课件27张PPT。PART FOUR第四部分 八年级·下册第22课时 化学反应与质量守恒考点一 知道催化剂的概念,知道催化剂在化学反应中的作用[a]1. 催化剂在化学反应中能改变其他物质的反应速率,其本身的 和 在反应前后都没有改变。?
2. 催化剂在化学变化中起改变(可 亦可 )物质反应速率的作用,即通常所说的催化作用。?质量化学性质加快减慢考点二 描述质量守恒定律[a] 质量守恒定律:在化学反应中,参加 的各物质的 等于反应后生成的各物质的 。?化学反应质量总和质量总和【提醒】一切化学反应都遵循质量守恒定律。质量守恒定律对化学变化有意义,对物理变化无意义。质量守恒定律只适用于质量守恒,而不适用于体积或分子数守恒。在反应前的各物质的质量总和中,不包括过量的反应物质量。考点三 从分子、原子的角度解释质量守恒定律[b] 微观解释:化学反应前后原子种类 ,原子数目 ,原子质量 。?没有改变没有增减没有改变考点四 应用质量守恒定律分析解释常见的现象[c]考点五 知道化学方程式表示的意义[b]1. 表示什么物质参加反应,生成了什么物质。
2. 表示各物质间的原子和分子的个数比。
3. 表示反应在什么条件下进行。
4. 表示反应物、生成物各物质间的质量比。考点六 正确表述常见的化学方程式[b]化学方程式的书写
①以 和 为依据,使反应前后原子 、原子 和原
子 不变。?
②注意 必不可少。?
③生成物有气体或沉淀时要标注符号,前提是 。?质量守恒定律客观事实种类数目质量反应条件反应物没有气体和沉淀【提醒】化学方程式以质量守恒定律为依据,写化学方程式的关键是化学式要写正确,配平要正确。考点七 根据化学方程式进行生成物和反应物之间的计算[a]1. 理论基础:质量守恒定律。
2. 基本依据:化学反应前后各物质的 比是一定值。?
3. 一般步骤:①根据题意设 ;②写出正确的 ;③写出相关物质的 ;④列出 式;⑤求出 ;⑥写出简明答案。?
4. 基本类型:①有关纯净物之间的计算;②有关含杂质的计算;③有关多步反应的计算;④有关混合物反应的计算;⑤有关无数据或少数据的计算;⑥与溶液质量分数有关的综合计算。质量未知量化学方程式相对分子质量与化学计量数的乘积和已知量比例未知量?【提醒】①解题时应明确有关物质间的转化关系。②解答时步骤要规范、完整、正确。探究一 催化剂例1 下列有关催化剂说法正确的是 ( )
A. 在化学反应后其质量减少
B. 在化学反应后其化学性质发生了变化
C. 在化学反应后其质量增加
D. 催化剂改变化学反应速率D例2 [2017·台州] 为探究催化剂对过氧化氢(H2O2)分解的催化效果,某研究小组做了如下实验。
实验一:图22-1中的实验能否证明MnO2是过氧化氢分解反应的催化剂?并说明理由:? 。?
图22-1不能;虽然能改变反应速率,但无法判断MnO2在反应前后质量和化学性质是否改变实验二:数据记录表从表格的设计可以看出,该实验的目的是? 。?探究二氧化锰的质量对过氧化氢分解速率的影响例3 小雨阅读课外资料得知:过氧化氢分解除了用二氧化锰还可用氧化铜等物质作催化剂,于是她对氧化铜产生了探究兴趣。
【提出问题】氧化铜是否也能作氯酸钾分解的催化剂?它是否比二氧化锰催化效果更好?
【设计实验】小雨以生成等体积的氧气为标准,设计了下列三组实验(其他可能影响实验的因素均忽略)。(1)上述实验应测量的“待测数据”是? 。?
(2)若实验②比实验①的“待测数据”更 (填“大”或“小”),说明氧化铜能加快氯酸钾的分解速率。?
(3)将实验②反应后的固体加水溶解、过滤、洗涤、干燥,若称量得到0. 5 g黑色粉末,再将黑色粉末放入试管中,? (简述操作和现象)。?
