课题2 如何正确书写化学方程式
答案：
(1)客观事实 (2)质量守恒定律 (3)相等 (4)化学式前 (5)等号两边各原子个数相等 (6)“点燃” (7)无气体 (8)无固体
1．书写化学方程式遵循的原则
(1)必须以客观事实为基础。
(2)要遵守质量守恒定律，等号两边各原子的种类和数目必须相等。
【例1】请你分析：下列化学方程式违背了什么原则？
(1)P＋O2PO2违背了_____________________________________________________。
(2)P＋O2P2O5违背了____________________________________________________。
解析：(1)违背了客观事实，PO2这种物质不存在；(2)违背了质量守恒定律，等号两边磷原子、氧原子的个数都不相等。
答案：(1)以客观事实为基础 (2)质量守恒定律
2．书写化学方程式的步骤
以铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁为例，说明书写化学方程式的步骤。
(1)写：根据实验事实，左边写出反应物的化学式，右边写生成物的化学式。如果反应物或生成物有两种或两种以上，分别用“＋”连接，可读作“和”“跟”或“与”。反应物与生成物之间用一短线连接，读“生成”，如：
Fe＋O2——Fe3O4
(2)配：在化学式前面配上适当的化学计量数，使得反应前后每一种元素的原子总数相等。如：
3Fe＋2O2===Fe3O4
谈重点 配平时应注意什么 配平时不能随意改动元素符号右下角的数字，只能在化学式前面加上适当的化学计量数。各物质化学式前的化学计量数不能是分数，必须是最简整数。
(3)注：注明反应发生的条件和生成物的状态。
①反应条件通常有点燃、加热(可用“△”表示)、催化剂、高温等。如果只有一个反应条件，一般写在等号上面；如果有两个条件，一般一个上，一个下(习惯写法)。如：
3Fe＋2O2Fe3O4
②如果反应物中没有气体，生成物中有气体，在生成的气体物质化学式右边要注“↑”；溶液中进行的反应，如果生成物中有固体，在生成的固体物质化学式右边要注“↓”。
析规律 书写化学方程式时标注“↑”或“↓”的规律 如果反应物和生成物中都有气体，生成的气体就不需注明“↑”；同样，如果反应物中已有固体，则生成的固体也不需注“↓”。
如2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑，
而C＋O2CO2，则不用“↑”；
2NaOH＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4，
而Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu，则不用“↓”。
(4)查：检查化学式是否写错，化学方程式是否配平，条件和生成物状态标注是否标了，标的是否恰当。
【例2】下列化学方程式中，书写完全正确的是( )
A．用二氧化锰催化分解过氧化氢溶液 2H2O22H2↑＋O2↑
B．铁丝燃烧 4Fe＋3O22Fe2O3
C．镁条燃烧 Mg＋O2MgO↓
D．高锰酸钾受热分解 2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑
解析：
A × 过氧化氢分解产物是水和氧气
B × 铁丝燃烧产物是Fe3O4
C × 反应物Mg和生成物MgO都是固体，MgO右边不需标注“↓”
D √ 化学式正确，方程式配平，反应条件和生成物状态标对
答案：D
3．书写化学方程式的注意事项
(1)要以客观事实为基础，不要臆造。如磷在氧气中燃烧的产物是P2O5而不是PO2。
(2)要分清反应物和生成物，不要将反应物和生成物“调位”。如将2H2＋O22H2O写成2H2O2H2＋O2是错误的。
(3)要遵循质量守恒定律，不要忘记配平，不要为了配平而改变反应物或生成物的化学式。如P＋O2PO2是错误的。
