专题07 化学反应的定量关系(期中培优讲义)九年级化学上学期新教材人教版
2026-10-21
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内容正文:
专题07 化学反应的定量关系
易错题避坑清零
一、质量守恒定律
二、化学方程式
三、依据化学方程式的计算
拉分题思维拆解
一、质量守恒定律的应用
二、质量守恒定律的图像分析
三、化学方程式书写考查的类型
四、依据化学方程式计算题型分析
压轴题满分破局
培优练三维突破
易错通关 / 思维拔高 / 压轴攻坚
一、质量守恒定律
1.质量守恒定律的内容
(1)内容: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)注意点:
①质量守恒定律只适用于化学变化,不适用于物理变化;一切化学反应都遵守质量守恒定律。
②“参加”:没有参加反应的物质和不是反应生成的物质质量不能计入“总和”中;
③“各物质”:参加反应或反应生成所有物质,特别注意气体、沉淀不能遗漏。
④ “质量总和”指的是质量守恒,不是体积或分子个数守恒。
【易错提醒】 反应物总和 = 生成物总和
不包含催化剂(催化剂反应前后质量不变,不计入反应物,也不算生成物)。
2.质量守恒定律的实质(微观解释)
(1)化学反应的微观本质:分子分裂为原子,原子重新组合成新分子。
(2)从微观角度解释质量守恒的原因:化学反应前后,原子的种类、数目和质量均不变。
【易错提醒】分子种类一定改变,因为化学反应中生成了新物质。但分子的总数不一定改变(如 H₂ + Cl₂ → 2HCl 中分子总数不变,而 2H₂ + O₂ → 2H₂O 中分子总数减少)。
3.实验探究—化学反应前后物质的质量关系
(1)装置选择原则
反应无气体参与、无气体生成:可选用敞口容器;
反应有气体参与或有气体生成:必须选用密闭容器,防止气体逸出或进入装置,导致天平不平衡。
(2)四个经典实验
实验 1:铜粉与氧气加热(密闭锥形瓶,带气球)
现象:红色铜粉逐渐变为黑色;加热时气球膨胀,冷却后气球变瘪;反应前后天平平衡。
结论:密闭体系中,反应前后总质量相等。
实验 2:铁与硫酸铜溶液反应(敞口/ 密闭均可)
现象:铁钉表面析出红色固体,蓝色溶液逐渐变为浅绿色;天平保持平衡。
特点:无气体参与、无气体生成,敞口装置即可验证质量守恒定律。
实验 3:稀盐酸与碳酸钠粉末反应(敞口)
现象:白色固体溶解,产生大量气泡;天平向右倾斜。
原因:生成二氧化碳气体逸散到空气中,容器内总质量减小。
改进方案:更换密闭装置,天平就能平衡。
实验 4:镁条在空气中燃烧(敞口)
现象:剧烈燃烧,发出耀眼白光,生成白色固体,放热。
天平变化分析:反应消耗空气中氧气;同时部分氧化镁固体以白烟形式散失。反应后固体质量可能增大、也可能减小,天平难以平衡。
结论:敞口装置不能用来验证质量守恒定律;需在密闭容器内完成实验。
【易错提醒】
①“铜和氧气反应前后质量的测定”实验成功的关键是实验过程中装置气密性良好。若化学反应中有气体参加或有气体生成,必须在密闭容器中进行实验。
②上述实验可使用托盘天平或电子天平完成。
③橡胶塞和小气球的作用是形成密封装置、起缓冲作用,平衡装置内外的气压,防止瓶内气体因受热膨胀冲开橡胶塞。
4.质量守恒定律的应用
题型1:推断某反应物的化学式
依据:反应前后原子种类和数目守恒。
方法:比较反应前后原子的个数差,确定未知物的化学式。
题型2:解释实验或生活中的质量变化
依据:只要反应物和生成物全部被称量,总质量必然相等。
方法:分析“质量变化”的原因,往往是气体的进入或逸出。
题型3:利用总质量不变进行简单计算(差量法)
依据:反应物减少的总质量 = 生成物增加的总质量。
方法:反应前总质量 - 反应后剩余总质量 = 生成气体的质量(或参加反应的气体质量)。
题型4:推断某物质的元素组成
依据:化学反应前后元素种类不变。
方法:先计算生成物中各元素质量,再减去已知反应物的元素质量,差量即为未知物所含元素。
题型5:表格数据分析题
依据:质量守恒(总质量不变)和催化剂性质(质量不变)。
方法:
① 先计算待测值:根据“反应前总质量 = 反应后总质量”。
② 判断反应物和生成物:质量减少的是反应物,质量增加的是生成物。
③ 判断催化剂:质量不变的物质,且化学反应前后化学性质不变。
题型6:图像分析题
(1)看清横、纵坐标含义(横坐标:时间 / 反应进程;纵坐标:质量、元素质量、物质质量、质量分数等)
起点:反应开始前初始数值
拐点:反应恰好结束时刻
(2)趋势解读:
曲线下降:物质被消耗 → 反应物
曲线上升:物质不断生成 → 生成物
水平直线:质量保持不变 ① 反应还未开始;② 反应结束;③ 物质不参与反应(催化剂、杂质)
注意:
①元素质量曲线一定是水平线,反应前后元素种类、质量不变,任意元素质量不随反应进行改变。
②催化剂质量曲线全程水平:催化剂只改变反应速率,自身质量不变。
【易错典例1】(25-26八年级下·山东淄博·期末)下列关于质量守恒定律的说法正确的是
A.无色氧气加压变成淡蓝色液氧,质量保持不变,符合质量守恒定律
B.高锰酸钾分解后固体质量变小,符合质量守恒定律
C.由质量守恒定律可知3gC和,反应会生成
D.由质量守恒定律可知和,反应会生成
【易错典例2】(26-27九年级上·山西太原·阶段检测)氧化汞受热分解生成汞和氧气的示意图如图所示,下列有关叙述,正确的是
A.该反应为化合反应 B.该反应没有新物质生成
C.化学反应前后分子种类不变 D.化学反应前后原子种类不变
【易错典例3】(26-27九年级上·河北石家庄·阶段检测)定量研究对于化学科学发展有重大作用,因此我们应该掌握好有关质量守恒定律的相关知识。
(1)如图A、B、C三个实验用于验证质量守恒定律。
A中小气球的作用为_________(写一条即可),实验结束后,A中的铜粉有剩余,对验证质量守恒定律________(填“有”或“没有”)影响。三个实验中最终天平不平衡的是________(填字母),其天平不平衡的原因是__________。所以对于有气体参加或有气体生成的化学反应,如要验证质量守恒定律要在________装置中实验。
(2)根据质量守恒定律判断,化学反应前后一定没有变化的是________(填序号)。
①原子数目 ②分子数目 ③元素种类 ④物质种类 ⑤原子种类
二、化学方程式
1.化学方程式的概念:用化学式来表示化学反应的式子,叫做化学方程式。
2.化学方程式的意义和读法
以 2H2+O2 2H2O为例:
意义
读法
质的
方面
表示反应物、生成物和反应条件
反应物:氢气和氧气,
生成物:水
反应条件:点燃
氢气和氧气在点燃的条件下反应生成水
量的方面
宏观
表示反应物、生成物之间的质量比
氢气、氧气和水的质量比为4∶32∶36
每4份质量的氢气与32份质量的氧气在点燃的条件下反应,生成36份质量的水
微观
表示反应物、生成物之间的微观粒子个数比
氢气、氧气和水的分子个数比为2∶1∶2
每2个氢分子和1个氧分子在点燃条件下反应生成2个水分子
3.化学方程式能提供的信息:
反应物、生成物、反应条件、基本反应类型、各物质的质量比、各物质的微观粒子个数比、反应前后物质质量总和守恒、反应前后各原子数目守恒。
4.化学方程式的书写
(1)书写原则:
以客观事实为基础;遵守质量守恒定律。
(2)书写步骤:
步骤
内容
举例
描述反应事实
一写
写出反应物和生成物的化学式
P + O2 P2O5
P + O2 点燃 P2O5
4P+5O2 点燃 2P2O5
二注
注明化学反应发生的条件,如加热(常用“△”号表示)、点燃、催化剂等。
配平化学方程式
三配
配平化学方程式,将短线改为等号,并标出生成物状态符号“↑”、“↓”。
四查
检查:化学式、配平、条件、箭头等
5.化学方程式的配平(最小公倍数法)
步骤
书写过程
找关键元素
找出反应前后各出现一次、且原子个数相差较大的元素
P + O₂P₂O₅
氧原子数 2 5
计算最小公倍数
求出该元素两种原子个数的最小公倍数
最小公倍数 2×5=10
推导计量数
用最小公倍数分别除以化学式中该元素的原子个数,得到化学计量数;
P + O₂₂O₅
化学计量数 5 2
P + 5O₂2P₂O₅
配平其他原子
根据已知化学计量数,配平其他元素的原子;
4P + 5O₂2P₂O₅
检查守恒
验证式子两边所有元素的原子个数是否相等,将短线改为等号,标注反应状态符号
4P + 5O₂点燃2P₂O₅
6.陌生化学方程式的书写
(1)根据文字信息书写陌生化学方程式
从文字表述中找出反应物、生成物和反应条件,然后配平。注意反应条件要严格按照题中信息书写,不能擅自改动。
(2)根据微观反应示意图书写陌生化学方程式
先删除左右两侧重复出现的分子,再根据图例写出元素符号(每种小球对应一种原子),数清楚微观示意图中分子里各种原子的个数,写出化学式,配平并检查化学方程式。
【易错提醒】
1. 化学方程式中各物质的质量比 = 相对分子质量×化学计量数 。
2.化学方程式中的“+”不能读作“加”,应读作表示并列关系的词语,如:和、同、跟、与;“=”不能读作“等于”,应读作“反应生成”。
3.正确区分反应条件和反应过程:“点燃”与“通电”是反应条件,“燃烧”与“电解”是反应过程。
4.如果反应物和生成物中都有气体,气体生成物就不注“↑”号;
5.溶液中的反应,若反应物和生成物中都有固体,固体生成物也不注“↓”号;
6.“↑”和“↓”只能标注在生成物中,不能标注在反应物中。
7.“点燃”不能与“加热”、“∆”混淆,也不能写成“燃烧”。
【易错典例1】(25-26八年级下·山东德州·期末)下列化学方程式书写正确的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】A. 碳在氧气中点燃生成二氧化碳,化学式正确、已配平、条件标注正确,书写无误。