【预期结论】氧化铜还能作氯酸钾分解的催化剂。
【评价设计】你认为小雨设计实验③和实验②对比的目的是 。?收集等量氧气所需时间小向试管中加入适量的氯酸钾,混合均匀后加热,产生能使带火星的木条复燃的气体探究氧化铜和二氧化锰哪一个催化效果好探究二 质量守恒定律与化学方程式例4 有科学家研究发现,氧气可通过高能真空紫外线照射二氧化碳直接产生,该化学反应模型如图22-2所示。关于该反应的说法错误的是 ( )
图22-2
A. 属于分解反应
B. 反应中的最小微粒是分子
C. 符合质量守恒定律
D. 为制取氧气提供了新方法B例5 银制容器在空气中放置一段时间后表面会变黑,原因是银和空气中的微量硫化物等物质发生反应,其反应的化学方程式为4Ag+2H2S+O2 2X+2H2O,则X的化学式为 ( )
A. AgS B. Ag2O C. Ag2S D. Ag2O2C例6 在一个密闭容器中放入X、Y、Z、W四种物质,在一定条件下发生化学反应,一段时间后,测得有关数据如下表。则关于此反应的认识正确的是( )A. 该反应用化学方程式表示为3X+Y==2Z+W
B. 该反应的基本类型为复分解反应
C. m=1
D. 反应后容器中Z与Y的质量比为1∶6【答案】C
【解析】根据质量守恒定律进行分析,反应后质量增加的是生成物,减少的是反应物,由表格中物质质量的变化可知Z、W是反应物,X是生成物,Y可能是催化剂,其反应可表示为Z+W→X,属于化合反应;由于物质的相对分子质量未知,所以无法判断各物质的化学计量数,因此不能得到化学方程式;由反应前后质量及质量守恒定律可知m=1;由以上分析可知反应后容器中Z与Y的质量比为6∶1。例7 [2015·衢州] 如图22-3为小柯做的创新实验:将铜丝绕在电烙铁上,电烙铁用支架固定在密闭的硬质玻璃管中,玻璃管置于灵敏电子台秤上。接通电路,电烙铁开始工作,可以观察到铜丝表面逐渐变黑,电子台秤读数保持不变。下列说法正确的是 ( )
图22-3
A. 该反应的化学方程式是Cu+O2 CuO
B. 加热过程中,玻璃管内空气的质量保持不变
C. 加热过程中,铜丝的质量保持不变
D. 硬质玻璃管内物质在反应前后总质量保持不变D探究三 根据化学方程式计算例8 某科学兴趣小组使用如图22-4所示装置,对某种铁铜合金的成分进行测量。先取足量稀硫酸于烧杯中,再向其中加入14. 0 g合金样品开始计时,并将电子天平的读数记录在下表中,请回答下列问题。(1)根据电子天平读数和时间的关系分析,该反应进行过程中,氢气的产生速率有什么特点?
(2)完全反应后,烧杯中盐的质量分数为多少?(用百分数表示)
(3)合金中铁元素的质量百分含量为多少?
图22-4分解反应0.6例10 实验室用68 g过氧化氢溶液和2 g二氧化锰制取氧气,实验的相关数据如图22-6所示。
图22-6
请回答:
(1)二氧化锰作为催化剂在化学反应前后本身的 都没有发生变化。?
(2)反应生成氧气的质量为 g。?
