4．化學(xué)方程式計算的類型

1).求反應(yīng)物、生成物各物質(zhì)間的質(zhì)量比．

2).根據(jù)反應(yīng)物(或生成物)的質(zhì)量求生成物(或反應(yīng)物)的質(zhì)量．

3).含一定量雜質(zhì)(雜質(zhì)不參加反應(yīng))的反應(yīng)物或生成物量的計算．

4).反應(yīng)物、生成物中含有氣體的，有關(guān)氣體體積、質(zhì)量、密度三者間的換算．

5).涉及到兩個或兩個以上化學(xué)方程式的綜合計算．

3.化學(xué)方程式計算的依據(jù)

化學(xué)方程式表示各反應(yīng)物和生成物之間的質(zhì)量比是一定的．利用這一關(guān)系，可通過已知質(zhì)量求未知質(zhì)量．

2．化學(xué)式計算的類型

(1)計算相對分子質(zhì)量

相對分子質(zhì)量等于化學(xué)式中各原子相對原子質(zhì)量的總和．其中結(jié)晶水合物的相對分子質(zhì)量等于無水物的相對分子質(zhì)量與結(jié)晶水相對分子質(zhì)量的總和．要求正向能根據(jù)化學(xué)式求相對分子質(zhì)量，反向通過相對分子質(zhì)量求化學(xué)式或相對原子質(zhì)量．

(2)計算化合物中各元素的質(zhì)量比

化合物中各元素的質(zhì)量比，等于化學(xué)式中各元素原子的相對原子質(zhì)量總和之比．兩種元素組成的化合物中兩個元素質(zhì)量比也等于兩元素相對原子質(zhì)量之比乘以原子個數(shù)比，其關(guān)系如下：

　　　　　　　　　　 ×相對原子質(zhì)量之比　

　　　 原子個數(shù)比　　　　　　　　　　　　　 元素質(zhì)量比

　　　　　　　　　 　相對原子質(zhì)量÷

化學(xué)式中能直接看出原子個數(shù)比，乘以相對原子質(zhì)量之比就能算出元素質(zhì)量比．反之，要確定某化合物化學(xué)式，只需根據(jù)上述公式確定原子個數(shù)比即可．

(3)計算化合物中某元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

R元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)＝×100%

根據(jù)這個關(guān)系式，可以計算R元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，也可以計算物質(zhì)的相對分子質(zhì)量或化學(xué)式中某元素的相對原子質(zhì)量及原子個數(shù)，還可以比較不同物質(zhì)中某元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的大小．

(4)化合物質(zhì)量與元素質(zhì)量的互換

化合物中R元素質(zhì)量＝化合物質(zhì)量×化合物中R元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

(5)計算混合物中某元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

不純物中某元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)＝純化合物中某元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)×化合物在不純物中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(純度)．

或：不純物中某元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)＝×100%

(6)涉及到兩種或兩種以上物質(zhì)的綜合計算

如：求等質(zhì)量的不同物質(zhì)同種元素質(zhì)量比(或同種原子個數(shù)比)；一定量某化合物與多少克另一種化合物含某元素質(zhì)量相等；分子個數(shù)比與物質(zhì)質(zhì)量比的互換等等．

1．化學(xué)式計算的依據(jù)

任何純凈物的組成是一定的，其組成可由化學(xué)式來表示．化學(xué)式的意義是化學(xué)式計算的依據(jù)．

4．通過聯(lián)系實際的有關(guān)化學(xué)方程式的綜合計算，培養(yǎng)綜合分析和計算能力，體會有關(guān)方程式計算的意義，根據(jù)化學(xué)方程式計算的解題格式訓(xùn)練，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。

二重點，難點剖析和典型題例

3．在理解質(zhì)量守恒定律和化學(xué)方程式含義的基礎(chǔ)上，能夠根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的事實和各種已知條件，對有關(guān)純凈物質(zhì)反應(yīng)，含雜質(zhì)物質(zhì)(雜質(zhì)不參加反應(yīng))和溶液反應(yīng)進(jìn)行分析和計算。

2．通過一些聯(lián)系實際，體現(xiàn)本質(zhì)和規(guī)律的有關(guān)化學(xué)式的計算，體會有關(guān)化學(xué)式計算在生產(chǎn)，生活和科學(xué)研究中的意義。

1．在進(jìn)一步理解化學(xué)式，相對分子質(zhì)量，化合物中各元素質(zhì)量以及某元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的含義的基礎(chǔ)上，能根據(jù)化學(xué)式計算物質(zhì)的相對分子質(zhì)量，各元素的質(zhì)量比，某元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，并能根據(jù)不同情況進(jìn)行靈活遷移運(yùn)用；善于發(fā)現(xiàn)利用規(guī)律進(jìn)行簡潔計算，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度和創(chuàng)造思維能力。

