第五单元 定量研究化学反应（知识清单）化学鲁教版五四学制2024八年级全一册

第五单元 定量研究化学反应 01 思维导图 02 考点速记 第一节 化学反应中的质量守恒 一、实验探究化学反应前后的物质质量关系 【科学探究】 当物质发生化学变化并生成新物质时，反应物的质量总和与生成物的质量总和相比较，存在什么关系呢？ 【猜想】 猜想一：反应物的质量总和与生成物的质量总和相等 猜想二：反应物的质量总和比生成物的质量总和大 猜想三：反应物的质量总和与生成物的质量总和小 实验1：红磷燃烧P + O2 → P2O5 （1）实验装置 （2）实验现象 红磷燃烧，产生大量白烟，放出大量的热，气球膨胀，待装置冷却后，气球变瘪。 反应后的物质总质量m2与反应前的物质总质量m1相等，天平保持平衡。 （3）实验分析 ①气球变化的原因？ 结论：气球先胀大是因为红磷燃烧放热，后缩小是因为消耗了锥形瓶内氧气，使瓶内气体压强小于外界大气压； ②气球的作用是什么？ 红磷燃烧的实验中要用橡皮塞塞紧锥形瓶。因为红磷燃烧后产生的五氧化二磷是微小的固体颗粒，能扩散到空气中，从而损失五氧化二磷；另外瓶外的空气也会补充消耗的氧气的体积，从而使实验测定的结果不准。所以气球的作用是形成密闭体系并缓冲气压。 实验2：铁和硫酸铜反应 Fe+CuSO4→FeSO4+Cu （1）实验装置 步骤1：铁钉放在锥形瓶外称量纸上称量 步骤2:将铁钉小心放入硫酸铜溶液中，观察天平的平衡情况 （2）实验现象：铁钉表面覆盖一层红色的物质，溶液由蓝色变为浅绿色，反应前后，物质的总质量不变，天平保持平衡。 实验3：盐酸与碳酸钠粉末的反应 Na2CO3+HCl→ NaCl+H2O+CO2 （1）实验过程 步骤1：小烧杯放碳酸钠粉末，小试管盛稀盐酸放入烧杯称量总质量m1。 步骤2：倾斜试管，倒入稀盐酸，发生反应。 步骤3：实验完成，称量m2。 （2）实验现象 白色粉末溶解，有大量气泡迅速产生。天平向右偏转。 【实验结论】反应后各物质质量总和m2 = 反应前各物质质量总和m1；化学反应前后物质总质量不变；有气体参加或气体生成（或者有烟、雾状物质生成的反应），要验证质量守恒定律，必须在密闭容器里进行。 二、质量守恒定律 1．质量守恒定律：参加化学反应的各物质质量总和，等于反应后生成的各物质的质量总和。 （1）适用范围：所有化学变化（物理变化不讨论质量守不守恒的关系）。 （2）守恒概念：质量守恒，不是体积、密度、分子个数等守恒。 （3）质量范围：所有参加反应的反应物质量（不包括没有反应完的部分和催化剂的质量）。 和所有生成物的质量。尤其注意参加反应的气体或反应生成的气体、沉淀等不要忽略。 2．微观解释质量守恒定律的原因： 电解水反应微观过程 （1）化学反应前后物质的质量总和相等的本质原因是：化学反应是分子破裂成原子，原子重新组合成新的分子。 （2）归纳化学变化前后变与不变： 化学反应前后“六个不变，两个一定改变，两个可能改变” 宏观 微观 六个一定不变 反应物和生成物质量总和 原子种类 元素种类 原子数目 元素质量 原子质量 两个一定改变 物质种类 分子种类 两个可能改变 元素化合价 分子总数 3．质量守恒定律的应用 ①利用质量守恒定律，解释有关现象； ②利用质量守恒定律，根据化学方程式确定物质的化学式； ③利用质量守恒定律，根据化学方程式确定物质的相对分子质量； ④利用质量守恒定律，根据化学方程式求某元素的质量； ⑤利用质量守恒定律，根据化学方程式求反应物中某物质的质量。 第二节 化学反应的表示 一、化学方程式及其意义 1．化学方程式的概念：用化学式来表示化学反应的式子。 2．化学方程式的读法有三种，具体以化学方程式：C+O2CO2为例 （1）碳与氧气在点燃的条件下生成二氧化碳。 （2）每12份质量的碳跟32份质量的氧气完全反应，生成44份质量的二氧化碳。 （3）每一个碳原子与一个氧分子在点燃的条件下反应生成一分子二氧化碳。 3．化学方程式的含义 （1）表示反应物、生成物和反应条件（可简记为“反、生、条”）。 （2）表示各物质之间的质量关系（即各物质之间的质量比）。 （3）表示各物质之间的粒子个数关系（即该物质之间的粒子个数比）。 二、化学方程式的书写 1．书写学方程式步骤 写——左写反应物，右写生成物，中间连短线。 配——配平；使反应前后各原子总数相等。 等——短线改等号。 注——在等号的上方或下方注明反应条件（点燃、加热“△”、高温、通电、催化剂等）。 