高中化學(xué)必修一有關(guān)化學(xué)方程式計(jì)算例題及變式練習(xí)

1、有關(guān)化學(xué)方程式的計(jì)算1.關(guān)系式法實(shí)際化工生產(chǎn)中以及化學(xué)工作者進(jìn)行科學(xué)研究時(shí)，往往涉及到多步反應(yīng)：從原料到產(chǎn) 品可能要經(jīng)過若干步反應(yīng)；測定某一物質(zhì)的含量可能要經(jīng)過若干步中間過程。對于多步 反應(yīng)體系，依據(jù)若干化學(xué)反應(yīng)方程式，找出起始物質(zhì)與最終物質(zhì)的量的關(guān)系，并據(jù)此列 比例式進(jìn)行計(jì)算求解的方法，稱為 關(guān)系式”法。關(guān)系式法常常應(yīng)用于多步進(jìn)行的連續(xù)反應(yīng)。在多步反應(yīng)中，第一步反應(yīng)的產(chǎn)物，即是 下一步反應(yīng)的反應(yīng)物。根據(jù)化學(xué)方程式，每一步反應(yīng)的反應(yīng)物和生成物之間有一定的量的關(guān)系，即物質(zhì)的量之比是一定的。所以，可以利用某中間物質(zhì)作為中介”，找出已知物質(zhì)和所求物質(zhì)之間的量的關(guān)系。它是化學(xué)計(jì)算中的基本解題方法之一，

2、利用關(guān)系式法可以將多步計(jì)算轉(zhuǎn)化為一步計(jì)算，免去逐步計(jì)算中的麻煩， 簡化解題步驟，減少運(yùn)算量，且計(jì)算結(jié)果不易出錯(cuò)，準(zhǔn)確率高。其中包括守恒法。所謂“守恒”就是以化學(xué)反應(yīng)過程中存在的某些守恒關(guān)系如質(zhì)量守恒、元素守恒、得失電子守恒，電荷守恒等。運(yùn)用守恒法解題可避免在紛紜復(fù)雜得解題背景中尋找關(guān)系式，提高解題的準(zhǔn)確度。在進(jìn)行多步反應(yīng)的計(jì)算時(shí)，一般的解題步驟為：(1)寫出各步反應(yīng)的化學(xué)方程式；(2)根據(jù)化學(xué)方程式找出作為中介的物質(zhì)，并確定已知物質(zhì)、中介物質(zhì)、所求物質(zhì)之間的量(質(zhì)量或物質(zhì)的量或相同條件下氣體的體積)的關(guān)系；(3)確定已知物質(zhì)和所求物質(zhì)之間的量的關(guān)系；(4)根據(jù)所確定的已知物質(zhì)和所求物質(zhì)之間的量

3、的關(guān)系和已知條件進(jìn)行計(jì)算?！纠}1】用CO還原10.0 g某磁鐵礦石樣品(所含的雜質(zhì)不參加反應(yīng))，生成的CO2再跟過量的石灰水反應(yīng)，得到12.8 g沉淀。求磁鐵礦石中 Fe3O4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。解析：本題發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)有：|高瀛Fe3O4+4CO3Fe+4CO2CO2+Ca(OH)2=CaCO3 J +HO可以用 CO2作為'中介”得出下列關(guān)系：Fe3O44 CO24CaCO3,即：Fe3O4 4 CaCO3o然后利用兩者之間的質(zhì)量關(guān)系或物質(zhì)的量關(guān)系進(jìn)行計(jì)算。高溫Fe3O4+4CO3Fe+4CO 2CO2+Ca(OH)2=CaCO3 J +HO根據(jù)化學(xué)方程式，找出關(guān)系式：Fe3O4 4 C

4、aCO3232400m(Fe3O4)12.8 g232 12.8 g m(Fe3O4)= = 7.42 g400co(Fe3O4)= 7.42 g 100% = 74.2%10.0 g答：該磁鐵礦石中 Fe3O4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為74.2%?！纠}2】0.6 mol鎂與足量稀硫酸反應(yīng)，得到的氫氣與多少克氯酸鉀完全分解制得的氧氣恰好完全反應(yīng)？解析：此題涉及三個(gè)化學(xué)方程式Mg + H 2SO4 = MgSO 4 + H 2 T點(diǎn)想2H2 + O2 - 2H 2OMnO22KC1O 3, 2KCl + 30 2 TA由以上方程式可得下列關(guān)系式Mg H1/2 O1/3 KC1O即 3Mg KC1O 33 m

