人教版2024化学九年级上册
期末复习
专题05 化学反应
的定量关系
01
思维导图
02
知识剖析
壹
知识点1 知识点质量守恒定律
1.实验探究——化学反应前后物质的质量关系
问题
当物质发生化学反应生成新物质时,参加反应的物质的质量总和与生成物的质量总和有什么关系?
预测
①参加反应的物质的质量总和大于生成物的质量总和;②参加反应的物质的质量总和等于生成物的质量总和;③参加反应的物质的质量总和小于生成物的质量总和
实验方案
铜和氧气反应前后质量的测定
铁与硫酸铜反应前后质量的测定
实验装置
?
?
壹
知识点1 知识点质量守恒定律
1.实验探究——化学反应前后物质的质量关系
实验过程
①将铜粉平铺于锥形瓶的底部,把上端系有小气球的玻璃导管插入单孔橡胶塞,用橡胶塞塞紧锥形瓶瓶口;②将装置放在电子天平上称量,记录所称的质量m?;③再将锥形瓶置于陶土网上,用酒精灯加热,观察实验现象;④反应一段时间后停止加热,待装置冷却后再次称量,记录所称的质量m?
①在锥形瓶中加入用砂纸打磨干净的铁丝,再小心地放入盛有硫酸铜溶液的小试管中,塞好橡胶塞;②将装置放在电子天平上称量,记录所称的质量m?;③取下锥形瓶并将其倾斜,使小试管中的硫酸铜溶液进入锥形瓶,观察实验现象;④反应一段时间后再次称量,记录所称的质量m?
实验现象
红色粉末逐渐变为黑色;小气球鼓起后又变瘪;
反应前后电子天平的示数不变(m=m?)
光亮的铁丝表面逐渐变红,溶液由蓝色逐渐变为浅绿色;
反应前后电子天平的示数不变(m?=m2)
壹
知识点1 知识点质量守恒定律
1.实验探究——化学反应前后物质的质量关系
反应的文字表达式
铜(Cu)+氧气(O?)
加热生成氧化铜(CuO)
?
铁(Fe)+硫酸铜(CuSO?)—→
硫酸亚铁(FeSO?)+铜(Cu)
?
实验分析
铜和氧气反应生成氧化铜,反应体系封闭,与外界没有物质交换,反应前后物质总质量相等
铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,反应体系封闭,与外界没有物质交换,反应前后物质总质量相等
实验结论
参加反应的氧气和铜的质量总和等于反应生成的氧化铜的质量
参加反应的铁和硫酸铜的质量总和等于反应后生成的铜和硫酸亚铁的质量总和
壹
知识点1 知识点质量守恒定律
2.质量守恒定律的内容
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。这个规律叫作质量守恒定律。
3.质量守恒定律的验证实验
实验方案
盐酸与碳酸钠粉末反应前后质量的测定
镁条燃烧前后质量的测定
预测
反应后称量的质量变小
反应前后称量的质量不相等
实验装置与现象
?
现象:①剧烈反应,产生大量气泡;②反应后再次称量,天平指针向右偏
?
现象:剧烈燃烧,发出耀眼
的白光,放出热量,产生白烟,陶土网上落有白色固体,坩埚钳上沾有白色固体
壹
知识点1 知识点质量守恒定律
3.质量守恒定律的验证实验
反应的文字表达式
碳酸钠(Na2CO?)+盐酸(HCl)—→氯化钠(NaCl)+二氧化碳(CO?)+水(H2O)
镁(Mg)+氧气(O?)点氧化镁(MgO)
?
实验分析
因容器敞口,稀盐酸与碳酸钠反应产生的二氧化碳气体逸散到空气中,使反应后称量的质量小于反应前称量的质量
因是敞开体系,故存在多种关系:①第二次称量质量减小:因产生白烟,以及氧化镁附着在坩埚钳上,造成氧化镁散失较多;②第二次称量质量增大:镁条足够长,多数氧化镁附着在镁条上或掉落在陶土网上;③第二次称量质量与第一次相等:以上两种因素综合的结果
归纳总结
所有的化学反应都遵循质量守恒定律。设计实验验证质量守恒定律时,对于有气体参加或生成的反应,应在密闭装置中进行实验
壹
知识点1 知识点质量守恒定律
4.质量守恒的原因
(1)化学反应的实质
化学反应的过程,就是参加反应的各物质(反应物)的原子重新组合生成新物质(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如下:
分子分裂变成原子,原子重新组合变成新分子,新分子聚焦变成新物质生活:改变用水习惯(如随手关闭水龙头等);推广节水器具;一水多用(如洗菜水浇花等)
(2)质量守恒的原因
宏观
化学反应前后元素的种类、质量没有改变
微观
化学反应前后原子的种类和数目不变,原子的质量也不变
壹
知识点1 知识点质量守恒定律
5.质量守恒定律的应用
解释化学变化中质量变化的现象;推断物质的元素组成或化学式;求反应中某物质的质量;求反应中某元素的质量;计算物质的相对分子质量;推断化学反应的基本类型;
壹
知识点2 化学式
1.定义
用化学式来表示化学反应的式子,叫作化学方程式。如木炭在氧气中燃烧的化学方程式为 。
壹
知识点2 化学式
2.化学方程式的意义
化学方程式的意义
?
