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第五单元 化学方程式
01 质量守恒定律的内容及解读
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。
关键词解读 参加 没有参加反应的物质（反应剩余的物质）、不是反应生成的物质，质量不能计入“总和”中。
各物质 参加反应或反应生成所有物质，特别注意气体、沉淀不能遗漏。
质量总和 是质量之和，不是体积、分子个数。
适用范围 适用于一切化学变化，不适用于物理变化。
02 质量守恒定律的微观本质
1.微观本质：在化学反应前后，原子的种类、数目、质量均保持不变。
2. 几个“变”与 “不变”
宏观 微观
一定不变 物质的总质量不变； 元素的种类不变； 元素的质量不变 原子的种类不变 原子的数目不变 原子的质量不变
一定改变 物质的种类一定改变 分子的种类一定改变
可能改变 化合价可能改变 分子总数可能改变
03 实验验证质量守恒定律
1.验证时守恒的实验
红磷燃烧前后质量的测定 铁钉跟硫酸铜溶液反应前后质量的测定
实验原理 4P + 5O2 == (点燃) 2P2O5 Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
实验装置
实验现象 红磷燃烧，产生大量的白烟，放出大量的热。气球膨胀，待装置冷却后，气球变瘪。天平保持平衡。 铁钉表面附着一层红色物质，溶液由蓝色逐渐变成浅绿色。天平保持平衡
实验结论 反应前各物质的总质量＝反应后各物质的总质量 反应前各物质的总质量＝反应后各物质的总质量
装置解读 1.红磷燃烧实验中装置的气密性要好；铁钉与硫酸铜溶液反应可以不用密闭装置。 2.气球作用：形成密闭体系并缓冲气压 3.玻璃管作用：引燃红磷；便于膨胀的气体进入气球 4.沙子作用：防止炸裂瓶底
2.验证时“不守恒”的实验
碳酸钠与稀盐酸的反应 镁条的燃烧
反应原理 Na2CO3+2HCl== 2NaCl+H2O+CO2↑ 2Mg + O2 == (点燃) 2MgO
实验现象 白色粉末溶解，有大量气泡迅速产生。天平指针向右偏转。 镁条燃烧，发出耀眼的白光，生成白色固体，天平指针向左偏转。
“不守恒” 的原因 反应生成的二氧化碳是气体，逸散到空气中去，所以质量变小 氧化镁的质量等于反应的镁条和参加反应的氧气质量总和， 质量变大。但生成的氧化镁白烟逸散到空气中，使质量变小。
实验结论 所有的化学反应均遵守质量守恒定律。 有气体参加或气体生成（或者有烟、雾状物质生成）的反应，验证质量守恒定律时，必须在密闭容器里进行。
04质量守恒定律的应用
1.求某种反应物或生成物的质量。
2.推断反应物或生成物的组成（化学式）
3.推断反应物是否全部参加了反应。
4.利用原子、分子知识解释质量守恒原因
05 化学方程式的意义
1.概念：用化学式表示化学反应的式子，叫做化学方程式。
2.意义和读法
意义 以2H2 + O22H2O为例 读法（2H2 + O22H2O）
质的 方面 表明反应物、生成物和反应条件 氢气和氧气在点燃的条件下反应生成水 氢气和氧气在点燃的条件下反应，生成水。
量的方面 宏观 各物质间反应时的质量比 参加反应的氢气、氧气与生成的水的质量之比为1:8:9 每4份质量的氢气和32份质量的氧气在点燃的条件下恰好完全反应，生成36份质量的水。
微观 各物质间反应时的微粒个数比 反应中氢气、氧气与水的分子个数之比为2:1:2 每2个氢分子和1个氧分子在点燃的条件下恰好完全反应，生成2个水分子。
06 化学方程式的书写
书写原则 ① 必须以客观事实为基础；
② 必须遵守质量守恒定律，等号两边各原子的种类和数目必须相等。
书写步骤 写 根据客观事实，正确写出反应物和生成物的化学式，中间用“——”连接
配 配平化学方程式，使式子两边各元素的原子数目相等
等 把“——”改成“====”
标 标明反应条件，标出生成物状态，如点燃、加热、催化剂、“↑”、“↓”等
查 检查化学式的书写、配平、条件、生成物状态符号等
07 化学方程式的配平方法
常用方法 步骤 举例
最小 公倍数法 （1）找出两边各出现一次的元素，选择同种原子的个数最多的原子，求最小公倍数，得分子个数； （2）使该原子数目在反应前后都为所求出的最小公倍数； （3）一般先从氧原子入手，再配平其他原子。 KClO3——KCl+ O2 Al + Fe3 O4—— Fe + Al2O3
观察法 （1）从化学式较复杂的一种生成物（反应物）推求有关反应物（生成物）化学式的化学计量数和这一生成物的化学计量数； （2）根据求得的化学式的化学计量数，再找出其它化学式的相应计量数，这样即可配平。 Fe2O3+ CO——Fe + CO2 H2 O + Fe —— Fe3 O4+ H2
奇数配偶法 适用范围：化学方程式两边某一元素多次出现，并且两边的该元素原子总数有一奇一偶。 （1）找出在化学反应中出现次数最多的元素； （2）从原子数为单数的元素入手（一般为氧元素），即乘2； （3）由已推求出的化学计量数决定其它化学式的化学计量数。 C2 H2 +O2 ——CO2 +H2 O FeS2+ O2 ——Fe2O3 + SO2
分数配平法 此方法能配平有单质参加反应或有单质生成的化学反应。 先配平化合物中各元素的原子； 用分数配平单质元素的原子； 去分母，使配平后的化学计量数为整数。 C2H2 + O2—— CO2+ H2O C2H5OH + O2 —— CO2 + H2O
