九年级化学上册第五单元化学方程式课题3利用化学方程式的简单计算习题（新人教版）

课题 3　利用化学方程式的简单计算 答案： (1)各物质间的质量比成正比例　(2)设未知量　(3)化学计量数与相对分子质量的乘积　 (4)列出比例式 1．利用化学 方程式计算的步骤 (1)根据化学方程式计算的依据 ①理论依据：质量守恒定律。 ②基本依据：化学方程式中各反应物、生成物之间的质量比。 (2)利用化学方程式计算的步骤 ①设未知量。一般情况下，求什么就设什么。 ②写出反应的化学方程式。 ③标出已知量和未知量的关系，包括相对质量、已知量、未知量。根据化学方程式 把 与解题有关的物质的相对分子质量总和计算出来，标在相应化学式的下面，把题中的已知条 件和待求未知量写在相应物质的相对分子质量总和的下面。 ④列比例式求解。 ⑤简明写出答案。 ⑥回顾检查。 辨误区 利用化学方程式计算的注意事项　①设未知量时不带单位；②只找已知和未知 的关系，列式时，单位要统一，单位要带入计算过程；③化学方程式一定要书写正确，各物 质间的质量比一定要计算准确。 当已知量是体积或混合 物的质量时，该如何处理？ 应先将体积换算成质量，不纯物质,量换算成纯净物质量，因为代入化学方程式进行计 算的相关量通常是质量，而且是纯净物的质量，不包括未参加反应的质量。 【例 1】计算 18 kg 水分解生成氢气的质量是多少？ 解：(1)设未知量： 设生成氢气的质量为 x…………………设 (2)写出化学方程式： 2H2O =====通电 2H2↑＋O2↑…………………写 (3)找出已知量和未知量的关系： 2H2O =====通电 2H2↑＋O2↑ 2×18　　2×2 18 kg　　x　……………………标 (4)列比例式求解： 2 × 18 2 × 2 ＝ 18 kg x …………………列 x＝ 18 kg × 2 × 2 2 × 18 ＝2 kg……………算(5)简写出答案： 答：18 kg 水分解生成氢气的质量是 2 kg…答 (6)回顾检查：①方程式是否正确；②已知量和未知量间的关系是否正确；③单位是否 正确；④数值大小是否合理；⑤有效数字是否正确。 在实际运算过程中，还可以再简化些。 2．利用化学方程式的简单计算 (1)根据化学方程式中各物质间的质量关系，已知反应物的质量，可求生成物的质量。 【例 2—1】实验室中可加热高锰酸钾制取氧气。7.9 g 高锰酸钾受热完全分解，可制得 氧气多少克？ 解析：已知量是反应物高锰酸钾的质量，未知量是生成物氧气的质量。首先写出化学反 应方程式，根据高锰酸钾和氧气的质量关系(质量比为定值)，可列比例式求解。解题时还要 规范解题步骤，计算过程中要带单位进行计算。 答案：解：设制得氧气的质量为 x。 2KMnO4 =====加热 K2MnO4＋MnO2＋O2↑ 　316　　　　　　　　　 　　32 　7.9 g　　　　　　　　　 　x 316 32 ＝ 7.9 g x 解得，x＝ 32 × 7.9 g 316 ＝0.8 g 答：可制得氧气 0.8 g。 (2)根据化学方程式中各物质间的质量关系，已知生成物的质量，可求反应物的质量。 【例 2—2】工业上电解氧化铝制取铝，反应的化学方程式为：2Al 2O3 =====通电 4Al＋ 3O2↑，如果加工一个铝锅需要铝 1 kg，至少需要电解多少氧化铝才能制成这个铝锅？ 解析：认真审题是解题的关键。本题的已知量是生成物铝的质量，待求量是反应物氧化 铝的质量，解题时要规范解题步骤，计算过程中要带单位进行计算。 答案：解：设至少电解氧化铝的质量为 x。 2Al2O3 =====通电 4Al＋3O2↑ 204　 108 x 1 kg 204 108＝ x 1 kg　解得，x＝1.9 kg 答：至少需要电解氧化铝 1.9 kg。 3．