第四单元 化学式与化学方程式(知识清单)化学新教材科粤版九年级上册
2026-09-07
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摘要:
该初中化学单元知识清单系统梳理了“化学式与化学方程式”核心内容,涵盖化学式的书写与计算、质量守恒定律的探究与应用、化学方程式的配平与计算三大知识范畴,搭建了从“化学式概念与书写”到“质量守恒定律理解”再到“化学方程式配平与计算”的递进式学习支架。
清单通过“易错点分类解析+中考真题对点训练”构建知识体系,如将“化学式意义混淆”“化学方程式配平错误”等8类易错点标注并配例题,培养科学思维与科学探究能力。设计质量守恒定律对比实验(如双氧水分解的敞口与密闭体系),帮助学生直观理解微观本质,不同层次学生可高效突破重难点,教师可据此优化教学,提升课堂效率。
内容正文:
第四单元 化学式与化学方程式
4.1 化学式
一、物质的组成与构成的表示
1.化学式
(1)定义:纯净物由固定的 组成,且其组成固定不变。化学上用 和 的组合表示纯净的组成,这样的式子叫化学式。
(2)分子式:分子构成的纯净物的化学式。分子式既表示纯净物的 ,也表示由分子构成的纯净物的组成。
2.化学式的含义
(1)原子构成的纯净物,其化学式用构成该物质的原子的 表示。
(2)分子构成的纯净物,其化学式用组成该物质的 和 的组合表示, 其中 表示该物质中所含的元素, 表示每个分子中该元素的原子个数。
(3)离子构成的纯净物,其化学式用组成该物质的元素符号和数字的组合表示, 其中元素符号表示该物质中所含的元素,数字表示各元素原子数目的最简整数比。
3.化学式的意义
(1)由分子构成的物质(以CO2为例)
化学式表示的意义
以CO2为例
宏观
表示一种物质
表示二氧化碳这种物质
表示该物质由哪些元素组成
表示二氧化碳由氧元素和碳元素组成
微观
表示该物质的一个分子(又叫分子式)
表示一个二氧化碳分子
表示构成物质的一个分子中所含原子的个数
表示一个二氧化碳分子中含有2个氧原子和1个碳原子
量的
方面
表示物质的相对分子质量;
表示物质中各元素的原子的个数比;
表示各元素的质量比
二氧化碳的相对分子质量为44;
二氧化碳中碳、氧元素的个数比为1∶2;
二氧化碳中碳元素、氧元素的质量比为3∶8
(2)由原子构成的物质(以Cu为例)
①宏观:表示该物质—铜。
②微观:表示该物质的一个原子—铜原子。
4. 化学符号周围数字的含义
(1)符号前面的数字
①化学式前面的数字表示粒子数目;②离子符号前的数字表示离子的数目。
(2)符号右下角的数字
①只表示一个(或每个)粒子中某元素原子的个数或原子团的个数;
②通式为:Xn—表示一个Xn分子(或原子团)中X原子的个数为n。
(3)元素符号右上角的数字
①只表示离子所带的电荷;
②通式:—表示一个X离子带b个单位的正(或负)电荷。
(4)元素符号正上方的数字:只表示某物质中某元素或原子团的化合价。
二、化学式的书写与读法
(一)化学式的书写
物质类型
化学式的写法
金属单质
用元素符号表示:铁—Fe
氦气—He
硫—S
稀有气体
固态非金属单质
气体非金属单质
在元素符号的右下角写出表示分子中原子个数的数字,如氧气—O2、氮气—N2
1.化合价的定义:来体现化合物中 的原子相互化合时具有确定的 的性质。
2.化合物中元素的化合价有正、有负,且化合物中元素的正、负化合价的代数和 。在化合物中H 通常为 价,Na 通常为 价,O 通常为 价,Cl 通常为 价。
3.原子团:在含有原子团的化合物中,无论是构成化合物还是参与化学反应,原子团都是作为 出现的,化学上称这些原子团为 ,如 OH- 叫氢氧根、CO3 2-叫 、NH 4+ 叫铵根等,“根”也有固定的化合价。
4.由元素化合价书写化合物的化学式要遵守的原则:
(1)一般正价元素(或原子团)的符号写在 ,负价元素(或原子团)的符号写在 ;
(2)原子的数目(或原子个数的最简整数比)用阿拉伯数字写在元素符号的 (原子数目或原子个数比为 1 时不需要标出数字)。
(3)化合物中各元素正、负化合价的代数和等于 。
5. 原子团
(1)定义:有些物质,如H2SO4、Mg(OH)2、CaCO3等,它们中的一些带电的原子集团,如、OH-、,常作为一个整体参加化学反应,这样的原子集团就叫 ,又叫根。
(2)常见原子团及其化合价
原子团的化合价与其所带电荷数保持一致。
铵根离子:、氢氧根离子:OH-、硝酸根离子:、硫酸根离子:
碳酸根离子:、磷酸根离子:。
(二)化学式的读法
1.两种元素组成的化合物,通常按照化学式从 到 左 读出元素的名称,中间用 字连接。如KCl 的中文名称为氯化钾。
2.两种元素组成的化合物,除从 到 读出元素的名称,原子的个数也要在元素的名称之前读出。如CO2 的中文名称为二氧化碳。
3.含有原子团的化合物,从 到 读出原子团或元素的名称,原子团和元素名称之间用 字连接,如 Ca(OH)2 的中文名称为氢氧化钙。
三、根据化学式进行计算
1. 计算相对分子质量(以化合物AmBn为例)
(1)相对分子质量:化学式中 的相对原子质量的总和,符号为Mr。
(2)公式:相对分子质量=A的 ×m+B的相对原子质量×n。
(3)注意事项
①计算化学式相对分子质量时元素符号与右下角数字之间用“×”号,元素符号之间用“+”号;
②化学式中原子团右下角的数字表示其个数,计算时可先求出一个原子团的式量,再乘以个数;
③结晶水合物中的“•”表示结合的含义,在计算结合水合物的相对分子质量时应将“•”前后两部分的式量相加,而不能当作数字中的“乘”。
2. 计算物质组成元素的质量比
化合物中各元素的质量比=化学式中各原子的 =形成该化合物时所消耗的各元素的实际质量之比。
3. 计算化合物中某元素的质量分数
物质中某元素的质量分数=
4.计算一定质量的化合物中某元素的质量
某元素的质量=化合物的质量×该元素在化合物中的 。
4.2 质量守恒定律
一、质量守恒定律的实验探究
1.质量守恒定律的探究实验
【提出问题】物质发生化学变化前后,参加反应的各物质的质量总和等于生成物的各物质的质量总和吗?
【猜想与假设】
①参加反应的各物质质量总和等于生成的各物质质量总和。
②参加反应的各物质质量总和小于生成的各物质质量总和。
③ 。
【设计并实施实验】
[实验4-1]双氧水分解的敞口体系
锥形瓶中装入少量二氧化锰粉末,将一支量程为5mL的装有3mL过氧化氢溶液(3%)的注射器针头插入胶塞,另将一支注射器的针头(无针筒)插入胶塞,使瓶内与大气相通。实验时,推压注射器活塞至1mL刻度处,观察实验现象,记录数据。
[实验4-2]双氧水分解的密闭体系
锥形瓶中装入少量二氧化锰粉末,将一支量程为5mL的装有3mL过氧化氢溶液(3%)的注射器针头插入胶塞,推压注射器活塞至1mL刘度处,观察实验现象,记录数据。
实验序号
反应原理
实验现象
反应前称量的数据
反应后称量的数据
[实验4-1]双氧水分解的敞口体系
过氧化氢水+氧气
(H2O2) (H2O)(O2)
185.60
185.60
[实验4-2]双氧水分解的密闭体系
185.60
185.58
[实验4-3]硫酸铜和氢氧化钠反应的敞口体系
锥形瓶中装入5mL硫酸铜溶液,将一支量程为5mL的装有3mL氢氧化钠溶液的注射器针头插入胶塞,再插入一支无针筒的针头(同[实验4-1])。推压注射哭活塞至1mL刻度处,观察实验现象,记录数据。
[实验4-4]硫酸铜和氢氧化钠反应的密闭体系
锥形瓶中装入5mL硫酸铜溶液,将一支量程为5mL的装有3mL氢氧化钠溶液的注射器针头插入胶塞。推压注射器活塞至1mL刻度处,观察实验现象,记录数据。
实验序号
反应原理
实验现象
反应前称量的数据
反应后称量的数据
[实验4-3]硫酸铜和氢氧化钠反应的敞口体系
硫酸铜+氢氧化钠→氢氧化铜+硫酸钠
(CuSO4)(NaOH) [Cu(OH)2](Na2SO4)
186.55
186.55
[实验4-4]硫酸铜和氢氧化钠反应的密闭体系
186.55
186.55
【讨论】①为什么同是双氧水分解的反应,当装置与大气相通时装置质量会减轻,而在密闭环境中反应前后质量却不变呢?
