第五单元 化学反应的定量关系-2025-2026学年九年级化学上册同步教学讲义（人教版2024）

第五单元 化学反应的定量关系 01. 学习目标 1. 认识质量守恒定律；理解质量守恒定律的微观本质； 2. 能选取实验验证质量守恒定律，能正确解释质量“不守恒”的现象； 3. 学会化学方程式的配平，并正确书写化学方程式； 4. 学会根据化学方程式进行简单的计算。 重点 质量守恒定律的微观本质； 正确书写化学方程式并进行计算； 难点 质量守恒定律的微观解释； 02. 思维导图 03. 第一部分知识点梳理 一、实验探究-化学反应前后物质的质量关系 实验方案 铜与氧气反应前后质量的测定 铁与硫酸铜反应前后质量的测定 实验装置图 实验现象 红色粉末逐渐变为黑色； 小气球鼓起后又变瘪； 反应前后电子天平的示数不变 光亮的铁丝表面逐渐变红，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色； 反应前后电子天平的示数不变 文字表达式 符号表达式 实验结论 参加反应的氧气和铜的质量总和等于反应生成的氧化铜的质量 参加反应的铁和硫酸铜的质量总和等于反应生成的铜和硫酸亚铁的质量总和 【点拨】 ①在方案一中的实验装置中，橡胶塞和小气球和作用分别是什么？ 橡胶塞和小气球的作用是形成密封装置，起缓冲作用，平衡装置内外的气压，防止反应时锥形瓶内气体因受热膨胀，压强增大，弹开橡胶塞。 ②如果没有橡胶塞和小气球，实验可能出现哪些结果？ 如果没有橡胶塞和小气球，实验时铜与氧气反应消耗锥形瓶内氧气，冷却后压强减小，外界空气进入，导致锥形瓶内物质质量增大，无法验证质量守恒定律。 ③实验现象发分析： · 红色粉末逐渐变为黑色（红色的铜粉与氧气反应生成黑色的氧化铜）； · 小气球鼓起后又变瘪（开始加热时，锥形瓶中气体受热膨胀，小气球变大；随着氧气被消耗，瓶内气体压强减小，小气球变瘪）； · 光亮的铁丝表面逐渐变红（反应生成的红色的铜覆盖在铁丝表面）； · 溶液由蓝色逐渐变为浅绿色[反应前硫酸铜溶液为蓝色；硫酸亚铁溶液为浅绿色]； ④用天平称量化学试剂时，干燥的固体试剂应放在称量纸上或容器（如小烧杯、表面皿）中称量，易潮解的试剂应放在容器中称量。 ⑤“铜和氧气反应前后质量的测定”实验成功的关键： · 实验过程中装置气密性良好； · 冷却至室温后再称量。 二、质量守恒定律 1. 质量守恒定律的内容 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。这个规律叫作质量守恒定律。 2. 概念剖析 适用范围：适用于所有的化学反应，不适用于物理变化 研究的量：是质量的守恒，不包括体积等其他方面的守恒 研究对象：“参加化学变化”的物质。 指的是实际反应掉的那一部分物质，没有参加反应的物质不计算在内 各物质：指的是所有参与反应的各种状态的反应物和生成物，包括沉淀、气体等。 总质量：指物质的总质量守恒，而非某一种或几种物质的质量守恒 三、质量守恒定律的验证实验 实验方案 盐酸与碳酸钠粉末反应前后质量的测定 镁条燃烧前后质量的测定 实验装置 实验现象 剧烈反应，产生大量气泡； 反应后再次称量，天平指针向右偏转 剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放出热量，产生白烟，陶土网上有白色固体生成，坩埚钳上沾有白色固体 文字表达式 碳酸钠+ 盐酸→氯化钠+二氧化碳+水 符号表达式 实验分析 因容器敞口，稀盐酸与碳酸钠反应产生的二氧化碳气体逸散到空气中，使反应后称量的质量小于反应前称量的质量 因容器为密闭，存在以下几种可能 ①第二次称量质量增大：镁条足够长，多数氧化镁附着在镁条上或掉落在陶土网上； ②第二次称量质量减小：因反应过程中产生白烟，以及氧化镁附着在坩埚钳上，造成氧化镁散失较多； ③两次称量结果一致：可能是上面两种原因同时影响的结果 总结 所有的化学反应都遵循质量守恒定律。 因此设计实验验证质量守恒定律时，对于有气体参加或生成的反应，应在密闭装置中进行实验 四、质量守恒定律的原因 化学反应的实质：化学反应的过程，就是参加反应的各物质(反应物)的原子重新组合后生成新物质(生成物)的过程。 化学反应前后的变与不变 宏观 关系 微观 元素的种类 六个不变 原子的种类 元素的质量 原子的数目 物质的总质量 原子的质量 物质的种类 两个改变 分子的种类 元素的化合价 两个可能改变 分子的数目 04. 第二部分知识点梳理 1、 化学方程式 1. 化学方程式的定义 用化学式来表示化学反应的式子，叫作化学方程式。 2. 化学方程式的意义 化学方程式的意义 示例： 读法 定性 反应物、生成物、反应条件 反应物是碳、氧气 生成物是二氧化碳 反应条件是点燃 碳和氧气在点燃的条件下反应生成二氧化碳 定量 体现质量守恒 12 32 44 12+32 = 44 在点燃的条件下，每12份质量的碳和32份质量的氧气恰好完全反应，生成44份质量的二氧化碳 体现各物质的质量比，即相对分子质量（或相对原子质量）与化学计量系数的乘积之比 质量比 12 ：32 ：44 即 3 ： 8 ：11 体现物质粒子个数比，即化学式前面的化学计量数之比 粒子个数比1： 1 ： 1 在点燃的条件下，每1个碳原子和1个氧分子恰好完全反应，生成1个二氧化碳分子 二、化学方程式的书写 1. 