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2014中考化学复习 第9讲 质量守恒定律及化学方程式


化学
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第五单元 定量研究化学反应

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第9讲 质量守恒定律及化学方程式

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考点一质量守恒定律 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。 2.实质 在化学反应中, 反应前后原子的种类没有改变, 数目没有增减, 原子的质量也没有改变, 因此化学反应前后质量必然守恒。 3.使用范围 (1)质量守恒定律只适用于化学变化,不适用于物理变化。 (2)质量守恒定律指“质量”守恒,不包括其他方面的守恒,如体积等。 (3) 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( 填“能”或“不能”) 计入“总和”中。 4.验证实验注意事项 当有气体参加反应或反应有气体生成时, 该反应必须在密闭容器内进行才能验证质量守 恒定律。

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5.应用 (1)解释反应前后物质的质量变化及用质量差确定某一物质的质量。 (2)推断反应物或生成物的化学式。 (3)确定物质的组成元素。 (4)进行各物质间量的计算。

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考点二化学方程式的书写与含义 1.书写原则 (1)要以客观事实为基础。 (2)要遵守质量守恒定律。 2.书写步骤 (1)将反应物的化学式写在左边,将生成物的化学式写在右边,中间用短线连接,并在 短线上方注明反应条件。 (2)在化学式的前边配上适当的数字使短线两边各原子的种类和数量都相等。体现出质 量守恒定律,然后将短线改为等号。 (3)若反应中有气体或沉淀生成,应该在该化学式右边注明“↑”或“↓”;如果反应 物也有气体或不溶性固体,则无须注明。 (4)检查化学式是否正确,是否配平,生成物是否标注气体和沉淀符号。

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3.表示的意义 (1)“质的意义”:表示反应物、生成物、反应条件。 (2)“量的意义”:表示反应物与生成物各物质之间的质量比。 (3)微观意义:表示反应前与反应后各物质的粒子个数比。 (4)体现出质量守恒定律。

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例1(2012· 宜宾)一定条件下,下列物质在密闭容器内反应一段时间,测得反应前后 各物质的质量如下: 物质
反应前质量/g 反应后质量/g

X
10 a

Y
2.2 4.4

Z
16.2 8.1 )

W
0.9 1.8

根据上表信息判断,下列说法中不正确的是(

A.X、Z是反应物,Y、W是生成物
B.a=15 C.反应中Y、W两种物质变化的质量比为22∶9 D.Z为化合物

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解析:根据质量守恒定律,反应前后物质的总质量不变可知,10 g+2.2 g+16.2 g +0.9 g=a+4.4 g+8.1 g+1.8 g,故a=15 g。根据反应后反应物质量减少,生成物 质量增加可推测反应物为Z,生成物为X、Y、W,故该反应为分解反应,Z为化合 物;反应中Y、W两种物质变化的质量比为(4.4 g-2.2 g)∶(1.8 g-0.9 g)=22∶9。
答案:A 方法总结 根据质量守恒定律首先计算出未知质量,然后根据反应前后质量的变化确定反应物、 生成物,最后顺藤摸瓜逐项验证即可得出正确答案。

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例2(2012· 南充)3.0 g某物质完全燃烧后生成4.4 g CO2和1.8 g H2O。则对该物质相关 判断正确的是( ) A.该物质只含碳、氢元素 B.该物质一定含有碳、氢元素,可能含有氧元素 C.该物质由碳、氢、氧元素组成 D.该物质分子中碳原子和氢原子的个数比为1∶1
解析:由题意可知,该物质中一定含有碳、氢两种元素。则该物质中碳、氢元素的质量 分别与二氧化碳中碳元素、水中氢元素的质量相等。4.4 g CO2 中含有碳元素的质量为:4.4 12 2 g× ×100%=1.2 g,1.8 g H2O 中含有氢元素的质量为:1.8 g× ×100%=0.2 g,生成物 44 18 4.4 g 二氧化碳和 1.8 g H2O 所含碳、氢元素的质量和为 1.2 g+0.2 g=1.4 g,1.4 g<3.0 g。因 此,该物质中含氧元素的质量为:3.0 g-1.4 g=1.6 g,则该物质中一定含有碳、氢、氧三种 元素的质量 元素。 根据化合物中原子的个数= , 则该物质分子中碳原子和氢原子的个数比 相对原子质量 1.2 g 0.2 g 为 ∶ =1∶2 。 12 1

