高中化学必修一有关化学方程式计算经典例题及变式练习

1、1.关系式法实际化工生产中以及化学工作者进行科学研究时，往往涉及到多步反应：从原料到产品可能要经过若干步反应；测定某一物质的含量可能要经过若干步中间过程。对于多步反应体系，依据若干化学反应方程式，找出起始物质与最终物质的量的关系，并据此列比例式进行计算求解的方法，称为“关系式”法。关系式法常常应用于多步进行的连续反应。在多步反应中，第一步反应的产物，即是下一步反应的反应物。根据化学方程式，每一步反应的反应物和生成物之间有一定的量的关系，即物质的量之比是一定的。所以，可以利用某中间物质作为“中介”，找出已知物质和所求物质之间的量的关系。它是化学计算中的基本解题方法之一，利用关系式法可以将多步计算

2、转化为一步计算，免去逐步计算中的麻烦，简化解题步骤，减少运算量，且计算结果不易出错，准确率高。有关化学方程式的计算其中包括守恒法。所谓“守恒”就是以化学反应过程中存在的某些守恒关系如质量守恒、元素守恒、得失电子守恒，电荷守恒等。运用守恒法解题可避免在纷纭复杂得解题背景中寻找关系式，提高解题的准确度。 在进行多步反应的计算时，一般的解题步骤为：(1)写出各步反应的化学方程式；(2)根据化学方程式找出作为中介的物质，并确定已知物质、中介物质、所求物质之间的量(质量或物质的量或相同条件下气体的体积)的关系；(3)确定已知物质和所求物质之间的量的关系；(4)根据所确定的已知物质和所求物质之间的量的关系

3、和已知条件进行计算。 【例题1】用CO还原10.0 g某磁铁矿石样品(所含的杂质不参加反应)，生成的CO2再跟过量的石灰水反应,得到12.8 g沉淀。求磁铁矿石中Fe3O4的质量分数。解析：本题发生的化学反应有： Fe3O4+4CO3Fe+4CO2 CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O 可以用CO2作为“中介”得出下列关系：Fe3O44 CO24 CaCO3,即：Fe3O44 CaCO3。然后利用两者之间的质量关系或物质的量关系进行计算。Fe3O4+4CO3Fe+4CO2 CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O根据化学方程式，找出关系式：Fe3O4 4 CaCO3232 400 m(

4、Fe3O4) 12.8 g m(Fe3O4) 7.42 g (Fe3O4) 74.2% 答：该磁铁矿石中Fe3O4的质量分数为74.2%。【例题2】0.6 mol镁与足量稀硫酸反应，得到的氢气与多少克氯酸钾完全分解制得的氧气恰好完全反应？ 解析：此题涉及三个化学方程式 Mg + H2SO4 = MgSO4 + H2 2H2 + O2 2H2O 2KClO3 2KCl + 3O2 由以上方程式可得下列关系式 Mg H2 1/2 O2 1/3 KClO3 即 3Mg KClO3 3 mol 122.5 g 0.6 mol m(KClO3)m(KClO3)24.5 g例2 将纯铁丝5.21g溶于过量

5、稀盐酸中，在加热条件下，用2.53gKNO3去氧化溶液中Fe2，待反应后剩余的Fe2离子尚需12mL0.3mol/LKMnO4溶液才能完全氧化，则KNO3被还原后的产物为 ( )A、N2B、NO C、NO2 D、NH4NO3【解析】 根据氧化还原反应中得失电子的总数相等，Fe2变为Fe3失去电子的总数等于NO3和MnO4得电子的总数设n为KNO3的还原产物中N的化合价，则(5.21g÷56g/moL)×(32)=0.012L×0.3mol/L×(72)(2.53g÷101g/mol)×(5n)解得 n=3 故KNO3的还原产物为NO。

6、 答案为(B)典例变式11. (1) 根据下列反应找出FeS2与KMnO4的关系式4FeS2+11O2 2Fe2O3 + 8SO22KMnO4+5SO2+2H2O = K2SO4+2MnSO4+2H2SO4(2) 根据下列反应找出C和NH3的关系C+H2O(g)CO+H2 CO+H2O(g)CO2+H2 N2+3H2 2NH3 2. 2.7 g某铵态氮肥(不含NO3)与过量氢氧化钙混合后加热，将放出的氨气通入25 mL 2 mol/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溶液反应。求该铵态氮肥中N的质量分数。例1、有一在空气中放置了一段时

