内容正文:
专题12 质量守恒定律与化学方程式
考点清单
▉考点01 质量守恒定律的实验探究实验
在封闭体系中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
铁与硫酸铜溶液反应前后质量的测定
图示
反应原理
实验现象
气球鼓起后又变瘪,红色粉末逐渐变为黑色
光亮的铁丝表面逐渐变红,溶液由蓝色逐渐变为浅绿色
实验数据
反应前后总质量不变
实验现象
分析
开始加热时,锥形瓶中气体受热膨胀,气球鼓起;随着氧气被消耗,瓶内气体压强减小,最终气球变瘪,红色的铜粉与氧气反应生成黑色的氧化铜
反应前,铁丝光亮,呈银白色,硫酸铜溶液为蓝色;反应后生成的红色的铜覆盖在铁丝表面,随着硫酸亚铁(其溶液为浅绿色)的生成,溶液由蓝色逐渐变为浅绿色
实验数据
解释
反应体系封闭,与外界没有物质交换,反应前后物质总质量相等
实验数据处理
反
应
前
总
质
量
①装置质量
②铜粉质量(参加反应的铜粉质量+未参加反应的铜粉质量)
③瓶中氧气质量(参加反应的氧气质量+未参加反应的氧气质量)
④瓶中其他气体质量
①装置质量
②铁丝质量(参加反应的铁丝质量+未参加反应的铁丝质量)
③硫酸铜溶液质量(参加反应的硫酸铜质量+未参加反应的硫酸铜溶液质量)
④瓶中气体质量
实验数据处理
反
应
后
总
质
量
①装置质量
②生成的氧化铜质量
③未参加反应的铜粉质量
④未参加反应的氧气质量
⑤瓶中其他气体质量
①装置质量
②生成的硫酸亚铁质量
③生成的铜质量
④未参加反应的铁丝质量
⑤未参加反应的硫酸铜溶液质量
⑥瓶中气体质量
消去
反应
前后
相同项
m参加反应的铜粉+m参加反应的氧气=m生成的氧化铜
m参加反应的铁丝+参加反应的硫酸铜=m生成的硫酸亚铁+m生成的钢
实验结论
参加反应的铜粉和氧气的质量总和等于反应后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后生成的铜和硫酸亚铁的质量总和
拓展延伸
1.体系与环境:在化学中,把研究的对象叫作体系;体系以外的部 叫作环境。
2.封闭体系:体系与环境之间无物质交换,只有能量交换。利用有气体参加或生成的化学反应验证质量守恒定律,必须在封闭体系中进行。
3.敞开体系:体系与环境之间既有物质交换又有能量交换。
拓展延伸 橡胶塞和小气球的作用
1.橡胶塞和小气球可以使装置封闭,防止外界物质进入装置,使结果产生误差。
2.小气球还可起缓冲作用,防止瓶内气体受热膨胀而冲开橡胶塞。
▉考点02 质量守恒定律
1 . 定义
(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。这个规律叫作质量守恒定律。
(2)理解
①“参加化学反应”:a.质量守恒定律的研究对象是参加化学反应的物质,不包括催化剂和未反应的物质;b. 质量守恒定律适用于所有化学反应。
②“各物质”包括参加化学反应的固态、液态、气态的所有物质。
③质量守恒定律强调的是“质量守恒”,不包括体积等其他方面的守恒。
易错警示
质量守恒定律只适用于化学反应,它揭示了化学反应中反应物和生成物之间的质量关系,只能解释质量守恒,而且是实际参加反应的物质的质量。
2.质量守恒的原因
(1)化学反应的实质
①化学反应的过程,就是参加反应的各物质(反应物)的原子重新组合生成新物质(生成物)的过程。
②由分子构成的物质在化学反应中的变化过程如下:
(2)化学反应前后质量守恒的原因
①微观上,反应前后原子的种类、数目、质量不变。
②宏观上,反应前后元素的种类、质量不变。
拓展延伸 化学反应前后的“六个不变”“两个一定改变”和“两个可能改变”
▉考点03 运用质量守恒定律解释实验现象
在敞开体系实验中化学反应前后质量的变化
实验方案
盐酸与碳酸钠反应前后质量的测定
镁条燃烧前后质量的测定
图示
反应原理
盐酸+碳酸钠→氯化钠+二氧化碳+水
镁+氧气氧化镁
实验现象
剧烈反应,产生大量气泡
剧烈燃烧,发出耀眼的白光,放出热量,产生白烟,陶土网上落有白色固体,坩埚钳上沾有白色固体
实验结果
反应后再次称量,天平指针向右偏
需根据实验称量的结果进行比较
实验现象
分析及
实验
结果解释
盐酸和碳酸钠反应产生二氧化碳气体,因容器敞口,气体逸散到空气中,反应后无法称量生成的二氧化碳的质量
若第二次称量质量减小:因产生白烟及氧化镁附着在坩埚钳上,造成氧化镁散失较多;若第二次称量质量增大:因镁条足够长,多数氧化镁附着在镁条上或掉落在陶土网上; 若第二次称量质量与第一次相等: 以上两种因素综合的结果
实验结论
在敞开体系中进行有气体生成的反应,反应后称量的质量小于反应前称量的质量
对于敞开体系中的反应,反应后称量的质量与反应前称量的质量可能存在多种关系
化学反应都遵守质量守恒定律
温馨提示
1.托盘天平的灵敏度较低,在实验时应使镁条足够长,以保证天平的称量结果有明显的变化。
2.镁条燃烧发出耀眼的白光,要避免久盯白光,以免强光对眼睛造成伤害。
易错警示
质量守恒定律适用于一切化学反应。若天平不平衡,不能由此误认为质量不守恒。要分析该反应装置是否能称量全部的反应物质量和全部的生成物质量,找出天平不平衡的原因。
▉考点04 化学方程式
1.定义:用化学式来表示化学反应的式子。
拓展延伸 化学用语
化学方程式是化学用语的一种。此外,元素符号、离子符号、化学式、化合价、原子结构示意图、离子结构示意图等都属于化学用语。
2.表示方法
3. 意义
易错警示
化学计量数是指化学方程式中每种物质化学式前面的数字。化学计量数之比表示的是化学变化中各物质 粒子数的最简整数比,不是质量比。
特别说明 反应物、生成物之间的质量比的计算方法,推导过程如下:
结论:反应物、生成物之间的质量比=各物质的相对分子质量与各自化学计量数的乘积之比。
4.读法
易错警示
化学方程式中的“+”读作“和” “与”或“跟”,不能读作“加”; “ — ”不能读作“等于”,应读作“生成”。
▉考点05 化学方程式的书写
1.书写原则
(1)以客观事实为基础——不能凭空设想、主观臆造事实上不存在的物质和化学反应。
(2)遵守质量守恒定律——等号两边各原子的种类与数目必须相等。
2. 书写步骤(以高锰酸钾受热分解为例)
巧学妙记 化学方程式的书写
左反右生一横线,配平以后加一线,等号上下注条件,箭头要标气和淀。
易错辨析
3. 注意事项
(1)正确区分反应条件和反应过程——如“点燃”与“燃烧”,“通电”与 “电解”等。“点燃”“通电”是反应条件,“燃烧”“电解”是反应过程 。
(2)若“加热”(“△”)与其他反应条件共存时, 一般将“△”写在等号下面,其他条件写在等号上面。
(3)符号“↑”“↓”的使用:当反应物中没有气体,生成物中有气体时, 在气体生成物后标注“↑”;在溶液中的反应,如果反应物中没有固体,生成物中有固体,在固体生成物后标注“↓”。
▉考点06 化学方程式的配平
1.配平依据: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。
2.配平方法
(1)观察法
①适用范围:反应物或生成物中某些物质的化学式比较复杂。
第一步:从化学式比较复杂的一种物质入手,推求出与其有关物质 的化学式的化学计量数;
第二步:根据求得的化学计量数再找出其他化学式的化学计量数;
第三步:横线改等号。
温馨提示
1.化学计量数为1时一般不写,但如果化学方程式中化学式前面有“口”“ _ ”或“( )”时,1需要写。
2.同一化学方程式可用不同的方法配平,甚至几个方法同时使用。
易错警示
1.配平化学方程式的过程中不能改动化学式,只能改变化学式前的化学计量数。
2.配平后各物质的化学计量数应为最简整数比。
如配平
第一步
观察发现1个Fe2O₃可以提供3个氧原子,1个CO结合1个氧原子生成1个CO₂,则1个Fe2O3需要与3个CO结合生成3个CO₂,因此CO、CO₂的化学计量数为3
第二步
Fe的化学计量数为2
第三步
横线改等号。
易错警示
化学方程式配平后,再将短线改为等号,以防出错。
(2)最小公倍数法
①适用范围:配平前式子两边原子个数相差较大。
②步骤
第一步:找出在横线两边各出现一次且原子个数相差较大的原子作为配平起点;
第二步:求出横线两边该原子个数的最小公倍数;
第三步:用最小公倍数分别除以含有该元素的化学式中的原子个数,所得数值就是相应物质化学式前的化学计量数;
第四步:由已有的化学计量数,确定其他化学式前的化学计量数;
第五步:横线改等号。
如配平
第一步
在横线两边各出现一次且原子个数相差较大的原子是氧原子,以氧原子为配平起点
第二步
1个O₂和1个P2O5中氧原子个数的最小公倍数为2×5=10
第三步
1个0₂中含有2个氧原子,10÷2=5,1个P2O5中含有5个氧原子,10÷5= 2,化学式O2和P2O5前分别写5和2。
第四步
反应物P转化为P2O5 , 2个P2O5中含有4个磷原子,因此化学式P的化学计量数为4。
第五步
横线改等号。
(3)奇数配偶法
①适用范围:某种元素多次出现,且横线两边该元素的原子数目一奇一偶出现。
②步骤
第一步:找出横线两边出现次数较多的元素;
第二步:该元素的原子在横线两边的数目总是一奇一偶出现,选定该元素作为配平的起点;
第三步:在原子个数是奇数的化学式前配上最小的偶数2,使原子个数由奇数变为偶数并加以配平,若2配不平,再换成4,由已推求出的化学计量数确定其他化学式的化学计量数;
第四步:横线改等号。
如配平
第一步
氧元素是横线两边出现次数较多的元素
第二步
因为氧分子是双原子的分子,无论有多少个氧分子与FeS2反应,反应物中总含有偶数个氧原子。但是生成物里氧原子数目是奇数。选定氧元素作为配平的起点
第三步
1.1个SO2中含有两个氧原子,是偶数,它的化学式前的化学计量数无论是多少,所含氧原子的个数总是偶数。因此,只有改变Fe2O3的化学计量数才能使生成物的氧原子个数变为偶数。可以在化学式Fe2O3前试写一个最小偶数2,再进一步配平。
2.生成物Fe2O3中的铁原子全部来自反应物FeS₂,因此FeS2中的铁原 子个数等于Fe2O3中的铁原子个数。2个Fe2O3中含有4个铁原子,在化学式FeS2前写4。
3.生成物SO2中的硫原子全部来自反应物FeS₂,4个FeS2中有8个硫原子,在化学式SO2前写8。
4.生成物中所含的氧原子总数为22,且全部来自反应物O2,在化学式O2前写11。
第四步
横线改等号。
巧学妙记 奇数配偶法
出现最多寻奇数,再将奇数变为偶。观察配平道理简,二四不行再配六。
(4)设“1”法
①适用范围:化合反应、分解反应及有机物的燃烧。
②步骤
温馨提示
配平含原子团的化学方程式时,把原子团看作一个整体进行配平。
▉考点07 利用化学方程式进行简单计算
1 .计算依据
(1)理论依据:质量守恒定律。
(2)基本依据:各物质质量之比=各物质的相对分子质量(或相对原子质量)与化学计量数的乘积之比。
易错警示
利用化学方程式进行计算时,切记不要忘记乘化学计量数。
2. 化学方程式中的比例关系
假设A、B、C、D四种物质在一定条件下发生反应:aA+bB=xC+yD, 已知A、B、C、D的 相对分子质量(或相对原子质量)依次为M1、M2、M3、M4,a、b、x、y 为配平的化学计量数,当参加反应的A的质量为 m1,B的质量为 m2时,两者恰好完全反应生成C和D 的质量依次为m3和m4,则有如下关系。
( 1 ) 质量守恒关系:m1+m2=m3+m4。
(2)四种物质之间的比例关系:
3. 利用化学方程式进行计算的一般步骤
以硫在空气中燃烧生成二氧化硫为例,若16g硫完全燃烧,能生成二氧化硫的质量是多少?