化学方程式的书写原则 · 以客观事实为基础，写出反应物、生成物和反应条件，体现化学反应中的物质转化关系； · 根据质量守恒定律配平化学方程式，使等号两边各原子的种类与数目相等，体现化学反应的定量关系。 2. 化学方程式的书写步骤 描述反应事实 一写 在式子的左、右两边写出反应物和生成物的化学式，如果反应物或生成物不止一种，就分别用加号把它们连接起来； 二注 在反应物和生成物之间画一条短线，在短线上注明化学反应发生的条件，如加热(常用“△”号表示)、点燃、催化剂等； 配平化学方程式 三配 检查式子左、右两边各元素原子的种类和数目，通过选取合适的化学计量数，使化学方程式遵守质量守恒定律，将短线改为等号； 四查 检查化学方程式是否正确，化学方程式是否配平，反应条件标注是否正确，生成物状态符号是否准确、恰当。 符号“↑”“↓”使用方法 如果生成物中有气体，在气体物质的化学式右边要注“↑”符号。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“↓”符号； 示例： 如果反应物和生成物中都有气体，气体生成物就不注“↑”符号。同样，对于溶液中的反应，如果反应物和生成物中都有固体，固体生成物也不注“↓”符号。 示例： 3. 化学方程式的配平方法 化学方程式的配平主要根据质量守恒定律，在化学式前面配上适当的化学计量数，使式子两边各元素原子的数目相等。化学方程式的配平方法主要有最小公倍数法、观察法、奇数变偶数法、归一法等。 三、根据化学方程式进行简单计算 1. 计算依据 理论依据：质量守恒定律； 基本依据：化学反应中各物质间存在固定的质量比。 2. 根据化学方程式进行计算的一般步骤 一般步骤 ①设未知量 根据题意设未知量，题目里要求什么，就设什么 ②写出反应的方程式 书写时注意配平、注明反应条件、并标“↑”或“↓” ③找出比例关系 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列出比例式 已知量要带单位（但未知量不加单位），且单位要统一，并求解 ⑤简明地写出答案 要答，根据题目里作答 【点拨】 · 未知量x本身带有单位，设未知量时不用加单位。 常用的关系式： · 计算时已知量若是气体体积， 根据公式（是气体的密度，单位为g/L、m是气体的质量，单位为g、v是气体的体积，单位为L），需要换算成质量带入计算，可得气体的质量m=×v； · 计算时代入化学方程式的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； · · 3. 根据化学方程式进行计算的常见题型 ①含有字母的化学方程式的计算 ②有关反应物或生成物质量的简单计算 ③含不纯物质的化学方程式的计算 ④实验操作型化学方程式的计算 ⑤利用图像进行化学方程式的计算 ⑥结合表格数据进行方程式的计算 4. 技巧性计算 ①用极端分析法巧解化学方程式计算题 极端分析法是初中化学中可用于确定物质质量的一种方法。将所示的问题假设处于一个或两个极端状态(极大与极小、极多与极少等)，从极端的角度分析问题，求出一个极值，推出未知量，或求出两个极值，确定未知量的范围，从而使复杂的问题得到解决。 铝与氧气在点燃的条件下反应生成氧化铝(Al₂O₃)，将7.2g镁粉和铝粉的混合物与足量的氧气充分反应，所得氧化物的质量可能为( ) A.10.6g B.12.0g C.13.0g D.13.6g 【答案】C 【解析】假设7.2g混合物全部为镁粉，燃烧后生成氧化镁的质量为x 48 80 7.2g x x=12.0g 假设7.2g混合物全部为铝粉，燃烧后生成氧化铝的质量为y。 108 204 7.2g y y=13.6g 所以，7.2g镁粉和铝粉的混合物与足量的氧气充分反应，所得氧化物的质量在12.0～13.6g范围内。 ②差量法 差量法是依据化学反应前后的某些差量(如固体差量、液体差量等)与反应物或生成物的变化量成正比而建立的一种解题方法。此方法是将差量看作化学方程式的一项(常写在最右端)，将已知差量(实际差量)与化学方程式中对应差量(理论差量)列成比例式。解题的关键在于正确找出差量与已知量、未知量之间的关系。 将 12.4 g Na2CO3和 Na2SO4的混合粉末溶于足量水，向其中加入足量Ba(OH)2溶液，充分反应后过滤，将滤渣洗涤、干燥，称得其质量为21.5 g，则原混合粉末中钠元素的质量为_____。 【答案】4.6g 【解析】先列出题中物质之间的关系及已知物质的质量，寻找变化量 再列关系式求解。设原混合粉末中钠元素的质量为x 2Na ～　Ba　　　　质量差 2×23 　 137 137-23×2 x 21.5g-12.4g x=4.6g 答：则原混合粉末中钠元素的质量为4.6g。 ③守恒法 【2018海南】现有一份氧元素质量分数为89.5%的过氧化氢溶液，加入MnO2充分反应后，得到液体的质量为90 g(不考虑操作过程中液体的损失)，则生成氧气的质量为____g(精确到小数点后1位) 【答案】5.2g 【解析】解法一：设生成氧气的质量为x，过氧化氢溶液的质量为y，根据反应前后氧元素的质量不变可得关系式：y-90g=x， y×89.5%=x+90g×8/9×100%，解得x=5.2g， 答：生成氧气的质量为5.2g。 解法二：可根据反应前后氢元素的质量不变进行分析解答，则：根据题意过氧化氢溶液的质量=90g×1/9×100%÷（1-89.5%） 生成氧气的质量=90g×1/9×100%÷（1-89.5%）-90g=5.2g 答：生成氧气的质量为5.2g。 05. 夯实基础 1． 青铜器表面上铜绿的主要成分是Cu2（OH）2CO3，铜绿受热分解的产物不可能有（） A． CuO B．CO2 C．SO2 D．H2O 【答案】C 【详解】Cu2（OH）2CO3是由铜元素，碳元素、氢元素、氧元素组成的，根据质量守恒定律，反应前后元素的种类不变；所以受热分解的生成的物质中含有铜元素，碳元素、氢元素、氧元素，但是二氧化硫是由硫元素和氧元素组成的，所以受热分解不可能生成的物质是SO2。故选C。 2． 化学方程式的读法不正确的是（） A． 一氧化碳和氧气在点燃的条件下生成二氧化碳 B． 一氧化碳加氧气等于二氧化碳 C． 每两个一氧化碳分子与一个氧分子在点燃条件下反应生成两个二氧化碳分子 D． 每56份质量的一氧化碳和32份质量的氧气在点燃的条件下完全反应，生成88份质量的二氧化碳 【答案】B 【详解】A、反应物(一氧化碳和氧气)、生成物(二氧化碳)和反应条件(点燃)。正确。 B、应该为一氧化碳和氧气在点燃的条件下生成二氧化碳，不正确。 C、它包含了分子数比(2:1:2，与方程式系数一致)和反应条件(点燃)，符合方程式的微观描述。正确。 D、根据化学方程式可知， 56 32 88 每56份质量的一氧化碳和32份质量的氧气在点燃的条件下完全反应，生成88份质量的二氧化碳。正确。故选B。 3．6g的碳在充足的氧气中燃烧，生成二氧化碳22g，则有____的氧气参加反应 A．6g B．22g C．28g D．16g 【答案】D 【详解】6g的碳在充足的氧气中燃烧，生成二氧化碳22g，根据质量守恒定律可知：参加反应的碳和氧气的质量等于生成的二氧化碳的质量，所以参加反应的氧气的质量为22g-6g=16g。故选D。 4．下列现象不能用质量守恒定律解释的是（） A．铁钉生锈后，质量增大 B．纸张燃烧后，所得灰烬的质量比纸张质量小 C．铜在空气中加热后，质量增大 D．水结冰后，质量不变 【答案】D 【详解】A、铁钉生锈后，质量增大：铁钉生锈是铁与氧气、水蒸气发生化学反应，生成铁锈(主要成分是氧化铁)。根据质量守恒定律，反应前铁和氧气的质量总和等于反应后铁锈的质量，因此质量增大是由于氧气参与反应，增加了质量。这可以用质量守恒定律解释。结论：能用。 B、纸张燃烧后，所得灰烬的质量比纸张质量小：纸张燃烧是纸张中的有机物(如纤维素)与氧气发生化学反应，生成二氧化碳、水蒸气和灰烬(无机物)。灰烬质量减小是因为部分生成物(如气体)逸散到空气中，但反应前纸张和氧气的质量总和等于反应后灰烬、二氧化碳和水蒸气的质量总和。这可以用质量守恒定律解释。结论：能用。 C、铜在空气中加热后，质量增大：铜在空气中加热是铜与氧气发生化学反应，生成氧化铜。反应前铜和氧气的质量总和等于反应后氧化铜的质量，因此质量增大是由于氧气结合到铜中。这可以用质量守恒定律解释。结论：能用。 D、水结冰后，质量不变：水结冰是水从液态变为固态的物理变化，没有新物质生成，只是状态改变。质量不变是由于物质在物理变化中质量保持不变，但质量守恒定律针对的是化学反应，因此不能用该定律解释此现象。结论：不能用。故选D。 5．下列关于过氧化氢的说法正确的是（） A．过氧化氢分子中含有氧分子 B．过氧化氢分子中氢、氧原子个数比为1:1 C．过氧化氢中氢、氧元素的质量比为1:8 D．34g过氧化氢完全分解可生成32g氧气 【答案】B 【详解】A、过氧化氢是由过氧化氢分子构成的，过氧化氢分子是由氢原子和氧原子构成的，故说法错误； B、根据过氧化氢的化学式(H2O2)可知，每个过氧化氢分子中含有两个氢原子和两个氧原子，氢原子与氧原子的个数比为1:1，故说法正确； C、过氧化氢中氢、氧元素的质量比为(1×2):(16×2)=1:16，故说法错误； D、根据可知，34g过氧化氢完全分解可生成16g氧气，故说法错误。故选B。 6．化学反应前后可能发生变化的是（） ①原子数目   ②分子数目   ③原子种类   ④物质种类   ⑤元素种类   ⑥物质总质量   ⑦元素的化合价 A．②④⑦ B．①②⑦ C．②⑦ D．①③⑤⑥ 【答案】C 【详解】化学变化前后，原子的数目、元素的种类、物质的总质量、原子的种类一定不变；化学变化前后，物质的种类和分子的种类一定改变；化学变化前后，分子的数目可能改变，也可能不变。故选C。 7．某物质在氧气中充分燃烧后，生成二氧化碳和水两种产物，该物质（） A．一定含有碳氢元素 B．一定含有碳氢氧元素 C．一定只含有碳氢元素 D．