有关化学式计算二十法

有关化学式计算二十法
有关化学式的计算，是中学化学的第一个
计算，学会化学式的有关计算，可以使学生从
量的高度更好地理解有关的化学概念和用语，
全面掌握化学知识技能，为后面根据化学方程
式计算等学习打下良好基础。

下面总结有关化
学式二十个方面的计算方法，供参考。

（一）求化合物中各元素原子数之比
计算方法：化合物中同种元素符号右下角
数字（不写数字的为1）相加后再相比，有括号
时要注意原子数相乘后再相加，结果取整数比。

可用小写的n表示原子个数，n的右下角注明元
素符号以表明是该元素的原子数。

[例1]：分别计算脑黄金[化学式为
C 25H
51
COOH]与羟基磷酸钙[化学式Ca
10
(PO
4
)
6
(OH)
2
]
中各元素的原子数之比。

解：（1）n C:n H:n O=26：52：2=13：26：1
（2）n Ca:n P:n O:n H=10:6:26:2=5:3:13:1 （二）求分子中原子（或原子核）总数
计算方法：（1）原子数总和：所有元素符号右下角的数字（无数字的为1）相加，有括号时，可用括号计算。

（2）每个原子只有一个原子核，所以，一个分子里：原子核总数=原子总数。

[例2]：计算一个羟基磷酸钙[化学式
Ca
10(PO
4
)
6
(OH)
2
]与铜绿[化学式为Cu
2
(OH)
2
CO
3
]
分子各由几个原子构成，各有几个原子核。

解: (1) Ca
10(PO
4
)
6
(OH)
2
原子数
=10+(1+4)×6+(1+1)×2=44
Ca
10(PO
4
)
6
(OH)
2
原子核数
=10+(1+4)×6+(1+1)×2=44
(2) Cu
2(OH)
2
CO
3
原子数
=2+(1+1)×2+1+3 =10
Cu
2(OH)
2
CO
3
原子核数
=2+(1+1)×2+1+3=10
（三）求分子中质子（或电子）总数
计算方法：在原子里：核电荷数=质子数=核外电子数。

所以，一个分子里：质子总数=电子总数=各原子的质子数（或电子数）×该原子的个数之和，有括号时，可用括号计算。

[例3]：分别求1个硫酸[化学式为H
2SO
4
]
分子与一个尿素[化学式为CO(NH
2
)
2
] 分子里各
有几个电子？
解:（1）H有一个电子，S有16个电子，O
有8个电子。

所以：H
2
SO
4
的电子总数
= 1×2+16×1+8×4 = 50
（2）C有6个电子，N有7个电子，H有1个
电子，O有8个电子，所以:CO(NH
2
)
2
的电子总数= 6×1+8×1+(7×1+1×2)×2 = 32
（四）计算相对分子质量
计算方法:用大写M代表相对分子质量，M 右下角写物质的化学式以表明是该物质的相对
分子质量。

不同原子间的相对原子质量用加法，
原子个数用乘法（是1时不写），有括号时，可
用括号计算；化学式中间圆点是两个部分相加
而不是相乘，某化学式前的系数表示分子数，
相当于有括号，要相乘。

[例4]：分别计算尿素[化学式CO(NH
2
)
2
]
和乳酸钙[化学式CaC
6
H
10
O
6
·5H
2
O]的相对分子质量。

解：（1）M CO(NH2)2=12+16+(14+1×2)×2=60
（2）M CaC6H10O6·5H2O
=(40+12×6+1×10+16×6)+5×(1×2+16)
=218+5×18=308
（五）求化合物中各元素的质量比
计算方法：先找出化合物中共含有几种元素，每种元素各有几个原子，再按三段式书写：
具体元素比=相对原子质量乘原子数比=最简整
数比。

元素只写符号，不标系数。

[例5]:求乳酸钙[化学式CaC
6
H
10
O
6
·5H
2
O]
和乙酰乙酸乙酯[化学式CH
3
COCH
2
CO
2
C
2
H
5
]中各元素的质量比。