答案:C
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方法总结 根据质量守恒定律,可以初步确定该物质中一定含有的元素,然后再通 过计算求出一定含有元素的质量和,最后与该物质的质量进行对比,从 而确定该物质的组成元素。化合物中原子的个数可根据原子的个数=
元素的质量 进行计算,从而得出答案。 相对原子质量

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例 3 (2012· 怀化)如图是四位同学对某一个化学方程式意义的描述,他们描述的化学方 程式是( )

A.2H2O2=====2H2O+O2↑ B.Na2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2NaOH C.C2H5OH+3O2=====2CO2+3H2O D.2NaOH+H2SO4===Na2SO4+2H2O
点燃

MnO2

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解析:A项反应类型是分解反应,而题目中是复分解反应,故A错;中和反应是酸 和碱反应生成盐和水的反应,B项反应物中没有酸,故B错;C项反应条件是点燃, 题目中要求常温,故C错。
答案:D 方法总结 解答此类试题可运用排除法进行解答即可得到正确答案。

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例 4 (2012· 济南)某化学反应的微观过程如图所示,则下列说法中。正确的是(

)

A.该反应中分子和原子的种类都发生了改变 B.物质丙的化学式是 NH3 C.甲、乙两物质参加反应的质量比为 1∶3 D.图示反应属于分解反应
解析:由图示可知,在此化学变化中分子的种类发生了变化,而原子的种类未变;由图 示可知,该反应的化学方程式为 N2+3H2 ===== 2NH3,因此物质丙的化学式是 NH3,甲、乙 两物质参加反应的质量比为(14×2)∶(3×2)=14∶3;该反应的反应物是两种,生成物是一 种,符合化合反应的特征,不是分解反应。
一定条件

答案:B
方法总结 本题考查了微观模拟图的应用, 完成此题, 可以依据题干提供的模拟反应示意图结合质量守 恒定律书写相关反应的化学方程式。
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1.由质量守恒定律可知,下列各项:①分子种类 ②原子种类 ③分子数目 原子数目 ⑤分子质量 ⑥原子质量。在化学反应前后一定不变的是( ) A.①③⑤ C.全部 答案:B B.②④⑥ D.无法判断



2 . X 物质是一种重要的阻燃剂,工业上用三氧化二锑 (Sb2O3) 为原料按下列反应 Sb2O3+2H2O2===X+2H2O可制取X物质,试确定X的化学式( )

A.Sb2O5
C.HSbO3 答案:A

B.SbO2
D.H3SbO4

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3.关于化学方程式 3Fe+2O2=====Fe3O4,四位同学有如下图所示的四种说法,其中错 误的是( )

点燃

答案:C

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4.下列应用和相应的原理(用化学方程式表示)及基本反应类型均正确的是(
MnO2

)

A.用过氧化氢溶液制氧气 2H2O2=====2H2O+O2↑ 分解反应 B. 用含氢氧化铝的药物中和胃酸 2Al(OH)3+3H2SO4===Al2(SO4)3+6H2O 复分解反应 C.检验 18K 黄金 Cu+AgNO3===Ag+Cu(NO3)2 置换反应 D.高炉炼铁 Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2 氧化反应

答案:A

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5.写出下列反应的化学方程式,并注明基本反应类型: (1)硫在氧气里燃烧:S+O2=====SO2,化合反应。 (2)过氧化氢溶液中加入二氧化锰:2H2O2=====2H2O+O2↑,分解反应。 (3)氢氧化钠溶液中加入稀盐酸:HCl+NaOH===NaCl+H2O,复分解反应。 (4)澄清石灰水和碳酸钠溶液混合: Ca(OH)2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaOH, 复分解反应。 6.配平下列化学方程式: (1)8NH3+3Cl2===1N2+6NH4Cl (2)4FeS2+11O2===2Fe2O3+8SO2 (3)1C3H8+5O2===3CO2+4 H2O (4)4N2O3+9Fe===3Fe3O4+4N2 (5)2Al(OH)3+3H2SO4===1Al2(SO4)3+6H2O
MnO2 点燃

