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1、专题三 质量守恒定律和化学方程式二.学习目标：1、认识质量守恒定律的内容，能运用质量守恒定律推断物质的组成、确定方程式中化学计量数、推断反应物或生成物的化学式。2、从宏观和微观不同的角度深入理解质量守恒定律，通过对具体化学反应的分析，理解化学方程式的意义及书写化学方程式应遵循的原则。3、学会配平化学方程式的不同方法，能根据信息准确地书写并配平化学方程式。三.重难点讲解：【知识点1】质量守恒定律1、涵义：参加化学反应的各物质质量总和等于反应后生成的各物质质量的总和，这个规律叫做质量守恒定律。2、适用范围：化学变化（物理变化与质量守恒定律无关）。3、守恒实质：化学反应前后，各种原子种类、数目、质量
2、都不改变。4、化学反应过程中的变与不变。 不改变：从宏观来看反应物和生成物的质量总和不变以及元素种类不变。从微观来看有三不变，即原子种类不变、原子数目不变、原子质量不变。改变：从宏观来看物质种类一定改变从微观来看分子种类一定改变可能改变：分子总数可能改变5、应用：利用质量守恒定律推断物质的组成利用质量守恒定律推断反应物或生成物的化学式利用质量守恒定律进行有关计算质量守恒定律中的守恒对象是物质质量6、注意：质量守恒，不是体积守恒。参加反应的各物质的质量总和并不是反应物的任意质量之和，未参加反应的物质质量不能计算在内。【知识点2】化学方程式1、涵义：用化学式表示化学反应的式子，叫做化学方程式。2、
3、写方程式应遵循的原则：客观事实原则：以客观事实为基础，不能随意臆造事实上不存在的物质。质量守恒定律：遵守质量守恒定律，选择适当的计量数使反应物、生成物各原子数相同。3、书写步骤： （1）写出反应物和生成物的化学式（2）配平方程式，方法有：观察法最小公倍数法奇数配偶数法待定系数法假定计量数“1”法原子守恒法（3）注明反应条件，加热用“”（点燃、高温都不能用“”符号取代）。（4）标出生成物状态。若反应物中无气体，生成物中有气体，在其化学式后面标上“”；若反应物无固体，生成物有固体，在其化学式后面标上“”。4、表示的意义：从质的方面：表明反应物、生成物、反应条件；从量的方面，在宏观角度能表明反应物、
4、生成物间的质量比；在微观角度表明反应物、生成物间粒子数之比。5、读法：可以从质的角度、量的角度、粒子的角度来读化学方程式。【知识点3】书写化学方程式常见错误1、错写物质的化学式2、臆造事实上不存在的化学方程式3、化学方程式没有配平（或所配的计量数没有约成最简整数比）4、错标或遗漏气体生成物（）或沉淀物（）的有关符号5、错写或漏写反应条件【知识点4】化学方程式配平（常用方法）1、观察法基本步骤：观察化学式，指出一种比较复杂的反应物或生成物与其对应的关系。确定相关各物质化学式的计量数由已配计量数确定其他化学式前面计量数例：配平FeH2OFe3O4H2分析：通过观察知Fe3O4里的3个铁原子是来自反
5、应物铁，4个氧原子来自反应物水分子里的氧原子，故在H2O前配计量数“4”，在Fe前配计量数“3”，最后在H2前配计量数“4”。3Fe4H2OFe3O44H2 2、奇数配偶数法基本步骤找出反应式两边出现次数较多且原子总数在反应式两边奇偶不等的元素在含奇数原子的化学式前配计量数“2”（有的为“4”）用观察法推出其他化学式前面的计量数例：配平FeS2O2Fe2O3SO2分析；因氧元素在反应前后出现次数较多，而且氧原子数奇偶数不等，故以氧原子为配平起点。先在Fe2O3前配计量数“2”，依次在FeS2和SO2前配计量数“4”和“8”，用观察法推出O2前面的计量数为“11”。4FeS211O2=(高温)2
6、Fe2O38SO23、假定计量数“l”法基本步骤：找出反应物或生成物中含原子数最多的化学式，假定其计量数为“l”确定与其组成相关化学式的计量数（可以为分数）将计量数变为最简整数例：配平C2H2O2(点燃)CO2H2O解析：先假定C2H2的计量数为“1”，依次确定CO2和H2O前面的计量数为“2”和“1”，O2前面的计量数为“”，最后在反应式两边同时乘以“2”。C2H2O2(点燃)CO2H2OC2H2O2(点燃)CO2H2O2C2H25O2=(点燃)4C O22H2O1 2 1 122 22 124、较复杂的化学方程式用原子守恒法基本步骤设反应物（或生成物）中所含元素种类最多的一种化合物的计量数
