初三化学有关化学式的计算
专题二有关化学式的计算
一、化学式
1．概念：
用元素符号来表示物质组成的式子叫做化学式。如H2O、CO2、KClO3等。
2．意义：（以H2O为例）
（1）宏观意义：
①表示一种物质：水；
②表示该物质的元素组成：水是由氢、氧两种元素组成。
（2）微观意义：
①表示物质的一个分子：一个水分子；
&
②表示物质的分子构成：一个水分子由两个氢原子和一个氧原子构成
（3）可依据化学式计算：
①表示分子中各原子的个数比：水分子中氢、氧原子个数比为2∶1；
②表示组成物质的各元素的质量比：水中氢、氧元素的质量比为1∶8。
二、化学式的书写
1、单质化学式的书写
①由原子构成的单质，用元素符号直接来表示，如：金属铁（Fe）、稀有气体如氦气（He）、氖气（Ne）。
②由多原子组成的单质，用元素符号加相应的脚标来表示。如氧气分子由两个氧原子构成，则氧气的化学式为O2；又如氮气的化学式为N2；臭氧的化学式为O3等。
2、化合物的化学式的书写
①氧化物的化学式的书写：
.
一般把氧的元素符号写在后面，另一种元素的元素符号写在左面，如二氧化碳的化学式为CO2；二氧化锰的化学式为MnO2；三氧化二铁的化学式为Fe2O3；氧化汞的化学式为HgO。当原子个数1时，“1”可以省略。
②由两种元素组成的化合物化学式的书写：
如果是由金属元素与非金属元素组成的化合物，一般把金属的元素符号写在左面，非金属元素符号写在右面。如：氯化钠的化学式为NaCl；硫化锌的化学式为ZnS；氯化钾的化学式为KCl。
3、注意：
脚标中的数字与元素符号前的数字所代表的意义不同。如“2H”表示两个氢原子；“H2”表示一个氢分子，且由两个氢原子构成；“3O2”则只表示三个氧分子。
三、有关化学式的计算
要点1：计算物质的相对分子质量(式量)
相对分子质量是化学式中各原子的相对原子质量的总和。
即：相对分子质量=（相对原子质量×原子个数）之和
~
求：3CaCO 相对分子质量________________________
22()CO NH 的相对分子质量________________________
要点2：计算化合物中各元素的原子个数比
化合物中各元素的原子个数比即化学式中元素符号右下角的数字比。
求：3CaCO 中各元素原子的个数比：::Ca C O =________________________
22()CO NH 中各元素原子的个数比：:::C O N H =________________________
要点3：计算化合物中各元素的质量比
元素质量比=（相对原子质量×原子个数）之比
求：3CaCO 中各元素原子的质量比：::Ca C O =________________________
22()CO NH 中各元素原子的质量比：:::C O N H =________________________
…
要点4：计算化合物中某元素的质量分数 =
100%??该元素的相对原子质量原子个数化合物中某元素的质量分数化合物的相对分子质量 根据这个关系式，可以计算R 元素的质量分数，也可以计算物质的相对分子质量或化学式中某元素的相对原子质量及原子个数，还可以比较不同物质中某元素质量分数的大小。
求：3CaCO 中 Ca ω（）
=________________________ 22()CO NH 中 N ω（）
=________________________ 要点5：结合化学式计算物质中元素的实际质量
元素的相对质量比=相对原子质量×原子个数；物质中元素的实际质量比等于他们的相对质量比，以此建立关系式求解。
要点6：化合物质量与元素质量的互换
化合物中R 元素质量＝化合物质量×化合物中R 元素的质量分数
要点7：计算混合物中某元素的质量分数
|
不纯物中某元素的质量分数＝纯化合物中某元素质量分数×化合物在不纯物中的质量分数（纯度）。 或：不纯物中某元素质量分数＝不纯物质的质量某元素质量
×100%
要点8：涉及到两种或两种以上物质的综合计算
如：求等质量的不同物质同种元素质量比（或同种原子个数比）；一定量某化合物与多少克另一种化合物含某元素质量相等；分子个数比与物质质量比的互换等等。
要点9：巧解化学式计算难题的几种方法
在化学中考及竞赛中，经常会出现有关化学式计算的具有一定难度的试题，这些试题往往会成为同学们答题的“拦路虎”。下面，结合具体实例介绍几种对付这一“拦路虎”的方法。
一、观察法
例1.已知由CuS 、CuSO 3、CuSO 4组成的混合物中，硫元素的质量分数为x ，
则混合物中氧元素的质量分数为（）
D.无法计算
分析：通过对混合物中各成分化学式的观察可以看出，三种化合物中Cu、S的原子个数比固定为1：1，质量比固定为2：1（铜的相对原子质量是硫的两倍）。由于混合物中硫元素的质量分数为x，因此，铜元素的质量分数为2x，氧元素的质量分数为1- x -2x=1-3x。符合题意的选项为A。
