第5单元化学方程式1.docx
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第5单元化学方程式1
第五单元化学方程式
【知识网络】
课题1质量守恒定律
【考点透视】
一、考纲指要
1．实验认识质量守恒定律，了解化学反应中的质量关系。
2．从微观角度认识质量守恒定律守恒的原因。
3．理解化学方程式的意义。
二、命题落点
1．考查对质量守恒定律的理解，并能设计实验探究质量守恒定律，如例1。
2．能从微观角度解释质量守恒定律守恒的原因和应用，如例2。
3．能用质量守恒定律判断物质的元素组成及推断物质的化学式，如例3。
4．能用质量守恒定律解释日常生活中的现象例4。
5．给出某具体化学反应方程式，能说出其所代表的涵义或信息，如例5。
【典例精析】
例1：
（2005·四川省）为了验证质量守恒定律。
甲、乙、丙三位同学各做了一个实验。
（1）甲同学用实验测定的数据有：
木炭和坩埚的总质量mg；其燃烧后灰烬和坩埚的总质量为ng。
m和n的关系为：
mn（填“<”或“>”或“=”）。
（2）乙同学用实验测定的数据有：
光亮的铁钉的质量为xg；其生锈后的质量为了yg。
x和y的关系为：
xy（填“<”或“>”或“=”）。
（3）丙同学实验测定的数据有：
锌、硫酸铜溶液和烧杯的总质量为ag；其反应后的混合物和烧杯的总质量为bg。
a与b的关系为：
ab（填“<”或“>”或“=”）。
（4）通过对三个实验的分析，你认为用有气体参加或生成的化学反应来验证质量守恒定律时，应，才能判定参加化学反应的反应物总质量和生成物总质量是否相等。
解析题中的三个实验，分别是有气体生成、有气体参加的反应及溶液中既无气体参加也无气体生成的反应。
实验数据表面上所得出的结论截然不同，实验
（1）仅测定反应后灰烬和坩埚的总质量；实验
（2）测定的是反应后的混合物和烧杯的总质量。
它们都忽略了气体的质量。
实验（3）中没有气体参加反应，也没有气体生成，其数据真实地体现了反应前后物质的质量关系。
答案：
（1）>
（2）<（3）=（4）在密闭的体系中实验
例2：
（2003·大连市）化学反应前后，下列各项中，肯定没有变化的是：
（）
①原子数目；②分子数目；③元素种类；④物质的总质量；⑤物质的种类；⑥原子的种类
A．①③④⑤⑥B．①③④⑥C．①②⑥D．①③⑤
解析可从质量守恒定律和化学反应实质去考虑问题：
参加化学反应的各物质的质量总和等于生成的各物质的质量总和；在化学反应中，分子分解成原子，原子重新组合成新的分子，原子的种类、数目、质量均不发生变化。
答案：
B
例3：
（2004·泉州市）绿色植物进行光合作用的过程如下：
则关于淀粉组成的说法中正确的是（）
A.只含镁、氢元素B.含有碳、氧、氢三种元素
C.含有碳氢元素、可能含有氧元素D.无法确定
解析根据质量守恒定律，化学反应前原子种类、原子个数、原子质量都不改变，由光合作用的反应物是二氧化碳和水，可知生成物淀粉中一定含有碳、氢元素，又由于生成了氧气，二氧化碳和水中的氧元素是否全部转化为氧气不能确定，所以淀粉中可能含有氧元素。
答案：
C
例4：
（2004·宜昌市）小新用在空气中燃烧镁带的实验来探究质量守恒定律：
（1）镁带燃烧的化学方程式为。
（2）完全燃烧后，称量留下固体的质量比反应前镁带的质量还轻，联系实验过程分析，其原因可能有：
；；……
解析此题属于探究型开放试题。
镁在空气中燃烧，有氧气参加反应，生成物氧化镁又是固体，按理来说生成的氧化镁的质量应大于参加反应镁的质量，为什么氧化镁的质量反而小了呢？
肯定实验中造成了一部分氧化镁损失掉了，这就要从实验过程中的实际情况来分析，实验中有白烟冒出，反应后坩埚钳上留有白色粉末等。
答案：
（1）2Mg＋O2
2MgO
