时间:2023-08-15 17:23:33

一、解释化学反应前后质量变化
例1:铁丝在氧气中燃烧后生成物,的质量比原铁丝的质量增大了,试解释这种现象。
例2:用高锰酸钾加热制氧后剩余固体质量比高锰酸钾质量减轻了,试加以说明。
解析:铁丝在氧气中燃烧,是铁与氧气反应生成了四氧化三铁,根据质量守恒定律,生成物四氧化三铁质量等于参加反应的铁和氧气的质量之和,所以生成物四氧化三铁质量大于金属铁的质量。同样道理,利用高锰酸钾制取氧气,是高锰酸钾分解生成了固体锰酸钾和二氧化锰还生成了气体氧气,根据质量守恒定律,参加反应的高锰酸钾质量等于生成固体和气体质量之和,所以剩余固体比高锰酸钾质量小。
二、用来判定反应物、生成物、物质间质量比及反应类型
例3:在一密闭容器中,有甲乙丙丁四种物质,在一定条件下存在某个反应,测得反应前后各物质的质量如下表
对该反应,下列描述正确的是:
A:该反应中,甲丙丁的质量比为1:16:13,
B:乙在该反应中一定是催化剂
C:待测质量一定为4g
D:该反应是分解反应
解析:从;甲丙丁反应前后质量变化,可推测甲为反应物,参加反应甲的质量为(20-2)g,丙丁是生成物,生成的质量分别为(32-20)g,(26-20)g;该反应中,甲丙丁的质量比为(20-2)g:(32-20)g:(26-20)g即3:2:1;由质量守恒定律可知,乙既不是反应物也不是生成物,反应后乙的质量仍为mg,在反应中可能是催化剂;由于该反应是甲生成丙和丁,所以该反应的反应类型为分解反应。
三、确定物质的化学式和定性判断物质的组成
例4:光合作用可看成如下反应
测有机物中一定含有 元素。
例5:二甲醚(CH3OCH3)可由一氧化碳和物质X在一定条件下制得,反应的化学方程式为
则X的化学式为
解析:以上例题中涉及到元素种类,原子种类,及原子个数的问题,只要应用反应前后原子个数、原子种类(元素种类)没有变化这个规律,就能解决此类问题。但必须注意是:一、例4的反应式不是化学方程式,不能反映反应前后原子总数相等的关系,不要用化学式中的原子个数去定量推断有机物中含有什么元素,只能根据元素种类不变作定性判断。二、例5是根据化学方程式判断X的化学式,必须根据反应前后原子种类和各类原子总数守恒来求解,求解过程中还有一点要注意,计算所得的原子个数要除以化学式前的化学计量数,方能求得正确答案。
四、进行有关计算
例6:质量为mg的铁锌铝混合物,加入到质量为Mg稀硫酸中,恰好完全反应,将所得溶液蒸发得固体质量为ng。求反应生成氢气的质量。
例7:用一氧化碳还原混有铁粉的氧化铁充分反应后,冷却,称量剩余固体,发现质量减少了3g。问此混合物中含有氧化铁多少克?
解析:化学反应前后,原子种类、数目、质量均没有发生改变,所以反应后生成固体【FeSO4、InSO4、A12(SO4)3】中SO4根的质量为(n-m)g,根据质量守恒定律,与质量为(n-m)g SO4根结合的氢元素,被置换出来变成氢气,生成氢气的质量为(n-m)/48g。例7这个问题可以利用化学方程式进行计算,但相对来说比较繁,如果利用反应前后元素的质量守恒,减少的质量就是参加反应的氧化铁中氧元素的质量。根据化学式的计算就能求得答案。解题过程很简单。解题过程为:
一、运用质量守恒定律,解释化学现象
例1.成语“点石成金”,本意为古代方士的一种法术,即能使石头变成黄金;现比喻能化腐朽为神奇。有人说他能把石灰石变成黄金,请你用化学知识说明石灰石不能变成黄金的道理。
解读:石灰石的主要成分是CaCO,它是由钙元素、碳元素、氧元素组成的,不含金元素,黄金是由金元素组成的,根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类不变,无论石灰石怎样变化,也是不可能变成黄金的。
二、运用质量守恒定律,分析解答图象题
例2.“三效催化转换器”可将汽车尾气中的有毒气体处理为无污染的气体,下图为该反应的微观示意图(未配平),其中不同符号的球代表不同种原子。下列说法不正确的是()。
A.乙和丙中所含元素种类相同
B.甲和丁中同种元素化合价不相等
C.该反应中共有三种元素
D.化学方程式中乙、丁的化学计量数均为1
解读:该题构思新颖,用不同符号的球来形象地表示化学反应,增强了试题的趣味性。从图像中可获取如下信息:(1)反应物是甲和乙,生成物是丙和丁,反应条件是催化剂,该反应经配平后可表示为:2甲+4乙=4丙+丁。(2)物质甲由两种元素组成,物质乙和丙都含两种元素且组成元素的种类相同,物质丁由一种元素组成。甲、乙、丙属于化合物,丁属于单质,因此,甲和丁中所含同种元素化合价不相等。(3)根据质量守恒定律:化学反应前后元素的种类、原子的种类和数目不变。该反应前后共有三种元素。
综合以上信息,选项A、B、C说法正确,D说法错误,故选答案D。
三、运用质量守恒定律,推断化学反应类型
例3.在一个密闭容器内有X、Y、Z、Q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如下表:
试判断该密闭容器中发生的反应属于()。
A.化合反应 B.置换反应 C.分解反应 D.复分解反应
解读:通过分析,比较表中物质反应前后质量变化得出:(1)Z物质质量减少,是反应物且全部参加反应,Y和Q质量增加,是生成物,反应生成Y的质量24g-2g=22g,生成Q的质量14g-5g=9g。
(2)反应生成Y和Q的质量之和:22g+9g=31g
四、运用质量守恒定律,推断物质的化学式
例4.为了防止煤气逸散使人中毒,常在煤气中加入少量的有特殊气味的乙硫醇(CHSH)。乙硫醇在煤气燃烧过程中也可以充分燃烧,其化学方程式为:2CHSH+9O=4CO+2X+6HO,则X的化学式为()。
A.HSO B.SO C.SO D.CO
解读:在化学反应前后,原子的种类和个数守恒。已知反应物中C、S、H、O的原子个数分别为4、2、12、18,已知生成物中含有4个C、12个H,故X中含1个S、2个O、不含C、H元素,则X的化学式为SO,故选C。
五、运用质量守恒定律,确定化学计量数
例5.化学反应aZn+bHNO(稀)=cZn(NO)+dNO+eHO,若e的值为4,则d的值为()。
A.1 B.2 C.3 D.4
解读:将化学计量数e=4代入化学方程式中,生成物4HO中含有8个H原子,则反应物HNO前化学计量数应为8,其他物质化学计量数存在如下关系:
a=c2c+d=86c+d+4=24
a=c=3,d=2。
将以上化学计量数代入化学方程式中,就满足反应前后各元素的原子个数相等。故选答案B。
六、运用质量守恒定律,书写化学方程式
例6.铜器在潮湿的空气中,表面会缓慢地生成一层铜锈[Cu(OH)CO],该反应的化学方程式为解读:题中提供信息:铜在潮湿的空气中会生成铜锈。从铜锈的化学式Cu(OH)CO可得出:生成物由Cu、O、H、C四种元素组成,根据质量守恒定律推断,铜锈是铜与空气中的氧气、水、二氧化碳等物质相互作用而生成的。该反应的化学方程式为:2Cu+O+HO+CO=Cu(OH)CO。
七、运用质量守恒定律,确定物质的相对分子质量
例7.在反应A+3B=2C+3D中,已知2.3gA跟4.8gB恰好完全反应,生成4.4gC,又知D的相对分子质量为18,则A的相对分子质量为多少?
解读:参加反应的各物质质量之和等于生成物质量之和,反应生成D的质量为:(2.3g+4.8g)-4.4g=2.7g。设A的相对分子质量为x,
A+3B=2C+3D
X 3×18
2.3g 2.7g
=,x=46g。
八、运用质量守恒定律,解无数据计算题
例8.将一严重锈蚀而部分变成铜绿的铜块研磨成粉末,在空气中充分灼烧成CuO,发现固体质量在灼烧前后保持不变,灼烧前粉末中铜的质量分数是()。
A.52.8% B.50% C.70.0% D.48.3%
解读:在空气中充分灼烧此铜粉末发生如下反应:2Cu+O =2CuO,Cu(OH)CO=2CuO+CO+HO,
设混合物中含Cu的质量为x、Cu(OH)CO的质量为y。
灼烧前混合物中含铜元素质量:x+,灼烧后生成的CuO中含铜元素质量:(x+y)×,
运用元素质量守恒原理:反应前、后物质中所含铜元素的质量相等,则有:
x+=(x+y)×,=。
[复习提问]:什么是化学变化?化学变化的实质是什么?
