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知识点 根据化学方程式的计算
1.理论依据: 定律。
计算依据:化学方程式中各物质的实际质量之比等于 之比。
2.根据化学方程式计算的主要步骤
例:计算18 kg水完全分解产生氢气的质量。
第三节 化学反应中的有关计算
探新知 自主学习 01
质量守恒
相对质量
计算 步骤 ①设:设未知量
②写:写出反应的化学方程式
③找:找出反应物与生成物之间的质量关系,并将已知质量与未知质量写在对应的位置上
④列:列出比例式,求解
⑤答:检查无误后简明地写出答案
标准 答案 解:设18 kg水完全分解产生氢气的质量为x。
2H2O 2H2↑+O2↑
2× 2×
18 kg x
x=2 kg
答:18 kg水完全分解产生氢气的质量为2 kg。
18
2
注意 事项 ①所设未知质量的后面不能带单位
②要正确书写化学方程式
③已知质量或未知质量必须与化学式、相对分子质量对齐
④已知质量必须为纯净物的质量,计算结果要带单位
⑤答不能漏写
跟踪训练
以下是某同学解答一道计算题的过程,请你一起参与回答相关问题。
题目:将氯酸钾和二氧化锰的混合物共27.5 g放入试管中加热,反应中剩余固体的质量与反应时间的关系如图所示。完全反应后,生成氯化钾的质量是多少
(1)从图中可知,完全反应后生成O2的质量是 g。
(2)上述计算过程是否正确 (填“正确”或“错误”)。如果错误,请你重新利用化学方程式计算生成KCl的质量。
答案:(1)9.6
基础巩固
精评价 综合演练 02
1.利用化学方程式计算的依据是( )
A.化学方程式中,各反应物质量比等于各生成物质量比
B.化学方程式表示了反应物和生成物的质量关系
C.化学方程式表示了反应物、生成物和反应条件
D.化学方程式表示了一种化学反应过程
B
2.细铁丝在氧气中可剧烈燃烧。在这个反应中,铁、氧气和生成物的质量比是( )
A.56∶32∶72 B.56∶32∶232
C.168∶64∶232 D.224∶96∶320
3.在反应2A+B2 2C中,21 g A 和足量B2在一定条件下充分反应生成33 g C,已知B的相对原子质量为16,则A的相对分子质量是( )
A.26 B.28 C.30 D.32
C
B
4.化学兴趣小组的同学进行了二氧化锰催化过氧化氢的实验,电子秤显示的质量数据如图所示(单位为g)。忽略O2在水中的溶解,计算有多少过氧化氢被分解。
新教材 素材特训
5.(2023河北)某兴趣小组用如图所示装置制取O2,加热混合物至不再产生气体后,称量试管中剩余固体的质量为20.0 g。
请计算:
(1)生成O2的质量为 g。
答案:(1)9.6
(2)剩余固体中KCl的质量分数。
能力提升
A
答案:(1)2 580
(2)该漂白粉中次氯酸钙的质量是多少千克 (写出计算过程,下同)
(3)该漂白粉中+1价氯元素的质量分数是多少
8.小英同学为了测定某地区石灰石样品中碳酸钙的质量分数,取该样品20 g,现将75 mL的稀盐酸分三次加入石灰石样品中,每次充分反应后测得生成气体的质量,实验数据如表:
实验次数 第一次 第二次 第三次
加入稀盐酸的体积/mL 25 25 25
生成气体的质量/g 2.2 m 1.1
(1)m的值是 ,共生成气体的质量为 g。
答案:(1)2.2 5.5
(2)求该样品中碳酸钙的质量分数。(写出计算过程)
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知识点一 质量守恒定律
第五单元 定量研究化学反应
第一节 化学反应中的质量守恒
探新知 自主学习 01
实验 名称 [实验1]稀盐酸和大理石反应 [实验2]NaOH溶液和CuSO4溶液反应 [实验3]白磷在空气中燃烧
实验 装置
文字表 达式 氢氧化钠+硫酸铜 白磷+氧气
实验 现象 产生 生成 产生
天平 是否 平衡 否 是 是
实验 结论 实验1:反应后物质的总质量 实验2:反应后物质的总质量 实验3:反应后物质的总质量 氧化碳+水+氯化钙
氢氧化铜+硫酸钠
五氧化二磷
大量气泡
蓝色沉淀
大量白烟
减小
不变
不变
跟踪训练
1.易错辨析
(1)化学反应前各物质质量的总和等于反应后生成的各物质质量的总和。
