内容正文:
第五单元 定量研究化学反应
第三节 化学反应中的有关计算
板块导航
01/学习目标 明确内容要求,落实学习任务
02/思维导图 构建知识体系,加强学习记忆
03/知识导学 梳理教材内容,掌握基础知识
04/效果检测 课堂自我检测,发现知识盲点
05/问题探究 探究重点难点,突破学习任务
06/分层训练 课后训练巩固,提升能力素养
1.在理解化学方程式的基础上,掌握有关反应物、生成物质量的计算。
2.通过有关化学反应的计算,使学生从定量角度理解化学反应,并掌握解题格式。
3.通过有关化学方程式的计算,培养学生认识到定性和定量研究物质及其变化规律是相辅相成、质和量是辨证统一的观点。
重难点:化学方程式计算的步骤;含杂质物质的计算。
一、 根据化学方程式计算的基本思路
依据化学方程式进行计算,首先,要搞清楚问题是什么,即题目中要求的_______是什么;其次,要弄清楚化学反应的原理,写出______________,并明确题目中哪些已知量是有用的;第三,根据化学方程式中_______与_______间的定量关系,确定_______量与_______量之间的关系;第四,将上述关系列成_______求解;最后,检查计算过程和结果无误后,简明地写出答案。
二、化学方程式计算的一般步骤
1.设:根据题意设未知量。
2.写:写出反应的化学方程式。
3.关:写出相关物质的化学计量数与相对分子质量(或相对原子质量)的乘积以及已知量、未知量。
4.列:列出比例式,求解。
5.答:简明地写出答案。
【注意事项】
(1)设未知数时不带_______;
(2)化学方程式要_______;
(3)相对分子质量单位为“1”,要与相应的化学计量数_______;
(4)代入计算的量应为纯净物的质量且应带_______;
(5)计算结果要带_______;
(6)不能漏写_______。
三、利用化学方程式的简单计算
利用化学方程式的简单计算主要包括两种类型:用一定量的反应物最多可得到多少生成物;要制取一定量的生成物最少需要多少反应物。
注意:(1)格式要规范,步骤要完整,不是相关量不用标出;
(2)正确书写化学方程式是关键,注意配平,注明反应条件,标“↑”“↓”;
(3)设未知量x不需要写出_______;
(4)计算过程中,各物理量单位要统一,列式每步骤都要带_______;
(5)计算时若是气体体积,需换算成_______代入计算,气体的质量(g)=气体的体积(L)×气体的密度(g/L);
(6)计算时代入量必须是纯净物的质量,若物质不纯,必须先换算成_______的质量。
1.仿照示例,计算下列化学方程式中各物质的质量比。
示例:2Mg+O22MgO 48、32、80。
(1)2HgO2Hg+O2↑ 、 、 。
(2)Fe+CuSO4=FeSO4+Cu 、 、 、 。
(3)2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ 、 、 、 。
(4)Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ 、 、 、 、 。
2.在反应2A+B2=2C中,21gA和足量B在一定条件下充分反应生成33gC,已知B的相对原子质量为16。
(1)则A的相对分子质量是 。
(2)利用化学方程式进行计算的依据:参加反应的反应物和生成物各物质之间的相对质量之比 实际质量之比。
►问题一 根据化学方程式计算相对分子质量或质量比
【典例1】在反应2A+B2=2C中,21gA和足量B2在一定条件下充分反应生成33gC,已知B的相对原子质量为16,则A的相对分子质量是
A.26 B.28 C.30 D.32
【变式1-1】黑火药是中国四大发明之一,其主要反应为,下列说法正确的是
A.X的化学式为2N
B.该反应属于复分解反应
C.该反应前后各元素的化合价均未改变
D.参加反应的碳、硫质量比为9:8
【变式1-2】“宏观一微观一符号”三重表征是化学独特的表示物质及其变化的方法。如图是某化学反应的微观示意图:
(1)反应前后化合价改变的元素是 (填元素符号)。
(2)写出该反应的化学方程式 。
(3)生成c、d两物质的质量比为 。
►问题二 不含杂质的化学方程式计算
【典例2】12g镁条与10g氧气在点燃的条件下充分反应,生成物的质量为
A.20g B.22g C.18g D.无法确定
【典例3】实验室用68g过氧化氢溶液和2g二氧化锰制取氧气,实验中锥形瓶内非气态物质的总质量随时间变化如图所示。
回答下列问题:
(1)过氧化氢溶液中的过氧化氢的质量。
(2)反应结束后锥形瓶内剩余物质有哪些,分别是多少克?
