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第四單元
化學式與化學方程式
4.3 化學方程式
什么是化學方程式
在前面，我們用文字表示化學反應，例如:
反應物
反應條件
生成物
該式子確實能表示反應物、生成物及反應條件，但書寫不方便，國際上也不通用且不能體現質量守恒定律。
這種式子只能表示哪些物質發生反應，生成了什么物質。
但不能表示反應過程的質量關系，而且不簡明，不利于國際交流。
因此化學家們采用國際通用的化學式來表示化學反應。
例如，上述反應可表示為:
1.定義 :
用__________化學式，表示化學反應的式子，叫作化學方程式又叫 ______________反應方程式，簡稱________
反應方程式
化學式
反應式
其中，參加反應的物質，叫作________
化學反應后產生的物質，叫作________
反應物
生成物
化學方程式有什么意義呢
首先，從定性視角認識，化學方程式表明了反應物、生成物和反應條件。
例如，上面列出的反應，表示反應物是碳和氧氣，生成物是二氧化碳，反應條件為“點燃”。
反應物
生成物
其次，從定量視角認識，微觀上化學方程式表示了反應中構成各物質的微觀粒子間的數量關系，宏觀上表示質量關系。
仍以上述反應為例:
一個碳原子
兩個氧原子構成一個氧分子
兩個氧原子和一個碳原子構成一個二氧化碳分子
12
12×16
12+2×16
12 ： 32 ： 44
很明顯，
每12份質量的碳與32份質量的氧氣恰好完全反應
生成44份質量的二氧化碳
這符合質量守恒定律
從定性的角度認識，表明了______\______
____________
從定量的角度認識
表示各物質的______________
表示各物質的______________
討論與交流 >>>
①根據電解水的化學方程式:
說出該反應式可以表示哪些含義。
②你認為書寫化學方程式的依據是什么
鏈接
《化學》第二單元 2.4[實驗 2-5 ]水的組成及變化的探究
什么是化學方程式
書寫化學方程式要遵循兩個原則:
一是以科學實驗的事實為根據，寫出反應物和生成物的化學式，以及反應條件;
二是以質量守恒定律為根據，等號兩邊各種原子的種類和數目必須相同。
現在，請你進行化學方程式的書寫練習。
步驟 示例 請練習
1.根據實驗事實，在左、右兩邊分別寫反應物和塵成物的化學式。
步驟 示例 請練習
2.根據質量守恒定律進行配平，即在有關化學式前配上適當的化學計量數，使反應前后各元素的原子個數相等。
3.標明反應條件和生成物狀態
要保證所寫的化學方程式遵循質量守恒定律，關鍵在于掌握正確的配平方法。
圖 4.3-1為你介紹常見的最小公倍數法。
另外，在第三個步驟中，如果反應物中沒有氣體，而生成物有氣體，則后者用“↑”號標明。溶液中的反應，如果反應物中沒有難溶物質，而在生成物中有沉淀，則后者用“↓”號標明。
例如:
固
固
固
氣
液
液
固
液
化學方程式是用化學式表示化學反應的式子，可以表示反應中的質量關系、比例關系。
書寫時要根據事實并注意配平，適當標明反應條件和生成物狀態。
表 4-2 化學方程式所用符號
1.寫出 KClO3在 MnO2催化下加熱分解成 KCl和O2的化學方程式:
2.在化學方程式 2XY2+Y2======2Z中，代號乙的化學式是（ ）
A.XY B.XY2 C. X2Y D.XY3
D
什么是化學方程式
既然化學方程式不僅能表明反應物的質量總和與生成物質量總和相等的規律，而且還能表示各反應物與生成物之問的質量關系。
你便可以根據化學方程式進行一系列的化學計算，從質量關系與比例關系的角度探究化學變化。
例如，計算投入一定質量的原料(反應物)，可以生產多少產品(生成物)，或反過來計算要生產一定質量的產品，應投放多少原料等。
值得注意的是
按化學方程式的反應物或生成物進行計算時都必須是純凈物的質量。
1.根據反應物的質量求生成物的質量
例1 在實驗室中，將含有13.6g過氧化氫的溶液與少量二氧化錳混合求過氧化氫完全分解生成的氧氣質量是多少。
解題步驟 書寫格式
設未知量 解:設生成氧氣的質量為x。
確定根據，即寫出化學方程式
找相關量，即列出與計算相關的量
列比例式
求未知量
回答問題
2.根據生成物的質量求反應物的質量
例2 用加熱氯酸鉀與少量二氧化錳混合物的方法，制得氣9.6g，求被分解的氯酸鉀的質量是多少。
解題步驟 練習解答
設未知量
確定根據，即寫出化學方程式
找相關量，即列出與計算相關的量
列比例式
求未知量
回答問題
3.反應物(或生成物)之間質量互求
例3 工業上高溫煅燒石灰石(按CaCO3純凈物計算),可制得生石灰(按CaO純凈物計算)，同時會產生大量的二氧化碳。試計算每制得100t氧化鈣的同時會產生二氧化碳多少噸。
解題步驟 練習解答
設未知量
確定根據，即寫出化學方程式
找相關量，即列出與計算相關的量
列比例式
求未知量
回答問題
1.下列關于化學方程式 4Al +3O3 ==== 2Al3O3的敘述中，正確的是( )。
A.讀作鋁加氧氣等于氧化鋁
B.表示氧化鋁分解生成鋁和氧氣
C.表示4個鋁和3個氧氣在點燃的條件下生成2個氧化鋁
D.表示每108份質量的鋁恰好與96份質量的氧氣完全反應，生成204份質量的氧化鋁.