归一法 找到化学方程式中关键的化学式，定其化学式前计量数为1，然后根据关键化学式去配平其他化学式前的化学计量数。若出现计量数为分数，再将各计量数同乘以同一整数，化分数为整数，这种先定关键化学式计量数为1的配平方法，称为归一法。 CH3OH＋O2——H2O＋CO2 C2H5OH＋O2——H2O＋CO2
08 根据化学方程式的计算步骤和格式
计算依据 利用化学方程式能反映物质间的质量比，且质量比呈正比例关系。
计算步骤 ①设未知数； ②根据题意写出方程式； ③根据化学方程式找出已知量与未知量的质量比； ④列出比例式，并求出未知数； ⑤答：简明地写出答案。
书写格式
注意 ①由于方程式只能反映物质间的质量比，因此代入方程式中的各个量必须是质量。 ②由于方程式中各物质是纯净物，因此代入方程式中的量必须是纯净物的质量。 ③单位必须统一。
09 纯净物和混合物的换算关系
1.物质的纯度=纯物质的质量/不纯物质的质量×100%
变形：纯物质的质量=不纯物质的质量×物质的纯度
不纯物质的质量=纯物质的质量÷物质的纯度
2.物质的纯度（纯物质的质量分数）=1-杂质的质量分数
1．（2022·山东济南·九年级统考期末）下列现象可以用质量守恒定律来解释的是
A．100g酒精和 100g水混合在一起,质量等于200g
B．10g 水可以结成 10g冰
C．纸在空气中燃烧后化为灰烬，灰烬质量比纸的质量小
D．敞口放置的酒精越放越少
【答案】C
【详解】A、100g酒精和100g水混合在一起，质量等于200g，没有发生化学变化，为物理变化，故不能用质量守恒定律来解释，故A错误；
B、10g水可以结成10g冰的过程中没有新物质生成，属于物理变化，不能用质量守恒定律解释，故B错误；
C、纸燃烧生成了二氧化碳和水蒸气，进入空气中，留下灰烬只是一些不能燃烧的无机盐，比纸的质量少，纸燃烧是化学变化，能用质量守恒定律来解释，故C正确；
D、敞口放置的酒精挥发是物理变化，越放越少，没有发生化学变化，故不能用质量守恒定律来解释，故D错误。
故选C。
2．（2022·山东泰安·九年级统考期末）在化学变化中，下列说法正确的是
①原子核的种类、数量、质量均不变
②原子的质量、元素的质量、物质的总质量均不变
③原子的数目、分子的数目均不变
④原子的种类、元素的种类、分子的种类均不变
A．①② B．①③ C．③④ D．②④
【答案】A
【详解】①根据质量守恒定律的微观实质可知，原子核的种类、数量、质量均不变，故说法正确，符合题意；
②根据质量守恒的实质可知，原子的质量、元素的质量、物质的总质量均不变，故说法正确，符合题意；
③根据质量守恒的微观实质可知，原子的数目不变、分子的数目可能改变，故说法错误，不符合题意；
④根据质量守恒定律的实质可知，原子的种类、元素的种类不变、分子的种类一定改变，故说法错误，不符合题意，故选A。
3．（2023上·河北唐山·九年级统考期末）下列装置及实验能用来验证质量守恒定律的是
A． B．
C． D．
【答案】B
【详解】A、镁条和氧气点燃生成氧化镁，反应前有氧气参与，因此固体的质量增加，不能验证质量守恒定律，选项错误；
B、在密闭装置内，磷和氧气点燃生成五氧化二磷，反应前后物质的质量不变，可以验证质量守恒定律，选项正确；
C、硝酸钾溶于水，但没有发生化学反应，故不能验证质量守恒定律，选项错误；
D、过氧化氢在二氧化锰的催化下生成水和氧气，装置不密闭，生成的气体逸出，不能验证质量守恒定律，选项错误。
故选B。
4．化学方程式是重要的化学用语。下列化学方程式书写正确的是
A．2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑ B．P＋O2=P2O5
C．4Fe＋3O22Fe2O3 D．C＋O2CO2↑
【答案】A
【详解】A、该化学方程式书写完全正确；
B、该化学方程式缺少反应条件，没有配平，正确的化学方程式应为：，故化学方程式书写错误；
C、铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，正确的化学方程式为：，故化学方程式书写错误；
D、该化学方程式反应物中氧气是气体，二氧化碳后面不需要标注↑，正确的化学方程式应为：，故化学方程式书写错误。
故选A。
5．（2023下·黑龙江大庆·九年级统考期末）某化合物与9.6g氧气在点燃的条件下恰好完全反应，生成8.8g二氧化碳和5.4g水，则该化合物的化学式为
A．CH3OH B．C2H5OH
C．CH4 D．C2H6
【答案】B
【详解】某化合物与9.6氧气在点燃的条件下恰好完全反应，生成8.8g二氧化碳和5.4g水，根据质量守恒定律，该化合物的质量为：8.8g+5.4g-9.6=4.6g；该化合物中碳元素质量：，氢元素质量：，氧元素质量：4.6g-2.4g-0.6g=1.6g，化合物中含有碳元素、氢元素和氧元素；化合物中碳原子、氢原子、氧原子个数比：，化学式是C2H5OH。
故选B。
6．（2023上·河南三门峡·九年级统考期末）AgNO3固体，见光或受热易分解，故保存在棕色瓶中、AgNO3见光分解时会产生一种有刺激性气味的气体，该气体可能是
A．SO2 B．NH3 C．N2 D．NO2
【答案】D
【详解】A、由硝酸银化学式可知AgNO3由银、氮、氧三种元素组成，根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，该气体不可能是SO2，SO2中含硫元素，AgNO3中不含硫元素，不符合题意；
B、NH3中含氢元素，AgNO3中不含氢元素，不符合题意；
C、N2为无色无味气体，无刺激性气味，不符合题意；
D、NO2有刺激性气味的气体，与AgNO3含有相同的氮、氧元素，该气体可能是NO2，符合题意。