一定含有碳氢元素，可能含有氧元素 【答案】D 【详解】生成物二氧化碳和水中含有C、H、O三种元素，所以反应物中也应该有这三种元素，又知某物质在氧气中充分燃烧，故生成物中的氧元素可能来自氧气，故可判断该物质中一定含有碳、氢元素，可能含有氧元素。故选D。 8．利用CO和H2O催化合成乙酸(CH3COOH)，其微观过程如图所示。下列说法不正确的是（） A．反应后分子的数目减少 B．反应前后催化剂的质量保持不变 C．过程中参加反应的CO和生成的O2质量比为7：8 D．该反应的化学方程式为 【答案】C 【详解】A、由微观示意图可知，该反应为一氧化碳与水在催化剂作用下反应生成乙酸和氧气，化学方程式为，则反应后分子的数目减少，说法正确，不符合题意； B、反应前后催化剂的质量保持不变，说法正确，不符合题意； C、由A选项分析可知，该反应的化学方程式为，则参加反应的一氧化碳和生成氧气的质量比为(28×2):32=7:4，说法错误，符合题意； D、由A选项分析可知，该反应的化学方程式为，说法正确，不符合题意故选C。 9．在一密闭容器中，有甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下存在某个反应，测得反应前后各物质的质量如下表，对该反应下列描述正确的是（） 物质 甲 乙 丙 丁 反应前质量/g 20 5 20 20 反应后质量/g 2 待测 32 26 A． 该反应是化合反应 B． 乙一定是催化剂 C． 甲是反应物，丙和丁是生成物 D． 反应生成的丙、丁的质量比为16:13 【答案】C 【详解】A、由分析可知，甲是反应物，丙、丁为生成物，符合“一变多”的特点，属于分解反应，故选项说法不正确。 B、乙反应前后质量不变，可能是催化剂，也可能没有参加反应，故选项说法不正确。 C、由分析可知，甲是反应物，丙、丁为生成物，故选项说法正确。 D、反应生成的丙、丁的质量比为(32 g-20 g):(26 g-20 g)=2:1，故选项说法不正确。故选C。 10．如果采用以下物质分解的方法制取相同质量的氧气，消耗原料质量最小的是（） A．H2O2 B．KMnO4 C．HgO D．H2O 【答案】D 【详解】由于、，则可知制取相同质量的氧气时，所需水的质量最小，故选D。 11．下列图像能正确反映其对应实验操作的是（） A．分别用等质量、等溶质质量分数的过氧化氢溶液制取氧气 B．电解一定质量的水 C．红磷在装有一定量空气的密闭容器中燃烧 D．将等质量的镁和氧气在密闭容器中充分燃烧 【答案】C 【详解】A、催化剂只能改变反应速率，不能改变生成物的质量。用等质量、等溶质质量分数的过氧化氢溶液制取氧气，有无催化剂最终生成氧气的质量应相等，该图像错误。 B、电解水时，生成氢气和氧气的体积比约为2:1，而不是该图像中所示的比例，该图像错误。 C、红磷燃烧放出热量，使容器内压强增大，反应结束后，温度逐渐恢复至室温，压强逐渐减小，由于消耗了氧气，最终压强小于反应前的压强，该图像正确。 D、镁和氧气反应的化学方程式为，参加反应的镁和氧气的质量比为(24×2):32=3:2，将等质量的镁和氧气在密闭容器中充分燃烧，氧气有剩余，镁完全反应，最终氧气有剩余，该图像错误。故选C。 12．质量为3g的化合物在空气中完全燃烧，生成4.4g二氧化碳和3.6g水，关于该化合物的组成的论断正确的是（） A．只含有碳、氢 B．一定含有碳、氢元素，可能含有氧元素 C．一定含有碳、氢元素，一定不含氧元素 D．一定含有氢、氢元素，一定含有氧元素 【答案】D 【详解】根据质量守恒定律，燃烧生成的二氧化碳和水中的碳、氢元素全部来自原化合物； 4.4g CO2中碳的质量为：4.4g×12/42=1.2g； 3.6g H2O中氢的质量为：3.6g×2/18=0.4g； 原化合物总质量为3g，其中碳和氢的总质量为1.2g+0.4g=1.6g，剩余质量为3g-1.6g=1.4 g，这部分质量只能来自氧元素，因此化合物中一定含有氧元素。故选D。 13．工业上用甲烷（CH4）和CO2制取合成气时会产生积碳，反应原理如下图。下列说法错误的是（） A．Ni基双金属催化剂可重复使用 B．反应前后元素的化合价均改变 C．反应前后原子种类不变 D．合成气的主要成分是H2和CO 【答案】B 【详解】A、化学反应前后催化剂的质量和化学性质不变，故Ni基双金属催化剂可重复使用，不符合题意； B、由图可知，甲烷反应生成碳和氢气，甲烷中氢元素显+1价，根据化合物中，正、负化合价的代数和为零，可得碳元素显-4价，碳单质中碳元素化合价为0，氢气中氢元素化合价为0，二氧化碳和碳反应生成一氧化碳，二氧化碳中碳元素显+4价，氧元素显-2价，碳单质中碳元素化合价为0，一氧化碳中碳元素显+2价，氧元素显-2价，故氧元素的化合价不变，符合题意； C、该反应有新物质生成，属于化学变化，根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类和数目不变，不符合题意； D、由图可知，合成气的主要成分是氢气和一氧化碳，不符合题意。故选B。 14．一种利用太阳能分解水的原理如下图所示。下列说法不正确的是（） A．反应Ⅰ的化学方程式：I2+2H2O+SO2=2HI+H2SO4 B．