2022年專題培優(yōu)講解《質量守恒定律化學方程式》

學習必備歡迎下載專題培優(yōu)講解質量守恒定律化學方程式【考點圖解】【學法透析】1質量守恒定律的應用歸類(1)解釋現(xiàn)象例如：某同學在探究鎂條在空氣中燃燒前后質量變化的實驗中發(fā)現(xiàn)，稱得生成的白色氧化鎂的質量與參加反應的鎂條質量之間存在時大、時小、偶爾相等的現(xiàn)象，于是認為化學反應不一定遵循質量守恒定律，你認為對嗎？請說明理由。分析這種看法是錯誤的，出現(xiàn)的三種情況都遵守質量守恒定律。根據(jù)質量守恒定律可知：m(MgO)m(Mg)m(O2)，由于鎂條在空氣中燃燒時要產(chǎn)生白煙，所以，當白色氧化鎂被全部收集時，MgO 的質量大于參加反應的鎂條質量；而當MgO有損失時，收集的MgO 的質量會等于或小于參加反應的鎂條質量。(2)求反應物或生成物的質量例如：若有a 克 KClO3與 b 克 MnO2的混合物，加熱到質量不再減少為止，得到剩余固體 c 克，則反應生成O2的質量是 _克，同時會生成氯化鉀_克。分析：KClO3在加熱和 MnO2催化的條件下分解成生成KCl 和 O2，而 MnO2在化學反應前后的質量和化學性質都不改變，故完全反應后，剩余固體是KC1 和 MnO2的混合物，根據(jù)質量守恒定律，m(O2)m(KClO3)m(KCl)，故答案分別為(a bc)、（cb)。再如：已知反應3A2B2CD，A、B 兩物質完全反應時質量比為3：4，若生成 C和 D 共 140 克，則該反應中消耗B 的質量為 _。分析：根據(jù)質量守恒定律，生成物C 和 D 的質量總和一反應物A 和 B 的質量總和140g，所以 m(B)140 克4780 克，故答案為80 克。名師歸納總結 精品學習資料 -精心整理歸納 精選學習資料 -第 1 頁，共 7 頁 -學習必備歡迎下載(3)確定物質的化學式例如：在化學反應2X23Y3 2R 中，若用 X、Y 表示 R，則 R 的化學式為 _。分析：解決這類問題，最重要的是要抓住反應前后原子的種類和數(shù)目都不變這個關鍵進行分析。觀察該反應可知：反應前，每2 個 X2分子含 4 個 X 原子，3 個 Y2分子含 6 個Y 原子，根據(jù)質量守恒定律，則反應后生成的2 個 R 分子中也應含4 個 X 原子和 6 個 Y原子，因此R 的化學式X2Y3，故本例答案為X2Y3。(4)推斷物質的組成元素例如：化學上常用燃燒法測定可燃性有機物的組成?，F(xiàn)取 3.2g 某有機物在足量氧氣中充分燃燒，生成4.4gCO2和 3.6gH2O，則該有機物中()A一定含有C、H 元素，可能含有O 元素B一定含有C、H、O 三種元素C一定含有C、O 兩種元素，可能含H 元素D只含 C、H 兩種元素，不含O 元素分析：化學反應前后，原子的種類、數(shù)目和質量不變，則元素的種類和元素的質量也不變。從燃燒產(chǎn)物H2O 和 CO2的組成來看，共含有碳、氫、氧三種元素，根據(jù)質量守恒定律，則反應物中必定也含有碳、氫、氧三種元素。由于有機物是在氧氣中燃燒的，即氧氣中肯定含有氧元素，而且也只含氧元素，所以可燃物中就一定含有碳、氫元素，而是否含氧元素就要通過計算來確定了。根據(jù)質量守恒定律：二氧化碳所含碳元素的質量與有機物中所含碳元素的質量相等，水中所含氫元素的質量與有機物中所含氫元素質量相等。碳元素質量為4.4g12441.2g，氫元素質量是3.6g2180.4g，1.2g0.4g1.6g3.2g，故該有機物中還含氧元素，且氧元素的質量為3.2g1.2g0.4g1.6g，故本例答案為B。(5)質量守恒定律的探究與分析例如：為研究化學反應前后反應物與生成物之間的質量關系，三位同學分別做了如下三個實驗：實驗 I：稱量鎂條，點燃并在上方罩上罩子，待反應結束后，再稱量。