故选D。
7．（2022上·辽宁铁岭·九年级统考期末）根据一定质量的某可燃物完全燃烧需要9.6g氧气，只生成8.8gCO2和5.4gH2O的事实，可以判断该可燃物中含有的元素种类：
A．只含碳、氢元素，不含氧元素 B．含碳、氢两种元素
C．含有碳、氢两种元素，可能含氧元素 D．含碳、氢、氧三种元素
【答案】D
【详解】由题干可知：
①参加反应某可燃物的质量为：；
②某可燃物与氧气燃烧生成水和二氧化碳，根据化学反应前后，元素种类不变，则某可燃物中一定含有碳、氢元素；
③某可燃物中碳元素的质量为，氢元素的质量为；
④，则可确定该可燃物中一定含有碳、氢、氧三种元素。
故选D。
8．（2023上·河南商丘·九年级统考期末）已知23g纯净物X在足量的氧气中充分燃烧，生成44g二氧化碳和27g水。下列说法中错误的是
A．X中一定含有三种元素 B．该反应消耗氧气的质量为48g
C．X可能的化学式是CH2O D．X中C、H两种元素的质量比为4：1
【答案】C
【详解】A、44g二氧化碳中碳元素的质量为：；
27g水氢元素的质量为：；
生成物44g二氧化碳和27g水中所含碳、氢元素的质量和为：，该物质中含氧元素的质量为：，则X中一定含有碳氢氧三种元素，故选项说法正确；
B、由质量守恒定律，该反应消耗氧气的质量为：，故选项说法正确；
C、X中C、O两种元素的质量比为，而化学式为CH2O中C、O两种元素的质量比为，两者不等，所以化学式不可能是CH2O，故选项说法错误；
D、由上述计算可知，X中C、H两种元素的质量比为，故选项说法正确；
故选C。
9．（2023下·山东东营·八年级统考期末）某物质1.6 g在空气中完全燃烧生成4.4 g二氧化碳和3.6 g水，下列关于这种物质的组成描述中，正确的是
A．该物质只含有碳元素和氢元素
B．该物质中碳元素与氢元素的质量比为4：1
C．该物质一定含有碳元素和氢元素，可能含有氧元素
D．该物质的分子中碳原子与氢原子的个数比为1：2
【答案】A
【详解】4.4gCO2中含有碳元素的质量=，3.6g水中含有氢元素的质量=，生成物4.4g二氧化碳和3.6g水所含碳、氢元素的质量和=1.2g+0.4g=1.6g,等于该物质的质量，则该物质中一定含有碳、氢两种元素，不含氧元素。
A、由上述分析可知，该物质只含有碳元素和氢元素，说法正确；
B、由上述分析可知，该物质中碳元素与氢元素的质量比为1.2g：0.4g=3：1，说法错误；
C、由上述分析可知，该物质只含有碳元素和氢元素，不含氧元素，说法错误；
D、该物质的分子中碳原子与氢原子的个数比= ，说法错误；
答案：A。
10．（2023上·内蒙古呼伦贝尔·九年级统考期末）如图1是利用红磷燃烧验证质量守恒定律的实验装置，图2是利用压强传感器测量的瓶中的气压变化的数据。下列说法不正确的是
A．该实验中气球的作用是平衡气压
B．最终反应后的气压等于反应前的气压
C．BC段气压增大的主要原因是燃烧放热
D．CD段气压减小的主要原因是集气瓶内氧气不断被消耗
【答案】B
【详解】A、红磷燃烧放热，如不使用气球，锥形瓶内气压变大可能将活塞弹出或破坏锥形瓶，气球可以平衡气压，防止活塞弹出，正确；
B、从图2可知，最终气压小于反应前气压，错误；
C、BC段气压增加，是因为红磷燃烧放热，气体膨胀，气压变大，正确；
D、红磷燃烧消耗氧气，气体体积减小，所以装置内气压减小，且比开始时气压小，所以CD段气压减小，正确；
故选B。
11．（2023上·辽宁沈阳·九年级统考期末）将下列四种物质放入密闭容器中充分反应，测得反应前后各物质的质量分数如图，下列说法正确的是
A．甲、乙的质量之和等于丙的质量 B．丙是生成物，且丙一定是化合物
C．乙和丙的质量变化之比为1：5 D．丁一定是与该反应无关的物质
【答案】B
【详解】A、根据图中数据可知，反应前丙的质量分数为1-70%-14%-10%=6%，反应后乙的质量分数为1-42%-40%-10%=8%，则反应后甲、乙质量减小，为反应物，丙质量增加，为生成物，则减少的甲、乙的质量之和等于生成的丙的质量，但甲、乙的质量之和不一定等于丙的质量，该选项说法不正确；
B、结合前面分析可知，丙为生成物，且根据反应前后元素种类不变，可知丙中含有甲、乙所含元素种类之和，则一定为化合物，该选项说法正确；
C、结合图中数据及前面分析可知，乙和丙的质量变化之比为（14%-8%）：（40%-6%）=3：16，该选项说法不正确；
D、根据图中数据可知，反应前后丁质量不变，则丁可能为催化剂，也可能为杂质，则丁不一定与该反应无关，该选项说法不正确。
故选B。
12．（2023上·江苏淮安·九年级统考期末）乙醇不完全燃烧时可以产生一氧化碳、二氧化碳和水。依据下表数据分析得出的结论中，不正确的是
物质 乙醇 氧气 二氧化碳 水 一氧化碳
反应前质量/g 6.6 8.8 0 0 0
反应后质量/g 2 0 6.6 5.4 a
A．表中的a值为1.4
B．生成的CO和CO2分子个数比为1：3
C．在化学反应前后碳元素质量一定相等
D．参加反应的乙醇和氧气的质量比为3：4
【答案】D
【详解】A、根据质量守恒定律，化学反应前后，物质的总质量不变，则6.6g+8.8g=2g+6.6g+5.4g+a，a=1.4g，故表中a的值为1.4，不符合题意；
B、生成的一氧化碳和二氧化碳的分子个数比为：，不符合题意；
C、根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类和质量不变，故在化学反应前后碳元素的质量一定相等，不符合题意；
D、参加反应的乙醇和氧气的质量比为：（6.6g-2g）：8.8g=23:44，符合题意。
