一、質(zhì)量守恒定律1.定義參加化學(xué)反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量總和,等于反應(yīng)后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和。
2.理解(1)定律是針對化學(xué)變化而言的,不能用于解釋物理變化中的質(zhì)量守恒。(2)定律中“參加反應(yīng)的各物質(zhì)質(zhì)量”是指實際參加了化學(xué)反應(yīng)的質(zhì)量,未參加反應(yīng)的質(zhì)量不能計算在內(nèi)。(3)從微觀角度分析,“質(zhì)量守恒”的原因是:化學(xué)反應(yīng)前后,原子的種類、數(shù)目、質(zhì)量都沒有改變。
3.應(yīng)用(1)解釋反應(yīng)前后物質(zhì)的質(zhì)量變化及用質(zhì)量差確定某一物質(zhì)的質(zhì)量。(2)推斷反應(yīng)物或生成物的化學(xué)式。(3)確定物質(zhì)的組成元素。(4)進(jìn)行各物質(zhì)間量的計算。
二、化學(xué)方程式1.定義用化學(xué)式來表示化學(xué)反應(yīng)的式子。2.意義(1)質(zhì)的方面:表明反應(yīng)物和生成物及反應(yīng)條件。
3.讀法(以4P+5O2 2P2O5為例)(1)質(zhì)的方面:磷和氧氣在點燃的條件下反應(yīng)生成五氧化二磷。(2)量的方面:①每124份質(zhì)量的磷和160份質(zhì)量的氧氣完全反應(yīng)生成284份質(zhì)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(yīng)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(chǔ),絕不能憑空臆想、臆造事實上不存在的物質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)。(2)要遵守質(zhì)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(xué)方程式必須尊重客觀事實。(2)在配平過程中不得更改化學(xué)式中的小角碼,只能更改化學(xué)式前的化學(xué)計量數(shù)。(3)配平后不要忘記標(biāo)明反應(yīng)條件,缺少條件的化學(xué)反應(yīng)一般是不能發(fā)生的;在標(biāo)出生成物的狀態(tài)時要注意:如果反應(yīng)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(yīng)如果反應(yīng)物和生成物中都有固體,固體生成物也不注“↓”號。
6.配平化學(xué)方程式(1)依據(jù)。左右兩邊各元素的原子個數(shù)相等,即質(zhì)量守恒。(2)方法。①觀察法:對于一些簡單的化學(xué)方程式,可直接觀察左右兩邊各物質(zhì)的化學(xué)式,在相應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)式前配上適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)計量數(shù),使之相等即可。②最小公倍數(shù)法:選擇在反應(yīng)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(yīng)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(xué)式前的化學(xué)計量數(shù)。
三、化學(xué)反應(yīng)的類型1.根據(jù)反應(yīng)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(xué)反應(yīng)中得、失氧分類
四、根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行的有關(guān)計算1.計算依據(jù):化學(xué)方程式中各物質(zhì)之間的質(zhì)量關(guān)系。2.計算的步驟:“設(shè)、寫、找、列、求、答”,即:第一,設(shè)出未知數(shù);第二,寫出正確的化學(xué)方程式;第三,找出已知量和未知量的質(zhì)量關(guān)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(xué)方程式的計算可編成如下口訣:一解二設(shè)最后答,化學(xué)方程式不能錯;準(zhǔn)確找到質(zhì)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(guān)純凈物的化學(xué)方程式的計算;第二,含雜質(zhì)物質(zhì)(雜質(zhì)不參加反應(yīng))的計算;第三,溶液中的有關(guān)化學(xué)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(guān)圖像及數(shù)據(jù)分析題。
