内容正文:
九年级化学 上册·人教版2024
化 学 组
课题2 化学方程式
第三课时 根据化学方程式进行简单计算
第五单元 化学反应的定量关系
新 课 导 入
我国火箭发射所用燃料中的一种为液氢,助燃剂是液氧,写出火箭点火时发生反应的化学方程式。
2H2 + O2 2H2O
点燃
探 究 新 知
一、利用化学方程式进行计算的依据
知识回顾:分析化学方程式中的定量关系。
2H2 + O2 2H2O
点燃
粒子个数比
2 : 1 : 2
物质质量比
2×2
32
2×18
4 : 32 : 36
相对质量
质量守恒
4 + 32 = 36
每4份质量的H2和32份质量的O2反应生成36份质量的H2O 。
思考:若燃烧消耗4 kg的H2,同时需要多少千克的O2参与反应?能产生多少千克的H2O?
32 kg
36 kg
4 kg
实际质量
思考:若燃烧消耗16 kg的O2 ,参与反应的H2的质量为多少?同时产生多少千克的H2O?
2 kg
16 kg
18 kg
实际质量
学 习 目 标
一、利用化学方程式进行计算的依据
2.学会根据化学方程式进行简单计算,解决生产生活中的简单问题。
1.理解根据化学方程式进行简单计算的依据,形成利用质量关系和比例关系定量认识化学反应的一般思路。
3.结合实例体会通过化学反应实现物质转化的意义和价值,认识化学计算对于解决实际问题的重要意义。
旧 知 链 接
一、利用化学方程式进行计算的依据
1.计算相对分子质量:
KMnO4 ;KClO3 ; 2H2O ;2P2O5 ;
122.5
284
2.写出下列反应的化学方程式
(1)用高锰酸钾制取氧气 : ;
(2)电解水: ;
(3)实验室用双氧水制氧气: ;
2KMnO4
K2MnO4 + MnO2 + O2↑
2H2O + O2↑
MnO2
2H2O2
2H2O
通电
2H2 ↑ + O2↑
158
36
可能用到的相对原子质量: K 39 Mn 55 O 16 Cl 35.5 P 31
探 究 新 知
一、利用化学方程式进行计算的依据
2H2 + O2 2H2O
点燃
4 : 32 : 36
2 kg
16 kg
18 kg
在化学方程式中,各物质具有确定的比例关系。
利用化学方程式进行计算的依据
4 kg
32 kg
36 kg
8 kg
72 kg
64 kg
在化学方程式中,各物质的质量比是一个定值。
探 究 新 知
一、利用化学方程式进行计算的依据
2H2 + O2 2H2O
点燃
物质质量比
2×2
1×32
2×18
4 : 32 : 36
4P + 5O2 2P2O5
点燃
物质质量比
4×31
5×32
2×142
124 : 160 : 284
化学方程式中各物质的质量比=各物质的相对分子质量(或相对原子质量)与其化学式前化学计量数的乘积之比。
(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。
探 究 新 知
一、利用化学方程式进行计算的依据
1.(P1222)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.108∶96∶204 C.4∶3∶2 D.27∶16∶43
4Al + 3O2 2Al2O3
点燃
4×27 :
3×16×2 :
2×(27×2+16×3)
108 : 96 : 204
B
Al 27 O 16
2.在反应2Mg+O2 2MgO中,镁、氧气、氧化镁的质量比是( )
A.2:1:2 B.48:32:80 C.24:32:40 D.24:32:56
B
点燃
探 究 新 知
二、根据化学方程式进行简单计算
[例题1]P120在实验室使用高锰酸钾制取氧气时,如果加热分解7.9g高锰酸钾,可以得到氧气的质量是多少?
实际质量比
找质量比
列比例式
化学方程式中相关物质质量比
已知的物质质量
未知的物质质量
理论质量比
=
探 究 新 知
二、根据化学方程式进行简单计算
例1:在实验室使用高锰酸钾制取氧气时,如果加热分解7.9g高锰酸钾,可以得到氧气的质量是多少?