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一、选择题(每小题3分,共36分) 1.(2012· 黄石)在化学反应前后,一定发生变化的是( A.物质状态 C.原子数目 答案:D 2.(2012· 南宁)工业用盐亚硝酸钠(NaNO2)有毒,其外观与食盐极为相似,在隔绝空 气和加强热条件下,亚硝酸钠能分解放出一种红棕色气体,该气体可能是( ) A.N2 C.NO2 答案:C B.CO D.O2 B.物质的总质量 D.分子种类 )

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3.(2012· 山西)氯碱工业的反应原理是电解饱和食盐水。下列物质不可能是氯碱工 业产品的是( )

A.H2
C.Na2CO3 答案:C

B.Cl2
D.NaOH

4.(2012· 重庆)NH4ClO4(高氯酸铵)可用作火箭推进剂,当它发生分解反应时,不可 能生成的物质是( ) A.CO2 C.O2 B.Cl2 D.N2

答案:A

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5.(2012· 广州)AgNO3固体见光或受热易分解,故用棕色试剂瓶保存。AgNO3受热 分解,放出的有刺激性气味的气体可能是( ) A.SO2 C.NH3 B.NO2 D.N2

【解析】本题考查质量守恒定律的应用。根据质量守恒定律,反应前后元素的种类 不变,AgNO3中含有银元素、氮元素和氧元素,所以生成物中不可能含有硫元素、 氢元素;由于氮气无味,所以该气体是二氧化氮。 答案:B

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6.(2012· 北京)下列化学方程式书写正确的是( A.2P+5O2===P2O5 B.2NaOH+H2SO4===Na2SO4+H2O C.CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O D.2Fe+6HCl===2FeCl3+3H2↑

)

【解析】本题考查化学方程式的书写。A中没有配平且未注明反应条件; B中没有 配平;D中生成物是FeCl2而不是FeCl3。 答案:C

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7.(2012· 佛山)3 月 23 日至 25 日,佛山开展了“功勋航天员走进校园”活动,学生们 知道了很多飞船的知识。飞船常利用反应 2Na2 O2 + 2CO2 ===2 “ ”中物质的化学式是( A.CO C.NaOH ) + O2 来提供氧气,则

B.Na2 O D.Na2 CO3

【解析】本题考查质量守恒定律的应用。由化学反应前后元素的种类不变,原子的个数 不变,分析可知“ ”中物质的化学式是 Na2CO3 。

答案:D

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8.根据化学方程式能获得的信息是( A.化学反应的快慢

)

B.反应物和生成物的颜色
C.反应发生所需要的条件 D.各反应物和生成物的质量

【解析】本题考查化学方程式的含义。化学方程式的含义主要有四点:①表示反应 物,②表示生成物,③表示反应条件,④反映各物质间量的关系。在化学方程式中, 反映不出化学反应速率的大小,也看不出反应物和生成物的质量与颜色。
答案:C

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9. (2012· 衡阳)在奥运比赛中, 举重运动员举重前常用白色的“镁粉”搓手, 是因为“镁 粉”质轻,吸水性好,可作防滑剂。“镁粉”的有效成分是碱式碳酸镁,它不可燃,300 ℃ 即分解,其分解的化学方程式是 Mg5 (OH)2 (CO3 )4 =====5MgO+X+4CO2 ↑,则 X 的化学式 是( ) A.O2 B.CO C.Mg(OH)2 D.H2 O