2.舉例說明同一種元素可以組成不同的單質(zhì)嗎？

剖析：同一種元素不僅能夠組成一種單質(zhì)，有的還能組成多種單質(zhì)，如碳元素可組成金剛石、石墨、C₆₀等幾種單質(zhì)；磷元素可組成紅磷、白磷等單質(zhì)；氧元素可組成氧氣、臭氧等單質(zhì)。注意元素和單質(zhì)是不同的概念，單質(zhì)一定是由同一種元素組成的，但一種元素不一定只形成一種單質(zhì)。

問題探究

　　 問題　 怎樣證明金剛石和石墨都是由碳元素組成的？

　　 探究：將金剛石和石墨分別放在充滿氧氣的密閉容器里，使它們在容器里充分燃燒。測得產(chǎn)物CO₂，測定CO₂里所含碳元素的質(zhì)量，恰好等于燃燒掉的金剛石或石墨的質(zhì)量。

由于金剛石和石墨燃燒都可以生成二氧化碳，就可以說明金剛石和石墨中都含有碳元素。又由于測定CO₂里所含碳元素的質(zhì)量，恰好等于燃燒掉的金剛石或石墨的質(zhì)量，那就可以說明燃燒掉的金剛石或石墨的質(zhì)量恰巧就是CO₂里所含碳元素的質(zhì)量。因此可以證明金剛石和石墨都是由碳元素組成的。

典題精講

　　 例1　 碳元素有金剛石、石墨和無定形碳等多種單質(zhì)，下列關(guān)于碳單質(zhì)的敘述正確的是( 　　)

A.都是黑色固體　　　　　　　　　　　　　　　 B.碳原子的排列方式都相同

C.在氧氣中充分燃燒時都生成二氧化碳　　　　　 D.都能使紅墨水褪色

思路解析:金剛石、石墨和無定形碳等單質(zhì)都是由碳元素組成的，雖組成元素完全一樣，但又是完全不同的幾種物質(zhì)，性質(zhì)差別很大。如金剛石無色透明、硬度極大、不導(dǎo)電，石墨呈灰黑色、質(zhì)軟、具有良好的導(dǎo)電性，木炭、活性炭有較強(qiáng)的吸附性等，用途也各不相同。

答案：C

　　 例2　 下列有關(guān)碳的物質(zhì)的用途說法錯誤的是(　　 )

A.金剛石中混有雜質(zhì)就呈現(xiàn)不同顏色，藍(lán)寶石和紅寶石用來制作戒指

B.鉛粉和少量石墨粉制作鉛筆芯

C.長期未用而難開啟的鎖，可在鎖孔中加入少量鉛筆芯來作潤滑劑

D.活性炭可作冰箱的去味劑

思路解析:本題主要利用碳的單質(zhì)的物理性質(zhì)及對應(yīng)的用途。如：金剛石經(jīng)過仔細(xì)雕琢，可成為璀璨奪目的裝飾品--鉆石。利用石墨質(zhì)軟的性質(zhì)可制成鉛筆芯，因為石墨具有滑膩感，可用來作潤滑劑。利用活性炭的吸附性可作冰箱的除味劑。

答案：B

知識導(dǎo)學(xué)

　　 由同種元素組成的物質(zhì)不一定是單質(zhì)，只有由同種元素組成的純凈物才是單質(zhì)。如：金剛石和石墨混合，它們只由碳元素組成，卻是混合物。

金剛石和石墨都是由碳元素組成的單質(zhì)，但是由于它們的碳原子的排列方式不同，因此它們的物理性質(zhì)存在較大差異。金剛石是天然存在的最硬的物質(zhì)而石墨很軟；石墨還具有導(dǎo)電性而金剛石沒有導(dǎo)電性等。

C₆₀分子中60表示的意義指一個C₆₀分子是由60個碳原子構(gòu)成的。

碳的單質(zhì)不一定都是黑色的，例如金剛石就是無色透明的固體。

“碳”字指元素，凡碳的單質(zhì)和碳的化合物中的碳元素都是用“碳”，是廣義的碳的用字。

木炭、活性炭、炭黑、焦炭等物質(zhì)都是由石墨的微小晶體和少量雜質(zhì)構(gòu)成的，沒有規(guī)則的幾何外形，所以叫無定形碳。

吸附過程屬于物理變化。

物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定了性質(zhì)，分析物質(zhì)的性質(zhì)時應(yīng)從物質(zhì)的結(jié)構(gòu)中找出依據(jù)。物質(zhì)的性質(zhì)決定了物質(zhì)的用途，分析物質(zhì)的用途時應(yīng)從物質(zhì)的性質(zhì)中找出依據(jù)。

