质量守恒定律及化学方程式课件

1、第11讲质量守恒定律及化学方程式考点一 质量守恒定律考点二 化学方程式基础知识梳理题型一 根据质量守恒定律推断物质的元素组成或化学式题型二 根据质量守恒定律进行化学反应数据分析题型三 正确书写化学方程式题型四 根据化学方程式进行计算中考题型突破河北考情探究基础知识梳理考点一质量守恒定律1.质量守恒定律的含义及微观解释(1)内容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。这个规律就叫做质量守恒定律。注:质量守恒定律只适用于化学变化(或化学反应);质量守恒定律是指“质量”守恒,不包括其他方面的守恒,如体积等;没有参加反应的物质的质量和非反应生成的物质的质量不能计入“总和”中。

2、(2)微观解释化学反应的实质是原子的重新组合,所以在化学反应前后原子的种类、数目和质量均保持不变(原子的“三不变”)。(3)对质量守恒定律的理解(反应前后的变与不变)一定不变宏观:反应物和生成物的总质量、元素种类一定不变;微观:原子的种类、原子的数目、原子的质量一定不变。一定改变宏观:物质种类一定改变;微观:分子种类一定改变。可能改变分子数目可能改变。(4)探究质量守恒定律的实验装置无气态物质参加或生成的反应,可在敞口容器中进行。有气态物质参加或生成的反应,要在密闭容器中进行。2.质量守恒定律的应用(1)应用质量守恒定律解释一些常见化学变化中的现象或问题。(2)判断化学反应中某物质的元素组成。

3、(3)判断化学反应中某物质的化学式。(4)根据质量守恒定律进行有关化学方程式的简单计算。考点二化学方程式1.化学方程式的意义及书写(1)定义用化学式来表示化学反应的式子,叫做化学方程式。(2)化学方程式提供的信息及读法意义读法(以S+O2 SO2为例)表示反应物、生成物以及反应条件硫和氧气在点燃条件下反应生成二氧化硫表示反应物、生成物之间的质量关系(即质量比)每32份质量的硫和32份质量的氧气完全反应生成64份质量的二氧化硫表示反应物、生成物之间的粒子数关系(粒子个数比)每1个硫原子和1个氧分子反应生成1个二氧化硫分子(3)书写原则a.必须以客观事实为基础。即不能凭空臆造事实上不存在的化学式和

4、化学反应。b.必须遵守质量守恒定律。即等号两边原子的种类和各种原子的数目必须相等。(4)书写步骤写:根据事实写出反应物和生成物的化学式;配:在化学式前面配上适当的化学计量数,使反应前后各原子的种类、数目相等;注:注明化学反应的反应条件;标:如果只有生成物中有气体,在气体物质的化学式右边要注“”号;溶液中的反应如果生成物中有固体,在固体物质的化学式右边要注“”号;如果反应物中也有气体或不溶性固体,则不用注明。2.根据化学方程式进行计算(1)步骤设:设未知量(未知量不用标注单位);写:正确写出化学方程式;找:找出相关物质的化学计量数与相对分子质量的乘积以及已知量和未知量;列:列出比例式;算:计算未

5、知量的值;答:简明地写出答案。(2)三种题型a.已知某一反应物(或生成物)的质量求生成物(或反应物)的质量。b.含杂质的反应物的计算。杂质不参加反应,代入化学方程式计算的数值必须是纯净物的量。c.与溶质质量分数相结合的计算。中考题型突破题型一根据质量守恒定律推断物质的元素组成或化学式该题型主要以选择题、填空题的形式考查质量守恒定律的应用。典例1(2016河北中考)“气体烙铁”是一种以气体X为燃料的加热仪器,加热温度可达1 300 ,反应的化学方程式为2X+13O2 8CO2+10H2O。燃料X的化学式为( B )A.C3H8 B.C4H10C.CH3OHD.C2H5OH解析根据质量守恒定律,化