[引入]:由分子构成的物质在化学变化中分子先裂解成原子,原子再重新组合成新分子,新分子再聚集成新物质(边讲解边板书)。这说明在化学变化中分子发生了变化,在化学变化前后分子的种类发生了变化;而原子本身在化学变化前后并没有发生变化,只是重新组合。因此在化学变化前后原子的种类并没有发生变化。这是从质的方面来研究化学变化,今天我们就从量的方面来研究、分析化学变化。
[板书]:一.质量守恒定律
[讲解]:化学变化中有新物质生成,那么反应物的质量同生成物的质量之间究竟有什么关系?反应前后物质的总质量是增加、是减少、还是不变呢?让我们通过实验来探讨。
[实验]:演示课本第90页:活动与探究
[板书]:方案一:白磷燃烧实验
[学生活动]:认真观察、思考。
[总结板书]:a.现象:①白磷燃烧产生大量白烟,放出大量的热
②反应后天平仍然保持平衡
b.结论:反应物的总质量=生成物的总质量
c.表达式:P
+
O2
P2O5
注意事项:1.密封体系
2.小球起到缓冲作用。
[板书]:方案二:CuSO4与Fe的反应
[学生活动]:认真观察、思考。
[总结板书]:a.现象:铁钉表面覆盖一层红色物质,溶液由蓝色变成浅绿色。
反应后天平仍然保持平衡
b.结论:反应物的总质量=生成物的总质量
c.表达式:CuSO4
+
Fe
FeSO4
+
Cu
[讲解]:在这两个实验中,最后天平仍处于平衡,说明反应物的总质量与生成物总质量相等,从众多实验事实中得出化学反应前后各物质的质量总和相等的共性。
[板书]:1.质量守恒定律: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。
[板书]:实验5-1盐酸与碳酸钠粉末反应
[总结板书]:实验5-1盐酸与碳酸钠粉末反应
a.现象:产生大量的气泡。
反应后天平失去保持平衡
b.结论:反应前总质量>反应后总质量
c.表达式:Na2CO3+
HCl
—
NaCl
+
H2O
+
CO2
[分析]:根据质量守恒定律:m(Na2CO3
)
+m(HCl)
=m(NaCl)+m(H2O)+m(CO2)
所以
m(Na2CO3)
+
m(HCl)
﹥m(NaCl)+m(H2O)
中学教案纸
[板书]:实验5-1
镁条燃烧实验
[总结板书]:a.实验现象
:发出耀眼的白光,生成白色粉末。
b.结论:反应前总质量>反应后总质量
c.表达式:Mg+O2
MgO
[分析]:根据质量守恒定律:
m(Mg)+m(O2)=m(MgO)
所以
m(Mg)
﹤m(MgO)
[板书]:但是,燃烧后有一些氧化镁残留在坩埚钳上,还有一些氧化镁在燃烧时以白烟的形式逸散到空气中,因而反应后氧化镁的质量比镁的质量小。
[板书]2.理解和应用质量守恒定律时注意以下几点
(1)质量守恒定律是通过研究不同化学反应,从而揭示反应物与生成物的质量关系的定律。因此它是一切化学反应必然遵循的一个定律(注:物理变化不属于此定律)。
(2)质量守恒定律研究的内容仅是指“质量”不能任意推广到其他物理量。
(3)守恒的数量是“总质量”,是指参加反应的所有反应物和所有生成物的总质量,不是部分反应物或生成物的质量。(物质包括固体、液体和气体)
(4)守恒的范围是:“参加反应的各物质”,运用此定律时其他没有参加化学反应的物质,不能计算在内。
[提问]]:为什么物质在发生化学反应前后各物质的质量总和相等?
[教师活动]:(不失时机,再次提问)引导学生从化学反应的实质(从宏观-微观分析说明)上去认识质量守恒定律。(应用多媒体教学软件分析原因。)
[总结板书]:3.质量守恒定律的本质:在一切化学反应中,反应前后原子的种类和个数没有发生变化,原子的质量也没有发生变化。
[练习]:质量守恒定律的应用
[提问]:镁条燃烧后,生成氧化镁的质量比镁条增加了,蜡烛燃烧后完全消失了,这些反应符合质量守恒定律吗?
[目的]:启发学生思考,组织讨论,由学生做出正确的解释。
[结论]:符合质量守恒定律。
[目的意图]:发散思维,加深对质量守恒定律中关键字词(“参加化学反应”和“质量总和”等)的理解和认识。
[板书设计]
一.质量守恒定律
白磷燃烧实验:a.现象:①白磷燃烧产生大量白烟,放出大量的热
②反应后天平仍然保持平衡
b.结论:反应物的总质量=生成物的总质量
c.表达式:P
+
O2
P2O5
中学教案纸
注意事项:1.密封体系
2.小球起到缓冲作用。
CuSO4与Fe的反应:a.现象:铁钉表面覆盖一层红色物质,溶液由蓝色变成浅绿色。
反应后天平仍然保持平衡
b.结论:反应物的总质量=生成物的总质量
c.表达式:CuSO4
+
Fe
FeSO4
+
Cu
1.质量守恒定律: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。
实验5-1盐酸与碳酸钠粉末反应
a.现象:产生大量的气泡。
反应后天平失去保持平衡
b.结论:反应前总质量>反应后总质量
c.表达式:Na2CO3+
HCl
—
NaCl
+
H2O
+
CO2
实验5-1
镁条燃烧实验:a.实验现象
:发出耀眼的白光,生成白色粉末。
b.结论:反应前总质量>反应后总质量
c.表达式:Mg+O2
MgO
2.理解和应用质量守恒定律时注意以下几点
(1)质量守恒定律是通过研究不同化学反应,从而揭示反应物与生成物的质量关系的定律。因此它是一切化学反应必然遵循的一个定律(注:物理变化不属于此定律)。
(2)质量守恒定律研究的内容仅是指“质量”不能任意推广到其他物理量。
(3)守恒的数量是“总质量”,是指参加反应的所有反应物和所有生成物的总质量,不是部分反应物或生成物的质量。(物质包括固体、液体和气体)
一、考点聚焦
1.计算物质的相对分子质量(化学式量).
2.计算物质中各元素的质量比.
3.计算物质中某元素的质量分数及由此衍生出的元素(或化合物)质量计算.
二、防错妙招
解答此类题的关键是要抓住化学式中的两个量:相对原子质量和原子个数,存在图1计算关系:
1.特别是原子个数,一定要弄清楚.原子个数是该化学式中该原子的所有个数,就是说同种元素的原子个数要合在一起计算.如Cu2(OH)2CO3中氧原子个数是5,.
2.注意化合物中元素质量比不是原子个数比.不能片面的理解成元素质量比就是原子个数比.
3.化合物中元素质量比要按元素的排列顺序进行计算的,顺序不同,比值不同.如果题目中没规定元素的比例顺序,解题时首先要规定元素的比例顺序.
4.由于元素质量比中的比号在数学上相当于除号,所以计算质量比时,每一种元素的原子个数与相对原子质量的乘积要加括号,然后再进行约简.
三、命题趋势
新课程标准,虽然对化学计算降低了要求,但对学生的综合能力提高了要求.纵观近几年各地中考题,不难看出,化学计算已经走出了“为计算而计算”的考查误区,考题所涉及的内容更加注重了与现代科技、环境污染、食品卫生、工农业生产等方面的联系.有关化学式的计算的考题呈现了技巧性降低、涵盖面广、考查的形式灵活多样的趋势,大多以选择题、填空题为主,很少以计算题形式出现,往往和化学式的意义相融合,体现了综合性.但是最终的落点还是在相对分子质量计算、元素质量比计算、元素质量分数计算三个方面.
四、题型例析
例1 (2012年绥化)如图2是某药厂生产的葡萄糖注射液的标签.其溶质葡萄糖的化学式为C6H12O6,试回答:
(1)葡萄糖中氢、氧的原子个数比为.
(2)葡萄糖中C、H、O元素的质量比.
(3)葡萄糖中碳的质量分数.
(4)18 g葡萄糖所含氧元素的质量是g.
分析:(1)根据葡萄糖的化学式为C6H12O6可知,它是由碳、氢、氧3种元素组成,其中氢、氧的原子个数比为12∶6=2∶1.
(2)C、H、O元素的质量比为
(12×6)∶(1×12)∶(6×16)=6∶1∶8.
(3)葡萄糖中碳元素的质量分数=12×6 180×100%=40%.
(4)18 g葡萄糖所含氧元素的质量为18 g×16×6 180=9.6 g.
温馨提示:只要理解化学式的含义,准确把握化学式中的各元素的原子个数,利用计算公式进行有关化学式的计算并不难.
专题二 有关溶液的计算
一、考点聚焦
1.有关溶质质量分数的计算.
2.有关溶液稀释(或浓缩)的计算
二、防错妙招
解答此类题的关键是要真正理解溶质质量分数的含义,准确把握何种物质是溶质及溶质和溶液的质量,避免不加分析的硬套公式计算.涉及到的公式有:
1.溶质质量分数=(溶质质量/溶液质量)×100% (其中溶液质量=溶质质量+溶剂质量).
