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第四讲 化学方程式的计算和空气污染
一、根据化学方程式计算物质质量比
闭容器中将 20g 氢气和氧气的混合气体点燃，发现剩余氢气2g，则原混合气体中氢气和氧气的质量比为 ( C )
A ． 1 ：9 B ． 1 ：8 C ． 1 ：4 D ． 1 ：2
【变式】在反应 X+2Y＝R+2M 中，已知 R 和 M 的相对分子质量之比为 4：3，当 6gX 与 Y 完全反应后，生成 8gR，则反应中Y 和 M 的质量比为 ( B )
A ．4 ：3 B ．7 ：6 C ．5 ：7 D ．3 ：4
二、化学方程式的相关计算
有反应“A+2B＝C+2D ”，已知 A 与 D 的相对分子质量分别是 16 和 18。若 1.6gA 与 6.4gB恰好反应，生成 C 的质量是 ( B )
A．6.2g B．4.4g C．10.8g D．2.6g
在 2A+3B＝2C+4D 中，3.2gA 与 9.6gB 恰好完全反应生成 5.6gC，已知 D 的相对分子质量为
18，则 C 的相对分子质量为 ( B )
A．7 B．28 C．44 D．56
【变式】在反应 2A+5B═2C+4D 中，C、D 的相对分子质量之比为 9：22．若 2.6gA 与一定量的 B 完全反应后，生成 8.8gD．则参加反应的 B 的质量为 ( B )
A．4 g B．8 g C．11.4 g D．6.2 g
三、化学方程式的计算
①文字叙述型计算
有100gCaCO3，高温煅烧一段时间后，剩余固体的质量为67g，该反应的化学方程式为：CaCO3CaO+CO2↑，下列推断符合客观事实的是（　B　）
A．反应消耗的CaCO3质量是33g B．生成物中CaO的质量小于67g
C．剩余固体中钙元素的质量分数小于40% D．剩余固体中碳元素与氧元素的质量之比小于1：4
2024年10月30日04时27分，搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭成功点火发射。长征二号火箭使用的推进剂之一是偏二甲肼，化学式为C2H8N2，请计算：
（1）偏二甲肼的相对分子质量。
（2）由C2H8N2与C3H8组成的混合物中，所含碳元素的质量21g，氮元素的质量14g，求混合物中氢元素的质量。
（3）根据化学方程式C2H8N2+2N2O42CO2+4H2O+3N2，计算完全燃烧30t偏二甲肼会产生多少吨水？
【答案】（1）60；（2）6g；（3）36t。
（3）设产生水的质量为x。
C2H8N2+2N2O42CO2+4H2O+3N2
60 72
30t x
x＝36t
答：（1）偏二甲肼的相对分子质量为60；
（2）混合物中氢元素的质量为6g；
（3）产生水的质量为36t。
【变式1】“化学氧自救呼吸器”是一种在缺氧环境中通过制氧剂临时供氧的装置。制氧剂的主要成分是超氧化钾（KO2），产生氧气的主要原理是超氧化钾与人体呼出的水蒸气反应，其化学方程式为：4KO2+2H2O═4KOH+3O2↑。制氧剂中的其它成分不能生成氧气。若该呼吸器需为使用者提供48g氧气，则至少需要含超氧化钾80%的制氧剂多少克？
【答案】177.5g。
【分析】根据氧气的质量结合反应的方程式计算制氧剂的质量。
【解答】解：设得到48g氧气，需要参加反应的超氧化钾的质量为x。
4KO2+2H2O═4KOH+3O2↑
284 96
80%×x 48g
x＝177.5g
答：至少需要含超氧化钾80%的制氧剂177.5克。
【点评】本题主要考查有关化学方程式的计算，难度较小。
【变式2】氨气是没有颜色、有刺激性气味的气体，极易溶解于水，水溶液呈弱碱性，氨气（NH3）作为一种零碳能源具有广泛的应用，工业上常用氮气和氯气在高温高压，催化剂条件下生成氨气。
（1）氮气的物理性质有 　没有颜色　 （写出一条即可）。
（2）NH3中氮元素的化合价为 　﹣3　 价。
（3）合成氨气的化学方程式为 　N2+3H22NH3 。
（4）氨气可用于处理酸性废水。用氨气处理含有HCl质量分数为0.73%的酸性废水1000千克，反应原理为：NH3+HCl＝NH4Cl。理论上需要氨气多少千克。 　3.4kg　 。
【答案】（1）没有颜色；（2）﹣3；（3）N2+3H22NH3；（4）3.4kg。
【解答】（4）1000kg含有HCl质量分数为0.73%的酸性废水中，HCl的质量为：1000kg×0.73%＝ 7.3kg；
设需要氨气的质量为x。
NH3+HCl＝NH4Cl
17 36.5
x 7.3kg x＝3.4kg 则理论上需要氨气的质量为3.4kg。
②坐标曲线型计算
实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰来制取氧气，所得氧气的质量和消耗过氧化氢溶液（溶液中有过氧化氢和水，水不参加反应）的质量关系如图所示。
请回答：
（1）反应生成氧气的质量为 　3.2　 g。
（2）二氧化锰的作用是 　催化作用　 。
（3）参加反应的过氧化氢的质量是多少？写出解题过程。
【答案】（1）3.2；（2）催化作用；（3）6.8g。
解：（1）过氧化氢溶液在二氧化锰催化下分解为水和气体氧气，结合图像知，反应生成氧气的质量为3.2g；故答案为：3.2；