(4)要正确使用“↑”“↓”符号，不要乱标注。
(5)要注明反应条件，不要忘记配平后将“——”改为“===”。
【例3】(实际应用题)判断下列化学方程式是否正确，如不正确，请加以改正。
(1)KClO3KCl＋O3↑ (2)2H2O2H2↑＋O2↑ (3)HgOHg＋O2↑ (4)S＋O2SO2↑ (5)CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O
解析：可根据化学方程式的书写要求，按“写”“配”“注”“查”的步骤查错改错。(1)氯酸钾受热后得到的气体是氧气而不是臭氧；(2)水分解得到氢气和氧气的条件是通电，不是点燃；(3)化学方程式应遵循质量守恒定律，此化学方程式没有配平；(4)反应物中有氧气，生成物中的二氧化硫气体不需再标“↑”；(5)正确。
答案：(1)不正确，改为：2KClO32KCl＋3O2↑ (2)不正确，改为：2H2O2H2↑＋O2↑ (3)不正确，改为：2HgO2Hg＋O2↑ (4)不正确，改为：S＋O2SO2 (5)正确。
4．化学方程式的配平方法
(1)最小公倍数法
①找出式子左右两边各出现一次，且原子个数不相等的元素，求最小公倍数，如配平P＋O2P2O5，O2和P2O5中O的最小公倍数为2×5＝10。
②再用最小公倍数分别除以化学式中该元素的原子个数，其商就是该化学式前的化学计量数。P2O5前的化学计量数是10/2＝5，O2前的化学计量数是10/5＝2。
③再由已有的化学计量数，确定其他化学式的化学计量数。
4P＋5O22P2O5
(2)观察法
①从化学式比较复杂的一种生成物推出有关各反应物的化学计量数和其他生成物的化学计量数。
②根据求的化学式的化学计量数再确定其他化学式的化学计量数。
(3)奇数配偶法
①找短线两端出现次数较多的元素。
②观察该元素的原子在左右两边是否是一奇一偶数，选定这一元素作为配平的起点。
③在奇数个原子的化学式前试配最小计量数2(如果2不合适，再试配4)使奇数个原子偶数化，然后据此配平其他相关联的原子，最后配平该原子。
【例4—1】(实际应用题)配平下列化学反应方程式。
(1)________KMnO4________K2MnO4＋________MnO2＋________O2↑
(2)________Cu＋________O2________CuO
(3)________H2＋________Fe2O3______Fe＋________H2O
(4)______FeS2＋______O2______Fe2O3＋______SO2
解析：(1)可利用观察法配平，方程式左边只有一种物质，且氧原子数为4，右边氧原子数共为8，所以KMnO4前加2，再依次配平其他产物。(2)较简单，用最小公倍数法配平。取氧原子的最小公倍数2，则O2前的化学计量数是2÷2＝1，CuO前的化学计量数是2÷1＝2，由此可进一步确定Cu前的化学计量数是2。(3)较复杂，用最小公倍数法或观察法配平。若用最小公倍数法配平，则取氧原子的最小公倍数3，由此可确定Fe2O3前的化学计量数是3÷3＝1，H2O前的化学计量数是3÷1＝3，由此可确定出Fe前的化学计量数是2，H2前的化学计量数是3。若用观察法配平，可根据反应特点，H2＋O→H2O，Fe2O3可提供3个氧原子，被3H2抱走，生成3H2O，故H2前的化学计量数是3，H2O前的化学计量数是3，Fe2O3、Fe前的化学计量数分别是1、2。(4)较复杂，方程式两边氧原子个数为一奇一偶，适合用奇数配偶法配平。先在含奇数个氧原子的Fe2O3前试写最小偶数2，由此确定铁原子个数是4，因此，FeS前应写4，这样硫原子个数为8，故SO2前应写8。最后配平氧原子，由于等号右边共有氧原子6＋16＝22个，故应在O2前写11。
答案：(1)2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑
(2)2Cu＋O22CuO
(3)3H2＋Fe2O32Fe＋3H2O
