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第五單元　化學方程式 目錄： 考點梳理 規(guī)律方法探究 自主測試 考點梳理 一、質量守恒定律 1.定義 _參加化學反應___的各物質的質量總和，等于__反應后生成__的各物質的質量總和。 2.理解 (1)定律是針對化學變化而言的，不能用于解釋物理變化中的質量守恒。 (2)定律中“參加反應的各物質質量”是指實際參加了化學反應的質量，未參加反應的質量不能計算在內。 (3)從微觀角度分析，“質量守恒”的原因是：化學反應前后，原子的種類、數(shù)目、質量都沒有改變。 3.應用 (1)解釋反應前后物質的質量變化及用質量差確定某一物質的質量。 (2)推斷反應物或生成物的化學式。 (3)確定物質的組成元素。 (4)進行各物質間量的計算。 二、化學方程式 1.定義 用__化學式__來表示化學反應的式子。 2.意義 (1)質的方面：表明__反應物__和_____生成物__及反應條件。 3.讀法(以4P+5O2 2P2O5為例) (1)質的方面 磷和氧氣在__點燃_的條件下反應生成_五氧化二磷__。 (2)量的方面 ①每_124__份質量的磷和_160__份質量的氧氣完全反應生成__284__份質量的___五氧化二磷__。 ②每__4_個磷原子和__5_個氧氣分子完全反應生成_2_個_五氧化二磷__分子。 4.書寫原則 (1)必須以__客觀事實為基礎，絕不能憑空臆想、臆造事實上不存在的_物質_和化學反應_。 (2)要遵守__質量守恒定律__，等號兩邊的各原子的_種類___與__數(shù)目__必須相等。 注意： (1)化學方程式必須尊重客觀事實。 (2)在配平過程中不得更改化學式中的小角碼，只能更改化學式前的化學計量數(shù)。 (3)配平后不要忘記標明反應條件，缺少條件的化學反應一般是不能發(fā)生的；在標出生成物的狀態(tài)時要注意：如果反應物和生成物中都有氣體，氣體生成物就不注“↑”號。同樣，溶液中的反應如果反應物和生成物中都有固體，固體生成物也不注“↓”號。 6.配平化學方程式 (1)依據(jù)。 左右兩邊各元素的原子個數(shù)相等，即質量守恒。 (2)方法。 ①觀察法：對于一些簡單的化學方程式，可直接觀察左右兩邊各物質的化學式，在相應物質的化學式前配上適當?shù)幕瘜W計量數(shù)，使之相等即可。 ②最小公倍數(shù)法：選擇在反應式兩邊各出現(xiàn)過一次，且原子個數(shù)相差較多的元素作為突破口，求出反應物與生成物中該元素原子個數(shù)的最小公倍數(shù)，再推出各化學式前的化學計量數(shù)。 三、化學反應的類型 1.根據(jù)反應物、生成物的種類和數(shù)目分為四種基本類型 2.根據(jù)在化學反應中得、失氧分類 四、根據(jù)化學方程式進行的有關計算 1.計算依據(jù)：化學方程式中各物質之間的質量關系。 2.計算的步驟：“設、寫、找、列、求、答”，即：第一，設出未知數(shù)；第二，寫出正確的化學方程式；第三，找出已知量和未知量的質量關系；第四，列出正確的比例式；第五，求出未知數(shù)；第六，寫出簡明答案。 為了便于記憶，化學方程式的計算可編成如下口訣： 一解二設最后答，化學方程式不能錯； 準確找到質量比，純量代入不摻假； 所有單位須一致，列式計算解決它。 3.基本題型： 第一，有關純凈物的化學方程式的計算； 第二，含雜質物質(雜質不參加反應)的計算； 第三，溶液中的有關化學方程式的計算； 第四，過量計算； 第五，無數(shù)據(jù)(或缺數(shù)據(jù))計算； 第六，有關圖像及數(shù)據(jù)分析題。 規(guī)律方法探究 歸類示例一　質量守恒定律 【例1】 在教師引導學生進行“化學反應中，反應物與生成物的質量關系”的實驗探究。