化学式计算的几种典型题型解题技巧研究

刘秀梅

化学计算题是中考必考题型之一，其中有关化学式的计算是三大计算内容之一。由于中考常出现有关化学方程式的综合计算，使教师和学生易忽视有关化学式的计算。比如2012年大庆市中考就考了一道有关化学式的计算题（2012年大庆市中考试题第16题：冰毒是毒品“摇头丸”的主要成分，具有强烈的致幻效果，易成瘾，对吸食者造成严重的伤害。它的分子式为CxHyN，取29.8g冰毒充分燃烧生成 27.0gH2O，88.0gCO2和一定质量的N2，试求（写出计算过程）：（1）冰毒的相对分子质量;（2）x，y的值。）现将有关化学式的计算从基本题型和延伸题型两方面总结如下。

一、基本题型：

1. 计算相对分子质量

规律：相对分子质量=化学式中各原子的相对原子质量×原子个数之和

注意：（1）同种元素的原子个数可以合并计算。

（2）当分子中含有多个原子团时，可先将原子团的相对分子质量计算出来，再乘以原子团的个数。

例：计算碳酸铵[（NH4）2CO3]的相对分子质量。

分析：在化学式中，有两个铵根（NH4）原子团，先算原子团的相对分子质量，再乘以2。

解：碳酸铵[（NH4）2CO3]的相对分子质量=（14+1×4）×

2+14+16×3=96。

2.计算化合物中各元素的质量比

规律：化合物中各元素的质量比=化学式中各元素原子的相对原子质量×原子个数之比

注意：根据化学式先计算出物质中所含元素各自的相对原子质量总和，依据相对原子质量总和列出比例式，再化简成整数比值。

例：计算NH4NO3中所含各元素的质量比

分析：从NH4NO3的化学式可知：组成硝酸铵的三种元素是N、H、O，再分别计算各元素的相对质量，然后再计算硝酸铵中各元素的质量比。

解：NH4NO3中，氮、氢、氧三种元素质量比=（14×2）∶（1×4）∶（16×3）=7∶1∶12。

3. 计算化合物中各元素的质量分数

规律：某元素的质量分数=某原子的相对原子质量×该原子的个数/该化合物的相对分子质量×100%。

注意：1.求谁的质量分数，就用谁的量除以化合物的相对分子质量，再乘以100%。

2. 注意写公式，不要忘记百分号。

例：计算（NH4）2SO4中氮元素的质量分数。

解：（NH4）2SO4中氮元素的质量分数=N的相对原子质量×2/（NH4）2SO4的相对分子质量×100%=14×2/

[（14+1×4）×2+32+16×4]×100% =21. 2%。

4. 化合物的质量与某元素的质量的相互换算

规律：                  ×该元素的质量分数

化合物的质量                                            某元素的质量

÷该元素的质量分数

注意：1.注意单位参与运算，综合计算质量分数不用写公式。

2. 要用已知量直接乘以或除以该元素质量分数的原表达式，便于约分，求解简便，结果准确。

例：多少g尿素CO（NH2）2的含氮量与80g硝酸铵NH4NO3的含氮量相当？

解：80kg硝酸铵中氮元素的质量=80g×（14×2/80）×100%=28g。

尿素的质量=28g÷（14×2/60）×100%=60g。

二、延伸题型

学生在学完化学式的计算后，只能做几种简单的基本计算，对于知识延伸所涉及的计算无从下手，现对几种延伸题型作以下总结：

1.根据物质相对分子质量、各元素的质量比或各元素的质量分数，求化学式

例：已知由N、O两元素组成的化合物中，N、O两元素的质量比为7∶12，求该化合物的化学式。

分析：此类题的解题思路一般为：先设出此化合物的化学式，然后利用物质中两元素的质量比和相对原子质量之比的计算关系式，求出原子个数比，写出化学式。

解：设此化合物的化学式为NxOy。

14x∶16y=7∶12

x∶y=2∶3

∴该化合物化学式为N2O3。

2.有关纯度的计算

例：某同学发现他家菜园中的蔬菜生长迟缓，便施用了一种氮肥，根据氮肥包装标签上的部分文字。求其纯度。

标签的内容：硝酸铵（NH4NO3）

净重： 50kg     含氮量：34.3 %

分析：纯度是指不纯物质中含纯物质的质量分数。解此类题可用以下三种解法：

（1）先求不纯氮肥中氮元素的质量，再求纯硝酸铵的质量，最后求纯度。

（2）设纯度为x，根据 50kg不纯氮肥与纯硝酸铵的含氮元素质量相等列方程，解出x。

（3）用公式，由方法2可得公式：纯度=不纯物质中某元素的质量分数/纯物质中该元素的质量分数。

