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系統(tǒng)復習 第42課 質量守恒定律和化學方程式
一．知識梳理
（一）質量守恒定律
1．參加化學反應的各物質的質量總和等于反應后生成的各物質的各物質的質量總和。這個規(guī)律叫做質量守恒定律。一切化學變化都遵循質量守恒定律。?
注意：
（1）不能用物理變化來說明質量守恒定律：如2g水加熱變成2g水，不能用來說明質量守恒定律；?
（2）注意“各物質”的質量總和，不能遺漏任一反應物或生成物；
（3）此定律強調的是質量守恒，不包括體積等其它方面的守恒；?
（4）正確理解“參加”的含義，沒有參加反應或者反應后剩余物質的質量不要計算在內。
2．質量守恒的原因
從微觀角度分析：化學反應的實質就是反應物的分子分解成原子，原子又重新組合成新的分子，在反應前后原子的種類沒有改變，原子的數(shù)目沒有增減，原子的質量也沒有改變，所以化學反應前后各物質的質量總和必然相等。
（二）、化學方程式寫法、意義和讀法
1．書寫化學方程式
（1）依據(jù)
質量守恒定律：參加化學反應的各物質質量總和,等于反應后生成的各物質質量總和。（ 在一切化學反應中，反應前后元素的種類、原子的種類、各類原子的數(shù)目和原子的質量都不變。）
（2）書寫化學方程式的步驟
化學式寫正確，方程式要配平，條件箭頭要標明。
（3）遵守二原則
一是以客觀事實為基礎，不能隨便臆造化學反應和化學式；
二是遵守質量守恒定律，等號兩邊的各種原子數(shù)目必須相等。
2.化學方程式的表示意義
（1）表示什么物質參加反應，結果生成了什么物質。
（2）表示個物質間的原子或分子的個數(shù)比。
（3）表示反應在什么條件下進行。
（4）表示反應物，生成物各物質間的質量比。
化學方程式是化學反應簡明的表達形式。它從“質”和“量”兩個方面表達了化學反應的意義。
（1）“質”的含義：表示什么物質參加了反應，生成了什么物質，以及反應是在什么條件下進行的。
（2）“量”的含義：從宏觀看，表示了各反應物、生成物間的質量比。如果反應物都是氣體，還能表示它們在反應時的體積比。從微觀看，如果各反應物、生成物都是由分子構成的，那么化學方程式還表示各反應物、生成物間的分子個數(shù)比。
3.化學方程式的三種讀法
化學方程式能客觀地反映出化學反應中“質”和“量”的變化及關系。所以化學方程式的讀法不同于數(shù)學方程式。化學方程式中的“+”號應讀成“和”，不能讀成“加”；反應物和生成物中間的“=”號，應讀成“生成”，不能讀成“等于”。
每個方程式都有三種讀法，現(xiàn)以2H2O2H2↑+O2↑為例說明。
（1）物質讀法
上式讀作“水在通電的條件下，分解生成氫氣和氧氣”，這種讀法說明了化學反應中物質的變化。
（2）粒子讀法
上式讀作“在通電條件下，每2個水分子分解生成2個氫分子和1個氧分子”。這種讀法揭示了化學反應中結構粒子的變化，并反映出粒子個數(shù)的比例關系。
（3）數(shù)量讀法
上式讀作“通電時，36份質量的水分解生成4份質量的氫氣和32份質量的氧氣”，這種讀法表明了化學反應中物質的數(shù)量關系。
（三）、常見的化學方程式配平的八種方法
1、最小公倍數(shù)法
具體步驟：（1）求出每一種原子在反應前后的最小公倍數(shù)；（2）使該原子在反應前后都為所求出的最小公倍數(shù)；（3）一般先從氧原子入手，再配平其他原子。
例： 配平Al + Fe3O4 → Fe + Al2O3
第一步：配平氧原子 Al + 3Fe3O4 → Fe + 4Al2O3
第二步：配平鐵和鋁原子 8Al + 3Fe3O4 → 9Fe + 4Al2O3
第三步：配平的化學方程式：8Al + 3Fe3O4 高溫9Fe + 4Al2O3
2、觀察法
具體步驟：（1）從化學式較復雜的一種生成物推求有關反應物化學式的化學計量數(shù)和這一生成物的化學計量數(shù)；（2）根據(jù)求得的化學式的化學計量數(shù)，再找出其它化學式的計量數(shù)，這樣即可配平。