下圖中實驗裝置和選用藥品分別以A、B、C、D表示： A、B、C、D四個實驗分別由甲、乙、丙、丁四個組的同學來完成，他們都進行了規(guī)范的操作、準確的稱量和細致的觀察。 (1)A實驗：白磷剛引燃，立即將錐形瓶放到天平上稱量，天平不平衡，結論是質量不守恒。等錐形瓶冷卻后，重新放到托盤天平上稱量，天平平衡，結論是質量守恒。你認為結論正確的是　　　后一種　(填“前一種”或“后一種”)，而導致另一種結論錯誤的原因是_ 白磷燃燒放出的熱量使氣體受熱膨脹，氣球脹大產生浮力增大，使得天平不平衡。 (2)丙組同學認為C實驗說明了質量守恒。請你從原子的角度說明守恒的原因：　因為反應前后原子的種類、數(shù)目、質量沒有改變　　　。乙、丁兩組同學得到的錯誤結論是“B、D兩個實驗說明質量不守恒”。請分析B實驗不平衡的原因是　反應后生成的CO2逸出，物質的質量減小?。籇實驗不平衡的原因是 反應后生成的CO2逸出，物質的質量減小　鎂條與空氣中的氧氣反應生成氧化鎂，生成氧化鎂的質量大于鎂的質量。 解析：(1)因為白磷剛引燃時，裝置內氣體受熱膨脹，因此氣球脹大，氣球受到的浮力增大，所以立即將錐形瓶放到天平上稱量，天平不平衡，而待錐形瓶冷卻后，氣球縮小，因此重新放到托盤天平上稱量，天平平衡；(2)C實驗能夠證明質量守恒定律，是由于在化學反應的過程中反應物中的原子重新組合成生成物，反應前后原子的種類、數(shù)目、質量不變，因此反應前后物質的質量相等；B實驗中的鹽酸和碳酸鈣反應生成二氧化碳氣體，二氧化碳氣體會逸出，使反應后容器內物質的質量減小，因此天平不平衡；D實驗中鎂條燃燒時與空氣中的氧氣反應生成氧化鎂，且反應過程中產生的白煙擴散到空氣中，因此天平不平衡。 歸類示例二　化學方程式及其書寫 【例2】 利用工業(yè)煤制乙二醇(重要的化工原料)，因具有低成本、低能耗、低排放等特點而具有非常廣闊的前景，該制備過程如下圖所示?；卮鹣铝袉栴}： (1)“造氣”過程的微觀示意圖如下，則制備合成氣的化學方程式為_ ________________。 (2)合成氣有還原性，可用于冶煉鋼鐵。請寫出合成氣與Fe2O3反應的一個化學方程式： ___ ________ 。 (3)合成氣在不同催化劑作用下，可以合成不同的物質。僅用合成氣為原料且原子利用率為100%，則不可能得到的物質是___AC_____(填字母序號)。 A.草酸(HOOCCOOH) B.甲醇(CH3OH) C.尿素[CO(NH2)2] (4)從煤直接作燃料到用煤制取乙二醇，你得到的啟示是__化學能指導人類合理利用資源(其他合理答案也可)。 (2)CO與Fe2O3在高溫下反應生成鐵和二氧化碳，H2與Fe2O3在高溫下反應生成鐵和H2O； (3)根據(jù)反應前后元素種類不變和質量守恒定律，不可能得到草酸和含氮元素的尿素； (4)化學對資源的開發(fā)利用及促進社會發(fā)展起著重要作用。 歸類示例三　化學反應類型的判斷 【例3】 化學反應有不同的分類方法。對下列反應的分類錯誤的是(　A　) 解析：反應8Al+3Fe3O4 4Al2O3+9Fe是一種單質和一種化合物反應生成另外一種單質和另外一種化合物，因此該反應屬于置換反應，A項錯誤。 歸類示例四　根據(jù)化學方程式的計算 【例4】 向盛有100 g稀硫酸的燒杯中加入一定量的鎂粉，固體完全溶解后，再向所得溶液中加入NaOH溶液，所得沉淀質量與加入NaOH溶液的質量關系如圖所示。 (1)計算氫氧化鈉溶液中溶質質量分數(shù)。 (2)與氫氧化鈉溶液反應所消耗H2SO4的質量是多少克?