解(1)Ca:C:H:O=40:12×6:1×20:16×11
= 10:18:5:44
(2)C:H:O=12×6:1×10:16×3=36:5:24
（六）求化合物里元素的质量分数
计算方法：先找出化合物的化学式里共含有待求元素的几个原子，然后按照如下四步书
写：（1）求谁——即求何种元素（以X表示）
的质量分数；（2）依据——化合物化学式中含X
元素几个原子n，写成分式时以化学式作分母，
而原子数作分子，原子个数n 要写在元素符号X 的前面;(3)数据——分式中的分子用X 元素的相对原子质量乘其原子数n ，分式中的分母用化合物的相对分子质量；（4）结果——写成百分数。

即：
X%=化学式
nX
×100%=相对分子质量相对原子质量n ⨯×100%=结果
[例6]：分别求硝酸铵[化学式NH 4NO 3]中氮元素的质量分数与葡萄糖酸钙[化学式Ca(C 6H 11O 7)2]中钙元素的质量分数。

解：（1）N%=3402N NH N ×100%=802
14⨯×100%=35%
(2)Ca%=27116)0(H C Ca Ca ×100%=⨯430
40
100%=9.3%
（七）求化合物中含某元素的质量
计算方法：若已算出该元素的质量分数，可用“质量分数法”计算，即用化合物质量乘以该元素的质量分数即得元素的质量。

也可以用“关系式法”计算，即结合化合物化学式中含该元素几个原子的关系式，用相对分子质量和相对原子质量及已知量和待求量四个数之间列比例式来计算。

这个方法按照书写格式从上到下的步骤为：①根据题意设未知数；②写出化合物化学式中含待求元素几个原子的关系式，即化学式与待求元素原子数之间用短线连接起来；③将相对分子质量和相对原子质量写在相应化学式与元素符号下面一行；④将已知化合物质量和所设元素未知数写在相应的相对分子质量与相对原子质量下面一行 ；⑤利用上下比等于上下比或左右比等于左右比列出比例式；⑥根据比例式来求出未知数；⑦简明地写出答案。

[例7]：60克硝酸铵中含氮元素几克？ 解：方法一：质量分数法
由[例6]已知NH 4NO 3中，N% = 35%。

60×35% = 21（克） 方法二：关系式法 设含氮元素y 克
NH 4NO 3——2N （关系式） 80 2×14 60克 y 克
=6080y 28
或 80:28 = 60:y y=2180
2860=⨯
答：含氮元素21克
（八）由元素质量求化合物质量
计算方法：若已知化合物中该元素的质量分数，可用“质量分数法”计算，即用该元素质量除以其质量分数，即得化合物质量；若不知元素的质量分数，则可用上述（七）中介绍的“关系式法”计算。

[例8]：某人需要补钙6克，若全部由葡萄糖酸钙提供钙，则需葡萄糖酸钙几克？
解：方法一：质量分数法
由[例6]已知Ca(C 6H 11O 7)2中Ca% = 9.3%
6÷9.3% = 64.5（克） 方法二：关系式法 设需葡萄糖酸钙y 克
Ca(C 6H 11O 7)2——Ca （关系式） 430 40 y 克 6克 =y 430640
或 430：40=y:6 y=5.6440
6430=⨯
答：需64.5克葡萄糖酸钙。

（九）等质量的两种不同物质分子数之比
计算方法：因为 分子数=一个分子的质量
物质质量
，
由于是计算分子数比而不是具体的分子个数，将物质质量设定为1，用相对分子质量代替一个分子质量即可。