故选D。
13．（2023上·河北邢台·九年级校考期末）四种物质在一定的条件下充分混合反应，测得反应前后各物质的质量分数如图所示，则有关说法不正确的是
A．丁一定是化合物 B．乙可能是这个反应的催化剂
C．生成的甲、丙两物质的质量比为 D．该反应属于化合反应
【答案】D
【分析】化学反应遵守质量守恒定律，反应后质量增多的物质是生成物，减少的物质是反应物。据图可知，甲由17%变到19%，质量增加，是生成物，丁由48%变到30%，质量减少，是反应物，丙由25%变到41%，质量增加，是生成物，乙质量不变，可能作催化剂。即该反应是 。
【详解】A、丁发生分解反应，故丁一定是化合物，正确；
B、乙可能是这个反应的催化剂，正确；
C、生成的甲、丙两物质的质量比为 ，正确；
D、该反应是一变多的反应，是分解反应，错误。
故选D。
14．（2023下·山东威海·八年级威海经济技术开发区皇冠中学校考期末）在验证质量守恒定律时，某学习小组三位同学分别做了如下实验：（已知：红磷燃烧产生的五氧化二磷会刺激人体呼吸道）
（1）如图A所示，点燃红磷后观察到的现象是剧烈燃烧、产生大量 、放出热量，其中小气球的作用是 。
（2）上图验证质量守恒定律的实验中，不能达到实验目的是 （填字母），请你解释不能验证质量守恒的原因是 。
（3）另一个学习小组的同学用镁条在空气中燃烧完成验证实验。实验前，同学们预测生成物的质量比镁条的质量大，原因是 。而反应后实际测量的结果却是小于镁条的质量，其原因可能是 （任写一条）。
【答案】（1）白烟 可以防止白烟进入空气，同时起到缓冲作用
（2）C 食盐固体溶于水的过程中没有发生化学变化
（3）镁条在空气中燃烧，是与空气中的氧气发生反应生成氧化镁的过程，生成物的质量=镁条的质量+参与反应的氧气质量 镁带燃烧时有一缕白烟（为生成的氧化镁）向空气中扩散，造成氧化镁的损失或镁带燃烧时夹镁带的坩埚钳上有一层白色粉末，此粉末为氧化镁，造成氧化镁的损失
【详解】（1）红磷燃烧时放出热量，放出大量白烟；小气球能防止白烟进入空气，起到缓冲的作用；
（2）质量守恒定律是化学变化过程中物质质量变化规律，上图验证质量守恒定律的实验中，不能达到实验目的是C，不能验证质量守恒的原因是食盐固体溶于水的过程中没有发生化学变化；
（3）镁条在空气中燃烧，是与空气中的氧气发生反应生成氧化镁的过程，根据质量守恒定律，生成物的质量=镁条的质量+参与反应的氧气质量，所以生成物的质量比原来镁条的质量增加了；
镁燃烧时的现象为发出耀眼的白光并有白烟生成，白烟是氧化镁固体小颗粒，这一部分扩散到空气中；做实验时镁带要用坩埚钳夹住进行实验，所以燃烧后的白色粉末可能粘在坩埚钳上，导致质量减轻。
15．（2023上·湖北省直辖县级单位·九年级统考期末）为了探究化学反应前后物质质量的变化情况，某化学小组设计了下图所示的A，B、C三组实验，请完成实验中的相关内容。
【讨论与探究】
（1）A实验中，红磷充分反应后天平保持平衡，则A实验的结论是：参加反应的 。
（2）B实验中，两种物质混合后反应开始。下图中能正确表示反应过程中烧杯内物质总质量随时间变化关系的是 。
（3）C组实验中，观察到的现象是 ，反应前称量镁条的质量为m1，反应结束后称量残留固体物质的质量为m2，若m1>m2，说明 。
【反思交流】
（4）分析比较A、B、C三组实验可知；有气体参加反应或有气体生成时，反应须在 中进行，才能对化学反应前后物质质量的变化情况进行科学合理的探究。
【答案】【讨论与探究】（1）红磷和氧气的质量之和等于反应后生成的五氧化二磷的质量
（2）D
（3）发出耀眼白光，放出热量，生成白色固体 反应生成的氧化镁扩散到空气中的质量大于与镁条反应的氧气质量
【反思交流】（4）密闭容器
【详解】（1）红磷和氧气在点燃的条件下反应生成五氧化二磷，红磷充分反应后天平保持平衡，则A实验的结论是：参加反应的红磷和氧气的质量之和等于反应后生成的五氧化二磷的质量；
（2）碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水，二氧化碳是气体，反应过程中，二氧化碳会散逸出去，导致质量减小，待完全反应后，不再变化。
故选D；
（3）C组实验中，镁条在空气中燃烧，发出耀眼白光，放出热量，生成白色固体；
镁和氧气在点燃的条件下反应生成氧化镁，生成氧化镁的质量等于参与反应的镁的质量与参与反应的氧气的质量之和，反应前称量镁条的质量为m1，反应结束后称量残留固体物质的质量为m2，若m1>m2，说明反应后生成的氧化镁散逸到空气中，且反应生成的氧化镁扩散到空气中的质量大于与镁条反应的氧气质量；
（4）分析比较A、B、C三组实验可知；有气体参加反应或有气体生成时，反应须在密闭容器中进行，才能对化学反应前后物质质量的变化情况进行科学合理的探究，如A实验中，氧气参与了反应，但是该实验在密闭容器中进行，可以验证质量守恒定律。
16．（2022上·广东广州·九年级期末）在宏观﹣微观﹣符号之间建立联系，是化学独特的研究方法。
（1）硝酸能与碳发生反应，化学方程式为C+4HNO3(浓) CO2↑+4X↑+2H2O，则X是 (写化学式)。
（2）甲和乙在点燃条件下反应生成丙和丁，其微观过程如图所示。画出丙的微观示意图 (个数不要求)。
（3）Cu能与空气中的 、 (写出其中两种物质的化学式)发生化合反应生成“铜锈”[主要成分为Cu2(OH)2CO3]。
（4）铜锈也叫铜绿，受热会发生分解反应生成三种氧化物，请写出反应的方程式： 。
【答案】（1）NO2
（2）
（3）H2O CO2
（4）Cu2(OH)2CO32CuO+H2O+CO2↑