(4)4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2课题1 质量守恒定律
答案：
(1)参加化学反应的各物质的质量总和 (2)反应后生成的各物质的质量总和 (3)原子的种类、数目、质量 (4)原子种类 (5)原子个数 (6)原子质量 (7)元素种类 (8)元素质量 (9)总质量 (10)化学式 (11)质量比 (12)个数比
1．质量守恒定律
(1)实验探究化学反应前后物质的质量关系
①红磷燃烧前后质量的测定
实验与问题 探究与讨论解答
红磷燃烧时，锥形瓶底部铺一层细沙的目的是什么 为了吸收红磷燃烧时放出的热量，防止锥形瓶炸裂
待锥形瓶冷却后，重新放到托盘天平上，天平是否平衡 平衡
实验中不用气球，直接用瓶塞塞紧锥形瓶可以吗？为什么 不可以，红磷燃烧放出大量热量，使瓶中气体膨胀，容易将瓶塞冲开
红磷燃烧实验表达式是什么 磷＋氧气五氧化二磷
②铁钉与硫酸铜溶液反应前后质量的测定
实验与问题 探究与讨论
实验现象是什么 铁钉表面覆盖一层红色物质，蓝色液体变为浅绿色
反应前后，天平是否平衡？说明了什么问题 平衡，说明参加化学反应的反应物的质量总和，等于生成的各物质的质量总和
实验如何表达 铁＋硫酸铜―→铜＋硫酸亚铁
(2)质量守恒定律
①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，这个规律叫做质量守恒定律。
②探究反应前后质量是否守恒应注意的问题
实验 问题 结论与解释
碳酸钠与盐酸反应 实验现象是什么？反应完成后天平是否平衡？如何解释上述现象 有气泡产生，白色粉末逐渐消失；不平衡；反应产生的CO2逸出，导致反应后总质量变小
镁条燃烧 实验现象是什么？反应后所得固体和石棉网的质量之和与原来镁条和石棉网的质量总和是否相等？如何解释上述现象 发出耀眼的白光，生成白色固体，放出热量；不相等；镁条燃烧时，空气中的氧气参加反应，生成的氧化镁中包含了氧气的质量，导致反应后的总质量变大
以上实验说明，探究反应前后质量是否守恒应注意：反应中是否有气体生成；反应中是否有外界物质进入。
辨误区 验证质量守恒定律应注意什么 凡有气体参加或生成的反应，在设计实验验证反应前后遵循质量守恒时，应该在密闭容器中进行。
【例1—1】下列叙述正确的是( )
A．因为质量守恒，所以煤燃烧后产生煤渣的质量一定与所用煤的质量相等
B．镁带在空气中燃烧后，生成物的质量比镁带的质量增加了
C．100 g酒精和100 g水混合在一起，质量等于200 g，符合质量守恒定律
D．氢气和氧气形成的混合物的质量等于其反应后生成水的质量
解析：
A × 煤燃烧生成CO2气体逸出，致使煤渣质量小于煤的质量
B √ 镁带燃烧是镁与氧气反应，生成物的质量为镁带质量与氧气质量总和
C × 酒精和水混合是物理变化，不能用质量守恒定律解释
D × 氢气和氧气混合，不一定恰好完全反应
答案：B
(3)质量守恒的微观解释
①化学反应的实质
化学反应过程是参加反应的各物质(反应物)的原子，重新组合成其他物质(生成物)的过程。由分子构成的物质在化学反应中的变化过程可表示为：
分子原子分子新物质
②质量守恒的原因
在化学反应中，反应前后原子的种类没有改变，原子的数目没有增减，原子本身的质量也没有改变。所以，反应前后的质量总和必然相等。
【例1—2】化学反应前后可能发生变化的是( )
A．物质的总质量 B．元素种类
C．原子数目 D．分子数目
解析：化学反应实质是原子的重新组合，反应前后原子数目不变，元素种类不变，物质的总质量不变；反应后分子种类一定改变，分子数目可能改变，也可能不变。
答案：D
2．化学方程式
(1)概念
用化学式表示化学反应的式子，叫化学方程式。
(2)化学方程式表示的意义
①宏观角度：表示反应物、生成物和反应条件。
②微观角度：表示反应物和生成物之间的粒子个数比。
③质量角度：表示各物质之间的质量关系，即质量比。
例如： 2H2 ＋ O2 2H2O
微粒个数比：2 ∶ 1 ∶ 2
