第四章  化學計算

 

化學計算是中學化學基礎知識和基本技能的重要組成部分，是從物質(zhì)量的變化的角度來研究物質(zhì)及其變化規(guī)律的。物質(zhì)之間的數(shù)量關系是計算的依據(jù)，數(shù)學方法則是工具。初中階段涉及的化學計算，主要包括三個方面：

1．  有關化學量的計算。

2．  有關溶液的計算。

3．  有關化學反應的計算。

復習這部分內(nèi)容要重視正確理解化學基本概念、基礎理論；熟悉元素化合物性質(zhì)，并能

從中找出有關的數(shù)量關系；認真審題，尋找思路，掌握解題的方法、步驟和書寫格式。

第一節(jié) 化學量的計算

考點說明

1．  在了解相對原子質(zhì)量與相對分子質(zhì)量關系的基礎上，掌握物質(zhì)相對分子質(zhì)量的計算；

2．  能在理解化學式涵義的基礎上，計算化合物中各元素的質(zhì)量比、某元素的質(zhì)量分數(shù)；

3．  能進行一些簡單的化學式的逆運算，能運用化學式進行一些巧算。

知識整理

1．  根據(jù)化學式計算

（1）相對分子質(zhì)量 （2）組成物質(zhì)的元素質(zhì)量比 （3）組成物質(zhì)的元素質(zhì)量分數(shù)

  常用的計算關系式有（以化合物AmBn）：

     物質(zhì)的相對分子質(zhì)量＝A的相對原子質(zhì)量×m + B的相對原子質(zhì)量×n

A、B元素的質(zhì)量比＝A元素的相對原子質(zhì)量×m/ B元素的相對原子質(zhì)量×n

A元素質(zhì)量分數(shù)＝A元素的相對原子質(zhì)量×m/AmBn的相對分子質(zhì)量×100％

計算時的注意點：

   （1）正確書寫化合物的化學式；

（2）正確計算有關量，如相對分子質(zhì)量、某元素的質(zhì)量分數(shù)等；

（3）計算格式應規(guī)范。

2.有關純度的計算

   物質(zhì)（或元素）的純度＝純物質(zhì)（或元素）的質(zhì)量/不純物質(zhì)的質(zhì)量×100％

計算時的注意點：

（1）物質(zhì)（或元素）的質(zhì)量不能遺漏或增添；

 (2 ) 真正弄清純與不純的關系，正確求解物質(zhì)（或元素）的純度。

經(jīng)典例題

例1. 明礬是日常生活中一種常見的鹽，可作凈水劑，其化學式為KAl(SO₄)₂?12H₂0。求：

（1）       明礬的相對分子質(zhì)量；

（2）       明礬中所含各元素的質(zhì)量比；

（3）       氧元素的質(zhì)量分數(shù)；

（4）       含結晶水的質(zhì)量分數(shù)。

【答案】（1）明礬的相對分子質(zhì)量＝39＋27＋（32＋16＋4）×2＋12×（1×2＋16）＝39＋27＋192＋216＝474

（2）各元素的質(zhì)量比為m_k:m_Al:m_s:m_o:m_H=39:27:32×2:16×(8+12):1×2×12

 =39:27:64:320:24

 

Ar(O)×(4×2＋12)            16×20

（3）氧元素的質(zhì)量分數(shù)＝                      ×100% =          ×100%=67.5%

 Mr[KAl(SO₄)₂?12H₂0]          474

                              12×Mr(H₂0)               12×18

(4)含結晶水的質(zhì)量分數(shù)=                    ×100% =          ×100%=45.57%

Mr[KAl(SO₄)₂?12H₂0]           474

 

例2.某甲醛溶液中氫元素的質(zhì)量分數(shù)為10％，則碳元素的質(zhì)量分數(shù)為多少？（甲醛的化學式為HCHO）

【分析】本題常規(guī)解法是：先根據(jù)溶液中氫元素的質(zhì)量分數(shù)求出甲醛的質(zhì)量分數(shù)，再利用甲醛化學式求出溶液中碳元素的質(zhì)量分數(shù)。這種解法運算太多，容易出錯。

分析甲醛化學式HCHO，我們會發(fā)現(xiàn)其中H、O原子個數(shù)比為2 ：1，即可將甲醛的化學式寫作C(H₂O)_n 。則此題可以巧解。

HCHO可寫作C(H₂O) ，可虛擬由HCHO和 H₂O構成的溶液的化學式為 C_m(H₂O)_n

H%=10%     則 H₂O%=H%×18/2=90%

所以C%=1-H₂O%=1-90%=10%

【答案】碳的質(zhì)量分數(shù)為10％ 。

例3.原計劃用90kg尿素[CO(NH₂)₂]，現(xiàn)因缺貨改用硝酸銨(NH₄NO₃)。計算要用多少千克的硝酸銨才能與90kg尿素的含氮量相等？

【分析】 此題是求兩種不同的物質(zhì)中同一種元素的質(zhì)量相等時，兩種不同物質(zhì)的質(zhì)量關系。解答此題的方法有多種，最簡單的方法是關系式法。關系式法首先要確定兩種物資的分子個數(shù)比。根據(jù)元素質(zhì)量相等時（同種元素），其中所含原子個數(shù)相同，可知當NH₄NO₃和CO(NH₂)₂中氮元素質(zhì)量相等時，NH₄NO₃和CO(NH₂)₂的分子個數(shù)比是1 ：1，因為它們每一個分子中都含有兩個氮原子。

  設x kg NH₄NO₃中含氮量與90kg CO(NH₂)₂的含氮量相等。

  據(jù)關系式         NH₄NO₃ ～  CO(NH₂)₂

80                                60

x kg       90kg

            80:60=x:90kg       x =120kg

【答案】需用120kg的NH₄NO₃。

自主檢測

一、選擇題（每小題只有1個正確答案）

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二、填空題

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三、計算題

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