B. 化学方程式存在两处错误:一是反应条件应为“点燃”,“燃烧”是反应现象不是反应条件;二是氧化镁的正确化学式为,书写错误。
C. 化学方程式存在三处错误:一是缺少反应条件“点燃”;二是反应物不能标注;三是生成物为固体,无需标注。
D. 铁在氧气中点燃的产物是,不是,产物化学式错误。
【易错典例2】(25-26八年级下·黑龙江绥化·期末)下列关于化学方程式的说法,错误的是
A.氢气和氧气在点燃的条件下反应生成水
B.每2个氢分子和1个氧分子,在点燃的条件下反应生成2个水分子
C.每2份质量的氢气和1份质量的氧气反应生成1份质量的水
D.反应前后元素种类没有变化
【易错典例3】(2026·四川宜宾·中考真题)从盐湖中提取锂盐的反应为,则X的化学式是
A. B. C. D.
三、依据化学方程式的简单计算
1.计算依据:化学方程式中,各物质之间存在固定质量比。
反应中的各物质的质量比成正比例关系,各物质质量比 =(相对分子质量 × 化学计量数)之比。
2.计算步骤:
步骤
示例
设
(1)设未知数
解:设得到氧气的质量为x
写
(2)写化学方程式
找
(3)找比例关系
写出相关物质的化学计量数与相对分子质量的乘积;
列
(4)列比例式,求未知数
答
(5)简明地写出答案。
3. 纯净物与混合物的质量换算:
(1)物质的纯度=_________________________(2)纯物质的质量=不纯物质的质量×物质的纯度
不纯物质的质量=纯物质的质量÷物质的纯度
4. 常见题型
(1)字母型化学方程式的计算
(2)根据反应的微观示意图计算
(3)文字叙述类计算题
(4)坐标图像类计算题
(5)表格数据类计算题
(6)实验图示类计算题
(7)通过计算判断产品是否符合某个标准
【易错提醒】
1.x后面不写单位,比例式中已知量后面有单位,计算结果后面有单位。
2.一定要检查化学方程式的配平,配平正确是确保计算正确的前提。
3.相对分子质量计算要准确,不要忘记乘以化学计量数;已知量后面要有单位;上下两行顺序不能反。
4.混合物不能代入化学方程式计算,需换算成纯净物的质量代入化学方程式进行计算。
【易错典例1】(2026·湖北随州·一模)过氧化钙(CaO2)是一种水产养殖增氧剂,它与水反应能生成氢氧化钙和氧气。小明将3.6g过氧化钙样品加入盛有足量水的烧杯中,充分反应后,生成了0.64g氧气。
已知:杂质不与水反应,该反应的化学方程式为2CaO2+2H2O=2Ca(OH)2+O2↑。
(1)过氧化钙中钙、氧元素的质量比为______。
(2)该样品中过氧化钙的质量是多少?(写出计算过程)
【答案】(1)5:4
(2)解:设该样品中过氧化钙的质量为x
x=2.88 g
答:该样品中过氧化钙的质量是2.88 g
【详解】(1)过氧化钙中钙、氧元素的质量比为:;
(2)见答案。
【易错典例2】(2026·河北唐山·二模)小明得知父亲下矿井时带的呼吸面罩是利用过氧化钠与水反应制氧气的。他找来些样品测其中过氧化钠质量分数(反应原理为,杂质不参与反应),他称取2 g该样品与足量水反应,测得生成气体的质量与时间的关系如图所示。请完成下列题目:
(1)生成氧气的质量是___________g。
(2)计算该样品中过氧化钠的质量分数。
【答案】(1)0.32
(2)解:设样品中过氧化钠的质量为x
该样品中过氧化钠的质量分数为
答:该样品中过氧化钠的质量分数为78%。
【详解】(1)由图像可知,反应结束后生成氧气的质量不再变化,最终稳定为0.32g,因此生成氧气的质量为0.32g。
(2)见答案。
【易错典例3】(26-27九年级上·山东日照·阶段检测)用CO2和H2作原料可制取燃料甲醇CH3OH,在发展清洁能源及减少碳排放等方面具有重要意义。
该反应的化学方程式为:CO2+3H2CH3OH+H2O。
(1)CH3OH中氢元素质量分数______。
(2)若理论上吸收22tCO2,该反应生成甲醇的质量是多少?(写出计算过程)
一、质量守恒定律的相关计算
1. 推断未知物质的元素组成或化学式
(1)根据配平的化学方程式,已知部分物质化学式,推断未知物的化学式,
解题技巧:统计反应前、后已明确的原子种类及总个数;结合化学计量数,计算反应前后原子总数的差值;结合未知物的系数,算出一个分子的原子个数,确定化学式。
(2)根据反应物推测某生成物的元素组成,或根据生成物推测某反应物的元素组成。
(3)根据燃烧产物质量推断可燃物的元素组成,涉及原子个数、元素质量的定量计算。
①定性分析:有机物在氧气中燃烧,生成物为CO2和H2O,则有机物中一定含C、H元素,可能含O元素;
②定量计算:通过CO2质量计算C元素质量,通过H2O质量计算H元素质量,若C+H质量<有机物质量,则有机物中含有O元素。
2. 密闭容器表格/图像分析题(中考必考拉分题)
算待测值:直接用反应前所有物质总质量 = 反应后所有物质总质量,列等式算出未知质量,跳过无关的反应细节。
判物质角色:质量减小的是反应物,质量增大的是生成物,质量不变的物质不一定是催化剂,也可能是完全不参与反应的杂质,这是最高频的采分陷阱。
推核心结论:用“参与反应的质量差”计算各物质的质量比,再结合元素守恒判断反应类型、生成物的元素组成,绝对不能用初始总质量直接算比例。
3. 计算化学反应中物质的质量
计算依据:
①参加反应的反应物质量总和 = 生成的所有物质质量总和;
②生成沉淀/气体质量 = 反应前总质量 - 反应后剩余溶液/固体总质量。
4. 表格 、坐标系类定量数据分析
(1)题型分析:给出反应前后各物质质量表格、质量变化柱状图、坐标曲线,要求判断反应物、生成物、反应类型、物质质量比、计算待测物质质量,用守恒逻辑分析质量变化。
(2)解题思路:
①求待测:根据密闭容器内反应前总质量 = 反应后总质量,直接计算表格中的 “待测质量”;
②定增减:计算每种物质的质量变化量(△m = 反应后质量 - 反应前质量):
△m>0:质量增加,为生成物;
△m<0:质量减少,为反应物;
△m=0:质量不变,可能是催化剂,也可能是不参与反应的杂质;
③算质量比:用参加反应的纯净质量(不是反应前总质量),计算反应物、生成物的质量比;
④判反应类型:根据反应物、生成物的种类,判断化合、分解或其他反应类型。
【拉分典例1】(25-26八年级下·山东烟台·期末)在一密闭容器内加入甲、乙、丙、丁四种物质,在一定条件下发生化学反应,反应前后各物质的质量变化如下图,下列说法正确的是
A.丙的质量不变,一定是催化剂 B.该反应属于化合反应
C.生成甲与参加反应的乙的质量比为1∶3 D.甲和丁一定都属于单质
【拉分典例2】(2026·甘肃·模拟预测)密闭容器内有甲、乙、丙、丁四种物质,在一定条件下充分反应,测得反应前后各物质的质量如图所示。下列说法错误的是
A.该反应中有两种物质是反应物 B.甲可能是化合物
C.的值是21 D.参加反应的丙与丁的质量比为2:3
【拉分典例3】(25-26八年级下·黑龙江绥化·期末)密闭容器内有甲、乙、丙、丁四种物质,在一定条件下充分反应,测得反应前后各物质的质量分数如图所示。下列说法正确的是
A.该反应基本反应类型为分解反应
B.物质丙一定为单质
C.该化学反应中参加反应的乙和生成的丙的质量比为3∶17
D.物质丁一定是该反应的催化剂
【拉分典例4】(2026·山东泰安·中考真题)将、、、(五氧化二钒)四种物质放入密闭容器中,在一定条件下充分反应,测得反应前后各物质的质量如下表所示。下列有关该反应的说法错误的是
物质
反应前质量/g
100
40
5
24
反应后质量/g
20
140
5
A. B.、、都属于氧化物
C.可能是催化剂 D.参加反应的、的分子个数之比为
【拉分典例5】(26-27九年级上·山东青岛·阶段检测)信息:热重法是在控制温度的条件下,测量物质的质量与温度关系的方法,通过分析热重曲线,我们可以知道样品及其可能产生的中间产物的组成、热稳定性、热分解情况及生成产物等与质量相联系的信息。金属化合物的热分解过程,一般为先失水、再分解、后氧化。
称取5.40 g草酸亚铁晶体(,相对分子质量为180)进行热重法分析,得到剩余固体的质量随温度变化的曲线如图所示:
(1)分析图中数据,根据信息写出M点对应的产物为________(填化学式)。
(2)已知400℃时剩余固体只有一种且是铁的氧化物,试通过计算确定该氧化物的化学式为________。
二、质量守恒定律的图像分析
1. 基础识别类:坐标与趋势锚定
先锁死坐标轴:逐字确认横轴是“反应时间”还是“加入反应物质量/体积”,纵轴是“总质量”“元素质量”还是“固体剩余质量”,绝对不能凭视觉惯性默认物理量。
斜率对应反应阶段:正斜率代表对应物质质量递增,负斜率代表质量递减,零斜率(平台期)直接对应反应完全终止,后续不再发生质量变化。
高频陷阱:加热高锰酸钾制氧气的图像,初始零斜率段对应固体尚未达到分解温度,并非反应一开始就生成氧气。
2. 密闭容器质量/占比变化图像
算初始/终点总质量:用反应前后所有物质总质量严格相等,算出图像中缺失的待测点数值,直接锁定质量变化差值。
判物质角色:曲线下行(质量减小)的是反应物,曲线上行(质量增大)的是生成物,全程水平不变的物质,只能判定为“催化剂或不参与反应的杂质”,绝对不能直接默认是催化剂。
推定量结论:用“参与反应的质量变化差值”计算各物质的质量比,再结合元素守恒推导反应类型、未知物的元素组成,不能用初始总质量直接算比例。
典型真题场景:图像用“物质质量分数”替代绝对质量,直接用总质量100%反推各物质的实际质量变化,逻辑完全一致。
3. 元素守恒类图像
单一元素质量全程水平线:化学反应前后,某一种指定元素的总质量绝对不变,图像全程是一条平行于横轴的直线,这是质量守恒的绝对铁律,是快速排除错误选项的秒杀技巧。
元素质量分数图像:纵轴为元素质量分数时,即使元素总质量不变,若体系总质量因生成气体不断减小,该元素的质量分数曲线会持续上升,直到反应结束后变为平台,不能误判为元素质量在增加。
典型场景:加热分解KMnO₄的过程中,Mn元素总质量始终不变,但固体总质量因O₂逸散不断减小,因此Mn元素的质量分数曲线持续上升,反应结束后保持水平。
【拉分典例1】(26-27九年级上·全国·课前预习)用图1所示装置验证质量守恒定律。加热足量的铜粉使之充分反应,在同一时间内,容器内各物质的质量随时间的变化如图2所示。下列说法错误的是
A.图1中加热铜粉后,铜粉由红色变成黑色
B.图2甲表示装置内消耗铜粉的质量
C.图2乙可以表示装置内氮气的质量
D.图2丙表示装置内生成氧化铜的质量
【拉分典例2】(26-27九年级上·江苏镇江·阶段检测)某同学在实验室加热高锰酸钾,固体的质量变化如下图。下列分析不正确的是
A.t1前未达到反应所需温度
B.P点对应的固体成分是锰酸钾和二氧化锰
C.t1时刻至t2时刻,MnO2在固体中的质量逐渐增加
D.反应生成氧气的质量为g
【拉分典例3】(2026·重庆·三模)小银加热一定质量KMnO4制取O2,测得各物理量随加热时间变化如图,以下分析正确的是
A.反应方程式为2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2
B.a、b点产生O2的质量可能相等
C.N点固体质量比c点固体质量大
D.c、d点的固体中钾元素质量分数可能相等
三、化学方程式书写的类型
1. 陌生情境信息方程式书写(中考核心拉分点)
定核心物质:从题干给出的实验现象、工艺流程中,直接锁定反应物和生成物的核心化学式,剔除无关干扰信息。
补全隐含条件:结合反应类型和实验场景,补上题干未直接说明的反应物(如O₂、H₂O)和生成物(如H₂、CO₂)。
按规则收尾:先配平,再标注反应条件、气体沉淀符号,最后用原子守恒反向校验。
典型场景:工业炼铁、陌生催化剂催化反应、新型电池电极反应,完全不用提前背诵,靠逻辑就能自主推导。
2. 微观示意图转方程式拉分题
先消冗余粒子:把反应前后完全相同、没有参与反应的“旁观分子”直接划掉,避免误算进化学计量数。
数准粒子个数:剩余的参与反应的粒子,直接用粒子个数比作为方程式的计量数,再对应写出每种物质的化学式。
校验守恒:最后核对反应前后原子的种类和总数,确保完全匹配,避免因看错粒子结构写错化学式。
3. 细节规范类高频失分题
反应条件绝对不能混:“点燃”≠“燃烧”(燃烧是现象不是条件),加热用“△”,催化剂必须标注具体物质(如MnO₂),不能只写“催化剂”三个字。
气体沉淀符号严格卡边界:只有反应物中没有气体,生成物中生成气体,才能标“↑”;只有反应物都可溶在溶液中,生成难溶固体,才能标“↓”,反应物已有气体时绝对不能乱标状态符号。
绝对不能改化学式下标:配平只能改化学式前面的计量数,绝对不能通过修改下标强行凑原子数,这是中考直接判定方程式全错的红线。
典型易错场景:CO还原Fe₂O₃,必须配成1:3的计量数,保证左右氧原子总数相等。
错题按错因归类复盘:把写错的方程式按“化学式错、配平错、条件漏、状态标错”四类整理,每周滚动复习,杜绝同类错误重复踩坑。
【拉分典例1】(2026·福建泉州·三模)氢气储运困难一直制约其广泛应用。甲醇(CH3OH)是优良的储氢载体,能将太阳能转化为氢能储存,通过可移动制氢装置实现氢气即产即用。如图为甲醇的制备过程。
已知:CH3OH易溶于水,熔点-97.8℃,沸点64.7℃。
(1)制氢:反应1的能量转换形式为:太阳能→_______能→氢能。
(2)储氢:反应2中CO2与CH3OH的分子个数比是_______。加热分离CH3OH和H2O的混合物,先转化为气态的物质是_______。
(3)脱氢:一定条件下甲醇与水反应生成氢气和二氧化碳,该反应的化学方程式为_______。
(4)制氢、储氢、脱氢、用氢全过程被循环利用的物质是_______。
【拉分典例2】(2026·江苏镇江·中考真题)、都是重要的化学能源。
Ⅰ.燃烧
在催化剂的作用下,以为燃料、为载氧体的化学链燃烧工作原理如图1所示。该装置工作稳定,燃料燃烧更充分。
(1)燃料反应器中发生反应的化学方程式为_____________。
(2)空气反应器排出的尾气中含量最多的气体为__________(填化学式)。
Ⅱ.联合、燃烧
(3)①与燃烧生成和,参加反应的与的分子个数比为_________。
②高温下,与还能反应生成和,该反应的化学方程式为__________________。
(4)一种联合、燃烧的工作原理如图2所示。
①甲烷化反应室中,参加反应的物质有_________种。
