1、第五单元 化学方程式课题 1 质量守恒定律一、质量守恒定律：1、质量守恒定律内容：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。微观解释：在发生化学变化过程中，只是物质的分子破裂成为原子，而原子的种类、原子的数目、原子的质量均没有发生变化，所以最终宏观上物质的总质量守恒。2、应用质量守恒定律时应该注意的问题：质量守恒定律只适用于化学变化，不适用于物理变化不参加反应的物质质量及不是生成物的物质质量不能计入“总和”中要考虑空气中的物质是否参加反应或物质（如气体）有无遗漏若化学反应中有气体生成，则验证质量守恒定律时应在密闭环境中进行二、量守恒定律的外延：（6 个不变）1、化学反应前
2、后，物质的质量总和不变；2、化学反应前后，元素的种类不变；3、化学反应前后，元素的质量不变；4、化学反应前后，原子的种类不变；5、化学反应前后，原子的数目不变；6、化学反应前后，原子的质量不变；三、涉及的相关实验：1、铁和硫酸铜反应（可以验证质量守恒定律）反应原理:Fe+CuSO 4=FeSO4+Cu 注意事项：反应前要先用砂纸将铁钉打磨干净反应现象：铁定表面覆盖一层红色物质，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色，天平仍然平衡2、白磷燃烧（可以验证质量守恒定律）反应原理：4P+5O 2 2P2O5 注意事项：因为反应中有气体生成，所以反应应在密闭环境中进行锥形瓶底部细沙的作用：防止反映放出的热量使锥形瓶底
3、炸裂玻璃管的作用是：引燃白磷玻璃管上气球的作用是：调节装置内压强，防止瓶塞崩开现象：白磷燃烧发出黄白色火焰，放热，有大量白烟放出，气球先膨胀后缩小，联想：如该反应中不消耗瓶中气体，还有气体生成，则不应使用气球，因为气球体积增大后会产生较大的浮力，使向下合力减小，天平测的是物体对托盘的压力，会使实验误差较大。 3、碳酸钠与盐酸反应反应原理：Na 2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2 注意事项：反应要在试验台上进行现象：固体溶解，烧杯中有气泡生成，天平指针向右偏4、镁条燃烧反应原理：2Mg+O 2 2MgO反应类型：化合反应注意事项：该反应会发出耀眼白光，有可能伤害试验者的眼睛现象：镁条
4、燃烧发出耀眼白光，放热，产生大量白烟，放出白色固体课题 2 如何正确书写化学方程式一、化学方程式：1、定义:用化学式来表示化学反应的式子，叫化学方程式2、书写原则：以客观事实为依据；遵循质量守恒定律。3、化学方程式书写步骤：写-写出反应物和生成物的化学式，并用短线或箭头相连；配-配平化学方程式；注-注明反应条件，生成物的状态；等-将短线或箭头改为等号。注意：如反应物中没有气体而生成物中有气体，则要在生成的气体后面加“”，如在溶液中反映，反应物中无固体，而生成物中有固体，则要在生成的固体后面加“”二、化学方程式的读法和意义：1、化学方程式的读法：表示什么物质与什么物质在什么条件下生成什么物质和什
5、么物质例如：2Mg+O 2 2MgO表示：镁和氧气在点燃条件下生成氧化镁。2、化学方程式的意义：表明反应物、生成物及反应的条件。表示各反应物、生成物之间的粒子个数之比。表示反应物、生成物各物质之间的质量比。物质的质量比=各物质的相对分子质量（或相对原子质量）与化学计量数乘积之比例如：4P+5O 2 2P2O5 该反应中磷、氧气、五氧化二磷的质量比为：（314）：（325）：（1422）=124：160：284也就说明：124 份质量的磷和 160 份质量的氧气反应生成 284 份质量的五氧化二磷。三、配平化学方程式的方法：1、观察法：定某一化学式前面系数为 1；再逐个元素观察配平；最后要去掉分
