内容正文:
第1章 我们呼吸的空气
单元综合复习讲义
◆网络构建
◆知识归纳
一、空气
二 氧气的实验室制取与性质
三 燃烧与灭火
四 化学反应中物质质量的关系
◆考点训练
一、空气的成分
1.空气是由多种成分组成的混合物。法国化学家拉瓦锡首先通过实验得出了空气是由氮气和氧气组成的;后来,科学家陆续发现空气中还有氦、氖、氩、氪、氙、氡等稀有气体,此外还有少量二氧化碳、水蒸气以及其他气体和杂质。
2.空气中的各成分按体积计算:氮气78%,氧气21%,稀有气体0.93%,二氧化碳0.04%,水蒸气等其他气体和杂质0.03%。
3.实验:测定空气中氧气含量
(1)实验装置:如图所示。
(2)实验步骤
①先在集气瓶里加入少量水,再把剩余的容积平均分成10份,做好记号。
②连接装置,并检查装置的气密性。
③用夹子夹紧橡皮管,点燃燃烧匙内的红磷,立即放入集气瓶中,并塞紧瓶塞。
④火焰熄灭后,振荡集气瓶,冷却至室温,打开导管上的止水夹,观察现象,记录集气瓶内水面的变化情况。
(3)红磷燃烧的文字表达式为磷+氧气五氧化二磷,现象是剧烈燃烧,产生大量白烟,生成物是固体,反应结束后集气瓶内气压减小。
(4)等反应结束后,打开导管上的止水夹,出现的现象是烧杯中的水沿导管倒流入集气瓶中,进入集气瓶中水的体积最终约为瓶内原有气体体积的。
(5)此实验说明:氧气的体积约占空气体积的。
4.把空气中各成分与其重要作用对应连线。
【提示】氧气——g、h ;氮气a、e、f ;二氧化碳c、d ;稀有气体b
5.判断下列说法是否正确(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)空气中的二氧化碳含量虽然很少,但是在自然界中是必不可少的。(√)
(2)空气中的氮气对人体呼吸没有任何作用,因此人造空气中可以不需要氮气。(×)
二、氧气的性质
1.氧气的物理性质
(1)通常情况下,氧气是一种无色、无味、不易溶于水的气体,密度比空气密度略大。
(2)在压强为Pa的条件下,氧气在℃时会液化成淡蓝色的液体;在℃时会变成雪花状的淡蓝色固体。
2.氧气的化学性质
(1)与硫反应:文字表达式是硫+氧气二氧化硫,硫在空气中燃烧产生淡蓝色火焰,在纯净的氧气中燃烧产生蓝紫色火焰,生成一种具有刺激性气味的气体。硫在空气中和在氧气中燃烧时的现象不同,可能跟氧气的含量有关。
(2)与铁反应:将铁丝绕成螺旋状可以增大铁丝的受热面积,有利于铁丝持续燃烧。铁丝下端系上火柴梗,可以利用火柴梗燃烧放出的热量使铁丝的温度升高,引燃铁丝。点燃火柴梗,待火柴梗将要燃尽时,立即伸进盛有氧气的集气瓶里,以免火柴梗燃烧消耗氧气过多而使铁丝燃烧现象不明显。其文字表达式是铁+氧气四氧化三铁,铁在氧气中燃烧的实验现象是剧烈燃烧,火星四射,生成一种黑色固体。做实验前,在瓶底铺上一层细沙或装有少量水的目的是防止溅落的高温熔融物炸裂瓶底。
3.氧化物:指由两种元素组成,其中一种元素是氧元素的化合物。如、等。含氧化合物指的是含氧元素的化合物,但不一定是氧化物;而氧化物一定属于含氧化合物。如二氧化硫是氧化物,也是含氧化合物;氯酸钾()是含氧化合物,含有三种元素,所以不是氧化物。
4.判断下列说法是否正确(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)氧化物是指含有氧元素的化合物。(×)
(2)通常状况下氧气是无色无味的气体。(√)
(3)鱼类能在水中生存,证明氧气易溶于水。(×)
三、氧气的制取、化合反应和分解反应
1.工业上制取氧气用空气冷冻分离法,这是物理变化,利用液态氧和液态氮的沸点不同,从而把氧气分离出来。
2.实验:氧气的制取
发生装置
固+液不加热
固体加热
反应原理
(1);
收集方法
(2)排水法收集(因氧气不易溶于水)
(3)向上排空气法收集(因氧气密度比空气大)
验满方法
(4)将带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃,说明已收集满
注:用氯酸钾和二氧化锰制取氧气,并用排水法收集。其实验步骤可以概括为“查→装→定→点→收→离→熄”7个字,可用谐音记忆为“茶”“庄”“定”“点”“收”“利”“息”。
3.催化剂是在化学反应中能改变反应速度,而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有改变的物质。催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。
4.由两种或两种以上的物质生成一种物质的反应叫作化合反应,其特征是“多变一”;由一种物质生成两种或两种以上物质的反应叫作分解反应,其特征是“一变多”。
