内容正文:
专题04 化学方程式
一、化学方程式
1.概念:用化学式来表示化学反应的式子,叫做化学方程式。
2. 化学方程式的含义:
含 义
实例(S+O2 SO2)
①表示反应物、生成物以及反应条件
反应物是硫、氧气,生成物是二氧化硫,反应条件是点燃
②表示反应物、生成物之间的质量关系(即质量比)
S + O2 SO2
32 : 16×2 : (32+16×2)
32 : 32 : 64
③表示反应物、生成物之间的粒子数关系(粒子个数比)
S + O2 SO2
1 : 1 : 1
3.化学方程式的读法(以S+O2 SO2为例):
(1)质的方面:硫和氧气在点燃条件下反应生成二氧化硫。
(2)量的方面:每32份质量的硫和32份质量的氧气完全反应生成64份质量的二氧化硫。
(3)粒子方面:每1个硫原子和1个氧分子反应生成1个二氧化硫分子。
二、化学方程式的书写
1.书写化学方程式时应遵循两条原则:
(1)必须以客观事实为依据,不能凭空臆造事实上不存在的物质和化学反应。
(2)要遵守质量守恒定律。书写化学方程式时要配平,使反应前后的各种原子的个数相等。
2. 书写步骤:
①“写”:左为反应物化学式,右为生成物化学式,中间“—”连接。
②“配”:配平化学方程式。
③“注”:注明反应发生的条件。
④“标”:标明生成物的状态。
⑤“查”: 检查化学式是否写错,化学方程式是否配平,条件和物质状态标注是否标了,标了是否恰当。
三、利用化学方程式的计算
1.利用化学方程式计算的依据
(1)理论依据: 质量守恒定律 。
(2)基本依据:化学方程式中各反应物、生成物之间的质量比 。
2.利用化学方程式计算的一般步骤
1)设未知量(不要带单位)
2)正确写出化学方程式(注意配平)
3)写出相关物质的相对分子质量和已知量、未知量(写在对应化学式的正下方,先写相对分子质量,再写质量;质量单位要写,且要统一。(代入计算的物质必须是参加反应或生成的纯物质的质量。)
4)列出比例式,求解(计算结果按题中要求进行,若题中没有要求,除不尽,则保留小数点后一位)
5)简明地写出答案
3.根据化学方程式计算的注意事项:
(1)所有代入化学方程计算的量必须是纯净物的质量且必须是参加的反应的质量,如果是不纯物,则需要转换。纯物质的质量=不纯物质质量×纯度
纯净物的质量分数=×100%
纯净物的质量=混合物的质量—杂质的质量
►考点01 化学方程式的读法和意义
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1.对于化学方程式的概念的理解,首先要明确该概念是建立在化学式的基础之上的;然后要弄清化学方程式的作用是用来表示化学反应的.
2.化学方程式的读法和含义是一一对应的,可以将其相互联系起来理解和识记.对于其中的质量关系,可以结合着相对分子质量的计算和化学符号及其周围数字的意义,进行准确地计算后,再完整的表达出来.对于其中的粒子关系,可以联系着化学符号及其周围数字的意义,进行细致地表达.