6、母2、最小公倍数法：找突破口-确定某元素；找最小公倍数求系数观察法配平其它元素3、奇数配偶数法：找突破口-确定某元素；将奇数配成偶数；用观察法配平其它元素课题 3 利用化学方程式的简单计算一、根据化学方程式计算的步骤1、设：根据题意设未知数；2、写：书写正确的化学方程式；3、找：找出已知量和未知量的质量关系；4、列：列出比例式并求解；5、答：检查结果，简明作答。例题：某实验室中需要 1.6g 氧气进行实验。若用电解水的方法制取这些氧气，需要消耗水多少克？同时可生成氢气多少克？解：设消耗水的质量为 x，得到氢气的质量为 y2H2O 2H2 + O 2通 电 = = =36 4 32x y 1.6
7、gx=1.8g；g6.13y=0.2gy.24答：电解消耗 1.8g 水，同时生成 0.2g 氢气。二、化学方程式计算例题解析：例 1、已知 5gA 与 2gB 恰好完全反应生成 3gC 和若干克 D。若制取 8gD，则需_gA。解析：此题要求说明了物质之间发生反应按一定质量比进行且遵循质量守恒定律。图表如下(若 D、A 的质量为 x、y)：A B C D5g 2g 3g xy 8g由质量守恒定律：x5g2g3g4g，即 A、D 的质量比为 54，则可以通过计算推知 y10g答案：10例 2、甲醇（CH 3OH）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：8CH
8、3OH+nO2 mCO 2+2CO+16H2O。若反应生成 3.6g 水，请计算： m 值是_ 。 参加反应的氧气质量是多少克？解析：此题要求运用质量守恒定律，去确定计量数。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，8m2，m6；反应前后氧原子个数为 82n622 16，n11，然后根据化学方程式，由生成 3.6g 水，求参加反应的氧气质量。答案： （1）6；（2）8+2n = 62+2+16， n =11设参加反应的氧气质量为 x，8CH 3OH + 11O2 6CO 2 + 2CO + 16H2O 1132 1618x 3
9、.6gx=4.4g 答：参加反应的氧气为 4.4g。例 3、如图表示等质量的金属 Mg 和 Al 分别与足量且质量分数相等的稀硫酸反应，下列叙述正确的是（ ） AX 表示反应所用时间，Y 表示生成氢气的质量 BX 表示生成氢气的质量，Y 表示反应所用时间CX 表示滴加稀硫酸的质量，Y 表示生成氢气的质量 DX 表示参加反应的金属的质量，Y 表示生成氢气的质量解析：此题要求分析金属与酸反应中各种量之间的变化关系，涉及到金属的质量、酸的量、金属的活泼性、反应的速率、氢气的质量以及反应时间等多种量的变化。由题意，等质量的金属 Mg 和 Al 与足量且质量分数相等的酸反应，产生氢气的速率 MgAl，产
10、生氢气的总量 MgAl，即产生等量氢气，Mg 所用反应时间少，A、B 选项是错误的。同时，产生等量氢气，所需金属的质量 AlMg，D 选项错误。答案：C例 4、在托盘天平两边各放一只烧杯，调节至平衡。在两只烧杯里注入相同质量、相同质量分数的足量稀盐酸，然后分别向左右两端烧杯中加入质量相等的 Fe 和金属 A。有气体产生时，天平指针慢慢向左偏转( 如图 1)；指针偏转到一定角度后，又慢慢向右偏转；反应结束，天平指针指向右端(如图 2)。则天平右端加入的金属 A 可能是（ ） AZn BMg CCu D Al解析：此题将金属与酸反应引起的质量变化以天平是否平衡来体现，天平平衡本身就隐含着质量相等这
11、一等式关系，即 m 金属 m H2m 金属 m H2本题盐酸的量充足，且等质量、等质量分数，加入等质量的金属 A 时，指针向左偏转，由上述等式关系，说明金属 A 产生 H2 的速率快，即金属 A 的活泼性，强于铁。反应结束后，天平指针指向右端，说明金属产生氢气的总量 AFe，即相对原子质量 AFe，符合题意的选项为 Zn。答案：A例 5、一氧化碳能在高温下还原铁矿石中的氧化铁。现用 200t 含氧化铁 80%的铁矿石炼铁，可炼出含铁 95%的生铁多少吨？请你根据化学方程式进行计算。本题还有其他解法吗？若有，只要求说明依据并列出算式。若没有，可不回答此问。解析：此题为不纯物的计算题。解题时，以