反应Ⅲ中生成SO2和O2的分子个数比为2∶1 C．理论上每生成2gH2，同时生成32gO2 D．反应Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ在反应前后均有元素化合价发生改变 【答案】C 【详解】A、由分析可知，反应I的化学方程式为I2+2H2O+SO2=2HI+H2SO4，故选项说法正确。 B、由分析可知，反应Ⅲ的化学方程式为，则生成SO2和O2的分子个数比为2:1，故选项说法正确。 C、将反应I×2、反应Ⅱ×2，与反应Ⅲ相加，得出总的反应为，反应生成氢气和氧气的质量比为(2×1×2):(16×2)=1:8，则理论上每生成2gH2，同时生成16gO2，故选项说法不正确。 D、反应I中碘元素、硫元素反应前后元素化合价均改变(碘元素由0价变成-1价，硫元素由+4价变成+6价)，反应Ⅱ中氢元素和碘元素反应前后化合价均改变(碘元素由-1价变成0价，氢元素由+1价变成0价)，反应Ⅲ中硫元素、氧元素反应前后化合价均发生改变(硫元素由+6价变成+4价，氧元素由-2价变成0价)，故选项说法正确。故选C。 15．中国自主研发设计的全球首艘氨燃料动力集装箱船在国际市场成功签约。氨气在纯氧中燃烧的微观示意图如图所示，请回答下列问题。 (1)化学反应前后发生改变的是______(填“分子”或“原子”)种类。 (2)该反应中涉及的氧化物有______种。 (3)写出上述反应的化学方程式______。 (4)若反应得到了28g丙和54g丁，则消耗了34g甲和______g乙。 (5)氨气作为燃料的优点是______(写出一条即可)。 【答案】（1）分子 （2）1 （3） （4）48 （5）燃烧产物为氮气和水，比较环保 【详解】(1)该反应有新物质生成，属于化学变化，化学反应前后分子的种类发生了改变，根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类和数目不变； (2)该反应涉及的物质为氨气、氧气、氮气和水，氨气是由N、H元素组成的化合物，不属于氧化物，氧气是由氧元素组成的纯净物，属于单质，氮气是由氮元素组成的纯净物，属于单质，水是由H、O元素组成的化合物，属于氧化物，故涉及的氧化物有一种； (3)由图可知，该反应为氨气和氧气在点燃的条件下反应生成氮气和水，该反应的化学方程式为： (4)根据质量守恒定律，参加反应的物质的总质量与生成物的总质量相等，则消耗乙的质量为：28g+54g-34g=48g； (5)由反应可知，氨气燃烧产物为氮气和水，作为燃料比较环保。 16．将138g酒精（C2H5OH）点燃，全部燃烧后生成二氧化碳、一氧化碳和水。恢复到室温后，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，生成的二氧化碳和一氧化碳的分子个数比为________。 【答案】224 1:2 【详解】138g酒精中碳元素质量为138g×24/46=72g，氢元素质量为138g×6/46=18g，将138g酒精点燃，全部燃烧后生成二氧化碳、一氧化碳和水。恢复到室温后，测得所得气体中碳元素的质量分数为36%，由碳元素质量守恒可知，反应生成一氧化碳和二氧化碳质量和为72g÷36%=200g，由氢元素质量守恒可知，反应生成水的质量为118g÷18=162g，由参加反应的物质质量总和等于生成的物质质量总和可知，燃烧所消耗氧气质量为200g+162g-138g=224g；设生成二氧化碳质量为x，则x×12/44+(200g-x)×12/28=72g，x=88g，生成的二氧化碳和一氧化碳的分子个数比为88g/44:(200g-88g)/28=1:2。 17．将25.0g胆矾放在坩埚内加热，固体质量与成分随温度变化的曲线如图所示。 (1) 加热至______℃时，CuSO4开始分解。 (2) 加热至1000℃时，CuO开始分解，生成Cu2O与一种能使带火星的木条复燃的气体，该气体为______。CuO完全分解时产生该气体的质量为______g。 (3) 根据胆矾分解的化学方程式：，计算图中x的值。 【答案】（1）650 （2）氧气 0.8 （3）16.0 【详解】(1)从图像中可以看到，在650℃时，CuSO4开始分解，所以答案是650； (2)氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃的气体是氧气O2。 首先计算25.0g胆矾(CuSO4·5H2O)中铜元素的质量： 胆矾的相对分子质量为64+32+16×4+5×(1×2+16)=250， 铜元素的质量分数为：64/250×100% 则25.0g胆矾中铜元素质量为25.0g×64/250=6.4g。 Cu2O中铜元素的质量分数为64×2/(64+2×16)×100%=128/144×100% 则Cu2O的质量为6.4g÷128/144=7.2g。 根据质量守恒定律，生成氧气的质量为8.0g-7.2g=0.8g。 (3)解：设生成的CuSO4质量为x。 250 160 25.0g x 250/160=25g.0/x 解得x=16.0g，即图中x的值为16.0 18．