中學(xué)化學(xué)中最常見(jiàn)的計(jì)算主要分為兩個(gè)方面：根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算和根據(jù)概念公式的計(jì)算。
利用概念所確定的各物理量之間關(guān)系進(jìn)行的計(jì)算，對(duì)廣大同學(xué)來(lái)說(shuō)并不難。
根據(jù)化學(xué)方程式的計(jì)算，往往易受初中化學(xué)學(xué)習(xí)方法及思路的影響，對(duì)化學(xué)方程式產(chǎn)生過(guò)分的依賴，甚至形成了固定的解題模式：寫化學(xué)方程式、列比例式、計(jì)算結(jié)果。殊不知，根據(jù)化學(xué)方程式列比例式計(jì)算時(shí)，會(huì)增加出現(xiàn)差錯(cuò)的機(jī)會(huì)。如何才能有效消除化學(xué)計(jì)算對(duì)化學(xué)方程式的依賴，努力提高化學(xué)計(jì)算能力，逐步實(shí)現(xiàn)真正意義上的化學(xué)計(jì)算呢？有效的辦法就是積極尋找有關(guān)化學(xué)變化中量的關(guān)系，即對(duì)化學(xué)方程式進(jìn)行認(rèn)真分析研究，找出其中存在的質(zhì)量關(guān)系，物質(zhì)的量的關(guān)系及其他量的關(guān)系。
一、尋找化學(xué)變化中的物質(zhì)的質(zhì)量關(guān)系
例1、45g金屬鋁與足量的稀硫酸反應(yīng)，可生成氫氣多少克？
分析：這是一例典型的根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算的題目，所依據(jù)的化學(xué)方程式為。事實(shí)上，在眾多同學(xué)的意識(shí)里，已知質(zhì)量的金屬與酸反應(yīng)，求生成的氫氣的質(zhì)量，都需要根據(jù)化學(xué)方程式來(lái)計(jì)算。在這一類化學(xué)計(jì)算中能否完全消除對(duì)化學(xué)方程式的依賴呢？答案是肯定的，方法也是簡(jiǎn)單的。通過(guò)分析化學(xué)方程式中金屬鋁與所產(chǎn)生的氫氣的質(zhì)量關(guān)系，不難發(fā)現(xiàn)：金屬與足量的酸反應(yīng)時(shí)，產(chǎn)生1g氫氣所耗金屬質(zhì)量在數(shù)值上等于該金屬的相對(duì)原子質(zhì)量與其化合價(jià)的比值。即產(chǎn)生1g氫氣所耗鋁、鎂、鋅、鈉、鈣等的質(zhì)量分別為9g、12g、32.5g、28g、23g、20g。這樣，45g鋁與足量稀硫酸反應(yīng)所產(chǎn)生的氫氣的質(zhì)量則由反應(yīng)物與生成物質(zhì)量關(guān)系即可簡(jiǎn)單求出。
解：因?yàn)楫a(chǎn)生1g氫氣所耗鋁9g，所以，45g鋁可以產(chǎn)生氫氣5g。
延伸：當(dāng)然，并不是每一個(gè)化學(xué)方程式中所存在的質(zhì)量關(guān)系都是有價(jià)值的，也不是對(duì)每一個(gè)化學(xué)方程式進(jìn)行質(zhì)量關(guān)系的尋找都是有意義的，這就要求建立反應(yīng)物與生成物質(zhì)量關(guān)系要有一定的針對(duì)性，下面所建立的有關(guān)鈉及其化合物間的質(zhì)量關(guān)系是十分有意義的：
（1）40g與反應(yīng)，可分別生成；
（2）與水反應(yīng)均可生成；
（3）受熱完全分解，質(zhì)量必減少31g，必生成；
（4）與水反應(yīng)，必生成，使水溶液增重，當(dāng)有足量的水蒸氣通過(guò)78gNa2O2時(shí)，必增重2g，同理，有足量的通過(guò)時(shí)，其質(zhì)量必增加28g。
二、尋找化學(xué)變化中有關(guān)物質(zhì)的量的關(guān)系
例2、等物質(zhì)的量的鈉、鎂、鋁與足量的稀硫酸反應(yīng)，所產(chǎn)生的氫氣的物質(zhì)的量之比為_(kāi)____________。
分析：此題的常規(guī)解法是，分別設(shè)定鈉、鎂、鋁的物質(zhì)的量，再根據(jù)化學(xué)方程式分別計(jì)算出它們各自所產(chǎn)生的氫氣的物質(zhì)的量，然后求出結(jié)果。顯然，求解過(guò)程相當(dāng)復(fù)雜，我們是否也能通過(guò)分析化學(xué)方程式中量的關(guān)系，從對(duì)化學(xué)方程式的依賴中走出來(lái)呢？同樣十分簡(jiǎn)單。以金屬鋁與足量的硫酸反應(yīng)為例，根據(jù)有關(guān)化學(xué)方程式不難得出鋁與氫氣的物質(zhì)的量的關(guān)系為：，由此可推出具有一般意義的金屬與酸反應(yīng)的物質(zhì)的量的關(guān)系式：。根據(jù)此關(guān)系式不難看出：等物質(zhì)的量的鈉、鎂、鋁所產(chǎn)生的氫氣的物質(zhì)的量之比，實(shí)際上就等于三種金屬的化合價(jià)之比。
