第五单元 化学反应的定量关系

第五单元 化学反应的定量关系，包含质量守恒定律、质量守恒定律的实验验证、利用化学方程式简单计算、化学方程式。

第五单元 化学反应的定量关系

• 质量守恒定律
  • 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。 说明：1、质量守恒定律只适用于化学变化，不适用于物理变化 2、不参加反应及不是生成物的物质质量不能计入“总和”中 3、要考虑有气体物质参加或生成的反应有无遗漏
  • 微观解释：在化学反应前后，原子的种类、数目、质量均保持不变（原子的“三不变”）
  • 化学反应前后的变和不变：
    • 一定不变
      • 宏观：物质的总质量不变，元素的种类不变，元素的质量不变
      • 微观：原子的种类、数目、质量都不变
    • 一定改变
      • 宏观：物质的种类一定改变
      • 微观：分子的种类一定改变
    • 可能改变
      • 宏观：化合价可能改变
      • 微观：分子总数可能改变
• 质量守恒定律的实验验证
  • 实验装置
  • 1、铜粉加热前后质量的测定
    • 实验原理： △ 2Cu+O2 === 2CuO
    • 实验装置
    • 实验现象：红色粉末逐渐变黑，气球先变鼓后变瘪；天平两次示数相等。
    • 实验结论：反应前各物质的总质量=反应后各物质的总质量
    • 实验分析：气球的作用：平衡内外气压；密封 气球变瘪的原因：消耗了锥形瓶内氧气，使瓶内气体压强小于外界气压。
  • 2、铁和硫酸铜反应前后质量的测定
    • 实验原理：Fe+CuSO4 === FeSO4+Cu
    • 实验装置
    • 实验现象：铁丝表面有红色固体物质析出，溶液由蓝色逐渐变成浅绿色，天平两次示数相等。
    • 实验结论：反应前各物质总量=反应后各物质总量
  • 3、碳酸钠与稀盐酸的反应前后质量的测定
    • 实验原理：Na2CO3+2HCl === 2NaCl+H2O+CO2↑
    • 实验装置
      • 子主题
    • 实验现象：固体粉末溶解，产生大量气泡，天平向右倾斜
    • 实验分析：反应生成二氧化碳气体，逸散到空气中去，所以质量变小
  • 4、镁条的燃烧前后质量的测定
    • 实验原理： △ 2Mg+O2 === 2MgO
    • 实验装置
    • 实验现象：镁条剧烈燃烧，产生耀眼白光，生成白色固体，同时还有白烟产生，天平不平衡。
    • 实验分析：氧化镁的质量等于参加反应的镁条和氧气的质量和，导致固体质量变大。 但部分氧化镁以白烟形式逸散，另有一部分氧化镁粘在坩埚钳上，导致固体质量变小。 故实验结果“减小”、“不变”或“增大”都有可能。
  • 5、归纳小结：a、所有的化学反应均遵循质量守恒定律，表面貌似“不守恒”的实验，需要认真加以分析原因 b、有气体参加或气体生成（或烟、雾状物质生成）的反应，验证质量守恒定律时，必须在密闭容器里进行。
• 化学方程式
  • 1、用化学式表示化学反应的式子，叫做化学方程式
    • 点燃 以2H2+O2 === 2H2O为例
  • 2、意义
    • 质的方面：表明反应物、生成物和反应条件
      • 氢气和氧气在点燃的条件下反应生成水
    • 量的方面：宏观 各物质反应时的质量比 微观 各物质间反应时的微粒个数比
      • 宏观：参加反应的氢气、氧气与生成的水的质量比为1：8：9 微观：反应中氢气、氧气与水的分子个数之比为2：1：2
  • 3、根据化学方程式获得的信息
    • 定性角度：反应物和生成物 反应条件 基本反应类型
      • 反应物是氢气和氧气，生成物是水 点燃 化合反应
    • 定量角度：各物质的质量比 各物质的微观粒子个数比 反应前后物质质量总和守恒 反应前后各原子数目守恒
      • 氢气、氧气、水的质量比为4：32：36 氢气、氧气、水的分子个数比为2：1：2 反应前：4+32=36；反应后：36 氢原子个数：反应前4，反应后4；氧原子个数：反应前2，反应后2
  • 4、书写原则
    • 必须以客观事实为基础。
    • 必须遵守质量守恒定律，等号两边各原子的种类和数目必须相等。
  • 5、书写步骤
    • （1）描述反应事实：写出反应物和生成物的化学式，注明化学反应发生的条件
    • （2）配平化学方程式：选取合适的化学计量数，使式子左、右两边各元素原子的种类和数目相等。
    • （3）标注生成物的状态：如果生成物中有气体，且反应物中没有气体，在气体物质的化学式右边要注“↑”号； 对于溶液中的反应，如果生成物中有固体，在固体物质的化学式右边要注“↓”号。
  • 6、化学方程式的配平
    • 最小公倍数
      • 找出两边各出现一次的元素，求最小公倍数，得出分子个数
      • 使该原子数目在反应前后都为所求出的最小公倍数
      • 一般先从氧原子入手，再配平其它原子
    • 观察法
      • 根据求得化学式的化学计量数，再找出其它化学式的相应计量数，这样即可配平。
    • 奇数配偶法
    • 设1法
      • 找出化学式中，原子个数最多的化学式
• 利用化学方程式简单计算
  • 计算依据
    • 1、理论依据：质量守恒定律
    • 2、基本依据：反应中各物质的质量比成正比例关系，等于各物质相对分子质量（或相对原子质量）与其化学式乘积之比
  • 计算步骤及注意事项
    • 以在“实验室使用高锰酸钾制取氧气时，如果加热分解7.9g的高锰酸钾，可以得到氧气的质量是多少？”为例
    • 步骤
      • 设：根据题意设未知量。设可得氧气的质量为x。（写上“质量”二字，且x不加单位）
      • 写：正确书写化学方程式。 △ 2KMnO4 === K2MnO4+MnO2+O2 化学式书写要正确，记得配平！
      • 找：写出相关物质的化学计量数与相对 分子质量的积以及已知量、未知量。 2×(39+55+16×4) 16×2 已知量应为纯净物的质量， 7.9g x 且带单位
      • 列：列出比例式。 2×158/32=7.9g/x。 等式两边化学意义相同
      • 求：求解。 x=0.8g 计算结果要带单位
      • 答：简明作答。 答：可以得到0.8g氧气。