( )
(2)5 g冰融化后得到5 g水,符合质量守恒定律。( )
(3)煤在空气中燃烧后成为煤灰,煤灰的质量比煤的质量小,但符合质量守恒定律。( )
(4)化学反应前后各物质的质量不变。( )
×
×
√
×
(5)燃烧前蜡烛的质量与消耗氧气的质量之和等于生成的二氧化碳和水的质量之和。( )
(6)24 g镁和32 g氧气反应,一定生成56 g氧化镁。( )
×
×
2.如图是通过白磷燃烧来验证质量守恒定律的实验,下列关于该实验的说法正确的是( )
A.实验过程中气球一直变大
B.该反应遵循质量守恒定律
C.白磷燃烧结束,立即将锥形瓶放在天平上称量
D.反应前锥形瓶内白磷和氧气的质量总和一定等于反应后生成五
氧化二磷的质量
B
知识点二 质量守恒定律的实质
1.化学反应的实质
参加反应的各物质(反应物)的原子重新组合而生成其他物质(生成物)。
2.微观解释
在化学反应前后,原子的种类没有改变,原子的 没有增减,原子的
没有变化。
数目
质量
跟踪训练
3.科学家利用太阳光在新型催化剂表面高效分解水,其微观过程如图。
下列说法不正确的是( )
A.该反应为分解反应
B.反应前后分子的数目不变
C.反应前后元素的种类不变
D.通过该过程可以看出化学反应经历了原子重新组合
B
基础巩固
精评价 综合演练 02
1.下列现象或事实不能用质量守恒定律解释的是( )
A.木柴燃烧后,灰烬质量比木柴的质量小
B.无色氧气加压变成淡蓝色液氧,质量保持不变
C.铜在空气中加热后,生成的黑色固体的质量比铜的质量大
D.高锰酸钾受热分解后,剩余固体的质量比原来高锰酸钾的质量小
B
2.在一定条件下,图甲的粒子之间可发生如下化学反应,反应后生成的图乙中的新粒子用符号表示正确的一个选项是( )
A.H2O B.OH
C.H2O2 D.H2
A
3.下列关于化学反应的说法,错误的是( )
A.化学反应前后,分子种类发生改变,原子种类不变
B.化学反应前后,分子数目发生改变,原子数目不变
C.化学反应前后,物质种类发生改变,元素种类不变
D.化学反应的过程就是参加反应的各物质的原子重新组合生成其他物质的过程
B
4.植物的光合作用可表示为
二氧化碳+水 淀粉+氧气
根据以上信息,下列关于淀粉组成的推测中,正确的是( )
A.只含碳、氢元素
B.含有碳、氧、氢三种元素
C.含有碳、氢元素,可能含有氧元素
D.无法确定是否含有碳、氢元素
新教材 素材特训
C
5.科技创新 科学家模仿光合作用,利用太阳能制造化学燃料。下图为CO2光催化转化为CH4的微观示意图,下列说法正确的是( )
A.反应物都是化合物
B.该反应属于分解反应
C.参加反应的甲、乙的质量之和等于生成的丙、丁的质量之和
D.反应前后原子的数目会发生改变
C
6.小明欲以碳酸钙与稀盐酸的反应为研究对象,探究化学反应中的质量守恒,该反应的化学方程式为CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2↑,设计的实验装置如图所示。下列说法中,不合理的是( )
A.图中的碳酸钙粉末和稀盐酸混合后,观察到有气泡产生
B.反应后,天平左盘中减小的质量等于逸散到空气中的二氧化碳的质量
C.反应后,天平的指针偏右,说明该反应不遵循质量守恒定律
D.该反应前后,各元素的种类和质量都没有发生变化
C
7.(2025济南模拟)把一定质量的a、b、c、d四种物质加入一密闭容器中,在一定条件下反应一段时间后,测得反应后各物质的质量如下:
物质 a b c d
反应前的质量/g 6.4 3.2 4.0 2.8
反应后的质量/g 5.2 x 7.2 2.8
则:(1)表中“x”为 。
(2)该反应的反应物是 ,生成物是 。
(3)请写出该反应的符号表达式: 。
(4)该反应属于 (填“化合”或“分解”)反应。
1.2
a和b
c
化合
能力提升
8.一定条件下,甲、乙、丙三种物质在密闭容器中充分反应,测得反应前后各物质的质量如图所示,下列判断正确的是( )
A.甲一定为单质
B.图中x的数值为9
C.丙一定属于化合物
D.参加反应的甲、乙质量比为9∶8
C
9.甲、乙、丙、丁四种物质在一定条件下充分混合,此时各物质的质量分数如图A所示。一段时间后,各物质的质量分数如图B所示。下列说法正确的是( )
