查作网

化学式计算有哪些实用技巧?

第一部分:核心概念与基础

在开始计算之前,必须牢固掌握三个核心概念:

化学式计算有哪些实用技巧?-图1

  1. 相对原子质量:以一个碳-12原子质量的 1/12 作为标准,其他原子的质量与它相比较所得到的比值,它是一个无单位的比值,但通常我们使用其“约等于”的数值(如 H≈1, O≈16, C≈12)进行计算。
  2. 相对分子质量 (Mr):一个分子中各原子的相对原子质量的总和,它也是一个无单位的比值。
    • 计算公式:Mr(AₓBᵧ) = x × Ar(A) + y × Ar(B)
  3. 质量分数:某元素在化合物总质量中所占的百分比。
    • 计算公式:某元素质量分数 = (该元素的相对原子质量 × 原子个数) / 化合物的相对分子质量 × 100%

第二部分:核心计算类型与技巧

计算相对分子质量

这是最基础的计算,关键在于细心善用工具

技巧1:分组计算,简化过程 对于复杂的化学式,不要从头加到尾,可以将相同或容易计算的原子分组。

  • 示例:计算 [Cu(NH₃)₄]SO₄ 的相对分子质量。
    • 错误做法:Cu + N + H + H + H + H + S + O + O + O + O (容易数错)
    • 技巧做法
      1. 计算铵根部分 (NH₃)₄:4 × (N + 3H) = 4 × (14 + 3×1) = 4 × 17 = 68
      2. 计算硫酸根部分 SO₄:S + 4O = 32 + 4×16 = 96
      3. 计算中心离子 Cu:64
      4. 总和:Mr = 68 + 96 + 64 = 228

技巧2:利用化学式“计量数” 化学式前的系数(计量数)表示分子的个数,计算时需要乘上这个系数。

  • 示例:计算 2C₂H₅OH 的总相对分子质量。
    • 技巧:先计算一个 C₂H₅OH 的 Mr,再乘以 2。
    • Mr(C₂H₅OH) = 2×12 + 6×1 + 16 = 46
    • 总质量 = 2 × 46 = 92

计算化合物中各元素的质量分数

技巧3:抓住“原子个数比” 质量分数只与各元素的原子个数其相对原子质量有关,与样品的总量无关。

  • 示例:计算 Fe₂O₃ (氧化铁) 中铁元素的质量分数。
    • 步骤
      1. Mr(Fe₂O₃) = 2 × Ar(Fe) + 3 × Ar(O) = 2×56 + 3×16 = 112 + 48 = 160
      2. Fe元素的总“质量贡献” = 2 × Ar(Fe) = 2 × 56 = 112
      3. 质量分数 = (112 / 160) × 100% = 70%
    • 关键点:分子是“所有铁原子的质量”,分母是“整个分子的质量”。

技巧4:快速估算(选择题/填空题适用) 当选项差距较大时,可以通过估算快速得出答案。

  • 示例:比较 CH₄ 和 NH₃ 中氢元素的质量分数。
    • CH₄:H占 4/16 = 1/4 = 25%
    • NH₃:H占 3/17 ≈ 3/16 = 18.75%
    • CH₄ 中 H 的质量分数更高。

已知元素质量,求化学式

这是计算的难点,需要建立方程组。

技巧5:设“1”法与“比例法” 这是解决此类问题的核心思想。设一个分子的原子数为 1,然后根据质量关系求出其他原子的个数。

  • 示例:某氧化物中,氧元素与铁元素的质量比为 3:7,求该氧化物的化学式。
    • 步骤
      1. 设化学式为 FeₓOᵧ
      2. 根据质量关系列方程: m(Fe) : m(O) = 7 : 3 (x × Ar(Fe)) : (y × Ar(O)) = 7 : 3 (x × 56) : (y × 16) = 7 : 3
      3. 解比例方程: 56x / 16y = 7 / 3 (56/16) × (x/y) = 7/3 3.5 × (x/y) = 7/3 x/y = (7/3) / 3.5 = (7/3) / (7/2) = 2/3
      4. 确定原子个数比:x : y = 2 : 3
      5. 写出化学式:Fe₂O₃

技巧6:利用摩尔数(进阶)中给出了质量,并且你学了摩尔的概念,这是最精确、最强大的方法。

  • 示例:某 4.6g 有机物中含 C 2.4g,H 0.6g,O 1.6g,求其最简式。
    • 步骤
      1. 求各元素物质的量: n(C) = m(C) / Ar(C) = 2.4g / 12g/mol = 0.2 mol n(H) = m(H) / Ar(H) = 0.6g / 1g/mol = 0.6 mol n(O) = m(O) / Ar(O) = 1.6g / 16g/mol = 0.1 mol
      2. 求物质的量之比(即原子个数比): n(C) : n(H) : n(O) = 0.2 : 0.6 : 0.1
      3. 化为最简整数比: 将比值同时乘以 10,得到 2 : 6 : 1。
      4. 写出最简式:C₂H₆O

计算一定量物质中某元素的质量

技巧7:两步法(最稳妥)

  1. 第一步:计算该物质的相对分子质量。
  2. 第二步:用物质总质量乘以该元素的质量分数。
  • 示例:计算 49g 硫酸 (H₂SO₄) 中含有多少克硫元素。
    • 步骤
      1. Mr(H₂SO₄) = 2×1 + 32 + 4×16 = 98
      2. S的质量分数 = (32 / 98) × 100%
      3. m(S) = 49g × (32 / 98) = 16g

技巧8:一步法(更快捷) 将两步法合并,直接使用公式: 元素质量 = 物质总质量 × (该元素相对原子质量 × 原子个数 / 物质相对分子质量)

  • 示例:同上。
    • m(S) = 49g × ( (1 × 32) / 98 ) = 49g × (32 / 98) = 16g
    • 技巧:49 和 98 可以约分,49/98 = 1/2,m(S) = 32 / 2 = 16g。先约分,再计算,可以大大简化数字。

第三部分:综合技巧与注意事项

  1. 单位意识:虽然相对原子质量和分子质量无单位,但在涉及具体质量(如克)的计算时,要保持单位一致。
  2. 准确性:熟记常见元素的相对原子质量(H, C, N, O, Na, Mg, Al, S, Cl, Fe, Cu, Zn 等),避免因记错而导致全盘皆输。
  3. 检查:计算完成后,养成检查的习惯。

    检查原子个数有没有漏掉或

分享:
扫描分享到社交APP
上一篇
下一篇