归纳总结 化学方程式计算中的“三个三”
1.三个要领:①步骤完整;②格式规范;③结果准确。
2.三个关键:①准确书写化学方程式;②正确配平化学方程式;
③准确计算质量比。
3.三个注意:①单位统一;②用纯净物的质量进行计算;③其他量要换算成质量进行计算。
方法清单
▉方法01 质量守恒定律验证实验的设计
1.一般思路
测定反应前物质的总质量m1→测定反应后物质的总质量m2→比较m1和m2的大小→得出结论。
2.设计实验的注意事项
(1)实验中必须发生化学变化,而非物理变化。
(2)若反应中有气体参加或生成,必须在密闭容器中进行实验。
3.装置改进
第五单元
采用图1装置进行实验,反应结束后天平不平衡的原因是装置不密闭,反应生成的二氧化碳气体逸散到空气中。对图1利用生成气体的反应验证质量守恒定律的装置进行改进,如图2中I、Ⅱ、Ⅲ 所示,三种都属于密闭装置,但进行实验时,也存在如下表所示的不同情况。
I
生成二氧化碳,气球膨胀,使整个装置所受空气浮力增大,反应后天平不平衡
Ⅱ
注射器也可换成装有盐酸的胶头滴管。适合生成少量气体的反应,若装置中反应生成大量气体,锥形瓶中压强增大,可能会导致橡胶塞弹出
Ⅲ
属于最佳装置,集气瓶中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收反应生成的二氧化碳气体,盐酸和碳酸钠在该装置中发生的反应可以用来验证质量守恒定律
▉方法02 质量守恒定律的应用
1.推断化学方程式中物质的化学式
根据化学反应前后原子种类、数目不变,比较反应前后各种原子数目的多少,找出各种原子数目的差异,进而确定物质的化学式。
2.推断物质的元素组成
如某物质在氧气中燃烧,生成二氧化碳和水。
(1)根据化学反应前后元素的种类不变,可以推知该物质中一定含有碳、氢元素,可能含有氧元素。
(2)根据反应前后碳、氢元素的质量不变,可将二氧化碳和水中碳、氢元素的总质量与该物质的质量比较。若相等,说明该物质中不含氧元素;若该物质的质量大于碳、氢元素的质量之和,说明该物 质中含有氧元素。
(3)根据各元素的质量之比等于各元素相对原子质量与原子数目的乘积之比,结合相对分子质量,推断物质的化学式。
3.解图表数据分析题
(1)根据反应前各物质的质量总和=反应后各物质的质量总和,计算出未知量。
(2)计算出各物质反应前后质量的变化,根据变化情况分析:
①质量增加:为生成物。②质量减少:为反应物。③质量不变:可能为催化剂,也可能是未参加反应的杂质。
(3)写出该反应的表达式,判断基本反应类型等其他信息。
图表数据分析题的变式如下(载体不同,但解题方法大致相同):
4.解微观示意图题
(1)确定反应前后是否有相同的分子(或原子)。若有,则先等个数删除相同的分子(或原子)。
(2)若小球代表的原子种类已知,则可以根据微观示意图写出该反应的化学方程式(详见P69 化学方 程式的书写);若小球代表的原子种类未知,则根据反应前后各种小球所代表的原子的种类和数目不变进行配平(详见P69 化学方程式的配平),并根据反应特征判断基本反应类型。
(3)根据书写出的化学方程式判断分子个数、元素化合价等是否发生变化。
(4)利用化学反应中小球的组合变化理解化学反应的实质。
▉方法04 化学方程式的正误判断个
▉方法05 陌生化学方程式的书写
1.依据信息书写化学方程式的方法
2.根据微观示意图书写化学方程式
解题时要认真研究微观示意图各部分的含义,每个小球代表1个原子,原子构成分子。确定生成物分子种类或数目时不要受剩余物质分子的干扰。
▉方法06 利用化学方程式进行简单计算的常见类型及解题方法
1.有关反应物和生成物质量的计算
直接根据化学方程式,由已知反应物的质量求生成物的质量或由已知生成物的质量求反应物的质量等。在解题时应先通读题意,明确题中涉及反应的化学方程式、已知量、未知量,然后根据步骤进行计算,特别注意化学方程式要配平。解题步骤要完整,解题格式要规范。
2.关于过量问题的计算
对于题中“适量”“足量”“过量”“恰好反应”“完全反应”的理解。
“适量”:两种(或多种)反应物之间按一定质量比恰好完全反应。
“足量”:一种反应物完全反应,无剩余;另一种反应物可能完全反应,也可能有剩余。
“过量”:完全反应后,有一种(或多种)反应物剩余。
“恰好反应”“完全反应”:各反应物完全反应,均无剩余。
两种反应物的质量均为已知量时,必须先判断是否有一种反应物过量。若有,应选用不过量(即完全反应无剩余)的反应物的质量进行计算。
3.有关表格类的计算
表格类试题往往给出多组实验数据。解题时要通过比较、分析、推理,确定反应物完全反应的一组 数据,再根据这组数据进行有关化学方程式的计算。解题的关键是抓住相等量,对多组数据进行分析比较。
4.有关图像类的计算
图像类计算最常见的题型是坐标曲线题,坐标系中的曲线图能表示化学反应中物质质量的变化情况。解题时应抓住“质”的变化,弄清“量”的关系,数形结合,领悟图像意义,理解图中特殊点(起始点、交点、转折点、终点)的意义,把握图像趋势,点、线综合考虑,选择图中的正确数据代入公式或化学方程式中计算,经讨论或推理得出正确结论。
▉方法07 运用关系式法巧解含多步化学反应的计算题
对于涉及两步或多步反应相互关联的化学方程式的计算,可以根据中间物质的传递关系,找出相关物质之间的质量关系,建立关系式,根据已知量求未知量,运用关系式法计算可以简化计算步骤。根据相关化学方程式,正确提取关系式是用关系式法解题的关键。
一.质量守恒定律的内容及适用范围(共4小题)
1.开展化学反应前后物质的质量关系探究,实验装置如图1所示,测得锥形瓶中氧气含量的变化过程如图2。下列说法正确的是( )
A.实验过程中气球变大,粉末由黑色变成红色
B.铜与氧气的反应速率,1000s前大于1000s后
C.反应结束后,锥形瓶内物质的总质量增加
D.反应结束后,氧化铜的质量等于瓶中铜粉和氧气质量之和
【答案】B
【解答】解:A、加热时,锥形瓶内的温度升高,压强增大,因此气球变大。铜与氧气在加热条件下反应生成氧化铜,可观察到铜粉加热后由红色变为黑色,故A说法不正确;
B、根据图示,氧气减少的速率由快变慢,铜与氧气的反应速率,1000s前大于1000s后,故B说法正确;
C、根据质量守恒定律可知,反应结束后,锥形瓶内物质的总质量不变,故C说法不正确;
D、反应前锥形瓶内铜粉和氧气的总质量不一定等于生成的氧化铜的质量,因为铜和氧气不一定恰好完全反应,故D说法不正确;
故选:B。
2.蜡烛在氧气中燃烧生成二氧化碳和水。下列有关叙述正确的是( )
A.蜡烛燃烧前后质量不变
B.蜡烛减少的质量等于生成的二氧化碳和水的质量之和
C.生成的二氧化碳和水的质量之和等于蜡烛燃烧的质量与氧气消耗的质量之和
D.通过生成物的元素组成推测,蜡烛中一定只含C、H两种元素
【答案】C
【解答】解:A、随着蜡烛的燃烧,蜡烛的质量减小,故选项错误;
B、蜡烛减少的质量加上反应的氧气的质量等于生成二氧化碳和水的质量,选项错误;
C、蜡烛燃烧后生成物的质量之和等于蜡烛减少的质量与消耗氧气的质量之和,故选项正确;
D、蜡烛在氧气中燃烧生成二氧化碳和水,CO2和H2O两种物质中含有碳、氢、氧三种元素,根据质量守恒定律,反应前后,元素种类不变,反应物氧气中只含有氧元素,则蜡烛中不一定只含有C、H两种元素,可能含有氧元素,故选项说法错误;
故选:C。
3.化学学科核心素养展现了化学课程对学生发展的重要价值,下列说法正确的是( )
A.化学观念:并不是所有的化学反应都符合质量守恒定律
B.科学思维:单质是由同种元素组成的物质,则由同种元素组成的物质一定是单质
C.科学探究与实践:自制简易净水器时会用到活性炭,其作用是吸附水中的色素和异味
D.科学态度与责任:NO2、SO2、CO2都是空气污染物,应控制排放
【答案】C
【解答】解:A、质量守恒定律适用于任何化学变化,故A错误;
B、单质是由同种元素组成的纯净物,但由同种元素组成的物质不一定是单质,也可能是混合物,如氧气和臭氧的混合物、金刚石和石墨的混合物等,故B错误;
C、活性炭具有吸附性,自制简易净水器时会用到活性炭,其作用是吸附水中的色素和异味,故C正确;
D、二氧化碳不是空气污染物,故D错误;
故选:C。
4.兴趣小组选用如图实验装置(托盘天平略)来验证质量守恒定律。
(1)A装置 不能 (选填“能”或“不能”)验证质量守恒定律。
(2)B装置在实验后整体质量减轻,原因是 有气体逸出 ;从微观上分析,该实验遵循质量守恒定律的原因是 化学反应前后,原子的种类、数量、质量都保持不变 。
【答案】(1)不能;
(2)有气体逸出;化学反应前后,原子的种类、数量、质量都保持不变。
【解答】解:(1)质量守恒定律只适用于化学变化,而蒸馏水与酒精混合属于物理变化,不能用于质量守恒定律的验证;故答案为:不能;
(2)过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解为水和氧气,该实验是在敞口的烧杯内进行的,生成的氧气从烧杯中逸出,因此B装置在实验后整体质量减轻;从微观上分析,该实验遵循质量守恒定律的原因是化学反应前后,原子的种类、数量、质量都保持不变;故答案为:有气体逸出;化学反应前后,原子的种类、数量、质量都保持不变。
二.质量守恒定律的微观解释(共4小题)
5.下列各叙述中,错误的是( )
A.化学反应前后,物质的质量总和相同
B.化学反应前后,元素的种类相同
C.化学反应前后,各种原子的总数相同
D.化学反应前后,物质的分子个数相同
【答案】D
【解答】解:A、根据质量守恒定律可知参加反应的物质质量等于生成物质的质量,故A正确;
B、根据质量守恒定律可知,化学反应前后元素种类不变,故B错误;
C、根据质量守恒定律可知,化学反应前后原子数目不变,故C正确;
D、在化学反应中,分子的个数可能发生变化,错误。
故选:D。
6.形成化学观念,发展科学思维。下列推理正确的是( )
A.转化观:H2O和H2可以互相转化
B.守恒观:化学反应前后,分子、原子总数都不改变
C.结构观:CO2和CO的组成元素相同,因此化学性质也相同
D.能量观:化学变化伴随能量改变,因此有能量改变的变化一定是化学变化
【答案】A
【解答】解:A、水通电分解生成氢气和氧气,氢气燃烧生成水,H2O和H2可以互相转化,故选项推理正确。
B、化学反应前后原子总数不变,但分子总数可能改变,如,故选项推理错误。
C、CO2和CO的组成元素相同,但分子的构成不同,导致化学性质差异显著(如CO具有可燃性,CO2不能燃烧),故选项推理错误。
D、化学变化伴随能量改变,但有能量改变的变化不一定是化学变化,也可能是物理变化,如氢氧化钠溶于水放热,属于物理变化,故选项推理错误。
故选:A。
7.微粒观是化学学科的核心思想之一,是化学学习的基石。下列关于化学微粒观的认识中,不正确的是( )
A.能直接构成物质的微观粒子有分子、原子和离子
B.化学变化是反应物的原子重新组合转变为生成物的过程
C.化学反应前后原子种类不变、原子数目不变、原子质量不变
D.分子可以再分,原子不能再分
【答案】D
【解答】解:A、能直接构成物质的微观粒子有分子、原子和离子,故选项说法正确。
B、化学变化的实质是分子分成原子,原子重新组合成新分子,化学变化是反应物的原子重新组合转变为生成物的过程,故选项说法正确。
C、根据质量守恒定律,化学反应前后原子种类不变、原子数目不变、原子质量不变,故选项说法正确。
D、在化学变化中,分子可分,原子不可分,但原子仍可以再分,可以分成原子核和电子,故选项说法错误。
故选:D。
8.下列图形或图像不能正确反映相应关系的是( )
A.A——硫燃烧过程中原子的变化
B.B——水通电分解
C.C——用两份等质量、等浓度的过氧化氢溶液分别制取氧气
D.D——表示化合物与氧化物的关系
【答案】C
【解答】解:A、根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类和个数都不变。因此硫燃烧的过程中原子个数不会随反应时间改变,故A图像能正确反映相应关系;
B、电解水时,正极产生氧气,负极产生氢气,氧气与氢气的体积比约为1:2,图像中气体体积随反应时间的变化符合该比例关系,故B图像能正确反映相应关系;
C、用两份等质量、等浓度的过氧化氢溶液分别制取氧气,催化剂只能改变化学反应的速率,不能改变生成物的质量。有催化剂时反应速率快,先达到产生氧气质量的最大值,但最终生成氧气的质量是相等的。而该图像中显示有催化剂和无催化剂时最终生成氧气质量不同,且产生氧气的时间起点不同,故C图像不能正确反映相应关系;
D、氧化物是由两种元素组成,其中一种元素是氧元素的化合物,所以氧化物属于化合物,化合物包含氧化物,故D图能正确反映相应关系。
故选:C。
三.根据质量守恒定律判断物质的化学式(共5小题)
9.废水中氨氮(以NH3的形式存在)含量过高,直接排放会导致水体富营养化。次氯酸(HClO)可除去废水中的NH3,发生的反应为2NH3+3HClO=X+3HCl+3H2O。X的化学式为( )
A.NO B.N2O3 C.N2 D.N2O5
【答案】C
【解答】解:反应前氮、氢、氯、氧的原子个数依次为2、9、3、3,反应后氮、氢、氯、氧的原子个数依次为0、9、3、3,根据质量守恒定律,反应前后原子种类、数目不变,每个X分子由2个氮原子构成,则X的化学式为N2。
故选:C。
10.H2S是一种生命体系信号分子,它在O2中燃烧的化学方程式为,下列说法正确的是( )
A.该反应过程中放出热量
B.X的化学式为SO3
C.该反应体现了O2的可燃性
D.大量X进入空气中不会引起酸雨
【答案】A
【解答】解:A、H2S在O2中燃烧是物质与氧气发生的剧烈的氧化反应,反应过程中放出热量,故选项符合题意。
B、由分析可知,X的化学式为SO2,故选项不符合题意。
C、O2不可燃,它具有的是助燃性,故选项不符合题意。
D、X是SO2,大量SO2进入大气后,会与水反应形成亚硫酸,进一步氧化成硫酸,导致酸雨,故选项不符合题意。
故选:A。
11.稀土元素有“工业的维生素”的美誉。工业生产铈(Ce)盐的过程中,发生的一个反应为2Ce(OH)4+8HCl=2CeCl3+8X+Cl2↑,X的化学式为( )
A.HCl B.H2O C.H2 D.O2
【答案】B
【解答】解:反应前Ce、O、H、Cl个数分别为2、8、16、8,反应后Ce、O、H、Cl个数分别为2、0、0、8,根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类和个数不变,则8X中含有16个氢原子和8个氧原子,1个X分子中含有2个氢原子和1个氧原子,则X的化学式为H2O。
故选:B。
12.2025年4月24日,神舟二十号载人飞船发射取得圆满成功。
(1)高氯酸铵是固体运载火箭的主要推进剂之一,火箭发射时,高氯酸铵发生的化学反应为2NH4ClO4N2↑+2O2↑+X↑+4H2O,其中X的化学式为 Cl2 。
(2)空间站利用铁酸镍(NiFe2O4)将航天员呼出的废气转化为航天员需要的气体,NiFe2O4中铁元素的化合价是+3,则镍(Ni)元素的化合价为 +2 。
(3)氢燃料电池为空间站提供电能,它把氢气和氧气反应的 化学 能直接转化为电能。
(4)月球车的红外成像光谱仪采用了二氧化碲(TeO2)晶体,如图是碲元素在元素周期表中的部分信息及其原子结构示意图。下列说法中,不正确的是 C (填字母)。
A.碲元素位于第五周期
B.碲原子的质子数为52
C.一个碲原子的质量为127.6g
D.碲原子与氧原子的最外层电子数相同
【答案】(1)Cl2;
(2)+2;
(3)化学;
(4)C。
【解答】解:(1)根据质量守恒定律可知,化学反应前后原子个数相等,由化学方程式2NH4ClO4N2↑+2O2↑+X↑+4H2O可知,反应前有2个氮原子、8个氢原子,2个氯原子、8个氧原子,反应后有2个氮原子、8个氧原子、8个氢原子,则X中有2个氯原子,那么X的化学式为:Cl2。
(2)NiFe2O4中铁元素化合价为+3,氧元素化合价为﹣2,假设镍元素的化合价为x,根据化合物的化合价总和为0,可以列出算式:x+2×(+3)+4×(﹣2)=0,解得x=+2,故在NiFe2O4中镍元素的化合价为+2价。