【变式2-1】工业制碱的基本原理是向饱和食盐水中通入NH3、CO2,得到NaHCO3,再煅烧NaHCO3制得纯碱。
(1)氨气(NH3)中,氢元素与氮元素的质量比为 。
(2)煅烧NaHCO3反应的化学方程式为:。煅烧84gNaHCO3最多可得到Na2CO3的质量是多少?(写出计算过程及结果)
【变式2-2】在实验室可以通过加热高锰酸钾(KMnO4)来制取氧气,该反应的化学方程式为:2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑。某兴趣小组对一定质量的高锰酸钾加热一段时间,并称量不同时刻剩余固体质量,记录数据如表:
时间
0
t1
t2
t3
t4
质量(g)
31.6
31.3
30.8
30.1
29.2
(1)已知高锰酸钾和锰酸钾(K2MnO4)都易溶于水,实验结束后回收二氧化锰固体的方法为: 。
(2)若加热至t4时刻就停止实验,理论上可以回收到多少二氧化锰?(写出详细计算过程)
►问题三 含杂质的化学方程式计算
【典例4】我国古代劳动人民以孔雀石[主要成分]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的质量分数,进行如下实验[反应的化学方程式为:,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)求该孔雀石中的质量分数(写出计算过程)。
【变式3-1】用1000t含氧化铁80%的赤铁矿石,理论上可以炼出含杂质4%的生铁的质量是多少?
1.在反应2CO+O22CO2中,各物质间的质量比为( )
A.2:1:2 B.56:32:88 C.28:32:44 D.1:1:2
2.已知在反应2A+B=3C+D中,A和B的相对分子质量之比为5︰1,且20gA与一定量B恰好完全反应生成7gD。则生成C的质量为
A.20g B.2g C.5g D.15g
3.在化学反应2C+O22CO中,如果生成m个CO分子,则参加反应氧原子数为( )
A.m B.2m C. D.4m
4.在反应中,和足量在一定条件下充分反应生成,已知的相对分子质量为32,则A的相对分子质量是
A.26 B.28 C.30 D.32
5.在反应2A+3B=2C+4D中,C、D的化学式量之比为9:11。若2.2gA与一定质量的B恰好完全反应,生成4.4gD,则反应中B和D的质量比为
A.l0:11 B.22:15 C.15:22 D.11:10
6.“微观﹣宏观﹣符号”三重表征是化学独特的表示物质及其变化的方法。如图是液化石油气成分之一燃烧前后分子种类变化的微观示意图,下列说法正确的是
A.参加反应的甲与生成的丙的分子个数比为1:3
B.反应前后分子个数不变
C.生成丙与丁物质的质量比为22:9
D.甲中碳、氢元素质量比为3:8
7.“神舟XX号” 载人飞船升空。该运载火箭所用燃料是偏二甲肼(C2H8N2),助燃剂是四氧化二氮( N2O4)。
(1)请完成该反应的化学方程式:C2H8N2 + 2N2O4 4H2O + 2CO2↑ + 3 ↑。
(2)如果向空气中排放了220千克的CO2,则该运载火箭燃烧掉的偏二甲肼(C2H8N2) 是多少千克?
