初三理化生课题12质量守恒定律 如何正确书写化学方程式.docx
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初三理化生课题12质量守恒定律如何正确书写化学方程式
第五单元化学方程式
课题1、2
质量守恒定律
如何正确书写化学方程式
［知识要点］
第一部分
1、质量守恒定律
（1）质量守恒定律：
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。
运用这一定律时，特别要注意“参加化学反应”“反应后生成”“质量总和”等关键字词，不能遗漏任一反应物或生成物，尤其是气体。
（2）注意从三个层面上理解质量守恒定律：
①参加反应的各种物质质量总和，等于反应后生成的各物质质量总和。
②反应前后，元素种类不变，同种元素质量相等。
③反应前后，原子种类不变，原子数目也不变。
（3）质量守恒定律的实质（原因）：
化学反应的过程就是原子重新组合的过程，在化学反应前后，原子的种类、数目、质量均未改变。
2、托盘天平的使用
（1）称量前应把游码放在标尺的0刻度处，检查天平是否平衡；
（2）称量时把称量物放在左盘，砝码放在右盘（左物右码）；
（3）称量完毕，应把砝码放回砝码盒中，把游码移回0处；
（4）干燥的药品放在洁净的纸上称量，易潮解的和有腐蚀性的药品放在小烧杯等玻璃器皿里称量；
（5）砝码用镊子夹取；
（6）托盘天平只能用于粗略称量，能称准到0.1g。
3、化学方程式
（1）化学方程式
用化学式来表示化学反应的式子。
（2）化学方程式的意义
意 义
实 例（S+O2
SO2）
①表示反应物、生成物以及反应条件
反应物是硫、氧气，生成物是二氧化硫，反应条件是点燃
②表示反应物、生成物之间的质量关系（即质量比）
S + O2
SO2
32∶ 16×2 ∶ 32+16×2
32∶ 32 ∶ 64
即1 ∶ 1 ∶ 2
③表示反应物、生成物之间的粒子数关系（粒子个数比）
S + O2
SO2
1 ∶ 1 ∶ 1
（3）化学方程式的读法
①质的方面：
硫和氧气在点燃条件下反应生成二氧化硫。
②量的方面：
每32份质量的硫和32份质量的氧气完全反应生成64份质量的二氧化硫。
③粒子方面：
每1个硫原子和1个氧分子反应生成1个二氧化硫分子。
第二部分
4、化学方程式的书写原则
书写化学方程式必须同时体现以下原则：
（1）必须以客观事实为依据，不能凭空臆造事实上不存在的物质和化学反应；
（2）要遵守质量守恒定律。
5、化学方程式的书写步骤（以高锰酸钾受热分解为例）
（1）根据事实写出反应物和生成物的化学式，并在反应物和生成物之间画一条短线（或标出一个指向生成物的箭头）。
KMnO4──K2MnO4+MnO2+O2
（2）配平化学方程式，并加以检查。
2KMnO4──K2MnO4+MnO2+O2
（3）注明化学反应发生的条件（点燃、加热、催化剂等），标出生成物状态（气体、沉淀等），把短线（或箭头）改成等号。
2KMnO4
K2MnO4+MnO2+O2↑
6、化学方程式的配平
（1）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，使式子左、右两边的每一种元素的原子数目相等。
（2）化学方程式的配平方法
①最小公倍数法（以氢气与氧气反应为例）
利用反应前后某一元素原子数的最小公倍数加以配平的方法。
这是初中阶段必须掌握的方法。
例如：
H2+O2──H2O
反应前氧原子数为2，反应后氧原子数为1，两数的最小公倍数为2。
因此，在H2O分子前配上2，H2分子前相应的配上2即可。
②奇偶数法（以过氧化氢分解反应为例）
利用反应前后某元素的原子数一奇一偶的特点加以配平的方法（将奇数配成偶数）。
例如：
H2O2──H2O+O2
反应前过氧化氢分子中氧原子数位2，反应后水分子中氧原子数为1，将水分子数配为偶数（1×2＝2），再配平其他物质即可。
这一反应用最小公倍数法较难配平。
③观察法（以铁与氧气反应为例）
