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化学资料

浅谈质量守恒定律的应用

质量守恒定律的内容可以分为微观涵义和宏观涵义，那么它的应用也就可以分成微观、宏观两种情况或综合应用。

（一）微观涵义的应用

微观涵义是指课本对质量守恒定律的解释。

“三不变”即反应前后原子（或元素）种类不变，原子数目不变，原子质量不变。

例题1．Y2+2□=4XY中方框里应填写的化学式为：

A．X2Y2  B．X2Y  C．X3Y4  D．XY2

〔分析〕根据两边原子种类不变，方框中肯定有X。

根据原子数目不变，左边Y原子数为2，而右边Y为4，因此方框内定有Y原子。

又综合方框系数“2”分析，应选B项。

（二）宏观意义的应用

宏观涵义一般是指有关反应物或者生成物质量的计算。

例题2．一定质量的镁和碳酸镁混合物，经高温煅烧，直到质量不再变化为止。

发现反应前后总质量不变，求原混合物中镁粉的质量分数。

〔分析〕这里包括两个反应：

2Mg+O2

2MgO  MgCO3

MgO+CO2↑

对于镁粉来说，生成物质量增加了，增加部分是反应物氧气质量。

对于碳酸镁来说，生成物质量减少了，减少部分是CO2质量，且增加量等于减少量，这样不难计算。

同学们不妨动手试试。

答案是44％。

化学方程式表示的意义

1．化学方程式表示哪些化学意义？

化学方程式是化学反应简明的表达形式。

它从“质”和“量”两个方面表达了化学反应的意义。

（1）“质”的含义 表示什么物质参加了反应，生成了什么物质，以及反应是在什么条件下进行的。

（2）“量”的含义 从宏观看，表示了各反应物、生成物间的质量比。

如果反应物都是气体，还能表示它们在反应时的体积比。

从微观看，如果各反应物、生成物都是由分子构成的，那么化学方程式还表示各反应物、生成物间的分子个数比。

例如，化学方程式：

2H2+O2

2H2O

“质”的含义：

经点燃，氢气跟氧气反应生成水。

“量”的含义：

从宏观看，每4份质量的氢气跟32份质量的氧气反应生成36份质量的水，即氢气跟氧气反应时的质量比为1:

8，从微观看，氢气、氧气和水都是由分子构成的，因此，这个化学方程式还表示了每2个氢分子跟1个氧分子反应生成了2个水分子。

2．化学方程式与数学方程式有什么不同？

（1）化学方程式中的加号“+”和等号“=”有特定的化学意义；反应物间的“+”号表示物质间有“反应关系”，即用“+”号相连的物质间能发生化学反应，故应将“+”号读成“与”、“和”或“跟”。

