化學(xué)方程式計(jì)算技巧導(dǎo)學(xué)案一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.掌握比例法的核心邏輯與計(jì)算步驟，能獨(dú)立解決基礎(chǔ)化學(xué)方程式計(jì)算問題。2.理解并靈活運(yùn)用差量法、守恒法、關(guān)系式法，提升復(fù)雜情境下的計(jì)算效率與準(zhǔn)確性。3.建立“化學(xué)變化中量的關(guān)聯(lián)”思維，能結(jié)合生產(chǎn)、實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景分析并解決化學(xué)計(jì)算問題。二、知識(shí)回顧（計(jì)算基礎(chǔ)）1.化學(xué)方程式的“量”的意義以$\ce{2H_{2}+O_{2}\xlongequal{\text{點(diǎn)燃}}2H_{2}O}$為例：宏觀：4份質(zhì)量的$\ce{H_{2}}$與32份質(zhì)量的$\ce{O_{2}}$反應(yīng)，生成36份質(zhì)量的$\ce{H_{2}O}$（質(zhì)量比為$4:32:36$）。微觀：2個(gè)$\ce{H_{2}}$分子與1個(gè)$\ce{O_{2}}$分子反應(yīng)，生成2個(gè)$\ce{H_{2}O}$分子（粒子數(shù)比為$2:1:2$）。2.質(zhì)量守恒定律反應(yīng)前后元素種類、原子種類/數(shù)目不變，總質(zhì)量不變。常用于推導(dǎo)“未知物質(zhì)質(zhì)量”（如生成氣體質(zhì)量=反應(yīng)前總質(zhì)量-反應(yīng)后總質(zhì)量）。3.相對(duì)質(zhì)量計(jì)算相對(duì)分子質(zhì)量：化學(xué)式中各原子相對(duì)原子質(zhì)量的總和（注意化學(xué)計(jì)量數(shù)需參與計(jì)算，如$2\ce{KClO_{3}}$的相對(duì)分子質(zhì)量總和為$2\times(39+35.5+16\times3)=245$）。三、核心計(jì)算技巧與例題解析（一）比例法（基礎(chǔ)核心法）原理化學(xué)方程式中，各物質(zhì)的質(zhì)量比=（相對(duì)分子質(zhì)量×化學(xué)計(jì)量數(shù)）之比。反應(yīng)中“實(shí)際質(zhì)量比”與“理論質(zhì)量比”成正比例。步驟1.設(shè)未知量（如“設(shè)生成$\ce{O_{2}}$的質(zhì)量為$x$”）。2.寫配平的化學(xué)方程式（關(guān)鍵前提）。3.找“已知量”與“未知量”對(duì)應(yīng)的相對(duì)質(zhì)量（相對(duì)分子質(zhì)量×化學(xué)計(jì)量數(shù)）。4.列比例式（實(shí)際質(zhì)量比=理論質(zhì)量比）。5.求解、作答。例題1：加熱分解$\boldsymbol{6.3\\text{g}}$高錳酸鉀，求氧氣質(zhì)量反應(yīng)：$\ce{2KMnO_{4}\xlongequal{\Delta}K_{2}MnO_{4}+MnO_{2}+O_{2}\uparrow}$設(shè)：生成$\ce{O_{2}}$的質(zhì)量為$x$。相對(duì)質(zhì)量：$2\ce{KMnO_{4}}$的相對(duì)質(zhì)量為$2\times(39+55+16\times4)=316$；$\ce{O_{2}}$的相對(duì)質(zhì)量為$32$。比例式：$\frac{316}{32}=\frac{6.3\\text{g}}{x}$（“316份$\ce{KMnO_{4}}$”對(duì)應(yīng)“32份$\ce{O_{2}}$”，實(shí)際質(zhì)量成比例）。求解：$x=\frac{32\times6.3\\text{g}}{316}\approx0.64\\text{g}$。變式訓(xùn)練1用氫氣還原氧化銅（$\ce{H_{2}+CuO\xlongequal{\Delta}Cu+H_{2}O}$），要得到$6.4\\text{g}$銅，需氫氣的最小質(zhì)量是多少？