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系统复习 第42课 质量守恒定律和化学方程式
一．知识梳理
（一）质量守恒定律
1．参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各物质的质量总和。这个规律叫做质量守恒定律。一切化学变化都遵循质量守恒定律。?
注意：
（1）不能用物理变化来说明质量守恒定律：如2g水加热变成2g水，不能用来说明质量守恒定律；?
（2）注意“各物质”的质量总和，不能遗漏任一反应物或生成物；
（3）此定律强调的是质量守恒，不包括体积等其它方面的守恒；?
（4）正确理解“参加”的含义，没有参加反应或者反应后剩余物质的质量不要计算在内。
2．质量守恒的原因
从微观角度分析：化学反应的实质就是反应物的分子分解成原子，原子又重新组合成新的分子，在反应前后原子的种类没有改变，原子的数目没有增减，原子的质量也没有改变，所以化学反应前后各物质的质量总和必然相等。
（二）、化学方程式写法、意义和读法
1．书写化学方程式
（1）依据
质量守恒定律：参加化学反应的各物质质量总和,等于反应后生成的各物质质量总和。（ 在一切化学反应中，反应前后元素的种类、原子的种类、各类原子的数目和原子的质量都不变。）
（2）书写化学方程式的步骤
化学式写正确，方程式要配平，条件箭头要标明。
（3）遵守二原则
一是以客观事实为基础，不能随便臆造化学反应和化学式；
二是遵守质量守恒定律，等号两边的各种原子数目必须相等。
2.化学方程式的表示意义
（1）表示什么物质参加反应，结果生成了什么物质。
（2）表示个物质间的原子或分子的个数比。
（3）表示反应在什么条件下进行。
（4）表示反应物，生成物各物质间的质量比。
化学方程式是化学反应简明的表达形式。它从“质”和“量”两个方面表达了化学反应的意义。
（1）“质”的含义：表示什么物质参加了反应，生成了什么物质，以及反应是在什么条件下进行的。
（2）“量”的含义：从宏观看，表示了各反应物、生成物间的质量比。如果反应物都是气体，还能表示它们在反应时的体积比。从微观看，如果各反应物、生成物都是由分子构成的，那么化学方程式还表示各反应物、生成物间的分子个数比。
3.化学方程式的三种读法
化学方程式能客观地反映出化学反应中“质”和“量”的变化及关系。所以化学方程式的读法不同于数学方程式。化学方程式中的“+”号应读成“和”，不能读成“加”；反应物和生成物中间的“=”号，应读成“生成”，不能读成“等于”。
每个方程式都有三种读法，现以2H2O2H2↑+O2↑为例说明。
（1）物质读法
上式读作“水在通电的条件下，分解生成氢气和氧气”，这种读法说明了化学反应中物质的变化。
（2）粒子读法
上式读作“在通电条件下，每2个水分子分解生成2个氢分子和1个氧分子”。这种读法揭示了化学反应中结构粒子的变化，并反映出粒子个数的比例关系。
（3）数量读法
上式读作“通电时，36份质量的水分解生成4份质量的氢气和32份质量的氧气”，这种读法表明了化学反应中物质的数量关系。
（三）、常见的化学方程式配平的八种方法
1、最小公倍数法
具体步骤：（1）求出每一种原子在反应前后的最小公倍数；（2）使该原子在反应前后都为所求出的最小公倍数；（3）一般先从氧原子入手，再配平其他原子。
例： 配平Al + Fe3O4 → Fe + Al2O3
第一步：配平氧原子 Al + 3Fe3O4 → Fe + 4Al2O3
第二步：配平铁和铝原子 8Al + 3Fe3O4 → 9Fe + 4Al2O3
第三步：配平的化学方程式：8Al + 3Fe3O4 高温9Fe + 4Al2O3
2、观察法
具体步骤：（1）从化学式较复杂的一种生成物推求有关反应物化学式的化学计量数和这一生成物的化学计量数；（2）根据求得的化学式的化学计量数，再找出其它化学式的计量数，这样即可配平。