提示:双氧水分解时产生大量气体,当装置与大气相连通时,气体会逸出,导致反应后装置质量减轻;当导管缚紧气球后,产生的气体会被收集,反应前后物质的质量都包括在内,因此质量不发生改变。
②如何从反应的微观角度进行解释?
微观角度解释:在该反应前后, 和 没有改变,原子的质量没有变化,只是反应物原子的重新组合,生成了新物质。因此反应前后各物质的总质量不变。
2.质量守恒定律
(1) 通过上述实验可知,在化学反应中, 总和等于 总和,这就是质量守恒定律。
(2)质量守恒定律概念要点:
①适用于 “一切化学反应”,不适用于 。
②指“参加”反应的物质,未反应完的物质不计算在内。
③“生成的各物质的质量总和”,应当包括生成的所有物质,如沉淀、气体等。
④质量守恒定律的“守恒”指的是 守恒,其它方面如体积等不一定守恒。
【讨论与交流】为了验证质量守恒定律,某同学在托盘天平的左盘上放一块陶土网,在陶土网上放一段用砂纸打磨过的镁条,称量。然后点燃镁条,将生成的白色固体全部收集在陶土网上,冷却后再称量,发现质量比实验前的质量增大了。怎样解释反应前后质量不等的现象?
【解释】
【注意】对于有气体参加或生成的反应,在验证质量守恒定律时一定要在 中进行。
【总结】在化学反应前后:
六个“不变”
两个“一定变”
三个“可能变”
微观
①原子的种类
②原子的数目
③原子的质量
分子的种类
分子的数目
宏观
①元素的种类
②元素的质量
③物质的总质量
物质的种类
①元素的化合价
②物质的状态
二、质量守恒定律
1. 质量守恒定律的定义: 参加化学反应的各物质的 总和,等于反应后生成的各物质的 总和。
2. 质量守恒定律的理解
(1)质量守恒定律适用于 变化,不适用于 变化;
(2)“参加化学反应”是指 的那一部分物质的质量,不是各反应物质量的简单相加,即所给的反应物 都参加了化学反应,可能存在过量的情况;
(3)质量守恒定律揭示“ ”守恒,而不是其他物理量(如体积)守恒;
(4)记住“质量总和”。应用质量守恒定律解释现象时,不能丢掉任何一种 或生成物的质量,尤其是有气体参加或生成的反应,否则,就会出现“表面不守恒”的现象。
3. 验证质量守恒定律的前提:
①必须发生 反应;
②当反应中有气体的参与和生成时,必须把反应置于封闭体系内。
4. 化学反应中前后质量守恒的原因:
化学反应的实质,就是反应物的 分裂,原子重组为生成物的 的过程。在化学反应前后,原子的 没有改变,数目没有曾减、原子的 没有变化,因此物质的质量守恒。
4.3 化学方程式
一、化学方程式
1. 用 表示化学反应的式子,叫做化学方程式。
2. 化学方程式的意义
(1)质的方面:表明反应物、生成物和反应条件。
(2)量的方面:① 各物质间反应时的 比; ② 各物质间反应时的 。
质量比等于化学方程式中各物质的相对分子质量与化学计量数乘积的比。所求质量比不用约分。
3. 书写化学方程式要遵守的原则:
(1)必须以 为基础;(2)必须遵 。
4. 写化学方程式时常出现的错误:
(1)不尊重科学实验,随意臆造化学式或事实上不存在的化学反应。
(2)不遵守质量守恒定律、没有配平或计量数不是最简比。
(3)化学式书写错误。
(4)写错或漏写反应条件。
(5)错标或漏标“↑”(气体生成符号)、“↓”(沉淀符号)。
“↑”:如果在反应物中没有气体,而生成物中有气体,那么应该在生成气体的化学式后面标“↑”。
“↓”:在初中阶段,只有在溶液中发生反应时生成沉淀,才在生成沉淀的化学式后标“↓”。
5. 配平:在化学式前填上适当的化学 ,使式子左、右两边的每一种元素的原子个数都 。
(1)一般情况下,可以用“最小公倍数”法配平。
(2)如果化学方程式中有 ,一般留到最后配平。
(3)配平时一般从最复杂的 入手。但配平一氧化碳还原金属氧化物反应的化学方程式时,一般从一氧化碳入手。
(4)刚开始配平,可以让化学计量数是分数。配平结束后“=”两边化学计量数翻倍,全部变为整数即可。
二、根据化学方程式进行计算
1. 化学方程式的计算依据:
(1)质量守恒定律;
(2)化学方程式中各反应物、生成物之间的 为一定值;
(3)在化学方程式中,任意两种物质的质量变化量之比,等于这两种物质的 之比,即等于这两种物质的 (或 )乘以其化学计量数的乘积之比。
2. 有关化学方程式的计算步骤:
(1)设未知数(通常求谁设谁);
(2)写出题目中相关的化学方程式;
(3)写出相关物质的化学计量数与相对分子质量(或相对原子质量)的乘积以及已知量和未知量;
(4)列出比例关系式(注意实际质量后面要带单位)并求解;
(5)写出答案,答。
3. 计算时的常见错误:
(1)未知数带有单位。
(2)所设物质的质量包含杂质的质量,或者包含未参加反应的物质的质量。
(3)已知物质的质量没有单位。
(4)化学方程式书写错误或者没有配平(这个错误会使计算题的得分降为1,甚至为0)。
(5)关系式中的数据没有与物质的化学式对齐。
(6)步骤不完整、数值计算错误、所答非所问等在其他学科也能犯的错误。
易错点01 化学式及意义弄不清而出错
【错因辨析】
化学式“SO2”具有四层含义:表示一种物质;表示该物质的组成元素;表示该物质的一个分子;表示该物质的一个分子里各原子的个数。弄不清楚表达的含义,易错误。
【对点训练】
1.(2026·广东·中考真题)下列表述正确的是( )
A.镁离子:Mg+2 B.氧化铜:CuO2
C.一氧化氮分子:NO D.60个碳原子:C60
2.(2026·四川乐山·中考真题)鸡蛋壳的主要成分是碳酸钙。将一个新鲜的鸡蛋放在盛有稀盐酸的玻璃杯中,会发生反应生成氯化钙、水和二氧化碳。反应涉及的化学用语正确的是( )
A.氯化钙的化学式:CaCl B.CO2中C元素的化合价:O2
C.碳酸钙中的阴离子: D.2个氯化氢分子:(HCl)2
3.(2026·山东青岛·期末)下列化学用语的使用及其表示的意义,正确的是( )
A.2H——2个氢元素 B.H2O——水中含有两个氢原子
C.2NO——两个硝酸根离子 D.Ca+2——一个钙离子带二个单位正电荷
易错点02 化学式的计算易出错
【错因辨析】
相对分子质量为构成分子的各原子的相对原子质量之和。
化合物中各元素质量比=各原子的相对原子质量×原子个数之比。。
【对点训练】
1.(2026·河南·中考真题)靛蓝类色素是人类所知最古老的色素之一。靛蓝的化学式为C16H10N2O2,下列有关靛蓝的说法正确的是( )
A.其中含有一个氧分子
B.其中氢元素的质量分数最小
C.其相对分子质量为252
D.其中氮、氧元素的质量比为1:1
2.(2026·云南·中考真题)云南蓝莓备受消费者喜爱。蓝莓中含有的维生素C(C6H8O6)和熊果酸(C30H48O3)都具有抗炎、抗氧化的功效。下列说法正确的是( )
A.一个维生素C分子中含有3个氧分子
B.维生素C中碳、氢、氧元素的质量比为3:4:3
C.组成维生素C和熊果酸的元素种类相同
D.熊果酸中氢、氧元素的质量分数不相等
3.(2026·江苏无锡·期末)木糖醇(C5H12O5)是一种常用的甜味剂。下列叙述正确的是( )
A.木糖醇由碳、氢、氧三种元素组成 B.木糖醇由22个原子构成
C.木糖醇中碳元素的质量分数最小 D.木糖醇属于氧化物
