质量守恒定律和化学方程式
复习指南
本课时复习重点解决以下问题:
1.理解并运用质量守恒定律。
2.能正确书写化学方程式。
考点管理
1 质量守恒定律
内 容:质量守恒定律是指 的各物质的质量总和等于 的各物质的质量总和。
微观解释:从微观角度分析,化学反应的过程是参加反应的各物质的原子 生成其他物质的分子的过程。在化学反应中,反应前后原子的 没有改变,原子的 没有增减,原子的 没有变化,所以化学反应前后,各物质的质量总和相等。
注 意:(1)质量守恒定律只适合于 守恒,不是体积守恒,也不是分子数守恒。
(2)质量守恒定律的应用对象是化学变化,物理变化不能用质量守恒定律解释。
(3)“生成的各物质的质量总和”应包括各种状态的物质质量。
概括起来是“六不变,两改变,一可变”。“六不变”:宏观方面是指物质的质量不变,元素的 不变,元素的 不变;微观方面是指原子的 不变,原子的 不变,原子的 不变。“两改变”:宏观方面是指物质种类发生改变;微观方面是指分子种类发生改变。 “一可变”:分子数目(微观)。
应 用:(1)解释有关化学反应中物质的质量变化现象。
(2)确定某物质的组成或化学式。
(3)计算化学反应中某种物质或元素的质量。
(4)判断化学反应的类型。
2 化学方程式
内 容:用 来表示化学反应的式子。
书写原则:(1)以 。
(2)遵守 。
书写步骤:“写、配、注、标”。
(1)写:写出反应物、生成物的化学式,该步要求做到以 为依据,不能捏造实际上并不存在的化学式,更不可随意编造实际不能发生的化学反应。
(2)配:即配平化学方程式。由“质量守恒定律”,使等号两边同种原子的 相等。配平化学方程式的常用方法主要是观察法、最小公倍数法和奇偶配平法。
(3)注:即注明反应的条件。如“通电”“催化剂”“点燃”“加热”“高温”等。
(4)标:即标出某些生成物的状态。标的基本原则:如果反应物中有气体(或固体),生成物中的气体(或固体)就不必标相应符号;反之,则需要标相应符号。
读 法:化学方程式有“质的读法”“量的读法”和“微观读法”三种。 以 4P+ 为例:
(1)质的读法:磷与氧气在点燃条件下生成 。
(2)量的读法:每 份质量的磷和 份质量的氧气在点燃的条件下反应生成 份质量的五氧化二磷。
(3)微观读法:每4个磷原子和5个氧气分子在点燃的条件下生成2个五氧化二磷分子。
归类探究
类型之一 质量守恒定律的实验研究
例1 (1)如图,A、B、C三个实验用于验证质量守恒定律,其中不能达到实验目的的是 (填字母序号)。
(2)A中的现象是 ,放出热量。燃烧后恢复至室温后测量,若发现天平指针偏右,则造成的原因可能是 。
(3)C中发生反应的化学方程式为 。
(4)由上述实验可知,在化学反应前后,一定不变的是 (填序号)。
①原子种类
②原子数目
③分子种类
④分子数目
⑤物质的总质量
【点悟】探究质量守恒定律时所用物质的质量包括气体、固体和液体的质量,而气体的质量容易被忽略,所以在设计验证质量守恒定律的实验时,要考虑实验是否需要在密闭容器中进行。
类型之二 用质量守恒定律确定物质的化学式
例2 “蛟龙号”是我国研制出的大深度载人潜水器。为保证载人潜水器长时间潜水,需要在潜水器里配备供氧装置,利用过氧化物供氧是一种常见的供氧技术。
(1)过氧化钠(Na O )作供氧剂的化学方程式为 则反应物X的化学式为 。
(2)若用上述方法制取16g氧气,至少需要 Na O 的质量为多少 (写出计算过程)
例3 某组同学研究了物质 W 的组成。一定条件下,W在密闭容器内发生反应前后各物质的质量如图所示。其中,x= ,W的化学式是 (按C、H、O元素的顺序书写)。
【点悟】确定物质的化学式,一般都要用到质量守恒定律。解题关键是各种原子的个数反应前后守恒,反应前后总质量不变。
类型之三 化学方程式的书写
例4 现有 P、CaO、O 、H O、CO 、CaCl 溶液、Na CO 溶液、Ca(OH) 溶液八种物质,请选择适当的物质按要求书写化学方程式(每种物质只能选用一次):
(1)能产生白烟的化合反应: 。
(2)具有明显放热现象的化合反应: 。
(3)实验室检验CO 的化学反应: 。
(4)两种盐溶液发生的复分解反应: 。
【点悟】书写化学方程式要注意四步:一是反应物和生成物的化学式要正确;二是要遵守质量守恒定律,即配平;三是要有必要的条件;四是看是否需要标注“↑”或“↓”。
类型之四 质量守恒定律的应用
例5 甲、乙、丙、丁四种物质在一密闭的容器内充分反应,测得反应前后各物质质量的数据如下表所示。下列说法正确的是
( )
物质 甲 乙 丙 丁
反应前的质量/g 12 27 5 56
反应后的质量/g 26 37 x 30
A. x=5
B.该反应可能是化合反应
C.丁一定是化合物
D.丙可能是催化剂
【点悟】反应前后密闭容器中物质的总质量不变。则反应后质量减小的物质是反应物;质量增大的物质是生成物;质量不变的物质,可能作催化剂,也可能是杂质。
