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有关化学方程式的计算

化学方程式是用化学式表示化学反应的式子，这样，化学方程式不仅表达了物质在质的方面变化关系，即什么是反应物和什么是生成物，而且还表达物质在量的方面的变化关系，即反应物和生成物质量关系，同时包括反应物和生成物的微粒个数关系，这是有关化学方程式计算的理论依据。
1．有关反应物和生成物的计算
这是化学方程式计算中最基础的题型，要深刻理解化学方程式的含义，理解反应物和生成物在微观上和质量上的关系。例如将一氧化碳在空气中点燃后生成二氧化碳的化学反应中，它们的关系：

质量守恒：56+32=88
可以看出，化学方程式能表达出多种量的关系，这些关系都是解答有关化学方程式中的已知和未知的隐含的已知条件，这些条件都是应用于计算时的“桥梁”，是整个计算题的基础和依据。
2．不纯物的计算
化学方程式中所表示的反应物和生成物都是指纯净物，不纯物质不能代入方程式进行计算。遇到不纯物质时，需要将不纯物质换算成纯净物质的量，才能代入方程式，按质量比进行计算。计算关系为：
纯净物的质量=不纯物的质量×纯净物的质量分数

3．过量计算
化学方程式计算的理论依据就是质量守恒定律。在质量守恒定律中，“参加反应的各物质的质量总和，等于反应生成的各物质的质量总和”。要着重理解“参加”两个字的含义，即没有“参加”反应的物质，就不应计算在内。在有些计算题中，给出了两种反应物的质量，求生成物，这时就必须考虑，给出的两种物质的质量是否都恰好参加了反应。这时思考的范围就应大一些。
例 今有氢气与氧气的混合气共20克，在密闭的容器中点燃，生成水18克，则下列分析正确的是（ ）
（A）氢气10克，氧气10克 （B）氢气2克，氧气18克
（C）氢气4克，氧气16克 （D）氢气1克，氧气19克
根据化学方程式，求出氢气在氧气里燃烧时氢气与氧气的质量比，然后进行比较。

氢气在氧气中燃烧时，氢气与氧气的质量比为1∶8，即若有1克氢气需要氧气8克；若有2克氢气需要氧气16克。本题中生成18克的水，则必然是氢气2克，氧气16克。故（B）、（C）选项都有可能。若按（B）选项会剩余2克氧气没有参加反应；若按（C）选项会剩余2克氢气。故本题答案为（B）和（C）。这样会得出一个结论：若给出两个已知量，是按少的量（即不足的量）来进行计算。
4．多步反应的计算
从一个化学反应中已知的质量，再进行另一个化学反应或几个化学反应的连续计算，求最后一个化学反应的量，一般称之为多步反应的计算。
例 计算用多少克的锌跟足量稀硫酸反应生成的氢气，能跟12.25克的氯酸钾完全分解后生成的氧气恰好完全反应生成水。
本题涉及三个化学反应：

以上的有关化学方程式的计算可以看出，在计算的过程中，主要应用的关系式是质量比，在一个题目中，最好用统一的单位，若试题中给出了两个量的单位不一样，可以换算成比较方便有利于计算的相同单位，这样可避免发生错误。关于化学方程式计算的解题要领可以归纳为：
化学方程式要配平，需将纯量代方程；
量的单位可直接用，上下单位应相同；
遇到有两个已知量，应找不足来进行；
遇到多步的反应时，关系式法有捷径。
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第四章《化学方程式》单元检测题