5.判断下列说法是否正确(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)所有化学反应的催化剂都是二氧化锰。(×)
(2)工业制取的氧气纯度比实验室制取的高。(×)
(3)工业制取氧气是利用了分解反应。(×)
四、燃烧的奥秘
1.物质与氧气发生的反应叫作氧化反应。在氧化反应中氧气具有氧化性。
2.燃烧、爆炸、缓慢氧化有几个共同点:都是氧化反应;都放热。
(1)燃烧:指可燃物与氧气发生的一种发光、发热、剧烈的氧化反应。燃烧的三个条件:一是有可燃物;二是要有助燃剂(常用的助燃剂为氧气);三是温度达到该可燃物的着火点。
(2)爆炸:燃烧以极快的速度在有限的空间里发生,瞬间累积大量的热,使气体体积急剧地膨胀,就是爆炸。
(3)缓慢氧化:进行得非常缓慢,甚至在短期内不易察觉的氧化反应。
①物质在缓慢氧化过程中产生的热如果不能及时散失,则可能引起自燃。
②缓慢氧化常见的情况有铁的生锈、苹果的变色、动植物的呼吸作用等。
3.灭火原理
(1)清除可燃物(或使可燃物与其他可燃物隔离)。
(2)使可燃物与空气(或氧气)隔绝。
(3)降低可燃物的温度到着火点以下。
只要破坏燃烧的三个条件中的任意一个,即可达到灭火的目的。
4.灭火的方法
灭火的方法是多种多样的,生活中常见的灭火方法如下表所示。
灭火的方法
目的
(1)用水灭火
(2)吹灭蜡烛
(3)油锅着火倒入大量青菜
降低温度到可燃物的着火点以下
(1)用灯帽盖灭酒精灯
(2)油锅着火盖上锅盖
(3)实验台上酒精灯着火用湿布盖灭或用沙子盖灭
隔绝氧气
(1)森林失火开辟隔离带
(2)炉灶着火抽出木柴
隔绝可燃物
5.判断下列说法是否正确(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)可燃物只要达到着火点就会燃烧。(×)
(2)燃烧的助燃剂只能是氧气。(×)
(3)所有发光、发热的现象都属于燃烧。(×)
五、质量守恒定律
1.质量守恒定律:在化学反应中,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。
2.在化学反应中,反应前后原子的种类和数目都没有改变,所以原子的质量没有改变,原子间只是进行重新组合,因此反应前后各物质的质量总和是相等的。
3.在化学反应前后,从微粒角度看,原子的种类和原子的数目一定不变,分子的种类一定改变,分子的数目可能改变。
4.质量守恒定律的应用
(1)解释有关现象。如镁带燃烧质量增加是因为镁和空气中的物质反应,生成物的质量等于镁带和空气中参加反应的物质的质量和。煤燃烧后质量减小,是因为煤燃烧后生成的气体逸散到空气中。
(2)推测物质的组成。如蜡烛燃烧生成二氧化碳和水,根据质量守恒定律可知,蜡烛中一定含有碳元素和氢元素。
(3)进行相关计算。如计算某种反应物或生成物的质量等。
(4)根据原子守恒,推断化学反应中未知物质的化学式。
5.对质量守恒定律的理解可分为“六个不变,两个一定改变,两个可能改变”。
(1)六个不变
宏观
①反应物和生成物的总质量不变;②元素种类不变;③元素质量不变
微观
④原子种类不变;⑤原子数目不变;⑥原子质量不变
(2)两个一定改变:①物质种类一定改变;②构成物质的粒子一定改变(变为构成生成物的粒子)。
(3)两个可能改变:①分子总数可能改变;②元素的化合价可能改变。
6.判断下列说法是否正确(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)分子数目改变的变化是化学变化,分子数目不变的变化不是化学变化。(×)
(2)冰熔化成水质量不变,遵循质量守恒定律。(×)
七、化学方程式、化学方程式的书写规则
1.用化学式来表示化学反应的方程式叫作化学方程式。
2.化学方程式表示的意义
(1)质的方面:表示什么物质参加反应,结果生成了什么物质(宏观上)
(2)量的方面:
表示反应物、生成物各物质间的质量比
表示参加反应的反应物的质量总和与反应后生成的各物质的质量总和相等
表示各物质间原子或分子的个数比
3.书写化学方程式
(1)磷在氧气中燃烧:4P+5O2=== (点燃)2P2O5
(2)碳在氧气中燃烧:C+O2=== (点燃)CO2
(3)硫在氧气中燃烧:S+O2=== (点燃)SO2
(4)铁在氧气中燃烧:3Fe+2O2=== (点燃)Fe3O4
(5)氯酸钾加热分解制氧气(二氧化锰作催化剂):2KClO32KCl+3O2↑
(6)过氧化氢分解制氧气:2H2O22H2O+O2↑
4.书写化学方程式的具体步骤
