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第五单元　化学反应的定量关系
考点一 质量守恒定律
质量总和
质量总和
原子的种类和数目
质量
化学变化
物理变化
质量总和
种类
分子
化合价
数目
(1)任何变化都遵循质量守恒定律。(　　)
(2)100 g冰融化变成100 g水符合质量守恒定律。(　　)
(3)镁燃烧后生成氧化镁的质量大于镁的质量，所以不符合质量守恒定律。(　　)
(4)化学变化中原子的种类与数目不发生改变。(　　)
(5)探究质量守恒定律时，有气体参加或生成的化学反应应在密闭容器中进行。(　　)
×
×
×
√
√
1．(2024·青海)某化学反应的微观示意图如下(反应条件已省略)，根据图示，下列选项正确的是(　　)
A．反应前后分子总数不变
B．生成物中共有3种单质
C．该反应的反应物是H2O2
D．反应前后原子种类不变
√
√
3．(2021·西宁)某化学反应的反应物和生成物的微观示意图及反应前后的质量如下表所示。下列有关该反应的说法不正确的是(　　)
A．x的值为18
B．反应过程中共涉及三种氧化物
C．反应前后原子的种类、数目均不变
D．反应中甲和乙变化的质量比为1∶4
√
4．(2021·青海)根据以下实验方案，探究“参加化学反应前后各物质的质量总和是否相等”，请将你的思考及实验结果写在短线处。
[猜想假设]猜想1：相等；
猜想2：________。
[实验探究]
不相等
实验方案 方案一 方案二
实验过程 分别将反应物及反应容器放在托盘天平上用砝码平衡
取下烧杯，将铁钉浸入硫酸铜溶液中，观察到的现象是________________________，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色；再将其放回托盘天平，天平的指针相对反应前______(填“向左”“向右”或“不”)偏转 取下烧杯并将其倾斜，使小试管中的盐酸进入烧杯中，充分反应后再放回托盘天平，天平的指针相对反应前________(填“向左”“向右”或“不”)偏转。写出该反应的化学方程式：______________________________________________________
铁钉表面附着一层红色物质
不
向右
Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋
H2O＋CO2↑
[反思评价]你认为猜想________是错误的，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________。
2
反应没在密闭容器中进行，生成的二氧化碳气体逸出，再称量时，质量减少
5．(2025·西宁体育实验中学三模)现将40 g A与足量B混合加热，A与B发生化学反应，反应后生成32 g C和22 g D，则参加反应的B与生成的D的质量比为(　　)
A．20∶7 B．7∶11
C．5∶4 D．16∶11
√
6．(2025·西宁八中三模)一定条件下，在密闭容器中加入反应物和催化剂进行某反应。反应前后各物质的质量如图所示，图中有两处被墨迹遮盖。下列说法正确的是(　　)
A．反应后催化剂的质量为8 g
B．参加反应的氢气的质量为6 g
C．该反应的基本类型为分解反应
D．参加反应的氮气分子和生成的氨分子个数比为4∶1
√
√
解析：由表中数据可知，反应前后甲的质量减少了5.2 g－2.0 g＝3.2 g，故是反应物，参加反应的甲的质量为5.2 g－2.0 g＝3.2 g；同理可以确定乙是反应物，参加反应的乙的质量为2.3 g－1.5 g＝0.8 g；丙的质量不变，可能是该反应的催化剂，也可能是没有参加反应的杂质。由质量守恒定律，丁应是生成物，生成的丁的质量为3.2 g＋0.8 g＝4 g，故X为1.3＋4＝5.3。A.丙的质量不变，可能是该反应的催化剂，也可能是没有参加反应的杂质，错误；B.X为5.3，正确；C.参加反应的甲、乙质量比为3.2 g∶0.8 g＝4∶1，错误；D.该反应的反应物为甲和乙，生成物是丁，符合“多变一”的特征，属于化合反应，丁是化合反应的生成物，是化合物，错误。
8．(2025·西宁虎台中学三模)某反应的微观过程示意图如下。下列说法不正确的是(　　)
A．丙的相对分子质量是32
B．参加反应的甲和乙的分子个数比是1∶1
C．反应前后氢元素的质量不变
D．甲中碳、氧原子个数比是1∶2
√
考点二 化学方程式的书写及计算
概念 用________来表示__________的式子
意义 质 表示________、__________和反应条件