一、选择题：下列各题只有一个符合要求的答案（每题3分，共30分）
1．宣传科学知识，揭露伪科学，是我们的义务。下列各项中属于伪科学的是 （ ）
A．用催化剂将水变为燃油（由碳氢元素组成）B．使白磷在空气中自燃
C．用液氢发射火箭 D．用扫描隧道显微镜可观察到分子的图像
2．在2H2+O2点燃2H2O的反应中，反应前后肯定发生变化的是 （ ）
A．元素种类 B．各元素的化合价 C．物质的质量总和 D．各种原子的数目
3．绿色燃料物质X，其燃烧反应的化学方程式为X＋2O2点燃CO2+2H2O ，根据质量守恒定律判断：X化学式为 （ ）
A．H2 B．CH4 C．CH3OH D．C2H5OH
4．某纯净物A稍稍加热就分解成NH3、H2O和CO2，根据这一实验事实不能得出的结论
是（ ）
A．由四种元素组成 B．A是化合物 C．A中含有水 D．A不稳定
5．已知反应3A+2B=2C+D，A、B两物质完全反应时，质量比为3：4。若生成C和D共140g，则该反应消耗B的质量为 （ ）
A．60g B．80g C．90g D．120g
6．镁在氧气中燃烧，化学方程式为2Mg+O2点燃===2MgO，则下列叙述正确的是 （ ）
A．5g镁和3g氧气反应生成8g氧化镁B．4.8g镁和3.2g氧气反应生成8g氧化镁
C．3g镁和5g氧气反应生成8g氧化镁D．3.2g镁和4.8g氧气反应生成8g氧化镁
7．做氢气还原氧化铜的实验时，先通氢气片刻，再加热氧化铜；停止反应后，先停止通氢气，再熄灭酒精灯，结果失败了，是因为发生了 （ ）
A．CuO+H2△＝Cu+H2O B．2H2O通电 2H2↑+O2↑
C．2H2+O2点燃2H2O D．2Cu+O2△＝2CuO
8．等质量的碳、镁、铁分别在足量的氧气中充分燃烧，消耗氧气的质量比是 （ ）
A．1：4：7 B．6：3：4 C．7：4：1 D．28：7：4
9．17世纪人们认为水能变成土，1768年科学家拉瓦锡对此进行研究。他将一定量的蒸馏水加入特殊的蒸馏器，反复加热蒸馏101天，发现蒸馏器内产生少量沉淀，称得整个蒸馏装置的总质量没变、水的质量也没变、沉淀的质量等于蒸馏器减少的质量。对于这项研究的说法错误的是 （ ）
A．精确称量是科学研究的重要方法 B．水在长时间加热后能转变为土
C．物质变化过程中总质量守恒 D．沉淀物来自于蒸馏器本身

10．在一密闭容器内有四种物质，在一定条件下充分反应后，测得反应前后各物质的质量如下：
物质XYZQ
反应前质量/g410121
反应后质量/g01215待测
已知X的相对分子质量为n，Q的相对分子质量为2n。下列推理正确的是（ ）
A．反应后生成15gZ B．反应后Q的质量为12g
C．反应中Y与Q发生改变的质量之比为1：1
D．该反应方程式中X与Q的化学计量数之比为2：3

二、填空题
11．（4分）根据植物的光合作用：CO2 + H2O 淀粉 +O2，可知淀粉中一定含
有 元素，可能含 元素。
12．（10分）在下列化学方程式中属于
（1）化学式写错的是 （ ） （2）“↑”“↓”符号使用不当的是（ ）
（3）反应条件不对的是（ ） （4）未配平的是 （ ）
（5）完全正确的是 （ ）
A．H2O通电H2↑+O↑ B．S+O2燃烧===SO2
C．KClO3 MnO2═══△ KCl+O2↑ D．CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4
E．Fe↓+H2SO4=FeSO4+H2
13．（6分）写出下列化学方程式
（1）汽车尾气中含有CO、NO等有害气体可在用铂、钯作催化剂的条件下，使CO与NO反应生成绿色植物光合作用所需的一种气体和空气中体积分数最大的一种气体： ；
（2）为延长白炽灯泡的使用时间，灯泡内放有极少量的红磷以减少灯丝氧化 ；
（3）市场出售的某种麦片中含有微量的颗粒极细的铁粉，食用后在胃液里（含少量盐酸）可转变为人体所需的亚铁盐，以防缺铁性贫血： 。
14．（10分）按要求书写下列化学反应方程式
有水生成的置换反应：
有水生成的分解反应：
生成水的化合反应：
水参加的分解反应：
家用液化气（CxHy）完全燃烧，生成二氧化碳和水：
15．（6分）“有其他的物质生成”是判断物质发生化学变化的依据。但在实际化学反应中，常常根据反应伴随的现象来确定化学反应是否发生。请根据你对化学变化的理解填写下表：
实验内容主要实验现象化学方程式
（1）将点燃的硫放入盛氧气的集气瓶中
（2）有气泡产生
（3）有颜色的变化
16．（6分）质量守恒定律指出：参加化学反应的各物质质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。要证明这一定律，实验必须在一密闭容器中进行，或在敝口容器中实验时，无气体逸出或不与空气中某物质反应。请运用必要实验仪器，仿照示例，设计实验证明质量守恒定律，画出装置图，指出设计实验的名称。
实验（1）（2）（3）
实验设计
实验名称白磷自然锌与稀硫酸反应
17．（8分）下面四个观点皆是错误的，请各找一个学过的化学反应方程式，否定以下各错误观点，例如：“氧化反应一定是化合反应，”证明它错误的实例：CH4＋2O2点燃CO2+2H2O
错误说法否定例证（化学方程式）
（1）分解反应一定有单质生成
（2）有单质和化合物生成的反应都是置换反应
（3）置换反应一定有金属单质参加
（4）原子团在化学反应前后一定不发生变化
三、简答题（6分）（相对原子量：O-16，S-32）
18．将16g硫在给定质量的氧气中燃烧，有如下实验数据：
给定氧气质量/g101516202432
生成二氧化硫的质量/g203032323232
（1）S与O2在反应中的质量比是多少？
（2）16gS完全反应消耗O2多少克，生成SO2多少克？
（3）试解释为什么产物的量增加到一定限度后就不再改变？

