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课题3 利用化学方程式的简单计算
一、学习目标
1. 学会利用化学方程式的简单计算，正确掌握计算的格式和步骤
2. 在正确书写化学方程式的基础上，进行简单的计算
二、重难点
重点：根据化学方程式计算的步骤及书写格式的规范化
难点：物质间量的关系及根据化学方程式计算的要领
三、考点精讲
1. 根据化学方程式计算的依据
化学方程式计算的理论依据是 。在化学方程式中各反应物、生成物之间的 之比等于其 （即相对分子质量或相对原子质量乘以其化学计量数）之比。
2. 根据化学方程式计算的一般步骤
步骤 注意事项
1 设：根据题意设未知量 设未知数时不带
2 写：正确书写有关化学方程式 ①化学方程式要 ②注明 、气体和沉淀符号要
3 找：找出已知量、未知量的质量关系 ①正确计算各物质的 ②已知量为纯净物的质量且要带
4 列：列出比例式，求解 等式两边化学意义应 ，计算结果要带
5 答：简明地写出答案
典型例题1： 我国化学家侯德榜所发明的侯氏制碱法，为世界制碱事业发展做出重大贡献，其反应原理如下：NaCl + CO2 + NH3 + H2O = NaHCO3 + NH4Cl。请计算：
（1）碳酸氢钠(NaHCO3)中原子的个数比(Na：H：C：O)为____________。
（2）碳酸氢钠(NaHCO3)中钠元素的质量分数为____________。(结果保留0.1%)
（3）要生产8.4吨碳酸氢钠(NaHCO3)，理论上需要氯化钠(NaCl)的质量是多少吨 (写出计算过程)
典型例题2： 在“2A+3B=2C+4D”的反应中，已知8g 物质A完全反应生成11g 物质C和9g物质D.若A的相对分子质量为32，则物质B的相对分子质量（ ）
A. 64 B. 48 C. 32 D. 16
【巩固提升】
1．硫在空气中燃烧生成二氧化硫，在此反应中，硫、氧气、二氧化硫的质量比是（ ）
A．1：1：1 B．1：1：2 C．32：16：64 D．32：16：48
2.在化学反应2A+B=2C中，设有6克A与B完全反应生成14克的C，若B的相对分子质量为32，则C的相对分子质量为（ ）
A. 7 B. 14 C. 28 D. 56
3.制取71克五氧化二磷，需要磷多少克，需要烧氧气多少克？
【课后练习】
1. 关于碳在氧气中的燃烧，下列说法符合质量守恒定律的是（ ）
A．3 g C和8 g O2生成11 g CO2
B．2 g C和4 g O2生成6 g CO2
C．4 g C和5 g O2生成9 g CO2
D．5 g C和9 g O2生成14 g CO2
2. 可与3.1 g红磷完全反应生成五氧化二磷的氧气质量是（ ）
A．3.2 g B．4 g C．5 g D．16 g
3.木炭在空气不足的情况下中燃烧会生成二氧化碳，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
4. 模型认知是化学研究的重要科学方法。如图是工业制取硝酸第一步反应的微观示意图。下列说法不正确的是（ ）
A.生成的丙、丁的分子个数比为1:1
B.参加反应的甲、乙的质量比为17:40
C.反应前后金属铂的质量和化学性质不变
D.丙是空气污染物之一
5.在实验室中，将含有15.3 g过氧化氢的溶液与少量二氧化锰混合，求过氧化氢完全分解后，生成氧气的质量。
6.从宇宙飞船的舱内除去CO2，可用LiOH与CO2反应：CO2＋2LiOH===Li2CO3＋H2O。一天内，一个人呼出1 kg CO2。为消除3名宇航员6个月的太空飞行所产生的CO2，需要LiOH的质量约为多少千克？（每月按30天计算，计算结果精确到小数点后一位）
7. 我国明代科技著作《天工开物》中有利用炉甘石(主要成分是ZnCO3)火法炼锌的工艺记载，主要反应原理为ZnCO3+2C高温Zn+3CO↑,现用200 kg炉甘石与足量碳充分反应，产生CO的质量与加热时间的关系如图所示。
（1）此过程中产生CO的质量是 kg。
（2）列式计算此炉甘石中ZnCO3的质量分数。