那么相同质量的两种物质A 与B 的分子数n A 与n B 之比就等于其相对分子质量M A
M B 的倒数比，即：n A :n B =A M 1:B
M 1
[例9]：相同质量的氮气与氧气中,它们所含分子数之比是多少?
解：n N 2:n O 2=：
21
N M =21Mo ：28178321：= （十）等质量的两物质中，含某一元素质量比
计算方法：用上述（七）中的“关系式法”，设两物质A 、B 的质量都为1后可推得，A 、B 所含共同元素X 的质量比为：A 、B 各含X 的原子
数除以A 、B 的相对分子质量之比。

[例10]：相同质量的 SO 2与SO 3中，氧元素的质量比是多少？
解：SO 2与SO 3两物质中氧元素质量比为 ：22Mso =33Mso ：642=803653
6482：=⨯⨯ （十一）含等质量同一元素的两物质质量之比
计算方法：用上述（七）中“关系式法”，设A 、B 两物质的共同元素X 的质量为1后推得，所需A 、B 两物质的质量比为：A 、B 的相对分子质量除以A 、B 所含X 的原子数之比。

[例11]：要使Fe 2O 3和Fe 3O 4中，含有相同质量的铁元素，则Fe 2O 3和Fe 3O 4的质量比是多少？
解：需Fe 2O 3和Fe 3O 4的质量比为： ：232O Fe M =343O Fe M ：2160=32322930232
2160
3：=⨯⨯
（十二）等分子数两种物质的质量比
计算方法：直接用它们的相对分子质量相比。

[例12]：分子数相等的一氧化碳 和二氧化碳的质量比是多少？
解：CO 与CO 2质量比=M co :M co 2=28:44=7:11 （十三）一定分子的两物质中，含某元素的原子数比
计算方法：直接用分子数乘化学式里的原子数相比。

[例13]：在n 个H 2SO 4分子与m 个CH 4分子中,氢原子个数比是多少？
解：所求H 2SO 4与CH 4中氢原子个数比为：
n ×2:m ×4=n:2m
（十四）一定分子的两物质中，含某元素的质量比
计算方法：A 、B 两物质含X 元素的质量比即等于其原子总数之比，即（十三）中的分子数乘A 、B 化学式中X 原子数之比。

[例14]：m 个H 2SO 4分子和n 个SO 2分子中，氧元素的质量比是多少？
解：所求H 2SO 4与SO 2中氧元素质量比
m ×4:n ×=2m:n
（十五）推分子里含某原子的个数
计算方法：这是逆推运算，设原子数为一
个未知数，根据题意结合上述(一)至(八)中的相关方法，利用比例式来求解。

[例15]：血红蛋白的相对分子质量为68000，经测定铁元素的质量分数为0.335%，则每个血红蛋白分子中含铁原子多少个？
解：[分析]，已知元素质量分数和化合物相对分子质量，求原子数，这是（六）中的逆推运算，用上述（六）中的方法即可。

设含铁原子数为n Fe%=血红蛋白nFe ×100%=68000
56
⨯n ×100%=0.335%
用最后一个等式关系计算：
%335.0%10068000
56
=⨯⨯n n=4100
56335.068000=⨯⨯
（十六）推相对原子质量
计算方法：属于逆推运算，设相对原子质量为一个未知数，根据题目给出的条件是什么，结合（一）至（八）的有关计算方法，用比例式来求解。

[例16]：4克氧化物X 2O 3中含X 元素的质量2.8克，试推X 的相对原子质量。

解：[分析]，这是物质与元素的质量关系的逆推运算，用上述（七）中的“关系式法”进行计算即可。

设X 的相对原子质量为y
X 2O 3——2X （关系式） 2y+48 2y 4 2.8 =+4482y 8.22y
y = 56
答：X 的相对原子质量为56。

[例17]：某化合物的化学式为H n RO 2n-1，
相对分子质量为m ，求R 的相对原子质量。

解：[分析]，已知相对分子质量，则用
上述（四）中的方法计算即可。

结果用m 与n 来表示。

设R 的相对原子质量为y 1×n ＋y ＋16×(2n -1) = m
y = m ＋16-33n
（十七）推化合物质量分数
计算方法：求化合物的质量分数即纯度或
含量，这是（六）中的逆推运算。