12、Fe2O3 的质量代入化学方程式计算。其质量为200t80160t。本题也可按铁元素质量守恒，根据化学式计算，也可按物质之间的质量比由化学方程式计算。答案：（1）设可炼出生铁的质量为 x，3COFe 2O3 2Fe3CO 2 160 256200t80 x95列式 解得 x117.9t（2）由于铁矿石中的铁元素在反应前后没有改变，可根据铁矿石和生铁中铁元素的质量相等求解。设可炼出生铁的质量为 x， 。例 6、我省境内的白石山，因其石灰石呈白色且含杂质较少而得名，是国家级石灰岩结构地质公园。某化学兴趣小组从白石山采集来一些样品，进行了下列实验：取 4 份质量不同的石灰石样品，分别与 27.0g
13、相同溶质质量分数的稀盐酸充分反应后（石灰石样品中的杂质既不溶于水，也不与盐酸反应），经过滤、干燥，称量剩余固体的质量。剩余固体的质量与所取样品质量的关系如下表所示。试计算： 石灰石样品中碳酸钙的质量分数。所用稀盐酸中溶质的质量分数。解析：此题通过不断改变石灰石样品的质量，由剩余固体的质量来判断与等量稀盐酸发生反应时，稀盐酸何时不足，石灰石中 CaCO3 何时有剩余。解题时以实验 1 为参照物，分析随样品质量增加，剩余固体质量的增加情况。分析如下（稀盐酸的质量均为 27.0g）：从上表不难看出：每增加 1.0g 样品，剩余固体实验 1、2、3 增加的量是相等的，实验 1、2、3 中石灰石样品中
14、CaCO3 已完全反应 0.1g 为杂质，也说明实验 4 中石灰石样品过量。答案：（1）石灰石样品中碳酸钙的质量分数为 =90%10.1g（2）与 27.0g 稀盐酸恰好反应的 CaCO3 的质量为：3.0g0.3g=2.7g 设稀盐酸中溶质的质量分数为 xCaCO 3+2HCl=CaCl2+CO2+H2O100 732.7g x27gx=7.3%答：（1）石灰石样品中碳酸钙的质量分数为 90%；（ 2）稀盐酸中溶质的质量分数为7.3%。例 7、为了测定某铜锌合金的组成，某校化学课外活动小组利用该合金粉末与稀硫酸反应，进行了三次实验，所得相关的实验数据记录如下： 实验序号石灰石样品质量/g稀盐
15、酸的质量 /g剩余固体质量/g1 1.0 27.0 0.12 2.0 27.0 0.23 3.0 27.0 0.34 4.0 27.0 1.3实验序号 0 1 2 3 4石灰石样品质量g 0 1.0 2.0 3.0 4.0剩余固体质量g 0 0.1 0.2 0.3 1.3剩余固体增加的质量g 0 0.1 0.1 0.1 1.0第一次 第二次 第三次所取合金的质量/g 10 10 20所用稀硫酸的质量/g 50 80 50生成氢气的质量/g 0.2 0.2 0.2计算该铜锌合金中金属锌的质量。从上表数据分析，当所取合金与所用稀硫酸的比为时，表明合金中的锌与稀硫酸恰好完全反应。所用合金与稀硫酸恰好
16、完全反应时所得溶液中溶质的质量分数。解析：此题要求通过分析数据，得出合金与稀硫酸正好反应的质量比，而此质量关系题目中三次实验都没有给出，要通过对比分析确定。“第一次”与“第二次”实验比较，合金质量为10g，增加稀硫酸的质量时，产生氢气的质量均为 0.2g，表明此时硫酸过量，而合金中的锌反应完全；从“第三次” 实验数据看，合金质量为 20g，若硫酸足量，应产生氢气 0.4g，而实验只产生 0.2g 氢气，表明此时合金过量，而硫酸反应完全。可见合金质量为 10g，硫酸溶液质量为 50g 时，其中锌与硫酸恰好完全反应，即质量比为 10g50g15。答案：（1）由“第一次” 与“ 第二次 ”实验数据分析，合金均为 10g，增加稀硫酸的质量时，产生氢气的质量均为 0.2g，表明此时硫酸足量，而合金中的锌完全反应，因此可用产生氢气的质量 0.2g，求出 10g 合金中所含锌的质量。解：设合金中锌的质量为 x，生成硫酸锌质量为 y。ZnH 2SO4ZnSO 4H 265 161 2 x y 0.2gx=6.5g（2）15（3）由（1）得： ， y16.1g所得溶液中 ZnSO4 的质量分数： 28.6%102.5.6gg答：所得溶液中溶质的质量分数为 28.6。
