化学方程式.docx

化学方程式.docx

《化学方程式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化学方程式.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

化学方程式

化学方程式

　　质量守恒定律是化学反应遵循的基本定律，化学方程式是用化学式表示化学反应的式子，书写化学方程式时，必须通过配平使其符合质量守恒定律。

正确的化学方程式是依据化学方程式进行计算的基础。

通过本专题的学习，要求我们理解质量守恒定律，并且能够熟练掌握依据化学方程式的计算。

　　【重点难点】

　　重点：

　　⑴质量守恒定律；

　　⑵化学反应方程式的书写；

　　⑶依据化学反应方程式的计算。

　　难点：

　　⑴化学反应方程式的配平；

　　⑵依据化学反应方程式的计算。

　　【知识讲解】

　　一、质量守恒定律：

　　1、质量守恒定律的含义

　　质量守恒定律是指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。

　　在理解时注意以下几点：

　　⑴质量守恒定律的前提是“参加化学反应”，未参加化学反应的质量不能计入质量总和。

若物质发生物理变化，无论质量变化如何均与质量守恒定律无关。

　　⑵计算“各物质质量总和”，不能遗漏任何一种反应物或生成物，特别不能忽视气体的质量。

　　⑶从化学反应的实质来理解质量守恒定律，化学变化的实质是原子的重新排列和组合。

在化学反应前后原子的种类没有改变，原子的数目没有增减，原子的质量也没有发生变化，所以反应前后各物质的质量总和必然相等（可简单地归纳为“一个实质、三个不变”）。

　　2、质量守恒定律的运用

　　解释发生化学变化的一些现象．例如，镁条在空气中燃烧质量增加。

　　推断某反应物或生成物的组成元素或化学式．例如，2AB2＋B2＝2C，推断C的化学式为AB3。

　　根据反应前后质量之差，确定某反应物或生成物的质量。

　　例如：

用氯酸钾和二氧化锰混合物15.5g加热制氧气，完全反应后剩余固体残留物10.7g，则生成氧气的质量为15.5g－10.7g＝4.8g。

　　3、托盘天平的使用

　　⑴称量前应把游码放在标尺的0刻度处，检查天平是否平衡；如不平衡，应调节平衡螺母，使天平达到平衡。

　　⑵称量时把称量物放在左盘，砝码放在右盘（左物右码）；加减砝码要用镊子，先加大的，再加小的。

　　⑶称量完毕，应把砝码放回砝码盒中，把游码移回0处；

　　⑷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；

　　⑸托盘天平只能用于粗略称量，能称准到0.1g。

　　二、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叫做化学方程式，又叫反应方程式，简称反应式。

　　2、化学方程式的意义

　　3、化学方程式的读法

　　⑴质的方面：

硫和氧气在点燃条件下反应生成二氧化硫。

　　⑵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。

　　⑶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。

　　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、正确使用“△”“↑”“↓”等符号

（1）“△”号是说明某化学反应的发生需要“加热”。

　　该符号表示一般的加热，相当于酒精灯所能达到的温度，所示温度范围在500℃以下，若某化学反应发生的温度超过了酒精灯火焰的温度，则不能用“△”表示，通常以“高温”表示，“高温”是指1000℃以上，如CaCO3

CaO＋CO2↑，另外注意不要把“点燃”与“加热”混淆。

点燃是指可燃物质与氧气或其他物质反应时，反应物预先加热燃烧或用火柴引燃的反应条件。

（2）“↑”“↓”是生成物的状态符号。

　　这两个符号分别说明生成物以气体形式逸出和以固体沉淀形式析出．箭号只能标在化学方程式的生成物一边．个别同学在书写化学方程式时，凡是气体都写上“↑”，这是不正确的，例如：

　　S＋O2↑

SO2↑

　　Ca（OH）2＋CO2↑＝CaCO3↓＋H2O

　　当反应物中无气体物质，生成物中有气体物质时，生成物中的气体物质一般应标“↑”，如，2H2O

2H2↑＋O2↑

　　反应物中有气体物质，生成物中也有气体物质时，生成物中的气体物质不标“↑”，如，

　　C＋O2

CO2

　　当反应在溶液中进行时，其生成物中以固体沉淀形式出现（即溶液浑浊）的难溶物应标“↓”。

如CuSO4＋2NaOH＝Cu（OH）2↓＋Na2SO4

　　不是在溶液里发生的反应，不论生成物中有无难溶物质，均不标“↓”，总之，“△、↑、↓”等符号是化学方程式中的“解说词”，只有正确合理的使用，才能表达出它应代表的意义。

