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课题4
化学反应的定量关系
基础梳理
考点一　质量守恒定律 5年5考
质量守恒定律
定义: _____________的各物质的_________等于反应后
生成的各物质的_________
化学反应前后的“变”与“不变”
六个“一定不变”
两个“一定改变”
两个“可能改变”
参加化学反应
质量总和
质量总和
小贴士
质量守恒定律只适
用于化学反应。
元素的_____不变
元素的_____不变
物质的_______不变
种类
质量
总质量
种类
数目
质量
六个“一
定不变”
推断反应物或生成物的组成元素
宏观
微观
原子的_____不变
原子的_____不变
原子的_____不变
推断化学反应中某物质的质量
解释化学反应前后物质的质量
变化
推断化学反应中某物质的化学式、
化学方程式的正确书写和正误判断
两个“可能改变”
宏观：___________一定改变
微观：___________一定改变
物质的种类
分子的种类
两个“一定改变”
宏观：元素的化合价可能改变
微观：分子的数目可能改变
概念：用化学式来表示化学反应的式子
1.化学
方程式
考点二　化学方程式 5年5考
意义：
角度 意义 举例（以C+O2CO2为例）
定性 表示反应物、生成物和反应条件 碳和氧气在 的条件下反应生成分子反应生成
定量 宏观 表示各物质之间的质量关系 每 份质量的碳与 份质量的氧气完全反应生成 份质量的二氧化碳
微观 表示各物质微粒之间的数量关系 每 个碳原子与 个氧分子反应生成 个二氧化碳分子

点燃
二氧化碳
12
书写
32
44
1
1
1
步骤
原则：以客观事实为基础；遵守_____________，等号两边各原子的_____和_____相等
书写
①描述：写出反应物和生成物的 ，并在反应物和生成物之间画一条短线，在短线上注明化学反应发生的______
②配平：配平化学方程式，将短线改为______
③标注：标出生成物的状态（“↑”或“↓”）
④检查：检查化学式、配平是否正确，生成物状态是否标注，反应条件是否标明
质量守恒定律
种类
数目
化学式
条件
等号
概念
1.化学
方程式
意义
小贴士
记忆口诀：
有气生气不标“↑”
有固生固不标“↓”
2. 根据化学方程式计算的规范步骤
以“加热分解15.8 g KMnO4，可以制得O2的质量是多少？”为例。
解题步骤 答题模板 注意事项
设：根据题意设未知量 解：设加热分解 15.8 g KMnO4，可以制得O2的质量为x。 设未知量时不能带单位
写：正确书写反应的化学方程式 2KMnO4K2MnO4＋ MnO2＋O2↑ ①反应物、生成物的化学式要书写正确
②化学方程式要配平
解题步骤 答题模板 注意事项
找：找出比例关系，写出相关物质的化学计量数与相对分子质量的乘积，以及已知量、未知量 316 32 15.8 g x 代入计算的量应为纯净物的质量且要带单位
（续表）
解题步骤 答题模板 注意事项
列：列出比例式 等式两边化学意义应相同
求：求出未知量 x = 1.6 g 计算结果要带单位
答：简明地写出答案 答：加热分解 15.8 g KMnO4，可以制得O2的质量为1.6 g。 不能漏写答案
（续表）
判断下列说法的正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
1. 化学反应前后，分子的种类和数目一定改变。 （ ）
2. 铁丝在氧气中燃烧后固体质量增加，说明该反应不遵守质量守恒定律。 （ ）
3. 一定质量的一氧化碳和氧气混合后质量不变，能够用来验证质量守恒
定律。 （ ）
4. 某物质燃烧生成CO2和H2O，说明该物质中一定含有C、H、O元素。 （ ）
×
×
×
×
易错点辨析
1.（2025扬州）汽车尾气净化装置中发生反应：2CO + 2X N2 + 2CO2。X的化学式为 （ ）
A. N2O B. NO C. N2O3 D. NO2