（2）二氧化锰的作用是催化作用；故答案为：催化作用；
（3）设参加反应的过氧化氢的质量为x。
2H2O22H2O+O2↑
68 32
x 3.2g x＝6.8g
答：参加反应过氧化氢的质量是6.8g。
【变式】氧气在生产生活中有广泛的用途。
（1）工业上常用　物理　 （填“物理”或“化学”）方法分离空气制备氧气。
（2）实验室可用高锰酸钾、氯酸钾或过氧化氢制氧气的理由是　都含有氧元素　 。
（3）在足量氧气中点燃 2.4 g镁条，看到的现象是　发出耀眼白光，有白色固体生成　 ，反应中固体质量变化如图所示。固体质量在 t1前没有发生变化，从燃烧条件分析原因是　温度没有达到金属镁的着火点　 。
（4）根据（3）中图示信息，计算生成氧化镁的质量是多少？
【解答】解：（1）工业上常用物理方法分离空气制备氧气。
（2）实验室可用高锰酸钾、氯酸钾或过氧化氢制氧气的理由是都含有氧元素。
（3）在足量氧气中点燃 2.4 g镁条，看到的现象是发出耀眼白光，有白色固体生成；反应中固体质量在 t1前没有发生变化，从燃烧条件分析原因是温度没有达到金属镁的着火点；
（4）解：根据（3）中图示信息，参加反应的镁的质量为2.4g，则设生成氧化镁的质量为 x。
2Mg+O22MgO
48 80
2.4g x 则，解得x＝4.0g。
答：生成氧化镁的质量是4.0g。
③表格数据型计算
把4g硫粉放在给定质量的氧气中燃烧，有关实验数据如下表所示，请回答
第一次 第二次 第三次
O2的质量（g） 3 4 6
SO2的质量（g） 6 8 8
（1）上述实验中，第 　三　 次实验中氧气有剩余，剩余 　2　 克；
（2）在这三次实验中，符合质量守恒定律的是 　第一次、第二次、第三次　 。
（3）若该同学要进行第四次实验，如果要将48克硫粉完全反应，能生成二氧化硫多少克？若将生成的二氧化硫全部被氢氧化钠溶液吸收，需要10%的氢氧化钠溶液多少克？（二氧化硫与氢氧化钠反应的化学方程式：SO2+2NaOH＝Na2SO3+H2O）
【答案】（1）三；2；（2）第一次、第二次、第三次；（3）96；1200。
小李和小王同学对化学计算很有心得，以下是他们解答一道计算题的实录。请你一起参与研究并完成相关问题。（ 计算结果精确到0.01g）。
题目已知：2KClO32KCl+3O2↑
两位同学为了测定实验室中氯酸钾药品是否纯净，取2.5g该药品与0.5g二氧化锰混合。加热该混合物t1时间后（假设杂质不参加反应），冷却，称量剩余固体质量，重复以上操作，依次称得加t2、t3、t4时间后剩余固体的质量，记录数据如下表：
加热时间 t1 t2 t3 t4
剩余固体质量/g 2.12 2.08 2.04 2.04
（1）两同学一致认为氯酸钾已经完全反应的时间为 　t3 （选填“t1”、“t2”、“t3”、“t4”）。
（2）小李根据质量守恒定律很快得到（2.5g+0.5g﹣2.04g）是 　O2 （填化学式）的质量。
（3）请你计算：该药品中氯酸钾的质量，并判断该药品是否纯净？
【解答】答：（1）由表中的数据可知，加热t3时间后，再继续加热时固体的质量没再发生变化，说明氯酸钾已经全部参与反应；
（2）由质量守恒定律可知：2.5g+0.5g﹣2.04g＝0.96g为O2的质量；
（3）设样品中含有氯酸钾的质量为x
2KClO3 2KCl+3O2↑
245 96
x 0.96g 解得：x＝2.45g
KClO3的质量为2.45g＜2.5g，所以不纯净
答：该药品不纯净。
【变式】碳酸氢钠是小苏打的主要成分。在医疗上，它是治疗胃酸（主要成分是盐酸）过多的药剂之一，反应的化学方程式：NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑，化学实验小组取27g小苏打样品（含有少量不与HCl反应的杂质）进行测定实验。现将小苏打样品平均分为3份，分别进行3次实验。实验数据如表。
实验次数 第一次 第二次 第三次
小苏打样品的质量/g 9 9 9
加入稀盐酸的质量/g 50 100 150
生成气体的质量/g 2.2 4.4 4.4
（1）第　二　 次实验中NaHCO3和HCl恰好完全反应。
（2）计算27g小苏打样品中碳酸氢钠的质量。（写出计算过程。结果精确到0.1g）
【答案】（1）二；（2）25.2g。
④实物图型计算
过氧化氢与水的混合物称为过氧化氢溶液。取一定质量的过氧化氢溶液与二氧化锰制取氧气，反应前后，分别用电子天平称得烧杯连同其中物质的总质量，数据如图：
（过氧化氢分解的化学方程式为：2H2O22H2O+O2↑）
（1）根据质量守恒定律可知：充分反应后共收集到氧气的质量为　3.2　 g；
（2）根据化学方程式计算：反应前烧杯中含过氧化氢的质量是多少克？（写清计算过程）
【解答】解：（1）过氧化氢溶液和二氧化锰混合生成水和氧气，所以反应前后质量减少的就是氧气的质量，所以氧气的质量：126.0g﹣122.8g＝3.2g；
（2）设过氧化氢溶液中过氧化氢的质量为x
2H2O22H2O+O2↑
68 32
x 3.2g x＝6.8g
故答案为：（1）3.2g；（2）过氧化氢溶液中过氧化氢的质量6.8g。
⑤微观模型图计算