(3)氢燃料电池提供电能,是将氢气和氧气反应所释放的化学能直接转化为电能。
(4)A、根据原子结构示意图,电子层数为5,则碲元素处于元素周期表第五周期,该说法正确,但不符合题意。
B、由元素周期表可知,碲原子的质子数为 52,该说法正确,但不符合题意。
C、由图可知127.6是碲原子的相对原子质量,不是碲原子的实际质量,该说法错误,符合题意。
D、碲与氧最外层电子数相同(均为 6),该说法正确,但不符合题意。
故答案为:(1)Cl2;
(2)+2;
(3)化学;
(4)C。
13.化学在推动科技发展中发挥着重要作用。“天宫”核心舱的腔体采用了氮化硼陶瓷基复合材料。制备氮化硼(BN)的反应如下:X+2NH32BN+3H2O,则X的化学式为 B2O3 。
【答案】B2O3。
【解答】解:根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类和数目不变。反应后有2个B原子、2个N原子、6个H原子、3个O原子,反应前有2个N原子、6个H原子,所以一个X分子中应含有2个B原子和3个O原子,X的化学式为B2O3。
故答案为:B2O3。
四.有关质量守恒定律的计算(共5小题)
14.密闭容器中有M、N、P、Q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
M
N
P
Q
反应前质量/g
10
5
12
20
反应后质量/g
8
5
30
待测
关于此反应说法错误的是( )
A.待测数值是4
B.P为化合物
C.反应中M和P的质量比为1:8
D.若M与Q的化学计量数之比为2:3,则其相对分子质量之比为3:16
【答案】C
【解答】解:A、由表中数据可知,待测值=10+5+12+20﹣8﹣5﹣30=4,故选项说法正确。
B、该反应是M和Q在一定条件下反应生成P,P是化合反应的生成物,一定是化合物,故选项说法正确。
C、反应中M和P的质量比为2g:18g=1:9,故选项说法错误。
D、若M与Q的化学计量数之比为2:3,设该反应为2M+3Q=aP,M、Q的相对分子质量分别为x、y,则,,所以其相对分子质量之比为3:16,故选项说法正确。
故选:C。
15.形成化学观念是学好化学的基础,下列认识不正确的是( )
A.应用观:氧气具有助燃性,可用作火箭发射的助燃剂
B.分类观:冰水共存物、干冰都属于纯净物
C.转化观:化学变化有新物质生成,其本质是原子的重新组合
D.守恒观:1g氢气和1g氧气充分反应,生成2g水
【答案】D
【解答】解:A、氧气具有助燃性,可用作火箭发射的助燃剂,故选项说法正确。
B、冰水共存物只有水一种物质组成,干冰是固态二氧化碳,它们都属于纯净物,故选项说法正确。
C、化学变化有新物质生成,其本质是分子分成原子、原子重新组合的过程,故选项说法正确。
D、氢气在氧气中燃烧生成水,反应化学方程式为,参加反应的氢气、氧气、水的质量比为1:8:9,则1g氢气和1g氧气充分反应,氢气有剩余,生成水的质量小于2g,故选项说法不正确。
故选:D。
16.甲、乙、丙、丁四种物质在一定条件下充分混合,此时各物质的质量分数如图1所示。一段时间后,各物质的质量分数如图2所示。下列说法不正确的是( )
A.丁是反应物
B.x的值为10
C.乙可能是此反应的催化剂
D.生成14g甲,需消耗60g丁
【答案】D
【解答】解:A、反应后丁的质量分数减少了48%﹣30%=18%,则丁是反应物,故选项说法正确。
B、由图中数据可知,x%=100%﹣19%﹣30%﹣41%=10%,则x的值为10,故选项说法正确。
C、反应前后乙的质量分数不变,则乙可能是催化剂,也可能是杂质,故选项说法正确。
D、由分析可知,反应中甲、丁的质量变化之比为2%:18%=1:9,则生成14g甲,需消耗126g丁,故选项说法不正确。
故选:D。
17.在一密闭容器内加入甲、乙、丙、丁四种物质,在一定条件下发生化学反应,反应前后各物质的质量变化如图,下列说法中正确的是( )
A.该反应为化合反应
B.参加反应的乙和丁的质量比为2:3
C.乙可能是单质
D.若丁的相对分子质量是甲的2倍,则甲和丁的化学计量系数之比是1:1
【答案】D
【解答】解:A、该反应是乙反应生成了甲和丁,符合一变多的特点,属于分解反应,故选项说法不正确。
B、参加反应的乙和丁的质量比为(10g﹣4g):(14g﹣10g)=3:2,故选项说法不正确。
C、该反应是乙反应生成了甲和丁,乙是分解反应的反应物,一定是化合物,故选项说法不正确。
D、参加反应的甲和丁的质量比为(12g﹣10g):(14g﹣10g)=1:2,物质的质量比等于相对分子质量(或相对原子质量)与化学计量数的乘积之比,若丁的相对分子质量是甲的2倍,则甲和丁的化学计量系数之比是1:1,故选项说法正确。
故选:D。
18.将138g酒精(C2H5OH)在密闭容器中点燃,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%,则反应过程中生成水的质量为 162g ,参加反应的氧气质量为 224g 。
【答案】162g;224g。
【解答】解:将138g酒精(C2H5OH)在密闭容器中点燃,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%,根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类和质量不变,138g酒精中碳元素的质量为:,氢元素质量为:,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:,根据质量守恒定律,化学反应前后物质的总质量不变,则燃烧所消耗氧气质量为:200g+162g﹣138g=224g。
故答案为:
162g;224g。
五.化学方程式的概念、读法和含义(共4小题)
19.在《哪吒2•魔童闹海》里,无量仙翁使用天元鼎炼制仙丹,经古人记载炼丹时是将红色的氧化汞(HgO)粉末放入丹炉中加热,发生反应的化学方程式为:。由化学方程式可以获取的信息中,错误的是( )
A.氧化汞在加热的条件下发生了分解反应
B.每2个氧化汞分子加热分解生成2个汞原子和1个氧分子
C.每217份质量的氧化汞完全反应生成201份质量的汞和32份质量的氧气
D.该反应前后原子的种类没有改变
【答案】C
【解答】解:A、由化学方程式可知,氧化汞在加热的条件下反应生成汞和氧气,该反应符合“一变多”的特点,属于分解反应,故说法正确;
B、由化学方程式可知,每2个氧化汞分子加热分解生成2个汞原子和1个氧分子,故说法正确;
C、由化学方程式:可知,
434 402 32
每434份质量的氧化汞在加热的条件下反应生成402份质量的汞和32份质量的氧气,故说法错误;
D、根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类和数目不变,故说法正确。
故选:C。
20.依据化学方程式2Al2O34Al+3O2↑,下列信息不正确的是( )
A.该反应为分解反应
B.该反应发生需要的条件是通电
C.该反应中,三种物质的质量比为2:4:3
D.制取5.4kg金属铝至少需要电解10.2kg的Al2O3
【答案】C
【解答】解:A、由反应的化学方程式2Al2O34Al+3O2↑可知,该反应符合一变多的特点,属于分解反应,故选项说法正确。
B、由反应的化学方程式2Al2O34Al+3O2↑可知,该反应发生需要的条件是通电,故选项说法正确。
C、该反应中,三种物质的化学计量数之比为2:4:3,质量比为(2×102):(4×27):(3×32)=17:9:8,故选项说法不正确。
D、氧化铝在通电的条件下生成铝和氧气,反应的化学方程式及其质量关系如下:
2Al2O34Al+3O2↑
204 108
10.2kg 5.4kg
所以制取5.4kg金属铝理论上需要电解10.2kg的Al2O3,故选项说法正确。
故选:C。
21.我们可以从不同视角认识化学反应。关于反应,下列说法正确的是( )
A.物质变化:铜和氧气在点燃的条件下生成氧化铜
B.微观方面:2个铜和1个氧气点燃生成2个氧化铜
C.量的方面:铜、氧气和氧化铜的质量比为4:1:5
D.元素组成:反应前后元素种类改变
【答案】C
【解答】解:A、该反应表示铜和氧气在加热的条件下生成氧化铜,故A错误;
B、从微观角度看,该反应表示2个铜原子和1个氧分子在加热的条件下生成2个氧化铜分子,故B错误;
C、从质量角度看,该反应中铜、氧气和氧化铜的质量比为:(64×2):(16×2):[(64+16)×2]=128:32:160=4:1:5,故C正确;
D、从元素组成:依据质量守恒定律,化学反应前后,元素种类不变,故D错误。
故选:C。
22.元素周期表是学习和研究化学的重要工具,根据元素周期表(部分),回答问题。
族
周期
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
1
1 H
氢
1.008
2 He
氦
4.003
2
3 Li
锂
6.94
4 Be
铍
9.012
5 B
硼
10.81
6 C
碳
12.01
7 N
氮
14.01
8 O
氧
16.00
9 F
氟
19.00
10 Ne
氖
20.18
3
11 Na
钠
22.99
12 Mg
镁
24.30
13 Al
铝
26.98
14 Si
硅
28.08
15 P
磷
30.97
16 S
硫
32.06
17 Cl
氯
35.45
18 Ar
氩
39.95
(1)用化学用语回答下列问题。
①锂元素 Li ;
②3个氟原子 3F 。
(2)铝元素位于元素周期表中的第 三 周期,铝元素的相对原子质量为 26.98 ;
(3)氢气在氧气中燃烧的化学方程式为,从转化、宏观、微观、守恒、定量、反应类型视角,选取不同视角说明通过该化学方程式能获得的三条信息 从转化视角分析:氢气和氧气可转化成为水或从宏观视角分析:氢气与氧气在点燃条件下生成水或从微观视角分析:在点燃条件下,2个氢分子和1个氧分子化合生成2个水分子或从定量视角分析:每4份质量的氢气与每32份质量的氧气恰好完全反应生成36份质量的水或从守恒视角分析:参加反应的氢气质量与参加反应的氧气质量之和等于生成的水的质量或从反应类型视角分析:氢气在氧气中燃烧这个化学变化属于化合反应、氧化反应。 。
【答案】(1)①Li;
②3F;
(2)三;26.98;
(3)从转化视角分析:氢气和氧气可转化成为水或从宏观视角分析:氢气与氧气在点燃条件下生成水或从微观视角分析:在点燃条件下,2个氢分子和1个氧分子化合生成2个水分子或从定量视角分析:每4份质量的氢气与每32份质量的氧气恰好完全反应生成36份质量的水或从守恒视角分析:参加反应的氢气质量与参加反应的氧气质量之和等于生成的水的质量或从反应类型视角分析:氢气在氧气中燃烧这个化学变化属于化合反应、氧化反应。
【解答】解:(1)①锂元素的元素符号为Li;
②原子的表示方法:用元素符号来表示一个原子,表示多个该原子,就在其元素符号前加上相应的数字,故3个氟原子表示为3F;
(2)由元素周期表可知,铝元素位于元素周期表中的第三周期;由元素周期表中的一格可知,汉字下方数字表示相对原子质量,相对原子质量单位为“1”,通常省略不写,故铝的相对原子质量为26.98;
(3),从转化视角分析:氢气和氧气可转化成为水;从宏观视角分析:氢气与氧气在点燃条件下生成水;从微观视角分析:在点燃条件下,2个氢分子和1个氧分子化合生成2个水分子;从定量视角分析:每4份质量的氢气与每32份质量的氧气恰好完全反应生成36份质量的水;从守恒视角分析:参加反应的氢气质量与参加反应的氧气质量之和等于生成的水的质量;从反应类型视角分析:氢气在氧气中燃烧这个化学变化属于化合反应、氧化反应。
故答案为:(1)①Li;
②3F;
(2)三;26.98;
(3)从转化视角分析:氢气和氧气可转化成为水或从宏观视角分析:氢气与氧气在点燃条件下生成水或从微观视角分析:在点燃条件下,2个氢分子和1个氧分子化合生成2个水分子或从定量视角分析:每4份质量的氢气与每32份质量的氧气恰好完全反应生成36份质量的水或从守恒视角分析:参加反应的氢气质量与参加反应的氧气质量之和等于生成的水的质量或从反应类型视角分析:氢气在氧气中燃烧这个化学变化属于化合反应、氧化反应。
六.化学方程式的配平(共4小题)
23.今年12月2日,我国“嫦娥三号”月球探测器在西昌成功发射,其重要部件太阳能帆板使用的高纯硅制备原理是:2H2+SiCl4Si+ⅹHCl 该反应中ⅹ的值及四氯硅烷(SiCl4)中硅元素的化合价分别为( )
A.2,+3价 B.4,+4价 C.2,+6价 D.4,+6价
【答案】B
【解答】解:由质量守恒定律:反应前后,原子种类、数目均不变,由反应前后氢原子数目不变,则x=2×2=4。
氯元素显﹣1价,
设硅元素的化合价是x,
根据在化合物中正负化合价代数和为零,
可得:x+(﹣1)×4=0,
则x=+4价。
故选:B。
24.我国计划于2022年完成中国第一个空间站的组装。空间站的各个组件都要依靠火箭送入太空。发射火箭所用的燃料液态偏二甲肼(C2H8N2)与N2O4发生的反应可写作C2H8N2+2N2O43N2↑+2CO2↑+nH2O,则n等于( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】C
【解答】解:由反应的化学方程式C2H8N2+2N2O43N2↑+2CO2↑+nH2O,根据反应前后氢原子的数目相等,则8=2n,n=4。
故选:C。
25.植物的光合作用是利用太阳能将二氧化碳和水转化为有机物的过程,该反应原理可表示为6CO2+6H2OC6H12O6+xO2,x的值为( )
A.4 B.5 C.6 D.7
【答案】C
【解答】解:由化学反应前后氧原子的个数不变,则6×2+6×1=6×1+2x,x=6。
故选:C。
26.化学用语是最简明、信息丰富、国际通用的语言。请按要求用序号填空:
①H ②Fe2+③H2O ④Fe3+⑤NaCl
(1)能表示一个分子的是 ③ 。
(2)表示物质组成的化学式是 ③⑤ 。
(3)④中的数字“3”表示 一个铁离子带3个单位的正电荷 。
(4)配平下列反应的化学方程式(反应条件略): 2 H2S+ 3 O2= 2 SO2+ 2 H2O
【答案】(1)③;
(2)③⑤;
(3)一个铁离子带3个单位的正电荷;
(4)2;3;2;2。
【解答】解:(1)分子的表示方法,正确书写物质的化学式,表示多个该分子,就在其化学式前加上相应的数字,③H2O 表示一个水分子。
(2)③H2O可表示水是由氢元素和氧元素组成的,⑤NaCl可表示氯化钠是由钠元素和氯元素组成的,故表示物质组成的化学式是③⑤。
(3)标在元素符号右上角的数字表示1个离子所带的电荷数,④Fe3+中的数字“3”表示一个铁离子带3个单位的正电荷。
(4)本题可利用“定一法”进行配平,把H2S的化学计量数定为1,则O2、SO2、H2O前面的化学计量数分别为、1、1,同时扩大2倍,则H2S、O2、SO2、H2O前面的化学计量数分别为2、3、2、2。
故答案为:
(1)③;
(2)③⑤;
(3)一个铁离子带3个单位的正电荷;
(4)2;3;2;2。
七.常见化学反应中的质量关系(共4小题)
27.铝在氧气中燃烧生成氧化铝。在这个反应中,铝、氧气、氧化铝的质量比是( )
A.27:32:102 B.108:96:204
C.4:3:2 D.27:16:43
【答案】B
【解答】解:铝在氧气中燃烧生成氧化铝,反应的化学方程式为:
4Al+3O22Al2O3
108 96 204
在此反应中铝、氧气、氧化铝的质量比为108:96:204。
故选:B。
28.在反应C+2ZnO2Zn+CO2↑中,下列有关说法正确的是( )
A.反应前后各元素的化合价均无变化
B.反应前后锌元素的质量没有发生改变
C.参加反应的碳与氧化锌的质量比为4:27
D.反应后固体质量减轻,不遵循质量守恒定律
【答案】B
【解答】解:A、在反应C+2ZnO2Zn+CO2↑中,反应物中碳是单质,生成物中锌是单质,则反应前后一定有元素的化合价发生变化,故选项说法错误。