生成物间的“+”号表示物质的“并存关系”，即反应后同时有这样几种物质生成，故应将“+”号读成“和”。

“=”号则表示“反应生成”和“质量守恒”的意思，即左边那些物质“反应生成”了右边那些物质。

例如，化学方程式：

CuO+H2

Cu+H2O

应读成：

在加热条件下，氧化铜与氢气反应生成了铜和水；而不应读成：

氧化铜加氢气等于铜加水。

（2）由于化学方程式中等号“=”左右两边所表示的是物质的转化关系，故左右两边不能像数学方程式那样可以倒写或移项。

你认为下列哪种说法正确？

化学方程式2KClO3

2KCl+3O2↑表示

①氯酸钾等于氯化钾加氧气；

②参加反应的物质是氯酸钾，反应后生成的物质是氯化钾和氧气；

③在二氧比猛的催化作用下，经过加热，每122.5g的氯酸钾分解后可以生成74.5g氯化钾和48g氧气。

④2个体积氯酸钾加热分解后可以得到2个体积氯化钾和3个体积氧气。

答：

②③两种说法正确。

质量守恒定律中的三个守恒

质量守恒定律是化学反应中的基本规律，也是中学化学极其重要的基础知识之一。

要正确理解、牢固掌握和灵活运用质量守恒定律，必须切实抓住以下三个守恒。

（一）化学反应前后各元素的原子个数守恒

例如：

在化学反应2X2+3Y2=2R，若用X、Y表示R的化学式，其中正确的是：

A．XY  B.X2Y3  C.X4Y6  D.X3Y2

解析：

该反应表示两个X2分子和三个Y2分子反应生成两个R分子。

反应前，每2个X2分子含4个X原子，3个Y2分子含6个Y原子，则反应每2个R分子中也应含4个X原子和6个Y原子，因此R的化学式为X2Y3。

选项为B。

（二）化学反应前后各元素的质量守恒

例如：

加热铜和氧化铜的混合粉末10g与足量氢气充分反应，得到8.4g铜，原混合物中含铜多少克？

解析：

该反应前后铜元素的质量相等。

若设原混合物中铜的质量为x，则含氧化铜为10g－x，所以x+（10g－x）×（64／80）=8.4，得x=2g

（三）化学反应前后各物质质量总和守恒

例如：

往80g盐酸溶液中加入一定量的锌充分反应后，溶液质量增加到86.3g，求参加反应锌的质量。

解析：

由于反应前盐酸的质量与参加反应的锌的质量之和等于反应溶液的质量与产生氢气的质量之和。

若设参加反应的锌的质量为x，则根据反应后Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑可知产生H2的质量为（2x／65）g。

