2020_2021学年人教版化学九年级上册5.3利用化学方程式的简单计算学案

激情飞扬，勇于探究，大胆质疑，合作共赢，为自己的幸福人生奠基。1 第五单元 课题 3 利用化学方程式的简单计算 第 1 课时 一、学习目标： 1.掌握有关反应物、生成物质量的计算。（重点：计算的依据和步骤） 2.掌握化学计算的解题格式，培养化学计算题的解题能力。 3.通过有关化学反应的计算，能从定量的角度理解化学反应。 【课前预习】 1、什么叫化学方程式？ 2、书写化学方程式必须遵循的原则是什么？ 3、书写化学方程式的步骤是什么？ 4、写出下列反应的化学方程式 ⑴用高锰酸钾加热的方法制氧气 ⑵氢气和氧化铜加热条件下的反应 ⑶用氯酸钾在二氧化锰作催化剂并加热的条件下制氧气 5、在 4P+5O2= 2P2O5 的反应中， 份质量的磷跟 份质量的氧气起反应，生成 份质量的五氧化二磷。 【引入】 （1）2016 年“神州 11 号”用长征系列火箭发射升空时，若火箭燃料是液氢，助燃剂是液氧，当火 箭点火升空时，会发生什么反应？写出反应的化学方程式？____________________________。 （2）该化学方程式表示的意义和读法？ （3）填表： （4）分别计算各反应物、生成物之间的质量比。 小结：化学反应中，各反应物、生成物之间的质量比等于其________________之比。 例如：2H2＋O2==2H2O 4 32 36 4g 36g 36g 还是 40g？ 因此，人们在化工生产中购买原料时，一定要先根据化学方程式进行计算，如果买多了，就会 浪费原料。买少了又不够，因此人们要进行化学方程式的计算。 二、自主探究： 知识点：根据化学方程式的计算 【尝试练习】现有 8g 氧气与足量的氢气完全燃烧，能生成多少克水？ [审题]①该题涉及的化学变化（化学方程式）为 ；②题 目给出的已知量为_______的质量，未知量为______的质量；③已知量与未知量有什么关系？ [解题]请你在草稿纸上书写出详细的解题过程。 [对照]写完后，请先自己检查，再与同学的解题过程对比、交流，然后与 P102 例 1 比较有哪些异同。 【阅读】自学课本 P102 例 1、例 2 后，完成以下问题： 【思考交流】 1.利用化学方程式计算的可分为哪几个步骤？ 2.利用化学方程式计算应注意哪些问题？ （阅读 P102 例 1）总结化学方程式的计算分哪几步进行，用一字概括。 【计算依据】 【例题】实验室用 H2 还原 CuO，现有 160gCuO，至少需要 H2 多少克？可生成 Cu 多少克？ 【讲解】 【练习】1、电解 36 克水可得到多少克氢气？下面是四位同学的解题过程和结果如下，检查后回答： 甲同学 乙同学 丙同学 丁同学 反应物 生成物 质量比 O2 H2 相对分子质量比 1 2g 18g 2 64g 8g 激情飞扬，勇于探究，大胆质疑，合作共赢，为自己的幸福人生奠基。2 [解]设可得 X 克氢气。 HO2 H↑+ O2↑ 33 1 36g x 33：1=36g:x x = 1.1 g 答：可得到 1.1 克氢气 [解]设可得 X 克氢气。 H2O H2 ↑+ O2 ↑ 18 2 36g x 18：2=36g:x x = 4 g 答：可得到 4 克氢气 [解]设可得 X 克氢气。 2H2O 2H2 ↑ + O2 ↑ 36 4 32 36 x 36：2=36g:x x = 32 答：可得到 32 克氢气 [解] 设可得 X 克氢气。 2H2O 2H2 ↑ + O2 ↑ 36 4 36g x x = 4 g 答：可得到 4 克氢气 甲同学做得对吗？ 你能得到什么启示吗？ 写准物质化学式， 乙同学做得对吗？ 你能得到什么启示吗？ 化学方程要配平； 丙同学做得对吗？ 你能得到什么启示吗？ 关系式对关系量，计算单位不能忘； 丁同学做得对吗？ 你能得到什么启示吗？ 关系量间成正比，解设比答要完整。 