中考化學(xué)計(jì)算技法實(shí)例五則

陳繼清+葛德新

化學(xué)計(jì)算教學(xué)是初中化學(xué)教學(xué)中的一個(gè)重要組成部分，也是各地中考的重要內(nèi)容，化學(xué)計(jì)算的學(xué)習(xí)是一個(gè)綜合應(yīng)用和理解化學(xué)概念、原理的過程，并非單純的數(shù)學(xué)運(yùn)算，也不是簡單的方法技能，學(xué)生在化學(xué)計(jì)算學(xué)習(xí)的過程中，中考能逐步培養(yǎng)思維能力以及分析問題、解決問題的能力.我在平時(shí)的化學(xué)計(jì)算教學(xué)中發(fā)現(xiàn)了一些化學(xué)計(jì)算方面的技巧，并在所教班級(jí)、年級(jí)及交流學(xué)校得到推廣使用，反響良好，也對學(xué)生進(jìn)入高中階段的化學(xué)學(xué)習(xí)起到很好的促進(jìn)作用.

實(shí)例一：離子所帶電荷與質(zhì)子數(shù)、電子數(shù)的關(guān)系

在平時(shí)的教學(xué)中，多數(shù)教師對有關(guān)離子所帶電荷與質(zhì)子數(shù)、電子數(shù)的關(guān)系思考不多，通常是教會(huì)學(xué)生原理，即陽離子中質(zhì)子數(shù)多于電子數(shù)，兩者數(shù)值之差即為其所帶的正電荷數(shù)，而陰離子中質(zhì)子數(shù)少于電子數(shù)，兩者數(shù)值之差即為其所帶的負(fù)電荷數(shù)，但是在遇到具體問題時(shí)，學(xué)生往往又容易搞錯(cuò)，本人經(jīng)過深入觀察和思考，發(fā)現(xiàn)離子所帶電荷與質(zhì)子數(shù)、電子數(shù)存在巧妙關(guān)系，經(jīng)過多年教學(xué)運(yùn)用，發(fā)現(xiàn)學(xué)生掌握此關(guān)系后再去解題，則會(huì)事半功倍，效果很好！

如：鋁離子的結(jié)構(gòu)示意圖為 Al3+，按此順序書寫，則有10+3=13，即電子數(shù)與陽離子所帶“正電荷”之和等于質(zhì)子數(shù)！

同樣，硫離子的結(jié)構(gòu)示意圖為 S2-，可見，按此順序書寫，則有18+（-2）=16，即電子數(shù)與陰離子所帶“負(fù)電荷”之和等于質(zhì)子數(shù)！

兩者統(tǒng)一原理如下：若離子Xm±的質(zhì)子數(shù)為a，電子數(shù)為p，則有p±m(xù)=a.

例1元素X的核電荷數(shù)為a，它的陽離子Xm+與元素Y的陰離子Yn-電子層結(jié)構(gòu)相同，則元素Y的核電荷數(shù)是（）.

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

解設(shè)Xm+的電子數(shù)p，則有p+m=a. 即p=a-m；而陰離子Yn-的電子數(shù)也為p，即a-m，故陰離子Yn-的質(zhì)子數(shù)為a-m-n.答案選B.

例2X、Y、Z、Q四種元素的核電荷數(shù)分別為a、b、c、d，若它們的離子Xm+、Yn+、Zm-、Qn-的電子層數(shù)相同.下列關(guān)系正確的是（）

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

解據(jù)原理，可知離子Xm+、Yn+、Zm-、Qn-的核外電子數(shù)分別對應(yīng)為 Xm+（a-m），Yn+（b-n），Zm-（c+m）、Qn-（d+n），括號(hào)內(nèi)為電子數(shù).

由于電子數(shù)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選項(xiàng)正確.

實(shí)例二：分子個(gè)數(shù)比在化學(xué)式計(jì)算中的運(yùn)用

有關(guān)化學(xué)式的計(jì)算是化學(xué)計(jì)算中的一個(gè)重點(diǎn)，也是難點(diǎn)，其中有這種類型：已知等質(zhì)量的兩種物質(zhì)（如CO和CO2或SO2和SO3），求其中某元素（如氧元素）的質(zhì)量比，或已知兩種物質(zhì)中某元素的質(zhì)量相等，求兩種物質(zhì)的質(zhì)量比.學(xué)生在處理這類問題時(shí)比較困難，但在教學(xué)中我發(fā)現(xiàn)有學(xué)生給我啟發(fā)：若同種元素的質(zhì)量相等，則他們的原子個(gè)數(shù)也一定相等！于是總結(jié)得出以下解題模式：

同種元素原子的個(gè)數(shù)比→兩物質(zhì)分子個(gè)數(shù)比→兩物質(zhì)質(zhì)量比

例2已知CO和CO2氣體各一瓶，測得其中所含氧元素質(zhì)量相等，則兩種物質(zhì)的質(zhì)量比為，碳元素質(zhì)量比為.

