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第五单元定量研究化学反应第一节化学反应中的质量守恒一、物质发生化学变化的实质1、从宏观上讲：物质发生化学变化时生成了新物质。如磷燃烧生成了五氧化二磷，蜡烛燃烧生成了水和二氧化碳。2、从微观上讲：由分子构成的物质发生化学变化时分子分裂成原子，原子重新组合成新的分子。二、质量守恒定律1、概念：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，这个规律叫做质量守恒定律。质量守恒定律是自然科学的基本定律之一，它告诉我们化学变化只能改变物质的种类而不能改变物质的总质量。2、注意：①质量守恒定律应用于化学变化，不能应用于物理变化。例：冰融化成水，大块矿石砸碎变成小块矿石，这些变化前后物质的质量总和虽然相等，但不能把物质的这种变化说成是符合质量守恒定律。②适量守恒定律说的是“质量守恒”而不是其它方面的守恒。例：对于反应物和生成物都是气体的反应来说，参加反应的各气体的质量之和一定等于生成的各气体的质量之和，但其总体积却不一定相等。③注意正确认识“参加化学反应”的各物质，如有的反应需要使用催化剂，不能将催化剂视为反应物。误区：10g食盐水蒸发得到3.2g氯化钠和6.8g水，符合质量守恒定律吗？分析：质量守恒定律适用于一切化学反应，而该变化为物理变化，不能用质量守恒定律来解释。误区：反应前所有物质的总质量，一定等于反应后所有物质的总质量吗？分析：质量守恒定律强调“参加反应”，不参加反应的物质质量以及不是生成物的物质质量不能计入“总质量”。3、利用原子、分子只是解释质量守恒的原因（1）化学反应的实质：化学反应是参加反应的各物质（反应物）的原子重新组合而生成其它物质（生成物）的过程。由分子构成的物质在化学反应中的变化过程可表示如下：（2）质量守恒的原因：在化学反应前后，原子种类没有改变，原子数目没有增减，原子的质量没有变化，所以，反应前后的质量总和必然相等。注意：①原子“三不变”导致反应前后质量必然相等。②从宏观角度分析：反应前后元素的种类和质量均不改变。（3）化学反应前后“六个不变、三个一定改变、两个可能改变”反应物和生成物的总质量不变宏观各种元素的质量不变六个不变元素的种类不变原子种类不变微观原子数目不变原子质量不变宏观——物质种类一定改变两个一定改变微观——分子的种类一定改变宏观：物质的状态可能改变三个可能改变元素的化合价可能改变微观：分子总数可能改变4、质量守恒定律的运用①利用质量守恒定律，解释有关现象。②利用质量守恒定律，根据化学方程式确定物质的化学式。③利用质量守恒定律，根据化学方程式确定物质的相对分子（原子）质量。④利用质量守恒定律，根据化学方程式求某元素的质量。⑤利用质量守恒定律，根据化学方程式求反应中某物质的质量。第二节化学反应的表示一、化学方程式及其意义1、定义：用化学式表示化学反应的式子叫化学方程式。举例：2Cu+O2△2CuO、C+O2点燃CO2、2H2O通电2H2↑+O2↑注意：①“△”表示反应需要加热。②“↑”或“↓”表示生成物是气体或沉淀。如果反应物和生成物中都有气体，气体生成物就不需要注“↑”。同样，对于溶液中的反应，如果反应物和生成物中都有固体，固体生成物也不需注“↓”。误区：在书写化学方程式时，反应条件“点燃”、“△”与“高温”相同吗？分析：“点燃”是指物质燃烧时必需的温度条件，一旦反应开始就不在需要加热了，如C+O2点燃CO2。如果一个化学反应必须在有酒精灯加热的条件下才能发生，书写化学方程式时就要用加热符号“△”，如H2+CuO△Cu+H2O。如果一个化学反应需要的温度高于酒精灯火焰产生的温度，要用“高温”而不可用“△”表示，如CaCO3高温CaO+CO2↑。误区：在书写化学方程式时，只要生成物中有气体，就一定要加气体符号吗？分析：当固体或液体反应后生成的气体从反应体系中逸出且反应物中没有气体参加反应时，要标“↑”，如Zn+H2SO4====ZnSO4+H2↑；如果反应物中有气体，则生成物中的气体不标“↑”，如CuO+CO△Cu+CO2。误区：在书写化学方程式时，生成物中有不溶性固体，就一定要标“↓”吗？分析：不一定。当反应在溶液中进行，生成物中有沉淀生成时必须标“↓”，如Ca（OH）2+CO2====CaCO3↓+H2O；当反应不在溶液中进行，生成物中尽管有不溶性固体产生，也不标“↓”，如3Fe+2O2点燃Fe3O4。2、意义：化学方程式表示的意义实例（C+O2点燃CO2）质的方面：表示反应物生成物反应条件反应物是碳和氧气生成物是二氧化碳条件是点燃量的方面：①表示反应物、生成物之间的质量比，各物质间质量比=相对分子质量与化学计量数的乘积之比②表示反应物、生成物之间的粒子个数比（即个化学式前面的化学计量数之比）C+O2点燃CO2质量比：（12×1）：（32×1）：（44×1）粒子个数比：1：1：1二、化学方程式的书写1、化学方程式的书写步骤①写：根据事实写出反应物和生成物的化学式（左反、右生）。并在反应物和生成物之间画一条短线。