化学计算.docx

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化学计算

专题七化学计算

一、有关化学式的计算

常用的计算公式（以化合物AmBn为例）

1、相对分子质量=A的相对原子质量×m+B的相对原子质量×n

注：

计算结晶水合物的相对分子质量时，化学式中的“·”表示相加，而不表示相乘。

2、A的质量分数=×100%

注、利用上述公式计算时，某元素的原子个数应写在该元素符号前面，不能写在右下角。

3、AB元素的质量比：

=

注：

计算时一定要写清楚各元素质量比顺序，因顺序不同，比值也不同。

4、A元素的质量==化合物（AmBn）的质量×A的质量分数

5、混合物中

某物质的质量分数（纯度）=×100%

或==×100%

【例1】（2009·烟台）2008年下半年发生的毒奶粉事件，是不法分子在牛奶或奶粉中添加了有毒的三聚氰胺造成的。

三聚氰胺化学式为C3H6N6，是一种重要的化工原料。

（1）三聚氰胺的相对分子质量为　　　　　，碳、氢、氮三种元素的质量比为　　　　　　，氮元素的质量分数为　　　　　　。

（2）检测食品中蛋白质含量的传统方法是：

通过检测食品中氮元素的含量，推算其蛋白质含量。

例如，若检测到牛奶中的氮元素质量分数≥0.46％，即为蛋白质含量检测合格。

某种不合格牛奶中氮元素的质量分数为0.36％，若向1000g该牛奶中加入2g三聚氰胺，请计算此时牛奶中氮元素的质量分数，并根据计算结果说明不法分子在牛奶中添加三聚氰胺的目的。