例如：Fe2O3 + CO——Fe + CO2，觀察：
所以，1個Fe2O3應將3個“O”分別給3個CO，使其轉變?yōu)?個CO2。
即，F(xiàn)e2O3 + 3CO——Fe + 3CO2
再觀察上式：左邊有2個Fe（Fe2O3），所以右邊Fe的系數(shù)應為2。即
Fe2O3 + 3CO——2Fe + 3CO2
這樣就得到配平的化學方程式了，注意將“—”線變成“=”號。即Fe2O3 + 3CO高溫2Fe + 3CO2
3、奇數(shù)配偶法
適用條件：方程式中所配元素的原子個數(shù)的奇數(shù)只出現(xiàn)一次。
具體步驟：（1）找出在化學反應中出現(xiàn)次數(shù)最多的元素；（2）從原子數(shù)為單數(shù)的元素入手（一般為氧元素）。即乘2；（3）由已推求出的化學計量數(shù)決定其它化學式的化學計量數(shù)。
例：配平FeS2 + O2 → Fe2O3 + SO2
第一步：在Fe2O3前乘2 FeS2 + O2 → 2Fe2O3 + SO2
第二步：配平鐵原子 4FeS2 + O2 → 2Fe2O3 + SO2
第三步：配平硫原子 4FeS2 + O2 → 2Fe2O3 + 8SO2
第四步：配平氧原子。配平后的化學方程式為：4FeS2 + 11O2高溫2Fe2O3 + 8SO2
4、定一法
適用條件：如大多數(shù)碳氫化合物或含碳氫氧的化合物與氧氣的反應，以及某些分解反應。
例：配平：
解析：先設定的系數(shù)為1，再確定CO2的系數(shù)為2，H2O的系數(shù)為3。方程式右邊氧原子總數(shù)為7，中有一個氧原子，可確定O2的系數(shù)為3。
配得結果為
5、分數(shù)配平法
此方法能配平有單質參加反應或有單質生成的化學反應。
具體步驟：（1）先配平化合物中各元素的原子；（2）用分數(shù)配平單質元素的原子；（3）去分母，使配平后的化學計量數(shù)為整數(shù)。
例：配平C2H2 + O2 → CO2 + H2O
第一步：配平化合物中的碳原子和氫原子 C2H2 + O2 → 2CO2 + H2O
第二：利用分數(shù)配平氧原子 C2H2 + 5/2O2 → 2CO2 + H2O
第三步：去分母，即全部乘2。得配平的化學方程式： 2C2H2 + 5O2 點燃4CO2 + 2H2O
6、代數(shù)法（又叫待定系數(shù)法）
適用條件：反應物或生成物種類較多，配平不知從何下手的比較復雜的反應。
例：配平：
解析：可先假設和前的配平系數(shù)分別為x和y，再由此配平和。即得
+
①（假設） ①（假設） ②（Mn守恒） ③（O守恒）
由K元素守恒（即等式兩邊K原子數(shù)應相等）可得：。所以，當時，則。再代入上述待定系數(shù)的反應方程式，即可得配平結果為：
7、0價配平法（高中化學中常用）
對分子中含有難以確定元素化合價的物質，可選其為配平標準，并設該分子中各元素的化合價都為0(或在滿足化合物內各元素化合價代數(shù)和為0的前提下設為其他數(shù)值)，對配平結果無影響：
將紅磷放在稀硝酸中加熱，發(fā)生如下反應，所列方程式中還缺少一種反應物(或生成物，只添其一)，請完成下列化學方程式：______P＋______HNO3＋__ ________H3PO4＋______NO↑
根據(jù)題意分析可知未知物質的為水。然后分析化合價變化：
P＋HNO3＋H2OH3PO4＋NO↑
分析化合價變化，確立電子得失守恒關系。
5×3
3×5
確定有關物質的化學計量數(shù)。
3P＋5HNO3＋__ H2O3H3PO4＋5NO↑
然后確定出水前面的化學計量數(shù)。
3P＋5HNO3＋2H2O3H3PO4＋5NO↑
8、萬能配平法
___PbN6＋___Cr(MnO4)2___Cr2O3＋___MnO2＋___Pb3O4＋___NO↑
先設出化學方程式中某些物質的化學計量數(shù)，一般是方程式一邊的化學計量數(shù)，即反應物(或生成物)的化學計量數(shù)，通常用1，x，y，z等數(shù)字和字母表示，然后根據(jù)原子個數(shù)守恒可求出x，y，z等未知數(shù)，這種方法幾乎對所有化學方程式都是適合的，所以叫做萬能配平法。