8.某一密闭容器中有氢气和氧气,经点燃充分反应后生成水的质量是9克,又知原容器中氢气和氧气的质量比为1:2,则原混合气体的总质量为 。
9.第19届杭州亚运会主火炬塔使用了燃烧高效、排放清洁、运输便捷的零碳甲醇燃料。零碳甲醇是利用焦炉气中的氢气和从工业尾气捕捉的二氧化碳合成,实现了二氧化碳资源化利用。已知甲醇(CH3OH)在氧气中充分燃烧只生成二氧化碳与水。回答下列问题:
(1)甲醇中碳、氢元素的质量比为 (填最简整数比)。
(2)试计算128g甲醇在氧气中充分燃烧生成二氧化碳的质量。(写出计算过程)
10.砂子主要成分是二氧化硅(SiO2)。人们以砂子为原料,先制成粗硅,然后提纯制成高纯硅,再用高纯硅制造集成电路。生产粗硅的化学反应为:。化学兴趣小组的同学将5g砂子样品粉碎后与一定量的碳粉混合来制取粗硅,产生的一氧化碳与反应时间的关系如图所示。请回答下列问题:
(1)完全反应后生成一氧化碳的质量为 g。
(2)砂子样品中二氧化硅的质量分数是多少?(写出计算过程)
11.在反应中,C、D的相对分子质量之比为7:8,若与B完全反应后,生成,则反应中B和D的质量比
A.7:1 B.7:8 C.7:16 D.7:32
12.模型认知是建立宏观与微观联系的思维方法。下图是某反应的微观示意图,有关说法正确的是
A.该反应的化学方程式为:
B.该反应属于置换反应
C.参加反应的甲、乙的质量比为17:32
D.生成的丙、丁的分子个数比为2:3
13.肾上腺素(化学式为C9H13OxN)主要用于治疗心脏骤停支气管哮喘等疾病,已知肾上腺素的相对分子质量为183,则C9H13OxN中的x= ,肾上腺素中碳、氮元素的质量比为 (填最简整数比)。在化学反应2A+B2C中,已知20gA和足量的B充分反应后,生成25gC,其中B的相对分子质量是32,则C的相对分子质量是 。
14.今年“五一”假期,小丽随爸爸到乡下省亲,期间看到许多漂亮的大理石。于是她带了一些回来,想去学校实验室测定这些大理石中CaCO3的含量。她称取了20克大理石样品置于烧杯中,然后将250g稀盐酸分成五等份,依次加入烧杯充分反应,记录有关实验数据如下表所示(大理石中其他成分均不溶于水,也不参与化学反应)。
加入次数
一
二
三
四
五
加入稀盐酸的质量/g
50
50
50
50
50
烧杯中剩余固体的质量/g
15
10
5
5
5
试求:
(1)实验中大理石样品所含CaCO3的质量是 ;
(2)计算大理石样品中CaCO3完全反应产生二氧化碳的质量?
15.化学兴趣小组用一瓶久置的过氧化氢溶液制取氧气并测量过氧化氢的质量分数。现称量68g 过氧化氢溶液和 0.1g 二氧化锰进行实验,反应前后质量随时间变化关系如图。
计算:
(1)最后反应的剩余物中二氧化锰的质量是 ;
(2)制得氧气的质量是 g;
(3)由反应图线可知,随着反应的进行,反应速率逐渐减小,你认为可能的原因是 ;
(4)计算参加反应的过氧化氢质量是多少?
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第五单元 定量研究化学反应
第三节 化学反应中的有关计算
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01/学习目标 明确内容要求,落实学习任务
02/思维导图 构建知识体系,加强学习记忆
03/知识导学 梳理教材内容,掌握基础知识
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06/分层训练 课后训练巩固,提升能力素养
1.在理解化学方程式的基础上,掌握有关反应物、生成物质量的计算。
2.通过有关化学反应的计算,使学生从定量角度理解化学反应,并掌握解题格式。
3.通过有关化学方程式的计算,培养学生认识到定性和定量研究物质及其变化规律是相辅相成、质和量是辨证统一的观点。
重难点:化学方程式计算的步骤;含杂质物质的计算。
一、 根据化学方程式计算的基本思路
依据化学方程式进行计算,首先,要搞清楚问题是什么,即题目中要求的未知量是什么;其次,要弄清楚化学反应的原理,写出化学方程式,并明确题目中哪些已知量是有用的;第三,根据化学方程式中反应物与生成物间的定量关系,确定已知量与未知量之间的关系;第四,将上述关系列成比例式求解;最后,检查计算过程和结果无误后,简明地写出答案。
二、化学方程式计算的一般步骤
1.设:根据题意设未知量。
2.写:写出反应的化学方程式。
3.关:写出相关物质的化学计量数与相对分子质量(或相对原子质量)的乘积以及已知量、未知量。
4.列:列出比例式,求解。
5.答:简明地写出答案。
【注意事项】
(1)设未知数时不带单位;
(2)化学方程式要配平;