因此，80+x=86.3+（2x／65），得x=6.5g。

化学方程式的三种读法

化学方程式能客观地反映出化学反应中“质”和“量”的变化及关系。

所以化学方程式的读法不同于数学方程式。

化学方程式中的“+”号应读成“和”，不能读成“加”；反应物和生成物中间的“=”号，应读成“生成”，不能读成“等于”。

每个方程式都有三种读法，现以2H2O

2H2↑+O2↑为例说明。

（一）物质读法

上式读作“在通电的条件下，水分解生成氢气和氧气”，这种读法说明了化学反应中物质的变化。

（二）粒子读法

上式读作“在通电条件下，每2个水分子分解生成2个氢分子和1个氧分子”。

这种读法揭示了化学反应中结构粒子的变化，并反映出粒子个数的比例关系。

（三）数量读法

上式读作“通电时，36份质量的水分解生成4份质量的氢气和32份质量的氧气”，这种读法表明了化学反应中物质的数量关系。

化学方程式中“↑”和“↓”的用法

盐城市郊楼王中学杨志杰

化学方程式中，“↑”和“↓”是我们用来表示生成物和反应物不同聚集状态的符号。

但是学生常常不能正确使用。

这里通过一些具体例子说明这两个符号的用法。

一、表示气体产物

1．凡是反应物中都是固态或液态，而反应后生成了气态物质，就应该在这种气态物质的化学式后边用“↑”符号标出。

如：

2KClO3

2KCl+3O2↑

CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑

2．如果反应物中也有气态物质，生成物虽为气体也不用“↑”表示。

如：

S+O2

SO2  CO+CuO

Cu+CO2

3．固态或液态反应物，在加热或高温条件下生成物呈气体逸出，也应用“↑”表示，并注明反应条件。

如：

NaCl+H2SO4=NaHSO4+HCl↑

如果生成物虽为气体，但溶解在溶液中，没有逸出，则不用“↑”表示。

4．固态或液态反应物，如果生成物中有两种或两种以上气体的，均应分别用“↑”表示。

如

2H2O

2H2↑+O2↑

5．反应物中的气体物质一律不用“↑”表示。

二、表示不溶性固体生成物

1．反应在溶液中进行，生成不溶性沉淀物，则在这种沉淀物质的化学式后边用“↓”表示。

如：

H2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2HCl

这里生成的HC1存在于溶液中，不用“↑”表示。

Ca（HCO3）2

CaCO3↓+CO2↑+H2O

生成物中的沉淀和气体分别用“↓”和“↑”表示。

2．如果反应物本身是固态，生成物虽是不溶性固体，也不用“↓”表示。

3．在溶液中反应的生成物虽然是可溶的，但在特定的条件下呈晶体析出，也应用“↓”表示。

如联合制碱法生产纯碱中发生这样的反应：

NaCl+NH3+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl

2NaHCO3

Na2CO3＋CO2↑＋H2O

4．反应物中的不溶性固体，也一律不用“↓”表示。

第六单元　碳和碳的氧化物　能力提高

知识梳理

1.知识框架

①

（不充足）

2CO

②C+

③2CO+

④

⑤

⑥

⑦

2.重点知识梳理

（1）金刚石和石墨

金刚石——硬度大；石墨——质软、能导电；木炭、活性炭具有吸附性。

它们物理性质差异很大，原因是结构中碳原子的排列方式不同；其化学性质相似。

（2）二氧化碳

二氧化碳是一种无色无味的气体，密度比空气的大，能溶于水；与水反应生成碳酸，能使澄清的石灰水变浑浊，不可燃也不支持燃烧。

实验室里常用石灰石（或大理石）与稀盐酸反应制取二氧化碳：

自然界中

主要由人和动植物的呼吸、含碳燃料的燃烧等产生，大气中

含量过高会导致温室效应，植物的光合作用消耗

。

防止温室效应进一步增强的措施：

大力植树造林，严禁乱砍滥伐；减少化石燃料的使用；开发新能源等。

（3）一氧化碳

一氧化碳是一种无色无味的气体，密度比空气的略小，难溶于水，有毒，具有可燃性和还原性。

二氧化碳和一氧化碳的分子组成仅相差一个氧原子，而化学性质却差异很大。

中考链接

【例题1】（2005·北京市海淀区）夏天到了，衣服上常会留下难以清洗的汗渍、果汁渍等。

现在市场上出售一种称作“污渍爆炸盐”的商品，宣称“含天然活性氧，能在瞬间去除洗衣粉难以除去的多种顽固污渍”。

小红同学对这种“污渍爆炸盐”的化学成分非常感兴趣，对其化学成分进行探究。

主要探究过程如下：

（1）提出问题

“污渍爆炸盐”的主要化学成分是什么？

（2）查阅相关资料（资料主要信息如下）

过碳酸钠俗称固体双氧水，白色结晶颗粒。

过碳酸钠溶于水时，分解生成碳酸钠和过氧化氢，是目前广泛应用的主要洗涤助剂之一。

（3）猜想

“污渍爆炸盐”的主要化学成分可能是过碳酸钠。

（4）设计与实验

小红同学设计的主要实验装置如右图所示。

请你运用所学知识，帮助小红同学完成下列实验报告。

序号

主要操作步骤

主要实验现象

操作目的

①

在集气瓶中加入少量Ⅰ（黑色固体）；在分液漏斗a中加入新配制的“污渍爆炸盐”的饱和溶液；在分液漏斗b中加入Ⅱ

②

打开分液漏斗a的活塞，放出适量溶液后，关闭活塞

生成大量无色气体

然后Ⅰ

Ⅱ

验证生成气体的成分

第②步操作得到的结论：

Ⅲ

③

待第②步反应停止后，打开分液漏斗b的活塞，放出适量溶液后，关闭活塞

生成大量无色气体

将生成的气体通入Ⅰ

Ⅱ

验证生成气体的成分

第③步操作得到的结论：

Ⅲ

（5）实验的初步结论

小红认为：

“污渍爆炸盐”溶于水生成碳酸钠和过氧化氢，“污渍爆炸盐”的主要化学成分是过碳酸钠。

【解析】本题将

和

的实验室制法以及检验的知识综合在一起，充分考查了学生阅读理解、分析探究问题的能力。

此题猜想：

“污渍爆炸盐”的主要化学成分可能是过碳酸钠。

则分液漏斗a中加入的“污渍爆炸盐”的饱和溶液就可能为

和

溶液。

根据实验室制取

和

的反应原理以及检验方法，可知黑色固体应该是

，在分液漏斗b中应该加入稀盐酸。

打开分液漏斗a的活塞，瓶中发生反应：

，此时可以用带火星的木条接近导管口来验证生成气体的成分；打开分液漏斗b的活塞，瓶中发生反应：

，此时可以将生成的气体通入澄清的石灰水来验证生成气体的成分。

最后根据实验现象证明“污渍爆炸盐”溶于水确实生成了碳酸钠和过氧化氢，从而得出结论：

“污渍爆炸盐”的主要化学成分是过碳酸钠。

【答案】①Ⅰ　

　Ⅱ稀盐酸

②Ⅰ　用带火星的木条接近导管口　Ⅱ　带火星的木条复燃　Ⅲ　“污渍爆炸盐”溶于水生成过氧化氢

③Ⅰ　澄清的石灰水　Ⅱ　澄清的石灰水变浑浊　Ⅲ　“污渍爆炸盐”溶于水生成碳酸钠（或碳酸盐）

【例题2】（2004·山东省潍坊市）某化学兴趣小组成员小强、小明和小红三位同学在学习了木炭还原氧化铜的实验后，提出如下问题：

“木炭与氧化铅（化学式为PbO）反应生成铅的同时产生的气体一定全部是二氧化碳吗?