【解析】本题考查质量守恒定律的应用。根据化学反应前后元素的种类不变, 原子个数守恒,可确定一个X分子中含有两个氢原子和一个氧原子。 答案:D

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10.(2012· 衡阳)下列有关化学方程式书写不正确的是( A.用盐酸除铁锈:Fe2 O3 +6HCl===2FeCl3 +3H2 O
点燃

)

B.镁带在空气中燃烧: Mg+O2 =====MgO2 C.验证铁比铜活泼:Fe+CuSO4 ===FeSO4 +Cu D.用熟石灰处理工业生产中含硫酸的废水:Ca(OH)2 +H2 SO4 ===CaSO4 +2H2 O

【解析】 本题考查化学方程式的书写。化学方程式的书写必须遵守两个原 则:一是以客观事实为依据,不能随意编造事实上根本不存在的化学反应; 二是要遵循质量守恒定律,即对化学方程式进行配平。 B 选项中氧化镁 (MgO)的化学式书写错误。 答案:B

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11.(2012· 哈尔滨)下列应用和相应的原理(用化学方程式表示)及基本反应类型均正确的 是( ) A.用过氧化氢溶液制氧气:2H2 O2 =====2H2 O+O2 ↑分解反应 B.用含氢氧化铝的药物中和胃酸:2Al(OH)3 +3H2 SO4 ===Al2 (SO4 )3 +6H2 O 复分解反 应 C.检验 18K 黄金:Cu+ AgNO3 ===Ag+Cu(NO3 )2 置换反应 D.高炉炼铁:Fe2 O3 +3CO===2Fe+3CO2 氧化还原反应
MnO2

【解析】本题考查化学方程式的书写和基本反应类型的判断。B选项中胃酸 的主要成分是盐酸;C选项中化学方程式没有配平;D选项缺少反应的条件。 答案:A

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12.(2012· 河南)一定条件下,下列物质在密闭容器内充分反应,测得反应前后各物质的 质量如下: 纯净物 乙醇 反应前质量/g 2.3 反应后质量/g 0 下列说法正确的是( ) A.反应后 X 的质量为 1.5 g B.X 中一定含有碳元素和氧元素 C.X 中一定含有碳元素和氢元素 D.X 中两种元素的质量比为 1∶1 氧气 4 0 二氧化碳 0 2.2 水 0 2.7 X 0 待测

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【解析】本题考查质量守恒定律的应用。根据质量守恒定律可得:2.3 g+4 g=2.2 g+ 24 2.7 g+待测,待测=1.4 g,A 错误;2.3 g 乙醇中含有碳元素质量为 2.3 g× =1.2 g,含有 46 6 16 氢元素的质量为 2.3 g× =0.3 g, 含有氧元素的质量为 2.3 g× =0.8 g, 生成物中 2.2 g CO2 46 46 12 中含有碳元素的质量为 2.2 g× =0.6 g,故 X 中肯定含有碳元素,其质量为 1.2-0.6=0.6 44 2 g,2.7 g H2 O 中含有氢元素的质量为 2.7 g× =0.3 g,故 X 中肯定不含有氢元素,X 中另一 18 种元素只能为氧元素且质量为 1.4 g-0.6 g=0.8 g。

答案:B

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二、填空题(共 57 分) 13.(9 分)(2012· 天津)写出下列反应的化学方程式: (1)硫在氧气中燃烧:S+O2=====SO2。 (2)锌片浸入硫酸铜溶液中:Zn+CuSO4===ZnSO4+Cu。 (3)过氧化氢溶液中加入少量二氧化锰制取氧气:2H2O2=====2H2O+O2↑。 14.(6 分)(2012· 长沙)(1)氧气是一种用途很广泛的物质,请写出实验室制氧气的一个化 学方程式:2H2O2=====2H2O+O2↑(或 2KClO3===== 2KCl+3O2↑或 2KMnO4=====K2MnO4 △ +MnO2+O2↑)。 (2)用化学方程式解释下列现象:向盛有少量 Na2CO3 溶液的试管里滴入澄清石灰水[溶 质是 Ca(OH)2],有白色沉淀出现:Ca(OH)2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaOH。
MnO2 MnO2 △ MnO2 点燃

