第5单元 课题3 根据化学方程式的计算（教师版）-2024年初中化学同步（人教版）1

第5 单元 课题3 依据化学方程式的计算 目标任务 预习导学 自主梳理 ►化学方程式计算的理论依据 ►根据化学方程式计算步骤 ►根据化学方程式进行简单计算 效果检测 探究提升 ►环节一 根据化学方程式计算步骤 ►环节二 根据化学方程式计算常见问题 ►环节三 含杂质物质的计算 课堂总结 强化训练 课程标准 学习目标 1 能基于守恒和比例关系推断化学反应的相关信息 2 能根据化学方程式进行简单的计算，并解决生产 生活中的简单问题。 3 学习利用质量关系、比例关系定量认识化学反 应，认识定量研究对化学科学发展的重大作用。 4 初步形成利用化学反应探究物质性质和组成、解 决物质制备和检验等实际问题的思路，初步体会化 学反应与技术、工程的关系。(新增) 1．在正确书写化学方程式的基础上，知道根 据化学方程式计算的解题思路和步骤，能进行 简单的计算。 2．通过对化学反应的定量分析，体会定量研 究化学反应对社会生产和生活的意义。 3 能通过定量分析，建立化学反应中宏观物质 与符号之间的联系，运用数学比例模型的方法 进行化学方程式的计算。 自主梳理 目标任务 01 预习导学 02 一、化学方程式计算的理论依据：质量守恒定律，即各物质间有确定的质量比。 二、依据化学方程式计算步骤 例题1 加热分解316g 高锰酸钾，可以得到氧气的质量多少？(计算结果保留一位小数) 计算步骤 答题模板 注意点 设：根据题意设未知数 解：设316 g KM4分解可以得到2的 质量为x 设未知数时不带单位 写：正确书写化学方程 式 2KM4 K2M4＋M2＋2↑ 化学方程式要配平 找：找出已知量、未知 量的关系(重难点) 316 32 316 g x 相对分子质量的单位为 “1”，且需要与相应的化学 计量数相乘；代入的已知量 应为纯净物的质量且应带单 位 列：列出比例式 ＝ 等式两边化学意义应相同 求：求出未知数 x＝32 g 计算结果要带单位 答：简明地写出答 答：316 g KM4分解可以得到2的质 量为32 g。 答不能漏写 三、利用化学方程式进行简单计算 例：工业上，高温煅烧石灰石(3)可制得生石灰()和二氧化碳。现有100 吨石灰石，煅烧一段时间后，质量 变为78 吨。则： (1)制得二氧化碳多少吨？ (2)石灰石中3的质量分数为多少？ 【答】(1)22 吨 (2)50% 【解析】 (1)依据质量守恒定律化学反应前后物质的总质量不变，则减少的质量为反应生成的二氧化碳的质量，即二 氧化碳的质量=100t -78t = 22t。 (2)设石灰石样品中碳酸钙的质量为x x=50t 石灰石中3的质量分数为： 。 答：石灰石样品中碳酸钙的质量分数为50%。 预习检测 1 利用化学方程式进行计算的 依据：参加反应的反应物和生成物各物质之间的相对质量之比______实际质 量之比。 【答】等于 2 利用化学方程式进行计算的步骤： (1)______；(2)______；(3)______；(4)______；(5)______ (6) ______。 【答】① 设未知量 ② 写方程式 ③ 找相关量 ④ 列比例式 ⑤ 求未知量 ⑥ 答 3 将245 g 氯酸钾和适量二氧化锰混合后在试管中加热，完全反应后，氧气的质量是多少？ 【答】解：设生成氧气的质量为x 答：氧气的质量为96g。 4 工业上高温煅烧石灰石( )可制得生石灰( )和二氧化碳，计算如需生产44 吨二氧化碳，理论 上需要碳酸钙的质量是多少吨？ 