我国是世界上首个成功试采海域可燃冰的国家。可燃冰主要含有甲烷水合物，具有能量高、燃烧值大等优点，将成为未来新能源。下图是甲烷在氧气中充分燃烧的微观示意图。
（1）化学反应前后不变的微粒是　C、H、O　 （用化学符号表示）。
（2）为减少污染，请计算64g的甲烷完全燃烧，至少需要消耗多少氧气？（请写出计算过程）
【答案】（1）C、H、O；（2）256g。
【变式】CO2光催化转化为CH4的方法已入选世界十大科技进展，下图是该反应的微观示意图。
（1）二氧化碳分子中碳、氧原子个数比为　1：2　 ，该反应涉及的单质是　H2 （写化学式）。
（2）消耗88kg的CO2，生成甲烷的质量多少？（写出计算过程）
【答案】（1）1：2；H2；（2）32kg。
四、空气污染与改善
下列气体属于空气污染物的是（　A　）
A．二氧化氮 B．二氧化碳 C．氧气 D．氮气
人类生活经常要接触下列五种物质：①汽车尾气形成的烟雾；②石油化工厂排出的废气；③人体呼出的二氧化碳气体；④植物光合作用所放出的气体；⑤煤燃烧产生的烟尘。其中可能使空气严重污染并对人类造成很大危害的物质是 (　A　)
A．①②⑤ B．②③⑤ C．②④⑤ D．①④⑤
“碳中和”是指某个地区在一定时间内，人类活动直接和间接排放的碳总量，与通过植树造林、工业固碳等方式吸收的碳总量相互抵消。这里的“碳”指的是 (　D　)
A．碳元素 B．碳单质 C．碳酸盐 D．二氧化碳
【变式1】图甲为某市2023年5月1日—14日空气质量指数(AQI)趋势图，图乙为空气质量等级分类标准。请回答：
（1）5月1日——7日，该市的空气质量以　 　(填空气质量等级)为主。
（2）可吸入颗粒物已成为各大城市的首要污染物，为保持并改善空气质量，请提出一项可行的措施：　 　。
【答案】（1）良（2）城市道路定时洒水、加强建筑工地扬尘控制，可改善空气质量。
【变式2】2025年 6 月 5 日是世界环境日，中国主题是“美丽中国我先行”。下列选项中，一般不会造成空气污染的是 (　B　)
A．火山喷发 B．人工降雨 C．焚烧垃圾 D．燃放烟花
【课后作业】
1.在反应2A+3B=2C+4D中，A与B的相对分子质量之比为1：1，用一定质量的A与12克B恰好完全反应，生产11克C，则下列说法中错误的是（　B　）
A．同时生成D的质量是9克
B．B与D的相对分子质量之比是8：1
C．参加反应的A与生成C的质量之比是8：11
D．若A的相对分子质量是32，则C的相对分子质量是44
2.2024年六五环境日以“全面推进美丽中国建设”为主题，旨在引导全社会牢固树立和践行绿水青山就是金山银山的理念，动员社会各界积极投身建设美丽中国、实现人与自然和谐共生的现代化的伟大实践。下列措施不符合该主题的是（　B　）
A．合理开发新型能源 B．生活污水直接排入河道
C．加大空气质量监测 D．植树造林，退耕还林
3.近年来，我国在空气污染治理方面取得了举世瞩目的成就。下列措施有利于减少空气污染的是（　B　）
A．大力兴建火力发电厂 B．汽车尾气经净化处理后排放
C．为节约金属资源，尽可能多使用各种性能的塑料 D．及时处理农作物秸秆，就地焚烧
4.下列关于空气污染的说法，正确的是 （　B　）
A．工业废气不会造成空气污染
B．臭氧层能吸收大部分的紫外线，对生物起保护作用
C．酸雨指的是pH小于7 的降水，主要有害物质为碳酸
D．二氧化碳过多会加剧温室效应，所以二氧化碳是一种大气污染物
5.雾霾是空气质量日报的一项重要内容。PM2.5是形成“雾霾”的主要原因。PM2.5的主要来源有燃煤、工业生产，此外，汽车尾气排放也是重要来源之一。
（1）下列关于 PM2.5 的说法，错误的是____(填字母)。
A．PM2.5的颗粒大小与分子大小差不多 B．PM2.5是造成雾霾天气的“元凶”之一
C．燃放烟花爆竹会产生 PM2.5 D．PM2.5专用口罩使用了活性炭，是利用了活性炭的吸附性
（2）原煤燃烧产生的废气中含有 SO2、NO2 和NO等多种有害气体和烟尘，不仅会形成雾霾，还会在雨、雪降落过程中形成　 　，从而腐蚀建筑物、使土壤酸化等。【答案】（1）A（2）酸雨
6.化肥对提高农作物的产量具有重要作用，尿素【CO（NH2）2】为最常见的化肥之一。
(1)一个尿素分子中碳、氢、氮、氧原子的个数比为
(2)工业上生产尿素的反应为，若生产240t 尿素，理论上需要氨气的质量是多少 （写出计算过程）
【答案】(1)1：4：2：1
(2)解：设理论上需要氨气的质量为x，
7.2025年4月24日，“神舟二十号”载人飞船的成功发射，标志着中国航天事业又迈出了坚实的一步。偏二甲肼（C2H6N2）和N2O4是“神舟二十号”火箭的推进剂，反应的化学方程式为请回答：
(1)上述反应中共有 _______种氧化物。
(2)上述反应中生成H2O和CO2的质量比为_______。
(3)国家为了吸收CO2，实现再生转化，我国科学家在催化剂研究方面取得重大突破，（ 和 在该催化剂的作用下会生成甲醇（CH3OH）和水，写出该反应的化学方程式___________________________用此方法生产64kg的甲醇，可以回收CO2_______ kg。
【答案】(1)三(2)9：11(3) 88
【详解】 （3）设回收二氧化碳的质量为x
，解得x=88kg。