B、由质量守恒定律,反应前后锌元素的质量没有发生改变,故选项说法正确。
C、参加反应的碳与氧化锌的质量比为12:(81×2)=2:27,故选项说法错误。
D、反应后固体质量减轻,是因为生成的二氧化碳逸散到空气中,仍遵循质量守恒定律,故选项说法错误。
故选:B。
29.工业氧化二氧化硫制三氧化硫反应的化学方程式:2SO2+O22SO3,下列说法不正确的是( )
A.二氧化硫分子是由硫原子和氧原子构成的
B.该反应为化合反应
C.在反应前后硫元素的化合价不变
D.参加反应的SO2和O2的质量比为4:1
【答案】C
【解答】解:A、分子是由原子构成的,二氧化硫分子是由硫原子和氧原子构成的,故选项说法正确。
B、该反应符合“多变一”的形式,符合化合反应的特征,属于化合反应,故选项说法正确。
C、在反应前后硫元素的化合价由+4价变为+6价,故选项说法错误。
D、参加反应的SO2和O2的质量比为(64×2):32=4:1,故选项说法正确。
故选:C。
30.镁在氧气中燃烧生成氧化镁,在这个反应中,镁、氧气、氧化镁的质量比是( )
A.24:32:80 B.48:32:40 C.48:32:80 D.24:32:40
【答案】C
【解答】解:镁在氧气中燃烧生成氧化镁的化学方程式为:2Mg+O22MgO
48:32:80
该反应中镁、氧气、氧化镁的质量比是48:32:80。
故选:C。
八.书写化学方程式、文字表达式、电离方程式(共4小题)
31.电影《哪吒2》于2025年春节档上映后深受广大影迷喜爱,上映以来不断刷新全球动画电影票房纪录。石矶娘娘被三昧真火灼烧后变小,下列反应方程式最贴近情景的是(反应条件略)( )
A.CaCO3=CaO+CO2↑ B.2H2O=2H2↑+O2↑
C.C+O2=CO2 D.Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
【答案】A
【解答】解:A、该反应中生成气体和固体,反应后固体质量减少,故选项符合题意。
B、该反应的反应物是液体,并且反应生成气体,无固体残留,故选项不符合题意。
C、该反应生成气体,无固体残留,故选项不符合题意。
D、由化学方程式Fe+CuSO4=FeSO4+Cu可知,每56份质量的铁置换出64份质量的铜,则反应后固体质量增加,故选项不符合题意。
故选:A。
32.下列化学方程式中符合题意且书写正确的是( )
A.酸雨形成的原因:CO2+H2O═H2CO3
B.用稀硫酸除铁锈:Fe2O3+3H2SO4═2FeSO4+3H2O
C.用铜和稀硫酸制硫酸铜:Cu+H2SO4═CuSO4+H2↑
D.用氢氧化镁治疗胃酸过多症:2HCl+Mg(OH)2═MgCl2+2H2O
【答案】D
【解答】解:A、酸雨形成的原因是二氧化硫、水和氧气反应生成硫酸,化学方程式为:O2+2SO2+2H2O═2H2SO4,故A错误;
B、用稀硫酸除铁锈的反应是硫酸和氧化铁反应生成硫酸铁和水,化学方程式为:Fe2O3+3H2SO4═Fe2(SO4)3+3H2O,故B错误;
C、铜的金属活动性排在氢的后面,不会与稀硫酸反应,故C错误;
D、盐酸和氢氧化镁反应生成氯化镁和水,化学方程式为:2HCl+Mg(OH)2═MgCl2+2H2O,故D正确。
故选:D。
33.下列化学方程式书写完全正确的是( )
A.C+O2=CO2
B.NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4
C.2H2O2 H2↑+O2↑
D.Al+O2=Al2O3
【答案】C
【解答】解:A、碳燃烧生成二氧化碳,反应的化学方程式为:C+O2CO2,该选项书写不正确;
B、氢氧化钠和硫酸铜反应生成蓝色沉淀氢氧化铜和硫酸钠,反应的化学方程式为:2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4,该选项书写不正确;
C、电解水生成氢气和氧气,反应的化学方程式为:2H2O2 H2↑+O2↑,该选项书写正确;
D、铝和氧气反应生成氧化铝,反应的化学方程式为:4Al+3O2═2Al2O3,该选项书写不正确。
故选:C。
34.下列化学方程式符合题意且书写正确的是( )
A.铁和稀盐酸反应:2Fe+6HCl═2FeCl3+3H2↑
B.铁丝在氧气中燃烧:2Fe+3O2═2Fe2O3
C.利用生石灰与水反应放出的大量热来做速热饭盒:CaO+H2O═Ca(OH)2
D.二氧化碳通入紫色石蕊溶液中溶液变红:H2CO3═CO2↑+H2O
【答案】C
【解答】解:A、铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,正确的化学方程式为Fe+2HCl═FeCl2+H2↑,故选项错误。
B、铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁,正确的化学方程式为3Fe+2O2Fe3O4,故选项错误。
C、该化学方程式书写完全正确,故选项正确。
D、二氧化碳通入紫色石蕊溶液中溶液变红,是因为二氧化碳与水反应生成碳酸,正确的化学方程式应为CO2+H2O═H2CO3,故选项错误。
故选:C。
九.化学方程式书写的正误判断(共4小题)
35.下列化学方程式书写正确的是( )
A.正常雨水呈弱酸性的原因:CO2+H2O=H2CO3
B.实验室用高锰酸钾制取氧气:
C.用盐酸除铁锈:Fe2O3+6HCl=2FeCl2+3H2O
D.工业炼铁反应原理:3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2↑
【答案】A
【解答】解:A、正常雨水呈弱酸性,是因为二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸显酸性,该反应的化学方程式为CO2+H2O=H2CO3,故选项正确。
B、高锰酸钾的化学式为KMnO4,正确的化学方程式为,故选项错误。
C、铁锈主要成分是Fe2O3,与盐酸反应生成氯化铁和水,不是氯化亚铁(FeCl2),正确的化学方程式为Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O,故选项错误。
D、工业炼铁中一氧化碳还原氧化铁的反应条件是高温,该反应方程式缺少反应条件,且反应物中一氧化碳是气体,生成的二氧化碳后面不需要标“↑”,正确的化学方程式为,故选项错误。
故选:A。
36.下列化学方程式与事实相符且正确的是( )
A.治疗胃酸过多:Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O
B.向硫酸铜溶液中加入铁粉:2Fe+3CuSO4=Fe2(SO4)3+3Cu
C.铁丝在氧气中燃烧:
D.复分解反应:KCl+HNO3=KNO3+HCl
【答案】A
【解答】解:A、胃酸的主要成分是盐酸,氢氧化铝能与盐酸发生中和反应,用于治疗胃酸过多,该反应的化学方程式Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O,故选项正确。
B、铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,正确的化学方程式应为Fe+CuSO4=FeSO4+Cu,故选项错误。
C、铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁,正确的化学方程式为3Fe+2O2Fe3O4,故选项错误。
D、复分解反应发生的条件是有沉淀或气体或水生成,KCl与HNO3混合后,没有沉淀或气体或水生成,二者不发生反应,故选项错误。
故选:A。
37.下列有关叙述和对应的化学方程式均正确的是( )
A.证明铜的活动性比银强:Cu+AgNO3=Ag+CuNO3
B.氯化铵和生石灰混合研磨:2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2NH3↑+2H2O
C.乙醇燃烧:C2H5OH+3O2=2CO2+3H2O
D.硫酸和氢氧化钠溶液混合:H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O
【答案】D
【解答】解:A、铜与硝酸银反应生成硝酸铜和银,硝酸铜中铜显+2价,硝酸根显﹣1价,则硝酸铜化学式为:Cu(NO3)2,反应的化学方程式为:Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag,选项中硝酸铜的化学式写法错误,故选项A错误;
B、氯化铵和熟石灰(氢氧化钙)混合研磨生成氯化钙、水和氨气,化学方程式为:2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2NH3↑+2H2O;不是用生石灰,故选项B错误;
C、酒精燃烧生成二氧化碳和水,化学方程式为:,选项中方程式缺少条件,故选项C错误;
D、硫酸和氢氧化钠溶液混合,硫酸与氢氧化钠反应生成硫酸钠和水,化学方程式为:H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O,故选项D正确。
故选:D。
38.下列化学方程式书写正确的是( )
A.CaO+H2O=Ca(OH)2
B.2H2O=2H2↑+O2↑
C.2Fe+6HCl=2FeCl3+3H2↑
D.Al(OH)2+2HCl=AlCl2+2H2O
【答案】A
【解答】解:A、氧化钙与水反应生成氢氧化钙,化学方程式为CaO+H2O=Ca(OH)2,故A正确;
B、水在通电的条件下分解生成氢气和氧气,正确的化学方程式为,故B错误;
C、铁与盐酸反应生成氯化亚铁(不是氯化铁)和氢气,正确的化学方程式为Fe+2HCl=FeCl2+H2↑,故C错误;
D、氢氧化铝化学式为Al(OH)3,与盐酸反应生成氯化铝(AlCl3)和水,正确的化学方程式为Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O,故D错误。
故选:A。
十.根据化学方程式计算质量比(共5小题)
39.实验室有一包碳酸钙和氯化钙的混合物,现称取与该混合物等质量的碳酸钠,并将它们分别放入盛有足量等质量、等质量分数的稀盐酸的烧杯中,充分反应后,烧杯内剩余物质的质量相等(忽略二氧化碳的溶解性),则原混合物中碳酸钙与氯化钙的质量比为( )
A.50:3 B.50:53 C.100:11 D.100:111
【答案】A
【解答】解:假设碳酸钠和混合物的质量都是106g;
碳酸钠和盐酸反应的化学方程式及其质量关系如下:
Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑
106 44
106g 44g
将它们分别放入盛有足量等质量、等质量分数的稀盐酸的烧杯中,充分反应后,烧杯内剩余物质的质量相等,则混合物产生二氧化碳的质量也是44g;
碳酸钙和盐酸反应的化学方程式及其质量关系如下:
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
100 44
100g 44g
则106g混合物中有100g碳酸钙,106g﹣100g=6g氯化钙,所以原混合物中碳酸钙与氯化钙的质量比为100g:6g=50:3;
故选:A。
40.在托盘天平两边各放一只盛有等质量、等溶质质量分数的盐酸的小烧杯,调节至平衡后,往烧杯中分别加入铁和等质量的铜镁合金,两烧杯中的物质完全反应后,天平仍保持平衡,盐酸足量,则铜镁合金中铜和镁的质量比为( )
A.4:3 B.8:3 C.3:8 D.3:4
【答案】A
【解答】解:为了计算方便,假设铁的质量是56g,则铜镁合金的质量也是56g。
设铁和稀盐酸反应生成氢气质量为x,
Fe+2HCl═FeCl2+H2↑,
56 2
56g x
x=2g,
设生成2g氢气时消耗镁质量为y,
Mg+2HCl═MgCl2+H2↑
24 2
y 2g
y=24g
则合金中铜与镁的质量比是:(56g﹣24g):24g=4:3。
故选:A。
41.某固体混合物由Mg和MgO组成,取该混合物19.2克与一定量的稀硫酸恰好完全反应,向反应后的溶液中加入200克的氢氧化钠溶液恰好完全反应至无沉淀生成,过滤将滤渣洗涤、低温干燥、称量质量为34.8克。则原混合物中镁与氧化镁的质量比为( )
A.1:3 B.3:5 C.2:3 D.3:8
【答案】B
【解答】解:设原混合物中镁的质量为x,生成氢氧化镁的质量为y,则氧化镁的质量为19.2g﹣x,生成氧氢化镁的质量为z,
Mg~Mg(OH)2
24 58
x y
yx
MgO~Mg(OH)2
40 58
19.2g﹣x z
z
x34.8克,则x=7.2克,即镁的质量为7.2克,则氧化镁的质量为19.2克﹣7.2克=12克,故原混合物中镁与氧化镁的质量比为7.2克:12克=3:5,故选:B。
42.2025年4月24日是中国第十个航天日,主题是“极目楚天、共襄星汉”。我国在4月24日17时17分成功发射神舟二十号载人飞船,这是我国首次在航天日发射载人飞船。运载火箭使用的燃料和助燃剂分别是偏二甲肼(C2H8N2)和四氧化二氮(N2O4),火箭的耐热层是硼的合金,飞船座舱内利用过氧化钠(Na2O2)吸收二氧化碳,飞船的太阳能板电池的主要材料是硅。请完成下列各题。
(1)硅原子的原子核内有14个质子,则硅原子最外层电子数是 4 ,硅元素属于第 三 周期元素。硼酸(H3BO3)是生产硼的合金的主要原料,硼酸中硼元素的化合价是 +3 。
(2)偏二甲肼和四氧化二氮反应,生成N2、CO2、H2O三种对空气没有污染的气体,则生成物中CO2与H2O的质量比为 11:9 。
(3)过氧化钠与二氧化碳反应,生成碳酸钠的同时还生成了另一种单质气体,则反应的化学方程式为 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 。
【答案】(1)4;三;+3;
(2)11:9;
(3)2Na2O2+2CO2 = 2Na2CO3+O2。
【解答】解:(1)原子中质子数=核外电子数,硅原子的原子核内有14个质子,则硅原子核外有14个电子,核外电子排布为2、8、4,最外层电子数是4;原子的电子层数=元素周期数,硅原子核外有3个电子层,则硅元素位于第三周期;硼酸(H3BO3)中氢元素化合价为+1价、氧元素化合价为﹣2价,设硼元素化合价为x,根据化合物中各元素化合价代数和为零,则(+1)×3+x+(﹣2)×3=0,解得x=+3。
(2)偏二甲肼(C2H8N2)和四氧化二氮(N2O4)反应生成N2、CO2、H2O,反应的化学方程式为:C2H8N2+2N2O43N2+2CO2+4H2O,则生成物中CO2与H2O的质量比为[(12+16×2)×2]:[(1×2+16)×4]=11:9。
(3)根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类不变,则过氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,反应的化学方程式为:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2。
故答案为:
(1)4;三;+3;
(2)11:9;
(3)2Na2O2+2CO2 = 2Na2CO3+O2。
43.燃料的使用给我们的生活带来了便利。乙醇可用作燃料,乙醇完全燃烧的化学方程式为 C2H5OH+3O22CO2+3H2O 。等质量的①H2②CO③CH4完全燃烧需要O2的质量由大到小的顺序为 ①③② (填序号)。
【答案】C2H5OH+3O22CO2+3H2O;①③②。
【解答】解:乙醇完全燃烧生成二氧化碳、水,反应的化学方程式为:C2H5OH+3O22CO2+3H2O;
设H2、CO、CH4的质量均为100g,它们完全燃烧需要O2的质量分别为x、y、z。
x=800g
y≈57.1g
z=400g
所以等质量的①H2②CO③CH4完全燃烧需要O2的质量由大到小的顺序为:①③②;
故答案为:C2H5OH+3O22CO2+3H2O;①③②。