①设。未知量(x不能带单位)
解:设可得氧气的质量为x。
2KMnO4 ══ K2MnO4 + MnO2 + O2
△
②写。写出反应的化学方程式,并在已知量、未知量下划横线
2×(39+55+16×4)
7.9g
1×(16×2)
x
(3)标
上标:相关物质的化学计量数与相对分子质量的乘积
下标:已知量、未知量(带单位)
(5)解。解出x的值(带单位)
2×158 7.9g
32 x
=
(4)列。比例式
x
=
32×7.9g
2×158
=
0.8g
答:可以得到0.6g氧气。
(6)答。简明地写出答案
探 究 新 知
二、根据化学方程式进行简单计算
(1)设:根据题意设未知量;
(2)写:正确书写化学方程式;
(3)标:标出有关物质的量;
(4)列:列出比例式;
(5)解:求解;
(6)答:简明地写出答案。
上标相关物质的化学计量数与
相对分子质量的乘积
下标已知质量和未知数
根据化学方程式进行简单计算的步骤
设 写 标 列 解 答
探 究 新 知
二、根据化学方程式进行简单计算
2.工业上,煅烧石灰石(主要成分是CaCO3)产生的生石灰(CaO)和二氧化碳可分别用于生产建筑材料和化肥。制取5.6 t氧化钙,需要碳酸钙的质量是多少?
答:需要碳酸钙的质量为10t。
解:设需要碳酸钙的质量为x。
CaCO3 ══ CaO + CO2
100 56
x 5.6t
高温
100 x
56 5.6t
=
x =
100 ×5.6t
56
=10t
碳酸钙
氧化钙,可做食品干燥剂
①设。未知量(x不能带单位)
②写。写出反应的化学方程式,并在已知量、未知量下划横线
解。解出x的值(带单位)
列比例式
答。简明地写出答案
③标。上标:上标相关物质的化学计量数与相对分子质量的乘积
下标:已知量、未知量(带单位)
探 究 新 知
二、根据化学方程式进行简单计算
(1)设未知量时一定要注意不带单位,要写上“质量”二字。但是计算过程要带单位,求出来的未知物质也要有单位。(题目是克就用克,是千克就用千克,是吨就用吨)已知量和未知量单位不一致的要先进行单位换算,单位必须一致才能计算。
(2)写出方程式要注意配平,而且要注意方程式的完整,反应条件、气体和沉淀的符号要注意标明。
注意:
CaCO3 ══ CaO + CO2↑
工业上制取二氧化碳CO2的方法
探 究 新 知
二、根据化学方程式进行简单计算
(3)相关物质的相对分子质量写在相应化学式的下面,计算要正确,一定要注意用相对分子质量乘以化学式前面的系数,已知量和未知量写在相应相对分子质量的下边。
(4)解题步骤规范,过程完整;计算结果的小数位保留按题中要求进行,若题中没有要求,一般保留一位小数。求解出未知数的值后要带上单位。
(5)不纯物质质量需换算成纯物质的质量再代入计算 。
注意:
探 究 新 知
二、根据化学方程式进行简单计算
(5)只有纯净物的质量才能带入方程式中进行计算。
(6)计算时已知量若是气体体积,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)。
(7)计算常用的关系式:
物质的纯度(质量分数)=
纯物质的质量
含杂质物质的质量
×100%
注意:
纯净物的质量:①题中直接给;
②根据质量守恒定律:m气=m总—m剩; m沉淀=m总—m剩 ;
③m纯=m混×纯净物的质量分数%
探 究 新 知
例3:若实验室用过氧化氢溶液制取2瓶氧气,根据体积和密度折合出氧气的总质量为0.64 g。求反应中实际消耗的过氧化氢质量。(可能用到的相对原子质量:H 1 O 16)
未知量不用带单位
已知量带单位
化学方程式书写不正确
二、根据化学方程式进行简单计算
探 究 新 知
例3:若实验室用过氧化氢溶液制取2瓶氧气,根据体积和密度折合出氧气的总质量为0.64 g。求反应中实际消耗的过氧化氢质量。(可能用到的相对原子质量:H 1 O 16)
2×(2+32)
2×34
二、根据化学方程式进行简单计算
探 究 新 知
例3:若实验室用过氧化氢溶液制取2瓶氧气,根据体积和密度折合出氧气的总质量为0.64 g。求反应中实际消耗的过氧化氢质量。(可能用到的相对原子质量:H 1 O 16)
✔
✔
✔
✔
✔
✔
计算结果需要带单位
二、根据化学方程式进行简单计算
探 究 新 知
二、根据化学方程式进行简单计算
探 究 新 知
二、根据化学方程式进行简单计算
拓展应用:被称为清洁能源的天然气—甲烷(CH4),完全燃烧生成二氧化碳和水。12t甲烷完全燃烧后,会排放多少吨二氧化碳?