8.我国古代劳动人民以孔雀石[主要成分Cu2（OH）2CO3]为原料用火法冶炼，得到青铜器。兴趣小组为测定某孔雀石中Cu2（OH）2CO3的质量分数，进行如下实验[反应的化学方程式为：
Cu2（OH）2CO3+2H2SO4═2CuSO4+CO2↑+3H2O，杂质不参与反应]：
请完成下列分析及计算：
（1）生成气体的质量是 　4.4　 g。
（2）求该孔雀石中Cu2（OH）2CO3的质量分数（写出计算过程）。
【答案】（1）4.4；（2）88.8%。
【解答】解：（1）生成气体的质量是25g+200g﹣220.6g＝4.4g。故答案为：4.4。
（2）设参加反应Cu2（OH）2CO3的质量为x。
Cu2（OH）2CO3+2H2SO4═2CuSO4+CO2↑+3H2O
222 44
x 4.4g x＝22.2g
该孔雀石中Cu2（OH）2CO3的质量分数为100%＝88.8%。
答：该孔雀石中Cu2（OH）2CO3的质量分数为88.8%。
9.某校兴趣小组在实验室做制取氧气的实验，他们取氯酸钾和二氧化锰的混合物3.0g放入大试管中加热，并在不同时刻测定试管内剩余固体质量如下表：
反应时间/min 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5
剩余固体质量/g 2.55 2.25 2.10 2.04 2.04 2.04
分析表中数据，完成下列问题：
(1)生成氧气的质量为_________g
(2)原混合物中氯酸钾和二氧化锰的质量各多少？（要有计算具体过程，只写答案不给分计算结果保留到小数点后两位）
【答案】(1)0.96
(2)设原混合物中氯酸钾的质量为x
解得：x=2.45g
原混合物中二氧化锰的质量=3.0g-2.45g=0.55g
答：原混合物中氯酸钾的质量为2.45g，二氧化锰的质量为0.55g。第四讲 化学方程式的计算和空气污染
一、根据化学方程式计算物质质量比
闭容器中将 20g 氢气和氧气的混合气体点燃，发现剩余氢气2g，则原混合气体中氢气和氧气的质量比为 ( )
A ． 1 ：9 B ． 1 ：8 C ． 1 ：4 D ． 1 ：2
【变式】在反应 X+2Y＝R+2M 中，已知 R 和 M 的相对分子质量之比为 4：3，当 6gX 与 Y 完全反应后，生成 8gR，则反应中Y 和 M 的质量比为 ( )
A ．4 ：3 B ．7 ：6 C ．5 ：7 D ．3 ：4
二、化学方程式的相关计算
有反应“A+2B＝C+2D ”，已知 A 与 D 的相对分子质量分别是 16 和 18。若 1.6gA 与 6.4gB恰好反应，生成 C 的质量是 ( )
A．6.2g B．4.4g C．10.8g D．2.6g
在 2A+3B＝2C+4D 中，3.2gA 与 9.6gB 恰好完全反应生成 5.6gC，已知 D 的相对分子质量为
18，则 C 的相对分子质量为 ( )
A．7 B．28 C．44 D．56
【变式】在反应 2A+5B═2C+4D 中，C、D 的相对分子质量之比为 9：22．若 2.6gA 与一定量的 B 完全反应后，生成 8.8gD．则参加反应的 B 的质量为 ( )
A．4 g B．8 g C．11.4 g D．6.2 g
三、化学方程式的计算
①文字叙述型计算
有100gCaCO3，高温煅烧一段时间后，剩余固体的质量为67g，该反应的化学方程式为：CaCO3CaO+CO2↑，下列推断符合客观事实的是（　 　）
A．反应消耗的CaCO3质量是33g B．生成物中CaO的质量小于67g
C．剩余固体中钙元素的质量分数小于40% D．剩余固体中碳元素与氧元素的质量之比小于1：4
2024年10月30日04时27分，搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭成功点火发射。长征二号火箭使用的推进剂之一是偏二甲肼，化学式为C2H8N2，请计算：
（1）偏二甲肼的相对分子质量。
（2）由C2H8N2与C3H8组成的混合物中，所含碳元素的质量21g，氮元素的质量14g，求混合物中氢元素的质量。
（3）根据化学方程式C2H8N2+2N2O42CO2+4H2O+3N2，计算完全燃烧30t偏二甲肼会产生多少吨水？
【变式1】“化学氧自救呼吸器”是一种在缺氧环境中通过制氧剂临时供氧的装置。制氧剂的主要成分是超氧化钾（KO2），产生氧气的主要原理是超氧化钾与人体呼出的水蒸气反应，其化学方程式为：4KO2+2H2O═4KOH+3O2↑。制氧剂中的其它成分不能生成氧气。若该呼吸器需为使用者提供48g氧气，则至少需要含超氧化钾80%的制氧剂多少克？
【变式2】氨气是没有颜色、有刺激性气味的气体，极易溶解于水，水溶液呈弱碱性，氨气（NH3）作为一种零碳能源具有广泛的应用，工业上常用氮气和氯气在高温高压，催化剂条件下生成氨气。
（1）氮气的物理性质有 　 　 （写出一条即可）。
（2）NH3中氮元素的化合价为 　 　 价。
（3）合成氨气的化学方程式为 　 。
（4）氨气可用于处理酸性废水。用氨气处理含有HCl质量分数为0.73%的酸性废水1000千克，反应原理为：NH3+HCl＝NH4Cl。理论上需要氨气多少千克。
②坐标曲线型计算