2.（2025湘西州模拟）食盐的主要成分是NaCl，工业上用电解饱和食盐水的方法制取某种产品，该反应不可能生成的物质是 （ ）
A. H2 B. Cl2 C. N2 D. NaOH
B
考点精练
考点一　质量守恒定律
C
·
·
·
3.（2025深圳）碳酸乙二酯（C3H4O3）可用于生产可降解塑料，我国未来科学工作者以CO2为主要原料合成C3H4O3的过程如图所示。下列说法正确的是 （ ）
C
A. 反应前后分子种类不变
B. 反应后催化剂质量减小
C. 参与反应的CO2与C2H4O质量比为1∶1
D. 保持CO2化学性质的最小粒子是碳原子与氧原子
4.（2025龙东）密闭容器内有甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下发生化学反应，测得反应前后有关数据如下。下列有关此反应的说法正确的是 （ ）
D
A. 表中待测数值是16
B. 物质乙一定是单质
C. 物质丙一定是该反应的催化剂
D. 反应中甲与丁变化的质量之比为8∶1
5.（2025凉山州改编）下列叙述对应的化学方程式书写正确的是 （ ）
A. 硫在氧气中燃烧：2S + O2 2SO2
B. 工业炼铁的原理：3CO + Fe2O3 === 2Fe + 3CO2
C. 木炭与二氧化碳在高温下反应：C + CO2 2CO
D. 实验室制取二氧化碳：CaCO3 + 2HCl === CaCl2 + H2O + CO2
C
考点二　化学方程式
6.（2025深圳改编）铜具有重要战略价值。古代以黄铜矿（其主要成分为CuFeS2）为原料，运用火法炼铜工艺得到铜，原理如下图：
（1）火法炼铜所需热量由木炭燃烧提供，木炭充分燃烧主要发生反应的化学方程式为 。
C＋O2CO2　
（2）火法炼铜流程中，持续向Cu2S 中鼓入空气并维持高温状态，发生反应的化学方程式为 ，该反应属于基本反应类型中的 。
（3）反应生成的SO2可被石灰乳吸收，其原理与CO2和石灰乳的反应类似，写出SO2被吸收时发生反应的化学方程式：_____________________
_______________________________________。
Cu2S＋O2 2Cu + SO2　
置换反应
SO2 + Ca（OH）2 === CaSO3 + H2O
7.（2025遂宁）某同学在实验室用100 g一定溶质质量分数的过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，完全反应后，生成氧气的质量与反应时间的关系如下图所示。
（1）反应生成氧气的质量为 g。
（2）二氧化锰起 作用。
3.2
催化
（3）计算参加反应的过氧化氢溶液的溶质质量分数。（写出计算过程）
解：设参加反应的过氧化氢溶液中溶质的质量为x。
68 32
x 3.2 g
2H2O2 2H2O＋O2↑　
x = 6.8 g
则参加反应的过氧化氢溶液的溶质质量分数为 ×100% = 6.8%
答：参加反应的过氧化氢溶液的溶质质量分数为6.8%。
重点实验　探究化学反应前后物质的质量关系
实验 铜与氧气反应前后质量的测定 铁与硫酸铜反应前后
质量的测定
实验原理 22P 22P 22P 22P 22P22P
实验装置
实验现象 （1）红色粉末逐渐变为____ 色，气球先胀大后变瘪 （2）电子天平示数不变 （1）铁丝表面出现 色固体，溶液由 色变为
色
（2）电子天平示数不变
2Cu+O2 　
2CuO　
黑
Fe+CuSO4==
Cu + FeSO4 　
红
蓝
浅绿
实验 铜与氧气反应前后质量的测定 铁与硫酸铜反应前后
质量的测定
现象分析 反应前后称量的物质的质量不变 实验反思 气球的作用： 一是 ， 二是___________________ 称量前铁丝要__________
调节锥形瓶内的压强
密封作用
用砂纸打磨
（续表）
实验 盐酸与碳酸钠反应前后质量的测定 镁条燃烧前后质量的测定
实验原理 22P 22P 22P222 22P 2P22P
实验装置
