中學化學常見的計算主要分為兩個方面：①涉及化學反應的計算，②直接根據(jù)概念公式的計算。而根據(jù)化學反應的計算可以說是重中之重，難中之難，學生在學習和計算過程中容易對化學方程式產生過分的依賴，形成固定的解題模式：寫化學方程式、列比例式、計算結果。但這種常規(guī)解題方法，環(huán)節(jié)較多，過程較復雜，出現(xiàn)差錯的機會較多，同時也會因純數(shù)字運算占用時間。如果教師從一開始就拋棄這種常規(guī)地解化學計算的方法，教會學生去巧妙地尋找化學變化中計算量之間的關系，就能做到事半功倍，還能減少出錯的機會，提高解題效率。下面用例題介紹幾種常用的運用關系式的方法。
一、多步或多個反應尋找相關計算量的關系式
例題1：在鐵和氧化鐵的混合物15g中，加入稀硫酸150mL，標準狀況下放出1.68LH2,同時鐵和氧化鐵均無剩余;向溶液中滴入KSCN溶液，未見顏色變化。為了中和過量的硫酸，且使Fe2+完全轉化成Fe(OH)2,共耗去了3mol?L-1的NaOH溶液200mL。求原硫酸溶液物質的量濃度
思路分析：這是一道涉及5個關聯(lián)反應的計算題，且習題中提供了5個數(shù)據(jù)，若按照常規(guī)解法就顯得很復雜，也容易出現(xiàn)錯誤，而尋找計算量之間的關系式去求解就很簡單。下面介紹關系式法解題的思路過程，讀者可試著先用常規(guī)解法求解此計算題，再與以下用關系式解題法比較,就能體會到化學反應計算中運用關系式的簡便.
解1：設原硫酸溶液物質的量濃度為C
根據(jù)題意和反應關系，最后生成的FeSO4中的SO42-全部由H2SO4轉化而來，即中和過量的硫酸物質的量和FeSO4物質的量應該等于原硫酸物質的量，根據(jù)硫酸與NaOH的反應和FeSO4與NaOH的反應得：
H2SO4～2NaOH
12
C×0.153×0.2
C=2mol/L
解2：根據(jù)題意和反應關系，最后所有H2SO4中的SO42-最后全部轉化到Na2SO4中，同時NaOH中的Na+也全部轉化到Na2SO4中，根據(jù)Na2SO4中Na與SO4的對應關系，就可導出上述H2SO4與NaOH的對應關系式(2NaOH～Na2SO4～H2SO4)并求解。
例題2：取由鎂粉、氯化鎂、氫氧化鎂、碳酸鎂組成的固體混合物28.8g，放人269.5g質量分數(shù)為20%的稀硫酸中恰好完全反應，得溶液的質量為291.5g，求反應后所得溶液的溶質質量分數(shù)。
思路分析：此題一共涉及四個化學反應,如果用常規(guī)解法，就很繁瑣，也容易出錯，但只要分析涉及的四個反應就可得如下的關系式：H2SO4∽MgSO4，根據(jù)此關系式，求出反應后所得溶液的溶質(MgSO4)的質量。
答案：22.6%。
例題3等物質的量的鈉、鎂、鋁與足量的稀硫酸反應，所產生的氫氣的物質的量之比為_。
思路分析：此題的常規(guī)解法是，分別設定鈉、鎂、鋁的物質的量，再根據(jù)化學方程式分別計算出它們各自所產生的氫氣的物質的量，然后求出結果，顯然，求解過程相當復雜。但我們可以通過分析化學方程式中量的關系，找出鈉、鎂、鋁與氫氣的物質的量的關系式，從對化學方程式的依賴中走出來?解題過程就會十分簡單。以金屬鋁與足量的硫酸反應為例，根據(jù)相關化學方程式存在以下關系式：2Al∽3H2，即Al與H2的物質的量的關系式為：n(H2)=3/2×n(Al)，由此可推出具有一般意義的金屬與酸反應的物質的量的關系式：n(H2)=金屬化合價/2×n(金屬)。根據(jù)此關系式不難看出：等物質的量的鈉、鎂、鋁所產生的氫氣的物質的量之比，實際上就等于三種金屬的化合價之比。答案：1∶2∶3
二、根據(jù)原子守恒，求找關系式
例4：將2.4克某+2價金屬元素的氧化物用足量CO還原，反應生成的CO2全部通入足量石灰水中，得白色沉淀3克，則該金屬是：
(A)Zn(B)Cu(C)Fe(D)Pb
思路分析：設金屬氧化物的化學式為RO，根據(jù)反應：RO+CO===CO2+R，可得關系式：RO∽CO2，又由題目可知白色沉淀是CaCO3，根據(jù)題目中的一系列轉化得如下關系式：CO∽CO2∽CaCO3(碳原子守恒)，最終得出已知的計算量CaCO3和未知的計算量RO的關系式：：RO∽CaCO3
這樣就使計算過程大大簡化。
答案：(B)Cu
例題5紅磷在氯氣中發(fā)生燃燒反應，若參加反應的磷與氯氣的物質的量之比為1：1.8，充分反應后生成物中PC15與PC13物質的量之比是：
A.3:5B.5:3C.3:7D.1:2
思路分析：此題若按常規(guī)解法，是很難寫出正確的化學方程式的，但依題意：n(P):n(C12)=1:1.8，直接就可得到關系式：P+1.8C12∽mPC15+nPC13，且m+n=1，5m+3n=1.8
答案：(C)
