内容正文:
第五单元 化学反应的定量关系
知识体系构建
新
1.内容: 的各物质的 ,等于反应后生成的各物质的
。
质量守恒定律
教材知识梳理
2.实质
分子
新物质
3.微观解释
化学反应前后,原子的 和 不变,原子的 也没有改变,参加反应的各物质的质量总和一定等于生成的各物质的质量总和。
质量
数目
种类
分子
原子
质量总和
质量总和
参加化学反应
4.化学反应前后各种量的“变”与“不变”
六个一
总质量
元素
种类
数目
种类
种类
特 别 提 示
应用 依据
确定物质的组成元素 化学反应前后 不变
推断反应物或生成物的化学式 化学反应前后 不变
推断反应中物质的化学计量数 化学反应前后原子的种类和数目不变
解释反应前后物质的质量变化以及根据质量差确定某一物质的质量 (1)化学反应前后各物质
不变;
(2)化学反应前后原子的 和 不变
质量
种类
质量总和
原子的种类和数目
元素的种类
5.应用
内容 意义 举例(2H2+O2 2H2O)
质的方面 表示 、 和反应 ___ 氢气与氧气在点燃的条件下反应生成水
量的
方面 微观 表示反应物和生成物微观粒子的
比 反应物氢气、氧气与生成物水的微观粒子个数比为____________
宏观 表示反应物与生成物之间的质量比 每 份质量的氢气与 份质量的氧气完全反应,生成 份质量的水
36
32
4
2∶1∶2
个数
生成物
反应物
2.化学方程式的意义
化学方程式
1.定义:用 来表示化学反应的式子叫作化学方程式。
化学式
条件
3.化学方程式的书写
(1)原则:一是必须以 为基础;二是要遵守 。
(2)步骤(以金属镁和氧气反应为例)
质量守恒定律
客观事实
化学式
配平
状态
条件
化学式是否正确
是否配平
反应条件
反应类型 定义 表达式 特点
化合
反应 由 物质生成
物质的反应 A+B+…→M 多变一
分解
反应 由 反应物生成 _
其他物质的反应 M→A+B+… 一变多
置换
反应 由一种 与一种 _反应,生成另一种 和另一种
的反应 A+BC===B+AC 单换单(或取而代之)
复分解
反应 由两种 互相交换成分,生成另外两种 的反应 AB+CD===AD+CB 互相
交换
化合物
化合物
化合物
单质
化合物
单质
以上
两种或两种
一种
另一种
两种或两种以上
常见的化学反应类型
1.四大基本反应类型
(2)还原反应:含氧化合物里的 被夺去的反应。
(3)中和反应: 与 作用生成 和 的反应。
水
盐
碱
酸
2.非基本反应类型
(1)氧化反应:物质与 发生的化学反应。
氧
氧气
1.计算依据
(1)根据化学方程式计算的理论依据是 。
(2)根据化学方程式计算的基本依据是反应物、生成物的 关系。
质量
根据化学方程式的计算
质量守恒定律
2.计算步骤
未知量
化学方程式
已知量
未知量
比例式
有关不纯物质质量的计算方法:先把不纯物质的质量换算成纯净物的质量,然后再代入化学方程式计算。
质量守恒定律的理解与验证
例1 [2024·海口期末]小明在实验室进行了如图所示的实验(B、C、D是将试管和烧杯中的试剂混合),其中能够用于验证质量守恒定律的是( )
中考考点讲评
C
A.铁粉的质量 B.氮气的质量
C.氧元素的质量 D.固态物质的质量
1.[2024·安徽中考]某实验小组按图1装置验证质量守恒定律,一段时间后,发现锥形瓶内部分固体变为红棕色。实验过程中瓶内物质或元素质量变化与图2相符的是( )
A
2.[2024·海口一模]高锰酸钾受热完全分解后,剩余固体的质量比原反应物的质量小。这种说法正确吗?请说明理由。
答案:正确。根据质量守恒定律,参加反应的高锰酸钾的质量等于生成的锰酸钾、二氧化锰和氧气的质量之和,反应中由于氧气逸出,所以剩余固体的质量比原反应物的质量小。