质量比：2×1×2 ∶16×2∶2×(1×2＋16)
即 4 ∶ 32 ∶ 36
点技巧 计算方程式中各物质的质量比的方法 计算各物质质量比时，应先将相对分子质量(或相对原子质量)乘以化学式前的化学计量数，再将乘积相比，一定不要漏乘化学计量数。各物质的质量比一般不用约成最简比。
【例2—1】下列关于2H2O2H2↑＋O2↑的说法不正确的是( )
A．水在通电的条件下生成氢气和氧气
B．分解的水的质量等于生成氢气和氧气的质量
C．每2个水分子分解生成2个氢分子和1个氧分子
D．每2 g水分解生成2 g氢气和1 g氧气
解析：A、B、C分别从宏观和微观两个方面解释了化学方程式表示的意义，都是正确的。
答案：D
(3)化学方程式的读法
以碳在空气中燃烧为例：C＋O2CO2
①宏观角度读作：碳与氧气在点燃的条件下反应生成二氧化碳。
②微观角度读作：每1个碳原子与1个氧分子反应生成1个二氧化碳分子。
③从质量的角度读作：每12份质量的碳与32份质量的氧气反应生成44份质量的二氧化碳。
【例2—2】下列关于化学方程式4P＋5O22P2O5读法正确的是( )
A．4个磷加上2个氧等于2个五氧化二磷
B．每4个磷原子和2个氧分子在点燃条件下生成2个五氧化二磷分子
C．磷和氧气在点燃条件下反应，生成五氧化二磷
D．磷和氧气在点燃条件下等于五氧化二磷
解析：A项加号表示“和”，等号表示“生成”，同时没指明条件，故A项错误；B项从粒子角度：可读为每4个磷原子与5个氧分子在点燃的条件下可生成2个五氧化二磷分子，要注意“每”字，B项错误；D项从物质角度：可读为在点燃的条件下，磷和氧气反应生成五氧化二磷，故D项错误。
答案：C
3．理解质量守恒定律应注意什么
(1)正确理解“参加反应”的含义
不能把“参加反应的物质”理解成“反应物”。化学反应中往往存在“反应物过量”问题。
(2)不要漏掉气体或沉淀
很多化学反应有气体或沉淀生成，因此“生成的各物质质量”总和包括“固、液、气”三种状态的物质。讨论质量守恒定律时，各状态均要一起讨论，不能遗漏。也不能因为生成了气体，而误认为质量减少，不符合质量守恒定律。
(3)明确普遍性
质量守恒定律是化学变化中的普遍规律，没有一个化学反应例外。
(4)明确适用范围
质量守恒定律解释的是化学变化而不是物理变化。如1 g水加热后变成了1 g 水蒸气，这一变化虽然前后质量相等，但不能说这一变化符合质量守恒定律。
【例3—1】(综合应用题)下列现象能用质量守恒定律解释的是( )
A．水结冰前后质量不变
B．1 L芝麻和1 L大米混合，总体积小于2 L
C．在加压降温的条件下，氧气变为淡蓝色液体
D．氧化钙与水反应生成氢氧化钙，反应前后物质的总质量不变
解析：质量守恒定律描述的对象是化学变化，而上述四个选项中只有D是化学变化，能用质量守恒定律来描述变化前后的质量关系，其余均是物理变化，不能用质量守恒定律来描述。
答案：D
【例3—2】下列叙述中，正确的是( )
A．参加化学反应的分子个数等于反应生成的分子个数
B．化学方程式不仅表明了反应物、生成物和反应条件，同时还可表示各物质之间的质量关系
C．两种物质相互反应时，它们的质量一定相等
D．在化学反应中，参加反应的固体的质量跟反应生成的固体的质量相等
解析：A中参加反应的分子个数不一定等于生成物的分子个数，例如2H2＋O2===2H2O；C中物质之间的反应是按一定的质量比来进行的，并不是按等质量来进行反应的，D中反应前后固体质量不一定相等，如镁与氧气在点燃条件下反应生成氧化镁；B中表明了化学方程式的意义，是正确的。
答案：B
4．化学反应前后有六个“不变”，两个“改变”，一个“可能变”
(3)一个可能改变——分子总数可能改变
【例4—1】(创新应用题)摩托罗拉公司研发了一种以甲醇为原料的新型手机电池，其容量为锂电池的10倍，可连续使用一个月才充一次电，其电池反应原理为：2CH3OH＋3X＋4NaOH===2Na2CO3＋6H2O。其中X的化学式为( )
A．O2 B．CO C．CO2 D．H2