易错点03 质量守恒定律实验探究理解错误
【错因辨析】
对化学反应遵循质量守恒定律理解不清,即参加反应的物质的质量之和,等于反应后生成的物质的质量之和,是因为化学反应前后,元素的种类不变,原子的种类、总个数不变。
【对点训练】
1.(2025·山西·中考真题)在一次实验课上,同学们通过小组合作,完成了对密闭容器中少量小苏打与少量白醋反应的质量测定。以下分析正确的是( )
A.反应后小苏打的质量增加 B.反应过程中各物质的质量都不变
C.反应前后各物质的质量总和相等 D.反应前称量的是小苏打和白醋的总质量
2.(2026·山东烟台·期末)化学小组设计了如图所示的两个实验测定化学反应前后物质的质量关系,下列说法正确的是(不考虑气球浮力)
A.甲中加热锥形瓶时观察到红色粉末变黑,气球先胀大最后恢复到原样
B.甲中锥形瓶冷却后放回天平,示数不变,拔松橡胶塞,示数减小
C.乙中若取用石灰石的量不足,会影响实验结果
D.甲、乙两组实验中气球的作用都是平衡气压,形成密闭体系
3.(2026·江苏南京·期末)在学习质量守恒定律的内容时,我们曾经做了如图的实验,请回答下列问题:
(1)甲中反应后天平的指针 (填“偏左”“偏右”或“居中”),原因是 。该反应是否符合质量守恒定律? (填“符合”或“不符合”)。
(2)乙中锥形瓶底放层细沙的原因是 ;发生反应的化学方程式为 。白磷刚引燃,立即将锥形瓶放到天平上称量,天平不平衡。结论是:质量不守恒。待锥形瓶冷却后,重新放到托盘天平上称量,天平平衡。结论是:质量守恒。你认为结论正确的是 (填“前一种”或“后一种”)。
(3)由以上实验可知,用有气体参加或生成的反应来验证质量守恒定律时,反应必须在 中进行。
易错点04 质量守恒定律理解错误
【错因辨析】
质量守恒定律是物质在发生化学变化中表现出来的一种规律,适用于化学变化;物质发生物理变化,则不适用于质量守恒定律来解释;是化学变化时也要对反应前后物质的质量关系进行计算判断。
【对点训练】
1.(2025·山东滨州·中考真题)下列有关质量守恒定律的说法正确的是( )
A.水结成冰质量不变,符合质量守恒定律
B.蜡烛燃烧后质量减小,不符合质量守恒定律
C.化学方程式配平的依据是质量守恒定律
D.某物质在氧气中燃烧生成二氧化碳和水,该物质一定含有碳、氢、氧三种元素
2.(2026·湖南长沙·期末)下列有关内容用质量守恒定律解释正确的是( )
A.10mL水和10mL酒精混合后,总体积一定是20mL
B.铜粉在空气中加热后,生成物的质量比铜粉的质量大
C.煤燃烧后产生的煤渣的质量一定等于所用煤的质量
D.将5gA和5gB混合后发生化合反应,一定能生成10gC
3.(2026·江苏苏州·期末)化学反应前后下列各项中肯定不发生变化的是( )
①原子的数目 ②分子的数目 ③元素的种类 ④物质的总质量 ⑤物质的种类 ⑥原子的种类
A.①③④⑤⑥ B.①③④⑥ C.①②④⑥ D.①③⑥
易错点05 质量守恒定律的推断与计算出错
【错因辨析】
化学反应的实质,就是反应物的分子分裂,原子重组为生成物的分子的过程。在化学反应前后,原子的种类没有改变,数目没有曾减、原子的质量没有变化,因此物质的质量守恒。
【对点训练】
1.(2026·湖北襄阳·期末)某物质R可用作鱼塘增氧剂,其原因是它能和水反应只生成氢氧化钙和氧气。下列对R的叙述中,正确的是( )
A.只含氧元素 B.一定含有钙元素和氧元素
C.只含钙元素 D.一定含有钙元素,可能含有氧元素
2.(2026·四川乐山·期末)化学中经常用燃烧法测定有机物的组成。现取3.2g某有机物在足量的氧气中充分燃烧,生成4.4gCO2和3.6gH2O,则下列关于该有机物的说法错误的是( )
A.一定含有C、H、O三种元素 B.消耗氧气的质量为4.8g
C.化学式可能为CH3OH D.有机物中C和O的质量比为1:1
3.(2026·湖南长沙·期末)某样品在纯氧中完全燃烧,消耗氧气4.8g。实验过程中,倒扣在火焰上方干燥的烧杯中有水雾生成,测得水的质量为2.7g;同时生成4.4g气体,将该气体通入澄清石灰水中,石灰水变浑浊。下列说法错误的是( )
A.根据现象判断生成的气体为CO2
B.样品中一定含有C、H、O三种元素
C.样品中含有氢元素的质量为0.3g
D.样品中一定有C、H元素,可能含有O元素
易错点06 密闭容器中质量守恒定律的计算不清而出错
【错因辨析】
化学反应的实质,就是反应物的分子分裂,原子重组为生成物的分子的过程。在化学反应前后,原子的种类没有改变,数目没有曾减、原子的质量没有变化,因此物质的质量守恒,弄不清其之间的关系而出错。
【对点训练】
1.(2025·江苏无锡·中考真题)在一密闭容器中发生某反应,容器中各物质的质量变化如下表。其中未知数据正确的是( )
物质质量
甲
乙
丙
丁
反应前的质量/g
20
20
0
0
反应中的质量/g
m1
m2
6.4
m3
反应后的质量/g
13
m4
16
11
A.m1=17.2 B.m2=8 C.m3=8.8 D.m4=2
2.(2026·上海浦东新区·期末)某密闭容器中只有乙、丙、丁三种物质,在一定条件下发生了一个化学反应。容器中乙、丙、丁的质量随甲的质量变化情况如图所示。下列说法错误的是( )
A.a的值为12 B.丁属于化合物
C.当丁为5g时,容器中乙的质量为11g D.甲与乙的化学式量之比为4:1
3.(2026·黑龙江绥化·中考真题)在一定条件下,某密闭容器内测得反应前后各物质的质量如下表。下列选项正确的是( )
物质
甲
乙
丙
丁
反应前各物质的质量/g
15
9
5
16
反应后各物质的质量/g
0
a
b
4
A.若该反应是化合反应,乙一定是生成物
B.a:b可能是3:1
C.b的取值范围为0≤b≤45
D.丙物质一定是催化剂
易错点07 化学方程式的配平与书写出错
【错因辨析】
计算时的常见错误:
(1)未知数带有单位。
(2)所设物质的质量包含杂质的质量,或者包含未参加反应的物质的质量。
(3)已知物质的质量没有单位。
(4)化学方程式书写错误或者没有配平(这个错误会使计算题的得分降为1,甚至为0)。
(5)关系式中的数据没有与物质的化学式对齐。
(6)步骤不完整、数值计算错误、所答非所问等在其他学科也能犯的错误。
【对点训练】
1.(2025·江苏镇江·中考真题)下列指定反应的化学方程式正确的是( )
A.镁在空气中燃烧:
B.铜绿受热分解:
C.检验铵态氮肥:
D.小苏打治疗胃酸过多:NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O
2.(2026·四川攀枝花·期末)解释下列事实的化学方程式中,错误的是( )
A.铁和稀硫酸反应产生氢气:2Fe+3H2SO4═Fe2(SO4)3+3H2↑
B.氢氧化钠在空气中变质:2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O
C.用氢氧化铝中和过多的胃酸:Al(OH)3+3HCl═AlCl3+3H2O
D.实验室用大理石制备CO2:CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
3.(2026·天津·中考真题)写出下列反应的化学方程式。