【例1】(2025秋•滑县期末)下列关于的说法正确的是( )
A.MnO2在该反应能增加氧气的质量
B.该反应前后分子的个数不变
C.该反应前后氧元素化合价降低
D.生成的H2O与生成的O2质量比为9:8
【答案】D
【分析】化学方程式可表示:反应物和生成物的种类;反应的条件;反应物和生成物的微观粒子个数比;反应物和生成物的质量比等。
【解答】解:A、在过氧化氢分解制取氧气的反应中,二氧化锰是催化剂,催化剂只能改变化学反应速率,不能改变生成物的质量,二氧化锰在该反应中不能增加氧气的质量,故选项说法错误。
B、由化学方程式可知,化学反应前后分子的数目发生了改变,反应前后分子数目比为2:3,故选项说法错误。
C、过氧化氢中氢元素显+1价,根据化合物中,正负化合价的代数和为零,可得氧元素显﹣1价;水中氧元素显﹣2价,氧气中氧元素化合价为0,则该反应前后氧元素化合价既有升高,也有降低,故选项说法错误。
D、生成的水与生成的氧气的质量比为(18×2):32=9:8,故选项说法正确。
故选:D。
【点评】本题难度不大,化学方程式是最重要的化学用语之一,了解化学方程式的含义(宏观、微观、量的含义)、化学方程式的读法是正确解答此类题的关键。
【例2】(2025秋•石景山区期末)下列四个反应,①和②分为一类、③和④分为一类,其分类依据是( )
①Fe+CuSO4═FeSO4+Cu
②4P+5O22P2O5
③Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O
④H2CO3═H2O+CO2↑
A.反应物的物质种数 B.生成物的物质类别
C.化合价是否有变化 D.反应条件是否一致
【答案】C
【分析】化学方程式可表示:反应物和生成物的种类;反应的条件;反应物和生成物的微观粒子个数比;反应物和生成物的质量比等。
【解答】解:A、四个反应,①和②分为一类、③和④分为一类,①和②反应物的物质种数均是2种,③和④反应物的物质种数分别是2种、1种,故选项说法错误。
B、①和②生成物的物质类别分别是盐和金属单质、氧化物,③和④生成物的种类分别是盐和水、氧化物,故选项说法错误。
C、①和②反应前后有元素化合价的改变,③和④反应前后元素的化合价均不变,可将①和②分为一类、③和④分为一类,故选项说法正确。
D、①和②的反应条件不一致,故选项说法错误。
故选:C。
【点评】本题难度不大,化学方程式是最重要的化学用语之一,了解化学方程式的含义(宏观、微观、量的含义)、化学方程式的读法是正确解答此类题的关键。
【例3】(2025秋•香河县月考)在《哪吒2》里,无量仙翁使用天元鼎炼制仙丹。古人记载,炼丹时将红色的氧化汞(HgO)粉末放入丹炉中加热,发生反应的化学方程式为:2HgO2Hg+O2↑。由化学方程式获取的信息中,错误的是( )
A.该反应是分解反应
B.化学反应前后元素种类不发生改变
C.每2份质量的氧化汞完全反应生成2份质量的汞和1份质量的氧气
D.该反应生成两种单质
【答案】C
【分析】根据化学方程式可表示:反应物和生成物的种类;反应的条件;反应物和生成物的微观粒子个数比;反应物和生成物的质量比等,进行分析判断。
【解答】解:A、由化学方程式可知,反应物为一种,生成物为两种,该反应符合“一变多”的形式,属于分解反应,故选项说法正确。
B、由质量守恒定律可知,化学反应前后,元素种类不变,故选项说法正确。
C、从质量角度看,每434份HgO完全分解生成402份Hg和32份O2,故选项说法错误。
D、汞和氧气均是由一种元素组成的纯净物,均属于单质,故选项说法正确。
故选:C。
【点评】本题难度不大,化学方程式是最重要的化学用语之一,了解化学方程式的含义(宏观、微观、量的含义)、化学方程式的读法是正确解答此类题的关键。
【例4】(2025春•肇源县期中)下列关于化学方程式S+O2SO2的读法错误的是( )
A.硫和氧气在点燃的条件下生成二氧化硫
B.每1个硫原子与1个氧分子反应生成一个二氧化硫分子
C.每32份质量的硫和32份质量的氧气完全反应生成64份质量的二氧化硫
D.硫加氧气等于二氧化硫
【答案】D
【分析】从化学方程式获得的信息主要有:反应物、生成物、反应条件、各物质间质量的关系,据此结合题意进行分析判断。
【解答】解:A、该反应可读作:硫和氧气在点燃的条件下生成二氧化硫,故选项说法正确。
B、微观上,该反应可读作:每1个硫原子与1个氧分子反应生成一个二氧化硫分子,故选项说法正确。
C、该反应可读作:每32份质量的硫和32份质量的氧气完全反应生成64份质量的二氧化硫,故选项说法正确。