解:设排放二氧化碳的质量为x。
CH4 + O2 —— H2O + CO2
点燃
2
2
16 44
12t x
答:排放二氧化碳的质量为33t。
16 44
12t x
=
x =
44 ×12t
16
=33t
燃烧相同质量的不同燃料,比较排放的CO2多少
探 究 新 知
二、根据化学方程式进行简单计算
1.常规型:已知反应物(或生成物)的质量,利用化学
方程式求生成物(或反应物)的质量。
2.单位转换型:物质的体积、密度与质量间换算的有关 计算。
3.利用质量守恒定律来寻找已知量型
4.图表型
【补充】
探 究 新 知
二、根据化学方程式进行简单计算
1.常规型
【例】实验室用加热KMnO4制取氧气,现加热15.8gKMnO4,充分反应后可以制得氧气多少克?
解:设加热15.8gKMnO4,充分反应后可制得氧气的质量为x。
2KMnO4 K2MnO4+O2↑+MnO2
316
32
15.8g
x
=
316
32
15.8g
x
x
=
1.6g
答:加热15.8gKMnO4,充分反应后可以制得1.6g氧气。
探 究 新 知
二、根据化学方程式进行简单计算
【例】足量的镁与标准状况下11.2L的氧气(氧气密度为1.43g/L)充分反应,生成氧化镁的质量为多少?
2.单位转换型
解:11.2L氧气的质量为11.2L×1.43g/L≈16g
设生成氧化镁的质量为x。
2Mg + O2 2MgO
点燃
32
80
16g
x
32
80
16g
x
=
=
x
40g
答:生成氧化镁的质量为40g。
探 究 新 知
二、根据化学方程式进行简单计算
3.利用质量守恒定律来寻找已知量型
【例】久置的过氧化氢溶液,其中部分过氧化氢会分解生成氧气。某兴趣小组对实验室中一瓶久置的过氧化氢溶液(质量分数为30%)进行实验。测得相关数据如下:
过氧化氢溶液质量34.0g
二氧化锰
0.5g
剩余质量
33.7g
+
至质量不再减少
(1)根据质量守恒定律,反应生成氧气的质量为 。
(2)计算该过程中产生氧气需要过氧化氢的质量。
0.8g
探 究 新 知
二、根据化学方程式进行简单计算
过氧化氢溶液质量34.0g
二氧化锰
0.5g
剩余质量
33.7g
+
至质量不再减少
(1)根据质量守恒定律,反应生成氧气的质量为 。
(2)计算该过程中产生氧气需要过氧化氢的质量。
0.8g
2H2O2 2H2O + O2↑
MnO2
解:设需要过氧化氢的质量为x。
68
32
x
0.8g
68
32
x
0.8g
=
x
=
1.7g
答:该过程中产生氧气需要过氧化氢的质量为1.7g。
探 究 新 知
二、根据化学方程式进行简单计算
4.图表型
【例1】实验室用加热KMnO4制取氧气,现用一定量KMnO4加热制取氧气,产生氧气的量与时间关系如图所示。
(1)完全反应时,制得氧气的质量是多少?
(2)有多少KMnO4发生了反应?