(1)实验一:称量装置和试剂的总质量为m1,保持装置密闭。使红磷燃烧,待装置冷却后,再次称量装置和试剂的总质量为m2,m1与m2的大小关系是m1 m2。
(2)实验二:将气球中的碳酸钠粉末倒入锥形瓶中,观察到的现象是 _
。
气球膨胀,电子天平示数减小
产生气泡,
3.[2024·国兴中学模拟]化学兴趣小组用气密性良好的不同装置进行下列实验,验证质量守恒定律。
=
(3)为克服实验二中气球受浮力的影响,在实验三中利用硬塑料瓶改进实验装置,用电子天平称量装置和试剂的总质量,接下来的实验操作是 _
,待反应结束后,再次称量装置和试剂的总质量,电子天平示数不变。
(4)化学反应遵守质量守恒定律,其微观原因是 _
。
都不变
反应前后原子种类、个数和质量
和碳酸钠混合
倾斜塑料瓶,使稀盐酸
质量守恒定律的应用
考向1 推断物质的组成元素或化学式
例2 [2019·海口二模]将铜绿[化学式为Cu2(OH)2CO3]隔绝空气加热,生成物中不可能存在的是( )
A.SO2 B.CuO C.CO2 D.H2O
A
4.[2024·椰海学校模拟]二氧化碳资源化利用的方式之一是将其转化为燃料。将工厂废气中的二氧化碳转化为燃料的一种反应为CO2+3H2 X+H2O,其中X的化学式为( )
A.H2O B.CH3 C.CH3O D.CH4O
D
5.[2023·海口二模]氨气与氧气可发生反应:4NH3+3O2 2X+6H2O,则下列说法正确的是( )
A.其中生成物X为N2O4
B.该反应中有三种化合物
C.该反应前后分子总数不变
D.该反应属于置换反应
D
考向2 有关密闭容器中化学反应的数据处理
例3 [2024·乐东模拟]在一定条件下,甲、乙、丙、丁四种物质在密闭容器中充分反应,测得反应前后各物质的质量如下表所示。根据表中信息判断,下列说法错误的是( )
A.m的值为3
B.该反应是化合反应
C.甲可能是该反应的催化剂
D.反应过程中丙、丁变化的质量比为5∶2
B
物质 甲 乙 丙 丁
反应前的质量 3 25 15 5
反应后的质量 m 34 0 11
6.[2023·海侨月考]在一个密闭容器中放入甲、乙、丙、丁四种物质,在一定条件下充分反应后,测得有关数据如图所示。下列有关说法错误的是( )
A.反应中乙和丁的质量比为5∶2
B.乙一定是化合物
C.该反应是化合反应
D.丙可能是该反应的催化剂
A
考向3 微观反应示意图
例4 [2024·海南中学模拟]杭州亚运会开幕式主火炬采用甲醇作为燃料。如图是甲醇燃烧的微观示意图,下列说法正确的是( )
A.甲醇的化学式为CH3O
B.该反应中生成物丙、丁的质量比为11∶9
C.反应前后元素的化合价都不变
D.反应前后分子的种类和总数都不变
B
A.该反应前后原子的个数不变
B.在反应前后,“人造树叶”的化学性质和质量都不变
C.生成物中的CO和O2的分子个数比为1∶1
D.该反应既能缓解温室效应,又能产生燃料,并释放O2
7.[2024·儋州模拟]通过“人造树叶”可以实现CO2的光催化转化,其微观过程如图所示,下列说法错误的是( )
C
(2)该反应的另一个优点是解决了空间站中 (填化学式)的消除。
(1)请在虚线框中将反应中的微观粒子补充完整。
CO2
8.[2024·海口二模]空间站中应用“萨巴蒂尔反应器”实现了物质的循环利用,反应的微观示意图如图。
答案:
化学方程式的意义与书写
例5 [2023·文昌模拟]下列化学方程式符合客观事实而且书写正确的是( )
A.Fe2O3+6HCl===2FeCl3+3H2O
B.CuSO4+2NaOH===Cu(OH)2+Na2SO4
C.2Fe+6HCl===2FeCl3+3H2↑
D.KCl+NaNO3===KNO3+NaCl
A
9.[2024·椰海学校模拟]下列对应的化学方程式书写正确的是( )