7、为x利用反应前后原子个数守恒关系推出其它相关物质的计量数（可以为分数）将计量数变为最简整数例：配平KAlSi3O8H2CO3+H2OKHCO3H4SiO4Al2Si2O5（OH）4分析：设KAlSi3O8的计量数为x，由K守恒推知KHCO3的计量数为x，由Al守恒推知Al2Si2O5（OH）4的计量数为，由C守恒推知H2CO3的计量数为x，由Si守恒推知H4SiO4的计量数为2x，由H守恒推知H2O的计量数为x，这样就得到了用未知数配平了的化学方程式：xKAlSi3O8xH2CO3+H2O=xKHCO32xH4SiO4Al2Si2O5（OH）4为使各项计量数为最小且不可约分，需令x2，这样就得
8、到了配平的化学方程式：2KAlSi3O82H2CO3+9H2O=2KHCO34H4SiO4Al2Si2O5（OH）4【典型例题】例1.某课外活动小组的同学设计了如图所示三个实验来验证质量守恒定律：在这三个实验中，反应后天平的平衡情况各是怎样的？实验：实验：实验：你认为可以验证质量守恒定律的实验是；若对剩下的实验进行改进，也可以验证质量守恒定律，写出你的改进意见：。解析：此题是对质量守恒定律的综合考查，同时对实验误差进行分析。实验、点燃敞口放置的蜡烛、红磷，它们与空气中氧气反应分别生成二氧化碳、水蒸气和五氧化二磷并放出热量，热的二氧化碳气体、水蒸气逸出烧杯，五氧化二磷有一部分扩散出去，放出热量使
9、烧杯内气体体积膨胀外逸，烧杯冷却至室温时，外界空气又进入到烧杯内，使实验结果不准确，天平不能保持平衡；实验尽管氢氧化钠能与二氧化碳发生化学反应生成碳酸钠和水（2NaOHCO2Na2CO3H2O），由于氢氧化钠溶液置于小试管内，与空气的接触面积非常小，对实验基本无影响。氢氧化钠能使酚酞变红，与稀硫酸混合后溶液颜色由红变无，证明氢氧化钠与硫酸发生了化学反应（2NaOHH2SO4Na2SO42H2O），天平仍然保持平衡状态，证明参加化学反应的氢氧化钠与硫酸质量之和等于反应后生成的硫酸钠和水的质量之和（溶液中原来的水质量不变）。答案：（1）天平不平衡，指针向右偏转；天平不平衡，指针向左偏转；天平仍然平
10、衡。（2）实验（3）实验、实验的化学反应在体积一定的密闭容器中进行，就可以验证质量守恒定律。例2.“绿色化学”是当今社会提出的一个新概念。在“绿色化学工艺”中，理想状态是反应中原子全部转化为欲制得的产物，即原子的利用率为100。在用C3H4（丙炔）合成C5H8O2（甲基丙烯酸甲酯）的过程中，欲使原子的利用率达到最高，在催化剂作用下还需要其他的反应物是（）A. CO和CH3OH B. CO2和H2O C. H2和CO D. CH3OH和H2解析：根据题意由C3H4转变为C5H8O2还需要C2H4O2的反应物参加反应，选项A、B、C、D中无这种物质，而C2H4O2可由题目中的CO和CH3OH或H2
11、和CO反应而形成。COCH3OHC3H4C5H8O2、2CO2 H2C3H4C5H8O2这样符合质量守恒定律也满足原子全部转变到理想中的产物中去，利用率达到100答案：AC例3.“神舟五号”载人飞船的成功发射与回收，表明我国的载人航天技术已经达到了国际领先水平。在飞船的火箭推进器中常装有液态肼（用A表示）和过氧化氢（H2O2），它们混合时的反应方程式为：2H2O2AN24H2O，则肼（A）的化学式为（）A. N2H6 B. N2H4 C. NH2 D . N2H4O2解析：据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类和原子的个数保持不变。由题意知，生成物中含有氮、氢、氧三种元素，过氧化氢不含氮元素，