(1)根据反应事实,在化学方程式的左边写出反应物的化学式,右边写出生成物的化学式,中间连一条短线。如果反应物或生成物不止一种,就分别用“+”号连接起来。
(2)配平化学方程式。在化学方程式左、右两边的化学式前面,要配上适当的化学计量数,使化学方程式两边同种元素的原子总数相等。化学方程式的配平一般可用最小公倍数法、观察法、奇数配偶法。化学方程式两边各元素的原子数配平后,把短线改成等号。
(3)说明反应条件和生成物的状态。
5.判断下列说法是否正确(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)化学方程式的书写应遵循质量守恒定律。(√)
(2)生成物中若有气体,都必须在气体的化学式旁边用“↑”号表示。(×)
八、依据化学方程式进行计算
1.根据化学方程式进行计算的一般步骤
(1)设未知量
(2)写出化学方程式
(3)写出相关物质的相对分子质量和已知量
(4)列出比例式,求解
(5)对问题做出简明回答
2.计算中常用的关系式
(1)分解百分率=。
(2)物质的纯度=。
(3)气体质量=密度×体积(若给出的是气体体积,则需换算为质量)。
(4)单位换算:1升=1000毫升,1毫升=1立方厘米(或1L=1000mL,1mL=1cm3。
3.判断下列说法是否正确(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)在化学反应中,反应物的总质量等于生成物的总质量。(×)
(2)化学反应前后元素的种类和数量不变。(×)
(3)化学反应前后物质的总质量不变。(√)
九、保护我们呼吸的空气
1.空气污染:当污染物进入空气中,超过了空气的自净能力,引起人体不适和危害人体健康或危害环境时,就构成了空气污染。
2.造成空气污染的因素有自然因素和人为因素。
(1)污染物来源:森林火灾、火山爆发、工业废气、生活燃煤、汽车尾气等。
(2)常见的空气污染物:二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物及可吸入颗粒物等。
3.可吸入颗粒物通常是指直径在10微米以下的颗粒物。
4.空气质量指数:空气质量指数范围为0~500,分为一至六个等级,空气质量指数的数值越大,表示空气质量越差。目前参与空气质量评价的污染物为二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、臭氧、可吸入颗粒物、细颗粒物等。PM2.5是指大气中直径小于等于2.5微米的颗粒物,也称细颗粒物。该颗粒物能通过呼吸进入支气管,干扰肺部的气体交换,引发哮喘、支气管炎和心血管病等疾病。
5.防治空气污染:(1)减少污染物排放量;(2)合理规划工业区与非工业区;(3)加大植树造林力度。
6.森林的作用:(1)吸收二氧化硫等有害气体;(2)吸收大量的烟尘和粉尘;(3)分泌一些能抑杀某些微生物的物质。
7.判断下列说法是否正确(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)全球性大气污染主要是指酸雨、臭氧层破坏、温室效应。(√)
(2)燃烧化石燃料时,排放的二氧化碳会造成大气污染。(×)
考点1 空气的成分及其用途
【2025四川眉山中考】空气中的各种成分广泛应用于工农业生产、医疗和科研等领域,下列有关空气的说法正确的是( )
A.干净的空气是纯净物
B.氮气约占空气质量的78%
C.空气中含有氧气,因此空气可直接用于医疗急救
D.空气中的稀有气体占比虽然很小,但用途广泛
【技巧点拨】本题可借助记忆顺口溜解答:空气本是混合气,体积分数要牢记;氮78,氧21,0.93是稀气。
考点2空气中氧气含量的测定
2.化学兴趣小组用氧气传感器分别测量木条和蜡烛(主要含碳、氢元素)在密闭容器内燃烧至熄灭过程中氧气含量变化。密闭容器内氧气含量随时间的变化如图所示。
下列说法正确的是( )
A.若装置漏气,不会影响实验结果
B.木条熄灭时,瓶内还有剩余
C.蜡烛燃烧过程中不会产生气体
D.对比木条与蜡烛的燃烧过程,蜡烛消耗的速率更快
考点3氧气的性质及制取
3.按如图所示进行实验,量筒中涌出的柱状泡沫被形象地称为“大象牙膏”。下列说法正确的是( )
A.分解生成和
B.产生的泡沫可用于灭火
C.反应后催化剂的质量变小
D.图中催化剂只能使用二氧化锰
4.【2025浙江中考】小科在实验室用二氧化锰催化过氧化氢分解制取氧气,并进行相关实验。
甲 乙
(1)为便于控制过氧化氢溶液的添加速度,应选择图甲中的装置_____(填“A”或“B”)。
(2)用排水法收集一瓶氧气,给出验证它是氧气的方法:____________________