【答】设理论上需要碳酸钙的质量为x， x=10t 答：理论上需要碳酸钙的质量是10t。 探究提升 03 ►环节一 根据化学方程式计算的步骤 问题探究1 氢气是未来汽车的理想燃料，1kg 氢气就能供一辆功率为50k 的汽车跑大约100Km。水是氢之源，找到 合适的催化剂即可利用光能分解水制取氢气。 18Kg 水产生的氢气能使汽车跑多远？ 首先要弄清楚18Kg 水分解能产生多少氢气? 写出水分解的化学方程式,并标出各物质的质量比可表示为： 22 光 ¿=¿ 催化剂 22↑ ＋ 2↑ 36 ： 4 ： 32 若：( 36 )g ： 4g ：( 32 )g 若： 18 g ： ( 2 )g ：( 16 )g 计算步骤 答题模板 注意点 设：根据题意设未知数 解：设18Kg 水分解能得到2的质量为 x 设未知数时不带单位 写：正确书写化学方程 式 22 光 ¿=¿ 催化剂 22↑ ＋ 2↑ 化学方程式要配平 找：找出已知量、未知 量的关系(重难点) 36 4 18Kg x 相对分子质量的单位为 “1”，且需要与相应的化学 计量数相乘；代入的已知量 应为纯净物的质量且应带单 位 列：列出比例式 36 4 = 18 Kg x 等式两边化学意义应相同 求：求出未知数 x＝2 Kg 计算结果要带单位 答：简明地写出答 答：18Kg 水分解可以得到2的质量为 2 Kg。 答不能漏写 要点归纳 典例精讲 【典例1】(2023 年北京市中考化学真题 )纳米铝冰作为火箭固体推进剂具有广阔的应用前景。 以 上时，发生的主要反应为 。该反应中，若有 发生反应计算参加反应的 的质量(写出计算过程及结果)。 【答】54kg 【解析】解：设参加反应的 2 的质量为x x=54kg 答：参加反应的水的质量为54kg 【典例2】(2023 年内蒙古赤峰市中考化学真题)某校实验室工作人员欲测定某氯酸钾样品中氯酸钾的质量 分数，现取14g 该样品与2g 二氧化锰混合，放入试管中充分加热(杂质不发生反应)，反应过程和数据如 图所示。 请计算： (1)生成氧气的质量为 g。 (2)该样品中氯酸钾的质量分数。(写出计算过程)(化学方程式： ) 【答】(1)48；(2)解：设该样品中氯酸钾的质量为x。 答：该样品中氯酸钾的质量分数为875%。 【解析】(1)固体减少的量就是氧气的量，所以生成氧气的质量为16g-112g=48g。 (2)详解见答。 【典例3】(2023 年辽宁省丹东市中考化学真题)工业上煅烧 石灰石(主要成分为 )共制得 (杂质不参加反应，该反应的化学方程式为： )，求： (1)该石灰石中 的质量； (2)该石灰石中 的质量分数。 【答】(1)解：设该石灰石中 3 的质量为x 答：该石灰石中 3 的质量为20t。 (2)该石灰石中 3的质量分数= 。 答：该石灰石中 3的质量分数为80%。 【解析】(1)见答。 (2)见答。 ►环节二 根据化学方程式计算常见问题 问题探究2 电解36 g 水可得到多少克氢气?下面是四位同学的解题过程和结果,请你仔细检查后分析他们做得对吗? 分别有什么错误? 甲中错误是设不正确 , 化学式及化学方程式及其结果不正确 ; 乙中的错误是设不正确 , 化学方程式不正确 , 比例式中质量没带单位 ; 丙中的错误是设不正确 , 对应关系不正确 , 结果不正确 ; 丁中的错误是化学方程式不正确 , 没有列出计算的比例式 。 化学方程式计算的注意事项 1 未知数一般设为x、y、z 等，且不带单位。 2 正确书写和并配平方程式，是计算正确的前提。 3 相对分子质量要乘化学式前面的化学计量数。 4 若已知体积和密度，应先转化为质量才能代入，且单位要统一。 