(3)参加反应的过氧化氢溶液的质量分数是多少?化学性质和质量1.6高效课时训练(二十二) 化学反应与质量守恒
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一、选择题
1.用下列装置进行验证质量守恒定律的实验,能达到目的的是 ( )
/
图K22-1
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
2.在实验室中,不能用带磨口玻璃塞的玻璃试剂瓶盛装氢氧化钠溶液。因为氢氧化钠会与玻璃成分中的某种物质X发生化学反应,使玻璃塞和玻璃试剂瓶口粘连在一起。其反应的化学方程式为:X+2NaOH/Na2SiO3+H2O,则X的化学式为( )
A.H2SiO3 B.SiO2
C.Si D.SiH4
3.从2H2+O2/2H2O中获取的信息错误的是 ( )
A.在反应前后,元素的种类没有变化
B.在常温下氢气与氧气混合就可以发生反应
C.4 g氢气与32 g氧气完全反应,可以生成36 g水
D.在反应前后,氢原子和氧原子的数目都没有改变
4.为了测定液化气中丙烷(C3H8)在氧气不足时的燃烧产物,将一定量的丙烷和氧气置于一个封闭的容器中引燃,测得反应前后各物质的质量如下表:
物质
丙烷
氧气
水
二氧化碳
X
反应前质量/g
4.4
12.8
0
0
0
反应后质量/g
0
0
7.2
4.4
a
下列判断正确的是 ( )
A.表中a的值为5.6
B.X可能是该反应的催化剂
C.X可能含有氢元素
D.X只含碳元素
5.[2018·龙东] 在密闭容器内有甲、乙、丙、丁四种物质,在一定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K22-2所示。下列说法错误的是 ( )
/
图K22-2
A.丁一定是化合物
B.生成的甲、丙两种物质的质量比为8∶1
C.乙可能是该反应的催化剂
D.参加反应的丁的质量一定等于生成甲和丙的质量之和
6.[2018·宜昌] 在一密闭的容器中,一定质量的炭粉与过量的氧气在点燃的条件下充分反应。容器内各相关量与时间(从反应开始计时)的对应关系正确的是 ( )
/
图K22-3
7.[2016·宁波] 如图K22-4所示是某化学反应的微观示意图。下列关于该化学反应的说法错误的是 ( )
/
图K22-4
A.该反应类型是分解反应
B.反应前后各元素化合价不变
C.反应前后两种原子的数目不变
D.反应物是由两种元素组成的化合物
8.[2018·娄底] 某有机物在9.6 g氧气中恰好完全燃烧,生成8.8 g CO2和5.4 g H2O。下列说法正确的是 ( )
A.该有机物只含碳、氢两种元素
B.该有机物中一定含有碳、氢元素
C.该有机物中一定含有碳、氢、氧三种元素
D.无法确定
二、填空题
9.[2018·福建] 我国科学家研究出碳化钼(Mo2C)负载金原子组成的高效催化体系,使水煤气中的CO和H2O在120 ℃下发生反应,反应微观模型如图K22-5所示。
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图K22-5
(1)反应微观模型中,除钼外还有 种元素,有 种单质分子。?
(2)该反应过程中:
①构成催化剂的各原子 (填“有”或“没有”)变化。?
②金原子对 (填“CO”或“H2O”)起吸附催化作用。?
③反应的化学方程式为 。?
10.小明同学欲通过化学实验证明“质量守恒定律”,确定以“稀盐酸与碳酸钙反应”为研究对象,设计的实验装置如图K22-6所示。
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图K22-6
(1)根据实验目的,小明应该测量的数据是 (填“只有反应前”“只有反应后”或“反应前、后”)整个反应装置(包括锥形瓶、气球和药品)的质量。?
(2)实验步骤如下:
①按如图方式放好仪器,使天平平衡,记录称量数据。
②将碳酸钙粉末全部倒入锥形瓶中,观察到锥形瓶中液体里出现的现象之一是 ,发生反应的化学方程式是
? 。?
③当反应结束时,气球已经完全鼓起。此刻,小明发现天平的指针已经向右偏了。小明又重新称量,记录了数据。他感到疑惑:其他操作均正确,实验现象与数据为何与预测结果不符?你认为出现该实验现象的合理解释最应该是下列各项中的 (填序号)。?
A.该反应前、后原子的种类、数目不变
B.该反应生成物的总质量小于反应物的总质量
C.空气的浮力作用干扰了实验结果
D.生成气体的反应不遵守质量守恒定律
三、实验探究题
11.[2015·金华] 在学习了实验室制取氧气的知识后,某科学小组同学对于“含氧化合物制氧气”问题,提出了如下观点:
【观点】 Ⅰ.只有含氧化合物才能作为反应物制氧气;
Ⅱ.任意一种含氧化合物都可作为反应物制氧气。
【已知】 实验室制氧气的反应原理如下:
①2H2O2/2H2O+O2↑
②2KClO3/2KCl+3O2↑
③2KMnO4/K2MnO4+MnO2+O2↑
对于以上观点,该小组同学决定用学过的科学知识和科学方法加以证明。请你一同参与探究并完成下列问题:
【探究一】 针对观点Ⅰ,大家一致认为不需要设计验证实验就可直接判定该观点是正确的。
(1)他们判定观点Ⅰ正确的理论依据是 。?