（2）镁带燃烧时有一缕白烟（氧化镁）向空气中扩散，造成氧化镁的损失，镁带燃烧时夹镁带的坩埚钳上有一层白色粉末，此粉末为氧化镁，也造成氧化镁的损失，称量误差；……（其他合理答案均可）
例5：
（2005·南京市）右下图四位同学正在讨论某一个化学方程式表示的意义，他们所描述的化学方程式是（）
A．S+O2SO2
B．2CO+O22CO2
C．2H2+O22H2O
D．CH4+2O2CO2+2H2O
解析本题利用图示展示了化学方程式表示的意义，根据各物质的分子个数比为2：
1：
2排除A、D，再根据各物质的质量比为1∶8∶9，排除B。
答案：
C
【常见误区】
1．质量守恒定律成立的原因理解的不够透彻：
①根据化学反应的本质，原子的重组，即参加反应的各原子的种类、数目不变，质量也基本不变；②在宏观上，元素的种类和质量也不变。
如例2。
2．对质量守恒定律的适用范围含糊不清：
①必须在化学反应中，如：
100g酒精和100g水混合形成200g酒精溶液，并不能用质量守恒定律解释；②在利用质量守恒定律时，一定要注意是参加反应的总质量和生成物的总质量才相等。
如：
酒精燃烧后，质量逐渐减少，用质量守恒定律来解释的话，参加反应的酒精和氧气的质量总和应该与生成的二氧化碳及水的总质量相等，而二氧化碳和水散失在空气中，无法称得质量，所以质量减少。
而铁钉生锈后质量会增加，则是因为参加反应的铁和氧气的质量总和等于生成的铁锈的质量，当然铁锈的质量就会大于原先金属铁的质量。
【基础演练】
1.宣传科学知识，揭露伪科学是我们的义务，下列说法中，属于伪科学的是（）
A.氢气可用作高能燃料B.以石油为原料可蒸馏出汽油等产品
C.农业上主要施用含氨、磷、钾元素的肥料D.“气功”能使铜变成金
2．下列装置不能用做证明质量守恒定律实验的是（ ）
3．如右图所示，二分子的甲反应生成二分子的乙与一分子的丙，已知甲、乙、丙三者为不
同的纯净物。
则从图示中获得的下列信息中错误的是（）
Ａ．分子的种类在化学反应中发生了改变
Ｂ．该反应的反应类型为分解反应
Ｃ．化学变化中原子的种类没有改变Ｄ．乙分子中含有4个A原子、2个B原子
4．在反应中，当1.6gX与Y完全反应后，生成R的质量为4.4g，且反应后生成的R和M的质量之比为11:
9，则在此反应中Y和M的质量比是（）
A.23:
9B.16:
9C.32:
9D.46:
9
二、简答题
5．早在17世纪，质量守恒定律被发现之前，英国化学家波义耳曾做过一个实验：
在密闭的玻璃容器中燃烧金属，得到了金属灰，然后称量金属灰的质量，发现比原金属质量增加了。
（1）试解释金属灰质量比原金属质量增加的原因。
（2）由于波义耳称量方法上的原因，他错过了发现质量守恒定律的机会。
请你改进他的称量方法，以验证质量守恒定律。
三、填空题
6.如图所示为用加热后的玻璃棒点燃白磷，来测定白磷燃烧前后质量的变化情况，用来验证质量守恒定律的实验。
（1）写出白磷燃烧的化学方程式_____________________________。
（2）白磷在锥形瓶中燃烧时，常常导致瓶塞被冲开，实验失败。
导致瓶塞被冲开的原因是_____________________________________。
（3）为了防止瓶塞被冲开，你能将实验作如何的改进？
________________。
（4）实验时，用加热后的玻璃棒点燃白磷，你还能找出其他方法点燃瓶内的白磷吗？
________________________________________________________。
7．某同学看到方程式
，即想到以下两点，你能想到更多吗？
请把你的想法补充到下面的空格中。
（1）磷在氧气中燃烧，同时生成大量的白烟；
（2）反应前后元素的种类不变，都是氧元素和磷元素；（3）；（4）；（5）；（6）；（7）。
三、实验与探究
8．小刚和小洁以“化学反应中，反应物和生成物的质量关系”为课题进行科学探究，请填写以下探究过程中的空格：