(3)如图乙所示的燃烧现象说明硫燃烧的剧烈程度与__________有关。
考点4燃烧的条件
5.【2025内蒙古中考】小羽设计如图装置进行“可燃物燃烧条件”的验证实验。将等质量的白磷置于①②③处,观察到①处白磷燃烧,②③处白磷不燃烧。下列说法不正确的是( )
A.对比①③处现象,说明可燃物燃烧需要温度达到着火点
B.对比①②处现象,说明可燃物燃烧需要空气(氧气)
C.②③处白磷均不燃烧的原因相同
D.装置中气球可以起到防止污染空气的作用
考点5质量守恒定律的应用
6.【2025湖北武汉中考】利用捕集的生产低碳、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,可催化转化为甲醇,其转化过程如图所示。下列说法正确的是( )
A.“”与“”的化学性质相同
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
【关键点拨】解答微观示意图题的一般思路:根据原子模型、分子模型写出物质的化学式,根据质量守恒定律写出化学方程式;结合化学方程式判断反应中物质的质量关系及微粒的个数关系等。
7.【2025黑龙江龙东地区中考】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
考点6化学方程式及相关计算
8.【2025吉林长春中考】生产中用氧炔焰切割金属,其反应原理:。x的值是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【归纳总结】化学反应遵循质量守恒定律,即化学反应前后,元素的种类,原子的种类、个数不变,这是书写化学方程式,判断物质的化学式、化学计量数并进行相关计算的基础。
9.实验室有一瓶含杂质的氯酸钾样品。某兴趣小组利用该药品和二氧化锰制取氧气(杂质不参加反应),实验步骤及数据记录如下。(已知氯酸钾制取氧气的化学方程式为2KClO32KCl+3O2↑)
(1)二氧化锰在化学反应前后,________和________不变。
(2)a=________。
(3)计算样品中氯酸钾的质量分数。(写出计算过程,计算结果精确到0.1%)
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第1章 我们呼吸的空气
单元综合复习讲义
◆网络构建
◆知识归纳
一、空气
二 氧气的实验室制取与性质
三 燃烧与灭火
四 化学反应中物质质量的关系
◆考点训练
一、空气的成分
1.空气是由多种成分组成的混合物。法国化学家拉瓦锡首先通过实验得出了空气是由氮气和氧气组成的;后来,科学家陆续发现空气中还有氦、氖、氩、氪、氙、氡等稀有气体,此外还有少量二氧化碳、水蒸气以及其他气体和杂质。
2.空气中的各成分按体积计算:氮气78%,氧气21%,稀有气体0.93%,二氧化碳0.04%,水蒸气等其他气体和杂质0.03%。
3.实验:测定空气中氧气含量
(1)实验装置:如图所示。
(2)实验步骤
①先在集气瓶里加入少量水,再把剩余的容积平均分成10份,做好记号。
②连接装置,并检查装置的气密性。
③用夹子夹紧橡皮管,点燃燃烧匙内的红磷,立即放入集气瓶中,并塞紧瓶塞。
④火焰熄灭后,振荡集气瓶,冷却至室温,打开导管上的止水夹,观察现象,记录集气瓶内水面的变化情况。
(3)红磷燃烧的文字表达式为磷+氧气五氧化二磷,现象是剧烈燃烧,产生大量白烟,生成物是固体,反应结束后集气瓶内气压减小。
(4)等反应结束后,打开导管上的止水夹,出现的现象是烧杯中的水沿导管倒流入集气瓶中,进入集气瓶中水的体积最终约为瓶内原有气体体积的。
(5)此实验说明:氧气的体积约占空气体积的。
4.把空气中各成分与其重要作用对应连线。
【提示】氧气——g、h ;氮气a、e、f ;二氧化碳c、d ;稀有气体b
5.判断下列说法是否正确(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)空气中的二氧化碳含量虽然很少,但是在自然界中是必不可少的。(√)
(2)空气中的氮气对人体呼吸没有任何作用,因此人造空气中可以不需要氮气。(×)
二、氧气的性质
1.氧气的物理性质
(1)通常情况下,氧气是一种无色、无味、不易溶于水的气体,密度比空气密度略大。
(2)在压强为Pa的条件下,氧气在℃时会液化成淡蓝色的液体;在℃时会变成雪花状的淡蓝色固体。
2.氧气的化学性质
(1)与硫反应:文字表达式是硫+氧气二氧化硫,硫在空气中燃烧产生淡蓝色火焰,在纯净的氧气中燃烧产生蓝紫色火焰,生成一种具有刺激性气味的气体。硫在空气中和在氧气中燃烧时的现象不同,可能跟氧气的含量有关。
