質量守恒與化學方程式一、內容概述本單元主要是從定量的方面來研究化學變化，探究化學變化中一些最基礎的規律和解決相關問題的方法。通過本章學習，要求掌握正確書寫化學方程式，懂得化學方程式的表示意義，并能利用化學方程式進行簡單計算.二、重點知識歸納及講解（一）、質量守恒定律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。質量守恒的原因：化學反應的過程，就是參加反應的各物質（反應物）的原子，重新組合而生成其他物質（生成物）的過程，在這個過程中，反應前后原子的種類沒有改變，原子的數目沒有增減，原子的質量也沒有變化，因此化學反應前后各物質的質量總和必然相等。可以從以下幾個方面理解質量守恒定律：①該定律只適用于化學反應，不能用于物理變化。如10g水蒸發變成10g水蒸氣就不能說遵循質量守恒定律；②該定律是指質量守恒而不是體積、反應物的分子個數守恒；③參加化學反應的各物質的質量總和并不是各物質的任意質量之和，不參加反應的物質的質量不能計算在內。（二）、化學方程式用化學式來表示化學反應的式子叫做化學方程式。如硫在氧氣中燃燒生成二氧化硫的反應可表示為：S＋O2SO2（三）、書寫化學方程式應遵守的原則一是必須以客觀事實為基礎；二是要遵守質量守恒定律。（四）、書寫化學方程式的步驟1、寫：左邊寫反應物的化學式，右邊寫生成物的化學式，中間連一條短線。例如：電解水生成氫氣和氧氣，可寫成：H2O－H2＋O22、配：配平，2H2O＝2H2＋O23、注：注明反應條件和生成物的狀態。2H2O2H2↑＋O2↑（五）、書寫化學方程式的韻語左邊反應物，右邊生成物；寫對化學式，系數要配平；中間為等號，條件要寫清；生成氣體和沉淀，要用箭號來標明。化學方程式表示的意義：以“S＋O2SO2”反應為例：（1）宏觀含義：硫與氧氣在點燃的條件下生成二氧化硫。（2）微觀含義：1個硫原子與1個氧分子點燃時生成1個二氧化硫分子。（3）質量比：每32份質量的硫跟32份質量的氧氣完全反應，生成64份質量的二氧化硫。如：鎂是一種很活潑的金屬，點燃后，它既能在氮氣中，也能在二氧化碳中繼續燃燒，已知鎂在氮氣中燃燒，化合成一種物質，其中氮元素的化合價是－3價；鎂在二氧化碳中燃燒，生成黑色炭粒和一種金屬氧化物，試寫出上述兩個反應的化學方程式。鎂和氮氣在點燃條件下反應：3Mg＋N2Mg3N2；鎂和二氧化碳在點燃條件下反應：2Mg＋CO2C＋2MgO（六）、化學計算的解題思路1、審題：認真閱讀題目，反復推敲關鍵字句，準確理解題意。2、析題：運用所學知識剖析題目，理清層次，挖掘隱含信息，排除干擾條件，分析已知和待求。明確物質間的關系，尋找解題突破口。3、解題：解題時要做到思路清楚，方法正確，步驟明晰，計算準確，書寫規范。4、難題：檢查所用條件是否符合題意，是否全部解出所要求的問題，單位是否統一，計算是否正確等。（七）、根據化學方程式計算一般步驟1、根據題意設未知量（用x、y等字母來表示）；2、寫出配平了的化學方程式；3、求出有關物質間的質量比，并寫出相應化學式的下邊；4、把已知量和x、y等寫在相應質量比的下邊；5、列出比例式，求未知量x、y；6、簡明地寫出答案。（八）、氣體參加反應或求氣體體積的計算在初中階段，根據化學方程式計算時都是計算質量關系。若有一定體積的氣體參加反應，則先要將它換算成氣體的質量；若要求出待求物氣體的體積數，則要將已求出的氣體質量換算成體積。氣體的體積（V）與氣體的質量（m）的換算關系為：m(g)＝V(L)×ρ(g/L)（ρ為氣體的密度）（九）、根據化學方程式進行計算時常犯的錯誤1、不認真審題，答非所問；2、元素符號或化學式寫錯；3、化學方程式沒有配平；4、相對分子質量計算錯誤；5、同一種物質不用相同的單位；6、把不純物當成純凈物。