【详解】（1）反应前有C、4H、4N、12O，反应后（X除外）有C、4H、4O，根据化学反应前后各种原子个数相等，则X是NO2。
（2）根据反应的微观过程，该反应为：CH4+2O2丙+ CO2，根据化学反应前后各种原子个数相等，丙是水，其微观示意图为 。
（3）根据化学反应前后元素的种类不变，Cu能与空气中的H2O、CO2发生化合反应生成“铜锈”[主要成分为Cu2(OH)2CO3]。
（4）铜锈也叫铜绿，受热会发生分解反应生成三种氧化物，根据化学反应前后元素的种类不变，生成物是水、二氧化碳、氧化铜，该反应的化学方程式为：Cu2(OH)2CO32CuO+H2O+CO2↑。
17．（2021上·四川乐山·九年级校考期末）2020年11月24日凌晨4点30分，长征五号遥五运载火箭将嫦娥五号探测器送入预定轨道，嫦娥五号将采集月球上的月壤样本返回地球。
（1）月壤中含有丰富的钛铁矿，主要成分是TiO2、Fe2O3等。若用CO还原这种矿石，化学方程式为：3CO＋Fe2O32Fe＋3X，X的化学式是 。
（2）月球上蕴藏着丰富的氦-3，用它可以给核聚变提供能源。氦-3原子核是由一个中子和两个质子构成的，其原子核外电子数为 。
（3）长征五号遥五运载火箭使用的燃料大部分是零下253℃的液氢，同时配有零下183℃的液氧。用分子的观点解释氢气和氧气能被压缩成液体的原因： 。写出液氢燃烧的化学方程式： 。
【答案】（1）CO2
（2）2
（3）分子之间有间隔
【详解】（1）由方程式可知，反应物中C、O、Fe原子个数分别为3、6、2，生成物中除X外Fe原子个数为2，根据化学反应前后各原子种类和原子个数不变，X的化学计量数为3，所以1个X分子由1个碳原子和2个氧原子构成，X的化学式为：CO2，故填：CO2。
（2）原子中，核内质子数与核外电子数相等，所以氦-3原子原子核外电子数为2，故填：2。
（3）氢气和氧气能被压缩成液体的原因：分子之间有间隔；液氢与液氧在点燃条件下反应生成水，该反应的化学方程式为：。故填：分子之间有间隔；。
18．（2023上·云南昭通·九年级统考期末）乙炔（）是一种重要的化工原料，工业上常用碳化钙（）与水反应制取乙炔。现小明取含杂质的碳化钙与适量的水放在相应装置中模拟工业制取乙炔气体（杂质没有参加反应），已知所用含杂质的碳化钙与水的总质量是58g，反应后装置中剩余物质的总质量为45g。计算：
（1）反应过程中生成的乙炔气体的质量为 g。
（2）参加反应的碳化钙的质量。（温馨提示：）
【答案】（1）13
（2）32g
解：设参加反应的碳化钙的质量为x。
x=32g
答：参加反应的碳化钙的质量为32g。
【详解】（1）根据质量守恒定律，生成的乙炔气体的质量为：58g-45g=13g。
19．（2023下·山东泰安·八年级统考期末）某化学学习小组为了测定某石灰石中碳酸钙的质量分数，取20g石灰石样品，加入适量的稀盐酸，恰好完全反应。有关数据如下表所示(样品中其它成分均不与稀盐酸反应)。请计算：
（1）完全反应时生成气体的质量为 g。
（2）该石灰石中碳酸钙的质量分数是多少？
【答案】（1）2.2
（2）解：设 20g 石灰石样品中含有碳酸钙的质量为。
该石灰石中碳酸钙的质量分数为：
答：该石灰石中碳酸钙的质量分数为25%。
【详解】（1）根据质量守恒定律，产生气体的质量为，故填：；
20．（2023下·山东济宁·九年级济宁市第十五中学校考期末）某实验小组为了测定某氯酸钾样品中氯酸钾的质量分数，取100 g样品和5 g二氧化锰混合后盛于试管中加热，在不同时间测得试管内剩余固体的质量如图。已知反应的化学方程式为：2KClO32KCl＋3O2↑。回答下列问题：
（1）反应中产生氧气的质量为 g。
（2）求该氯酸钾样品中氯酸钾的质量分数。(写出计算过程)
【答案】（1）38.4
（2）设该氯酸钾样品中氯酸钾的质量分数为x。
x＝98%
答：该氯酸钾样品中氯酸钾的质量分数为98%。
【详解】（1）氯酸钾在加热和二氧化锰的催化下产生氯化钾和氧气，由质量守恒定律可知，固体减少的质量为生成氧气的质量=105g-66.6g=38.4g。
21．（2021上·陕西咸阳·九年级统考期末）某实验小组的同学为了测定实验室中氯酸钾样品的纯度，取5g该样品与1g二氧化锰混合。依次加热该混合物t1、t2、t3、t4时间后，分别冷却称量剩余固体质量，记录的有关数据如下表(样品中的杂质不参与化学反应，也不发生物理变化)
加热时间 t1 t1 t3 t4
剩余因体质量(g) 4.24 4.16 4.08 4.08
请完成下列分析及计算：
（1）完全反应后产生氧气的总质量为 g。
（2）计算该样品氯酸钾的纯度 (即样品中氯酸钾的质量分数)。
【答案】（1）1.92
（2）解：设样品中氯酸钾的质量分数为x
x=98%
答：该样品氯酸钾的纯度为98%
【详解】（1）根据质量守恒定律，化学反应前后，物质的总质量不变，则生成氧气的总质量为：5g+1g-4.08g=1.92g；
22．（2023上·内蒙古包头·九年级统考期末）早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器。为测定某铁器属于哪种铁合金，现取该铁合金样品(只含铁和碳)和稀盐酸完成如图所示实验。
（1）反应生成氢气的质量。
（2）通过计算样品中碳的质量分数，回答此铁合金样品属于“钢”还是“生铁”。(结果精确到0.1%)
【答案】（1）0.3g
（2）解：设铁的质量为x
样品中碳的质量分数：
答：该铁合金样品属于“生铁”。
【详解】（1）根据题意，由质量守恒定律可知生成氢气的质量为：8.7g+100g-108.4g=0.3g；