氧气的质量/g
时间/t
3.2
t1
(1)由图可知,制得的氧气质量为3.2g。
(2)解:设制得3.2g氧气,需加热KMnO4的质量为x。
探 究 新 知
二、根据化学方程式进行简单计算
【例1】实验室用加热KMnO4制取氧气,现用一定量KMnO4加热制取氧气,产生氧气的量与时间关系如图所示。
(1)完全反应时,制得氧气的质量是多少?
(2)有多少KMnO4发生了反应?
氧气的质量/g
时间/t
3.2
t1
(2)解:设制得3.2g氧气,需加热KMnO4的质量为x。
2KMnO4 K2MnO4+O2↑+MnO2
316
32
3.2g
x
=
316
32
3.2g
x
x
=
31.6g
答:有31.6g KMnO4发生了反应。
探 究 新 知
二、根据化学方程式进行简单计算
【例2】实验室用加热KMnO4制取氧气,现将31.6g KMnO4放入大试管中进行加热,并在不同时刻测定试管内剩余固体的质量,质量变化如下表所示。
反应时间/min 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0
剩余固体质量/g 30.8 30.0 29.2 28.4 28.4 m
根据图表回答:
(1)m的值是多少?
(2)充分反应后得到氧气的质量为多少?
(3)反应后得到MnO2的质量为多少?
(1)由表中数据可知,第5.0min时,剩余固体质量不发生改变,则m的值为28.4。
(2)充分反应后得到氧气的质量为31.6g-28.4g=3.2g。
探 究 新 知
二、根据化学方程式进行简单计算
【例2】实验室用加热KMnO4制取氧气,现将31.6g KMnO4放入大试管中进行加热,并在不同时刻测定试管内剩余固体的质量,质量变化如下表所示。
反应时间/min 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0
剩余固体质量/g 30.8 30.0 29.2 28.4 28.4 m
根据图表回答:(3)反应后得到MnO2的质量为多少?
(3)解:设反应后得到 MnO2的质量为x。
2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑
32
3.2g
x
87
=
87
32
3.2g
x
答:反应后得到 MnO2的质量为8.7g。
x
=
8.7g
探 究 新 知
二、根据化学方程式进行简单计算
【例3】氢气是理想的高能燃料,其燃烧产物对环境无污染。若充分燃烧8g氢气,在标准状况下,最少需要氧气的体积为多少?(标准状况下氧气的密度约为1.43g/L)
解:设需要氧气的质量为x。
2H2 + O2 2H2O
点燃
x=64g
氧气的体积为 ≈44.76L
答:最少需要氧气44.76L。
4
32
x
8g
=
4
32
8g
x
64g
1.43g/L
练 习 与 运 用
1.(P1228)氢气在氯气中燃烧生成氯化氢的反应可用于工业制备盐酸,请写出该反应的化学方程式,并计算100kg氢气完全反应需要氯气的质量和生成氯化氢的质量。【相对原子质量:H-1 Cl-35.5】
①
②
③
思考:还有其他计算方法吗?
H2+Cl2
点燃
2HCl
①
②解:设需要氯气的质量为x 。
H2 + Cl2
点燃
2HCl
1X2
35.5X2
100kg
x
2 100kg
71 x
=
x =
71 ×100kg
2
=3550kg
③解:设生成氯化氢的质量为y 。
H2 + Cl2
点燃
2HCl
1X2
2X(1+35.5)
100kg
y
2 100kg
73 y
=
y =
73 ×100kg
2
=3650kg
答:需要氯气的质量为3550kg,生成氯化氢的质量为3650kg。
练 习 与 运 用
2.(P1243)如果采用以下物质分解的方法制取相同质量的氧气,消耗原料质量最小的是( )。
A.H2O2 B.KMnO4 C.HgO D.H2O
解:设需要消耗原料的质量分别为x、y、z、w,氧气的质量为m。
2H2O2 2H2O + O2↑
MnO2
68
32
x
m
68
32
x
m
=
x
=
68m
32
2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑
316
32
m
y
=
316
32
m
y
y
=
316m
32
练 习 与 运 用
2.(P1243)如果采用以下物质分解的方法制取相同质量的氧气,消耗原料质量最小的是( )。
A.H2O2 B.KMnO4 C.HgO D.H2O
解:设需要消耗原料的质量分别为x、y、z、w,氧气的质量为m。
2HgO 2Hg + O2↑
△
434
32
z
m
434
32
z
m
=
z
=
434m
32
2H2O 2H2↑ + O2↑
36
32
m
w
=
36
32
m
w
w
=
36m
32
D
通电
练 习 与 运 用
3.(P1246)火力发电厂为防止燃煤烟气中的二氧化硫污染环境,使用石灰石进行烟气脱硫,产生的硫酸钙可用于生产建筑材料。这个过程中会发生化学反应:2CaCO3 + 2SO2 + O2 2CaSO4 + 2CO2;某火力发电厂每年燃煤产生20 000 t二氧化硫,如果通过以上反应进行吸收,至少需要碳酸钙的质量是多少?