（二）差量法（利用“差值”簡化）原理反應(yīng)前后，固體/氣體/溶液的質(zhì)量（或體積）會(huì)發(fā)生變化（如金屬置換反應(yīng)中固體質(zhì)量增減、分解反應(yīng)中固體失重）?！袄碚摬盍俊保ɑ瘜W(xué)方程式中相對(duì)質(zhì)量的差值）與“實(shí)際差量”成比例。例題2：鐵釘與硫酸銅溶液反應(yīng)，固體質(zhì)量增加$\boldsymbol{1.6\\text{g}}$，求反應(yīng)的$\boldsymbol{\ce{Fe}}$質(zhì)量反應(yīng)：$\ce{Fe+CuSO_{4}=FeSO_{4}+Cu}$分析差量：每$56$份質(zhì)量的$\ce{Fe}$反應(yīng)，生成$64$份質(zhì)量的$\ce{Cu}$，固體質(zhì)量增加$64-56=8$份（理論差量）。實(shí)際差量：固體質(zhì)量增加$1.6\\text{g}$。比例式：$\frac{56}{8}=\frac{x}{1.6\\text{g}}$（$x$為反應(yīng)的$\ce{Fe}$質(zhì)量）。求解：$x=\frac{56\times1.6\\text{g}}{8}=11.2\\text{g}$。變式訓(xùn)練2加熱氯酸鉀與二氧化錳的混合物（$\ce{2KClO_{3}\xlongequal[\Delta]{MnO_{2}}2KCl+3O_{2}\uparrow}$），反應(yīng)前總質(zhì)量$26\\text{g}$，反應(yīng)后$16.4\\text{g}$。求：①生成$\ce{O_{2}}$的質(zhì)量；②原混合物中$\ce{KClO_{3}}$的質(zhì)量。（三）守恒法（抓“不變量”快速破題）1.元素守恒（多步反應(yīng)/混合物計(jì)算）反應(yīng)前后某元素的質(zhì)量不變（如$\ce{CaCO_{3}}$制$\ce{CO_{2}}$，$\ce{CaCO_{3}}$中$\ce{C}$的質(zhì)量=最終$\ce{CO_{2}}$中$\ce{C}$的質(zhì)量）。例題3：補(bǔ)鈣劑中$\boldsymbol{\ce{CaCO_{3}}}$的質(zhì)量分?jǐn)?shù)某補(bǔ)鈣劑（主要成分為$\ce{CaCO_{3}}$）$10\\text{g}$，與足量鹽酸反應(yīng)生成$\ce{CO_{2}}\3.3\\text{g}$。求$\ce{CaCO_{3}}$的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。反應(yīng)：$\ce{CaCO_{3}+2HCl=CaCl_{2}+H_{2}O+CO_{2}\uparrow}$元素守恒：$\ce{CaCO_{3}}$中$\ce{C}$的質(zhì)量=$\ce{CO_{2}}$中$\ce{C}$的質(zhì)量。設(shè)$\ce{CaCO_{3}}$質(zhì)量為$x$，則：$\ce{CaCO_{3}}$中$\ce{C}$的質(zhì)量：$x\times\frac{12}{100}$（$\ce{CaCO_{3}}$相對(duì)分子質(zhì)量$100$）；$\ce{CO_{2}}$中$\ce{C}$的質(zhì)量：$3.3\\text{g}\times\frac{12}{44}$（$\ce{CO_{2}}$相對(duì)分子質(zhì)量$44$）。等式：$x\times\frac{12}{100}=3.3\\text{g}\times\frac{12}{44}$，約去$12$得：$\frac{x}{100}=\frac{3.3\\text{g}}{44}$，解得$x=7.5\\text{g}$。質(zhì)量分?jǐn)?shù)：$\frac{7.5\\text{g}}{10\\text{g}}\times100\%=75\%$。變式訓(xùn)練3含雜質(zhì)的鋅粒$6.5\\text{g}$（雜質(zhì)不反應(yīng)）與足量稀硫酸反應(yīng)，生成$\ce{H_{2}}\0.18\\text{g}$。求鋅粒中$\ce{Zn}$的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（反應(yīng)：$\ce{Zn+H_{2}SO_{4}=ZnSO_{4}+H_{2}\uparrow}$）。