（4）用关系式法，设纯度为x，根据关系式列出方程，解出x。

解法一：

氮元素的质量=50kg×34.3%=17.15kg，

硝酸铵的质量=17.15kg÷14×2/80×100%=49kg，

纯度=49kg÷50kg×100%=98%。

解法二：设纯度为x。

50kg×x×14×2/80×100%=50kg×34.3%（此式把两边的50kg约掉即可得方法三的公式），x=98%。

解法三：纯度=34.3%/35%=98%。

解法四：设纯度为x。

由化学式得关系式如下：

NH4NO3——2N

80            28

x           34.3%

80∶28=x∶34.3%

x=98%。

总结：四种方法相比较，第三种方法更简单，但必须记住公式，而方法一、二更好理解，方法四也经常用到，应该掌握。

3. 已知样品中某元素的含量，求可能含有的杂质

例：有一不纯的硝酸铵化肥样品经测其氮元素的质量分数为38%，且只含有下列物质中的一种杂质，则可能混入了（        ）。

A. NH4Cl            B. CO（NH2）2

C.（NH4）2SO4      D.  NH4HCO3

解析：此题需用“平均值法”解决，先计算NH4NO3、NH4Cl、CO（NH2）2、 （NH4）2SO4 、NH4HCO3五种物质中含氮量分别为：35%、26.2%、46.7%、21.2%、17.7%，样品中含氮量平均值为38%，高于纯净的NH4NO3的含氮量35%，所以应含有杂质的含氮量应高于38%，才有可能混合成此题的样品。故答案为B。

总结：NH4NO3、NH4Cl、CO（NH2）2、 （NH4）2SO4 、NH4HCO3五种物质中含氮量分别为：35%、26.2%、46.7%、21.2%、17.7%，这些计算结果以后还会经常用到，为了减少计算，以便直接运用，可让学生记牢。

4.已知混合物中各成分化学式及某元素的质量分数，求另一种元素的质量分数

例：已知在NaHS、MgSO4、NaHSO3组成的混合物中，含硫a%，则含氧元素的质量分数为多少？

分析：仔细观察，会发现钠与氢相对原子质量相加正好等于镁的相对原子质量，所以可看成MgS、 MgSO4、Mg SO3三种物质的混合物，再把MgS看成一体，问题就好解决了。

解：由三种物质的化学式可知如下关系

Mg（或NaH）——S

24                        32

3/4 a%                 a%

则含氧元素的质量分数为1-a%-3/4 a%=1-1.75 a%。

5.已知混合物中两种元素原子个数比或两元素的质量比，求物质的质量比，或由物质的质量比，求两元素的原子个数比或两元素的质量比

例：（1）质量相等的CO和CO2中

①两种物质的分子个数比是              。

②氧原子的个数比是                           。

③氧元素的质量比是                           。

④碳元素的质量比是                           。

解析：两种物质的相对分子质量比为28∶44=7∶11，要使两物质质量相等，则分子数之比为11∶7（相对分子质量之比倒过来即可），氧原子的个数比可用分子数乘以一个分子中含有的氧原子数之比，即11×1∶7×2=11∶14，氧元素的质量比与氧原子的个数比相等，同理可求碳元素的质量比为11∶7。此类题还可反过来问，如含氧元素质量相等的CO和CO2中两物质的质量比、分子个数比等。

答案：①11∶7，②11∶14， ③11∶14， ④11∶7。

6.已知物中某元素的质量或质量分数，求含某物质的质量或质量分数

例：24g的木炭在盛氧气的混合气体的密闭容器中燃烧后全部生成CO和CO2，则生成CO和CO2的质量可能为（  ）。

A. 30g    B. 50g      C. 70g   D. 90g

解析：此題可用“极值法”来解。极值法是假设所研究的问题无限接近极端情况，来简化问题。若24g碳全部转化为CO，质量为56g， 若24g碳全部转化为CO2，质量为88g， 所以生成CO和CO2的质量在56g～88g之间，因此选C。

总之，教师要根据不同的题型引导学生的思路，这里共总结了10种类型题，介绍了公式法，关系式法、平均值法，极值法、技巧计算法等解题方法。有关化学式计算的题型很多，这里列举的还算全面，但每年还会有新题出现，还须不断总结完善。