实验现象 （1）碳酸钠粉末减少，产生大量 （2）天平不平衡 （1）镁条剧烈燃烧，发出耀眼的 ，放出热量，生成 色固体
（2）天平可能不平衡
气泡
白光
白
Na2CO3+2HCl ==
2NaCl+H2O+ CO2↑
2Mg+O2
2MgO　
（续表）
实验 盐酸与碳酸钠反应前后质量的测定 镁条燃烧前后质量的测定
现象分析 反应前后称量的物质的质量改变 实验反思 天平为什么不平衡？ 22P P22 2________________________ P 2P22___，造成天平左端质量减少，指针向 偏转 天平为什么不平衡？
（1）22P P22 ________
22P P22 ，使得天平指针向左偏转；
（2）22P P22 ________
22P P22 ________，使得天平指针向右偏转
生成的二氧化碳气体逸散到
空气中
产生白烟 ，造成
没有称量反应物氧
右
气的质量
氧化镁散失较多
（续表）
注意 （1）验证质量守恒定律时，所选试剂之间要能够发生化学反应
（2）若有气体参加反应，或生成物以气体、烟或雾的形式逸散到空气中，用该反应验证质量守恒定律时必须在密闭容器中进行，否则会导致气体进入或生成物逸出，使得天平不平衡
（3）反应后的物质质量必须等反应装置冷却至室温后再称量
（续表）
实验专练
1.（鲁教版教材习题改编）通过白磷燃烧反应来验证质量守恒定律的实验装置如下图所示，下列说法错误的是 （ ）
D
A. 实验过程中气球先变大后变瘪
B. 白磷燃烧结束，锥形瓶应冷却后再称量
C. 瓶底的细沙起隔热作用，防止瓶底炸裂
D. 反应前后锥形瓶中固体的质量不变
·
·
2. （原创） 在“质量守恒定律”的课堂学习中，同学们设计了如下实验来验证质量守恒定律。回答下列问题：
（1）实验一：小红同学进行图1所示实验，观察到烧杯中____________
__________________________________，反应后天平仍平衡。发生反应的化学方程式为 。
铁钉表面有红
Fe + CuSO4 === FeSO4 + Cu
色固体生成，溶液由蓝色变为浅绿色
（2）实验二：小明同学设计图2装置并进行实验，倾斜装有稀盐酸的小试管，反应一段时间后，发现天平 （填“向左倾斜”“向右倾斜”或“平衡”）。同学们分析原因是____________________________
___________________________________ 。
向右倾斜
导致反应后烧杯中物质的总质量变小
反应生成的二氧化碳气体逸出，
（3）实验三：小明同学吸取实验二的经验，借助用气球封闭的锥形瓶（如图3所示），再次进行实验，得到的结果与实验二相同，原因是气球膨胀后， 对称量值造成了影响。
浮力
（4）实验四：同学们改良实验装置，利用密闭的碳酸饮料塑料瓶（如图4所示）进行实验。倾斜瓶子开始反应，正立瓶子反应停止，发现实验结束后，天平平衡。小丽同学绘制右图来表示实验过程中瓶内物质或元素的质量变化，则纵坐标可以表示_____________
。
物质的总质量
（或氧元素的质量，或碳元素的质量，合理即可）
（5）关于以上实验，说法正确的是 （多选，填字母）。
a. 只有实验一和实验四遵守质量守恒定律
b. 利用有气体放出的实验验证质量守恒定律时，尽量不选用小气球封闭容器口
c. 化学反应遵守质量守恒定律是因为反应前后原子种类、个数和质量都不变
bc
综合训练
1.（2025眉山）物质X在氧气中充分燃烧的化学方程式为X + 3O2 2CO2 + aH2O，下列说法错误的是 （ ）
A. X一定含有C、H元素
B. 若a = 2，X为C2H4
C. X可能是乙醇
D. 该反应后分子数目可能减少
D
·
·
2.（2025福建改编）CuO-CeO2催化剂在燃料电池研究方面发挥着重要作用。CuO-CeO2催化剂可以实现有关反应的分阶段进行，其微观示意图如下。
（1）反应Ⅰ可应用于燃料电池，电池工作时 能转化为电能。此反应中两种反应物的分子个数比为 。
（2）反应Ⅱ的化学方程式为 。从微观角度分析，此反应中发生变化的是 （填字母）。