1.用下列裝置來驗證質(zhì)量守恒定律(托盤天平未畫出),能達(dá)到目的的是(　　)
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(zhì)不反應(yīng),不能驗證;C.鎂帶在空氣中燃燒,反應(yīng)后固體質(zhì)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(jìn)行,不能驗證;D.鐵與硫酸銅反應(yīng)生成銅與硫酸亞鐵,反應(yīng)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。答案:D
2.在下列各項中,化學(xué)反應(yīng)前后肯定沒有發(fā)生改變的是(　　)①原子的數(shù)目?、诜肿拥臄?shù)目　③元素的種類?、芪镔|(zhì)的總質(zhì)量?、菸镔|(zhì)的種類?、拊拥姆N類A.①③④⑤B.①③④⑥C.①④⑥D(zhuǎn).①②③⑤解析:根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的實質(zhì)可知,反應(yīng)前后原子種類、數(shù)目、質(zhì)量沒有變化,故物質(zhì)總質(zhì)量不變,元素種類不變。而化學(xué)變化是產(chǎn)生新物質(zhì)的變化,因此物質(zhì)種類一定改變,分子個數(shù)可能改變。答案:B
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(yīng)原理為2CH3OH+3X+4NaOH══2Na2CO3+6H2O,其中X的化學(xué)式為(　　)A.O2B.COC.CO2D.H2答案:A
4.下列化學(xué)方程式書寫正確的是(　　)
解析:氧化鐵與鹽酸反應(yīng)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(yīng)沒有沉淀、氣體或水生成,不能發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),故D錯誤。答案:B
5.從2H2+O2 2H2O中獲取的信息錯誤的是(　　)A.在反應(yīng)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(yīng)C.4 g氫氣與32 g氧氣完全反應(yīng),可以生成36 g水D.在反應(yīng)前后,氫原子和氧原子的數(shù)目都沒有改變解析:由化學(xué)方程式可知,氫氣與氧氣在點燃的條件下才能反應(yīng),故常溫下氫氣和氧氣混合不會發(fā)生反應(yīng)。答案:B
6.在密閉容器里放入四種物質(zhì),使其在一定條件下充分反應(yīng),數(shù)據(jù)如下表,表述正確的是(　　)
A.未測值為3 gB.丙一定是催化劑C.該反應(yīng)屬于分解反應(yīng)D.甲與乙反應(yīng)的質(zhì)量比為14∶3
解析:根據(jù)質(zhì)量守恒定律,未測物質(zhì)乙的質(zhì)量=(25 g+15 g+1 g+5 g)-(11 g+1 g+22 g)=12 g,A項錯誤;丙的質(zhì)量不變,因此丙可能是該反應(yīng)的催化劑,B項錯誤;反應(yīng)后甲質(zhì)量減少了14 g,因此甲是反應(yīng)物,丁的質(zhì)量增加了17 g,因此丁是生成物,乙物質(zhì)減少了3 g,因此乙是反應(yīng)物,因此該反應(yīng)屬于化合反應(yīng),C項錯誤。答案:D
7.下圖是某化學(xué)反應(yīng)的微觀示意圖,從圖中獲得的信息錯誤的是(　　)A.該圖表示的是一個化合反應(yīng)B.該圖表示反應(yīng)物和生成物都有兩種C.原子是化學(xué)變化中的最小粒子D.化學(xué)反應(yīng)中,反應(yīng)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(xué)反應(yīng)的微觀示意圖可知,該反應(yīng)為1個單質(zhì)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。答案:B
8.(1)運動會上“發(fā)令槍”里火藥的成分為KClO3、MnO2和紅磷,當(dāng)扣動扳機時,①撞針撞擊火藥,產(chǎn)生熱量使KClO3分解產(chǎn)生O2;②并引燃紅磷產(chǎn)生白煙。試分別寫出這兩步反應(yīng)的化學(xué)方程式。①　 ;?②　 ,?基本反應(yīng)類型是　　　　 　。?
(2)“84”消毒液可用于災(zāi)區(qū)防疫,其有效成分是次氯酸鈉(NaClO),制取它的化學(xué)方程式為2NaOH+X══ NaClO+NaCl+H2O,則X的化學(xué)式為　　　　　。求出NaClO中氯元素化合價并在該化學(xué)式中表示出來　　　　　。(3)固體MgH2是氫能源汽車的供能劑,MgH2可以和水反應(yīng)生成一種堿,同時釋放出氫氣,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是　 。?
