5.3化学反应的有关计算-2024-2025学年九年级化学鲁教版2024上册

第五单元 定量研究化学反应 第三节 化学反应的有关计算 （2024鲁教版）九年级 学习目标 化学方程式计算 01 02 化学方程式的书写 03 综合提升 在生产、生活和科学研究中，我们不仅需要知道化学反应生成了什么物质，还常常需要知道生成了多少物质。依据化学方程式中物质的实际质量之比等于相对质量之比，我们可以进行化学反应中的相关定量 计算。 一、化学方程式计算 在生产、生活和科学研究中，我们不仅需要知道化学反应生成了什么物质，还常常需要知道生成了多少物质。依据化学方程式中物质的实际质量之比等于相对质量之比，我们可以进行化学反应中的相关定量计算。 例如：已知1 kg氢气能供一辆功率为50 kW的氢能源汽车行驶约100 km，要想知道18 kg水分解产生的氢气能供该汽车行驶多少千米，就需要知道18 kg水能分解产生多少氢气。 像这样的问题要依据化学方程式来解决，其一般思路为：首先弄清楚化学反应的原理，正确书写化学方程式；然后根据化学方程式找出反应物与生成物之间的定量关系，并据此确定已知量与未知量之间的关系；再将上述关系列成比例式求解；最后检查确保计算过程和结果无误后，简明地写出答案。 下面以上述问题为例来说明依据化学方程式进行计算的步骤和格式。 （1）设未知量； （2）写出反应的化学方程式； （ 3 ） 找 出 有 关 物 质 之 间 的 质 量 关 系，并将与之成比例的已知量与未知量 写在相应的位置上； （4）列出比例式，求解； （5）检查无误后简明地写出答案。 对于一个特定的化学反应，化学反应中反应物和生成物之间的质量关系是固定不变的，这种质量关系与物质的化学式量和物质在化学方程式中的化学计量数密不可分。 因此，我们可以依据化学方程式中物质的实际质量之比等于相对质量之比，进行化学反应中的相关定量计算。 例2.下面是某同学做的根据化学方程式的计算题，请你指出他的错误。 题目：计算48g镁带在氧气中完全燃烧，能生成多少克氧化镁？ 经常出现的错误和须注意的问题： 1.所设未知数及在解题过程的未知数中均不带单位； 2.化学方程式写错，尤其是不配平就进行计算； 3.物质的化学式量计算错误； 4.求物质的相对质量时忘记乘以化学式前的化学计量数； 5.已知量后面一般有单位，而相对质量单位是1，不是g或Kg; 6.解题过程中单位没有统一； 7.列比例式不正确（只可横向比，不可纵向比）； 8.不按题目要求保留有效数字； 9.最后忘记写答案，导致解题步骤书写不完整。 思考：“配平”是书写化学方程式的关键步骤，下列问题你都明确了吗？ 1. 为什么要配平化学方程式？ 因为化学方程式必须反映客观事实，遵循质量守恒。 2. 配平时，为什么不能改动化学式中元素符号右下角的数字？ 物质的组成固定，右下角的数字改动，物质就改变。 3. 怎样确定化学式前的化学计量数？ 4. 怎样判断化学方程式是否配平？ 看各元素的原子数目在反应前后是否相等，若相等，则已配平。 例3：已知锌与稀硫酸（H2SO4）反应生成氢气和硫酸锌（ZnSO4）。实验室制取4g氢气，需要多少克锌？(Zn:65 H:1 O:16 S:32) Zn + H2SO4 ZnSO4+H2↑ 例4：工业上利用锻烧石灰石（CaCO3）的方法生产生石灰（CaO）,同时得到CO2。计算锻烧1000t含杂质20%的石灰石能生产多少生石灰？ 例5： (2022泰安宁阳县模拟)工业纯碱中常含有少量的氯化钠。为测定某纯碱样品中氯化钠的质量分数,化学兴趣小组同学称取12.0 g纯碱样品,加水使其完全溶解,向所得溶液中加入氯化钙溶液,产生沉淀的质量与所加入氯化钙溶液的质量关系如图所示。该样品中氯化钠的质量分数是多少?(结果准确到0.1%) 化学方程式计算的三“要领”、三“关键”、三“注意” (1)三个要领 ①步骤要完整;②格式要规范;③得数要准确。 (2)三个关键 ①准确书写化学式;②化学方程式要配平;③准确计算相对分子质量×化学计量数。 (3)三点注意 ①计算中注意单位统一(必须是质量单位);②若给出体积需换算成质量,公式:气体质量=气体体积×密度;③含有杂质物质转化为纯净物的公式:纯净物的质量=不纯物的质量×物质的纯度。 根据化学方程式计算的计算类型： （一）简单求解物质的质量 （二）不纯物质的计算 化学反应方程式中不管是反应物还是生成物,代入的都是纯物质的质量.如果遇到不纯反应物或生成物,应将不纯物质换算成纯物质的质量。 （三）含有体积等单位换算的计算 （四）过量问题的计算 （五）结合质量守恒定律进行计算 纯物质的质量 = 不纯物质的质量 ×纯度（质量分数） 例6.(2022东营利津县期末)化学兴趣小组为了测定一批从樟树市阁皂山风景区采集的石灰石样品中碳酸钙的质量分数,取用12 g石灰石样品,把250 g稀盐酸分5次加入样品中(样品中除碳酸钙外,其余成分既不与盐酸反应,也不溶解于水),充分反应后经过滤、干燥等操作,最后称量,得实验数据如表: (1)m的值应为　　　,实验所用大理石样品中碳酸钙的质量分数为　　　　(结果准确到0.1%)。  (2)请计算石灰石样品完全反应后生成二氧化碳的质量(根据化学方程式写出计算步骤)。 (3)请结合上表数据分析第4次所加20 g稀盐酸参加反应情况　　　　(填“未反应”“部分反应”或“全部反应”)。  答案:(1)2　83.3% (3)部分反应 二、拓展提升 2 课堂活动 氢气是未来汽车的理想燃料。1Kg的氢气就能供一辆功率为50KW的汽车跑大约100Km。 水是氢之源，找到合适的催化剂，就可利用光能分解水制取氢气。 要想知道汽车能跑多远，就要弄清楚利用小桶中的18Kg水能分解产生氢气的质量是多少？ 01 根据化学方程式计算的依据 2H2O 2H2↑ +　O2↑ 光照 催化剂 2×18 2×2 2 × 16 若： 36g ( )g ( )g 4 32 若： 3.6g ( )g ( )g 0.4 3.2 若： ( )g ( )g 16 g 18 若：（ ）g 40g ( )g 360 320 2 01 根据化学方程式计算的依据 对于一个特定的化学反应，化学反应中反应物和生成物之间的质量关系是固定不变的，这种质量关系与物质的化学式量和物质在化学方程式中的化学计量数密不可分。 因此，我们可以依据化学方程式中物质的实际质量之比等于相对质量之比，进行化学反应中的相关定量计算。 02 根据化学方程式计算的一般思路 相对原子质量：H-1 O-16 18Kg水能分解产生多少千克氢气？ 一、弄清楚化学反应的原理，正确书写化学方程式； 二、明确已知量和未知量； 三、根据化学方程式找出反应物与生成物之间的定量关系； 四、上述关系列成比例式求解； 五、检查，确保计算过程和结果无误后简明的写出答案。 2H2O 2H2↑+O2↑ 光照 已知反应物水的质量求生成物氢气的质量。 催化剂 36 4 18Kg ？ 2H2O 2H2↑+O2↑ 光照 36 4 18Kg x 18Kg 4 x 36 答：18kg水完全分解产生氢气为2Kg 解：设18kg水完全分解产生氢气的质量为x 例1.计算18kg水完全分解产生氢气的质量？ X=2Kg 催化剂 根据化学方程式计算的步骤 03 解：设……氢气的质量为x 光照 2H2O==== 2H2↑+O2↑ 36 4 18Kg x 36 18Kg ----- = ----- 4 x x=2Kg 归纳解题步骤 ←- ⑴设未知量（未知量不带单位） ←- ⑵写出反应的化学方程式 ←- ⑶找出有关物质之间的质量关系，并将与之成比例的已知量与未知量写在相应的位置上。 ← ⑷列比例式求解 ←- ⑸检查，简明地写出答案 答：……氢气的质量为2Kg 催化剂 根据化学方程式计算的步骤 03 03 根据化学方程式计算的步骤 例2.下面是某同学做的根据化学方程式的计算题，请你指出他的错误。 题目：计算48g镁带在氧气中完全燃烧，能生成多少克氧化镁？ 解：设生成氧化镁的质量为xg Mg+O2 MgO 24 40 48 xg 24 48 40 xg 48×40 X= =80 24 答：生成氧化镁80g。 解：设生成氧化镁的质量为x 2Mg+O2 2MgO 48 80 48 g x 48 48g 80 x 48g×80 X= =80 g 48 答：生成氧化镁80g。 点燃 点燃 = = 03 根据化学方程式计算的步骤 经常出现的错误和须注意的问题： 1.所设未知数及在解题过程的未知数中均不带单位； 2.化学方程式写错，尤其是不配平就进行计算； 3.物质的化学式量计算错误； 4.求物质的相对质量时忘记乘以化学式前的化学计量数； 5.已知量后面一般有单位，而相对质量单位是1，不是g或Kg; 6.解题过程中单位没有统一； 7.列比例式不正确（只可横向比，不可纵向比）； 8.不按题目要求保留有效数字； 9.最后忘记写答案，导致解题步骤书写不完整。 3 课堂小结 （一）根据化学方程式的计算依据是： 各物质的质量比=相对分子质量×化学计量数 （二）根据化学方程式的计算步骤及注意事项 (1)设未知数 ……………设 (2)写出化学方程式…………写 (3)标出有关物质的相对质量（不忘乘以前面的化学计量数） 已知量和未知量………… (5)求解 ………………… 解 (6)简明地写出答案………答 标 (4)列出比例式 ……………列 【典型例题】工业上电解氧化铝制取金属铝，反应的化学方程式为： 2Al2O3 4Al+3O2 如果加工一个铝锅需要1kg铝，至少需要电解多少千克的氧化铝（Al2O3 ）才能制成这个铝锅？ 通电 ↑ （相对原子质量：Al-27 O-16） 4 典例分析 考点：化学反应中的有关计算 解：设需要氧化铝的质量为X 204 X 1kg 答：需要氧化铝的质量为1.9kg 204 X 108 1kg = 108 1.9kg X= 204 X 1kg 108 = 2Al2O3 =　4Al+3O2↑ 通电 1 课堂导入 氢气是未来汽车的理想燃料。1Kg的氢气就能供一辆功率为50KW的汽车跑大约100Km。 水是氢之源，找到合适的催化剂，就可利用光能分解水制取氢气。 2 课堂活动 （一）根据化学方程式的计算依据是： 各物质的质量比=相对分子质量×化学计量数 （二）根据化学方程式的计算步骤及注意事项 (1)设未知数 ……………设 (2)写出化学方程式…………写 (3)标出有关物质的相对质量（不忘乘以前面的化学计量数） 已知量和未知量………… (5) 求解 ………………… 解 (6) 简明地写出答案………答 标 (4)列出比例式 ……………列 01 简单求解物质的质量 已知锌与稀硫酸（H2SO4）反应生成氢气和硫酸锌（ZnSO4）。实验室制取4g氢气，需要多少克锌？(Zn:65 H:1 O:16 S:32) Zn + H2SO4 ZnSO4+H2↑ 解：设需要锌的质量为x Zn + H2sO4 ZnSO4+H2↑ 65 2 x 4 g 答：需要锌的质量为130g X=130g 02 不纯物质的计算 工业上利用锻烧石灰石（CaCO3）的方法生产生石灰（CaO）,同时得到CO2。计算锻烧1000t含杂质20%的石灰石能生产多少生石灰？ CaCO3 CaO+CO2↑ 高温 解：设能生产生石灰的质量为x CaCO3 CaO+CO2↑ 高温 100 56 1000t×（1-20%） x 100 1000t×（1-20%） 56 x x=448t 答：能生成生石灰的质量为448t 代入的质量必须是纯净物的质量 03 含有体积等单位换算的计算 实验室需要22.4L氧气做实验，需要多少克过氧化氢恰好完全反应？