（十）、有關含雜質問題的計算方法化學方程式中進行的計算，各物質都被理想化為純凈物，而實際的生產或科學實驗中純凈物是不存在的，這就需要把不純的反應物換算成純凈物后才能進行化學方程式的計算，而計算出的純凈物也要換算成實際生產或實驗中的不純物。有時還要考慮生產或科學實驗中的消耗。這些輔助性的計算也是不可缺少的重要環節。有關不純物質的質量的計算方法：先把不純的反應物和生成物的質量換算成純凈物的質量，然后才能代入化學方程式進行計算。純物質的質量＝不純物質的總質量×純度＝不純物質的總質量×（1－雜質的質量分數）不純物質的總質量＝純物質的質量÷純度。三、難點知識剖析運用質量守恒定律解釋有關問題：用質量守恒定律對一些表面好像不遵循質量守恒的實驗，如：煤碳燃燒后，灰分的質量比煤碳少；鎂條燃燒后，灰分的質量比鎂條重；敞口放置的濃鹽酸質量減少等現象進行解釋。在解釋這些實驗現象時，質量的變化要考慮環境（大氣）的因素，有的生成物（煤燃燒生成的CO2）進入了大氣；有的是空氣中的成分（如氧氣）參加了反應，有的并不是典型的化學變化生成新物質，而是氣體揮發進入大氣（HCl），或大氣中的水蒸氣被吸收使質量發生了變化，只有整體、全面認識物質的變化，才能正確理解質量守恒定律，并能廣泛應用。運用質量守恒定律的關鍵是要弄清反應前后各物質的質量“總和”指什么。對于反應前的物質來講，一定要強調是指“參加化學反應”的物質，不要把沒有參加化學反應的物質的質量計算在反應前的物質質量總和中。同樣地，對于反應后的物質來講，一定要強調是指“反應后生成”的物質。有一部分生成物，如氣體，盡管生成后可能擴散到空氣中去了，但只要是生成物，就一定要把它們計算在反應后的物質質量的總和中。配平化學方程的方法：在配平化學方程式時，要注意只能改動化學方程中化學式前面的化學計量數，不能改動化學式中右下角表示原子個數的小數字。常用的配平方法有如下幾種：1、最小公倍數法①找出左右兩邊只出現一次的元素。②若只出現一次的元素不止一種，只選兩邊一個分子（原子或離子）中原子個數相差較多的元素或最小公倍數大的元素。③找出最小公倍數。④計算得出化學計量數（系數）。例如，配平化學方程式：Al＋Fe3O4—Al2O3＋Fe從上式看，Al、Fe、O三種元素在左右兩邊都只出現一次，它們的最小公倍數分別是：Al：1×2＝2Fe：3×1＝3O：4×3＝12故以氧元素為標準，先配平氧元素的原子個數。Al＋3Fe3O4—4Al2O3＋Fe右邊有8個鋁原子，左邊有9個鐵原子，在Al和Fe的前面分別配上化學計量數8、9。得：8Al＋3Fe3O44Al2O3＋9Fe2、奇數偶數法從化學方程式兩邊出現次數較多且原子在兩邊的總數為一奇一偶的元素入手。①找出左右兩邊出現次數較多的元素；②該元素的原子在兩端的總數是否是一奇一偶，如果是，則把這一元素作為配平的起點；③由己推出的化學計量數決定其他化學式的化學計量數。例如：配平化學方程式：FeS2＋O2—Fe2O3＋SO2從上式看，化學方程式兩邊出現次數較多的是氧元素，且左邊一個分子中氧原子個數為偶數，右邊Fe2O3前面配上化學計量數2。化學方程式才能配平，然后逐漸配平Fe、S。FeS2＋O2—2Fe2O3＋SO24FeS2＋O2—2Fe2O3＋SO24FeS2＋O2—2Fe2O3＋8SO24FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO23、觀察法①從化學式較復雜的一種生成物推出有關各反應物化學式的化學計量數和這一生成物的化學計量數。②根據求得的化學式的化學計量數，再找出其他化學式的化學計量數。如配平化學方程式：H2O＋Fe—Fe3O4＋H24H2O＋Fe—Fe3O4＋H24H2O＋Fe—Fe3O4＋4H24H2O＋3FeFe3O4＋4H2符號“↑”和“↓”在化學方程式中的應用（1）“↑”或“↓”是生成物狀態的符號，無論反應物是氣體還是固體，都不能標出“↑”或“↓”。