2、31g 磷完全燃烧，需要 O2 多少克？生成 P2O5 多少克？ 【小结】 八个注意：1、设未知数不带单位，并指明所设的量为质量； 2、准确书写化学方程式（化学式、配平、条件等）； 3、准确计算相对分子质量；各已知量、未知量一一对应； 4、正确列出比例式（可横式，可竖式）； 5、计算过程和结果要带上单位，并且单位要统一； 6、不是相关的量，不需标出； 7、同一题中出现多问，可放在一起完成； 8、已知反应物、生成物中任意一量，可计算出其它任何量。 三个要领：1、步骤要完整； 2、格式要规范； 3、得数要准确（题上未做明确要求，而除不尽的保留一位小数）。 三个关键：1、准确书写化学式； 2、化学方程式要配平； 3、准确计算相对分子质量。 【课堂练习】 课本 P103.1～3 1.要让 3g 镁条完全燃烧，需要氧气的质量是（ ） A、2g B、1g C、1.5g D、无法计算 2.铝在氧气中燃烧生成氧化铝。在这个反应中，铝、氧气、氧化铝的质量比是（ ） A、27∶32∶102 B、27∶24∶43 C、4∶3∶2 D、108∶96∶204 3.在化学反应 3X+4Y =2Z 中，已知 X 和 Z 相对分子质量为 32 和 102，则 Y 的相对分子质量为______。 4.碳在高温时与氧化铜反应生成铜和二氧化碳。计算要使 80 克氧化铜完全反应，需要碳的质量至少 是多少？ 5.用氢气还原 16 克氧化铜可得到铜多少克？同时生成多少克水？你能计算出参加反应的氢气的质 量吗？ 【中考直通车】 6.在反应 2A+5B＝2C+4D 中，C、D 的相对分子质量之比为 9：22。若 2.6gA 与 B 完全反应后，生成 8.8 gD。则在此反应中，B 与 D 的质量比为( ) A.4：9 B.8：11 C.10：11 D.31：44 7.A、B、C 三种物质各 15g，它们化合时只能生成 30g 新物质 D。若增加 10g A，则反应停止后，原 反应物中只余 C。根据上述条件推断下列说法中正确的是( ) A.第一次反应停止后，B 剩余 9g B.第二次反应后，D 的质量为 50g C.反应中 A 和 B 的质量比是 3∶2 D.反应中 A 和 C 的质量比是 5∶2 8.发射通信卫星的火箭用联氨（N2H4）做燃料，用四氧化二氮（N2O4）助燃，生成物不会对大气造成 污染。 ⑴反应的化学方程式为 2N2H4＋N2O4=3 ＋4H2O,请在横线上填写化学式以完成该化学方程式。 ⑵请计算 9.6gN2H4 完全燃烧需要助燃物 N2O4 的质量。 【拓展延伸】 9.已知化学反应 2A + B = C + D，7 克的 A 与 20 克 B 恰好完全反应生成 16 克 C，已知 D 的相对分 子质量为 44，则下列说法正确的是（ ） A、14 克 A 参加反应可生成 D22 克 B、A 的相对分子质量是 28 C、B 的相对分子质量是 40 D、C 的相对分子质量最大 10.某实验小组的同学为了测定实验室中氯酸钾样品的纯度，取一定质量的该样品与 1g 的二氧化锰 混合，其总质量为 6g。依次加热该混合物 t1、t2、t3、t4 时间后，分别冷却称量剩余物质量，记录 的有关数据如下表（样品中的杂质不参加反应）： 加热时间 t1 t2 t3 t4 剩余固体的质量（g） 4.24 4.16 4.08 4.08 试计算：（1）完全反应后产生的氧气的总质量为 ；（2）样品中氯酸钾的纯度是多少？ 11.根据碳在氧气中燃烧的化学方程式判断，下列说法符合质量守恒定律的是 ( ) A．3 gC 和 8 gO2 生成 11 gCO2 B．2 gC 和 4 gO2 生成 6 gCO2 C．4 gC 和 5 gO2 生成 9 gCO2 D．5 gC 和 9 gO2 生成 14 gCO2 12.中国登山协会为了纪念我国首次攀登珠穆朗玛峰成功 50 周年，再次组织攀登珠峰活动。