【提出假设】化学反应中，反应物与生居物的质量
（1）。
【确定研究方法】分析推理、查阅资料、实验探究。
【设计并进行实验】小刚设计的实验装置和选用药品如A图所示，小洁设计的实装置和选用药品如B图所示，他们在反应前后都进行了规范的操作、准确的称量和细致观察。
【实验结论】小刚认为：
在化学反应中，生成物的总量与反应物的总质量不相等。
小洁认为：
在化学反应中，生成物的总质量与反应物的总质量不相等。
小结认为：
在化学反应中，生成物的总质量与反应物的总质量相等。
你认为
（2）的结论正确，请谈谈导致另一种结论错误的原因。
（3）
【结论分析】请从原子的角度，简要分析你认为正确的结论。
（4）
【查阅资料】小刚和小洁通过阅资料了解到：
法国伟大的科学家拉瓦锡，早在18世纪就围绕这个问题，进行了准确、缜密的研究，并做出了科学结论。
【交流表达】请简要谈一下，你认为这条科学结论有什么重大意义？
（不超过30字）（5）。
【结论】环保部门常用I2O5测定空气受CO污染的程度，发生反应的化学反应方程式为I2O5+5CO═I2+5X根据生成X的多少，可以判断CO的含量，X的化学式是（6）。
9.某些地区的农民将玉米秸秆粉碎后放在密闭的沼生池内发酵制沼气，发酵后的残余物可做农家肥。
沼气的主要成分是甲烷（化学式为CH4），据此化学小组的同学围绕“玉米秸秆主要由哪些元素组成”的问题展开了以下探究活动。
[猜想与假设]根据沼气的成分猜想玉米秸秆中主要含有碳元素、氢元素。
[设计方案进行探究]
探究步骤
预计现象
相关结论
用坩埚坩夹持一小段烘干的玉米秸秆，点燃后伸入盛有氧气的集气瓶中
玉米秸秆剧烈燃烧，火焰熄灭后能够观察到瓶壁上有水珠
产物中有______
向集气瓶中滴入少量____________
能够观察到______________
产物中有CO2
[结论与解释]
⑴将玉米秸秆烘干的目的是：
①干燥，使其容易燃烧；②____________________。
⑵根据以上探究，同学们得出结论，秸秆中含有C、H、O三种元素。
[反思与评价]
你认为同学们得出的结论是否正确________，理由是______________________________。
课题2如何正确书写化学方程式
【考点透视】
一、考纲指要
1．了解书写化学方程式应遵循的两个原则。
2．掌握书写化学方程式的方法。
二、命题落点
1．根据化学方程式宏观和微观意义，能正确读出化学反应方程式，如例1。
2．会判断化学方程式的正误，如例2。
3．利用给定信息书写化学方程式，如例3。
4．根据化学方程式，能比较、归纳出各化学方程式间的相同点与区别，如例4。
【典例精析】
例1：
（2005·长沙市）下列有关化学方程式2H2+O2
2H2O的读法正确的是（）
A．氢气和氧气生成水B．氢气加氧气等于水
C．两个氢分子加一个氧分子等于两个水分子D．氢气和氧气在点燃条件下反应生成水
解析化学方程式所表示的意义有：
（1）表明了化学反应中反应物和生成物；
（2）表明了该反应进行的条件；（3）表明了各物质之间的质量关系，即各物质之间的质量比。
本题中对化学方程式的读法，化学方程式中“+”表示“和”的意思，“=”表示生成的意思，反应条件也要读出，故选D。
答案：
D
例2：
（2002·北京东城区）下列有关铁的化学方程式中，错误的是（）
A．3Fe+2O2
Fe3O4B．2Fe+6HCl=2FeCl3+3H2↑
C．Fe+CuS04==FeSO4+CuD.Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2
解析此题为判断化学方程式书写的正误题.根据书写化学方程式的原则和步骤可以判断出B项中Fe与HCl反应生成FeCl2,而不是FeCl3,违背了客观事实.