答案：1：2：3
總結(jié)：化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)之比等于各相應(yīng)的反應(yīng)物、生成物的物質(zhì)的量之比，但關(guān)鍵在于要把化學(xué)方程式中重要的反應(yīng)物與生成物的物質(zhì)的量關(guān)系尋找出來(lái)，為簡(jiǎn)化計(jì)算所用。下列一組反應(yīng)物與生成物的物質(zhì)的量關(guān)系相當(dāng)有價(jià)值。
（1）電解飽和水溶液：電解，必產(chǎn)生，必轉(zhuǎn)移電子，必產(chǎn)生氣體（其中，，相當(dāng)于，即電解后質(zhì)量必減少）。
（2）氧化劑與鹽酸反應(yīng)制氯氣：、、與足量的鹽酸反應(yīng)，分別生成氯氣，分別氧化。
（3）金屬與硝酸反應(yīng)：每轉(zhuǎn)移，被還原的，生成的硝酸鹽中含，即化學(xué)反應(yīng)中所消耗的的物質(zhì)的量求算關(guān)系為：（金屬）金屬化合價(jià)（a為HNO3與其還原產(chǎn)物中氮元素的化合價(jià)的差值）。
三、尋找計(jì)算“標(biāo)準(zhǔn)量”
所謂“標(biāo)準(zhǔn)量”，就是受摩爾質(zhì)量的啟發(fā)所建立的一種計(jì)算關(guān)系，即1mol有關(guān)物質(zhì)與相應(yīng)物質(zhì)的物理量之間的關(guān)系。下面的例題利用標(biāo)準(zhǔn)量來(lái)解答，就顯得方便多了。
例3、標(biāo)準(zhǔn)狀況下，的混合氣體通入足量水中，結(jié)果所得溶液較原來(lái)增重，求原混合氣體的可能的組成。
解析：此題涉及到兩個(gè)相關(guān)的反應(yīng)過(guò)程：
①
②
按一般的解題步驟，應(yīng)根據(jù)這兩個(gè)化學(xué)方程式分別列式計(jì)算，但若事先已經(jīng)建立了有關(guān)的“標(biāo)準(zhǔn)量”，則可直接進(jìn)行計(jì)算。不難看出，直接與水反應(yīng)，可使水增重在足量氧氣的參與下，可使水溶液增重，則有：
（1）當(dāng)混合氣體中過(guò)量時(shí)，只發(fā)生反應(yīng)②，則=
0.4mol，；
（2）當(dāng)混合氣體中過(guò)量時(shí)，反應(yīng)①②均有發(fā)生，即參加了兩個(gè)化學(xué)反應(yīng)，已知混合氣體的物質(zhì)的量的和為，設(shè)混合氣體中為，則與反應(yīng)的為，則有：，。
總結(jié)：利用“標(biāo)準(zhǔn)量”計(jì)算可以大大簡(jiǎn)化計(jì)算過(guò)程，也不再需要對(duì)化學(xué)方程式產(chǎn)生依賴?；瘜W(xué)方程式中可挖掘的“標(biāo)準(zhǔn)量”很多，只要結(jié)合有關(guān)化學(xué)計(jì)算題，認(rèn)真分析化學(xué)方程式中存在量的關(guān)系，尋找有價(jià)值的“標(biāo)準(zhǔn)量”并不難。
四. 尋找其他量的關(guān)系
化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程中，除了存在一些有待挖掘的物質(zhì)的量關(guān)系、質(zhì)量關(guān)系、標(biāo)準(zhǔn)量等，還存在一些很有價(jià)值的體積關(guān)系、電子轉(zhuǎn)移關(guān)系等，這里不妨統(tǒng)稱為“守恒關(guān)系”，事實(shí)證明，有些守恒關(guān)系在化學(xué)計(jì)算中更有價(jià)值，更值得我們?nèi)パ芯?、去?yīng)用。
例4、質(zhì)量為29g的丁烷，在高溫下按以下三種方式發(fā)生分解反應(yīng)：
（1）；
（2）；
（3）
且按上述三種方式分解的比例為5：2：3，則完全分解后，所得混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為_(kāi)__________。
解析：這道題并不難，但常規(guī)計(jì)算過(guò)程卻相當(dāng)復(fù)雜，最后需要套用有關(guān)摩爾質(zhì)量的概念公式進(jìn)行計(jì)算。但認(rèn)真分析的分解特點(diǎn)不難發(fā)現(xiàn)，無(wú)論按何種方式分解，不同分解方式的比例如何，總是一分為二。因此，利用反應(yīng)過(guò)程的質(zhì)量守恒，既然反應(yīng)前后量不變，反應(yīng)后物質(zhì)的量為反應(yīng)前的2倍，則反應(yīng)后所得的混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為摩爾質(zhì)量的一半，即。
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