實驗：將盛有二氧化錳的小試管放入裝有過氧化氫的燒杯中，稱量，然后使二氧化錳與過氧化氫接觸，充分反應后再稱量。實驗：將盛有鐵釘?shù)脑嚬芊湃胧⒂辛蛩徙~溶液的燒杯中，稱量，然后使鐵釘和硫酸銅溶液接觸，充分反應后再稱量。三位同學得到的實驗數(shù)據(jù)如下表：(1)從上表看，這三個實驗中，發(fā)生化學反應前后物質的質量變化情況分別是：實驗I（填“增大”、“減小”或“不變”）_，實驗 _，實驗 _。(2)造成上述結果的原因可能是_。(3)在三個實驗中，實驗_正確地反映了反應物與生成物之間的質量關系。(4)由此可得出結論：用實驗探究化學反應前后反應物與生成物之間的質量關系時，必名師歸納總結 精品學習資料 -精心整理歸納 精選學習資料 -第 2 頁，共 7 頁 -學習必備歡迎下載須在 _體系中進行。分析：在設計實驗探究質量守恒定律時，要全面考慮，系統(tǒng)分析，既不能漏掉生成物，也不能漏掉反應物，既要能認清反應的過程，又要從整體上把握。答案：(1)增大減小不變(2)實驗 I 反應前物質的質量總和還應包括參加反應的氧氣的質量；實驗中生成物的質量應包括散逸掉的氧氣的質量(3)(4)密閉（或封閉）2化學方程式的書寫方法(1)書寫原則：以客觀事實為依據(jù)，不能憑空編造（如編造客觀上不存在的化學式或化學反應）。遵守質量守恒定律（實際上就是要配平化學方程式）。(2)書寫步驟（以實驗室加熱高錳酸鉀制氧氣為例說明）：“寫”：左邊寫反應物化學式，右邊寫生成物的化學式，中間連“”。KMnO4K2MnO4MnO2O2“配”：在化學式前添適當?shù)臄?shù)字，使兩邊的各原子的數(shù)目相等。2KMnO4 K2MnO4MnO2O2“改”：把“”改為“”。2KMnO4K2MnO4 MnO2O2“注”：注明反應發(fā)生的條件。2KMnO4K2MnO4MnO2O2“標”：反無生有標“”和“”（反應物沒有氣體，生成物有氣體，就在氣體化學式后標“”；在溶液中的反應，反應物沒有固體，生成物有固體，就在固體化學式后標“”）。2KMnO4K2MnO4MnO2O23化學方程式的配平技巧一般比較簡單的化學方程式用觀察法即可配平，而略為復雜的化學方程式則可用奇數(shù)變偶數(shù)法或定“1”順配法配乎?，F(xiàn)以配平FeS2O2高溫Fe2O3SO2為例說明如下。(1)奇數(shù)變偶數(shù)法第一步，找出在反應式中出現(xiàn)次數(shù)最多且原子總數(shù)在反應式兩邊奇偶不等的元素本例應為 O；第二步，在原子個數(shù)為奇數(shù)的化學式前添計量數(shù)“2”或“4”等，把奇數(shù)變成偶數(shù)；FeS2O2高溫2Fe2O3SO2第三步，用觀察法配平其它系數(shù)在FeS2前添 4，在 SO2前添 8，在 O2前添 11，最后把“”改成“”。4FeS211O2高溫2Fe2O38SO2(2)定“1”順配法第一步：找出反應式中比較復雜的化學式本例可定為Fe2O3或 FeS2；第二步：把復雜的化學式前的計量數(shù)定為“1”本例可把Fe2O3或 FeS2前的計量數(shù)定為“1”；第三步：用觀察法配平其它系數(shù)，出現(xiàn)分數(shù)添分數(shù)若把Fe2O3前的計量數(shù)定為l，名師歸納總結 精品學習資料 -精心整理歸納 精選學習資料 -第 3 頁，共 7 頁 -學習必備歡迎下載則 FeS2前添 2，SO2前添 4，O2前添112：2FeS2112O2高溫 Fe2O34SO2；第四步：在反應式兩邊同時乘以2，并把“”改為“”：4FeS211O2高溫2Fe2O38SO2。提醒：配平復雜化學方程式時往往需要幾種方法同時運用?！