内容正文:
第一部分 核心专题复习
主题三 物质的化学变化
第11讲 质量守恒定律 化学方程式及化学反应的基本类型
一、质量守恒定律
1.概念: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。由分子构成的物质在化学反应中的变化过程如下:
2.从宏观和微观角度认识质量守恒定律
质量
种类
数目
质量
种类
总质量
3.质量守恒定律的应用(详见P92专项9)
二、化学方程式
1.概念:用化学式来表示化学反应的式子。
理解 描述
质 表示反应物、生成物和反应条件 水在通电条件下反应生成氢气和氧气
量 宏观 表示反应物与生成物之间的质量关系 每36份质量的水在通电条件下反应生成4份质量的氢气和32份质量的氧气
微观 表示反应物与生成物之间的粒子个数比 2个水分子在通电条件下反应生成2个氢分子和1个氧分子
3.化学方程式的书写
(1)书写原则:一是要以客观事实为基础;二是要遵守⑦_____________,等号两边各原子的⑧____________必须相等。
质量守恒定律
种类与数目
特别提醒:a.反应物中有气体,生成的气体不用标“↑”;溶液中的反应,反应物中有固体,生成物中的固体就不用标注“↓”。
b.注意区分“△”和“高温”:若反应在酒精灯加热的条件下发生,书写化学方程式时就用“△”;若反应需要的温度高于用酒精灯加热的温度(如用酒精喷灯加热或需要在酒精灯火焰上加一个金属网罩)一般用“高温”。
4.利用化学方程式的计算
(1)依据:质量守恒定律。
(2)计算步骤
a.设:根据题意设未知数(不带单位)
b.写:正确书写化学方程式
c.找:找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、待求量的质量关系
d.列:列出比例式
e.求:求解(求得的值必须带单位)
f.答:简要地写出答语
三、四大基本反应类型
反应类型 概念 特点 字母表达式
化合反应 由⑫________________物质生成另一种物质的反应 多变一 A+B+……→C
分解反应 由一种物质生成两种或两种以上其他物质的反应 一变多 C→A+B+……
置换反应 一种单质和一种化合物反应生成另一种⑬______和另一种⑭_________的反应 单换单 A+BC→B+AC
复分解反应 由两种化合物互相交换成分生成另外两种化合物的反应(条件:有⑮______或⑯______或⑰___生成) 双交换、价不变 AB+CD→AD+CB
两种或两种以上
单质
化合物
沉淀
气体
水
中和反应一定是复分解反应,复分解反应不一定是中和反应。
正确。中和反应是复分解反应的特例,一定是复分解反应,但复分解反应不一定是中和反应,如金属氧化物与酸的反应。
基础训练
1.(2024·南京)水通电分解的反应前后,发生变化的是( )
A.原子种类 B.元素种类
C.分子种类 D.原子数目
2.(2024·自贡)化学方程式的书写必须遵循客观事实和质量守恒定律。下列化学方程式符合题意且书写正确的是( )
A.铝在空气中与氧气反应:Al+O2===AlO2
B.铁与盐酸反应:2Fe+6HCl===2FeCl3+3H2↑
D.氢氧化铝治疗胃酸过多:Al(OH)3+3HCl===AlCl3+3H2O
C
D
3.(2025·湖北)在探究蜡烛元素组成时,做了如图的实验。下列推测错误的是( )
A.蜡烛燃烧有水生成 B.蜡烛燃烧有二氧化碳生成
C.蜡烛一定含有氧元素 D.蜡烛一定含有碳、氢元素
C
4.(2025·黑龙江)密闭容器内有甲、乙、丙、丁四种物质,在一定条件下发生化学反应,测得反应前后有关数据如下:
物质 甲 乙 丙 丁
反应前的质量/g 30 8 2 9
反应后的质量/g 待测 26 2 7
下列有关此反应的说法正确的是( )
A.表中待测数值是16
B.物质乙一定是单质
C.物质丙一定是该反应的催化剂
D.反应中甲与丁变化的质量之比为8∶1
D
5.(2025·武汉)利用捕集的CO2生产低碳、零碳燃料,既可缓解能源危机,又可助力实现“双碳”目标。我国科研人员研制出的新型催化剂,可催化CO2转化为甲醇,其转化过程如图所示。
下列说法正确的是( )
B.Ⅰ中反应前后存在元素化合价的改变
C.Ⅱ中反应前后原子和分子的数目均保持不变
D.Ⅰ和Ⅱ中反应前后催化剂的质量均发生改变
B
6.(2025·齐齐哈尔节选)硫化氢(H2S)可在催化剂的作用下与甲烷反应生成二硫化碳(CS2)和一种气体单质,其反应的微观示意图如图所示。
(1)X的化学式为______。
(2)该反应的化学方程式为___________________________。
H2
7.(1)(2025·兰州节选)氢氧化钠溶液“捕集”二氧化碳的化学方程式为______________________________。
(2)(2025·江西节选)铁与硝酸银溶液发生置换反应的化学方程式为______________________________。
(3)(2025·山西节选)2006年,某船只运输浓硫酸时不慎泄漏,当地迅速采取措施,用常见的实验用品__________检测河水的酸碱度,并用熟石灰中和水体中的硫酸,该过程发生反应的化学方程式为____________________
__________________。
2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O
Fe+2AgNO3===Fe(NO3)2+2Ag
pH试纸
Ca(OH)2+H2SO4
===CaSO4+2H2O
(4)(2025·黑龙江节选)天然气的主要成分是甲烷,其燃烧的化学方程式为__________________________。
(5)(2025·南充节选)工业上,可用电解饱和NaCl溶液的方法来制烧碱、氢气和氯气(Cl2),该反应的化学方程式为______________________________
