有关化学方程式的计算.ppt

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1、有关化学方程式的计算,本节重点知识,一、根据化学方程式计算的基本解题格式,常见的过量计算的题型及解题格式,多步反应的计算,混合物的计算,三、化学计算的常用方法,二、有关化学方程式的计算的基本题型,例1：加热73.5g 的氯酸钾固体，完全分解后可得到氯化钾多少摩尔？氧气多少升（STP）?,应用化学方程式计算： 横向相应（等量） 纵向相对（单位相同）,解：设完全分解后可得到氯化钾x摩尔，氧气y升。,x=0.6mol y=20.16L,答：完全分解后可得到氯化钾0.6摩尔，氧气20.16升。,根据化学方程式计算的基本解题格式,对某一反应，根据题目给出的信息，肯定属于过量计算 同时给出两种相互反应的物

2、质的量； 同时给出反应物的总量与反应前、后物质的差量； 同时给出一种反应物和一种产物的量。,1. 过量计算题型特征,例2.将0.3mol Zn和含0.4mol H2SO4的硫酸反应，最多能生成多少摩尔H2？,例3. 100mLH2和O2的混合气体，点燃爆炸后生成液态水，剩余10mL气体，则原气体中H2和O2的体积分别为（ ） A.H260mL、O240mL B.H270mL、O230mL C.H280mL、O220mL D.H290mL、O210mL,AB,常见的过量计算的题型及解题格式,3.过量计算解题要点,将已知量与化学元素方程式中相关量作比较后直接 判断过量； 根据实际变化量（不足的量）

3、利用化学方程式计算。,2.过量计算的基本原理,以实际变化量（不足量反应物的量或产物量或差量等）为依据，利用化学方程式计算。,判断过量的方法。 （1）直接计算法。当两种反应物的量都已给出时，可把某一种反应物A的量当作已知量，另一种反应物B的量当作未知量，然后，根据化学方程式求出B的量（设为b），若b给出量，则A过量，B不足，应根据B的量进行计算；反之，若b给出量，A不足，应根据A的量进行计算。 （ 2）交叉相乘法。先写出化学方程式，在两种反应物化学式的下方写上该物质的关系量，在关系量的下方写上该物质的已知量，然后交叉相乘，比较乘积的大小，乘积大者，表明此物质过量。 （3）比例法。写出化学方程式，

4、在有关物质的化学式下面写出关系量，在关系量的下面列出题中给出的反应物的已知量，将反应物的关系量相比和已知量相比，比较两个比值的大小，比值小者，分母所示反应物过量；比值大时，分子所示的反应物过量。,解：设与10g(NH4)2SO4反应需Ca(OH)2的质量为X，生成NH3的物质的量为n. (NH4)2SO4+Ca(OH)22NH3 +2H2O+CaSO4 132g 74g 2mol 10g x n x =5.6g10g . 故Ca(OH)2过量。 根据不过量的(NH4)2SO4计算 n(NH3) =2mol10g/132g =0.1515mol c(氨水) =0.1515mol/0.2L=0.7

5、575mol/L 答：氨水的物质的量浓度为0.7575mol/L。,通过字母设置过量，需分类讨论计算,例5. amolH2与bmol O2充分反应，求生成水的质量。,【解】设恰好跟a molH2反应的O2的物质的量为x 2H2 + O2 2H2O 2 1 2 a mol x n(水) x =a/2mol 讨论： 当b a/2mol时，即： O2过量 当b= a/2mol时，即：恰好完全反应 当b a/2mol时，即：H2过量,n=a mol,n=2b mol,练习1： (1)等物质的量的钠、镁、铝分别与足量盐酸反应产生H2的量的比值 。 (2)各1mol的钠、镁、铝分别100mL1mol/L盐

6、酸反应产生的H2的量的比值 。 (3)等质量的钠、镁、铝分别与足量的盐酸反应产生H2的量的比值 。,1:2:3,10:1:1,1/23 : 1/12 : 1/9,隐含其它反应的过量计算,练习2：在含有35.8gNa2CO3和NaHCO3的溶液中加入700mL1mol/L的盐酸，反应完全后可以生成8.96LCO2(标况)。问： (1)其中 过量(填物质名称)； (2)溶液中Na2CO3有 ；,盐酸,10.6g,7.84,(3)若在上述溶液中加入450mL1mol/L的盐酸，反应完全后生成标况下CO2 L。,已知：CO3 2-+H+HCO3- （先） HCO3-+H+CO2 +H2O（后）,练习3