2.饱和溶液中溶质的质量分数=溶解度/(100g+溶解度)×100%.
3.溶液稀释(或浓缩)前的溶液中溶质质量=稀释(或浓缩)后的溶液中溶质质量.
即:M浓溶液×浓溶液的溶质质量分数=M稀溶液×稀溶液的溶质质量分数;溶液的质量=溶液的体积×溶液的密度.
三、命题趋势
以社会、生产和生活为背景,与化学方程式计算融为一体,已成为中考命题的主流.
四、题型例析
例2 (2012年眉山)汽车、电动车一般使用铅酸蓄电池.某铅酸蓄电池使用的酸溶液是质量分数为20%的稀硫酸.请回答下列有关问题:
(1)若用100 g质量分数为98%的浓硫酸(密度为1.84 g/cm3)配制该稀硫酸时,需要蒸馏水(密度为1 g/cm3)的体积为 mL(精确到0.1).
(2)该实验的主要步骤有计算、量取、稀释配制、装瓶并贴标签.
请填写右侧的标签.
(3)用量筒量取浓硫酸时俯视读数,所配溶液溶质质量分数20%
(填“大于”、“小于”或“等于”).
分析:(1)根据稀释前后溶质质量不变,设加水的质量为x
100 g×98%=(100 g+x)×20% 解得x=390.0 g
由于水的密度为1 g/cm3,即需要水的体积为390.0 mL.
(2)配制好的溶液要装瓶存放并贴上标签,标签应写明溶液名称和溶质质量分数,溶液名称是稀硫酸,溶质质量分数是20%.
(3)用量筒量取浓硫酸时俯视读数,实际量取的浓硫酸的体积小于应该量取的体积,所以配制出的溶液溶质质量分数小于20%.
温馨提示:有关溶液的计算,大多都是涉及稀释(或浓缩)的计算,稀释(或浓缩)前的溶溶质质量不变是解题的依据,准确把握稀释(或浓缩)后的溶液质量是解题的关键.稀释(或浓缩)后的溶液质量应是原溶液质量再加上加人水的质量(或减去蒸发掉水质量).
专题三 有关化学方程式的计算
一、考点聚焦
基本计算
1.由一种物质的质量求另一种物质的质量.
2.由一种物质的质量求一种气体的体积或由一种气体的体积求一种物质的质量.
综合计算
3.含有杂质的物质的计算.
4.字母型化学方程式的计算.
5.用质量守恒定律进行计算.
6.结合溶液的计算.
7.结合实验的计算.
8.结合图表的计算.
二、防错妙招
1.正确书写化学方程式、理解化学方程式的意义是计算基础.化学方程式表示反应物与生成物的质量比是计算的依据,质量比等于系数×相对分子质量.由于化学方程式计算是中考题最后一题,往往因为时间紧张而疏忽了配平,致使质量比的计算错误,导致计 算题“全军覆灭”的考生比比皆是,所以化学方程式的配平问题马虎不得!切记!
2.正确审题是解题的关键.要认真阅读题目,反复推敲关键字词,准确理解把握题意,仔细分析已知和待求,找出已知条件,挖掘隐含条件,排除一些无用数据的干扰,寻找解题突破口.
3.注意质量守恒定律在化学方程式计算中的应用.当你在解题感到“山穷水尽疑无路”时,应用质量守恒定律,往往会有“柳暗花明又一村”的感觉,从而收到化繁为简、事半功倍的效果.
4.代入化学方程式的各物质的量应是纯净物且是质量.无论是已知物质还是待求物质必须是纯净物的质量.①若是溶液质量:应乘以它的溶质质量分数转化成溶质的质量②若是混合物质量:应乘以它的纯度转化成纯净物质量③若是气体体积:应乘以它的密度转化成气体质量.
5.为了提高得分率,步骤齐全、计算正确无误、解题规范、单位统一也是必须做到的.
三、命题趋势
纵观近几年各地中考题,不难看出,涉及化学方程式的计算仍是化学计算的重头戏.不过在淡化数学计算的同时,更加突出了新颖性、灵活性、开放性、探究性、综合性、实用性.命题时,往往都是以科技、社会、生产和生活的热点问题为素材设计新情境,以实验探究、图象、表格、商品标签等信息为载体,与化学式计算、与溶液计算融为一体,利用质量守恒定律进行化学方程式计算以及利用信息化学方程式进行的计算,已成为中考化学计算的新宠.
四、题型例析
1.字母型化学方程式的计算
例3(2012年济南)在2A+5B=2C+4D中,C与D的相对分子质量之比为9∶22.若2.6 g A与B 完全反应后生成8.8gD,则反应中B与D的质量比为()
(A)4∶9 (B) 8∶11 (C)10∶∶11 (D)31∶44
分析:本题是字母型化学方程式的计算,主要是综合考查化学反应中物质的相对分子质量比与物质的质量比的转化和简单的化学方程式计算.用好C和D的相对分子质量之比9∶22这一条件是解题的关键.同时还要注意:用质量守恒定律求质量及用具体的质量比求质量时都与所给的系数(化学计量数)无关.只有用相对分子质量时,才能用到系数.首先根据化学方程式2A+5B=2C+4D和C与D的相对分子质量之比为9∶22,可推出C与D的质量比为(2×9)∶(4×22)=18∶88,由生成8.8 g D可推出生成C物质质量为8.8 g×
18 88=1.8 g.再由参加反应A的质量2.6g及质量守恒定律可知生成B的质量为(8.8 g+1.8 g)-2.6 g=8 g,则反应中B与D的质量比为8 g∶8.8 g=10∶11.故答案选(C).
温馨提示:此类题一般都是选择题或是填空题,同学们往往看到化学方程式都是字母而胆怯,因此有很好的区分度.理解化学方程式的意义,用好质量守恒定律是解题的关键.
2.应用质量守恒定律进行计算
例4 (2011年枣庄)在一密封容器中,有甲、乙、丙、丁四种物质在一定条件下充分反应后,测得反应前后各物质质量如表1.
物质 甲 乙 丙 丁
反应前质量/g 4 1 42 10
反应后质量/g 待测 20 6 31
关于此反应,下列认识正确的是( )
(A)该反应的基本类型一定是置换反应
(B) 参加反应的甲、丙质量比为1∶9
(C)乙、丁的相对分子质量比为10∶9
(D) 甲反应后质量为8 g
分析:此题以图表为载体,把化学反应类型、质量比与质量守恒定律融为一体.由于没有明确给出反应物、生成物,而是给出各物质在反应前后的质量,数据较多,干扰性强,是考查能力的好题型.解题时首先要根据反应前后的各物质质量变化情况,确定是反应物还是生成物,然后再根据质量守恒定律确定待测物质的质量,进而确定待测物质是反应物还是生成物,然后再根据选项逐一分析、推敲、判断,找出合理的选项.由表格数据可知:丙物质质量减少了42 g-6 g =36g,即丙物质是反应物,参加反应的丙物质的质量是36 g;而乙和丁都增加,是生成物,在反应中生成了乙物质20 g-1 g =19 g,生成了丁物质31 g-1 0 g =21 g.由质量守恒定律及36 g<19 g+21 g可知,甲为反应物,参加反应的质量为4 g,所以反应后的质量为0,故(D)不正确;该反应式为甲+丙=乙+丁,参加反应的甲、丙质量比为4 g∶36 g =1∶9,故(B)正确;而在反应甲+丙=乙+丁中,各物质的类别是属于单质还是化合物没给出,所以无法确定是否是置换反应,故(A)不正确;对于乙和丁的计量数未知,所以相对分子质量也是无法确定的,故(C)也不正确.综上所述选项应选(B).
温馨提示:此类题一般都是选择题或是填空题,易错点是把反应后物质质量当成参加反应的物质质量或当成生成的物质质量;解题关键是根据反应前后的各物质质量变化情况,确定是反应物还是生成物.质量减少的是反应物,质量增加的是生成物,不变的可能是催化剂.然后再根据质量守恒定律确定待测物质的质量,进而确定待测物质是反应物还是生成物.
3.利用信息化学方程式计算
例5 (2013年德州)我国是燃煤大国,燃煤机组发电在我国一直占主导地位.煤燃烧产生大量污染物,如氮氧化物、二氧化硫等,对人体、环境和生态系统危害极大.近年来世界各国,尤其是工业发达国家都相继开展了同时脱硫脱硝技术的研究开发,并进行了一定的工业应用.尿素溶液可同时吸收氮氧化物、二氧化硫.总反应为:
2NO+2NO2+2SO2+O2+4CO(NH2)2=4CO2+4N2+2(NH4)2SO4若用1000 g尿素溶液吸收污染物,得到硫酸铵132 g.问所使用尿素溶液的溶质质量分数是多少?