例如：Fe2O3 + CO——Fe + CO2，观察：
所以，1个Fe2O3应将3个“O”分别给3个CO，使其转变为3个CO2。
即，Fe2O3 + 3CO——Fe + 3CO2
再观察上式：左边有2个Fe（Fe2O3），所以右边Fe的系数应为2。即
Fe2O3 + 3CO——2Fe + 3CO2
这样就得到配平的化学方程式了，注意将“—”线变成“=”号。即Fe2O3 + 3CO高温2Fe + 3CO2
3、奇数配偶法
适用条件：方程式中所配元素的原子个数的奇数只出现一次。
具体步骤：（1）找出在化学反应中出现次数最多的元素；（2）从原子数为单数的元素入手（一般为氧元素）。即乘2；（3）由已推求出的化学计量数决定其它化学式的化学计量数。
例：配平FeS2 + O2 → Fe2O3 + SO2
第一步：在Fe2O3前乘2 FeS2 + O2 → 2Fe2O3 + SO2
第二步：配平铁原子 4FeS2 + O2 → 2Fe2O3 + SO2
第三步：配平硫原子 4FeS2 + O2 → 2Fe2O3 + 8SO2
第四步：配平氧原子。配平后的化学方程式为：4FeS2 + 11O2高温2Fe2O3 + 8SO2
4、定一法
适用条件：如大多数碳氢化合物或含碳氢氧的化合物与氧气的反应，以及某些分解反应。
例：配平：
解析：先设定的系数为1，再确定CO2的系数为2，H2O的系数为3。方程式右边氧原子总数为7，中有一个氧原子，可确定O2的系数为3。
配得结果为
5、分数配平法
此方法能配平有单质参加反应或有单质生成的化学反应。
具体步骤：（1）先配平化合物中各元素的原子；（2）用分数配平单质元素的原子；（3）去分母，使配平后的化学计量数为整数。
例：配平C2H2 + O2 → CO2 + H2O
第一步：配平化合物中的碳原子和氢原子 C2H2 + O2 → 2CO2 + H2O
第二：利用分数配平氧原子 C2H2 + 5/2O2 → 2CO2 + H2O
第三步：去分母，即全部乘2。得配平的化学方程式： 2C2H2 + 5O2 点燃4CO2 + 2H2O
6、代数法（又叫待定系数法）
适用条件：反应物或生成物种类较多，配平不知从何下手的比较复杂的反应。
例：配平：
解析：可先假设和前的配平系数分别为x和y，再由此配平和。即得
+
①（假设） ①（假设） ②（Mn守恒） ③（O守恒）
由K元素守恒（即等式两边K原子数应相等）可得：。所以，当时，则。再代入上述待定系数的反应方程式，即可得配平结果为：
7、0价配平法（高中化学中常用）
对分子中含有难以确定元素化合价的物质，可选其为配平标准，并设该分子中各元素的化合价都为0(或在满足化合物内各元素化合价代数和为0的前提下设为其他数值)，对配平结果无影响：
将红磷放在稀硝酸中加热，发生如下反应，所列方程式中还缺少一种反应物(或生成物，只添其一)，请完成下列化学方程式：______P＋______HNO3＋__ ________H3PO4＋______NO↑
根据题意分析可知未知物质的为水。然后分析化合价变化：
P＋HNO3＋H2OH3PO4＋NO↑
分析化合价变化，确立电子得失守恒关系。
5×3
3×5
确定有关物质的化学计量数。
3P＋5HNO3＋__ H2O3H3PO4＋5NO↑
然后确定出水前面的化学计量数。
3P＋5HNO3＋2H2O3H3PO4＋5NO↑
8、万能配平法
___PbN6＋___Cr(MnO4)2___Cr2O3＋___MnO2＋___Pb3O4＋___NO↑
先设出化学方程式中某些物质的化学计量数，一般是方程式一边的化学计量数，即反应物(或生成物)的化学计量数，通常用1，x，y，z等数字和字母表示，然后根据原子个数守恒可求出x，y，z等未知数，这种方法几乎对所有化学方程式都是适合的，所以叫做万能配平法。