利用化学方程式计算的常见题型 (1)求反应物、生成物间质量比。 质量比等于化学方程式中，各物质的相对分子质量(或相对原子质量)乘以化学计量数之 后的乘积之比。 (2)已知一种反应物或生成物的质量，求另一种或几种反应物或生成物的质量。 解题依据是化学方程式中各物质间的质量比为一定值。只要知道方程式中一种物质的质 量，其他物质的质量均可求出。 (3)含有体积、密度与质量换算的化学方程式的计算。 ①若已知物质(气体)的体积，应先根据质量＝密度×体积，将体积换算成质量，再代入 化 学方程式求其他物质质量。 ②若求物质(气体)的体积，应先根据化学方程式求出质量，再根据体积＝ 质量 密度，求出物 质(气体)的体积。 (4)含杂质(杂质不参加反应)的计算。①化学方程式反映的是纯净物间的质量关系，若遇到不纯物时，应先把不纯物的质量换 算成纯净物的质量，再代入化学方程式进行计算。 物质的纯度(质量分数)＝ 纯物质的质量 混合物的质量×100% ②当已知量是混合物质量时，有时需根据质量守恒定律，利用反应前后物质质量差，求 生成 气体的质量。生成气体质量＝反应前总质量－反应后剩余物质的质量。 【例 3—1】(实际应 用题) 6.2 g 红磷在空气中完全 燃烧，生成五氧化二磷多少克？消 耗标准状况下的空气多少升？(标准状况下氧气的密度为 1.43 g/L) 答案：解：设生成五氧化二磷的质量为 x，消耗氧气的质量 y。 由 4P　＋　5O2 =====点燃 2P2O5 124 160 284 6.2 g y x 列比例关系式并计算： 124 284＝ 6.2 g x ，x＝ 6.2 g × 284 124 ＝14.2 g。 124 160＝ 6.2 g y ，y＝ 6.2 g × 160 124 ＝8 g。 氧气的体积为 8 g 1.43 g/L＝5.6 L。标准状况下，氧气约占空气体积的 21%，空气的体积 为 5.6 L 21% ＝26.67 L。 答：生成五氧化二磷 14.2 g，消耗标准状况下的空气 26.67 L。 【例 3—2】用氯酸钾和二氧化锰的混合物 15 g 加热到反应完全，称量试管内剩余固体 的质量为 10.2 g。求： (1)原混合物中氯酸钾的质量分数。 (2)剩余固体中有何物质，各为多少克？ 解析：15 g 是氯酸钾和二氧 化锰的混合物质量，试管内剩余的 10.2 g 固体，包括生成 的氯化钾和催化剂二氧化锰的质量，也是混合物质量，均不能直接代入化学方程式计算。应 先根据质量守恒定律，求出生成氧气的质量，再将氧气质量作为已知量，求其他各量。 答案：解：反应生成的氧气质量为 15 g－10.2 g＝4.8 g。 设参加反应的氯酸 钾的质量为 x。 2KClO3 =====催化剂 △ 2KCl＋3O2↑ 245 96 x 4.8 g 245∶x＝96∶4.8 g　x＝12.25 g 原混合物中氯酸钾的质量分数为 12.25 g/15 g×100%＝81.7%。剩余固体中有生成的氯 化钾和催化剂二氧化锰，其中二氧化锰质量为 15 g－12.25 g＝2.75 g，氯化钾质量为 10.2 g－2.75 g＝7.45 g。 4．差量法在化学计算中的应用 (1)差量法是根据化学反应中反应物和生成物的差量和造成这种差量的实质及其关系， 列出比例式求解的解题方法。 (2)在解题过程中，可以把 “差量”看成是化学方程式中的一种特殊产物，该差量的大 小与参与反应的物质的有关量成正比。具体的解题步骤为： ①根据化学方程式分析反应前后形成差量的原因(即影响质量变化的因素)； ②找出差量与已知量、未知 量间的关系，然后再列比例式(对应成比例，单位要一致)。 (3)求解。 【例 4】(创新题)将 8.4 g 表面有氧化铜的粗铜丝在加热条件下与足量的氢气充分反应 后得到 8.0 g 铜。