　　7、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为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。

　　三、利用化学方程式的计算

　　1、实例：

　　工业上，高温煅烧石灰石（主要成分是CaCO3）可制得生石灰（CaO）和二氧化碳。

如果要制取1t氧化钙，需要碳酸钙多少吨？

　　解：

　　①设未知量　　　　　　　　　　　　设需要碳酸钙的质量为x。

　　②写出反应的化学方程式并配平　　　CaCO3

CaO＋CO2↑

　　③写出相关物质的相对分子质量　　　100　　　56

　　和已知量、未知量　　　　　　　　　x　　　1t

　　④列出比例式，求解　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　x＝

＝1.8t

　　⑤简明地写出答案　　　　　　　　　答：

需要碳酸钙1.8t。

　　2、对计算步骤及方法的理解要注意以下几点：

　　①计算过程必须规范，步骤可以概括为“一设、二写、三列、四解、五答”。

　　②各代入量均指纯净物的质量。

若物质不纯，必须换算成纯净物的质量才能代入化学方程式进行计算。

　　③计算中所用的质量必须是实际参加反应的物质的质量。

　　④计算过程中的各物理量的单位必须对应统一，单位要带入计算过程。

　　⑤设未知数时应指明质量且不能写单位（如g、kg或t等），所设未知数x本身就带单位，整个化学计算过程中要带单位，最后求出x的值后写上单位且不加括号。

　　⑥如果同时知道两种反应物的量，要考虑过量问题。

若题目中只给出了一种物质的量，则另一种物质的用量往往用“足量”“适量”“过量”或“完全反应”“恰好完全反应”等来描述。

　　3、计算中可能用到的公式　　

（1）质量＝密度×体积

（2）分解率＝

×100％

　　（3）纯净物的质量＝混合物的质量×纯度

　　4、利用差量法根据化学方程式的计算

　　差量法就是利用变化前后物质的质量差建立解题关系的方法。

差量法计算关键是弄清这个“差”是谁与谁之间的差，如何与化学方程式联系起来。

同时差量法计算只是这一类计算题的一种解题方法，还有其他方法。

　　例：

将若干克锌粒投入到50.6g稀硫酸中，称得反应完成后溶液的质量为63.2g。

求反应生成氢气多少克？

　　从反应的化学方程式可知，若有65g的锌参加反应，可以生成2g氢气，那么反应后溶液的质量就增加了（65－2）g。

现已知反应前后溶液的质量增加了（63.2－50.6）g。

设生成的氢气的质量为x，列比例式，x即可求出。

　　解：

设反应生成氢气的质量为x。

　　Zn＋H2SO4＝ZnSO4+H2↑　　　质量差

　　65　　　　　　　2　　　65－2＝63

　　　　　　　　　　　x　　　63.2g－50.6g＝12.6g

　　x＝

＝0.4g

　　答：

略。

　　5、多步反应相关联计算——采用关系式法

　　关系式法是将有关的物质从化学方程式中“提取”出来，用“～”联系起来，达到简化计算过程的目的。

关系式法是解决多步反应计算问题的有效方法，其关键是根据题意和有关化学方程式，找出已知量和待求量相关物质之间的关系式。

　　例：

要分解多少克氯酸钾得到的氧气，才能和10g锌与足量的稀盐酸反应得到的氢气完全反应生成水？