①1 PbN6＋x Cr(MnO4)2______Cr2O3＋______MnO2＋______Pb3O3＋______NO↑
②先根據(jù)Cr、Mn、Pb、N原子個數(shù)守恒，得出生成物的暫定計量數(shù)：
PbN6＋x Cr(MnO4)2x/2 Cr2O3＋2x MnO2＋1/3 Pb3O4＋6 NO↑
6 PbN6＋6x Cr(MnO4)23x Cr2O3＋12x MnO2＋2 Pb3O4＋36 NO↑
再根據(jù)O原子守恒得到下列等式，并求出x：
48x=9x＋24x＋8＋36
x=44/15
③15 PbN6＋44 Cr(MnO4)2====22 Cr2O3＋88 MnO2＋5 Pb3O4＋90 NO↑
答案：15 44 22 88 5 90
二、查漏補缺，自我檢測
1．下列有關對質量守恒定律的理解，正確的是（　　）
A．將5g鐵和5g銅混合加熱后，物質的總質量為10g，遵循質量守恒定律
B．化學反應前后分子的總數(shù)一定不會發(fā)生變化
C．5g硫和5g氧氣完全反應后，生成物質量為10g
D．鎂條燃燒后質量增加，不遵循質量守恒定律
2．化學反應前后，一定沒有變化的是（　　）
A．物質的種類 B．物質的狀態(tài) C．分子的種類和數(shù)目 D．原子的種類和數(shù)目
3．★★下列事實能用質量守恒定律解釋的是（　?。?br/>A．一定量的銅絲在空氣中灼燒后，質量變大
B．10gNaCl溶解在90g水中，形成100gNaCl溶液
C．化學反應中常伴隨能量變化，有的放熱，有的吸熱
D．100mL酒精與100mL水混合后，溶液體積小于200mL
4．硝酸是一種具有強氧化性的酸，它不僅能與活潑金屬發(fā)生反應，也能與許多不活潑金屬發(fā)生反應．其中金屬銅與稀硝酸反應的化學方程式為3Cu+8HNO3（?。?3Cu（NO3）2+2X↑+4H2O，則X的化學式為（　　）
A．NO2 B．NO C．N2O D．N2O4
5．蠟燭（足量）在如圖1密閉裝置內燃燒至熄滅，用儀器測出這一過程中瓶內氧氣含量的變化如圖2所示。下列判斷正確的是（　?。?br/>A．蠟燭燃燒前裝置內只有氧氣 　 B．氧氣濃度小于一定值時，蠟燭無法燃燒
C．過程中裝置內物質總質量不斷減少 　 D．蠟燭熄滅后瓶內只剩二氧化碳氣體
6．高鐵酸鉀（K2FeO4）是一種新型、高效的多功能水處理劑，受熱時發(fā)生如下反應4K2FeO4aR+4K2O+3O2↑，則a、R分別是（　?。?br/>A．4FeO B．2Fe2O3 C．3Fe2O3 D．1Fe3O4
[2018·衢州·10]小柯做了一個趣味實驗:他先將雞蛋殼碾碎裝入氣球，再把氣球套在盛有白醋的錐形瓶底口，然后把氣球中的蛋殼加入錐形瓶中(裝置的氣密性良好),實驗過程如圖。下列對該實驗的分析正確的是（　?。?br/>A．不能驗證質量守恒定律，因為氣球受到浮力
B．冷卻至室溫時，瓶內氣體分子間空隙變大
C．反應沒有氣體生成
D．反應沒有熱量放出
8．圖中“﹣氧原子”，“﹣氫原子”，“﹣碳原子”。根據(jù)微觀粒子反應圖示，下列結論不正確的是（　?。?br/>A．物質X是由碳元素和氧元素組成 B．X物質中碳、氧元素的質量比是3：8
C．每個X分子由1個碳原子和2個氧原子構成 D．物質X的相對分子質量是44g
9．根據(jù)質量守恒定律可知，堿式碳酸銅〔Cu2（OH）2CO3〕受熱分解，不可能得到的物質是（　　）
A．CuO B． H2O C． CO2 D．HCl
10．如圖為某一反應的微觀示意圖，下列說法錯誤的是（　?。?br/>A．X是有機物，Z、W是無機物
B．X物質中碳元素的質量分數(shù)為75.0%
C．該反應的化學方程式：CH4+O2CO2+H2O　
D．點燃X前，要先檢驗其純度，以防止爆炸
11．★以下應用守恒思想解決相關問題，推論正確的是（　?。?br/>A．14 g碳與32g氧氣反應，根據(jù)質量守恒推出生成的二氧化碳的質量為46g