标——标出生成物中气体与沉淀（气体符号“↑”：反应物无气体，生成物中有气体，在气体的化学式右边标）。反应物和生成物中都有气体，气体生成物就不需注“↑”号；沉淀符号“↓”：溶液中反应如果生成物是固体，在固体生成物的化学式右边标，如果反应物和生成物中都有固体，固体生成物也不需注“↓”号）。 查——检查化学式是否写错、是否配平、条件和生成物状态是否标注准确。 巧记：化学方程式的书写左边反应物，右边生成物；写好化学式，系数来配平；中间连等号，条件要记清；生成沉淀气，箭头来标明。 三、化学方程式的配平 1．最小公倍数法 （1）找出两边各出现一次的元素，选择同种原子的个数最多的原子 ，求最小公倍数 ，得分子个数。 （2）使该原子数目在反应前后都为所求出的最小公倍数。 （3）一般先从氧原子入手，再配平其他原子。 例1： KClO3——KCl+ O2 例2： Al + Fe3 O4—— Fe + Al2O3 2．观察法 （1）从化学式较复杂的一种生成物（反应物）推求有关反应物（生成物）化学式的化学计量数和这一生成物的化学计量数。 （2）根据求得的化学式的化学计量数，再找出其它化学式的相应计量数，这样即可配平。 例1： Fe2O3+ CO——Fe + CO2 例2： H2 O + Fe —— Fe3 O4+ H2 3．奇数配偶法 这种方法适用于化学方程式两边某一元素多次出现，并且两边的该元素原子总数有一奇一偶 （1）找出在化学反应中出现次数最多的元素。 （2）从原子数为单数的元素入手（一般为氧元素），即乘2。 （3）由已推求出的化学计量数决定其它化学式的化学计量数。 例1： C2 H2 +O2 ——CO2 +H2 O 例2： FeS2+ O2 ——Fe2O3 + SO2 4．分数配平法 此方法能配平有单质参加反应或有单质生成的化学反应 （1）先配平化合物中各元素的原子。 （2）用分数配平单质元素的原子。 （3）去分母，使配平后的化学计量数为整数。 例1： C2H2 + O2—— CO2+ H2O 5、定一法 找到化学方程式中关键的化学式，定其化学式前计量数为1，然后根据关键化学式去配平其他化学式前的化学计量数。若出现计量数为分数，再将各计量数同乘以同一整数，化分数为整数，这种先定关键化学式计量数为1的配平方法，称为归一法。 例1： CH3OH＋O2——H2O＋CO2 例2： C2H5OH＋O2——H2O＋CO2 一般来说，观察和配平的顺序为：有氢看氢，无氢看氧，原子团优先配平，单质最后配平。 第三节 化学反应中的有关计算 一、 根据化学方程式计算的基本思路 依据化学方程式进行计算，首先，要搞清楚问题是什么，即题目中要求的未知量是什么；其次，要弄清楚化学反应的原理，写出化学方程式，并明确题目中哪些已知量是有用的；第三，根据化学方程式中反应物与生成物间的定量关系，确定已知量与未知量之间的关系；第四，将上述关系列成比例式求解；最后，检查计算过程和结果无误后，简明地写出答案。 二、化学方程式计算的一般步骤 1．设：根据题意设未知量。 2．写：写出反应的化学方程式。 3．关：写出相关物质的化学计量数与相对分子质量（或相对原子质量）的乘积以及已知量、未知量。 4．列：列出比例式，求解。 5．答：简明地写出答案。 【注意事项】 （1）设未知数时不带单位； （2）化学方程式要配平； （3）相对分子质量单位为“1”，要与相应的化学计量数相乘； （4）代入计算的量应为纯净物的质量且应带单位； （5）计算结果要带单位； （6）不能漏写答案。 三、利用化学方程式的简单计算 利用化学方程式的简单计算主要包括两种类型：用一定量的反应物最多可得到多少生成物；要制取一定量的生成物最少需要多少反应物。 注意：（1）格式要规范，步骤要完整，不是相关量不用标出； （2）正确书写化学方程式是关键，注意配平，注明反应条件，标“↑”“↓”； （3）设未知量x不需要写出单位； （4）计算过程中，各物理量单位要统一，列式每步骤都要带单位； （5）计算时若是气体体积，需换算成质量代入计算，气体的质量（g）=气体的体积（L）×气体的密度（g/L）； （6）计算时代入量必须是纯净物的质量，若物质不纯，必须先换算成纯净物的质量。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！