利用较复杂的生成物推出有关物质的化学计量系数及该生成物的化学计量系数，从而推出其他物质化学计量系数的配平方法。
例如：
Fe+O2──Fe3O4
Fe3O4中有4个氧原子，3个铁原子，因而Fe应配为3，O2应配为2。
［实例引路］
例1、已知蜡烛的主要成分是石蜡。
由蜡烛燃烧后生成水和二氧化碳的实验事实，判断石蜡中一定含有哪些元素？
分析：
可从蜡烛燃烧后的产物为水（H2O）、二氧化碳（CO2）的实验事实，根据质量守恒定律来分析石蜡中含有哪些元素。
答案：
蜡烛燃烧后生成了H2O和CO2，根据质量守恒定律，产物中有C、H、O三种元素，说明反应物中也应含有这三种元素。
反应物是石蜡和氧气，氧气由氧元素组成，那么石蜡中肯定含有碳和氢两种元素。
例2、根据质量守恒定律解释下列问题
（1）铁丝在氧气中燃烧后，生成物的质量比原来铁丝的质量增加。
（2）高锰酸钾受热分解后，剩余的固体物质的质量比原反应物的质量减轻。
分析与解答：
（1）铁丝燃烧后生成物的质量增加，是由于铁丝在氧气中燃烧时与氧气发生了化学反应，生成了黑色固体物质四氧化三铁。
3Fe+2O2
Fe3O4
显然，依据质量守恒定律生成物四氧化三铁的质量应等于反应物铁丝与氧气的质量之和。
所以，四氧化三铁的质量要比铁丝的质量大。
（2）依据质量守恒定律可知反应物高锰酸钾的质量应等于各生成物质量之和，即锰酸钾与二氧化锰与氧气质量之和。
由于在加热的条件下高锰酸钾分解后生成的氧气是气体，可以自由逃逸到空气中去，剩下的固体物质只有锰酸钾和二氧化锰，其质量肯定要小于高锰酸钾的质量。
例3、在X+2O2
CO2+2H2O中，根据质量守恒定律，X的化学式为（ ）
A．CH4 B．C2H5OH C．CH3OH D．CH3COOH
分析：
从微观上看，质量守恒定律在一切化学反应中都成立，是因为在反应前后原子的种类和数目都不变，所以我们可以根据它来解此题。
依据质量守恒定律，X分子与O2分子中的原子种类和数目一定与CO2和H2O中的相同。
在生成物中共有1个碳原子、4个氢原子和4个氧原子，反应物中2个氧分子有4个氧原子，所以推断出：
在1个X分子中有1个碳原子、4个氢原子，而没有氧原子，X的化学式为CH4。
答案：
A
例4、某化合物完全燃烧，需要4.8g氧气，同时生成4.4g二氧化碳和2.7g水。
则该化合物中（ ）
A．含碳、氢、氧三种元素 B．只含碳、氧两种元素
C．只含碳、氢两种元素 D．无法确定
分析：
由产物CO2和H2O可推知参加反应的物质中有C、H、O三种元素，而反应中有O2参加反应，该化合物中有无氧元素，需要计算出各物质中氧元素的质量，通过比较得出。
4.8gO2中氧元素的质量为4.8g，4.4gCO2中氧元素的质量为
×100％×4.4g＝3.2g，2.7gH2O中氧元素的质量为
×100％×2.7g＝2.4g，可见3.2g+2.4g＞4.8g，显然生成物中的氧元素部分来源于该化合物，即该化合物中含有C、H、O三种元素。
答案：
A
例5、下列化学方程式书写正确的是（ ）
A．Fe+2O2
Fe2O3 B．2H2O2+MnO2==2H2O+O2↑+MnO2
C．2H2O==2H2↑＋O2↑ D．2KMnO4
K2MnO4+MnO2+O2↑
E．C+O2↑
CO2
分析：
书写化学方程式的步骤：
①正确书写化学式，用“＋”和“——”相连；②配平，将短线改为等号；③注明反应条件和生成物的状态。
A选项中，生成物的化学式错了，Fe在氧气中燃烧生成Fe3O4正确的应为：
3Fe+2O2
Fe3O4；B选项中，MnO2是催化剂，既不是反应物，也不是生成物，写化学方程式时，应写在等号的上面，正确的应为：
2H2O2
2H2O+O2↑；C选项中，H2O在常温下不会直接分解成H2和O2，必须在通电的条件下才会分解，正确的应为：
2H2O
2H2↑＋O2↑；E选项中，气体符号标错了，是标出生成物的状态，反应物不需要；当反应物中有气体时，即使生成物中也有气体也不需要标气体符号，正确的应为：
C+O2
CO2。
答案：
D
