2024年鲁科版九年级上册化学学科导学案 编写：初三化学教研组 2025.04.10
5.3 化学反应中的有关计算
【学习目标】
1. 知道化学反应中各物质间的质量关系，理解化学方程式计算的理论依据；
2. 学会根据化学方程式进行计算，掌握化学方程式计算的解题格式和步骤。
【学习重点】
1. 掌握根据化学方程式进行简单计算的方法和步骤，认识定量研究对化学学科发展的意义；
2. 理解根据化学方程式进行不纯物质的计算原理和方法，并根据实际问题掌握差量法的思想。
【学习难点】
1. 掌握化学方程式计算的具体步骤和格式，并理解根据化学方程式和差量法进行不纯物质的计算方法。
【自主学习】
一、化学方程式中的有关计算
1. 化学方程式计算的理论依据：化学方程式关于__________的含义。各物质之间按一定的__________发生化学反应，利用化学方程式中各物质之间的__________可以进行物质间质量的计算。
2. 化学方程式计算的一般步骤
（1）设未知量：设未知量__________单位；
（2）写出反应的化学方程式：注意方程式要进行__________；
（3）找出已知量和未知量的质量关系：已知量__________，未知量__________；
（4）列比例式求解：计算和求解过程中一定要__________；
（5）写出简明答案；
（6）对解题过程和结果进行检查。
3. 注意事项
（1）化学方程式中计算只能用__________的质量代入，若是不纯的物质，固体需要根据__________计算纯净的反应物的质量，液体需要根据__________计算纯净的反应物的质量。
（2）在化学反应中，哪种反应物__________代入哪种反应物算。
（3）在化学反应中，可以利用__________的思想解题，即原有的物质的质量_______剩余的物质质量即为________的质量。
【课堂探究】
探究点一：化学方程式计算的理论依据
1. 已知1 kg氢气能供一辆功率为50 kW的氢能源汽车行驶约100 km，要想知道18 kg水分解产生的氢气能供该汽车行驶多少千米，就需要知道18 kg水能分解产生多少氢气。请写出电解水反应的化学方程式。想一想：这个化学方程式可表示哪些意义？
方程式：__________________________________
（2）“物质”的含义：______________________________________________________________________
（3）“质量”的含义：______________________________________________________________________
（4）“微粒”的含义：______________________________________________________________________
2. 根据化学方程式质量的含义，完成下列表格。
方程式 2 H2O 2 H2↑+ O2↑
质量比
实际质量比 36 g
36 kg
18 kg
54 kg
a kg
3. 化学方程式计算的理论依据：化学方程式关于__________的含义。各物质之间按一定的__________发生化学反应，利用化学方程式中各物质之间的__________可以进行物质间质量的计算。
探究点二：化学方程式计算的一般步骤
1. 化学方程式计算的一般步骤：________→________→________→________→________→________
（1）设未知量：设未知量__________单位；
（2）写出反应的化学方程式：注意方程式要进行__________；
（3）找出已知量和未知量的质量关系：已知量__________，未知量__________；
（4）列比例式求解：计算和求解过程中一定要__________；
（5）写出简明答案；