KMnO4——K2MnO4+MnO2+O2②配：配平化学方程式的目的是使“——”两边的原子种类与数目相等，使之遵循质量守恒定律。配平完化学方程式后，要加以检查。2KMnO4——K2MnO4+MnO2+O2③注：注明化学反应发生的条件（点燃、加热、催化剂等），标出生成物的状态（气体、沉淀等），把短线改成“”。2KMnO4△K2MnO4+MnO2+O2注意：①因为化学方程式必须反映客观事实，而化学反应的客观事实就是质量守恒，所以化学方程式要配平。②化学式中元素符号右下角的小数字，表示的是一个分子中所含的原子个数，这是由物质的结构决定的，不能随意改动。③化学计量数可根据反应前后原子的个数相等来确定，也可通过最小公倍数法或奇数配偶法或观察法确定。④两边的各元素原子个数相等，则化学方程式已配平。拓展：化学方程式配平常用的方法化学方程式的配平是指根据质量守恒定律，在化学式前面配上适当的化学计量数，使式子左、右两边的每一种元素的原子数目相等。①最小公倍数法先找出两边同一原子的个数，求出最小公倍数。用“最小公倍数/原子个数”即为化学式前面应添的化学计量数，然后再配平其他元素的原子。例如：②奇数配偶法选择反应前后化学式中原子个数为一奇一偶的元素作配平起点，将奇数变成偶数，然后再配平其他元素原子的方法称为奇数配偶法。例如：CH4＋O2——H2O＋CO2反应前O2中氧原子为偶数，而反应后H2O中氧原子个数为奇数。先将H2O前配以2，将氧原子个数由奇数变为偶数：CH4＋O2——2H2O＋CO2再配平其他元素的原子：CH4＋2O2点燃2H2O＋CO2③观察法a.先找出化学方程式两边组成较复杂(原子数目多)的化学式,令该化学式的化学计量数为1。b.然后依据原子个数守恒确定其它物质的化学计量数（可为分数）。c.最后在方程式两边各乘以某数，使各化学计量数变为最简整数。例如：1H2O2——H2O+O2中H2O2最为复杂，令其化学计量数为1。根据原子个数守恒确定其它物质的化学计量数：1H2O2——1H2O+½O2最后在方程两边各乘以2，使各化学计量数变为最简整数：2H2O2——2H2O+1O2即：2H2O2MnO22H2O+O2↑2、化学方程式的书写原则①必须以客观事实为依据，不能凭空臆造事实上不存在的物质和化学反应。②必须遵循质量守恒定律，要使反应前后各原子的种类和数目保持不变。第三节化学反应中的有关计算一、根据化学方程式计算的依据1、理论依据：质量守恒定律2、基本依据：化学方程式中各反应物、生成物之间的质量比。2H2+O2点燃2H2O①分子个数比：2：1：2②相对分子质量比：1:16:9①×②之比：2:16:18③物质质量比：2：16：18反应物和生成物之间的质量比等于相对分子质量（或相对原子质量）和化学计量数的乘积之比，而且这种质量比成正比例关系，因此李永正比例关系可以根据化学方程式进行有关的计算。注意：在求化学方程式中各物质的质量比时，一定不要忘记乘以化学式前的化学计量数，结果可不必约为最简。误区：计算相对分子质量时容易忽略化学计量数分析：化学方程式配平后，前面有化学计量数的，计算出该物质的相对分子质量后，再乘以化学计量数，如2H2O通电2H2↑+O2↑。2×182×21×32二、根据化学方程式计算的一般步骤1、设：根据题意设未知量，一般情况下求什么就设什么。注意：设未知量时不能带单位，如不能设某物质的质量为xg。2、方：正确写出反应的化学方程式。注意：化学方程式的书写一定要正确，否则违背客观事实和质量守恒定律并将导致计算结果错误。3、关：找出相关量，即算出跟计算相关的量。注意：代入化学方程式中计算的相关量通常是指质量，而且必须是纯净物的质量（不包括未参加反应的质量），若是气体体积需要换算成质量，若为不纯物质，应先换算成纯物质的质量。4、比：列出比例式，解比例式，求未知数。注意：列比例式时，要带单位，计算过程中也要带单位。5、答：简明写出答案。注意：解题格式一定要规范化6、查：回顾检查。注意：检查易漏的单位、方程式书写是否正确等。三、利用化学方程式计算常见的几种类型1、已知某反应物或生成物的质量，求另一种反应物或生成物的质量。2、含杂质（杂质不参加反应）的计算。化学方程式衡量的是纯净物间的质量关系，若遇到不纯物时，应先把不纯物的质量换算成纯净物的质量。说明：①物质的纯度（质量分数）=（纯物质的质量/不纯物质的质量）×100%②质量=密度×体积误区：根据化学方程式计算时，误将不纯物质的质量直接代入进行计算。分析：代入化学方程式中进行计算的物质的质量必须是纯净物的质量（不包括未参加反应的质量）。若是气体体积需换算成质量，若为不纯物质，应先换算成纯物质的质量。第四节到实验室去：探究燃烧的条件1、要使燃烧发生，需要满足三个条件：①物质具有可燃性。②可燃物与充足的氧气接触。③可燃物的温度达到其自身的着火点。2、根据变量控制原理，当有若干个条件影响燃烧时，设计只改变一个条件（需要探究的条件），其余的条件要相同或保持不变。另外，还要设计好需要观察的现象或测量的数据。3、熄灭蜡烛的方法有很多，只要合理即可。①用杯子或湿抹布盖灭（隔绝氧气）。②用嘴吹灭（着火点）。③用水浇灭（着火点）。