分析:此类题以现代科技、环境污染、食品卫生、工农业生产等为背景,把化学方程式和溶质质量分数融为一体,利用所给的化学方程式进行计算.涉及的方程式是教材中没有的,同学们是陌生的,但就题目所给信息,只要稍加思考就能顺利完成,此类题难度不大.
解:设参加反应的尿素的质量为x
2NO+2NO2+2SO2+O2+4CO(NH2)2=4CO2+4N2+2(NH4)2SO4
240264
x132 g
240 264=x 132 g解得x=120 g
尿素溶液的溶质质量分数为120 g 1000 g
×100%=12%.
4.表格数据处理型计算
例6 (2013年枣庄)我市有丰富的石灰石资源,因此以石灰石为主要原料的水泥产业成为枣庄市的支柱产业之一.为了测定石灰石中碳酸钙的质量分数进行了以下实验:取这种石灰石样品6 g,把40 g稀盐酸分四次加入,测量过程所得数据见表2(已知石灰石样品中的杂质不溶于水,不与盐酸反应).求:
次数 1 2 34
加入盐酸质量/ g 10 10 10 10
剩余固体质量/ g 4 m 0.6 0.6
(1)6 g石灰石样品中含有的质量为.
(2)m=.
(3)样品中CaCO3的质量分数.
(4)所用稀盐酸的质量分数.
分析:此类题数据较多干扰性强.解答本题的关键是分析对比表中所给数据,排除一些无用数据的干扰,找出有用的计算数据.(1)通过表中第3次和第4次的数据比较,可判断此时的石灰石中CaCO3已完全反应,且其中所含杂质的质量为0.6 g,所含CaCO3的质量为:6 g-0.6 g=5.4 g;(2)第一次加入10 g盐酸,反应后剩余固体的质量为4.0 g,说明10 g盐酸消耗了2 g CaCO3,因此第二次加入10 g盐酸后所消耗CaCO3的质量共为4 g,m=6 g-4 g=2 g;(3)样品中CaCO3的质量分数为:5.4 g/6 g×100%=90%.
(4)设所用稀盐酸的质量分数为x.
则 CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2
10073
2 g 10 g•x
100 73=2 g
10 g•x解得x=14.6%.
温馨提示:分析对比表中所给数据,排除一些无用数据的干扰,找出有用的计算数据是解答此类题的关键.由于第三次和第四次这两次盐酸都有剩余,其溶液中溶质没完全参加反应,因此,计算稀盐酸的溶质质量分数时,不能用第三次或第四次盐酸的质量计算,也不能用40 g稀盐酸进行计算.
5.图象分析型计算
例7 (2013年遂宁)为测定石灰石样品中碳酸钙的质量分数,某学习小组进行了如下实
验探究,取10 g石灰石样品放入烧杯中,加入稀盐酸至不再产生气泡为止(石灰石中的杂质不溶于水,也不反应),并绘制了加入稀盐酸的质量与放出气体质量的坐标图(如图4).
(1)碳酸钙完全反应用去稀盐酸的质量为g.
(2)该石灰石样品中碳酸钙的质量分数.
分析:此类题把实验数据以图象的形式呈现,把数学的函数图象知识与化学方程式计算、溶质质量分数计算融为一体.解答图象分析型计算时,应该仔细分析函数图象中横、纵坐标所表示的意义,准确把握“三点一图趋势”即起点、转折点、终点和图象变化趋势是解题的关键.由图象可知,碳酸钙完全反应用去稀盐酸的质量为84.32 g,产生3.52 g二氧化碳气体.
解:设产生3.52 g二氧化碳气体需要CaCO3的质量为x
CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O+ CO2
100 44
x3.52 g
解得 x=8 g
100 44=x
3.52 g,解得x=8 g
样品中CaCO3的质量分数为:
8 g 10 g×100%=80%.
温馨提示:解答此类题时,理解函数图象中横、纵坐标所表示的意义,准确把握曲线的起点、转折点、终点和图象变化趋势是解题的关键.
6.实验图示型计算题
例8 (2013年安徽)某石灰厂需要测定产品生石灰中杂质(杂质只含CaCO3)的质量分数.小刚进行了如图5实验.请计算:
(1)生成CO2气体的质量;
(2)样品中CaCO3的质量分数.
分析:此类题把数据以实验操作图示的形式呈现,把实验与化学方程式计算、质量守恒定律的应用融为一体.分析对比容器内物质的质量,找出反应前后的质量差,应用质量守恒定律是解题的关键.由于碳酸钙与稀盐酸反应产生二氧化碳气体逸出,使容器内物质的质量减少,所以反应前后容器内物质减少的质量就是产生二氧化碳的质量.由质量守恒定律可知产生二氧化碳的质量为10 g +500 g +100 g -609.78 g =0.22 g.然后根据CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2 利用0.22 g二氧化碳,求出CaCO3的质量,进而求出CaCO3的质量分数.计算过程同例7,(略去)答案是5%.
温馨提示:对于有气体参加或有气体生成的化学反应,注意质量守恒定律在解题中应用,增加的质量往往是参加反应的气体质量;减少的质量往往是生成的气体质量.
7.实验探究型计算
例9(2013年连云港) 某研究性学习小组的同学用电解水的方法测定水的组成后,提出 问题:“测定水的组成还有其他的方法吗?”经过讨论后,得到了肯定的答案,邀请你一起对此展开探究.
[设计方案]甲同学利用氢气还原氧化铜的原理和图6装置及药品进行实验(操作规范).装置A中发生反应的化学方程式为 ,洗气瓶B中浓硫酸的作用为.
[实验探究]当玻璃管中固体由黑色转变为红色时,实验测得:①装置C的玻璃管和其中固体的总质量在反应后减少了1.6 g;②装置D的干燥管和其中物质的总质量在反应后增加了1.82 g,用此数据算得水中H、O元素的质量比为 ,而由水的化学式算得H、O元素的质量比为.
[分析交流]针对上述结果与理论值有偏差,乙同学认为:该装置存在缺陷,此观点得到了大家的认同,你对此改进的方法是 (假设生成的水完全被D中碱石灰吸 收,装置内空气中的水蒸气、CO2忽略不计).小组同学用改进后的装置重新实验得到了正确结果.
[意外发现]丙同学不小心将反应后的少量红色固体a洒落到足量稀硫酸中了,发现除了有红色固体b以外,溶液的颜色由无色变为蓝色.
[提出问题]铜与稀硫酸是不反应的,这里溶液的颜色为什么会变蓝呢?
[查阅资料]①CuO被还原的过程中会有Cu2O生成,Cu2O也能被还原成Cu;
②Cu2O固体是红色的,它一稀硫酸的反应为: Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O.
[得出结论]红色固体a中含有Cu2O.
[分析交流]红色固体a中含有Cu2O是否会影响水组成的测定结果 (填“影响或“不影响”).
[提出猜想]对红色固体a的成分提出猜想①是:Cu2O和Cu;猜想②是:.
[拓展探究]丁同学利用改进后的装置及药品重新实验,通过测量反应前后固体质量的方法去确定哪种猜想成立,他已称得:①玻璃管的质量;②反应前红色固体a和玻璃管的总质量,完全反应后,你认为他还需要称量 的质量.
[教师点拨]称取一定质量的红色固体a与足量的稀硫酸充分反应后,经过滤、洗涤、干燥后再称量红色固体b的质量,也可以确定哪种猜想成立.
[定量分析]小组同学再次实验,他们开始称取质量为3.6 g的红色固体a,与足量的稀硫酸完全反应后得到红色固体b为2 g.假如3.6 g红色固体a都是Cu2O,请你计算出生成铜的质量(利用Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O.进行计算,写出计算过程);然后,通过与实际得到的固体2 g进行比较,判断猜想成立(填①或②).
分析:此类题为实验探究与定量化学计算融合在一起的综合题,通过计算,分析找出误差并判断猜想,利于考查学生综合计算能力、实验数据分析处理能力、误差分析能力等,具有很好的开放性,立意新颖,综合性强,很好体现了中考化学命题趋势.
答案:A中发生反应的化学方程式为Zn+H2SO4=ZnSO4+
知识与技能
1、能从化学键的角度理解化学反应中能量变化的主要原因
2、通过化学能与热能的相互转变,理解“能量守恒定律”
过程与方法
能从微观的角度来解释宏观化学现象,进一步发展想象能力。
情感态度与价值观
1、初步建立起科学的能量观,加深对化学在解决能源问题中重要作用的认识。
2、通过师生互动,增加师生感情
教学重点
1.化学能与热能的内在联系及相互转变。
2.从本质上理解化学反应中能量的变化,从而建立起科学的能量变化观。
教学难点
1.化学能与热能的内在联系及相互转变。
2.从本质上理解化学反应中能量的变化,从而建立起科学的能量变化观。
教学方法启发引导、探究式
教学媒体多媒体、实验
教学内容师生活动
[[创设问题情景]
氢气和氯气的混合气体遇到强光会发生什么现象?为什么?