12、证明A物质一定含有氮元素。生成物的分子中有8个氢原子，4个氧原子，2个氮原子，反应物2个过氧化氢分子中只含有4个氢原子和4个氧原子，只有氧原子数相等，说明A分子不含氧原子，应该有由4个氢原子和2个氮原子构成的一个分子，化学式为N2H4。答案：B例4.泉水、井水、河水等天然水中含有较多的Ca（HCO3）2和其他矿物质，如Mg（HCO3）2、CaSO4、MgSO4等，这样的水称为硬水。在水壶和锅炉中装入硬水煮沸，易形成锅垢（主要成分是CaCO3）的原因是：。硬水不适宜用肥皂洗涤。因为肥皂（C17H35COONa硬脂酸钠）跟钙盐、镁盐反应生成不溶物如（C17H35COO）2Ca而失去去污能力。写出其
13、中一个化学方程式：。水中含钙盐、镁盐过多对生活、生产都有危害。工业上可用适量的Na2CO3和Ca（OH）2来沉淀钙、镁成分。写出其化学方程式：。解析：正确书写化学方程式，不仅要全面掌握反应物的性质和相互作用的规律外，还必须做到以下四点：会正确判断反应物和生成物；会根据元素或原子团的化合价写出各物质的化学式；会根据化学方程式的复杂程度选择配平方程式的方法并配平化学方程式；会正确注明反应条件，正确使用“”和“”表明生成物状态。本题既考查物质的化学性质又考查对方程式写法的掌握程度。硬水中碳酸氢钙Ca（HCO3）2和碳酸氢镁Mg（HCO3）2对热不稳定，加热时易发生分解反应，生成难溶于水的碳酸钙（Ca
14、CO3）和微溶于水的碳酸镁（MgCO3），难溶物沉积附着在锅炉内壁而形成锅垢。硬脂酸钠（C17H35COONa）中“C17H35COO”是原子团，化合价为1价，当硬脂酸钠与硬水中的钙盐反应会生成硬脂酸钙（C17H35COO）2Ca，与镁盐反应时会生成硬脂酸镁（C17H35COONa）2Mg：碳酸钠（Na2CO3）和氢氧化钙Ca（OH）2分别是与硫酸钙（CaSO4）、硫酸镁（MgSO4）发生复分解反应生成难溶于水的碳酸钙和氢氧化镁Mg（OH）2沉淀，降低硬水对生活、生产造成的危害。答案：（1）Ca（HCO3）2等受热分解成CaCO3或Ca（HCO3）2=()CaCO3CO2十H2O；（2）2 C
15、17H35COONaMgSO4（C17H35COO）2MgNa2SO4。或2 C17H35COONaCaSO4=（C17H35COO）2CaNa2SO4（3）CaSO4Na2CO3CaCO3Na2SO4MgSO4Ca（OH）2Mg（OH）2CaSO4【模拟试题】（答题时间：45分钟）1、某同学按下图所示装置做质量守恒定律的探究实验，他的做法是：第一步，将装稀盐酸和套有气球（气球中装有Na2CO3粉末）的锥形瓶放在托盘天平的左侧托盘上，向右盘加砝码调至天平平衡；第二步，将气球中的Na2CO3粉末加入锥形瓶中，充分反应后，天平所处的状态是（）A.天平仍平衡 B.天平指针向左偏转C.天平指针向右偏移
16、 D.无法确定2、某物质R与水和氧气发生化学反应为：2R+2H2O+7O2=2FeSO4+2H2SO4，推断R的化学式为A. FeS B. Fe2S3 C. FeO D. FeS23、科学家通过宇宙探测仪发现金星大气层中含有物质X。X可以通过下列反应制取：CH2(COOH)2X+2H2O。则物质X的化学式为A. CO B. CO2 C. C3O2 D. C2O34、已知反应3A2B2CD，A、B两物质完全反应时的质量比为34，若生成C和D共140g，则反应消耗B的质量是A. 60g B. 80g C. 90g D. 120g5、在反应2A+B=3C+D中，A和B的相对分子质量之比为5：1，已知
17、20g A与一定量B恰好完全反应，生成5g D，则在此反应中B和C的质量比为：A. 4：19 B. 3：5 C. 1：3 D. 2：176、下列关于化学反应“X23Y2=2Z”的叙述错误的是 A. Z的化学式为XY3 B.若mg X2和ngY2恰好完全反应，则生成(m+n)g Z C.若X2和Y2的相对分子质量分别为M和N，则Z的相对分子质量为(M+N)D.若ag X2完全反应生成bg Z，则同时消耗(ab)g Y27、下列化学方程式书写错误的是A. B. ZnH2SO4ZnSO4H2C. CH4O2CO2H2O D. HClNaOHNaClH2O8、密闭容器内有A、B、C、D四种物质，在一定