（6）对解题过程和结果进行检查。
例1 计算18 kg水完全分解产生氢气的质量。
例2 小明在解答下面的一道问题，下面是他的解题过程，请你分析并指出错误，并改正。问题：2.4 g镁条与足量氧气反应，求生成固体质量多少克？（相对原子质量：Mg-24；O-16）
解：设生成MgO的质量为x g
Mg + O2 MgO2
24 56
2.4 g x g
答：生成氧化镁的质量为5.6 g。
例3 工业上电解氧化铝制取金属铝，反应的化学方程式为：2 Al2O3 4 Al + 3 O2↑。如果加工一个铝锅需要1.08 kg铝，至少需要电解多少千克氧化铝才能得到制成这个铝锅所需的铝？会收集到多少千克氧气？（相对原子质量：Al-27；O-16）
2. 纯度问题：化学方程式中计算只能用__________的质量代入，若是不纯的物质，固体需要根据__________计算纯净的反应物的质量，液体需要根据__________计算纯净的反应物的质量。
例4 实验室用68 g过氧化氢溶液和2 g二氧化锰制取氧气，实验的相关数据如图所示。请回答：
（1）二氧化锰作为催化剂在化学反应前后本身的________________都没有发生变化。
（2）反应生成氧气的质量为_______。
（3）参加反应的过氧化氢的溶质质量分数是多少？
3. 差量法思想：可以利用__________的思想解题，即原有的物质的质量_______剩余的物质质量即为___________的质量。
例5 某校兴趣小组在实验室做制取氧气的实验，他们取氯酸钾和二氧化锰的混合物6.0 g放入大试管中进行加热，并在不同时刻测定试管内剩余固体的质量如下表：
反应时间/min 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5
剩余固体质量/g 5.1 4.5 4.2 4.08 4.08 4.08
（1）生成氧气的质量为_________。
（2）原混合物中二氧化锰的质量是多少？（相对原子质量：K-39；Cl-35.5；O-16）
（3）最后剩余的固体的化学成分是什么？
4. 量的问题：哪种反应物__________代入哪种反应物算。
例6 14 g红磷在16 g氧气中充分燃烧，生成五氧化二磷的质量是多少？（相对原子质量：P-31；O-16）
【知能提升】
一、选择题
1. 铝在氧气中燃烧生成氧化铝，在这个反应中，铝、氧气、氧化铝的质量比是（ ）
A. 27:32:102 B. 27:24:43 C. 4:3:2 D. 108:96:204
2. 在反应A + 3 B = 2 C + 3 D中，A和B的相对分子质量之比为7:8，当5.6 g A与一定量B恰好完全反应后，生成7.2 g D，则生成C的质量为（ ）
A. 8.8 g B. 13.6 g C. 17.6 g D. 19.2 g
3. 在A + 3 B = 2 C + 2 D的反应中，7 g A完全燃烧反应生成22 g C和9 g D，若C的相对分子质量是44，则B的相对分子质量是（ ）
A. 96 B. 32 C. 24 D. 16
4. 在2 A + 3 B = C + 2 D的反应中，36 g A与56 g B恰好完全反应生成28 g C和一定量的D。若C的相对分子质量为14，则C和D的相对分子质量之比为（ ）
A. 7:1 B. 7:8 C. 7:16 D. 7:32
5. 18 g镁在15 g氧气中燃烧，完全反应后生成氧化镁的质量是（ ）
A. 33 g B. 30 g C. 37.5 g D. 无法确定
（多选）6. 高温煅烧CaCO3可制取CaO，反应方程式为CaCO3 CaO + CO2↑。现有100 g CaCO3固体，高温煅烧一段时间后，剩余固体的质量为67 g。下列推断中，符合客观事实的是（ ）
A. 生成CO2的质量是33 g B. 反应生成CaO的质量是42 g