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15.(6 分)(2012· 青岛)某同学在敞口容器中做了两个实验:一是氧化汞(HgO)受热分解生 成汞和氧气; 二是铝粉在氧气中燃烧生成固体氧化铝。 他准确称量了反应前后容器及所盛物 质的质量,发现反应前后质量都发生了变化。请填空: (1) 铝粉燃烧生成氧化铝的质量比参加反应的铝粉的质量大 (填“大”、“小”或“不 变”)。 (2)你认为这两个反应是否遵循质量守恒定律?是(填“是”或“否”)。 (3)请写出氧化汞受热分解的化学方程式:2HgO=====2Hg+O2↑。
【解析】本题考查质量守恒定律。(1)铝粉燃烧生成氧化铝,增加了氧元素的质量。(2) 任何化学反应都遵循质量守恒定律。(3)氧化汞分解生成汞和氧气。


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16.(12 分)(2012· 北京)有限的元素可组成种类繁多的物质。依据表中的元素回答下列问 题。 元素名称 氢 碳 氧 氯 钠 铁 H C O Cl Na Fe 元素符号 (1)若某固体单质在完全燃烧和不完全燃烧时,生成不同的气体。该固体单质完全燃烧 时反应的化学方程式为 C+O2=====CO2。 (2)若某可燃性气体由两种元素组成,一定含有的元素是碳,可能含有的元素是氢、氧。 (3)若 X 和 Y 反应生成两种维持人体正常生理活动所必需的物质。向 X 溶液中滴加 2~ 3 滴紫色石蕊溶液, 溶液变蓝, 再滴加 Y 溶液至溶液变红, 此时溶液中的溶质是 NaCl、 HCl。 (4)若某元素的单质 A 及其氧化物 B 均与 D 溶液反应, 分别生成该元素的化合物 E 和 F, 且这种元素在 B 和 F 中的化合价相同。 B 与 D 溶液反应的化学方程式为 6HCl + Fe2O3===2FeCl3+3H2O。 工业上用 F 和 H2 在 300~350 ℃时反应制得 D 和 E,该反应的化学方程式为 2FeCl3+ H2 ===== 2FeCl2+2HCl。
300~350℃ 点燃

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【解析】本题考查物质的性质、化学方程式的书写及分析推理能力。(1)碳不完全燃烧 生成一氧化碳, 完全燃烧生成二氧化碳。 (2)由两种元素组成的可燃性气体可能为 CH4 或 CO, 一定含有的元素为碳,可能含有的元素为氢、氧。(3)X 溶液显碱性,Y 溶液显酸性,结合 题意可知,X 为 NaOH,Y 为 HCl,两者反应生成 NaCl 和 H2O,HCl 过量,因此溶液中的 溶质是 NaCl 和 HCl。(4)由题给信息可知,A 为金属单质 Fe,B 为 Fe2O3,D 为 HCl,E 为 FeCl2,F 为 FeCl3。

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17.(12 分)(2012· 潍坊)“碳捕捉技术”是指通过一定的方法,将工业生产中产生的 CO2 分离出来进行储存和利用的工艺和技术。 (1)最近有科学家提出“绿色自由”构想: 把 CO2 含量高的气体吹入饱和 K2CO3 溶液中, 生成 KHCO3,然后利用 KHCO3 受热易分解的性质,再把 CO2 提取出来,经化学反应使之 变为甲醇(CH3OH)和水。“绿色自由”构想的技术流程如图。

(注:分解池内的反应条件是加热;合成塔内的反应条件为 300 ℃,200 kPa 和催化剂) ①分解池内反应的化学方程式为 2KHCO3=====K2CO3+H2O+CO2↑; ②合成塔内反应的化学方程式为 3H2+CO2
300 ℃,200 kPa △

===== 催化剂

CH3OH+H2O;

③X 溶液可循环利用,溶质是 K2CO3(填写化学式)。

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(2)实验生产中,经常利用 NaOH 溶液来“捕捉”CO2,流程如图(部分条件及物质未标 出)。