D、在反应中“+”读作“和”,“═”读应作“生成”,故选项说法错误。
故选:D。
【点评】本题难度不大,化学方程式是最重要的化学用语之一,掌握化学方程式的含义(宏观、微观、量的含义)、了解方化学方程式的读法是正确解答此类题的关键。
【例5】(2025秋•青山区期中)我国古代典籍中有“银针验毒”的记载,如果银针表面变黑,则说明遇到有毒物质。其化学反应原理之一是:4Ag+O2+2H2S=2Ag2S+2H2O。下列有关说法错误的是( )
A.Ag2S为银白色
B.2H2O表示两个水分子
C.H2S中氢元素的化合价为+1
D.此反应中验的有毒物质为H2S
【答案】A
【分析】A、根据银是银白色固体,“银针验毒”时银针表面变黑,说明生成了黑色固体来分析;
B、根据化学式前面的数字表示粒子的个数来分析;
C、根据化合物中各元素正负化合价代数和为零来分析;
D、根据银遇到有毒物质会变黑,以及银和氧气无毒来分析。
【解答】解:A、银是银白色固体,“银针验毒”时银针表面变黑,说明生成了黑色固体,所以Ag2S为黑色,故选项说法不正确。
B、化学式前面的数字表示粒子的个数,所以2H2O表示两个水分子,故选项说法正确。
C、H2S中硫元素的化合价为﹣2,根据化合物中各元素正负化合价代数和为零可知,氢元素的化合价为+1,故选项说法正确。
D、银遇到有毒物质会变黑,由反应的化学方程式4Ag+O2+2H2S=2Ag2S+2H2O可知,银和氧气无毒,则此反应中验的有毒物质为H2S,故选项说法正确。
故选:A。
【点评】本题主要考查了物质的性质、化合价原则以及化学方程式的意义,难度不大,根据所学知识,结合题中信息,认真分析即可解答。
►考点02 化学方程式的配平
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1.对于化学方程式的配平,可以联系着质量守恒定律及其成立的原因来理解和配平化学方程式.
2.在配平化学方程式时,可以联系着化学方程式的配平的含义和化学符号及其周围数字的意义,根据质量守恒定律及其成立的原因,细心地左右两边的化学式前面配上适当的化学计量数(若出现分数,要化为整数);切不可改动化学式中元素符号的右下角的数字.还有,只有配平化学方程式时,才能将短线改写为等号(即式子左、右两边每一种元素原子的总数相等).
【例1】(2025秋•长垣市期中)葡萄糖(化学式为C6H12O6)是生物体最直接的能量来源,其在人体内的转化过程可表示为,则x的值为( )
A.4 B.5 C.6 D.7
【答案】C
【分析】根据质量守恒定律,化学反应前后原子数目守恒,进行分析判断。
【解答】解:根据质量守恒定律,化学反应前后原子数目守恒,由氢原子守恒,反应前H原子数为12,生成物H2O中H原子数为2x,12=2x,x=6。
故选:C。
【点评】本题难度不大,明确化学反应前后原子数目守恒是正确解答本题的关键。
【例2】(2025•湘潭校级一模)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
【分析】根据质量守恒定律:化学反应前后原子种类、数目均不变,进行分析解答。
【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。
【点评】本题难度不大,明确化学反应前后原子守恒是正确解答此类题的关键。
【例3】(2024秋•迪庆州期末)关于化学方程式aC3H8+bO2mCO2+nH2O的说法中,正确的是( )
A.a=3m
B.2m+n=2b
C.该反应是化合反应
D.化学反应后,碳原子个数减少
【答案】B
【分析】根据质量守恒定律:化学反应前后原子种类、数目均不变,进行分析解答。
【解答】解:A、该反应前后碳原子的个数不变,则3a=m,故选项说法错误。
B、该反应前后氧原子的个数不变,则2m+n=2b,故选项说法正确。
C、该反应的生成物是两种,不符合“多变一”的形式,不属于化合反应,故选项说法错误。
D、化学反应后,碳原子个数不变,故选项说法错误。
故选:B。
【点评】本题难度不大,明确化学反应前后原子守恒、化合反应的特征等是正确解答本题的关键。
【例4】(2024秋•玛纳斯县期末)将配平后的正确化学方程式写在答题卡上。
(1)CH4+O2CO2+H2O 。
(2)Fe2O3+HCl=FeCl3+H2O 。
(3)H2S+O2=S↓+H2O 。
(4)Na2CO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑ 。
【答案】(1)CH4+2O2CO2+2H2O;