5、ol 122.5 g0.6 mol m(KClO 3)m(KClO3)=122.5g 0.6 mol3 mol= 24.5 g例2 將純鐵絲5.21g溶于過量稀鹽酸中，在加熱條件下，用2.53gKNO 3去氧化溶液中Fe2+,待反應(yīng)后剩余的 Fe2小離子尚需12mL0.3mol/LKMnO 4溶液才能完全氧化，則 KNO 3被還原后的產(chǎn)物為()A、N2 B、NOC、NO2D、NH4NO3【解析】根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子的總數(shù)相等，F(xiàn)e2+變?yōu)镕e*失去電子的總數(shù)等于NO3一和MnO4一得電子的總數(shù)設(shè)n為KNO3的還原產(chǎn)物中N的化合價(jià)，則(5.21g 與6g/moL)X(3 2)=0.012L

6、 X0.3mol/L >(72) + (2.53g T01g/mol) .5 n)解得n=3故KNO 3的還原產(chǎn)物為 NO。答案為(B)典例變式11. (1)根據(jù)下列反應(yīng)找出 Fea與KMnO 4的關(guān)系式高溫4FeS2+11O22Fe2O3 + 8SO22KMnO 4+5SO2+2H2O = K2SO4+2MnSO 4+2H2SO4(2)根據(jù)下列反應(yīng)找出 C和NH3的關(guān)系高溫C+H 20(g) CO+H 2催化劑CO+H 20(g) CO2+H2催化劑N2+3H2、高溫高壓,2NH32. 2.7 g某錢態(tài)氮肥(不含NO3)與過量氫氧化鈣混合后加熱， 將放出的氨氣通入 25 mL 2 mo

7、l/L的H2SO4溶液中，氨被充分吸收后，剩余的H2SO4恰好跟20 mL 3 mol/L的NaOH溶液反應(yīng)。求該錢態(tài)氮肥中N的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。例1、有一在空氣中放置了一段時(shí)間的KOH固體，經(jīng)分析測知其含水 2.8%、含&CO37.3%取1g該樣品投入 25mL2mol/ L的鹽酸中后，多余的鹽酸用 1.0mol/LKOH容 液30.8mL恰好完全中和，蒸發(fā)中和后的溶液可得到固體的質(zhì)量為多少？【解析】本題化學(xué)反應(yīng)復(fù)雜，數(shù)字處理煩瑣，所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)：KOHb HCl = KCl + H2O&CO+ 2HCl=2KCl + H20+ COT若根據(jù)反應(yīng)通過所給出的量計(jì)算非常繁瑣。但若卞據(jù)

8、Cl 守恒，便可以看出：蒸發(fā)溶液所得KCl固體中的Cl ,全部來自鹽酸中的 Cl ,即：生成的 n(KCl)=n(HCl) = 0.025L x 2mol/Lm(KCl)=0.025L X 2mol/L X 74.5g/mol=3.725g2.差值法差值法依據(jù)：化學(xué)反應(yīng)前后的某些變化找出所謂的理論差量(固體質(zhì)量差、溶液質(zhì)量差、氣體體積差、氣體物質(zhì)的量之差等)，與反應(yīng)或生成物的變化量成正比而建立的一種解題方法。差值法解題方法：此法將“差值”看作化學(xué)方程式右端的一項(xiàng)，將已知差量(實(shí)際差量)與化學(xué)方程式中的對應(yīng)差量(理論差量)列成比例，其他解題步驟與按化學(xué)方程式列比例或解題完全一樣。例1、將質(zhì)量為m

9、的NaHCOK體加熱分解一段時(shí)間后，測得剩余固體的質(zhì)量為m2.(1)未分解的NaHCO勺質(zhì)量為。(2)生成的N&CO的質(zhì)量為。(3)當(dāng)剩余的固體的質(zhì)量為, 可以斷定NaHCOE完全分解?！窘馕觥抗腆w加熱減輕的質(zhì)量為(m-m2)2NaHC除NaCO+ HbO+COT質(zhì)量減量2X 8410618+44弘(皿1 -m"網(wǎng)m 1 -叱)3181(m-m2)未分解的NaHCO勺質(zhì)量為84m2 53m13153(m1 m2)生成的NaCO的質(zhì)量為 -31 一NaHC機(jī)全分解則剩余固體質(zhì)量為鬻變式訓(xùn)練加熱10.0g碳酸鈉和碳酸氫鈉的混合物至質(zhì)量不在變化，剩余固體的質(zhì)量為 8.45g,求混合