②该联合燃烧的过程中可循环使用的物质为_________。
③对比和的混合气体与的直接燃烧,联合、燃烧的优点为_________。
【拉分典例3】(2026·吉林长春·模拟预测)建立宏观、微观和符号之间的联系是化学学科重要的思维方式。如图是汽车尾气处理的微观模拟图。请回答下列问题。
(1)分析反应中所涉及的物质,属于氧化物的有______种。
(2)写出图中反应的化学方程式_______________。
(3)和对应的两种物质化学性质不同的原因是_______________。
(4)若参加反应的两种反应物中氧元素的总质量为32 g,则生成的N2的质量为______。
四、依据化学方程式计算题型分析
1.计算题型
基础纯净物互算题:已知某纯净反应物/生成物的质量,直接求另一纯净物的质量,是所有题型的基础,比如已知16g硫完全燃烧,求生成二氧化硫的质量。
含杂质不纯物计算题:题干给出混合物总质量,需先换算出参与反应的纯净物质量再代入计算,是中考高频难点,比如测定含杂质石灰石中碳酸钙的质量分数。
质量差法计算题:利用反应前后总质量的差值,直接算出反应生成的气体或沉淀的纯净质量,以此作为已知量求解,比如金属与酸反应生成氢气的质量计算。
表格/图像数据题:通过多组实验数据或反应过程图像,筛选出恰好完全反应的关键纯净物质量,再进行后续计算,比如分批次加稀盐酸测定铜锌合金中锌的质量分数。
2.高频实用解题技巧
差量法:直接用反应前后的质量差(生成气体/沉淀的质量),和方程式中理论差量列比例,跳过复杂的混合物换算,大幅简化计算。
守恒法:利用反应前后原子种类、总质量不变的规律,跳过多步反应的中间过程,直接建立已知物和待求物的质量关系,快速求解。
关系法:遇到连续多步反应的题目,不用逐个写方程式,直接找出起始反应物和最终生成物的固定质量比例关系,一步算出结果。
3.核心避坑要点
绝对不能直接把混合物质量代入方程式计算,必须先换算为纯净物质量:纯净物质量=混合物质量×纯度。
所有参与计算的质量单位必须统一,避免单位混用导致的计算误差。
【拉分典例1】(26-27九年级上·广西南宁·阶段检测)某化学兴趣小组在实验室中取一定量的过氧化氢溶液放入小烧杯中并加入少量的二氧化锰,用电子秤测其质量,不同时间电子秤的读数记录如下表所示:
时间/min
0
1
2
3
4
5
电子秤示数/g
205
204.2
203.4
202.6
201.8
201.8
(1)通过对上述表格的分析,该化学反应生成氧气的质量为________g。
(2)计算此过氧化氢溶液中含过氧化氢的质量。(写出计算过程)
【拉分典例2】(25-26八年级下·山东泰安·期末)兴趣小组同学用18g含有杂质的高锰酸钾样品来制取氧气(杂质不参与反应,不分解)。加热充分反应后,测得剩余固体的质量与加热时间的关系如图所示。
请回答下列问题。
(1)产生氧气的质量为______g。
(2)求样品中高锰酸钾的质量。(写出计算过程)
【拉分典例3】(2026·湖南长沙·二模)《天工开物》记载了锡的冶炼方法:入砂(指锡砂)数百斤,丛架木炭亦数百斤,鼓鞲(指鼓入空气)熔化,用铅少许,(锡)沛然流注。其反应原理为
(1)SnO2中氧元素为-2价,则锡元素的化合价为__________。
(2)现有151 kg含二氧化锡(SnO2)20%的锡砂,理论上可以炼出锡的质量是多少?(写出计算过程,计算结果保留一位小数)
【拉分典例1】(25-26八年级下·山东日照·期末)化学兴趣小组设计如下实验装置(A中加热装置已省略)验证质量守恒定律。
(1)如图A、B、C三个实验的变化中,遵守质量守恒定律的是__________(填字母)。
(2)装置A,先称量装置总质量为;再加热铜粉,反应一段时间后冷却至室温,再次称量总质量为,__________(选填“>”“<”或“=”)。该实验过程中固体的颜色变化为__________。
(3)装置B反应前天平平衡,反应后天平不平衡,指针向__________偏转(填“左”或“右”),请分析原因______________________________。
(4)装置D测得反应后固体质量增大,请写出该反应的化学方程式__________。
(5)通过上述实验可知,有气体参加或生成的化学反应,需在__________装置中实验,才能验证质量守恒定律。
(6)请你从微观角度阐释质量守恒定律的本质原因____________________。
破局通法
探究实验类压轴题:这是中考常考的探究场景,核心得分点全在“密闭性”和“气体称量”上:
实验设计第一判定原则:有气体参与反应/有气体生成的实验,必须在密闭容器内完成才能直接验证质量守恒定律
红磷燃烧实验:气球的核心作用是缓冲瓶内气压,同时防止五氧化二磷逸散,保证体系总质量不变
碳酸钠与盐酸敞口实验:天平指针右偏,不是定律不成立,而是生成的CO₂气体逸出未被称量,补全气体质量后总质量仍守恒
镁条燃烧实验:固体质量增加,是因为参与反应的O₂质量未被提前称量,符合元素守恒逻辑
误差溯源满分答题模板:
先明确体系是“密闭/敞口”,再锁定偏差来源:气体逸散/外界气体进入/气球浮力影响/装置气密性不足,最后补全“所有反应物和生成物质量总和相等”的守恒结论,避免只写现象不扣定律的失分点
【压轴典例2】(26-27九年级上·河北邯郸·期中)2025年中国人工智能技术迈向新台阶,尤其是国产deepseek被广泛关注和应用。人工智能芯片的主要成分是硅,下图为工业制取高纯度硅的某一步反应微观示意图:
(1)该反应的化学方程式是____________。
(2)参加反应的甲乙物质的质量比为______。
(3)上述四种物质中属于单质的物质是______(填物质的化学式)。
(4)该反应的基本反应类型为______。
(5)反应前后硅元素的化合价变化为______。
破局通法
微观示意图类化学方程式书写压轴题
核心逻辑:以原子守恒为底层锚点,跳过复杂反应路径,直接锁定目标元素质量关系。
消冗余:先等个数消去反应前后完全相同、未参与反应的粒子,避免直接按原始分子数配平出错。
定物质:对照图例拆解每个分子的原子构成,精准写出化学式,杜绝把单个原子误判为单质分子。
配平数:以原子种类、数目守恒为铁律配平,最终所有系数化为最简整数比。
验细节:补全图中标注的反应条件,正确标注气体/沉淀符号,回查所有原子总数前后相等。
易错通关
1.(26-27九年级上·陕西渭南·阶段检测)小红利用一条打磨后的镁条进行了如图甲所示实验,图乙表示镁条燃烧过程中,某变量y随反应时间的变化趋势。下列有关说法正确的是
A.夹持镁条的仪器是试管夹 B.镁条燃烧生成黑色固体
C.图乙纵坐标y可表示氧化镁的质量 D.图乙纵坐标y可表示氧气的质量
2.(26-27九年级上·黑龙江绥化·阶段检测)在一定条件下,甲、乙、丙、丁四种物质在一密闭容器中充分反应,测得反应前后各物质的质量如下表所示。关于此反应下列认识正确的是
物质
甲
乙
丙
丁
反应前质量/g
1
20
15
2
反应后质量/g
m
29
0
8
A.该反应是化合反应 B.甲是化合物
C.m的值是1 D.反应中乙、丁的质量比是29:8
3.(25-26九年级上·河南洛阳·期末)在化学反应A+B=C+D中,已知20g A与10g B恰好完全反应,生成5g C,则生成D的质量为
A.20g B.25g C.30g D.15g
4.(25-26八年级下·黑龙江绥化·期末)下列现象可以用质量守恒定律解释的是
A.水受热变成水蒸气
B.分离液态空气所得氮气质量和氧气质量之和等于液态空气的质量
C.蔗糖溶于水中,得到糖水总质量为
D.纸在空气中燃烧后化为灰烬,灰烬质量比纸的质量小
5.(26-27九年级上·江西赣州·阶段检测)我国自主研发了一种高效的制氢技术,反应的微观示意图如图所示。下列说法正确的是
A.参加反应的两种反应物分子个数比为2:1
B.该反应为化合反应
C.反应前后分子个数没有改变
D.该反应生成物中有三种分子
6.(26-27九年级上·广西南宁·阶段检测)通常状况下,乙烯()是一种无色气体,具有可燃性,其燃烧反应的化学方程式为,则下列有关说法正确的是
A.该反应属于化合反应 B.乙烯加氧气点燃生成X加水
C.氧气中氧元素的化合价为-2 D.在中碳、氧元素的原子个数比为
7.(25-26八年级下·山东泰安·期中)高铁酸钠是一种常用的绿色、环保消毒剂。已知制取高铁酸钠的反应为,其中m、n的值分别为
A.3、2 B.2、2 C.3、3 D.2、1
8.(25-26八年级下·山东德州·期末)4.6g某物质与氧气充分反应,生成8.8gCO2和5.4gH2O。下列说法正确的是
A.参加反应的O2的质量为11.2g B.生成CO2和H2O的质量比为11∶9
C.该物质中碳、氢元素质量比为4∶1 D.该物质一定不含有氧元素
9.(25-26八年级下·山东烟台·期末)科学家发明了一种利用的新技术:,在密闭容器中加入和模拟该反应,反应物的总质量、各生成物的质量随时间变化如图所示。下列说法正确的是
A.m=0.28
B.反应前后分子种类改变,分子个数不变
C.容器中碳、氧元素的质量比为3∶8
D.容器中碳、氧元素的质量比随反应的进行不断变化
10.(25-26八年级下·山东烟台·期末)某化学兴趣小组利用铜粉在耐高温的密闭容器(内含空气)内加热来验证质量守恒定律,下列加热过程中容器内相关的量随时间变化的图像正确的是
A. B.
C. D.
11.(26-27九年级上·山东济南·阶段检测)氨气是一种重要的化工原料,氮气和氢气在高温、高压以及催化剂条件下合成氨气的微观示意图如图。下列有关合成氨反应的分析不正确的是
A.该反应是化合反应
B.反应物的分子个数比为1:2
C.反应前后分子的个数不变
D.生成物是由离子构成的
思维拔高
12.(26-27九年级上·吉林辽源·阶段检测)如图是过氧化氢分解的示意图,请据图回答下列问题。
(1)微观上:一个过氧化氢分子是由______________构成的。
(2)保持水的化学性质的最小粒子是__________。
(3)根据以上图示可以从微观角度解释化学反应的实质为____________________。
13.(25-26八年级下·山东德州·期末)四位同学设计了如下A、B、C、D四个实验,并在实验前后分别测定装置的总质量来验证质量守恒定律。
(1)A、B、C、D四个实验中不能用于验证质量守恒定律的是实验____________(填字母)。
(2)实验C中稀盐酸和碳酸钠粉末反应后,天平指针____________(选填:“向左偏转”、“向右偏转”、“指向中间”);碳酸钠()中碳元素的化合价为____________。
(3)实验D中发现一定质量的镁完全燃烧后留下的固体质量比反应前镁条的质量小,联系实验现象,可能的原因是_________________________________________。
(4)从微观角度分析化学反应遵守质量守恒定律的原因是:在化学反应前后,____________保持不变。(填序号)
①原子种类 ②原子数目 ③原子质量 ④分子种类 ⑤分子数目
14.(25-26九年级下·湖南长沙·阶段检测)“健康是幸福生活最重要的指标,健康是1,其他是后面的0”。化学兴趣小组开展“化学元素与身体健康”研究。他们对某品牌补钙剂(主要成分为碳酸钙)进行探究。取10片该补钙剂(每片)研磨成粉,置于烧杯中,加入稀盐酸,恰好完全反应(钙片中其他成分不与盐酸反应)。实验数据如表所示:
物质
反应前总质量
反应后总质量
质量/g
110.0
106.7
(1)根据质量守恒定律,反应生成二氧化碳的质量为___________g。
(2)计算该品牌钙片中碳酸钙的质量分数。
15.(2026·西藏日喀则·三模)《天工开物》有关火法炼锌工业记载:炉甘石(主要成分)和碳发生反应可以制取锌。主要反应原理:。利用炉甘石与足量的碳充分发生反应生成气体的质量如图所示:
(1)反应中的化学式为__________。
(2)计算炉甘石中的质量分数。(写出完整解题过程)
压轴攻坚
16.(2026·山东临沂·二模)宋朝王希孟的《千里江山图》历经千年,依旧色彩艳丽。关键在于使用了石青、石绿等传统颜料,其中石青又称蓝铜矿,其主要成分可表示为,该物质受热时会分解生成氧化铜、水和二氧化碳,且分解前后各元素化合价均不变。兴趣小组利用如图所示装置探究石青的组成。(已知:装置气密性良好。不与样品中的成分反应。浓硫酸能够吸收水蒸气,碱石灰可以吸收二氧化碳和水蒸气。矿石中杂质受热不分解,装置乙、丙、丁中试剂均足量。)
兴趣小组取4.00克干燥样品进行实验,实验结束测得装置乙的质量增加0.18克,装置丙的质量增加0.88克,下列说法错误的是
A.若无装置丁,测得中x的值无影响
B.该石青样品中的质量为3.46 g
C.石青的主要成分分解生成水和二氧化碳的分子个数比为
D.加热前需要通入氮气以排出装置内的空气
17.(22-23九年级·江苏宿迁·阶段检测)二氧化锰因应用广泛而备受关注。某研究小组采用下图装置通过焙烧MnCO3制取MnO2,发生反应的化学方程式为:
(1)实验过程中,石英管内剩余固体的质量和成分随温度的变化如上图所示,则焙烧MnCO3制取MnO2应该控制反应的温度不高于_______°C。
(2)加热从300°C升高到900°C过程中,剩余固体中锰元素的质量分数逐渐增大的原因是_______。
(3)试根据化学方程式求46.0 g MnCO3通过熔烧最多制得的MnO2的质量是多少?_______(请写出计算过程)
(4)若把反应温度控制在900°C,充分反应后管内剩余固体的质量为_______g。
18.过氧化钙(化学式为CaO2)能杀菌消毒,且能与水反应产生氧气【反应的化学方程式为 】。某学习小组为了测定不纯过氧化钙样品(所含杂质不溶于水也不与水反应)中过氧化钙的质量分数,称取10.0g样品于烧杯中,向其中加入足量的水,在实验过程中用电子天平测得的数据记录如下表:
时间(t)/min
0
t1
t2
t3
烧杯内物质的总质量/g
150.0
149.2
148.4
148.4
(1)完全反应后生成氧气的质量是 。
(2)求该样品中所含过氧化钙的质量分数(写出计算过程);
(3)请在下图中画出反应过程中剩余样品的质量随时间变化的曲线,并作必要的标注。
19.(25-26八年级下·山东烟台·期中)质量守恒定律的发现,对化学的发展做出重要贡献。同学们进行如下探究:
【提出问题】化学反应中,参加反应的物质质量总和与生成物的质量总和是否相等?
