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4．化學方程式計算的類型

1).求反應物、生成物各物質間的質量比．

2).根據反應物(或生成物)的質量求生成物(或反應物)的質量．

3).含一定量雜質(雜質不參加反應)的反應物或生成物量的計算．

4).反應物、生成物中含有氣體的，有關氣體體積、質量、密度三者間的換算．

5).涉及到兩個或兩個以上化學方程式的綜合計算．

3.化學方程式計算的依據

化學方程式表示各反應物和生成物之間的質量比是一定的．利用這一關系，可通過已知質量求未知質量．

2．化學式計算的類型

(1)計算相對分子質量

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

(2)計算化合物中各元素的質量比

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

　　　　　　　　　　 ×相對原子質量之比　

　　　 原子個數比　　　　　　　　　　　　　 元素質量比

　　　　　　　　　 　相對原子質量÷

化學式中能直接看出原子個數比，乘以相對原子質量之比就能算出元素質量比．反之，要確定某化合物化學式，只需根據上述公式確定原子個數比即可．

(3)計算化合物中某元素的質量分數

R元素的質量分數＝×100%

根據這個關系式，可以計算R元素的質量分數，也可以計算物質的相對分子質量或化學式中某元素的相對原子質量及原子個數，還可以比較不同物質中某元素質量分數的大小．

(4)化合物質量與元素質量的互換

化合物中R元素質量＝化合物質量×化合物中R元素的質量分數

(5)計算混合物中某元素的質量分數

不純物中某元素的質量分數＝純化合物中某元素質量分數×化合物在不純物中的質量分數(純度)．

或：不純物中某元素質量分數＝×100%

(6)涉及到兩種或兩種以上物質的綜合計算

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

1．化學式計算的依據

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

4．通過聯系實際的有關化學方程式的綜合計算，培養綜合分析和計算能力，體會有關方程式計算的意義，根據化學方程式計算的解題格式訓練，培養嚴謹的科學態度。

二重點，難點剖析和典型題例

3．在理解質量守恒定律和化學方程式含義的基礎上，能夠根據化學反應的事實和各種已知條件，對有關純凈物質反應，含雜質物質(雜質不參加反應)和溶液反應進行分析和計算。

2．通過一些聯系實際，體現本質和規律的有關化學式的計算，體會有關化學式計算在生產，生活和科學研究中的意義。

1．在進一步理解化學式，相對分子質量，化合物中各元素質量以及某元素質量分數的含義的基礎上，能根據化學式計算物質的相對分子質量，各元素的質量比，某元素的質量分數，并能根據不同情況進行靈活遷移運用；善于發現利用規律進行簡潔計算，培養科學態度和創造思維能力。

2.舉例說明同一種元素可以組成不同的單質嗎？

剖析：同一種元素不僅能夠組成一種單質，有的還能組成多種單質，如碳元素可組成金剛石、石墨、C₆₀等幾種單質；磷元素可組成紅磷、白磷等單質；氧元素可組成氧氣、臭氧等單質。注意元素和單質是不同的概念，單質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。

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。測得產物CO₂，測定CO₂里所含碳元素的質量，恰好等于燃燒掉的金剛石或石墨的質量。

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里所含碳元素的質量，恰好等于燃燒掉的金剛石或石墨的質量，那就可以說明燃燒掉的金剛石或石墨的質量恰巧就是CO₂里所含碳元素的質量。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，下列關于碳單質的敘述正確的是( 　　)

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，性質差別很大。如金剛石無色透明、硬度極大、不導電，石墨呈灰黑色、質軟、具有良好的導電性，木炭、活性炭有較強的吸附性等，用途也各不相同。

答案：C

　　 例2　 下列有關碳的物質的用途說法錯誤的是(　　 )

A.金剛石中混有雜質就呈現不同顏色，藍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的物理性質及對應的用途。如：金剛石經過仔細雕琢，可成為璀璨奪目的裝飾品--鉆石。利用石墨質軟的性質可制成鉛筆芯，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

知識導學

　　 由同種元素組成的物質不一定是單質，只有由同種元素組成的純凈物才是單質。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，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存在較大差異。金剛石是天然存在的最硬的物質而石墨很軟；石墨還具有導電性而金剛石沒有導電性等。

C₆₀分子中60表示的意義指一個C₆₀分子是由60個碳原子構成的。

碳的單質不一定都是黑色的，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、焦炭等物質都是由石墨的微小晶體和少量雜質構成的，沒有規則的幾何外形，所以叫無定形碳。

吸附過程屬于物理變化。

物質的結構決定了性質，分析物質的性質時應從物質的結構中找出依據。物質的性質決定了物質的用途，分析物質的用途時應從物質的性質中找出依據。

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性質比較穩定。

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

其中木炭還原氧化銅的實驗現象、注意問題以及化學方程式的書寫是重點。能夠根據化學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實驗結束先從澄清石灰水中拿出導管再停止加熱；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罩提高溫度，也可用酒精噴燈加熱。

可以根據下面的韻語判斷氧化反應、還原反應、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。

疑難導析

要知道木炭和活性炭的結構以及吸附過程，然后分析這個過程中物質是否發生變化，是否有新物質生成。

要說明同一種元素是否能夠組成一種單質，是否能夠組成多種單質。要明確元素和單質的區別，是否是不同的概念，單質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。

問題導思

　　 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。

只要測得產物是CO₂，就可以說明金剛石和石墨中都含有碳元素。

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

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。

典題導考

綠色通道

通過研究，人類認識到幾種碳單質的存在是因其內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的理解，進一步提高了對組成結構決定性質、性質決定用途基本原理的認識。

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

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的化學性質基本相同

答案：D

綠色通道

物質的性質決定了物質的用途，分析物質的用途時應從物質的性質中找出依據。

典題變式

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

A.能導電　　　　　　　　　　　　　　　　 B.密度小

C.熔點高、耐高溫、化學性質穩定　　　　　 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(細管道內)，這個變化并未有新物質生成，因此是物理變化。