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中考化学计算技法实例五则

范文

陈继清+葛德新

化学计算教学是初中化学教学中的一个重要组成部分，也是各地中考的重要内容，化学计算的学习是一个综合应用和理解化学概念、原理的过程，并非单纯的数学运算，也不是简单的方法技能，学生在化学计算学习的过程中，中考能逐步培养思维能力以及分析问题、解决问题的能力.我在平时的化学计算教学中发现了一些化学计算方面的技巧，并在所教班级、年级及交流学校得到推广使用，反响良好，也对学生进入高中阶段的化学学习起到很好的促进作用.

实例一：离子所带电荷与质子数、电子数的关系

在平时的教学中，多数教师对有关离子所带电荷与质子数、电子数的关系思考不多，通常是教会学生原理，即阳离子中质子数多于电子数，两者数值之差即为其所带的正电荷数，而阴离子中质子数少于电子数，两者数值之差即为其所带的负电荷数，但是在遇到具体问题时，学生往往又容易搞错，本人经过深入观察和思考，发现离子所带电荷与质子数、电子数存在巧妙关系，经过多年教学运用，发现学生掌握此关系后再去解题，则会事半功倍，效果很好！

如：铝离子的结构示意图为 Al3+，按此顺序书写，则有10+3=13，即电子数与阳离子所带“正电荷”之和等于质子数！

同样，硫离子的结构示意图为 S2-，可见，按此顺序书写，则有18+（-2）=16，即电子数与阴离子所带“负电荷”之和等于质子数！

两者统一原理如下：若离子Xm±的质子数为a，电子数为p，则有p±m=a.

例1元素X的核电荷数为a，它的阳离子Xm+与元素Y的阴离子Yn-电子层结构相同，则元素Y的核电荷数是（）.

A.a+m+nB.a-m-nC.m+n-aD.m-n-a

解设Xm+的电子数p，则有p+m=a. 即p=a-m；而阴离子Yn-的电子数也为p，即a-m，故阴离子Yn-的质子数为a-m-n.答案选B.

例2X、Y、Z、Q四种元素的核电荷数分别为a、b、c、d，若它们的离子Xm+、Yn+、Zm-、Qn-的电子层数相同.下列关系正确的是（）

A.a-b=n-mB.b-d=2nC.c-d=m+nD.a-c=0

解据原理，可知离子Xm+、Yn+、Zm-、Qn-的核外电子数分别对应为 Xm+（a-m），Yn+（b-n），Zm-（c+m）、Qn-（d+n），括号内为电子数.

由于电子数相同，得a-m=b-n=c+m=d+n，整理得a-b=m-n，a-d=m+n，b-d=2n，c-d=n-m，a-c=2m，其中只有B选项正确.

实例二：分子个数比在化学式计算中的运用

有关化学式的计算是化学计算中的一个重点，也是难点，其中有这种类型：已知等质量的两种物质（如CO和CO2或SO2和SO3），求其中某元素（如氧元素）的质量比，或已知两种物质中某元素的质量相等，求两种物质的质量比.学生在处理这类问题时比较困难，但在教学中我发现有学生给我启发：若同种元素的质量相等，则他们的原子个数也一定相等！于是总结得出以下解题模式：

同种元素原子的个数比→两物质分子个数比→两物质质量比

例2已知CO和CO2气体各一瓶，测得其中所含氧元素质量相等，则两种物质的质量比为，碳元素质量比为.

解据题意，两物质中氧元素质量相等，则氧原子个数相等，所以两物质的分子个数比必为2∶1.

即2CO——CO2

质量比为56∶44等于14∶11

亦可得出两物质中碳原子个数比为2∶1，即碳元素质量比为2∶1.

例2已知SO2和SO3各一份，测得其中所含氧元素质量相等，则两种物质的质量比为，硫元素质量比为.

〗解：据题意，两物质中氧元素质量相等，则氧原子個数相等，所以两物质的分子个数比必为3：2.

即 3SO2——2SO3

质量比为192：160等于6：5

亦可得出两物质中硫原子个数比为3：2，即硫元素质量比为3：2.

例3.已知CO和CO2气体各一瓶，测得质量相等，则两种物质中碳元素的质量比为，氧元素质量比为 .

解：设CO和CO2的分子个数比为a：b.

即aCO——bCO2

质量比为 28a：44b

由题意得 28a=44b 推出a：b=11：7

即11CO——7CO2

可得两种物质中碳元素的质量比为11：7，氧元素质量比为11：14.

实例三：粒子个数比在有关化学方程式计算中的运用

在有关化学方程式计算的选择题中，有一些是求物质元素组成和质量或是判断物质之间化学计量数的，也是一些地区中考选择题的压轴题，既是重点也是难点，如果能通过数据计算求出已知物质之间的粒子个数比，则能很快解决问题.