6、学反应前后原子的种类和数目不变,可以推出X的化学式为C4H10,故选B。方法指导本题考查质量守恒定律的应用。能够从微观上理解质量守恒定律,即化学反应前后原子的种类和数目均保持不变是解题的关键。变式训练1(2018河北石家庄一模)一种矿石的主要成分X能在氧气中发生反应4X+11O22Fe2O3+8SO2,其中X的化学式为( C )A.FeSB.FeOC.FeS2D.FeSO4 解析根据化学反应前后元素种类、原子种类、原子数目均不变。反应前O的个数为22,反应后Fe、O、S的个数分别为4、22、8,因此X的化学式为FeS2,故选C。题型二根据质量守恒定律进行化学反应数据分析该题型主要以选择题的形式

7、考查根据质量守恒定律进行化学反应数据分析。典例2(2017河北中考)一定条件下,密闭容器内发生的某化学反应,测得t1和t2时各物质的质量见下表。下列说法正确的是( D )物质MNPQt1时的质量/g519317t2时的质量/g233x51A.x的值小于3 B.Q可能是单质C.该反应一定是分解反应 D.M与N的质量变化比为143解析根据质量守恒定律可知,x=51+9+3+17-23-3-51=3,A错误。由t1、t2时的数据分析可知:M、N为反应物,参加反应的质量分别为28 g、6 g;Q为生成物,生成的质量为34 g;P可能是该反应的催化剂,也可能与该反应无关,故该反应为化合反应,生成物Q一定

8、是化合物,B、C错误。M与N的质量变化比为28 g6 g=143,D正确。方法指导1.根据表中数据变化,即物质在化学反应前后质量的增大、减小或不变可以推测出产物、反应物或催化剂(质量不变的不一定都是催化剂),从而可推断出反应类型。2.根据质量守恒定律:反应前各物质的质量总和=反应后各物质的质量总和,可直接计算出表中的未知数据。变式训练2(2018河北沧州8中二模)在密闭容器里放入甲、乙、丙、丁四种物质,在一定条件下发生反应,反应后数据如下表,下列表述正确的是( D )物质甲乙丙丁反应前质量/g251515反应后质量/g11待测122A.待测值为3B.丙一定是催化剂C.乙全部发生了反应D.甲与乙

9、发生反应的质量比为143解析丙在化学反应前后质量没有改变,可能是催化剂,也可能是杂质,B错误;根据化学反应前后物质总质量不变,设待测为x,25 g+15 g+5 g=11 g+x+22 g,x=12 g,A错误;参加反应的乙的质量为15 g-12 g=3 g,乙并没有全部参加反应,C错误;参加反应的甲的质量为25 g-11 g=14 g,参加反应的乙的质量为15 g-12 g=3 g,甲与乙发生反应的质量比为143,D正确。A.乙一定是催化剂B.甲中不可能只含一种元素C.丙和丁的质量变化之比为21变式训练3(2018河北石家庄桥西一模)在一密闭容器中加入甲、乙、丙、丁四种物质,在一定条件下发生

10、化学反应,测得反应前及t1、t2时刻各物质的质量分数如图所示。下列有关说法中正确的是( B )D.反应前后各物质的相对分子质量总和一定不变解析化学反应前后乙的质量分数没有改变,乙可能是催化剂,也可能是杂质,A错误;由化学反应前后物质的质量分数变化可以看出,甲的质量分数增大,丙、丁的质量分数减小,丙、丁为反应物,甲为生成物,甲不可能只含一种元素,B正确;丙和丁的质量变化之比为(16%-8%)(24%-4%)=25,C错误;化学反应中,不能确定甲、丙、丁的分子个数比,反应前后各物质的相对分子质量总和不一定不变,D错误。故选B。题型三正确书写化学方程式该题型主要以选择题、填空题的形式考查化学方程式的