试求参加反应的氢气及反应后生成铜的质量。 解析：答案：解：设参加反应的 H2 及反应后生成 Cu 的质量分别为 x、y。 CuO　＋　H2 =====△ Cu＋H2O　　固体减轻 80 2 64 　 16 x y 　 0.4 g 2∶16＝x∶0.4 g，x＝0.05 g；64∶16＝y∶0.4 g，y＝1.6 g。 答：参加反应的氢气质量为 0.05 g，反应后生成铜的质量为 1.6 g。 课题 3　利用化学方程式的简单计算 一、选择题(每个小题只有一个选项符合题意) 1.铝在氧气中燃烧生成氧化铝。在这个反应中，铝、氧气、氧化铝的质量比是(　　)。 A.27∶32∶102 B.27∶24∶43 C.4∶3∶2 D.108∶96∶204 2.制取 4.8 g 氧气，需要氯酸钾的质量为(　　)。 A.12.25 g B.24.5 g C.2 g D.3 g 3.在化学反应 A＋2B===3C＋D 中，6 g A 与 8 g B 恰好完全反应，生成 9 g D。若反应生成 了 15 g C，则参加反应的 B 的质量为(　　)。 A.8 g B.12 g C.16 g D.24 g 4.镁在空气中燃烧时，发生如下两个反应：3Mg＋N2 =====点燃 Mg3N2,2Mg＋O2 =====点燃 2MgO。 已知 24 g 镁在纯氧中完全燃烧可得 40 g 产物，那么 24 g 镁在空气中完全燃烧所得产物的质 量(　　)。 A.等于 40 g B.小于 40 g C.大于 40 g D.无法确定 5.在 3A＋B===2C＋D 的反应中已知 30 g A 和 10 g B 恰好完全反应，生成 5 g D 且已知 C 的相对分子质量为 70，则 A 的相对分子质量是(　　)。 A.20 B.26 C.40 D.60 6.在一个密闭容器内有四种物质 A、B、C、D，在高温条件下发生反应，一段时间后测 得反应前后各物质的质量如下表所示，如果 A 的相对分子质量为 2N，D 的相对分子质量为 3N， 则该反应的化学反应方程式中 A 与 D 的化学计量数之比为(　　)。 A B C D 反应前质量/g 8 10 1 15 反应后质量/g 未测 24 2 6 A.1∶1 B.1∶2 C.1∶3 D.2∶3 二、计算题7.下列根据化学方程式的计算题有错误，简述错误的原因，并加以改正。 加热 12.25 g 氯酸钾，充分反应后可制得氧气多少克？ 解：设生成氧气的质量为 x。 KClO3 =====MnO2 △ KCl＋O2↑ 122.5　　　　　　32 12.25 g　　　　 　x 122.5 12.25 g＝ 32 x 　　x＝3.2 g 答：加热 12.25 g 氯酸钾，可制得氧气 3.2 g。 (1)错误原因：______________________________________________。 (2)改正： 8.工业上电解熔融氧化铝制取单质铝的反应式为：2Al2O3 =====通电 4Al＋3O2↑。请计算电 解 10 t 氧化铝可得多少吨铝？ 9.中国登山协会为纪念我国登山运动员首次攀登珠穆朗玛峰成功 50 周年，再次组织攀 登珠峰活动。阿旺扎西等一行登山运动员于 2003 年 5 月 21 日 13∶40 成功登顶。假如每位 运动员冲顶时消耗自带的液氧 4.8 kg。求： (1)这些氧气在标准状况下的体积是多少升？(标准状况下氧气密度为 1.43 g/L) (2)若在实验室以高锰酸钾为原料制取相同质量的氧气，需要多少千克的高锰酸钾？ (3)用这种方法给登山运动员供氧，是否可行？简述理由。 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 10.