阿旺扎 西等一行登山运动员于 5 月 21 日 13:40 成功登顶。假如每名运动员冲顶时消耗自带的液氧 4.8 kg。 求： (1)4.8 kg 氧在标准状况下的体积是多少升?(标准状况下，氧气的密度为 1.43 g／L) (2)若在实验室中用高锰酸钾为原料制取相同质量的氧气，需要多少千克高锰酸钾? 激情飞扬，勇于探究，大胆质疑，合作共赢，为自己的幸福人生奠基。3 13.将氯酸钾和二氧化锰的混合物 20g，加热使其完全分解后，得剩余的固体物质 13.6g，问：（1） 剩余的固体物质是什么？各多少克？ （2）原混合物中氯酸钾的质量是多少克？ 【作业布置】《同步轻松练习》P96~98。 第五单元 课题 3 利用化学方程式的简单计算 第 2 课时 一、学习目标： 1、在正确书写化学方程式的基础上，进行简单的计算。 2、已知混合物中的一反应物（或生成物）的质量，如何求混合物中另一反应物（或生成物）的质量？ 组内帮扶学习、展示 常见题型 1．利用质量守恒定律的相关信息，如何求反应物的质量及相互质量比？（质量守恒定律与化学方程 式相结合的计算） 例 1 已知在反应 3A+2B=2C+D 中，反应物 A、B 的质量比为 3：4。当反应生成 C 和 D 的质量共 140g 时，B 消耗的质量为_________g。 分析：此题能根据质量守恒定律，由于生成物 C 和 D 的质量共 140g，所以 A 和 B 的质量之和也应为 140g。由于反应物 A、B 的质量比为 3：4，则可将物质总质量视为 7 份（3+4=7），A 占其中 3 份，B 占其中 4 份。所以消耗 B 的质量为 140÷7×4＝80g。 例 2 在化学反应 3X+4Y=2Z 中，已知 X 和 Z 的相对分子质量分别是 32 和 102，则 Y 的相对分子质 量为_____。 分析：此题是根据质量守恒定律确定 Y 的相对分子质量。解题时，首先要确定 4Y 的值，即 3×32＋ 4Y＝2×102 4Y＝2×102－3×32＝108 Y＝27 例 2：把干燥纯净的 KClO3 和 MnO2 的混合物 15.5g 装入大试管中加热制取 O2，待反应完全后，冷 却称量，得到 10.7g 固体物质。①计算制得的 O2 多少克？②10.7g 固体物质中含有哪些物质？各多 少克？③原混合物中 KClO3 的质量分数是多少？ （练习）1、实验室用 16g 高锰酸钾放在试管中加热，反应后称得剩余物质的质量为 14.4g，则剩余 的物质是（ ） A、K2MnO4 B、MnO2 、K2MnO4 、KMnO4 C、MnO2 、K2MnO4 D K2MnO4 、KMnO4 2、在反应 X===2Y（X 和 Y 分别代表某物质的化学式）中，若 X 消耗 ag，则生成 Y 的质量是（ ） A、0.5ag B、ag C、2 ag D 、3ag 3、某化合物完全燃烧，消耗 9.6g 氧气，生成 8.8g 二氧化碳和 5.4g 水，下列对该化合物组成的判断 正确的是（ ） A、含有 C、H、O 三种元素 B、只含有 C、H 两种元素 C、只含有 C、O 两种元素 D 无法确定 4、氯酸钾、二氧化锰的混合物 26g，加热后完全反应，最后剩余物质的质量为 16.4g。求：（1）生 成氧气的质量；（2）原混合物中二氧化锰的质量；（3）原混合物中 KClO3 的质量分数。 5、化学兴趣小组为了测定某钢铁厂生铁样品中铁的质量分数。在实验室将 5.8g 生铁样品放入烧杯 中，加入 50g 稀硫酸恰好完全反应（杂质不参加反应），反应后称得烧杯中剩余物质的总质量为 55.6g。 （提示：Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑）。求：（1）产生 H2 的质量是多少？（2）该生铁样品中铁的质 量分数？（结果保留一位小数） 2．