答案：
B
例3：
（2003·南京市）航天飞机用金属铝和高氯酸铵（NH4ClO4）的混合物体为固体燃料。
加热铝粉使其被氧化放出大量的热，使混合物中的高氯酸铵分解，同时生成四种气体，两种是空气中的主要成分，一种气体是氯气，还有一种是常见的氧化物，因而产生巨大的推动力。
试写出其中涉及到的化学方程式。
（1）铝粉被氧气氧化;
（2）高氯的铵受热分解。
解析该题为高新技术信息题、题中铝被氧化的反应相对简单，难点在如何理解高氯酸铵的分解上。
高氯酸铵分解产生四种气体：
一种为氯气；两种是空气中的主要成分，应为氧气和氮气；另外一种是常见的氧化物，是什么元素的氧化物呢？
结合质量守恒定律分析，应该是氢的氧化物——水蒸气。
确定了反应物、生成物及反应条件、应该不难写出化学方程式。
答案：
（1）4Al+3O2
2Al2O3
（2）2NH4ClO4
N2↑+O2↑+Cl2↑+4H2O↑
例4：
（2005·黄冈市课改区）甲、乙、丙是三个实验的示意图，根据图中所发生的化学反应现象及化学反应原理，进行总结归纳并回答下列问题：
（1）所发生的三个反应有多个共同的特点，分别是① ；②；
③；④……（只答四点即可）。
（2）甲实验进行时，燃烧匙中硫的状态是。
（3）任选上述三个实验中的一个，写出反应的化学方程式：
。
解析题中给出了提示：
“从发生的化学反应现象及化学学原理进行归纳总结”。
三个反应的共同有：
①都是物质跟氧气反应；②都是固体跟气体反应；③反应都需点燃才能进行；④反应都放热；⑤反应都是化合反应；⑥生成物都是氧化物；⑦……甲实验时，硫先熔化成液体又气化燃烧，燃烧匙中我们看到的是液态硫；化学方程可任选一个。
答案：
⑴①反应都是化合反应；②反应的条件都是点燃；③反应都是放出热量；④生成物都是氧化物。
⑵液态⑶S+O2点燃SO2（或4P+5O2点燃2P2O5或4Al+3O2点燃2Al2O3）
【常见误区】
1．在化学方程式书写中常出现的错误是不配平、反应条件不写、化学式写错等。
为避免化学式写错，可根据化学式中化合价代数和是否为零来判断；对于方程式不配平和反应条件不写，避免遗漏的方法是在平时书写化学方程式时就要养成写完方程式后仔细观察反应前后各元素的原子个数是否相等以及随手写反应条件及“↑”“↓”的良好习惯，
2．配平时只能在化学式前配上适当的化学计量数，绝不能改动化学式右下角表示原子或原子团个数的小数字，或在化学式中添加小数字。
【基础演练】
1．化学方程式
可读作（）
A．硫加氧等于二氧化硫B．硫加氧气点燃后生成二氧化硫
C．硫和氧气点燃生成二氧化硫D．一个硫和一个氧点燃后生成一个二氧化硫
2．在一密闭容器内有X、Y、Z、Q四种物质，在一定条件下充分反应，反应前后各物质的质量如下表：
物质
X
Y
Z
Q
反应前质量/g
2
2
84
5
反应后质量/g
待测
24
0
14
试判断该密闭容器中发生的反应属于（）
A．化合反应B．置换反应C．分解反应D．复分解反应
3．科学实验证明，空气中的微量臭氧（O3）可以抵抗阳光中紫外线对人体的危害，空调和冰箱中的致冷剂“氟里昂”是一种氟氯烃（以M代替），它可以破坏臭氧层，其反应过程为：
M+O3→MO+O2MO+O→M+O2，则M在该反应中是（）
A．氧化剂B．还原剂C．催化剂D．稳定剂
4．下列图形能形象地表示某化学反应前后反应物、生成物的分子变化，
其中“”、“”、“”分别表示三种不同物质的分子。
该化学反应的基本类型是（）
A．复分解反应B．分解反应
C．置换反应D．化合反应
二、填空题
5．写出下列有关化学方程式：
（1）法医常用马氏试砷法来证明是否为砒霜（As2O3）中毒，其原理是：
用锌和盐酸与试样混合在一起，若试样中含有砒霜，则会发生反应，生成砷化氢（AsH3）、氯化锌和水，写出该反应的化学方程式：
。
（2）市售打火机里装的不是汽油，而是液体丁烷（C4H10），丁烷在空气中燃烧后产生二氧化碳和水蒸气，写出丁烷完全燃烧的化学方程式。
（3）二氧化钛（TiO2）是优良的白色颜色。
它的生产工艺流程中，有一步反应是用四氯化钛（无色液体）跟空气中的水接触，即产生二氧化钛，并伴有大量酸雾。
写出该反应的化学方程式：
。
（4）烧水的铝壶中常结有一层水垢（水垢的主要成分是CaCO3），用适量的稀盐酸可以除去它，反应的化学方程式是。
若盐酸的用量过多，会损坏铝壶，原因是（写化学方程式）。
6．通过学习，我们已经知道了下列反应：
①C+O2
CO2②2CO+O2
2CO2③CH4+2O2
CO2+2H2O④C2H5OH+3O2
2CO2+3H2O
通过对上述四个反应的化学方程式的分析，你能总结出哪些规律性的结论?