點燃
C
2.下列化學方程式書寫正確的是（ ）
C
3.長征二號F遙十四運載火箭使用四氧化二氮(N2O4)和偏二甲肼(C2H8N2)點燃作推進劑，有關反應的化學方程式為C2H8N2 + N2O4 ======= 2CO2 +3X + 4H2O,
X的化學式是_________________.
點燃
N2
4.配平下列化學方程式。
(1)P+O2 ——P2O5
(2) P2O5 + H2O —— H3PO4
(3)C+ CO2 ——CO
(4)CH3OH +O2 —— CO2 + H2O
點燃
高溫
5.寫出下列反應的化學方程式，計算反應中各物質的質量比
(1)氫氣在氧氣中燃燒，生成水。
(2)氧化汞受熱分解生成汞和氧氣，
(3)氫氧化鈉溶液和硫酸銅溶液反應，生成氫氧化銅沉淀和硫酸鈉溶液
6.2021年9月，我國科學家首次實現了二氧化碳到淀粉的人工合成。其過程為:
在催化劑的作用下，將二氧化碳和氫氣轉化為甲醇(CH3OH)和水再經過復雜的反應將甲醇轉化為淀粉。
若制取1.6kg甲醇，需要多少千克二氧化碳
7.大量植樹造林是緩解氣候變暖的有效方法，若一棵樹一天能吸收12kg的二氧化碳，那么一棵樹一年(按365天計算)可吸收多少噸含質量分數為80% 的煤完全燃燒生成的二氧化碳
8.學校實驗室要購買高錳酸鉀完成氧氣的制取與性質實驗。有300名學生參加該實驗，每組2人且需制取4瓶氧氣(集氣瓶容積為500mL)。請你幫助實驗員完成下列購買高錳酸鉀的預算單，并寫出計算過程。(氧氣的密度為1.43 g·L-1)
藥品名稱
高錳酸鉀
認識化學反應的角度
定性
定量
物質 A+物質 B → 5物質 C +物質 D
反應物的總質量_______生成物的總質量
宏觀
一、基礎性練習
1.臭氧是由氧元素組成的一種單質，每個分子中含有3個原子，下列化學式能表示3個臭氧分子的是( )。
A. O3 B.3O3 C. O3+ D. 3O
B
2.下列各組含氯物質中，氯元素化合價相同的一組是（ ）
A.Cl3 HCl
B.NaCl HClO
C.ClO2 NaClO2
D.KClO2 Ca(ClO3)2
D
3.前面學習了幾種用化學原理制氧氣的方法，這些方法用化學方程式表示如下，正確的是( )
C
4.2021年12月9日,“天宮課堂”第一課上，太空教師王亞平做了一個有趣的實驗:把泡騰片放進水球中，產生了許多歡樂的小氣泡。如圖是有關“泡騰片”成分的相關信息，
則實驗中產生的氣體不可能是( )
A.N3
B. CO2
C. O2
D.CH4
A
5.化學研究小組為探究口罩中熔噴布的元素組成，將4.2g該熔噴布在氧氣中完全燃燒，生成5.4g水和13.2g二氧化碳，由此推知熔噴布( )
一定含碳、氫、氧元素
B.一定含碳、氫元素，不含氧元素
C.一定含碳、氫元素，可能含氧元素 D.無法確定
B
6.根據前面所學內容，寫出下列反應的化學方程式
(1)為延長白熾燈的使用壽命，燈泡內常放入極少量的紅磷
(2)燃放含硫黃的煙花爆竹時，會產生一種刺激性的氣味
(3)點燃木炭為燒烤做準備:
(4)照明彈發出強光是因為鎂粉被點燃，在空氣中燃燒
(5)某金屬在氧氣中燃燒，現象為劇烈燃燒，火星四射
(6)液體加固體在常溫下制氧氣
(7)用某白色固體制氧氣
(8)用某紫黑色固體制氧氣
7.某有機物燃燒的化學方程式是
則x=_______ y=________
2
2
8.某實驗室需用氧氣做實驗，現將 26.5g氯酸鉀與3.5g二氧化錳的混合物加熱一定時間后，冷卻稱量剩余固體為20.4g，請回答
(1)制得氧氣質量為______ g。
9.6
(2)剩余固體中存在哪些物質 各為多少