10、物中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。例2、向50gFeCl3溶液中放入一小塊 Na,待反應(yīng)完全后，過濾，得到仍有棕黃色的 溶液45.9g ,則投入的Na的質(zhì)量為A、4.6g B 、4.1g C 、6.9g D 、9.2g【解析】Na投入到FeCl3溶液發(fā)生如下反應(yīng)6Na+ 2FeCl3 + 6HO=6NaCl+ 2Fe(OH)3 J + 3H4若2mol FeCl 3與6molH2O反應(yīng)，則生成 6molNaCl,溶液質(zhì)量減少 82g,此時(shí)參 加反應(yīng)的Na為6mol;現(xiàn)溶液質(zhì)量減少4.1g ,則參加反應(yīng) Na應(yīng)為0.3moL,質(zhì)量應(yīng)為6.9g。答案為(C)例3、在空氣中將無水的硝酸銅和銅粉的混合物灼燒后(即

11、生成CuO),所得物質(zhì)的質(zhì)量與原混合物的質(zhì)量相等，求原混和物中硝酸銅的百分含量。【解析】因?yàn)樽茻昂蠡旌臀锏馁|(zhì)量相等，所以發(fā)生反應(yīng)時(shí)Cu(NO 3)2分解減少的質(zhì)量與Cu被氧化增加的質(zhì)量相等。設(shè)原混和物的質(zhì)量為 1g,其中含Cu(NO 3)2為Xg, Cu粉為(1-X)g。2Cu(NO 3)2 乂三 2CuO +4NO2T+ 02 T ?質(zhì)量減量2 X 188g216gX舞克2Cu +O2 雙壁2CuO?質(zhì)量增量2 X 64g?32g例1:將12.8g銅片放入足量 AgNO3溶液中，一段時(shí)間后，取出銅片洗凈烘干后， 稱得質(zhì)量為13.56g ,計(jì)算有多少克銅被氧化。解析：銅與 AgNO3發(fā)生反應(yīng)

12、：Cu + 2AgNO3 = Cu ( NO3 ) 2+2Ag,從反應(yīng)方程式 可以看出，有 64g銅被氧化，會(huì)生成 216g金屬銀，固體質(zhì)量增加 152g ,它與題中給 出固體質(zhì)量差量構(gòu)成對應(yīng)比例關(guān)系，可用差量法求解。解：Cu + 2AgNO3 =Cu (NO3) 2+2Ag 固體增加質(zhì)量 Am64g 216g 216g-64g=152gm(Cu) 13.56g-12.8g =0.76gm(Cu)=液體質(zhì)量差量法例2:天平兩端各放一只質(zhì)量相等的燒杯，內(nèi)盛等體積等濃度的足量稀鹽酸，將物質(zhì) 的量都為a mol的鋁和鎂分別放入左盤和右盤的燒杯中，反應(yīng)完畢后，在哪一盤的燒杯 中加入多少克同種金屬才能平

13、衡。解析：開始反應(yīng)前和反應(yīng)后均要求天平平衡，實(shí)質(zhì)上是要求最終增加溶液的質(zhì)量相等，即可采用溶液質(zhì)量增加這一實(shí)質(zhì)即可求解。解：右盤：Mg+2HCl=MgCl2+H2 溶液質(zhì)量增加 Am1 mol 2g 24g-2g=22g a mol 22a左盤：2A1+6HC1=2A1C13+3H2 T溶液質(zhì)量增加Am2 mol 6g 54g-6g=48g a mol 24a2、氣體物質(zhì)的量差量法例3: CS2是實(shí)驗(yàn)室常用有機(jī)溶劑，取一定量CS2在氧氣中充分/燒，生成 SO2和CO2 ,若0.1 mol CS2在1 mol O2中完全燃燒反應(yīng)生成氣體混合物在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體 積是()解析：由于 CS2 + 3O2

14、 = CO2 + 2SO2 ,從量上來分析 CS2全部反應(yīng)，O2有剩余， 故最后氣體為O2, CO2和SO2的混合氣，從狀態(tài)來分析，只有 CS2是液體，其余全 為氣體，再從反應(yīng)方程式各物質(zhì)的系數(shù)分析，反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變，An=O,故最后混合氣體的物質(zhì)的量仍為1 mol,在標(biāo)況下其體積為 22.4L,故正確答案為 D。3.分析討論法分析和計(jì)算結(jié)合的題，是一種十分流行的習(xí)題類型。這類題中的條件隱蔽得很巧妙， 從題中給出的條件解題，往往覺得缺乏一些直接條件或似乎無解，只有通過反復(fù)推敲、 周密分析，找出暗藏在字里行間的間接條件，才有獲得的希望。例1、通常情況下，COm Q混合氣體mL 用電火花