(3)相对分子质量单位为“1”,要与相应的化学计量数相乘;
(4)代入计算的量应为纯净物的质量且应带单位;
(5)计算结果要带单位;
(6)不能漏写答案。
三、利用化学方程式的简单计算
利用化学方程式的简单计算主要包括两种类型:用一定量的反应物最多可得到多少生成物;要制取一定量的生成物最少需要多少反应物。
注意:(1)格式要规范,步骤要完整,不是相关量不用标出;
(2)正确书写化学方程式是关键,注意配平,注明反应条件,标“↑”“↓”;
(3)设未知量x不需要写出单位;
(4)计算过程中,各物理量单位要统一,列式每步骤都要带单位;
(5)计算时若是气体体积,需换算成质量代入计算,气体的质量(g)=气体的体积(L)×气体的密度(g/L);
(6)计算时代入量必须是纯净物的质量,若物质不纯,必须先换算成纯净物的质量。
1.仿照示例,计算下列化学方程式中各物质的质量比。
示例:2Mg+O22MgO 48、32、80。
(1)2HgO2Hg+O2↑ 、 、 。
(2)Fe+CuSO4=FeSO4+Cu 、 、 、 。
(3)2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ 、 、 、 。
(4)Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ 、 、 、 、 。
【答案】(1)434 402 32
(2)56 160 152 64
(3)316 197 87 32
(4)106 73 117 18 44
【解析】(1)2HgO2Hg+O2↑中,各物质的质量比为:m(HgO:m(Hg):m(O2)=[2×(201+16)]:(201×2):(16×2)=434:402:32;
(2)Fe+CuSO4=FeSO4+Cu中,各物质的质量比为:m(Fe):m(CuSO4):m(FeSO4):m(Cu)=56:(64+32+16×4):(56+32+16×4):64=56:160:152:64;
(3)在2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑中,各物质的质量比为:m(KMnO4):m(K2MnO4):m(MnO2):m(O2)=[2×(39+55+16×4)]:(39×2+55+16×4):(55+16×2):(16×2)=316:197:87:32;
(4)在Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑ 中,各物质的质量比为:m(Na2CO3):m(2HCl):m(2NaCl):m(H2O):m(CO2)=(23×2+12+16×3):[2×(1+35.5)]:[2×(23+35.5)]:(1×2+16):(12+16×2)=106:73:117:18:44。
2.在反应2A+B2=2C中,21gA和足量B在一定条件下充分反应生成33gC,已知B的相对原子质量为16。
(1)则A的相对分子质量是 。
(2)利用化学方程式进行计算的依据:参加反应的反应物和生成物各物质之间的相对质量之比 实际质量之比。
【答案】(1)28
(2)等于
【解析】(1)根据质量守恒定律可知,参与反应的反应物的质量之和等于反应生成的生成物的质量之和,在反应2A+B2=2C中,21gA和足量B在一定条件下充分反应生成33gC,计算出参与反应的B的质量为12g;
B的相对原子质量为16,故B2的相对分子质量为32,根据相对质量比等于实际质量比计算A的相对分子质量,即,A为28;
(2)参加反应的反应物和生成物各物质之间的相对质量之比等于实际质量之比。
►问题一 根据化学方程式计算相对分子质量或质量比
【典例1】在反应2A+B2=2C中,21gA和足量B2在一定条件下充分反应生成33gC,已知B的相对原子质量为16,则A的相对分子质量是
A.26 B.28 C.30 D.32
【答案】B
【解析】根据质量守恒定律可知参与反应的B的质量=33g-21g=12g,设A的相对分子质量是x
x=28
故选B。
【变式1-1】黑火药是中国四大发明之一,其主要反应为,下列说法正确的是
A.X的化学式为2N
B.该反应属于复分解反应
C.该反应前后各元素的化合价均未改变
D.参加反应的碳、硫质量比为9:8
【答案】D
【解析】A、X是一种气体,2N表示两个氮原子,不能表示一种气体,错误。
B、复分解反应是由两种化合物互相交换成分,生成另外两种化合物的反应。该反应反应物和生成物都是三种,不是复分解反应,错误。
C、反应前碳的化合价为0,反应后碳的化合价为+4价,化合价发生了改变,错误。
D、参加反应的碳、硫质量比为(12×3):32=9:8,正确,符合题意。
故选D。