四、计算题：（14分）
19．（6分）饲养观赏鱼，可以陶冶人的情操，增进人们对生活的热爱。空运观赏鱼，必须密封。为了解决鱼的吸氧问题，可在水中加入过氧化钙（化学式：CaO2），过氧化钙与水反应，生成氢氧化钙Ca(OH)2和氧气。
（1）写出过氧化钙与水反应的化学方程式。
（2）一养鱼爱好者欲测定所用的过氧化钙样品中过氧化钙的质量分数，做如下实验：称取样品2.0g，加入到足量的水中，生成了224mL氧气（氧气的密度为1.43g/L）。试计算所用样品中过氧化钙的质量分数。（相对原子质量：H-1，O-16，Ca-40）

20．（8分）煤是重要的化工原料，用煤做燃料，不仅是极大的浪费，而且因煤中含有硫，燃烧后生成的二氧化硫会造成空气污染。某工厂用煤做燃料，每天燃烧含硫2%的煤4.8×103kg。
（1）试计算每天该厂排放到空气中的二氧化硫为多少千克。（计算结果保留一位小数，下同）
（2）该厂废气中二氧化硫的含量可根据下列反应测定：SO2＋2H2O=H2SO4＋2HI。现取该厂废气样品500mL，用含碘4×10-7g的碘溶液与废气中二氧化硫恰好完全反应，试计算该厂排放的废气是否符合国家规定的工业废气排放标准（废气中二氧化硫的含量不得超过0.15mg/m3）（相对原子质量：H-1，O-16，I-127）

参考答案：
一、选择题（每小题3分，共30分）
题号12345678910
答案ABBCBBDDBD
二、填空题
11（4分）碳、氢，氧
12（10分）⑴A ⑵E ⑶B ⑷C ⑸D
13（6分）（1）2CO＋2NO催化剂===2CO2＋N2；（2）4P+5O2点燃==2P2O5；
（3）Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑
14（10分）CuO＋H2△==Cu＋H2O Cu2(OH)2CO3△==2CuO＋CO2↑＋H2O
2H2+O2点燃2H2O 2H2O通电2H2↑+O2↑
4CxHy＋（4x＋y）O2点燃4xCO2＋2yH2O
15（6分）
实验内容主要实验现象化学方程式
（1）蓝紫色火焰，放出热量，生成无色有刺激性气味的气体S+O2点燃===SO2
（2）将锌粒投入稀硫酸中Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑
（3）加热分解碱式碳酸铜Cu2(OH)2CO3△==2CuO＋CO2↑＋H2O
注：⑵、⑶答案不唯一
16（6分）
实验（1）（2）（3）
实验设计
实验名称白磷自然锌与稀硫酸反应
注：⑶答案不唯一
17（8分）答案不唯一
⑴Cu2(OH)2CO3△==2CuO＋CO2↑＋H2O ⑵2KClO3MnO2═══△2KCl+3O2↑
⑶CuO＋H2△==Cu＋H2O ⑷2K2MnO4△==K2MnO4＋MnO2＋O2↑
三、简答题：
18（6分）（1）1：1 （2）16，32 （3）硫与氧气按一定质量比反应
四、计算题
19（6分）解：2CaO2＋2H2O=2Ca(OH)2＋O2↑
生成氧气的质量为：0.224L×1.43g/L=0.32g
设样品中CaO2的质量为x
2CaO2＋2H2O=2Ca(OH)2＋O2↑
2×72 32
x 0.32g
= x=1.44g
∴样品中CaO2的质量分数为：1.44g/2g×100%=72%
答：样品中CaO2的质量分数为72%。