C. 剩余固体中钙元素的质量分数小于40% D. 剩余固体中钙元素与碳元素的质量之比为40:3
7. 天然气的主要成分是甲烷（CH4）。当氧气不足时，甲烷燃烧会生成CO2、CO和H2O，若16 g甲烷燃烧生成CO2和CO的质量比为11:7，则参加反应的O2的质量为（ ）
A. 48 g B. 56 g C. 64 g D. 72 g
8. 已知2 Na2O2 + 2 CO2 = 2 Na2CO3 + O2。在真空密闭容器中，将13.2 g CO2与一定质量的Na2O2固体充分反应后，收集到气体M为x g。下列说法正确的是（ ）
A. 若，气体M中含有CO2 B. 若，生成的Na2CO3的质量为15.9 g
C. 若，Na2O2反应后可能有剩余 D. 若，气体M中CO2与O2的质量比为11:8
9. 质量相同的下列四种物质，完全分解后制得氧气质量最多的是（ ）
A. H2O2 B. KMnO4 C. KClO3 D. H2O
10. 在一个密闭容器中放入甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下发生化学反应，一段时间后，测得有关数据如下表，下列说法中不正确的是（ ）
物质 甲 乙 丙 丁
反应前质量/g 18 1 2 32
反应后质量/g x 26 2 12
A. 物质丙可能是该反应的催化剂 B. 参加反应中甲和丁的质量比为1:4
C. 反应后物质甲的质量为15 g D. 这个反应的基本类型是化合反应
11. 下列涉及化学学科观念的说法正确的是（ ）
A. 转化观：石墨转化为金刚石是物理变化
B. 微粒观：二氧化碳是由1个碳原子和2个氧原子构成的
C. 守恒观：1 g红磷和1 g氧气反应，生成2 g五氧化二磷
D. 结构观：构成水和过氧化氢的分子结构不同，故两种化合物的化学性质也不同
12. 中国科学院科研团队研究成果表明，在常温、常压和可见光条件下，基于LDH（一种固体催化剂）合成氨气（NH3）的原理如图所示。下列说法不正确的是（ ）
A. 可通过分离液态空气获得N2 B. 氧气约占空气体积的21%
C. 参加反应的N2与生成的O2质量比为7:8 D. 参加反应的N2与H2O的分子个数比为1:3
第12题图 第13题图
13. “宏观﹣微观﹣符号”三重表征是化学独特的表示物质及其变化的方法，某化学反应的微观示意图如图所示，下则说法不正确的是（ ）
A. 从微观构成看：该反应中物质均由分子构成 B. 从物质分类看：该反应涉及两种氧化物
C. 从反应价值看：该反应能获取清洁能源 D. 从守恒观点看：参加反应的与个数比为1:1
二、非选择题
14. 计算12 g碳在足量的氧气中燃烧生成二氧化碳的质量。
（1）已知碳的质量是12 g，需要求___________的质量。
（2）根据碳燃烧反应的化学方程式，计算已知量（碳）与未知量（二氧化碳）的质量比是___________。
（3）根据解题步骤，并计算生成二氧化碳的质量为__________。
15. 氢气在氯气中燃烧生成氯化氢气体，燃烧100 g氢气需要氯气多少克？生成氯化氢气体多少克？
16. 某学生要用一定量的氯酸钾进行实验，制取所需的4瓶氧气（ρ = 1.43 g/L），每瓶250 mL，至少需要氯酸钾多少克？（精确到0.01 g）
17. 把4.5 g含杂质（杂质不与盐酸反应）的锌粒和足量稀盐酸反应，方程式为Zn + 2 HCl = ZnCl2 + H2↑。待反应停止后，烧杯中物质的质量减少了0.1 g。求：
（1）参加反应的锌的质量；
（2）这种锌粒中含锌的质量分数。
18. 工业上利用高温锻烧石灰石（CaCO3）的方法生产生石灰（CaO），同时得到CO2。计算锻烧1000 t含杂质20%的石灰石能生产多少生石灰？