【科学史话】实验一:1756年,俄国科学家罗蒙诺索夫,把锡放在密闭容器里煅烧,生成白色的氧化锡,但容器和容器里物质的总质量,在煅烧前后并没有发生变化。
实验二:1774年,拉瓦锡将45.0 份质量的氧化汞加热分解,恰好得到了41.5份质量的汞和3.5份质量的氧气。
【进行实验】实验三:同学们利用白磷燃烧进行实验,装置如图所示,结果反应前后质量相等。
【实验分析】
(1)实验一中若放入锡的质量为m克,密闭容器内氧气的质量为n克,则生成的氧化锡的质量可能___________克(填字母序号,下同)。
A.等于m+n B.大于m+n C.小于m+n
(2)实验二中发生反应的微观图示如图,该反应中没有发生变化的具体微粒名称是___________。
(3)实验三中气球的变化情况是___________。若锥形瓶底部不铺细沙,可能导致的结果是___________。实验过程中,托盘天平(反应前已调平衡)分度盘指针的变化是___________。
A.始终指在中间 B.先向左偏,后指向中间 C.先向右偏,后指向中间
【拓展迁移】某兴趣小组利用科学家们发现的原理开展了相关探究。
(4)第一小组:定性研究。将维生素在氧气中点燃,分别用干冷的玻璃片和沾有澄清石灰水的玻璃片置于火焰上方,观察到___________和___________现象。通过检验燃烧产物中的水和二氧化碳,能证明维生素C中一定含有碳元素、氢元素。
(5)第二小组:定量研究。取维生素C 17.6g,放入足量的氧气中完全燃烧,通过一定的实验装置分别吸收产物,测得生成26.4g二氧化碳和7.2g水。根据计算由此确定维生素C中含氧元素的质量为___________g。
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专题07 化学反应的定量关系
易错题避坑清零
一、质量守恒定律
二、化学方程式
三、依据化学方程式的计算
拉分题思维拆解
一、质量守恒定律的应用
二、质量守恒定律的图像分析
三、化学方程式书写考查的类型
四、依据化学方程式计算题型分析
压轴题满分破局
培优练三维突破
易错通关 / 思维拔高 / 压轴攻坚
一、质量守恒定律
1.质量守恒定律的内容
(1)内容: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)注意点:
①质量守恒定律只适用于化学变化,不适用于物理变化;一切化学反应都遵守质量守恒定律。
②“参加”:没有参加反应的物质和不是反应生成的物质质量不能计入“总和”中;
③“各物质”:参加反应或反应生成所有物质,特别注意气体、沉淀不能遗漏。
④ “质量总和”指的是质量守恒,不是体积或分子个数守恒。
【易错提醒】 反应物总和 = 生成物总和
不包含催化剂(催化剂反应前后质量不变,不计入反应物,也不算生成物)。
2.质量守恒定律的实质(微观解释)
(1)化学反应的微观本质:分子分裂为原子,原子重新组合成新分子。
(2)从微观角度解释质量守恒的原因:化学反应前后,原子的种类、数目和质量均不变。
【易错提醒】分子种类一定改变,因为化学反应中生成了新物质。但分子的总数不一定改变(如 H₂ + Cl₂ → 2HCl 中分子总数不变,而 2H₂ + O₂ → 2H₂O 中分子总数减少)。
3.实验探究—化学反应前后物质的质量关系
(1)装置选择原则
反应无气体参与、无气体生成:可选用敞口容器;
反应有气体参与或有气体生成:必须选用密闭容器,防止气体逸出或进入装置,导致天平不平衡。
(2)四个经典实验
实验 1:铜粉与氧气加热(密闭锥形瓶,带气球)
现象:红色铜粉逐渐变为黑色;加热时气球膨胀,冷却后气球变瘪;反应前后天平平衡。
结论:密闭体系中,反应前后总质量相等。
实验 2:铁与硫酸铜溶液反应(敞口/ 密闭均可)
现象:铁钉表面析出红色固体,蓝色溶液逐渐变为浅绿色;天平保持平衡。
特点:无气体参与、无气体生成,敞口装置即可验证质量守恒定律。
实验 3:稀盐酸与碳酸钠粉末反应(敞口)
现象:白色固体溶解,产生大量气泡;天平向右倾斜。
原因:生成二氧化碳气体逸散到空气中,容器内总质量减小。
改进方案:更换密闭装置,天平就能平衡。
实验 4:镁条在空气中燃烧(敞口)
现象:剧烈燃烧,发出耀眼白光,生成白色固体,放热。
天平变化分析:反应消耗空气中氧气;同时部分氧化镁固体以白烟形式散失。反应后固体质量可能增大、也可能减小,天平难以平衡。
结论:敞口装置不能用来验证质量守恒定律;需在密闭容器内完成实验。
【易错提醒】
①“铜和氧气反应前后质量的测定”实验成功的关键是实验过程中装置气密性良好。若化学反应中有气体参加或有气体生成,必须在密闭容器中进行实验。
②上述实验可使用托盘天平或电子天平完成。
③橡胶塞和小气球的作用是形成密封装置、起缓冲作用,平衡装置内外的气压,防止瓶内气体因受热膨胀冲开橡胶塞。
4.质量守恒定律的应用
题型1:推断某反应物的化学式
依据:反应前后原子种类和数目守恒。
方法:比较反应前后原子的个数差,确定未知物的化学式。
题型2:解释实验或生活中的质量变化
依据:只要反应物和生成物全部被称量,总质量必然相等。
方法:分析“质量变化”的原因,往往是气体的进入或逸出。
题型3:利用总质量不变进行简单计算(差量法)
依据:反应物减少的总质量 = 生成物增加的总质量。
方法:反应前总质量 - 反应后剩余总质量 = 生成气体的质量(或参加反应的气体质量)。
题型4:推断某物质的元素组成
依据:化学反应前后元素种类不变。
方法:先计算生成物中各元素质量,再减去已知反应物的元素质量,差量即为未知物所含元素。
题型5:表格数据分析题
依据:质量守恒(总质量不变)和催化剂性质(质量不变)。
方法:
① 先计算待测值:根据“反应前总质量 = 反应后总质量”。
② 判断反应物和生成物:质量减少的是反应物,质量增加的是生成物。
③ 判断催化剂:质量不变的物质,且化学反应前后化学性质不变。
题型6:图像分析题
(1)看清横、纵坐标含义(横坐标:时间 / 反应进程;纵坐标:质量、元素质量、物质质量、质量分数等)
起点:反应开始前初始数值
拐点:反应恰好结束时刻
(2)趋势解读:
曲线下降:物质被消耗 → 反应物
曲线上升:物质不断生成 → 生成物
水平直线:质量保持不变 ① 反应还未开始;② 反应结束;③ 物质不参与反应(催化剂、杂质)
注意:
①元素质量曲线一定是水平线,反应前后元素种类、质量不变,任意元素质量不随反应进行改变。
②催化剂质量曲线全程水平:催化剂只改变反应速率,自身质量不变。
【易错典例1】(25-26八年级下·山东淄博·期末)下列关于质量守恒定律的说法正确的是
A.无色氧气加压变成淡蓝色液氧,质量保持不变,符合质量守恒定律
B.高锰酸钾分解后固体质量变小,符合质量守恒定律
C.由质量守恒定律可知3gC和,反应会生成
D.由质量守恒定律可知和,反应会生成
【答案】B
【详解】A.氧气加压变为液氧是物理变化,无化学反应发生,不适用质量守恒定律,说法错误;
B.高锰酸钾分解是化学变化,反应生成的氧气逸出体系,因此剩余固体质量减小,但反应前高锰酸钾总质量=剩余固体质量+生成氧气质量,符合质量守恒定律,说法正确;
C.碳燃烧的反应为 ,参加反应的和质量比为,因此3g只能和8g反应生成11g,题目中16g过量,最终生成质量为11g,说法错误;
D.质量守恒定律不涉及体积守恒,且常温下反应生成的水为液态,体积远小于3L,说法错误。
【易错典例2】(26-27九年级上·山西太原·阶段检测)氧化汞受热分解生成汞和氧气的示意图如图所示,下列有关叙述,正确的是
A.该反应为化合反应 B.该反应没有新物质生成
C.化学反应前后分子种类不变 D.化学反应前后原子种类不变
【答案】D
【详解】A.化合反应的特征是“多变一”,也就是多种物质反应生成一种物质,而该反应是氧化汞一种物质反应生成汞和氧气两种物质,属于分解反应,不是化合反应,错误。
B.该反应生成了汞和氧气,二者都是不同于反应物氧化汞的新物质,错误。
C.反应前是氧化汞分子,反应后变成了汞原子构成的汞、氧分子构成的氧气,分子种类发生了改变,错误。
D.从微观示意图可以看出,反应前后的原子只有汞原子和氧原子,原子的种类没有发生变化,符合化学反应的微观规律,正确。
【易错典例3】(26-27九年级上·河北石家庄·阶段检测)定量研究对于化学科学发展有重大作用,因此我们应该掌握好有关质量守恒定律的相关知识。
(1)如图A、B、C三个实验用于验证质量守恒定律。
A中小气球的作用为_________(写一条即可),实验结束后,A中的铜粉有剩余,对验证质量守恒定律________(填“有”或“没有”)影响。三个实验中最终天平不平衡的是________(填字母),其天平不平衡的原因是__________。所以对于有气体参加或有气体生成的化学反应,如要验证质量守恒定律要在________装置中实验。
(2)根据质量守恒定律判断,化学反应前后一定没有变化的是________(填序号)。
①原子数目 ②分子数目 ③元素种类 ④物质种类 ⑤原子种类
【答案】(1) 缓冲气压(或防止加热时装置内压强过大冲开胶塞,或防止生成的氧化铜粉末逸出等,合理即可) 没有 B 稀盐酸和碳酸钠反应生成的二氧化碳气体逸散到空气中,使得反应后总质量减小 密闭(或密封)
(2)①③⑤
【详解】(1)A实验中加热铜粉时装置内气体受热膨胀、反应放热会使瓶内压强增大,小气球可以缓冲压强,避免胶塞被冲开,同时也能起到密闭容器、防止物质逸出的作用。
质量守恒定律验证的是反应前后总质量不变,即使铜粉剩余,只要是在密闭体系内,参与反应的物质总质量和生成物总质量依然相等,剩余的铜粉质量始终被称量,因此对验证结果没有影响。
三个实验里,B是敞口装置,碳酸钠和稀盐酸反应会生成二氧化碳气体,气体会逸散到烧杯外,导致反应后称量的总质量变小,天平不平衡;A是密闭体系、C中铁和硫酸铜反应没有气体参与或生成,天平都能保持平衡。因此验证有气体参与或生成的反应的质量守恒,必须在密闭装置中进行。
(2)根据质量守恒定律的微观本质:化学反应的过程是原子重新组合的过程,反应前后原子的种类、数目、质量都不变,因此宏观上元素种类、物质总质量也一定不变;而分子数目可能改变(比如氢气燃烧反应前后分子数就发生变化),物质种类一定因为化学反应生成新物质而改变,因此一定不变的是①③⑤。
二、化学方程式
1.化学方程式的概念:用化学式来表示化学反应的式子,叫做化学方程式。
2.化学方程式的意义和读法
以 2H2+O2 2H2O为例:
意义
读法
质的
方面
表示反应物、生成物和反应条件
反应物:氢气和氧气,
生成物:水
反应条件:点燃
氢气和氧气在点燃的条件下反应生成水
量的方面
宏观
表示反应物、生成物之间的质量比
氢气、氧气和水的质量比为4∶32∶36
每4份质量的氢气与32份质量的氧气在点燃的条件下反应,生成36份质量的水
微观
表示反应物、生成物之间的微观粒子个数比
氢气、氧气和水的分子个数比为2∶1∶2
每2个氢分子和1个氧分子在点燃条件下反应生成2个水分子
3.化学方程式能提供的信息:
反应物、生成物、反应条件、基本反应类型、各物质的质量比、各物质的微观粒子个数比、反应前后物质质量总和守恒、反应前后各原子数目守恒。
4.化学方程式的书写
(1)书写原则:
以客观事实为基础;遵守质量守恒定律。
(2)书写步骤:
步骤
内容
举例
描述反应事实
一写
写出反应物和生成物的化学式
P + O2 P2O5
P + O2 点燃 P2O5
4P+5O2 点燃 2P2O5
二注
注明化学反应发生的条件,如加热(常用“△”号表示)、点燃、催化剂等。
配平化学方程式
三配
配平化学方程式,将短线改为等号,并标出生成物状态符号“↑”、“↓”。
四查
检查:化学式、配平、条件、箭头等
5.化学方程式的配平(最小公倍数法)
步骤
书写过程
找关键元素
找出反应前后各出现一次、且原子个数相差较大的元素
P + O₂P₂O₅
氧原子数 2 5
计算最小公倍数
求出该元素两种原子个数的最小公倍数
最小公倍数 2×5=10
推导计量数
用最小公倍数分别除以化学式中该元素的原子个数,得到化学计量数;
P + O₂₂O₅
化学计量数 5 2
P + 5O₂2P₂O₅
配平其他原子
根据已知化学计量数,配平其他元素的原子;
4P + 5O₂2P₂O₅
检查守恒
验证式子两边所有元素的原子个数是否相等,将短线改为等号,标注反应状态符号
4P + 5O₂点燃2P₂O₅
6.陌生化学方程式的书写
(1)根据文字信息书写陌生化学方程式
从文字表述中找出反应物、生成物和反应条件,然后配平。注意反应条件要严格按照题中信息书写,不能擅自改动。
(2)根据微观反应示意图书写陌生化学方程式
先删除左右两侧重复出现的分子,再根据图例写出元素符号(每种小球对应一种原子),数清楚微观示意图中分子里各种原子的个数,写出化学式,配平并检查化学方程式。
【易错提醒】
1. 化学方程式中各物质的质量比 = 相对分子质量×化学计量数 。
2.化学方程式中的“+”不能读作“加”,应读作表示并列关系的词语,如:和、同、跟、与;“=”不能读作“等于”,应读作“反应生成”。
3.正确区分反应条件和反应过程:“点燃”与“通电”是反应条件,“燃烧”与“电解”是反应过程。
4.如果反应物和生成物中都有气体,气体生成物就不注“↑”号;