实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰来制取氧气，所得氧气的质量和消耗过氧化氢溶液（溶液中有过氧化氢和水，水不参加反应）的质量关系如图所示。
请回答：
（1）反应生成氧气的质量为 　 　 g。
（2）二氧化锰的作用是 　 　 。
（3）参加反应的过氧化氢的质量是多少？写出解题过程。
【变式】氧气在生产生活中有广泛的用途。
（1）工业上常用　 　 （填“物理”或“化学”）方法分离空气制备氧气。
（2）实验室可用高锰酸钾、氯酸钾或过氧化氢制氧气的理由是　 　 。
（3）在足量氧气中点燃 2.4 g镁条，看到的现象是　 　 ，反应中固体质量变化如图所示。固体质量在 t1前没有发生变化，从燃烧条件分析原因是　 　 。
（4）根据（3）中图示信息，计算生成氧化镁的质量是多少？
③表格数据型计算
把4g硫粉放在给定质量的氧气中燃烧，有关实验数据如下表所示，请回答
第一次 第二次 第三次
O2的质量（g） 3 4 6
SO2的质量（g） 6 8 8
（1）上述实验中，第 　 　 次实验中氧气有剩余，剩余 　 　 克；
（2）在这三次实验中，符合质量守恒定律的是 　 。
（3）若该同学要进行第四次实验，如果要将48克硫粉完全反应，能生成二氧化硫多少克？若将生成的二氧化硫全部被氢氧化钠溶液吸收，需要10%的氢氧化钠溶液多少克？（二氧化硫与氢氧化钠反应的化学方程式：SO2+2NaOH＝Na2SO3+H2O）
小李和小王同学对化学计算很有心得，以下是他们解答一道计算题的实录。请你一起参与研究并完成相关问题。（ 计算结果精确到0.01g）。题目已知：2KClO32KCl+3O2↑
两位同学为了测定实验室中氯酸钾药品是否纯净，取2.5g该药品与0.5g二氧化锰混合。加热该混合物t1时间后（假设杂质不参加反应），冷却，称量剩余固体质量，重复以上操作，依次称得加t2、t3、t4时间后剩余固体的质量，记录数据如下表：
加热时间 t1 t2 t3 t4
剩余固体质量/g 2.12 2.08 2.04 2.04
（1）两同学一致认为氯酸钾已经完全反应的时间为 　 （选填“t1”、“t2”、“t3”、“t4”）。
（2）小李根据质量守恒定律很快得到（2.5g+0.5g﹣2.04g）是 　 （填化学式）的质量。
（3）请你计算：该药品中氯酸钾的质量，并判断该药品是否纯净？
【变式】碳酸氢钠是小苏打的主要成分。在医疗上，它是治疗胃酸（主要成分是盐酸）过多的药剂之一，反应的化学方程式：NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑，化学实验小组取27g小苏打样品（含有少量不与HCl反应的杂质）进行测定实验。现将小苏打样品平均分为3份，分别进行3次实验。实验数据如表。
实验次数 第一次 第二次 第三次
小苏打样品的质量/g 9 9 9
加入稀盐酸的质量/g 50 100 150
生成气体的质量/g 2.2 4.4 4.4
（1）第　二　 次实验中NaHCO3和HCl恰好完全反应。
（2）计算27g小苏打样品中碳酸氢钠的质量。（写出计算过程。结果精确到0.1g）
④实物图型计算
过氧化氢与水的混合物称为过氧化氢溶液。取一定质量的过氧化氢溶液与二氧化锰制取氧气，反应前后，分别用电子天平称得烧杯连同其中物质的总质量，数据如图：
（过氧化氢分解的化学方程式为：2H2O22H2O+O2↑）
（1）根据质量守恒定律可知：充分反应后共收集到氧气的质量为　 　 g；
（2）根据化学方程式计算：反应前烧杯中含过氧化氢的质量是多少克？（写清计算过程）
⑤微观模型图计算
我国是世界上首个成功试采海域可燃冰的国家。可燃冰主要含有甲烷水合物，具有能量高、燃烧值大等优点，将成为未来新能源。下图是甲烷在氧气中充分燃烧的微观示意图。
（1）化学反应前后不变的微粒是　 （用化学符号表示）。
（2）为减少污染，请计算64g的甲烷完全燃烧，至少需要消耗多少氧气？（请写出计算过程）
【变式】CO2光催化转化为CH4的方法已入选世界十大科技进展，下图是该反应的微观示意图。
（1）二氧化碳分子中碳、氧原子个数比为　 　 ，该反应涉及的单质是　 （写化学式）。
（2）消耗88kg的CO2，生成甲烷的质量多少？（写出计算过程）
四、空气污染与改善
下列气体属于空气污染物的是（　 　）
A．二氧化氮 B．二氧化碳 C．氧气 D．氮气
人类生活经常要接触下列五种物质：①汽车尾气形成的烟雾；②石油化工厂排出的废气；③人体呼出的二氧化碳气体；④植物光合作用所放出的气体；⑤煤燃烧产生的烟尘。其中可能使空气严重污染并对人类造成很大危害的物质是 (　 　)
A．①②⑤ B．②③⑤ C．②④⑤ D．①④⑤
“碳中和”是指某个地区在一定时间内，人类活动直接和间接排放的碳总量，与通过植树造林、工业固碳等方式吸收的碳总量相互抵消。这里的“碳”指的是 (　 　)
A．碳元素 B．碳单质 C．碳酸盐 D．二氧化碳
【变式1】图甲为某市2023年5月1日—14日空气质量指数(AQI)趋势图，图乙为空气质量等级分类标准。请回答：
（1）5月1日——7日，该市的空气质量以　 　(填空气质量等级)为主。
（2）可吸入颗粒物已成为各大城市的首要污染物，为保持并改善空气质量，请提出一项可行的措施：　 　。