(2)与铁反应:将铁丝绕成螺旋状可以增大铁丝的受热面积,有利于铁丝持续燃烧。铁丝下端系上火柴梗,可以利用火柴梗燃烧放出的热量使铁丝的温度升高,引燃铁丝。点燃火柴梗,待火柴梗将要燃尽时,立即伸进盛有氧气的集气瓶里,以免火柴梗燃烧消耗氧气过多而使铁丝燃烧现象不明显。其文字表达式是铁+氧气四氧化三铁,铁在氧气中燃烧的实验现象是剧烈燃烧,火星四射,生成一种黑色固体。做实验前,在瓶底铺上一层细沙或装有少量水的目的是防止溅落的高温熔融物炸裂瓶底。
3.氧化物:指由两种元素组成,其中一种元素是氧元素的化合物。如、等。含氧化合物指的是含氧元素的化合物,但不一定是氧化物;而氧化物一定属于含氧化合物。如二氧化硫是氧化物,也是含氧化合物;氯酸钾()是含氧化合物,含有三种元素,所以不是氧化物。
4.判断下列说法是否正确(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)氧化物是指含有氧元素的化合物。(×)
(2)通常状况下氧气是无色无味的气体。(√)
(3)鱼类能在水中生存,证明氧气易溶于水。(×)
三、氧气的制取、化合反应和分解反应
1.工业上制取氧气用空气冷冻分离法,这是物理变化,利用液态氧和液态氮的沸点不同,从而把氧气分离出来。
2.实验:氧气的制取
发生装置
固+液不加热
固体加热
反应原理
(1);
收集方法
(2)排水法收集(因氧气不易溶于水)
(3)向上排空气法收集(因氧气密度比空气大)
验满方法
(4)将带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃,说明已收集满
注:用氯酸钾和二氧化锰制取氧气,并用排水法收集。其实验步骤可以概括为“查→装→定→点→收→离→熄”7个字,可用谐音记忆为“茶”“庄”“定”“点”“收”“利”“息”。
3.催化剂是在化学反应中能改变反应速度,而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有改变的物质。催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。
4.由两种或两种以上的物质生成一种物质的反应叫作化合反应,其特征是“多变一”;由一种物质生成两种或两种以上物质的反应叫作分解反应,其特征是“一变多”。
5.判断下列说法是否正确(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)所有化学反应的催化剂都是二氧化锰。(×)
(2)工业制取的氧气纯度比实验室制取的高。(×)
(3)工业制取氧气是利用了分解反应。(×)
四、燃烧的奥秘
1.物质与氧气发生的反应叫作氧化反应。在氧化反应中氧气具有氧化性。
2.燃烧、爆炸、缓慢氧化有几个共同点:都是氧化反应;都放热。
(1)燃烧:指可燃物与氧气发生的一种发光、发热、剧烈的氧化反应。燃烧的三个条件:一是有可燃物;二是要有助燃剂(常用的助燃剂为氧气);三是温度达到该可燃物的着火点。
(2)爆炸:燃烧以极快的速度在有限的空间里发生,瞬间累积大量的热,使气体体积急剧地膨胀,就是爆炸。
(3)缓慢氧化:进行得非常缓慢,甚至在短期内不易察觉的氧化反应。
①物质在缓慢氧化过程中产生的热如果不能及时散失,则可能引起自燃。
②缓慢氧化常见的情况有铁的生锈、苹果的变色、动植物的呼吸作用等。
3.灭火原理
(1)清除可燃物(或使可燃物与其他可燃物隔离)。
(2)使可燃物与空气(或氧气)隔绝。
(3)降低可燃物的温度到着火点以下。
只要破坏燃烧的三个条件中的任意一个,即可达到灭火的目的。
4.灭火的方法
灭火的方法是多种多样的,生活中常见的灭火方法如下表所示。
灭火的方法
目的
(1)用水灭火
(2)吹灭蜡烛
(3)油锅着火倒入大量青菜
降低温度到可燃物的着火点以下
(1)用灯帽盖灭酒精灯
(2)油锅着火盖上锅盖
(3)实验台上酒精灯着火用湿布盖灭或用沙子盖灭
隔绝氧气
(1)森林失火开辟隔离带
(2)炉灶着火抽出木柴
隔绝可燃物
5.判断下列说法是否正确(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)可燃物只要达到着火点就会燃烧。(×)
(2)燃烧的助燃剂只能是氧气。(×)
(3)所有发光、发热的现象都属于燃烧。(×)
五、质量守恒定律
1.质量守恒定律:在化学反应中,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。
