内容正文:
第五单元 定量研究化学反应
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新课标要求
1.理解化学反应的本质是原子的重新组合,化学反应前后,原子的种类和数量不变,分子的种类发生改变。
2.认识化学反应中的各物质间存在定量关系,化学反应遵循质量守恒定律;理解质量守恒定律的微观本质。
3.学习从物质变化、能量变化、反应条件、反应现象、反应类型和元素守恒等视角认识化学反应,初步形成认识化学反应的系统思维意识。学习利用质量关系、比例关系定量认识化学反应,认识定量研究化学科学发展的重大作用。
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新课标要求
4.认识化学变化在自然界和生产生活中的广泛存在及重要应用,感受大自然中化学变化的神奇;结合实例体会通过化学反应实现物质转化的意义和价值;欣赏化学反应造福人类的独特价值,学习化学家的创新精神。结合实例认识合理利用、调控化学反应的重要性,关注产品需求和成本核算,初步树立资源循环使用、绿色环保的发展理念
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达州考情分析
2025年考查质量守恒定律的应用,以选择题形式出现;根据微观示意图书写化学方程式,以填空题的形式出现;依据化学方程式进行计算,以计算题形式出现。
2024年考查微观示意图,以选择题形式出现;依据化学方程式进行计算,以计算题形式出现
★请完成《知识手册》第五单元
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例1 初中化学课外小组的同学,用如图所示实验验证质量守恒定律。
实验探究质量守恒定律
命题点一
(1)甲同学用A装置研究质量守恒定律,实验中小气球的作用是__________。
平衡气压
A
5
(2)乙同学用B装置研究质量守恒定律,实验步骤如下:将装置和实验试剂一起放在天平的左盘上,右盘放砝码,调节游码使天平平衡,然后倾斜烧杯使稀盐酸与碳酸钠粉末接触,一段时间后再把装置和反应后剩余物质放在天平上,发现天平的指针偏右。造成天平指针向右偏转的原因是_______________________。
B
生成的气体逸散到空气中
6
(3)化学反应都遵循质量守恒定律,在化学反应前后,一定不变的是__________(填序号)。
①元素种类 ②原子种类 ③原子数目
④分子种类 ⑤分子数目 ⑥物质的总质量
①②③⑥
7
1.某化学兴趣小组的同学,设计了如图所示装置和实验来验证质量守恒定律。下列说法正确的组合是
变式训练
实验一
实验二
实验三
8
①涉及的化学反应都遵循质量守恒定律。
②实验一红磷燃烧时,若瓶塞没有塞紧,待燃烧完毕后再塞紧,天平的指针向左偏转。
③实验二中装置没有密闭,生成的气体逸散,实验结束,天平的指针向右偏转。
实验一
实验二
实验三
9
( )
实验一
实验二
实验三
④将实验二中的烧杯换成带有气球的装置(如实验三),实验结束,天平平衡(忽略浮力)。
⑤实验三中,气球先膨胀,后变瘪。
A.①③⑤ B.①③④ C.②③④ D.①②⑤
B
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1.质量守恒定律适用于化学变化,但不适用于物理变化。
2.质量守恒定律明确指出守恒的是“质量”,而非其他物理量。
3.化学反应中,各反应物是按一定的质量比进行反应,因此参加反应的各物质质量总和并非任意比例的反应物质量的简单相加。
4.不参加反应的物质以及非生成物的质量都不应计入“总和”中。
方法技巧
11
例2 下列现象能用质量守恒定律解释的是( )
A.蔗糖溶于水后总质量不变
B.水杯内饮用水敞口放置质量减小
C.小树苗长成参天大树
D.10 mL水和10 mL酒精混合后体积小于20 mL
质量守恒定律的内容及适用范围
命题点二
C
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2.下列说法正确的是( )
A.化学变化都遵循质量守恒定律,因此质量不发生改变的变化就是化学变化
B.氧气的化学性质很活泼,能与所有物质发生反应
C.10 g冰受热熔化成10 g水,符合质量守恒定律
D.分离液态空气法制氧气属于物理变化
变式训练
D
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质量守恒定律只适用于化学变化,10 g冰受热熔化成10 g水,只是状态的改变,没有新物质生成,属于物理变化;分离液态空气法制氧气,是利用液氧和液氮沸点不同进行分离,过程中没有新物质生成,属于物理变化。
方法技巧
14
例3 宏观辨识与微观探析是化学核心素养之一。如图是水通电分解的微观模拟图,请回答下列问题。
质量守恒定律的微观解释
命题点三
(1)将B图中相关粒子图形补充完整。
(2)A到B变化的微观实质是______________________________________。
在通电条件下,水分子分成氢原子和氧原子
15
(3)观察此微观模拟图可以得出在化学变化中__________是化学变化中的最小粒子。
(4)A中的一个分子含有__________个中子。
原子
八(或8)
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3.宏观辨识与微观探析是化学学科的核心素养之一。下面是氢气与氯气反应的微观模拟图,请根据图示回答问题。
变式训练
(1)根据质量守恒定律,应在C中补充1个_______(填“a”或“b”)。
b
a.
b.