发射通讯卫星的火箭用联氨(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 =====点燃 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 9.6 kg N2H4 完全燃烧需要助燃物 N2O4 的质量。 课题 3　利用化学方程式的简单计算 1．D　解析：铝在氧气中燃烧的化学方程式为：4Al＋3O2 =====点燃 2Al2O3。 2．A　解析：设需要氯酸钾的质量为 x。 根据 2KClO3 =====MnO2 △ 2KCl＋3O2↑ 2×122.5　　　　　3 × 32 　x　　　　　　　4.8 g 245 x ＝ 96 4.8 g 解得 x＝12.25 g 3．D　解析：A　＋ 2B ===　3C　＋　D 6 g　　8 g　　 　　 9 g 根据质量守恒定律，生成 C：6 g＋8 g－9 g＝5 g。 8 g x g＝ 5 g 15 g x＝24 g 4．B　解析：极端假设法。设 24 g 镁在纯氮气中完全燃烧可得 Mg3N2 为 x。 3Mg　＋　N2 =====点燃 Mg3N2 3×24　　　 　3×24＋2×14 24 g　　　　　　 　x 72 24＝ 100 x x＝33.3 g 现 24 g 镁在空气中完全燃烧所得产物的质量一定介于 33.3 g 和 40 g 之间。所以选 B。 5．C　解析： 3A　＋　B　===　2C　＋　D 30 g　 　10 g　　　　 　　5 g 根据质量守恒定律，生成 C：30 g＋10 g－5 g＝35 g 3x 30 g＝ 140 35 g　 x＝40 6．A　解析：首先要根据表中内容判断反应物是什么和生成物是什么，然后根据质量关 系来判断 A 与 D 的化学计量数之比。根据表中数据可知，B 和 C 为生成物，而 D 为反应物， 再根据质量守恒定律可知 A 减少的质量为 6 g，故 A 也为反应物，写出化学反应方程式为： xA＋yD===mB＋nC，最后根据 A 与 D 的质量关系计算它们的化学计量数之比。 7．解：(1)化学方程式没有配平 (2)设反应后可制得氧气 x。 2KClO3 =====MnO2 △ 2KCl＋3O2↑ 2×122.5　　　　 3×32 12．25 g　　　　　 x 245 12.25 g＝ 96 x x＝4.8 g 答：加热 12.25 g 氯酸钾，可制得氧气 4.8 g。 8．解：本题可用两种方法解答。 解法 1：设电解 10 t 氧化铝可得铝 x。2Al2O3 =====通电 4Al＋3O2↑ 2×102　　4×27 10 t　　　　x 204 108＝ 10 t x x＝5.3 t 答：略。 解法 2：电解过程中，氧化铝中的铝全部生成铝 Al2O3………2Al(关系式) 102　　　　54 10 t　　　　x 102 54 ＝ 10 t x x＝5.3 t 答：略。 9．解：(1)4.8 kg 氧气在标准状况下的体积为 4.8 kg × 1 000 g/kg 1.43 g/L ＝3 356.6 L (2)设需要高锰酸钾的质量为 x。 2KMnO4 =====△ K2MnO4＋MnO2＋O2↑ 　316　　　　　　　 　　　　32 　 x　　　　　　　　　　　4.8 kg 316 x ＝ 32 4.8 kg　解得 x＝ 316 × 4.8 kg 32 ＝47.4 kg (3)不行。此法成本太高，经济上不合算(或在实验室制如此多氧气，耗时太长) 10．(1)N2 (2)解：设需要助燃物 N2O4 的质量为 x。 2N2H4　＋　N2O4 =====点燃 3N2＋4H2O 　64　　　　 92 9．6 kg　　 　x 64 9.6 kg＝ 92 x x＝13.8 kg 答：需要助燃物 N2O4 的质量为 13.8 kg。