已知反应物（或生成物）的质量（或密度、体积），如何求另一反应物（或生成物）的质量（或 体积）？（体积与质量换算的化学方程式计算） 例 3 中国登山协会为纪念我们首次攀登珠穆朗玛峰成功 50 周年，再次组织攀登珠峰活动。阿旺扎 西等一行登山运动员于 2003 年 5 月 21 日 13：40 成功登顶。假如每位运动员冲顶时消耗自带的液氧 4.8g 。求： （1）这些氧气在标准状况下的体积是多少升？（标准状况下氧气密度为 1.43g/L） （2）若在实验室用高锰酸钾为原料制取相同质量的氧气，需要多少千克的高锰酸钾？ （3）用这种方法给登山运动员供氧，是否可行？简述理由。 激情飞扬，勇于探究，大胆质疑，合作共赢，为自己的幸福人生奠基。4 解：（1）4.8kg 氧气在标准状况下的体积为 LLg kggg 6.3356/43.1 /10008.4  （2）设需要高锰酸钾的质量的质量为 x 2KMnO4 △=== K2MnO4 + MnO2 + O2↑ 316 32 x 4.8kg 8.4 32316  x kggx 4.4732 8.4316  （3）不行。此法成本太高，经济上不合算；或在实验室制如此多氧气，耗时太长。 分析：此题难度不高，主要考查学生有关化学方程式计算的两个重要的注意点：1．气体体积和气体 质量的换算（即气体体积=气体质量÷气体密度）；2．化学方程式中单位的换算，如题目中出现“kg” 与“g”之间的换算。此题中不仅仅是一道有知识背景的简单计算，还考查了学生仔物质制备时是否 考虑原料成本和反应时间的因素。 例 4 实验室用加热高锰酸钾的方法制取氧气，要制取 11.2L（标准状况）氧气，需要高锰酸钾多少 克？（标准状况下：氧气的密度是 1.429g/L） （练习）1、将 10g 铁与 50g 稀硫酸反应完毕后，取出剩余的铁，洗涤干燥，称其质量为 3g，试求 制得的氢气多少升？（标准状况下，氢气的密度是 0.0899g/L） 2、要制得标准状况下 11.2LO2，至少需要多少克 KClO3？（标准状况下：氧气的密度是 1.429g/L） 3、过氧化钙（CaO2）能杀菌消毒，且能与水反应产生 O2，其反应的化学方程式为： 2 CaO2＋2H2O===2 Ca（OH）2＋O2↑。某同学把 1.8g 不纯的过氧化钙样品（杂质不与水反应）加 入到盛有足量水的烧杯中，完全反应后生成了 0.224L O2（标准状况下：氧气的密度是 1.429g/L）。 计算：（1）生成氧气的质量（精确到 0.01g）；（2）样品中过氧化钙的质量分数。 3．已知混合物中的一反应物（或生成物）的质量，如何求混合物中另一反应物（或生成物）的质量？ （含杂质化学方程式的计算） 例 4 煅烧含碳酸钙 80%的石灰石 100t，生成二氧化碳多少吨？若石灰石中的杂质全部进入生石灰中， 可以得到这样的生石灰多少吨？ 解：设生成二氧化碳的质量为 x CaCO3 高温=== CaO + CO2↑ 100 44 100t×80% x xt 44 %80100 100  x=35.2t 生石灰的质量：100t-35.2t=64.8t （例）某锌样品（含杂质，杂质不参加化学反应），含锌 65%。200g 该样品与足量的稀硫酸反应， 可制得 H2 多少克？ （分析）200g 不纯锌样品，不能带入化学方程式进行计算，应将不纯的锌换算成纯锌的质量，换算 公式：纯净物的质量=不纯物质的质量×纯净物的质量分数（纯度） （练习）1、含杂质 30%的不纯铁粉 32g 跟足量的稀硫酸反应（杂质不参加反应），可生成 H2 多少 克？已知标准状况下，氢气的密度为 0.089g/L，则产生 H2 在标准状况下的体积是多少？ 2、钢和生铁都说是铁的合金，其中钢的含碳量为 0.03%~2%，生铁的含碳量 2%~4.3%。将质量为 8.6g 的铁合金粉末样品加入烧杯中，然后注入 100g 稀硫酸溶液，恰好完全反应。测得反应后烧杯中 的物质总质量为 108.3g。