7、间的KOH固体，经分析测知其含水2.8%、含K2CO337.3% 取1g该样品投入25mL2molL的盐酸中后，多余的盐酸用1.0molLKOH溶液30.8mL恰好完全中和，蒸发中和后的溶液可得到固体的质量为多少？【解析】 本题化学反应复杂，数字处理烦琐，所发生的化学反应：KOHHClKClH2OK2CO32HCl=2KClH2OCO2若根据反应通过所给出的量计算非常繁琐。但若根据Cl守恒，便可以看出：蒸发溶液所得KCl固体中的Cl，全部来自盐酸中的Cl，即：生成的n(KCl)=n(HCl)0.025L×2mol/Lm(KCl)=0.025L×2mol/L×74.

8、5g/mol=3.725g2.差值法差值法依据：化学反应前后的某些变化找出所谓的理论差量(固体质量差、溶液质量差、气体体积差、气体物质的量之差等)，与反应或生成物的变化量成正比而建立的一种解题方法。差值法解题方法：此法将“差值”看作化学方程式右端的一项，将已知差量(实际差量)与化学方程式中的对应差量(理论差量)列成比例，其他解题步骤与按化学方程式列比例或解题完全一样。例1、将质量为m1的NaHCO3固体加热分解一段时间后，测得剩余固体的质量为m2. (1)未分解的NaHCO3的质量为。(2)生成的Na2CO3的质量为。(3)当剩余的固体的质量为，可以断定NaHCO3已完全分解。【解析】固体加热

9、减轻的质量为（m1-m2）2NaHCO3=Na2CO3H2O+CO2 质量减量2×84 106 1844 （m1-m2）未分解的NaHCO3的质量为生成的Na2CO3的质量为NaHCO3完全分解则剩余固体质量为变式训练加热10.0g碳酸钠和碳酸氢钠的混合物至质量不在变化，剩余固体的质量为8.45g，求混合物中碳酸钠的质量分数。例2、向50gFeCl3溶液中放入一小块Na，待反应完全后，过滤，得到仍有棕黄色的溶液45.9g，则投入的Na的质量为 A、4.6g B、4.1g C、6.9g D、9.2g【解析】 Na投入到FeCl3溶液发生如下反应6Na2FeCl36H2O=6NaCl2F

10、e(OH)33H2若2mol FeCl3与6molH2O反应，则生成6molNaCl，溶液质量减少82g，此时参加反应的Na为6mol；现溶液质量减少4.1g，则参加反应Na应为0.3moL，质量应为6.9g。答案为(C)例3、在空气中将无水的硝酸铜和铜粉的混合物灼烧后(即生成CuO)，所得物质的质量与原混合物的质量相等，求原混和物中硝酸铜的百分含量。【解析】因为灼烧前后混和物的质量相等，所以发生反应时Cu(NO3)2分解减少的质量与Cu被氧化增加的质量相等。设原混和物的质量为1g，其中含Cu(NO3)2为Xg，Cu粉为(1-X)g。2Cu(NO3)2 2CuO4NO2O2 

11、0;         质量减量2×188g 216gX 克2CuO2 2CuO              质量增量2×64g  32g 例1：将12.8g铜片放入足量AgNO3溶液中，一段时间后，取出铜片洗净烘干后，称得质量为13.56g，计算有多少克铜被氧化。 解析：铜与AgNO3发生反应：Cu2AgNO3Cu（NO3）22Ag，从反应方程式可以看出，有6

12、4g铜被氧化，会生成216g金属银，固体质量增加152g，它与题中给出固体质量差量构成对应比例关系，可用差量法求解。解：Cu2AgNO3Cu（NO3）22Ag 固体增加质量m 64g 216g 216g-64g=152g m(Cu) 13.56g-12.8g =0.76g m(Cu)= 液体质量差量法 例2：天平两端各放一只质量相等的烧杯，内盛等体积等浓度的足量稀盐酸，将物质的量都为a mol的铝和镁分别放入左盘和右盘的烧杯中，反应完毕后，在哪一盘的烧杯中加入多少克同种金属才能平衡。 解析：开始反应前和反应后均要求天平平衡，实质上是要求最终增加溶液的质量相等，即可采用溶液质量增加这一实质即可求