量 宏观 表示反应前后各物质之间的________
微观 表示各物质之间的粒子个数比
化学式
化学反应
反应物
生成物
质量比
书写 原则 一是要以客观事实为基础；二是要遵守质量守恒定律
步骤
书写 常见 错误 ①不符合客观事实，随意臆造化学式或事实上不存在的化学反应；②不遵守质量守恒定律，没有配平或化学计量数不是最简比；③化学式书写错误；④错写或漏写反应条件；⑤错标或漏标“↑”或“↓”
2.常用的配平方法
(1)最小公倍数法
以红磷在氧气中燃烧为例：
第一步：P＋O2——P2O5(写出反应物和生成物的化学式)。
第二步：P＋5O2——2P2O5(按照两侧氧原子个数的最小公倍数配平)。式子左边氧原子数是2，右边氧原子数是5，两数的最小公倍数是________。因此，在O2前面配上________，在P2O5前面配上________。
10
5
2
3．有关化学方程式的计算
(1)计算依据
①根据化学方程式计算的理论依据是______________。
②根据化学方程式计算的基本依据是反应物、生成物的____________________________。
(2)计算步骤及答题模板
基本计算步骤：设、写、找、列、求、答。
质量守恒定律
实际质量比等于相对质量比
以“求6.8 g H2O2分解可以得到氧气的质量”为例：
√
×
×
×
√
√
3．(真题组合)根据题意写出反应的化学方程式。
(1)将氯气(Cl2)通入氢氧化钠溶液中可得到次氯酸钠(NaClO)，同时生成氯化钠和水。写出反应的化学方程式：_________________________________。
(3)硫酸可用于金属表面除锈，请写出稀硫酸和铁锈反应的化学方程式：____________________________________________。
(2)天然气是生活中常用的较清洁燃料，写出其完全燃烧反应的化学方程式：_______________________________。
5．(2024·西宁)将100 g硫酸铜溶液倒入盛有足量铁的烧杯中，充分反应后，生成的红色物质质量为3.2 g，请计算该硫酸铜溶液中溶质的质量分数。
√
解析：根据质量守恒定律，反应前后原子种类、数目均不变，反应前铁、硫、氧原子个数分别为4、8、22，反应后的生成物中除2X外，铁、硫、氧原子个数分别为0、8、16，则2X中含有4个铁原子和6个氧原子，则每个X有2个铁原子和3个氧原子，则物质X的化学式为Fe2O3。
√
√
9．(2025·西宁模拟)将20 g赤铁矿样品加入200 g 14.7%的稀硫酸中(杂质不溶于水，也不与酸反应，杂质中不含铁元素)，恰好完全反应。求样品中氧化铁的质量分数。(写出计算过程)
考点三　 基本反应类型
类型 概念 字母表达式 特点
化合反应 由两种或两种以上物质生成另一种物质的反应 A＋B＋…→C 多变一
分解反应 由______________生成两种或两种以上其他物质的反应 A→B＋C＋… 一变多
一种反应物
类型 概念 字母表达式 特点
置换反应 由一种________和一种________反应生成另一种单质和另一种化合物的反应 A＋BC→B＋AC 单质换单质
复分解 反应 由两种________相互交换成分，生成另外两种化合物的反应 AB＋CD→AD＋CB 成分交换，化合价不变
单质
化合物
化合物
(1)有氧气参加的反应一定是化合反应。(　　)
(2)分解反应的反应物一定是化合物。(　　)
(3)有一种单质和一种化合物生成的反应一定是置换反应。(　　)
(4)置换反应前后，一定存在元素化合价的变化。(　　)
(5)由两种化合物生成另外两种化合物的反应一定是复分解反应。(　　)
×
√
×
√
×
√
√
解析：A.根据化学方程式可知，该反应是多种物质反应生成另一种物质，属于化合反应，不符合题意；B.根据化学方程式可知，该反应是一种物质反应生成多种物质，属于分解反应，不符合题意；C.根据化学方程式可知，该反应是两种化合物反应生成一种单质和一种化合物，不属于基本反应类型，不符合题意；D.根据化学方程式可知，该反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物，属于置换反应，符合题意。
3．(2025·西宁一模)下列概念之间存在如图所示关系的是(　　)
√
选项 A B C D
概念 X 纯净物 氧化反应 碱溶液 中和反应
Y 混合物 化合反应 碱性溶液 分解反应