①1 PbN6＋x Cr(MnO4)2______Cr2O3＋______MnO2＋______Pb3O3＋______NO↑
②先根据Cr、Mn、Pb、N原子个数守恒，得出生成物的暂定计量数：
PbN6＋x Cr(MnO4)2x/2 Cr2O3＋2x MnO2＋1/3 Pb3O4＋6 NO↑
6 PbN6＋6x Cr(MnO4)23x Cr2O3＋12x MnO2＋2 Pb3O4＋36 NO↑
再根据O原子守恒得到下列等式，并求出x：
48x=9x＋24x＋8＋36
x=44/15
③15 PbN6＋44 Cr(MnO4)2====22 Cr2O3＋88 MnO2＋5 Pb3O4＋90 NO↑
答案：15 44 22 88 5 90
二、查漏补缺，自我检测
1．下列有关对质量守恒定律的理解，正确的是（　　）
A．将5g铁和5g铜混合加热后，物质的总质量为10g，遵循质量守恒定律
B．化学反应前后分子的总数一定不会发生变化
C．5g硫和5g氧气完全反应后，生成物质量为10g
D．镁条燃烧后质量增加，不遵循质量守恒定律
2．化学反应前后，一定没有变化的是（　　）
A．物质的种类 B．物质的状态 C．分子的种类和数目 D．原子的种类和数目
3．★★下列事实能用质量守恒定律解释的是（　　）
A．一定量的铜丝在空气中灼烧后，质量变大
B．10gNaCl溶解在90g水中，形成100gNaCl溶液
C．化学反应中常伴随能量变化，有的放热，有的吸热
D．100mL酒精与100mL水混合后，溶液体积小于200mL
4．硝酸是一种具有强氧化性的酸，它不仅能与活泼金属发生反应，也能与许多不活泼金属发生反应．其中金属铜与稀硝酸反应的化学方程式为3Cu+8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2X↑+4H2O，则X的化学式为（　　）
A．NO2 B．NO C．N2O D．N2O4
5．蜡烛（足量）在如图1密闭装置内燃烧至熄灭，用仪器测出这一过程中瓶内氧气含量的变化如图2所示。下列判断正确的是（　　）
A．蜡烛燃烧前装置内只有氧气 　 B．氧气浓度小于一定值时，蜡烛无法燃烧
C．过程中装置内物质总质量不断减少 　 D．蜡烛熄灭后瓶内只剩二氧化碳气体
6．高铁酸钾（K2FeO4）是一种新型、高效的多功能水处理剂，受热时发生如下反应4K2FeO4aR+4K2O+3O2↑，则a、R分别是（　　）
A．4FeO B．2Fe2O3 C．3Fe2O3 D．1Fe3O4
[2018·衢州·10]小柯做了一个趣味实验:他先将鸡蛋壳碾碎装入气球，再把气球套在盛有白醋的锥形瓶底口，然后把气球中的蛋壳加入锥形瓶中(装置的气密性良好),实验过程如图。下列对该实验的分析正确的是（　　）
A．不能验证质量守恒定律，因为气球受到浮力
B．冷却至室温时，瓶内气体分子间空隙变大
C．反应没有气体生成
D．反应没有热量放出
8．图中“﹣氧原子”，“﹣氢原子”，“﹣碳原子”。根据微观粒子反应图示，下列结论不正确的是（　　）
A．物质X是由碳元素和氧元素组成 B．X物质中碳、氧元素的质量比是3：8
C．每个X分子由1个碳原子和2个氧原子构成 D．物质X的相对分子质量是44g
9．根据质量守恒定律可知，碱式碳酸铜〔Cu2（OH）2CO3〕受热分解，不可能得到的物质是（　　）
A．CuO B． H2O C． CO2 D．HCl
10．如图为某一反应的微观示意图，下列说法错误的是（　　）
A．X是有机物，Z、W是无机物
B．X物质中碳元素的质量分数为75.0%
C．该反应的化学方程式：CH4+O2CO2+H2O　
D．点燃X前，要先检验其纯度，以防止爆炸
11．★以下应用守恒思想解决相关问题，推论正确的是（　　）
A．14 g碳与32g氧气反应，根据质量守恒推出生成的二氧化碳的质量为46g
B．聚乙烯燃烧生成二氧化碳和水，根据元素守恒推出聚乙烯由碳、氢、氧元素组成