久}精講】考點 1質量守恒的綜合運用例 1 下列四組以任意比組成的混合物，分別在空氣中充分燃燒，都生成二氧化碳和水，其中生成物中水分子數(shù)目一定比二氧化碳數(shù)目多的是（）AC2H4和 C3H6BC2H2和 C3H8CC2H6和 C2H5OH DC2H4和 C2H6【切題技巧】從表面上看，本題要寫出每種物質燃燒的化學方程式，再通過比較生成物中水分子數(shù)目和二氧化碳分子數(shù)目得出結論，若這樣解題就比較復雜了。其實，本題應利用質量守恒定律，抓住反應物中的C、H 原子數(shù)與生成物中C、H 原子數(shù)相等就可以了，具體分析如下：A 中 C2H42H2O2CO2、C3H63H2O3CO2；B 中 C2H2H2O2CO2、C3H84H2O 3CO2；C 中 C2H63H2O 2CO2、C2H5OH3H2O2CO2；D 中 C2H42H2O 2CO2、C2H63H2O2CO2；很顯然，A 中兩種物質無論以怎樣的比混合，充分燃燒后，生成物中水分子數(shù)目與二氧化碳數(shù)目相等；B 中 C2H2生成的水分子數(shù)目一定比二氧化碳數(shù)目少而C3H8生成的水分子數(shù)目一定比二氧化碳數(shù)目多，則其混合物燃燒后生成的水分子數(shù)目與二氧化碳數(shù)目可能多、可能少、也可能相等；用同樣的方法分析C 和 D 即可得出正確的答案?！疽?guī)范解答】C、D【借題發(fā)揮】化學反應的實質是參加反應的物質的分子被分裂成原子，原子重新組合成新分子的過程，這個過程中，原子的種類沒有改變，原子的數(shù)目沒有增減，原子質量也沒有改變，這是化學反應遵循質量守恒的根本原因。由此可知：在化學反應中一定不變的是：反應物和生成物的總質量原子的種類原子的數(shù)目原子的質量元素的種類元素的質量；一定改變的是：物質的種類分子的種類；可能改變的是分子的數(shù)目?！就愅卣埂?在一個密閉容器中，充入a 個 CO 分子和 b 個 O2分子，在一定條件下充分反應后，容器內(nèi)碳原子個數(shù)和氧原子個數(shù)之比是()Aa/(a2b)Ba/2(a b)Ca/b Da/2b 212C 和14C 是碳元素的兩種不同存在形式：質子相同，中子數(shù)不同，已知14CO2與碳在高溫條件下發(fā)生反應：14CO2C2CO，“”表示14CO2和 C 反應既可生成CO，同時 CO 又可分解得到CO2和 C，現(xiàn)將14CO2與碳放在密閉容器中加熱，最后得到的混合物含14 C 的微粒有()A14CO2B14CO2，14CO C14CO2，14CO，14C D14CO 例 2 一定條件下，在一個密閉容器內(nèi)發(fā)生某反應，測得反應過程中各物質的質量如下表所示，下列敘述正確的是()名師歸納總結 精品學習資料 -精心整理歸納 精選學習資料 -第 4 頁，共 7 頁 -學習必備歡迎下載A上述反應屬于化合反應B該反應中C 與 D 的質量變化之比為23：4 C第二次測得A 的質量為12.4g D該反應中共生成D 的質量為4.2g【切題技巧】解答本題的關鍵是分析表中的數(shù)據(jù)，得出反應物和生成物以及參加反應和反應生成物質的質量。B 由 4g20g，說明 B 是生成物，且生成B 的質量為16g；C由 4.6g23g，說明 C 是生成物，且生成C 的質量為18.4g；D 由 1g4.2g，說明 D 是生成物，且生成D 的質量為3.2g（D 錯），由此可見，生成物的總質量為16g18.4g3.2g37.6g50g，故該反應是分解反應，待測處的質量為50g 37.6g12.4g；該反應中C 與D 的質量變化之比應為18.4：3.223：4。【規(guī)范解答】B、C【借題發(fā)揮】在“技法透析”中，我們把質量守恒定律的應用作了歸類整合，一些難度較大的質量守恒定律的綜合應用題常常是這些題型的變化、加深或組合，解答時，一般要把復雜的問題分割成一個個簡單的問題，各個擊破?！