2.在化学反应中,反应前后原子的种类和数目都没有改变,所以原子的质量没有改变,原子间只是进行重新组合,因此反应前后各物质的质量总和是相等的。
3.在化学反应前后,从微粒角度看,原子的种类和原子的数目一定不变,分子的种类一定改变,分子的数目可能改变。
4.质量守恒定律的应用
(1)解释有关现象。如镁带燃烧质量增加是因为镁和空气中的物质反应,生成物的质量等于镁带和空气中参加反应的物质的质量和。煤燃烧后质量减小,是因为煤燃烧后生成的气体逸散到空气中。
(2)推测物质的组成。如蜡烛燃烧生成二氧化碳和水,根据质量守恒定律可知,蜡烛中一定含有碳元素和氢元素。
(3)进行相关计算。如计算某种反应物或生成物的质量等。
(4)根据原子守恒,推断化学反应中未知物质的化学式。
5.对质量守恒定律的理解可分为“六个不变,两个一定改变,两个可能改变”。
(1)六个不变
宏观
①反应物和生成物的总质量不变;②元素种类不变;③元素质量不变
微观
④原子种类不变;⑤原子数目不变;⑥原子质量不变
(2)两个一定改变:①物质种类一定改变;②构成物质的粒子一定改变(变为构成生成物的粒子)。
(3)两个可能改变:①分子总数可能改变;②元素的化合价可能改变。
6.判断下列说法是否正确(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)分子数目改变的变化是化学变化,分子数目不变的变化不是化学变化。(×)
(2)冰熔化成水质量不变,遵循质量守恒定律。(×)
七、化学方程式、化学方程式的书写规则
1.用化学式来表示化学反应的方程式叫作化学方程式。
2.化学方程式表示的意义
(1)质的方面:表示什么物质参加反应,结果生成了什么物质(宏观上)
(2)量的方面:
表示反应物、生成物各物质间的质量比
表示参加反应的反应物的质量总和与反应后生成的各物质的质量总和相等
表示各物质间原子或分子的个数比
3.书写化学方程式
(1)磷在氧气中燃烧:4P+5O2=== (点燃)2P2O5
(2)碳在氧气中燃烧:C+O2=== (点燃)CO2
(3)硫在氧气中燃烧:S+O2=== (点燃)SO2
(4)铁在氧气中燃烧:3Fe+2O2=== (点燃)Fe3O4
(5)氯酸钾加热分解制氧气(二氧化锰作催化剂):2KClO32KCl+3O2↑
(6)过氧化氢分解制氧气:2H2O22H2O+O2↑
4.书写化学方程式的具体步骤
(1)根据反应事实,在化学方程式的左边写出反应物的化学式,右边写出生成物的化学式,中间连一条短线。如果反应物或生成物不止一种,就分别用“+”号连接起来。
(2)配平化学方程式。在化学方程式左、右两边的化学式前面,要配上适当的化学计量数,使化学方程式两边同种元素的原子总数相等。化学方程式的配平一般可用最小公倍数法、观察法、奇数配偶法。化学方程式两边各元素的原子数配平后,把短线改成等号。
(3)说明反应条件和生成物的状态。
5.判断下列说法是否正确(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)化学方程式的书写应遵循质量守恒定律。(√)
(2)生成物中若有气体,都必须在气体的化学式旁边用“↑”号表示。(×)
八、依据化学方程式进行计算
1.根据化学方程式进行计算的一般步骤
(1)设未知量
(2)写出化学方程式
(3)写出相关物质的相对分子质量和已知量
(4)列出比例式,求解
(5)对问题做出简明回答
2.计算中常用的关系式
(1)分解百分率=。
(2)物质的纯度=。
(3)气体质量=密度×体积(若给出的是气体体积,则需换算为质量)。
(4)单位换算:1升=1000毫升,1毫升=1立方厘米(或1L=1000mL,1mL=1cm3。
3.判断下列说法是否正确(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)在化学反应中,反应物的总质量等于生成物的总质量。(×)
(2)化学反应前后元素的种类和数量不变。(×)
(3)化学反应前后物质的总质量不变。(√)
九、保护我们呼吸的空气
1.空气污染:当污染物进入空气中,超过了空气的自净能力,引起人体不适和危害人体健康或危害环境时,就构成了空气污染。
2.造成空气污染的因素有自然因素和人为因素。
(1)污染物来源:森林火灾、火山爆发、工业废气、生活燃煤、汽车尾气等。
(2)常见的空气污染物:二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物及可吸入颗粒物等。
3.可吸入颗粒物通常是指直径在10微米以下的颗粒物。