8. 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，他们理清了思路，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：结台黑板上的试题要求，请在答题卡上写出解题过程(最后结果精确到0.01)。
9. 铝碳酸镁咀嚼片(主要成分是AlMg(OH)3CO3)可治疗胃酸过多症，反应原理可用化学方程式表示为AlMg(OH)3CO3 + 5HCl = MgC12 + AlCl3 + 4H2O + CO2↑。某化学兴趣小组使用下图所示装置,对该咀嚼片中的铝碳酸镁含量进行测定。先取足量稀盐酸于烧杯中，再向其中加入20片铝碳酸镁咀嚼片,开始计时，并将电子天平的读数记录在下表中，已知AlMg(OH)3CO3的相对分子质量为162。请计算：
（1）生成二氧化碳 g。
（2）每片该咀嚼片中铝碳酸镁的含量为多少(计算结果保留到0.1g)
10.甲酸(HCO0H)的水溶液可溶解镁，反应式为Mg+2HCOOH =(HCOO)2Mg+H2↑，请回答下列问题：
（1）计算甲酸分子中碳、氢、氧三种元素的质量比？
（2）46g甲酸和多少克乙醇(C2H5OH) 中的含碳量相等？
（3）4.8g镁和足量的甲酸溶液反应，最多能产生氢气多少克？课题3 利用化学方程式的简单计算
一、学习目标
1. 学会利用化学方程式的简单计算，正确掌握计算的格式和步骤
2. 在正确书写化学方程式的基础上，进行简单的计算
二、重难点
重点：根据化学方程式计算的步骤及书写格式的规范化
难点：物质间量的关系及根据化学方程式计算的要领
三、考点精讲
1. 根据化学方程式计算的依据
化学方程式计算的理论依据是质量守恒定律。在化学方程式中各反应物、生成物之间的实际质量之比等于其相对质量（即相对分子质量或相对原子质量乘以其化学计量数）之比。
2. 根据化学方程式计算的一般步骤
步骤 注意事项
1 设：根据题意设未知量 设未知数时不带单位
2 写：正确书写有关化学方程式 ①化学方程式要配平 ②注明反应条件、气体和沉淀符号要标注
3 找：找出已知量、未知量的质量关系 正确计算各物质的相对分子质量 ②已知量为纯净物的质量且要带单位
4 列：列出比例式，求解 等式两边化学意义应相同，计算结果要带单位
5 答：简明地写出答案
典型例题1： 我国化学家侯德榜所发明的侯氏制碱法，为世界制碱事业发展做出重大贡献，其反应原理如下：NaCl + CO2 + NH3 + H2O = NaHCO3 + NH4Cl。请计算：
（1）碳酸氢钠(NaHCO3)中原子的个数比(Na：H：C：O)为____________。
（2）碳酸氢钠(NaHCO3)中钠元素的质量分数为____________。(结果保留0.1%)
（3）要生产8.4吨碳酸氢钠(NaHCO3)，理论上需要氯化钠(NaCl)的质量是多少吨 (写出计算过程)
【答案】（1）1:1:1:3 （2）27.4% （3）5.85t
【解析】（1）根据碳酸氢钠的化学式NaHCO3，可知一个碳酸氢钠分子是由一个钠原子、一个氢原子、一个碳原子、三个氧原子构成，故碳酸氢钠中原子的个数比(Na：H：C：O)为1:1:1:3；
（2）碳酸氢钠(NaHCO3)中钠元素的质量分数为23/(23+1+12+16×3)×100％=27.4%；
（3）设理论上需要氯化钠的质量为x
NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3+NH4Cl
58.5 84
x 8.4t
x=5.85t
答：理论上需要氯化钠的质量为5.85 t。
典型例题2： 在“2A+3B=2C+4D”的反应中，已知8g 物质A完全反应生成11g 物质C和9g物质D.若A的相对分子质量为32，则物质B的相对分子质量（ ）
A. 64 B. 48 C. 32 D. 16
【答案】C
【解析】依据质量守恒定律可知参加反应的B的质量是11g+9g-8g=12g
设B的相对分子质量为x
2A + 3B = 2C + 4D
2×32 3x
8g 12g
(2×32)/3x=8g/12g
x=32
答：B的相对分子质量为32。
【巩固提升】