(1)硫在氧气中燃烧 ;
(2)二氧化碳与足量氢氧化钠溶液反应 ;
(3)碳酸氢钠与稀盐酸反应 。
易错点08 根据化学方程式计算而出错
【错因辨析】
计算时的常见错误:
(1)未知数带有单位。
(2)所设物质的质量包含杂质的质量,或者包含未参加反应的物质的质量。
(3)已知物质的质量没有单位。
(4)化学方程式书写错误或者没有配平(这个错误会使计算题的得分降为1,甚至为0)。
(5)关系式中的数据没有与物质的化学式对齐。
(6)步骤不完整、数值计算错误、所答非所问等在其他学科也能犯的错误。
【对点训练】
1.(2026·湖南·中考真题)光生物体系制取氢气具有广阔的应用前景,其原理是绿藻和蓝菌在一定条件下将水分解为氢气和氧气,反应的化学方程式为2H2O2H2↑+O2↑。
(1)水的相对分子质量是 。
(2)利用该方法分解18g水,理论上产生氢气的质量是多少?(写出计算过程)
2.(2025·四川凉山·中考真题)碳化钛(TiC)具有高熔点、高硬度和高电导率的特点,在航空航天、电子工业等领域应用广泛。一种制备碳化钛的反应原理为TiO2+3CTiC+2CO↑,请计算用该方法制备120gTiC至少需要C的质量是多少?(写出计算过程)
3.(2026·河北石家庄·期末)实验室用68g过氧化氢溶液和2g二氧化锰制取氧气,实验的相关数据如图所示。请回答下列问题。
(1)反应在敞口的烧杯中进行,由于生成的氧气逸散,物质总质量会减少。则生成氧气的质量为 g。
(2)求该过氧化氢溶液中过氧化氢的质量。
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第四单元 化学式与化学方程式
4.1 化学式
一、物质的组成与构成的表示
1.化学式
(1)定义:纯净物由固定的 元素 组成,且其组成固定不变。化学上用 元素符号 和 数字 的组合表示纯净的组成,这样的式子叫化学式。
(2)分子式:分子构成的纯净物的化学式。分子式既表示纯净物的 1个分子 ,也表示由分子构成的纯净物的组成。
2.化学式的含义
(1)原子构成的纯净物,其化学式用构成该物质的原子的 元素符号 表示。
(2)分子构成的纯净物,其化学式用组成该物质的 元素符号 和 数字 的组合表示, 其中 元素符号 表示该物质中所含的元素, 数字 表示每个分子中该元素的原子个数。
(3)离子构成的纯净物,其化学式用组成该物质的元素符号和数字的组合表示, 其中元素符号表示该物质中所含的元素,数字表示各元素原子数目的最简整数比。
3.化学式的意义
(1)由分子构成的物质(以CO2为例)
化学式表示的意义
以CO2为例
宏观
表示一种物质
表示二氧化碳这种物质
表示该物质由哪些元素组成
表示二氧化碳由氧元素和碳元素组成
微观
表示该物质的一个分子(又叫分子式)
表示一个二氧化碳分子
表示构成物质的一个分子中所含原子的个数
表示一个二氧化碳分子中含有2个氧原子和1个碳原子
量的
方面
表示物质的相对分子质量;
表示物质中各元素的原子的个数比;
表示各元素的质量比
二氧化碳的相对分子质量为44;
二氧化碳中碳、氧元素的个数比为1∶2;
二氧化碳中碳元素、氧元素的质量比为3∶8
(2)由原子构成的物质(以Cu为例)
①宏观:表示该物质—铜。
②微观:表示该物质的一个原子—铜原子。
4. 化学符号周围数字的含义
(1)符号前面的数字
①化学式前面的数字表示粒子数目;②离子符号前的数字表示离子的数目。
(2)符号右下角的数字
①只表示一个(或每个)粒子中某元素原子的个数或原子团的个数;
②通式为:Xn—表示一个Xn分子(或原子团)中X原子的个数为n。
(3)元素符号右上角的数字
①只表示离子所带的电荷;
②通式:—表示一个X离子带b个单位的正(或负)电荷。
(4)元素符号正上方的数字:只表示某物质中某元素或原子团的化合价。
二、化学式的书写与读法
(一)化学式的书写
物质类型
化学式的写法
金属单质
用元素符号表示:铁—Fe
氦气—He
硫—S
稀有气体
固态非金属单质
气体非金属单质
在元素符号的右下角写出表示分子中原子个数的数字,如氧气—O2、氮气—N2
1.化合价的定义:来体现化合物中 不同元素 的原子相互化合时具有确定的 原子个数比 的性质。
2.化合物中元素的化合价有正、有负,且化合物中元素的正、负化合价的代数和 为0 。在化合物中H 通常为 +1 价,Na 通常为 +1 价,O 通常为-2 价,Cl 通常为-1 价。
3.原子团:在含有原子团的化合物中,无论是构成化合物还是参与化学反应,原子团都是作为 一个整体出现的,化学上称这些原子团为 “根” ,如 OH- 叫氢氧根、CO3 2-叫 碳酸根 、NH 4+ 叫铵根等,“根”也有固定的化合价。
4.由元素化合价书写化合物的化学式要遵守的原则:
(1)一般正价元素(或原子团)的符号写在 左边 ,负价元素(或原子团)的符号写在 右边 ;
(2)原子的数目(或原子个数的最简整数比)用阿拉伯数字写在元素符号的 右下角 (原子数目或原子个数比为 1 时不需要标出数字)。
(3)化合物中各元素正、负化合价的代数和等于 零 。
5. 原子团
(1)定义:有些物质,如H2SO4、Mg(OH)2、CaCO3等,它们中的一些带电的原子集团,如、OH-、,常作为一个整体参加化学反应,这样的原子集团就叫 原子团 ,又叫根。
(2)常见原子团及其化合价
原子团的化合价与其所带电荷数保持一致。
铵根离子:、氢氧根离子:OH-、硝酸根离子:、硫酸根离子:
碳酸根离子:、磷酸根离子:。
(二)化学式的读法
1.两种元素组成的化合物,通常按照化学式从 右 到 左 读出元素的名称,中间用 “化” 字连接。如KCl 的中文名称为氯化钾。
2.两种元素组成的化合物,除从 右 到 左 读出元素的名称,原子的个数也要在元素的名称之前读出。如CO2 的中文名称为二氧化碳。
3.含有原子团的化合物,从 右 到 左 读出原子团或元素的名称,原子团和元素名称之间用 “化” 字连接,如 Ca(OH)2 的中文名称为氢氧化钙。
三、根据化学式进行计算
1. 计算相对分子质量(以化合物AmBn为例)
(1)相对分子质量:化学式中 各原子 的相对原子质量的总和,符号为Mr。
(2)公式:相对分子质量=A的 相对原子质量 ×m+B的相对原子质量×n。
(3)注意事项
①计算化学式相对分子质量时元素符号与右下角数字之间用“×”号,元素符号之间用“+”号;
②化学式中原子团右下角的数字表示其个数,计算时可先求出一个原子团的式量,再乘以个数;
③结晶水合物中的“•”表示结合的含义,在计算结合水合物的相对分子质量时应将“•”前后两部分的式量相加,而不能当作数字中的“乘”。
2. 计算物质组成元素的质量比
化合物中各元素的质量比=化学式中各原子的 相对原子质量总和之比 =形成该化合物时所消耗的各元素的实际质量之比。
3. 计算化合物中某元素的质量分数
物质中某元素的质量分数=
4.计算一定质量的化合物中某元素的质量
某元素的质量=化合物的质量×该元素在化合物中的 质量分数 。
4.2 质量守恒定律
一、质量守恒定律的实验探究
1.质量守恒定律的探究实验
【提出问题】物质发生化学变化前后,参加反应的各物质的质量总和等于生成物的各物质的质量总和吗?