11、书写。典例3(2017河北沧州二模)下列化学方程式书写正确的是( D )A.盐酸除铁锈:Fe2O3+6HCl 2FeCl2+3H2OB.熟石灰改良酸性土壤:Ca(OH)2+H2SO4 CaSO4+H2OC.高炉炼铁:3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2D.氢氧化钠溶液吸收二氧化硫:2NaOH+SO2 Na2SO3+H2O解析盐酸与氧化铁反应生成氯化铁和水,化学方程式为:Fe2O3+6HCl 2FeCl3+3H2O,A错误;熟石灰与硫酸反应生成硫酸钙和水,化学方程式为:Ca(OH)2+H2SO4 CaSO4+2H2O,B错误;一氧化碳与氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳,化学方程式为:3CO+F

12、e2O3 2Fe+3CO2,C错误;氢氧化钠与二氧化硫反应生成亚硫酸钠和水,化学方程式为:2NaOH+SO2 Na2SO3+H2O,D正确。方法指导正确书写化学方程式要注意以下两点:1.以客观事实为依据,正确书写反应物、生成物的化学式和反应条件。2.配平化学方程式。上述两点缺一不可,否则易失分。另外,关于化学方程式的书写也常常出现在微观模拟化学反应过程的试题中,通过化学方程式的书写来考查学生对微观模型的辨认能力和对反应过程中“量”的认识程度。变式训练4(2018河北石家庄裕华一模)下列化学方程式符合客观事实且书写正确的是( C )A.氯化钠溶液中加入硝酸钾NaCl+KNO3KCl+NaNO3B

13、.医疗上用氢氧化铝中和过多胃酸2Al(OH)3+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2OC.正常雨水也显弱酸性的主要原因H2O+CO2H2CO3D.证明铁的活动性比铜强2Fe+3CuCl22FeCl3+3Cu解析氯化钠溶液中加入硝酸钾,氯化钠不与硝酸钾发生反应,A错误;胃酸是指盐酸,医疗上用氢氧化铝中和过多胃酸的化学方程式为Al(OH)3+3HClAlCl3+3H2O,B错误;正常雨水也显弱酸性的主要原因是二氧化碳与水反应生成碳酸,化学方程式为H2O+CO2H2CO3,C正确;将铁放入氯化铜溶液中,能证明铁的活动性比铜强,化学方程式为Fe+CuCl2FeCl2+Cu,D错误。故选C。变式训练5

14、(2017浙江嘉兴中考)二氧化硫是大气的主要污染物,严禁直接排放,工业上常用NaOH溶液来吸收。(1)写出NaOH溶液吸收SO2的化学方程式2NaOH+SO2 Na2SO3+H2O。(2)图中小球分别表示NaOH溶液及吸收SO2后所得溶液中溶质的微粒,其中“”表示的微粒是Na+。解析(1)NaOH溶液吸收SO2的化学方程式为2NaOH+SO2 Na2SO3+H2O。(2)由题图可看出微粒“”在反应前后的溶液中均存在,反应前溶液中的溶质是NaOH,反应后溶液中的溶质是Na2SO3,故“”表示Na+。题型四根据化学方程式进行计算该题型主要以计算应用题的形式考查根据化学方程式的计算。典例4(2018

15、安徽中考)尿素CO(NH2)2是一种常见的氮肥,工业上制备反应如下:CO2+2NH3CO(NH2)2+H2O,请计算:(1)尿素中氮元素的质量分数。答案尿素中氮元素的质量分数为100%46.7%。(2)生产6 t尿素,理论上需要氨气的质量是多少?答案解:设理论上需要氨气的质量为x。CO2+2NH3CO(NH2)2+H2O 34 60 x 6 t=x=3.4 t答:生产6 t尿素,理论上需要氨气的质量为3.4 t。解析(1)根据尿素的化学式CO(NH2)2计算出氮元素的质量分数。(2)根据制备尿素的化学方程式,计算出生产6 t尿素理论上需要氨气的质量。方法指导解此类题的关键有三点:(1)正确书写