1．硫在空气中燃烧生成二氧化硫，在此反应中，硫、氧气、二氧化硫的质量比是（ ）
A．1：1：1 B．1：1：2 C．32：16：64 D．32：16：48
【答案】B
【解析】根据硫燃烧的化学方程式即相对质量之比等于实际质量之比
S ＋ O2 点燃 SO2
32 32　　 64
因此硫、氧气、二氧化硫的质量比为32∶32∶64，即1∶1∶2。
2.在化学反应2A+B=2C中，设有6克A与B完全反应生成14克的C，若B的相对分子质量为32，则C的相对分子质量为（ ）
A. 7 B. 14 C. 28 D. 56
【答案】C
【解析】由质量守恒定律可知，6克A与B完全反应生成14克的C，则B的质量为：14g-6g=8g
设C的相对分子质量为x
2A + B = 2C
32 2x
8g 14g
32/8g=2x/14g
x=28
答：C的相对分子质量为28。
3.制取71克五氧化二磷，需要磷多少克，需要消耗氧气多少克？
【答案】31g 40g
【解析】设参加反应的磷的质量为x，消耗的氧气的质量为y
4P + 5O2 点燃 2P2O5
124 160 284
x y 71g
124/x=284/71g 160/y=284/71g
x=31g y=40g
答：制取71克五氧化二磷，需要磷31克，需要消耗氧气40克。
【课后练习】
1. 关于碳在氧气中的燃烧，下列说法符合质量守恒定律的是（ ）
A．3 g C和8 g O2生成11 g CO2
B．2 g C和4 g O2生成6 g CO2
C．4 g C和5 g O2生成9 g CO2
D．5 g C和9 g O2生成14 g CO2
【答案】A
【解析】由反应的化学方程式：C＋O2点燃CO2可知，参加反应的C、O2及生成的CO2的质量比为12∶32∶44＝3∶8∶11。
2. 可与3.1 g红磷完全反应生成五氧化二磷的氧气质量是（ ）
A．3.2 g B．4 g C．5 g D．16 g
【答案】B
【解析】设氧气的质量为x
4P + 5O2 点燃 2P2O5
124 160
3.1g x
124/3.1g = 160/x
x=4g
答：氧气的质量为4g。
3.木炭在空气不足的情况下中燃烧会生成二氧化碳，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】根据碳燃烧的化学方程式即相对质量之比等于实际质量之比
2C ＋ O2 点燃 2CO
24 32　　 56
因此碳、氧气、二氧化碳的质量比为24∶32∶56，即3∶4∶7。
4. 模型认知是化学研究的重要科学方法。如图是工业制取硝酸第一步反应的微观示意图。下列说法不正确的是（ ）
A.生成的丙、丁的分子个数比为1:1
B.参加反应的甲、乙的质量比为17:40
C.反应前后金属铂的质量和化学性质不变
D.丙是空气污染物之一
【答案】A
【解析】A、由反应的化学方程式4NH3 + 5O2加热 催化剂4NO + 6H2O可知，生成的丙、丁的分子个数比为4:6=2:3，错误；
B、由反应的化学方程式可知，参加反应的甲、乙的质量比为(17×4):(5×32) =17:40，正确；
C、铂是该反应的催化剂，反应前后金属铂的质量和化学性质不变，正确；
D、丙是一氧化氮，是空气污染物之一，正确。
5.在实验室中，将含有15.3 g过氧化氢的溶液与少量二氧化锰混合，求过氧化氢完全分解后，生成氧气的质量。
【答案】7.2g
【解析】设生成氧气的质量为x
2H2O2 MnO2 2H2O＋O2↑
68 32
15.3 g x
68/32＝15.3g/x
x＝7.2 g
答：生成氧气的质量为7.2 g。
6.从宇宙飞船的舱内除去CO2，可用LiOH与CO2反应：CO2＋2LiOH===Li2CO3＋H2O。一天内，一个人呼出1 kg CO2。为消除3名宇航员6个月的太空飞行所产生的CO2，需要LiOH的质量约为多少千克？（每月按30天计算，计算结果精确到小数点后一位）
【答案】B
【解析】3名宇航员6个月的太空飞行所产生CO2的质量为：1 kg×3×6×30＝540kg
设需要LiOH的质量为x
CO2　＋　2LiOH===Li2CO3 ＋ H2O