”请你和他们一起对产物中气体的成分进行探究，并回答有关问题。

（1）猜想：

小强认为反应产生的气体全部是一氧化碳；小明认为反应产生的气体全部是二氧化碳；小红认为反应产生的气体既有二氧化碳又有一氧化碳。

（2）设计实验：

根据各自的猜想，他们共同设计了实验，实验装置如下页图所示（他们在实验中进行了规范操作和细致的观察，图中新鲜鸡血遇一氧化碳后颜色会发生变化）。

               A　　　　　　B　　C

（3）现象与结论：

如果小强猜想正确，装置B、C中的实验现象是_______________________；如果小明猜想正确，装置B、C中的实验现象是______________________________；如果小红猜想正确，装置B、C中的实验现象是____________________________________________。

（4）从环保角度考虑，该实验装置的不足之处是_______________________________；请你对该装置进行改进，具体措_____________________________________________________。

（5）根据上述实验及学习木炭与CuO的反应，请你归纳出单质碳的一项重要用途。

【解析】本题综合考查C、CO、

的化学性质及学生归纳问题的能力。

用木炭还原PbO，由于木炭量的不同，其产物既可全部是CO，还可以是

与CO的混合物。

为了检验气态产物究竟是什么，可将产生的气体通过B、C装置，若澄清的石灰水变浑浊说明气体中含有

，若新鲜鸡血变色说明气体中含有CO。

题给实验装置有明显缺点，即没有尾气处理装置，应在C装置后添加尾气处理装置。

通过题给实验和所学知识可归纳出单质碳的重要用途是冶炼金属。

【答案】（3）B中澄清的石灰水无明显变化，C中鸡血颜色发生变化B中澄清的石灰水变浑浊，C中鸡血颜色不变B中澄清的石灰水变浑浊，C中鸡血颜色发生变化

（4）没有尾气处理装置在装置C的出气口接一个尖嘴玻璃管和燃着的酒精灯（或在装置C的出气口用气球或塑料袋收集尾气）

（5）冶炼金属 

着火点

   着火点之一

可燃物在空气或氧气中燃烧，必须要达到该物质着火燃烧所需要的最低温度，这个最低温度叫做该物质的着火点。

不同的物质，着火点不同。

着火点之二

着火点又称燃点。

指可燃性液体表面的蒸气和空气的混合物与火接触而发生火焰，且能维持继续燃烧不少于5s的温度。

它是可燃性液体性质的重要指标之一。

〔闪点〕是指可燃性液体表面蒸气与空气混合物初次发生闪蓝色火光时的温度。

它比燃点低。

例如酒精的着火点是696K（423℃）闪点是286K（13℃）。

闪点也是可燃性液体的重要指标之一。

着火点之三

着火点是使物质能够持续燃烧的最低温度。

着火点不是固定不变的。

对固体燃料来说，着火点的高低跟表面积的大小、组织的粗细、导热系数的大小等都有关系。

颗粒越细，表面积越大，着火点越低；导热系数越小，着火点越低。

对液体燃料和气体燃料来说，火焰接触它们的情况和外界压强的大小也都有关系。

第七单元　燃料及其利用　能力提高

知识梳理

一、燃烧和灭火

燃烧的条件

灭火的原理

1可燃物

1清除可燃物或使可燃物与其他物品隔离

2氧气（或空气）

2隔绝氧气（或空气）

3达到燃烧所需的最低温度

3使温度降低到着火点以下

二、燃料与能源

三、化学反应与能量

化学反应都伴随着能量的变化，吸热、放热是化学反应中能量变化的两种常见现象。

目前人类生活和生产所需的能量主要来自化学变化产生的能量。

中考链接

【例题1】（2004·山东省烟台市）2003年12月23日晚，位于重庆开县的一口天然气钻井，由于违规操作引发严重的井喷事故，含有大量硫化氢（

）气体的天然气弥漫在方圆数千米的山地表面，无情地夺去了来不及逃生的243名村民的生命。

根据专家意见，在井喷封堵之前，先点燃井喷气体，使其中的

燃烧生成

和水以减轻毒害作用。

随后，抢险人员成功地封堵住井喷，同时井喷地区出现的降雨也促进了空气污染的消除。