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第五单元 化学方程式
01 质量守恒定律的内容及解读
内容 _________________________，等于_________________________。
关键词解读 参加 没有参加反应的物质（反应剩余的物质）、不是反应生成的物质，质量不能计入“总和”中
各物质 参加反应或反应生成所有物质，特别注意______、______不能遗漏
质量总和 是______之和，不是体积、分子个数
适用范围 适用于____________，不适用于物理变化。
02 质量守恒定律的微观本质
1.微观本质：在化学反应前后，原子的______、______、______均保持不变。
2. 几个“变”与 “不变”
宏观 微观
一定不变 ______总质量不变； 元素的______不变； 元素的______不变 原子的______不变 原子的______不变 原子的______不变
一定改变 ______的种类一定改变 ______的种类一定改变
可能改变 ______可能改变 ______总数可能改变
03 实验验证质量守恒定律
1.验证时守恒的实验
红磷燃烧前后质量的测定 铁钉跟硫酸铜溶液反应前后质量的测定
实验原理 ________________________ ______________________________
实验装置
实验现象 红磷燃烧，产生大量的______，放出大量的热。气球______，待装置冷却后，气球______。天平__________________。 铁钉表面附着一层______物质，溶液由______逐渐变成____________。天平____________
实验结论 反应前各物质的总质量______反应后各物质的总质量 反应前各物质的总质量______反应后各物质的总质量
装置解读 1.红磷燃烧实验中____________要好；铁钉与硫酸铜溶液反应可以不用密闭装置。 2.气球作用：形成密闭体系并____________ 3.玻璃管作用：________________________；______________________________ 4.沙子作用：防止炸裂瓶底
2.验证时“不守恒”的实验
碳酸钠与稀盐酸的反应 镁条的燃烧
反应原理 __________________________________ ________________________
实验现象 白色粉末溶解，有____________。天平指针____________。 镁条燃烧，发出耀眼的______光，生成______色固体，天平指针____________。
“不守恒” 的原因 反应生成的______是气体，逸散到空气中去，所以质量变小 氧化镁的质量等于反应的镁条和参加反应的氧气质量总和， 质量______。但生成的氧化镁白烟逸散到空气中，使质量______。
实验结论 所有的化学反应______质量守恒定律。 ____________或____________（或者有烟、雾状物质生成）的反应，验证质量守恒定律时，必须在______容器里进行。
04质量守恒定律的应用
1.求某种反应物或生成物的质量。
2.推断反应物或生成物的组成（化学式）
3.推断反应物是否全部参加了反应。
4.利用原子、分子知识解释质量守恒原因
05 化学方程式的意义
1.概念：用________________________的式子，叫做化学方程式。
2.意义和读法
意义 以2H2 + O22H2O为例 读法（2H2 + O22H2O）
质的 方面 表明______、______和______ 氢气和氧气在点燃的条件下反应生成水 氢气和氧气在点燃的条件下反应，生成水。
量的方面 宏观 各物质间反应时的______ 参加反应的氢气、氧气与生成的水的质量之比为______ 每__________的氢气和____________的氧气在点燃的条件下恰好完全反应，生成__________________的水。
微观 各物质间反应时的____________ 反应中氢气、氧气与水的分子个数之比为______ 每2个氢分子和1个氧分子在点燃的条件下恰好完全反应，生成2个水分子。
06 化学方程式的书写
书写原则 必须以客观事实为基础；
② 必须遵守____________，等号两边各原子的种类和数目必须相等。
书写步骤 写 根据客观事实，正确写出反应物和生成物的化学式，中间用“——”连接
配 配平化学方程式，使式子两边各元素的____________
等 把“——”改成“====”
标 标明__________，标出__________，如点燃、加热、催化剂、“↑”、“↓”等
查 检查化学式的书写、配平、条件、生成物状态符号等
07 化学方程式的配平方法
常用方法 步骤 举例
__________ （1）找出两边各出现一次的元素，选择同种原子的个数最多的原子，求最小公倍数，得分子个数； （2）使该原子数目在反应前后都为所求出的最小公倍数； （3）一般先从氧原子入手，再配平其他原子。 KClO3——KCl+ O2 Al + Fe3 O4—— Fe + Al2O3
__________ （1）从化学式较复杂的一种生成物（反应物）推求有关反应物（生成物）化学式的化学计量数和这一生成物的化学计量数； （2）根据求得的化学式的化学计量数，再找出其它化学式的相应计量数，这样即可配平。 Fe2O3+ CO——Fe + CO2 H2 O + Fe —— Fe3 O4+ H2
__________ 适用范围：化学方程式两边某一元素多次出现，并且两边的该元素原子总数有一奇一偶。 （1）找出在化学反应中出现次数最多的元素； （2）从原子数为单数的元素入手（一般为氧元素），即乘2； （3）由已推求出的化学计量数决定其它化学式的化学计量数。 C2 H2 +O2 ——CO2 +H2 O FeS2+ O2 ——Fe2O3 + SO2
分数配平法 此方法能配平有单质参加反应或有单质生成的化学反应。 先配平化合物中各元素的原子； 用分数配平单质元素的原子； 去分母，使配平后的化学计量数为整数。 C2H2 + O2—— CO2+ H2O C2H5OH + O2 —— CO2 + H2O