例3地球大气的演化经历了原始大气、次生大气和现代大气三个阶段，次生大气中部分成分的微观示意图如下：

一定条件下，3.4g甲物质和4.8g氧气恰好完全反应，生成5.4g乙物质和另一种物质X，下列判断不正确的是（）

A.物质甲的化学式是NH3

B.物质X的质量为2.8g

C.物质X中含两种元素

D.该反应化学方程式中物质X与O2的化学计量数之比为2：3

解由图示可知，甲为NH3，乙为H2O，丙为CO2；又据质量守恒定律可知生成的物质X应为（3.4g+4.8g-5.4g）为2.8g；而一个NH3分子、一个O2分子、一个H2O分子的相对质量分别为17、32、18；所以可得出这三种物质的粒子个数比为（3.4g/17）∶（4.8g/32）∶（5.4g/18）=4∶3∶6，可知此化学方程式大致为

4NH3+3O26H2O+，

据质量守恒可知，内只可填2N2，整个化学方程式为

4NH3+3O26H2O+2N2 本题应选C.

例2.将乙醇和氧气置于密闭容器中引燃，测得反应前后各物质的质量如下：

物质乙醇氧气二氧化碳水X反应前质量/g4.68000反应后质量/g004.45.4m

下列说法正确的是-----------------------（）

A.反应后X的质量为3.0 g

B.X中一定含有碳元素和氧元素

C.X中一定含有碳元素和氢元素

D.X中两种元素的质量比为1：1

解：此题中由于一个乙醇分子、一个氧气分子、一个二氧化碳分子、一个水分子的相对质量分别为46、32、44、18，所以可得出该反应中这四种物质的分子个数比为

（4.6g/46）：（8g/32）：（4.4g/44）：（5.4g/18）=2：5：2：6

可知此化学方程式大致为2C2H6O+5O2点燃2CO2+6H2O+，

据质量守恒可知，内只可填2CO，X为CO；

整个化学方程式为

2C2H6O+5O2点燃2CO2+6H2O+2CO本题应选B.

实例四：赋值法在化学式计算中的巧妙運用

在化学式的计算中，经常会涉及到两种物质的质量关系，此时可将其中一种物质的质量设为定值（为便于后几步计算，定值与其相对分子质量相等），而另一物质则设为未知数x，这样就将难题转化为求一个未知数x的问题了.

例4现有CO和CO2组成的混合气体，测得其中碳元素的质量分数为36%，求CO和CO2的质量比.

解因为Mr（CO）=28，Mr（CO2）=44

故定CO2的质量为44g，而CO的质量则另设为x，（44gCO2中含碳元素恰好为12g，）

据题意得12g+x（12/28）=（44g+x）36%

解得x=56g，则m（CO）∶m（CO2）=56∶44=14∶11

例2.现有O2和CO2组成的混合气体，测得其中碳元素的质量分数为20%，求混合气体中O2和CO2的质量比.

解：因为Mr（CO2）=4444gCO2中含碳元素恰好为12g，

故可定混合气体中碳元素的质量为12g，则其中CO2的质量为44g.

m（混合气体）=12g/20%=60g

m（O2）=60g-44g=16g

混合气体中m（O2）：m（CO2）=16：44=4：11

实例五：差量法在计算中的巧妙运用

化学计算中经常会涉及固体或气体质量的变化，而如果能找出质量变化的原因，巧妙运用差量法来解决，则化难为易，效率大大提高.

例5某钢铁厂为分析赤铁矿石中Fe2O3的质量分数，准确称取20g样品，在高温条件下用足量的CO气体来还原，充分反应（假设其他杂质不与CO反应）后冷却、称重，质量为15.2g，计算该赤铁矿石中Fe2O3的质量分数

解根据化学方程式 3CO+ Fe2O3高温2Fe+3CO2 可知，固体质量减少是由于Fe2O3转化成了Fe.故设样品中m（Fe2O3）=x

3CO+Fe2O3高温2Fe+3CO2固体质量减少量（Δm）

16011248

x（20g-15.2g）=4.8g

列式计算得x=16g.

所以赤铁矿石中Fe2O3的质量分数=（16g/20g）×100%=80%

例2.已知：2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2.在密闭容器中，将6.6gCO2与一定量的Na2O2固体充分反应后，气体变为3.8g.下列说法正确的是（）

A.3.8g气体全部是O2

B.3.8g气体通过足量NaOH溶液后，气体减少2.2g

C.反应后的固体是混合物

D.生成Na2CO3的质量为15.9g

解：根据化学方程式可知，气体质量减少是由于CO2转化成了O2.故设样品中m（CO2）=x，m（Na2CO3）=y，m（O2）=z

2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2 气体质量减少量（△m）

88212 3256

xyz （6.6g-3.8g）=2.8g

列式计算得x=4.4g y=10.6gz=1.6g

不难得出：生成O2 应为1.6g，CO2残余2.2g，又由于CO2过量，则Na2O2完全反应，反应后的固体只是Na2CO3，质量为10.6g.故本题应选B.

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