4．化学方程式计算的类型

1).求反应物、生成物各物质间的质量比．

2).根据反应物(或生成物)的质量求生成物(或反应物)的质量．

3).含一定量杂质(杂质不参加反应)的反应物或生成物量的计算．

4).反应物、生成物中含有气体的，有关气体体积、质量、密度三者间的换算．

5).涉及到两个或两个以上化学方程式的综合计算．

3.化学方程式计算的依据

化学方程式表示各反应物和生成物之间的质量比是一定的．利用这一关系，可通过已知质量求未知质量．

2．化学式计算的类型

(1)计算相对分子质量

相对分子质量等于化学式中各原子相对原子质量的总和．其中结晶水合物的相对分子质量等于无水物的相对分子质量与结晶水相对分子质量的总和．要求正向能根据化学式求相对分子质量，反向通过相对分子质量求化学式或相对原子质量．

(2)计算化合物中各元素的质量比

化合物中各元素的质量比，等于化学式中各元素原子的相对原子质量总和之比．两种元素组成的化合物中两个元素质量比也等于两元素相对原子质量之比乘以原子个数比，其关系如下：

　　　　　　　　　　 ×相对原子质量之比　

　　　 原子个数比　　　　　　　　　　　　　 元素质量比

　　　　　　　　　 　相对原子质量÷

化学式中能直接看出原子个数比，乘以相对原子质量之比就能算出元素质量比．反之，要确定某化合物化学式，只需根据上述公式确定原子个数比即可．

(3)计算化合物中某元素的质量分数

R元素的质量分数＝×100%

根据这个关系式，可以计算R元素的质量分数，也可以计算物质的相对分子质量或化学式中某元素的相对原子质量及原子个数，还可以比较不同物质中某元素质量分数的大小．

(4)化合物质量与元素质量的互换

化合物中R元素质量＝化合物质量×化合物中R元素的质量分数

(5)计算混合物中某元素的质量分数

不纯物中某元素的质量分数＝纯化合物中某元素质量分数×化合物在不纯物中的质量分数(纯度)．

或：不纯物中某元素质量分数＝×100%

(6)涉及到两种或两种以上物质的综合计算

如：求等质量的不同物质同种元素质量比(或同种原子个数比)；一定量某化合物与多少克另一种化合物含某元素质量相等；分子个数比与物质质量比的互换等等．

1．化学式计算的依据

任何纯净物的组成是一定的，其组成可由化学式来表示．化学式的意义是化学式计算的依据．

4．通过联系实际的有关化学方程式的综合计算，培养综合分析和计算能力，体会有关方程式计算的意义，根据化学方程式计算的解题格式训练，培养严谨的科学态度。

二重点，难点剖析和典型题例

3．在理解质量守恒定律和化学方程式含义的基础上，能够根据化学反应的事实和各种已知条件，对有关纯净物质反应，含杂质物质(杂质不参加反应)和溶液反应进行分析和计算。

2．通过一些联系实际，体现本质和规律的有关化学式的计算，体会有关化学式计算在生产，生活和科学研究中的意义。

1．在进一步理解化学式，相对分子质量，化合物中各元素质量以及某元素质量分数的含义的基础上，能根据化学式计算物质的相对分子质量，各元素的质量比，某元素的质量分数，并能根据不同情况进行灵活迁移运用；善于发现利用规律进行简洁计算，培养科学态度和创造思维能力。

2.举例说明同一种元素可以组成不同的单质吗？

剖析：同一种元素不仅能够组成一种单质，有的还能组成多种单质，如碳元素可组成金刚石、石墨、C₆₀等几种单质；磷元素可组成红磷、白磷等单质；氧元素可组成氧气、臭氧等单质。注意元素和单质是不同的概念，单质一定是由同一种元素组成的，但一种元素不一定只形成一种单质。

问题探究

　　 问题　 怎样证明金刚石和石墨都是由碳元素组成的？

　　 探究：将金刚石和石墨分别放在充满氧气的密闭容器里，使它们在容器里充分燃烧。测得产物CO₂，测定CO₂里所含碳元素的质量，恰好等于燃烧掉的金刚石或石墨的质量。

由于金刚石和石墨燃烧都可以生成二氧化碳，就可以说明金刚石和石墨中都含有碳元素。又由于测定CO₂里所含碳元素的质量，恰好等于燃烧掉的金刚石或石墨的质量，那就可以说明燃烧掉的金刚石或石墨的质量恰巧就是CO₂里所含碳元素的质量。因此可以证明金刚石和石墨都是由碳元素组成的。

典题精讲

　　 例1　 碳元素有金刚石、石墨和无定形碳等多种单质，下列关于碳单质的叙述正确的是( 　　)

A.都是黑色固体　　　　　　　　　　　　　　　 B.碳原子的排列方式都相同

C.在氧气中充分燃烧时都生成二氧化碳　　　　　 D.都能使红墨水褪色

思路解析:金刚石、石墨和无定形碳等单质都是由碳元素组成的，虽组成元素完全一样，但又是完全不同的几种物质，性质差别很大。如金刚石无色透明、硬度极大、不导电，石墨呈灰黑色、质软、具有良好的导电性，木炭、活性炭有较强的吸附性等，用途也各不相同。