(2)Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O;
(3)2H2S+O2=2S↓+2H2O;
(4)Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑。
【分析】根据质量守恒定律:反应前后各原子的数目不变,选择相应的配平方法(最小公倍数法、定一法等)进行配平即可;配平时要注意化学计量数必须加在化学式的前面,配平过程中不能改变化学式中的下标;配平后化学计量数必须为整数。
【解答】解:(1)本题可利用“定一法”进行配平,把CH4的化学计量数定为1,则O2、CO2、H2O前面的化学计量数分别为2、1、2,正确的化学方程式为CH4+2O2CO2+2H2O。
(2)本题可利用“定一法”进行配平,把Fe2O3的化学计量数定为1,则HCl、FeCl3、H2O 前面的化学计量数分别为6、2、3,正确的化学方程式为Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O。
(3)本题可利用“最小公倍数法”进行配平,先看氧原子,反应前一个氧分子中有2个氧原子,反应后一个水分子中有1个氧原子,最小公倍数为2,则氧气的化学计量数为1,水的化学计量数为2,生成物中氢原子的个数为4,则硫化氢的化学计量数为2,反应物中硫原子的个数为2,则生成物中硫的化学计量数为2,正确的化学方程式为2H2S+O2=2S↓+2H2O。
(4)本题可利用“定一法”进行配平,把Na2CO3的化学计量数定为1,则HCl、NaCl、H2O、CO2前面的化学计量数分别为2、2、1、1,正确的化学方程式为Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑。
【点评】本题难度不大,配平时化学计量数必须加在化学式的前面,配平过程中不能改变化学式中的下标;配平后化学计量数必须为整数,配平过程中若出现分数,必须把分数去分母转化为整数。
【例5】(2025春•道外区期末)化学方程式可以描述化学反应中的物质转化关系,帮助我们认识化学反应的定量关系,对生产、生活和科学研究具有重要意义。按要求回答下列问题。
(1)配平下列化学方程式(反应条件省略)
① Fe(OH)3 HCl= FeCl3+ H2O
② C2H4+ O2═ CO2+ H2O
③ NH3+ Cl2= N2+ HCl
(2)“84”消毒液于1984年研制成功,故此得名。制取其主要成分次氯酸钠(NaClO)的反应为Cl2+2X=NaCl+NaClO+H2O,则物质X的化学式是 。
【答案】(1)①1;3;1;3;
②1;3;2;2;
③2;3;1;6;
(2)NaOH。
【分析】(1)对于配平化学方程式,需要根据质量守恒定律,确保反应前后原子的种类和数量相等。
(2)对于“84”消毒液的主要成分次氯酸钠(NaClO)的制取反应,需要根据化学反应前后原子守恒的原则,推断出反应物X的化学式。
【解答】解:(1)①配平Fe(OH)3+HCl→FeCl3+H2O的化学方程式,需要保证铁、氧、氢和氯原子的数量在反应前后相等。通过观察,发现需要3个HCl分子来提供3个氯原子和3个氢原子,以生成1个FeCl3分子和3个H2O分子。因此,配平后的方程式为:Fe(OH)3+3HCl=FeCl3+3H2O。
②配平C2H4+O2→CO2+H2O的化学方程式,需要保证碳、氢和氧原子的数量在反应前后相等。通过观察,发现需要3个O2分子来提供足够的氧原子,以生成2个CO2分子和2个H2O分子。因此,配平后的方程式为:C2H4+3O2=2CO2+2H2O。
③配平NH3+Cl2→N2+HCl的化学方程式,需要保证氮、氢和氯原子的数量在反应前后相等。通过观察,发现需要2个NH3分子和3个Cl2分子来提供2个氮原子、6个氢原子和6个氯原子,以生成1个N2分子和6个HCl分子。因此,配平后的方程式为:2NH3+3Cl2=N2+6HCl。
(2)根据反应方程式Cl2+2X=NaCl+NaClO+H2O,需要找到物质X的化学式,使得反应前后氯、钠、氧和氢的原子数相等。反应后有2个钠原子、2个氯原子、2个氧原子和2个氢原子。反应前已经有2个氯原子,因此2X中需要包含2个钠原子、2个氧原子和2个氢原子。这意味着每个X分子需要包含1个钠原子、1个氧原子和1个氢原子,因此物质X的化学式是NaOH。
【点评】本题主要考查了化学方程式的配平和化学反应中的物质推断。注意完成此题,可以从题干中抽取有用的信息,结合已有的知识进行解题。在配平化学方程式时,要确保反应前后原子的种类和数量相等,这是遵循质量守恒定律的基本要求。