例6、汽车尾气中含有CO、NO和碳氢化合物等有害物质，可在汽车尾部安装一个触媒（催化剂）转换器，将其转换为N2、CO2、H2O等无害物，其第一步转换是在催化剂作用下使CO跟NO反应，生成CO2和N2。
第二步转换是再通入过量空气，使剩余的CO和碳氢化合物（以C2H4为例）被完全氧化。
根据以上叙述写出该两步转化的三个化学方程式。
分析：
本题是一道根据生产、生活中实际信息来书写化学方程式的问题，关键在于弄清：
每一步反应的反应物和生成物各是什么物质？
它们的化学是怎样写？
用什么方法加以配平？
第一步反应的生成物由CO与NO作用产生，为CO2和N2；第二步反应则包括CO和C2H4两种物质的完全燃烧，根据质量守恒定律，前者的生成物只有CO2，后者的生成物应为CO2和H2O。
答案：
（1）2CO+2NO
N2+2CO2
（2）2CO+O2
2CO2
（3）C2H4+3O2
2CO2+2H2O
例7、在一个密闭容器内有四种物质，在一定条件下充分反应后，测得反应后各物质的质量如下：
物 质
X
Y
Z
Q
反应前质量/g
4
10
1
21
反应后质量/g
0
12
15
待测
已知X的相对原子质量为n，Q的相对原子质量为2n。
下列推理正确的是（ ）
A．反应后Q的质量为9g
B．反应后生成15gZ
C．反应中Y与Q的质量之比为1∶1
D．该化学方程式中X与Q的化学计量数之比为2∶3
分析：
根据质量守恒定律可知，反应后Q的质量为：
4g＋10g＋1g＋21g－0g－12g－15g＝9g。
所以A选项对。
分析反应前后各物质的质量及其质量变化：
物 质
X
Y
Z
Q
反应前质量/g
4
10
1
21
反应后质量/g
0
12
15
待测
参加反应的物质的质量
减少4g
增加2g
增加14g
减少12g
由表可知：
B、C选项错；物质X、Q质量减少，因此是反应物；物质Y、Z质量增加，因此是生成物。
再根据化学反应方程式反映了参加反应的各物质的质量比，所以参加反应的X与Q的质量比为4g∶12g＝［（X的化学计量系数）×n］∶［（Q的化学计量系数）×2n］，所以X与Q的化学计量系数之比为2∶3答案:
AD
［达标自查］
1、下列叙述，与质量守恒定律相矛盾的是（ ）
①反应物的总质量等于生成物的总质量
②铁在氧气中燃烧后，生成物的质量大于铁质量
③碱式碳酸铜加热分解后，生成的氧化铜质量比碱式碳酸铜减少了
④3.24g硫和3.2g氧化合，生成了3.2g二氧化硫
A．②和③ B．①和④ C．②③④ D．④
2、根据质量守恒定律可知：
反应2XY+Y2=2Z中，Z的化学式为（ ）
A．XY2 B．X2Y2 C．X2Y4 D．X2Y
3、根据质量守恒定律，4g碳和4g氧气充分反应后，生成二氧化碳的质量是（ ）
A．18 g B．11 g C．8g D．5.5g
4、将A、B、C各10g的混合物加热后，A全部参加反应，生成4gD，同时增加了8gC，则反应中A与B的质量比是（ ）
A．1∶5 B．l∶4 C．4∶l D．5∶l
5、写出下列反应的化学方程式：
（1）水通直流电分解为氢气和氧气；
（2）硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铜和硫酸钠；
（3）铁与硫酸铜溶液反应。
6、配平下列方程式：
7、航天飞机曾用金属铝粉和高氯酸铵（NH4ClO4）的混合物作固体燃料，加热铝粉使其被氧化，放出大量的热，促使混合物中高氯酸铵分解，同时生成四种气体；两种是空气中的主要气体成分，一种气体是氯气（Cl2），还有一种气体是水蒸气，因而产生巨大的推动力，试写出其中涉及的化学方程式：
（1）铝粉被氧气氧化成氧化铝 。
（2）高氯酸铵受热分解 。
［学力提高］
1、将agH2和bgO2通入真空的密闭容器中，点燃充分反应后，密闭容器中物质的质量为（ ）
A．18（a+b）g B．34g C．（a+b）g D．无法确定
2、在化学反应aZn+bHNO3（稀）＝＝cZn（NO3）2+dNO↑+eH2O中，若e的值为4，则d的值为（ ）
A．1 B．2 C．3 D．4
3、某化合物在空气中完全燃烧，生成二氧化碳和水。
已知：