体现物质
转化关系
反应物、生成物和反应条件
反应物是水,生成物是氢气和氧气,反应条件是通电
体现定量关系
?
(1)体现质量守恒
?
?
(2)体现各物质的质量比,即相对分子质量(或相对原子质量)与化学计量数的乘积之比
?
(3)体现物质粒子个数比,即化学式前面的化学计量数之比
?
壹
知识点2 化学式
3.化学方程式的读法
以为 例:
物质转化关系
氢气和氧气在点燃条件下反应生成水
定量
关系
质量方面
在点燃条件下,每4份质量的氢气和32份质量的氧气恰好完全反应,生成36份质量的水
粒子方面
在点燃条件下,每2个氢分子和1个氧分子反应生成2个水分子
壹
知识点3 化学方程式的书写
1.化学方程式的书写原则
以客观事实为基础:体现化学反应中的物质转化关系;写出反应物、生成物和反应条件
根据质量守恒定律配平化学方程式:体现化学反应的定量关系;等号两边各原子的种类和数目相等
壹
知识点3 化学方程式的书写
2.化学方程式的书写步骤
(1)书写步骤(以过氧化氢分解制取氧气为例)
描述
反应
事实
一写
在式子的左、右两边分别写出反应物和生成物的化学式,反应物或生成物之间分别用“+”连接
?
?
?
?
二注
反应物和生成物之间用“——”连接,在“——”上注明化学反应发生的条件,如点燃、加热(常用“△”表示)、催化剂等
配平化学方程式
三配
配平化学方程式,使式子左、右两边各元素原子的种类和数目相等,使化学方程式遵守质量守恒定律;将“——”改成“=”,标出生成物状态符号
?
?
四查
检查化学式书写是否正确,化学方程式是否配平,反应条件标注是否正确,生成物状态符号是否准确、恰当
壹
知识点3 化学方程式的书写
2.化学方程式的书写步骤
(2)符号“↑”“↓”的使用
“↑”“↓”都是表示生成物状态的符号,只能标注在生成物右边。①如果反应物中无气体,生成物中有气体,则在气体物质的化学式右边注“↑”号;溶液中的反应,如果反应物中无固体,生成物中有固体,则在固体物质的化学式右边注“↓”号。
②如果反应物和生成物中都有气体,则气体生成物不注“↑”号。同理,对于溶液中的反应,如果反应物和生成物中都有固体,则固体生成物也不注“↓”号。
壹
知识点3 化学方程式的书写
3.化学方程式的配平方法
化学方程式的配平是指根据质量守恒定律,在化学式前面配上适当的化学计量数,使式子两边各元素原子的数目相等。常见的配平方法有:
(1)最小公倍数法
①适用范围:等号两边原子个数差异较大的化学方程式,宜采用最小公倍数法配平。
壹
知识点3 化学方程式的书写
3.化学方程式的配平方法
②步骤(以P+O?——P2O?为例)
步骤
示例
a.找出式子左、右两边各出现一次,且原子个数相差较大的元素,求出其原子个数的最小公倍数
?
b.用所得最小公倍数分别除以含有该元素的化学式中的原子个数,所得数值就是相应化学式前的化学计量数(先配化合物,后配单质)
?
c.由已知的化学计量数,推求其他化学式的化学计量数,将短线改为等号,注明反应条件、“↑”“↓”,并检查化学方程式是否配平
壹
知识点3 化学方程式的书写
3.化学方程式的配平方法
(2)奇数配偶法
①适用范围:适用于化学方程式两边某一元素多次出现,并且式子两边该元素的原子数目为一奇一偶。
②步骤(以H?+O?——H2O为例)
步骤
示例
a.在原子个数为奇数的化学式前面配上最小的偶数2,使其原子个数由奇数变为偶数
?
