中考化学 元素守恒法的计算技巧及应用示例（课件）（通用版）

(共17张PPT)
元素守恒法的计算技巧及应用示例
（人教版）九年级
元素守恒
元素守恒法是化学计算中常用的重要技巧，其核心原理是化学反应前后，某一元素的原子总数（或质量）保持不变。
元素守恒
确定守恒元素：选择反应中“全程参与且无损耗”的元素，如Na、Fe、C、N、Cl等。
找出始态和终态：明确该元素在反应开始时的存在形式（反应物）和最终的存在形式（产物）。
列守恒等式：始态中该元素的总物质的量（或质量）=终态中该元素的总物质的量（或质量）。
一、计算技巧
元素守恒
【例1】有一包Mg和MgO的混合物共12.8g，与一定量的稀硫酸恰好完全反应，所得溶液中溶质的质量为48g，求原混合物中氧元素的质量。
二、应用示例
1. 混合物成分计算
解：Mg和MgO与稀硫酸反应都生成MgSO ，MgSO 中镁元素的质量与原混合物中镁元素的质量相等。
MgSO 中镁元素的质量 = 48 ×24120=9.6 ，
原混合物中氧元素的质量 = 12.8 9.6 =3.2 。
元素守恒
【例2】在CO和CO2的混合气体中,含氧元素64%,将5g该混合气体通过足量灼热的氧化铜,完全反应后,气体再通入足量的澄清石灰水中,得到的白色沉淀质量是( )
二、应用示例
1. 混合物成分计算
C
A. 5g B. 10g C. 15g D. 20g
解：沉淀CaCO3中碳元素质量与原混合气体中碳元素质量相等。
5g该混合气体中碳元素的质量-5g×(1-64%)=1.8g
得到的白色沉淀CaCO3质量=1.8g÷（ 12/100）=15g
元素守恒
【例3】取一定量的氧化铁与氧化铜的混合物,加入9.8%的稀硫酸充分反应,消耗稀硫酸 100g,原混合物中氧元素的质量是( )
二、应用示例
1. 混合物成分计算
A.0.8g B.1.6g C.3.2g D.6.4g
解：m(H)=100g X 9.8% X(2/98)=0.2g
H2O中m(H):m(O)=1:8,氧元素质量是氢元素质量的8倍,可得到氧元素质
量是1.6g。
答案:B
元素守恒
【例4】某种含有MgBr2和MgO的混合物，经分析测得Mg元素的质量分数为38.4%，求溴(Br)元素的质量分数。
二、应用示例
1. 混合物成分计算
解：设混合物的质量为100克，其中Br元素的质量为a克，
则38.4／24×2= a／80×1+(100-38.4-a)／16 ×2
a=40(克)，故Br%=40%
元素守恒
【例5】已知在CO和CO2的混合气体中，含氧58％，将该混合气体10g通过足量的灼热的氧化铜，完全反应后，再全部通入足量的澄清石灰水中，得到的白色沉淀质量为多少？　
二、应用示例
1. 混合物成分计算
解：解：原混合气体中碳元素的质量=10g×(1－58％)=4.2g 设最后所得CaCO3的质量为X
元素守恒
例：密闭容器中盛有CH 、N 和O 的混合气，点火使其充分反应，CH 全部转化为CO、CO 和H2O，待容器恢复至室温，测得容器内的混合气中碳元素的质量分数为12%，求反应前混合气中N 的质量分数。
二、应用示例
2. 有机物不完全燃烧计算
解：设混合气总质量为100g，则碳元素质量为12g。
CH4中碳元素质量分数为12/16*100%=75%，故CH 的质量 = 12 ÷75%=16 ，
CH4中氢元素的质量为16g-12g=4g,所以生成水的质量为4g/（2/18）= 36g;所以反应前混合气的质量为100g+36g=136g。
元素守恒
例：密闭容器中盛有CH 、N 和O 的混合气，点火使其充分反应，CH 全部转化为CO、CO 和H2O，待容器恢复至室温，测得容器内的混合气中碳元素的质量分数为12%，求反应前混合气中N 的质量分数。
二、应用示例
2. 有机物不完全燃烧计算
第一种情况:
假设甲烷燃烧完全生成二氧化碳和水:则二氧化碳的质量为12g/(12/44) = 44g,此时假设氧气完全反应,剩余的都是氮气,则氮气的质量为100g-44g=56g,这样氮气的在反应前的混合物中最大质量分数为:56g/136g*100%=41.2%,而如果剩余气体中只有氧气,则氮气的质量分数为0,所以氮气的质量分数介于0~41.2%之间。
元素守恒
例：密闭容器中盛有CH 、N 和O 的混合气，点火使其充分反应，CH 全部转化为CO、CO 和H2O，待容器恢复至室温，测得容器内的混合气中碳元素的质量分数为12%，求反应前混合气中N 的质量分数。
二、应用示例
2. 有机物不完全燃烧计算
第二种情况:
假设甲烷燃烧完全生成一氧化碳和水:则一氧化碳的质量为12g/(12/28)=28g,此时假设氧气完全反应,剩余的都是氮气,则氮气的质量为100g-28g=72g这样氮气的在反应前的混合物中最大质量分数为72g/136g*100%=52.9%,由于CH4全部转化为CO、CO2和H2O,也就是同时又二氧化碳和一氧化碳,则反应前的氮气的质量分数应该是在41.2%~52.9%之间。
元素守恒
【例2】14.4克甲烷与氧气的混合气体在密闭容器中燃烧,充分反应并冷却至室温后得到两种状态的三种物质,气体质量变为原来一半。欲使甲烷完全燃烧,原容器中应增加的氧气质量至少为( )
A. 0.8克 B. 1.6克 C. 3.2 克 D. 0.8-1.6之间
二、应用示例
2. 有机物不完全燃烧计算
解:14.4克甲烷与氧气的混合气体在密闭容器中燃烧,充分反应并冷却至室温后得到两种状态的三种物质,气体质量变为原来一半,故减少的气体的质量为:14.4g/2=7.2g
故甲烷和氧气的总质量为3.2g+12.8g=16g时二者恰好完全反应,故需要至少增加氧气的质量为:16g-14.4g=1.6g 故选:B。
元素守恒
【例3】现有一定质量的甲醇(CH3OH)不完全燃烧，生成CO、CO2和水蒸气的混合气体150 kg，经测定混合气体中碳元素质量分数为16%，则参加反应的氧气质量_____kg。
二、应用示例
2. 有机物不完全燃烧计算
解：依题意可知甲醇中碳元素质量为：150X16%=24kg，
甲醇中碳元素质量为24g,则甲醇的质量为：24kg/（12/32）=64g，
根据质量守恒定律，则参加氧气的质量为：150kg-64kg=86kg
元素守恒
【例4】密闭容器中盛有CH4和O2的混合气体,点燃使其充分反应,CH4全部转化为CO、CO2和H2O,待容器恢复至室温,测得容器内混合气体中碳元素的质量分数为36%,则反应前CH2和O2的质量比为( )
二、应用示例
2. 有机物不完全燃烧计算
B
解：反应物中氧气的质量等于反应后混合气体中氧元素的质量与
水中氧元素的质量之和。设碳元素的质量为36g,则混合气体中氧元素
质量为64g。根据剩余气体中碳元素质量与原CH4中碳元素的质量相等,
可求出CH2的质量为==36g÷(12/16)=48g
氢元素的质量=48g×（4/16) = 12g ,水中氧元素的质量=12g×8=96g
则反应前CH和O,的质量比为=48g:(64g+96g)=3:10,故选B。
元素守恒
【例5】一定质量的酒精(C2H5OH)不完全燃烧,生成一氧化碳、二氧化碳和水蒸气的混合气体59g,经测定混合气体中氢元素的质量为3g,则参加反应的氧气质量是（ ）
A.36g B.48g C.64g D.80g
解：混合气体中的氢元素来自于反应物中的酒精,即酒精中氢元素的质量就是3g,则:
3g=m(C2H5OH) X（ 6/46）
m(C2H5OH)=23g
再根据物质质量守恒计算反应的氧气质量:
m(O2)= 59g-23g=36g
答案:A
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