归一法 找到化学方程式中关键的化学式，定其化学式前计量数为1，然后根据关键化学式去配平其他化学式前的化学计量数。若出现计量数为分数，再将各计量数同乘以同一整数，化分数为整数，这种先定关键化学式计量数为1的配平方法，称为归一法。 CH3OH＋O2——H2O＋CO2 C2H5OH＋O2——H2O＋CO2
08 根据化学方程式的计算步骤和格式
计算依据 利用化学方程式能反映物质间的________比，且质量比呈__________关系。
计算步骤 ①设__________； ②根据题意写出方程式； ③根据化学方程式找出已知量与未知量的__________； ④列出__________，并求出未知数； ⑤答：简明地写出答案。
书写格式
注意 ①由于方程式只能反映物质间的质量比，因此代入方程式中的各个量必须是________。 ②由于方程式中各物质是纯净物，因此______________________________。 ③单位必须__________。
09 纯净物和混合物的换算关系
1.物质的纯度=__________的质量/__________物质的质量×100%
变形：纯物质的质量=不纯物质的质量×__________
不纯物质的质量=纯物质的质量÷__________
2.物质的纯度（纯物质的__________）=1-_______的质量分数
1．（2022·山东济南·九年级统考期末）下列现象可以用质量守恒定律来解释的是
A．100g酒精和 100g水混合在一起,质量等于200g
B．10g 水可以结成 10g冰
C．纸在空气中燃烧后化为灰烬，灰烬质量比纸的质量小
D．敞口放置的酒精越放越少
2．（2022·山东泰安·九年级统考期末）在化学变化中，下列说法正确的是
①原子核的种类、数量、质量均不变
②原子的质量、元素的质量、物质的总质量均不变
③原子的数目、分子的数目均不变
④原子的种类、元素的种类、分子的种类均不变
A．①② B．①③ C．③④ D．②④
3．（2023上·河北唐山·九年级统考期末）下列装置及实验能用来验证质量守恒定律的是
A． B．
C． D．
4．化学方程式是重要的化学用语。下列化学方程式书写正确的是
A．2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑ B．P＋O2=P2O5
C．4Fe＋3O22Fe2O3 D．C＋O2CO2↑
5．（2023下·黑龙江大庆·九年级统考期末）某化合物与9.6g氧气在点燃的条件下恰好完全反应，生成8.8g二氧化碳和5.4g水，则该化合物的化学式为
A．CH3OH B．C2H5OH
C．CH4 D．C2H6
6．（2023上·河南三门峡·九年级统考期末）AgNO3固体，见光或受热易分解，故保存在棕色瓶中、AgNO3见光分解时会产生一种有刺激性气味的气体，该气体可能是
A．SO2 B．NH3 C．N2 D．NO2
7．（2022上·辽宁铁岭·九年级统考期末）根据一定质量的某可燃物完全燃烧需要9.6g氧气，只生成8.8gCO2和5.4gH2O的事实，可以判断该可燃物中含有的元素种类：
A．只含碳、氢元素，不含氧元素 B．含碳、氢两种元素
C．含有碳、氢两种元素，可能含氧元素 D．含碳、氢、氧三种元素
8．（2023上·河南商丘·九年级统考期末）已知23g纯净物X在足量的氧气中充分燃烧，生成44g二氧化碳和27g水。下列说法中错误的是
A．X中一定含有三种元素 B．该反应消耗氧气的质量为48g
C．X可能的化学式是CH2O D．X中C、H两种元素的质量比为4：1
9．（2023下·山东东营·八年级统考期末）某物质1.6 g在空气中完全燃烧生成4.4 g二氧化碳和3.6 g水，下列关于这种物质的组成描述中，正确的是
A．该物质只含有碳元素和氢元素
B．该物质中碳元素与氢元素的质量比为4：1
C．该物质一定含有碳元素和氢元素，可能含有氧元素
D．该物质的分子中碳原子与氢原子的个数比为1：2
10．（2023上·内蒙古呼伦贝尔·九年级统考期末）如图1是利用红磷燃烧验证质量守恒定律的实验装置，图2是利用压强传感器测量的瓶中的气压变化的数据。下列说法不正确的是
A．该实验中气球的作用是平衡气压
B．最终反应后的气压等于反应前的气压
C．BC段气压增大的主要原因是燃烧放热
D．CD段气压减小的主要原因是集气瓶内氧气不断被消耗
11．（2023上·辽宁沈阳·九年级统考期末）将下列四种物质放入密闭容器中充分反应，测得反应前后各物质的质量分数如图，下列说法正确的是
A．甲、乙的质量之和等于丙的质量 B．丙是生成物，且丙一定是化合物
C．乙和丙的质量变化之比为1：5 D．丁一定是与该反应无关的物质
12．（2023上·江苏淮安·九年级统考期末）乙醇不完全燃烧时可以产生一氧化碳、二氧化碳和水。依据下表数据分析得出的结论中，不正确的是
物质 乙醇 氧气 二氧化碳 水 一氧化碳
反应前质量/g 6.6 8.8 0 0 0
反应后质量/g 2 0 6.6 5.4 a