①捕捉室内反应的化学方程式为 CO2+2NaOH===Na2CO3+H2O; ②“ 反 应 分 离 ” 发 生 反 应 的 化 学 方 程 式 为 CaO + H2O===Ca(OH)2 , Ca(OH)2 + Na2CO3===CaCO3↓+2NaOH; ③该生产过程中,涉及的物质属于碱的是 Ca(OH)2、NaOH(填写化学式)。

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18.(12 分)(2012· 苏州)富含淀粉的谷物、甘薯等可以酿酒。在酿酒过程中淀粉在酶的作 用下转化为葡萄糖,葡萄糖发酵为酒精。香甜的酒酿就是利用该原理,用酒化酶(俗称酒药) 制作的。家庭一般制作酒酿的简单流程图如下:(注:有机反应化学方程式可用箭头表示) 1 kg糯米 8― ― →― ― → 熟米饭 冲淋解粘 ― ― → ~10小时 (1)配平化学方程式:
冷水浸泡 蒸煮 冷开水 拌入约10 g酒药

― ― → 维持33 ℃左右

装入陶罐密封 保温36小时

― ― →

酒酿

(2)如温度、水分等因素控制不当,易导致乳酸量过多而味偏酸,请完成该反应的化学 方程式:

(3)成熟的酒酿放置时间越长酒味越浓,因为更多的葡萄糖在酒化酶作用下发酵分解为 酒精(C2H5OH)和二氧化碳,写出该反应的化学方程式:C6H12O6― ― →2C2H5OH+2CO2↑。 (4)若用 1 kg 大米酿米酒,假设其中有 0.81 kg 的淀粉全部转化为酒精,则理论上可酿制 含酒精质量分数为 10%的米酒 4.6kg。 [提示:由淀粉转化为酒精的关系式为(C6H10O5)n~2nC2H5OH]
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酒化酶

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【解析】本题考查了质量守恒定律的应用、化学方程式的配平、书写及根据化学方程式 的计算。(1)根据化学反应前后原子个数相同配平。(2)反应物中含有 6 个碳原子,12 个氢原 子,6 个氧原子,又因为生成物前面的化学计量数是 2,所以化学式中含有 3 个碳原子,6 个氢原子,3 个氧原子,所以化学式为 C3H6O3。(3)葡萄糖在酒化酶的作用下发酵分解为酒 精(C2H5OH)和二氧化碳。 (4)设 0.81 kg 的淀粉生成酒精的质量为 x,则: (C6H10O5)n~2nC2H5OH 162n 92n 0.81 kg x 162n 0.81 kg 根据: = ,解得 x=0.46 kg,所以可酿制含酒精质量分数为 10%的米酒质量 92n x 0.46 kg 为 =4.6 kg。 10%

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三、实验题(共 7 分) 19. (7 分)在用白磷(白磷与红磷组成相同, 着火点为 40 ℃)探究质量守恒定律的实验中, 晓涵同学将橡皮塞上的细玻璃管下端放到酒精灯火焰上烧至红热后, 迅速用橡皮塞将锥形瓶 塞紧,并引燃白磷,实验过程如图所示,请回答下列问题。

(1)实验观察到 A、C 中气球的大小不同,用所学知识解释产生此现象的原因是白磷燃 烧消耗氧气,生成固体五氧化二磷(或 4P+5O2=====2P2O5),使锥形瓶中压强小于外界大气 压,在大气压的作用下,C 中气球变小。 (2)将 C 再次放到天平上称量,天平仍然平衡,在此化学反应中,从具体的反应物和生 成物分析天平平衡的原因是参加化学反应(或消耗、反应掉)的白磷的质量和氧气的质量和等 于生成的五氧化二磷的质量。
点燃

【解析】(1)A 中内外气压相等,在 C 中由于白磷燃烧消耗掉锥形瓶中氧气使锥形瓶中 压强减小,在大气压作用下,C 中气球小于 A 中气球。(2)参加化学反应的反应物的质量与 生成物的质量相等,天平平衡。
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