原来的位置 D．左右摆动，不能停止【答案】A【解析】因为金属全部消失，所以金属全部参与反应则加镁的天平一侧质量：(5g-)＜加锌的天平一侧质量：(5g-)天平指针偏向于锌这一侧，故选A。13．等质量的锌、铁、镁分别与足量的稀硫酸反应，生成氢气的质量（）A．Zn＞Fe＞Mg B．Mg＞Fe＞ZnC．Fe＞Zn＞Mg D．Zn＝Fe＝Mg【答案】B【解析】设锌、铁、镁的质量均为m因＜＜所以产生氢气的质量由多到少的金属为：Mg＞Fe＞Zn，故选B。14.木炭在空气不足的情况下中燃烧会生成一氧化碳，在此反应中，碳、氧气、二氧化碳的质量比是（）A．1：1：1 B．2：1：2 C．3：8：11 D．3：4：7【答案】D【解析】根据碳在空气不足情况下燃烧生成一氧化碳的化学方程式：因此在此反应中，碳、氧气、二氧化碳的质量比为24∶32∶56=3∶4∶7，故选D。二、填空题15．某同学把4g硫放在给定的氧气中充分燃烧，实验数据如下表所示。第一次第二次第三次O2的质量(g)346生成SO2的质量(g)688回答下列问题：（1）从以上数据说明，这三次实验中第___________次恰好完全反应；（2）第___________次实验中硫有剩余，剩余___________g；（3）这三次实验的化学反应过程中，是否有不符合质量守恒定律的？___________。(填“是”或“否”)【答案】（1）二；（2）一；1；（3）否【解析】（1）由表可知，根据三次实验数据，第二次实验4g硫和4g氧气恰好完全反应生成二氧化硫8g，说明第二次恰好完全反应；（2）硫在氧气中燃烧：，参加反应的硫、氧气和生成的二氧化硫的质量比是1∶1∶2，可见第一次实验中硫有剩余，有1g的硫剩余；（3）任何化学反应都符合质量守恒定律，三次实验均属于化学变化，故三次实验没有不符合质量守恒定律的，故填：否。16．宏观、微观和符号之间建立联系是学习化学的重要思维方法。如图是某汽车尾气处理过程中发生的一个反应，请回答下列问题。（1）图示中的物质，属于单质的是________(填化学式)。（2）该反应中，参加反应的反应物质量比为________（最简整数比）。（3）该反应前后，化合价发生了变化的元素是________(填元素符号)，该元素在图示相关物质中的最低化合价是________。【答案】（1）N2；（2）14：15：14；（3）C、N；+2、0【解析】（1）从微观上看，由分子构成的物质，单质中只有一种分子，且该分子是由同种原子构成的，则图示中的物质，属于单质的是N2；（2）根据反应的微观示意图，该反应的化学方程式为：2CO+2NO2CO2+N2，则参加反应的一氧化碳和一氧化氮的质量比为：（2×28）：（2×30）=14:15；（3）该反应前后，化合价发生了变化的元素是C元素和N元素，C元素反应前的化合价为+2，反应后的化合价为+4，N元素在反应前的化合价为+2，生成物中氮元素的化合价为0，则图示相关物质中的最低化合价是+2、0。17．实验室用高锰酸钾制取氧气的化学方程式为______。将20g高锰酸钾加热，当产生1.6g氧气时，剩余固体成分是______；23g某单质能和8g氧气恰好完全反应，所生成的氧化物中该单质的元素显+1价，则生成的氧化物的相对分子质量为______。【答案】；KMnO4、K2MnO4、MnO2（或高锰酸钾、锰酸钾、二氧化锰）62【解析】高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，；，由化学方程式体现的质量关系可知，生成1.6g氧气需高锰酸钾质量为15.8g<20g，则高锰酸钾没有完全分解，故剩余固体成分是KMnO4、K2MnO4、MnO2（或高锰酸钾、锰酸钾、二氧化锰）；23g某单质能和8g氧气恰好完全反应，所生成的氧化物中该单质的元素显+1价，设该单质元素为M，则生成的氧化物化学式为M2O，设生成的氧化物的相对分子质量为x，根据质量守恒定律，则氧气与生成氧化物的质量关系为：三、计算题18．某同学在学习质量守恒定律时，称取0.6g镁条进行燃烧实验（如下图）。(1)计算：镁条完全燃烧生成氧化镁的质量（写出计算过程）。(2)该同学称得反应后固体的质量小于0.6g，原因可能是______。【答案】(1)1g(2)一部分生成的氧化镁扩散到空气中【解析】(1)解：设0.6g镁条完全燃烧生成氧化镁的质量为。解得：=1g答：0.6g镁条完全燃烧生成氧化镁的质量为1g。(2)根据质量守恒定律，参加反应的反应物总质量等于生成的生成物的总质量，所以参加反应的镁和氧气的总质量等于生成的氧化镁的总质量，但该反应在敞口装置进行，通过观察实验可知，镁条燃烧时，一部分生成的氧化镁扩散到空气中，使得反应后称量的固体质量小于反应前。19．医用碳酸氢钠片可用于治疗胃酸过多，某同学为测定其中碳酸氢钠的质量分数，取10.0g样品放入烧杯中，分两次加入稀盐酸（该实验条件下杂质不参与反应），充分反应。测定实验数据如表。加盐酸的次数第一次第二次加盐酸的质量/g40.040.0生成气体的质量/g3.31.1(1)两次加稀盐酸后，生成二氧化碳的总质量是____________g。(2)该样品中碳酸氢钠的质量分数（写出计算过程）。（反应的化学方程式为：）【答案】