（2）若反應在溶液中進行，生成物中有沉淀析出則使用“↓“。（3）若反應不在溶液中進行，無率生成物中是否有固體或難溶物，都不使用符號。（4）常溫下，若反應物中無氣體而生成物中有氣體則使用“↑”。同步練習【基礎鞏固】1.____________的反應物的____________一定等于反應后生成的各物質的____________，這個規律叫做質量守恒定律。參加化學反應的反應物的相對質量____________一定等于生成的各物質的相對質量____________。2.在化學反應前后，因為原子的種類____________，原子的數目____________，所以宏觀表現出：化學反應前后各物質的質量總和必然相等。3.為使書寫的化學方程式遵守____________定律，要在化學方程式兩邊的化學式的前面配上適當的____________，使化學方程式等號兩邊各種原子的____________和____________都相同，這個過程叫配平。4.蠟燭燃燒后的產物有二氧化碳和水，由質量守恒定律可知，石蠟的組成中一定含有____________、____________、____________元素。5.氫氣和氧氣的混合氣體共20克，在點燃的條件下，讓它們充分反應后，生成9克水，則原混合氣體中含有氫氣的質量可能是()A．8克B.12克C．11克D．無法確定6.配平下列反應的化學方程式：（1）NH3+Cl2——N2+HCl（2）C2H2+O2——CO2+H2O（3）Fe2O3+CO——Fe+CO27.下列化學方程式中，完全正確的是()A.P+O2P2O5B.C+2OCO2C.Mg2+O22MgOD.3Fe+2O2Fe3O48.化學方程式2H2O+O22H2O中等號表示()A.水由氫氣和氧氣組成B.參加反應的氫、氧分子數之和等于生成的水的分子數C.參加反應的氫氣、氧氣質量之和等于生成的水的質量D.參加反應的氫質量等于水中氫氣的質量9.一種作為綠色能源的物質M，其燃燒的方程式為M+3O22CO2+3H2O，則該化合物是（）A.由二氧化碳和水組成B.由碳、氫兩種元素組成C.由碳、氫、氧三個元素組成D.分子式為C2H5OH10.化學興趣小組對某化學反應進行了探究，并已將實驗測定結果填寫在下表中，請你分析并填空：物質ABCD反應前質量/g201222反應后質量/g022待測（1）該反應的類型是：__________（2）C物質可能是該反應的__________(填“反應物”、“生成物”、“催化劑”)。（3）反應后D物質的質量是__________g。11.配平下列化學方程式（1）__________Cu+__________O2__________CuO（2）__________C3H8+__________O2__________CO2+__________H2O（3）__________FeS2+__________O2__________Fe2O3+__________SO2（4）__________Cu2（OH）2CO3__________CuO+__________H2O+__________CO2【能力提升】1.對質量守恒定律的理解，最確切的是（）A.10g冰受熱融化成10g水B.參加反應的氫氣和氧氣的體積，一定等于生成水的體積C.反應物的質量等于生成物的質量D.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.李洪志在一次“法輪功”演講會上說他可以用氣功將水（由氫、氧元素組成）變成石油（由碳、氫、氧元素組成）。這當然是彌天大謊。請你用化學知識來批駁李洪志的這一說法是偽科學的______________。3.以下敘述正確的是（）A.由不同種元素組成的物質一定是化合物B.