5.溶液中的反应,若反应物和生成物中都有固体,固体生成物也不注“↓”号;
6.“↑”和“↓”只能标注在生成物中,不能标注在反应物中。
7.“点燃”不能与“加热”、“∆”混淆,也不能写成“燃烧”。
【易错典例1】(25-26八年级下·山东德州·期末)下列化学方程式书写正确的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】A. 碳在氧气中点燃生成二氧化碳,化学式正确、已配平、条件标注正确,书写无误。
B. 化学方程式存在两处错误:一是反应条件应为“点燃”,“燃烧”是反应现象不是反应条件;二是氧化镁的正确化学式为,书写错误。
C. 化学方程式存在三处错误:一是缺少反应条件“点燃”;二是反应物不能标注;三是生成物为固体,无需标注。
D. 铁在氧气中点燃的产物是,不是,产物化学式错误。
【易错典例2】(25-26八年级下·黑龙江绥化·期末)下列关于化学方程式的说法,错误的是
A.氢气和氧气在点燃的条件下反应生成水
B.每2个氢分子和1个氧分子,在点燃的条件下反应生成2个水分子
C.每2份质量的氢气和1份质量的氧气反应生成1份质量的水
D.反应前后元素种类没有变化
【答案】C
【详解】A. 正确;
B. 正确;
C. 由化学方程式可知,参加反应的氢气和氧气与生成水的质量比为:,则该反应应表示为每2份质量的氢气和16份质量的氧气在点燃的条件下反应生成18份质量的水, 错误;
D. 根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不发生改变,正确。
【易错典例3】(2026·四川宜宾·中考真题)从盐湖中提取锂盐的反应为,则X的化学式是
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】根据质量守恒定律,化学反应前后,原子的种类和个数不变。反应前Li、Cl、Na、C、O的个数分别是2、2、2、1、3,反应后除2X外Li、Cl、Na、C、O的个数分别是2、0、0、1、3,则2X含有2个Cl、2个Na,X含有1个Cl、1个Na,X的化学式为NaCl。
三、依据化学方程式的简单计算
1.计算依据:化学方程式中,各物质之间存在固定质量比。
反应中的各物质的质量比成正比例关系,各物质质量比 =(相对分子质量 × 化学计量数)之比。
2.计算步骤:
步骤
示例
设
(1)设未知数
解:设得到氧气的质量为x
写
(2)写化学方程式
2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2↑
找
(3)找比例关系
写出相关物质的化学计量数与相对分子质量的乘积;
316 32
7.9g x
列
(4)列比例式,求未知数
=
x=0.8g
答
(5)简明地写出答案。
答:得到0.8克氧气。
3. 纯净物与混合物的质量换算:
(1)物质的纯度=×100%
(2)纯物质的质量=不纯物质的质量×物质的纯度
不纯物质的质量=纯物质的质量÷物质的纯度
4. 常见题型
(1)字母型化学方程式的计算
(2)根据反应的微观示意图计算
(3)文字叙述类计算题
(4)坐标图像类计算题
(5)表格数据类计算题
(6)实验图示类计算题
(7)通过计算判断产品是否符合某个标准
【易错提醒】
1.x后面不写单位,比例式中已知量后面有单位,计算结果后面有单位。
2.一定要检查化学方程式的配平,配平正确是确保计算正确的前提。
3.相对分子质量计算要准确,不要忘记乘以化学计量数;已知量后面要有单位;上下两行顺序不能反。
4.混合物不能代入化学方程式计算,需换算成纯净物的质量代入化学方程式进行计算。
【易错典例1】(2026·湖北随州·一模)过氧化钙(CaO2)是一种水产养殖增氧剂,它与水反应能生成氢氧化钙和氧气。小明将3.6g过氧化钙样品加入盛有足量水的烧杯中,充分反应后,生成了0.64g氧气。
已知:杂质不与水反应,该反应的化学方程式为2CaO2+2H2O=2Ca(OH)2+O2↑。
(1)过氧化钙中钙、氧元素的质量比为______。
(2)该样品中过氧化钙的质量是多少?(写出计算过程)
【答案】(1)5:4
(2)解:设该样品中过氧化钙的质量为x
x=2.88 g
答:该样品中过氧化钙的质量是2.88 g
【详解】(1)过氧化钙中钙、氧元素的质量比为:;
(2)见答案。
【易错典例2】(2026·河北唐山·二模)小明得知父亲下矿井时带的呼吸面罩是利用过氧化钠与水反应制氧气的。他找来些样品测其中过氧化钠质量分数(反应原理为,杂质不参与反应),他称取2 g该样品与足量水反应,测得生成气体的质量与时间的关系如图所示。请完成下列题目:
(1)生成氧气的质量是___________g。
(2)计算该样品中过氧化钠的质量分数。
【答案】(1)0.32
(2)解:设样品中过氧化钠的质量为x
该样品中过氧化钠的质量分数为
答:该样品中过氧化钠的质量分数为78%。
【详解】(1)由图像可知,反应结束后生成氧气的质量不再变化,最终稳定为0.32g,因此生成氧气的质量为0.32g。
(2)见答案。
【易错典例3】(26-27九年级上·山东日照·阶段检测)用CO2和H2作原料可制取燃料甲醇CH3OH,在发展清洁能源及减少碳排放等方面具有重要意义。
该反应的化学方程式为:CO2+3H2CH3OH+H2O。
(1)CH3OH中氢元素质量分数______。
(2)若理论上吸收22tCO2,该反应生成甲醇的质量是多少?(写出计算过程)
【答案】(1)12.5%
(2)解:设生成甲醇的质量为。
解得
答:生成甲醇的质量为16t。
【详解】(1)氢元素的质量分数是
(2)见答案。
一、质量守恒定律的相关计算
1. 推断未知物质的元素组成或化学式
(1)根据配平的化学方程式,已知部分物质化学式,推断未知物的化学式,
解题技巧:统计反应前、后已明确的原子种类及总个数;结合化学计量数,计算反应前后原子总数的差值;结合未知物的系数,算出一个分子的原子个数,确定化学式。
(2)根据反应物推测某生成物的元素组成,或根据生成物推测某反应物的元素组成。
(3)根据燃烧产物质量推断可燃物的元素组成,涉及原子个数、元素质量的定量计算。
①定性分析:有机物在氧气中燃烧,生成物为CO2和H2O,则有机物中一定含C、H元素,可能含O元素;
②定量计算:通过CO2质量计算C元素质量,通过H2O质量计算H元素质量,若C+H质量<有机物质量,则有机物中含有O元素。
2. 密闭容器表格/图像分析题(中考必考拉分题)
算待测值:直接用反应前所有物质总质量 = 反应后所有物质总质量,列等式算出未知质量,跳过无关的反应细节。
判物质角色:质量减小的是反应物,质量增大的是生成物,质量不变的物质不一定是催化剂,也可能是完全不参与反应的杂质,这是最高频的采分陷阱。
推核心结论:用“参与反应的质量差”计算各物质的质量比,再结合元素守恒判断反应类型、生成物的元素组成,绝对不能用初始总质量直接算比例。
3. 计算化学反应中物质的质量
计算依据:
①参加反应的反应物质量总和 = 生成的所有物质质量总和;
②生成沉淀/气体质量 = 反应前总质量 - 反应后剩余溶液/固体总质量。
4. 表格 、坐标系类定量数据分析
(1)题型分析:给出反应前后各物质质量表格、质量变化柱状图、坐标曲线,要求判断反应物、生成物、反应类型、物质质量比、计算待测物质质量,用守恒逻辑分析质量变化。
(2)解题思路:
①求待测:根据密闭容器内反应前总质量 = 反应后总质量,直接计算表格中的 “待测质量”;
②定增减:计算每种物质的质量变化量(△m = 反应后质量 - 反应前质量):
△m>0:质量增加,为生成物;
△m<0:质量减少,为反应物;
△m=0:质量不变,可能是催化剂,也可能是不参与反应的杂质;
③算质量比:用参加反应的纯净质量(不是反应前总质量),计算反应物、生成物的质量比;
④判反应类型:根据反应物、生成物的种类,判断化合、分解或其他反应类型。
【拉分典例1】(25-26八年级下·山东烟台·期末)在一密闭容器内加入甲、乙、丙、丁四种物质,在一定条件下发生化学反应,反应前后各物质的质量变化如下图,下列说法正确的是
A.丙的质量不变,一定是催化剂 B.该反应属于化合反应
C.生成甲与参加反应的乙的质量比为1∶3 D.甲和丁一定都属于单质
【答案】C
【分析】根据质量守恒定律,化学反应前后物质的总质量不变。反应前物质总质量:,则反应后物质总质量:,解得:。
甲:反应前4g,反应后 6g ,质量增加2g,是生成物;乙:反应前10g,反应后 4g ,质量减少6g,是反应物;丙:反应前后质量不变,可能是催化剂,也可能是不参与反应的杂质。 丁:反应前4g,反应后 8g ,质量增加4g,是生成物。该反应可表示为:,属于分解反应。
【详解】A.丙质量不变,可能是催化剂,也可能是不参与反应的杂质,此选项错误。
B.该反应是一种物质生成两种物质,属于分解反应,不是化合反应,此选项错误。
C.生成甲的质量是2g,参加反应的乙的质量是6g,质量比为 ,此选项正确。
D.甲和丁是分解反应的生成物,可能是单质,也可能是化合物,此选项错误。
【拉分典例2】(2026·甘肃·模拟预测)密闭容器内有甲、乙、丙、丁四种物质,在一定条件下充分反应,测得反应前后各物质的质量如图所示。下列说法错误的是
A.该反应中有两种物质是反应物 B.甲可能是化合物
C.的值是21 D.参加反应的丙与丁的质量比为2:3
【答案】B
【详解】根据质量守恒定律,化学反应前后物质的总质量不变,则4g+6g+16g+40g=31g+xg+10g+4g,x=21,反应后甲的质量增加,甲是生成物,乙的质量不变,乙可能是催化剂,也可能是不参与反应的杂质,丙的质量减小,丙是反应物,丁的质量减小,丁是反应物。
A. 由分析可知,反应物为丙、丁共两种,正确;
B. 该反应中丙、丁是反应物,甲是生成物,根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类不变,甲中一定含丙、丁中的所有元素,则甲一定是由不同种元素组成的纯净物,一定是化合物,错误;
C. 解析见分析,正确;
D. 参加反应的丙与丁的质量比为:(16g-10g):(40g-31g)=2:3,正确。
【拉分典例3】(25-26八年级下·黑龙江绥化·期末)密闭容器内有甲、乙、丙、丁四种物质,在一定条件下充分反应,测得反应前后各物质的质量分数如图所示。下列说法正确的是
A.该反应基本反应类型为分解反应
B.物质丙一定为单质
C.该化学反应中参加反应的乙和生成的丙的质量比为3∶17
D.物质丁一定是该反应的催化剂
【答案】C
【详解】由图中数据可知,反应后丁的质量分数为:1-42%-8%-40%=10%;反应后甲的质量分数减少了70%-42%=28%,则甲是反应物;反应后乙的质量分数减少了14%-8%=6%,则乙是反应物;反应后丙的质量分数增加了40%-6%=34%,则丙是生成物;反应前后丁的质量分数不变,则丁可能是该反应的催化剂,也可能不参加反应的杂质;该反应是甲和乙在一定条件下反应生成丙。
A.由分析可知,该反应是甲和乙在一定条件下反应生成丙,符合多变一的特点,属于化合反应,说法错误;
B.由分析可知,丙是化合反应的生成物,一定是化合物,说法错误;
C.参加化学反应的乙和反应生成的丙质量比为6%:34%=3:17,说法正确;
D.反应前后丁的质量分数不变,则丁可能是该反应的催化剂,也可能是不参加反应的杂质,说法错误。
【拉分典例4】(2026·山东泰安·中考真题)将、、、(五氧化二钒)四种物质放入密闭容器中,在一定条件下充分反应,测得反应前后各物质的质量如下表所示。下列有关该反应的说法错误的是
物质
反应前质量/g
100
40
5
24
反应后质量/g
20
140
5
A. B.、、都属于氧化物
C.可能是催化剂 D.参加反应的、的分子个数之比为
【答案】A
【详解】A.根据质量守恒定律,化学反应前后物质的总质量相等。反应前总质量为,反应后总质量为,因此,A选项错误。
B.氧化物是由两种元素组成且其中一种为氧元素的化合物,、、均符合氧化物定义,B正确。
C.反应前后质量不变,符合催化剂反应前后质量不变的特征,可能是该反应的催化剂,C正确。
D.参加反应的质量为,参加反应的质量为,二者分子个数比为,D正确。
【拉分典例5】(26-27九年级上·山东青岛·阶段检测)信息:热重法是在控制温度的条件下,测量物质的质量与温度关系的方法,通过分析热重曲线,我们可以知道样品及其可能产生的中间产物的组成、热稳定性、热分解情况及生成产物等与质量相联系的信息。金属化合物的热分解过程,一般为先失水、再分解、后氧化。
称取5.40 g草酸亚铁晶体(,相对分子质量为180)进行热重法分析,得到剩余固体的质量随温度变化的曲线如图所示:
(1)分析图中数据,根据信息写出M点对应的产物为________(填化学式)。
(2)已知400℃时剩余固体只有一种且是铁的氧化物,试通过计算确定该氧化物的化学式为________。
【答案】(1)FeC2O4
(2)Fe3O4
【详解】(1)5.4g草酸亚铁晶体中含FeC2O4的质量为:,则说明M点对应的产物为FeC2O4。