十一.不含杂质的化学方程式计算(共5小题)
44.在反应2A+B=3C+2D中,适量的A和16g的B恰好完全反应生成18gC和50gD。若B的相对分子质量为32,则A的相对分子质量为( )
A.208 B.104 C.52 D.26
【答案】C
【解答】解:在反应2A+B=3C+2D中,适量的A和16g的B恰好完全反应生成18gC和50gD,根据质量守恒定律,化学反应前后物质的总质量不变,则参加反应的A的质量为:18g+50g﹣16g=52g;
设A的相对分子质量是x。
2A+B=3C+2D
2x 32
52g 16g
x=52。
故选C。
45.将16g氢气、甲烷、一氧化碳的混合气体在足量的氧气中点燃,充分反应,消耗氧气的质量可能是( )
A.8g B.80g C.180g D.280g
【答案】B
【解答】解:假设16g全部是氢气,设参加反应氧气的质量为x。
2H2+O22H2O
4 32
16g x
x=128g
假设16g全部是甲烷,设参加反应氧气的质量为y。
CH4+2O2CO2+2H2O
16 64
16g y
y=64g
假设16g全部是CO,设参加反应氧气的质量为z。
2CO+O22CO2
56 32
16g z
z≈9.1g
则消耗氧气的质量应该在9.1g~128g之间,可能是80g;
故选:B。
46.一定质量的碳粉和铜粉的固体混合物,在空气中加热完全反应后固体质量不变,则该混合物中碳粉与铜粉的质量比为( )
A.1:4 B.1:3 C.1:2 D.1:1
【答案】A
【解答】解:一定质量的碳粉和铜粉的固体混合物在空气中加热,碳和氧气在点燃的条件下生成二氧化碳,铜和氧气在加热的条件下生成氧化铜,完全反应后固体质量不变,说明与铜反应的氧气质量和碳粉质量相等,则该混合物中碳粉与铜粉的质量比为氧化铜中氧元素和铜元素的质量比,为16:64=1:4。
故选:A。
47.向122g硫酸钠和碳酸钠的混合物中加足量的水溶解,并加入过量的氯化钡溶液,充分反应后过滤、洗涤、干燥,得到213g固体,则原混合物中钠元素的质量分数约为( )
A.18.9% B.37.7% C.44.2% D.56.6%
【答案】B
【解答】解:由分析可得关系式:2Na+~Ba2+;
设原混合物中含钠元素的质量为x。
2Na+~Ba2+ 质量增加
46 137 137﹣46=91
x 213g﹣122g=91g
x=46g
原混合物中钠元素的质量分数37.7%
故选:B。
48.捕集空气中CO2加氢制甲醇(CH3OH),可实现CO2资源化利用和“零碳”排放,其转化流程如图所示。反应②中,生产1.6kg甲醇理论上能消耗CO2的质量是 2.2kg 。
【答案】2.2kg。
【解答】解:设生产1.6kg甲醇理论上能消耗CO2的质量是x。
CO2+3H2CH3OH+H2O
44 32
x 1.6kg
x=2.2kg
答:理论上能消耗CO2的质量是2.2kg。
十二.含杂质的化学方程式计算(共5小题)
49.将95g含杂质的氯化镁样品加足量水溶解,向其中加入足量的硝酸银溶液,充分反应后得到290g氯化银沉淀,则样品中的杂质可能是( )
A.氯化钾 B.氯化钙 C.氯化铜 D.氯化铝
【答案】D
【解答】解:A、硝酸银和氯化钾反应生成氯化银沉淀和硝酸钾,反应的化学方程式及其质量关系如下:
AgNO3+KCl=AgCl↓+KNO3
74.5 143.5
149g 287g
则生成287g氯化银沉淀时,需要的氯化钾的质量大于95g,故选项不符合题意。
B、硝酸银和氯化钙反应生成氯化银沉淀和硝酸钙,反应的化学方程式及其质量关系如下:
2AgNO3+CaCl2=2AgCl↓+Ca(NO3)2
111 287
111g 287g
则生成287g氯化银沉淀时,需要的氯化钙的质量大于95g,故选项不符合题意。
C、硝酸银和氯化铜反应生成氯化银沉淀和硝酸铜,反应的化学方程式及其质量关系如下:
2AgNO3+CuCl2=2AgCl↓+Cu(NO3)2
135 287
135g 287g
则生成287g氯化银沉淀时,需要的氯化铜的质量大于95g,故选项不符合题意。
D、硝酸银和氯化铝反应生成氯化银沉淀和硝酸铝,反应的化学方程式及其质量关系如下:
3AgNO3+AlCl3=3AgCl↓+Al(NO3)3
133.5 430.5
89g 287g
则生成287g氯化银沉淀时,需要的氯化铝的质量小于95g,故选项符合题意。
故选:D。
50.某不纯的MgO样品40g放入足量的稀盐酸中,充分反应后,将混合液蒸干可得到固体90g,则所混杂质不可能是( )
A.Na2O B.Al2O3 C.ZnO D.CuO
【答案】B
【解答】解:A、氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水,反应的化学方程式及其质量关系如下:
Na2O+2HCl=2NaCl+H2O
62 117
40g 75.5g
由于75.5g<90g,所以40gMgO、Na2O的混合物与足量的稀盐酸充分反应后,将混合液蒸干可能得到固体90g,故选项不符合题意。
B、氧化铝和盐酸反应生成氯化铝和水,反应的化学方程式及其质量关系如下:
Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O
102 267
40g 104.7g
由于104.7g>90g,所以40gMgO、Al2O3的混合物与足量的稀盐酸充分反应后,将混合液蒸干不可能得到固体90g,故选项符合题意。
C、氧化锌和盐酸反应生成氯化锌和水,反应的化学方程式及其质量关系如下:
ZnO+2HCl=ZnCl2+H2O
81 136
40g 67.2g
由于67.2g<90g,所以则40gMgO、ZnO的混合物与足量的稀盐酸充分反应后,将混合液蒸干可能得到固体90g,故选项不符合题意。
D、氧化铜和盐酸反应生成氯化铜和水,反应的化学方程式及其质量关系如下:
CuO+2HCl=CuCl2+H2O
80 135
40g 67.5g
由于67.5g<90g,所以则40gMgO、CuO的混合物与足量的稀盐酸充分反应后,将混合液蒸干可能得到固体90g,故选项不符合题意。
故选:B。
51.将13.5g含杂质的氯化铜样品加足量水溶解,向其中加入足量的硝酸银溶液,充分反应后得到28g氯化银沉淀,则样品中的杂质可能是( )
A.氯化钡 B.氯化镁 C.氯化铝 D.氯化钠
【答案】A
【解答】解:A、硝酸银和氯化钡反应生成氯化银沉淀和硝酸钡,反应的化学方程式及其质量关系如下:
2AgNO3+BaCl2=2AgCl↓+Ba(NO3)2
208 287
13.5g 18.6g
则13.5g氯化钡和硝酸银反应生成18.6g氯化银,小于28g,故选项符合题意。
B、硝酸银和氯化镁反应生成氯化银沉淀和硝酸镁,反应的化学方程式及其质量关系如下:
2AgNO3+MgCl2=2AgCl↓+Mg(NO3)2
95 287
13.5g 40.8g
则13.5g氯化镁和硝酸银反应生成40.8g氯化银,大于28g,故选项不符合题意。
C、硝酸银和氯化铝反应生成氯化银沉淀和硝酸铝,反应的化学方程式及其质量关系如下:
3AgNO3+AlCl3=3AgCl↓+Al(NO3)3
133.5 430.5
13.5g 43.5g
则13.5g氯化铝和硝酸银反应生成43.5g氯化银,大于28g,故选项不符合题意。
D、硝酸银和氯化钠反应生成氯化银沉淀和硝酸钠,反应的化学方程式及其质量关系如下:
AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaNO3
58.5 143.5
13.5g 33.1g
则13.5g氯化钠和硝酸银反应生成33.1g氯化银,大于28g,故选项不符合题意。
故选:A。
52.用CO还原含某种杂质的CuO样品16g,充分反应后剩余12g固体,则该CuO样品中不可能含有( )
A.Fe3O4 B.Cu C.C D.Fe2O3
【答案】B
【解答】解:氧化铜和一氧化碳在加热的条件下生成铜和二氧化碳,反应的化学方程式及其质量关系如下:
CuO+COCu+CO2
80 64 44
16g 12.8g 8.8g
即16g氧化铜完全反应生成12.8g铜;
四氧化三铁和一氧化碳在高温的条件下生成铁和二氧化碳,反应的化学方程式及其质量关系如下:
Fe3O4+4CO3Fe+4CO2
232 168
16g 11.58g
即16g四氧化三铁完全反应生成11.58g铁;
氧化铁和一氧化碳在高温的条件下生成铁和二氧化碳,反应的化学方程式及其质量关系如下:
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
160 112
16g 11.2g
即16g氧化铁完全反应生成11.2g铁。
A、16g氧化铜完全反应生成12.8g铜,16g四氧化三铁完全反应生成11.58g铁,则该CuO样品中可能含有四氧化三铁,故选项不符合题意。
B、16g氧化铜完全反应生成12.8g铜,若样品中的杂质是铜,则充分反应后剩余固体的质量会大于12.8g,所以该CuO样品中不可能含有铜,故选项符合题意。
C、碳和氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳,并且碳还能和生成的二氧化碳反应生成一氧化碳,若样品中含有碳,使固体减小的质量增大,故选项不符合题意。
D、16g氧化铜完全反应生成12.8g铜,16g氧化铁完全反应生成11.2g铁,则该CuO样品中可能含有氧化铁,故选项不符合题意。
故选:B。
53.甲烷常用作燃料,甲烷完全燃烧的化学方程式为 ;10g某碳酸钙混合物粉末样品与足量稀盐酸反应产生4.4g二氧化碳,则混合物样品中混有 ③ 。(填序号①NaHCO3②Na2CO3③NaHCO3 Na2CO3)
【答案】;③。
【解答】解:甲烷完全燃烧生成二氧化碳和水,化学方程式为:;
假设10g样品全是碳酸钙,生成二氧化碳的质量为x,
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
100 44
10g x
x=4.4g,即10g纯净的碳酸钙可以产生二氧化碳的质量为4.4g;
假设10g样品全是碳酸氢钠,生成二氧化碳的质量为y,
NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑
84 44
10g y
y≈5.2g>4.4g;
假设10g样品全是碳酸钠,生成二氧化碳的质量为z,
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
106 44
10g z
z≈4.2g<4.4g;
故该碳酸钙混合物样品中混有碳酸钠和碳酸氢钠,故选③。
故答案为:
;③。
十三.化学方程式与实验的计算(共7小题)
54.现有Na2CO3、NaHCO3和CaCO3三种物质的粉末组成的混合物,与足量稀盐酸充分反应后,生成4.4gCO2气体,则混合物的质量可能为( )
A.10.6g B.10g C.8.4g D.12g
【答案】B
【解答】解:假设4.4g二氧化碳全部由碳酸钠生成,则有
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
106 44
10.6g 4.4g
即需要碳酸钠的质量为10.6g;
假设4.4g二氧化碳全部由碳酸氢钠生成,则有
NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑
84 44
8.4g 4.4g
即需要碳酸氢钠的质量为8.4g;
假设4.4g二氧化碳全部由碳酸钙生成,则有
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O=CO2↑
100 44
10.0g 4.4g
即需要碳酸钙的质量为10.0g;
故三种物质的混合物与足量的稀盐酸充分反应后,生成4.4gCO2气体,则混合物的质量m可能为:8.4g<m<10.6.g;
故选:B。
55.已知:CaC2O4CaCO3+CO↑,现将CaC2O4和CaCO3的固体混合物mg高温加热至质量不再改变,冷却得到5.6gCaO。下列说法不正确的是( )
A.m的范围是10.0<m<12.8
B.生成CO2的质量为4.4g
C.若m=11.4,则生成气体中CO2和CO的质量之比11:7
D.固体混合物中钙元素的质量为4.0g
【答案】C
【解答】解:A、设生成CO2的质量为x,则:
CaO~CO2
56 44
5.6g x
x=4.4g,根据质量守恒定律可知,参加反应的反应物之和等于生成物之和,生成的二氧化碳+氧化钙的质量=4.4g+5.6g=10g,所以此时m的质量只与生成的一氧化碳有关,假设固体混合物中,没有CaC2O4,则不生成一氧化碳,所以m>10g;假设固体混合物中,没有CaCO3,则二氧化碳全由CaC2O4生成,由CaCO3 CaO+CO2↑,CaC2O4 CaCO3+CO↑,可得关系CaC2O4~CO2,
则设生成的一氧化碳质量为y;
CaC2O4~CO~CO2
28 44
y 4.4g
y =2.8g
10g+2.8g=12.8,所以m<12.8g,综上m的质量范围是10.0<m<12.8,故不符合题意;
B、根据分析可知,生成CO2的质量为4.4g,故不符合题意;
C、若m=11.4,则生成气体中一氧化碳的质量=混合物质量﹣(二氧化碳+氧化钙的质量):11.4g﹣10g=1.4g,则生成气体中CO2和CO的质量之比:4.4g:1.4g=22:7,故符合题意;
D、冷却得到5.6gCaO,根据质量守恒定律可知,CaO中的钙元素全部来自固体混合物,即固体混合物中钙元素的质量:,故不符合题意。
故选:C。
56.某碳酸钙样品中混有少量氧化钙,取10g样品高温煅烧至固体质量不再变化,剩余固体质量为6.7g。原样品中碳酸钙质量分数为( )
A.50% B.75% C.80% D.90%
【答案】B
【解答】解:根据质量守恒定律,化学反应前后物质的总质量不变,则生成二氧化碳质量为:10g﹣6.7g=3.3g;
设样品中碳酸钙的质量为x。
CaCO3CaO+CO2↑
100 44
x 3.3g
x=7.5g
则原样品中碳酸钙质量分数为:。
故选:B。
57.烧杯里盛有Fe2O3和CuO的混合物10g,向其中加入一定量的稀硫酸恰好完全反应,若所得溶液中溶质的质量为22g,则原混合物中氧元素的质量为( )
A.2.2g B.2.4g C.2.6g D.2.8g
【答案】B
【解答】解:烧杯里盛有Fe2O3和CuO的混合物10g,向其中加入一定量的稀硫酸恰好完全反应,所得溶液中溶质的质量为22g,氧化铁和稀硫酸反应生成硫酸铁和水,氧化铜和稀硫酸反应生成硫酸铜和水,设氧化铁的质量为x,氧化铜的质量为10﹣x,设硫酸铜的质量分别为a、b,则有:
Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O
160 400
x a
ax
CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
80 160
10g﹣x b
b=20g﹣2x
根据所得溶液中溶质硫酸铜和硫酸铁的质量为22g,则有:,解得x=4g,则混合物中氧化铁的质量为4g,氧化铜的质量为6g,则氧化铁中氧元素的质量为:,氧化铜中氧元素的质量为:,则原混合物中氧元素的质量为:1.2g+1.2g=2.4g。
故选:B。
58.现有Fe2O3和CuO的混合物,在高温条件下通入足量的CO,得到金属混合物15.2g,再将生成的CO2气体通入足量澄清石灰水中,产生白色沉淀30g。Fe2O3与CO反应的化学方程式为 ;原混合物中金属元素的质量分数为 76% 。
【答案】;76%。