解析：根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类、数目不变，比较反应前后原子的个数，即可确定X的化学式。
经比较，3X中共含有6个O原子，则X的化学式为O2。
答案：A
【例4—2】成语“点石成金”，本意为古代的一种法术，即能把石头变成黄金；现比喻化腐朽为神奇。有人说他能把石灰石(主要成分为CaCO3)变成黄金(即单质Au)，你认为他的说法科学吗？________，理由是____________________。
解析：化学反应前后元素种类不会改变。石灰石的主要成分为CaCO3，含有钙、碳、氧三种元素，无金元素，显然“把石头变成黄金”的说法是伪科学的。
答案：不科学 石灰石的主要成分为CaCO3，含有钙、碳、氧三种元素，无金元素。根据化学反应前后元素的种类不会改变，推测出反应后不会有金元素课题3 利用化学方程式的简单计算
答案：
(1)各物质间的质量比成正比例 (2)设未知量 (3)化学计量数与相对分子质量的乘积 (4)列出比例式
1．利用化学方程式计算的步骤
(1)根据化学方程式计算的依据
①理论依据：质量守恒定律。
②基本依据：化学方程式中各反应物、生成物之间的质量比。
(2)利用化学方程式计算的步骤
①设未知量。一般情况下，求什么就设什么。
②写出反应的化学方程式。
③标出已知量和未知量的关系，包括相对质量、已知量、未知量。根据化学方程式把与解题有关的物质的相对分子质量总和计算出来，标在相应化学式的下面，把题中的已知条件和待求未知量写在相应物质的相对分子质量总和的下面。
④列比例式求解。
⑤简明写出答案。
⑥回顾检查。
辨误区 利用化学方程式计算的注意事项 ①设未知量时不带单位；②只找已知和未知的关系，列式时，单位要统一，单位要带入计算过程；③化学方程式一定要书写正确，各物质间的质量比一定要计算准确。
当已知量是体积或混合物的质量时，该如何处理？
应先将体积换算成质量，不纯物质,量换算成纯净物质量，因为代入化学方程式进行计算的相关量通常是质量，而且是纯净物的质量，不包括未参加反应的质量。
【例1】计算18 kg水分解生成氢气的质量是多少？
解：(1)设未知量：
设生成氢气的质量为x…………………设
(2)写出化学方程式：
2H2O2H2↑＋O2↑…………………写
(3)找出已知量和未知量的关系：
2H2O2H2↑＋O2↑
2×18 2×2
18 kg x ……………………标
(4)列比例式求解：
＝…………………列
x＝＝2 kg……………算
(5)简写出答案：
答：18 kg水分解生成氢气的质量是2 kg…答
(6)回顾检查：①方程式是否正确；②已知量和未知量间的关系是否正确；③单位是否正确；④数值大小是否合理；⑤有效数字是否正确。
在实际运算过程中，还可以再简化些。
2．利用化学方程式的简单计算
(1)根据化学方程式中各物质间的质量关系，已知反应物的质量，可求生成物的质量。
【例2—1】实验室中可加热高锰酸钾制取氧气。7.9 g高锰酸钾受热完全分解，可制得氧气多少克？
解析：已知量是反应物高锰酸钾的质量，未知量是生成物氧气的质量。首先写出化学反应方程式，根据高锰酸钾和氧气的质量关系(质量比为定值)，可列比例式求解。解题时还要规范解题步骤，计算过程中要带单位进行计算。
答案：解：设制得氧气的质量为x。
2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑
316 32
7.9 g x
＝
解得，x＝＝0.8 g
答：可制得氧气0.8 g。
(2)根据化学方程式中各物质间的质量关系，已知生成物的质量，可求反应物的质量。
【例2—2】工业上电解氧化铝制取铝，反应的化学方程式为：2Al2O34Al＋3O2↑，如果加工一个铝锅需要铝1 kg，至少需要电解多少氧化铝才能制成这个铝锅？
解析：认真审题是解题的关键。本题的已知量是生成物铝的质量，待求量是反应物氧化铝的质量，解题时要规范解题步骤，计算过程中要带单位进行计算。