二、整体法
例2.已知在NaHS、MgSO4和NaHSO3组成的混合物中含硫a%，则氧元素的质
量分数为。
分析：由于Na和H的相对原子质量和等于Mg的相对原子质量，所以可以从质量角度将“NaH”视为一个与Mg等效的整体。根据Mg、S质量比为24：32以及硫的质量分数为a%，可得出混合物中Mg（Na、H）的质量分数为3a/4%，氧的质量分数为1-a%-3a/4%=%。
三、转化法
例3.已知FeO、Fe2O3、Fe3O4组成的混合物中，铁与氧的质量比为21：8，
则混合物中FeO、Fe2O3、Fe3O4三种物质的质量比可能是（）
A. 9：20：5
B. 9：20：33
C. 2：5：3
D. 5：6：3
分析本题已知的是混合物中铁、氧两种元素的质量比，要求的是混合物
中三种物质的质量比，然而单纯从质量关系的角度出发，却很难找到一条顺畅的答题思路。如果能抓住已知条件，将质量比转化为原子个数比，问题的解答就会由“疑无路”进入“又一村”的境界：由铁与氧的质量比为21：8，可得出混合物中铁与氧的原子个数比为21/56：8/16=3：4。由于混合物的成分之一Fe3O4中的铁氧原子数比与这一比值一致，因此，混合物中Fe3O4的质量无论多少，都不会影响混合物中铁原子与氧原子的个数比为3：4。通过对FeO、Fe2O3组成特点的分析又可得出，FeO、Fe2O3必须按分子数1：1的比例混合，才能保证混合物中铁原子与氧原子的个数比为3：4。从而得到混合物中三种氧化物的分子个数比为1：1：任意数，三种物质的质量比为：（56+16）：（56×2+16×3）：任意值=9：20：任意值，符合题意的选项为A、B。
四、变式法
例、C2H5OH、C4H10O组成的混合物中，氧元素的质量分数为y，则碳的质量分数为多少分析：本题的隐含条件必须通过对化学式进行变式的方法，才能挖掘出来。混合物中三种成分化学式的变式结果分别是：CH2·H2O、（CH2）2·H2O、（CH2）4·H2O，由混合物中氧元素的质量分数为y，可得出混合物中“H2O”的质量分数为9 y /8，“CH2”的质量分数为（1-9y /8），将（1-9y/8）乘以C在“CH2”中的质量分数，便可得到混合物中碳的质量分数（1-9y/8）×12/14。
五、化合价法则法
例、NaBr的混合物中，钠的质量分数为37%，求Br的质量分数
分析：该题的解答用上述几种方法均难奏效，将混合物中各元素的化合价
利用起来，然后用正负化合价代数和等于零的规律（化合价法则）去列式求解不失为一种巧妙方法。首先，设混合物的相对质量为100，Br的相对质量为x，则混合物中Na的相对质量为37，硫的相对质量为（100
–x-37），从而得出Na 、S 、Br 三种原子的原子个数分别为：37/23、（100-x-37）/32、x/80；接着，利用化合价法则列出方程----37×1/23+（100-x-37）×（-2）/32+x （-1）×/80=0；最后，解此方程求出x 的值为克，得出混合物中Br 的质量分数为%。
《
【考题重现】
例１ 求Na 2CO 3·10H 2O 的相对分子质量
解 Na 2CO 3·10H 2O 的相对分子质量＝23×2＋12×1＋16×3＋10×(1×2＋16×1)＝286
再如：计算2CuSO 4·5H 2O 的总相对分子质量
2CuSO 4·5H 2O 的总相对分子质量=2×[64+32+16×4+5×（1×2+16）]=2×250=500
例２ 求葡萄糖(C 6H 12O 6)中各元素的质量比
解 C:H:O ＝12×6:1×12:16×6＝6:1:8
再如：计算NH 4NO 3中各元素的质量比
分析：首先根据化学式弄清该物质是由哪几种元素组成的。由上式可知硝酸铵是由氮，氢、氧三种元素组成，各元素的质量比为该元素的相对原子质量乘以它在化学式中的原子个数之比，最后约简成最简整数比。 |
解：N ∶H ∶O=14×2∶1×4∶16×3=7∶1∶12
注意：计算式前面的“N ∶H ∶O”表示硝酸铵中所含这三种元素的质量比，若写成
“2N ∶4H ∶3O”或“N 2∶H 4∶O 3”就都错。
例３ 求硝酸铵(NH 4NO 3)中氮元素的质量分数
解 氮元素的质量分数＝的相对分子质量氮的相对原子质量342NO NH ?×100%
＝8028
×100%＝35%.
例４ 已知化合物M 由氮和氧两种元素组成，已知380克M 中含140克氮，求M 的化学式．
解法一 设M 的化学式为N x O y ，则
380克×
的相对分子质量氮的相对原子质量y x O N x ?＝140克 ;
380克×Y 16X 14X 14+＝140克 Y X ＝32
.
M 的化学式为N 2O 3.
解法二 由题意380克M 中含(380克－140克)氧，则氮、氧元素质量比＝140:240＝7:12.
M 的化学式为N 2O 3.