珍珠粉中含有碳酸钙，某科技实验小组为了测定某种珍珠粉中碳酸钙(CaCO3)的含量，称取22.2g研碎的珍珠粉，连续进行四次高温煅烧(杂质不参加反应，化学方程式：、冷却、称量，结果如下： 操作次数 第1次 第2次 第3次 第4次 剩余固体质量(g) 17 15.8 13.4 13.4 (1)CaCO3由___________种元素组成，CaCO3中钙元素的质量分数为___________。 (2)完全反应后生成二氧化碳的质量为___________g。 (3)计算22.2g珍珠粉中CaCO3的质量。 (4)计算该珍珠粉中CaCO3的质量分数。(写出计算过程，计算结果精确到0.1%) 【答案】（1）3 40% （2）8.8 （3） 解：设22.2g珍珠粉中CaCO3的质量为x 100 44 x 8.8g 100/44=x/8.8g x=20g 答：22.2g珍珠粉中CaCO3的质量为20g。 （4） 该珍珠粉中CaCO3的质量分数为：20g/22.2g×100%≈90.1% 答：该珍珠粉中CaCO3的质量分数为90.1%。 【详解】（1）碳酸钙是由碳、钙、氧三种元素组成； CaCO3中钙元素的质量分数为40/(40+12+16×3)×100%=40% （2） 根据反应前后物质的总质量不变，则生成二氧化碳的质量为22.2g-13.4g=8.8g （3） 见答案 （4） 见答案 学科网（北京）股份有限公司 $ 第五单元 化学反应的定量关系 01. 学习目标 1. 认识质量守恒定律；理解质量守恒定律的微观本质； 2. 能选取实验验证质量守恒定律，能正确解释质量“不守恒”的现象； 3. 学会化学方程式的配平，并正确书写化学方程式； 4. 学会根据化学方程式进行简单的计算。 重点 质量守恒定律的微观本质； 正确书写化学方程式并进行计算； 难点 质量守恒定律的微观解释； 02. 思维导图 03. 第一部分知识点梳理 一、实验探究-化学反应前后物质的质量关系 实验方案 铜与氧气反应前后质量的测定 铁与硫酸铜反应前后质量的测定 实验装置图 实验现象 粉末逐渐变为 ； 小气球 后又 ； 反应前后电子天平的示数 光亮的铁丝表面逐渐变 ，溶液由 逐渐变为 ； 反应前后电子天平的示数 文字表达式 符号表达式 实验结论 参加反应的氧气和铜的质量总和 反应生成的氧化铜的质量 参加反应的铁和硫酸铜的质量总和 反应生成的铜和硫酸亚铁的质量总和 【点拨】 ①在方案一中的实验装置中，橡胶塞和小气球和作用分别是什么？ 橡胶塞和小气球的作用是 。 ②如果没有橡胶塞和小气球，实验可能出现哪些结果？ 如果没有橡胶塞和小气球，实验时铜与氧气反应消耗锥形瓶内氧气，冷却后压强减小，外界空气进入，导致锥形瓶内物质质量增大，无法验证质量守恒定律。 ③实验现象发分析： · 红色粉末逐渐变为黑色（ ）； · 小气球鼓起后又变瘪（ ）； · 光亮的铁丝表面逐渐变红（反应生成的 覆盖在铁丝表面）； · 溶液由蓝色逐渐变为浅绿色[反应前硫酸铜溶液为 ；硫酸亚铁溶液为 ]； ④用天平称量化学试剂时，干燥的固体试剂应放在称量纸上或容器（如 、 ）中称量，易潮解的试剂应放在 中称量。 ⑤“铜和氧气反应前后质量的测定”实验成功的关键： · 实验过程中装置 ； · 冷却至 后再称量。 二、质量守恒定律 1. 质量守恒定律的内容 参加化学反应的 ，等于 。这个规律叫作质量守恒定律。 2. 概念剖析 适用范围：适用于所有的 反应，不适用于 变化 研究的量：是 的守恒，不包括体积等其他方面的守恒 研究对象：“参加化学变化”的物质。 指的是 ，没有参加反应的物质 在内 各物质：指的是所有参与反应的各种状态的反应物和生成物，包括 、 等。 总质量：指物质的 守恒，而非某一种或几种物质的质量守恒 三、质量守恒定律的验证实验 实验方案 盐酸与碳酸钠粉末反应前后质量的测定 镁条燃烧前后质量的测定 实验装置 实验现象 剧烈反应，产生大量 ； 反应后再次称量，天平指针向 偏转 剧烈燃烧，发出 ，放出热量，产生 ，陶土网上有 生成，坩埚钳上沾有白色固体 文字表达式 符号表达式 实验分析 因容器 ，稀盐酸与碳酸钠反应产生的 逸散到空气中，使反应后称量的质量 反应前称量的质量 因容器为 ，存在以下几种可能 ①第二次称量质量增大：镁条足够长，多数氧化镁附着在镁条上或掉落在陶土网上； ②第二次称量质量减小：因反应过程中产生 ，以及 附着在坩埚钳上，造成 散失较多； ③两次称量结果一致：可能是上面两种原因同时影响的结果 总结 所有的化学反应都遵循 定律。 因此设计实验验证质量守恒定律时，对于有 或 的反应，应在 装置中进行实验 四、质量守恒定律的原因 化学反应的实质：化学反应的过程，就是 的各物质(反应物)的原子 后生成新物质(生成物)的过程。 化学反应前后的变与不变 宏观 关系 微观 六个不变 两个改变 元素的化合价 两个可能改变 分子的数目 04. 第二部分知识点梳理 1、 化学方程式 1. 化学方程式的定义 用 来表示化学反应的式子，叫作化学方程式。 2. 