内容正文:
第五单元 化学反应的定量关系 复习讲义
2026—2027学年 九年级化学(人教版2024)上册 资源类型:复习讲义
一、复习目标
1.能说出质量守恒定律的内容和适用范围,会用原子的观点解释质量守恒的原因。
2.会判断化学反应前后"一定不变、一定改变、可能改变"的量。
3.能分析有气体参加或生成的反应中天平不平衡的原因。
4.能说出化学方程式表示的意义,会正确书写化学方程式。
5.会用最小公倍数法配平简单的化学方程式,会正确标注反应条件和"↑""↓"。
6.能按规范步骤根据化学方程式进行计算,知道代入的量必须是纯净物的质量。
二、知识梳理
【考点1】质量守恒定律
定律内容:在化学反应中,参加反应的各物质的质量总和,等于反应生成的各物质的质量总和。
要点
说明
适用范围
一切化学变化;物理变化不存在质量守恒问题
计量的对象
只算参加反应的反应物和反应生成的生成物,没反应完的、以及催化剂都不计入
容易漏掉
参加反应或生成的气体、沉淀都要计入总质量,不能忽略
为什么守恒:化学反应的过程,就是原子重新组合的过程。反应前后原子的种类没有改变、原子的数目没有增减、原子的质量也没有变化,所以物质的总质量必然相等。
反应前后的"变"与"不变"
情形
具体项目
一定不变
物质的总质量、元素的种类、元素的质量、原子的种类、原子的数目、原子的质量
一定改变
物质的种类、分子的种类
可能改变
分子的数目、元素的化合价
验证实验:一定要在密闭容器中进行,否则气体的逸散或空气的进入都会使天平失去平衡。常用的两个方案是红磷在密闭锥形瓶中燃烧、铁钉与硫酸铜溶液反应,反应前后天平的示数都不变。
天平不平衡的三种典型分析
实验
现象
原因
盐酸与碳酸钠在敞口烧杯中反应
产生大量气泡,天平指针偏右
生成的二氧化碳气体逸散到空气中,剩余物的总质量变小
镁条在空气中燃烧
发出耀眼白光,生成白色固体,天平示数可能变大或变小
空气中的氧气参加了反应,会使固体质量增大;生成的氧化镁有一部分以白烟形式逸散,又会使固体质量减小
【考点2】化学方程式的意义
化学方程式既能表示物质的变化,又能表示反应中物质间的定量关系,可以从三个角度去读。以 + O2↑ 为例:
角度
含义
以上式为例
质的方面
表明反应物、生成物和反应条件
水在通电条件下生成氢气和氧气
量的方面(质量)
各物质之间的相对质量关系
每 36 份质量的水完全分解,生成 4 份质量的氢气和 32 份质量的氧气
量的方面(粒子)
各物质之间的粒子个数关系
每 2 个水分子分解生成 2 个氢分子和 1 个氧分子
【考点3】化学方程式的书写与配平
书写原则:一是以客观事实为基础,不能凭想象写不存在的反应、也不能随意改变化学式;二是要遵守质量守恒定律,使式子两边每种原子的种类和数目都相等。
书写步骤可概括为"写、配、标、等"四步。
步骤
做什么
写
左边写反应物的化学式,右边写生成物的化学式,中间画一条短线;多种物质之间用加号连接
配
在各化学式前面配上合适的化学计量数,使两边各种原子的数目相等
标
在短线上方注明反应条件;按规则注明"↑"或"↓"
等
把短线改成等号,并检查两边是否配平
最小公倍数法配平(以铝在氧气中燃烧为例)
(1)先写出反应物和生成物的化学式:Al + 。
(2)找出两边原子数目相差较大的元素——氧元素,左边每个氧分子含 2 个氧原子,右边每个氧化铝含 3 个氧原子,2 和 3 的最小公倍数是 6。
(3)用 6 分别除以含氧化学式中氧原子的个数,得到它们的化学计量数:6÷2 = 3,所以 O2 前配 3;6÷3 = 2,所以 Al2O3 前配 2。
(4)再由已经配好的计量数推出铝的计量数:右边共 4 个铝原子,所以 Al 前配 4,得 4Al + 。
(5)最后检查两边各原子的种类和数目是否相等,并把短线改成等号。
配平只能改化学式前面的化学计量数,绝不能改动化学式右下角的数字,否则就把物质改了。配平后各计量数应为最简整数比。
条件与状态符号的标注规则
符号
标注条件
点燃
需要点燃才能发生的反应,如碳、磷、铁在氧气中燃烧
加热(常用 △)
需要持续加热才能进行的反应,如加热高锰酸钾制氧气
催化剂
在催化剂作用下进行的反应,如用过氧化氢制氧气
通电
需要通电才能发生的分解反应,如电解水
↑
生成物中有气体,而反应物中没有气体时,在气体化学式右边标出;两边都有气体时不标