[学生思考、讨论]
氢气和氯气的混合气体遇到强光会发生爆炸。这是因为反应在有限的空间里进行,放出大量的热,使周围气体急剧膨胀。
[进一步思考]
反应中的热量由何而来?氢气和氯气反应的本质是什么?
[学生思考、讨论]
从化学键角度分析氢气和氯气反应的本质。
板书:一、化学键与化学反应中能量的变化关系
[教师补充讲解]
化学反应的本质是反应物中化学键的断裂和生成物中化学键的形成。化学键是物质内部微粒之间强烈的相互作用,断开反应物中的化学键需要吸收能量,形成生成物中的化学键要放出能量。氢气和氯气反应的本质是在一定的条件下,氢气分子和氯气分子中的H-H键和Cl-Cl键断开,氢原子和氯原子通过形成H-Cl键而结合成HCl分子。1molH2中含有1molH-H键,1molCl2中含有1molCl-Cl键,在25℃和101kPa的条件下,断开1molH-H键要吸收436kJ的能量,断开1molCl-Cl键要吸收242kJ的能量,而形成1molHCl分子中的H-Cl键会放出431kJ的能量。这样,由于破坏旧键吸收的能量少于形成新键放出的能量,根据“能量守恒定律”,多余的能量就会以热量的形式释放出来。
[归纳小结]
1、化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。
2、能量是守恒的。
[[练习反馈]
已知拆开1molH2中的化学键要吸收436kJ的能量,拆开1molO2中的化学键要吸收496kJ的能量,形成水分子中的1molH-O键要放出463kJ的能量,试说明2H2+O2=2H2O中的能量变化
[讲解]
刚才我们从微观的角度分析了化学反应中能量变化的主要原因,那么,又怎样从宏观的角度来判断一个反应到底是放热还是吸热的呢?各种物质中都含有化学键,因而我们可以理解为各种物质中都储存有化学能。化学能是能量的一种形式,它可以转化为其他形式的能量。不同物质由于组成、结构不同,因而所包含的化学能也不同。在化学反应中,随着物质的变化,化学能也随之改变,如H2与Cl2、O2的反应。那么,一个化学反应吸收能量还是放出能量是由什么决定的呢?
[学生讨论、交流]
1、一个确定的化学反应在发生过程中是吸收能量还是放出能量取决于反应物
的总能量和生成物的总能量的相对大小。
2、画出反应物、生成物总能量的大小与反应中能量变化的关系示意图
[思考与分析]
甲烷燃烧要放出热量,水电解产生氢气和氧气,试从化学键和物质所含能量的角
度分析气原因,并说明反应过程中能量的转变形式。
[提出问题]
前面我们通过对具体反应的分析,从微观和宏观两个角度探讨了化学反应中能量变化的主要原因,知道了化学能和其它能量是可以相互转变的,还知道化学反应中能量变化通常表现为热量的变化。那么,怎样把物质变化和热量变化统一地表达出来呢?你可以在和同学讨论的基础上提出自己的想法,并对其他同学提出的表达方式作出评价。
补充练习:
1、下列说法不正确的是()
A化学反应除了生成新物质外,还伴随着能量的变化
B物质燃烧和中和反应均放出热量
C分解反应肯定是吸热反应
D化学反应是吸热还是放热决定于生成物具有的总能量和反应物具有的总能量
2、已知金刚石在一定条件下转化为石墨是放热的。据此,以下判断或说法正确的是()
A需要加热方能发生的反应一定是吸热反应B放热反应在常温下一定很容易发生
C反应是放热还是吸热,必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小
D吸热反应在一定条件下也能发生
3、有专家指出,如果将燃烧产物如CO2、H2O、N2等利用太阳能使它们重新组合变成CH4、CH3OH、NH3等的构想能够成为现实,则下列说法中,错误的是()
A可消除对大气的污染B可节约燃料
C可缓解能源危机D此题中的CH4、CH3OH、NH3等为一级能源
4、已知破坏1molNN键、H-H键和N-H键分别需要吸收的能量为946kJ、436kJ、391kJ。试计算1molN2(g)和3molH2(g)完全转化为NH3(g)的反应热的理论值,并写出反应的热化学方程式。
5、“用天然气、煤气代替煤炭作为民用燃料”这一改变民用燃料结构的重大举措,具有十分重大的意义请分析其优点,并将你的观点和同学讨论交流
教案二
化学能与热能
一、化学键与化学反应中能量变化的关系
[基础知识回顾]
什么是化学键?它有哪些主要类型?其特点各是什么?
1、断开化学键吸收能量
1molH2中含有1molH—H键,常温常压下使1molH2变为2molH原子断开了1molH—H键,需要吸收436KJ的热量。
2、形成化学键放出能量
由2molH原子生成1molH2,有1molH—H键生成,生成过程中向外界释放436KJ的热量。
小结:形成1molH—H键释放的能量与断开1molH—H键吸收的能量相等。
3、化学变化中能量变化的主要原因(微观方面)
⑴化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。
⑵化学反应的实质是用化学键理论可表述为旧化学键的断裂和新化学键的形
成。
⑶化学键与化学反应中能量变化的关系
当E1>E2,反应吸热;当E1<E2,反应放热。
思考:为什么许多放热反应一开始要加热才能进行呢?
答:反应的条件与反应的热效应没有必然的联系,每一个反应都有特定的条件,例如燃烧都是放热反应,但是要达到着火点。
4、反应能量变化的判定(宏观方面)
⑴各种物质都储存有化学能。
⑵反应物的总能量>生成物的总能量,反应放出能量。
⑶反应物的总能量<生成物的总能量,反应吸收能量。
5、两条基本的自然定律
⑴质量守恒定律:化学反应前后物质发生转化,但是物质的总质量保持不变。
⑵能量守恒定律:一种形式的能量可以转化为另一种形式的能量,转化的途径和能量形式可以不同,但是体系包含的总能量不变,亦即总能量是守恒的。
[注]质量与能量也是相互联系的(质量和能量也可以相互转化),故统称为质能守恒定律。
6、放热反应和吸热反应
⑴化学反应中的能量变化,通常主要表现为热量的变化———吸热或者放热。
⑵放热反应:反应物的总能量大于生成物的总能量的化学反应。
⑶吸热反应:反应物的总能量小于生成物的总能量的化学反应。
[注]常见的放热反应和吸热反应:
(1)放热反应
①燃烧反应②中和反应③物质的缓慢氧化④金属与水或酸反应⑤部分化合反应
例1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32 g氧气反应,根据质量守恒推出生成的二氧化碳的质量为46 g
B.聚乙烯燃生成二氧化碳和水,根据元素守恒推出聚乙烯由碳、氢、氧元素组成
C.细铁丝在氧气中燃烧后,生成物质量比细铁丝的质量大,因此这个反应不遵守质量守恒定律。
D.水电解生成H2和O2的分子数比为2∶1,根据原子守恒推出水分子中H、O原子数比为2∶1
解析A中14 g碳与32 g氧气反应,需先判断14 g碳与32 g氧气是否全部反应,根据化学方程式算出碳与氧气恰好完全反应的质量比为12∶32,对比质量比发现14 g碳只反应了12 g,剩余2 g没有参加反应,所以生成的二氧化碳的质量为44 g,不是46 g,A错误;B中聚乙烯燃烧,是聚乙烯与氧气反应,氧气由氧元素组成,生成二氧化碳和水,生成物含碳、氢、氧三种元素,消去氧元素,根据元素守恒推出聚乙烯一定含有碳、氢元素,不能推出聚乙烯由碳、氢、氧元素组成,B错误;C中根据质量守恒定律,生成物质量等于参加反应的细铁丝和氧气质量总和,所以生成物质量比细铁丝的质量大,遵守质量守恒定律,C错误;D中水电解生成H2和O2的分子数比为2∶1,而每个氢分子和氧分子分别由两个氢原子和两个氧原子构成,根据反应前后原子种类和数目不变,推出水分子中H、O原子数比为2∶1,D正确。
答案:D
