3.3 化学方程式(原卷版)

3.3化学方程式

【思维导图】

【知识点全掌握】

一、质量守恒定律

1、内容：在化学反应中，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。

2、实质：参加反应的各物质分子分解成原子，原子重新组合成新的分子的过程。反应前后元素的种

类没变；原子的种类和数量都没有改变，原子间只是进行重新组合，因此反应前后各物质的质量总

和必然相等。

3、理解：五个不变，两个一定改变，一个可能改变：

反应物与生成物的总质量不变

宏观

元素种类不变

（1）五个不变原子种类不变

微观原子数目不变

原子质量不变

宏观：物质种类一定改变

（2）两个一定改变

微观：构成物质的分子种类一定改变

（3）一个可能改变：分子的数目可能改变

4、质量守恒定律的应用：（1）求反应物与生成物的质量（2）反应物或生成物的化学式（3）判断是

否全部反应

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二、化学方程式

（一）定义：用物质的化学式表示化学反应的式子(能直接反映质量守恒定律)。

例如：碳在氧气中点燃磷在氧气中点燃双氧水的分解

点燃点燃MnO2

CO2CO24P5O22P2O52H2O22H2OO2

（二）化学方程式表示的意义：

①、表示什么物质参加反应，结果生成了什么物质。

②、表示反应在什么条件下进行。

③、表示各物质之间原子和分子的个数比。

④、表示反应物、生成物各物质间的质量比。（结合上面化学方程式说明）

（三）化学方程式的读法：

“+”读作“和”、“与”或“跟”，“===”读作“生成”

（四）化学方程式的书写：

1、书写原则：（1）以客观事实为依据；（2）遵循质量守恒定律。

2、书写规则：左写反应物，右写生成物；写对化学式，系数要配平；中间连等号，条件须注明，气

体和沉淀。

（五）化学方程式的配平：反应前后原子种类和数目保持不变

注意点：配平时只要在化学式前加数字（即化学计量数），不能改变化学式

常见的方法：

(1)最小公倍数法

如：配平Al+Fe3O4→Fe+Al2O3

①求出每一种原子在反应前后的最小公倍数；

②使该原子在反应前后都为所求出的最小公倍数；

③一般先从氧原子入手，再配平其他原子。

第一步：配平氧原子Al+3Fe3O4→Fe+4Al2O3

第二步：配平铁和铝原子8Al+3Fe3O4→9Fe+4Al2O3

高温

第三步：配平的化学方程式：8Al+3Fe3O49Fe+4Al2O3

(2)观察法

如：配平H2O+Fe→Fe3O4+H2

①从化学式较复杂的一种生成物推求有关反应物化学式的化学计量数和这一生成物的化学计

量数；

②根据求得的化学式的化学计量数，再找出其它化学式的倾泄计量数，这样即可配平。

第一步：配平氧原子4H2O+Fe→Fe3O4+H2

第二步：配平氢原子、铁原子4H2O+3Fe→Fe3O4+4H2

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高温

第三步：配平后的化学方程式：4H2O+FeFe3O4+4H2

(3)奇数配偶法

如：配平FeS2+O2→Fe2O3+SO2

适用条件：方程式中所配元素的原子个数的奇数只出现一次。

①找出在化学反应中出现次数最多的元素；

②从原子数为单数的元素入手（一般为氧元素）。即乘2；

③由已推求出的化学计量数决定其它化学式的化学计量数。

第一步：在Fe2O3前乘2FeS2+O2→2Fe2O3+SO2

第二步：配平铁原子4FeS2+O2→2Fe2O3+SO2

第三步：配平硫原子4FeS2+O2→2Fe2O3+8SO2

高温

第四步：配平氧原子。配平后的化学方程式为：4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2

（4）归一法

点燃

如：配平：C2H5OHO2CO2H2O

适用条件：如大多数碳氢化合物或含碳氢氧的化合物与氧气的反应，以及某些分解反应。

先设定C2H5OH的系数为1，则确定CO2的系数为2，H2O的系数为3。

因为方程式右边氧原子总数为7，C2H5OH中有一个氧原子，可确定O2的系数为3。

点燃

配得结果为C2H5OH3O22CO22H2O

（六）化学方程式解题步骤：

(1)设未知量，用x、y等字母表示(不带单位)；

(2)正确写出有关的化学方程式(注意配平)；

(3)找出相关物质间的质量关系，写在对应化学式的下面；

(4)列出比例式，求出未知量；

(5)简明写出答案。

【例题精析】

[例题1]（2022•温州）图甲是一款潜水艇紧急供氧设备的结构示意图，产氧药块主要成分是氯酸钠，

需要镁粉氧化放热启动并维持反应进行，快速产生氧气。

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（1）启动时，镁粉（Mg）与氧气反应生成氧化镁（MgO）。其化学方程式为：。