7、：在25，101kPa条件，15L O2通入10L CO和H2的混合气中，使其完全燃烧，干燥后，恢复至原来的温度和压强。 (1)若剩余气体的体积是15L，则原CO和H2的混合气中 V(CO)_L， V(H2)_L。 (2)若剩余气体的体积为aL，则原CO和H2的混合气中V(CO)V(H2)_。 (3)若剩余气体的体积为aL，则a的取值范围是_。,5,5,10a20,(a-10)/(20-a),例6.要分解多少克氯酸钾得到氧气，才能和10g锌与足量的稀盐酸作用所得氢气完全反应生成水？,解：设需氯酸钾的质量为x。 有关化学方程式： 相当量关系式：2KClO33O26H26Zn 则 KClO33Zn

8、 122.5 653 x 10g 122.565=x10g x=6.28g 答：（略）,方法点拨 方程式叠加,多步反应的计算,例7.取1.2 g木炭在氧气中灼烧，已知木炭完全反应，将生成的CO和CO2混合气体通过过量灼热的 CuO粉末后，再通入过量澄清石灰水中，求生成的沉淀质量。,分析：木炭灼烧后产物有CO和CO2说明燃烧不充分，到底生成了多少CO、CO2无法计算，但气体通过灼热的CuO后，最终转化为CO2并与Ca(OH)2反应生成CaCO3，整个过程中，碳元素守恒，因此，可以直接找C与CaCO3的关系。,解析：设生成CaCO3 x g ， C CaCO3 12 100 1.2 g x g 求

9、得x = 10.0 g,方法点拨 C元素守恒,练习4.人体血液里Ca2+离子浓度一般采用g/cm3来表示。今抽取一血样20.00mL，加适量的草酸铵(NH4)2C2O4溶液，可析出草酸钙（CaC2O4）沉淀，将草酸钙沉淀洗涤后，溶于强酸，可得草酸（H2C2O4），再用0.02mol/LKMnO4溶液滴定，使草酸转化为CO2逸出，这时共消耗12.00mLKMnO4溶液，求血样中Ca2+的浓度。已知：5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4 2MnSO4+K2SO4+10CO2+8H2O,Ca2+, CaC2O4, H2C2O4,5H2C2O42KMnO4,5,5,5,5Ca2+2KMnO4,2

10、SO3+O2 2SO3,4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2,2SO2+O2 2SO3,例8.已知硫酸工业生产的化学反应如下：,煅烧FeS2,催化氧化,SO3吸收,用含FeS2 80%的硫铁矿生成硫酸，已知该矿石的利用率为95%，SO2的转化（利用）率为90%，SO3的吸收过程中损失率为2%，求生产500t 98%的硫酸需矿石的质量。,FeS2 2H2SO4,解 设：需矿石x吨,120 982,X80%95%90%98% 50098%,x=447.5t,答：需矿石447.5吨,损失率=1-原料利用率,1、化合物中某一元素的损失率就是该化合物的损失率。 2、“多率”、“累积”规律：各步反

11、应的转化率(损失率)可看作原料的转化率(损失率)。 3、各步反应产物的产率可看作原料的利用率，在原料中相乘。,规律,例9.把12.1gFe粉和Zn粉组成的混合物投入到足量的HCl中，充分反应后，收集到气体在标准状况下4.48L。求混合物中Fe粉和Zn粉质量。,混合物的计算,Fe+2HCl FeCl2 +H2,Zn+2HClZnCl2 +H2,方法点拨 找关联量， 列方程组,例10.把过量的Fe粉投入到HCl和CuCl2组成的混合溶液中，充分搅拌，反应后过滤、干燥，称得不溶性物质的质量与加入铁粉的质量相等。求混合物中HCl和CuCl2的物质的量之比是 .,三、化学计算的常用方法,差量法,Fe+2

12、HCl FeCl2 +H2,Fe+CuCl2FeCl2+Cu,m,m,差量,当两种或多种物质之间发生化学反应时，消耗的反应物的物质的量与生成物的物质的量之间存在着一定的对应关系。若引入数学中的“等比定理”，有,这样可将化学反应中相关联且成比例关系的物理量，根据其从始态到终态的差值来进行简约计算。,一差量法,（一）质量差量,例11. KCl和KBr组成混合物8.00g。溶于足量水后，加入足量的AgNO3溶液，生成沉淀13.00g，求原混合物中钾元素的质量分数。,KCl AgCl,KBr AgBr,Cl、Br的质量未发生变化，变化的是K Ag,K Ag m 39 108 10839 m(K) 13