(2)除上述实验室制氧气的三种反应物以外,请你再列举一种能分解生成氧气的非金属氧化物 (填化学式)。?
【探究二】 现有氯酸钾、二氧化锰、高锰酸钾三种物质以及试管(主要成分是SiO2)、酒精灯、铁架台等必要仪器。请从中选择合适的药品及仪器,从含氧物质加热能否产生氧气的角度,设计一组对照实验,证明观点Ⅱ错误。
(3)上述对照实验的方案是 。(要求写出操作方法、实验现象及结论)?
【交流评价】 比较①②反应原理可知,两者都需要MnO2作催化剂,但KClO3需要加热;比较②③反应原理可知,两者都需要加热,但KClO3还需要催化剂。根据上述分析,对含氧化合物制氧气,归纳概括出一个新观点(观点Ⅲ)。
(4)观点Ⅲ:含氧化合物若能作为反应物制氧气, 。?
四、解答题
12.[2018·台州] 某同学用如图K22-7所示装置验证质量守恒定律。
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图K22-7
称取一定质量的碳酸钠装入气球,将气球套在锥形瓶上。将药品全部倒入装有足量稀盐酸的锥形瓶中,气球迅速胀大。称量反应前后装置的总质量。实验数据如下表所示。
实验次数
1
2
3
碳酸钠质量/克
0.53
1.06
2.12
反应前装置总质量/克
66.33
66.86
67.92
反应后装置总质量/克
66.19
66.62
67.42
(1)计算第1次反应产生的二氧化碳质量。
(2)分析数据发现每次反应前后装置的总质量均不相等,请以第1次反应为例,通过计算说明该反应是否遵循质量守恒定律。(空气密度取1.3克/升,二氧化碳密度取2.0克/升,结果精确到0.01)
13.三位同学分别用相同质量分数的稀盐酸,测定某石灰石样品中碳酸钙的质量分数(石灰石中的杂质既不与酸反应,也不溶于水)。
(1)小敏的方法可用如图K22-8所示流程表示,测得的碳酸钙的质量分数为 ;她在过滤操作中,需要用到的玻璃仪器有 (填序号)。?
样品10 g/滤渣5 g/滤渣2.1 g
图K22-8
A.酒精灯、漏斗、玻璃棒
B.漏斗、玻璃棒、烧杯
C.酒精灯、试管、玻璃棒
(2)小华取10 g样品,用如图K22-9中实验装置进行实验,反应结束后,测得B装置质量增加了4.6 g,算得碳酸钙的质量分数,发现与事实严重不符,造成这种情况的可能原因是 。?
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图K22-9
(3)小军用如图K22-10中甲所示的实验装置进行实验,将20 g稀盐酸加入到1.25 g样品中,生成的CO2体积与反应时间的关系如图乙。已知本实验条件下CO2的密度为1.8 g/L,求该石灰石样品中CaCO3的质量分数。
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图K22-10
(4)求实验所用的稀盐酸的溶质质量分数。
?
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14.在反应X+2Y/R+2M中,已知R和M的相对分子质量之比为1∶2,当1.5 g X和一定量的Y充分反应后生成了3.6 g M。则在上述反应中,参加反应的X和Y的质量比为 ( )
A.1∶2 B.2∶1 C.1∶4 D.4∶1
15.将A、B、C三种物质各8 g混合,一定条件下充分反应后,测得混合物中有6 g A、13.5 g C和一定质量的D,B完全反应。若A、B、C、D的相对分子质量之比为8∶16∶22∶9,则该反应的化学方程式可表示为 。?