5 求得的x 值后面要带上单位。 6 解题步骤规范，过程完整。 要点归纳 典例精讲 【典例1】(山西省吕梁市孝义市第九中学2022-2023 学年九年级上学期12 月月考)在学完《利用化学方 程式的简单计算》之后，某同学对一道计算题的解题过程如框图内所示。 (1)框内的解题过程中，错误的步骤有 _____________ (填序号)； (2)请你写出该题的正确解题过程。 【答】(1) ①②④⑤⑥ (2)解：设制得氧气的质量为x。 x = 672 g 答：可制得672 克氧气。 【解析】 (1)①中设制得氧气的质量为x，x 中应该含有单位g，故错误； ②方程式配平错误，应该为： ，故错误； ③正确； ④中根据题意可知，245g×30%为二氧化锰的质量，氯酸钾的质量应该为245g×(1-30%)，故错误； ⑤中比例应该为 ，故错误； ⑥计算得出x=672g，故错误； 故框内的解题过程中，错误的步骤有①②④⑤⑥； (2)见答。 【典例2】(2023 年吉林省长春市长春新区中考模拟)将氯酸钾和二氧化锰的混合物共275g 放入试管中加 热，反应中剩余固体质量与反应时间的关系如图所示。完全反应后，生成氯化钾的质量是多少？ 该同学很快列出计算过程，求出了氯化钾的质量。请你帮该同学检查是否正确。 解：设生成Kl 的质量为x 1225 745 275g x 答：生成K1 的质量为167g。 请回答下列问题： (1)从图中可知完全反应后生成的2质量是___________g； (2)上述计算过程是否正确？___________(填“正确”或“错误”)。如果错误，请你重新利用化学方程式 计算生成K1 的质量___________g。 【答】(1)96 (2) ①错误 ② 解：生成氯化钾的质量为x = x=96g 答：生成氯化钾的质量为149g。 【解析】 (1)由图和质量守恒定律可知，反应后生成的2质量=275g−179g=96g，故填96。 (2)由题文可知，氯酸钾和二氧化锰的混合物的质量为275g，参加反应的硫酸钾的质量小于275g，所以 上述计算过程错误，故填错误； 见答 ►环节三 含杂质物质的计算 问题探究3 1．含杂质物质的计算需把握的要点 (1)化学方程式所表达的都是纯物质发生化学变化时的相互关系，各化学式所规定的化学计量，反映的是纯 物质之间的数量关系。 (2)进行计算时所含杂质并不遵守该反应化学方程式所遵循的规律，因此先要把含杂质物质的质量换算成纯 物质的质量，再进行计算。 2．纯净物与含杂质物质的换算关系 含杂质物质质量 纯净物质的质量 物质纯度= =1﹣杂质的质量分数 3．含杂质物质的有关化学方程式的计算步骤 (1)将含杂质物质质量换算成纯物质质量。 (2)将纯物质质量代入化学方程式进行计算。 (3)将计算得到的纯物质质量换算成含杂质物质质量。 例题：某工厂要用赤铁矿石(主要成分是氧化铁，假设杂质不含铁元素)来炼制生铁，若要炼制含铁96%的 生铁126 吨，假设在炼制过程中损失10%铁元素，则理论上需要含杂质20%的赤铁矿石的质量为[来源: 学．216 t B．240 t ．125 t D．200 t 【答】B 【解析】设炼制含铁96%的生铁126 吨需要含杂质20%的赤铁矿石的质量为x。 Fe23+3 2Fe+32 160 112 (1 20%) ﹣ x 126 t×96% x=216 t 因为炼制过程中损失10%铁元素，则理论上需要赤铁矿石的质量为216 t×(1 10%)=240 t ﹣ 。故选B。 