7．在化学反应中，物质所含元素的化合价发生变化的反应就是氧化－还原反应。
例如：
2
+
2=2
反应前后，Na、Cl元素的化合价发生了变化，该反应是氧化－还原反应。
（1）根据化合价是否变化分析，下列反应属于氧化－还原反应的是（填序号）：
。
A．2Mg+O2点燃2MgOB．CaO+H2O＝Ca（OH）2C．2KClO3
2KCl+3O2↑
D．CaCO3高温CaO+CO2↑E．H2+CuO加热Cu+H2OF．HCl+NaOH＝NaCl+H2O
（2）根据上面的分析和推理，对四种基本反应类型是否属于氧化还原反应，做出恰当概括：
置换反应；化合反应；
分解反应；复分解反应；
8．把铁粉和硫粉以适当的质量比均匀混合，堆放在石棉网，然后用烧红的玻璃棒的一端接触混合物。
这时部分混合物迅速变成红热状态，移开玻璃棒后，反应继续剧烈进行，全部混合物呈红热状态，冷却后得到黑色的固体化合物——硫化亚铁。
①这一变化的化学方程式是。
②铁跟硫反应时是吸收热量还是放出热量？
。
③用什么实验可以证实反应中铁已从游离态变成化合态。
④从理论上计算，为使铁粉和硫粉都能全部反应，两者最佳质量比应是。
9.经过学习我们可以初步认识到：
化学反应的快慢、现象、生成物等与反应物量的多少、反应条件有着密切的关系。
请各举一例说明：
（1）使用催化剂，能改变化学反应的速率：
。
（2）反应物的量不同，生成物可能不同：
。
（3）反应物的量不同，反应现象可能不同：
。
10．用好化学用语和溶解性表，对日后化学的学习是非常有帮助的。
请按要求写出以下反应的化学方程式（所选的反应物在右表的范围内，
OH-
NO3-
Cl-
SO42-
CO32-
H+
—
溶、挥
溶、挥
溶
溶、挥
Na+
溶
溶
溶
溶
溶
Ca2+
微
溶
溶
微
不
Ba2+
溶
溶
溶
不
不
Cu2+
不
溶
溶
溶
不
并且不能重复选用）：
1）一种酸和一种碱；
2）一种酸和一种盐；
3）一种碱和一种盐；
4）一种盐和另一种盐。
课题3利用化学方程式的简单计算
【考点透视】
一、考纲指要
1．掌握由一种反应物（或生成物）的质量求生成物（或反应物）质量的计算。
2．掌握含一定量杂质（杂质不参加反应）的反应物或生成物的化学方程式计算。
3．掌握化学方程式和溶液的有关综合计算。
二、命题落点
1．利用参加反应的反应物质量总和等于生成物质量总和这一关系，求反应中某物质的质量或相对分子质量，如例1。
2．已知某一反应物或生成物的质量，计算恰好完全反应的另一种反应物或生成物的质量，如例2。
3．含一定量杂质的反应物或生成物质量的计算，如例3。
4．根据化学方程式和溶液的有关联系解决实际问题的综合性计算，如例4。
5．依据实验数据的有关化学方程式计算，如例5。
6．依据图形的有关化学方程式计算，如例6。
【典例精析】
例1：
（2005·南通市）密闭容器内有A、B、C、D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下：
物质
A
B
C
D
反应前质量/g
19.7
8.7
31.6
O．4
反应后质量/g
待测
17.4
0
3.6
下列说法正确的是（）
A．物质C一定是化合物，物质D可能是单质
B．反应后密闭容器中A的质量为19.7g
C．反应过程中，物质B与物质D变化的质量比为87∶36