【变式1-2】“宏观一微观一符号”三重表征是化学独特的表示物质及其变化的方法。如图是某化学反应的微观示意图:
(1)反应前后化合价改变的元素是 (填元素符号)。
(2)写出该反应的化学方程式 。
(3)生成c、d两物质的质量比为 。
【答案】(1)O、N
(2)4NH3+5O24NO+6H2O
(3)10:9
【解析】(1)根据化学反应的微观示意图可知,该反应是:4NH3+5O24NO+6H2O,反应前氮、氢、氧三种元素的化合价分别是-3、+1、0,反应后氮、氢、氧三种元素的化合价分别是+2、+1、-2,所以化合价改变的元素是氮元素、氧元素。
(2)该反应的化学方程式是:4NH3+5O24NO+6H2O。
(3)c、d分别是NO、H2O,生成c、d两物质的质量比为:(4×30):(6×18)=10:9。
►问题二 不含杂质的化学方程式计算
【典例2】12g镁条与10g氧气在点燃的条件下充分反应,生成物的质量为
A.20g B.22g C.18g D.无法确定
【答案】A
【解析】镁与氧气在点燃条件下反应生成氧化镁,化学方程式为,则每48份质量的镁与32份质量的氧气反应生成80份质量的氧化镁,12g镁条能与8g氧气反应生成20g氧化镁,因此12g镁条与10g氧气在点燃的条件下充分反应,氧气有剩余,生成物的质量为20g,故选:A。
【典例3】实验室用68g过氧化氢溶液和2g二氧化锰制取氧气,实验中锥形瓶内非气态物质的总质量随时间变化如图所示。
回答下列问题:
(1)过氧化氢溶液中的过氧化氢的质量。
(2)反应结束后锥形瓶内剩余物质有哪些,分别是多少克?
【答案】(1)解:设过氧化氢溶液中的过氧化氢的质量为x。
生成氧气的质量为3.2g
答:过氧化氢溶液中的过氧化氢的质量为6.8g。
(2)反应结束后锥形瓶内剩余物质有H2O 和MnO2 ,其中水的质量为,二氧化锰的质量为2g
【解析】(1)过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气,根据质量守恒定律可知,化学反应前后物质的总质量不变,由于氧气是气体会逸散到空气中,所以反应后物质总质量减少,减少的质量为生成氧气的质量,即,计算过程见答案;
(2)过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气,二氧化锰作为催化剂在反应前后的质量和化学性质不变,因此反应结束后锥形瓶内剩余物质有水和二氧化锰,过氧化氢溶液由过氧化氢和水组成,所以水的总质量为过氧化氢溶液中水的质量和生成的水的质量之和,即过氧化氢溶液的质量减去生成氧气的质量,即,二氧化锰的质量为2g。
【变式2-1】工业制碱的基本原理是向饱和食盐水中通入NH3、CO2,得到NaHCO3,再煅烧NaHCO3制得纯碱。
(1)氨气(NH3)中,氢元素与氮元素的质量比为 。
(2)煅烧NaHCO3反应的化学方程式为:。煅烧84gNaHCO3最多可得到Na2CO3的质量是多少?(写出计算过程及结果)
【答案】(1)3:14
(2)解:设煅烧84gNaHCO3最多可得到Na2CO3的质量是x
x=53g
答:煅烧84gNaHCO3最多可得到Na2CO3的质量是53g
【解析】(1)氨气中氢元素与氮元素的质量比为:3:14;
(2)见答案。
【变式2-2】在实验室可以通过加热高锰酸钾(KMnO4)来制取氧气,该反应的化学方程式为:2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑。某兴趣小组对一定质量的高锰酸钾加热一段时间,并称量不同时刻剩余固体质量,记录数据如表:
时间
0
t1
t2
t3
t4
质量(g)
31.6
31.3
30.8
30.1
29.2
(1)已知高锰酸钾和锰酸钾(K2MnO4)都易溶于水,实验结束后回收二氧化锰固体的方法为: 。
(2)若加热至t4时刻就停止实验,理论上可以回收到多少二氧化锰?(写出详细计算过程)
【答案】(1)将剩余固体转移至烧杯中,加足量的水,用玻璃棒搅拌,使固体充分溶解。然后过滤,将滤渣洗涤2~3次,干燥。
(2)设理论上可以回收到的二氧化锰的质量为x。
加热至t4时刻,生成的氧气的质量为31.6g-29.2g=2.4g
x=6.525g
答:理论上可以回收到6.525g二氧化锰。
【解析】(1)根据反应方程式,剩余固体中一定有二氧化锰和锰酸钾,不一定有高锰酸钾,高锰酸钾和锰酸钾(K2MnO4)都易溶于水,而二氧化锰不溶于水,所以实验结束后回收二氧化锰固体的方法为:将剩余固体转移至烧杯中,加足量的水,用玻璃棒搅拌使固体充分溶解,然后过滤,将滤渣洗涤2~3次,干燥。
(2)根据反应方程式,减少的质量即是反应产生的氧气的质量,可以根据t4时刻产生的氧气的质量推算产生的二氧化锰的质量,详见答案。
