化學(xué)式計算的幾種典型題型解題技巧研究

劉秀梅

化學(xué)計算題是中考必考題型之一，其中有關(guān)化學(xué)式的計算是三大計算內(nèi)容之一。由于中考常出現(xiàn)有關(guān)化學(xué)方程式的綜合計算，使教師和學(xué)生易忽視有關(guān)化學(xué)式的計算。比如2012年大慶市中考就考了一道有關(guān)化學(xué)式的計算題（2012年大慶市中考試題第16題：冰毒是毒品“搖頭丸”的主要成分，具有強烈的致幻效果，易成癮，對吸食者造成嚴(yán)重的傷害。它的分子式為CxHyN，取29.8g冰毒充分燃燒生成 27.0gH2O，88.0gCO2和一定質(zhì)量的N2，試求（寫出計算過程）：（1）冰毒的相對分子質(zhì)量;（2）x，y的值。）現(xiàn)將有關(guān)化學(xué)式的計算從基本題型和延伸題型兩方面總結(jié)如下。

一、基本題型：

1. 計算相對分子質(zhì)量

規(guī)律：相對分子質(zhì)量=化學(xué)式中各原子的相對原子質(zhì)量×原子個數(shù)之和

注意：（1）同種元素的原子個數(shù)可以合并計算。

（2）當(dāng)分子中含有多個原子團時，可先將原子團的相對分子質(zhì)量計算出來，再乘以原子團的個數(shù)。

例：計算碳酸銨[（NH4）2CO3]的相對分子質(zhì)量。

分析：在化學(xué)式中，有兩個銨根（NH4）原子團，先算原子團的相對分子質(zhì)量，再乘以2。

解：碳酸銨[（NH4）2CO3]的相對分子質(zhì)量=（14+1×4）×

2+14+16×3=96。

2.計算化合物中各元素的質(zhì)量比

規(guī)律：化合物中各元素的質(zhì)量比=化學(xué)式中各元素原子的相對原子質(zhì)量×原子個數(shù)之比

注意：根據(jù)化學(xué)式先計算出物質(zhì)中所含元素各自的相對原子質(zhì)量總和，依據(jù)相對原子質(zhì)量總和列出比例式，再化簡成整數(shù)比值。

例：計算NH4NO3中所含各元素的質(zhì)量比

分析：從NH4NO3的化學(xué)式可知：組成硝酸銨的三種元素是N、H、O，再分別計算各元素的相對質(zhì)量，然后再計算硝酸銨中各元素的質(zhì)量比。

解：NH4NO3中，氮、氫、氧三種元素質(zhì)量比=（14×2）∶（1×4）∶（16×3）=7∶1∶12。

3. 計算化合物中各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

規(guī)律：某元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=某原子的相對原子質(zhì)量×該原子的個數(shù)/該化合物的相對分子質(zhì)量×100%。

注意：1.求誰的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，就用誰的量除以化合物的相對分子質(zhì)量，再乘以100%。

2. 注意寫公式，不要忘記百分號。

例：計算（NH4）2SO4中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

解：（NH4）2SO4中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=N的相對原子質(zhì)量×2/（NH4）2SO4的相對分子質(zhì)量×100%=14×2/

[（14+1×4）×2+32+16×4]×100% =21. 2%。

4. 化合物的質(zhì)量與某元素的質(zhì)量的相互換算

規(guī)律： ? ? ? ? ? ? ? ? ?×該元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

化合物的質(zhì)量 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?某元素的質(zhì)量

÷該元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

注意：1.注意單位參與運算，綜合計算質(zhì)量分?jǐn)?shù)不用寫公式。

2. 要用已知量直接乘以或除以該元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的原表達(dá)式，便于約分，求解簡便，結(jié)果準(zhǔn)確。

例：多少g尿素CO（NH2）2的含氮量與80g硝酸銨NH4NO3的含氮量相當(dāng)？

解：80kg硝酸銨中氮元素的質(zhì)量=80g×（14×2/80）×100%=28g。

尿素的質(zhì)量=28g÷（14×2/60）×100%=60g。

二、延伸題型

學(xué)生在學(xué)完化學(xué)式的計算后，只能做幾種簡單的基本計算，對于知識延伸所涉及的計算無從下手，現(xiàn)對幾種延伸題型作以下總結(jié)：

1.根據(jù)物質(zhì)相對分子質(zhì)量、各元素的質(zhì)量比或各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，求化學(xué)式

例：已知由N、O兩元素組成的化合物中，N、O兩元素的質(zhì)量比為7∶12，求該化合物的化學(xué)式。

分析：此類題的解題思路一般為：先設(shè)出此化合物的化學(xué)式，然后利用物質(zhì)中兩元素的質(zhì)量比和相對原子質(zhì)量之比的計算關(guān)系式，求出原子個數(shù)比，寫出化學(xué)式。

解：設(shè)此化合物的化學(xué)式為NxOy。

14x∶16y=7∶12

x∶y=2∶3

∴該化合物化學(xué)式為N2O3。

2.有關(guān)純度的計算

例：某同學(xué)發(fā)現(xiàn)他家菜園中的蔬菜生長遲緩，便施用了一種氮肥，根據(jù)氮肥包裝標(biāo)簽上的部分文字。求其純度。

標(biāo)簽的內(nèi)容：硝酸銨（NH4NO3）

凈重： 50kg ? ? 含氮量：34.3 %

分析：純度是指不純物質(zhì)中含純物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。解此類題可用以下三種解法：

（1）先求不純氮肥中氮元素的質(zhì)量，再求純硝酸銨的質(zhì)量，最后求純度。

（2）設(shè)純度為x，根據(jù) 50kg不純氮肥與純硝酸銨的含氮元素質(zhì)量相等列方程，解出x。

（3）用公式，由方法2可得公式：純度=不純物質(zhì)中某元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)/純物質(zhì)中該元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

