1、第第 10 讲讲 化学反应的应用化学反应的应用 课标要求 考试内容 【课程内容】 1.通过实验认识质量守恒定律，并能用 它来解释常见的现象。 2.知道化学方程式表示的意义 【活动建议】 探究化学反应中的质量守恒。 1.质量守恒定律 (1)描述质量守恒定律。 (2)会从分子、原子的角度解释质量守恒定律。 (3)用质量守恒定律分析、解释常见的现象。 2.化学方程式 (1)说出化学方程式表示的意义。 (2)正确书写常见的化学反应方程式。 一、质量守恒定律 1定义 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理解 (1)宏观：反应前后组成物质的元素种类和元素质量均
2、不变。 (2)微观：从原子、分子角度来看，化学反应过程(实质)就是反应物分子分裂成原子，原子 重新组合成生成物分子的过程。化学反应前后原子的种类、数目和质量并没有改变，所以化学 反应前后物质的质量总和必然相等。 3应用 (1)解释质量“变化”的现象：木炭燃烧后质量变轻，是因为生成的二氧化碳气体逸散到 空气中去；金属生锈质量变大，是因为金属与空气中的氧气反应，则生成物的质量比金属大。 诸如此类的反应都能用质量守恒定律来解释。 (2)推测物质组成：如某气体和氧气反应生成二氧化碳和水，根据元素守恒，可知该气体 中一定含有碳元素和氢元素。 (3)进行定量计算：如计算反应物或生成物的质量、相对原子质量推
3、算等。 (4)根据原子守恒，推断化学反应中的化学式。 4疑难点 (1)质量守恒定律只适用于化学变化而不适用于物理变化。如 1 克水加热后变成 1 克水蒸 气，这一变化前后虽然质量相等，但不能说这一变化遵循质量守恒定律。 (2)强调“参加化学反应的”各物质质量总和，这里不是各物质质量简单相加，而是指已 参加反应的那一部分质量，不包括没有参加反应的(反应剩余的)那部分质量。如 2 克氢气在 8 克氧气中完全燃烧，由于 1 克氢气多余，生成水的质量为 9 克。 二、 化学方程式 1化学方程式表示的意义 (1)质的方面：表示什么物质参加反应，结果生成了什么物质；也表示反应物在什么条件 下进行反应。例如
4、：CO2= 点燃 CO2，反应物是碳和氧气，生成物是二氧化碳，反应条件是点 燃。 (2)量的方面：表示反应物、生成物各物质之间的质量比，各物质的质量比相对分子质 量与化学计量数的乘积比；还表示各物质间分子或原子微粒个数比，即化学式前的化学计量数 比。 例如： CO2= 点燃 CO2， 反应物、 生成物之间的质量比 m(C)m(O2)m(CO2)123244； 反应物、生成物之间的微粒个数比为 111。 2化学方程式的书写 (1)遵循的原则：以客观事实为依据写出反应物和生成物；要遵循质量守恒定律，通过配 平使式子左右两边各原子的种类和数目相等；说明反应条件和生成物的状态。 (2)步骤：第一步“写
5、”，在化学方程式两边写出反应物和生成物，中间用短线连接。第 二步“配”， 在左右两边化学式前配上适当的化学计量数，使式子两边每一种元素的原子总数 相等，配平后把短线改成等号。第三步“注”，注明反应条件，通常写在等号的上方。第四步 “标”，如果反应物中没有气体，而生成物中有气体产生，那么在气体的化学式后加“”； 如果是在溶液中发生的反应，反应物中无固体，而生成物中有固体，那么在固体后加“” ， “”和“”只是对生成物而言，不能标在反应物中。第五步“查” ，检查化学式是否正确， 化学方程式是否配平，条件和生成物状态是否标注，标注是否恰当。 3化学方程式的配平方法 因为初中出现的化学方程式相对比较简
6、单，大多可用分析观察法就可配平。当配平遇到困 难时，可以尝试用一下别的配平方法。 (1)最小公倍数法：首先找出其中出现次数较多且原子个数相差较大的原子作为配平起点， 求出两边原子个数的最小公倍数，再由最小公倍数确定相关化学式的化学计量数，配平化学方 程式。如磷在氧气中燃烧的化学方程式配平： PO2P2O5 P5O22P2O5 4P5O2= 点燃 2P2O5 (2)奇数配偶法：首先选出反应式两边原子个数一奇一偶的元素作为配平的起点，若有几 种元素在反应式两边同时出现奇偶数时，从出现次数最多的那种元素开始，将奇数配成偶数。 然后， 以该化学式和所配化学计量数为依据， 找出其他化学式的化学计量数，
7、配平化学方程式。 如以下化学方程式的配平： FeS2O2Fe2O3SO2 FeS2O22Fe2O3SO2 4FeS2O22Fe2O38SO2 4FeS211O2= 高温 2Fe2O38SO2 1. 小金进行如图所示实验来验证质量守恒定律。在实验中用电子天平和量筒准确测量出 表中 m1、m2、m3、m4和 V。(实验中操作正确，O2的密度为 g/cm3) 实验序号 1 2 m1(MnO2)/g m2(KClO3)/g m3(试管)/g m4(试管加热后剩余固体)/g 量筒内收集气体的体积 V/cm3 (1)装置中试管口略向下倾斜的原因是_防止冷凝水倒流引起试管炸裂_。 (2)根据质量守恒定律，m