例6 天然气 的主 要 成分是 甲 烷(CH )。当氧气不足时,甲烷燃烧会生成CO 、CO和 H O,若16g甲烷燃烧生成CO 和CO 的质量比为11:7,则参加反应的O 的质量为 ( )
A.48g B.56g
C.64g D.72g
【点悟】明确反应前后碳元素和氢元素的质量不变是解答本题的关键。
限时集训
A组
1.[2023·北京]下列物质均可用作燃料,在O 中充分燃烧时,不会产生CO 的是( )
A. CH B. NH
C.木炭 D. CO
2.[2023·营口]古人用硫黄涂在松木片顶端制得“发烛”。“发烛”燃烧时产生一种有刺激性气味的气体,该气体是 ( )
A. CO B. H O
C. SO D. N
3.[2023·怀化]下列变化的化学方程式书写不正确的是 ( )
A.红磷在空气中燃烧:
B.碳酸分解:
C.铁和稀硫酸反应: H ↑
D.硫酸钠溶液与氯化钡溶液混合:l
4.[2023·宜昌]下列现象能用质量守恒定律解释的是 ( )
A.蔗糖溶于水后总质量不变
B.浓硫酸敞口放置质量增加
C.饱和硝酸钾溶液升温,溶液质量不变
D.硫酸铜溶液和氢氧化钠溶液混合,溶液质量减小
5.[2023·鄂州]密闭容器里有甲、乙、丙、丁四种物质在一定条件下反应,测得反应前及反应过程中的某个时刻各物质的质量分数如图所示。下列说法不正确的是( )
A. b=8%
B.丁可能是该反应的催化剂
C.参加反应的甲和乙的质量比为 5 :1
D.该反应可以表示工业合成氨:3H +
6.[2023·济宁]下列反应的化学方程式书写正确的是 ( )
A.铜与硝酸银溶液的反应:(Cu+2AgNO
B.高锰酸钾分解制取氧气:
C.铁粉与稀硫酸的反应:
D.制取氨气的反应:
7.[2023·滨州改编]密闭容器内有甲、乙、丙、丁四种物质,在一定条件下充分反应,测得反应前后各物质的质量分数如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.物质甲是生成物
B.反应后乙物质的质量分数是 18%
C.该化学反应中甲、乙两物质的质量比是15: 2
D.物质丁一定是该反应的催化剂
8.[2023·绥化]在化学反应A+2B═C+2D中,已知C 和D的相对分子质量之比是22:9,当6.4gB与足量 A完全反应后,生成3.6g D。则在此反应中,B和C的质量比是 ( )
A.8:11 B.2:11
C.16:11 D.16:9
9.[2023·潍坊]某化学反应在密闭容器中进行,各物质的分子数目、质量随时间变化情况如图1、图2所示。下列说法错误的是
( )
A.Z一定属于化合物
B.参加反应的 X 与 Y 的质量比为3: 14
C.反应前后分子总数不变
D. Y与Z的相对分子质量之比为28: 17
10.[2023·伊春]碳酸镁和氢氧化镁的混合物10g,经测定混合物中镁元素的质量分数为36%,向其中加入 100g溶质质量分数为14.7%的稀硫酸,恰好完全反应得到不饱和溶液,将溶液蒸干后得到的固体质量为 ( )
A.12g B.18g C.24g D.36g
11.[2023·吉林]化学兴趣小组用气密性良好的不同装置进行下列实验,验证质量守恒定律。
(1)实验一:称量装置和药品的总质量为m ,保持装置密闭,使红磷燃烧。待装置冷却后,再次称量装置和药品的总质量为m ,m 与m 的大小关系是 。
(2)实验二:将气球中的碳酸钠粉末倒入锥形瓶中,观察到的现象是 。
(3)为克服实验二中气球受浮力的影响,在实验三中利用硬塑料瓶改进实验装置,用电子天平称量装置和药品的总质量,接下来的实验操作为 。待反应结束后,再次称量装置和药品的总质量,电子天平示数不变。
(4)化学反应遵守质量守恒定律,其微观原因是 。
12.[2022·湖北]现有 C、Fe、CO 、稀盐酸、NaOH 溶液、CuSO 溶液、AgNO 溶液、KCl溶液八种物质,请选择适当的物质按要求书写化学方程式(每种物质只能选用一次):
(1)中和反应: 。
(2)化合反应: 。
(3)有红色固体生成的置换反应: 。
(4)有白色沉淀生成的复分解反应: 。
B组
13.[2022·株洲]化学与人类的生活以及社会的发展有着密切的联系。请回答下列问题:
(1)葛洪是我国晋代著名炼丹家,葛洪的炼丹过程中常用到密陀僧。若密陀僧与硝酸反应的化学方程式为密陀僧+ (已配平),则密陀僧的化学式为 。
(2)古时候,人类在翠绿色的孔雀石[主要成分为 上面燃烧炭火,会有红色的铜生成。此过程可用化学方程式表示为:
CO ↑。
② (提示:写CuO与C反应的化学方程式)。
(3)在CuO 中铜元素的化合价为 。
14.化学中质量守恒定律是一个非常重要的定律。
【实验一】如图1,在实验结束后,天平指针向右偏,该实验 (填“遵守”或“不遵守”)质量守恒定律,天平不平衡的原因是 。
【实验二】如图 2 所示,将长玻璃棒两端分别绕上10 cm长的铜丝,并使玻璃棒保持平衡,然后用酒精灯给左边一端加热铜丝1~2分钟。
(1)已知:铜丝在空气中加热生成黑色的氧化铜固体。写出加热铜丝的化学方程式: 。
(2)符合图2中③方框内的示意图是 (填“a”“b”或“c”),产生此现象的原因是 。