b.以该化学式和所配化学计量数为依据,依次推求其他化学式的化学计量数,将短线改为等号,注明反应条件、“↑”“↓”,并检查化学方程式是否配平
壹
知识点3 化学方程式的书写
3.化学方程式的配平方法
(3)观察法
①适用范围:适用于反应物或生成物中某物质的化学式比较复杂的化学方程式。
②步骤[以Al+H2SO?——Al?(SO?)3+H2例]
步骤
示例
a.从化学式比较复杂的一种物质入手,推出与其有关的化学式的化学计量数
?
b.根据求得的化学计量数推求其他化学式的化学计量数,将短线改为等号,注明反应条件、“↑”“↓”,并检查化学方程式是否配平
壹
知识点3 化学方程式的书写
3.化学方程式的配平方法
(4)设“1”法
①适用范围:适用于碳氢化合物(或含碳、氢、氧的化合物)与氧气
的反应或其他较复杂的反应。
②步骤(以C4H10+O?——CO2+H2O为例)
步骤
示例
a.从反应物或生成物中找出化学式比较复杂的一种物质(一般为含碳、氢的化合物或含碳、氢、氧的化合物),将其化学计量数定为1,以此化学式为基准,推求与其有关的化学式的化学计量数
?
b.若得出的化学计量数为分数,将各化学式的化学计量数同乘以分数的分母,化分数为整数,将短线改为等号,注明反应条件、“↑”“↓”,并检查化学方程式是否配平
?
?
壹
知识点4 根据化学方程式进行简单计算
1.化学方程式计算的依据
(1)计算依据
理论依据:质量守恒定律
基本依据:化学反应中各物质间存在固定的质量比
(2)化学方程式中的比例关系
A、B、C、D四种物质在一定条件下发生化学反应:aA+bB==xC+yD,已知A、B、C、D的相对分子质量依次为M?、M2、M?、M?,a、b、x、y为配平的化学计量数,当质量为m的A物质与质量为m?的B物质恰好完全反应,生成质量为m?的C物质和质量为m?的D物质时,其等量关系如下:
①质量守恒关系:m?+m?=m?+m?;
②四种物质之间的比例关系:aM1/m1=bM2/m2=xM3/m3=yM4/m4
壹
知识点4 根据化学方程式进行简单计算
2.根据化学方程式进行计算的一般步骤
根据题意设未知量,一般求什么就设什么——找出比例关系,写出相关物质的化学计量数与相对分子质量(或相对原子质量)的乘积以及已知量、未知量
设;写:写出反应的化学方程式;找;列:列出比例式(要带单位),求解;答:简明地写出答案
3.根据化学方程式进行简单计算
在利用化学反应进行物质转化的过程中,我们可以根据化学方程 式所提供的信息,通过化学反应中一种物质的质量推算其他物质 的质量,更合理、高效地开发和利用资源。
03
综合训练
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.100g干冰完全汽化成100g气体
C.铁丝在氧气中燃烧后固体质量增加
D.10mL水和10mL酒精混合后体积小于20mL
C
一.质量守恒定律的内容及适用范围
【答案】C
【解答】解:A、蔗糖溶于水,没有新物质生成,属于物理变化,不能用质量守恒定律解释,故选项错误。B、100g干冰完全汽化成100g气体,没有新物质生成,属于物理变化,不能用质量守恒定律解释,故选项错误。C、铁丝在氧气中燃烧后生成四氧化三铁固体,反应后生成四氧化三铁的质量等于反应铁和氧气的质量之和,质量增加,故选项正确。D、10mL水和10mL酒精混合后体积小于20mL,没有新物质生成,属于物理变化,不能用质量守恒定律解释,故选项错误。
故选:C。
一.质量守恒定律的内容及适用范围
一定条件下,H2S与SO2反应前后各物质的质量如图。下列说法不正确的是
( )
A.x值为19
B.反应生成的两种物质质量比48:19
C.物质M中一定含有S元素
D.反应前后原子数目不变
二.质量守恒定律的微观解释
B
【答案】B
【解答】解:A.结合以上分析可知,x=19,故A正确;
B.结合以上分析可知,反应生成硫和水,两种物质质量比48:18=8:3,故B错误;
C.结合以上分析可知,物质M中一定含有S元素,故正确;
D.根据质量守恒定律可知,化学反应前后原子数目不变,故正确;
故选:B。
超氧化钾(KO2)常备于急救器和消防队员的背包中,能迅速与水反应放出氧气:2KO2+2H2O=2KOH+X+O2↑,关于此反应的说法不正确的是( )
A.X的化学式为H2O2
B.反应前后元素种类发生变化
C.反应前后氧元素化合价发生变化
D.生成KOH和O2的质量比为7:2
B
三.根据质量守恒定律判断物质的化学式
【答案】B
【解答】解:A、由质量守恒定律:反应前后,原子种类、数目均不变,由反应的化学方程式,反应前钾、氢、氧原子个数分别为2、4、6,反应后的生成物中钾、氢、氧原子个数分别为2、2、4,根据反应前后原子种类、数目不变,则每个X分子由2个氢原子和2个氧原子构成,则物质X的化学式为H2O2,故选项说法正确。