试围绕以上描述，回答下列问题。

（1）点燃井喷气体，其中

转化为

的化学方程式为：

______________________________________________________________；

（2）总结出

具有的一些性质（至少答3条）：

______________________________________________________________；

（3）遇到此类事故时可采取哪些自救措施（至少答2条）？

_____________________________________________________________。

【解析】本题将化学知识与日常生活问题紧密地联系在一起，对学生的知识能力和综合素质进行了考查。

根据题意“点燃井喷气体，使其中的

转化为

”，可判断出

转化为

的反应物应为

和

，又依据质量守恒定律，可判断出生成物除了有

外，还应该有H2O，由此即可写出化学方程式。

根据“含有大量硫化氢（

）气体的天然气弥漫在山地表面”，可得出

密度比空气大；根据“点燃井喷气体，使其中的H2S转化为

”，可得出

具有可燃性；根据“井喷地区出现的降雨也促进了空气污染的消除”，可得出

能溶于水；另外

还具有剧毒等性质。

每人都要掌握一定的逃生方法和自救措施，学习化学会使我们做出更加聪明有效的决策。

遇到此类事故时，可用湿毛巾等堵住鼻孔，一方面可避免被烟尘所呛，另一方面可溶解一部分

；又因为

密度比空气大，会沉积在山地表面，所以应该往高处跑；

气体会顺风飘散，所以应该逆风逃生。

【答案】

（1）

（2）有毒、密度比空气大、可燃、能溶于水等（答对其中3条即可）（3）用湿毛巾等堵住鼻孔、迎风而逃、往高处跑、戴防毒面具等（答对其中2条即可）

【例题2】（2005·四川省成都市）瓦斯已成为导致我国煤矿特大恶性事故的“头号杀手”，请回答下列问题。

（1）瓦斯存在于煤层及周围岩层中，是井下有害气体的总称。

瓦斯属于__________（选填“纯净物”或“混合物”）。

瓦斯的主要成分是甲烷，瓦斯爆炸会产生高温、高压和冲击波，并放出有毒气体一氧化碳。

产生有毒气体的化学方程式可能是_________________________；

（2）当发生瓦斯爆炸时，下列自救措施不当的是______________；

A站在原地不动

B背对爆炸地点迅速卧倒

C若眼前有水，应俯卧或侧卧于水中，并用湿毛巾捂住口鼻

D选择合适通道迅速逃生

（3）瓦斯爆炸后，为了防止二次爆炸，应采取的措施是________________________（答2条）；

（4）煤矿瓦斯爆炸有三个必须条件——瓦斯浓度达到爆炸限度、和足够的，对任何一个条件的有效控制都可避免瓦斯爆炸。

据此，我国安全监管部门提出了“先抽后采、监测监控、以风定产”三项措施。

请对其中的任意一项措施进行解释：

__________________________________________________________________________。

【解析】本题以生活实际中发生的重大事件为背景，考查对化学与能源、燃烧、爆炸的条件及灭火、防范爆炸措施的认识和理解。

第

（1）题考查的是瓦斯爆炸的化学原理，根据瓦斯的主要成分是甲烷，可推测出爆炸除一氧化碳外，还应该有水，由此写出化学方程式。

第（3）题防止爆炸的措施是：

切断电源、恢复通风、扑灭明火等。

第（4）题由于爆炸是可燃物在有限空间内的急剧燃烧，可知爆炸也和燃烧一样需要火源和氧气。

根据瓦斯爆炸的一个必须条件“瓦斯浓度达到爆炸限度”，可知“先抽后采”是指降低井下瓦斯浓度；“以风定产”是指有多大的通风能力就维持多大的产量规模，防止井下瓦斯积聚。

【答案】

（1）混合物

（2）A（3）立即切断通往事故地点的一切电源、恢复通风、扑灭明火等（4）火源；氧气；“先抽后采”旨在降低井下瓦斯浓度；“监测监控”是指建立和完善监测监控手段，做到防患于未然；“以风定产”是指有多大的通风能力就维持多大的产量规模，防止井下瓦斯积聚