含有氧元素的化合物是氧化物C.物質可以由分子、原子或離子構成D.由于反應前后原子種類相同，所以化學反應遵循質量守恒定律4.根據質量守恒定律解釋下列問題：(1)鎂條在空氣中燃燒后，生成的白色粉末的質量比原來鎂條的質量增加。(2)堿式碳酸銅受熱分解后，剩余的固體物質的質量比原反應物的質量減輕。5.在化學反應A+B====C+D中，已知5gA與10gB恰好反應生成了13gC和若干克D，要制得4gD時，參加反應為A的質量為_________。6.在反應X+2Y====R+2M中，當1.6gX與Y完全反應后，生成4.4gR，且反應生成的R和M的質量之比為11∶9，則在此反應中Y和M的質量之比為()A.23∶9B.16∶9C.32∶9D.46∶97.氯酸鉀和二氧化錳的混合物共A克，加熱完全反應后得到B克氧氣和C克氯化鉀，則混合物中二氧化錳的質量為()A.（A+B-C）克B.（A-B-C）克C.（A+B+C）克D.（A+C）克8.已知在反應3A+2B====2C+D中，反應物A、B的質量比為3∶4。當反應生成C和D的質量共140g時，B消耗的質量為___________g。9.蠟燭燃燒后的產物有二氧化碳和水，由質量守恒定律可知，石蠟的組成中一定含有_______、_________元素。（填寫元素名稱）10.在化學反應3X+4Y====2Z中，已知X和Z的相對分子質量分別是32和102，則Y的相對分子質量為____________。【中考模擬】1.在化學反應A+B====2C+D中，10gA物質恰好與10gB物質完全反應，若生成D物質8g，則生成C物質為____________。2.某物質發生完全燃燒反應，反應式為：CxHyOz+(x+-)O2xCO2+H2O若1個分子的CxHyOz與3個O2分子完全燃燒，生成了2個分子的CO2和3個分子的H2O，則x、y、z值分別為()A．2，3，4B.2，6，1C.1，3，2D.1，2，33.將A、B、C三種物質各10克，加熱進行化合反應生成D（其中B是催化劑），當A已完全反應后，測得生成的D為16克。反應后的混合物中B與C的質量比為()A．5∶1B．5∶2C．5∶3D．4∶14.已知A物質與B物質反應生成C物質，現有12克A與32克B恰好完全反應，則生成C物質的質量是()A.44克B.32克C.22克D.12克5.已知A物質發生分解反應生成B物質和C物質，當一定量的A反應片刻后，生成56克B和44克C；則實際發生分解的A物質的質量為()A.12克B.44克C.56克D.100克6.只含銅和氧兩種元素的固體樣品9.0g，測得銅的質量為8.0g。已知銅的氧化物有CuO和Cu2O，下列說法正確的是()A.固體樣品的組成只有兩種情況B.固體樣品一定是CuO與Cu2O的混合物C.固體樣品可能是Cu2OD.若固體樣品由兩種物質組成，則其中一種質量分數為4/97.一定質量的鎂和碳酸鎂混合物，經高溫煅燒，直到質量不再變化為止。發現反應前后總質量不變，求原混合物中鎂粉的質量分數。8.用100克KClO3和MnO2的混合物制取氧氣，反應前測得MnO2占混合物總質量的25%，反應一段時間后，又測得MnO2占30%。求：此時分解的KClO3的質量是多少？制得的氧氣的質量是多少？9.中國登山協會為紀念我們首次攀登珠穆朗瑪峰成功50周年，再次組織攀登珠穆朗瑪峰活動。阿旺扎西等一行登山運動員成功登頂。假如每位運動員沖頂時消耗自帶的液氧4.8g。求：（1）這些氧氣在標準狀況下的體積是多少升？（標準狀況下氧氣密度為1.43g·L-1）（2）若在實驗室用高錳酸鉀為原料制取相同質量的氧氣，需要多少千克的高錳酸鉀？（3）用這種方法給登山運動員供氧，是否可行？簡述理由。10.