【解答】解:该反应的化学方程式为:;现有氧化铁和氧化铜的混合物,在高温条件下通入足量的CO,一氧化碳和氧化铜在高温的条件下反应生成铜和二氧化碳,即,一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳,即,根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类和质量不变,则得到金属混合物的质量与氧化铁和氧化铜的混合物中铁元素与铜元素的质量和相同,将生成的气体通入足量澄清石灰水中,二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水,即CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O。
设生成二氧化碳的质量为x,
CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
44 100
x 30g
x=13.2g
根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类和质量不变,由化学方程式可知,生成二氧化碳中的氧元素一半来自一氧化碳,一半来自氧化铁和氧化铜的混合物,则氧化铁和氧化铜的混合物中氧元素的质量为:,则原混合物中金属元素的质量分数为:。
故答案为:;76%。
59.实验室有一包碳酸钙和氯化钙的混合物,现称取与该混合物等质量的碳酸钠,并将它们分别放入盛有足量等质量、等质量分数的稀盐酸的烧杯中,充分反应后,烧杯内剩余物质的质量相等(忽略二氧化碳的溶解性),则原混合物中碳酸钙与氯化钙的质量比为 50:3 。
【答案】50:3。
【解答】解:实验室有一包碳酸钙和氯化钙的混合物,现称取与该混合物等质量的碳酸钠,并将它们分别放入盛有足量等质量、等质量分数的稀盐酸的烧杯中,充分反应后,烧杯内剩余物质的质量相等(忽略二氧化碳的溶解性),假设碳酸钙和氯化钙的混合物的质量为106g,碳酸钠的质量也是106g;
碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,反应的化学方程式及其质量关系如下:
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
106 44
106g 44g
碳酸钙和盐酸反应生成二氧化碳气体,氯化钙和盐酸不反应,由于充分反应后烧杯内剩余物质的质量相等,则混合物产生二氧化碳的质量也是44g;
碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,反应的化学方程式及其质量关系如下:
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
100 44
100g 44g
则106g混合物中碳酸钙的质量为100g,氯化钙的质量为:106g﹣100g=6g,所以原混合物中碳酸钙与氯化钙的质量比为100g:6g=50:3。
故答案为:
50:3。
60.小苏打用于治疗胃酸过多症,该反应的化学方程式为 NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑ 。现有纯碱和小苏打的混合物一共15g,测得其中氧元素的质量为7.2g,与100g稀盐酸恰好完全反应,产生二氧化碳的质量为 6.6 g。
【答案】NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑;6.6。
【解答】解:小苏打用于治疗胃酸过多症的反应是碳酸氢钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,反应的化学方程式为:NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑;
现有纯碱和小苏打的混合物一共15g,测得其中氧元素的质量为7.2g,与100g稀盐酸恰好完全反应,由NaHCO3、Na2CO3的化学式可知,碳、氧的原子个数比为1:3,则碳元素和氧元素的质量比为12:(16×3)=1:4,所以混合物中碳酸根离子的质量为:7.2g9g,由反应的化学方程式NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑、Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑可知,碳酸根离子与二氧化碳的关系式为:~CO2↑;
设生成二氧化碳的质量为x。
~CO2↑
60 44
9g x
x=6.6g
即产生二氧化碳的质量为6.6g。
故答案为:
NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑;6.6。
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专题12 质量守恒定律与化学方程式
考点清单
▉考点01 质量守恒定律的实验探究实验
在封闭体系中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
铁与硫酸铜溶液反应前后质量的测定
图示
反应原理
实验现象
气球鼓起后又变瘪,红色粉末逐渐变为黑色
光亮的铁丝表面逐渐变红,溶液由蓝色逐渐变为浅绿色
实验数据
反应前后总质量不变
实验现象
分析
开始加热时,锥形瓶中气体受热膨胀,气球鼓起;随着氧气被消耗,瓶内气体压强减小,最终气球变瘪,红色的铜粉与氧气反应生成黑色的氧化铜
反应前,铁丝光亮,呈银白色,硫酸铜溶液为蓝色;反应后生成的红色的铜覆盖在铁丝表面,随着硫酸亚铁(其溶液为浅绿色)的生成,溶液由蓝色逐渐变为浅绿色
实验数据
解释
反应体系封闭,与外界没有物质交换,反应前后物质总质量相等
实验数据处理
反
应
前
总
质
量
①装置质量
②铜粉质量(参加反应的铜粉质量+未参加反应的铜粉质量)
③瓶中氧气质量(参加反应的氧气质量+未参加反应的氧气质量)
④瓶中其他气体质量
①装置质量
②铁丝质量(参加反应的铁丝质量+未参加反应的铁丝质量)
③硫酸铜溶液质量(参加反应的硫酸铜质量+未参加反应的硫酸铜溶液质量)
④瓶中气体质量
实验数据处理
反
应
后
总
质
量
①装置质量
②生成的氧化铜质量
③未参加反应的铜粉质量
④未参加反应的氧气质量
⑤瓶中其他气体质量
①装置质量
②生成的硫酸亚铁质量
③生成的铜质量
④未参加反应的铁丝质量
⑤未参加反应的硫酸铜溶液质量
⑥瓶中气体质量
消去
反应
前后
相同项
m参加反应的铜粉+m参加反应的氧气=m生成的氧化铜
m参加反应的铁丝+参加反应的硫酸铜=m生成的硫酸亚铁+m生成的钢
实验结论
参加反应的铜粉和氧气的质量总和等于反应后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后生成的铜和硫酸亚铁的质量总和
拓展延伸
1.体系与环境:在化学中,把研究的对象叫作体系;体系以外的部 叫作环境。
2.封闭体系:体系与环境之间无物质交换,只有能量交换。利用有气体参加或生成的化学反应验证质量守恒定律,必须在封闭体系中进行。
3.敞开体系:体系与环境之间既有物质交换又有能量交换。
拓展延伸 橡胶塞和小气球的作用
1.橡胶塞和小气球可以使装置封闭,防止外界物质进入装置,使结果产生误差。
2.小气球还可起缓冲作用,防止瓶内气体受热膨胀而冲开橡胶塞。
▉考点02 质量守恒定律
1 . 定义
(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。这个规律叫作质量守恒定律。
(2)理解
①“参加化学反应”:a.质量守恒定律的研究对象是参加化学反应的物质,不包括催化剂和未反应的物质;b. 质量守恒定律适用于所有化学反应。
②“各物质”包括参加化学反应的固态、液态、气态的所有物质。
③质量守恒定律强调的是“质量守恒”,不包括体积等其他方面的守恒。
易错警示
质量守恒定律只适用于化学反应,它揭示了化学反应中反应物和生成物之间的质量关系,只能解释质量守恒,而且是实际参加反应的物质的质量。
2.质量守恒的原因
(1)化学反应的实质
①化学反应的过程,就是参加反应的各物质(反应物)的原子重新组合生成新物质(生成物)的过程。
②由分子构成的物质在化学反应中的变化过程如下:
(2)化学反应前后质量守恒的原因
①微观上,反应前后原子的种类、数目、质量不变。
②宏观上,反应前后元素的种类、质量不变。
拓展延伸 化学反应前后的“六个不变”“两个一定改变”和“两个可能改变”
▉考点03 运用质量守恒定律解释实验现象
在敞开体系实验中化学反应前后质量的变化
实验方案
盐酸与碳酸钠反应前后质量的测定
镁条燃烧前后质量的测定
图示
反应原理
盐酸+碳酸钠→氯化钠+二氧化碳+水
镁+氧气氧化镁
实验现象
剧烈反应,产生大量气泡
剧烈燃烧,发出耀眼的白光,放出热量,产生白烟,陶土网上落有白色固体,坩埚钳上沾有白色固体
实验结果
反应后再次称量,天平指针向右偏
需根据实验称量的结果进行比较
实验现象
分析及
实验
结果解释
盐酸和碳酸钠反应产生二氧化碳气体,因容器敞口,气体逸散到空气中,反应后无法称量生成的二氧化碳的质量
若第二次称量质量减小:因产生白烟及氧化镁附着在坩埚钳上,造成氧化镁散失较多;若第二次称量质量增大:因镁条足够长,多数氧化镁附着在镁条上或掉落在陶土网上; 若第二次称量质量与第一次相等: 以上两种因素综合的结果
实验结论
在敞开体系中进行有气体生成的反应,反应后称量的质量小于反应前称量的质量
对于敞开体系中的反应,反应后称量的质量与反应前称量的质量可能存在多种关系
化学反应都遵守质量守恒定律
温馨提示
1.托盘天平的灵敏度较低,在实验时应使镁条足够长,以保证天平的称量结果有明显的变化。
2.镁条燃烧发出耀眼的白光,要避免久盯白光,以免强光对眼睛造成伤害。
易错警示
质量守恒定律适用于一切化学反应。若天平不平衡,不能由此误认为质量不守恒。要分析该反应装置是否能称量全部的反应物质量和全部的生成物质量,找出天平不平衡的原因。
▉考点04 化学方程式
1.定义:用化学式来表示化学反应的式子。
拓展延伸 化学用语
化学方程式是化学用语的一种。此外,元素符号、离子符号、化学式、化合价、原子结构示意图、离子结构示意图等都属于化学用语。
2.表示方法
3. 意义
易错警示
化学计量数是指化学方程式中每种物质化学式前面的数字。化学计量数之比表示的是化学变化中各物质 粒子数的最简整数比,不是质量比。
特别说明 反应物、生成物之间的质量比的计算方法,推导过程如下:
结论:反应物、生成物之间的质量比=各物质的相对分子质量与各自化学计量数的乘积之比。
4.读法
易错警示
化学方程式中的“+”读作“和” “与”或“跟”,不能读作“加”; “ — ”不能读作“等于”,应读作“生成”。
▉考点05 化学方程式的书写
1.书写原则
(1)以客观事实为基础——不能凭空设想、主观臆造事实上不存在的物质和化学反应。
(2)遵守质量守恒定律——等号两边各原子的种类与数目必须相等。
2. 书写步骤(以高锰酸钾受热分解为例)
巧学妙记 化学方程式的书写
左反右生一横线,配平以后加一线,等号上下注条件,箭头要标气和淀。
易错辨析
3. 注意事项
(1)正确区分反应条件和反应过程——如“点燃”与“燃烧”,“通电”与 “电解”等。“点燃”“通电”是反应条件,“燃烧”“电解”是反应过程 。
(2)若“加热”(“△”)与其他反应条件共存时, 一般将“△”写在等号下面,其他条件写在等号上面。
(3)符号“↑”“↓”的使用:当反应物中没有气体,生成物中有气体时, 在气体生成物后标注“↑”;在溶液中的反应,如果反应物中没有固体,生成物中有固体,在固体生成物后标注“↓”。
▉考点06 化学方程式的配平
1.配平依据: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。
2.配平方法
(1)观察法
①适用范围:反应物或生成物中某些物质的化学式比较复杂。
第一步:从化学式比较复杂的一种物质入手,推求出与其有关物质 的化学式的化学计量数;
第二步:根据求得的化学计量数再找出其他化学式的化学计量数;
第三步:横线改等号。
温馨提示
1.化学计量数为1时一般不写,但如果化学方程式中化学式前面有“口”“ _ ”或“( )”时,1需要写。
2.同一化学方程式可用不同的方法配平,甚至几个方法同时使用。
易错警示
1.配平化学方程式的过程中不能改动化学式,只能改变化学式前的化学计量数。
2.配平后各物质的化学计量数应为最简整数比。
如配平
第一步
观察发现1个Fe2O₃可以提供3个氧原子,1个CO结合1个氧原子生成1个CO₂,则1个Fe2O3需要与3个CO结合生成3个CO₂,因此CO、CO₂的化学计量数为3
第二步
Fe的化学计量数为2
第三步
横线改等号。
易错警示
化学方程式配平后,再将短线改为等号,以防出错。
(2)最小公倍数法
①适用范围:配平前式子两边原子个数相差较大。
②步骤
第一步:找出在横线两边各出现一次且原子个数相差较大的原子作为配平起点;
第二步:求出横线两边该原子个数的最小公倍数;
第三步:用最小公倍数分别除以含有该元素的化学式中的原子个数,所得数值就是相应物质化学式前的化学计量数;
第四步:由已有的化学计量数,确定其他化学式前的化学计量数;
第五步:横线改等号。
如配平
第一步
在横线两边各出现一次且原子个数相差较大的原子是氧原子,以氧原子为配平起点
第二步
1个O₂和1个P2O5中氧原子个数的最小公倍数为2×5=10
第三步
1个0₂中含有2个氧原子,10÷2=5,1个P2O5中含有5个氧原子,10÷5= 2,化学式O2和P2O5前分别写5和2。
第四步
反应物P转化为P2O5 , 2个P2O5中含有4个磷原子,因此化学式P的化学计量数为4。
第五步
横线改等号。
(3)奇数配偶法
①适用范围:某种元素多次出现,且横线两边该元素的原子数目一奇一偶出现。
②步骤
第一步:找出横线两边出现次数较多的元素;
第二步:该元素的原子在横线两边的数目总是一奇一偶出现,选定该元素作为配平的起点;
第三步:在原子个数是奇数的化学式前配上最小的偶数2,使原子个数由奇数变为偶数并加以配平,若2配不平,再换成4,由已推求出的化学计量数确定其他化学式的化学计量数;
第四步:横线改等号。
如配平
第一步
氧元素是横线两边出现次数较多的元素
第二步
因为氧分子是双原子的分子,无论有多少个氧分子与FeS2反应,反应物中总含有偶数个氧原子。但是生成物里氧原子数目是奇数。选定氧元素作为配平的起点
第三步
1.1个SO2中含有两个氧原子,是偶数,它的化学式前的化学计量数无论是多少,所含氧原子的个数总是偶数。因此,只有改变Fe2O3的化学计量数才能使生成物的氧原子个数变为偶数。可以在化学式Fe2O3前试写一个最小偶数2,再进一步配平。
2.生成物Fe2O3中的铁原子全部来自反应物FeS₂,因此FeS2中的铁原 子个数等于Fe2O3中的铁原子个数。2个Fe2O3中含有4个铁原子,在化学式FeS2前写4。
3.生成物SO2中的硫原子全部来自反应物FeS₂,4个FeS2中有8个硫原子,在化学式SO2前写8。
4.生成物中所含的氧原子总数为22,且全部来自反应物O2,在化学式O2前写11。
第四步
横线改等号。
巧学妙记 奇数配偶法
出现最多寻奇数,再将奇数变为偶。观察配平道理简,二四不行再配六。
(4)设“1”法
①适用范围:化合反应、分解反应及有机物的燃烧。
②步骤
温馨提示
配平含原子团的化学方程式时,把原子团看作一个整体进行配平。
▉考点07 利用化学方程式进行简单计算
1 .计算依据
(1)理论依据:质量守恒定律。
(2)基本依据:各物质质量之比=各物质的相对分子质量(或相对原子质量)与化学计量数的乘积之比。
易错警示
利用化学方程式进行计算时,切记不要忘记乘化学计量数。
2. 化学方程式中的比例关系
假设A、B、C、D四种物质在一定条件下发生反应:aA+bB=xC+yD, 已知A、B、C、D的 相对分子质量(或相对原子质量)依次为M1、M2、M3、M4,a、b、x、y 为配平的化学计量数,当参加反应的A的质量为 m1,B的质量为 m2时,两者恰好完全反应生成C和D 的质量依次为m3和m4,则有如下关系。
( 1 ) 质量守恒关系:m1+m2=m3+m4。
(2)四种物质之间的比例关系:
3. 利用化学方程式进行计算的一般步骤
以硫在空气中燃烧生成二氧化硫为例,若16g硫完全燃烧,能生成二氧化硫的质量是多少?