B．聚乙烯燃燒生成二氧化碳和水，根據(jù)元素守恒推出聚乙烯由碳、氫、氧元素組成
C．50 mL36%的鹽酸用50 mL水稀釋，根據(jù)溶質守恒推出稀鹽酸的溶質質量分數(shù)為l8%
D．水電解生成H2和O2的分子數(shù)比為2：l，根據(jù)原子守恒推出水分子中H、O原子數(shù)比為2：1
12．據(jù)報道，美國宇航局的專家發(fā)明了“月球制氧機”，這種“月球制氧機”利用聚焦太陽能產生的高溫使月球土壤發(fā)生化學反應制取氧氣，據(jù)此可推測月球土壤中一定含有（　?。?br/>A．氧元素 B．氧氣 C．水 D．氯酸鉀
13．★我國科學家在研究人造金剛石方面有重大突破，發(fā)現(xiàn)某些物質在高強度電場中、有催化劑的條件下，可轉化成金剛石。下列物質在上述條件下可轉化成金剛石的是（　?。?br/>A．氯化鉀 B．甲烷 C．氮氣 D．硫酸鋅
14．★下列說法中正確的是（ ）
A．煤燃燒后剩余的煤渣比較輕，因此不符合質量守恒定律
B．蠟燭燃燒生成的氣態(tài)物質的質量之和等于蠟燭減少的質量與消耗的氧氣的質量之和
C．10g的水全部蒸發(fā)后生成10g的水蒸氣，因此符合質量守恒定律
D．只要做一個“白磷燃燒前后質量的測定”的實驗就能得出質量守恒定律
15．如圖是“尾氣催化轉換器”將汽車尾氣中有毒氣體轉變?yōu)闊o毒氣體的微觀示意圖，其中不同的圓球代表不同原子。下列說法正確的是（　　）
A．反應前后分子種類和數(shù)目均不變
B．參加反應的兩種分子的個數(shù)比為2∶3
C．生成物全部是化合物
D．原子在化學變化中是不可分的
16．[2018·金華麗水·8]“丹砂燒之成水銀”中的“丹砂”指的是硫化汞。該反應的微觀示意圖如下，有關說法正確的是（ ）
A．“●”代表非金屬單質汞 B．此反應遵循質量守恒定律
C．反應前后原子的種類發(fā)生改變 D．反應前后各元素的化合價都不變
17．[2017·衢州·13]質量守恒定律是自然界基本的規(guī)律之一。下列裝置及實驗（天平未畫出）能用來驗證質量守恒定律的是（　　）
A．B．C．D．
18．配平下列化學反應方程式：
（1）Al + O2—— Al2O3 （2）Al + H2SO4 —— Al2（SO4）3 + H2
（3）CO + Fe2O3 —— Fe + CO2 （4）C + Fe2O3—— Fe + CO2
（5）FeS2 + O2 —— Fe2O3 + SO2 （6）C2H2 + O2—— CO2+ H2O
（7）Cl2 + Ca（OH）2 —— CaCl2 + Ca（ClO）2 + H2O
（8）C6H6 + O2 —— CO2 + H2O
（9）CXHY+ O2—— CO2+ H2O
19.[2017·臺州·21]甲烷是一種無色、無味、密度比空氣小、難溶于水的氣體。請閱讀有關甲烷材料，完成下列各題：
（1）今年5月18日新聞聯(lián)播報道：我國在南海成功完成了“可燃冰”試驗開采工作?？扇急饕煞质羌淄?，學名叫“天然氣水合物”,是一種高效清潔、儲量巨大的新能源。甲烷作為燃料是因為它具有 性。
（2）一定條件下，氫氣與溶解在水中的二氧化碳結合生成甲烷和水，這一化學反應被稱作“產甲烷作用”。請寫出“產甲烷作用”的化學方程式： 。
（3）實驗室用加熱無水醋酸鈉與堿石灰固體混合物來制取并收集一瓶較為純凈的甲烷氣體，則應選用圖中的 裝置 (填字母)。
20．★某實驗小組的同學用下圖三個裝置驗證質量守恒定律，其中，不能達到實驗目的是 （填字母），理由是 。A中的實驗現(xiàn)象是 。
21．[2017·紹興·30]尿素[CO（NH2）2]在工農業(yè)生產中應用廣泛。
（1）尿素溶液能除去工業(yè)廢氣Cl2， 化學方程式為：CO(NH2)2+H2O+3Cl2=N2+CO2+6X，則X的化學式是________。
（2）尿素是目前使用量較大的一種________（選填“氦”、“磷”或“鉀”）肥，適用于各種植物。某水田施加7.2千克尿素，其中含氦元素________千克？
22．[2018·溫州·21]人類發(fā)現(xiàn)二氧化碳經歷了多個世紀，下列是其過程中的部分資料。