例題6：O2、CH4、Na2O2放入密閉容器中，在150℃下，用電火花引發(fā)反應，待反應結束后，測得容器內壓強為零，向所得固體加水無氣體產生，則原容器中Na2O2、O2、CH4的物質的量之比為。
思路分析：此題也涉及三個化學反應，O2與CH4生成CO2和H2O，CO2和H2O再分別與Na2O2反應，由題意可知反應后產物僅有Na2C03及NaOH，故直接寫出總的關系式：
xNa2O2+yO2+zCH4∽zNa2C03+4zNaOH(由C、H原子守恒，得出Na2C03、NaOH前面的系數(shù)為Z、4Z);再由Na原子守恒：2x=2z+4z
由O原子守恒：2x+2y=3z+4z
答案：6：1：2
三、遇到涉及氧化還原反應的計算題，應根據(jù)電荷守恒，得出關系式
電荷守恒即電子得失守恒，在氧化一還原反應中，氧化劑得到的電子數(shù)一定等于還原劑失去的電子數(shù)，無論是自發(fā)進行的氧化一還原反應，還是原電池或電解池中均如此。
例題7：已知酸性條件下，KMnO4是常用氧化劑，在氧化還原反應中，被還原為Mn2+(無色)，又知KMnO4(H+，aq)可將SO32?氧化為SO42?。則某酸性溶液中含KMnO40.50mol，逐滴滴入5.0mol?L?的Na2SO3(aq)至KMnO4(H+，aq)恰好完全褪色為止。試計算加入的Na2SO3(aq)體積。
思路分析：此題若按常規(guī)解法，要寫出化學方程式較難或較麻煩，但利用電荷守恒就能輕易得到反應的關系式：KMnO4(H+，aq)被還原為Mn2+的過程是得到5個電子，而SO32?氧化為SO42?的過程是失去2個電子，根據(jù)得失電子相等(即電荷守恒)的原理，KMnO4與Na2SO3反應的關系式應為：2KMnO4∽5Na2SO3，根據(jù)此關系式計算就能簡化這道計算題。
答案：V=0.25(L)
例題8用石墨電極電解5OOmLNaNO3和Cu(SO4)2的混合溶液，一段時間后，陰極逸出11.2L(標準狀況)氣體，陽極逸出8.4L(標準狀況)氣體，求：
(1)原混合溶液中Cu2十的物質的量的濃度
(2)電解后溶液中的H十的物質的量的濃度
思路分析：根據(jù)題意可得：陰極得到Cu和H2，陽極得到O2。
依得失電子守恒得:n(Cu)×2+n(H2)×2=n(O2)×4
解得：n(Cu)=0.25mo1
當陰極產生H2，說明溶液中Cu2+全部被還原
所以：C(Cu2+)=0.5mol/L，而由溶液中電荷守恒(Na+、NO3?)沒有變化，因此相當于H+取代了Cu2+，
C(H+)=2×C(Cu2+)=1.Omo1/L
四、尋找其他量的關系式
化學反應的過程中，除了存在一些以上的原子守恒定律關系、物質的量關系、電子轉移關系(化合價升降關系)外，還存在一些很有價值的質量守恒、離子電荷守恒(和體積關系、物質組成的比例關系等，事實證明：這些守恒和關系在化學計算中很有價值，經常應用，就能使計算既快捷簡單，又正確。
例題9質量為29g的丁烷，在高溫下按以下三種方式發(fā)生分解反應:
(1)C4H10C2H6+C2H4;(2)C4H10C4H8+H2;(3)C4H10CH4+C3H6，且C4H10按上述三種方式分解的比例為5:2:3，則C4H10完全分解后，所得混合氣體的平均摩爾質量為多少?
思路分析：這道題并不難，運用常規(guī)計算，過程就相當復雜，最后需要套用有關摩爾質量的概念公式進行計算。但認真分析C4H10的分解特點不難發(fā)現(xiàn)，無論C4H10按何種方式分解，不同分解方式的比例如何，C4H10總是一分為二。因此，利用反應過程的質量守恒，既然反應前后量不變，反應后物質的量為反應前的2倍，則反應后所得的混合氣體的平均摩爾質量為C4H10摩爾質量的一半，即29g?mol-。
例10有一些在空氣中暴露過的KOH固體.經分析測知含水2.8%，K2C0337.3%，取2g該樣品投入10g質量分數(shù)為36.5%的鹽酸中，反應后，中和多余的鹽酸用去質量分數(shù)為3.65%KOH溶液100g，蒸發(fā)中和后的溶液得到多少克固體?
思路分析：此題數(shù)據(jù)紛雜，反應多步。若一步步逆推，不僅費時費力，容易出錯。若用守恒法分析，無論是KOH還是K2C03，與鹽酸反應最后均生成KCl，即最后生成的KCl與HCl物質的量守恒:n(KCl)=n(HCl)。
答案：7.45g
在計算中運用關系式的方法，既能簡化化學計算的過程和避免不必要的失誤，對學生的思維過程訓練也很有益處。要掌握這個方法，十分重要的一點就是要努力挖掘化學變化前后存在的各種有價值的量的關系，同學們在平時的化學計算中要善于總結，勤于思考，精于積累，真正學會用關系式去求解化學計算題。
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