答案：C

　　 例2　 下列有关碳的物质的用途说法错误的是(　　 )

A.金刚石中混有杂质就呈现不同颜色，蓝宝石和红宝石用来制作戒指

B.铅粉和少量石墨粉制作铅笔芯

C.长期未用而难开启的锁，可在锁孔中加入少量铅笔芯来作润滑剂

D.活性炭可作冰箱的去味剂

思路解析:本题主要利用碳的单质的物理性质及对应的用途。如：金刚石经过仔细雕琢，可成为璀璨夺目的装饰品--钻石。利用石墨质软的性质可制成铅笔芯，因为石墨具有滑腻感，可用来作润滑剂。利用活性炭的吸附性可作冰箱的除味剂。

答案：B

知识导学

　　 由同种元素组成的物质不一定是单质，只有由同种元素组成的纯净物才是单质。如：金刚石和石墨混合，它们只由碳元素组成，却是混合物。

金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，但是由于它们的碳原子的排列方式不同，因此它们的物理性质存在较大差异。金刚石是天然存在的最硬的物质而石墨很软；石墨还具有导电性而金刚石没有导电性等。

C₆₀分子中60表示的意义指一个C₆₀分子是由60个碳原子构成的。

碳的单质不一定都是黑色的，例如金刚石就是无色透明的固体。

“碳”字指元素，凡碳的单质和碳的化合物中的碳元素都是用“碳”，是广义的碳的用字。

木炭、活性炭、炭黑、焦炭等物质都是由石墨的微小晶体和少量杂质构成的，没有规则的几何外形，所以叫无定形碳。

吸附过程属于物理变化。

物质的结构决定了性质，分析物质的性质时应从物质的结构中找出依据。物质的性质决定了物质的用途，分析物质的用途时应从物质的性质中找出依据。

如埋木桩时，通常要把埋入地下的一端用火烧焦，就是利用碳在常温下化学性质比较稳定。

用煤生炉子，燃烧不旺时就会产生一氧化碳。因此用煤取暖时一定要注意通风换气，以免引起中毒。

其中木炭还原氧化铜的实验现象、注意问题以及化学方程式的书写是重点。能够根据化学方程式判断谁被氧化，谁被还原，谁是氧化剂，谁是还原剂。

注意问题：①试管口略向下倾斜；②实验结束先从澄清石灰水中拿出导管再停止加热；③待试管冷却后再把试管中的红色固体倒出来，防止生成的铜再被氧化；④用酒精灯加热时可用网罩提高温度，也可用酒精喷灯加热。

可以根据下面的韵语判断氧化反应、还原反应、氧化剂、还原剂：

得氧氧化，失氧还原；要是问剂，恰恰相反。

如在木炭还原氧化铜的反应中：

C+2CuO2Cu+CO₂↑

碳变成二氧化碳，得氧，被氧化，是还原剂；氧化铜变成铜，失氧，被还原，是氧化剂。

疑难导析

要知道木炭和活性炭的结构以及吸附过程，然后分析这个过程中物质是否发生变化，是否有新物质生成。

要说明同一种元素是否能够组成一种单质，是否能够组成多种单质。要明确元素和单质的区别，是否是不同的概念，单质是否一定是由同一种元素组成的，一种元素是否一定只形成一种单质。

问题导思

　　 要证明金刚石和石墨都是由碳元素组成的，可以将其在充满氧气的密闭容器里充分燃烧。

只要测得产物是CO₂，就可以说明金刚石和石墨中都含有碳元素。

根据测得CO₂里所含碳元素的质量，恰好等于燃烧掉的金刚石或石墨的质量，就可以说明燃烧掉的金刚石或石墨的质量恰巧就是CO₂里所含碳元素的质量。

通过以上探究即可证明金刚石和石墨都是由碳元素组成的。

典题导考

绿色通道

通过研究，人类认识到几种碳单质的存在是因其内部碳原子排列方式不同所致。通过将它们放在纯氧气中充分燃烧时都能生成唯一产物二氧化碳得以证明。该题考查了对同种元素可以组成不同单质的理解，进一步提高了对组成结构决定性质、性质决定用途基本原理的认识。

典题变式

下列说法正确的是(　　 )

A.一种元素只能形成一种单质

B.金刚石和石墨是由不同种元素组成的

C.金刚石、石墨和C₆₀都是黑色晶体

D.金刚石、石墨和C₆₀的化学性质基本相同

答案：D

绿色通道

物质的性质决定了物质的用途，分析物质的用途时应从物质的性质中找出依据。

典题变式

2003年2月1日，美国“哥伦比亚”号航天飞机在空中失事。有专家分析认为，其原因可能是航天飞机机壳底部的石墨瓦在空中脱落，击中机翼。航天飞机表面覆盖石墨瓦可以起隔热和保护作用，这主要是因为石墨(　　 )

A.能导电　　　　　　　　　　　　　　　　 B.密度小

C.熔点高、耐高温、化学性质稳定　　　　　 D.硬度小，有润滑作用

答案:C

1.举例说明吸附(作用)是物理变化还是化学变化？

剖析：木炭和活性炭的吸附是将被吸附物(有色液体、气体、有毒气体等)吸在表面(细管道内)，这个变化并未有新物质生成，因此是物理变化。