解析：A.纯净物中只含一种物质，混合物中含有多种物质，两者属于并列关系，该选项不符合题意；B.化合反应是指多种物质生成一种物质的反应，氧化反应是指物质与氧气的反应，有些氧化反应属于化合反应，如铁丝燃烧，也有些氧化反应不属于化合反应，如甲烷燃烧，两者属于交叉关系，该选项符合题意；C.碱溶液一定显碱性，但显碱性的溶液不一定为碱溶液，还有盐溶液，则两者属于包含关系，该选项不符合题意；D.中和反应是指酸和碱反应生成盐和水，分解反应是指一种物质生成多种物质的反应，两者属于并列关系，该选项不符合题意。
4．《周礼》中记载沿海古人“煤饼烧蛎房成灰”，“蛎房”即牡蛎壳，主要成分为碳酸钙，“灰”的主要成分为氧化钙，该过程发生的反应是(　　)
A．化合反应　　　　 B．分解反应
C．置换反应 D．复分解反应
解析：“砺房”即牡蛎壳，主要成分为碳酸钙，“灰”的主要成分为氧化钙，该反应为碳酸钙高温煅烧生成氧化钙和二氧化碳，该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应，故选B。
√
质量守恒定律的验证
实验方案 方案一 方案二 方案三 方案四
实验装置
实验 方案 方案一 方案二 方案三 方案四
实验现象 红色固体逐渐变为黑色，放出热量，气球先膨胀后缩小，反应前后天平示数相等 铁钉表面有一层红色物质析出，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色，最后天平________ 有大量气泡产生，最后天平指针________偏转 镁条剧烈燃烧，发出耀眼白光，放出大量热，有白色固体(白烟)生成。反应前后所称量的物质质量不相等，天平不平衡
平衡
向右
实验方案 方案一 方案二 方案三 方案四
实验分析 可以用于验证质量守恒定律 天平不平衡，不可以用于验证质量守恒定律
实验结论 参加反应的各物质的质量总和________反应后生成的各物质的质量总和
等于
2．实验方案改进
(1)换装置：将方案三的反应放在密闭容器中进行，如将烧杯换成锥形瓶，并在锥形瓶口加一个气球；将方案四的反应放在密闭容器中燃烧，可以用放大镜聚焦点燃镁条，注意容器底部需铺上一层细沙。
(2)换试剂：将方案三中的Na2CO3粉末换成AgNO3溶液。
3．注意事项
(1)验证质量守恒定律的必须是化学反应。
(2)有气体参加或生成的反应，必须在密闭系统中进行。
1．甲、乙两组同学分别设计了质量守恒定律的两个验证实验，如图1、图2所示。请根据图示进行回答(假设甲、乙两组试剂混合前质量均为m前、混合后质量均为m后)。
(1)甲组验证质量守恒定律时发现反应后天平不能平衡，原因是____________________________________________ (用化学方程式表示)。
(2)乙组物质混合前、后质量关系为m前＝m后，乙组同学认为实验成功，甲组同学认为该实验不能验证质量守恒定律，原因是__________________。
(3)甲组同学对其实验装置进行改进，把烧杯换成锥形瓶(如图3，装置气密性良好)，你认为他能否验证质量守恒定律并阐述理由：_______________________________________________________________。
2HCl＋Na2CO3===2NaCl＋H2O＋CO2↑
二者不反应
能；在密闭容器中进行实验，气体没有逸出，天平平衡
(4)乙组同学又设计了通过红磷燃烧前后质量的测定验证质量守恒定律的实验，如图4。用红热玻璃管引燃红磷，实验现象是红磷燃烧，产生________，放出大量热。实验中气球的作用除了使装置密闭之外，还可以防止______________；实验时若取用红磷的量不足，对实验的结果______(填“有”或“没有”)影响。
白烟
瓶塞飞出
没有
(1)第1小组设计图1的实验方案，用电子秤称量，读取加入盐酸前后的质量。反应的化学方程式为_____________________________________，比较读数发现反应前后的质量并不相等，原因是_________________________
__________________________________________。
(2)第2小组设计了图2的实验方案，以解决第1小组遇到的问题。但有同学认为会产生误差，他的理由是气球膨胀后不可忽略________的影响。老师肯定了该同学勇于质疑、精益求精的科学精神。
2HCl＋K2CO3===2KCl＋H2O＋CO2↑
装置未密封，生成的二氧化碳气体逸散到空气中
浮力
(3)第3小组善于创新，设计了图3的实验方案，既达成了本实验目的，还可以测定空气中氧气的含量。
①连接好装置后，打开弹簧夹，推或拉注射器活塞，松开手后活塞回到原位，说明气密性________(填“好”或“不好”)。