13、解。 解：右盘：Mg+2HCl=MgCl2+H2 溶液质量增加m 1 mol 2g 24g-2g=22g a mol 22a 左盘：2Al+6HCl=2AlCl3+3H2 溶液质量增加m 2 mol 6g 54g-6g=48g a mol 24a 2、气体物质的量差量法 例3：CS2是实验室常用有机溶剂，取一定量CS2在氧气中充分燃烧，生成SO2和CO2，若0.1 mol CS2在1 mol O2中完全燃烧反应生成气体混合物在标准状况下的体积是（ ） A.6.72L B.13.44L C.15.68L D.22.4L 解析：由于CS23O2CO22SO2，从量上来分析CS2全部反应，O2有剩余

14、，故最后气体为O2，CO2和SO2的混合气，从状态来分析，只有CS2是液体，其余全为气体，再从反应方程式各物质的系数分析，反应前后气体的物质的量不变，n=O,故最后混合气体的物质的量仍为1 mol，在标况下其体积为22.4L，故正确答案为D。 3.分析讨论法分析和计算结合的题，是一种十分流行的习题类型。这类题中的条件隐蔽得很巧妙，从题中给出的条件解题，往往觉得缺乏一些直接条件或似乎无解，只有通过反复推敲、周密分析，找出暗藏在字里行间的间接条件，才有获得的希望。例1、通常情况下，CO和O2混合气体mL， 用电火花引燃，体积变为 nL(前后条件相同)。(1)试确定混合气体中CO和O2的体积用V(C

15、O)，V(O2)表示。(2)当反应的气体密度在相同条件下为H2密度的15倍时，试确定气体的成分。【解析】（1）2CO+O2=2CO2 (体积减少) （单位） 2 1 2 1 x y (m-n) 若CO过量，即2 应有：V(O2)=(m-n)升，V(CO)=m-(m-n)=n（升）若O2过量，即<2应有：V(CO)=2(m-n)升V(O2)=m-2(m-n)=(2n-m)(升)平均摩尔质量M=d*M(H2)=30依平均值规律：MminMMmax,而M(O2)=32,M(CO)=28, M(CO2)=44故混合气体只能是CO和CO2(由于有CO2,而且CO和O2只有一种或全无)。练习：用足量

16、CO还原14.4g某铁的氧化物，将生成的CO2全部通入470mL0.5mol/L的石灰水中得到20g白色沉淀，通过计算求出铁的氧化物的化学式。 (成才之路133页第22题)1、有一表面被部分氧化的金属钠，质量为10.8g，投入到100g水中完全反应后，收集到0.2g氢气，试计算： （1） 被氧化的金属钠的质量是多少克？（2） 反应后所得溶质的质量分数？ 3、将Na2CO3和NaHCO3混合物19g，充分加热后，收集到CO2有1.12L（标准状况），冷却后将剩余固体溶于300ml水中，求：（1）原混合物中Na2CO3的质量。（2） 配制的溶液的物质的量浓度4将一定质量的镁、铝

17、合金，投入100 mL一定浓度的盐酸中，合金完全溶解。向所得溶液中滴加5 mol/L NaOH溶液，生成的沉淀质量与加入NaOH溶液体积如图所示，由图中数据分析计算： 原合金中镁的质量为_g 铝的质量为_g 盐酸的物质的量浓度为_mol/L5、 把一小块镁铝合金溶于100mL盐酸中，然后向其中滴入溶液，生成沉淀的质量和加入NaOH溶液的体积如下图所示。求：（1）镁铝合金的质量组成。（2）盐酸的物质的量浓度。（3）B点沉淀的质量。6、现有MgO和AL2O3的固体混合物，向其中加入100 mL 1 moL·L-1稀H2SO4，充分反应后向溶液中逐滴加入 1 moL·L-1 的N

18、aOH溶液，产生沉淀的物质的量与加入NaOH溶液体积之间的关系如图：（已知MgO为碱性氧化物）NaOH溶液加至220 ml 时溶液中含有的金属元素的离子有 。混合物中，MgO与AL2O3的物质的量之比为 。根据以上所给数据求出 x 。7、将5.6g 铁粉放入100 mL CuSO4溶液中，充分反应后，再向溶液中加入足量的稀硫酸，又产生1.12L气体(标准状况下)。试计算： （1）最后所得溶液中FeSO4的物质的量；（2）原CuSO4溶液的物质的量浓度。8.在加热的条件下，用MnO2与100mL物质的量浓度为12mol/L的浓盐酸反应，制得氯气2.24L（标准状况）。（已知MnO2+4HCl（浓）MnCl2+Cl2+2H2O）（1）需要消耗MnO2多少克？（2）被氧化的HCl的物质的量是多少？（3）若反应后溶液的体积不变，则反应