►考点03 化学方程式的书写
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1、 陌生化学方程式的书写:书写时根据描述找出反应物、生成物及反应条件。若通入空气注意是否有氧气或二氧化碳参与反应;若在溶液中反应,注意是否有水参与反应。另外注意若缺少了反应物或生成物,注意根据质量守恒定律进行补充。
2、运用模型图来解答有关题目时,要先留意单个原子模型图的说明(即原子模型图所代表的意义和相应的元素符号),然后再逐一分析,综合考虑.尤其是,在解答用模型图来表示化学反应的题目时,一定要特别细心地进行全面思考才行;一般要做到以下“六抓”:
(1)抓分子、原子的性质,分子、原子都是构成物质的微粒;
(2)抓在化学反应中分子可分成原子,原子不能再分,但原子能重新组合成新的分子;
(3)抓分子是由原子构成的;
(4)抓化学反应前后原子的种类、数目不变;
(5)抓反应基本类型及反应物、生成物的类别;
(6)抓单个分子的构成情况;等等。
【例1】(2025秋•松北区期末)下列应用的原理(用化学方程式表示)及基本反应类型均正确的是( )
A.用熟石灰中和硫酸厂的废水:H2SO4+Ca(OH)2=CaSO4+H2O 复分解反应
B.用稀硫酸洗去试管上附着的铜:Cu+H2SO4=CuSO4+H2↑ 置换反应
C.正常雨水显酸性:CO2+H2O=H2CO3 化合反应
D.镁粉用于制照明弹: 氧化反应
【答案】C
【分析】A、根据硫酸和氢氧化钙反应生成硫酸钙和水来分析;
B、根据铜不能和稀硫酸反应来分析;
C、根据二氧化碳和水反应生成碳酸来分析;
D、根据镁和氧气在点燃的条件下生成氧化镁来分析。
【解答】解:A、硫酸和熟石灰(氢氧化钙)反应生成硫酸钙和水,反应的化学方程式为:H2SO4+Ca(OH)2=CaSO4+2H2O,原方程式未配平,故选项不符合题意。
B、铜不能和稀硫酸反应,不能用稀硫酸洗去试管上附着的铜,故选项不符合题意。
C、正常雨水显酸性的原因是二氧化碳和水反应生成碳酸,反应的化学方程式为:CO2+H2O=H2CO3,该反应符合多变一的特点,基本反应类型属于化合反应,故选项符合题意。
D、镁和氧气在点燃的条件下生成氧化镁,反应的化学方程式为:,该反应符合多变一的特点,基本反应类型属于化合反应,“氧化反应”不是基本反应类型,故选项不符合题意。
故选:C。
【点评】本题主要考查了化学方程式的书写,难度不大,根据所学知识,结合题中信息,认真分析即可解答。
【例2】(2025秋•兰州期末)中国空间站的航天员所需的部分水是由呼吸产生的二氧化碳与氢气在一定条件下反应生成的。如图是该反应的微观示意图。下列说法不正确的是( )
A.丙中有两种元素
B.电解丁可生成供航天员呼吸的氧气
C.反应过程中甲和丙的质量比为1:1
D.在化学反应中,分子可以再分,原子不可再分
【答案】C
【分析】由图可知,该反应为二氧化碳和氢气在一定条件下反应生成甲烷和水,该反应的化学方程式为:。
【解答】解:A、由分子结构模型可知,丙是CH4,是由C、H两种元素组成,故A不符合题意;
B、由分子结构模型可知,丁为水,电解水生成氢气和氧气,氧气具有氧化性,能供给呼吸,故B不符合题意;
C、由化学方程式可知,反应过程中甲和丙的质量比为:44:16=11:4,故C符合题意;
D、由图可知,在化学变化中,分子可分为原子,原子可重新组合为新的分子,即在化学变化中,分子可以再分,原子不可再分,故D不符合题意。
故选:C。
【点评】要想解答好这类题目,要理解和熟记微粒观点及模型图的应用,以及与之相关的知识。
【例3】(2025秋•东港市期末)某反应的微观示意图如图所示,下列说法错误的是( )
A.对应物质的化学式是NH3
B.该反应是化合反应
C.该反应前后原子数目发生改变
D.参加该反应的与的个数比为1:3
【答案】C
【分析】由微观示意图可知,左侧反应物为N2(2个氮原子构成)和H2(2个氢原子构成);右侧生成物为NH3(1个氮原子和3个氢原子构成),反应的化学方程式为。
【解答】解:A、该粒子()由1个氮原子和3个氢原子构成,化学式为NH3,说法正确。故选项不符合题意。
B、反应是N2和H2两种物质生成NH3一种物质,属于化合反应,说法正确。故选项不符合题意。
C、根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类、数目均不变,该说法错误。故选项符合题意。
D、由化学方程式可知,参加反应的(N2)与(H2)的个数比为1:3,说法正确。故选项不符合题意。
故选:C。