点评该例题考查了对质量守恒定律的如下理解:“参加反应”是指真正参与反应的那一部分质量,如果反应物没有全部参加反应,则剩余部分不能计算在内;反应前后元素守恒,是指所有反应物所含元素与所有生成物所含元素种类相同,不是其中一种反应物所含元素与所有生成物所含元素相同;根据质量守恒定律计算时,不能漏掉任何一种反应物或生成物的质量,否则,就会出现“表面不守恒”现象;化学反应前后原子的种类、数目、质量均不变。
考点二质量总和守恒结合化学方程式计算
例2在一个密闭容器内有四种物质,在一定条件下充分反应后,测得反应前后各物质的质
可转化为碳酸氢钠:
Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3
2.NaHCO3转化为Na2CO3
(1)在碳酸氢钠溶液中加入适量的NaOH溶液,碳酸氢钠可转化为碳酸钠:
NaHCO3+NaOHNa2CO3+H2O
(2)将碳酸氢钠固体加热至恒重,碳酸氢钠可转化为碳酸钠:
量见表1:
表1
物质XYZQ
反应前质量/g410121
反应后质量/g01215待测
已知X的相对分子质量为n,Q的相对分子质量为2n,下列推理正确的是( )。
A. 反应后Q的质量为9 g
B. 反应后生成15 g Z
C. 反应中Y与Q发生改变的质量比为1∶1
D. 该反应方程式X与Q的化学计量数之比为2∶3
解析先根据质量总和守恒,立式,4+10+1+21=0+12+15+Q(待测),算出Q(待测)=9;然后根据反应后与反应前的质量变化,判断反应物和生成物,
X、Q质量减少是反应物,Y、Z质量增加是生成物;同时求出变化量,从而知道X、Y、Z、Q四物质间质量比为4∶2∶14∶12,Y与Q的质量比为2∶12=1∶6,C错误;利用化学方程式计算质量比的方法,可以求出X与Q的化学计量数之比为:4/n∶12/2n=2∶3,D正确。
答案:D
点评该题把根据质量守恒定律计算物质质量和利用化学方程式计算各物质间质量比结合起来考查。
考点三、质量守恒结合化学方程式、化学式计算
例3物质R在0.96 g氧气中恰好完全燃烧:
R+3O2点燃XO2+2SO2
测得XO2和SO2的质量分别为0.44 g和1.28 g。下列判断正确的是()。
A.参加反应的R的质量为0.86 g
B.R的相对分子质量为76
C.R中含有X元素、硫元素和氧元素
D.XO2和SO2都是形成酸雨的主要物质
解析根据质量守恒定律,R的质量=
0.44 g+1.28 g-0.96 g=0.76 g,A错误;同时可知R、O2、XO2、SO2四种物质间质量比为0.76 g∶0.96 g∶0.44 g∶1.28 g=76∶96∶44∶128,利用化学方程式根据质量比,R的相对分子质量:3×16×2=76∶96可以算出R的相对分子质量=76,B正确;同理,算出XO2的相对分子质量为44,并且用化学式XO2算出X的相对原子质量为12,推知X为碳元素,XO2为CO2,D错误;再利用化学式计算m(X)=0.44 g×12/44=0.12 g,m(S)= 1.28 g×32/128=0.64 g,m(X)+m(S)=0.12 g+0.64 g=0.76 g,等于R的质量,根据元素质量守恒,可以推知R中只含有X元素、硫元素不含氧元素,C错误。
答案:B
点评本题先根据质量守恒定律计算出R的质量,然后利用化学方程式和化学式计算,综合程度较高。
考点四、质量守恒结合微观模式图计算
例4地球大气的演化经历了原始大气、次生大气和现代大气三个阶段,次生大气中部分成分的微观示意图如图1所示:
图1
一定条件下,3.4 g甲物质和4.8 g氧气恰好完全反应,生成5.4 g乙物质和另一种物质X,下列判断不正确的是()。
A.物质甲的化学式是NH3
B.物质X的质量为2.8 g
C.物质X中含两种元素
D.该反应化学方程式中物质X与O2的化学计量数之比为2∶3
解析由微观示意图推知,甲物质的化学式是NH3,乙物质化学式为H2O,A正确;根据质量守恒定律,物质X的质量=3.4 g+4.8 g-5.4 g=2.8 g,B正确;通过化学式计算,甲物质中含m(H)=3.4 g×3/17=0.6 g,乙物质中含m(H)=5.4g×2/18=0.6g,含m(O)=5.4 g×16/18=4.8 g,根据元素种类和质量守恒,推知物质X中只含有氮元素,化学式为N2,C错误;利用化学方程式求各物质间质量比的方法,已知物质X与O2的质量比为2.8 g∶4.8 g=28∶48,物质X与O2的化学计量数之比=28/28∶48/32=2∶3,D正确。
答案:C
1.下列是日常生活中常发生的一些变化,其中都属于化学变化的一组是( )
A.水受热沸腾、酒精挥发 B.汽油挥发、动物的呼吸作用
C.剩饭变馊、铁锅生锈 D.玻璃破碎、甘蔗榨成汁
2.化学反应遵循质量守恒定律的原因是化学反应前后( )
A.分子的种类没有改变 B.分子的数目没有改变
C.原子的种类、数目和质量都没有改变 D.物质的种类没有改变
3.根据化学方程式不能获得的信息是( )
A.反应中的反应物和生成物 B.各反应物、生成物之间的质量比
C.化学反应的快慢程度 D.反应发生所需要的条件
4.某物质在纯氧中燃烧生成了氮气和水蒸气,该物质一定含有( )
A.氮元素和氧元素 B.氢元素和氧元素
C.氮元素和碳元素 D.氮元素和氢元素
5.红磷在耐高温的密闭容器中(内含空气)加热,能正确表示容器里所盛物质总质量变化的图象是( )
6.二甲醚(CH3OCH3)可由一氧化碳和物质X在一定的条件下制得。反应的化学方程式
为2CO+4X====== CH3OCH3+H2O,则X的化学式为( )
A.C2H5OH B.H2O2 C.C2H4 D.H2
7.碳在氧气中燃烧,下列说法符合质量守恒定律的是( )
A.2gC和9gO2生成11gCO2 B.3gC和8gO2生成11 gCO2
C.4gC和7gO2生成11gCO2 D.5gC和6gO2生成11gCO2
8.化学方程式3Fe + 2O2 ==== Fe3O4可读作( )
A.铁加氧气等于四氧化三铁
B.三个铁加两个氧气等于一个四氧化三铁
C.铁和氧气点燃后生成四氧化三铁
D.铁加氧气点燃等于四氧化三铁
9.某纯净物M微热就能分解生成NH3、H2O和CO2,由此还不能得出的结论是( )
A.M不稳定 B.M是化合物
C.M中含有水 D.M由四种元素组成
10.氨基钠(NaNH2)是合成维生素A的原料。工业上将金属钠于97~100℃熔融,向反应器中缓慢通入无水液氨(NH3),再加热至350~360℃生成氨基钠(NaNH2)和氢气。下列说法中,不正确的是
A.钠可能与水反应 B.钠的熔点比铁的熔点低
C.维生素A中一定含有钠元素
D.反应的化学方程式为:2Na+2NH3 2NaNH2+H2
11.汽车尾气中的CO在四氧化三钴(Co3O4)纳米棒的催化作用下,低温即与O2反应生成CO2。下列关于该反应的说法中,不正确的是( )
A.反应前后Co3O4质量改变 B.可降低汽车尾气对大气的污染
C.反应类型为化合反应 D.反应前后碳元素的化合价改变
12.在化学反应A+2B===C+D中,5.6gA和7.3gB恰好完全反应,生成12.7gC,同时得到D的质量是( )
A. 0.2g B. 5.6g C.0.4g D.0.73g
13.下列说法错误的是( )
A.一切化学反应都是遵循质量守恒定律的。
B.镁在空气中燃烧,虽然生成氧化镁的质量比镁大,但这个反应也遵循质量守恒定律。
C.氯酸钾和二氧化锰加热后试管中残留物比反应物质量小,但这个反应也是遵循质量守恒定律的。
D.水蒸发为水蒸气,质量没有改变,由此可说明化学变化是符合质量守恒定律的。
14.讨论某一化学方程式表示的意义,他们所描述的化学方程式是( )
A.
B.
C.
D.
