内容正文:
第五单元 化学反应的定量关系
知识导引
知识清单
知识点1:质量守恒定律
1.内容:参加化学反应的各物质的质量总和,等于反应后生成的各物质的质量总和。
说明
①质量守恒定律只适用于化学变化,不适用于物理变化;
②不参加反应及不是生成物的物质质量不能计入“ 总和”中;
③要考虑有气体物质参加或生成的反应有无遗漏。
2.微观解释:在化学反应前后,原子的种类、数目、质量均保持不变(原子的“三不变”)。
3. 化学反应前后的变和不变:
宏观
微观
一定不变
物质的总质量不变;元素的种类不变;
元素的质量不变
原子的种类、数目、质量都不变
一定改变
物质的种类一定改变
分子的种类一定改变
可能改变
化合价可能改变
分子总数可能改变
知识点2:质量守恒定律的实验验证
1.铜粉加热前后质量的测定
实验原理
2Cu + O22 CuO
实验装置
实验现象
红色粉末逐渐变黑,气球先变鼓后变瘪;天平两次示数相等。
实验结论
反应前各物质的总质量=反应后各物质的总质量
实验分析
气球的作用:形成密闭体系并缓冲气压;
气球变瘪的原因:消耗了锥形瓶内氧气,使瓶内气体压强小于外界大气压。
2.铁和硫酸铜反应前后质量的测定
实验原理
Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
实验装置
实验现象
铁丝表面有红色固体物质析出,溶液由蓝色逐渐变成浅绿色;天平两次示数相等。
实验结论
反应前各物质的总质量=反应后各物质的总质量
3.碳酸钠与稀盐酸的反应前后质量的测定
实验原理
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
实验装置
实验现象
固体粉末溶解,产生大量气泡;天平向右倾斜
实验分析
反应生成二氧化碳气体,逸散到空气中去,所以质量变小
4.镁条的燃烧前后质量的测定
实验原理
2Mg+O2 2MgO
实验装置
实验现象
镁条剧烈燃烧,产生耀眼的白光,生成白色固体,同时还有白烟产生;天平不平衡。
实验分析
氧化镁的质量等于参加反应的镁条和氧气的质量和,导致固体质量变大。但部分氧化镁以白烟形式逸散,另有一部分氧化镁粘在坩埚钳上,导致固体质量变小。故实验结果“减小”、“不变”或“增大”均可能。
5. 归纳小结
(1)所有的化学反应均遵守质量守恒定律,表面貌似“不守恒”的实验需要认真加以分析原因。
(2)有气体参加或气体生成(或者有烟、雾状物质生成)的反应,验证质量守恒定律时,必须在密闭容器里进行。
知识点3:化学方程式
1.定义:用化学式表示化学反应的式子,叫做化学方程式。
2.意义:
意义
以2H2 + O22H2O为例
质的方面
表明反应物、生成物和反应条件
氢气和氧气在点燃的条件下反应生成水
量的方面
宏观
各物质间反应时的质量比
参加反应的氢气、氧气与生成的水的质量之比为1:8:9
微观
各物质间反应时的微粒个数比
反应中氢气、氧气与水的分子个数之比为2:1:2
3.根据化学方程式获得的信息:
获得的信息
以2H2 + O22H2O为例
定性角度
反应物和生成物
反应物是氢气和氧气,生成物是水
反应条件
点燃
基本反应类型
化合反应
定量角度
各物质的质量比
氢气、氧气、水的质量比为4:32:36
各物质的微观粒子个数比
氢气、氧气、水的分子个数比为2:1:2
反应前后物质质量总和守恒
反应前:4+32=36;反应后:36
反应前后各原子数目守恒
氢原子数:反应前4,反应后4
氧原子数:反应前2,反应后2
4.书写原则:
(1)必须以客观事实为基础。
(2)必须遵守质量守恒定律,等号两边各原子的种类和数目必须相等。
5.书写步骤:
(1)描述反应事实:写出反应物和生成物的化学式,注明化学反应发生的条件。
(2)配平化学方程式:选取合适的化学计量数,使式子左、右两边各元素原子的种类和数目相等。
(3)标注生成物的状态:如果生成物中有气体,在气体物质的化学式右边要注“↑”号;对于溶液中的反应,如果生成物中有固体,在固体物质的化学式右边要注“↓”号。
【易错易混辨析】
①生成物中有气体生成且反应物中没有气体时,则在生成物化学式的右边注明“↑”符号;
②溶液中的反应,生成物有难溶性固体,即沉淀,则需在该生成物的化学式右边标“↓”。
6.化学方程式的配平:
Ⅰ.最小公倍数法
步骤:
(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
Ⅱ.观察法
步骤:
(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: H2O + Fe —— Fe3O4+ H2
知识点4:利用化学方程式的简单计算
1.计算依据:
①理论依据:质量守恒定律。
②基本依据:反应中的各物质的质量比成正比例关系,等于各物质相对分子质量(或相对原子质量)与其化学计量数的乘积之比。
2.计算步骤及注意事项
以“在实验室使用高锰酸钾制取氧气时,如果加热分解7.9g高锰酸钾,可以得到氧气的质量是多少?”为例
步骤
示例
注意事项
设
根据题意设未知量
解:设可得氧气的质量为x。
设未知数时不带单位
写
正确书写化学方程式
化学方程式要书写正确
找
写出相关物质的化学计量数与相对分子质量的乘积以及已知量、未知量
2×(39+55+16×4) 1×(16×2)
6g x
已知量应为纯净物的质量且应带单位
列
列出比例式
等式两边化学意义应相同
求
求解
计算结果要带单位
答
简明作答
答:可以得到0.6g氧气。
——
【易错易混辨析】
①设未知量时一定要写上“质量”二字,未知数后面不带单位;
②写出化学方程式一定要注意配平,注意化学方程式的完整;
③一定要注意用相关物质的化学计量数乘以相对分子质量,写在相应化学式的下面;
④求解出未知数的值后要带上单位。
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