(要求寫出計算過程) 答案：解:(1)設與硫酸鎂反應消耗NaOH的質量為x, 2NaOH+MgSO4Mg(OH)2↓+Na2SO4 80 58 x 8.7 g 8058=x8.7 g 解得x=12 g 氫氧化鈉溶液中溶質質量分數(shù)為12 g120 g-80 g100%=30% (2)設與氫氧化鈉溶液反應所消耗H2SO4的質量為y, 2NaOH　+　H2SO4Na2SO4+2H2O 80 98 80 g30% y 8098=80 g30%y 解得y=29.4 g 答：(1)氫氧化鈉溶液中溶質質量分數(shù)為30%； (2)與氫氧化鈉溶液反應所消耗H2SO4的質量為29.4 g。 自主測試 1.用下列裝置來驗證質量守恒定律(托盤天平未畫出)，能達到目的的是(　D 　) 解析：A.生成物中有氣體生成，裝置也不是密閉容器，不能驗證；B.兩種物質不反應，不能驗證；C.鎂帶在空氣中燃燒，反應后固體質量會明顯增大，因為有氧氣參加，另外該裝置也不是在密閉容器中進行，不能驗證；D.鐵與硫酸銅反應生成銅與硫酸亞鐵，反應物中沒有氣體參加，生成物中也沒有氣體生成，裝置可不密閉，可以驗證。 2.在下列各項中，化學反應前后肯定沒有發(fā)生改變的是 (　B　) ①原子的數(shù)目?、诜肿拥臄?shù)目　③元素的種類?、芪镔|的總質量?、菸镔|的種類?、拊拥姆N類 A.①③④⑤ B.①③④⑥ C.①④⑥ D.①②③⑤ 解析：根據(jù)化學反應的實質可知，反應前后原子種類、數(shù)目、質量沒有變化，故物質總質量不變，元素種類不變。而化學變化是產生新物質的變化，因此物質種類一定改變，分子個數(shù)可能改變。 3.科研人員研發(fā)了一種以甲醇為原料的新型手機電池，其容量為鋰電池的10倍，可連續(xù)使用一個月才充一次電，其電池反應原理為2CH3OH+3X+4NaOH == 2Na2CO3+6H2O，其中X的化學式為(　A　) A.O2 B.CO C.CO2 D.H2 4.下列化學方程式書寫正確的是(　B　) A.Fe2O3+4HCl ==2FeCl2+3H2O B.CuSO4+2NaOH ==Cu(OH)2↓+Na2SO4 C.3Fe+2O2 == Fe3O4 D.2KNO3+CaCl2 ==2KCl+Ca(NO3)2 解析：氧化鐵與鹽酸反應生成氯化鐵(FeCl3)和水，故A錯誤；鐵與氧氣在點燃的條件下生成四氧化三鐵，故C錯誤；硝酸鉀與氯化鈣反應沒有沉淀、氣體或水生成，不能發(fā)生復分解反應，故D錯誤。 5.從2H2+O2 2H2O中獲取的信息錯誤的是(B　　) A.在反應前后，元素的種類沒有變化 B.在常溫下氫氣和氧氣混合就可以發(fā)生反應 C.4 g氫氣與32 g氧氣完全反應，可以生成36 g水 D.在反應前后，氫原子和氧原子的數(shù)目都沒有改變 解析：由化學方程式可知，氫氣與氧氣在點燃的條件下才能反應，故常溫下氫氣和氧氣混合不會發(fā)生反應。 6.在密閉容器里放入四種物質，使其在一定條件下充分反應，數(shù)據(jù)如下表，表述正確的是(　D　) A.未測值為3 g B.丙一定是催化劑 C.該反應屬于分解反應 D.甲與乙反應的質量比為14∶3 解析：根據(jù)質量守恒定律，未測物質乙的質量=(25 g+15 g+1 g+5 g)-(11 g+1 g+22 g)=12 g，A項錯誤；丙的質量不變，因此丙可能是該反應的催化劑，B項錯誤；反應后甲質量減少了14 g，因此甲是反應物，丁的質量增加了17 g，因此丁是生成物，乙物質減少了3 g，因此乙是反應物，因此該反應屬于化合反應，C項錯誤。 7.下圖是某化學反應的微觀示意圖，從圖中獲得的信息錯誤的是(　B　) A.該圖表示的是一個化合反應 B.該圖表示反應物和生成物都有兩種 C.原子是化學變化中的最小粒子 D.化學反應中，反應物、生成物的微粒個數(shù)比可表示為2∶1∶2 解析：根據(jù)化學反應的微觀示意圖可知，該反應為1個單質的分子和2個相同化合物的分子在一定條件下，生成2個相同的新化合物的分子，B項錯誤。