要点归纳 纯净物与含杂质物质的换算关系 含杂质物质质量 纯净物质的质量 物质纯度= =1﹣杂质的质量分数 典例精讲 【典例1】(吉林省长春市德惠市2022-2023 学年九年级上学期期末)用2000t 含氧化铁80%的赤铁矿石， 理论上可以炼出含铁96%的生铁多少吨？(利用化学方程式计算，书写步骤，保留整数) 【答】设理论上可炼出含铁96%的生铁的质量为x， x≈1167t， 答：理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量为1167t。 【解析】见答。 【典例2】(辽宁省抚顺市新抚区2022-2023 学年九年级上学期质量检测二)工业上用2900t 含四氧化三 铁80%的磁铁矿石冶炼生铁。请计算。 (1)该铁矿石含四氧化铁的质量为_____t。 (2)理论上可以冶炼出含铁97%的生铁多少t。(假设铁矿石中杂质不含铁元素，要求用化学方程式计算， 结果精确到1t) 【答】(1)2320 (2)解：设可炼出Fe 的质量为x x=1680t 则可炼出含铁97%的生铁的质量： ； 答：理论上可以冶炼出含铁97%的生铁1732t。 【解析】 (1)该铁矿石含四氧化铁的质量为2900t×80%=2320t； (2)见答。 【典例3】(2023 年辽宁省阜新市中考化学真题)化学活动课中，某组同学利用质量分数为5%的过氧化氢 溶液68g 和适量的二氧化锰混合制取氧气。试计算最多可制得氧气的质量是多少。 【答】解：设最多可制得氧气的质量为x 答: 最多可制得氧气的质量为16 g 【分析】根据溶液中 ，可以计算出消耗掉的过氧化氢质量，然后利用 化学反应方程式的计算公式即可计算出产生的氧气质量。 1 (2023 年湖南省岳阳市中考)实验室用加热高锰酸钾的方法制取氧气，若要制取08g 氧气， 理论上需要 高锰酸钾的质量是多少？ (写出计算过程)。 课堂总结 04 强化训练 05 【答】解：设需要高锰酸钾的质量为x = x=79g 答：需要高锰酸钾的质量为79g。 【详解】见答 2．(2023·福建泉州·统考模拟预测)消毒剂l2可由l2与l2反应制得。请计算：142kg 氯气完全反应，理论 上最多能生成二氧化氯的质量是多少？(反应的化学方程式为： )。 【答】解：设理论上最多能生成二氧化氯的质量为x。 解得 x=270kg 答：理论上最多能生成二氧化氯的质量为270kg。 【详解】略，详见答。 3．(2023·安徽宿州·统考三模)某同学在验证质量守恒定律时，称取31g 红磷进行燃烧实验(如图)。 (1)实验时。若取用的红磷的量不足，对实验结果________(选填“有”或“没有”)影响。 (2)计算：31g 红磷完全燃烧消耗氧气的质量。(写出计算过程) 【答】(1)没有 (2)解：设需要氧气的质量为x。 答：需要氧气的质量为40g。 【详解】(1)红磷燃烧发生了化学变化，就能验证质量守恒定律，所以若取用的红磷的量不足，对实验结果 没有影响。 (2)见答。 4．(2023·新疆·模拟预测)漂白粉的主要成分为l2、(l)2，可由l2与石灰乳反应制得。某化学兴趣小组用足 量浓盐酸与M2反应制备l2，反应的化学方程式 。若用87kg 二氧化锰与 足量浓盐酸反应，理论上可制取氯气的质量。 【答】解：设理论上可制取氯气的质量为x， x=71kg 答：若用87kg 二氧化锰与足量浓盐酸反应，理论上可制取氯气的质量71kg。 【详解】见答。 5 (2023 年福建省泉州市第五中学毕业班测试)二氧化氯(l2)是一种安全消毒剂，可由l2与l2反应制得。反 应的化学方程式为 。 (1)x=_____。 (2)若生成117 gl，计算参加反应的l2的质量(写出计算过程及结果)。 【答】(1)2 (2)解：设参加反应的l2质量为x。 x=71g 答：参加反应的l2质量为71g。 【解析】 (1)根据质量守恒定律，反应前后原子的种类、个数不变，反应前原子的个数是4，故x=2； (2)过程见答。 6．(2023 春·湖南邵阳·九年级校考竞赛)用100g Kl3和M2的混合物制取氧气，反应前测得M2占混合物 总质量的25%，反应一段时间后，又测得M2占30%。求： (1)M2的质量是____g。 (2)制得的氧气的质量是多少？此时分解的Kl3的质量是多少(请写出必要的计算过程) 【答】(1)25 (2)解：反应后固体的质量= 生成氧气的质量=100g-833g=167g 设分解氯酸钾的质量是x x≈426g 答：制得氧气的质量为167g，分解的氯酸钾的质量为426g。 【详解】(1)二氧化锰的质量=100g×25%=25g，故填：25； (2)反应过程中二氧化锰的质量不变，可以求出反应后物质的质量= ，减少的质量是生成氧气 的质量，生成氧气的质量=100g-833g=167g，代入方程式可以求出此时分解的氯酸钾的质量，具体过 程见答。 7．(2023 春·山东济南·八年级校联考期中)化学学习离不开实验。某学校化学兴趣小组的同学设计了如图 所示的实验，用于验证质量守恒定律。 (1)反应前的天平平衡，然后将稀盐酸倒入烧杯中与碳酸钙充分反应后，再称量，观察到反应后天平不平衡， 该反应_______质量守恒定律(填“遵守”或“不遵守”)。反应后天平不平衡的原因是_______。 (2)在不改变药品的情况下，改进该实验需要在________环境中。 (3)在化学反应前后，一定不变的是________(填数字序号)，因此化学反应都遵循质量守恒定律。 ①原子种类 ②原子数目 ③分子种类 ④分子数目 ⑤元素种类 ⑥物质种类 (4)该兴趣小组根据质量守恒定律，对当地石灰石样品中碳酸钙的质量分数进行了研究，小组同学取石灰石 样品，加入足量的稀盐酸中，进行实验(数据如下表，样品中其他成分不与稀盐酸反应)。请计算： 石灰石样品质 量 烧杯和稀盐酸的总质量 反应后烧杯及烧杯内各物质总质量 20g 100g 1134g ①生成的2的质量是_______ g。 ②样品中碳酸钙的质量分数_______。(写出计算过程) 【答】(1) 遵守 产生的二氧化碳气体逸散到空气中去了 (2)将装置改为密闭容器(合理即可) (3)①②⑤ (4) 66 解：设样品中碳酸钙的质量为x x＝15g 样品中碳酸钙的质量分数为： ×100%＝75% 答：样品中碳酸钙的质量分数是75%。 【详解】(1)盐酸和碳酸钙反应生成二氧化碳、氯化钙、水，二氧化碳逸出未被称量，所以天平不平衡。一 切化学反应均遵守质量守恒定律，所以该反应遵守质量守恒定律。天平不平衡是因为产生的二氧化碳气体 逸散到空气中去了。 (2)防止生成的二氧化碳逸出则该反应可用于验证质量守恒定律。所以在不改变药品的情况下，改进该实验 需要将装置改为密闭容器的环境中进行。 (3)化学反应的实质是分子拆分成原子，原子构成新的分子，所以反应前后原子的种类、数目、质量一定不 变，原子种类不变则元素种类不变。有新物质生成，则分子种类和物质种类一定改变。分子数目、元素化 合价可能改变。所以一定不变的是①②⑤。 (4)①反应前后减少的质量为逸出的二氧化碳的质量，则生成二氧化碳的质量为 20g+100g-1134g=66g。 ②详见答。 8 (山东省烟台市福山区2022-2023 下学期期中)同学们称取40g 高锰酸钾制取氧气