資料一：1630年，海爾蒙特發(fā)現(xiàn)在一些洞穴處，有一種能使燃著的蠟燭熄滅的氣體，后來被證實是CO2。
資料二：1754年，布萊克將石灰石鍛燒首次制得CO2，并完成了如下所示的物質轉化研究。
資料三：1766年，卡文迪許通過實驗測得，室溫下1體積水大約能溶解解1體積二氧化碳氣體。
（1）根據(jù)海爾蒙特的發(fā)現(xiàn)，可推測二氧化碳的化學性質：_____________
（2）寫出布萊克實驗中反應③的化學方程式：_______________________
（3）如圖，在室溫下將容積為200毫升的廣口瓶注滿蒸餾水，通過導管緩慢通入300毫升CO2。如果卡文迪許的結論是正確的，則在量筒中收集到的水約為_______毫升。
23. [2016·臺州·36]同學們利用如圖所示的裝置,對質量守恒定律進行了探究。 實驗結束后,老師另外提出了幾個問題,請你一起參與思考。
（1）圖甲裝置內物質充分反應后,冷卻至室溫，氣球仍脹大的是 (選填“A”、“B”或“A和B”)。
（2）若圖乙裝置內 Na2CO3 溶液的質量為5克，滴入試管的稀鹽酸質量也是5克，裝置內物質充分反應后,發(fā)現(xiàn) NaOH 濃溶液質量增加0.22克,試管中滴入紫色石蕊試液變紅。
根據(jù)上述已知條件,通過分析可以確定的是 (選填序號)。
①原稀鹽酸的溶質質量分數(shù)；
②原Na2CO3溶液的溶質質量分數(shù)；
③原NaOH 溶液的溶質質量分數(shù)；
④反應后試管中 NaCl的溶質質量分數(shù)請你選擇所填的其中一項,通過計算確定其溶質質量分數(shù)是多少?
參考答案
1．C
2．D
3．A
4．B
5．B
6．B
7．A
8．D
9．D
10．C
11．D
12．A
13．B
14．B
15．C
16．B
17．A
18．（1）2Al +3 O2點燃2Al2O3 （2）2Al + 3H2SO4==2Al2（SO4）3 + 3H2
（3）3CO + Fe2O3 ==2Fe +CO2 （4）3C +2Fe2O3==4Fe + 3CO2
（5）4FeS2 +11O2 == 2Fe2O3 + 8SO2 （6）2C2H2 + 5O2===4CO2+ 2H2O
（7）Cl2 +2Ca（OH）2==1CaCl2 + 1Ca（ClO）2 +2H2O
（8）2C6H6 +15O2==12CO2 +6H2O
（9）4CXHY+(4x+y)O2==4xCO2+2yH2O
19.（1）可燃；（2）4H2+CO2 一定條件CH4+2H2O；（3）A、C
20．B；生成的氣體逸出或沒有在密閉容器中進行反應；氣球體積變小；
21．（1）HCl；（2）氮；3.36
22．（1）不燃燒也不支持燃燒；（2）Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O；（3）100
23. (1) B ；(2)②④ (答對一個給1分,有錯不給分)
解一:計算原 Na2CO3溶液的質量分數(shù)
增加的質量為生成CO2的質量0.22克
設原Na2CO3溶液的溶質質量為x
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
106 44
x 0.22克
106/44= x/0.22克 x=0.53克
碳酸鈉溶液的質量分數(shù)=0.53克/5克×100%=10.6%
答:略
解二:計算反應后 NaCl的溶質質量分數(shù)
增加的質量為生成CO2的質量0.22克
設生成 NaCl的質量為y
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
117 44
y 0.22克
117/44= y/ 0.22克 y=0.585克
NaCl的溶質質量分數(shù)=0.585克/（5克+5克-0.22克）×100%≈5.98%(或6%)
答:略

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