参考答案
1.B 2.B 3.B 4.A
5.B [解析] 根据图示信息反应前后,甲物质的含量由17%增加到19%,增加2%,甲物质是生成物;乙物质总量不变,可能是反应的催化剂;丙物质由25%增加到41%,增加16%,属于生成物;丁物质含量由48%减少到35%,属于反应物,故该反应是丁分解生成甲、丙两种物质,则丁一定是化合物,故A正确,不符合题意。生成的甲、丙两种物质的质量比为2%∶16%=1∶8,故B错误,符合题意。乙可能是反应的催化剂,故C正确,不符合题意。根据质量守恒定律,参加反应的各物质质量之和,等于生成的各物质质量之和,所以参加反应的丁的质量一定等于生成甲和丙的质量之和,故D正确,不符合题意。
6.A [解析] 炭粉和过量的氧气充分反应生成二氧化碳,化学方程式为C+O2/CO2,气体的分子数之比等于化学计量数之比,所以反应前后气体的分子数不变,A图像正确。炭粉和氧气生成二氧化碳,气体的质量增加,B图像错误。因为炭粉的量少,所以固体质量最后为零,C图像错误。根据质量守恒定律反应前后物质的总质量不变,由题意反应在一密闭容器中进行,所以物质总质量一直不变,D图像错误。
7.B
8.C [解析] CO2中氧元素质量:8.8 g×
32
44
×100%=6.4 g,H2O中氧元素质量为:5.4 g×
16
18
×100%=4.8 g,所以有机物中含有氧元素,且氧元素质量为:6.4 g+4.8 g-9.6 g=1.6 g,故C正确。
9.(1)4 1
(2)①没有 ②CO ③CO+H2O/CO2+H2
10. (1)反应前、后 (2)②有气泡产生 CaCO3+2HCl/CaCl2+H2O+CO2↑ ③C
11.(1)质量守恒定律 (2)H2O
(3)方法一:取一支试管,放入二氧化锰,加热,将带火星的木条伸入试管,不复燃;另取一支试管,放入高锰酸钾加热,将带火星的木条伸入试管,复燃。证明观点Ⅱ是错误的
方法二:取一支试管,对空试管加热,将带火星的木条伸入试管,不复燃;再将高锰酸钾迅速倒入试管中,将带火星的木条伸入试管,复燃。证明观点Ⅱ是错误的
方法三:取一支试管,加入高锰酸钾,充分加热,将带火星的木条伸入试管,复燃;等气体全部散逸后,对剩余物继续加热,将带火星的木条伸入试管,不复燃。证明观点Ⅱ是错误的(写一种方法即可)
(4)产生氧气的反应条件是不同的
12.解:(1)设第1次反应产生的二氧化碳质量为x。
Na2CO3+2HCL=2NaCl+H2O+CO2↑
106 44
0.53 g x
106
44
=
0.53 g
??
x=0.22 g
所以第1次反应产生的二氧化碳质量为0.22 g。
(2)气球受到的浮力:F浮=ρgv排=1.3 g×0.001 kg/L×9.8 N/kg×
0.22 g×0.001 kg
2.0 g×0.001 kg/L
=0.0014 N,因为浮力减少的二氧化碳的质量为
0.0014 N
9.8 N/kg
=0.0014 kg=0.14 g。
66.19 g+0.14 g=66.33 g,所以反应前后装置的总质量相等,该反应遵循质量守恒定律。
13.(1)79% B (2)B中吸收了二氧化碳带出的水蒸气或氯化氢气体
(3)解:二氧化碳的质量为1.8 g/L×0.244 L≈0.44 g。
设参加反应的碳酸钙的质量为x。
CaCO3+2HCl/CaCl2+H2O+CO2↑
100 44
x 0.44 g
100
44
=
??
0.44 g
x=1 g
该石灰石样品中CaCO3的质量分数为
1 g
1.25 g
×100%=80%。
(4)设参加反应的稀盐酸的质量分数为y。
CaCO3+2HCl/CaCl2+CO2↑+H2O
100 73
5 g 50 g×y
100
73
=
5 g
50 g×??
y=7.3%
答:(3)该石灰石样品中CaCO3的质量分数为80%;(4)实验所用的稀盐酸的溶质质量分数为7.3%。
14.A
15.A+2B/C+2D