【猜想与假设】
①参加反应的各物质质量总和等于生成的各物质质量总和。
②参加反应的各物质质量总和小于生成的各物质质量总和。
③参加反应的各物质质量总和大于生成的各物质质量总和。
【设计并实施实验】
[实验4-1]双氧水分解的敞口体系
锥形瓶中装入少量二氧化锰粉末,将一支量程为5mL的装有3mL过氧化氢溶液(3%)的注射器针头插入胶塞,另将一支注射器的针头(无针筒)插入胶塞,使瓶内与大气相通。实验时,推压注射器活塞至1mL刻度处,观察实验现象,记录数据。
[实验4-2]双氧水分解的密闭体系
锥形瓶中装入少量二氧化锰粉末,将一支量程为5mL的装有3mL过氧化氢溶液(3%)的注射器针头插入胶塞,推压注射器活塞至1mL刘度处,观察实验现象,记录数据。
实验序号
反应原理
实验现象
反应前称量的数据
反应后称量的数据
[实验4-1]双氧水分解的敞口体系
过氧化氢水+氧气
(H2O2) (H2O)(O2)
锥形瓶中有气泡冒出,天平上的数据变小
185.60
185.60
[实验4-2]双氧水分解的密闭体系
锥形瓶中有气泡冒出,天平上的数据无变化
185.60
185.58
[实验4-3]硫酸铜和氢氧化钠反应的敞口体系
锥形瓶中装入5mL硫酸铜溶液,将一支量程为5mL的装有3mL氢氧化钠溶液的注射器针头插入胶塞,再插入一支无针筒的针头(同[实验4-1])。推压注射哭活塞至1mL刻度处,观察实验现象,记录数据。
[实验4-4]硫酸铜和氢氧化钠反应的密闭体系
锥形瓶中装入5mL硫酸铜溶液,将一支量程为5mL的装有3mL氢氧化钠溶液的注射器针头插入胶塞。推压注射器活塞至1mL刻度处,观察实验现象,记录数据。
实验序号
反应原理
实验现象
反应前称量的数据
反应后称量的数据
[实验4-3]硫酸铜和氢氧化钠反应的敞口体系
硫酸铜+氢氧化钠→氢氧化铜+硫酸钠
(CuSO4)(NaOH) [Cu(OH)2](Na2SO4)
锥形瓶中有蓝色沉淀产生,天平上的数据无变化
186.55
186.55
[实验4-4]硫酸铜和氢氧化钠反应的密闭体系
锥形瓶中有蓝色沉淀产生,天平上的数据无变化
186.55
186.55
【讨论】①为什么同是双氧水分解的反应,当装置与大气相通时装置质量会减轻,而在密闭环境中反应前后质量却不变呢?
提示:双氧水分解时产生大量气体,当装置与大气相连通时,气体会逸出,导致反应后装置质量减轻;当导管缚紧气球后,产生的气体会被收集,反应前后物质的质量都包括在内,因此质量不发生改变。
②如何从反应的微观角度进行解释?
微观角度解释:在该反应前后,原子的种类和原子的数目没有改变,原子的质量没有变化,只是反应物原子的重新组合,生成了新物质。因此反应前后各物质的总质量不变。
2.质量守恒定律
(1) 通过上述实验可知,在化学反应中,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,这就是质量守恒定律。
(2)质量守恒定律概念要点:
①适用于 “一切化学反应”,不适用于物理变化。
②指“参加”反应的物质,未反应完的物质不计算在内。
③“生成的各物质的质量总和”,应当包括生成的所有物质,如沉淀、气体等。
④质量守恒定律的“守恒”指的是质量守恒,其它方面如体积等不一定守恒。
【讨论与交流】为了验证质量守恒定律,某同学在托盘天平的左盘上放一块陶土网,在陶土网上放一段用砂纸打磨过的镁条,称量。然后点燃镁条,将生成的白色固体全部收集在陶土网上,冷却后再称量,发现质量比实验前的质量增大了。怎样解释反应前后质量不等的现象?
【解释】
【注意】对于有气体参加或生成的反应,在验证质量守恒定律时一定要在密闭容器中进行。
【总结】在化学反应前后:
六个“不变”
两个“一定变”
三个“可能变”
微观
①原子的种类
②原子的数目
③原子的质量
分子的种类
分子的数目
宏观
①元素的种类
②元素的质量
③物质的总质量
物质的种类
①元素的化合价
②物质的状态
二、质量守恒定律
1. 质量守恒定律的定义: 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. 质量守恒定律的理解
(1)质量守恒定律适用于 化学 变化,不适用于 物理 变化;
(2)“参加化学反应”是指 反应掉 的那一部分物质的质量,不是各反应物质量的简单相加,即所给的反应物 不一定 都参加了化学反应,可能存在过量的情况;
(3)质量守恒定律揭示“ 质量 ”守恒,而不是其他物理量(如体积)守恒;
(4)记住“质量总和”。应用质量守恒定律解释现象时,不能丢掉任何一种 反应物 或生成物的质量,尤其是有气体参加或生成的反应,否则,就会出现“表面不守恒”的现象。
3. 验证质量守恒定律的前提:
①必须发生 化学 反应;
②当反应中有气体的参与和生成时,必须把反应置于封闭体系内。
4. 化学反应中前后质量守恒的原因:
化学反应的实质,就是反应物的 分子 分裂,原子重组为生成物的 分子 的过程。在化学反应前后,原子的 种类 没有改变,数目没有曾减、原子的 质量 没有变化,因此物质的质量守恒。
4.3 化学方程式
一、化学方程式
1. 用 化学式 表示化学反应的式子,叫做化学方程式。
2. 化学方程式的意义
(1)质的方面:表明反应物、生成物和反应条件。
(2)量的方面:① 各物质间反应时的 微粒个数 比; ② 各物质间反应时的 质量比 。
质量比等于化学方程式中各物质的相对分子质量与化学计量数乘积的比。所求质量比不用约分。
3. 书写化学方程式要遵守的原则:
(1)必须以 客观事实 为基础;(2)必须遵 守质量守恒定律 。
4. 写化学方程式时常出现的错误:
(1)不尊重科学实验,随意臆造化学式或事实上不存在的化学反应。
(2)不遵守质量守恒定律、没有配平或计量数不是最简比。
(3)化学式书写错误。
(4)写错或漏写反应条件。
(5)错标或漏标“↑”(气体生成符号)、“↓”(沉淀符号)。
“↑”:如果在反应物中没有气体,而生成物中有气体,那么应该在生成气体的化学式后面标“↑”。
“↓”:在初中阶段,只有在溶液中发生反应时生成沉淀,才在生成沉淀的化学式后标“↓”。
5. 配平:在化学式前填上适当的化学 计量数 ,使式子左、右两边的每一种元素的原子个数都 相等 。
(1)一般情况下,可以用“最小公倍数”法配平。
(2)如果化学方程式中有 单质 ,一般留到最后配平。
(3)配平时一般从最复杂的 化学式 入手。但配平一氧化碳还原金属氧化物反应的化学方程式时,一般从一氧化碳入手。
(4)刚开始配平,可以让化学计量数是分数。配平结束后“=”两边化学计量数翻倍,全部变为整数即可。
二、根据化学方程式进行计算
1. 化学方程式的计算依据:
(1)质量守恒定律;
(2)化学方程式中各反应物、生成物之间的 质量之比 为一定值;
(3)在化学方程式中,任意两种物质的质量变化量之比,等于这两种物质的 质量分数 之比,即等于这两种物质的 相对分子质量 (或 相对原子质量 )乘以其化学计量数的乘积之比。
2. 有关化学方程式的计算步骤:
(1)设未知数(通常求谁设谁);
(2)写出题目中相关的化学方程式;
(3)写出相关物质的化学计量数与相对分子质量(或相对原子质量)的乘积以及已知量和未知量;
(4)列出比例关系式(注意实际质量后面要带单位)并求解;
(5)写出答案,答。
3. 计算时的常见错误:
(1)未知数带有单位。
(2)所设物质的质量包含杂质的质量,或者包含未参加反应的物质的质量。
(3)已知物质的质量没有单位。
(4)化学方程式书写错误或者没有配平(这个错误会使计算题的得分降为1,甚至为0)。
(5)关系式中的数据没有与物质的化学式对齐。
(6)步骤不完整、数值计算错误、所答非所问等在其他学科也能犯的错误。
易错点01 化学式及意义弄不清而出错
【错因辨析】
化学式“SO2”具有四层含义:表示一种物质;表示该物质的组成元素;表示该物质的一个分子;表示该物质的一个分子里各原子的个数。弄不清楚表达的含义,易错误。