解據(jù)題意，兩物質(zhì)中氧元素質(zhì)量相等，則氧原子個(gè)數(shù)相等，所以兩物質(zhì)的分子個(gè)數(shù)比必為2∶1.

即2CO——CO2

質(zhì)量比為56∶44等于14∶11

亦可得出兩物質(zhì)中碳原子個(gè)數(shù)比為2∶1，即碳元素質(zhì)量比為2∶1.

例2已知SO2和SO3各一份，測得其中所含氧元素質(zhì)量相等，則兩種物質(zhì)的質(zhì)量比為，硫元素質(zhì)量比為.

〗解：據(jù)題意，兩物質(zhì)中氧元素質(zhì)量相等，則氧原子個(gè)數(shù)相等，所以兩物質(zhì)的分子個(gè)數(shù)比必為3：2.

即 3SO2——2SO3

質(zhì)量比為192：160等于6：5

亦可得出兩物質(zhì)中硫原子個(gè)數(shù)比為3：2，即硫元素質(zhì)量比為3：2.

例3.已知CO和CO2氣體各一瓶，測得質(zhì)量相等，則兩種物質(zhì)中碳元素的質(zhì)量比為 ，氧元素質(zhì)量比為 .

解：設(shè)CO和CO2的分子個(gè)數(shù)比為a：b.

即aCO——bCO2

質(zhì)量比為 28a：44b

由題意得 28a=44b 推出a：b=11：7

即11CO——7CO2

可得兩種物質(zhì)中碳元素的質(zhì)量比為11：7，氧元素質(zhì)量比為11：14.

實(shí)例三：粒子個(gè)數(shù)比在有關(guān)化學(xué)方程式計(jì)算中的運(yùn)用

在有關(guān)化學(xué)方程式計(jì)算的選擇題中，有一些是求物質(zhì)元素組成和質(zhì)量或是判斷物質(zhì)之間化學(xué)計(jì)量數(shù)的，也是一些地區(qū)中考選擇題的壓軸題，既是重點(diǎn)也是難點(diǎn)，如果能通過數(shù)據(jù)計(jì)算求出已知物質(zhì)之間的粒子個(gè)數(shù)比，則能很快解決問題.

例3地球大氣的演化經(jīng)歷了原始大氣、次生大氣和現(xiàn)代大氣三個(gè)階段，次生大氣中部分成分的微觀示意圖如下：

一定條件下，3.4g甲物質(zhì)和4.8g氧氣恰好完全反應(yīng)，生成5.4g乙物質(zhì)和另一種物質(zhì)X，下列判斷不正確的是（ ）

A.物質(zhì)甲的化學(xué)式是NH3

B.物質(zhì)X的質(zhì)量為2.8g

C.物質(zhì)X中含兩種元素

D.該反應(yīng)化學(xué)方程式中物質(zhì)X與O2的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為2：3

解由圖示可知，甲為NH3，乙為H2O，丙為CO2；又據(jù)質(zhì)量守恒定律可知生成的物質(zhì)X應(yīng)為（3.4g+4.8g-5.4g）為2.8g；而一個(gè)NH3分子、一個(gè)O2分子、一個(gè)H2O分子的相對質(zhì)量分別為17、32、18；所以可得出這三種物質(zhì)的粒子個(gè)數(shù)比為（3.4g/17）∶（4.8g/32）∶（5.4g/18）=4∶3∶6，可知此化學(xué)方程式大致為

4NH3+3O26H2O+，

據(jù)質(zhì)量守恒可知，內(nèi)只可填2N2，整個(gè)化學(xué)方程式為

4NH3+3O26H2O+2N2 本題應(yīng)選C.

