例析與化學(xué)式相關(guān)的計(jì)算

洪茲田

與化學(xué)式相關(guān)的計(jì)算是初中化學(xué)用語(yǔ)的重要組成部分，也是各地中考的高頻考點(diǎn)，常以選擇題、填空題、計(jì)算題等題型進(jìn)行考查，一般考查內(nèi)容較為基礎(chǔ)，整體難度不大。通常涉及“相對(duì)分子質(zhì)量”“物質(zhì)組成元素的原子個(gè)數(shù)比及質(zhì)量比”“物質(zhì)中某元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)”“物質(zhì)中某元素的質(zhì)量”等內(nèi)容。現(xiàn)針對(duì)上述考點(diǎn)進(jìn)行梳理，希望對(duì)同學(xué)們有所幫助。

[ 原題呈現(xiàn)]

（2020·甘肅·金昌）傳統(tǒng)中藥金銀花的有效成分綠原酸具有抗菌殺毒的作用，其分子式為C16HxO9。已知綠原酸的相對(duì)分子質(zhì)量為354，請(qǐng)你計(jì)算：

（1）C16HxO9中x =? ? ? ? 。

（2）綠原酸中碳元素和氧元素的質(zhì)量比為? ? ? ? 。

（3）綠原酸中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是? ? ? ? ?（結(jié)果精確到0.1%）。

解析：本題以綠原酸（化學(xué)式C16HxO9）為素材考查相對(duì)分子質(zhì)量計(jì)算的應(yīng)用、元素的質(zhì)量比和質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算等。

（1）C16HxO9的相對(duì)分子質(zhì)量為354，則（12 × 16）+ （1 × x） +（16 × 9）= 354，解得：x = 18。

（2）綠原酸中碳、氧元素的質(zhì)量比為：（12 × 16）∶（16 × 9）= 4∶3。

（3）綠原酸中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：[16×9354×100%≈40.7%]。

答案：（1）18 （2）4∶3 （3）40.7%

[方法總結(jié)]

1. 理解化學(xué)式中隱含的各個(gè)量之間的關(guān)系，掌握相關(guān)計(jì)算公式及其關(guān)聯(lián)：

[化學(xué)式] [相對(duì)原子質(zhì)量] [原子個(gè)數(shù)] [×][物質(zhì)中某元素的質(zhì)量] [之和][之比][相對(duì)分子質(zhì)量] [各元素的質(zhì)量比] [某元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)] [÷相對(duì)分子質(zhì)量×100%] [× 物質(zhì)的質(zhì)量]

2.以化合物AmBn為例進(jìn)行說明：

設(shè)A、B兩種元素的相對(duì)原子質(zhì)量分別為a、b。

（1）計(jì)算相對(duì)分子質(zhì)量：

AmBn的相對(duì)分子質(zhì)量 = am + bn。

（2）計(jì)算物質(zhì)各原子的個(gè)數(shù)比：

AmBn中A、B原子的個(gè)數(shù)比 = m∶n。

（3）計(jì)算物質(zhì)組成元素的質(zhì)量比：

AmBn中A、B兩種元素的質(zhì)量比 = A元素的質(zhì)量∶B元素的質(zhì)量 = am∶bn。

（4）計(jì)算物質(zhì)中某元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：

AmBn中A元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù) = [A元素的質(zhì)量AmBn的質(zhì)量×100%]

= [A元素的相對(duì)原子質(zhì)量×A的原子數(shù)AmBn的相對(duì)原子質(zhì)量×100%]

= [amam+bn×100%]

（5）計(jì)算物質(zhì)中某元素的質(zhì)量：

AmBn中A元素的質(zhì)量 = AmBn的質(zhì)量 × AmBn中A元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

= AmBn的質(zhì)量 × （[A元素的相對(duì)原子質(zhì)量×A的原子數(shù)AmBn的相對(duì)原子質(zhì)量×100%]）

= AmBn的質(zhì)量 × （[amam+bn×100%]）

[能力強(qiáng)化]

（2020·遼寧·鐵嶺）丙氨酸（化學(xué)式為C3H7NO2）是構(gòu)成蛋白質(zhì)的一種氨基酸，請(qǐng)計(jì)算下列問題。

（1）丙氨酸中碳、氫、氮、氧原子的個(gè)數(shù)比為? ? ? ? ? ? ? ;

（2）丙氨酸中質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大的元素是? ? ? ? ? ;

（3）178 g丙氨酸中氧元素的質(zhì)量為? ? ? ? ? ? ? g。

解析：（1）化學(xué)式中元素符號(hào)右下角的數(shù)字為一個(gè)分子中所含原子的個(gè)數(shù)，故丙氨酸中碳、氫、氮、氧原子的個(gè)數(shù)比為3∶7 ∶1∶2;

（2）丙氨酸中m（C）∶m（H）∶m（N）∶m（O）=（12 × 3）∶（1 × 7）∶（14 × 1）∶（16 × 2）= 36∶7∶14∶32，故碳元素（或C元素）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大;

（3）178 g丙氨酸中氧元素的質(zhì)量為：178 g × （[3636+7+14+32×100%]） = 64 g。

答案：（1）3∶7∶1∶2

（2）碳（或C）

（3）64

（作者單位：福建省廈門市翔安第一中學(xué)）