【点评】本题主要考查物质的性质,解答时要根据各种物质的性质,结合各方面条件进行分析、判断,从而得出正确的结论。
【例4】(2025秋•长春校级期末)在我国空间站里要对航天员呼出的二氧化碳收集后进行转化。转化的一种途径的微观反应示意图如图所示。
(1)图中共有 种氧化物;
(2)写出该反应的化学方程式 ;
(3)反应使用的催化剂本身的质量和 在化学反应前后都没有发生变化;
(4)甲和足量乙充分反应后,测得产物中氢元素的质量为4g,参加反应的乙质量为 g。
【答案】(1)两;
(2);
(3)化学性质;
(4)22。
【分析】(1)氧化物是指含有两种元素,且一种元素为氧元素的化合物;
(2)根据微观反应示意图的信息来分析;
(3)根据催化剂的概念来分析;
(4)根据氢气的质量,利用化学方程式来分析计算。
【解答】解:(1)由图可知,甲为H2、乙为CO2、丙为H2O、丁为CH4,故CO2、H2O均属于氧化物,有两种氧化物。
(2)该反应为H2和CO2在一定条件下反应生成H2O和CH4,反应的化学方程式为:。
(3)催化剂是指能改变反应速率,但反应前后其质量和化学性质不变。
(4)由质量守恒定律可知,反应前后元素种类和质量不变,产物中氢元素的质量为4g,则说明参加反应的氢气的质量为4g,设参加反应的乙的质量为x,则:
8 44
4g x
解得x=22g
参加反应的乙质量为22g。
【点评】要想解答好这类题目,要理解和熟记微粒观点及模型图的应用,以及与之相关的知识。
【例5】(2025•开福区校级模拟)根据题目信息写化学方程式。
(1)唐代陆羽《茶经》中记载:“风炉以铜铁铸之……底一窗以为通飚漏烬之所……风能兴火,火能熟水。”“火能熟水”,写出木炭充分燃烧的化学方程式 。
(2)饲养观赏鱼,可以陶冶人的情操。空运观赏鱼,必须密封。为了解决鱼的吸氧问题,可在水中加入过氧化钙(化学式:CaO2),过氧化钙与水反应生成的是氢氧化钙和一种单质。写出过氧化钙与水反应的化学方程式是 。
【答案】(1)C+O2CO2;
(2)2CaO2+2H2O═2Ca(OH)2+O2↑。
【分析】首先根据反应原理找出反应物、生成物、反应条件,根据化学方程式的书写方法、步骤(写、配、注、等)进行书写即可。
【解答】解:(1)木炭充分燃烧生成二氧化碳,反应的化学方程式为C+O2CO2。
(2)过氧化钙与水反应生成的是氢氧化钙和一种单质,由质量守恒定律,反应恰好元素种类不变,生成的单质是氧气,反应的化学方程式为2CaO2+2H2O═2Ca(OH)2+O2↑。
【点评】本题难度不大,考查学生根据反应原理书写化学方程式的能力,化学方程式书写经常出现的错误有不符合客观事实、不遵守质量守恒定律、不写条件、不标符号等。
►考点04 根据化学方程式的计算
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利用化学方程式计算题目分析方法步骤:
1、 读题,写出反应的化学方程式;
2、 分析问题,找未知量。未知量不能直接假设的,那么对问题进行逆推;
常见公式:
(1) 产生气体的质量=反应前物质的总质量-反应后物质的总质量
(2) 纯净物%=纯净物的质量/混合物的质量 *100%
3、 找已知量(代入化学方程式中计算的一定是纯净物的质量)
已知量的给出方式:
(1) 直接告知
(2) 质量差法
(3) 纯净物的质量=混合物的质量*纯度
4、按化学方程式计算的步骤进行计算
【例1】(2025秋•岷县期末)贝壳的主要成分是碳酸钙,为测定某种贝壳中碳酸钙的含量,小华将10.0g贝壳样品高温煅烧(),对样品进行分析,实验数据记录如下表(杂质不参与反应)。请回答下列问题:
反应时间/min
1
2
3
4
剩余固体质量/g
8.6
7.3
6.7
6.7
(1)CaCO3中钙元素的质量分数为 。
(2)生成二氧化碳的质量为 g。
(3)计算该贝壳样品中碳酸钙的质量。(写出计算过程)
【答案】(1)40%;(2)3.3;(3)7.5g。
【分析】(1)根据元素的质量分数的公式分析;
(2)根据质量守恒定律分析;
(3)根据二氧化碳的质量结合化学方程式进行计算。
【解答】解:(1)CaCO3中钙元素的质量分数为;
(2)3min后固体质量不再减少,说明碳酸钙完全分解,根据质量守恒定律,反应前后总质量不变,生成二氧化碳质量为:10.0g﹣6.7g=3.3g;
(3)设该贝壳样品中碳酸钙的质量为x,
解得x=7.5g
答:该贝壳样品中碳酸钙的质量为7.5g。
【点评】本题主要考查了根据化学方程式的计算,根据化学方程式计算时,第一要正确书写化学方程式,第二要使用正确的数据,第三计算过程要完整。