【答案】

（1）1266∶1∶1466.7%

（2）0.49%目的是提高牛奶中含氮量，造成牛奶中蛋白质含量高或合格的假象

【解析】

（1）C3H6N6的相对分子质量==12×3+1×6+14×6==126

碳、氢、氮三种元素的质量比为（12×3）：

（1×6）：

（14×6）==6：

1：

14

氮元素的质量分数==×100%=66.7

（2）加入三聚氰胺后牛奶中氮元素的质量为

1000g×0.36%+2g×66.7%≈4.9g

×100%≈0.49%

【规律小结】化学式的计算要看清元素符合右下角的数字，这些数字是解题的关键。

变式训练一

1、（2009·青岛模拟）酚酞是常用的酸碱指示剂，化学式为C20H14O4。

（1）酚酞是由种元素组成的；

（2）酚酞分子中碳原子和氧原子的个数比是；

（3）酚酞中碳、氢元素的质量比为（最简整数比）。

2、（2009·海南）三聚氰胺化学式为C3H6N6）是一种化工原料，有轻微毒性，计算：

（1）三聚氰胺相对分子质量：

（2）三聚氰胺中碳、氢、氮元素的质量比：

（3）三聚氰胺中氮元素的质量分数（精确到0.1%）。

二、有关溶液的计算

1、溶液中溶质的质量分数

溶质质量分数是溶质质量与溶液质量之比。

计算公式：

溶质的质量分数==×100%

2、溶解度与溶质质量分数的比较

溶解度

溶质的质量分数

意义

物质溶解性的量度，受外界温度影响

表示溶液中溶质质量的多少，不受外界条件影响

溶剂量要求

100g

无要求

溶液是否饱和

一定达到饱和

不一定

计算公式

溶解度=×100%

×100%

单位

克（g）

1

联系

饱和溶液中

溶质的质量分数=×100%

3、溶质质量分数计算的类型

（1）溶质、溶剂、溶液的质量与溶质的质量分数的相会换算

（2）溶质的质量分数与溶液体积、密度的有关换算

溶液的质量==溶液的体积×溶液的密度

溶质的质量分数=×100%

（3）溶液的稀释与浓缩的计算

稀释（浓缩）前后溶质的质量不变，即：

浓溶液的质量×浓溶液中溶质的质量分数==稀溶液的质量×稀溶液中溶质的质量分数

【例2】（2009·泰安）制作“叶脉书签”需要lOOg溶质质量分数为10％的氢氧化钠溶液。

请问：

（1）配制时需要氢氧化钠固体的质量是g．水的质量是g；

（2）若用20％的氢氧化钠溶液和水配制，需要20％的氢氧化钠溶液质量是

g。

【答案】

（1）1090

（2）50

【解析】

（1）氢氧化钠的质量=100g×10%=10g，水的质量=100g－10g=90g

（2）设需要20％的氢氧化钠溶液的质量为x

20%x=100g×10%

X=50g

【规律小结】溶质的质量=溶液的质量×溶质的质量分数，解答稀释题的关键是利用稀释前后溶液中溶质的质量不变。

变式训练二

1、（2008·南通）2008年5月12日四川汶川大地震后，为了预防疫情，防疫人员使用了各种消毒剂对环境进行消毒。

亚氯酸钠（NaClO2）是一种重要的消毒剂。

试计算：

（1）亚氯酸钠中Na、Cl、O三种元素的质量之比为_______________。

（2）现要配制质量分数为16%的亚氯酸钠消毒液1500kg，需要亚氯酸钠________kg。

三、有关化学方程式的计算

1、根据化学方程式计算的一般步骤

根据题意设未知量（用x，Y等字母表示）；

写出正确的化学方程式；

求出有关物质间的质量比（相对原子质量和或相对分子质量和），并写在相应化学式的下边；

把已知量和未知量写在相应质量比的下边；

列出比例式，求未知数；

简明写出答案。

2、常见的题型有：

（1）有关纯净物的化学方程式的计算，即：

）已知反应物（或生成物）的质量，求生成物（或反应物）的质量；

已知一种反应物（或生成物）的质量，求另一种反应物（或生成物）的质量。

（2）含杂质（杂质不参加反应）的计算

化学方程式反映的是纯净物间的质量关系，若遇到不纯物时，应先把不纯物的质量换算成纯净物质量。

纯物质的质量==不纯物质的质量×纯度=不纯物质的质量×（1－杂质的质量分数）

【例3】（2009·连云港）某班一次社会实践活动是到连云港碱厂参观，该厂主要产品之一是小苏打（碳酸氢钠）。

参观结束，同学们带回一些化验室里废弃的小苏打样品，来测定其中碳酸氢钠的质量分数（假设该样品中只含有氯化钠一种杂质）。

取样品9.3g逐滴加入稀盐酸，生成CO2气体的质量与滴加稀盐酸的质量关系如右图所示，求：

（计算结果用百分数表示，保留到小数点后一位数字）

（1）样品中碳酸氢钠的质量分数。

（2）恰好完全反应时，所得溶液中溶质的质量分数。

【答案】解：

设样品中碳酸氢钠的质量为x,生成氯化钠的质量为y

NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+H2O（1分）

8458.544

xy4.4g

==x＝8.4g

==y＝5.85g

（1）样品中碳酸氢钠的质量分数为：

×100%＝90.3%

（2）恰好完全反应时，所得溶液中溶质的质量分数为：

×100%＝22.5%

答：

略（或其他合理解法）。

【解析】解题的关键是找到已知量（二氧化碳的质量）及反应的关键所在，从图中可知，当消耗掉25.1g稀盐酸时，反应恰好完全，产生二氧化碳的质量为4.4g，再根据二氧化碳的质量可以求出其它物质的质量。

【规律小结】利用化学方程式进行计算的方法与技巧

1、守恒法

利用化学反应前后某元素的质量守恒或某种原子（或原子团）的数目和质量守恒，可以使化学计算化难为易，收到事半功倍的效果。

在应用“守恒法”时，要注意巧妙地选择两状态中总值不变的物理量建立等式，不纠缠中间过程。

只考虑始终状态，实际上是整体思维在化学中的作用。

2、差量法

若题给条件不是某种始量或终量，而是过程前后始量与终量的差值，用“差量法”求解十分简便。

‘‘差量法’’的关键是分析过程前后形成差值的原因，找出差值与已知量、未知量的关系。

变式训练三

1、（2009·湛江）取某碳酸钠样品放入烧杯中，加入95.8g水充分溶解，再向其中加入稀硫酸，反应放出气体的总质量与所加入稀硫酸的质量关系曲线如下图所示，请根据题意解答问题：