C．50 mL36%的盐酸用50 mL水稀释，根据溶质守恒推出稀盐酸的溶质质量分数为l8%
D．水电解生成H2和O2的分子数比为2：l，根据原子守恒推出水分子中H、O原子数比为2：1
12．据报道，美国宇航局的专家发明了“月球制氧机”，这种“月球制氧机”利用聚焦太阳能产生的高温使月球土壤发生化学反应制取氧气，据此可推测月球土壤中一定含有（　　）
A．氧元素 B．氧气 C．水 D．氯酸钾
13．★我国科学家在研究人造金刚石方面有重大突破，发现某些物质在高强度电场中、有催化剂的条件下，可转化成金刚石。下列物质在上述条件下可转化成金刚石的是（　　）
A．氯化钾 B．甲烷 C．氮气 D．硫酸锌
14．★下列说法中正确的是（ ）
A．煤燃烧后剩余的煤渣比较轻，因此不符合质量守恒定律
B．蜡烛燃烧生成的气态物质的质量之和等于蜡烛减少的质量与消耗的氧气的质量之和
C．10g的水全部蒸发后生成10g的水蒸气，因此符合质量守恒定律
D．只要做一个“白磷燃烧前后质量的测定”的实验就能得出质量守恒定律
15．如图是“尾气催化转换器”将汽车尾气中有毒气体转变为无毒气体的微观示意图，其中不同的圆球代表不同原子。下列说法正确的是（　　）
A．反应前后分子种类和数目均不变
B．参加反应的两种分子的个数比为2∶3
C．生成物全部是化合物
D．原子在化学变化中是不可分的
16．[2018·金华丽水·8]“丹砂烧之成水银”中的“丹砂”指的是硫化汞。该反应的微观示意图如下，有关说法正确的是（ ）
A．“●”代表非金属单质汞 B．此反应遵循质量守恒定律
C．反应前后原子的种类发生改变 D．反应前后各元素的化合价都不变
17．[2017·衢州·13]质量守恒定律是自然界基本的规律之一。下列装置及实验（天平未画出）能用来验证质量守恒定律的是（　　）
A．B．C．D．
18．配平下列化学反应方程式：
（1）Al + O2—— Al2O3 （2）Al + H2SO4 —— Al2（SO4）3 + H2
（3）CO + Fe2O3 —— Fe + CO2 （4）C + Fe2O3—— Fe + CO2
（5）FeS2 + O2 —— Fe2O3 + SO2 （6）C2H2 + O2—— CO2+ H2O
（7）Cl2 + Ca（OH）2 —— CaCl2 + Ca（ClO）2 + H2O
（8）C6H6 + O2 —— CO2 + H2O
（9）CXHY+ O2—— CO2+ H2O
19.[2017·台州·21]甲烷是一种无色、无味、密度比空气小、难溶于水的气体。请阅读有关甲烷材料，完成下列各题：
（1）今年5月18日新闻联播报道：我国在南海成功完成了“可燃冰”试验开采工作。可燃冰主要成分是甲烷，学名叫“天然气水合物”,是一种高效清洁、储量巨大的新能源。甲烷作为燃料是因为它具有 性。
（2）一定条件下，氢气与溶解在水中的二氧化碳结合生成甲烷和水，这一化学反应被称作“产甲烷作用”。请写出“产甲烷作用”的化学方程式： 。
（3）实验室用加热无水醋酸钠与碱石灰固体混合物来制取并收集一瓶较为纯净的甲烷气体，则应选用图中的 装置 (填字母)。
20．★某实验小组的同学用下图三个装置验证质量守恒定律，其中，不能达到实验目的是 （填字母），理由是 。A中的实验现象是 。
21．[2017·绍兴·30]尿素[CO（NH2）2]在工农业生产中应用广泛。
（1）尿素溶液能除去工业废气Cl2， 化学方程式为：CO(NH2)2+H2O+3Cl2=N2+CO2+6X，则X的化学式是________。
（2）尿素是目前使用量较大的一种________（选填“氦”、“磷”或“钾”）肥，适用于各种植物。某水田施加7.2千克尿素，其中含氦元素________千克？
22．[2018·温州·21]人类发现二氧化碳经历了多个世纪，下列是其过程中的部分资料。