例５ 某硝酸铵样品，经实验分析氮元素质量分数为%，计算该样品中硝酸铵的质量分数．（设杂质不含氮） 解法一 设样品质量为100克，其中含硝酸铵质量为X ，则： X·
的相对分子质量氮的相对原子质量342
NO NH ?＝100克×% X ＝96克 硝酸铵的质量分数＝克克
10096×100%＝96%
解法二 硝酸铵的质量分数＝
的质量分数中的质量分数
样品中N NO NH N 34 …
＝
的相对分子质量的相对原子质量342
%
6.33NO NH N ?×100%＝96%．
例６ 尿素的化学式为CO(NH 2)2 (1)求等质量的尿素与硝酸铵中氮元素的质量比．(2)100千克尿素含氮量与多少千克NH 4HCO 3含氮量相等
解 (1)设尿素与硝酸铵的质量都等于M M×的相对分子质量氮的相对原子质量22)(2NH CO ?:M×的相对分子质量氮的相对原子质量342NO NH ?＝6028:8028＝34
.
(2)设质量为X 的NH 4HCO 3含氮量与100千克尿素含氮量相等 X·的相对分子质量氮的相对原子质量341HCO NH ?＝100千克×的相对分子质量氮的相对原子质量22)(2NH CO ?
X ＝263千克．
例７ 某不纯的MnO 2粉末，其中只含一种杂质，经测定含氧质量分数为%，则这种杂质可能是（ ） （
Ａ.MgO Ｂ.SiO 2 Ｃ.CuO Ｄ.铁粉
解析 MnO 2中氧元素质量分数＝%，高于样品的含氧量，因此杂质中氧元素质量分数应一定小于%，否则样品的含氧质量分数不可能等于%．将四个选项物质的含氧量分别算出(MgO ：40%； SiO 2：%； CuO ：20%； 铁粉：0%)故应选Ｃ、Ｄ．
例8 由氢，硫，氧三种元素组成的某化合物，若此化合物中氢元素、硫元素、氧元素的质量比为1∶16∶32，则化合物中氢原子、硫原子、氧原子的个数比为 ，化学式为 。
分析：H 、S 、O 三种元素的质量比：1∶16∶32
则：H 、S 、O 三种原子的个数比为：11∶3216∶1632
=2∶1∶4
所以该化合物的化学式为H2SO4
【参考练习】
1．计算下列相对分子质量（写出计算过程）
H2SO4______2Ca(OH)2_____
2．计算NH4HCO3中N、H、C、O四种元素的质量比。
；
3．计算克KClO3中含有氧元素的质量。
4．计算120克NH4NO3中含N元素的质量与多少克CO(NH2)2中所含N元素的质量相等
5．地壳中含量居第一、二位的两种元素组成的化合物的化学式是( )
A．NO2B．Al2O3C．SiO2D．Fe2O3
6．相同数目的H2O和H2O2两种分子含有相同数目的()
A．氢元素B．氢原子C．氢分子D．氧原子
}
7．下列化合物中，铁元素质量分数最大的是()
A．FeO B．Fe2O3C．Fe3O4D．FeS
8．经过防治“非典”的洗礼，我国公民的公共卫生意识和防病健身意识普遍提高。过氧乙酸是防治“非典”中常用的高效消毒剂，它的化学式是CH3COOOH，它是由_________种元素组成，其相对分子质量是_________。9．樟脑是一种白色晶体，可以散发出特殊气味，使衣物免受虫蛀。樟脑的化学式为C10H16O，它的相对分子质量为_________，其中碳、氢、氧三种元素的质量比为(化成最简整数比)_________，碳元素的质量分数为(计算结果精确到％)_________。
10．露天烧烤不仅产生大量有害气体污染环境，而且烧焦的肉类中还含有强烈的致癌物质3，4—苯并芘。其化学式为C20H12。该物质126g中含碳元素质量_________g。
11．乙酸(C2H4O2)与过氧乙酸(C2H4O3)两种物质具有相同的()
A．元素种类B．相对分子质量
C．各元素质量比D．氧元素的质量分数
12．硫酸亚铁可用于治疗缺铁性贫血。计算：
(1)硫酸亚铁(FeSO4)中铁、硫、氧三种元素的质量比为________；
(2)某贫血患者共需补充铁元素，服用的药物中相当于需要硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)多少克
13．最近科学家确认，存在着一种具有空心、且类似于足球结构的分子N60，这一发现将开辟世界能源的新领域，它可能成为一种最好的火箭燃料。下列关于N60的说法正确的是()
A．N60是一种化合物
B．N60的相对分子质量是840
C．N60属于单质
D．N60这种物质是由氮原子构成的
14．地球大气层表面的臭氧层可以吸收太阳辐射的紫外线，对维持地球上的生态平衡有重要的作用。科学家测得臭氧(由氧元素组成的单质)的相对分子质量为48，则臭氧的化学式为_________，相同分子数的氧气和臭氧的质量比为_________，相同质量的氧气和臭氧的分子数之比为_________。