________。
(6)(2024·资阳节选)利用太阳能光伏电池电解水制高纯度氢气,其反应的化学方程式为______________________。
+Cl2↑
解:设理论上需要SnO2的质量为x。
151 119
x 11.9 t
答:理论上需要SnO2的质量为15.1 t。
x=15.1 t
能力提升
9.(2025·云南)捕集CO2合成尿素[CO(NH2)2],可实现CO2资源化利用,转化流程如图所示。下列说法不正确的是( )
A.理论上,反应②中合成3.4 t NH3需要0.6 t H2
B.理论上,反应③中参加反应的NH3和CO2的质量比为17∶22
C.该转化流程中,H2O可循环利用,无需额外补充
D.该转化流程中,分子总数减少
C
10.(2025·黔东南一模)Fe3O4是合成氨催化剂的主要成分,催化过程中部分Fe3O4会在高温条件下与氢气反应而使催化剂“失效”,可用氧气在一定温度下使失效后的催化剂“再生”,如图1。通入氧气加热,将64.8 g FeO进行再生,反应过程中固体质量随温度变化的关系如图2。已知:T1 ℃~T2 ℃时,FeO转化为Fe3O4;T3 ℃~T4 ℃时,Fe3O4转化为Fe2O3。下列说法正确的是( )
A.再生过程中固体含氧量降低
B.a点对应的物质为FeO和Fe2O3
C.m=69.6
D.为保证催化效果,合成氨反应的温度应控制在T3 ℃~T4 ℃
C
11.(2025·武汉)将m1 g可燃物与过量氧气在密闭容器中用电火花引燃,除生成二氧化碳外,还可能生成水。充分反应后,容器内氧气减少了m2 g。实验过程中生成二氧化碳的质量随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.图中t1时刻,容器内氧气的质量为 g
B.图中t2时刻,容器内碳元素的质量为 g
C.若11m2<8m3,则该可燃物一定含有碳、氧元素
D.若m1+m2>m3,则该可燃物一定含有碳、氢、氧元素
C
12.(2025·黔东南一模节选)氢氧化锂(LiOH)是锂电池材料的关键锂源,工业上常用碳酸锂(Li2CO3)和氢氧化钙为原料进行制备,其生产流程如图所示。
由图中信息可得,碳酸锂与氢氧化钙反应的化学方程式为______________
____________________________,该反应属于____________(填基本反应类型)。
Ca(OH)2+
Li2CO3===CaCO3↓+2LiOH
复分解反应
13.(2025·毕节二模节选)某同学用氢氧化钠溶液测定卤水中MgCl2的溶质质量分数(卤水中其他成分不与NaOH反应),需要收集的数据有_________
______________________________________________________________________________________________,发生反应的化学方程式为__________
_____________________________。
消耗的氢氧化钠溶液质量、溶液中氢氧化钠的质量分数和消耗的卤水质量(或者消耗的卤水质量和产生的沉淀质量)
MgCl2+
2NaOH===Mg(OH)2↓+2NaCl
14.(2025·贵阳二模)甲醛(CH2O)用途广泛,35%~40%的甲醛水溶液俗称福尔马林,常用于制作动物标本、种子消毒等。各种黏合剂涂料和合成纺织品的使用会产生一定量的甲醛,对空气造成轻微的污染。最新研究中,活性炭-纳米级TiO2光催化剂催化甲醛转化的微观示意图如图1所示。活性炭与纳米级TiO2的比例不同(全碳、2∶1、1∶1.5、1∶2)时,甲醛去除效果差异如图2所示。
图1
(1)根据上述材料,请列举一条甲醛的用途:_______________________。
(2)图1中反应的化学方程式为__________________________;TiO2中钛元素的化合价为______。
图2
制作动物标本(合理即可)
+4
(3)若除去0.6 g甲醛需要消耗O2的质量为______g。
(4)从图2可知,活性炭-纳米级TiO2光催化剂去除甲醛效果最佳的比例为_______,依据是_________________________________________________
_____。
0.64
1∶1.5
1∶1.5的比例下,甲醛下降速度较快,且最终甲醛浓度
更低
15.(2025·泸州节选)碘单质(I2)微溶于水,广泛用于医药、染料等方面。I2的一种制备方法如下图所示。回答相关问题:
(1)“沉碘富集”反应的化学方程式为____________________________,该反应的类型为_______________。
(2)“置换1”沉淀与铁粉反应的化学方程式为______________________。
AgNO3+KI===KNO3+AgI↓
复分解反应
2AgI+Fe===2Ag+FeI2
六个“一定不变”
两个“一定改变”
两个“可能改变”
注意:质量守恒定律只适用于化学变化,不适用于物理变化。
2.化学方程式的意义(以2H2O2H2↑+O2↑为例)
(2)书写步骤(以2H2O22H2O+O2↑为例)
C.乙醇在空气中燃烧:C2H5OH+O2CO2+H2O
A.与的化学性质相同
2H2S+CH4CS2+4H2
CH4+2O2CO2+2H2O
2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑
2H2O2H2↑+O2↑
8.(2025·毕节一模)古籍《天工开物》曾记载炼锡(Sn)的原理:SnO2+2CSn+2CO↑。若要炼制11.9 t的锡,计算理论上需要SnO2的质量(写出计算过程)。
SnO2+2CSn+2CO↑
CH2O+O2CO2+H2O
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