第五单元化学反应的定量关系教材全解--2026-2027学年九年级化学人教版上册

该初中化学单元复习讲义围绕“化学反应的定量关系”，通过实验对比表格梳理质量守恒定律的验证方案，结合微观示意图阐释反应前后原子种类和数目不变的本质，用递进式框架呈现化学方程式的书写、配平及意义，突出密闭体系对实验结果的影响等重难点。 讲义亮点在于“情境化问题解决”的练习设计，如通过盐酸与碳酸钠反应分析开放体系质量变化（科学探究与实践），结合氢气燃烧微观示意图推导质量守恒原因（科学思维）。计算题从基础的质量比计算到复杂的含杂质反应，分层适配不同学生，实验装置分析题培养严谨求实态度，助力学生自主构建知识网络，为教师实施精准教学提供支撑。

第五单元 化学反应的定量关系 课题1 质量守恒定律 探究……………………………………………………………………… 想一想：在方案一的实验装置中，橡胶塞、玻璃导管和小气球共同使装置形成一个密闭的体系，并且能够调节装置内的气压，使气压基本保持稳定。如果没有它们，实验在开放的体系中进行，会导致m1不等于m2,将不能验证质量守恒定律。如果没有玻璃管和小气球，加热的过程中锥形瓶内气压过大，还可能会导致胶塞被冲开。 实验记录： 实验方案 方案一 方案二 实验现象 气球先胀大鼓起后变瘪，红色粉末逐渐变为黑色 铁丝表面覆盖上一层红色固体，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色 反应前总质量 （填写实际质量） （填写实际质量） 反应后总质量 （填写实际质量） （填写实际质量） 【分析与结论】 （1） 方案一中，反应前的总质量来源于锥形瓶、胶塞、玻璃导管、小气球、铜粉、装置内的气体；反应后的总质量来源于锥形瓶、胶塞、玻璃导管、小气球、氧化铜粉末、装置内的气体。 方案二中，反应前的总质量来源于锥形瓶、胶塞、试管、硫酸铜溶液、铁丝、装置内的气体；反应后的总质量来源于锥形瓶、胶塞、试管、剩余铁丝、铜粉、硫酸亚铁溶液、装置内的气体。 根据实验数据，反应前总质量和反应后总质量没有发生变化。锥形瓶等装置在反应前后质量不会发生改变，那么物质发生化学反应前后总质量一定也没有改变。 （2） 结论：化学反应前后，物质的总质量不变。 想一想：预测实验5-1和实验5-2反应前后质量是否会有变化，可根据自己的理解进行推测。 思考与讨论……………………………………………………………… （1）实验5-1和实验5-2都没有在密闭容器中进行化学反应。实验5-1中，盐酸与碳酸钠反应生成二氧化碳气体，气体散逸到空气中，所以反应后质量减少。实验5-2中，镁条燃烧是镁与空气中的氧气反应生成氧化镁，有氧气参加了反应，所以生成的氧化镁的质量大于参加反应的镁条的质量，理论上反应后称量的质量会大于反应前称量的质量。但是，实验结果可能会出现不同的情况。因为镁条燃烧的过程中会产生大量白烟，白烟就是生成的氧化镁的小颗粒。所以燃烧过程中，氧化镁会有一定的损耗。氧化镁损耗的程度不同，反应后称量的结果也就会不同。这种反应前后总质量不相等或不一定相等的结果，与质量守恒定律并不矛盾。因为反应没有在密闭容器中进行，导致生成物或反应物没有全部称量进去，所以反应前后总质量可能会不相等。 （2）根据氢气在氧气中燃烧生成水的反应的微观示意图可知，氢气由氢分子构成，每个氢分子由两个氢原子构成；氧气由氧分子构成，每个氧分子中含有两个氧原子；水由水分子构成，每个水分子由两个氢原子和一个氧原子构成。化学反应前和化学反应后，原子重新组合，变成水分子。分子的种类发生了变化，但原子的种类、数目、质量都没有发生变化。所以化学反应前后，参加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。 【练习与应用】 1.D 化学反应过程中，参加反应的各物质的原子重新组合成新的分子。因此，化学变化过程中，发生改变的是分子种类、物质种类；不变的是原子的种类、原子数目、元素的种类；可能会变的是分子数目。 2.C 根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变。光合作用中，反应物二氧化碳含氧元素和碳元素，水中含氢元素和氧元素。生成物氧气中只含氧元素，所以淀粉中一定含有碳元素和氢元素，可能含有氧元素。 