(2)5.4g草酸亚铁晶体中铁元素的质量为:,反应前后元素质量不变,则400℃时,该铁的氧化物中铁元素质量为1.68g,氧元素的质量为2.32g-1.68g=0.64g,其中铁和氧原子的个数比为,则该氧化物的化学式为Fe3O4。
二、质量守恒定律的图像分析
1. 基础识别类:坐标与趋势锚定
先锁死坐标轴:逐字确认横轴是“反应时间”还是“加入反应物质量/体积”,纵轴是“总质量”“元素质量”还是“固体剩余质量”,绝对不能凭视觉惯性默认物理量。
斜率对应反应阶段:正斜率代表对应物质质量递增,负斜率代表质量递减,零斜率(平台期)直接对应反应完全终止,后续不再发生质量变化。
高频陷阱:加热高锰酸钾制氧气的图像,初始零斜率段对应固体尚未达到分解温度,并非反应一开始就生成氧气。
2. 密闭容器质量/占比变化图像
算初始/终点总质量:用反应前后所有物质总质量严格相等,算出图像中缺失的待测点数值,直接锁定质量变化差值。
判物质角色:曲线下行(质量减小)的是反应物,曲线上行(质量增大)的是生成物,全程水平不变的物质,只能判定为“催化剂或不参与反应的杂质”,绝对不能直接默认是催化剂。
推定量结论:用“参与反应的质量变化差值”计算各物质的质量比,再结合元素守恒推导反应类型、未知物的元素组成,不能用初始总质量直接算比例。
典型真题场景:图像用“物质质量分数”替代绝对质量,直接用总质量100%反推各物质的实际质量变化,逻辑完全一致。
3. 元素守恒类图像
单一元素质量全程水平线:化学反应前后,某一种指定元素的总质量绝对不变,图像全程是一条平行于横轴的直线,这是质量守恒的绝对铁律,是快速排除错误选项的秒杀技巧。
元素质量分数图像:纵轴为元素质量分数时,即使元素总质量不变,若体系总质量因生成气体不断减小,该元素的质量分数曲线会持续上升,直到反应结束后变为平台,不能误判为元素质量在增加。
典型场景:加热分解KMnO₄的过程中,Mn元素总质量始终不变,但固体总质量因O₂逸散不断减小,因此Mn元素的质量分数曲线持续上升,反应结束后保持水平。
【拉分典例1】(26-27九年级上·全国·课前预习)用图1所示装置验证质量守恒定律。加热足量的铜粉使之充分反应,在同一时间内,容器内各物质的质量随时间的变化如图2所示。下列说法错误的是
A.图1中加热铜粉后,铜粉由红色变成黑色
B.图2甲表示装置内消耗铜粉的质量
C.图2乙可以表示装置内氮气的质量
D.图2丙表示装置内生成氧化铜的质量
【答案】B
【详解】A. 红色的铜粉加热时和氧气反应生成黑色的氧化铜,因此铜粉由红色变为黑色,说法正确。
B. 题干说明铜粉足量,反应结束后铜粉有剩余,质量不会变为0,甲实际表示被消耗的氧气的质量,不是铜粉的质量,说法错误。
C. 氮气不参与该反应,反应前后质量保持不变,符合乙的变化趋势,说法正确。
D. 氧化铜是反应生成物,反应开始后质量从0逐渐增大,反应结束后质量不再变化,符合丙的变化趋势,说法正确。
【拉分典例2】(26-27九年级上·江苏镇江·阶段检测)某同学在实验室加热高锰酸钾,固体的质量变化如下图。下列分析不正确的是
A.t1前未达到反应所需温度
B.P点对应的固体成分是锰酸钾和二氧化锰
C.t1时刻至t2时刻,MnO2在固体中的质量逐渐增加
D.反应生成氧气的质量为g
【答案】B
【详解】A.前固体质量不变,说明反应未启动,温度未达到高锰酸钾分解的最低温度,分析正确;
B.P点在~之间,反应尚未完全进行,高锰酸钾有剩余,因此固体成分为未反应的高锰酸钾、生成的锰酸钾和二氧化锰三种,不是只有两种,分析错误;
C.~阶段反应持续进行,是生成物,因此其在固体中的质量随反应进行逐渐增加,分析正确;
D.根据质量守恒定律,反应前后固体减少的质量等于生成氧气的质量,即生成氧气质量为,分析正确。
【拉分典例3】(2026·重庆·三模)小银加热一定质量KMnO4制取O2,测得各物理量随加热时间变化如图,以下分析正确的是
A.反应方程式为2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2
B.a、b点产生O2的质量可能相等
C.N点固体质量比c点固体质量大
D.c、d点的固体中钾元素质量分数可能相等
【答案】D
【详解】A.高锰酸钾受热分解的反应中,反应物均为固体,生成物是气体,化学方程式中后需标注气体符号,该选项方程式缺少标注,A错误。
B.b点对应固体质量不变,说明反应尚未开始,生成质量为0;a点处于氧气质量上升阶段,反应已进行,已有生成,二者质量不可能相等,B错误。
C.N点氧气质量不再增加,说明反应已完全,固体质量达到最小值;c点处于固体质量下降阶段,反应仍在进行,固体质量尚未降到最低,因此N点固体质量小于c点,C错误。
D.反应前后钾元素质量守恒,固体中钾元素总质量始终不变,钾元素质量分数公式为。若c点为反应恰好完全的点,反应结束后固体质量不再变化,此时c、d点固体总质量相等,钾元素质量分数相等,D正确。
三、化学方程式书写的类型
1. 陌生情境信息方程式书写(中考核心拉分点)
定核心物质:从题干给出的实验现象、工艺流程中,直接锁定反应物和生成物的核心化学式,剔除无关干扰信息。
补全隐含条件:结合反应类型和实验场景,补上题干未直接说明的反应物(如O₂、H₂O)和生成物(如H₂、CO₂)。
按规则收尾:先配平,再标注反应条件、气体沉淀符号,最后用原子守恒反向校验。
典型场景:工业炼铁、陌生催化剂催化反应、新型电池电极反应,完全不用提前背诵,靠逻辑就能自主推导。
2. 微观示意图转方程式拉分题
先消冗余粒子:把反应前后完全相同、没有参与反应的“旁观分子”直接划掉,避免误算进化学计量数。
数准粒子个数:剩余的参与反应的粒子,直接用粒子个数比作为方程式的计量数,再对应写出每种物质的化学式。
校验守恒:最后核对反应前后原子的种类和总数,确保完全匹配,避免因看错粒子结构写错化学式。
3. 细节规范类高频失分题
反应条件绝对不能混:“点燃”≠“燃烧”(燃烧是现象不是条件),加热用“△”,催化剂必须标注具体物质(如MnO₂),不能只写“催化剂”三个字。
气体沉淀符号严格卡边界:只有反应物中没有气体,生成物中生成气体,才能标“↑”;只有反应物都可溶在溶液中,生成难溶固体,才能标“↓”,反应物已有气体时绝对不能乱标状态符号。
绝对不能改化学式下标:配平只能改化学式前面的计量数,绝对不能通过修改下标强行凑原子数,这是中考直接判定方程式全错的红线。
典型易错场景:CO还原Fe₂O₃,必须配成1:3的计量数,保证左右氧原子总数相等。
错题按错因归类复盘:把写错的方程式按“化学式错、配平错、条件漏、状态标错”四类整理,每周滚动复习,杜绝同类错误重复踩坑。
【拉分典例1】(2026·福建泉州·三模)氢气储运困难一直制约其广泛应用。甲醇(CH3OH)是优良的储氢载体,能将太阳能转化为氢能储存,通过可移动制氢装置实现氢气即产即用。如图为甲醇的制备过程。
已知:CH3OH易溶于水,熔点-97.8℃,沸点64.7℃。
(1)制氢:反应1的能量转换形式为:太阳能→_______能→氢能。
(2)储氢:反应2中CO2与CH3OH的分子个数比是_______。加热分离CH3OH和H2O的混合物,先转化为气态的物质是_______。
(3)脱氢:一定条件下甲醇与水反应生成氢气和二氧化碳,该反应的化学方程式为_______。
(4)制氢、储氢、脱氢、用氢全过程被循环利用的物质是_______。
【答案】(1)电
(2)
甲醇(或)
(3)
(4)水和二氧化碳(或和)
【详解】(1)太阳能光伏发电先将太阳能转化为电能,再利用电能电解水得到氢气,因此中间能量形式为电能。
(2)配平储氢反应:,可得和分子个数比为;
甲醇沸点为64.7℃,低于水的沸点100℃,加热时沸点更低的甲醇先汽化。
(3)根据反应物为甲醇和水、生成物为二氧化碳和氢气,配平原子个数即可得到反应方程式。
(4)反应1消耗,反应2生成可回流到反应1重复利用;反应2消耗,脱氢反应生成可回到反应2重复利用,因此二者为循环物质。
【拉分典例2】(2026·江苏镇江·中考真题)、都是重要的化学能源。
Ⅰ.燃烧
在催化剂的作用下,以为燃料、为载氧体的化学链燃烧工作原理如图1所示。该装置工作稳定,燃料燃烧更充分。
(1)燃料反应器中发生反应的化学方程式为_____________。
(2)空气反应器排出的尾气中含量最多的气体为__________(填化学式)。
Ⅱ.联合、燃烧
(3)①与燃烧生成和,参加反应的与的分子个数比为_________。
②高温下,与还能反应生成和,该反应的化学方程式为__________________。
(4)一种联合、燃烧的工作原理如图2所示。
①甲烷化反应室中,参加反应的物质有_________种。
②该联合燃烧的过程中可循环使用的物质为_________。
③对比和的混合气体与的直接燃烧,联合、燃烧的优点为_________。
【答案】(1)
(2)
(3) 4∶3
(4) 2 防止高温条件下与反应生成NO,以免污染环境(或燃烧产生的与合成后可循环利用,不排放)
【详解】(1)根据流程图可知,发生的反应为甲烷与硫酸钙在催化剂作用下反应生成硫化钙、二氧化碳和水,化学方程式见答案;
(2)CaS 与空气中O2反应重新生成CaSO4,空气中主要是N2(不参与反应),所以尾气中含量最多的是 N2。
(3)①与燃烧生成和,反应的化学方程式为,则参加反应的与的分子个数比为4:3;
②高温下,与反应生成和,化学方程式见答案;
(4)①根据流程图可知,N2和H2O进入甲烷化反应室后未参与反应,参与反应的是CO2和H2,因此反应物共有2种;
②根据流程图可知,气体分离器分离出的甲烷又送回燃烧室参与反应,因此可循环利用;
③详见答案。
【拉分典例3】(2026·吉林长春·模拟预测)建立宏观、微观和符号之间的联系是化学学科重要的思维方式。如图是汽车尾气处理的微观模拟图。请回答下列问题。
(1)分析反应中所涉及的物质,属于氧化物的有______种。
(2)写出图中反应的化学方程式_______________。
(3)和对应的两种物质化学性质不同的原因是_______________。
(4)若参加反应的两种反应物中氧元素的总质量为32 g,则生成的N2的质量为______。
【答案】(1)
(2)
(3)分子构成不同
(4)
【详解】(1)氧化物是由两种元素组成且其中一种为氧元素的化合物,反应涉及的、、都属于氧化物,共3种。
(2)根据微观示意图判断反应物为和,生成物为和,反应化学方程式为。
(3)两种物质分别为和,分子是保持物质化学性质的最小粒子,二者分子构成不同,因此化学性质不同。
(4)根据化学方程式可知,每2个NO和2个CO反应生成1个N2,则有关系4O~N2。
设生成质量为x,则
四、依据化学方程式计算题型分析
1.计算题型
基础纯净物互算题:已知某纯净反应物/生成物的质量,直接求另一纯净物的质量,是所有题型的基础,比如已知16g硫完全燃烧,求生成二氧化硫的质量。
含杂质不纯物计算题:题干给出混合物总质量,需先换算出参与反应的纯净物质量再代入计算,是中考高频难点,比如测定含杂质石灰石中碳酸钙的质量分数。
质量差法计算题:利用反应前后总质量的差值,直接算出反应生成的气体或沉淀的纯净质量,以此作为已知量求解,比如金属与酸反应生成氢气的质量计算。
表格/图像数据题:通过多组实验数据或反应过程图像,筛选出恰好完全反应的关键纯净物质量,再进行后续计算,比如分批次加稀盐酸测定铜锌合金中锌的质量分数。
2.高频实用解题技巧
差量法:直接用反应前后的质量差(生成气体/沉淀的质量),和方程式中理论差量列比例,跳过复杂的混合物换算,大幅简化计算。
守恒法:利用反应前后原子种类、总质量不变的规律,跳过多步反应的中间过程,直接建立已知物和待求物的质量关系,快速求解。
关系法:遇到连续多步反应的题目,不用逐个写方程式,直接找出起始反应物和最终生成物的固定质量比例关系,一步算出结果。
3.核心避坑要点
绝对不能直接把混合物质量代入方程式计算,必须先换算为纯净物质量:纯净物质量=混合物质量×纯度。
所有参与计算的质量单位必须统一,避免单位混用导致的计算误差。
【拉分典例1】(26-27九年级上·广西南宁·阶段检测)某化学兴趣小组在实验室中取一定量的过氧化氢溶液放入小烧杯中并加入少量的二氧化锰,用电子秤测其质量,不同时间电子秤的读数记录如下表所示:
时间/min
0
1
2
3
4
5
电子秤示数/g
205
204.2
203.4
202.6
201.8
201.8
(1)通过对上述表格的分析,该化学反应生成氧气的质量为________g。
(2)计算此过氧化氢溶液中含过氧化氢的质量。(写出计算过程)
【答案】(1)3.2
(2)设过氧化氢溶液中含过氧化氢的质量为。
解得
答:此过氧化氢溶液中含过氧化氢的质量为。
【详解】(1)根据质量守恒定律,过氧化氢分解生成氧气逸出体系,反应前后电子秤的质量差就是生成氧气的总质量。反应前总质量为,第后质量不再变化,说明反应已完全,剩余总质量为,因此生成氧气的质量为 。
(2)见答案。
【拉分典例2】(25-26八年级下·山东泰安·期末)兴趣小组同学用18g含有杂质的高锰酸钾样品来制取氧气(杂质不参与反应,不分解)。加热充分反应后,测得剩余固体的质量与加热时间的关系如图所示。
请回答下列问题。
(1)产生氧气的质量为______g。
(2)求样品中高锰酸钾的质量。(写出计算过程)
【答案】(1)1.6