由于物质已含杂质，不再是100%，设物质的质量分数为y%，在相应算式中把100%改为y%就行了。

[例18]：测得某赤铁矿石（主要成份是Fe 2O 3）样品中含铁元素56%，求该赤铁矿中Fe 2O 3的含量。

解：设赤铁矿含Fe 2O 3为y%
Fe%==⨯%232y O Fe Fe %56%168
56
2=⨯⨯y
用最后一个等式计算： %56%16056
2=⨯⨯y y = 80
答：该赤铁矿含Fe 2O 3为80%。

（十八）推化学式
计算方法：把化学式中原子数设为未知数，根据题给条件，用前面（一）至（八）中的方法计算即可。

[例19]：X 、Y 两元素相对原子质量之比为7:2，由它们组成的一种化合物中，X 、Y 两元素的质量比为21:8，试推该化合物的化学式。

解：[分析]，化合物中各元素的质量比，是前面(五)中的计算，应用（五）中的有关方法进行逆推运算。

设化合物化学式为XmYn ，且把X 、Y 相对原子质量之比当作其相对原子质量使用，算出m:n 即可。

X:Y =7m:2n =21:8
用后一个等式计算:7m:2n =21:8 m:n = 3:4
答：所求化合物化学式为X 3Y 4。

[例20]：某化合物由氢、碳、氧三种元素组成，且化合物中氢元素、碳元素、氧元素的质量比为1:6:24，试推该化合物的化学式。

解：设该化合物化学式为HmCnO y H:C:O =m:12n:16y =1:6:24
由后一个等式取氢与碳，碳与氧相对比计算
m:12n =1:6， m =2n 12n:16y =6:24，y =3n m:n:y =2:1:3
答：所求化合物化学式为H 2CO 3。

[例21]:铁与氧组成的化合物中，测得氧元素的质量分数是30%，试推该铁氧化物的化学式。

解：[分析]， 知道元素的质量分数，则可
用上述（六）中的方法进行逆推运算。

设铁氧化物化学式为Fe m O n O%=n m O Fe nO ×100%=n m n 165616+×100%=30%
用最后一个等式关系计算：
=
+n m n 16561610030
m:n = 2:3
答：所求铁的氧化物化学式为Fe 2O 3。

（十九）求混合物的组成
计算方法：用上述（六）中方法先算出题目给出的物质中用来比较的元素X 的质量分数，然后与题目已知的元素X 的质量分数（以下称为“平均值”）进行比较。

若题目给出的物质含元素X 的质量分数高于“平均值”，则要选择的物质所含元素X 的质量分数必须低于“平均值”，反之亦然。

也就是说，题给物质与选择物质所含用于比较的同种元素X 的质量分数，有一个高于“平均值”，另一个必须低于“平均值”。

[例22]： CO 和一种A 气体组成的混合气中，氧元素的质量分数为55%，则A 气体可能是下列中的（ ）
A.CO 2
B.NO 2
C.N 2O 4
D.SO 2 解：CO 中氧元素的质量分数
O%==⨯%100CO O %57%10028
16=⨯
高于混合气中氧元素的质量分数。

因此，必须选择氧元素质量分数低于55%的气体。

通过计算比较，只有D 中氧元素的质量分数为50%，低于55%，符合要求，因此应选D 。

（二十）求元素化合价
计算方法：利用常见元素的化合价及“在化合物里，元素正负化合价的代数和为零”的规律计算。

[例23]：求三磷酸[化学式为H 5P 3O 10]中磷元素的化合价。

解：H 的化合价为+1，O 的化合价为-2，设P 的化合价为y 得：
(+1)×5+3y+(-2)×10 = 0 (+5)+3y+(-20) = 0 y = +5
（本文发表于《中学化学教学参考》2011年增刊）。