3.D 根据质量守恒定律，参加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。10gA与足量B反应，生成8gC和4gD， 因为B足量，所以A完全反应。则：10gA与参加反应的B的质量之和等于8gC+4gD=12g,则参加反应的B的质量=12g-10g=2g，故参加反应的A与B的质量比为10g：2g=5：1。 4. （3）化学反应的过程，是反应物的原子重新组合，生成新的物质的过程。这个过程中，元素种类、原子种类、原子的数目都是不会发生改变的。水通电分解生成氢气和氧气，每个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成，每个氢分子由2个氢原子构成，每个氧分子由2个氧原子构成。水电解的过程中，构成水分子的氢原子和氧原子重新组合，每2个氢原子结合成1个氢分子，每2个氧原子结合成1个氧分子，并且这个过程中，原子的种类和数目不变。故（3）较为准确的描述了电解水的反应。 5. （1）铜粉在空气中加热，铜与空气中的氧气发生了反应生成氧化铜。根据质量守恒定律，参加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，氧化铜的质量等于参加反应的铜粉和参加反应的氧气的质量之和，所以生成物的质量比铜的质量大。 （2）高锰酸钾受热分解，生成锰酸钾、二氧化锰和氧气。根据质量守恒定律，参加反应的高锰酸钾的质量等于生成的锰酸钾、二氧化锰和氧气的质量之和。氧气散逸到了空气中，所以反应后剩余固体的质量小于反应前高锰酸钾的质量。 （3） 纸的主要组成成分是碳元素和氢元素，燃烧后生成二氧化碳和水蒸汽。二氧化碳和水蒸气逸散到空气中了，所以剩余的灰烬质量小于燃烧前纸的质量。 6. （1）不正确。蜡烛燃烧时生成了二氧化碳和水散逸到空气中，所以蜡烛的质量减小。 （2） 不正确。根据质量守恒定律，蜡烛燃烧时减小的质量等于生成的二氧化碳和水的质量之和。所以蜡烛燃烧后减小的质量小于生成水和二氧化碳的质量之和。 （3） 不正确。铁丝在氧气中燃烧，是铁丝和氧气反应生成了四氧化三铁。参加反应的铁丝与参加反应的氧气的质量之和等于生成的四氧化三铁的质量，所以生成物的质量比铁丝的质量大。因此这个反应是遵守质量守恒定律的。 （4） 不正确。质量守恒定律适用于所有的化学反应，一定质量的氢气和氧气混合后质量不变，但没有发生化学变化，因此不能用来验证质量守恒定律。 课题2 化学方程式 思考与讨论……………………………………………………………… （1） 定性角度：反应物是铁和硫酸铜，生成物是铜和硫酸亚铁； 定量角度：参加反应的铁和硫酸铜的质量总和等于反应生成的铜和硫酸亚铁的质量总和；铁、硫酸铜、铜、硫酸亚铁的质量比为56：160：64：152，即每56份质量的铁能与160份质量的硫酸铜恰好完全反应生成64份质量的铜和152份质量的硫酸亚铁。 （2）定性角度：反应物是氢气和氧气，生成物是水； 定量角度：参加反应的氢气和氧气的质量总和等于反应后生成的水的质量。氢气、氧气、水的质量比为4：32：36，即每4份质量的氢气与32份质量的氧气完全反应生成36份质量的水。 思考与讨论……………………………………………………………… （1） （2） 一切化学变化都遵守质量守恒定律，化学方程式是用来表示化学反应的式子，所以化学方程式也应该体现质量守恒定律。质量守恒定律在化学方程式中的体现就是等号两边同种原子的数目相等，在化学式前面配上合适的化学计量数就可以达到此目的，通过计算等号两边同种原子的数目是否相等，可以检验方程式是否配平。 【练习与应用答案】 1. B 2. B 【解析】铝在氧气中燃烧生成氧化铝的化学方程式为： 4Al + 3O2点燃2Al2O3 根据化学方程式，铝、氧气、氧化铝的质量比为： 4×27 ：3×（16×2） ：2×（27×2+16×3） =108：96：204 3. 在天然气净化和石油炼制过程中回收硫，不仅能减少空气污染，还能为工业制硫酸提供原料。制硫酸时，硫与氧气反应生成二氧化硫，该反应的化学方程式是S + O2 点燃SO2 。这个式子不仅表明反应物是硫和氧气，生成物是二氧化硫，反应条件是点燃，而且表示参与反应的各物质之间的质量比例关系，即在点燃的条件下，每 32 份质量的硫与 32 份质量的氧气恰好完全反应，生成 64 份质量的二氧化硫。 