(2)解:设混合物中高锰酸钾的质量为x。
x=15.8g
答:混合物中高锰酸钾的质量为15.8克。
【详解】(1)根据质量守恒定律,化学反应前后物质的总质量不变。由于反应中只有氧气作为气体逸出, 杂质不参与反应也不分解,因此反应前后固体的质量差就是生成氧气的质量: m(O2)=18.0g-16.4g=1.6g
(2)见答案。
【拉分典例3】(2026·湖南长沙·二模)《天工开物》记载了锡的冶炼方法:入砂(指锡砂)数百斤,丛架木炭亦数百斤,鼓鞲(指鼓入空气)熔化,用铅少许,(锡)沛然流注。其反应原理为
(1)SnO2中氧元素为-2价,则锡元素的化合价为__________。
(2)现有151 kg含二氧化锡(SnO2)20%的锡砂,理论上可以炼出锡的质量是多少?(写出计算过程,计算结果保留一位小数)
【答案】(1)
(2)解:的质量=。
设理论上可以炼出锡的质量为x。
列出比例式:
x=23.8kg
答:可以炼出锡的质量为23.8kg。
【详解】(1)根据化合物中各元素正负化合价代数和为零的原则。 已知在中,氧(O)元素的化合价为−2价。设锡()元素的化合价为x。 根据原则可列出等式:x+(− 2)×2= 0,解这个方程:x−4=0,得出x=+4。
(2)见答案。
【拉分典例1】(25-26八年级下·山东日照·期末)化学兴趣小组设计如下实验装置(A中加热装置已省略)验证质量守恒定律。
(1)如图A、B、C三个实验的变化中,遵守质量守恒定律的是__________(填字母)。
(2)装置A,先称量装置总质量为;再加热铜粉,反应一段时间后冷却至室温,再次称量总质量为,__________(选填“>”“<”或“=”)。该实验过程中固体的颜色变化为__________。
(3)装置B反应前天平平衡,反应后天平不平衡,指针向__________偏转(填“左”或“右”),请分析原因______________________________。
(4)装置D测得反应后固体质量增大,请写出该反应的化学方程式__________。
(5)通过上述实验可知,有气体参加或生成的化学反应,需在__________装置中实验,才能验证质量守恒定律。
(6)请你从微观角度阐释质量守恒定律的本质原因____________________。
【答案】(1)AB
(2) = 红色变为黑色(或由紫红色变为黑色,合理即可)
(3) 右 装置B中产生的气体逸散到空气中,导致左盘质量减小(或反应后总质量减少,指针向右偏转,合理即可)
(4)
(5)密闭
(6)化学反应前后,原子的种类、数目和质量不变(或原子是化学变化中的最小粒子,反应前后原子的种类、数目和质量均不变,合理即可)
【详解】(1)质量守恒定律适用于所有化学反应,A(铜和氧气加热反应)、B(碳酸钠和稀盐酸反应)均为化学变化,均遵守质量守恒定律。
(2)A装置为密闭容器,反应前后总质量不变,故。铜粉加热时与氧气反应生成黑色的氧化铜,颜色由紫红色变为黑色。
(3)装置B中碳酸钠与盐酸反应生成气体逸散到空气中,左盘质量减小,指针向右偏转。
(4)装置D中镁条燃烧生成氧化镁,固体质量增大,化学方程式为。
(5)有气体参加或生成的化学反应,需在密闭装置中进行才能验证质量守恒定律。
(6)质量守恒定律的微观本质是化学反应前后原子的种类、数目和质量不变。
破局通法
探究实验类压轴题:这是中考常考的探究场景,核心得分点全在“密闭性”和“气体称量”上:
实验设计第一判定原则:有气体参与反应/有气体生成的实验,必须在密闭容器内完成才能直接验证质量守恒定律
红磷燃烧实验:气球的核心作用是缓冲瓶内气压,同时防止五氧化二磷逸散,保证体系总质量不变
碳酸钠与盐酸敞口实验:天平指针右偏,不是定律不成立,而是生成的CO₂气体逸出未被称量,补全气体质量后总质量仍守恒
镁条燃烧实验:固体质量增加,是因为参与反应的O₂质量未被提前称量,符合元素守恒逻辑
误差溯源满分答题模板:
先明确体系是“密闭/敞口”,再锁定偏差来源:气体逸散/外界气体进入/气球浮力影响/装置气密性不足,最后补全“所有反应物和生成物质量总和相等”的守恒结论,避免只写现象不扣定律的失分点
【压轴典例2】(26-27九年级上·河北邯郸·期中)2025年中国人工智能技术迈向新台阶,尤其是国产deepseek被广泛关注和应用。人工智能芯片的主要成分是硅,下图为工业制取高纯度硅的某一步反应微观示意图:
(1)该反应的化学方程式是____________。
(2)参加反应的甲乙物质的质量比为______。
(3)上述四种物质中属于单质的物质是______(填物质的化学式)。
(4)该反应的基本反应类型为______。
(5)反应前后硅元素的化合价变化为______。
【答案】(1)
(2)85:2
(3)H2、Si
(4)置换反应
(5)由+4价变为0价
【详解】图例:灰色=Si,黑球=Cl,白球=H,甲:SiCl4,乙:H2,丙:Si,丁:HCl。
(1)四氯化硅和氢气在一定条件下生成硅和氯化氢。化学方程式为:。
(2)四氯化硅与氢气的质量之比=
(3)略。
(4)一种单质和一种化合物反应,生成另一种单质和另一种化合物是置换反应。
(5)反应前:SiCl4中Cl为-1价,设Si化合价x,则x+4×(−1)=0,x=+4反应后:单质Si,化合价为0所以:由+4价变为0价。
破局通法
微观示意图类化学方程式书写压轴题
核心逻辑:以原子守恒为底层锚点,跳过复杂反应路径,直接锁定目标元素质量关系。
消冗余:先等个数消去反应前后完全相同、未参与反应的粒子,避免直接按原始分子数配平出错。
定物质:对照图例拆解每个分子的原子构成,精准写出化学式,杜绝把单个原子误判为单质分子。
配平数:以原子种类、数目守恒为铁律配平,最终所有系数化为最简整数比。
验细节:补全图中标注的反应条件,正确标注气体/沉淀符号,回查所有原子总数前后相等。
易错通关
1.(26-27九年级上·陕西渭南·阶段检测)小红利用一条打磨后的镁条进行了如图甲所示实验,图乙表示镁条燃烧过程中,某变量y随反应时间的变化趋势。下列有关说法正确的是
A.夹持镁条的仪器是试管夹 B.镁条燃烧生成黑色固体
C.图乙纵坐标y可表示氧化镁的质量 D.图乙纵坐标y可表示氧气的质量
【答案】C
【详解】A.夹持镁条的仪器是坩埚钳,试管夹仅用于夹持试管,说法错误。
B.镁条燃烧生成白色固体,无黑色固体生成,说法错误。
C.氧化镁是该反应的生成物,反应初始时质量为0,随反应进行质量逐渐增大,反应结束后质量保持恒定,与图乙趋势完全一致。说法正确。
D.氧气是该反应的反应物,反应过程中质量会逐渐减少,且反应初始氧气质量不为0,与图乙趋势不符。说法错误。
2.(26-27九年级上·黑龙江绥化·阶段检测)在一定条件下,甲、乙、丙、丁四种物质在一密闭容器中充分反应,测得反应前后各物质的质量如下表所示。关于此反应下列认识正确的是
物质
甲
乙
丙
丁
反应前质量/g
1
20
15
2
反应后质量/g
m
29
0
8
A.该反应是化合反应 B.甲是化合物
C.m的值是1 D.反应中乙、丁的质量比是29:8
【答案】C
【详解】根据初中化学质量守恒定律,密闭容器内反应前后总质量不变,先计算m值: 反应前总质量:,即,解得,据此分析选项。
A.根据分析甲在反应前后质量不变,反应后丙质量从15g变为0,是反应物;乙质量从20g变29g、丁质量从2g变8g,是生成物,该反应是一种物质生成两种物质,属于分解反应,不是化合反应。
B.甲反应前后质量不变,可能是不参与反应的杂质,也可能是催化剂,无法确定它是化合物。
C.由分析可知m的值为1,正确。
D.反应中乙的质量变化量为,丁的质量变化量为,二者质量比是。
3.(25-26九年级上·河南洛阳·期末)在化学反应A+B=C+D中,已知20g A与10g B恰好完全反应,生成5g C,则生成D的质量为
A.20g B.25g C.30g D.15g
【答案】B
【详解】根据质量守恒定律: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。,因此生成D的质量为:。
4.(25-26八年级下·黑龙江绥化·期末)下列现象可以用质量守恒定律解释的是
A.水受热变成水蒸气
B.分离液态空气所得氮气质量和氧气质量之和等于液态空气的质量
C.蔗糖溶于水中,得到糖水总质量为
D.纸在空气中燃烧后化为灰烬,灰烬质量比纸的质量小
【答案】D
【详解】A.水受热变成水蒸气是状态改变的物理变化,无新物质生成,故不能用质量守恒定律来解释,错误;
B.分离液态空气是利用各成分沸点不同分离的物理变化,无化学反应,故不能用质量守恒定律来解释,错误;
C.蔗糖溶于水是溶质扩散的物理变化,无新物质生成,故不能用质量守恒定律来解释,错误;
D.纸燃烧属于化学变化,燃烧生成的、等气体逸散到空气中,因此灰烬质量小于纸的质量;参加反应的纸和氧气的总质量等于灰烬与生成气体的总质量,能用质量守恒定律来解释,正确。
5.(26-27九年级上·江西赣州·阶段检测)我国自主研发了一种高效的制氢技术,反应的微观示意图如图所示。下列说法正确的是
A.参加反应的两种反应物分子个数比为2:1
B.该反应为化合反应
C.反应前后分子个数没有改变
D.该反应生成物中有三种分子
【答案】C
【详解】由微观反应示意图可知,该反应是由一氧化碳和水在催化剂的作用下反应生成二氧化碳和氢气,反应的化学方程式为:。
A.由可知,参加反应的和分子个数比为1:1,说法错误;
B.化合反应的特征是“多变一”,该反应生成物为和两种,不属于化合反应,说法错误;
C. 由可知,反应前后分子总个数不变,说法正确;
D.生成物只有和两种分子,剩余的是未反应的反应物,不属于生成物,说法错误。
6.(26-27九年级上·广西南宁·阶段检测)通常状况下,乙烯()是一种无色气体,具有可燃性,其燃烧反应的化学方程式为,则下列有关说法正确的是
A.该反应属于化合反应 B.乙烯加氧气点燃生成X加水
C.氧气中氧元素的化合价为-2 D.在中碳、氧元素的原子个数比为
【答案】D
【详解】推导X的化学式:根据反应前后原子种类、数目不变: 反应物中原子总数:共2个,共4个,共6个; 生成物中已提供共4个、共2个,因此2X中含2个、4个,可得X为。
A.化合反应特征是“多变一”,该反应生成2种物质,不属于化合反应,错误;
B.化学方程式中“+”读作“和”,“加”的表述不符合规范,错误;
C.单质中元素化合价为0,氧气是单质,氧元素化合价为0,错误;
D.X为,碳、氧元素原子个数比为1:2,正确。
7.(25-26八年级下·山东泰安·期中)高铁酸钠是一种常用的绿色、环保消毒剂。已知制取高铁酸钠的反应为,其中m、n的值分别为
A.3、2 B.2、2 C.3、3 D.2、1
【答案】A
【详解】根据质量守恒定律,即化学反应前后原子种类、数目不变进行配平。
配平Fe原子:反应物含2个Fe原子,生成物仅含Fe原子,每个含1个Fe原子,因此。
配平Na原子:时,生成物总Na原子数为:2×2+2=6,反应物Na全部来自,因此,得。
验证O原子:左边O原子总数为,右边O原子总数为,因此m=3,n=2。
8.(25-26八年级下·山东德州·期末)4.6g某物质与氧气充分反应,生成8.8gCO2和5.4gH2O。下列说法正确的是
A.参加反应的O2的质量为11.2g B.生成CO2和H2O的质量比为11∶9
C.该物质中碳、氢元素质量比为4∶1 D.该物质一定不含有氧元素
【答案】C
【详解】A.根据质量守恒定律,参加反应的O2的质量为:8.8g+5.4g-4.6g=9.6g,故选项说法错误;
B.生成CO2和H2O的质量比为,故选项说法错误;
C.二氧化碳中碳元素的质量等于,水中氢元素的质量等于,故该物质中碳、氢元素质量比=2.4g:0.6g=4:1,故选项说法正确;
D.该物质中氢元素和碳元素的质量之和是2.4g+0.6g═3.0g<4.6g,则氧元素的质量为4.6g-2.4g-0.6g=1.6g.说明该物质不仅含有碳元素和氢元素,而且含有氧元素,故选项说法错误。
9.(25-26八年级下·山东烟台·期末)科学家发明了一种利用的新技术:,在密闭容器中加入和模拟该反应,反应物的总质量、各生成物的质量随时间变化如图所示。下列说法正确的是
A.m=0.28
B.反应前后分子种类改变,分子个数不变
C.容器中碳、氧元素的质量比为3∶8
D.容器中碳、氧元素的质量比随反应的进行不断变化
【答案】AC
【详解】根据原子守恒推断X的化学式,反应前有2个、4个、12个,反应后有8个、4个,还差2个、4个,因此X化学式为,该反应化学方程式为:。
A.根据曲线图可知反应物总质量为1.00g,最终生成物之一质量为0.72g,根据质量守恒定律可知X的质量为,正确;
B.根据分析可知,反应前分子个数为8,反应后分子个数为5,个数改变,错误;
C.根据质量守恒定律可知,反应前后元素种类与其质量不变,因此容器中碳元素质与氧元素质量比为二氧化碳中碳氧元素质量之比,即,正确;
D.该容器为密闭容器,发生化学反应,因此符合质量守恒定律条件,因此反应前后元素质量不变,质量比不变,错误。
10.(25-26八年级下·山东烟台·期末)某化学兴趣小组利用铜粉在耐高温的密闭容器(内含空气)内加热来验证质量守恒定律,下列加热过程中容器内相关的量随时间变化的图像正确的是