（1）当加入196g稀硫酸时，放出气体的质量为g。

（2）计算加入的稀硫酸溶液溶质的质量分数为。

（3）试通过计算求出加入98g稀硫酸即A点）时烧杯中溶液溶质的质量分数。

（写出计算过程）

综合检测题

一、选择题（每小题4分，共40分）

1、（2009·济宁）被蚊虫叮咬后，人们往往出现皮肤肿痛。

这是因为蚊虫在皮肤内分泌出的酸性物质〔主要成分是甲酸（CH2O2）〕对人的皮肤有较强的刺激作用。

下面关于甲酸的说法中，错误的是（）

A．甲酸是由碳、氢、氧三种元素组成的有机物

B．甲酸分子中有一个碳原子、两个氢原子和两个氧原子

C．甲酸中碳、氢、氧三种原子的个数比为1：

2：

2

D．甲酸中碳、氢、氧三种元素的质量比为6：

1：

16

2、（2009·广州）将50g20%氯化钾溶液稀释到200g，稀释后所得溶液中溶质的质量分数是（）

A．1%B．5%C．10%D．20%

3、当三氧化二铁与四氧化三铁中所含铁元素质量相等时，则三氧化二铁与四氧化三铁的质量比为（）

A．3：

2B．1：

lC．29：

42D．40：

29

4、（2009·泰州）下表是氯化铵在不同温度时的溶解度

温度/℃

20

40

60

80

溶解度/g

40

50

58

68

据此数据，判断下列说法正确的是（）

A．20℃时，氯化铵饱和溶液中氯化铵的质量分数是25％

B．20℃时，70g氯化铵的饱和溶液升温至40℃得到不饱和溶液

C．40℃时，75g氯化铵的饱和溶液中加入25g水后氯化铵的质量分数为30％

D．80℃时，84g的氯化铵饱和溶液降温至60℃时有5g氯化铵析出

5、X、Y两元素的相对原子质量之比为7：

2，在它们组成的化合物中X与Y的质量比为7：

3，则它们组成的化合物的化学式为（）

A、X2Y3B、X3Y2C、X2Y7D、X3Y7

6、现有50g溶质的质量分数为10%的硝酸钠溶液,要使其溶质的质量分数增大1倍,可采用的方法是（）

A、蒸发掉25g水B、增加5g硝酸钠

C、倒掉一半溶液D、增加50g溶液

7、常用抗生素“先锋Ⅵ”为粉末状固体，每瓶含“先锋Ⅵ”0.5g，注射时应配成质量分数不高于20％的溶液，则使用时每瓶至少需加入蒸馏水（）

A．1mLB．2mLC．3mLD．4mL

8、某有机物在氧气中完全燃烧，生成二氧化碳和水的质量比为22:

9，则该有机物可能是（）

A.C6H12O6B.C3H6C.C2H2D.C2H5OH

9、（2009·青岛）在托盘天平两边各放一只等质量的烧杯，在两只烧杯里分别加入50g溶质质量分数为7.3%的稀盐酸，将天平调节至平衡；然后向左右两烧杯中分别加入一定质量的下列各组物质，充分反应后，天平发生偏转的是（）

A．1.8g铝粉和1.8g铁粉B．4.2g碳酸镁和2g硝酸银

C．5.6g铁粉和5.6g锌粉D．10g碳酸钙和5.6g氧化钙

10、（2009·常州）葡萄糖、乙酸（CH3COOH）和尿素[CO（NH2）2]组成的混合物240g，在一定条件下完全燃烧，生成水的质量是（）

A．48g　　　　B．72g　　　　C．144g　　　D．无法计算

二、非选择题

11、（9分）（2009·汕头）莽草酸（化学式：

C7H10O5）是制取抗“H1N1流感”药物“达菲”的原料。

请回答：

（1）莽草酸分子中C、H、O原子个数比为。

（2）174g莽草酸含氢元素质量为g。

（3）对1岁以上的儿童推荐按照下列“体重—剂量表”服用“达菲”：

体重

小于等于15千克

15～23千克

23～40千克

大于40千克

每次用量

30mg

45mg

60mg

60mg

假如患病儿童的体重是35千克，在治疗过程中，需每天服用“达菲”胶囊（每颗胶囊含“达菲”75mg）2次，一个疗程5天，那么该患儿一个疗程共需服用颗。

12、（12分）（2009·肇庆）

儿童缺锌会引起食欲不振、发育不良。

右图为某种补锌口服液说明书的一部分，请回答：

（1）该口服液中的锌属于（填：

“常量”或“微量”）元素；葡萄糖酸锌分子中的碳、氢元素的质量比为。

（2）每支口服液中锌的质量分数为

（1g=1000mg）。

（3）若儿童1kg体重每日需要0.5mg锌，每天从食物中只能摄入所需锌的一半；体重为20kg的儿童每天还须服该口服液支，才能满足身体的需要。

13、（9分）（2009·湛江）苯甲醇（分子式为C7H8O）在医疗上曾做溶剂来溶解青霉素钾盐一减轻注射时的疼痛，但是不断有试验数据显示，苯甲醇与臂肌挛缩存在相关性，会造成患者“青蛙腿”。