例2.將乙醇和氧氣置于密閉容器中引燃，測得反應(yīng)前后各物質(zhì)的質(zhì)量如下：

物質(zhì)乙醇氧氣二氧化碳水X反應(yīng)前質(zhì)量/g4.68000反應(yīng)后質(zhì)量/g004.45.4m

下列說法正確的是-----------------------（ ）

A.反應(yīng)后X的質(zhì)量為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氫元素

D.X中兩種元素的質(zhì)量比為1：1

解：此題中由于一個(gè)乙醇分子、一個(gè)氧氣分子、一個(gè)二氧化碳分子、一個(gè)水分子的相對質(zhì)量分別為46、32、44、18，所以可得出該反應(yīng)中這四種物質(zhì)的分子個(gè)數(shù)比為

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

可知此化學(xué)方程式大致為2C2H6O+5O2點(diǎn)燃2CO2+6H2O+，

據(jù)質(zhì)量守恒可知，內(nèi)只可填2CO，X為CO；

整個(gè)化學(xué)方程式為

2C2H6O+5O2點(diǎn)燃2CO2+6H2O+2CO本題應(yīng)選B.

實(shí)例四：賦值法在化學(xué)式計(jì)算中的巧妙運(yùn)用

在化學(xué)式的計(jì)算中，經(jīng)常會(huì)涉及到兩種物質(zhì)的質(zhì)量關(guān)系，此時(shí)可將其中一種物質(zhì)的質(zhì)量設(shè)為定值（為便于后幾步計(jì)算，定值與其相對分子質(zhì)量相等），而另一物質(zhì)則設(shè)為未知數(shù)x，這樣就將難題轉(zhuǎn)化為求一個(gè)未知數(shù)x的問題了.

例4現(xiàn)有CO和CO2組成的混合氣體，測得其中碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36%，求CO和CO2的質(zhì)量比.

解因?yàn)镸r（CO）=28，Mr（CO2）=44

故定CO2的質(zhì)量為44g，而CO的質(zhì)量則另設(shè)為x，（44gCO2中含碳元素恰好為12g，）

據(jù)題意得12g+x（12/28）=（44g+x）36%

解得x=56g，則m（CO）∶m（CO2）=56∶44=14∶11

例2.現(xiàn)有O2和CO2組成的混合氣體，測得其中碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%，求混合氣體中O2和CO2的質(zhì)量比.

解：因?yàn)镸r（CO2）=4444gCO2中含碳元素恰好為12g，

故可定混合氣體中碳元素的質(zhì)量為12g，則其中CO2的質(zhì)量為44g.

m（混合氣體）=12g/20%=60g

m（O2）=60g-44g=16g

混合氣體中m（O2）：m（CO2）=16：44=4：11

實(shí)例五：差量法在計(jì)算中的巧妙運(yùn)用

化學(xué)計(jì)算中經(jīng)常會(huì)涉及固體或氣體質(zhì)量的變化，而如果能找出質(zhì)量變化的原因，巧妙運(yùn)用差量法來解決，則化難為易，效率大大提高.

例5某鋼鐵廠為分析赤鐵礦石中Fe2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，準(zhǔn)確稱取20g樣品，在高溫條件下用足量的CO氣體來還原，充分反應(yīng)（假設(shè)其他雜質(zhì)不與CO反應(yīng)）后冷卻、稱重，質(zhì)量為15.2g，計(jì)算該赤鐵礦石中Fe2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

解根據(jù)化學(xué)方程式 3CO+ Fe2O3高溫2Fe+3CO2 可知，固體質(zhì)量減少是由于Fe2O3轉(zhuǎn)化成了Fe.故設(shè)樣品中m（Fe2O3）=x

3CO+Fe2O3高溫2Fe+3CO2固體質(zhì)量減少量（Δm）

16011248

x（20g-15.2g）=4.8g

列式計(jì)算得x=16g.

所以赤鐵礦石中Fe2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=（16g/20g）×100%=80%

例2.已知：2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2.在密閉容器中，將6.6gCO2與一定量的Na2O2固體充分反應(yīng)后，氣體變?yōu)?.8g.下列說法正確的是（）

A.3.8g氣體全部是O2

B.3.8g氣體通過足量NaOH溶液后，氣體減少2.2g

C.反應(yīng)后的固體是混合物

D.生成Na2CO3的質(zhì)量為15.9g

解：根據(jù)化學(xué)方程式可知，氣體質(zhì)量減少是由于CO2轉(zhuǎn)化成了O2.故設(shè)樣品中m（CO2）=x，m（Na2CO3）=y，m（O2）=z

2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2 氣體質(zhì)量減少量（△m）

88212 3256

xyz （6.6g-3.8g）=2.8g

列式計(jì)算得x=4.4g y=10.6gz=1.6g

不難得出：生成O2 應(yīng)為1.6g，CO2殘余2.2g，又由于CO2過量，則Na2O2完全反應(yīng)，反應(yīng)后的固體只是Na2CO3，質(zhì)量為10.6g.故本題應(yīng)選B.