2KClO3====2KCl + 3O2↑
149 96
x 9.6g
MnO2
△
x==14.9g
因為14.9g+3.5g=18.4g<20.4g
所以剩余固體中還存在氯酸鉀
質量為20.4g-18.4g=2g
答:剩余固體中存在14.9g氯化鉀、2g氯酸鉀、3.5g二氧化錳。
二、拓展性練習
9.2022年4月16日，神舟十三號載人飛船成功返回地面，圓滿完成任務氧氣、水、食物等是維持航天員在空間站生存的必需物質。為提高物質的利用率，目前空間站通過以下途徑實現物質循環利用。
(1)由圖可知，目前空間站通過物質循環獲得水的途徑共有_______條。其同中氫燃料電池提供水的反應的化學方程式為_______________________同時將______能轉化為______能，為飛船提供能量。
(2)空間站獲得氧氣的原理是___________________________________ (用化學方程式表示)。
4
2H2 ＋O2 ==== 2H2O
化學
電
2H2O ==== 2H2↑＋ O2 ↑
通電
(3)“薩巴蒂爾反應器”可以將核心艙內水電解產生的氫氣和航天員呼出的二氧化碳，在一定條件下轉化為甲烷和水，如圖中反應所示。據測算，正常情況下一位航天員一天呼出的二氧化碳質量約為1.1kg，若這些二氧化碳全部與氫氣反應，則可生成多少千克水
解:設可生成水的質量為x。
CO2 ＋ H2 ====== CH4＋ 2H2 O
44 36
1.1kg x
一定條件
=0.9kg
答:可生成0.9kg水。
10.某同學把1.8g不純的過氧化鈣樣品(雜質不與水反應)加入盛有足量水的燒杯中，發生了反應:
2CaO2 +2H2O======2Ca(OH)2+O2↑完全反應后，生成了0.224L氧氣(密度為1.43g·L-1)。
請計算:
(1)生成氧氣的質量(精確到0.01g)
解:生成氧氣的質量為0.224L×1.43g·L-1=0.32g。
(2)該樣品中過氧化鈣的質量分數。
解:設參加反應的過氧化鈣質量為x
2CaO2+2H2O======2Ca(OH)2+O2↑
144 32
x 0.32g
x==1.44g
則該樣品中過氧化鈣的質量分數=×100%=80%
11.19世紀末，人們已經知道將食鹽水電解可制得氫氧化鈉、氯氣和氫氣，這種方法可制得很純的氫氧化鈉，反應的化學方程式為
2NaCl+2H2O======2NaOH+Cl2↑+H2↑
所得的 H2和Cl2可以用于制造用點燃途廣泛的
HCl:Cl2+H2======2HCl.
通電
請回答下列問題。
(1)從理論上計算，1170kg食鹽(按NaCl的純物質計算)能生產氫氧化鈉、氯氣和氫氣各多少千克
解:設能生產氫氧化鈉、氯氣和氫氣的質量分別為x，y，z
2NaCl+2H2O=======2NaOH+Cl2↑+H2↑
117 80 71 2
1170kg x y z
解:能生產800kg氫氧化鈉、710kg氯氣和20kg氫氣
通電
x=800kg y=710kg
z=20kg
(2)利用(1)中所得的氯氣和氫氣能否制得 730 kg氯化氫 不用化學方程式也能直接準確地算出來，為什么
解:能，因為(1)中生成氯氣710kg、氫氣20kg，二者恰好完全反應，根據質量守恒定律可得，生成的氯化氫的質量為710kg+20kg=730kg.
三、實踐性練習
12.利用生活中的物品組裝反應裝置，利用小蘇打和白醋的反應證明質量守恒定律，并將你的實驗過程錄制成視頻與同學分享。

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