A.丁是反应物
B.x的值为20
C.乙是此化学反应的催化剂
D.生成38 g甲,需消耗60 g丁
A
10.某密闭容器中只有乙、丙、丁三种物质,在一定条件下发生了反应,容器中乙、丙、丁的质量随甲的质量变化情况如图所示。下列说法错误的是( )
A.丁一定属于化合物
B.a的值为48
C.当丁的质量为20 g时,容器中乙的质量为44 g
D.甲、乙的质量之和等于丁的质量
D
11.一定质量镁粉(m g)与足量的氧气分别在密闭与开放的环境中完全燃烧,固体物质的质量随时间变化如图。下列分析正确的是( )
A.开始反应的时间为t1 s
B.生成的氧化镁中氧元素的质量为(m1-m3) g
C.燃烧时放热使氧化镁逸散,因此参加反应的氧气的质量为(m2-m3) g
D.该反应不符合质量守恒定律
A
12.科学思维 在一密闭容器中,有甲、乙、丙、丁四种物质,反应前各物质的质量关系如图刻度纸所示(例如:丙的质量为5 g,丁的质量为3 g),充分反应后,同一张刻度纸上各物质的质量变化为刻度线Ⅰ向左移动16格;刻度线Ⅱ向左移动8格;刻度线Ⅲ向左移动8格。下列说法正确的是( )
A.该反应是化合反应
B.丙一定是催化剂
C.反应后丁的质量为8 g
D.反应生成的乙和丁的质量比为1∶1
D
13.化学中质量守恒定律是一个非常重要的定律。
[实验一](1)如图甲实验中所用的白磷过量,该实验中观察到的现象是
。该实验中气球的作用是 。
甲
白磷燃烧,产生大量白烟,气球先变大、后变小,天平平衡
缓冲压强,防止瓶塞被冲开
[实验二]如图乙所示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铜丝加热1～2 min。
①调节到平衡 ②加热左端铜丝
③停止灼烧并冷却
乙
(2)符合图乙中方框内的示意图是 ,产生此现象的原因是
。
a b c
c
铜和氧
气反应生成的氧化铜的质量比铜大
14.汽车尾气是导致酸雨的重要原因之一,为减少有害气体的排放,人们在汽车排气管上安装“催化转换器”,发生反应的微观示意图如图:
(1)写出图乙中物质的化学式: 。
(2)图丙中组成物质的两种元素的种类不同的原因是 。
N2
质子数不同
(3)该反应中个数没有发生改变的粒子是 (填“原子”或“分子”);该反应中化合价发生改变的两种元素是 (填元素符号)。
原子
C、N
1∶1
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单元总结提升
建体系 单元导图 01
易错易混点一 对质量守恒定律的应用
1.(2025巴中期末)t1时刻,在密闭容器内投入SO2、O2、SO3、V2O5(五氧化二钒)四种物质,在一定条件下SO2和O2发生反应生成SO3,t1、t2时刻测得各物质的质量如表所示,下列说法错误的是( )
辨易错 规避误区 02
B
物质 甲 乙 丙 丁
t1 2 g 14.8 g 10 g 6.2 g
t2 2 g x 26 g 3 g
A.甲是V2O5,可能是该反应的催化剂 B.x=12.8 g
C.丙是SO3 D.丁是O2
易错易混点二 推测物质的组成
2.(2024青海)《天工开物》中有我国古代炼铁的记载,炼铁的主要原理是Fe2O3+3CO 2Fe+3X,X的化学式为( )
A.H2O B.CO
C.Fe3O4 D.CO2
D
易错易混点三 信息型化学方程式的书写
3.时政热点 我国力争在2060年前实现“碳中和”(二氧化碳的排放与吸收平衡,实现“零排放”),保护环境。实现“碳中和”通常可采取如下措施:
(1)碳减排:使用氢能源汽车可以有效减少二氧化碳的排放。单质硼(B)可与水在一定条件下反应生成氢氧化硼[B(OH)3]和氢气,该反应的化学
方程式为 。
(2)碳“捕捉”与封存:可用氢氧化钠溶液吸收空气中的二氧化碳,反应生成碳酸钠和水,该反应的化学方程式为 。
(3)碳转化:我国科学家首次实现了人工合成淀粉技术,其中一个环节是将CO2和H2转化为甲醇(CH3OH),其反应的微观过程如图所示:
请写出上述反应的化学方程式: 。
易错易混点四 反应微观示意图