　　题目涉及的化学反应有3个：

2KClO3

2KCl+3O2↑　　　Zn+2HCl＝ZnCl2+H2↑　2H2+O2

2H2O

　　相关量的关系为：

2KClO3～3O2～6H2～6Zn。

　　解：

设需要KClO3的质量为x。

　　KClO3～3Zn　　

　　122.5　3×65＝195

　　x　　　10g

，

　　x＝

＝6.28g

　　答：

略。

　　【例题分析】

　　例1、下列说法中，符合质量守恒定律的是

　　A、镁带在空气中燃烧后，生成物的质量比镁带的质量增加了

　　B、蜡烛完全燃烧后，生成的水和二氧化碳质量之和等于蜡烛的质量

　　C、氯酸钾受热分解后，剩余固体的质量比原反应物的质量轻

　　D、粗盐提纯实验得到精盐质量和滤纸上砂子的质量之和等于溶解的粗盐的质量

　　分析：

应用质量守恒定律分析问题时，要注意“参加反应的”和“质量总和”等关键词语。

　　镁在空气中燃烧，是镁和氧气反应生成氧化镁。

根据质量守恒定律，氧化镁的质量必然大于镁带的质量，选项A正确。

　　蜡烛在空气中燃烧是蜡烛和氧气反应生成水和二氧化碳。

根据质量守恒定律，反应生成水和二氧化碳的质量总和应等于参加反应的蜡烛和氧气的质量之和，选项B是错误的。

　　氯酸钾受热分解生成氯化钾和氧气。

根据质量守恒定律，氯酸钾的质量等于氯化钾和氧气的质量总和，所以剩余固体氯化钾的质量比氯酸钾的质量轻，选项C正确。

　　选项D的变化不属于化学变化，所以不能用质量守恒定律解释。

　　答案：

AC

　　例2、用质量守恒定律解释下列问题。

（1）镁在氧气中燃烧后质量增加。

（2）碱式碳酸铜受热分解后，剩余固体质量比原来固体质量少。

　　分析：

（1）根据质量守恒定律，参加反应的镁条的质量和氧气的质量之和应等于生成的氧化镁的质量。

因此，氧化镁的质量大于镁的质量。

（2）参加反应的碱式碳酸铜的质量应等于生成物氧化铜、水和二氧化碳的质量总和。

但反应后剩余固体为氧化铜，故质量小于碱式碳酸铜的质量。

　　答案：

（1）根据质量守恒定律，镁燃烧后生成的氧化镁的质量，等于参加反应的镁的质量与氧气的质量总和．因此镁燃烧后生成物的质量比镁的质量增加。

（2）根据质量守恒定律，碱式碳酸铜的质量等于反应后生成物氧化铜、水和二氧化碳的质量总和，所以剩余固体（氧化铜）的质量比原来固体（碱式碳酸铜）的质量减少。

　　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、有一种有机物23g在空气中完全燃烧后共生成44g二氧化碳和27g水，该有机物含碳元素的质量是：

　　g。

含氢元素的质量是　　　　g，它是由　　　　元素组成的。

　　分析：

化合物在空气中燃烧，是与空气中的氧气反应。

因为化学反应前后各元素原子的种类、数目、质量均不改变，反应生成的二氧化碳中所含碳元素，水中所含氢元素一定是原化合物中所含的元素．根据生成的二氧化碳和水的质量求出碳、氢元素的质量。

　　如果碳、氢两种元素的质量等于原化合物的质量时，则原化合物只由碳、氢两种元素组成。

　　如果碳、氢两种元素的质量小于原化合物的质量时，因为生成物二氧化碳和水中只含碳、氢、氧三种元素，所以原化合物中还含有氧元素，所含氧元素的质量等于原化合物的质量减去碳、氢两种元素的质量和。