►问题三 含杂质的化学方程式计算
【典例4】我国古代劳动人民以孔雀石[主要成分]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的质量分数,进行如下实验[反应的化学方程式为:,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)求该孔雀石中的质量分数(写出计算过程)。
【答案】(1)4.4
(2)设该孔雀石中的质量为x。
该孔雀石中的质量分数为
答:该孔雀石中的质量分数为。
【解析】(1)25g孔雀石样品与200g稀硫酸充分反应后烧杯内物质总质量为220.6g,由质量守恒定律可知,化学反应前后物质的总质量不变,由于孔雀石与稀硫酸反应生成二氧化碳气体,气体逸出导致反应后烧杯内物质总质量小于反应前物质总质量,因此可得二氧化碳的质量为;
(2)见答案。
【变式3-1】用1000t含氧化铁80%的赤铁矿石,理论上可以炼出含杂质4%的生铁的质量是多少?
解:设理论上可以炼出含杂质4%的生铁的质量为x.
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
160 112
1000t×80% (1﹣4%)x
x≈583.3t
答:理论上可以炼出含杂质4%的生铁的质量是583.3t.
1.在反应2CO+O22CO2中,各物质间的质量比为( )
A.2:1:2 B.56:32:88 C.28:32:44 D.1:1:2
【解析】一氧化碳和氧气反应的化学方程式为:
2CO+O22CO2
56 32 88
在此反应中一氧化碳、氧气和二氧化碳的质量关系56:32:88。
故选:B。
2.已知在反应2A+B=3C+D中,A和B的相对分子质量之比为5︰1,且20gA与一定量B恰好完全反应生成7gD。则生成C的质量为
A.20g B.2g C.5g D.15g
【答案】D
【解析】结合方程式及A、B的相对分子质量,可知该反应中,A、B的质量比为(2×5):1=10:1,则消耗的B的质量为,则生成的C的质量为20g+2g-7g=15g,故选D。
3.在化学反应2C+O22CO中,如果生成m个CO分子,则参加反应氧原子数为( )
A.m B.2m C. D.4m
解:由化学反应2C+O22CO中,若生成m个CO分子,则生成物中氧原子的个数为m;再根据质量守恒定律的内容:反应前后,原子的质量、种类、个数不变,则参加反应的氧原子的个数为m。
故选:A。
4.在反应中,和足量在一定条件下充分反应生成,已知的相对分子质量为32,则A的相对分子质量是
A.26 B.28 C.30 D.32
【答案】B
【解析】根据质量守恒定律可知,参与反应的B的质量=33g-21g=12g,设A的相对分子质量是x。
x=28。
故选B。
5.在反应2A+3B=2C+4D中,C、D的化学式量之比为9:11。若2.2gA与一定质量的B恰好完全反应,生成4.4gD,则反应中B和D的质量比为
A.l0:11 B.22:15 C.15:22 D.11:10
【答案】A
【解析】根据化学方程式可知,C、D的质量比为:(2×9):(4×11)=9:22,反应生成4.4gD,则反应生成C的质量为:4.4g ×=1.8g,根据质量守恒定律,参加反应的B的质量为:1.8g+4.4g-2.2g=4.0g,则反应中B和D的质量比为:4.0g:4.4g=10:11,故选A。
6.“微观﹣宏观﹣符号”三重表征是化学独特的表示物质及其变化的方法。如图是液化石油气成分之一燃烧前后分子种类变化的微观示意图,下列说法正确的是
A.参加反应的甲与生成的丙的分子个数比为1:3
B.反应前后分子个数不变
C.生成丙与丁物质的质量比为22:9
D.甲中碳、氢元素质量比为3:8
【答案】A
【分析】由反应的微观示意图可知,反应为石油气成分之一的C3H8和氧气在点燃的条件下反应生成二氧化碳和水,反应的化学方程式为:;
【解析】A、由反应的化学方程式可知,参加反应的甲与生成的丙的分子个数比为1:3,故选项说法正确;
B、由反应的化学方程式可知,反应前后分子个数发生了改变,故选项说法错误;
C、由反应的化学方程式可知,生成丙与丁物质的质量比为(44×3):(18×4)=11∶6,故选项说法错误;
D、由甲的化学式C3H8可知,甲中碳、氢元素质量比为(12×3):8=9:2,故选项说法错误;
故选:A。
7.“神舟XX号” 载人飞船升空。该运载火箭所用燃料是偏二甲肼(C2H8N2),助燃剂是四氧化二氮( N2O4)。
(1)请完成该反应的化学方程式:C2H8N2 + 2N2O4 4H2O + 2CO2↑ + 3 ↑。
(2)如果向空气中排放了220千克的CO2,则该运载火箭燃烧掉的偏二甲肼(C2H8N2) 是多少千克?