19. 碳酸钙是牙膏中一种常用的摩擦剂，可用石灰石作原料来制备。宜昌市某牙膏厂现有一批石灰石样品，小丽为探究其所含碳酸钙的质量分数，称取500 g样品，磨成粉末后，放在电炉上高温煅烧至质量不再发生变化，称量剩余物质的质量为302 g。有关反应的化学方程式为CaCO3 CaO + CO2。假设石灰石样品中杂质不参加反应。据此计算：
（1）生成二氧化碳的质量；
（2）此石灰石样品中碳酸钙的质量分数。
20. 某小组利用高锰酸钾160 g制取氧气，一段时间后发现试管中剩余固体共150.4 g，问生成氧气质量是多少？参加反应的高锰酸钾质量是多少？
21. 今有氢气与氧气的混合气共20 g，在密闭的容器中点燃，生成水18 g，问原混合气体中氧气的质量可能是多少？
22. 一种“人造树叶”可吸收二氧化碳并转化为乙醇（C2H5OH），方程式为2 CO2 + 3 H2O C2H5OH + 3 O2。研究显示，一升“人造树叶”每天可从空气中吸收968 g CO2。
（1）一升“人造树叶”工作一天可得到乙醇的质量是多少？
（2）若每天一棵树平均可吸收48.4 g CO2，则一升“人造树叶”吸收的 CO2相当于_____棵树吸收的CO2。
23. 为测定MgCl2和稀盐酸（HCl）的混合溶液的组成情况，某研究小组进行如下实验。已知MgCl2 + 2 NaOH = Mg(OH)2↓ + 2 NaCl；HCl + NaOH = NaCl + H2O。回答下列问题：
（1）计算原混合溶液中MgCl2和HCl质量的最简整数比；
（2）计算所加氢氧化钠溶液溶质的质量分数；
（3）分析在滴加氢氧化钠溶液的整个过程中烧杯内各溶质的质量变化情况。
5.3 化学反应中的有关计算 第1页（共10页）(共15张PPT)
第三节 化学反应中的有关计算
第五单元 定量研究化学反应
鲁科版九年级化学上册
新课导入
请写出实验室制取O2的反应方程式，并计算出各个物质间的质量比。
2 H2O2 2 H2O + O2↑
MnO2
质量比
2×34 : 2×18 : 1×32
68
36
32
从质量的角度看，在MnO2的条件下，每68份质量的H2O2分解（反应）生成32份质量的O2和36份质量的H2O。
在生产、生活和科研中，我们不仅需要知道化学反应生成了什么物质，还需要知道生成多少物质。依据化学方程式中物质的实际质量之比等于相对质量之比，我们可以进行化学反应中的定量计算。
化学反应中各物质质量比＝各物质相对分子质量×化学计量数之比
化学方程式计算的理论依据
一
已知1 kg氢气能供一辆功率为50 kW的氢能源汽车行驶约100 km，要想知道18 kg水分解产生的氢气能供该汽车行驶多少千米，就需要知道18 kg水能分解产生多少氢气。请写出电解水反应的化学方程式。
想一想：这个化学方程式可表示哪些意义？
①“物质”的含义：水在通电的条件下分解成了氢气和氧气。
③“质量”的含义：每36份质量的水在通电的条件下分解成了4份质量的氢气和32份质量的氧气。
②“微粒”的含义：每2个水分子在通电的条件下分解成了2个氢分子和1个氧分子。
2 H2O 2 H2↑ + O2↑
通电
化学方程式计算的理论依据
化学方程式计算的理论依据
各物质之间按一定的质量比发生化学反应，利用化学方程式中各物质之间的质量关系可以进行物质间质量的计算。
2 H2O 2 H2↑ + O2↑
通电
质量比
2×18 : 2×2 : 1×32
36
4
32
36 g
4 g
32 g
36 kg
4 kg
32 kg
18 kg
2 kg
16 kg
54 kg
6 kg
48 kg
a kg
kg
a
9
kg
8a
9
化学方程式计算的一般步骤
二
例1 计算18 kg水完全分解产生氢气的质量。
解：设生成氢气的质量为x。
Step 1 设未知量
2 H2O 2 H2↑ + O2↑
通电
Step 2 写出反应的化学方程式
2×18
2×2
18 kg
x
Step 3 找出已知量和未知量的
质量关系
2×18
2×2
18 kg
x