解:设需要碳酸钙的质量为x。
2CaCO3 + 2SO2 + O2 2CaSO4 + 2CO2
200
128
x
20000t
200
128
x
20000t
=
x
=
200×20000t
128
=
31250t
答:需要碳酸钙的质量是31250t。
练 习 与 运 用
4.(P1257)某新能源汽车以氢气为燃料,使用1kg氢气平均可行驶150 km。如果通过电解水产生氢气,1000kg水分解产生的氢气理论上可供这辆汽车行驶多远?
解:设1000kg水可分解产生氢气的质量为x。
2H2O 2H2↑ + O2↑
通电
36
4
1000kg
x
36
4
=
1000kg
x
x
=
1000kg×4
36
=
1000kg
9
1000
9
×150km
=
16667km
答:可供这辆汽车行驶16667km。
计算步骤
利用化学方程式的简单计算
理论依据
基本依据
在化学方程式中,各物质是质量比是一个定值
化学方程式
1.设未知量
3.标:找出相关量的质量关系
2.写化学方程式
4.列比例式求解
应用
质量守恒定律
5.解:解出未知数
6.答:简明地写出答
课 堂 小 结
课 后 练 习
1.依据化学方程式 判断,下列信息不正确的是( )
A.该反应为分解反应
B.该反应发生需要的条件是通电
C.该反应中,三种物质的质量比为2:4:3
D.制取5.4 kg金属铝至少需要电解10.2kg的Al2O3
C
2Al2O3 4Al+3O2↑
通电
2.在反应A+5B=3C+4D中,已知2.2gA与8.0gB恰好完全反应生成6.6gC。又知A的相对分子质量为44,则D的相对分子质量为( )
A.18 B.36 C.54 D.72
A
课 后 练 习
3.若电解18克水,理论上可以得到氧气多少克?(根据化学方程式列式计算)
答:理论上可以得到氧气16 g。
【解】设:理论上可以得到氧气的质量为x。
36 32
18g x
36 18g
32 x
=
x =16 g
2H2O ══ 2H2 + O2
通电
课 后 练 习
4.找出解题过程中的错误。若火箭升空携带4kg的液氢,至少需要多少千克的液氧来满足这些液氢的完全燃烧?
H2 + O2 H2O
解:设需要液氧的质量为x。
x
4 kg
答:需要64kg的液氧。
x=64kg
32
2
x
——
4
=
32
——
2
先标出质量比,再标出已知量和未知量
化学方程式未配平且没写反应条件
计算中要带单位
计算结果要正确
点燃
课 后 练 习
5.实验室做氧气的性质实验时需4kg氧气,若实验室以过氧化氢为原料制取氧气,需过氧化氢的质量是多少?
2H2O2 2H2O + O2
解:设生成4kg氧气需过氧化氢的质量为x。
4kg
2×34
32
MnO2
x
x不带单位
已知量不要忘记带单位
化学方程式需配平
答:需8.5kg的过氧化氢。
x =8.5kg
=
x
68
32
4kg
计算结果要有单位
感 谢 您 的 聆 听!
化 学 组
$