44 48
540kg x
44/48＝540kg/x
x≈589.1 kg
答：需要LiOH的质量约为589.1 kg。
7. 我国明代科技著作《天工开物》中有利用炉甘石(主要成分是ZnCO3)火法炼锌的工艺记载，主要反应原理为ZnCO3+2C高温Zn+3CO↑,现用200 kg炉甘石与足量碳充分反应，产生CO的质量与加热时间的关系如图所示。
（1）此过程中产生CO的质量是 kg。
（2）列式计算此炉甘石中ZnCO3的质量分数。
【答案】（1）84 （2）62.5%
【解析】（1）由图像可知过程中产生CO的质量是84kg。
（2）解：设炉甘石中ZnCO3的质量为x
ZnCO3 + 2C 高温 Zn + 3CO↑
125 84
x 84kg
125/x = 84/84kg
x=125kg
炉甘石中ZnCO3的质量分数=125kg/200kg ×100% = 62.5%
答：炉甘石中ZnCO3的质量分数62.5%。
8. 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，他们理清了思路，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：结台黑板上的试题要求，请在答题卡上写出解题过程(最后结果精确到0.01)。
【答案】（1）没有加热、加热温度太低(合理即可) （2）2.35g
【解析】（1）氯酸钾要在400℃以上才分解并放出氧气，常温或温度太低不会分解，所以原因是没有加热、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。
2KClO32KCl+ 3O2↑
245 96
6g x
245/6g = 96/x
x≈2.35g
答:生成氧气的质量为2.35g。
9. 铝碳酸镁咀嚼片(主要成分是AlMg(OH)3CO3)可治疗胃酸过多症，反应原理可用化学方程式表示为AlMg(OH)3CO3 + 5HCl = MgC12 + AlCl3 + 4H2O + CO2↑。某化学兴趣小组使用下图所示装置,对该咀嚼片中的铝碳酸镁含量进行测定。先取足量稀盐酸于烧杯中，再向其中加入20片铝碳酸镁咀嚼片,开始计时，并将电子天平的读数记录在下表中，已知AlMg(OH)3CO3的相对分子质量为162。请计算：
（1）生成二氧化碳 g。
（2）每片该咀嚼片中铝碳酸镁的含量为多少(计算结果保留到0.1g)
【答案】（1）2.7 （2）0.5g
【解析】（1）根据质量守恒定律及电子天平的读数判断生成二氧化碳质量为：198.4g – 195.g = 2.7g
（2）解：设20片该咀嚼片中铝碳酸镁的含量为x
AlMg(OH)3CO3 + 5HCl = MgC12 + AlCl3 + 4H2O + CO2↑
162 44
x 2.7g
162/x = 44/2.7g
x≈9.9g
每片该咀嚼片中铝碳酸镁的含量为:9.9g÷20≈0.50g。
答：每片该咀嚼片中铝碳酸镁的含量为0.50g。
10.甲酸(HCO0H)的水溶液可溶解镁，反应式为Mg+2HCOOH =(HCOO)2Mg+H2↑，请回答下列问题：
（1）计算甲酸分子中碳、氢、氧三种元素的质量比？
（2）46g甲酸和多少克乙醇(C2H5OH) 中的含碳量相等？
（3）4.8g镁和足量的甲酸溶液反应，最多能产生氢气多少克？
【答案】（1）6:1:16 （2）23g （3）0.4g
【解析】（1）甲酸(HCOOH)中碳、氢、氧三种元素的质量比(12×1):(1×2):(16×2) = 6:1:16
（2）解：设与46g甲酸中含碳量相等的乙醇的质量为x
46g×12/46 ×100%=x×24/46 ×100%
x=23g
答：46g甲酸和23克乙醇(C2H5OH)中的含碳量相等。
（3）解：设最多能产生氢气的质量为y
Mg + 2HCOOH = (HCOO)2Mg + H2↑
24 2
4.8g y
24/2 = 4.8g/y
y=0.4g
答：最多能产生氢气的质量为0.4g。

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