【变式2】2025年 6 月 5 日是世界环境日，中国主题是“美丽中国我先行”。下列选项中，一般不会造成空气污染的是 (　 　)
A．火山喷发 B．人工降雨 C．焚烧垃圾 D．燃放烟花
【课后作业】
1.在反应2A+3B=2C+4D中，A与B的相对分子质量之比为1：1，用一定质量的A与12克B恰好完全反应，生产11克C，则下列说法中错误的是（ 　）
A．同时生成D的质量是9克
B．B与D的相对分子质量之比是8：1
C．参加反应的A与生成C的质量之比是8：11
D．若A的相对分子质量是32，则C的相对分子质量是44
2.2024年六五环境日以“全面推进美丽中国建设”为主题，旨在引导全社会牢固树立和践行绿水青山就是金山银山的理念，动员社会各界积极投身建设美丽中国、实现人与自然和谐共生的现代化的伟大实践。下列措施不符合该主题的是（　 　）
A．合理开发新型能源 B．生活污水直接排入河道
C．加大空气质量监测 D．植树造林，退耕还林
3.近年来，我国在空气污染治理方面取得了举世瞩目的成就。下列措施有利于减少空气污染的是（　 　）
A．大力兴建火力发电厂
B．汽车尾气经净化处理后排放
C．为节约金属资源，尽可能多使用各种性能的塑料
D．及时处理农作物秸秆，就地焚烧
4.下列关于空气污染的说法，正确的是 （　 　）
A．工业废气不会造成空气污染
B．臭氧层能吸收大部分的紫外线，对生物起保护作用
C．酸雨指的是pH小于7 的降水，主要有害物质为碳酸
D．二氧化碳过多会加剧温室效应，所以二氧化碳是一种大气污染物
5.雾霾是空气质量日报的一项重要内容。PM2.5是形成“雾霾”的主要原因。PM2.5的主要来源有燃煤、工业生产，此外，汽车尾气排放也是重要来源之一。
（1）下列关于 PM2.5 的说法，错误的是____(填字母)。
A．PM2.5的颗粒大小与分子大小差不多
B．PM2.5是造成雾霾天气的“元凶”之一
C．燃放烟花爆竹会产生 PM2.5
D．PM2.5专用口罩使用了活性炭，是利用了活性炭的吸附性
（2）原煤燃烧产生的废气中含有 SO2、NO2 和NO等多种有害气体和烟尘，不仅会形成雾霾，还会在雨、雪降落过程中形成　 　，从而腐蚀建筑物、使土壤酸化等。
6.化肥对提高农作物的产量具有重要作用，尿素【CO（NH2）2】为最常见的化肥之一。
(1)一个尿素分子中碳、氢、氮、氧原子的个数比为
(2)工业上生产尿素的反应为，若生产240t 尿素，理论上需要氨气的质量是多少 （写出计算过程）
7.2025年4月24日，“神舟二十号”载人飞船的成功发射，标志着中国航天事业又迈出了坚实的一步。偏二甲肼（C2H6N2）和N2O4是“神舟二十号”火箭的推进剂，反应的化学方程式为请回答：
(1)上述反应中共有 _______种氧化物。
(2)上述反应中生成H2O和CO2的质量比为_______。
(3)国家为了吸收CO2，实现再生转化，我国科学家在催化剂研究方面取得重大突破，（ 和 在该催化剂的作用下会生成甲醇（CH3OH）和水，写出该反应的化学方程式___________________________用此方法生产64kg的甲醇，可以回收CO2_______ kg。
8.我国古代劳动人民以孔雀石[主要成分Cu2（OH）2CO3]为原料用火法冶炼，得到青铜器。兴趣小组为测定某孔雀石中Cu2（OH）2CO3的质量分数，进行如下实验[反应的化学方程式为：
Cu2（OH）2CO3+2H2SO4═2CuSO4+CO2↑+3H2O，杂质不参与反应]：
请完成下列分析及计算：
（1）生成气体的质量是 　 g。
（2）求该孔雀石中Cu2（OH）2CO3的质量分数（写出计算过程）。
9.某校兴趣小组在实验室做制取氧气的实验，他们取氯酸钾和二氧化锰的混合物3.0g放入大试管中加热，并在不同时刻测定试管内剩余固体质量如下表：
反应时间/min 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5
剩余固体质量/g 2.55 2.25 2.10 2.04 2.04 2.04
分析表中数据，完成下列问题：
(1)生成氧气的质量为_________g
(2)原混合物中氯酸钾和二氧化锰的质量各多少？（要有计算具体过程，只写答案不给分计算结果保留到小数点后两位）(共16张PPT)
第四讲 化学方程式的计算和空气污染
一、化学方程式的意义
表示什么物质参加反应，
结果生成了什么物质。
表示反应在什么条件下进行。
表示各物质间微粒的个数比。
（原子与分子）
表示反应物、生成物各物质
间的质量比。
微观意义
宏观意义
量的意义
反应条件
一、化学方程式的意义
【例1】闭容器中将 20g 氢气和氧气的混合气体点燃，发现剩余氢气2g，则原混合气体中氢气和氧气的质量比为 ( )
A ． 1 ：9 B ． 1 ：8 C ． 1 ：4 D ． 1 ：2
C
【变式】在反应 X+2Y＝R+2M 中，已知 R 和 M 的相对分子质量之比为 4：3，当 6gX 与 Y 完全反应后，生成 8gR，则反应中Y 和 M 的质量比为 ( )
A ．4 ：3 B ．7 ：6 C ．5 ：7 D ．3 ：4
B
二、相关化学方程式的计算
【例2】有反应“A+2B＝C+2D ”，已知 A 与 D 的相对分子质量分别是 16 和 18。若 1.6gA 与 6.4gB恰好反应，生成 C 的质量是 ( )