每个该化合物的分子和3个氧分子作用，生成2个二氧化碳分子和3个水分子，则这种化合物中应包含几种元素？
分子中各原子个数应为多少？
4、根据下列信息，写出有关的化学方程式：
（1）在空气中点燃锌粉时，锌粉燃烧。
。
（2）铝和硫在加热条件下反应。
。
（3）铜器在潮湿的空气中，表面会慢慢生成铜绿［Cu2（OH）2CO3］。
。
5、有些科学家预言未来最理想的燃料是绿色植物，即①将绿色植物的秸秆［主要成分是纤维素，化学式为（C6H10O5）n］在适当催化剂作用下与水作用生成葡萄糖（化学式为C6H12O6）；②再将葡萄糖在一定条件下发酵转化为乙醇（C2H5OH）和二氧化碳；③用乙醇作燃料，在空气中燃烧生成二氧化碳和水。
试写出②、③的化学方程式：
② ；③ 。
6、有一次化学课外小组在探究性实验中，将金属钠（Na）投入到盛有水的烧杯中，反应剧烈，生成了氢氧化钠和一种气体。
（1）请你推测一下这种气体可能是什么气体？
为什么？
并设计实验进行检验。
可能是什么气体
设计实验论证
请完成此反应的化学方程式：
Na+H2O——NaOH＋__________
（2）如果没有说明只生成一种气体，那么你又会有怎样的猜想呢？
。
［探究升级］
1、张文军同学用镁带在空气中燃烧来验证质量守恒定律。
他燃烧24g镁，结果生成物的质量小于40g，生成物的质量应在什么范围？
（提示有部分镁与氮气反应生成Mg3N2）
2、下图形象地表示某反应前后反应物与生成物分子及其数目的变化，其中“
”、“
”、“
”分别表示A、B、C三种不同的分子。
该反应的化学方程式中A、B、C前的化学计量数之比为（ ）
A．4∶1∶3 B．3∶1∶2 C．4∶1∶2 D．3∶1∶3
3、为了探索物质在化学变化前后的质量关系，科学家做了大量的实验。
1673年，英国的物理学家波义耳做了一个著名实验，他将金属放在密闭容器中进行称量，结果反应后固体的质量增加了。
（1）该实验导致波义耳未能发现质量守恒定律，请你简要分析一下原因是什么？
。
（2）由于波义耳称量方法上的原因，他错过了发现质量守恒定律的机会。
请你改进他的称量方法，以验证质量守恒定律。
［参考答案］
达标自查
1、B 2、A 3、D 4、D
5、
（1）2H2O
2H2↑＋O2↑；
（2）CuSO4+2NaOH＝＝Cu（OH）2↓+Na2SO4
（3）Fe+CuSO4＝Cu+FeSO4
6、
（1）1 3 2 3
（2）1 2 1 2
（3）2 1 2 1
（4）1 2 1 1
7、
（1）4Al+3O2
2Al2O3
（2）2NH4ClO4
N2↑+2O2↑+Cl2↑+4H2O
学力提高
1、C 2、B
3、
解：
设该化合物的化学式为CxHyOz，依题意可列出化学方程式：
CxHyOz+3O2＝＝2CO2+3H2O
根据同类原子个数不变：
x＝2，y＝6，z＝1
故这种化合物含有碳、氢、氧三种元素，分子中各原子个数依次为2、6、1。
4、
（1）2Zn+O2
2ZnO
（2）2Al+3S
Al2S3
（3）2Cu+O2+H2O+CO2＝＝Cu2（OH）2CO3
5、
②C6H12O6
2C2H5OH+2CO2↑；
③C2H5OH+3O2
2CO2+3H2O
6、
（1）H2或O2，因为反应前后元素的种类不变。
用排水法收集生成的气体一试管，用燃着木条放到试管口，如果木条燃烧得更旺，那说明该气体是O2；如果气体可以燃烧，那说明气体是H2。
2Na+2H2O＝2NaOH+H2↑。
（2）可能是H2或O2或H2和O2的混合气体。
探究升级
1、33g～40g
2、B
（点拨：
反应前后图中均有A，说明A有剩余。
反应式为3A＋B＝2C，A过量）
3、
（1）金属燃烧是金属与氧气发生化合反应，生成金属氧化物，根据质量守恒定律可知，参加反应的金属与氧气的质量之和等于生成的金属氧化物的质量，生成的金属灰是金属氧化物，所以金属灰的质量比原金属的质量增加了。
（2）分别称量反应前后密闭容器的质量。
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