【例2】(2025秋•白银期末)小明发现某品牌小苏打包装袋上有“NaHCO3含量≥95%”的字样。为探究该品牌小苏打中NaHCO3含量与标注是否相符,他进行了如下实验:
注:①该品牌小苏打中其他物质能溶于水但不与稀盐酸反应,忽略HCl的挥发性;
②碳酸氢钠与盐酸反应的化学方程式为NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑;
③生成的气体全部逸出。
(1)第一次加入稀盐酸,稀盐酸 完全 (填“完全”或“不完全”)反应。
(2)该实验共生成二氧化碳的质量是 4.4 g。
(3)计算该品牌小苏打中NaHCO3含量与标注是否相符。(写出计算过程)
【答案】(1)完全;(2)4.4;
(3)该品牌小苏打中NaHCO3含量与标注相符。
【分析】根据第一次加入30g稀盐酸后,锥形瓶内质量增加185.45g﹣158.75g=26.7g,证明加入30g稀盐酸反应生成30g﹣26.7g=3.3g气体,第二次加入30g稀盐酸,质量增加214.35g﹣185.45g=28.9g,第二次加入稀盐酸只生成气体30g﹣28.9g=1.1g气体,证明第二次加入酸过量,由此结合化学方程式的计算来分析。
【解答】解:(1)由图可知,第一次加入30g稀盐酸后,锥形瓶内质量增加185.45g﹣158.75g=26.7g,证明加入30g稀盐酸反应生成30g﹣26.7g=3.3g气体,第二次加入30g稀盐酸,质量增加214.35g﹣185.45g=28.9g,第二次加入稀盐酸只生成气体30g﹣28.9g=1.1g气体,证明第二次加入酸过量,所以第一次加入稀盐酸,稀盐酸完全反应。
(2)由上述分析可知,该实验共生成二氧化碳的质量是:3.3g+1.1g=4.4g。
(3)设参加反应的碳酸氢钠的质量为x。
NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑
84 44
x 4.4g
x=8.4g
则该品牌小苏打中NaHCO3含量为:,96%>95%,所以该品牌小苏打中NaHCO3含量与标注相符。
答:该品牌小苏打中NaHCO3含量与标注相符。
【点评】本题主要考查了物质的性质和化学方程式的计算,解答时要根据所学知识,结合各方面条件进行分析、判断,从而得出正确的结论。
【例3】(2025秋•兰州期末)某兴趣小组为测定鸡蛋壳中碳酸钙的含量,进行了如下实验:取30.0g洗净、粉碎后的鸡蛋壳样品放于烧杯中,向烧杯中滴加稀盐酸(杂质不与稀盐酸反应),测得烧杯中剩余物质的质量与加入稀盐酸的质量之间的关系如图所示。
(1)由图可知,当加入稀盐酸的质量为 100 g时,碳酸钙恰好反应完全。
(2)计算鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数(写出计算步骤)。
【答案】(1)100;
(2)75%。
【分析】(1)根据图中数据来分析;
(2)根据生成二氧化碳的质量和化学方程式的计算来分析。
【解答】解:(1)由图可知,在加入100g盐酸后,再加入50g盐酸,烧杯中剩余物质增加的质量也为50g,说明,加入100g盐酸时恰好完全反应。
(2)根据质量守恒定律,化学反应前后物质的总质量不变,则生成二氧化碳的质量为:30g+100g﹣120.1g=9.9g;
设鸡蛋壳中碳酸钙的质量为x。
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
100 44
x 9.9g
x=22.5g
则鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数为:100%=75%。
答:鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数为75%。
【点评】本题主要考查了物质的性质和化学方程式的计算,解答时要根据所学知识,结合各方面条件进行分析、判断,从而得出正确的结论。
【例4】(2025秋•奈曼旗期末)燃煤脱硫是减少二氧化硫污染的重要措施。将适量石灰石与燃煤一起粉碎,混合均匀,燃烧时发生脱硫反应:2CaCO3+2SO2+O22CaSO4+2X,从而实现脱硫。回答下列问题:
(1)将石灰石与燃煤粉碎,混合均匀的目的是 ,大量排放二氧化硫可能导致的环境问题是 。
(2)上述反应中,X的化学式为 ,脱硫反应中化合价发生改变的元素是 (填元素符号)。
(3)加入含20吨碳酸钙的石灰石(杂质不参加反应),理论上可吸收多少吨二氧化硫?