28 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第五单元 定量研究化学反应 01 思维导图 02 考点速记 第一节 化学反应中的质量守恒 一、实验探究化学反应前后的物质质量关系 【科学探究】 当物质发生化学变化并生成新物质时，反应物的质量总和与生成物的质量总和相比较，存在什么关系呢？ 【猜想】 猜想一：反应物的质量总和与生成物的质量总和相等 猜想二：反应物的质量总和比生成物的质量总和大 猜想三：反应物的质量总和与生成物的质量总和小 实验1：红磷燃烧P + O2 → P2O5 （1）实验装置 （2）实验现象 红磷燃烧，产生大量白烟，放出大量的热，气球膨胀，待装置冷却后，气球变瘪。 反应后的物质总质量m2与反应前的物质总质量m1相等，天平保持平衡。 （3）实验分析 ①气球变化的原因？ 结论：气球先胀大是因为红磷燃烧放热，后缩小是因为消耗了锥形瓶内氧气，使瓶内气体压强小于外界大气压； ②气球的作用是什么？ 红磷燃烧的实验中要用橡皮塞塞紧锥形瓶。因为红磷燃烧后产生的五氧化二磷是微小的固体颗粒，能扩散到空气中，从而损失五氧化二磷；另外瓶外的空气也会补充消耗的氧气的体积，从而使实验测定的结果不准。所以气球的作用是形成密闭体系并缓冲气压。 实验2：铁和硫酸铜反应 Fe+CuSO4→FeSO4+Cu （1）实验装置 步骤1：铁钉放在锥形瓶外称量纸上称量 步骤2:将铁钉小心放入硫酸铜溶液中，观察天平的平衡情况 （2）实验现象：铁钉表面覆盖一层红色的物质，溶液由蓝色变为浅绿色，反应前后，物质的总质量不变，天平保持平衡。 实验3：盐酸与碳酸钠粉末的反应 Na2CO3+HCl→ NaCl+H2O+CO2 （1）实验过程 步骤1：小烧杯放碳酸钠粉末，小试管盛稀盐酸放入烧杯称量总质量m1。 步骤2：倾斜试管，倒入稀盐酸，发生反应。 步骤3：实验完成，称量m2。 （2）实验现象 白色粉末溶解，有大量气泡迅速产生。天平向右偏转。 【实验结论】反应后各物质质量总和m2 = 反应前各物质质量总和m1；化学反应前后物质总质量不变；有气体参加或气体生成（或者有烟、雾状物质生成的反应），要验证质量守恒定律，必须在密闭容器里进行。 二、质量守恒定律 1．质量守恒定律：参加化学反应的各物质质量总和，等于反应后生成的各物质的质量总和。 （1）适用范围：所有化学变化（物理变化不讨论质量守不守恒的关系）。 （2）守恒概念：质量守恒，不是体积、密度、分子个数等守恒。 （3）质量范围：所有参加反应的反应物质量（不包括没有反应完的部分和催化剂的质量）。 和所有生成物的质量。尤其注意参加反应的气体或反应生成的气体、沉淀等不要忽略。 2．微观解释质量守恒定律的原因： 电解水反应微观过程 （1）化学反应前后物质的质量总和相等的本质原因是：化学反应是分子破裂成原子，原子重新组合成新的分子。 （2）归纳化学变化前后变与不变： 化学反应前后“六个不变，两个一定改变，两个可能改变” 宏观 微观 六个一定不变 反应物和生成物质量总和 原子种类 元素种类 原子数目 元素质量 原子质量 两个一定改变 物质种类 分子种类 两个可能改变 元素化合价 分子总数 3．质量守恒定律的应用 ①利用质量守恒定律，解释有关现象； ②利用质量守恒定律，根据化学方程式确定物质的化学式； ③利用质量守恒定律，根据化学方程式确定物质的相对分子质量； ④利用质量守恒定律，根据化学方程式求某元素的质量； ⑤利用质量守恒定律，根据化学方程式求反应物中某物质的质量。 第二节 化学反应的表示 一、化学方程式及其意义 1．化学方程式的概念：用化学式来表示化学反应的式子。 2．化学方程式的读法有三种，具体以化学方程式：C+O2CO2为例 （1）碳与氧气在点燃的条件下生成二氧化碳。 （2）每12份质量的碳跟32份质量的氧气完全反应，生成44份质量的二氧化碳。 （3）每一个碳原子与一个氧分子在点燃的条件下反应生成一分子二氧化碳。 3．化学方程式的含义 （1）表示反应物、生成物和反应条件（可简记为“反、生、条”）。 （2）表示各物质之间的质量关系（即各物质之间的质量比）。 （3）表示各物质之间的粒子个数关系（即该物质之间的粒子个数比）。 二、化学方程式的书写 1．书写学方程式步骤 写——左写反应物，右写生成物，中间连短线。 配——配平；使反应前后各原子总数相等。 等——短线改等号。 注——在等号的上方或下方注明反应条件（点燃、加热“△”、高温、通电、催化剂等）。 