（4）用關(guān)系式法，設(shè)純度為x，根據(jù)關(guān)系式列出方程，解出x。

解法一：

氮元素的質(zhì)量=50kg×34.3%=17.15kg，

硝酸銨的質(zhì)量=17.15kg÷14×2/80×100%=49kg，

純度=49kg÷50kg×100%=98%。

解法二：設(shè)純度為x。

50kg×x×14×2/80×100%=50kg×34.3%（此式把兩邊的50kg約掉即可得方法三的公式），x=98%。

解法三：純度=34.3%/35%=98%。

解法四：設(shè)純度為x。

由化學(xué)式得關(guān)系式如下：

NH4NO3——2N

80 ? ? ? ? ? ?28

x ? ? ? ? ? 34.3%

80∶28=x∶34.3%

x=98%。

總結(jié)：四種方法相比較，第三種方法更簡單，但必須記住公式，而方法一、二更好理解，方法四也經(jīng)常用到，應(yīng)該掌握。

3. 已知樣品中某元素的含量，求可能含有的雜質(zhì)

例：有一不純的硝酸銨化肥樣品經(jīng)測其氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為38%，且只含有下列物質(zhì)中的一種雜質(zhì)，則可能混入了（ ? ? ? ?）。

A. NH4Cl ? ? ? ? ? ?B. CO（NH2）2

C.（NH4）2SO4 ? ? ?D. ?NH4HCO3

解析：此題需用“平均值法”解決，先計算NH4NO3、NH4Cl、CO（NH2）2、 （NH4）2SO4 、NH4HCO3五種物質(zhì)中含氮量分別為：35%、26.2%、46.7%、21.2%、17.7%，樣品中含氮量平均值為38%，高于純凈的NH4NO3的含氮量35%，所以應(yīng)含有雜質(zhì)的含氮量應(yīng)高于38%，才有可能混合成此題的樣品。故答案為B。

總結(jié)：NH4NO3、NH4Cl、CO（NH2）2、 （NH4）2SO4 、NH4HCO3五種物質(zhì)中含氮量分別為：35%、26.2%、46.7%、21.2%、17.7%，這些計算結(jié)果以后還會經(jīng)常用到，為了減少計算，以便直接運用，可讓學(xué)生記牢。

4.已知混合物中各成分化學(xué)式及某元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，求另一種元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

例：已知在NaHS、MgSO4、NaHSO3組成的混合物中，含硫a%，則含氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少？

分析：仔細(xì)觀察，會發(fā)現(xiàn)鈉與氫相對原子質(zhì)量相加正好等于鎂的相對原子質(zhì)量，所以可看成MgS、 MgSO4、Mg SO3三種物質(zhì)的混合物，再把MgS看成一體，問題就好解決了。

解：由三種物質(zhì)的化學(xué)式可知如下關(guān)系

Mg（或NaH）——S

24 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?32

3/4 a% ? ? ? ? ? ? ? ? a%

則含氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1-a%-3/4 a%=1-1.75 a%。

5.已知混合物中兩種元素原子個數(shù)比或兩元素的質(zhì)量比，求物質(zhì)的質(zhì)量比，或由物質(zhì)的質(zhì)量比，求兩元素的原子個數(shù)比或兩元素的質(zhì)量比

例：（1）質(zhì)量相等的CO和CO2中

①兩種物質(zhì)的分子個數(shù)比是 ? ? ? ? ? ? ?。

②氧原子的個數(shù)比是 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 。

③氧元素的質(zhì)量比是 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 。

④碳元素的質(zhì)量比是 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 。

解析：兩種物質(zhì)的相對分子質(zhì)量比為28∶44=7∶11，要使兩物質(zhì)質(zhì)量相等，則分子數(shù)之比為11∶7（相對分子質(zhì)量之比倒過來即可），氧原子的個數(shù)比可用分子數(shù)乘以一個分子中含有的氧原子數(shù)之比，即11×1∶7×2=11∶14，氧元素的質(zhì)量比與氧原子的個數(shù)比相等，同理可求碳元素的質(zhì)量比為11∶7。此類題還可反過來問，如含氧元素質(zhì)量相等的CO和CO2中兩物質(zhì)的質(zhì)量比、分子個數(shù)比等。

答案：①11∶7，②11∶14， ③11∶14， ④11∶7。

6.已知物中某元素的質(zhì)量或質(zhì)量分?jǐn)?shù)，求含某物質(zhì)的質(zhì)量或質(zhì)量分?jǐn)?shù)

例：24g的木炭在盛氧氣的混合氣體的密閉容器中燃燒后全部生成CO和CO2，則生成CO和CO2的質(zhì)量可能為（ ?）。

A. 30g ? ?B. 50g ? ? ?C. 70g ? D. 90g

解析：此題可用“極值法”來解。極值法是假設(shè)所研究的問題無限接近極端情況，來簡化問題。若24g碳全部轉(zhuǎn)化為CO，質(zhì)量為56g， 若24g碳全部轉(zhuǎn)化為CO2，質(zhì)量為88g， 所以生成CO和CO2的質(zhì)量在56g～88g之間，因此選C。

總之，教師要根據(jù)不同的題型引導(dǎo)學(xué)生的思路，這里共總結(jié)了10種類型題，介紹了公式法，關(guān)系式法、平均值法，極值法、技巧計算法等解題方法。有關(guān)化學(xué)式計算的題型很多，這里列舉的還算全面，但每年還會有新題出現(xiàn)，還須不斷總結(jié)完善。