↓
在溶液中反应,生成物中有沉淀,而反应物中没有沉淀时,在沉淀化学式右边标出;两边都有固体时不标
【考点4】根据化学方程式进行简单计算
计算的依据:理论依据是质量守恒定律;基本依据是反应中各物质之间存在固定的质量比,这个比值就是化学方程式中各物质的相对质量之比。
解题步骤(以"分解 34 g 过氧化氢最多能生成多少氧气"为例,相对原子质量:H—1,O—16)
步骤
书写内容
设
解:设生成氧气的质量为 x。
写
+ ↑
标
在对应物质下方标出相对质量与已知量、未知量:
68 32
34 g x
列
列出比例式:68 / 34 g = 32 / x,解得 x = 16 g
答
答:最多能生成 16 g 氧气。
三条注意:① 代入方程式的量必须是质量,不能把体积、物质的量等直接代入;② 必须是纯净物的质量,不纯的物质要先换算成纯净物的质量;③ 单位必须统一,且单位要跟着数据一起代入和写出。
三、易错诊断
常见错解
判断
错在哪里
铁钉生锈后质量变大,不符合质量守恒定律
×
参加反应的铁、氧气和水的质量总和,正好等于生成的铁锈的质量
镁条燃烧后固体质量变小,说明定律不成立
×
生成的氧化镁有一部分以白烟形式逸散,并非物质凭空消失
反应前后分子的数目一定不变
×
分子的数目只是"可能改变",如电解水中水分子数改变、但原子数不变
化学反应前后元素的化合价一定不变
×
化合价属于"可能改变"的量,如单质变为化合物时化合价就变了
"点燃"与"加热"是一回事
×
点燃只需外界引燃、之后可撤去热源;加热则要持续供热,撤去后反应会停
配平时可以改动化学式右下角的数字
×
只能改化学式前面的化学计量数,改右下角数字等于换了物质
配平后各化学计量数可以是分数
×
各计量数应化成最简整数比,通常不保留分数
计算时把气体的体积直接代入方程式
×
方程式反映的是质量比,代入的量必须是质量
把含杂质的反应物质量直接代入计算
×
必须先换算出纯净物的质量,杂质不参加反应
计算时要把方程式中所有物质的相对质量都算出来
×
只需算出已知量和未知量所对应物质的相对质量即可
四、例练精讲
题型一 质量守恒定律的理解与判断
【例1】下列对质量守恒定律的理解中,正确的是( )
A.10 g 水变成 10 g 水蒸气,符合质量守恒定律
B.化学反应前后,原子的种类和数目都不改变
C.化学反应前后,分子的种类一定不改变
D.蜡烛燃烧后质量变小,说明这个反应不遵守质量守恒定律
答案:B。质量守恒定律只适用于化学变化,水变成水蒸气是物理变化,A 错误;化学反应前后分子的种类一定改变,C 错误;蜡烛燃烧生成的二氧化碳和水蒸气逸散到空气中,把逸散的气体计入,反应前后的总质量仍然相等,D 错误。
【练1-1】某反应前后分子的变化情况可以表示为"甲 + 乙 生成 丙 + 丁"。下列说法正确的是( )
A.反应前后原子的数目改变 B.反应前后物质的总质量不变
C.反应前后元素的种类改变 D.该反应中分子的数目一定不变
答案:B。化学反应前后原子的种类、数目和质量都不变,元素的种类也不变;物质的总质量必然相等,B 正确,A、C 错误;分子的数目可能改变,D 错误。
题型二 质量守恒定律的定量推理
【例2】密闭容器中盛有甲、乙、丙、丁四种物质,它们在一定条件下充分反应,反应前后各物质的质量见下表。下列说法正确的是( )
物质
甲
乙
丙
丁
反应前质量 / g
20
5
10
8
反应后质量 / g
待测
5
24
0
A.甲一定是该反应的催化剂 B.乙一定是化合物
C.该反应属于分解反应 D.反应中甲与丁的质量变化之比为 3∶4
答案:D。丙的质量增加 14 g、丁的质量减少 8 g,说明丙是生成物、丁是反应物;乙的质量没有变化,可能是不参加反应的杂质,也可能是催化剂,不能断定它为催化剂,A 错误;由质量守恒可知甲应减少 14 g − 8 g = 6 g,所以甲、丁都是反应物,丙是生成物,该反应属于化合反应,B、C 错误;甲与丁的质量变化之比 = 6 g ∶ 8 g = 3∶4,D 正确。
题型三 化学方程式的书写与配平
【例3】下列化学方程式书写完全正确的是( )
A.H2 +
B.4Al +
C. + MnO2 + O2↑
D. + O2
答案:B。A 没有配平;C 没有配平;D 中氧气是气体、反应物水不是气体,应标"↑",正确写法为 + O2↑。
【练3-1】配平下列化学方程式:
(1)____Fe + ____ ____Fe3O4
(2)____CH4 + ____ ____CO2 + ____H2O
答案:(1)3、2、1;(2)1、2、1、2。(甲烷燃烧时先配碳和氢,最后配氧。)
题型四 根据化学方程式的计算
【例4】实验室用分解过氧化氢的方法制取氧气。现要制得 3.2 g 氧气,至少需要分解多少克过氧化氢?(相对原子质量:H—1,O—16)
答案:设需要分解过氧化氢的质量为 x。
+ O2↑
68 32
x 3.2 g
68 / x = 32 / 3.2 g,解得 x = 6.8 g。答:至少需要分解 6.8 g 过氧化氢。
【练4-1】电解 18 g 水,可以得到氢气和氧气各多少克?(相对原子质量:H—1,O—16)
答案:设生成氢气的质量为 x、氧气的质量为 y。
+ O2↑
36 4 32
18 g x y
36 / 18 g = 4 / x,解得 x = 2 g;36 / 18 g = 32 / y,解得 y = 16 g。答:可得到氢气 2 g、氧气 16 g。
五、分层训练
A组 基础巩固
1.下列变化中,能用质量守恒定律解释的是( )
A.水结成冰后质量不变 B.铁块受热后体积变大
C.木炭燃烧后变成灰烬 D.汽油敞口放置后质量变小
2.化学反应前后,一定不发生变化的是( )
A.分子的种类 B.分子的数目 C.原子的数目 D.元素的化合价
3.关于质量守恒定律的原因,下列说法正确的是( )
A.反应前后原子的种类、数目和质量都不改变
B.反应前后分子的数目不改变
C.反应前后物质的状态不改变
D.反应前后元素的化合价不改变
4.下列化学方程式书写正确的是( )
A. + O2 B.Fe +
C.4P + D.Mg +
5.镁条在空气中燃烧后,所得固体的质量比原镁条大。这一事实说明( )
A.该反应不遵守质量守恒定律 B.空气中的氧气参加了反应
C.镁条燃烧时有物质凭空生成 D.固体质量的变化与反应无关
B组 能力提升
6.一定条件下,某密闭容器内发生反应,反应前后各物质的质量记录如下:
物质
甲
乙
丙
丁
反应前质量 / g
20
0
2
0
反应后质量 / g
4
6
10
2
(1)该反应的反应物是____,生成物是____;
(2)该反应属于____反应(填"化合"或"分解");
(3)反应中乙与丙的质量变化之比为____。
7.实验室常用加热高锰酸钾的方法制取氧气。(相对原子质量:K—39,Mn—55,O—16)
(1)写出该反应的化学方程式:____;
(2)若要制得 1.6 g 氧气,至少需要高锰酸钾多少克?
(3)1.6 g 氧气在标准状况下的体积约为 1.12 L,能否直接把 1.12 L 代入方程式计算?为什么?
六、参考答案与解析
A组
1.C。质量守恒定律只适用于化学变化,木炭燃烧生成了新物质;水结冰、铁受热体积变大是物理变化,汽油敞口放置后质量变小是挥发,也属物理变化。
2.C。原子的数目在化学反应前后一定不变;分子的种类一定改变,分子的数目和化合价只是可能改变。
3.A。化学反应的实质是原子重新组合,反应前后原子的种类、数目、质量都不改变,所以物质的总质量守恒。
4.C。A 中氢气、氧气没有标"↑";B 没有配平;D 中氧化镁的化学式应为 MgO,不是 MgO2。
5.B。镁燃烧是镁与空气中的氧气反应,参加反应的镁和氧气的质量总和等于生成的氧化镁的质量,所以固体质量变大。
B组
6.(1)甲;乙、丙、丁(2)分解(3)3∶4。(甲由 20 g 减少到 4 g,共减少 16 g;乙、丙、丁分别增加 6 g、8 g、2 g,共增加 16 g,与甲减少的质量正好相等,符合质量守恒定律;一种物质生成三种物质,属于分解反应;乙与丙的质量变化之比 = 6∶8 = 3∶4。)
7.(1) + MnO2 + O2↑;(2)设需要高锰酸钾的质量为 x。 + MnO2 + O2↑,316 / x = 32 / 1.6 g,解得 x = 15.8 g。(3)不能。方程式给出的是各物质的质量比,代入的量必须是质量;体积要先换算成质量后才能代入计算。
(本讲义为人教版2024年新教材九年级化学上册第五单元配套复习资料,供教学参考使用。)
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