因此，苯甲醇作为青霉素钾盐注射溶剂的方法已逐渐被淘汰。

请回答：

（1）一个苯甲醇分子由个原子构成。

（2）苯甲醇中碳、氢、氧三种元素的质量比为（填最简单整数比）。

（3）苯甲醇中C元素的质量分数为（结果保留到0.1%）。

14、（7分）（2009·陕西）某学习小组同学用右图试剂中的过氧化钠溶液制取氧气，取该溶液17g，加入适量MnO2充分反应。

完成下列分析及计算：

（1）小明根据过氧化氢中氧元素的质量分数计算氧气的质量，其计算式为：

生成氧气的质量＝17g×5%×

×100%＝17g×5%×

×100%。

老师指出小明的计算是错误的，你认为错误的原因是（填字母序号）。

A．过氧化氢的相对分子质量计算有误

B．过氧化氢中的氧元素没有全部转移到氧气中

（2）请你根据化学方程式计算制取氧气的质量。

15、（7分）（2009·南通）某化学研究性学习小组为测定市场出售的食醋总酸量（国家规定食醋中总酸量3.5g/100mL～5g/100mL），拟配制一定质量分数的氢氧化钠溶液，然后进行测定。

请你参与该小组的实验研究，并回答相关问题。

（1）配制100g质量分数为5%的氢氧化钠溶液需要水　　mL（水的密度为1g/cm3）。

（2）若食醋中的酸均看成是醋酸，醋酸与氢氧化钠反应的方程式为：

CH3COOH+NaOH=CH3COONa+H2O现有食醋500mL，甲同学从中取出10mL食醋，加入5%的氢氧化钠溶液4.8g,恰好完全反应。

请通过计算判断该食醋是否合格？

（写出计算过程）

16、（7分）（2009·漳州）某化学活动小组需要用溶质质量分数为19.6％的稀硫酸和锌粒反应来制取氢气，但实验室现有的是溶质质量分数为98％的浓硫酸。

试计算：

（1）将10g浓硫酸配制成所需的稀硫酸，需要水的质量为多少？

（2）取上述配制好的稀硫酸20g与足量锌粒充分反应，能制得氢气质量为多少？

（反应的化学方程式为Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑）

17、（9分）（2009·重庆）微型化学实验使用药品的量很少，产生的废弃物也很少，因此被誉为绿色环保的化学实验。

用右图微型仪器完成制取并检验CO2的实验只消耗了0.55g10%的盐酸。

求：

（1）产生CO2的质量是多少克？

（结果保留三位小数）

（2）如果10%的盐酸密度为1.1g/cm3，消耗盐酸的体积是多少毫升？

（3）通常完成这个实验大约需10%的盐酸5mL，这是微型实验用药量的多少倍？

专题七化学计算

变式训练一

1、

（1）3

（2）5：

1（3）120：

7

解析：

通过酚酞的化学式C20H14O4可以看出酚酞是由碳、氢、氧三种元素组成的；化学式右下角的数字表示每个分子中各原子的个数，所以分子中碳原子和氧原子的个数比是20：

4=5：

1；物质中各元素的质量比等于其相对原子质量乘以其对应的化学式右下角的数字，所以酚酞中碳、氢元素的质量比等于（12×20）：

（1×14）=240：

14=120：

7。

2、

（1）12×3＋1×6＋14×6==126

（2）C∶O∶N==36∶6∶84==6∶1∶14

（3）三聚氰胺中氮元素的质量分数==84/126==66.7%

解析：

根据化学式进行计算，求化合物中各元素的质量比，须指明是哪种元素之间的质量比；化合物中某元素的质量分数，算式中分母是化合物的相对分子质量，分子是该元素的相对原子质量乖以该元素的原子个数。

相对分子质量是化学式中各原子的相对原子质量之和，元素的质量比是各元素的“相对原子质量×原子个数”之比，元素的质量分数是该元素的“相对原子质量×原子个数”除以相对分子质量。

变式训练二

1、

（1）23∶35.5∶32

（2）240

解析：

（1）Na：

Cl：

O=23：

35.5：

（16×2）=23：

35.5：

32

（2）1500kg×16%==240kg

变式训练三

1、

（1）4.4；

（2）10%

（3）解：

设Na2CO3样品质量为X，反应生成Na2SO4的质量为y

Na2CO3+H2SO4Na2SO4＋H2O+CO2↑

10614244

Xy4.4g

则：

106g×4.4g=44x解得：

X=10.6g

142×4.4g=44y解得:

Y=14.2g

溶液的溶质质量分数为：

×100%=7.1%

答：

此时该溶质的质量分数为7.1%。

综合检测

1、B

2、B解析：

50g20%氯化钾溶液中溶质的质量为50g×20%=10g，稀释到200g，后质量分数为10g/200g=5%。

3、D解析：

Fe2O3与Fe3O4所含铁元素的质量相等，说明所含的铁原子的质量相等，铁原子的个数也就相等，所以此时Fe2O3与Fe3O4的化学计量数分别4和3，4Fe2O3的相对分子质量为640，3Fe3O4的相对分子质量为696，640：

696=40：

29。

4、BD解析：

20℃时，氯化铵饱和溶液中氯化铵的质量分数是40g/140g≈28.6%；40℃时，75g氯化铵的饱和溶液中含有25.5g氯化铵，加水25g后质量分数为25.5%；80℃时，84g的氯化铵饱和溶液含有50g水，34g氯化铵，降温至60℃时，50g水中最多溶解29g氯化铵，会有5g氯化铵析出。

5、A解析：

X2Y3中X与Y的质量比为7×2：

（2×3）=7：

3

6、A解析：

增加5g硝酸钠后溶液中溶质的质量分数为（50g×10%+5g）÷（50g+5g）≈18.1%；溶液具有均一性，倒掉一半或增加溶液后，溶质的质量分数不变；

7、B解析：

设至少需加入蒸馏水的质量为x，则

×100%=20％，x=2g，其体积为2mL。

8、AC解析：

C6H12O6+6O2

6H2O+6CO22C3H6+9O2

6H2O+6CO2

6H2O的相对分子质量为108，6CO2的相对分子质量为264，264：

108==22：

9。

9、A解析：

1.8g铝粉和1.8g铁粉与上述盐酸反应产生氢气的质量不相等，所以天平会发生偏转；而4.2g碳酸镁与上述盐酸反应产生2.2g二氧化碳，天平左盘增加的质量和右盘同为2g，天平平衡；5.6g铁粉和5.6g锌粉与上述盐酸反应产生的氢气的质量相等，天平平衡；10g碳酸钙反应产生4.4g二氧化碳，天平两盘增加的质量同为5.6g，天平平衡。

10、D解析：

葡萄糖、乙酸和尿素中氢元素的质量分数均为，所以

240g混合物中含有氢元素240g×=16g，根据质量守恒定律，也就是水中氢元素的质量，所以生成水的质量为144g。

11、

（1）7：

10：

5

（2）l0（3）8

解析：

分子中原子的个数比即为化学式中右下角的数字之比；35千克的儿童每次用量为60mg，每天2次，5天共服用5×2×60==600mg，600mg÷75mg=8次。

12、

（1）微量72:

11

（2）0.05%（3）1

解析：

葡萄糖酸锌分子中的碳、氢元素的质量比为：

（12×12）：

（1×22）==72：

11，锌的质量分数==×100%=0.05%，20kg的儿童每天需要锌的质量为20×0.5mg=10mg,一半即为5mg，所以须口服1支口服液。

13、

（1）16；

（2）21∶2∶4；（3）77．8%

14、

（1）B

（2）解：

设反应中生成氧气的质量为x。

2H2O2

2H2O＋O2↑

2×3432

17g×5%x

=

x=0.4g

答：

略。

15、

（1）95

（2）m（NaOH）＝4.8g×5%＝0.24g

CH3COOH+NaOH＝CH3COONa+H2O

6040

m（CH3COOH）0.24g

==

m（CH3COOH）＝0.36g

则100mL样品中含CH3COOH：

0.36g×10=3.6g

所以该食醋合格

16、

（1）解：

设加水后溶液的质量为x

10g×98％=x×19.6%

x=50g

需要水的质量=50g一l0g=40g

（2）解：

设生成氢气的质量为x

Zn＋H2SO4=ZnSO4+H2↑

982

20g×19.6%x

x=0.08g

答：

略。

17、解：

（1）设生成二氧化碳的质量为x。

CaCO2＋2HCl=CaCl2＋H2O＋CO2↑

7344

0.55g×10%x

==

X=0.033g

（2）消耗盐酸的体积为

=0.5mL

（3）它是微型实验用药量的

=10（倍）

答：

略