内容正文:
化学式的基础计算
思维导图
知识要点:
1. 计算相对分子质量。
2. 计算化合物中各元素的质量比。
3. 计算化合物中某元素的质量分数。
一、相对分子质量
1. 定义:化学式中各原子的相对原子质量的总和。
2. 计算相对分子质量的步骤。
(1)写:写出正确的化学式。
(2)查:利用相对原子质量表,查出各原子的相对原子质量。
(3)算:根据化学式中各原子的相对原子质量总和求出相对分子
质量。
3. 结晶水合物中的“·”表示结合的含义,在计算结晶水合物的相对分
子质量时应将“·”前后两部分的相对分子质量“加”在一起。
二、元素的质量比和质量分数的确定
1. 计算化合物中各元素的质量比。
以物质AmBn为例,A、B两元素的质量比A∶B=(A的相对原子质量×m)∶(B的相对原子质量×n)。
2. 计算化合物中某元素的质量分数。
某元素的质量分数=×100%。
3. 求化合物中某元素的质量:某元素的质量=化合物的质量×该元
素的质量分数。
知识点一:相对分子质量
已知一个N2O分子的质量为n kg,一个N2O3分子的质量为m kg,若
以氮原子质量的作为标准,则N2O3的相对分子质量为 ( )
A. B. C. D.
分别计算出氧原子和氮原子的质量,从而求出N2O3的相对
分子质量。
一个N2O分子中含有2个氮原子和1个氧原子,一个N2O3分子
中含有2个氮原子和3个氧原子,故1个氧原子的质量为(1个N2O3分子的
质量-1个N2O分子的质量)= kg,1个氮原子的质量为(1个N2O分子的质量-1个氧原子的质量)= kg。氧原子的相对原子质量为
( kg)÷()氮原子的相对原子质量为
14,则N2O3的相对分子质量为14×2。
A
理解并掌握相对分子质量的计算方法是解答本题的关键。
据报道,“火星快车号”探测器在火星大气层中发现了一种
二氧化碳分子,它的化学式可表示为C16O18O(元素符号左上角的数字代表该原子的质量数,质量数=质子数+中子数)。
(1)已知16O和18O都属于氧元素,其中18O原子的质子数是 ,中子数是 。
(2)计算得到C16O2的相对分子质量为44,则C16O18O的相对分子质量约
为 。
8
10
46
知识点二:化合物中各元素的质量比
传统中药金银花含有的“绿原酸”具有抗菌杀毒的作用。“绿原酸”的
化学式为C16HxO9,已知其相对分子质量为354,请计算:
(1)化学式C16HxO9中的x= 。
(2)“绿原酸”中碳元素和氧元素的质量比为 。
(1)根据相对分子质量的定义即可解答。(2)根据化合
物中某元素的质量=该元素原子的相对原子质量×原子个数进行解答。
(1)“绿原酸”的相对分子质量为
12×16+x×1+16×9=354,解得x=18。(2)“绿原酸”中碳元素和氧元素的质量比为(12×16)∶(16×9)=4∶3。
(1)18 (2)4∶3
本题考查化学式的相关计算,根据化学式所表示的意义结
合相关知识进行计算是解题的关键。
【常州】景德镇的高岭土[主要成分为Al2Si2O5(OH)n]是制造陶瓷器的优良原料。经分析,其中铝、氧元素的质量比为3∶8,则( D )
A. n=1 B. n=2 C. n=3 D. n=4
【解析】Al2Si2O5(OH)n中铝元素和氧元素的质量比为(27×2)∶
[16×(5+n)]=3∶8,解得n=4。
D
知识点三:化合物中某元素的质量分数
某品牌儿童咀嚼钙片的标签内容如图所示。
(1)碳酸钙(CaCO3)的相对分子质量为 。
(2)钙片中钙元素的质量分数为多少?
(3)一岁以后的儿童每天补钙应该不小于0.6 g。若这些钙全部来自该
咀嚼钙片,则每日至少需服用几片?