答案：解：设至少电解氧化铝的质量为x。
2Al2O34Al＋3O2↑
204 108
x 1 kg
＝ 解得，x＝1.9 kg
答：至少需要电解氧化铝1.9 kg。
3．利用化学方程式计算的常见题型
(1)求反应物、生成物间质量比。
质量比等于化学方程式中，各物质的相对分子质量(或相对原子质量)乘以化学计量数之后的乘积之比。
(2)已知一种反应物或生成物的质量，求另一种或几种反应物或生成物的质量。
解题依据是化学方程式中各物质间的质量比为一定值。只要知道方程式中一种物质的质量，其他物质的质量均可求出。
(3)含有体积、密度与质量换算的化学方程式的计算。
①若已知物质(气体)的体积，应先根据质量＝密度×体积，将体积换算成质量，再代入化学方程式求其他物质质量。
②若求物质(气体)的体积，应先根据化学方程式求出质量，再根据体积＝，求出物质(气体)的体积。
(4)含杂质(杂质不参加反应)的计算。
①化学方程式反映的是纯净物间的质量关系，若遇到不纯物时，应先把不纯物的质量换算成纯净物的质量，再代入化学方程式进行计算。
物质的纯度(质量分数)＝×100%
②当已知量是混合物质量时，有时需根据质量守恒定律，利用反应前后物质质量差，求生成气体的质量。生成气体质量＝反应前总质量－反应后剩余物质的质量。
【例3—1】(实际应用题) 6.2 g红磷在空气中完全燃烧，生成五氧化二磷多少克？消耗标准状况下的空气多少升？(标准状况下氧气的密度为1.43 g/L)
答案：解：设生成五氧化二磷的质量为x，消耗氧气的质量y。
由4P ＋ 5O22P2O5
124 160 284
6.2 g y x
列比例关系式并计算：＝，x＝＝14.2 g。
＝，y＝＝8 g。
氧气的体积为＝5.6 L。标准状况下，氧气约占空气体积的21%，空气的体积为＝26.67 L。
答：生成五氧化二磷14.2 g，消耗标准状况下的空气26.67 L。
【例3—2】用氯酸钾和二氧化锰的混合物15 g加热到反应完全，称量试管内剩余固体的质量为10.2 g。求：
(1)原混合物中氯酸钾的质量分数。
(2)剩余固体中有何物质，各为多少克？
解析：15 g是氯酸钾和二氧化锰的混合物质量，试管内剩余的10.2 g固体，包括生成的氯化钾和催化剂二氧化锰的质量，也是混合物质量，均不能直接代入化学方程式计算。应先根据质量守恒定律，求出生成氧气的质量，再将氧气质量作为已知量，求其他各量。
答案：解：反应生成的氧气质量为15 g－10.2 g＝4.8 g。
设参加反应的氯酸钾的质量为x。
2KClO32KCl＋3O2↑
245 96
x 4.8 g
245∶x＝96∶4.8 g x＝12.25 g
原混合物中氯酸钾的质量分数为12.25 g/15 g×100%＝81.7%。剩余固体中有生成的氯化钾和催化剂二氧化锰，其中二氧化锰质量为15 g－12.25 g＝2.75 g，氯化钾质量为10.2 g－2.75 g＝7.45 g。
4．差量法在化学计算中的应用
(1)差量法是根据化学反应中反应物和生成物的差量和造成这种差量的实质及其关系，列出比例式求解的解题方法。
(2)在解题过程中，可以把 “差量”看成是化学方程式中的一种特殊产物，该差量的大小与参与反应的物质的有关量成正比。具体的解题步骤为：
①根据化学方程式分析反应前后形成差量的原因(即影响质量变化的因素)；
②找出差量与已知量、未知量间的关系，然后再列比例式(对应成比例，单位要一致)。
(3)求解。
【例4】(创新题)将8.4 g表面有氧化铜的粗铜丝在加热条件下与足量的氢气充分反应后得到8.0 g铜。试求参加反应的氢气及反应后生成铜的质量。
解析：
答案：解：设参加反应的H2及反应后生成Cu的质量分别为x、y。
CuO ＋ H2Cu＋H2O 固体减轻
80 2 64 16
x y 0.4 g
2∶16＝x∶0.4 g，x＝0.05 g；64∶16＝y∶0.4 g，y＝1.6 g。
答：参加反应的氢气质量为0.05 g，反应后生成铜的质量为1.6 g。