（2）产氧药块反应会产生极少量有毒的氯气，推测图甲中试剂X应具有的性质是。

（3）氯酸钠受热分解生成氯化钠和氧气。m克氯酸钠分解过程中各物质质量变化如图乙所示，

选择a、b、c、d、m中的部分数据，列出它们的等式关系以体现质量守恒定律。

[例题2]（2022•宁波）天宫课堂中，航天员王亚平视频展示了在无容器材料实验柜中进行的“锆金

属熔化与凝固”实验。金属锆具有抗腐蚀性强、熔点高、硬度大等特性，广泛用于航空航天、

军工、原子能等领域。

（1）金属锆熔化属于（填“物理”或“化学”）变化。

（2）如图所示是锆元素在元素周期表中的信息，其中“40”是锆元素的原子序数，即它在元素

周期表中的位置序号，也是锆原子的核电荷数（即质子数），由此可知锆原子的核外电子数

为。

（3）在850℃条件下，镁（Mg）与四氯化锆（ZrCl4）发生置换反应获得金属锆。该反应的化学

方程式为：。

[例题3]（2021•杭州）二氧化碳的资源化利用是实现碳减排的重要途径。以下是一种实现二氧化碳

转化为重要原料二甲醚（化学式为C2H6O）的途径：

（1）转化①是二氧化碳与一种常见单质反应生成甲醇和水，这种单质的化学式为。

（2）转化②是甲醇发生分解反应生成二甲醚和水，反应中生成二甲醚和水的分子数之比

为。

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[例题4]（2022•丽水）定律是对自然现象或关系的描述，通常可用数学方式加以表达。在学习“质

量守恒定律”时，小丽查阅到以下材料：

波义耳实验：在密闭罗蒙诺索夫重复了波拉瓦锡用锡和铅做了廊道尔特和曼莱做了

的曲颈瓶中加热金属义耳实验，他将金属罗蒙诺索夫实验，也精确度极高的化学实

汞时，得到了金属灰铅装入容器后密封，得到了同样的结论。验，反应前后质量之

（氧化汞）。冷却后称量。然后把容器放他还做了许多实验并差小于0.0001g，在

打开容器，称量金属到火上加热，金属变得出结论：在化学反实验误差范围内，国

灰的质量，发现比原成了黄色（氧化应过程中物质质量是际科学家一致承认质

来金属质量增加了铅），冷却后再次称守恒的，并将此结论量守恒定律

量，发现容器的总质写成一个代数式。该

量没有发生变化，该结论得到当时科学家

发现未引起科学家重的普遍认同

视

1673年1756年1774年1908、1912年

（1）玻义耳实验中，金属灰增加的质量是。

（2）质量守恒定律的发现过程，带给我们的启示有（填字母）。

A要善于总结前人的成果和经验

B.实验的成功与否，取决于药品的选择

C.定量方法是科学研究的重要方法

（3）受上述研究启发，小丽对相关实验进行了深入探究。在白磷燃烧前后质量测定实验中（如

图）。气球的作用有。

（4）小丽认为，蜡烛燃烧后剩下的固体质量比燃烧前少了，因此该现象不符合质量守恒定律。

请你设计个能说服小丽的简明实验思路。

[例题5]（2022•杭州）某火力发电厂用石灰石为原料吸收废气中的二氧化硫，以防止污染环境，发

生反应的化学方程式为：2CaCO3+2SO2+O2═2CaSO4+2CO2。若每天需要吸收0.64吨二氧化硫，

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则该发电厂每个月（按30天计）需要含碳酸钙为90%的石灰石多少吨？（杂质不参与反应）