B、由质量守恒定律,反应前后元素种类不变,故选项说法错误。
C、生成物中氧气是单质,反应物超氧化钾、水均为化合物,则反应前后氧元素化合价发生变化,故选项说法正确。
D、生成KOH和O2的质量比为(56×2):32=7:2,故选项说法正确。
故选:B。
三.根据质量守恒定律判断物质的化学式
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1所示。一段时间后,各物质的质量分数如图2所示。下列说法不正确的是
( )
A.丁是反应物
B.x的值为10
C.乙可能是此反应的催化剂
D.生成14g甲,需消耗60g丁
D
四.有关质量守恒定律的计算
02
【答案】D
【解答】解:A、反应后丁的质量分数减少了48%﹣30%=18%,则丁是反应物,故选项说法正确。
B、由图中数据可知,x%=100%﹣19%﹣30%﹣41%=10%,则x的值为10,故选项说法正确。
C、反应前后乙的质量分数不变,则乙可能是催化剂,也可能是杂质,故选项说法正确。
D、由分析可知,反应中甲、丁的质量变化之比为2%:18%=1:9,则生成14g甲,需消耗126g丁,故选项说法不正确。
故选:D。
四.有关质量守恒定律的计算
我国古代炼铁工业曾长期领先世界,西汉时期就有高温冶炼生铁的史料记载,其主要反应原理是:aFe2O3+bCO 高温 cFe+dCO2,下列说法不正确的是( )
A.化学计量数中abcd的数值分别为:1、3、2、3
B.反应前后碳元素的化合价均为+2价
C.CO2的相对分子质量为44
D.Fe2O3中铁元素的质量分数为70%
?
五.化学方程式的配平
02
B
【答案】B
【解答】解:A、本题可从得失氧的角度配平,一个CO分子反应中得到一个氧原子变为二氧化碳分子,由于一个Fe2O3分子中氧原子的数目为3个,所以CO与CO2前面的化学计量数都为3,最后配平其它元素的原子,Fe2O3、Fe前面的化学计量数分别为1、2,即反应的化学方程式是Fe2O3+3CO
高温 2Fe+3CO2,化学计量数中a、b、c、d的数值分别为:1、3、2、3,故选项说法正确。
B、CO中氧元素显﹣2价,根据化合物中正负化合价为零,则碳元素显+2价;CO2中氧元素显﹣2价,则碳元素显+4价,则反应前后碳元素的化合价改变了,故选项说法错误。
C、CO2的相对分子质量为12+16×2=44,故选项说法正确。
D、Fe2O3中铁元素的质量分数为56×2160×100%=70%,故选项说法正确。
故选:B。
?
02
五.化学方程式的配平
铝在氧气中燃烧生成氧化铝。在这个反应中,铝、氧气、氧化铝的质量比是
( )
A.27:32:102 B.108:96:204
C.4:3:2 D.27:16:43
六.常见化学反应中的质量关系
02
B
【答案】B
【解答】解:铝在氧气中燃烧生成氧化铝,反应的化学方程式为:4Al+3O2 点燃 2Al2O3
108 96 204
在此反应中铝、氧气、氧化铝的质量比为108:96:204=27:24:53。
故选:B。
?
下列化学方程式书写错误的是( )
A.4Al+3O2点燃 2Al2O3
B.Cu+2AgNO3=2Ag+Cu(NO3)2
C.MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+CaCl2
D.2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑
?
02
D
七.化学方程式书写的正误判断
【答案】D
【解答】解:A、铝和氧气在点燃条件下反应生成氧化铝,化学方程式为4Al+3O2点燃 2Al2O3,化学方程式书写完全正确,故A不合题意。
B、铜和硝酸银溶液反应生成银和硝酸铜溶液,化学方程式为Cu+2AgNO3=2Ag+Cu(NO3)2,化学方程式书写完全正确,故B不合题意。
C、氯化镁溶液与氢氧化钙溶液反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钙溶液,化学方程式为
MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+CaCl2,化学方程式书写完全正确,故C不合题意。
D、常温下,碳酸氢钠不会分解,在加热的条件下,碳酸氢钠分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,正确的化学方程式为2NaHCO3 △ Na2CO3+H2O+CO2↑,原化学方程式中没有加热这个反应条件,即化学方程式书写错误,故D符合题意。
故选:D。
?