如埋木樁時，通常要把埋入地下的一端用火燒焦，就是利用碳在常溫下化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定。

用煤生爐子，燃燒不旺時就會產(chǎn)生一氧化碳。因此用煤取暖時一定要注意通風(fēng)換氣，以免引起中毒。

其中木炭還原氧化銅的實驗現(xiàn)象、注意問題以及化學(xué)方程式的書寫是重點。能夠根據(jù)化學(xué)方程式判斷誰被氧化，誰被還原，誰是氧化劑，誰是還原劑。

注意問題：①試管口略向下傾斜；②實驗結(jié)束先從澄清石灰水中拿出導(dǎo)管再停止加熱；③待試管冷卻后再把試管中的紅色固體倒出來，防止生成的銅再被氧化；④用酒精燈加熱時可用網(wǎng)罩提高溫度，也可用酒精噴燈加熱。

可以根據(jù)下面的韻語判斷氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)、氧化劑、還原劑：

得氧氧化，失氧還原；要是問劑，恰恰相反。

如在木炭還原氧化銅的反應(yīng)中：

C+2CuO2Cu+CO₂↑

碳變成二氧化碳，得氧，被氧化，是還原劑；氧化銅變成銅，失氧，被還原，是氧化劑。

疑難導(dǎo)析

要知道木炭和活性炭的結(jié)構(gòu)以及吸附過程，然后分析這個過程中物質(zhì)是否發(fā)生變化，是否有新物質(zhì)生成。

要說明同一種元素是否能夠組成一種單質(zhì)，是否能夠組成多種單質(zhì)。要明確元素和單質(zhì)的區(qū)別，是否是不同的概念，單質(zhì)是否一定是由同一種元素組成的，一種元素是否一定只形成一種單質(zhì)。

問題導(dǎo)思

　　 要證明金剛石和石墨都是由碳元素組成的，可以將其在充滿氧氣的密閉容器里充分燃燒。

只要測得產(chǎn)物是CO₂，就可以說明金剛石和石墨中都含有碳元素。

根據(jù)測得CO₂里所含碳元素的質(zhì)量，恰好等于燃燒掉的金剛石或石墨的質(zhì)量，就可以說明燃燒掉的金剛石或石墨的質(zhì)量恰巧就是CO₂里所含碳元素的質(zhì)量。

通過以上探究即可證明金剛石和石墨都是由碳元素組成的。

典題導(dǎo)考

綠色通道

通過研究，人類認(rèn)識到幾種碳單質(zhì)的存在是因其內(nèi)部碳原子排列方式不同所致。通過將它們放在純氧氣中充分燃燒時都能生成唯一產(chǎn)物二氧化碳得以證明。該題考查了對同種元素可以組成不同單質(zhì)的理解，進(jìn)一步提高了對組成結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)、性質(zhì)決定用途基本原理的認(rèn)識。

典題變式

下列說法正確的是(　　 )

A.一種元素只能形成一種單質(zhì)

B.金剛石和石墨是由不同種元素組成的

C.金剛石、石墨和C₆₀都是黑色晶體

D.金剛石、石墨和C₆₀的化學(xué)性質(zhì)基本相同

答案：D

綠色通道

物質(zhì)的性質(zhì)決定了物質(zhì)的用途，分析物質(zhì)的用途時應(yīng)從物質(zhì)的性質(zhì)中找出依據(jù)。

典題變式

2003年2月1日，美國“哥倫比亞”號航天飛機(jī)在空中失事。有專家分析認(rèn)為，其原因可能是航天飛機(jī)機(jī)殼底部的石墨瓦在空中脫落，擊中機(jī)翼。航天飛機(jī)表面覆蓋石墨瓦可以起隔熱和保護(hù)作用，這主要是因為石墨(　　 )

A.能導(dǎo)電　　　　　　　　　　　　　　　　 B.密度小

C.熔點高、耐高溫、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定　　　　　 D.硬度小，有潤滑作用

答案:C

1.舉例說明吸附(作用)是物理變化還是化學(xué)變化？

剖析：木炭和活性炭的吸附是將被吸附物(有色液體、氣體、有毒氣體等)吸在表面(細(xì)管道內(nèi))，這個變化并未有新物質(zhì)生成，因此是物理變化。