a. 分子数目 b. 原子种类 c. 原子数目
化学
1∶2（或2∶1）
2CO + O2 2CO2
a
3.（2025安徽改编）氢气是清洁能源。硼氢化钠（NaBH4）作为一种环境友好的固体储氢材料，可与水反应生成氢气和NaBO2。
（1）氢气被称为清洁能源的原因是 。
（2）写出硼氢化钠与水反应的化学方程式： 。
燃烧产物为水，无污染
NaBH4 + 2H2O === NaBO2 + 4H2↑
（3）某工厂生产燃料电池需要12 t氢气，理论上需要NaBH4的质量是多少？（写出计算过程）
解：设理论上需要NaBH4的质量为x。
38 8
x 12 t
x = 57 t
答：理论上需要NaBH4的质量为57 t。
NaBH4 + 2H2O === NaBO2 + 4H2↑
（4）若这12 t氢气都需要通过电解水来生成，理论上需要 t水。
108
真题再现
1.（2025，8）我国科研人员研制出乙醇制氢零碳排放反应的催化剂，反应前后分子种类变化的微观示意图如图。下列说法错误的是 （ ）
A. 甲的化学式为H2
B. 反应前后原子种类不变
C. 生成物的分子个数比为1∶1
D. 催化剂可以改变化学反应速率
C
·
·
2.（2024，13）我国科学家利用光催化技术实现了绿色制取H2O2，反应的微观示意图如图所示。下列说法正确的是（　D　）
C
A. 反应后氧原子个数减少
B. 反应后催化剂的质量增加
C. b的化学式为H2O
D.参加反应的a、b分子个数比为1∶1
3.（2023，11）梦天舱燃烧科学柜采用a作燃料成功实施首次在轨点火实验。下图为a完全燃烧的反应微观示意图，下列说法错．误．的是（　D　）
A.反应前后元素种类不变
B.反应前后分子个数不变
C.a分子中C、H原子个数比为1∶4
D.反应生成c、d的质量比为22∶9
D
4.（2021，14）科研人员制备了一种纳米催化剂，下图为二氧化碳和水在其表面发生反应的微观示意图。下列说法正确的是（　B　）
A.两种反应物的分子个数比为1∶1
B.生成物 的化学式是CH4O
C.催化剂的化学性质在反应前后发生变化
D.原子的种类和数目在反应前后都发生变化
B
5.（2025，20节选）制铁粉：3H2 + Fe2O3 2Fe + 3X，则X为 ，参加反应的H2与Fe2O3的质量比为 。
6.（2024，20节选）“制箔”中，发生反应的化学方程式：2CuSO4 + 2H2O 2Cu + O2↑+ 2X。其中，X的化学式为 。
H2O
3∶80
H2SO4 　
7.（2024，16节选）《天工开物》蕴含丰富的化学知识和化学思想。书中记载了银朱（HgS）的制备过程，如图所示。
“研磨”时，水银与石亭脂充分反应生成银朱，化学方程式为
，有剩余的反应物是 。
石亭脂（或S）　
Hg + S HgS
8.（2022，17节选）我国科学家研制了一种新型催化剂，实现了甲烷向重要化工原料甲醇的高效转化。如图为反应过程的微观示意图。
（1）该反应涉及　　 种单质，反应前后催化剂的化学性质　不 变。
（2）该反应的化学方程式为 　CH4＋H2＋O2CH3OH＋H2 。
两　
不变
CH4＋H2＋O2 CH3OH＋H2O　
9.（2022，20节选）孔雀石［主要成分为Cu2(OH)2CO3］受热分解，生成三种氧化物，其中一种为黑色固体。该反应的化学方程式为 　Cu2（OH）2CO32CuO＋CO2↑＋H2O　 。
Cu2(OH)2CO3 2CuO＋CO2↑＋H2O　
在此“最简单”反应中， 表示H原子， 表示D原子。D原子核中有 　1　 个质子，此反应中涉及的元素种类有 　1　 种。该反应可表示为H＋ 　HD　 →H2＋ 　D　 。
1　
1　
HD　
D　
10.（2020，17节选）2020年5月，科学家在《Science》期刊上首次报道了原子与分子的“最简单”反应存在两种路径，并用先进技术手段拍下了该反应的影像资料，下图为其中一种路径的简化示意图。

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