小強同學前往當地的石灰石礦區進行調查，他取回了若干塊礦石樣品，對樣品中碳酸鈣的質量分數進行檢測，采用的辦法如下：取用8g這種石灰石樣品，把40g稀鹽酸分4次加入，測量過程所得數據見下表（已知石灰石樣品中含的雜質不溶于水，不與鹽酸反應）。請計算：（1）8g石灰石樣品中含有雜質多少克？（2）樣品中碳酸鈣的質量分數是多少？（3）下表中m的數值應該為多少？序號加入稀鹽酸質量/g剩余固體質量/g第1次105.5第2次10m第3次101.2第4次101.2（4）要得到280kgCaO，需要質量分數為80%的石灰石多少千克？(化學方程式：CaCO3CaO+CO2↑)11.某綜合實踐活動小組同學，對我市某化工廠排放的污水進行檢測，發現主要的污染物為氫氧化鈉。為測定污水中氫氧化鈉的含量，取100g污水于燒杯中，加入36.5g質量分數為10%的稀鹽酸恰好完全反應。（假設污水中其他成分不與稀鹽酸反應，反應的化學方程式為：HCl+NaOH====NaCl+H2O）求：（1）100g污水中含氫氧化鈉多少克？（2）污水中所含氫氧化鈉的質量分數。12.火力發電廠用石灰石泥漿吸收廢氣中的二氧化硫以防止污染環境，其反應方程式為：2CaCO3(粉末)+2SO2+O2====2CaSO4+2CO2。（1）若100克廢氣中含6.4克二氧化硫，則處理100克這種廢氣需含碳酸鈣（CaCO3）的石灰石__________克。（2）處理上述100克廢氣，可得到含CaSO485%的粗產品_________克。13.早在17世紀，質量守恒定律發現之前，英國化學家波義耳曾經做過一個實驗：在密閉的容器中燃燒金屬時，得到了金屬灰，然后打開容器蓋，稱量金屬灰的質量，發現比原來金屬質量增加了。（1）試解釋金屬灰質量比原金屬質量增加的原因。（2）由于波義耳稱量方法上的原因，他錯過了發現質量守恒定律的機會。請你改進他的稱量方法，以驗證質量守恒定律。質量守恒與化學方程式答案同步練習【基礎鞏固】1、答案：參加化學反應質量總和質量總和總和總和2、答案：沒有改變沒有增減3、答案：質量守恒化學計量數種類數目4、答案：CHO5、思路解析：生成9克水，則最少需要O28克，因為氫氣和氧氣的混合氣體共20克，所以H2為（20－8）克=12克。同理，生成9克水，則最少需要H21克，那么O2的質量應為19克。答案：B6、思路解析：根據化學方程式配平的步驟，結合質量守恒定律，可以得到答案。答案：(1)2NH3+3Cl2====N2+6HCl(2)2C2H2+5O24CO2+2H2O（3）Fe2O3+3CO2Fe+3CO27、思路解析：A沒有配平；B中應該寫成氧分子而不是氧原子；C中鎂的化學計量數應該寫在鎂的元素符號前而不能寫在右下角，表示意義不對；D符合化學方程式的書寫規則。答案：D8、思路解析：該方程式中等號表示參加反應方程式兩邊的物質的質量相等。答案：C9、思路解析：由質量守恒的原因：一切化學反應前后，原子的種類、數目、總質量都沒改變，可推測該化合物的分子式為C2H5OH。故A、B不正確。C項：元素不能論個數，只能講種類，也不正確。答案：D10、答案：化合反應催化劑3211、答案：（1）212（2）1534（3）41128（4）1211【能力提升】1、答案：D2、思路解析：根據質量守恒定律，在化學反應前后，原子的種類不變，元素的種類也不變，不可能把水變成含有碳元素的石油。答案：根據質量守恒定律，在化學反應前后，原子的種類不變，元素的種類也不變，不可能把水變成含有碳元素的石油。3、思路解析：由不同種元素組成的物質不一定是化合物；含氧元素的化合物不一定是氧化物；質量守恒定律指的是反應前后原子種類相同，原子數目沒增減，原子質量相同。答案：C4、解答：(1)鎂條燃燒后生成物的質量增加，是由于鎂條在空氣中燃燒時與空氣中的氧氣發生了化學反應，生成了白色固體物質氧化鎂。2Mg+O22MgO顯然，依據質量守恒定律生成物氧化鎂的質量應等于反應物鎂條與氧氣的質量之和。