A. B.
C. D.
【答案】CD
【详解】A.加热温度升高,气体膨胀,气压增大,完全反应后温度降低,氧气消耗,气压减小至小于原气压,图像错误;
B.加热时铜和氧气反应生成氧化铜,随着反应进行,固体质量增大,但不是从0开始,图像错误;
C.化学反应前后,物质总质量不变,图像正确;
D.随着反应进行,氧气质量减小,最终气体的质量不再改变,图像正确。
11.(26-27九年级上·山东济南·阶段检测)氨气是一种重要的化工原料,氮气和氢气在高温、高压以及催化剂条件下合成氨气的微观示意图如图。下列有关合成氨反应的分析不正确的是
A.该反应是化合反应
B.反应物的分子个数比为1:2
C.反应前后分子的个数不变
D.生成物是由离子构成的
【答案】BCD
【详解】该反应为氮气和氢气在高温、高压、催化剂条件下合成氨气,化学方程式。
A.该反应由两种物质生成一种物质,属于化合反应,正确。
B.由方程式可知,反应物氮气、氢气分子个数比为 1:3,不是 1:2,错误。
C.反应前分子总数是 4 份,反应后分子总数是 2 份,反应后分子数目减少,错误。
D.生成物氨气是由氨分子构成,不是离子构成,错误。
思维拔高
12.(26-27九年级上·吉林辽源·阶段检测)如图是过氧化氢分解的示意图,请据图回答下列问题。
(1)微观上:一个过氧化氢分子是由______________构成的。
(2)保持水的化学性质的最小粒子是__________。
(3)根据以上图示可以从微观角度解释化学反应的实质为____________________。
【答案】(1)2个氢原子和2个氧原子
(2)水分子
(3)分子分裂为原子,原子重新组合成新的分子
【详解】(1)过氧化氢化学式为,结合微观示意图可确认,1个过氧化氢分子由2个氢原子和2个氧原子构成。
(2)对于由分子构成的物质,分子是保持其化学性质的最小粒子,水由水分子构成,因此保持水化学性质的最小粒子是水分子。
(3)从反应示意图能观察到,过氧化氢分子先分解为氢原子和氧原子,原子不再变化,再重新结合为水分子和氧分子,对应化学反应的微观实质。
13.(25-26八年级下·山东德州·期末)四位同学设计了如下A、B、C、D四个实验,并在实验前后分别测定装置的总质量来验证质量守恒定律。
(1)A、B、C、D四个实验中不能用于验证质量守恒定律的是实验____________(填字母)。
(2)实验C中稀盐酸和碳酸钠粉末反应后,天平指针____________(选填:“向左偏转”、“向右偏转”、“指向中间”);碳酸钠()中碳元素的化合价为____________。
(3)实验D中发现一定质量的镁完全燃烧后留下的固体质量比反应前镁条的质量小,联系实验现象,可能的原因是_________________________________________。
(4)从微观角度分析化学反应遵守质量守恒定律的原因是:在化学反应前后,____________保持不变。(填序号)
①原子种类 ②原子数目 ③原子质量 ④分子种类 ⑤分子数目
【答案】(1)ACD
(2) 向右偏转 +4
(3)氧化镁以白烟的形式扩散到空气中未被称量(合理即可)
(4)①②③
【详解】(1)质量守恒定律适用于化学变化,A中没有新物质生成,属于物理变化,不能验证质量守恒定律,B中硫酸铜和铁反应生成硫酸亚铁和铜,能够验证质量守恒定律,C中碳酸钠和稀盐酸反应生成的二氧化碳逸出装置,不能验证质量守恒定律,D中是敞开装置,氧气参加反应,生成的氧化镁部分扩散到空气中,不能验证质量守恒定律,故选ACD;
(2)碳酸钠和稀盐酸反应生成的二氧化碳会逸散到空气中,则反应后质量减小,天平指针向右偏转;
在碳酸钠中,钠元素显+1价,氧元素显-2价,设碳元素的化合价为x,(+1)×2+x+(-2)×3=0,x=+4;
(3)镁燃烧消耗氧气,生成氧化镁,生成的氧化镁以白烟的形式扩散到空气中未被称量,所以导致一定质量的镁完全燃烧后留下的固体质量比反应前镁条的质量小;
(4)化学变化的实质为原子的重新组合,而反应前后原子的种类、数目、质量都不变,则物质的总质量不变,故①②③反应前后保持不变。
14.(25-26九年级下·湖南长沙·阶段检测)“健康是幸福生活最重要的指标,健康是1,其他是后面的0”。化学兴趣小组开展“化学元素与身体健康”研究。他们对某品牌补钙剂(主要成分为碳酸钙)进行探究。取10片该补钙剂(每片)研磨成粉,置于烧杯中,加入稀盐酸,恰好完全反应(钙片中其他成分不与盐酸反应)。实验数据如表所示:
物质
反应前总质量
反应后总质量
质量/g
110.0
106.7
(1)根据质量守恒定律,反应生成二氧化碳的质量为___________g。
(2)计算该品牌钙片中碳酸钙的质量分数。
【答案】(1)3.3
(2)设10片补钙剂中的质量为。
解得
10片补钙剂总质量为,的质量分数为。
答:该补钙剂中的质量分数为75%。
【详解】(1)根据质量守恒定律,反应前后总质量的差值就是生成逸出的二氧化碳质量为 。
(2)见答案。
15.(2026·西藏日喀则·三模)《天工开物》有关火法炼锌工业记载:炉甘石(主要成分)和碳发生反应可以制取锌。主要反应原理:。利用炉甘石与足量的碳充分发生反应生成气体的质量如图所示:
(1)反应中的化学式为__________。
(2)计算炉甘石中的质量分数。(写出完整解题过程)
【答案】(1)CO
(2)
解:设炉甘石中的质量为
炉甘石中的质量分数=
答:炉甘石中的质量分数为62.5%。
【详解】(1)根据质量守恒定律,反应前后原子种类、数目不变。反应物中总共有1个、3个、3个,生成物已知有1个,因此中共含3个、3个,每个含1个和1个,故的化学式为。
(2)过程见答案。
压轴攻坚
16.(2026·山东临沂·二模)宋朝王希孟的《千里江山图》历经千年,依旧色彩艳丽。关键在于使用了石青、石绿等传统颜料,其中石青又称蓝铜矿,其主要成分可表示为,该物质受热时会分解生成氧化铜、水和二氧化碳,且分解前后各元素化合价均不变。兴趣小组利用如图所示装置探究石青的组成。(已知:装置气密性良好。不与样品中的成分反应。浓硫酸能够吸收水蒸气,碱石灰可以吸收二氧化碳和水蒸气。矿石中杂质受热不分解,装置乙、丙、丁中试剂均足量。)
兴趣小组取4.00克干燥样品进行实验,实验结束测得装置乙的质量增加0.18克,装置丙的质量增加0.88克,下列说法错误的是
A.若无装置丁,测得中x的值无影响
B.该石青样品中的质量为3.46 g
C.石青的主要成分分解生成水和二氧化碳的分子个数比为
D.加热前需要通入氮气以排出装置内的空气
【答案】C
【详解】石青受热分解生成、和,装置乙吸收水蒸气,测得生成水的质量为。装置丙吸收,测生成的质量为。根据反应前后原子个数不变,可写出该反应的化学方程式。
A、装置丁仅避免外界气体干扰丙的测量,不影响乙测得的水的质量,由氢元素守恒(来自水的质量)计算,因此对的值无影响,A正确。
B、根据化合物化合价代数和为0:,即;根据化学方程式,和的相对分子质量乘化学计量数之比,等于实际质量之比,得,得,联立得,化学式为,写出化学方程式,,的相对分子质量为346,的相对分子质量18,质量0.18g,可计算得到的质量等于,B正确。
C、根据化学方程式,生成水和二氧化碳的分子个数比等于它们的化学计量数之比,为,不是,C错误。
D、加热前通排尽装置内空气,避免装置中的水蒸气和被乙、丙吸收,干扰测量结果,D正确。
17.(22-23九年级·江苏宿迁·阶段检测)二氧化锰因应用广泛而备受关注。某研究小组采用下图装置通过焙烧MnCO3制取MnO2,发生反应的化学方程式为:
(1)实验过程中,石英管内剩余固体的质量和成分随温度的变化如上图所示,则焙烧MnCO3制取MnO2应该控制反应的温度不高于_______°C。
(2)加热从300°C升高到900°C过程中,剩余固体中锰元素的质量分数逐渐增大的原因是_______。
(3)试根据化学方程式求46.0 g MnCO3通过熔烧最多制得的MnO2的质量是多少?_______(请写出计算过程)
(4)若把反应温度控制在900°C,充分反应后管内剩余固体的质量为_______g。
【答案】(1)300
(2)二氧化锰分解失去氧元素,锰元素质量分数变大
(3)设最多制得的MnO2的质量是x
答:最多制得的MnO2的质量是34.8g。
(4)28.4
【详解】(1)由图可知,300℃后二氧化锰分解,所以焙烧温度要控制在300℃以下,故填:300;
(2)二氧化锰变成三氧化二锰、氧化锰的过程中锰元素质量分数增大是因为失去了氧元素,故填:二氧化锰分解失去氧元素,锰元素质量分数变大;
(3)根据方程式代入计算,可知二氧化锰的质量,具体过程见答案;
(4)反应过程中锰元素始终存在固体中,根据锰原子不变找到碳酸锰和氧化锰之间的关系进行计算,设氧化锰的质量为m
故填:28.4。
18.过氧化钙(化学式为CaO2)能杀菌消毒,且能与水反应产生氧气【反应的化学方程式为 】。某学习小组为了测定不纯过氧化钙样品(所含杂质不溶于水也不与水反应)中过氧化钙的质量分数,称取10.0g样品于烧杯中,向其中加入足量的水,在实验过程中用电子天平测得的数据记录如下表:
时间(t)/min
0
t1
t2
t3
烧杯内物质的总质量/g
150.0
149.2
148.4
148.4
(1)完全反应后生成氧气的质量是 。
(2)求该样品中所含过氧化钙的质量分数(写出计算过程);
(3)请在下图中画出反应过程中剩余样品的质量随时间变化的曲线,并作必要的标注。
【答案】(1)1.6g;
(2)解:设样品中过氧化钙的质量为x
过氧化钙的质量分数为:
答:样品中过氧化钙的质量分数为72%。
(3)曲线如图所示
【详解】(1)由题干可知,反应生成气体,所以烧杯中物质的减少量就是生成氧气气体的质量,为:150.0g-148.4g=1.6g;
(2)见答案。
(3)分析表格提供数据可知,当时间为t2分钟时,烧杯中物质质量不再改变,此时反应已经完毕,消耗样品中过氧化钙质量为7.2g,剩余样品质量为10g-7.2g=2.8g,故曲线如图所示:
。
19.(25-26八年级下·山东烟台·期中)质量守恒定律的发现,对化学的发展做出重要贡献。同学们进行如下探究:
【提出问题】化学反应中,参加反应的物质质量总和与生成物的质量总和是否相等?
【科学史话】实验一:1756年,俄国科学家罗蒙诺索夫,把锡放在密闭容器里煅烧,生成白色的氧化锡,但容器和容器里物质的总质量,在煅烧前后并没有发生变化。
实验二:1774年,拉瓦锡将45.0 份质量的氧化汞加热分解,恰好得到了41.5份质量的汞和3.5份质量的氧气。
【进行实验】实验三:同学们利用白磷燃烧进行实验,装置如图所示,结果反应前后质量相等。
【实验分析】
(1)实验一中若放入锡的质量为m克,密闭容器内氧气的质量为n克,则生成的氧化锡的质量可能___________克(填字母序号,下同)。
A.等于m+n B.大于m+n C.小于m+n
(2)实验二中发生反应的微观图示如图,该反应中没有发生变化的具体微粒名称是___________。
(3)实验三中气球的变化情况是___________。若锥形瓶底部不铺细沙,可能导致的结果是___________。实验过程中,托盘天平(反应前已调平衡)分度盘指针的变化是___________。
A.始终指在中间 B.先向左偏,后指向中间 C.先向右偏,后指向中间
【拓展迁移】某兴趣小组利用科学家们发现的原理开展了相关探究。
(4)第一小组:定性研究。将维生素在氧气中点燃,分别用干冷的玻璃片和沾有澄清石灰水的玻璃片置于火焰上方,观察到___________和___________现象。通过检验燃烧产物中的水和二氧化碳,能证明维生素C中一定含有碳元素、氢元素。
(5)第二小组:定量研究。取维生素C 17.6g,放入足量的氧气中完全燃烧,通过一定的实验装置分别吸收产物,测得生成26.4g二氧化碳和7.2g水。根据计算由此确定维生素C中含氧元素的质量为___________g。
【答案】(1)AC
(2)汞原子、氧原子
(3) 先变大后变瘪 锥形瓶底受热不均匀而炸裂 C
(4) 干冷的玻璃片表面有水雾 澄清石灰水变浑浊
(5)9.6
【详解】(1)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;若锡和氧气恰好完全反应,则反应后生成物的质量等于m+n,若其中一种物质有剩余,则反应后生成物的总质量会小于m+n,故选AC。
(2)化学反应前后原子的种类不变,故该反应中没有发生变化的微粒名称是汞原子和氧原子。
(3)红磷燃烧放热,且红磷消耗氧气,实验三中气球的变化情况是先变大后变瘪,则实验三中气球的作用是密封和缓冲气压;若锥形瓶底部不铺细沙,磷燃烧时放热会使锥形瓶底受热不均匀而炸裂。白磷燃烧时气球体积变大,受到向上的浮力,且浮力变大,左边托盘质量变小,指针向右偏转,白磷熄灭后,气球恢复原状,浮力消失,化学反应前后遵循质量守恒定律,后指针指向中间,故选C。
(4)将维生素在氧气中点燃,分别用干冷的玻璃片和沾有澄清石灰水的玻璃片置于火焰上方,通过检验燃烧产物中的水和二氧化碳,能证明维生素C中一定含有碳元素、氢元素,水蒸气遇冷冷凝成小液滴,二氧化碳气体能使澄清石灰水变浑浊,观察到干冷的玻璃片表面有水雾,澄清石灰水变浑浊。
(5)根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变,元素质量不变,二氧化碳中碳元素与水中氢元素的质量总和等于维生素C中碳元素与氢元素的质量总和,故二氧化碳中碳元素= ,水中氢元素的质量= :氧元素的质量=。
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