解析:(1)①氯酸鉀受熱在二氧化錳的催化下分解為氯化鉀和
(2)根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后原子種類和數(shù)目都不變可知,反應(yīng)后有2個鈉原子、2個氫原子、2個氧原子、2個氯原子,反應(yīng)前有2個鈉原子、2個氧原子和2個氫原子,故1個X分子中含有2個氯原子,故X的化學(xué)式為Cl2;在NaClO中,Na元素的化合價為+1價,O元素的化合價為-2價,設(shè)次氯酸鈉中氯元素的化合價為x,根據(jù)化合物中元素的正負(fù)化合價的代數(shù)和為0,則 +1+x+(-2)=0 解得x=+1。(3)根據(jù)題意知,反應(yīng)物為MgH2和水,生成物為一種堿和氫氣,因此該堿應(yīng)該是氫氧化鎂,因此該反應(yīng)方程式為MgH2+2H2O══Mg(OH)2↓+2H2↑。
(3)MgH2+2H2O══Mg(OH)2↓+2H2↑
【例1】 在教師引導(dǎo)下學(xué)生進(jìn)行“化學(xué)反應(yīng)中,反應(yīng)物與生成物的質(zhì)量關(guān)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(xué)來完成,他們都進(jìn)行了規(guī)范的操作、準(zhǔn)確的稱量和細(xì)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(jié)論是質(zhì)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(jié)論是質(zhì)量守恒。你認(rèn)為結(jié)論正確的是　　　　(填“前一種”或“后一種”),而導(dǎo)致另一種結(jié)論錯誤的原因是　　　　　　　　　　　　　　。?
(2)丙組同學(xué)認(rèn)為C實驗說明了質(zhì)量守恒。請你從原子的角度說明守恒的原因:　　　　　　　　　　　　　　。乙、丁兩組同學(xué)得到的錯誤結(jié)論是“B、D兩個實驗說明質(zhì)量不守恒”。請分析B實驗天平不平衡的原因是　　　　　　　;D實驗天平不平衡的原因是　　　　　　　　　　　。?
解析:(1)因為白磷剛引燃時,裝置內(nèi)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?zāi)軌蜃C明質(zhì)量守恒定律,是由于在化學(xué)反應(yīng)的過程中反應(yīng)物中的原子重新組合成生成物,反應(yīng)前后原子的種類、數(shù)目、質(zhì)量不變,因此反應(yīng)前后物質(zhì)的質(zhì)量相等;B實驗中的鹽酸和碳酸鈣反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w,二氧化碳?xì)怏w會逸出,使反應(yīng)后容器內(nèi)物質(zhì)的質(zhì)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(yīng)生成氧化鎂,且反應(yīng)過程中產(chǎn)生的白煙擴散到空氣中,因此天平不平衡。
答案:(1)后一種　白磷燃燒放出的熱量使氣體受熱膨脹,氣球脹大使受到的浮力增大,使得天平不平衡(2)因為反應(yīng)前后原子的種類、數(shù)目、質(zhì)量沒有改變　反應(yīng)后生成的CO2逸出,物質(zhì)的質(zhì)量減小　鎂條與空氣中的氧氣反應(yīng)生成氧化鎂,生成氧化鎂的質(zhì)量大于鎂的質(zhì)量(其他合理答案也可)
【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(xué)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(yīng)的一個化學(xué)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(zhì)。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(zhì)是　　　。?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　 。?
(2)CO與Fe2O3在高溫下反應(yīng)生成鐵和二氧化碳,H2與Fe2O3在高溫下反應(yīng)生成鐵和H2O;(3)根據(jù)反應(yīng)前后元素種類不變和質(zhì)量守恒定律,不可能得到草酸和含氮元素的尿素;(4)化學(xué)對資源的開發(fā)利用及促進(jìn)社會發(fā)展起著重要作用。
(3)AC(4)化學(xué)能指導(dǎo)人類合理利用資源(其他合理答案也可)
【例3】 化學(xué)反應(yīng)有不同的分類方法。對下列反應(yīng)的分類錯誤的是(　　)
解析:反應(yīng)8Al+3Fe3O4 4Al2O3+9Fe是一種單質(zhì)和一種化合物反應(yīng)生成另外一種單質(zhì)和另外一種化合物,因此該反應(yīng)屬于置換反應(yīng),A項錯誤。答案:A
【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(zhì)量與加入NaOH溶液的質(zhì)量關(guān)系如圖所示。(1)計算氫氧化鈉溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)。(2)與氫氧化鈉溶液反應(yīng)所消耗H2SO4的質(zhì)量是多少克?(要求寫出計算過程)
答案:解:(1)設(shè)與硫酸鎂反應(yīng)消耗NaOH的質(zhì)量為x,2NaOH+MgSO4══Mg(OH)2↓+Na2SO480 58x 8.7 g
(2)設(shè)與氫氧化鈉溶液反應(yīng)所消耗H2SO4的質(zhì)量為y,2NaOH　+　H2SO4══Na2SO4+2H2O80 9880 g×30% y
解得y=29.4 g答:(1)氫氧化鈉溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%;(2)與氫氧化鈉溶液反應(yīng)所消耗H2SO4的質(zhì)量為29.4 g。

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