内容正文:
第三节 化学反应中的有关计算
知识点1 化学方程式计算的依据
1.理论证据
化学反应都遵循_____________。
2.计算依据
根据化学方程式中物质的_________之比等于_________之比,
进行化学反应中的相关定量计算。
质量守恒定律
相对质量
实际质量
知识点2 化学方程式计算的步骤
考点1 已知反应物的质量,求其他物质的质量
典例1 [2025·德州]液氢和液氧是火箭发射的常用推进剂。已知
卫星要被送达预定轨道,火箭至少要充分燃烧200 kg的液氢才
能产生足够的能量。为使这些液氢完全燃烧,火箭发动机贮箱
中装入液氧的质量至少为多少?(写出计算过程)
思路导析 根据质量守恒定律和化学方程式的意义进行分析计算,在化学方程式中,各物质的相对质量之比等于实际质量之比。
变式1 [2025·云南改编]捕集CO2合成尿素[CO(NH2)2],可实现CO2
资源化利用,转化流程如图所示。下列说法不正确的是( )
A.理论上,反应②中每有0.6 tH2参
加反应,生成NH3的质量为3.4 t
B.理论上,反应③中参加反应的NH3
和CO2的质量比为17∶22
C.该转化流程中,H2O可循环利用,无需额外补充
D.该转化流程中,分子总数减少
(2)若①中生成的水全部参与②,则消耗的CO2与生成的O2的分
子个数比为_____。
1∶1
变式3 [文化遗产][2025·新疆]《天工开物》记载了用锡砂
(主要成分为SnO2)冶炼金属锡(Sn)的方法,其反应原理为:
C+SnO2 Sn+CO2↑。用含SnO2 15.1 t的锡砂,理论上
可炼出锡的质量是多少?(写出计算过程)
考点2 已知生成物的质量,求反应物的质量
典例2 [2025·眉山]过氧化钠(Na2O2)可在消防员的呼吸面具或
潜水艇中作为氧气的来源。反应原理是2Na2O2+2CO2===2Na2CO3
+O2。据资料得知,每人每天消耗氧气1.6千克。某潜水艇上有
50人,假设所需要的O2全部由Na2O2来提供,则该潜水艇一天所
需的Na2O2的质量是多少?(写出计算过程)
思路导析 先计算出50人一天所需的氧气的质量,再结合化学方程式计算即可。
变式1 [2025·凉山]某班同学在探究制取O2的多种方法时,通
过查阅资料得知过氧化钠(Na2O2)能与H2O反应生成O2。为测定实
验室中某过氧化钠样品的纯度(质量分数),他们将2 g该样品与
足量水反应(反应原理为2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,杂质不
参与反应),并测得生成气体的质量与时间的关系如图所示。
请完成下列题目:
(1)生成氧气的质量是_____g。
(2)计算该样品中过氧化钠的质量分数。
0.32
变式2 [2026·沧州期中]某校化学兴趣小组在实验室对32 g含
杂质的高锰酸钾样品进行加热(杂质不参与反应),称量不同时
间剩余固体的质量,并记录数据如表:
(1)到__(填时间)时高锰酸钾完全反应。
(2)计算高锰酸钾样品中高锰酸钾的质量分数(要求有必要的化
学方程式和计算步骤)。
时间/s t0 t1 t2 t3 t4
质量/g 32 31.2 30.4 28.8 28.8
t3
解析:(1)根据表格数据可知,t3固体质量不再变化,此时高
锰酸钾完全反应。
解:设要充分燃烧200 kg的液氢,火箭发动机贮箱中装入液氧的质量至少为x。
2H2 + O2eq \o(=====,\s\up14(点燃))2H2O
4 32
200 kg x
eq \f(4,32)=eq \f(200 kg,x) x=1 600 kg
答:火箭发动机贮箱中装入液氧的质量至少为1 600 kg。
变式2 载人航天器利用CO2进行O2再生,反应如下:
①CO2+4H2eq \o(=====,\s\up14(催化剂),\s\do15(△))CH4+2H2O;
②2H2Oeq \o(=====,\s\up14(通电))2H2↑+O2↑。
(1)①中,若消耗44 kg CO2,计算理论上生成CH4的质量(写出计算过程及结果)。
解:设消耗44 kg CO2,理论上生成CH4的质量为x。
CO2+4H2eq \o(=====,\s\up14(催化剂),\s\do15(△))CH4+2H2O
44 16
44 kg x
eq \f(44,16)=eq \f(44 kg,x) x=16 kg
答:生成CH4的质量是16 kg。
eq \o(=====,\s\up16(高温))
解:设可炼出锡的质量为x。
C+SnO2eq \o(=====,\s\up14(高温))Sn+CO2↑
151 119
15.1 t x
eq \f(151,119)=eq \f(15.1 t,x)
x=11.9 t
答:理论上可炼出锡的质量是11.9 t。
解:该潜水艇一天所需氧气的质量为1.6 kg×50=80 kg。
设该潜水艇一天所需的Na2O2的质量是x。
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
156 32
x 80 kg
eq \f(156,32)=eq \f(x,80 kg) x=390 kg
答:该潜水艇一天所需的Na2O2的质量是390 kg。
解:设该样品中过氧化钠的质量为x。
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
156 32
x 0.32 g
eq \f(156,32)=eq \f(x,0.32 g) x=1.56 g
eq \f(1.56 g,2 g)×100%=78%
答:该样品中过氧化钠的质量分数为78%。
解:设样品中高锰酸钾的质量为x。
2KMnO4eq \o(=====,\s\up14(△))K2MnO4+MnO2+O2↑
316 32
x 3.2 g
eq \f(316,32)=eq \f(x,3.2 g) x=31.6 g
样品中高锰酸钾的质量分数为eq \f(31.6 g,32 g)×100%=98.75%
答:样品中高锰酸钾的质量分数为98.75%。
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