【答案】(1)N2
(2)设该运载火箭燃烧掉的偏二甲肼(C2H8N2)的质量是x。
x=150kg
答: 该运载火箭燃烧掉的偏二甲肼(C2H8N2)的质量是150千克。
【解析】(1)由质量守恒定律化学反应前后原子的种类和数目不变,在方程式的左边有碳、氢、氮、氧原子的数目分别是:2、8、6、8,在方程式的右边有碳、氢、氮、氧原子的数目分别是:2、8、0、8,所以3个未知分子中共含有6个N原子,每个分子中含有2个N原子,即未知分子的化学式为N2。
(2)见答案。
8.某一密闭容器中有氢气和氧气,经点燃充分反应后生成水的质量是9克,又知原容器中氢气和氧气的质量比为1:2,则原混合气体的总质量为 。
【答案】12g/12克
【解析】设生成9g水消耗氢气质量为x,氧气质量为y,
,解得x=1g;
,解得y=8g;
氢气与氧气完全反应时的质量比=1g:8g=1:8,而原容器中氢气和氧气的质量比为1:2,可判断原容器中的氧气全部反应而氢气有剩余;则原容器中氧气质量为8g,而容器中氢气和氧气的质量比为1:2,可计算氢气的质量为4g,则则原混合气体的总质量为8g+4g=12g。
9.第19届杭州亚运会主火炬塔使用了燃烧高效、排放清洁、运输便捷的零碳甲醇燃料。零碳甲醇是利用焦炉气中的氢气和从工业尾气捕捉的二氧化碳合成,实现了二氧化碳资源化利用。已知甲醇(CH3OH)在氧气中充分燃烧只生成二氧化碳与水。回答下列问题:
(1)甲醇中碳、氢元素的质量比为 (填最简整数比)。
(2)试计算128g甲醇在氧气中充分燃烧生成二氧化碳的质量。(写出计算过程)
【答案】(1)3∶1
(2)解:设128g甲醇燃烧生成二氧化碳的质量为x,
x=176g
答:128g甲醇在氧气中充分燃烧生成二氧化碳的质量为176g。
【解析】(1)甲醇中碳、氢元素的质量比12:4=3:1;
(2)见答案。
10.砂子主要成分是二氧化硅(SiO2)。人们以砂子为原料,先制成粗硅,然后提纯制成高纯硅,再用高纯硅制造集成电路。生产粗硅的化学反应为:。化学兴趣小组的同学将5g砂子样品粉碎后与一定量的碳粉混合来制取粗硅,产生的一氧化碳与反应时间的关系如图所示。请回答下列问题:
(1)完全反应后生成一氧化碳的质量为 g。
(2)砂子样品中二氧化硅的质量分数是多少?(写出计算过程)
【答案】(1)2.8
(2)解:设砂子样品中二氧化硅的质量分数是x
x=60%
答:砂子样品中二氧化硅的质量分数是60%。
【解析】(1)根据图象,完全反应后生成一氧化碳的质量为2.8g。
(2)完全反应后生成的一氧化碳的质量(2.8g)为已知量,据此可通过化学方程式计算出砂子样品中二氧化硅的质量分数,详见答案。
11.在反应中,C、D的相对分子质量之比为7:8,若与B完全反应后,生成,则反应中B和D的质量比
A.7:1 B.7:8 C.7:16 D.7:32
【答案】B
【解析】在反应2A+3B=C+2D中,C、D的相对分子质量之比为7:8,若3.6gA与B完全反应后,生成6.4gD,设生成C的质量为
由质量守恒定律可知,参加反应的B的质量为2.8g+6.4g-3.6g=5.6g;
则反应中B和D的质量比为5.6g:6.4g=7:8;
故选:B。
12.模型认知是建立宏观与微观联系的思维方法。下图是某反应的微观示意图,有关说法正确的是
A.该反应的化学方程式为:
B.该反应属于置换反应
C.参加反应的甲、乙的质量比为17:32