4.为了保护环境，我国的城市燃气和集中供暖已广泛使用较为清洁的天然气。天然气的主要成分X在空气中完全燃烧。反应的化学方程式为X + 2O2点燃CO2 + aH2O。其中X只含有两种元素，则a = 2，X的化学式为 CH4 ，判断的依据是质量守恒定律。 5.（1）不正确。没有配平，没有注明反应条件。 （2）不正确。没有注明反应的催化剂MnO2，反应物与生成物之间没有用等号连接。 （3）不正确。书写化学方程式应以客观事实为基础，红磷燃烧生成物为五氧化二磷；反应物中的气体不需要在化学式后面标注“↑”。 6.（1）C2H4 + 3O2点燃 2CO2 + 2H2O （2）CuSO4 + 2NaOH = Cu(OH)2↓ + Na2SO4 （3）WO3 + 3H2 △ W + 3H2O （4）3CO+ Fe2O3高温2Fe + 3CO2 7. （1）2H2O通电 2H2↑+ O2 ↑ （2）2Mg + O2点燃2MgO （3）3Fe + 2O2 点燃Fe3O4 （4）2KClO3 MnO2 2KCl + 3O2 ↑ 8. 解：H2 + Cl2 点燃 2HCl 设100kg氢气完全反应需要氯气的质量为x，生成氯化氢的质量为y. H2 + Cl2 点燃 2HCl 2 71 73 100kg x y 答：100kg氢气完全反应需要氯气3550kg，生成氯化氢3650kg。 【复习与提高】 1. D 黑火药由三种物质混合而成，不是纯净物，不是由黑火药分子构成的。黑火药的三种成分只是混合在一起，并没有变成其他物质，仍然保持着各自的化学性质。木炭的主要成分是碳，木炭由碳原子构成。黑火药燃烧前，碳是以原子的形式存在的。黑火药燃烧后，生成二氧化碳，碳原子存在于化合物的分子中，存在形式发生了改变。化学变化的过程中，原子重新组合成新的分子，所以化学变化前后原子的数目、种类都不变。 2. C 由反应的化学方程式可知，该反应中氢气、氧气、水的质量比为4：32：36=2：16：18，所以2g氢气与16g氧气能恰好反应生成18g水。方程式中氢气和氧气的化学计量数之比就是它们的分子数目比，是2：1。该反应说明水是由氢、氧两种元素组成，但氢、氧两种元素还可以组成其他物质（如过氧化氢）。氢气在氧气中燃烧只生成水，没有生成任何污染物，不会造成污染。 3. D （可利用化学方程式进行计算） 4. 3N2H4 催化剂2N2 ↑+ 3H2 ↑ +2NH3 ↑ 5. （1）2CO + 2NO催化剂2CO2 + N2 （2）a 反应的产物是二氧化碳和氮气，都不是污染物；反应前后，氧元素的化合价没有发生改变；生成物是二氧化碳和氮气，没有氮元素的氧化物；该反应前后，原子的数目保持不变，分子的数目会发生变化。 6.解：设碳酸钙的质量为x 2CaCO3 + 2SO2 + O2 = 2CaSO4 + 2CO2 200 128 X 20000t 答：至少需要碳酸钙的质量是31250t。 7.解：设1000kg水分解可产生的氢气的质量为x 2H2O通电 2H2↑+ O2 ↑ 36 4 1000kg x 111.1kg×150km≈16667km 答：1000kg水分解产生的氢气理论上可供这辆汽车行驶16667km。 8.（1）锥形瓶内发生反应的化学方程式为4P + 5O2点燃2P2O5 。 （2）该实验装置中，小气球的作用是隔绝空气，形成密闭体系，防止生成的五氧化二磷及锥形瓶中的气体散逸到空气中，利用小气球的弹性可调节装置内的压强，防止红磷燃烧时气体受热膨胀冲开胶塞或装置炸裂。不能用玻璃棒代替玻璃导管，原因是使用玻璃棒使装置内形成一个固定容积的空间，红磷燃烧时装置内气体受热膨胀，压强增大，可能会冲开胶塞，破坏密闭体系。 （3）不选用敞口容器进行该实验的原因是在敞口容器中，红磷燃烧时外部空气中的氧气能进入锥形瓶被消耗，生成的五氧化二磷白烟也会散逸到空气中，反应前后称量的质量都会受到影响，将无法验证质量守恒定律。 （4）d 红磷燃烧消耗装置中的氧气，反应后装置内气体总质量会减少；氮气不支持燃烧，红磷燃烧过程中不会消耗氮气，氮气的质量不减少；红磷燃烧过程中，固态物质的质量增加，红磷熄灭后，固态物质的质量不再继续增加；根据质量守恒定律，化学反应前后氧元素的质量不变。 学科网（北京）股份有限公司 $