化学方程式的意义 化学方程式的意义 示例： 读法 定性 反应物、生成物、反应条件 反应物是 、 生成物是 反应条件是 定量 体现质量守恒 12 32 44 12+32 = 44 体现各物质的质量比，即相对分子质量（或相对原子质量）与化学计量系数的乘积之比 质量比 12 ：32 ：44 即 3 ： 8 ：11 体现物质粒子个数比，即化学式前面的化学计量数之比 粒子个数比1： 1 ： 1 二、化学方程式的书写 1. 化学方程式的书写原则 · 以 为基础，写出反应物、生成物和反应条件，体现化学反应中的物质转化关系； · 根据 定律配平化学方程式，使等号两边各原子的种类与数目相等，体现化学反应的定量关系。 描述反应事实 一写 在式子的左、右两边写出反应物和生成物的化学式，如果反应物或生成物不止一种，就分别用加号把它们连接起来； 二注 在反应物和生成物之间画一条短线，在短线上注明化学反应发生的条件，如加热(常用“ ”号表示)、 、催化剂等； 配平化学方程式 三配 检查式子左、右两边各元素原子的种类和数目，通过选取合适的化学计量数，使化学方程式遵守质量守恒定律，将短线改为等号； 四查 检查化学方程式是否正确，化学方程式是否配平，反应条件标注是否正确，生成物状态符号是否准确、恰当。 符号“↑”“↓”使用方法 如果生成物中有气体，在气体物质的化学式右边要注“ ”符号。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“ ”符号； 示例： 如果反应物和生成物中都有气体，气体生成物就不注“ ”符号。同样，对于溶液中的反应，如果反应物和生成物中都有固体，固体生成物也不注“ ”符号。 示例： 2. 化学方程式的书写步骤 3. 化学方程式的配平方法 化学方程式的配平主要根据 定律，在化学式前面配上适当的化学计量数，使式子两边各元素原子的 相等。化学方程式的配平方法主要有最小公倍数法、观察法、奇数变偶数法、归一法等。 三、根据化学方程式进行简单计算 1. 计算依据 理论依据： 定律； 基本依据：化学反应中各物质间存在固定的质量比。 2. 根据化学方程式进行计算的一般步骤 一般步骤 ①设未知量 根据题意设未知量，题目里要求什么，就设什么 ②写出反应的方程式 书写时注意 、注明 、并标“ ”或“ ” ③找出比例关系 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列出比例式 已知量 单位（但未知量 单位），且单位要 ，并求解 ⑤简明地写出答案 要答，根据题目里作答 【点拨】 · 未知量x本身 单位，设未知量时 单位。 常用的关系式： · 计算时已知量若是气体体积， 根据公式（是气体的密度，单位为g/L、m是气体的质量，单位为g、v是气体的体积，单位为L），需要换算成质量带入计算，可得气体的质量m=×v； · 计算时代入化学方程式的量必须是 的质量，若物质不纯，必须先换算成 的质量； · · 3. 根据化学方程式进行计算的常见题型 ①含有字母的化学方程式的计算 ②有关反应物或生成物质量的简单计算 ③含不纯物质的化学方程式的计算 ④实验操作型化学方程式的计算 ⑤利用图像进行化学方程式的计算 ⑥结合表格数据进行方程式的计算 4. 技巧性计算 ①用极端分析法巧解化学方程式计算题 极端分析法是初中化学中可用于确定物质质量的一种方法。将所示的问题假设处于一个或两个极端状态(极大与极小、极多与极少等)，从极端的角度分析问题，求出一个极值，推出未知量，或求出两个极值，确定未知量的范围，从而使复杂的问题得到解决。 铝与氧气在点燃的条件下反应生成氧化铝(Al₂O₃)，将7.2g镁粉和铝粉的混合物与足量的氧气充分反应，所得氧化物的质量可能为( ) A.10.6g B.12.0g C.13.0g D.13.6g ②差量法 差量法是依据化学反应前后的某些差量(如固体差量、液体差量等)与反应物或生成物的变化量成正比而建立的一种解题方法。此方法是将差量看作化学方程式的一项(常写在最右端)，将已知差量(实际差量)与化学方程式中对应差量(理论差量)列成比例式。解题的关键在于正确找出差量与已知量、未知量之间的关系。 将 12.4 g Na2CO3和 Na2SO4的混合粉末溶于足量水，向其中加入足量Ba(OH)2溶液，充分反应后过滤，将滤渣洗涤、干燥，称得其质量为21.5 g，则原混合粉末中钠元素的质量为_____。 ③守恒法 【2018海南】现有一份氧元素质量分数为89.5%的过氧化氢溶液，加入MnO2充分反应后，得到液体的质量为90 g(不考虑操作过程中液体的损失)，则生成氧气的质量为____g(精确到小数点后1位) 05. 夯实基础 1． 青铜器表面上铜绿的主要成分是Cu2（OH）2CO3，铜绿受热分解的产物不可能有（） A． CuO B．CO2 C．SO2 D．H2O 2． 化学方程式的读法不正确的是（） A． 一氧化碳和氧气在点燃的条件下生成二氧化碳 B． 一氧化碳加氧气等于二氧化碳 C． 每两个一氧化碳分子与一个氧分子在点燃条件下反应生成两个二氧化碳分子 D． 每56份质量的一氧化碳和32份质量的氧气在点燃的条件下完全反应，生成88份质量的二氧化碳 3．