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(2)该化学变化的微观实质是:在点燃的条件下,氢分子分成氢原子、氯分子分成氯原子,_________________________________________。
(3)化学反应中,反应前后原子的____________________都不变,因此化学反应前后各物质的质量总和相等。
1个氢原子和1个氯原子结合成1个氯化氢分子
种类、个数、质量
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例4 将一定量的甲、乙和丙置于密闭容器中,在特定条件下发生化学反
应,反应前后各物质的质量分数如图所示。下列说法错误的是( )
质量守恒定律的应用与计算
命题点四
A
A.甲一定是单质
B.该反应为化合反应
C.丙可能是该反应的催化剂
D.参加反应的乙和丁的质量
比为3∶17
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4.甲、乙、丙、丁四种物质在反应前后的质量关系如图所示,下列说法
错误的是( )
变式训练
A.该反应是化合反应
B.甲可能是化合物
C.丙一定是该反应的催化剂
D.反应前后乙和丁变化的质量比为8∶15
C
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例5 下列化学方程式符合题意且书写正确的是( )
A.工业炼铝的原理:2Al2O32Al2+3O2↑
B.向煤炭中加入生石灰作为固硫剂:CaO+SO2====CaSO3
C.用稀盐酸除去铁锈:Fe2O3+4HCl====2FeCl2+3H2O
D.除去二氧化碳中的一氧化碳:C+CO22CO
化学方程式的书写和配平
命题点五
B
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5.下列反应的化学方程式书写正确的是( )
A.铜与硝酸银溶液反应:Cu+2AgNO3====Cu(NO3)2+2Ag
B.过氧化氢分解制取氧气:H2O2O2↑+H2O
C.铁粉与稀硫酸反应:2Fe+3H2SO4====Fe2(SO4)3+3H2↑
D.制取氨气的反应:NH4Cl+Ca(OH)2CaCl+H2O+NH3↑
变式训练
A
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例6 某碳酸钠样品含有少量的硫酸钠,取一定质量的该样品,完全溶解在水中配制成100 g溶液,将其全部加入100 g一定质量分数的硫酸溶液中,恰好完全反应,生成的气体全部逸出后,所得溶液质量是195.6 g,将溶液蒸干,得到15.6 g硫酸钠。计算:
(1)加入的硫酸溶液的溶质质量分数。(写出计算过程,下同)
有关化学方程式的计算
命题点六
解:由质量守恒定律知,反应生成二氧化碳的质量为100 g+100 g-195.6 g=4.4 g。设样品中碳酸钠的质量为x,与之反应的硫酸质量为y,生成硫酸钠的质量为z。
23
Na2CO3+H2SO4====Na2SO4+CO2↑+H2O
106 98 142 44
x y z 4.4 g
= x=10.6 g
= y=9.8 g
= z=14.2 g
加入的硫酸溶液的溶质质量分数为×100%=9.8%
答:加入的硫酸溶液的溶质质量分数为9.8%。
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(2)原碳酸钠样品中碳酸钠的质量分数。(计算结果精确到0.1%)
解:原碳酸钠样品中碳酸钠的质量分数为
×100%≈88.3%
答:原碳酸钠样品中碳酸钠的质量分数约为88.3%。
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6.向100 g含有HCl和MgCl2的混合溶液中,逐滴加入100 g溶质质量分数为20%的NaOH溶液并振荡,恰好完全反应,一定温度下,得到194.2 g不饱和溶液M和沉淀N。
(1)沉淀N的质量为__________g。
变式训练
5.8
26
(2)原混合溶液中HCl的质量分数为多少?(写出计算过程)
解:设与氯化镁反应的氢氧化钠的质量为x,原混合溶液中HCl的质量分数为y。
2NaOH+MgCl2====Mg(OH)2↓+2NaCl
80 58
x 5.8 g
= x=8 g
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则与盐酸反应的氢氧化钠的质量为
100 g×20%-8 g=12 g
NaOH+HCl====NaCl+H2O
40 36.5
12 g 100 g×y
= y=10.95%
答:原混合溶液中HCl的质量分数为10.95%。
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设未知数x后不带单位;相关数据与物质一一对应;实际质量与最后结果需带单位;注意计算的准确性。
方法技巧
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实验4 质量守恒定律的验证
一阶 基础知识梳理
1.实验装置