标——标出生成物中气体与沉淀（气体符号“↑”：反应物无气体，生成物中有气体，在气体的化学式右边标）。反应物和生成物中都有气体，气体生成物就不需注“↑”号；沉淀符号“↓”：溶液中反应如果生成物是固体，在固体生成物的化学式右边标，如果反应物和生成物中都有固体，固体生成物也不需注“↓”号）。 查——检查化学式是否写错、是否配平、条件和生成物状态是否标注准确。 巧记：化学方程式的书写左边反应物，右边生成物；写好化学式，系数来配平；中间连等号，条件要记清；生成沉淀气，箭头来标明。 三、化学方程式的配平 1．最小公倍数法 （1）找出两边各出现一次的元素，选择同种原子的个数最多的原子 ，求最小公倍数 ，得分子个数。 （2）使该原子数目在反应前后都为所求出的最小公倍数。 （3）一般先从氧原子入手，再配平其他原子。 例1： KClO3——KCl+ O2 例2： Al + Fe3 O4—— Fe + Al2O3 2．观察法 （1）从化学式较复杂的一种生成物（反应物）推求有关反应物（生成物）化学式的化学计量数和这一生成物的化学计量数。 （2）根据求得的化学式的化学计量数，再找出其它化学式的相应计量数，这样即可配平。 例1： Fe2O3+ CO——Fe + CO2 例2： H2 O + Fe —— Fe3 O4+ H2 3．奇数配偶法 这种方法适用于化学方程式两边某一元素多次出现，并且两边的该元素原子总数有一奇一偶 （1）找出在化学反应中出现次数最多的元素。 （2）从原子数为单数的元素入手（一般为氧元素），即乘2。 （3）由已推求出的化学计量数决定其它化学式的化学计量数。 例1： C2 H2 +O2 ——CO2 +H2 O 例2： FeS2+ O2 ——Fe2O3 + SO2 4．分数配平法 此方法能配平有单质参加反应或有单质生成的化学反应 （1）先配平化合物中各元素的原子。 （2）用分数配平单质元素的原子。 （3）去分母，使配平后的化学计量数为整数。 例1： C2H2 + O2—— CO2+ H2O 5、定一法 找到化学方程式中关键的化学式，定其化学式前计量数为1，然后根据关键化学式去配平其他化学式前的化学计量数。若出现计量数为分数，再将各计量数同乘以同一整数，化分数为整数，这种先定关键化学式计量数为1的配平方法，称为归一法。 例1： CH3OH＋O2——H2O＋CO2 例2： C2H5OH＋O2——H2O＋CO2 一般来说，观察和配平的顺序为：有氢看氢，无氢看氧，原子团优先配平，单质最后配平。 第三节 化学反应中的有关计算 一、 根据化学方程式计算的基本思路 依据化学方程式进行计算，首先，要搞清楚问题是什么，即题目中要求的未知量是什么；其次，要弄清楚化学反应的原理，写出化学方程式，并明确题目中哪些已知量是有用的；第三，根据化学方程式中反应物与生成物间的定量关系，确定已知量与未知量之间的关系；第四，将上述关系列成比例式求解；最后，检查计算过程和结果无误后，简明地写出答案。 二、化学方程式计算的一般步骤 1．设：根据题意设未知量。 2．写：写出反应的化学方程式。 3．关：写出相关物质的化学计量数与相对分子质量（或相对原子质量）的乘积以及已知量、未知量。 4．列：列出比例式，求解。 5．答：简明地写出答案。 【注意事项】 （1）设未知数时不带单位； （2）化学方程式要配平； （3）相对分子质量单位为“1”，要与相应的化学计量数相乘； （4）代入计算的量应为纯净物的质量且应带单位； （5）计算结果要带单位； （6）不能漏写答案。 三、利用化学方程式的简单计算 利用化学方程式的简单计算主要包括两种类型：用一定量的反应物最多可得到多少生成物；要制取一定量的生成物最少需要多少反应物。 注意：（1）格式要规范，步骤要完整，不是相关量不用标出； （2）正确书写化学方程式是关键，注意配平，注明反应条件，标“↑”“↓”； （3）设未知量x不需要写出单位； （4）计算过程中，各物理量单位要统一，列式每步骤都要带单位； （5）计算时若是气体体积，需换算成质量代入计算，气体的质量（g）=气体的体积（L）×气体的密度（g/L）； （6）计算时代入量必须是纯净物的质量，若物质不纯，必须先换算成纯净物的质量。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！28 学科网（北京）股份有限公司 $$