A.硫在氧气中燃烧:S+O2 SO3
B.用过氧化氢溶液制氧气:H2O2 H2↑+O2↑
C.比较Cu和Ag的活动性:2Ag+Cu(NO3)2===Cu+2AgNO3
D.向呼出的气体样品中滴入澄清石灰水,振荡:Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O
D
有关化学方程式的计算
例6 锂及其化合物在新能源、航天航空等领域应用广泛。从盐湖中提取锂盐的化学方程式为2LiCl+Na2CO3===Li2CO3↓+2NaCl。若制得74kgLi2CO3,计算参加反应的LiCl的质量。(写出计算过程)
解:设参加反应的LiCl的质量为x。
2LiCl+Na2CO3===Li2CO3↓+2NaCl
85 74
x 74kg
x=85kg
答:参加反应的LiCl的质量为85kg。
(1)反应生成氢气的质量是 g。
(2)计算上述实验回收铜粉的质量。(忽略回收过程中铜粉的损失)
10.[2024·海府密卷]学习小组的同学利用如图实验,回收实验室废弃的铜粉与铁粉混合物中的铜粉。
0.4
解:设混合物中铁粉的质量为x。
Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑
56 2
x 0.4g
x=11.2g
混合物中铜粉的质量为30g-11.2g=18.8g。
答:上述实验回收铜粉的质量为18.8g。
四大基本反应类型的判断
例7 [2024·定安模拟]下列化学反应中不属于置换反应的是( )
A.Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑
B.CO+CuO Cu+CO2
C.Cl2+2NaI===2NaCl+I2
D.Fe+CuSO4===FeSO4+Cu
B
11.[2024·国兴中学模拟]下列叙述中对应的化学方程式、所属基本反应类型都正确的是( )
A.生石灰作干燥剂:CaO+H2O===Ca(OH)2 化合反应
B.用烧碱制取纯碱:2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O 复分解反应
C.拉瓦锡用定量的方法研究空气的成分:Hg+O22HgO 化合反应
D.氢气还原氧化铜:CuO+H2Cu+H2O 置换反应
A
(2)实验注意事项
实验A中气球的作用:一是调节锥形瓶内的 ,起缓冲作用;二是起密封作用,防止实验时锥形瓶内外发生物质交换。
A.铜与氧气反应前后质量的测定
B.铁与硫酸铜溶液反应前后质量的测定
C.盐酸与碳酸钠反应前后质量的测定
D.镁条燃烧前后质量的测定
压强
1.实验方案及实验装置
(1)实验方案及实验装置
实验5 质量守恒定律的实验探究
中考实验突破
实验
方案 实验原理
(化学方程式) 实验现象 实验结论
A ________________ 固体由 色变为 色,加热时气球鼓起,冷却后气球变瘪,天平仍保持平衡 m前=m后,参加反应的物质的质量总和等于反应后生成的物质的质量
B __________________________________________________ 铁丝上有 物质出现,溶液颜色由 色变为 色,天平仍保持平衡 m前=m后,参加反应的物质的质量总和等于反应后生成的物质的质量
总和
总和
浅绿
蓝
红色
黑
红
FeSO4+Cu
Fe+CuSO4===
2.实验原理、现象及结论
2Cu+ O22CuO
实验
方案 实验原理
(化学方程式) 实验现象 实验结论
C ________________________________________________________ 烧杯中产生 ,天平不平衡,指针偏 _ m前>m后,无法验证质量守恒定律