15、引燃，體積變?yōu)閚L(前后條件相同)。(1)試確定混合氣體中 COm Q的體積用V(CO), V(O2)表示。(2)當(dāng)反應(yīng)的氣體密度在相同條件下為H密度的15倍時(shí)，試確定氣體的成分?！窘馕觥?1) 2CO+O=2CO(體積減少)(單位)2 1 21x y (m-n)若CO過量，即V(CO) 2V(O2)應(yīng)有：V(C2)=(m-n)升，V(CO)=m-(m-n)=n (升)若Q過量，即V(CO)<2應(yīng)有：V(O2)V(CO)=2(m-n)升V(O2)=m-2(m-n)=(2n-m)(升)平均摩爾質(zhì)量 M=d*M(H)=30依平均值規(guī)律：Mmin M Mmax,而M(Q)=32, M(CO)=

16、28, M(CO 2)=44故混合氣體只能是 CO和CO(由于有CO,而且CO和Q只有一種或全無)。練習(xí)：用足量CO®原14.4g某鐵的氧化物，將生成的 CO全部通入470mL0.5mol/L 的石灰水中得到20g白色沉淀，通過計(jì)算求出鐵的氧化物的化學(xué)式。(成才之路133頁第22題)1、有一表面被部分氧化的金屬鈉，質(zhì)量為 10.8g,投入到100g水中完全反應(yīng)后，收集到0.2g氫氣，試計(jì)算：(1) ?被氧化的金屬鈉的質(zhì)量是多少克？(2) ?反應(yīng)后所得溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)？3、將Na2CO3和NaHCO3混合物19g,充分加熱后，收集到 CO2有1.12L (標(biāo)準(zhǔn)狀況)，冷卻后將剩余固體溶于

17、 300ml水中，求：(1)原混合物中 Na?CO3的質(zhì)量。(2)配制的溶液的物質(zhì)的量濃度4.將一定質(zhì)量的鎂、鋁合金，投入 100 mL一定濃度的鹽酸中，合金完全溶解。向所得溶液中滴加5 mol/L NaOH溶液，生成的沉淀質(zhì)量與加入NaOH§液體積如圖所示，由圖中數(shù)據(jù)分析計(jì)算：鋁的質(zhì)量為 g鹽酸的物質(zhì)的量濃度為 mol/L5、把一小塊鎂鋁合金溶于 100mL鹽酸中，然后向其中滴入 1mol L 1 NaOH溶液,生成沉淀的質(zhì)量和加入 NaOH溶液的體積如下圖所示。求：(1)鎂鋁合金的質(zhì)量組成。(2)鹽酸的物質(zhì)的量濃度。(3) B點(diǎn)沉淀的質(zhì)量。6、現(xiàn)有 MgO和AL2Q的固體混合物，

18、向其中加入100 mL 1 moL L-1稀H2SO,充分反應(yīng)后向溶液中逐滴加入1 moL L-1的NaOH§液，產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的量與加入NaOH溶液體積之間的關(guān)系如圖：(已知MgO為堿性氧化物)NaOHO(加至220 ml時(shí)溶液中含有的金屬元素的離子有?；旌衔镏校琈gO AL2O3的物質(zhì)的量之比為O根據(jù)以上所給數(shù)據(jù)求出x =。7、將5.6g鐵粉放入100 mL CuSO4溶液中，充分反應(yīng)后，再向溶液中加入足量的稀硫酸，又產(chǎn)生1.12L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。試計(jì)算：1 1)最后所得溶液中 FeSO4的物質(zhì)的量；(2)原CuSO4溶液的物質(zhì)的量濃度。8 .在加熱的條彳下，用 MnO2與100mL物質(zhì)的量濃度為12mol/L的濃鹽酸反應(yīng)，制得氯氣 2.24L (標(biāo)準(zhǔn)狀況)。(已知 MnO2+4HCl (濃)MnCl 2+Cl 2 T+2H2。)(1)需要消耗MnO2多少克？(2)被氧化的HCl的物質(zhì)的量是多少？(3)若反應(yīng)后溶液的體積不變，則反