【对点训练】
1.(2026·广东·中考真题)下列表述正确的是( )
A.镁离子:Mg+2 B.氧化铜:CuO2
C.一氧化氮分子:NO D.60个碳原子:C60
【答案】C
【解析】A、离子的表示方法,在表示该离子的元素符号或原子团符号右上角,标出该离子所带的正负电荷数,数字在前,正负符号在后,带1个电荷时,1要省略,所以镁离子表示为:Mg2+,故A错误;
B、在氧化铜中,铜显+2价,氧元素显﹣2价,化学式为:CuO,故B错误;
C、一氧化氮分子表示为:NO,故C正确;
D、原子的表示方法:用元素符号来表示一个原子,表示多个原子,就在其元素符号前加上相应的数字,所以60个碳原子表示为60C,故D错误。故选:C。
2.(2026·四川乐山·中考真题)鸡蛋壳的主要成分是碳酸钙。将一个新鲜的鸡蛋放在盛有稀盐酸的玻璃杯中,会发生反应生成氯化钙、水和二氧化碳。反应涉及的化学用语正确的是( )
A.氯化钙的化学式:CaCl B.CO2中C元素的化合价:O2
C.碳酸钙中的阴离子: D.2个氯化氢分子:(HCl)2
【答案】C
【解析】A、氯化钙中钙元素显+2价,氯元素显﹣1价,其化学式为CaCl2,故选项错误。
B、由化合价的表示方法,在该元素符号的正上方用正负号和数字表示,正负号在前,数字在后,CO2中C元素的化合价可表示为O2,故选项错误。
C、碳酸钙中的阴离子是碳酸根离子,其离子符号为,故选项错误。
D、由分子的表示方法,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,则2个氯化氢分子可表示为2HCl,故选项错误。故选:C。
3.(2026·山东青岛·期末)下列化学用语的使用及其表示的意义,正确的是( )
A.2H——2个氢元素 B.H2O——水中含有两个氢原子
C.2NO——两个硝酸根离子 D.Ca+2——一个钙离子带二个单位正电荷
【答案】C
【解析】A、元素只讲种类,所以2H表示2个氢原子;
B、H2O表示1个水分子中含有两个氢原子,故B错误;
C、2NO,故C正确;
D、离子的表示方法,标出该离子所带的正负电荷数,正负符号在后,1要省略2+——一个钙离子带二个单位正电荷,故D错误。故选:C。
易错点02 化学式的计算易出错
【错因辨析】
相对分子质量为构成分子的各原子的相对原子质量之和。
化合物中各元素质量比=各原子的相对原子质量×原子个数之比。。
【对点训练】
1.(2026·河南·中考真题)靛蓝类色素是人类所知最古老的色素之一。靛蓝的化学式为C16H10N2O2,下列有关靛蓝的说法正确的是( )
A.其中含有一个氧分子
B.其中氢元素的质量分数最小
C.其相对分子质量为252
D.其中氮、氧元素的质量比为1:1
【答案】B
【解析】A、靛蓝是由靛蓝分子构成的,1个靛蓝分子中含有2个氧原子,不含氧分子,故A说法错误;
B、靛蓝中C、H、N、O三种元素的质量比为(12×16):(1×10):(14×2)(16×2)=96:5:14:16,可知,靛蓝中氢元素质量分数最小,故B说法正确;
C、靛蓝的相对分子质量为12×16+1×10+14×2+16×2=262,故C说法错误;
D、靛蓝中氮、氧元素的质量比为(14×2)(16×2)=7:8,故D说法错误。
故选:B。
2.(2026·云南·中考真题)云南蓝莓备受消费者喜爱。蓝莓中含有的维生素C(C6H8O6)和熊果酸(C30H48O3)都具有抗炎、抗氧化的功效。下列说法正确的是( )
A.一个维生素C分子中含有3个氧分子
B.维生素C中碳、氢、氧元素的质量比为3:4:3
C.组成维生素C和熊果酸的元素种类相同
D.熊果酸中氢、氧元素的质量分数不相等
【答案】C
【解析】A、分子是由原子构成的,一个维生素C分子中含有6个氧原子,不含氧分子,选项说法错误。
B、维生素C中碳、氢、氧元素的质量比为(12×6):(1×8):(16×6)=9:1:12,故选项说法错误。
C、组成维生素C和熊果酸的元素种类相同,均是碳、氢、氧三种元素,故选项说法正确。
D、熊果酸中氢、氧元素的质量比为(1×48):(16×3)=1:1,则熊果酸中氢、氧元素的质量分数相等,故选项说法错误。
故选:C。
3.(2026·江苏无锡·期末)木糖醇(C5H12O5)是一种常用的甜味剂。下列叙述正确的是( )
A.木糖醇由碳、氢、氧三种元素组成 B.木糖醇由22个原子构成
C.木糖醇中碳元素的质量分数最小 D.木糖醇属于氧化物
【答案】A
【解析】A.木糖醇的化学式为C5H12O5,由碳、氢、氧三种元素组成,故A正确;
B.一个木糖醇分子由5个碳原子、12个氢原子和5个氧原子构成,共22个原子,故B错误;
C.木糖醇中碳、氢、氧三种元素的质量比为(12×5):(1×12):(16×5)=60:12:80,氢元素的质量分数最小,故C错误;
D.木糖醇是由碳、氢、氧三种元素组成的化合物,不属于氧化物,故D错误;故选:A。
易错点03 质量守恒定律实验探究理解错误
【错因辨析】
对化学反应遵循质量守恒定律理解不清,即参加反应的物质的质量之和,等于反应后生成的物质的质量之和,是因为化学反应前后,元素的种类不变,原子的种类、总个数不变。
【对点训练】
1.(2025·山西·中考真题)在一次实验课上,同学们通过小组合作,完成了对密闭容器中少量小苏打与少量白醋反应的质量测定。以下分析正确的是( )
A.反应后小苏打的质量增加 B.反应过程中各物质的质量都不变
C.反应前后各物质的质量总和相等 D.反应前称量的是小苏打和白醋的总质量
【答案】C
【解析】A、小苏打是反应物,反应后小苏打的质量减少,故选项说法不正确。
B、化学反应过程中,反应物的质量减少,生成物的质量增加,故选项说法不正确。
C、根据质量守恒定律,化学反应前后各物质的质量总和相等,故选项说法正确。
D、反应前称量的是小苏打和白醋以及整个装置的总质量,故选项说法不正确。故选:C。
2.(2026·山东烟台·期末)化学小组设计了如图所示的两个实验测定化学反应前后物质的质量关系,下列说法正确的是(不考虑气球浮力)
A.甲中加热锥形瓶时观察到红色粉末变黑,气球先胀大最后恢复到原样
B.甲中锥形瓶冷却后放回天平,示数不变,拔松橡胶塞,示数减小
C.乙中若取用石灰石的量不足,会影响实验结果
D.甲、乙两组实验中气球的作用都是平衡气压,形成密闭体系
【答案】D
【解析】A、甲中加热锥形瓶时,铜粉和氧气在加热条件下生成氧化铜,随着反应的进行,氧气被消耗,装置内压强减小,观察到红色粉末变黑,气球先胀大最后变瘪,A错误;
B、甲中锥形瓶冷却后放回天平,示数不变,拔松橡胶塞,空气进入锥形瓶中,示数增大,B错误;
C、乙中若取用石灰石的量不足,不会影响实验结果,因为无论石灰石的量是否充足,天平都保持平衡,C错误;
D、不考虑气球浮力,甲、乙两组实验中气球的作用都是平衡气压,形成密闭体系, D正确。故选D。
3.(2026·江苏南京·期末)在学习质量守恒定律的内容时,我们曾经做了如图的实验,请回答下列问题:
(1)甲中反应后天平的指针 (填“偏左”“偏右”或“居中”),原因是 。该反应是否符合质量守恒定律? (填“符合”或“不符合”)。
(2)乙中锥形瓶底放层细沙的原因是 ;发生反应的化学方程式为 。白磷刚引燃,立即将锥形瓶放到天平上称量,天平不平衡。结论是:质量不守恒。待锥形瓶冷却后,重新放到托盘天平上称量,天平平衡。结论是:质量守恒。你认为结论正确的是 (填“前一种”或“后一种”)。
(3)由以上实验可知,用有气体参加或生成的反应来验证质量守恒定律时,反应必须在 中进行。
【答案】(1)偏右;碳酸钠和盐酸反应生成的二氧化碳扩散到空气中;符合。
(2)防止炸裂锥形瓶底;4P+5O22P2O5;后一种。
(3)密封装置。
【解析】(1)图甲反应后天平的指针偏右,原因是碳酸钠和盐酸反应生成的二氧化碳扩散到空气中,该反应符合质量守恒定律。
