化学方程式计算的几种常用方法

一、质量守恒法

化学反应遵循质量守恒定律，各元素的质量在反应前后是守恒的。抓住守恒这个中心，准确建立已知量与待求量的等量关系，是用质量守恒法解题的关键。此法在化学计算中应用广泛。

例1. 向5g铜粉和氧化铜的混合物中不断通入氢气，并加热。充分反应后停止加热，冷却后称量残留固体的质量为4.2g。求原混合物中含氧化铜和铜粉各多少克?

分析：由题意可知，反应前后铜元素的质量在固体中是没有变化的，根据铜元素质量守恒，即可建立方程，求出混合物中氧化铜和铜粉的质量。

解：设混合物中含CuO的质量为x g，则含Cu的质量为(5-x)g，由反应前后铜元素的质量相等，得：

x·Cu/CuO+(5-x)=4.2

即：x·64/80+(5-x)=4.2

x=4

原混合物中含Cu的质量为5-4=1(g)

答：原混合物中含氧化铜4g;含铜1g。

二、差量法

根据化学反应前后某一状态的.物质之间的质量差与反应物或生成物的质量成正比例的关系进行计算的方法称为差量法。在化学反应中，虽然从整体上看存在着质量守恒的关系，但某一状态的物质(例如固态物质或液态物质)的质量在反应前后会发生反应(增加或减少)，这一差值称为差量。差量与反应物或生成物之间有着正比例关系，通过这种比例关系可以计算出与之相关的待求量。因此，寻找差量，正确建立差量与待求量的比例关系，是用差量法解题的关键。在有沉淀或气体生成的化学反应中，常用差量法进行计算。

例2. 某学生将16g氧化铜装入试管中，通入氢气并加热。反应一段时间后，停止加热，待试管冷却后，称得试管中剩余固体的质量是14.4g。问有多少克氧化铜被还原?

分析：从化学方程式可以看出，反应后固体减少的质量就是参加反应的氧化铜失去氧的质量。抓住这一差量，找出差量与参加反应的氧化铜的质量之间的关系便可求解。

解：设被还原的氧化铜的质量为x g，

CuO+H2=Cu+H2O，固体质量减少

80 64 80-64=16

x 16-14.4=1.6

所以 80/16=x/1.6

所以 x=8

答：被还原的氧化铜有8克。

思考与练习：试一试用差量法计算(例1)。

三、关系式法

在涉及多步化学反应的计算中，根据起始反应物与最终生成物的关系式进行计算的方法称为关系式法。

化学反应中，有时会涉及到多步反应：第一个反应的生成物是第二个反应的反应物，第二个反应的生成物又是第三个反应的反应物。对多步反应的计算题，用通常的方法从已知数据到求得最终结果要根据每个化学方程式一步一步地计算，相当繁琐。由化学反应中各物质的质量成正比例关系。只要找到已知量与待求量之间的这种关系，即可一步计算得出结果，从而化繁为简，提高解题效率。

关系式法适用于多步反应的计算，其解题的关键是：根据多步反应的化学方程式，正确建立起始反应物与最终生成物的比例关系。

例3. 加热氯酸钾和少量二氧化锰的混合物制取氧气，将产生的氧气用于红磷的燃烧实验。要制得五氧化二磷15g，所需氯酸钾的质量至少是多少克?

分析：从题意可知有两步化学反应，由第一步反应制得的氧气再与红磷发生第二步反应，生成五氧化二磷。根据氧气与五氧化二磷(已知量)、氯酸钾(待求量)的关系，建立五氧化二磷与氯酸钾的关系式，即可列出比例式求解。

解：设需氯酸钾的质量为x g。

由2KClO3=2KCl+3O2↑ ①

4P+5O2=2P2O5 ②

将①×5，②×3，有关系式：

10KClO3~15O2 ③

15O2~6P2O5 ④

由③，④得：10KClO3~15O2~6P2O5

即5KClO3~3P2O5。

由以上推导可见，在建立起始反应物(如KClO3)与最终生成物(如P2O5)的关系时，中间物质(如O2)的化学计量数要相同(将①×5，②×3的目的是将③，④中的O2的化学计量数都为15)。

5KClO3 ~ 3P2O5

5×122.5 3×142

x 15

所以5×122.5/x=3×142/15

所以 x=21.6(g)

答：至少需要氯酸钾21.6克。