(1)根据求相对分子质量的方法进行计算即可。(2)先
求出碳酸钙中钙元素的质量分数,再根据钙片中含碳酸钙80%求出钙片
中钙元素的质量分数。(3)一岁以后的儿童每天补钙的质量与每片钙
片所含钙元素的质量的比值就是需要的片数。
(1)碳酸钙的相对分子质量为40+12+3×16=100;故答案为:100。
(2)碳酸钙中钙元素的质量分数为×100%=40%;根据题意,钙片
中含碳酸钙80%,所以钙片中钙元素的质量分数为80%×40%=32%。
(3)根据题意,每片钙片含有钙元素的质量为2 g×32%=0.64 g。0.64
g>0.6 g,所以每天补钙不小于0.6 g,若这些钙全部来自该咀嚼钙片,则每日至少需服用1片。
本题考查化合物中某元素的质量计算、相对分子质量的计
算以及元素的质量分数的计算等,掌握相关的计算方法是解题的关键。
葡萄糖酸锌是一种补锌剂,其化学式为C12H22O14Zn。
(1)葡萄糖酸锌的相对分子质量是 。
(2)葡萄糖酸锌中碳、氢元素的质量比为 。
(3)葡萄糖酸锌中,锌元素的质量分数约为 (计算结果精确
到0.1%)。
(4)455 g质量分数为1%的葡萄糖酸锌溶液中含有锌元素的质量
为 。
455
72∶11
14.3%
0.65 g
如下表所示为国家对“饮酒驾车”和“醉酒驾车”的标准,白酒、红酒和啤酒中均含有乙醇(俗称酒精,化学式为C2H5OH),饮酒后酒精进入人体血液中。请回答下列问题:
饮酒驾车 20 mg/100 mL≤血液中的酒精含量<80 mg/100 mL
醉酒驾车 血液中的酒精含量≥80 mg/100 mL
(1)某人饮酒后驾车被交警发现,经测定其每100 mL血液中的酒精含
量为93 mg,属于 驾车。
(2)乙醇的相对分子质量为 ,乙醇中碳、氢、氧元素的质量
比为 。
(3)乙醇(C2H5OH)中碳元素的质量分数约为 (结果保留一
位小数)。
(4)4.6 g乙醇中氢元素的质量与多少克水中氢元素的质量相同?
根据表中信息,结合乙醇的化学式进行相关的计算即可。
(1)93 mg>80 mg,故属于醉酒驾车;故答案为:醉酒。
(2)乙醇的相对分子质量为12×2+1×6+16×1=46;乙醇中碳、氢、氧元素的质量比为(12×2)∶(1×6)∶(16×1)=12∶3∶8。故答案为:46;12∶3∶8。
(3)乙醇(C2H5OH)中碳元素的质量分数为×100%≈52.2%。故答案为:52.2%。
(4)设与4.6 g乙醇中所含氢元素的质量相等的水的质量为x。
4.6 g××100%=x××100%,解得x=5.4 g。
所以4.6 g乙醇与5.4 g水中所含氢元素的质量相等。
化学式的相关计算要熟练应用相关公式进行解答。
1. 制造口罩时,常用环氧乙烷(CxH4O)灭菌,已知环氧乙烷的相对分
子质量与二氧化碳的相对分子质量相同,则CxH4O中x的值为( A )
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
2. 已知X、Y两元素的相对原子质量之比为2∶1,由这两种元素组成的化
合物中,X、Y元素的质量比为2∶3,其中X元素的化合价为+a,则在此化合物中Y元素的化合价为( B )
A. - B. - C. -a D. -
A
B
3. 【山西】下列四种均含碳、氢元素的有机化合物中,碳元素和氢元素
的质量比为4∶1的是( B )
A. 甲烷(CH4) B. 乙醇(C2H6O)
C. 丙烷(C3H8) D. 醋酸(C2H4O2)
4. 某化合物中各元素的质量分数如图所示,则该化合物为( A )
A. NH4HCO3 B. (NH4)2SO4
C. CO(NH2)2 D. NH3·H2O
B
A
【解析】由图示数据可知,该化合物中C、H、O、N元素的原子个数比
为≈1∶5∶3∶1。再结合各选项的化学式可知选项A符合题意。
5. 已知一个SO2分子的质量为n kg,一个SO3分子的质量为m kg,若以一
个硫原子质量的作为标准,则SO2的相对分子质量为( C )