所以，氧化鎂的質量要比鎂條的質量大。(2)依據質量守恒定律可知反應物堿式碳酸銅的質量應等于各生成物質量之和，即氧化銅與水與二氧化碳質量之和。由于在加熱的條件下堿式碳酸銅分解后生成的水和二氧化碳都是氣體，可以自由逃逸到空氣中去，剩下的固體物質只有氧化銅，其質量肯定要小于堿式碳酸銅的質量。5、思路解析：A+B====C+D5g10g13gX=2gM4g答案：10g6、思路解析：此題考查的知識是物質之間發生的反應按一定的質量比進行，反應物和生成物的質量總和相等（即質量守恒）。設生成M的質量為x。X+2Y====R+2M1194.4gx（1）11/4.4g=9/x，x=3.6g。（2）根據質量守恒定律：Y的質量為：4.4g+3.6g－1.6g=6.4g。Y和M的質量之比是：6.4g∶3.6g=16∶9。答案：B7、思路解析：根據質量守恒定律，二氧化錳質量在反應前后不變，氧氣和氯化鉀的總質量等于反應前氯酸鉀的總質量。即：氯酸鉀的總質量=（B+C）g，二氧化錳的質量=Ag-（B+C）g=A-B-C克。答案：B8、思路解析：此題能根據質量守恒定律，由于生成物C和D的質量共140g，所以A和B的質量之和也應為140g。由于反應物A、B的質量比為3∶4，則可將物質總質量視為7份（3+4=7），A占其中3份，B占其中4份。所以消耗B的質量為140g÷7×4＝80g。答案：809、思路解析：根據質量守恒定律的微觀含義，即“三不變”原則：反應前后原子（或元素）種類不變，原子數目不變，原子質量不變。產物中存在C、H兩種元素，反應前石蠟中也一定含有C、H兩種元素。答案：氫氧10、思路解析：此題是根據質量守恒定律確定Y的相對分子質量。解題時，首先要確定4Y的值，即3×32＋4Y＝2×102，4Y＝2×102－3×32＝108，Y＝27。答案：27【中考模擬】1、思路解析：根據反應前后質量守恒，可以得到：mC=(mA+mB)－mD=10g+10g－8g=12g。答案：12g2、思路解析：x=2，=3，則y=6，用排除法選B。或列式x+-=3，解得z=1。答案：B3、思路解析：A+CD由于D為16克，A為10克，所以參加反應的C為6克，C余4克。B是催化劑，所以反應后的混合物中B與C的質量比為：10∶4=5∶2。答案：B4、思路解析：根據質量守恒定律：反應物A和B的總質量等于生成物C的總質量。32g+12g=44g。答案：A5、思路解析：根據質量守恒定律，實際發生分解的A物質的質量等于分解后生成的物質B和C的質量總和。即物質A的質量等于56克+44克=100克。答案：D6、思路解析:本題主要考查學生根據元素和元素的質量比判斷物質組成的能力。由銅和氧兩種元素組成的固體有以下幾種情況：①只為CuO②只為Cu2O③CuO與Cu2O的混合物④CuO與Cu的混合物⑤Cu2O與Cu的混合物⑥CuO、Cu2O、Cu三種物質組成的混合物。又因為固體樣品中銅為8g，氧為（9g-8g）=1g，而CuO中m（Cu）∶m（O）=4∶1，Cu2O中m（Cu）∶m（O）=8∶1。若固體樣品由兩種物質組成，則上述組合中③、⑤不成立，④的組合中CuO質量為5g，Cu的質量為4g。綜合可知選項C、D正確。本題的D選項屬難點，若不能將固體樣品組合，進行定量分析，則易得出錯誤結論。答案：CD7、思路解析：這里包括兩個反應：2Mg+O22MgOMgCO3MgO+CO2↑對于鎂粉來說，生成物質量增加了，增加部分是反應氧氣的質量。對于碳酸鎂來說，生成物質量減少了，減少部分是CO2的質量，且增加量等于減少量，這樣不難計算。同學們不妨動手試試。答案：44％8、思路解析：反應前：MnO2的質量為：100克×25%=25克KClO3的質量為：100克－25克=75克反應后：混合物的質量為：25克÷30%=83.3克生成氧氣的質量為：100克－83.3克=16.7