（氧气的密度为1.43g/L） 解：设需要过氧化氢的质量为X 2H2O2 2H2O+O2 MnO2 ↑ 68 32 X 22．4L×1.43g/L X 22．4L x=68.1g 答：需要68.1g过氧化氢恰好完全反应。 04 过量问题的计算 36g镁与30g氧气充分反应，能否生成66g氧化镁呢？ 2MgO 2Mg + O2 点燃 48 32 80 36g 24g 镁不足，不能生成66g氧化镁！ 30g 45g 氧气有剩余， 只能生成60g氧化镁！ 04 过量问题的计算 36g镁与30g氧气充分反应，能否生成66g氧化镁呢？ 2MgO 2Mg + O2 点燃 48 32 80 解： 参加反应的镁与氧气的质量比为48:32 因为 所以36g镁和30g氧气不是恰好完全反应，故不能生成66g氧化镁。 04 过量问题的计算 【升级1】36g镁与30g氧气充分反应，生成氧化镁的质量是多少？ 2MgO 2Mg + O2 点燃 48 32 80 解： 参加反应的镁与氧气的质量比为48:32 因为 所以36g镁和30g氧气不是恰好完全反应，氧气有剩余，36克镁完全参加反应。 36g x 设生成氧化镁的质量为x x=60g 答：生成的氧化镁的质量是60克。 04 过量问题的计算 【升级2】36g镁与30g氧气充分反应，能否生成66g氧化镁呢？若不能，请计算出结果。 2MgO 2Mg + O2 点燃 48 32 80 36g 24g 镁不足，不能生成66g氧化镁！ 30g 45g 氧气有剩余， 只能生成60g氧化镁！ 05 结合质量守恒定律进行计算 某同学在烧杯中加入了100.4克过氧化氢溶液（过氧化氢和水的混合物）和2.0克的二氧化锰制取氧气，充分反应后称得烧杯中的剩余物质的质量为99.2克。请计算过氧化氢溶液中过氧化氢的质量。 解：设过氧化氢溶液中过氧化氢的质量为X 2H2O2 2H2O+O2 MnO2 ↑ 氧气的质量为：100.4g+2.0g-99.2g=3.2g 68 32 X 3.2g x=68g 答：过氧化氢溶液中过氧化氢的质量是68g。 3 课堂小结 根据化学方程式计算的计算类型： （一）简单求解物质的质量 （二）不纯物质的计算 化学反应方程式中不管是反应物还是生成物,代入的都是纯物质的质量.如果遇到不纯反应物或生成物,应将不纯物质换算成纯物质的质量。 （三）含有体积等单位换算的计算 （四）过量问题的计算 （五）结合质量守恒定律进行计算 纯物质的质量 = 不纯物质的质量 ×纯度（质量分数） 4 典例分析 考点：化学反应中的有关计算 【典型例题】实验室用68 g过氧化氢溶液和2g二氧化锰制取氧气，实验的相关数据如图所示。 (1)二氧化锰作为催化剂在化学反应前后本身的________________都没有发生变化。 (2)反应生成氧气的质量为________g。 (3)参加反应的过氧化氢的质量是多少？ 质量和化学性质 1.6 解:设纯碱样品中碳酸钠的质量为x。 Na2CO3+CaCl2CaCO3↓+2NaCl 106 100 x 10.0 g = x=10.6 g 样品中氯化钠的质量分数=×100%≈11.7% 答:样品中氯化钠的质量分数为11.7%。 答案:(2)解:设石灰石样品中碳酸钙完全反应共生成的CO2质量为x。 CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑ 100 44 10 g x = x=4.4 g 答:石灰石样品完全反应后共生成二氧化碳的质量4.4 g。 解：设参加反应的过氧化氢的质量为x。 2H2O22H2O＋O2↑ 68　 32 x　 1.6 g ＝ x＝3.4 g 答：参加反应的过氧化氢的质量是3.4 g。 $$