4.(2023济南)化学学科的特征是从分子层次认识物质,通过化学变化创造物质。如图是某化学反应的分子种类变化示意图(甲、乙、丙分别代表图中对应的三种物质),下列有关该反应的说法中,错误的是( )
A
A.该反应前后分子的数目保持不变
B.该反应前后各元素的化合价都发生了改变
C.该反应属于化合反应
D.参加反应的甲、乙两物质的质量比为3∶14
5.3.0 g纯净物甲与一定质量的乙在一定条件下恰好完全反应,生成3.6 g丙和6.6 g丁,反应的微观示意图如图。下列说法正确的是( )
A.甲的化学式为C3H8
B.反应物和生成物中共有三种氧化物
C.参加反应乙的质量为7.2 g
D.甲物质中碳元素的质量分数为40%
C
易错易混点五 根据化学方程式的计算
6.为测量鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数,某兴趣小组做了如下实验:向15 g捣碎的鸡蛋壳中加入100 g足量盐酸,直到没有气泡产生,称得烧杯内物质的总质量为110.6 g(杂质不参与反应,也不溶于水)。
求:(1)产生CO2的质量是 g。
答案:(1)4.4
(2)该鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数是多少 (要求写出计算过程,结果精确到0.1%)
1.(2024常州)在电化学储能领域拥有巨大潜力的CuFeS2可由以下化学反应制得:CuCl+FeCl3+2X CuFeS2+4NH4Cl,则可推测X是( )
A.NH3 B.(NH4)2S
C.NH4Cl D.(NH4)2SO4
2.(2023扬州)O2通过臭氧发生器转化为O3,反应前后发生变化的是( )
A.原子总数 B.分子种类
C.元素种类 D.物质的总质量
早备考 中考演练 03
B
B
C
4.(2023乐山)氯乙烯(丙)是生产环保PVC材料的重要原料,如图是一种合成氯乙烯的反应的微观示意图,下列说法正确的是( )
A.甲的化学式为CH
B.乙的相对分子质量为36.5 g
C.丙中氢元素的质量分数最大
D.丙由三种元素组成
D
5.(2023滨州)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.甲物质是生成物
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14∶3
D.丁物质一定是该反应的催化剂
C
B
7.科普材料 (2024深圳)中国天宫空间站中的三名航天员每日需要2.4 kg O2,固体燃料氧气发生器中制氧,是航天员安全可靠的供氧途径之一。向氧气发生器加入粉末状的铁粉和氯酸钠(NaClO3),点燃铁粉,铁粉剧烈燃烧,放出大量的热,NaClO3受热分解为NaCl和O2。
(1)氯酸钠受热分解所需的能量来自 。
答案:(1)铁粉的剧烈燃烧
(2)三名航天员4天所需O2的质量为9.6 kg,则理论上至少需要加热分解NaClO3的质量为多少 (NaClO3的相对分子质量为106.5,列出化学方程式写出完整过程计算)
(3)①加热KClO3和MnO2混合物制取O2的化学方程式为
。
②在一定条件下,制取相同质量的O2,则加热分解 (填“KClO3”或“NaClO3”)所需质量更少。
②NaClO3
设计实验验证质量守恒定律
核心素养 全解
实验试剂
与装置
对于有气体参加或生成的反应,应该在密闭容器中进行
8.(2024武汉)化学项目小组用图1所示装置验证质量守恒定律。点燃红磷前电子天平示数为106.23 g(见图1)。验证质量守恒定律后,待白烟完全沉降取下橡胶塞,片刻后再一起称量,电子天平示数稳定为106.28 g(见图2)。
图1 图2
回答下列问题:
(1)仪器甲的名称为 (填“锥形瓶”或“烧杯”)。
(2)计算参加反应的红磷的质量(结果精确到0.01 g)。
答案:(1)锥形瓶
写出学过的有关燃烧的化学方程式。
(1) 。
(2) 。
(3) 。
(4) 。
每日一练
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知识点一 化学方程式及其意义
1.化学方程式:用 表示 的式子。
2.化学方程式的意义
(1)表示 、 、 。
(2)表示反应体系中各物质的 ,即各物质之间的 .