（四）關(guān)系式法（多步反應(yīng)“找橋梁”）原理多步反應(yīng)中，通過中間產(chǎn)物（如$\ce{SO_{2}}$、$\ce{CO_{2}}$）建立“反應(yīng)物”與“目標(biāo)產(chǎn)物”的直接比例關(guān)系，簡化計(jì)算。例題4：黃鐵礦制硫酸，求黃鐵礦質(zhì)量用含$\ce{FeS_{2}}\80\%$的黃鐵礦（主要成分$\ce{FeS_{2}}$）制硫酸，需得到$98\\text{t}$純$\ce{H_{2}SO_{4}}$。反應(yīng)：①$\ce{4FeS_{2}+11O_{2}\xlongequal{\text{高溫}}2Fe_{2}O_{3}+8SO_{2}}$；②$\ce{2SO_{2}+O_{2}\xlongequal{\text{催化劑}}2SO_{3}}$；③$\ce{SO_{3}+H_{2}O=H_{2}SO_{4}}$。找關(guān)系式：通過中間產(chǎn)物$\ce{SO_{2}}$、$\ce{SO_{3}}$，最終得$\ce{FeS_{2}\sim2H_{2}SO_{4}}$（$1$份$\ce{FeS_{2}}$生成$2$份$\ce{H_{2}SO_{4}}$）。相對(duì)質(zhì)量：$\ce{FeS_{2}}$相對(duì)分子質(zhì)量$120$；$2\ce{H_{2}SO_{4}}$相對(duì)分子質(zhì)量$2\times98=196$。設(shè)純$\ce{FeS_{2}}$質(zhì)量為$x$，則：$\frac{120}{196}=\frac{x}{98\\text{t}}$，解得$x=60\\text{t}$。黃鐵礦質(zhì)量：$\frac{60\\text{t}}{80\%}=75\\text{t}$。變式訓(xùn)練4用$\ce{CO}$還原$\ce{Fe_{2}O_{3}}$（$\ce{3CO+Fe_{2}O_{3}\xlongequal{\text{高溫}}2Fe+3CO_{2}}$），生成的$\ce{CO_{2}}$通入澄清石灰水（$\ce{CO_{2}+Ca(OH)_{2}=CaCO_{3}\downarrow+H_{2}O}$），得$10\\text{g}\\ce{CaCO_{3}}$。求反應(yīng)的$\ce{Fe_{2}O_{3}}$質(zhì)量。四、總結(jié)提升1.方法選擇邏輯比例法：一步反應(yīng)、已知一種物質(zhì)質(zhì)量求另一種（基礎(chǔ)萬能法）。差量法：反應(yīng)前后有明顯質(zhì)量/體積變化（如置換、分解反應(yīng)）。守恒法：多步反應(yīng)/混合物中“元素質(zhì)量不變”（跳過中間步驟，抓核心不變量）。關(guān)系式法：多步連續(xù)反應(yīng)（通過中間產(chǎn)物建立直接比例，減少計(jì)算量）。2.易錯(cuò)點(diǎn)提醒化學(xué)方程式必須配平，否則相對(duì)質(zhì)量比錯(cuò)誤。已知量與未知量需對(duì)應(yīng)化學(xué)計(jì)量數(shù)（如$2\ce{KMnO_{4}}$對(duì)應(yīng)$1\ce{O_{2}}$，而非$\ce{KMnO_{4}}$對(duì)應(yīng)$\ce{O_{2}}$）。單位統(tǒng)一（質(zhì)量用$\text{g}$/$\text{kg}$，氣體體積需結(jié)合密度時(shí)注意條件）。五、課后作業(yè)（方法綜合應(yīng)用）1.用$10\\text{g}$鋅粒與足量稀硫酸反應(yīng)，求生成$\ce{H_{2}}$和$\ce{ZnSO_{4}}$的質(zhì)量（比例法）。2.鐵釘放入$\ce{CuSO_{4}}$溶液，反應(yīng)后固體質(zhì)量增加$2\\text{g}$，求生成$\ce{Cu}$的質(zhì)量（差量法）。3.石灰石樣品$12\\text{g}$（含$\ce{CaCO_{3}}$和雜質(zhì)）與鹽酸反應(yīng)，生成$\ce{CO_{2}}\4.4\\text{g}$，求$\ce{CaCO_{3}}$的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（元素守恒/比例法）。4.$\ce{CH_{4}}$燃燒生成的$\ce{CO_{2}}$通入澄清石灰水，