②关闭弹簧夹，记录注射器初始读数，用强光引燃白磷，冷却后打开弹簧夹。为保证锥形瓶内氧气完全反应，实验应采取的措施是________________________(任答一点)；实验中需要测定的数据是锥形瓶(含导管)的容积、____________________________________________。
好
加入足量白磷(合理即可)
反应前后注射器活塞所对应的刻度值
√
1．(2024·山西)早在距今约六千年的半坡文化时期，陶制品上便出现了最早的彩绘。彩绘颜料种类多样，有红彩、黑彩和白彩(主要成分是硫酸钙等)，硫酸钙(CaSO4)中，氧元素与钙元素的质量比为(　　)
A．5∶8 B．8∶5
C．5∶6 D．6∶5
√
√
√
解析：A.红磷和氧气反应生成五氧化二磷，虽然消耗氧气但是装置密闭外部空气无法进入，反应前后锥形瓶内物质的质量不变，可用于验证质量守恒定律，正确；B.碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，二氧化碳逸出，烧杯内物质的总质量减少，不能验证质量守恒定律，错误；C.木炭燃烧生成二氧化碳气体，占有消耗氧气的体积，无法形成准确的压强差，无法测得空气中氧气的体积分数，错误；D.测定空气中的氧气含量需要将氧气全部消耗，少量铜丝无法保证消耗完空气中的氧气，错误。
√
√
√
7．(2025·西宁虎台中学三模)在2A＋3B===C＋2D反应中，36 g A与56 g B恰好完全反应生成28 g C和一定量的D，若C的相对分子质量为14，则D的相对分子质量为(　　)
A．32 B．8
C．16 D．64
解析：在2A＋3B===C＋2D反应中，36 g A与56 g B恰好完全反应生成28 g C和一定量的D，由质量守恒定律可知，生成D的质量为36 g＋56 g－28 g＝64 g，设D的相对分子质量为x，
化学
(2)保持醋酸化学性质的最小微粒是___________________________。
(3)新方法反应的化学方程式是_______________________________。
(4)这一新方法的重要意义除了制取醋酸外，还有助于减缓________效应。
CH3COOH(或醋酸分子)
温室
40∶71
(2)若制得40 g Ca，计算参加反应的CaCl2的质量(写出计算过程及结果)。
√
10．(2025·西宁一模)科学家近年来在“甲烷 二氧化碳重整和Ni基催化剂”的研究方面取得重大突破。如图是甲烷与二氧化碳反应的微观示意图，下列说法不正确的是(　　)
A．丙物质是一氧化碳
B．反应前后各元素的化合价均不变
C．参加反应的甲和乙的质量比为4∶11
D．生成物中的两种分子的个数比为1∶1
11．(2025·西宁二中一模)在一定条件下，一密闭容器内发生某反应，测得反应前后各物质质量如下表所示。下列说法不正确的是(　　)
物质 a b c d
反应前的质量/g 40 5 16 15
反应后的质量/g X 5 30 26
√
解析：A.b反应前后质量不变，可能是该反应的催化剂，也可能是没有参加反应的杂质，故A正确；B.根据质量守恒定律可知，X＝40＋5＋16＋15－5－30－26＝15，故B正确；C.反应后a质量减小，是反应物，c、d质量增大，是生成物，该反应是由一种物质生成两种物质，属于分解反应，故C正确；D.参加反应的c与d的质量比＝(30－16) g∶(26－15) g＝14∶11，故D错误。
√
12．[结合饼状图]密闭容器内有甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下充分反应，测得反应前后各物质的质
量分数如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．物质甲是生成物
B．反应后乙物质的质量分数是18%
C．该化学反应中甲、乙两物质的质量比
是14∶3
D．物质丁一定是该反应的催化剂
13．(2024·新疆)我国古代“湿法炼铜”的原理是Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。请根据化学方程式计算，用含40 g硫酸铜的溶液与足量的铁充分反应，理论上能得到铜的质量是多少？
14．(2024·青海)“神舟”飞船内，用盛有LiOH的过滤网吸收航天员呼出的CO2气体，化学方程式为CO2＋2LiOH===Li2CO3＋H2O。计算吸收88 g CO2，需要LiOH的质量。

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