资料一：1630年，海尔蒙特发现在一些洞穴处，有一种能使燃着的蜡烛熄灭的气体，后来被证实是CO2。
资料二：1754年，布莱克将石灰石锻烧首次制得CO2，并完成了如下所示的物质转化研究。
资料三：1766年，卡文迪许通过实验测得，室温下1体积水大约能溶解解1体积二氧化碳气体。
（1）根据海尔蒙特的发现，可推测二氧化碳的化学性质：_____________
（2）写出布莱克实验中反应③的化学方程式：_______________________
（3）如图，在室温下将容积为200毫升的广口瓶注满蒸馏水，通过导管缓慢通入300毫升CO2。如果卡文迪许的结论是正确的，则在量筒中收集到的水约为_______毫升。
23. [2016·台州·36]同学们利用如图所示的装置,对质量守恒定律进行了探究。 实验结束后,老师另外提出了几个问题,请你一起参与思考。
（1）图甲装置内物质充分反应后,冷却至室温，气球仍胀大的是 (选填“A”、“B”或“A和B”)。
（2）若图乙装置内 Na2CO3 溶液的质量为5克，滴入试管的稀盐酸质量也是5克，装置内物质充分反应后,发现 NaOH 浓溶液质量增加0.22克,试管中滴入紫色石蕊试液变红。
根据上述已知条件,通过分析可以确定的是 (选填序号)。
①原稀盐酸的溶质质量分数；
②原Na2CO3溶液的溶质质量分数；
③原NaOH 溶液的溶质质量分数；
④反应后试管中 NaCl的溶质质量分数请你选择所填的其中一项,通过计算确定其溶质质量分数是多少?
参考答案
1．C
2．D
3．A
4．B
5．B
6．B
7．A
8．D
9．D
10．C
11．D
12．A
13．B
14．B
15．C
16．B
17．A
18．（1）2Al +3 O2点燃2Al2O3 （2）2Al + 3H2SO4==2Al2（SO4）3 + 3H2
（3）3CO + Fe2O3 ==2Fe +CO2 （4）3C +2Fe2O3==4Fe + 3CO2
（5）4FeS2 +11O2 == 2Fe2O3 + 8SO2 （6）2C2H2 + 5O2===4CO2+ 2H2O
（7）Cl2 +2Ca（OH）2==1CaCl2 + 1Ca（ClO）2 +2H2O
（8）2C6H6 +15O2==12CO2 +6H2O
（9）4CXHY+(4x+y)O2==4xCO2+2yH2O
19.（1）可燃；（2）4H2+CO2 一定条件CH4+2H2O；（3）A、C
20．B；生成的气体逸出或没有在密闭容器中进行反应；气球体积变小；
21．（1）HCl；（2）氮；3.36
22．（1）不燃烧也不支持燃烧；（2）Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O；（3）100
23. (1) B ；(2)②④ (答对一个给1分,有错不给分)
解一:计算原 Na2CO3溶液的质量分数
增加的质量为生成CO2的质量0.22克
设原Na2CO3溶液的溶质质量为x
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
106 44
x 0.22克
106/44= x/0.22克 x=0.53克
碳酸钠溶液的质量分数=0.53克/5克×100%=10.6%
答:略
解二:计算反应后 NaCl的溶质质量分数
增加的质量为生成CO2的质量0.22克
设生成 NaCl的质量为y
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
117 44
y 0.22克
117/44= y/ 0.22克 y=0.585克
NaCl的溶质质量分数=0.585克/（5克+5克-0.22克）×100%≈5.98%(或6%)
答:略

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