　　解：

含碳元素的质量：

44g×

＝12g

　　含氢元素的质量：

27g×

＝3g

　　因为12g＋3g＜23g，所以该有机物还含有氧元素。

　　因此该有机物由碳、氢、氧三种元素组成。

　　答案：

12　　3　　碳、氢、氧。

　　例5、下列化学方程式书写正确的是

　　A、Mg＋O2

MgO2

　　B、2H2O2

2H2O＋O2↑

　　C、2P2O5

4P＋5O2

　　D、2HgO

2Hg＋O2↑

　　分析：

A中生成物化学式写错，应为MgO；B中催化剂应为MnO2；C中反应物、生成物左右两边颠倒了。

　　答案：

选D

　　点拨：

判断一个化学方程式的书写是否正确，可以从以下几个方面来看：

　　①是否按客观事实正确写出了反应物、生成物的化学式。

②是否配平。

③是否正确反映出反应的必要条件及生成物的特征。

　　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？

它们的化学式怎样写？

用什么方法加以配平？

第一步反应的反应物是CO与NO，生成物为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：

　　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：

　　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

　　【参考练习】

　　1、如下图所示，二分子的甲反应生成二分子的乙与一分子的丙，已知甲、乙、丙三者为不同的纯净物，则乙物质的化学式为

　　A、A2　　B、A2B　　　C、AB2　　D、A4B2

　　2、10g细铁丝在充足的氧气中完全燃烧，燃烧后生成物的质量（　　）

　　A、约等于10g　　B、一定小于10g　　C、一定大于10g　　D、一定等于10g

　　3、加热31.6g高锰酸钾，当得到3g氧气时，剩余固体的成分是（　　）

　　A、K2MnO4和MnO2　　　　　　B、KMnO4和MnO2

　　C、KMnO4、K2MnO4和MnO2　　D、KMnO4和K2MnO4

　　4、在一个密闭容器内有X、Y、Z、Q四种物质，在一定条件下充分反应，测得反应前后各物质的质量如下：

　　试推断该密闭容器内发生的化学反应基本类型为（　）

　　A、分解反应　　B、化合反应　　C、置换反应　　D、以上三种反应均有可能

　　5、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

　　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　　　　　　　　　　　　　。

　　8、把干燥纯净的氯酸钾和二氧化锰的混合物15.5g装入大试管，给试管加热来制取氧气。

在反应不再发生后，等试管冷却，称量，得10.7g固体物质。

问：

（1）制得氧气多少克？

（2）10.7g固体物质里含有哪些物质？

各多少克？

　　【参考答案】

　　1、B。

　　点拨：

本题把化学反应图式化了。

解此题的依据是反应前后各元素的原子个数相等。

反应物一边，二分子的甲含4个A原子、4个B原子，生成物一边，一分子的丙中含2个B原子，则二分子的乙中应有4个A原子、2个B原子，所以1个乙分子中应含2个A原子、1个B原子，即A2B。

　　2、C

　　3、C

　　点拨：

　　由2KMnO4

K2MnO4+MnO2+O2↑，可得出加热31.6g高锰酸钾可得氧气3.2g，现只得氧气3g，表明高锰酸钾加热后没有完全反应，还有高锰酸钾剩余。

　　4、A

　　点拨：

　　分析有关数据可知，物质Z在反应前后的质量变化为84g→0g，Z在反应中全部被消耗掉，说明Z为反应物；Y在反应前后的质量变化为2g→24g，质量增加了22g；Q质量则增加了9g。

根据质量守恒定律，X在反应后质量需增加84g＋5g＋2g＋2g－14g－24g－2g＝53g。

通过分析，在密闭容器中发生的化学反应只有Z是反应物，X、Y、Q均为生成物，该反应符合“一变多”的特征，即为分解反应。

　　5、A

　　点拨：

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3.2g，2.7gH2O中氧元素的质量为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。

　　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

　　8、分析：

从题意可知氯酸钾已全部分解生成氯化钾和氧气，根据质量守恒定律，氯酸钾和二氧化锰的混合物的质量（15.5g）与反应后剩余固体物质（氯化钾和二氧化锰的混合物）的质量（10.7g）之差，就是制得氧气的质量。

　　根据氯酸钾分解的化学方程式，从制得氧气的质量可计算出同时有多少克氯化钾生成。

反应后剩余固体物质（氯化钾和二氧化的混合物）的质量与氯化钾的质量之差，即为二氧化锰的质量。

　　解：

（1）因氯酸钾受热分解产生的氧气放出而使混合物的质量减轻，所以制得氧气的质量为：

　　15.5g－10.7g＝4.8g。

（2）设制得氧气的同时可生成氯化钾的质量为x。

　　在10.7g固体物质中含有氯化钾和二氧化锰。

其中氯化钾为7.45g，二氧化锰为：

10.7g－7.45g＝3.25g。

　　答案：

（1）制得氧气4.8g。

（2）10.7g固体物质里含氯化钾和二氧化锰，其中氯化钾为7.45g，二氧化锰为3.25g。