A．6.2g B．4.4g C．10.8g D．2.6g
B
【例3】在 2A+3B＝2C+4D 中，3.2gA 与 9.6gB 恰好完全反应生成 5.6gC，已知 D 的相对分子质量为18，则 C 的相对分子质量为 ( )
A．7 B．28 C．44 D．56
B
【变式】在反应 2A+5B═2C+4D 中，C、D 的相对分子质量之比为 9：22．若 2.6gA 与一定量的 B 完全反应后，生成 8.8gD．则参加反应的 B 的质量为 ( )
A．4 g B．8 g C．11.4 g D．6.2 g
B
三、方程式的计算
①文字叙述型计算
【例4】有100gCaCO3，高温煅烧一段时间后，剩余固体的质量为67g，该反应的化学方程式为：CaCO3 高温 CaO+CO2↑，下列推断符合客观事实的是（　 　）
A．反应消耗的CaCO3质量是33g
B．生成物中CaO的质量小于67g
C．剩余固体中钙元素的质量分数小于40%
D．剩余固体中碳元素与氧元素的质量之比小于1：4
B
三、方程式的计算
（1）设未知数
（2）写出化学方程式
（3）写出有关物质的相对分子量、已知量和未知量关系
（4）列比例式,求解
（5）简明地写出答案
依据：（1）在化学反应中，反应物与生成物之间的质量比是成正比例关系。
（2）质量守恒定律
步骤：
依据化学方程式进行计算
是定量研究化学反应的一种方法。
三、方程式的计算
４.８克镁在氧气中充分燃烧，可以生成多少克氧化镁？
解：设可生成氧化镁的质量为X
(1)设未知数 ….... …….….设
2 Mg + O 2 ====== 2 Mg O
点燃
48 80
4.8克 X
(2)写出化学方程式…...…..方
} (3) 写出有关物质的式量、
已知量和未知量 ..…...关
48
------ = ------
80
4.8克
X
(4) 列比例式,求解.….……..比
X = ------------
80×4.8克
48
= 8 克
答：4.8克镁在氧气中充分燃烧可生成氧化镁 8 克。
….. …... …………………………….算
(5) 简明地写出答案 …..…...答
【例5】2024年10月30日04时27分，搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭成功点火发射。长征二号火箭使用的推进剂之一是偏二甲肼，化学式为C2H8N2，请计算：
（1）偏二甲肼的相对分子质量。
（2）由C2H8N2与C3H8组成的混合物中，所含碳元素的质量21g，氮元素的质量14g，求混合物中氢元素的质量。
（3）根据化学方程式C2H8N2+2N2O4 2CO2+4H2O+3N2，计算完全燃烧30t偏二甲肼会产生多少吨水？
三、方程式的计算
【答案】（1）60；（2）6g；（3）36t。（3）设产生水的质量为x。
C2H8N2+2N2O4 2CO2+4H2O+3N2
60 72
30t x
x＝36t
三、方程式的计算
【变式1】“化学氧自救呼吸器”是一种在缺氧环境中通过制氧剂临时供氧的装置。制氧剂的主要成分是超氧化钾（KO2），产生氧气的主要原理是超氧化钾与人体呼出的水蒸气反应，其化学方程式为：4KO2+2H2O═4KOH+3O2↑。制氧剂中的其它成分不能生成氧气。若该呼吸器需为使用者提供48g氧气，则至少需要含超氧化钾80%的制氧剂多少克？
【解答】解：设得到48g氧气，需要参加反应的超氧化钾的质量为x。
4KO2+2H2O═4KOH+3O2↑
284 96
80%×x 48g
28496=80%×x48g x＝177.5g
答：至少需要含超氧化钾80%的制氧剂177.5克。
【点评】本题主要考查有关化学方程式的计算，难度较小。
②坐标曲线型计算
三、方程式的计算
【例6】实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰来制取氧气，所得氧气的质量和消耗过氧化氢溶液（溶液中有过氧化氢和水，水不参加反应）的质量关系如图所示。
请回答：
（1）反应生成氧气的质量为 g。
（2）二氧化锰的作用是 。
（3）参加反应的过氧化氢的质量是多少？写出解题过程。
【答案】（1）3.2；（2）催化作用；（3）6.8g。
解：（1）过氧化氢溶液在二氧化锰催化下分解为水和气体氧气，结合图像知，反应生成氧气的质量为3.2g；故答案为：3.2；
（2）二氧化锰的作用是催化作用；故答案为：催化作用；
（3）设参加反应的过氧化氢的质量为x。
2H2O2 MnO2 2H2O+O2↑
68 32
x 3.2g 6832=x3.2g x＝6.8g
答：参加反应过氧化氢的质量是6.8g。
【变式】氧气在生产生活中有广泛的用途。
（1）工业上常用 （填“物理”或“化学”）方法分离空气制备氧气。
（2）实验室可用高锰酸钾、氯酸钾或过氧化氢制氧气的理由是　 。
（3）在足量氧气中点燃 2.4 g镁条，看到的现象是　 ，反应中固体质量变化如图所示。固体质量在 t1前没有发生变化，从燃烧条件分析原因是 。
（4）根据（3）中图示信息，计算生成氧化镁的质量是多少？
三、方程式的计算
【解答】解：（1）工业上常用物理方法分离空气制备氧气。
（2）实验室可用高锰酸钾、氯酸钾或过氧化氢制氧气的理由是都含有氧元素。