(2)乙中锥形瓶底放层细沙的原因是防止炸裂锥形瓶底;在点燃的条件下,白磷与氧气反应生成五氧化二磷,发生反应的化学方程式为:4P+5O22P2O5;白磷刚引燃,立即将锥形瓶放到天平上称量,天平不平衡,是因为白磷燃烧放热,导致气球膨胀,浮力增大;待锥形瓶冷却后,气球收缩,重新放到托盘天平上称量,天平平衡,因此结论正确的是后一种。
(3)由以上实验可知,用有气体参加或生成的反应来验证质量守恒定律时,反应必须在密封装置中进行。
易错点04 质量守恒定律理解错误
【错因辨析】
质量守恒定律是物质在发生化学变化中表现出来的一种规律,适用于化学变化;物质发生物理变化,则不适用于质量守恒定律来解释;是化学变化时也要对反应前后物质的质量关系进行计算判断。
【对点训练】
1.(2025·山东滨州·中考真题)下列有关质量守恒定律的说法正确的是( )
A.水结成冰质量不变,符合质量守恒定律
B.蜡烛燃烧后质量减小,不符合质量守恒定律
C.化学方程式配平的依据是质量守恒定律
D.某物质在氧气中燃烧生成二氧化碳和水,该物质一定含有碳、氢、氧三种元素
【答案】C
【解析】A、水结成冰是物理变化,不是化学变化。质量守恒定律只适用于化学变化,不适用于物理变化,故A错误;
B、蜡烛燃烧是化学变化,在开放系统中,生成的气体可能逸散,导致质量看似减小;但在封闭系统中,总质量保持不变,符合质量守恒定律,故B错误;
C、化学方程式配平是为了确保反应前后各元素的原子数目相等,这直接体现了质量守恒定律(原子数目不变,则质量不变),故C正确;
D、该物质燃烧生成CO2和H2O,说明一定含有碳和氢元素,但氧元素可能来自氧气,不一定来自该物质本身,故D错误;故选:C。
2.(2026·湖南长沙·期末)下列有关内容用质量守恒定律解释正确的是( )
A.10mL水和10mL酒精混合后,总体积一定是20mL
B.铜粉在空气中加热后,生成物的质量比铜粉的质量大
C.煤燃烧后产生的煤渣的质量一定等于所用煤的质量
D.将5gA和5gB混合后发生化合反应,一定能生成10gC
【答案】B
【解析】A、10mL水和10mL酒精混合后,分子之间有间隔,一部分水分子和酒精分子会互相占据分子之间的间隔,总体积小于20mL,且没有新物质生成,属于物理变化,不是化学变化,不能用质量守恒定律来解释,故选项说法错误。
B、铜粉在空气中加热后,生成物的质量比铜粉的质量大,是因为有氧气参加反应,该反应仍遵守质量守恒定律,能用质量守恒定律解释,故选项说法正确。
C、煤的主要成分是碳,与氧气在点燃条件下生成二氧化碳气体,煤燃烧后产生的煤渣的质量一定小于所用煤的质量,故选项说法错误。
D、将5gA和5gB混合后发生化合反应,A和B不一定恰好完全反应,A或B可能有剩余,则不一定能生成10gC,故选项说法错误。故选:B。
3.(2026·江苏苏州·期末)化学反应前后下列各项中肯定不发生变化的是( )
①原子的数目 ②分子的数目 ③元素的种类 ④物质的总质量 ⑤物质的种类 ⑥原子的种类
A.①③④⑤⑥ B.①③④⑥ C.①②④⑥ D.①③⑥
【答案】B
【解析】化学变化遵守质量守恒定律,反应前后物质总质量不变。
化学变化的实质是分子分成原子,原子再重新组合成新的分子,则①原子数目、⑥原子的种类一定不变;在化学反应前后③元素种类没有改变。
化学变化有其它物质生成,则⑤物质的种类一定会发生变化;化学变化的实质是分子分成原子,原子再重新组合成新的分子,②分子数目可能增加也可能减少,也可能前后相等。
故①③④⑥肯定不变。故选:B。
易错点05 质量守恒定律的推断与计算出错
【错因辨析】
化学反应的实质,就是反应物的分子分裂,原子重组为生成物的分子的过程。在化学反应前后,原子的种类没有改变,数目没有曾减、原子的质量没有变化,因此物质的质量守恒。
【对点训练】
1.(2026·湖北襄阳·期末)某物质R可用作鱼塘增氧剂,其原因是它能和水反应只生成氢氧化钙和氧气。下列对R的叙述中,正确的是( )
A.只含氧元素 B.一定含有钙元素和氧元素
C.只含钙元素 D.一定含有钙元素,可能含有氧元素
【答案】B
【解析】根据质量守恒定律可以知道反应前后元素的种类不变,因为生成物为氢氧化钙和氧气,其中含有钙元素、氢元素和氧元素三种元素,所以反应物中也应该含有钙元素、氢元素和氧元素三种元素,已知水中含有氢元素和氧元素,所以可以判断在R一定含有钙元素,比较生成物氢氧化钙和反应物水的组成可以知道一个氢氧根中含有一个氧原子和一个氢原子,而一个水分子含有两个氢原子和一个氧原子,根据化学反应的实质很明显可以看出氢原子是有剩余的,再者反应中还要生成氧气,所以可以判断在R中一定含有氧元素,故可判断该物质中一定含有钙元素和氧元素,由于反应后没有出现钠元素,所以不可能含有钠元素,分析所给的选项可以判断A、C、D都是错误的,而B选项正确。故选:B。
2.(2026·四川乐山·期末)化学中经常用燃烧法测定有机物的组成。现取3.2g某有机物在足量的氧气中充分燃烧,生成4.4gCO2和3.6gH2O,则下列关于该有机物的说法错误的是( )
A.一定含有C、H、O三种元素 B.消耗氧气的质量为4.8g
C.化学式可能为CH3OH D.有机物中C和O的质量比为1:1
【答案】D
【解析】A、有机物中碳元素质量是4.4g×=1.2g,氢元素质量是3.6g×=0.4g,氧元素质量是3.2g﹣1.2g﹣0.4g=1.6g,有机物中含有碳、氢、氧三种元素,该选项正确。
B、消耗氧气的质量为4.4g+3.6g﹣3.2g=4.8g,该选项正确。
C、化学式中碳原子、氢原子、氧原子个数比是::=1:4:1,化学式可能为CH3OH,该选项正确。
D、有机物中C和O的质量比为1.2g:1.6g=3:4,该选项不正确。故选:D。
3.(2026·湖南长沙·期末)某样品在纯氧中完全燃烧,消耗氧气4.8g。实验过程中,倒扣在火焰上方干燥的烧杯中有水雾生成,测得水的质量为2.7g;同时生成4.4g气体,将该气体通入澄清石灰水中,石灰水变浑浊。下列说法错误的是( )
A.根据现象判断生成的气体为CO2
B.样品中一定含有C、H、O三种元素
C.样品中含有氢元素的质量为0.3g
D.样品中一定有C、H元素,可能含有O元素
【答案】D
【解析】A、将该气体通入澄清石灰水中,石灰水变浑浊,说明生成的气体为二氧化碳,故选项正确。
B、该样品在纯氧中完全燃烧生成水和二氧化碳,则参加反应的样品的质量为:2.7g+4.4g﹣4.8g=2.3g,根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类和质量不变,生成物中含C、H、O,反应物氧气由氧元素组成,则该样品中一定含C、H元素,碳元素的质量为:,氢元素的质量为:,1.2g+0.3g=1.5g小于2.3g,则该样品中一定含氧元素,故样品中一定含有C、H、O三种元素,故选项正确。
C、由B的分析可知,样品中含有氢元素的质量为0.3g,故选项正确。
D、由B的分析可知,该样品中一定含有C、H、O元素,故选项不正确。故选:D。
易错点06 密闭容器中质量守恒定律的计算不清而出错
【错因辨析】
化学反应的实质,就是反应物的分子分裂,原子重组为生成物的分子的过程。在化学反应前后,原子的种类没有改变,数目没有曾减、原子的质量没有变化,因此物质的质量守恒,弄不清其之间的关系而出错。
【对点训练】
1.(2025·江苏无锡·中考真题)在一密闭容器中发生某反应,容器中各物质的质量变化如下表。其中未知数据正确的是( )
物质质量
甲
乙
丙
丁
反应前的质量/g
20
20
0
0
反应中的质量/g
m1
m2
6.4
m3
反应后的质量/g
13
m4
16
11
A.m1=17.2 B.m2=8 C.m3=8.8 D.m4=2
【答案】A
【解析】A、由反应后与反应中甲、丙的质量关系,则(20﹣13)g:16g=(20﹣m1)g:6.4g,解得m1=17.2g,故选项说法正确;
B、由反应后与反应中乙、丙的质量关系,则(20g﹣0g):16g=(20﹣m2)g:6.4g,解得m2=12,故选项说法错误;