02
七.化学方程式书写的正误判断
某固体混合物由Mg和MgO组成,取该混合物19.2克与一定量的稀硫酸恰好完全反应,向反应后的溶液中加入200克的氢氧化钠溶液恰好完全反应至无沉淀生成,过滤将滤渣洗涤、低温干燥、称量质量为34.8克。则原混合物中镁与氧化镁的质量比为( )
A.1:3 B.3:5 C.2:3 D.3:8
02
B
八.根据化学方程式计算质量比
【答案】B
【解答】解:设原混合物中镁的质量为x,生成氢氧化镁的质量为y,则氧化镁的质量为19.2g﹣x,生成氧氢化镁的质量为z,
Mg~Mg(OH)2
24 58
x y
2458=???????? y=2912X
MgO~Mg(OH)2
40 58
19.2g﹣x z
4058=19.2????﹣???????? z=29(19.2?????????)20
2912X+29(19.2?????????)20=34.8克,则x=7.2克,即镁的质量为7.2克,则氧化镁的质量为19.2克﹣7.2克=12克,故原混合物中镁与氧化镁的质量比为7.2克:12克=3:5,故选:B。
?
八.根据化学方程式计算质量比
如果采用以下物质分解的方法制取相同质量的氧气,消耗原料质量最小的是
( )
A.H2O2 B.KMnO4 C.HgO D.H2O
D
九.不含杂质的化学方程式计算
03
【答案】D
【解答】解:2H2O2 ????????????2 2H2O+O2↑
68 32
2KMnO4 △ K2MnO4+MnO2+O2↑
316 32
2HgOMnO2 △ 2Hg+O2↑
217 32
2H2O 通电 2H2↑+O2↑
36 32
由上述质量关系可知,采用上述物质分解的方法制取相同质量的氧气,消耗原料质量最小的水。
故选:D。
?
03
九.不含杂质的化学方程式计算
向30g灼热的氧化铜样品中通入足量的一氧化碳,充分反应后(样品中的杂质不参与反应),称得剩余固体的质量为25.2g,则该样品中氧化铜的质量分数为( )
A.16% B.20% C.80% D.84%
十.含杂质的化学方程式计算
03
C
【答案】C
【解答】解:向30g灼热的氧化铜样品中通入足量的一氧化碳,氧化铜和一氧化碳在加热的条件下生成铜和二氧化碳,充分反应后(样品中的杂质不参与反应),称得剩余固体的质量为25.2g,减少的质量为氧化铜中氧元素的质量,则氧化铜中氧元素的质量为:30g﹣25.2g=4.8g,所以样品中氧化铜的质量为:4.8g÷(1680×100%)=24g,该样品中氧化铜的质量分数为:24????30????×100%=80%。
故选:C。
?
十.含杂质的化学方程式计算
03
(多选)实验室有一瓶Na2CO3和NaHCO3组成的固体混合物,小明和小红为探究Na2CO3的质量分数,分别进行了如下实验:小明取ag该混合物样品,加热至质量不再改变,冷却后固体质量减少了3.1g;小红另取ag该混合物样品,向其中加入100g溶质质量分数为7.3%的稀盐酸,恰好完全反应。下列有关说法中,正确的是( )
A.小红的实验中生成CO2的质量为4.4g
B.该混合物中碳、氧元素质量比为1:4
C.ag该混合物中钠元素的质量为4.6g
D.该混合物中Na2CO3的质量分数约为38.7%
BCD
十一.化学方程式与实验的计算
【答案】BCD
【解答】解:A、由分析可知,小红的实验中生成CO2的质量为4.4g+2.2g=6.6g,故选项说法不正确。
B、由分析可知,ag该混合物中含有8.4g碳酸氢钠(NaHCO3)和5.3g碳酸钠(Na2CO3),其中碳、氧元素全部来自于“CO3”,“CO3”中碳、氧元素质量比为12:(16×3)=1:4,故选项说法正确。
C、由分析可知,ag该混合物中含有8.4g碳酸氢钠和5.3g碳酸钠,其中钠元素的质量为:8.4g×2384×100%+5.3g×46106×100%=4.6g,故选项说法正确。
D、由分析可知,该混合物中Na2CO3的质量分数为:5.3????8.4????+5.3????×100%≈38.7%,故选项说法正确。
故选:BCD。。
?
十一.化学方程式与实验的计算
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