（假设样品中除碳外不含其它杂质） （1）求反应中产生氢气的质量；（2）通过计算说明该铁合金样品是生铁还是钢。 激情飞扬，勇于探究，大胆质疑，合作共赢，为自己的幸福人生奠基。5 3、亮亮同学为了探究某石灰石的纯度（杂质不与酸反应），向 6.0g 石灰石样品中逐滴加入稀盐酸至 不再产生气泡为止，共生成二氧化碳气体 1.11L（该条件下二氧化碳气体的密度为 1.977g/L）。试计 算：（1）该反应生成二氧化碳的质量为 g；（精确到 0.1g） （2）该石灰石样品中碳酸钙的质量分数为多少？（写出计算过程，精确至 0.1%） 4．利用化学反应测定的实验数据，如何进行物质的计算和推断？（信息计算题） 例 5 小强同学前往当地的石灰石矿区进行调查，他取回了若干块矿石样品，对样品中碳酸钙的质量 分数进行检测，采用了的办法如下：取用 8g 这种石灰石样品，把 40g 稀盐酸分 4 次加入，测量过程 所得数据见下表（已知石灰石样品中含的杂质不溶于水，不与盐酸反应）。请计算： （1）8g 石灰石样品中含有杂质多少克？ （2）样品中碳酸钙的质量分数是多少？ （3）下表中 m 的数值应该为多少？ 序号 加入稀盐酸质量（g） 剩余固体质量（g） 第 1 次 10 5.5 第 2 次 10 m 第 3 次 10 1.2 第 4 次 10 1.2 （4）要得到 280kgCaO，需要质量分数为 80%的石灰石多少千克？(化学方程式：CaCO3 高温 == CaO+CO2 ↑) 解：（1）8g 石灰石样品中含有杂质为 1.2g。 （2）样品中碳酸钙的质量分数＝ %1008 2.18  g gg ＝85％ （3）m＝5.5g-（8g-5.5g）＝3g （4）设需要 80%的石灰石的质量为 x CaCO3 高温== CaO+CO2↑ 100 56 X×80％ 280kg kgx 280 56 %80 100  x＝625kg 分析：此题通过不断改变所加入的稀盐酸的质量，观察剩余固体的质量来判断稀盐酸何时不足，石 灰石中 CaCO3 何时完全反应。由表中数据可知，在第三次加入 10g 盐酸后，固体剩余物质量不 再减少，说明剩余的 1.2g 固体不和稀盐酸反应，应为杂质。然后，用 8g 石灰石样品质量－ 杂质质量＝CaCO3 质量。再除以样品质量，即可求出样品中碳酸钙的质量分数。第三小问也可 从题意得出正解，即第一次加 10g 酸时固体的质量减少应和第二次一样，所以第二次剩余的 固体质量就是 3g。最后一问可利用含杂质问题的解题方法处理。 讲解：足量的涵义： 适量（恰好完全反应的合适量） 足量 过量（反应后有剩余的量） 例 6 某实验小组的同学为了测定实验中 KClO3 样品的纯度，取一定质量的样品与 1gMnO2 混合，其 总质量为 6g，，依次加热该混合物 t1、t2、t3、t4 时间后，分别冷却称量剩余固体质量，记录有关数 据如下表（样品中的杂质不参与化学反应）： 加热时间 t1 t2 t3 t4 剩余固体质量（g） 4.24 4.16 4.08 4.08 （1）在 时间后，该样品中的 KClO3 已完全反应。 （2）完全反应后产生的 O2 的总质量为 。 （3）样品中 KClO3 的纯度是多少？ （练习）1、将 16g 硫在给定量的氧气中燃烧，有如下实验数据：第一、二、三次分别给定 O215g、 16g、20g，生成 SO2 的质量分别为 30g、32g、32g。回答下列问题： （1）以上数据说明，在三次实验中第 次恰好完全反应； （2）第 次实验中有硫剩余，剩余 g； （3）第 次实验中有 O2 剩余，剩余 g； 2、10gH2 和 O2 的混合气体充分反应后，冷却至室温，还剩余 1g 气体，求混合气体中 H2 和 O2 的质 量。 巩固练习 1：（2005·南通市)密闭容器内有 A、B、C、D 四种物质，在一定条件下充分反应，测得反应前后各 物质的质量如下： 物 质 A B C D 反应前质量/g 19.7 8.7 31.6 O．