（3）在足量氧气中点燃 2.4 g镁条，看到的现象是发出耀眼白光，有白色固体生成；反应中固体质量在 t1前没有发生变化，从燃烧条件分析原因是温度没有达到金属镁的着火点；
（4）解：根据（3）中图示信息，参加反应的镁的质量为2.4g，则设生成氧化镁的质量为 x。
2Mg+O2 点燃 2MgO
48 80
2.4g x 则4880=2.4gx，解得x＝4.0g。
答：生成氧化镁的质量是4.0g。
③表格数据型计算
三、方程式的计算
【例7】把4g硫粉放在给定质量的氧气中燃烧，有关实验数据如下表所示，请回答
第一次 第二次 第三次
O2的质量（g） 3 4 6
SO2的质量（g） 6 8 8
（1）上述实验中，第 　 　 次实验中氧气有剩余，剩余　 　 克；
（2）在这三次实验中，符合质量守恒定律的是 　 　 。
（3）若该同学要进行第四次实验，如果要将48克硫粉完全反应，能生成二氧化硫多少克？若将生成的二氧化硫全部被氢氧化钠溶液吸收，需要10%的氢氧化钠溶液多少克？（二氧化硫与氢氧化钠反应的化学方程式：SO2+2NaOH＝Na2SO3+H2O）
【答案】（1）三；2；（2）第一次、第二次、第三次；（3）96；1200。
三、方程式的计算
【例8】小李和小王同学对化学计算很有心得，以下是他们解答一道计算题的实录。请你一起参与研究并完成相关问题。（ 计算结果精确到0.01g）。
题目已知：2KClO3MnO2△2KCl+3O2↑
两位同学为了测定实验室中氯酸钾药品是否纯净，取2.5g该药品与0.5g二氧化锰混合。加热该混合物t1时间后（假设杂质不参加反应），冷却，称量剩余固体质量，重复以上操作，依次称得加t2、t3、t4时间后剩余固体的质量，记录数据如下表：
（1）两同学一致认为氯酸钾已经完全反应的时间为 （选填“t1”、“t2”、“t3”、“t4”）。
（2）小李根据质量守恒定律很快得到（2.5g+0.5g﹣2.04g）是 （填化学式）的质量。
（3）请你计算：该药品中氯酸钾的质量，并判断该药品是否纯净？
加热时间 t1 t2 t3 t4
剩余固体质量/g 2.12 2.08 2.04 2.04
【解答】答：（1）由表中的数据可知，加热t3时间后，再继续加热时固体的质量没再发生变化，说明氯酸钾已经全部参与反应；
（2）由质量守恒定律可知：2.5g+0.5g﹣2.04g＝0.96g为O2的质量；
（3）KClO3的质量为2.45g＜2.5g，所以不纯净
三、方程式的计算
④实物图型计算
【例9】过氧化氢与水的混合物称为过氧化氢溶液。取一定质量的过氧化氢溶液与二氧化锰制取氧气，反应前后，分别用电子天平称得烧杯连同其中物质的总质量，数据如图：
（过氧化氢分解的化学方程式为：2H2O2 MnO2 2H2O+O2↑）
（1）根据质量守恒定律可知：充分反应后共收集到氧气的质量为 g；
（2）根据化学方程式计算：反应前烧杯中含过氧化氢的质量是多少克？（写清计算过程）
【解答】解：（1）过氧化氢溶液和二氧化锰混合生成水和氧气，所以反应前后质量减少的就是氧气的质量，所以氧气的质量：126.0g﹣122.8g＝3.2g；
（2）设过氧化氢溶液中过氧化氢的质量为x
2H2O2 MnO2 2H2O+O2↑
68 32
x 3.2g 6832=x3.2g x＝6.8g
故答案为：（1）3.2g；（2）过氧化氢溶液中过氧化氢的质量6.8g。
三、方程式的计算
⑤微观模型图计算
【例10】我国是世界上首个成功试采海域可燃冰的国家。可燃冰主要含有甲烷水合物，具有能量高、燃烧值大等优点，将成为未来新能源。下图是甲烷在氧气中充分燃烧的微观示意图。
（1）化学反应前后不变的微粒是 （用化学符号表示）。
（2）为减少污染，请计算64g的甲烷完全燃烧，至少需要消耗多少氧气？（请写出计算过程）
【答案】（1）C、H、O；（2）256g。
四、空气污染
（一）空气污染源
化石燃料的燃烧，如汽车排出的尾气；工业废气和烟尘；火山爆发产生的粉尘和气体等。
【注意】二氧化碳不是污染物。
（二）影响因素
造成空气污染的有自然因素和人为因素，一般以后者为主。
主要污染物：CO、氮氧化物、SO2、可吸入颗粒物等。
①汽车尾气：主要有害成分一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物以及碳烟等，为主要的空气污染源之一。
②可吸入颗粒物：粒径在10微米以下的颗粒物，是各大城市的首要污染物。
【例11】下列气体属于空气污染物的是（　 　）
A．二氧化氮 B．二氧化碳 C．氧气 D．氮气
【例12】人类生活经常要接触下列五种物质：①汽车尾气形成的烟雾；②石油化工厂排出的废气；③人体呼出的二氧化碳气体；④植物光合作用所放出的气体；⑤煤燃烧产生的烟尘。其中可能使空气严重污染并对人类造成很大危害的物质是 (　 )
A．①②⑤ B．②③⑤ C．②④⑤ D．①④⑤
【例13】“碳中和”是指某个地区在一定时间内，人类活动直接和间接排放的碳总量，与通过植树造林、工业固碳等方式吸收的碳总量相互抵消。这里的“碳”指的是 (　 )
A．碳元素 B．碳单质 C．碳酸盐 D．二氧化碳
A
A
D

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