[例题6]（2022•舟山）2022年我国将有6名航天员生活在空间站。氧气、水、食物等是维持航天

员驻留空间站的必要物质。为提高物质的利用率，目前空间站通过以下途径实现物质循环利用：

（1）由图可知，目前空间站通过物质循环获得水的途径共有条，其中尿液净化时必须

除去尿液中的等代谢废物。

（2）为实现氧的循环，目前空间站内利用氢气和航天员呼出的二氧化碳，在一定条件下转化为

一定条件

¯

甲烷和水，化学方程式为4H2+CO22H2O+CH4。据测算，正常情况下一位航天员一天呼

出的二氧化碳质量约1.1千克，若这些二氧化碳全部与氢气反应，则可生成水多少千克？

[例题7]（2021•宁波）“青团”是宁波的一种传统食物。在“青团”制作过程中，需要往糯米粉中

添加艾草（或艾草汁）。艾草含有侧柏莲酮芳香油（C10H10O），侧柏莲酮芳香油是一种淡黄色液

体，具有香脂香气，所以“青团”具有独特风味。

（1）侧柏莲酮芳香油由种元素组成。

（2）7.3g侧柏莲酮芳香油中碳元素的质量为g。

（3）侧柏莲酮芳香油在氧气中完全燃烧的产物是。

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【习题巩固】

一．选择题（共12小题）

1．某密闭容器内有X、Y、Z、W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

如下表：

物质XYZW

反应前质量/g41102

反应后质量/g待测548

下列说法正确的是（）

A．反应后X的质量为8g

B．Z与W的相对分子质量比一定是1：1

C．该反应的反应物只有Z

D．参加反应的X与Z的质量比是2：3

2．关于质量守恒定律的理解，错误的是（）

A．实际参加反应的反应物总质量等于生成物总质量

B．反应前后原子种类和个数不变

C．1g氢气和1g氧气反应能生成2g水

D．煤燃烧后灰渣质量小于煤，也能用质量守恒定律解释

3．甲醛是室内装修时产生的主要污染物质．用下面化学反应可检测室内甲醛含量是否超标：

4KMnO4+5R+6H2SO4＝2K2SO4+4MnSO4+5CO2+11H2O，根据质量守恒定律确定R的化学式为

（）

A．CH2OB．C2H4O2C．CH4D．CHO2

4．在托盘天平两端的烧杯内，分别盛有等质量、等质量分数的足量稀硫酸，调节天平至平衡．现向

左边烧杯中加入6.5g表面锈蚀的铁钉，同时向右边烧杯中加入6.5g锌粒．在实验过程中，观察

到指针偏转的情况不可能是（）

A．始终向左偏转

B．最终不发生偏转

C．始终向右偏转

D．最初向左偏转，然后向右偏转

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5．将一定质量的a、b、c、d四种物质放入一密闭容器中在一定条件下反应，测得反应前后各物质

的质量如表所示，以下说法正确的是（）

物质abcd

反应前质量/g6.43.04.02.0

反应后质量/g3.2X8.82.0

A．d一定是该反应的催化剂

B．此反应的基本反应类型是分解反应

C．X的值为1.6

D．若继续反应至b反应完全，则此时反应后a的剩余质量为0.4g

6．化学中常常出现“1+1≠2”的有趣现象，但也有例外。下列说法中符合“1+1＝2”事实的是（）

A．10L酒精与10L水混合后的体积等于20L

B．10g硫粉在10g氧气中完全燃烧后生成20g二氧化硫

C．10g锌片与10g稀硫酸充分反应后所得的溶液质量为20g

D．50℃时，向10g硝酸钾饱和溶液中加入10g硝酸钾固体，能得到20g硝酸钾溶液

高温

¯

7．关于化学方程式CO2+C2CO的叙述中，正确的是（）

A．二氧化碳和碳等于一氧化碳

B．1个二氧化碳分子和1个碳原子生成2个一氧化碳

C．二氧化碳和碳在高温的条件下生成一氧化碳

D．每44份质量的二氧化碳和12份质量的碳在高温条件下生成86份质量的一氧化碳

8．以甲醇为原料的一款新型手机电池，其反应原理为：2CH3OH+3X+4NaOH═2Na2CO3+6H2O，其

中X的化学式为（）

A．COB．CO2C．O2D．H2

9．下列化学方程式书中写正确的是（）

点燃푀푛푂2

¯¯

A．Mg+O2MgO2B．H2O2H2↑+O2↑

点燃点燃

¯¯

C．4P+5O22P2O5D．4Fe+3O22Fe2O3

10．2021年10月16日，长征二号F运载火箭搭载神舟十三号载人飞船发射取得圆满成功。运载火

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点燃

¯

箭在工作中发生的反应为C2H8N2+2X3N2+4H2O+2CO2，则X的化学式是（）

A．NO2B．N2O3C．N2O4D．N2O5

11．在密闭容器中有甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下发生反应，测得反应前后各物质的质

量如下表所示，则以下判断错误的是（）

物质甲乙丙丁

反应前质量/g6410116

反应后质量/g0421a

A．甲有64克参加反应，一定是反应物

B．乙反应后质量增多，一定是生成物

C．丙反应前后质量不变，一定是催化剂

D．丁反应后的质量a＝48克

12．纳米铁粉在空气中不易自燃，但稍加热即可剧烈燃烧（与普通铁在氧气中燃烧相似），如图是纳

米铁粉在锥形瓶中燃烧的实验。下列说法不正确的是（）

点燃

A．纳米铁粉燃烧的文字表达式为铁+氧气→四氧化三铁

B．水可防止生成物溅落炸裂瓶底

C．激光手电照射使纳米铁粉的着火点降低

D．气球先膨胀后又变小

二．实验探究题（共3小题）

13．实验室用燃烧法测定某种氨基酸（CxHyOzNm）的分子构成。取Wg该种氨基酸放在纯氧中充分

燃烧，生成二氧化碳、水和氮气。按图所示装置进行实验，每步均充分反应。回答下列问题：

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（1）实验开始时，首先通入一段时间的氧气，其理由是。

（2）以上装置中需要加热的仪器有A和D两处，操作时应先点燃处的酒精灯。

（3）E装置在本实验中的作用是。

（4）实验测得B、C装置分别增重4.5克和8.8克，则该物质化学式中x、y之比为。

14．已知金的化学性质稳定，常温或加热条件下都不与氧气反应。某粗铜粉末中含有少量的铁、锌

和金，兴趣小组的同学为测定该粗铜粉末中铜的质量分数，开展如下实验探究：

步骤Ⅰ：