实验一:稀盐酸与碳酸钙粉末反应前后质量的测定
实验二:氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液反应前后质量的测定
实验三:白磷燃烧前后质量的测定
2.实验原理(填化学方程式)
实验一:_____________________________________。
实验二:_____________________________________。
实验三:_____________________。
CaCO3+2HCl====CaCl2+H2O+CO2↑
2NaOH+CuSO4====Na2SO4+Cu(OH)2↓
4P+5O22P2O5
3.实验现象
实验一:________________,天平不平衡,指针向右偏。
实验二:________________,天平指针没有偏转。
实验三:白磷燃烧,产生大量白烟,放出热量,气球________________ ______________,天平指针没有偏转。
产生大量气泡
产生蓝色沉淀
先鼓起,冷却
后变得更瘪
4.实验结论(反应前质量记为m1,反应后质量记为m2)
实验一:m1>m2,由于反应生成的二氧化碳气体逸散到空气中,造成天平左端质量减少,天平指针向右偏。
实验二:m1=m2,参加反应的各物质的质量总和等于生成物的质量总和。
实验三:m1=m2,参加反应的各物质的质量总和等于生成物的质量总和。
5.注意事项
(1)质量守恒定律只适用于化学变化,不适用于物理变化。
(2)实验所选的化学反应,反应现象要明显。
(3)若利用有气体参加或生成的反应来进行实验,则反应必须在密闭容器中进行。
(4)任何化学反应都遵循质量守恒定律。造成反应前后天平不平衡的原因:有的反应物或生成物呈现不同状态,其质量没有计算在内;反应装置气密性不好,使得部分物质进入或逸散,造成质量发生变化。
二阶 实验改进、评价
改进
装置
改进
理由 加热铜粉实验全程在密闭容器中进行,没有气体进入或逸散到空气中,使实验结果更准确
例 小李用盐酸与碳酸钙粉末反应验证质量守恒定律,实验装置如图所示:
三阶 实战训练
(1)根据实验目的,小李必须测量的数据是__________(填字母)。
A.锥形瓶的质量
B.气球的质量
C.反应前整个反应装置(包括里边的
物质)的质量
D.反应后整个反应装置(包括里边的
物质)的质量
CD
(2)将反应装置放在天平左盘,使天平平衡后,再将碳酸钙粉末倒入锥
形瓶中。反应结束后,气球鼓起,天平向右倾斜。小李按规范操作重新
实验,得到相同结果。请你帮他分析原因:________________________ _______________________________________。
气球胀大,受到的空气浮力增大,反应装置对天平左盘的压力减小
(3)反应结束后,锥形瓶中无固体剩余,则生成气体的质量为_______g,
所得溶液中生成物的溶质质量分数:_______________________(只需写出最终的计算表达式)。
0.88
×100%
(4)稀盐酸与碳酸钙粉末发生反应的化学方程式为___________________
___________________。
(5)若将碳酸钙换为_____________________________________________ ____________________________________(填物质名称),则锥形瓶瓶口不用气球密封也可完成实验。
CaCO3+2HCl====
CaCl2+H2O+CO2↑
滴有酚酞的氢氧化钠溶液(或滴有酚酞的氢氧化钙溶液,或硝酸银溶液等,合理答案均可)
(6)在探究化学反应前后各物质的质量总和是否相等时,凡有气体生成
或参加的反应一定要在__________中进行。
密闭容器
1.在化学反应前后,肯定不会变化的是( )
①原子的数目 ②分子的数目 ③原子的种类 ④分子的种类 ⑤元素的种类 ⑥物质的种类 ⑦物质的质量总和 ⑧物质的体积
⑨物质的状态
A.①②③⑧ B.②④⑥⑧
C.①③⑤⑦ D.①③⑥⑨
C
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2.现有8 g A与足量B在一定条件下充分反应,生成22 g C和 18 D,则参
加反应的A和B的质量比是( )
A.4∶11 B.1∶2
C.1∶4 D.11∶9
3.银器在使用过程中逐渐失去光泽是因为发生了化学反应:4Ag+O2+
2H2S====2X+2H2O。根据质量守恒定律可推测X是( )
A.Ag2S B.Ag2SO4
C.SO2 D.SO3
C
A
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4.物质a与b在一定条件下反应生成c和d的微观示意图如图。下列说法正
确的是( )
D
A.物质c是一氧化碳
B.该反应不符合质量守恒定律
C.该反应前后,原子的种类发生改变
D.该反应前后,分子的个数保持不变
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5.生命至上,安全第一。甲醛是一种对人体有害的有毒物质。研究表
明,利用催化剂可有效消除室内装修材料释放的甲醛,其反应的微观
示意图如图。下列说法正确的( )
C