D.生成的丙、丁的分子个数比为2:3
【答案】D
【解析】A.由图可知反应方程式为,此选项错误;
B.置换反应是单质与化合物反应生成单质与化合物,此反应的生成物都是化合物,不属于置换反应,此选项错误;
C.因为反应方程式为,所以参加反应的甲、乙的质量比= ,此选项错误;
D. 因为反应方程式为,所以生成的丙、丁的分子个数比=4:6=2:3,此选项正确;
故选D。
13.肾上腺素(化学式为C9H13OxN)主要用于治疗心脏骤停支气管哮喘等疾病,已知肾上腺素的相对分子质量为183,则C9H13OxN中的x= ,肾上腺素中碳、氮元素的质量比为 (填最简整数比)。在化学反应2A+B2C中,已知20gA和足量的B充分反应后,生成25gC,其中B的相对分子质量是32,则C的相对分子质量是 。
【答案】 3 54∶7 80
【解析】已知肾上腺素的相对分子质量为183,则有12×9+1×13+16·x+14×1=183,解得x=3。肾上腺素(化学式为C9H13O3N)中,碳、氮元素的质量比为(12×9)∶(14×1)=54∶7。根据质量守恒定律可知,20g+mB=25g,解得mB=5g,设C的相对分子质量为y。
= 解得y=80
即C的相对分子质量为80。
14.今年“五一”假期,小丽随爸爸到乡下省亲,期间看到许多漂亮的大理石。于是她带了一些回来,想去学校实验室测定这些大理石中CaCO3的含量。她称取了20克大理石样品置于烧杯中,然后将250g稀盐酸分成五等份,依次加入烧杯充分反应,记录有关实验数据如下表所示(大理石中其他成分均不溶于水,也不参与化学反应)。
加入次数
一
二
三
四
五
加入稀盐酸的质量/g
50
50
50
50
50
烧杯中剩余固体的质量/g
15
10
5
5
5
试求:
(1)实验中大理石样品所含CaCO3的质量是 ;
(2)计算大理石样品中CaCO3完全反应产生二氧化碳的质量?
【答案】(1)15g
(2)解:设产生二氧化碳的质量为x
x=6.6g
答:大理石样品中CaCO3完全反应产生二氧化碳的质量是6.6g。
【解析】(1)根据前三次固体都是减少5g,第三次后固体不再减少,说明剩余5g为杂质,所以可得碳酸钙的质量为20g−5g=15g;
(2)过程见答案。
15.化学兴趣小组用一瓶久置的过氧化氢溶液制取氧气并测量过氧化氢的质量分数。现称量68g 过氧化氢溶液和 0.1g 二氧化锰进行实验,反应前后质量随时间变化关系如图。
计算:
(1)最后反应的剩余物中二氧化锰的质量是 ;
(2)制得氧气的质量是 g;
(3)由反应图线可知,随着反应的进行,反应速率逐渐减小,你认为可能的原因是 ;
(4)计算参加反应的过氧化氢质量是多少?
【答案】(1)0.1g
(2)0.8g
(3)过氧化氢的浓度越来越小
(4)解:设参加反应的过氧化氢的质量为x
x=1.7g
答:参加反应的过氧化氢的质量为1.7g。
【解析】(1)二氧化锰在过氧化氢分解制氧气的过程中是催化剂,催化剂的质量在化学反应前后不变,故最后反应的剩余物中二氧化锰的质量是0.1g;
(2)根据质量守恒定律可知,化学反应前后物质的总质量不变,故制得氧气的质量是;
(3)随着反应的进行,过氧化氢的质量减少,浓度减小,反应速率逐渐减小;
(4)解析见答案。
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