4.空气质量指数:空气质量指数范围为0~500,分为一至六个等级,空气质量指数的数值越大,表示空气质量越差。目前参与空气质量评价的污染物为二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、臭氧、可吸入颗粒物、细颗粒物等。PM2.5是指大气中直径小于等于2.5微米的颗粒物,也称细颗粒物。该颗粒物能通过呼吸进入支气管,干扰肺部的气体交换,引发哮喘、支气管炎和心血管病等疾病。
5.防治空气污染:(1)减少污染物排放量;(2)合理规划工业区与非工业区;(3)加大植树造林力度。
6.森林的作用:(1)吸收二氧化硫等有害气体;(2)吸收大量的烟尘和粉尘;(3)分泌一些能抑杀某些微生物的物质。
7.判断下列说法是否正确(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)全球性大气污染主要是指酸雨、臭氧层破坏、温室效应。(√)
(2)燃烧化石燃料时,排放的二氧化碳会造成大气污染。(×)
考点1 空气的成分及其用途
【2025四川眉山中考】空气中的各种成分广泛应用于工农业生产、医疗和科研等领域,下列有关空气的说法正确的是( )
A.干净的空气是纯净物
B.氮气约占空气质量的78%
C.空气中含有氧气,因此空气可直接用于医疗急救
D.空气中的稀有气体占比虽然很小,但用途广泛
【答案】D
【解析】干净的空气仍然是由氮气、氧气、稀有气体等多种成分组成的混合物,A错误;氮气约占空气体积的78%,B错误;医疗急救需高浓度氧气,而空气中氧气含量过低,C错误;稀有气体在空气中占比很小,但用途广泛,如作保护气、制成电源等,D正确。
【技巧点拨】本题可借助记忆顺口溜解答:空气本是混合气,体积分数要牢记;氮78,氧21,0.93是稀气。
考点2空气中氧气含量的测定
2.化学兴趣小组用氧气传感器分别测量木条和蜡烛(主要含碳、氢元素)在密闭容器内燃烧至熄灭过程中氧气含量变化。密闭容器内氧气含量随时间的变化如图所示。
下列说法正确的是( )
A.若装置漏气,不会影响实验结果
B.木条熄灭时,瓶内还有剩余
C.蜡烛燃烧过程中不会产生气体
D.对比木条与蜡烛的燃烧过程,蜡烛消耗的速率更快
【答案】B
【解析】该实验用氧气传感器分别测量木条和蜡烛在密闭容器内燃烧至熄灭过程中氧气含量变化,木条、蜡烛燃烧均消耗氧气,因此若装置漏气,会影响实验结果,A不符合题意;木条燃烧时氧气含量降至12%左右时基本不再变化,说明木条熄灭时,瓶内还有剩余,B符合题意;蜡烛主要含碳、氢元素,燃烧时会产生二氧化碳气体,C不符合题意;对比木条与蜡烛的燃烧过程可知,木条燃烧消耗的速率更快,D不符合题意。
考点3氧气的性质及制取
3.按如图所示进行实验,量筒中涌出的柱状泡沫被形象地称为“大象牙膏”。下列说法正确的是( )
A.分解生成和
B.产生的泡沫可用于灭火
C.反应后催化剂的质量变小
D.图中催化剂只能使用二氧化锰
【答案】A
【解析】过氧化氢能在催化剂的催化作用下分解生成水和氧气,A正确;过氧化氢分解生成了氧气,即产生的泡沫中含有氧气,氧气具有助燃性,故产生的泡沫不能用于灭火,B错误;化学反应前后催化剂的质量不变,C错误;图中催化剂不是只能使用二氧化锰,氧化铜等也可作过氧化氢分解的催化剂,D错误。
4.【2025浙江中考】小科在实验室用二氧化锰催化过氧化氢分解制取氧气,并进行相关实验。
甲 乙
(1)为便于控制过氧化氢溶液的添加速度,应选择图甲中的装置_____(填“A”或“B”)。
(2)用排水法收集一瓶氧气,给出验证它是氧气的方法:____________________
(3)如图乙所示的燃烧现象说明硫燃烧的剧烈程度与__________有关。
【答案】(1)A (2)将带火星的木条伸入集气瓶,观察是否复燃 (3)氧气浓度 (4)
【解析】(1)装置A中用分液漏斗,可以控制溶液的添加速度,从而控制反应的速率。
(2)氧气具有助燃性,能使带火星的木条复燃,可利用此性质来检验氧气。
(3)图乙中的燃烧现象说明氧气浓度不同,硫燃烧的剧烈程度不同,即硫燃烧的剧烈程度与氧气浓度有关。
考点4燃烧的条件
5.【2025内蒙古中考】小羽设计如图装置进行“可燃物燃烧条件”的验证实验。将等质量的白磷置于①②③处,观察到①处白磷燃烧,②③处白磷不燃烧。下列说法不正确的是( )
A.对比①③处现象,说明可燃物燃烧需要温度达到着火点
B.对比①②处现象,说明可燃物燃烧需要空气(氧气)
C.②③处白磷均不燃烧的原因相同
D.装置中气球可以起到防止污染空气的作用
【答案】C