13、.00 g 8.00 g,m(K)2.83 g,练习5.在Al2(SO4)3和(NH4)2SO4的混合溶液中加入bmol的BaCl2，恰好使溶液中的SO42完全沉淀；如加入足量强碱并加热可得到cmolNH3，则原溶液中的Al3的浓度（mol/L）为（ ） A B C D,C,练习6.将12.8克由CuSO4和Fe组成的固体，加入足量的水中充分反应后，滤出固体，干燥后称得5.2克。求原混合物中CuSO4和Fe各为多少克？,(2)设余下固体全是Cu，参加反应的有w1克CuSO4 和w2克Fe 。 CuSO4 + FeFeSO4+ Cu 160 56 64 w1 w2 5.2 w1=13(克) w2

14、=4.55(克)， w1 + w212.8(克) 不可能,(1)当余下固体是Fe和Cu(即Fe过量)时，设x克CuSO4耗尽，则铁为(12.8-x)克。 CuSO4+ FeFeSO4+Cu 固体增重 160 56 64 64-56=8 (理论差量) x 5.2- (实际差量) 160:x=8:5.2-(12.8-x) x=8(克)，12.8-x=4.8(克)。,(12.8-x),m铁粉,（二）气体体积差量,例12.标准状况下，H2和O2的混合气体a L，引爆后冷却到原来状况，气体体积减少至b L，则在原混合气体中H2的体积可能为（ ）,2H2 + O2 2H2O V,(ab)L,2 1 0 3

15、,最后，讨论氢气完全反应和氧气完全反应两种情况。,Go to 例3,AD,电荷守恒法,例13. 在1L混合溶液中含SO420.25mol，Cl0.5mol , NO30.25mol ,Na0.25 mol ,其余为H，则H物质的量浓度为 （ ）。 A. 2.5 mol/L B. 1 mol/L C. 1.0 mol/L D. 5 mol/L,解题关键: 在溶液中阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数，溶液电中性。,C,三、化学计算的常用方法,守恒法,元素守恒法,例14.有一在空气中暴露过的KOH固体，经分析知其内含水7.62%，K2CO32.38%，KOH90%，若将此样品1g加入到40

16、.00ml的1 molL1盐酸中，过量的酸再用1.07molL1KOH溶液恰好中和，蒸发中和后的溶液可得固体多少克？,解题关键:在一些复杂多步的化学过程中，虽然发生的化学反应多，但某些元素的物质的量、浓度等始终没有发生变化，整个过程中元素守恒。,2.98 g,质量守恒法,例15.在臭氧发生器中装入100mlO2，经反应3O2 2O3，最后气体体积变为95ml（体积均为标准状况下测定），则反应后混合气体的密度为多少？,解题关键:在化学反应中，参加反应的反应物的总质量等于反应后生成物的总质量，反应前后质量不变。, 1.5 gL1 ,练习7.向KI溶液中滴入AgNO3溶液直至完全反应，过滤后滤液的质

17、量恰好与原溶液质量相等，则AgNO3溶液中溶质的质量分数为多少？,（72.3%）,守恒法的类型小结 质量守恒法-在化学反应中，参加反应的反应物的总质量等于生成物的总质量，反应前后质量不变。 元素守恒法-在一些复杂多步的化学过程中，虽然发生的化学反应多，但某些元素的物质的量、浓度等始终没有发生变化，整个过程中元素守恒。 电荷守恒法-在溶液中阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数，溶液呈电中性。 电子守恒法-氧化还原反应中，氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数，得失电子守恒。,练习8.今有一混合物的水溶液，只可能含有以下离子中的若干种：K+、NH4+、Cl-、Mg2+、Ba2+、CO32-、

18、SO42-、现取三份100 mL溶液进行如下实验： （1）第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生 （2）第二份加足量NaOH溶液加热后，收集到气体0.04mol （3）第三份加足量BaCl2溶液后，得干燥沉淀6.27 g，经足量盐酸洗涤，干燥后，沉淀质量为2.33 g。根据上述实验，以下推测不正确的是 （ ） AK +一定存在，Cl-可能存在 BK+可能存在，Cl- 一定存在 C100mL溶液含O.02 mol CO32- DNH4+一定存在，Ba2+、Mg2+一定不存在,B,本题涉及到的反应一定有： Mg+H2SO4MgSO4+H2 MgSO4+2NaOHMg(OH)2+Na2SO4 可能有:

19、H2SO4 2NaOHNa2SO42H2O n(H2SO4)= 1.5mol/L 11.5mL10-3L/mL2 =0.0345mol,练习9.取1.5mol/L的硫酸11.5mL，投入0.4 g镁条，再滴入1mol/L NaOH溶液将溶液中的Mg2+全部沉淀下来，NaOH溶液的用量至少为mL,69,平均值法是根据平均值原理（混合物中某一量的平均值，必大于组分中相应量的最小值，而小于各组分中相应量的最大值）进行求解的一种方法。,例16.两种金属粉末的混合物2g，与足量稀硫酸反应，生成0.1gH2，则这种混合物的可能组成是 A.Fe、Mg B.Mg、Al C.Fe、Zn D.Al、Cu,AD,三

20、、化学计算的常用方法,平均值法,十字交叉法,例17.已知自然界中铱有两种质量数分别为191和193的同位素，而铱的平均原子量为192.22，这两种同位素的原子个数比应为 A3961 B6139 C11 D3911,A,平均值法最快捷的解题方法是十字交叉法（又称图解法），该法适用于二元混合物中各组分相对含量的某些计算，如有关质量分数、物质的量分数、气体体积分数等。,例19. 由CO2、H2和CO组成的混合气在同温同压下与氮气的密度相同。则该混合气体中CO2、H2和CO的体积比为 （ ） A.29:8:13 B.22:1:14 C.13:8:29 D.26:16:57,CD,例18.电解普通水和重

21、水的混合物,通电一定时间后,两极共生成气体18.5g,其体积为33.6L(标况),在所生成的气体中重氢和普通氢的原子个数比为 A.2:3 B.2:5 C.1:2 D.1:3,D,例20.把含有某一氯化物杂质的MgCl2粉末95mg溶于水后，与足量的AgNO3溶液反应，生成AgCl沉淀300mg，则该氯化镁中的杂质可能是 A.NaCl B.AlCl3 C.KCl D.CaCl2,极端假设（极值）法,B,三、化学计算的常用方法,练习10.Mg、Al、Fe三种金属的混合物与足量稀硫酸反应，生成氢气11.2L（标况）， 则金属混合物中三金属的物质的量之和范围是 ； 则金属混合物中三金属的物质的量之和不

22、可能是（ ） A. 0.48mol B. 0.60 mol C. 0.36 mol D. 0.40 mol,B,(1/3,1/2),例21.向300mL KOH溶液中缓慢通入一定量的CO2气体，充分反应后，在减压低温下蒸发溶液，得到白色固体。请回答下列问题： （1）由于CO2通入量不同，所得到的白色固体的组成也不同，试推断有几种可能的组成，并分别列出。 （2）若通入CO2气体为2.24L（标准状况下），得到11.9g的白色团体。请通过计算确定此白色固体是由哪些物质组成的，其质量各为多少？所用的KOH溶液的物质的量浓度为多少,讨论法,三、化学计算的常用方法,练习11.由NaOH和NaHCO3组成

23、的固体混合物18.4g，在密闭容器中加热到约250，经充分反应后排出气体，冷却后称得剩余固体质量为16.6g。计算原混合物中NaOH 的质量分数。,分析： (1)NaHCO3+NaOH = Na2CO3+H2O,当以1:1反应后，若NaOH过量，不再失重； 反之有:,(2)2NaHCO3 = Na2CO3+CO2 +H2O,n(NaOH):n(NaHCO3)=1:1,每124g失重 =18g。,n(NaOH):n(NaHCO3)=11,每124g失重18g。 ,解：假设n(NaOH):n(NaHCO3)=1:1,则18.4g混合物应失重,因18.4g-16.6g=1.8g 2.67g,故NaOH过量, 设NaHCO3的质量为x NaHCO3+NaOH = Na2CO3+H2O m 84g 18g x 1.8g x=8.4g NaOH%= =54.4% 答：,18.4g-8.4g,18.4g,练习11.由NaOH和NaHCO3组成的固体混合物18.4g，在密闭容器中加热到约250，经充分反应后排出气体，冷却后称得剩余固体质量为16.6g。计算原混合物中NaOH 的质量分数。,