6g的碳在充足的氧气中燃烧，生成二氧化碳22g，则有____的氧气参加反应 A．6g B．22g C．28g D．16g 4．下列现象不能用质量守恒定律解释的是（） A．铁钉生锈后，质量增大 B．纸张燃烧后，所得灰烬的质量比纸张质量小 C．铜在空气中加热后，质量增大 D．水结冰后，质量不变 5．下列关于过氧化氢的说法正确的是（） A．过氧化氢分子中含有氧分子 B．过氧化氢分子中氢、氧原子个数比为1:1 C．过氧化氢中氢、氧元素的质量比为1:8 D．34g过氧化氢完全分解可生成32g氧气 6．化学反应前后可能发生变化的是（） ①原子数目   ②分子数目   ③原子种类   ④物质种类   ⑤元素种类   ⑥物质总质量   ⑦元素的化合价 A．②④⑦ B．①②⑦ C．②⑦ D．①③⑤⑥ 7．某物质在氧气中充分燃烧后，生成二氧化碳和水两种产物，该物质（） A．一定含有碳氢元素 B．一定含有碳氢氧元素 C．一定只含有碳氢元素 D．一定含有碳氢元素，可能含有氧元素 8．利用CO和H2O催化合成乙酸(CH3COOH)，其微观过程如图所示。下列说法不正确的是（） A．反应后分子的数目减少 B．反应前后催化剂的质量保持不变 C．过程中参加反应的CO和生成的O2质量比为7：8 D．该反应的化学方程式为 9．在一密闭容器中，有甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下存在某个反应，测得反应前后各物质的质量如下表，对该反应下列描述正确的是（） 物质 甲 乙 丙 丁 反应前质量/g 20 5 20 20 反应后质量/g 2 待测 32 26 A． 该反应是化合反应 B． 乙一定是催化剂 C． 甲是反应物，丙和丁是生成物 D． 反应生成的丙、丁的质量比为16:13 10．如果采用以下物质分解的方法制取相同质量的氧气，消耗原料质量最小的是（） A．H2O2 B．KMnO4 C．HgO D．H2O 11．下列图像能正确反映其对应实验操作的是（） A．分别用等质量、等溶质质量分数的过氧化氢溶液制取氧气 B．电解一定质量的水 C．红磷在装有一定量空气的密闭容器中燃烧 D．将等质量的镁和氧气在密闭容器中充分燃烧 12．质量为3g的化合物在空气中完全燃烧，生成4.4g二氧化碳和3.6g水，关于该化合物的组成的论断正确的是（） A．只含有碳、氢 B．一定含有碳、氢元素，可能含有氧元素 C．一定含有碳、氢元素，一定不含氧元素 D．一定含有氢、氢元素，一定含有氧元素 13．工业上用甲烷（CH4）和CO2制取合成气时会产生积碳，反应原理如下图。下列说法错误的是（） A．Ni基双金属催化剂可重复使用 B．反应前后元素的化合价均改变 C．反应前后原子种类不变 D．合成气的主要成分是H2和CO 14．一种利用太阳能分解水的原理如下图所示。下列说法不正确的是（） A．反应Ⅰ的化学方程式：I2+2H2O+SO2=2HI+H2SO4 B．反应Ⅲ中生成SO2和O2的分子个数比为2∶1 C．理论上每生成2gH2，同时生成32gO2 D．反应Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ在反应前后均有元素化合价发生改变 15．中国自主研发设计的全球首艘氨燃料动力集装箱船在国际市场成功签约。氨气在纯氧中燃烧的微观示意图如图所示，请回答下列问题。 (1)化学反应前后发生改变的是______(填“分子”或“原子”)种类。 (2)该反应中涉及的氧化物有______种。 (3)写出上述反应的化学方程式______。 (4)若反应得到了28g丙和54g丁，则消耗了34g甲和______g乙。 (5)氨气作为燃料的优点是______(写出一条即可)。 16．将138g酒精（C2H5OH）点燃，全部燃烧后生成二氧化碳、一氧化碳和水。恢复到室温后，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，生成的二氧化碳和一氧化碳的分子个数比为________。 17．将25.0g胆矾放在坩埚内加热，固体质量与成分随温度变化的曲线如图所示。 (1) 加热至______℃时，CuSO4开始分解。 (2) 加热至1000℃时，CuO开始分解，生成Cu2O与一种能使带火星的木条复燃的气体，该气体为______。CuO完全分解时产生该气体的质量为______g。 (3) 根据胆矾分解的化学方程式：，计算图中x的值。 18．珍珠粉中含有碳酸钙，某科技实验小组为了测定某种珍珠粉中碳酸钙(CaCO3)的含量，称取22.2g研碎的珍珠粉，连续进行四次高温煅烧(杂质不参加反应，化学方程式：、冷却、称量，结果如下： 操作次数 第1次 第2次 第3次 第4次 剩余固体质量(g) 17 15.8 13.4 13.4 (1)CaCO3由___________种元素组成，CaCO3中钙元素的质量分数为___________。 (2)完全反应后生成二氧化碳的质量为___________g。 (3)计算22.2g珍珠粉中CaCO3的质量。 (4)计算该珍珠粉中CaCO3的质量分数。(写出计算过程，计算结果精确到0.1%) 学科网（北京）股份有限公司 $