＝
Step 4 列比例式求解
答：生成氢气的质量为2 kg。
x ＝
4×18 kg
36
＝ 2 kg
Step 5 写出简明答案
已知量带单位，未知量不带单位
设未知量不带单位
计算和求解过程中一定要带单位
例2 小明在解答下面的一道问题，下面是他的解题过程。请你分析并指出错误，并改正。（相对原子质量：Mg-24；O-16）
问题：2.4 g镁条与足量氧气反应，求生成固体质量多少克？
解：设生成MgO的质量为x g
24
56
2.4
x g
答：生成氧化镁的质量为5.6 g。
Mg + O2 MgO2
点燃
x ＝
2.4×56
24
＝ 5.6
设未知量，未知数后不加单位
化学方程式要书写正确
已知量带单位，未知量不带单位
在计算和求解过程中一定要带单位
例3 工业上电解氧化铝制取金属铝，反应的化学方程式为：
如果加工一个铝锅需要1.08 kg铝，至少需要电解多少千克氧化铝才能得到制成这个铝锅所需的铝？会收集到多少千克氧气？（相对原子质量：Al-27；O-16）
2 Al2O3 4 Al + 3 O2↑
通电
解：设至少需要电解氧化铝的质量为x，收集到氧气的质量为y。
2×102
4×27
1.08 kg
x
答：至少需要电解氧化铝的质量为2.04 kg，收集到氧气的质量为0.96 kg。
2 Al2O3 4 Al + 3 O2↑
通电
3×32
y
x ＝
204×1.08 kg
108
＝ 2.04 kg
y ＝
96×1.08 kg
108
＝ 0.96 kg
例4 纯度问题 实验室用68 g过氧化氢溶液和2 g二氧化锰制取氧气，实验的相关数据如图所示。请回答：
（1）二氧化锰作为催化剂在化学反应前后本身的________________都没有发生变化。
（2）反应生成氧气的质量为_______。
（3）参加反应的过氧化氢的溶质质量分数是多少？
质量和化学性质
1.6 g
逸出O2的质量
解：设参加反应的过氧化氢的质量为x
2×34
x
答：过氧化氢的溶质质量分数是5%。
1×32
1.6 g
x ＝
68×1.6 g
32
＝ 3.4 g
2 H2O2 2 H2O + O2↑
MnO2
ω ＝
3.4 g
68 g
×100% ＝ 5%
只能用纯净物的质量代入
溶液中反应的纯净物是溶质
固体中反应的纯净物是非杂质的主要成分
ω
ω（纯度）
差量法
【分析】碳酸钙分解生成氧化钙和二氧化碳。把500 g石灰石固体样品进行高温煅烧，完全反应后，冷却、称量残余固体质量为302 g，减少的质量为逸出的二氧化碳的质量，根据二氧化碳的质量可求出反应的碳酸钙的质量，进而求出样品中碳酸钙的质量分数。
补例 知能提升-19 碳酸钙是牙膏中一种常用的摩擦剂，可用石灰石作原料来制备。宜昌市某牙膏厂现有一批石灰石样品，小丽为探究其所含碳酸钙的质量分数，称取500 g样品，磨成粉末后，放在电炉上高温煅烧至质量不再发生变化，称量剩余物质的质量为302 g。有关反应的化学方程式为CaCO3 CaO＋CO2↑。假设石灰石样品中杂质不参加反应。据此计算（相对原子质量：Ca-40；C-12；O-16）：
（1）生成二氧化碳的质量；
（2）此石灰石样品中碳酸钙的质量分数。
高温
差量法
例5 差量法思想 某校兴趣小组在实验室做制取氧气的实验，他们取氯酸钾和二氧化锰的混合物6.0 g放入大试管中进行加热，并在不同时刻测定试管内剩余固体的质量如下表：
（1）生成氧气的质量为_________。
（2）原混合物中二氧化锰的质量是多少？（相对原子质量：K-39；Cl-35.5；O-16）
（3）最后剩余的固体的化学成分是什么？
反应时间/min 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5
剩余固体质量/g 5.1 4.5 4.2 4.08 4.08 4.08
解：氧气的质量为6.0 g－4.08 g＝1.92 g