20（8分）解：每天燃烧的煤中含硫的质量：4.8×103㎏×2%=96㎏
则产生SO2的质量为96㎏× =192㎏
设与4×10-7g碘完全反应的SO2的质量为x
SO2＋2H2O＋I2=H2SO4＋2HI
64 254
x 4×10-7g
= x=1.0×10-7g
∴废气中SO2的含量为：1.0×10-7g/500mL = 0.2mg/m3 >0.15 mg/m3
∴该厂排放的废气不符合国家规定的工业废气排放标准。

试论化学方程式计算题的几种常用解法

根据化学方程式计算是化学计算的一个重要组成部分。下面谈一谈化学方程式计算题的几种常用的解法。

一、代数法

此法要求把题中已知量和未知量结合在比例式或代数式方程中进行计算。常用的有一元一次方程和二元一次方程法。

例1：多少克锌与足量的盐酸反应放出的氢气在氯气中完全燃烧后，生成的氯化氢通入足量的硝酸银溶液中可得到2.87g沉淀？

解析：发生反应的化学方程式为：

Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑

HCl+AgNO3=AgCl↓+HNO3

从题意看出，反应物锌与最终生成的氯化银的关系为：Zn→2AgCl。

设需x g锌Zn→2AgCl

65 287

x 2.87

65∶287=x∶2.87

。

二、差量法

利用差量法解题做为解题的突破口，关键是寻求差量与某些量之间的比例关系。差量法解题所用的数学知识是等比定律，主要运用它的两种衍生形式，即：

例2： 把CO的气流通过加热a gCuO，CuO部分被还原，称得固体物质总质量为b g，同时生成CO2的质量为dg。已知氧的相对原子质量为16，用数学式表示碳的相对原子质量。

解析：设碳的相对原子质量为x

80 64 （x+32） 80-64

dg (a-b)g

（x+32）∶d=16∶（a-b）

三、守恒法

守恒法解题，就是选择化学反应前后反应物的总质量与生成物的总质量守恒，或反应中某元素的质量守恒作为解题依据进行解题的方法。

例3 有金属Cu和CuO的混合物共6g，用H2完全还原后，得到Cu共5.2g，则原混合物中Cu的质量分数为多少？

解析：化学方程式：

固体物质反应前后质量变化为6-5.2=0.8g。由质量守恒定律可知，原混合物中的CuO中含氧元素的质量为0.8g，故原混合物中CuO的质量为：

原混合物中Cu的质量为：6-4=2（g），

四、规律法

各类计算题都有解题的规律，掌握了解题规律，就可以根据韪的具体内容进行具体分析，抓住解题的关键，从而形成完整的解题思路。

例4 等质量的Fe、Zn、Al、和Na，分别投入足量盐酸中，置换离氢气由多到少顺序是怎样的？

解析：设金属质量为wg，化合价为+n价，金属的相对原子质量为m，放出氢气的质量为xg

2R+2nHCl=2RCln+nH2↑

2m 2n

w x

因m为定值，所以x的大小决定于n/m。生成氢气的质量比例为WFe∶WZn∶WAl∶WNa=2/56∶2/65∶3/27∶1/23=1/28∶1/32.5∶1/9∶1/23。故产生氢气由多到少的顺序为Al＞Na＞Fe＞Zn。

由此得结论：相同质量不同化合价的金属（或各种不同金属的碳酸盐）跟酸反应生成的气体（质量或体积）之比金属的化合价与金属的相对原子质量之比。