A. B. C. D.
【解析】1个氧原子的质量为(m-n) kg,则1个硫原子的质量为[n-2
(m-n)] kg=(3n-2m) kg;若以一个硫原子质量的。
C
6. X、Y两种元素形成化合物甲和乙,甲的化学式为XY2,其中Y元素的质
量分数为50%,乙中Y元素的质量分数为60%,则乙的化学式为
( B )
A. XY B. XY3 C. X2Y3 D. X3Y
B
【解析】甲的化学式为XY2,其中Y元素的质量分数为50%,且甲中Y元
素与X元素的原子个数之比为2∶1,则X元素与Y元素的相对原子质量之比
为2∶1;乙中Y元素的质量分数为60%,则乙中X元素与Y元素的质量比为
(1-60%)∶60%=2∶3,因为元素的质量比等于元素的相对原子质量与原子个数的乘积之比,设乙的化学式为XaYb,所以2∶3=(2×a)∶
(1×b),解得b=3a,取a=1,则b=3,即乙的化学式为XY3。
7. 【内江】钙是人体必需的常量元素,人体缺钙时可适当使用补钙剂。
碳酸钙(CaCO3)、乳酸钙(C6H10O6Ca)是补钙剂中常用的含钙物质。
(1)乳酸钙中氢原子和氧原子的个数比为 (填最简整数比,下
同),碳元素和钙元素的质量比为 。
(2)碳酸钙中钙元素的质量分数为 ;从元素质量分数的角度
推断,用 (填物质名称)作补钙剂中的含钙物质更好。
5∶3
9∶5
40%
碳酸钙
8. 【郴州】硅胶是一种常用的干燥剂。利用氯化钴含有不同数目的结晶
水呈现不同颜色的性质,在制备硅胶时加入一些氯化钴得到变色硅胶。
用CoCl2·xH2O表示含结晶水的氯化钴,请据此计算:
(1)若其中一种含结晶水的氯化钴的相对分子质量为238,则
x= ,该结晶水合物中氯、氧的原子个数比为 (填最简整数比)。
(2)若x=2,则氧元素的质量分数约为 (计算结果精确到
0.1%)。
6
1∶3
19.3%
9. 有质量相同的四种气体:①氮气;②氢气;③氧气;④二氧化碳。它
们所含的分子数按由多到少的顺序排列是( A )
A. ②①③④ B. ②③④①
C. ④③①② D. ①②③④
A
10. 某气体可能由CO、CO2和O2中的一种或几种组成,该气体中碳与氧的
质量比为3∶5,则该气体可能是( B )
A. 只由CO组成的纯净物 B. 由CO和CO2共同组成的混合物
C. 只由CO2组成的纯净物 D. 由CO2和O2共同组成的混合物
B
【解析】CO、CO2中碳与氧的质量比分别是12∶16=3∶4和12∶(16×2)=3∶8,所以不可能是某一种物质,也不可能是二氧化碳与氧气的混合物,因为那会使碳、氧的质量比大于3∶8,即混合物中必然有一种气体碳与氧的质量比小于3∶5,而另一种大于3∶5,所以该混合物可能是CO、CO2的混合气体,CO、O2的混合气体,CO、O2和CO2的混合气体。
11. 某研究团队用新方法制得了NaN5·3H2O,该化合物中含有等微
粒,已知N的原子序数为7,则下列有关说法中错误的是( A )
A. NaN5·3H2O的相对分子质量的计算过程为:23+7×5+3×(1×2+16)=112
B. NaN5·3H2O是一种化合物
C. NaN5·3H2O中每个中共含有35个质子和36个电子
D. NaN5·3H2O中的化合价为-1
A
12. 世界卫生组织把铝列为食品污染源之一,每人每日的铝摄入量应控
制在0.004 g以下。已知1 kg某种面食中加入了2 g明矾[化学式为KAl
(SO4)2·12H2O]。
(1)明矾的相对分子质量为 。
(2)明矾中K、Al、S、O、H元素的质量比为 。
(3)铝元素的质量分数约为 (计算结果精确到0.1%)。
474
39∶27∶64∶320∶24
5.7%
(4)如果某同学一天吃了100 g上述面食,请通过计算说明该同学的铝
摄入量是否超过安全摄入量。(写出计算过程)
【答案】某同学一天吃了100 g上述面食所摄入的铝的质量为
×100 g×5.7%=0.0114 g>0.004 g,所以该同学的铝摄入量超过安全
摄入量。
13. 某物质由碳、氢、氧三种元素组成,如图甲所示为该物质的元素质
量分数扇形图,如图乙所示为该物质的分子结构模型图。据图分析,下
列关于该物质的说法中正确的是( D )
A. X、Y、Z元素分别表示碳、氢、氧
B. 该物质的化学式可表示为CH6O2
C. 该物质的相对分子质量为105
D. 该物质的分子中碳、氢、氧三种原子的个数比为2∶6∶1
D
【解析】由题图可知,某物质由碳、氢、氧三种元素组成,且1个分子
由2个Z原子、6个X原子和1个Y原子构成,则其化学式可表示为Z2X6Y;1
个分子中含有6个X原子,但X元素的质量仅占13.0%,则X元素的相对原
子质量较小,为氢元素;由此可确定其化学式为C2H6O,则该物质的相
对分子质量为12×2+1×6+16=46,该物质的分子中碳、氢、氧三种原子
的个数比为2∶6∶1。
14. 大多数厨师炒菜时,既加料酒又加醋,可使菜变得香美可口,原因
是醋中的乙酸与料酒中的乙醇生成了乙酸乙酯。下表中是几种常见的
酯,请据此回答下列问题:
酯的名称 甲酸甲酯 甲酸乙酯 乙酸甲酯 乙酸乙酯
化学式 C2H4O2 C3H6O2 C3H6O2 X
(1)甲酸甲酯(C2H4O2)中碳元素、氢元素、氧元素的质量比
为 。
(2)甲酸乙酯(C3H6O2)中氧元素的质量分数约为 (计算结
果精确到0.1%)。
6∶1∶8
43.2%
(3)含7.2 g碳元素的乙酸甲酯的质量是多少克?(写出计算过程)
【答案】含7.2 g碳元素的乙酸甲酯的质量为7.2
g÷=14.8 g。
(4)比较、归纳是学习化学的重要方法,据表推测X的化学式
为 。
C4H8O2
$$