A．表中的a值为1.4
B．生成的CO和CO2分子个数比为1：3
C．在化学反应前后碳元素质量一定相等
D．参加反应的乙醇和氧气的质量比为3：4
13．（2023上·河北邢台·九年级校考期末）四种物质在一定的条件下充分混合反应，测得反应前后各物质的质量分数如图所示，则有关说法不正确的是
A．丁一定是化合物 B．乙可能是这个反应的催化剂
C．生成的甲、丙两物质的质量比为 D．该反应属于化合反应
14．（2023下·山东威海·八年级威海经济技术开发区皇冠中学校考期末）在验证质量守恒定律时，某学习小组三位同学分别做了如下实验：（已知：红磷燃烧产生的五氧化二磷会刺激人体呼吸道）
（1）如图A所示，点燃红磷后观察到的现象是剧烈燃烧、产生大量 、放出热量，其中小气球的作用是 。
（2）上图验证质量守恒定律的实验中，不能达到实验目的是 （填字母），请你解释不能验证质量守恒的原因是 。
（3）另一个学习小组的同学用镁条在空气中燃烧完成验证实验。实验前，同学们预测生成物的质量比镁条的质量大，原因是 。而反应后实际测量的结果却是小于镁条的质量，其原因可能是 （任写一条）。
15．（2023上·湖北省直辖县级单位·九年级统考期末）为了探究化学反应前后物质质量的变化情况，某化学小组设计了下图所示的A，B、C三组实验，请完成实验中的相关内容。
【讨论与探究】
（1）A实验中，红磷充分反应后天平保持平衡，则A实验的结论是：参加反应的 。
（2）B实验中，两种物质混合后反应开始。下图中能正确表示反应过程中烧杯内物质总质量随时间变化关系的是 。
（3）C组实验中，观察到的现象是 ，反应前称量镁条的质量为m1，反应结束后称量残留固体物质的质量为m2，若m1>m2，说明 。
【反思交流】
（4）分析比较A、B、C三组实验可知；有气体参加反应或有气体生成时，反应须在 中进行，才能对化学反应前后物质质量的变化情况进行科学合理的探究。
16．（2022上·广东广州·九年级期末）在宏观﹣微观﹣符号之间建立联系，是化学独特的研究方法。
（1）硝酸能与碳发生反应，化学方程式为C+4HNO3(浓) CO2↑+4X↑+2H2O，则X是 (写化学式)。
（2）甲和乙在点燃条件下反应生成丙和丁，其微观过程如图所示。画出丙的微观示意图 (个数不要求)。
（3）Cu能与空气中的 、 (写出其中两种物质的化学式)发生化合反应生成“铜锈”[主要成分为Cu2(OH)2CO3]。
（4）铜锈也叫铜绿，受热会发生分解反应生成三种氧化物，请写出反应的方程式： 。
17．（2021上·四川乐山·九年级校考期末）2020年11月24日凌晨4点30分，长征五号遥五运载火箭将嫦娥五号探测器送入预定轨道，嫦娥五号将采集月球上的月壤样本返回地球。
（1）月壤中含有丰富的钛铁矿，主要成分是TiO2、Fe2O3等。若用CO还原这种矿石，化学方程式为：3CO＋Fe2O32Fe＋3X，X的化学式是 。
（2）月球上蕴藏着丰富的氦-3，用它可以给核聚变提供能源。氦-3原子核是由一个中子和两个质子构成的，其原子核外电子数为 。
（3）长征五号遥五运载火箭使用的燃料大部分是零下253℃的液氢，同时配有零下183℃的液氧。用分子的观点解释氢气和氧气能被压缩成液体的原因： 。写出液氢燃烧的化学方程式： 。
18．（2023上·云南昭通·九年级统考期末）乙炔（）是一种重要的化工原料，工业上常用碳化钙（）与水反应制取乙炔。现小明取含杂质的碳化钙与适量的水放在相应装置中模拟工业制取乙炔气体（杂质没有参加反应），已知所用含杂质的碳化钙与水的总质量是58g，反应后装置中剩余物质的总质量为45g。计算：
（1）反应过程中生成的乙炔气体的质量为 g。
（2）参加反应的碳化钙的质量。（温馨提示：）
19．（2023下·山东泰安·八年级统考期末）某化学学习小组为了测定某石灰石中碳酸钙的质量分数，取20g石灰石样品，加入适量的稀盐酸，恰好完全反应。有关数据如下表所示(样品中其它成分均不与稀盐酸反应)。请计算：
（1）完全反应时生成气体的质量为 g。
（2）该石灰石中碳酸钙的质量分数是多少？
20．（2023下·山东济宁·九年级济宁市第十五中学校考期末）某实验小组为了测定某氯酸钾样品中氯酸钾的质量分数，取100 g样品和5 g二氧化锰混合后盛于试管中加热，在不同时间测得试管内剩余固体的质量如图。已知反应的化学方程式为：2KClO32KCl＋3O2↑。回答下列问题：
（1）反应中产生氧气的质量为 g。
（2）求该氯酸钾样品中氯酸钾的质量分数。(写出计算过程)
21．（2021上·陕西咸阳·九年级统考期末）某实验小组的同学为了测定实验室中氯酸钾样品的纯度，取5g该样品与1g二氧化锰混合。依次加热该混合物t1、t2、t3、t4时间后，分别冷却称量剩余固体质量，记录的有关数据如下表(样品中的杂质不参与化学反应，也不发生物理变化)
加热时间 t1 t1 t3 t4
剩余因体质量(g) 4.24 4.16 4.08 4.08
请完成下列分析及计算：
（1）完全反应后产生氧气的总质量为 g。
（2）计算该样品氯酸钾的纯度 (即样品中氯酸钾的质量分数)。
22．（2023上·内蒙古包头·九年级统考期末）早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器。为测定某铁器属于哪种铁合金，现取该铁合金样品(只含铁和碳)和稀盐酸完成如图所示实验。
（1）反应生成氢气的质量。
（2）通过计算样品中碳的质量分数，回答此铁合金样品属于“钢”还是“生铁”。(结果精确到0.1%)
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