4 反应后质量/g 待测 17.4 0 3.6 下列说法正确的是( ) A．物质 C 一定是化合物，物质 D 可能是单质 B．反应后密闭容器中 A 的质量为 19.7g C．反应过程中，物质 B 与物质 D 变化的质量比为 87∶36 激情飞扬，勇于探究，大胆质疑，合作共赢，为自己的幸福人生奠基。6 D．若物质 A 与物质 C 的相对分子质量之比为 197∶158，则反应中 A 与 C 的化学计量数之比为 l∶2 2：（2004·北京市）甲醇（CH3OH）是一种有毒、有酒的气味的可燃性液体。甲醇在氧气中不完全 燃烧可发生如下反应：8CH3OH + nO2 mCO2 + 2CO + 16H2O。若反应生成 3.6g 水，请计算： （1） m 值是 （2） 参加反应的氧气质量是多少克？（写出规范计算步骤） 3：（2005·江西省）化学兴趣小组为了测定某钢铁厂生铁样品中铁的质量分数，在实验室将 5.8g 生铁样品放入烧杯中，加入 50g 稀硫酸恰好完全反应（杂质不参加反应），反应后称得烧杯中剩余物 质的总质量为 55.6g。求： （1）产生氢气的质量是多少？ （2）该生铁样品中铁的质量分数？（结果保留一位小数） 4：（2004·镇江市）为了测定某铜锌合金的组成，某校化学课外活动小组利用该合金粉末与稀硫酸 反应，进行了三次实验，所得相关的实验数据记录如下： 第一次 第二次 第三次 所取合金的质量/g 10 10 20 所用稀硫酸的质量/g 50 80 50 生成氢气的质量/g 0.2 0.2 0.2 (1) 试计算该铜锌合金中合金锌的质量。 (2) 从上表数据分析，当所取合金与所用稀硫酸的比为 时，表明合金中的锌与稀硫酸恰好完全 反应。 5：利用化学方程式计算的依据是（ ） A.化学方程式表示了一种化学反应过程 B.化学方程式表示了反应物、生成物和反应条件 C.化学方程式表示了反应前后反应物和生成物的质量关系 D.化学方程式表示了各反应物质量比等于各生成物质量比 6. .使 12g 镁分别在一定量氧气中燃烧，得如下实验数据： 第一次 第二次 第三次 所给氧气的质量g 4 8 16 生成氧化镁的质量g 10 20 20 下列关于以上实验的说法错误．．的是（ ） A．第一次实验中镁没有燃烧完 B．只有第二次实验遵守质量守恒定律 C．第三次实验中氧气没有消耗完 D．三次实验中固体质量都增加了 7 下图为某加钙食盐包装袋袋上的标签。小明通过下列方法检查该食盐中的钙元素的含量：往装有 稀硝酸的小烧杯（总质量为 200.00g）加入 30.00g 该盐样品，充分反应后，无固体剩余。反应后烧 杯和溶液的总质量为 229.67g。 （已知：CaCO3+2HNO3=Ca(NO3)2+H2O+CO2↑） （1）反应过程中产生__________gCO2 （2）30.00g 该食盐中含碳酸钙的质量是多少？ （3）此加钙食盐钙含量是否符合标签要求？ 11. 某学习小组用图示装置测定黄铜屑（锌铜合金）的组成，取一定量的黄铜屑放入烧杯中，并加 入足量稀硫酸。不同时间电子天平的读数如下表所示（不考虑 H2O 逸出）： 反应时间／min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 烧杯及所盛物质总质量 /g 335.7 0 335.5 4 335.4 4 335.3 8 335.3 4 335.3 2 335.3 1 335.3 0 335.3 0 （1）反应生成 H2 的总质量为 g。 （2）若要计算黄铜屑中锌的质量分数，还缺少的数据是 ， 若该数据用 a 表示，求出黄铜屑中锌的质量分数（写出计算过程）。 （提示：Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑，铜不与稀硫酸反应）