15.有反应: 8A + 3B2 = C2 + 6D(其中A、D是化合物,B2、C2是单质)。若13.6g A与21.3g B2恰好完全反应,生成32.1g D,已知C2的相对分子质量为28,则B的相对原子质量为( )
A.14 B.16 C.32 D.35.5
二.选择题(每小题有1~2个选项符合题意。)
16.在下列各项中,化学反应前后肯定没有发生改变的是( )
①原子的数目 ②分子的数目 ③元素的种类
④物质的总质量 ⑤物质的种类 ⑥原子的种类
A.①③④⑤ B.①③④⑥ C.①④⑥ D.①③⑤
17.在化学反应A+B===C+D中,已知12gA和18gB恰好完成反应生成6gC,若实际反应时生成了8gD,则参加反应的B的质量是( )
A.3g B.4g C.1g D.6g
18.已知在空气中完全燃烧1.6g某纯净物生成4.4gCO2和3.6 H2O,则该纯净物的组成中 ( )
A.只有C元素 B. 只有C、H元素 C. 只有C、H、O元素 D. 都不正确
19.下图为某反应的微观模拟示意图。从图中获得的有关信息不正确的是( )
A.分子是化学变化中的最小粒子
B.化学反应前后原子的数目没有增减
C.该化学反应属于分解反应
D.分子间存在一定的间隔
20.将一定量的丙醇(C3H8O)和氧气置于一个封闭的容器中引燃,测得反应前后各物质的质量如下表:
物质 丙醇 氧气 水 二氧化碳 X
反应前质量/g 6.0 12.8 0 0 0
反应后质量/g 0 0 7.2 8.8 a
下列判断正确的是( )
A.表中a的值为2.8 B.X一定是该反应的催化剂
C.X可能含有氢元素 D.若起始时氧气的质量是14.4g,则无X生成
三、填空题
21.某同学写了以下化学方程式:
A.Mg + O2 ==== MgO2 B.KClO3 ==== KCl + O2
C.2H2O2 ==== 2H2O + O2 D.2H2+ O2=====2H2O
E.3Fe + 2O2 ==== Fe3O4
根据化学方程式错误的不同,将其序号填入以下相应的空白处:
(1)未配平的是 ;(2)化学式写错的是 ;(3)“”使用不当的是 ;
(4)未注明反应条件的是 ;(5)反应条件写错的是 。
22.完成下列化学反应的化学方程式:
(1)电解水:_________________________________________________________________
(2)硫在空气中的燃烧:_______________________________________________________
(3)高锰酸钾制氧气:
(4)有水生成的分解反应:_____________________________________________________
(5)有水生成的化合反应:_____________________________________________________
23.石英的主要成分为二氧化硅,它是玻璃工业和陶瓷工业的原料,冶金工业的助熔剂。
(1)二氧化硅的结构与金刚石相似,都是由 (填“分子”、“原子”或“离子”)构成的,二氧化硅 (填“属于”或“不属于”)氧化物。
(2)装有氢氧化钠溶液的试剂瓶不能用玻璃塞,原因是在常温下,NaOH与玻璃塞中的SiO2缓慢地发生反应生成Na2SiO3和H2O,Na2SiO3使瓶口与瓶塞粘合在一起,则该反应的化学方程式为 。
(3)硅是太阳能电池和电脑芯片不可缺少的材料。生产高纯硅的流程示意图如下:
① 制备粗硅的反应为:SiO2 + 2C=== Si + 2CO。
② 整个制备过程必须达到无水无氧,若在H2还原SiHCl3过程中混入O2,可能引起的后果是 。
③ 为了达到绿色化学和节约资源的目的,物质A需要循环使用,A的化学式是 。
24.硝酸可发生反应: 。据此回答:
(1)反应的基本类型属于 反应,硝酸(HNO3)氮元素的化合价为 。
(2)X的化学式为 ,推断的依据为 。
(3)硝酸的保存应注意 、 。
25.质量守恒定律的定量研究对化学科学发展具有重大意义。
(1)已知m1g镁条放在空气中完全燃烧,生成m2g氧化镁(不考虑其它反应),该反应的化学方程式 ,m1 m2。(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(2)小西在做该实验时,观察到耀眼的白光,冒出大量白烟,称量无误时,发现m1>m2,其原因是 。
四、实验题
26.化学实验是学习化学和进行科学研究的重要方法和途径。学会气体物质的制备方法是研究气体、利用气体的 基础。请根据下图回答有关问题:
① ② ③ ④ ⑤ ⑥
(1)在常温下实验室欲制取氧气所选用的装置是 (填序号),为了便于调控反应的进行,可以对发生装置进行改进,请简要说明你的改进措施 。
(2)从上 述仪器中选择一种你比较熟悉的仪器,写出它的名称 ,简要写出它的用途 。
(3)同学们以“化学反应中,反应物与生成物的质量关系”为课题进行探究。经讨论分析、查阅资料后设计了A、B两套实验装置,并在实验过程中做到操作规范、准确称量和细致观察。实验完毕后,使用A装置进行实验得到的结果是:反应前后反应物的 总质量与生成物的总质量相等;而使用B装置进行实验得到的结果是:反应前后反应物的总质量与生成物的总质量不相等。请分析导致出现两种不同结果的原因是 。
五、计算题
27.对于化学反应2A === 2B +C,已知反应生成B和C的质量比为1∶8。请填空:
物质 A B C
反应前质量/g 100 0 5
反应后质量/g 64
28.宇航员在太空舱中,往往可利用自己呼出的二氧化碳与过氧化钠粉末作用来获得所需的氧气,并合理处理呼出的二氧化碳(反应方程式为2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2)。假如某宇航员在某次太空飞行中预计消耗氧气480Kg,请计算该宇航员在太空舱中至少应准备的过氧化钠的质量。(请写出计算过程)
附加题(每空1分,共5分。)
29.比较、分析、归纳是学习化学的重要方法。通过比较可以发现相同的反应物在不同外界条件下,会发生不同的反应。请参照示例归纳反应规律:
组别 化学方程式 规律
示例
反应物 相同时,反应物的量不同,生成物不同
(1)
(2)
30.在用白磷(白磷与红磷组成相同,着火点为40℃)探究质量守恒定律的实验中,晓涵同学将橡皮塞上的细玻璃管下端放到酒精灯火焰上灼烧至红热后,迅速用橡皮塞将锥形瓶塞紧,并引燃白磷,实验过程如下图所示。请回答下列问题:
(1)实验中观察到B中气球变大,解释产生此现象的原因是:
。
(2)实验观察到A、C中气球的大小不同,解释产生此现象的原因是:
。
(3)将C再次放到天平上称量,天平仍然平衡,在此化学反应中,从具体的反应物和生成物分析天平平衡的原因是 。
参考答案及评分标准(满分80分)
一、选择题(每小题2分,本题共30分。)
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
答案 C C C D B D B C C C A A D B D
二、选择题(每小题2分,本题共10分,2个选项选对一个且正确的给1分,错选多选不给分。)
题号 16 17 18 19 20
答案 B D B AC AD
三、填空题(除特别说明外每空1分。)
21.(1)B (2)A (3)D (4)E (5)C
22.(若完成附加题,每空1分;若不完成附加题,每空2分。)
(1)2H2O ===== 2H2 + O2
(2)S + O2 ===== SO2
(3)2KMnO4===== K2MnO4+ MnO2+ O2
(4)2H2O2 ===== 2H2O + O2
(5)2H2+ O2=====2H2O
23.(1)原子 属于
(2)2NaOH + SiO2 = Na2SiO3 + H2O
(3)硅被氧化得不到高纯硅,且发生爆炸 HCl
24.(1)分解 +4
(2)O2 质量守恒定律(若答“化学反应前后各原子的种类和数目不变”或“化学反应前后各原子的数目不变”等合理答案均给分,若答“化学反应前后各原子的种类不变”或“化学反应前后原子的总数不变”或“化学反应前后各元素的种类不变”或“化学反应前后各元素的个数不变”等均不给分)
(3)避光(或“棕色瓶保存”等合理答案) 低温(或“防止受热”等合理答案)
25.(1)小于
(2)生成的MgO部分以白烟形式散逸到空气中
四、实验题(每空1分。)
26.(1)①②或①⑥ 用⑤分液漏斗代替长颈漏斗
(2)试管 作为少量物质的反应容器等(合理答案都给分)
(3)A中的两种物质反应产生了沉淀没有脱离体系,所以质量不变,而B中产生了CO2散失,使剩余物质的质量比原物 质质量减小。
五、计算题(27题每空1分,28题5分。)
27.4 37
28.解:设至少准备过氧化钠的质量为x
答:该宇航员应在太空舱中至少准备2340Kg过氧化钠。
附加题(共5分,若做,则22题每个方程式1分1个)
29.(1)反应物相同时,反应条件(或温度)不同,生成物不同
(2)反应物相同时,反应物的浓度不同,生成物不同
30.(1)白磷燃烧放出热量使瓶内压强变大,大于外界大气压,从而气球变大
化学是一门严密的自然科学,前后联系十分广泛。高一学生想要学好化学,就要掌握正确的学习方法和技巧。那么,高一学生怎么学习化学呢?下面给大家分享一些关于高一化学必修一的知识点,希望对大家有所帮助。
高一化学必修一的知识1化学实验安全化学实验安全
1、(1)做有毒气体的实验时,应在通风厨中进行,并注意对尾气进行适当处理(吸收或点燃等)。
进行易燃易爆气体的实验时应注意验纯,尾气应燃烧掉或作适当处理。
(2)烫伤宜找医生处理。
(3)浓酸撒在实验台上,先用Na2CO3(或NaHCO3)中和,后用水冲擦干净。浓酸沾在皮肤上,宜先用干抹布拭去,再用水冲净。浓酸溅在眼中应先用稀NaHCO3溶液淋洗,然后请医生处理。
(4)浓碱撒在实验台上,先用稀醋酸中和,然后用水冲擦干净。浓碱沾在皮肤上,宜先用大量水冲洗,再涂上硼酸溶液。浓碱溅在眼中,用水洗净后再用硼酸溶液淋洗。
(5)钠、磷等失火宜用沙土扑盖。
(6)酒精及其他易燃有机物小面积失火,应迅速用湿抹布扑盖。
混合物的分离和提纯
分离和提纯的方法分离的物质应注意的事项应用举例
过滤用于固液混合的分离一贴、二低、三靠如粗盐的提纯
蒸馏提纯或分离沸点不同的液体混合物防止液体暴沸,温度计水银球的位置,如石油的蒸馏中冷凝管中水的流向如石油的蒸馏
萃取利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同,用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液中提取出来的方法选择的萃取剂应符合下列要求:和原溶液中的溶剂互不相溶;对溶质的溶解度要远大于原溶剂用四氯化碳萃取溴水里的溴、碘
分液分离互不相溶的液体打开上端活塞或使活塞上的凹槽与漏斗上的水孔,使漏斗内外空气相通。打开活塞,使下层液体慢慢流出,及时关闭活塞,上层液体由上端倒出如用四氯化碳萃取溴水里的溴、碘后再分液
蒸发和结晶用来分离和提纯几种可溶性固体的混合物加热蒸发皿使溶液蒸发时,要用玻璃棒不断搅动溶液;当蒸发皿中出现较多的固体时,即停止加热分离NaCl和KNO3混合物
离子检验
离子所加试剂现象离子方程式
Cl-AgNO3、稀HNO3产生白色沉淀Cl-+Ag+=AgCl
SO42-稀HCl、BaCl2白色沉淀SO42-+Ba2+=BaSO4
除杂
注意事项:为了使杂质除尽,加入的试剂不能是“适量”,而应是“过量”;但过量的试剂必须在后续操作中便于除去。
物质的量的单位――摩尔
1.物质的量(n)是表示含有一定数目粒子的集体的物理量。
2.摩尔(mol):把含有6.02×1023个粒子的任何粒子集体计量为1摩尔。
3.阿伏加德罗常数:把6.02X1023mol-1叫作阿伏加德罗常数。
4.物质的量=物质所含微粒数目/阿伏加德罗常数n=N/NA
5.摩尔质量(M)(1)定义:单位物质的量的物质所具有的质量叫摩尔质量.(2)单位:g/mol或g..mol-1(3)数值:等于该粒子的相对原子质量或相对分子质量.