【解析】①中白磷与氧气接触,温度为80℃,温度达到了白磷的着火点,白磷燃烧;③中白磷与氧气接触,温度为20℃,温度没有达到白磷的着火点,白磷不燃烧,对比①③处现象,说明可燃物燃烧需要温度达到着火点,A正确。①中白磷与氧气接触,温度为80℃,温度达到了白磷的着火点,白磷燃烧;②中白磷不与氧气接触,温度为80℃,温度达到了白磷的着火点,白磷不燃烧,对比①②处现象,说明可燃物燃烧需要空气(氧气),B正确。②中白磷不燃烧,是因为白磷不与氧气接触;③中白磷不燃烧,是因为温度没有达到白磷的着火点,原因不相同,C错误。白磷燃烧生成五氧化二磷,会污染空气,装置中气球可以起到防止污染空气的作用,D正确。
考点5质量守恒定律的应用
6.【2025湖北武汉中考】利用捕集的生产低碳、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,可催化转化为甲醇,其转化过程如图所示。下列说法正确的是( )
A.“”与“”的化学性质相同
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
【答案】B
【解析】反应Ⅰ是甲烷和二氧化碳在催化剂的催化作用下反应生成氢气和一氧化碳,反应的化学方程式为;反应Ⅱ中一氧化碳和氢气在催化剂的催化作用下反应生成甲醇,反应的化学方程式为。“”是甲烷,“”是二氧化碳,两种物质的分子构成不同,化学性质不同,A说法错误。由反应Ⅰ可知,反应前中氢元素的化合价为+1,碳元素的化合价为-4,中碳元素的化合价为+4,反应后氢气中氢元素的化合价为0,CO中碳元素的化合价为+2,反应前后存在元素化合价的改变,B说法正确。由反应Ⅱ可知,反应前后分子总数发生了改变,C说法错误。催化剂可以改变化学反应的速率,但其质量与化学性质在反应前后保持不变,D说法错误。
【关键点拨】解答微观示意图题的一般思路:根据原子模型、分子模型写出物质的化学式,根据质量守恒定律写出化学方程式;结合化学方程式判断反应中物质的质量关系及微粒的个数关系等。
7.【2025黑龙江龙东地区中考】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
【答案】D
【解析】根据质量守恒定律,化学反应前后物质的总质量不变,则反应后甲的质量=30g+8g+2g+9g-26g-2g-7g=14g,待测数值是14,A不符合题意;反应后,甲的质量减小,甲是反应物,乙的质量增大,乙是生成物,丙的质量不变,丙可能是催化剂,也可能是不参与反应的杂质,丁的质量减小,丁是反应物,根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类不变,则乙一定是由不同种元素组成的纯净物,一定是化合物,B、C不符合题意;反应中甲与丁变化的质量之比是(30g-14g):(9g-7g)=8:1,D符合题意。
考点6化学方程式及相关计算
8.【2025吉林长春中考】生产中用氧炔焰切割金属,其反应原理:。x的值是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【解析】由反应的化学方程式可知,反应前碳原子的个数为2x,反应后碳原子的个数为4,根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类和数目不变,则2x=4,x=2。
【归纳总结】化学反应遵循质量守恒定律,即化学反应前后,元素的种类,原子的种类、个数不变,这是书写化学方程式,判断物质的化学式、化学计量数并进行相关计算的基础。
9.实验室有一瓶含杂质的氯酸钾样品。某兴趣小组利用该药品和二氧化锰制取氧气(杂质不参加反应),实验步骤及数据记录如下。(已知氯酸钾制取氧气的化学方程式为2KClO32KCl+3O2↑)
(1)二氧化锰在化学反应前后,________和________不变。
(2)a=________。
(3)计算样品中氯酸钾的质量分数。(写出计算过程,计算结果精确到0.1%)
【答案】(1)质量;化学性质
(2)4.5
(3)解:生成氧气的质量为18.5g+4.5g-18.2g=4.8g。
设样品中氯酸钾的质量为x。
2KClO32KCl+3O2↑
245 96
x 4.8g
245/96=x/4.8g
x=12.25g
样品中氯酸钾的质量分数为12.25g/18.5g×100%=66.2%。
答:样品中氯酸钾的质量分数为66.2%。
【解析】(1)二氧化锰为催化剂,催化剂的特点是反应前后质量和化学性质均不变。
(2)由图像知生成氧气的质量为4.8g;根据质量守恒定律,反应前总质量=反应后总质量+氧气质量,即18.5g+a=18.2g+4.8g,解得a=4.5。
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