D ____________________________ 发出 ,放出大量的热,生成 _ m前≠m后,无法验证质量守恒定律
白色固体
耀眼白光
右
大量气泡
+CO2↑
Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O
续表
2Mg+O2 2MgO
3.实验结论
参加化学反应的各物质的质量总和 反应后生成的各物质的质量总和。
4.总结
(1)有气体参加或生成的化学反应,需在密闭容器中进行。若不在密闭容器中进行,则不能验证质量守恒定律,但反应本身遵守质量守恒定律。
(2)无气体参加或生成的化学反应,可以在密闭容器内进行,也可以在敞口装置中进行。
等于
(1)A、C实验中天平指针不偏转。A实验:在实验过程中观察到气球的变化是
,该反应的化学方程式为 。
甲、丙两组同学认为A、C实验说明了质量守恒,请你从原子的角度说明守恒的原因:
。
反应前后原子种类、个数和质量都不变
[2024·椰海学校模拟]在“质量守恒定律”的课堂教学中,甲、乙、丙、丁四个小组的同学分别做了A、B、C、D四个实验。他们都进行了规范的操作、准确的称量和细致的观察。
先变大后变小
4P+5O2 2P2O5
(2)B实验最终天平指针 (选填“向左”“向右”或“不”)偏转。D实验中,用细铜丝吊着一根长玻璃棒,两端分别绕上粗铜丝,并使玻璃棒保持水平,然后用酒精灯给a端铜丝加热1~2分钟。冷却后,观察到铜丝变 ,玻璃棒 (选填“a”或“b”)端下沉。该反应的化学方程式为 。
(3)乙、丁两组同学得到的结论是化学反应前后物质的总质量不守恒。老师引导学生分析了B、D两个实验。你认为B实验天平不平衡的原因是 _
。
(4)反思实验,你认为验证质量守恒定律,设计实验时,需要注意的问题是
。
有气体参加或生成的反应,要在密闭装置中进行
装置
反应生成的氧气逸出
a
黑
向右
2Cu+O22CuO
考向1 推断物质的组成元素或化学式
1.[2018·海南中考18(2)题]天然气重整可以得到合成气(CO和H2),用不同催化剂可使合成气合成不同的物质。下列物质仅以合成气为原料不可能得到的是 (填字母)。
A.甲醛(CH2O)
B.甲醇(CH3OH)
C.尿素[CO(NH2)2]
质量守恒定律的应用
C
中考真题集锦
2.[2022·海南中考23(1)题]硅及其重要化合物在现代高新技术领域应用广泛。金刚砂(SiC)可用作航天器涂层,生产原理为SiO2+3C SiC+ 。补齐上述化学方程式。
3.[2021·海南中考]火药是我国古代四大发明之一,《天工开物》中记载了“凡硫黄配硝,而后火药成声”。其反应的化学方程式为S+2KNO3+3C===K2S+X↑+3CO2↑,则X的化学式为( )
A.O2 B.SO2 C.NO2 D.N2
D
2CO↑
考向2 微观反应示意图分析
4.[2023·海南中考]取3.0g纯净物甲与一定质量的乙在一定条件下恰好完全反应,生成3.6g丙和6.6g丁,反应的微观示意图如下。下列说法正确的是( )
A.甲的化学式为C3H8
B.反应物和生成物中共有三种氧化物
C.反应后分子总数增加
D.甲物质中碳元素的质量分数为40%
C
A.甲醇的化学式为CH4O
B.该反应前后分子个数不变
C.该反应不遵循质量守恒定律
D.该反应前后原子个数改变
5.[2021·海南中考]我国科学家用新型催化剂将二氧化碳高效转化为甲醇,其反应的微观示意图如下。下列说法正确的是( )
A
技巧性计算
6.[2023·海南中考18(2)题]位于海南省东方市的某化肥厂,利用南部海域气田供应的富含二氧化碳的天然气生产甲醇(CH3OH),生产过程中涉及的主要反应为CH4+2H2O CO2+4H2,CO2+3H2 CH3OH+H2O。若该厂采用上述方法制备68.8t甲醇,同时回收了0.3t氢气(其他反应忽略不计)。该天然气中CH4和CO2的质量比为 (填最简整数比)。