就愅卣埂?將一定質量的a、b、c、d 四種物質放入一密閉容器中，在一定條件下反應一段時間后，測得反應后各物質的質量如下。下列說法正確的是()Aa 和 b 是反應物，d 一定是催化劑B反應后a物質的質量為4.64g Cc 物質中元素的種類，一定和a，b 二種物質中元素的種類相同D若物質a與物質 b 的相對分子質量之比為2：1，則反應中a 與 b 的化學計量數(shù)之比為 2：1 考點 2化學方程式的書寫例 3 按要求書寫下列化學方程式：(1)有刺激性氣味氣體生成的化合反應_；(2)有兩種氣體生成的分解反應_；(3)氫氣的驗純 _；(4)實驗室用純凈物制氧氣_?！厩蓄}技巧】(1)要先定物質，再定反應。有刺激性氣味的氣體是二氧化硫，則該反應是硫在空氣中燃燒；(2)要先定反應，再定物質。聯(lián)想我們所學的分解反應，有生成兩種氣體反應是水電解；(3)要看清實質。氫氣的驗純實質是收集少量的氫氣燃燒；(4)要簡單分名師歸納總結 精品學習資料 -精心整理歸納 精選學習資料 -第 5 頁，共 7 頁 -學習必備歡迎下載析。實驗室可用三種物質制取氧氣，若用雙氧水或氯酸鉀，則均要加適量的二氧化錳作催化劑，故該反應是高錳酸鉀受熱分解?！疽?guī)范解答】(1)SO2點燃SO2(2)2H2O通電H2 O2(3)2H2O2點燃2H2O(4)2KMnO4K2MnO4MnO2O2【借題發(fā)揮】書寫化學方程式常犯的錯誤：(1)寫錯物質的化學式；(2)隨意臆造生成物或事實上不存在的化學反應；(3)化學方程式?jīng)]有配平；(4)寫錯或漏寫反應必需的條件，如 CO2燃燒CO2、2KClO32MnO2KCl 3O2；(5)漏標了氣體符號()或沉淀符號()?！就愅卣埂?按要求完成下列化學方程式：(1)有黑色固體生成的化合反應_；(2)有黑色固體生成的分解反應_；(3)有單質和氧化物生成的分解反應_；(4)種固體混合物的分解反應_。例 4依照下列化學方程式：2H2S SO23S 2H2O NaHH2ONaOHH2完成下列化學方程式：NH3和 NO2反應 _；CaH2和 H2O 反應 _?！厩蓄}技巧】根據(jù)題給化學方程式，尋找解題規(guī)律。第一個反應的規(guī)律是：，第二個反應的規(guī)律是：氫化物與水反應生成氫氧化物（堿）和氫氣；【規(guī)范解答】8NH36NO2 7N212H2O；CaH22H2OCa(OH)22H2【借題發(fā)揮】書寫化學方程式的題型一般分兩類：一類是基本型，取材于教材，如例 3。解決這類題的關鍵是要整合和熟記教材上的反應；第二類是信息給予型，根據(jù)信息給予的形式，此類又分為直接提供信息、提供范例型（如例4）、和模型展示型等。不管那種形式，解決這類題的關鍵是要認真閱讀、收集、處理信息，找出反應物、生成物和反應條件，再結合化學方程式的書寫方法進行答題?！就愅卣埂?有人在研究硫酸亞鐵受熱分解時，作出了兩種假設；(1)假設它按 KClO3受熱分解的方式分解，反應的化學方程式為_；(2)假設它按 CaCO3受熱分解的方式分解，反應的化學方程式為_。(3)事實上由于FeO 被氧化，故FeSO4的分解產(chǎn)物是一種紅色固體及兩種硫的氧化物，故其受熱分解的化學方程式為_。參考答案1A 2C 3 CD 4(1)3Fe 2O2點燃Fe3O4名師歸納總結 精品學習資料 -精心整理歸納 精選學習資料 -第 6 頁，共 7 頁 -學習必備歡迎下載(2)2KMnO4K2MnO4MnO2O2(3)2H2O22MnO2H2OO2(4)2KClO32MnO2KCl 3O25(1)FeSO4eS2O2(2)FeSO4FeOSO3(3)2FeSO4Fe2O3SO2 SO3名師歸納總結 精品學習資料 -精心整理歸納 精選學習資料 -第 7 頁，共 7 頁 -