D．若物质A与物质C的相对分子质量之比为197∶158，则反应中A与C的化学计量数之比为l∶2
解析由题中所给的数据可知：
C反应后质量没有了，说明是反应物，而B、D反应后质量都增加了，说明是生成物，C反应掉31.6g，B、D共生成的质量只有11.9g，说明A也生成物，且生成的质量为19.7g，则该反应为分解反应，C一定是化合物，A、B、D可能是化合物，也可能是单质；然后由质量比、相对分子质量比求化学计量数比。
答案：
AD
例2：
（2004·北京市）甲醇（CH3OH）是一种有毒、有酒的气味的可燃性液体。
甲醇在氧气中不完全燃烧可发生如下反应：
8CH3OH+nO2
mCO2+2CO+16H2O。
若反应生成3.6g水，请计算：
（1）m值是
（2）参加反应的氧气质量是多少克？
（写出规范计算步骤）
解析此题要求运用质量守恒定律，去确定化学计量数。
质量守恒定律不仅体现在宏观上总质量相等、元素的质量相等，还体现在微观上原子个数相等。
根据碳原子数反应前后相等，8=m+2，m=6；反应前后氧原子个数为8+2n=6×2+2+16，n=11，然后根据化学方程式，由生成3.6g水，求参加反应的氧气的质量。
答案：
（1）6
（2）8+2n=6×2+2+16n=11
设参加反应的氧气质量为X
8CH3OH+11O2
6CO2+2CO+16H2O
11×3216×18
x3.6g
x=4.4g
答：
参加反应的氧气为4.4g。
例3：
（2005·江西省）化学兴趣小组为了测定某钢铁厂生铁样品中铁的质量分数，在实验室将5.8g生铁样品放入烧杯中，加入50g稀硫酸恰好完全反应（杂质不参加反应），反应后称得烧杯中剩余物质的总质量为55.6g。
求：
（1）产生氢气的质量是多少？
（2）该生铁样品中铁的质量分数？
（结果保留一位小数）
解析5.8g铁样品，55.6g稀硫酸均为混合物，其质量匀不能直接应用于化学方程式的计算。
由铁样品和稀硫酸反应后剩余物质的总质量减少可得出生成氢气的质量，进而求出样品中铁的的质量及铁的质量分数。
答案：
解：
（1）依题意知生成氢气的质量：
50g+5.8g-55.6g=0.2g
（2）设样品中铁的质量为x。
Fe+H2SO4
FeSO4+H2↑
562
x0.2g
答：
（1）生成氢气0.2g
（2）生铁样品中铁的质量分数为96.6%。
例4：
（2004·浙江衢州市）单晶硅是重要的半导体材料，是某市的拳头产品，该市某厂生产的单晶硅曾用于制造我国的第一颗人造卫生。
在硅及相关产品的生产中排放的废水含有HCl。
该厂化验员对本厂排放的废水中HCl的质量分数进行测定：
将20mL废水（假定其密度为1g/cm3）样品置于锥形瓶中，用质量分数为1%的氢氧化钠溶液进行中和，共用去氢氧化钠溶液8g（假设废水中不含其他能与氢氧化钠溶液反应的物质）。
（1）计算该废水中含HCl的质量分数。
（2）该厂每天产生废水100t，若直接排放将对环境造成污染，必须进行无害化处理后才能进行排放，现准备用氢氧化钙粉末或质量分数为10%的氢氧化钠溶液进行中和。
有关数据如下表所示：
物质
物质（或溶质）的相对分了质量
市场参考价元/吨
氢氧
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