16、反应的化学方程式,尤其是反应物和产物的化学式,配平化学方程式。(2)仔细计算相关物质的化学计量数与相对分子质量的乘积,找出相关物质的已知量(已知量一定要使用纯物质的质量,遇到溶液和含杂质固体时一定要注意)。(3)细心计算,确保最后一步不失分。变式训练6(2017湖北鄂州中考)某同学要用含CaCO3 80%的大理石与足量的稀盐酸反应制备1 000 mL标准状况下的二氧化碳气体。已知标准状况下的二氧化碳气体的密度为1.98 g/L。假设大理石中的杂质不与稀盐酸反应,计算该同学最少需要准备多少克大理石?答案解:1 000 mL标准状况下的二氧化碳气体的质量为1 000 mL10-3 L/mL1.98

17、 g/L=1.98 g。设制取1.98 g 二氧化碳需要CaCO3的质量为x。CaCO3+2HCl CaCl2+CO2+H2O100 44x 1.98 g= x=4.5 g最少需要准备的大理石的质量为4.5 g 80%=5.625 g答:最少需要准备大理石的质量为5.625 g。解析由标准状况下的二氧化碳气体的密度1.98 g/L,求出1 000 mL二氧化碳气体的质量,然后再把CO2气体的质量代入化学方程式中,求出参加反应的CaCO3的质量,最后换算成含CaCO3 80%的大理石的质量即可。课堂即时训练1.下列说法符合质量守恒定律的是( A )A.加热50 g高锰酸钾固体,充分反应后,剩余固

18、体的质量小于高锰酸钾的质量B.100 g冰融化后得到相同质量的水C.10 g食盐完全溶解在50 g水中,得到60 g食盐溶液D.一杯水露置在空气中一段时间后水分蒸发了,杯中水的质量减小解析质量守恒定律是用来解释化学反应前后物质间的质量关系的,不能用来解释物理变化。2.某物质发生化学反应的微观示意图为:,“”表示碳原子,“”表示氧原子,“”表示氢原子。生成物甲的化学式为( D )A.H2B.H2OC.COD.CO2 解析题中图示是甲烷燃烧生成二氧化碳和水的反应的微观示意图,根据质量守恒定律可以推出甲的化学式为CO2,D正确。3.用下列装置进行证明质量守恒定律的实验,反应前后容器中物质的总质量不相

19、等的是( C ) 解析镁和稀盐酸反应会生成氢气,在题图的装置中氢气会逸散到空气中,导致反应后容器中物质的总质量比反应前的小。4.(2018湖南邵阳中考)某纯净物X在氧气中燃烧的化学方程式为:2X+5O2 4CO2+2H2O,则X的化学式为( C )A.C2H4B.C2H5OHC.C2H2D.CH4 解析根据化学反应前后原子种类、个数均不变可知,X为C2H2,故选C。5.(2018河北中考)如图所示是某化学反应的微观示意图。下列说法正确的是( D )A.该反应属于置换反应B.生成物丙由2个氢原子和1个氧原子构成C.生成物丁中碳和氧元素的质量比为12D.参加反应的甲和乙的分子个数比为27解析生成物

20、中没有单质,题述反应不是置换反应,A错误;生成物丙是水,是由水分子构成的,一个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成,B错误;生成物丁为CO2,碳和氧元素的质量比为12(162)=38,C错误;根据反应的微观示意图,可写出反应的化学方程式为2C2H6+7O2 6H2O+4CO2,由化学方程式可知,参加反应的甲和乙的分子个数比为27,D正确。6.下列关于S+O2 SO2的说法不正确的是( B )A.表示硫与氧气在点燃条件下反应生成二氧化硫B.参加反应的硫与氧气的质量比为21C.反应前后硫原子、氧原子的个数均不变D.参加反应的氧气与生成的二氧化硫的分子个数比为11解析参加反应的硫与氧气的质量比是11,故B错误。7.下列化学方程式的书写一定不正确的是( A )A.2Fe+6HCl 2FeCl3+3H2B.BaCl2+CuSO4 BaSO4+CuCl2C.SO3+2Na