归纳总结 化学方程式计算中的“三个三”
1.三个要领:①步骤完整;②格式规范;③结果准确。
2.三个关键:①准确书写化学方程式;②正确配平化学方程式;
③准确计算质量比。
3.三个注意:①单位统一;②用纯净物的质量进行计算;③其他量要换算成质量进行计算。
方法清单
▉方法01 质量守恒定律验证实验的设计
1.一般思路
测定反应前物质的总质量m1→测定反应后物质的总质量m2→比较m1和m2的大小→得出结论。
2.设计实验的注意事项
(1)实验中必须发生化学变化,而非物理变化。
(2)若反应中有气体参加或生成,必须在密闭容器中进行实验。
3.装置改进
第五单元
采用图1装置进行实验,反应结束后天平不平衡的原因是装置不密闭,反应生成的二氧化碳气体逸散到空气中。对图1利用生成气体的反应验证质量守恒定律的装置进行改进,如图2中I、Ⅱ、Ⅲ 所示,三种都属于密闭装置,但进行实验时,也存在如下表所示的不同情况。
I
生成二氧化碳,气球膨胀,使整个装置所受空气浮力增大,反应后天平不平衡
Ⅱ
注射器也可换成装有盐酸的胶头滴管。适合生成少量气体的反应,若装置中反应生成大量气体,锥形瓶中压强增大,可能会导致橡胶塞弹出
Ⅲ
属于最佳装置,集气瓶中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收反应生成的二氧化碳气体,盐酸和碳酸钠在该装置中发生的反应可以用来验证质量守恒定律
▉方法02 质量守恒定律的应用
1.推断化学方程式中物质的化学式
根据化学反应前后原子种类、数目不变,比较反应前后各种原子数目的多少,找出各种原子数目的差异,进而确定物质的化学式。
2.推断物质的元素组成
如某物质在氧气中燃烧,生成二氧化碳和水。
(1)根据化学反应前后元素的种类不变,可以推知该物质中一定含有碳、氢元素,可能含有氧元素。
(2)根据反应前后碳、氢元素的质量不变,可将二氧化碳和水中碳、氢元素的总质量与该物质的质量比较。若相等,说明该物质中不含氧元素;若该物质的质量大于碳、氢元素的质量之和,说明该物 质中含有氧元素。
(3)根据各元素的质量之比等于各元素相对原子质量与原子数目的乘积之比,结合相对分子质量,推断物质的化学式。
3.解图表数据分析题
(1)根据反应前各物质的质量总和=反应后各物质的质量总和,计算出未知量。
(2)计算出各物质反应前后质量的变化,根据变化情况分析:
①质量增加:为生成物。②质量减少:为反应物。③质量不变:可能为催化剂,也可能是未参加反应的杂质。
(3)写出该反应的表达式,判断基本反应类型等其他信息。
图表数据分析题的变式如下(载体不同,但解题方法大致相同):
4.解微观示意图题
(1)确定反应前后是否有相同的分子(或原子)。若有,则先等个数删除相同的分子(或原子)。
(2)若小球代表的原子种类已知,则可以根据微观示意图写出该反应的化学方程式(详见P69 化学方 程式的书写);若小球代表的原子种类未知,则根据反应前后各种小球所代表的原子的种类和数目不变进行配平(详见P69 化学方程式的配平),并根据反应特征判断基本反应类型。
(3)根据书写出的化学方程式判断分子个数、元素化合价等是否发生变化。
(4)利用化学反应中小球的组合变化理解化学反应的实质。
▉方法04 化学方程式的正误判断个
▉方法05 陌生化学方程式的书写
1.依据信息书写化学方程式的方法
2.根据微观示意图书写化学方程式
解题时要认真研究微观示意图各部分的含义,每个小球代表1个原子,原子构成分子。确定生成物分子种类或数目时不要受剩余物质分子的干扰。
▉方法06 利用化学方程式进行简单计算的常见类型及解题方法
1.有关反应物和生成物质量的计算
直接根据化学方程式,由已知反应物的质量求生成物的质量或由已知生成物的质量求反应物的质量等。在解题时应先通读题意,明确题中涉及反应的化学方程式、已知量、未知量,然后根据步骤进行计算,特别注意化学方程式要配平。解题步骤要完整,解题格式要规范。
2.关于过量问题的计算
对于题中“适量”“足量”“过量”“恰好反应”“完全反应”的理解。
“适量”:两种(或多种)反应物之间按一定质量比恰好完全反应。
“足量”:一种反应物完全反应,无剩余;另一种反应物可能完全反应,也可能有剩余。
“过量”:完全反应后,有一种(或多种)反应物剩余。
“恰好反应”“完全反应”:各反应物完全反应,均无剩余。
两种反应物的质量均为已知量时,必须先判断是否有一种反应物过量。若有,应选用不过量(即完全反应无剩余)的反应物的质量进行计算。
3.有关表格类的计算
表格类试题往往给出多组实验数据。解题时要通过比较、分析、推理,确定反应物完全反应的一组 数据,再根据这组数据进行有关化学方程式的计算。解题的关键是抓住相等量,对多组数据进行分析比较。
4.有关图像类的计算
图像类计算最常见的题型是坐标曲线题,坐标系中的曲线图能表示化学反应中物质质量的变化情况。解题时应抓住“质”的变化,弄清“量”的关系,数形结合,领悟图像意义,理解图中特殊点(起始点、交点、转折点、终点)的意义,把握图像趋势,点、线综合考虑,选择图中的正确数据代入公式或化学方程式中计算,经讨论或推理得出正确结论。
▉方法07 运用关系式法巧解含多步化学反应的计算题
对于涉及两步或多步反应相互关联的化学方程式的计算,可以根据中间物质的传递关系,找出相关物质之间的质量关系,建立关系式,根据已知量求未知量,运用关系式法计算可以简化计算步骤。根据相关化学方程式,正确提取关系式是用关系式法解题的关键。
一.质量守恒定律的内容及适用范围(共4小题)
1.开展化学反应前后物质的质量关系探究,实验装置如图1所示,测得锥形瓶中氧气含量的变化过程如图2。下列说法正确的是( )
A.实验过程中气球变大,粉末由黑色变成红色
B.铜与氧气的反应速率,1000s前大于1000s后
C.反应结束后,锥形瓶内物质的总质量增加
D.反应结束后,氧化铜的质量等于瓶中铜粉和氧气质量之和
2.蜡烛在氧气中燃烧生成二氧化碳和水。下列有关叙述正确的是( )
A.蜡烛燃烧前后质量不变
B.蜡烛减少的质量等于生成的二氧化碳和水的质量之和
C.生成的二氧化碳和水的质量之和等于蜡烛燃烧的质量与氧气消耗的质量之和
D.通过生成物的元素组成推测,蜡烛中一定只含C、H两种元素
3.化学学科核心素养展现了化学课程对学生发展的重要价值,下列说法正确的是( )
A.化学观念:并不是所有的化学反应都符合质量守恒定律
B.科学思维:单质是由同种元素组成的物质,则由同种元素组成的物质一定是单质
C.科学探究与实践:自制简易净水器时会用到活性炭,其作用是吸附水中的色素和异味
D.科学态度与责任:NO2、SO2、CO2都是空气污染物,应控制排放
4.兴趣小组选用如图实验装置(托盘天平略)来验证质量守恒定律。
(1)A装置 (选填“能”或“不能”)验证质量守恒定律。
(2)B装置在实验后整体质量减轻,原因是 ;从微观上分析,该实验遵循质量守恒定律的原因是 。
二.质量守恒定律的微观解释(共4小题)
5.下列各叙述中,错误的是( )
A.化学反应前后,物质的质量总和相同
B.化学反应前后,元素的种类相同
C.化学反应前后,各种原子的总数相同
D.化学反应前后,物质的分子个数相同
6.形成化学观念,发展科学思维。下列推理正确的是( )
A.转化观:H2O和H2可以互相转化
B.守恒观:化学反应前后,分子、原子总数都不改变
C.结构观:CO2和CO的组成元素相同,因此化学性质也相同
D.能量观:化学变化伴随能量改变,因此有能量改变的变化一定是化学变化
7.微粒观是化学学科的核心思想之一,是化学学习的基石。下列关于化学微粒观的认识中,不正确的是( )
A.能直接构成物质的微观粒子有分子、原子和离子
B.化学变化是反应物的原子重新组合转变为生成物的过程
C.化学反应前后原子种类不变、原子数目不变、原子质量不变
D.分子可以再分,原子不能再分
8.下列图形或图像不能正确反映相应关系的是( )
A.A——硫燃烧过程中原子的变化
B.B——水通电分解
C.C——用两份等质量、等浓度的过氧化氢溶液分别制取氧气
D.D——表示化合物与氧化物的关系
三.根据质量守恒定律判断物质的化学式(共5小题)
9.废水中氨氮(以NH3的形式存在)含量过高,直接排放会导致水体富营养化。次氯酸(HClO)可除去废水中的NH3,发生的反应为2NH3+3HClO=X+3HCl+3H2O。X的化学式为( )
A.NO B.N2O3 C.N2 D.N2O5
10.H2S是一种生命体系信号分子,它在O2中燃烧的化学方程式为,下列说法正确的是( )
A.该反应过程中放出热量
B.X的化学式为SO3
C.该反应体现了O2的可燃性
D.大量X进入空气中不会引起酸雨
11.稀土元素有“工业的维生素”的美誉。工业生产铈(Ce)盐的过程中,发生的一个反应为2Ce(OH)4+8HCl=2CeCl3+8X+Cl2↑,X的化学式为( )
A.HCl B.H2O C.H2 D.O2
12.2025年4月24日,神舟二十号载人飞船发射取得圆满成功。
(1)高氯酸铵是固体运载火箭的主要推进剂之一,火箭发射时,高氯酸铵发生的化学反应为2NH4ClO4N2↑+2O2↑+X↑+4H2O,其中X的化学式为 。
(2)空间站利用铁酸镍(NiFe2O4)将航天员呼出的废气转化为航天员需要的气体,NiFe2O4中铁元素的化合价是+3,则镍(Ni)元素的化合价为 。
(3)氢燃料电池为空间站提供电能,它把氢气和氧气反应的 能直接转化为电能。
(4)月球车的红外成像光谱仪采用了二氧化碲(TeO2)晶体,如图是碲元素在元素周期表中的部分信息及其原子结构示意图。下列说法中,不正确的是 (填字母)。
A.碲元素位于第五周期
B.碲原子的质子数为52
C.一个碲原子的质量为127.6g
D.碲原子与氧原子的最外层电子数相同
13.化学在推动科技发展中发挥着重要作用。“天宫”核心舱的腔体采用了氮化硼陶瓷基复合材料。制备氮化硼(BN)的反应如下:X+2NH32BN+3H2O,则X的化学式为 。
四.有关质量守恒定律的计算(共5小题)
14.密闭容器中有M、N、P、Q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
M
N
P
Q
反应前质量/g
10
5
12
20
反应后质量/g
8
5
30
待测
关于此反应说法错误的是( )
A.待测数值是4
B.P为化合物
C.反应中M和P的质量比为1:8
D.若M与Q的化学计量数之比为2:3,则其相对分子质量之比为3:16
15.形成化学观念是学好化学的基础,下列认识不正确的是( )
A.应用观:氧气具有助燃性,可用作火箭发射的助燃剂
B.分类观:冰水共存物、干冰都属于纯净物
C.转化观:化学变化有新物质生成,其本质是原子的重新组合
D.守恒观:1g氢气和1g氧气充分反应,生成2g水
16.甲、乙、丙、丁四种物质在一定条件下充分混合,此时各物质的质量分数如图1所示。一段时间后,各物质的质量分数如图2所示。下列说法不正确的是( )
A.丁是反应物
B.x的值为10
C.乙可能是此反应的催化剂
D.生成14g甲,需消耗60g丁
17.在一密闭容器内加入甲、乙、丙、丁四种物质,在一定条件下发生化学反应,反应前后各物质的质量变化如图,下列说法中正确的是( )
A.该反应为化合反应
B.参加反应的乙和丁的质量比为2:3
C.乙可能是单质
D.若丁的相对分子质量是甲的2倍,则甲和丁的化学计量系数之比是1:1
18.将138g酒精(C2H5OH)在密闭容器中点燃,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%,则反应过程中生成水的质量为 ,参加反应的氧气质量为 。
五.化学方程式的概念、读法和含义(共4小题)
19.在《哪吒2•魔童闹海》里,无量仙翁使用天元鼎炼制仙丹,经古人记载炼丹时是将红色的氧化汞(HgO)粉末放入丹炉中加热,发生反应的化学方程式为:。由化学方程式可以获取的信息中,错误的是( )
A.氧化汞在加热的条件下发生了分解反应
B.每2个氧化汞分子加热分解生成2个汞原子和1个氧分子
C.每217份质量的氧化汞完全反应生成201份质量的汞和32份质量的氧气
D.该反应前后原子的种类没有改变
20.依据化学方程式2Al2O34Al+3O2↑,下列信息不正确的是( )
A.该反应为分解反应
B.该反应发生需要的条件是通电
C.该反应中,三种物质的质量比为2:4:3
D.制取5.4kg金属铝至少需要电解10.2kg的Al2O3
21.我们可以从不同视角认识化学反应。关于反应,下列说法正确的是( )
A.物质变化:铜和氧气在点燃的条件下生成氧化铜
B.微观方面:2个铜和1个氧气点燃生成2个氧化铜
C.量的方面:铜、氧气和氧化铜的质量比为4:1:5
D.元素组成:反应前后元素种类改变
22.元素周期表是学习和研究化学的重要工具,根据元素周期表(部分),回答问题。