C、由反应前与反应中丙、丁的质量关系,则11g:16g=m3:6.4g,解得m3=4.4g,故选项说法错误;
D、由质量守恒定律,m4=20+20﹣13﹣16﹣11=0,故选项说法错误;故选:A。
2.(2026·上海浦东新区·期末)某密闭容器中只有乙、丙、丁三种物质,在一定条件下发生了一个化学反应。容器中乙、丙、丁的质量随甲的质量变化情况如图所示。下列说法错误的是( )
A.a的值为12 B.丁属于化合物
C.当丁为5g时,容器中乙的质量为11g D.甲与乙的化学式量之比为4:1
【答案】D
【解析】A、由分析可知,故选项说法正确。
B、由分析可知,属于分解反应,一定是化合物。
C、由分析可知,甲、乙,当丁为5g时=11g。
D、由分析可知,由于不知道化学计量数,故选项说法错误。
故选:D。
3.(2026·黑龙江绥化·中考真题)在一定条件下,某密闭容器内测得反应前后各物质的质量如下表。下列选项正确的是( )
物质
甲
乙
丙
丁
反应前各物质的质量/g
15
9
5
16
反应后各物质的质量/g
0
a
b
4
A.若该反应是化合反应,乙一定是生成物
B.a:b可能是3:1
C.b的取值范围为0≤b≤45
D.丙物质一定是催化剂
【答案】B
【解析】A、化合反应符合多变一的特点,若该反应是化合反应,则乙可能是生成物,丙也可能是生成物,故选项说法不正确。
B、由分析可知,a+b=41,若a:b=3:1,则a=4130.75,b=4110.25,此时乙、丙的质量都增大,都是生成物,符合题意,故选项说法正确。
C、由分析可知,a+b=41,当a最小为0时,b最大为41,不可能等于45,故选项说法不正确。
D、由分析可知,a+b=41,则b不一定等于5,只有b等于5时丙才可能是催化剂,故选项说法不正确。
故选:B。
易错点07 化学方程式的配平与书写出错
【错因辨析】
计算时的常见错误:
(1)未知数带有单位。
(2)所设物质的质量包含杂质的质量,或者包含未参加反应的物质的质量。
(3)已知物质的质量没有单位。
(4)化学方程式书写错误或者没有配平(这个错误会使计算题的得分降为1,甚至为0)。
(5)关系式中的数据没有与物质的化学式对齐。
(6)步骤不完整、数值计算错误、所答非所问等在其他学科也能犯的错误。
【对点训练】
1.(2025·江苏镇江·中考真题)下列指定反应的化学方程式正确的是( )
A.镁在空气中燃烧:
B.铜绿受热分解:
C.检验铵态氮肥:
D.小苏打治疗胃酸过多:NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O
【答案】D
【解析】A、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:,故选项不符合题意。
B、铜绿(碱式碳酸铜)在加热的条件下生成氧化铜、水和二氧化碳,反应的化学方程式为:,故选项不符合题意。
C、硫酸铵和氢氧化钠在加热的条件下生成硫酸钠、氨气和水,可用于检验铵态氮肥,反应的化学方程式为:,故选项不符合题意。
D、小苏打(碳酸氢钠)和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,可用于治疗胃酸过多,反应的化学方程式为:NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,故选项符合题意。故选:D。
2.(2026·四川攀枝花·期末)解释下列事实的化学方程式中,错误的是( )
A.铁和稀硫酸反应产生氢气:2Fe+3H2SO4═Fe2(SO4)3+3H2↑
B.氢氧化钠在空气中变质:2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O
C.用氢氧化铝中和过多的胃酸:Al(OH)3+3HCl═AlCl3+3H2O
D.实验室用大理石制备CO2:CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
【答案】A
【解析】A、铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,正确的化学方程式为Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑,故选项正确。
B、该化学方程式书写完全正确,故选项错误。
C、该化学方程式书写完全正确,故选项错误。
D、该化学方程式书写完全正确,故选项错误。故选:A。
3.(2026·天津·中考真题)写出下列反应的化学方程式。
(1)硫在氧气中燃烧 ;
(2)二氧化碳与足量氢氧化钠溶液反应 ;
(3)碳酸氢钠与稀盐酸反应 。
【答案】(1)S+O2SO2;
(2)CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O;
(3)NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑。
【解析】(1)硫和氧气在点燃的条件下生成二氧化硫,反应的化学方程式为:S+O2SO2;
(2)二氧化碳和氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水,反应的化学方程式为:CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O;
(3)碳酸氢钠和稀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↑。
易错点08 根据化学方程式计算而出错
【错因辨析】
计算时的常见错误:
(1)未知数带有单位。
(2)所设物质的质量包含杂质的质量,或者包含未参加反应的物质的质量。
(3)已知物质的质量没有单位。
(4)化学方程式书写错误或者没有配平(这个错误会使计算题的得分降为1,甚至为0)。
(5)关系式中的数据没有与物质的化学式对齐。
(6)步骤不完整、数值计算错误、所答非所问等在其他学科也能犯的错误。
【对点训练】
1.(2026·湖南·中考真题)光生物体系制取氢气具有广阔的应用前景,其原理是绿藻和蓝菌在一定条件下将水分解为氢气和氧气,反应的化学方程式为2H2O2H2↑+O2↑。
(1)水的相对分子质量是 。
(2)利用该方法分解18g水,理论上产生氢气的质量是多少?(写出计算过程)
【答案】(1)18;(2)2g。
【解析】(1)H2O的相对分子质量是:1×2+16=18;故答案为:18;
(2)设理论上产生氢气的质量为x,则:
2H2O2H2↑+O2↑
36 4
18g x
x=2g
答:理论上产生氢气的质量是2g。
2.(2025·四川凉山·中考真题)碳化钛(TiC)具有高熔点、高硬度和高电导率的特点,在航空航天、电子工业等领域应用广泛。一种制备碳化钛的反应原理为TiO2+3CTiC+2CO↑,请计算用该方法制备120gTiC至少需要C的质量是多少?(写出计算过程)
【答案】72g
【解析】设理论上需要碳的质量为x。
TiO2+3CTiC+2CO↑
36 60
x 120g
x=72g
答:至少需要C的质量是72g。
3.(2026·河北石家庄·期末)实验室用68g过氧化氢溶液和2g二氧化锰制取氧气,实验的相关数据如图所示。请回答下列问题。
(1)反应在敞口的烧杯中进行,由于生成的氧气逸散,物质总质量会减少。则生成氧气的质量为 g。
(2)求该过氧化氢溶液中过氧化氢的质量。
【答案】(1)1.6。根据质量守恒定律,生成的氧气的质量为70g-68.4g=1.6g,
(2)3.4g
【解析】设过氧化氢溶液中过氧化氢的质量为x,
答:过氧化氢溶液中过氧化氢的质量为3.4g。
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