。
第二节 化学反应的表示
探新知 自主学习 01
化学式
化学反应
反应物
生成物
反应条件
质量关系
相对分
子质量与其化学计量数的乘积之比
(3)表示反应物、生成物各物质之间的微观粒子的 ,即
之比。
3.化学方程式的读法(以4P+5O2 2P2O5为例)。
(1)质的方面
磷和氧气在 的条件下反应生成 。
(2)量的方面
①每 质量的磷和 质量的氧气完全反应生成 质量的 。
②每 个磷原子和 个氧分子完全反应生成 个
分子。
数量关系
化学计量数
点燃
五氧化二磷
124份
160份
284份
五氧化二磷
4
5
2
P2O5
跟踪训练
1.化学方程式2Mg+O2 2MgO所表示的意义正确的是( )
A.镁加氧气等于氧化镁
B.2份质量的镁和1份质量的氧气生成2份质量的氧化镁
C.镁与空气反应生成氧化镁
D.镁和氧气在点燃的条件下反应生成氧化镁
D
知识点二 化学方程式的书写
1.书写原则
一是必须以 为依据,不能凭空臆造事实上不存在的物质和化学反应;二是必须遵循 ,要使反应前后各原子的 与数目保持不变。
2.书写化学方程式的步骤
(1)写:正确书写 和 的化学式,左边写 物,右边写 物。
客观事实
质量守恒定律
种类
反应物
生成物
反应
生成
(2)标:在短线上注明反应条件,在右边注明气体和沉淀符号,短线变等号。通常用“△”表示 ,“↑”表示 ,“↓”表示 。
(3)配:在相应的化学式 配上适当的 (称为 ),使反应前后各种元素的 相等。
加热
气体
沉淀
前
数字
化学计量数
原子个数
跟踪训练
B
C
基础巩固
精评价 综合演练 02
1.传统文化 《天工开物》中有“煤饼烧石成灰”的记载,涉及的反应之一是CaCO3 CaO+CO2↑,从该化学方程式中可获得的信息是( )
A.生成物有两种
B.反应速率很慢
C.反应物是CaO
D.反应条件是加热
A
2.下列关于书写化学方程式的说法中,不正确的是( )
A.以客观事实为基础
B.反应前后物质的总质量不变
C.遵循质量守恒定律
D.生成物中的气体一定要标注“↑”
D
C
4.四位同学正在讨论某一个化学方程式表示的意义,他们所描述的化学方程式是( )
甲同学:反应在点燃条件下进行
乙同学:是化合反应
丙同学:各物质的分子个数比为2∶1∶2
丁同学:各物质的质量比为7∶4∶11
B
A
①未配平的是 ;
②化学式写错的是 ;
③“↑”使用不当的是 ;
④未注明反应条件的是 ;
⑤反应条件写错的是 。
B
A
D
C
E
2
3
1
3
1
3
2
2
1
3
2
3
2
1
2
2
7.写出下列反应的化学方程式:
(1)木炭在氧气中充分燃烧: 。
(2)镁条在纯氧中充分燃烧: 。
(3)红磷在氧气中燃烧: 。
(4)铜粉在空气中加热: 。
能力提升
8.(2024通辽)通过化学课的学习,我们可以从不同视角认识化学反应。关于反应2Mg+O2 2MgO,下列说法不正确的是( )
A.物质变化:镁和氧气反应生成氧化镁
B.能量变化:镁燃烧将化学能转化为热能、光能
C.反应条件:镁接触氧气就能燃烧
D.反应现象:发出耀眼白光、释放大量热、生成白色粉末
C
A.X的化学式为CO2
B.反应前后锌元素质量不变
C.①反应中ZnCO3、ZnO、CO2的质量比为125∶81∶44
D.②反应前后锌元素化合价升高
D
10.回答问题。
(1)1792年,科学家首次发现通过加热苦土(MgO)和木炭的混合物可制得
金属镁,同时生成一种温室气体,该反应的化学方程式为 .
。
(2)海洋是人类巨大的资源宝库,从海水中可以提取金属镁,将海水通过复杂的化学变化,得到纯净的氯化镁,电解氯化镁可制得镁和氯气(Cl2),
请写出该反应的化学方程式: 。
(3)我国早在西汉时期就发现铁和硫酸铜溶液反应会生成铜,该反应
的化学方程式为 。
2Mg+CO2↑
11.科学家用“人工树叶”模拟光合作用,吸收CO2并获得O2,实现“碳中和”。其反应的微观示意图如图所示:
(1)通过微观示意图可知,化学反应前后原子种类 (填“改变”或“不变”)。
(2)写出该反应的化学方程式: 。
不变
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