8、1、m2、m3、m4、V 和 之间存在的等量关系为_m1m2m3 m4V_。 (3)每次实验结束后，小金在拆卸装置时总能闻到刺激性气味。他将加热后剩余固体中的 MnO2分离并测量其质量，发现总小于加热前 MnO2的质量。查阅资料后发现，一般认为加热 KClO3和 MnO2混合物的反应过程如下： 第 1 步：2MnO22KClO3 = 2KMnO4Cl2O2 第 2 步：2KMnO4 = K2MnO4MnO2 O2 第 3 步：K2MnO4 Cl2 = 2KCl MnO2 O2 写出加热后剩余固体中 MnO2质量小于加热前 MnO2质量的原因：_部分 Cl2散失，未参 加后续反应，导致部分锰元素
9、以 K2MnO4或 KMnO4形式存在，故剩余固体中 MnO2质量小于 加热前 MnO2质量(合理即可)_。 【试题解析】 从教材中所学知识可知，KClO3和 MnO2混合共热产生氧气，使得试管中 的固体物质质量减小。根据质量守恒定律及密度计算公式便能推导出 m1、m2、m3、m4、V 和 之间应存在的等量关系。结合题给信息可知实际两者间的反应比较复杂，MnO2参与反应并得 到多种中间产物，包括 Cl2。拆卸装置时总能闻到刺激性气味，说明有少量 Cl2扩散到空气中， 从而影响到了第 3 步反应的进行。 【命题意图】 科学探究实验题作为一种题型而不是一个知识点，侧重对实验方法、科学 思维的考查。
10、实验室制取氧气通常往往只考查实验操作、实验现象，要求也较低。本题改用量 筒收集氧气，对实验的分析也由定性上升为定量，能力的要求上升了一个层次。第(3)题中出 现了异常实验现象，这需要学生对本实验有重新的认识，需要认真阅读和分析题中所给信息， 在头脑中进行加工处理，这就要求学生具有良好的综合分析和应用拓展能力。 2. 天然气不仅可以作燃料，而且是一种重要的化工原料。 (1)天然气重整可以得到合成气，其反应的微观示意图如下： 写出上述反应的化学方程式：_CH4_H2O= 高温 CO_3H2_。 (2)用不同催化剂可使合成气合成不同的物质。下列物质仅以合成气为原料不可能得到的 是_C_(填序号)。
11、A甲醛(CH2O) B甲醇(CH3OH) C尿素CO(NH2)2 【试题解析】 (1)根据质量守恒定律可知，甲烷和高温水蒸气反应生成 CO 和 H2，反应的 化学方程式为 CH4 H2O= 高温 CO 3H2。 (2)化学反应前后元素的种类不变，因此不可能 得到的物质是尿素。 【命题意图】 本题以天然气相关化学反应的微观模型为载体，考查质量守恒定律，包括 微观角度的原子种类和个数守恒、宏观角度的元素种类守恒，对学生的模型识读和转化能力有 一定的要求。 3. 铜锈主要成分是 Cu2(OH)2CO3， 加热分解的化学方程式为 Cu2(OH)2CO3= 2XH2O CO2，其中 X 的化学式是( B
12、 ) ACu BCuO CCu(OH)2 DCuCO3 【试题解析】 由 Cu2(OH)2CO3= 2XH2OCO2可知，反应前后氢原子都是 2 个， 碳原子都是 1 个，反应前铜原子是 2 个，反应后应该是 2 个，包含在 2X 中，反应前氧原子是 5 个，反应后应该是 5 个，其中 2 个包含在 2X 中，因此 X 的化学式是 CuO。 【命题意图】 本题以铜锈的分解为情境，要求能够根据化学变化前后原子种类和个数守 恒书写生成物的化学式，对质量守恒定律的微观理解和运用能力进行考查。 4 将一定质量的 a、 b、 c、 d 四种物质放入一密闭容器中， 在一定条件下反应一段时间后， 测得反应后
13、各物质的质量如下。下列说法错误的是( B ) 物 质 a b c d 反应前质量/g 6.40 3.20 4.00 0.50 反应后质量/g 待测 2.56 7.20 0.50 A.a 和 b 是反应物，d 可能是催化剂 B反应后 a 物质的质量为 4.64g Cc 物质中元素的种类一定和 a、b 两种物质中元素的种类相同 D若物质 a 与物质 b 的相对分子质量之比为 21，则反应中 a 与 b 的化学计量数之比为 21 【试题解析】 根据表中数据可知，b 的质量减少了 0.64g，c 的质量增加 3.20g，而 d 的质 量没有变化，则 d 可能是催化剂。所有根据质量守恒定律可知 a 的质量应该减少，减少的质量 是 3.20g0.64g2.56g，所以反应后 a 的质量是 6.40g2.56g3.84g，选项 B 不正确。根据 以上分析可知，a，b 是反应物，c 是生成物，所以选项 C 正确。若物质 a 与物质 b 的相对分子 质量之比为 21，则二者的物质的量之比是(2.56/2)0.6421，D 正确，所以答案选 B。 【命题意图】 本题以密闭容器中发生化学反应前后各物质质量的变化为载体，要求学生 能够运用质量守恒定律对数据进行分析，判断反应物和生成物，及参加反应的各物质质量；同 时运用已知条件，对反应进行微观的辨析。