【答案】(1)增大反应物的接触面积,使反应更快更充分;酸雨;
(2)CO2;S、O;
(3)12.8t。
【分析】(1)根据将石灰石与燃煤粉碎可以增大反应物的接触面积,以及大量排放二氧化硫可能导致的环境问题是酸雨来分析;
(2)根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类和数目不变,结合单质中元素化合价为零,化合物中各元素正负化合价代数和为零来分析;
(3)根据碳酸钙的质量和化学方程式的计算来分析。
【解答】解:(1)将石灰石与燃煤粉碎,混合均匀的目的是增大反应物的接触面积,使反应更快更充分;大量排放二氧化硫可能导致的环境问题是酸雨;
(2)根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类和数目不变,由反应的化学方程式2CaCO3+2SO2+O22CaSO4+2X可知,2X中含有2个C原子和4个O原子,所以X的化学式CO2;脱硫反应的化学方程式为:2CaCO3+2SO2+O22CaSO4+2CO2,SO2中硫元素的化合价为+4,CaSO4中硫元素的化合价为+6,O2中氧元素的化合价为0,CaSO4、CO2中氧元素的化合价为﹣2,则该反应中化合价发生改变的元素是S、O;
(3)设理论上可吸收二氧化硫的质量为x。
2CaCO3+2SO2+O22CaSO4+2CO2
200 128
20t x
x=12.8t
答:理论上可吸收12.8t二氧化硫。
【点评】本题主要考查了质量守恒定律和化学方程式的计算,解答时要根据所学知识,结合各方面条件进行分析、判断,从而得出正确的结论。
【例5】(2025秋•城中区期末)黄铜是一种铜锌合金,在供水,排水、暖通空调及消防系统中有着广泛应用。化学兴趣小组为测定某铜锌合金中铜的含量,称取20g样品放入烧杯中,向其中加入200g稀硫酸,恰好完全反应后,测的烧杯中所有物质的总质量为219.6g。请完成下列计算:
(1)反应过程中产生的氢气质量为 g。
(2)计算合金中铜的质量分数。(写出详细解答过程)
(2025秋•城中区期末)黄铜是一种铜锌合金,在供水,排水、暖通空调及消防系统中有着广泛应用。化学兴趣小组为测定某铜锌合金中铜的含量,称取20g样品放入烧杯中,向其中加入200g稀硫酸,恰好完全反应后,测的烧杯中所有物质的总质量为219.6g。请完成下列计算:
(1)反应过程中产生的氢气质量为 g。
(2)计算合金中铜的质量分数。(写出详细解答过程)
【答案】(1)0.4;(2)35%。
【分析】(1)由质量守恒定律分析;
(2)根据氢气的质量结合化学方程式进行计算。
【解答】解:(1)由质量守恒定律可得,反应过程中产生的氢气质量为20g+200g﹣219.6g=0.4g;
(2)设合金中锌的质量为x,
x=13g
则合金中铜的质量分数为
答:合金中铜的质量分数为35%。
【点评】本题主要考查了根据化学方程式的计算,根据化学方程式计算时,第一要正确书写化学方程式,第二要使用正确的数据,第三计算过程要完整。
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