设参加反应的氯酸钾质量为x
差量法
2 KClO3 2 KCl + 3 O2↑
MnO2
△
2×122.5
x
3×32
1.92 g
x ＝
245×1.92 g
96
＝ 4.9 g
m(MnO2) ＝ 6.0 g－4.9 g ＝ 1.1 g
m(KCl) ＝ 4.08 g－1.1 g ＝ 2.98 g
验证
补例 知能提升-20 某小组利用高锰酸钾160 g制取氧气，一段时间后发现试管中剩余固体共150.4 g，问生成氧气质量是多少？参加反应的高锰酸钾质量是多少？（相对原子质量：Mn-55）
解：氧气的质量为160 g－150.4 g＝9.6 g
设参加反应的高锰酸钾质量为x
答：可以得到9.6 g氧气，参加反应的高锰酸钾质量为94.8 g。
2 KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + 2 O2↑
△
2×32
9.6 g
2×158
x
x ＝
316×9.6 g
64
＝ 94.8 g
例6 14 g红磷在16 g氧气中充分燃烧，生成五氧化二磷的质量是多少？（相对原子质量：P-31；O-16）
解：设可生成五氧化二磷的质量为x。
答：生成五氧化二磷的质量是28.4 g。
【分析】根据参加反应的磷和氧气的质量比为(4×31):(5×32)＝31:40，可以判断出氧气完全反应，应利用氧气的质量计算五氧化二磷的质量。
16 g O2只需要12.4 g 红磷反应
14 g 红磷需要18.064 g O2反应
氧气少量＝红磷过量
4 P + 5 O2 2 P2O5
点燃
5×32
16 g
2×142
x
x ＝
284×16 g
160
＝ 28.4 g
【总结】
在化学反应中，谁少量代入谁算
最后剩余的不能继续反应
补例 知能提升-21 今有氢气与氧气的混合气共20 g，在密闭的容器中点燃，生成水18 g，问原混合气体中氧气的质量可能是多少？
解：设参加反应的氧气的质量为x，参加反应的氢气的质量为y。
答：原混合气体中氧气的质量可能是18 g或16 g。
②若氢气过量，则16 g氧气完全参与反应，氢气的质量可能为4 g。
2 H2 + O2 2 H2O
点燃
2×18
18 g
1×32
x
2×2
y
x ＝
32×18 g
36
＝ 16 g
y ＝
4×18 g
36
＝ 2 g
①若氧气过量，则2 g氢气完全参与反应，原混合气体中氧气的质量是20 g－2 g＝18 g。
可不可能都过量？
梳理逻辑链
H2 + O2
H2过量：通过少量的O2全部反应，算过量的H2
m(H2)＝m(总)－m(O2)
O2过量：通过少量的H2全部反应，算过量的O2
m(O2)＝m(总)－m(H2)
可不可能都过量？最后的结论可以是O2的质量是16-18 g？比如H2的质量为3 g，O2的质量为17 g？
不可以，不存在【都过量】。这种思想产生的原因只认为其中的2 g H2和16 g O2反应，而忽略了剩下的1 g H2和1 g O2也会继续反应一部分，这样生成的水的质量一定是大于18 g的。
要生成18 g的水，只能是2 g H2和16 g O2反应，要么2 g H2去和过量O2中的16 g反应，要么16 g O2去和过量H2中的2 g反应，只存在两种情况。也就是说，最后剩余的物质一定不能继续反应，也就是其中一种物质必须反应完，即【一种过量，一种少量】。
通过前面例题的讲解，根据化学方程式计算的要领是什么？关键是什么？
利用化学方程式的简单计算
计算步骤
计算注意事项
（1）设未知量……………………………设
（2）写出化学方程式并配平……………写
（3）找出已知量和未知量的质量关系…找
（4）列出比例式、求解…………………列
（5）简明地写出答案……………………答
（1）解题步骤必须规范完整
（2）化学方程式要配平
（3）代入量均指纯净物的质量
（4）计算过程单位要统一