18、条件下充分反应，测得反应前后各物质的质量如下：下列说法错误的是A. C一定是化合物，D可能是单质B. C物质中元素的种类，一定等于A、B、D三种物质中元素的种类C.反应过程中，物质B与物质D变化的质量比为87：36D.若物质A与物质C的相对分子质量之比为197：158，则反应中A与C的化学计量数之比为2：19、按下列要求书写的化学方程式正确的是A.铁在氧气中燃烧：4Fe + 3O2 2Fe2O3B.澄清石灰水和盐酸发生中和反应：CaO + 2HCl CaCl2+H2OC.用碳酸氢钠治疗过多胃酸：NaHCO3+ HCl NaCl + H2O + CO2D.检验混合气体中是否含有二氧化碳：CO2+
19、2NaOH Na2CO3+H2O10、某有机物6.4g在8.0g氧气中燃烧，得到一氧化碳、二氧化碳、水蒸气的混合气体共14.4g。为测定混合气体中各种气体的质量，甲、乙、丙三位同学设计了下列实验方案（假定每步反应都完全进行，每次都能准确测定装置的质量变化）甲方案：将混合气体先通过浓硫酸，再通过用酒精灯加热的氧化铜乙方案：将混合气体先通过浓硫酸，再通过碱石灰(CaO、NaOH)丙方案：将混合气体先通过碱石灰，再通过浓硫酸下列对三种实验方案的评价正确的是A.三种实验方案都能测定混合气体的组成B.三种实验方案都不能测定混合气体的组成C.甲乙两种实验方案都能测定混合气体的组成，但甲方案需作改进，添加尾
20、气处理装置D.甲乙两种实验方案都能测定混合气体的组成，但乙方案需作改进，添加尾气处理装置11、过氧化钠（Na2O2）因能与二氧化碳反应生成氧气，故可作为呼吸面具中氧气的来源。潜水艇遇紧急情况时，也使用过氧化钠来供氧，有关反应的化学方程式为：2Na2O22CO2= 2Na2CO3+ O2从该反应获取的以下信息中，正确的是过氧化钠属于氧化物该反应属于置换反应反应前后氧元素的化合价发生变化实验室可利用这一原理制取纯净的氧气A. B. C. D.12、在探索地球上生命起源的活动中，美国科学家米勒做了一个著名的实验，他把甲烷、氢气、氨气和水蒸气等混合成一种和原始大气成分基本一致的气体，放入真空密闭的玻璃
21、容器中进行模拟实验。一个星期后，他惊奇地发现仪器中有数种氨基酸生成。下列关于米勒实验的说法正确的是 A.没有发生物理变化 B.发生了化学变化C.元素的种类发生了变化 D.形成了原始生命13、(1)锂是一种金属单质，化学式为Li，锂原子结构示意图为，易失去最外层一个电子。则锂的氧化物的化学式为。(2)化学反应ABC，D在反应中作催化剂，12gA与3gD混合后使反应完全生成了8gB，问同时生成gC。(3)工业酒精中常含有少量甲醇。甲醇有毒，易挥发。请你根据甲醇在氧气中完全燃烧的产物是CO2和H2O推断甲醇肯定含有元素，还可能含有 元素。14、根据下列要求，写出有关反应的化学方程式（1）有氧化物生成
22、的化合反应（2）实验室用高锰酸钾制取氧气（3）有碳参加的置换反应（4）用澄清石灰水检验二氧化碳气体15、做化学实验时，不小心皮肤上沾上了硝酸银溶液，过一段时间会出现黑色痕迹，很难洗去，这是因为硝酸银见光分解生成一种金属、一种红棕色气体(NO2)和一种能供给呼吸的气体，请写出此反应的化学方程式_；该反应中氮元素在不同物质中所显化合价_(填“相同”或“不同”)，所显化合价是_。16、化学知识中有很多的“相等”例如：化合物中元素化合价的正价总数与负价总数的数值相等，请再举两例：_17、2005年3月29日晚，京沪高速江苏淮安段发生一起两辆货车相撞的交通事故，导致槽罐车中的液氯（Cl2）大面积泄漏，造
23、成公路旁三个乡镇的村民重大伤亡。在事故现场可以看到天空中有大量的黄绿色气体，并闻到一股刺鼻的气味。消防人员戴着防毒面具、身穿防毒服，用高压水枪向天空及沉降在地面的氯气喷洒水和碱液，以此消除Cl2的污染和伤害。（1）根据以上信息，请归纳出氯气（Cl2）的物理性质：（2）抢险中，可喷洒Ca(OH)2溶液来吸收氯气。已知反应的化学方程式为2Cl2+2Ca(OH)2= X +Ca(ClO)2+2H2O，则X的化学式为。（3）请你告诉当时在现场周围的村民一条保护自己的措施。18、“绿色化学”强调采取有效措施防止对环境的破坏和污染。硫在氧气中燃烧实验前，往集气瓶中加适量NaOH溶液，再进行实验，原因是（用化学方程式表示）。在汽车排气管上装一个“催化转换器”，可使汽车尾气中的NO和CO反应，生成能参与大气生态循环的两种无毒气体。NO与CO反应的化学方程式为。