6∶5
7.[2022·海南中考18(3)题]实验室可用如图所示的装置进行模拟炼铁。反应前玻璃管中加入铁的氧化物(FexOy)试样的质量为12.6g。实验结束后,继续通入CO气体,直至玻璃管冷却。此时NaOH溶液的质量增加了7.7g。推算该铁的氧化物的化学式中x、y的比为 (填最简整数比)。
1∶1
8.[2021·海南中考18(2)题]乙醇俗称酒精,常用作燃料、溶剂和消毒剂。将138g酒精(C2H5OH)点燃,酒精燃烧全部转化为CO、CO2和H2O,恢复到室温,测得所得气体中碳元素的质量分数为36%,则燃烧所消耗氧气的质量为 g。
9.[2020·海南中考18(2)题]过氧化钠(Na2O2)可用作防毒面具和潜艇等的供氧剂,其反应的原理是过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气。为了模拟该过程,小丽将二氧化碳和氧气的混合气体34.4g通过足量的过氧化钠吸收后,固体质量增加了5.6g。原混合气体中CO2和O2的质量比为 。
10.[2016·海南中考]现有6.4g未知物和氧气充分反应,经测定生成4.4g二氧化碳、2.8g一氧化碳和7.2g水,求出该未知分子中所含原子的最简个数比:
。
C∶H∶O=1∶4∶1
11∶32
224
11.[2021·海南中考16(1)题]2021年5月15日,我国“天问一号”探测器成功着陆火星。新型高强、高塑、高稳定性碳化硅铝基复合材料是火星车中的一种重要材料。铝的工业生产原理为2Al2O3 4Al+3O2↑。该反应属于 (填写基本反应类型)。
12.[2014·海南中考20题]东晋炼丹家葛洪在《抱朴子·内篇》中描述了许多物质的性质及其变化。如“以曾青涂铁,铁赤色如铜”,“曾青”指可溶性铜盐,请写出该反应的化学方程式: ,
并指出基本反应类型: 。
反应类型的判断
置换反应
Fe+CuSO4===FeSO4+Cu
分解反应
13.[2020·海南中考18(1)题]过氧化钠(Na2O2)可用作防毒面具和潜艇等的供氧剂,其反应的原理是过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气。写出该反应的化学方程式: 。
14.[2021·海南中考20(2)(3)题]考古出土的青铜器表面往往附着一层铜绿[化学式为Cu2(OH)2CO3]。
(2)铜绿是铜与氧气及空气中的另外两种氧化物反应生成的。这两种氧化物是什么?
。
(3)写出生成铜绿的化学方程式:
15.[2019·海南中考17(4)题]用碳酸钾溶液吸收CO2时,产物是KHCO3,该反应的化学方程式为 。
K2CO3+CO2+H2O===2KHCO3
2Cu+O2+H2O+CO2===Cu2(OH)2CO3
二氧化碳、水
化学方程式的书写
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
化学方程式的计算
16.[2023·海南中考]镁是一种重要金属,广泛应用于制造火箭、导弹和飞机的部件等。工业上通过电解熔融氯化镁制备单质镁:MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑。请计算:
(1)MgCl2中镁元素的化合价为 。
(2)应用此法制备48t镁,至少需要消耗MgCl2的质量是多少?
+2
解:设至少需要消耗氯化镁的质量为x。
MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑
95 24
x 48t
x=190t
答:至少需要消耗MgCl2的质量是190t。
$$