族
周期
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
1
1 H
氢
1.008
2 He
氦
4.003
2
3 Li
锂
6.94
4 Be
铍
9.012
5 B
硼
10.81
6 C
碳
12.01
7 N
氮
14.01
8 O
氧
16.00
9 F
氟
19.00
10 Ne
氖
20.18
3
11 Na
钠
22.99
12 Mg
镁
24.30
13 Al
铝
26.98
14 Si
硅
28.08
15 P
磷
30.97
16 S
硫
32.06
17 Cl
氯
35.45
18 Ar
氩
39.95
(1)用化学用语回答下列问题。
①锂元素 ;
②3个氟原子 。
(2)铝元素位于元素周期表中的第 周期,铝元素的相对原子质量为 ;
(3)氢气在氧气中燃烧的化学方程式为,从转化、宏观、微观、守恒、定量、反应类型视角,选取不同视角说明通过该化学方程式能获得的三条信息 。
六.化学方程式的配平(共4小题)
23.今年12月2日,我国“嫦娥三号”月球探测器在西昌成功发射,其重要部件太阳能帆板使用的高纯硅制备原理是:2H2+SiCl4Si+ⅹHCl 该反应中ⅹ的值及四氯硅烷(SiCl4)中硅元素的化合价分别为( )
A.2,+3价 B.4,+4价 C.2,+6价 D.4,+6价
24.我国计划于2022年完成中国第一个空间站的组装。空间站的各个组件都要依靠火箭送入太空。发射火箭所用的燃料液态偏二甲肼(C2H8N2)与N2O4发生的反应可写作C2H8N2+2N2O43N2↑+2CO2↑+nH2O,则n等于( )
A.2 B.3 C.4 D.5
25.植物的光合作用是利用太阳能将二氧化碳和水转化为有机物的过程,该反应原理可表示为6CO2+6H2OC6H12O6+xO2,x的值为( )
A.4 B.5 C.6 D.7
26.化学用语是最简明、信息丰富、国际通用的语言。请按要求用序号填空:
①H ②Fe2+③H2O ④Fe3+⑤NaCl
(1)能表示一个分子的是 。
(2)表示物质组成的化学式是 。
(3)④中的数字“3”表示 。
(4)配平下列反应的化学方程式(反应条件略): H2S+ O2= SO2+ H2O
七.常见化学反应中的质量关系(共4小题)
27.铝在氧气中燃烧生成氧化铝。在这个反应中,铝、氧气、氧化铝的质量比是( )
A.27:32:102 B.108:96:204
C.4:3:2 D.27:16:43
28.在反应C+2ZnO2Zn+CO2↑中,下列有关说法正确的是( )
A.反应前后各元素的化合价均无变化
B.反应前后锌元素的质量没有发生改变
C.参加反应的碳与氧化锌的质量比为4:27
D.反应后固体质量减轻,不遵循质量守恒定律
29.工业氧化二氧化硫制三氧化硫反应的化学方程式:2SO2+O22SO3,下列说法不正确的是( )
A.二氧化硫分子是由硫原子和氧原子构成的
B.该反应为化合反应
C.在反应前后硫元素的化合价不变
D.参加反应的SO2和O2的质量比为4:1
30.镁在氧气中燃烧生成氧化镁,在这个反应中,镁、氧气、氧化镁的质量比是( )
A.24:32:80 B.48:32:40 C.48:32:80 D.24:32:40
八.书写化学方程式、文字表达式、电离方程式(共4小题)
31.电影《哪吒2》于2025年春节档上映后深受广大影迷喜爱,上映以来不断刷新全球动画电影票房纪录。石矶娘娘被三昧真火灼烧后变小,下列反应方程式最贴近情景的是(反应条件略)( )
A.CaCO3=CaO+CO2↑ B.2H2O=2H2↑+O2↑
C.C+O2=CO2 D.Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
32.下列化学方程式中符合题意且书写正确的是( )
A.酸雨形成的原因:CO2+H2O═H2CO3
B.用稀硫酸除铁锈:Fe2O3+3H2SO4═2FeSO4+3H2O
C.用铜和稀硫酸制硫酸铜:Cu+H2SO4═CuSO4+H2↑
D.用氢氧化镁治疗胃酸过多症:2HCl+Mg(OH)2═MgCl2+2H2O
33.下列化学方程式书写完全正确的是( )
A.C+O2=CO2
B.NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4
C.2H2O2 H2↑+O2↑
D.Al+O2=Al2O3
34.下列化学方程式符合题意且书写正确的是( )
A.铁和稀盐酸反应:2Fe+6HCl═2FeCl3+3H2↑
B.铁丝在氧气中燃烧:2Fe+3O2═2Fe2O3
C.利用生石灰与水反应放出的大量热来做速热饭盒:CaO+H2O═Ca(OH)2
D.二氧化碳通入紫色石蕊溶液中溶液变红:H2CO3═CO2↑+H2O
九.化学方程式书写的正误判断(共4小题)
35.下列化学方程式书写正确的是( )
A.正常雨水呈弱酸性的原因:CO2+H2O=H2CO3
B.实验室用高锰酸钾制取氧气:
C.用盐酸除铁锈:Fe2O3+6HCl=2FeCl2+3H2O
D.工业炼铁反应原理:3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2↑
36.下列化学方程式与事实相符且正确的是( )
A.治疗胃酸过多:Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O
B.向硫酸铜溶液中加入铁粉:2Fe+3CuSO4=Fe2(SO4)3+3Cu
C.铁丝在氧气中燃烧:
D.复分解反应:KCl+HNO3=KNO3+HCl
37.下列有关叙述和对应的化学方程式均正确的是( )
A.证明铜的活动性比银强:Cu+AgNO3=Ag+CuNO3
B.氯化铵和生石灰混合研磨:2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2NH3↑+2H2O
C.乙醇燃烧:C2H5OH+3O2=2CO2+3H2O
D.硫酸和氢氧化钠溶液混合:H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O
38.下列化学方程式书写正确的是( )
A.CaO+H2O=Ca(OH)2
B.2H2O=2H2↑+O2↑
C.2Fe+6HCl=2FeCl3+3H2↑
D.Al(OH)2+2HCl=AlCl2+2H2O
十.根据化学方程式计算质量比(共5小题)
39.实验室有一包碳酸钙和氯化钙的混合物,现称取与该混合物等质量的碳酸钠,并将它们分别放入盛有足量等质量、等质量分数的稀盐酸的烧杯中,充分反应后,烧杯内剩余物质的质量相等(忽略二氧化碳的溶解性),则原混合物中碳酸钙与氯化钙的质量比为( )
A.50:3 B.50:53 C.100:11 D.100:111
40.在托盘天平两边各放一只盛有等质量、等溶质质量分数的盐酸的小烧杯,调节至平衡后,往烧杯中分别加入铁和等质量的铜镁合金,两烧杯中的物质完全反应后,天平仍保持平衡,盐酸足量,则铜镁合金中铜和镁的质量比为( )
A.4:3 B.8:3 C.3:8 D.3:4
41.某固体混合物由Mg和MgO组成,取该混合物19.2克与一定量的稀硫酸恰好完全反应,向反应后的溶液中加入200克的氢氧化钠溶液恰好完全反应至无沉淀生成,过滤将滤渣洗涤、低温干燥、称量质量为34.8克。则原混合物中镁与氧化镁的质量比为( )
A.1:3 B.3:5 C.2:3 D.3:8
42.2025年4月24日是中国第十个航天日,主题是“极目楚天、共襄星汉”。我国在4月24日17时17分成功发射神舟二十号载人飞船,这是我国首次在航天日发射载人飞船。运载火箭使用的燃料和助燃剂分别是偏二甲肼(C2H8N2)和四氧化二氮(N2O4),火箭的耐热层是硼的合金,飞船座舱内利用过氧化钠(Na2O2)吸收二氧化碳,飞船的太阳能板电池的主要材料是硅。请完成下列各题。
(1)硅原子的原子核内有14个质子,则硅原子最外层电子数是 ,硅元素属于第 周期元素。硼酸(H3BO3)是生产硼的合金的主要原料,硼酸中硼元素的化合价是 。
(2)偏二甲肼和四氧化二氮反应,生成N2、CO2、H2O三种对空气没有污染的气体,则生成物中CO2与H2O的质量比为 。
(3)过氧化钠与二氧化碳反应,生成碳酸钠的同时还生成了另一种单质气体,则反应的化学方程式为 。
43.燃料的使用给我们的生活带来了便利。乙醇可用作燃料,乙醇完全燃烧的化学方程式为 。等质量的①H2②CO③CH4完全燃烧需要O2的质量由大到小的顺序为 (填序号)。
十一.不含杂质的化学方程式计算(共5小题)
44.在反应2A+B=3C+2D中,适量的A和16g的B恰好完全反应生成18gC和50gD。若B的相对分子质量为32,则A的相对分子质量为( )
A.208 B.104 C.52 D.26
45.将16g氢气、甲烷、一氧化碳的混合气体在足量的氧气中点燃,充分反应,消耗氧气的质量可能是( )
A.8g B.80g C.180g D.280g
46.一定质量的碳粉和铜粉的固体混合物,在空气中加热完全反应后固体质量不变,则该混合物中碳粉与铜粉的质量比为( )
A.1:4 B.1:3 C.1:2 D.1:1
47.向122g硫酸钠和碳酸钠的混合物中加足量的水溶解,并加入过量的氯化钡溶液,充分反应后过滤、洗涤、干燥,得到213g固体,则原混合物中钠元素的质量分数约为( )
A.18.9% B.37.7% C.44.2% D.56.6%
48.捕集空气中CO2加氢制甲醇(CH3OH),可实现CO2资源化利用和“零碳”排放,其转化流程如图所示。反应②中,生产1.6kg甲醇理论上能消耗CO2的质量是 。
十二.含杂质的化学方程式计算(共5小题)
49.将95g含杂质的氯化镁样品加足量水溶解,向其中加入足量的硝酸银溶液,充分反应后得到290g氯化银沉淀,则样品中的杂质可能是( )
A.氯化钾 B.氯化钙 C.氯化铜 D.氯化铝
50.某不纯的MgO样品40g放入足量的稀盐酸中,充分反应后,将混合液蒸干可得到固体90g,则所混杂质不可能是( )
A.Na2O B.Al2O3 C.ZnO D.CuO
51.将13.5g含杂质的氯化铜样品加足量水溶解,向其中加入足量的硝酸银溶液,充分反应后得到28g氯化银沉淀,则样品中的杂质可能是( )
A.氯化钡 B.氯化镁 C.氯化铝 D.氯化钠
52.用CO还原含某种杂质的CuO样品16g,充分反应后剩余12g固体,则该CuO样品中不可能含有( )
A.Fe3O4 B.Cu C.C D.Fe2O3
53.甲烷常用作燃料,甲烷完全燃烧的化学方程式为 ;10g某碳酸钙混合物粉末样品与足量稀盐酸反应产生4.4g二氧化碳,则混合物样品中混有 。(填序号①NaHCO3②Na2CO3③NaHCO3 Na2CO3)
十三.化学方程式与实验的计算(共7小题)
54.现有Na2CO3、NaHCO3和CaCO3三种物质的粉末组成的混合物,与足量稀盐酸充分反应后,生成4.4gCO2气体,则混合物的质量可能为( )
A.10.6g B.10g C.8.4g D.12g
55.已知:CaC2O4CaCO3+CO↑,现将CaC2O4和CaCO3的固体混合物mg高温加热至质量不再改变,冷却得到5.6gCaO。下列说法不正确的是( )
A.m的范围是10.0<m<12.8
B.生成CO2的质量为4.4g
C.若m=11.4,则生成气体中CO2和CO的质量之比11:7
D.固体混合物中钙元素的质量为4.0g
56.某碳酸钙样品中混有少量氧化钙,取10g样品高温煅烧至固体质量不再变化,剩余固体质量为6.7g。原样品中碳酸钙质量分数为( )
A.50% B.75% C.80% D.90%
57.烧杯里盛有Fe2O3和CuO的混合物10g,向其中加入一定量的稀硫酸恰好完全反应,若所得溶液中溶质的质量为22g,则原混合物中氧元素的质量为( )
A.2.2g B.2.4g C.2.6g D.2.8g
58.现有Fe2O3和CuO的混合物,在高温条件下通入足量的CO,得到金属混合物15.2g,再将生成的CO2气体通入足量澄清石灰水中,产生白色沉淀30g。Fe2O3与CO反应的化学方程式为 ;原混合物中金属元素的质量分数为 。
59.实验室有一包碳酸钙和氯化钙的混合物,现称取与该混合物等质量的碳酸钠,并将它们分别放入盛有足量等质量、等质量分数的稀盐酸的烧杯中,充分反应后,烧杯内剩余物质的质量相等(忽略二氧化碳的溶解性),则原混合物中碳酸钙与氯化钙的质量比为 。
60.小苏打用于治疗胃酸过多症,该反应的化学方程式为 。现有纯碱和小苏打的混合物一共15g,测得其中氧元素的质量为7.2g,与100g稀盐酸恰好完全反应,产生二氧化碳的质量为 g。
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