A.该反应为化合反应
B.丙物质中碳、氧元素质量比为1∶2
C.生成物丙、丁的分子个数比为1∶1
D.该反应中共有三种氧化物
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6.把一定质量的甲、乙、丙、丁四种物质放入密闭容器中,在一定条件下反应一段时间后,测得各物质的质量如表所示,下列说法正确的是
( )
A
物质 甲 乙 丙 丁
反应前的质量/g 7 10 28 37
反应后的质量/g 14 10 33 x
A.x的值是25
B.乙一定是催化剂
C.甲和丁都是反应物
D.生成物甲与丙的质量比是14∶33
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7.已知2.3 g某纯净物在足量的氧气中充分且完全燃烧,生成了4.4 g二氧
化碳和2.7 g水,下列说法正确的是( )
A.该纯净物只含有碳、氢元素
B.该纯净物中碳、氢元素的质量比为1∶4
C.该纯净物一定含有碳、氢元素,可能含有氧元素
D.该纯净物一定含有碳、氢、氧三种元素
D
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8.在“宏观-微观”之间建立联系并进行合理的分析、总结是学习化学
特有的思维方式。如图是水电解实验的模拟图,请回答下列问题。
(1)根据质量守恒定律,应在乙中补充__________(填字母)。
A
A.2个“
”
B.1个“
”
C.1个“
”
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(2)从微观角度看,该变化前后分子的种类改变,物质的化学性质也发
生改变。因此由分子构成的物质,分子是保持物质__________的最小粒子。
(3)与1个“ ”分子质子数相同的原子,在化学变化中容易_______ (填“失去”或“得到”)电子。
化学性质
得到
50
9.8.0 g某部分被氧化的镁条与300.0 g溶质质量分数为7.3%的稀盐酸恰好
完全反应,该镁条中镁元素的质量为( )
A.7.8 g
B.7.2 g
C.6.0 g
D.2.4 g
B
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10.发酵粉常用于制作馒头、糕点等,其主要成分为NaHCO3。同学们为测定某发酵粉样品中NaHCO3的质量分数进行了如下实验:取一个质量为10.2 g的空烧杯,向其中加入10.0 g发酵粉后缓慢加入50.0 g质量分数为20%的稀硫酸,待发酵粉中NaHCO3完全反应后,测得烧杯及烧杯中物质的总质量为65.8 g。
已知:①2NaHCO3+H2SO4====Na2SO4+2H2O+2CO2↑。
②样品中的其他成分不与稀硫酸反应。
请回答下列问题。
(1)NaHCO3中碳元素的化合价为__________。
(2)NaHCO3中碳元素和氧元素的质量比为__________(填最简整数比)。
+4
1∶4
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(3)计算发酵粉样品中NaHCO3的质量分数。(不考虑水的挥发,写出计算过程)
解:由质量守恒定律可知:反应生成的CO2质量为10.2 g+10.0 g+
50.0 g-65.8 g=4.4 g。
设10.0 g发酵粉样品中NaHCO3的质量为x。
2NaHCO3+H2SO4====Na2SO4+2H2O+2CO2↑
168 88
x 4.4 g
53
= x=8.4 g
发酵粉样品中NaHCO3的质量分数为
×100%=84%
答:发酵粉样品中NaHCO3的质量分数为84%。
54
11.某火力发电厂为防止燃煤烟气中的SO2排出后污染环境,选择使用石灰石进行烟气脱硫,这个过程中会发生化学反应:2CaCO3+2SO2+O22CaSO4+2X。
(1)大量排放SO2引起的环境问题是__________。
(2)X是__________(填化学式)。
(3)若火力发电厂每天燃煤产生48 t SO2,通过以上反应进行烟气脱硫,每天至少需要消耗CaCO3的质量是多少吨?(写出计算过程)
酸雨
CO2
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解:设每天至少需要消耗CaCO3的质量是x。
2CaCO3+2SO2+O22CaSO4+2CO2
200 128
x 48 t
= x=75 t
答:每天至少需要消耗CaCO3的质量是75吨。
56
12.在牙膏中,常用轻质碳酸钙粉末等作摩擦剂。已知某品牌牙膏中的摩擦剂是CaCO3和SiO2(SiO2既不溶于水也不与稀盐酸反应),化学兴趣小组为测量该摩擦剂中CaCO3的含量,通过实验测得如图数据:(假设产生的气体全部逸出)
(1)生成CO2的质量为__________g。
4.4
(2)求该摩擦剂中碳酸钙的质量分数。(写出计算过程,结果精确到0.1%)
57
解:设15 g摩擦剂中CaCO3的质量为x。
CaCO3+2HCl====CaCl2+H2O+CO2↑
100 44
x 4.4 g
= x=10 g
摩擦剂中CaCO3的质量分数为
×100%≈66.7%
答:该摩擦剂中碳酸钙的质量分数约为66.7%。
58
$