6.物质的量=物质的质量/摩尔质量(n=m/M)
气体摩尔体积
1.气体摩尔体积(Vm)(1)定义:单位物质的量的气体所占的体积叫做气体摩尔体积.(2)单位:L/mol
2.物质的量=气体的体积/气体摩尔体积n=V/Vm
3.标准状况下,Vm=22.4L/mol
物质的量在化学实验中的应用
1.物质的量浓度.
(1)定义:以单位体积溶液里所含溶质B的物质的量来表示溶液组成的物理量,叫做溶质B的物质的浓度。(2)单位:mol/L(3)物质的量浓度=溶质的物质的量/溶液的体积CB=nB/V
2.一定物质的量浓度的配制
(1)基本原理:根据欲配制溶液的体积和溶质的物质的量浓度,用有关物质的量浓度计算的方法,求出所需溶质的质量或体积,在容器内将溶质用溶剂稀释为规定的体积,就得欲配制得溶液.
(2)主要操作
a.检验是否漏水.b.配制溶液1计算.2称量.3溶解.4转移.5洗涤.6定容.7摇匀8贮存溶液.注意事项:A选用与欲配制溶液体积相同的容量瓶.B使用前必须检查是否漏水.C不能在容量瓶内直接溶解.D溶解完的溶液等冷却至室温时再转移.E定容时,当液面离刻度线1―2cm时改用滴管,以平视法观察加水至液面最低处与刻度相切为止.
3.溶液稀释:C(浓溶液)?V(浓溶液)=C(稀溶液)?V(稀溶液)
高一化学必修一的知识2物质的分类
把一种(或多种)物质分散在另一种(或多种)物质中所得到的体系,叫分散系。被分散的物?a href='//xuexila.com/yangsheng/shipu/' target='_blank'>食谱鞣稚⒅?可以是气体、液体、固体),起容纳分散质作用的物质称作分散剂(可以是气体、液体、固体)。溶液、胶体、浊液三种分散系的比较
分散质粒子大小/nm外观特征能否通过滤纸有否丁达尔效应实例
溶液小于1均匀、透明、稳定能没有NaCl、蔗糖溶液
胶体在1—100之间均匀、有的透明、较稳定能有Fe(OH)3胶体
浊液大于100不均匀、不透明、不稳定不能没有泥水
物质的化学变化
1、物质之间可以发生各种各样的化学变化,依据一定的标准可以对化学变化进行分类。
(1)根据反应物和生成物的类别以及反应前后物质种类的多少可以分为:
A、化合反应(A+B=AB)B、分解反应(AB=A+B)
C、置换反应(A+BC=AC+B)
D、复分解反应(AB+CD=AD+CB)
(2)根据反应中是否有离子参加可将反应分为:
A、离子反应:有离子参加的一类反应。主要包括复分解反应和有离子参加的氧化还原反应。
B、分子反应(非离子反应)
(3)根据反应中是否有电子转移可将反应分为:
A、氧化还原反应:反应中有电子转移(得失或偏移)的反应
实质:有电子转移(得失或偏移)
特征:反应前后元素的化合价有变化
B、非氧化还原反应
2、离子反应
(1)、电解质:在水溶液中或熔化状态下能导电的化合物,叫电解质。酸、碱、盐都是电解质。在水溶液中或熔化状态下都不能导电的化合物,叫非电解质。
注意:①电解质、非电解质都是化合物,不同之处是在水溶液中或融化状态下能否导电。②电解质的导电是有条件的:电解质必须在水溶液中或熔化状态下才能导电。③能导电的物质并不全部是电解质:如铜、铝、石墨等。④非金属氧化物(SO2、SO3、CO2)、大部分的有机物为非电解质。
(2)、离子方程式:用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子。它不仅表示一个具体的化学反应,而且表示同一类型的离子反应。
复分解反应这类离子反应发生的条件是:生成沉淀、气体或水。书写方法:
写:写出反应的化学方程式
拆:把易溶于水、易电离的物质拆写成离子形式
删:将不参加反应的离子从方程式两端删去
查:查方程式两端原子个数和电荷数是否相等
(3)、离子共存问题
所谓离子在同一溶液中能大量共存,就是指离子之间不发生任何反应;若离子之间能发生反应,则不能大量共存。
A、结合生成难溶物质的离子不能大量共存:如Ba2+和SO42-、Ag+和Cl-、Ca2+和CO32-、Mg2+和OH-等
B、结合生成气体或易挥发性物质的离子不能大量共存:如H+和CO32-,HCO3-,SO32-,OH-和NH4+等
C、结合生成难电离物质(水)的离子不能大量共存:如H+和OH-、CH3COO-,OH-和HCO3-等。
D、发生氧化还原反应、水解反应的离子不能大量共存(待学)
注意:题干中的条件:如无色溶液应排除有色离子:Fe2+、Fe3+、Cu2+、MnO4-等离子,酸性(或碱性)则应考虑所给离子组外,还有大量的H+(或OH-)。(4)离子方程式正误判断(六看)
一、看反应是否符合事实:主要看反应能否进行或反应产物是否正确
二、看能否写出离子方程式:纯固体之间的反应不能写离子方程式
三、看化学用语是否正确:化学式、离子符号、沉淀、气体符号、等号等的书写是否符合事实
四、看离子配比是否正确
五、看原子个数、电荷数是否守恒
六、看与量有关的反应表达式是否正确(过量、适量)
3、氧化还原反应中概念及其相互关系如下:
失去电子——化合价升高——被氧化(发生氧化反应)——是还原剂(有还原性)得到电子——化合价降低——被还原(发生还原反应)——是氧化剂(有氧化性)金属及其化合物
一、金属活动性Na>Mg>Al>Fe。
二、金属一般比较活泼,容易与O2反应而生成氧化物,可以与酸溶液反应而生成H2,特别活泼的如Na等可以与H2O发生反应置换出H2,特殊金属如Al可以与碱溶液反应而得到H2。
三、A12O3为两性氧化物,Al(OH)3为两性氢氧化物,都既可以与强酸反应生成盐和水,也可以与强碱反应生成盐和水。
四、Na2CO3和NaHCO3比较
碳酸钠碳酸氢钠
俗名纯碱或苏打小苏打
色态白色晶体细小白色晶体
水溶性易溶于水,溶液呈碱性使酚酞变红易溶于水(但比Na2CO3溶解度小)溶液呈碱性(酚酞变浅红)
热稳定性较稳定,受热难分解受热易分解
2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O
与酸反应CO32—+H+HCO3—
HCO3—+H+
CO2+H2O
HCO3—+H+CO2+H2O
相同条件下放出CO2的速度NaHCO3比Na2CO3快
与碱反应Na2CO3+Ca(OH)2CaCO3+2NaOH
反应实质:CO32—与金属阳离子的复分解反应NaHCO3+NaOHNa2CO3+H2O反应实质:HCO3—+OH-H2O+CO32—
与H2O和CO2的反应Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3
CO32—+H2O+CO2HCO3—
不反应
与盐反应CaCl2+Na2CO3CaCO3+2NaCl
Ca2++CO32—CaCO3
不反应
主要用途玻璃、造纸、制皂、洗涤发酵、医药、灭火器
转化关系
五、合金:两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合在一起而形成的具有金属特性的物质。
合金的特点;硬度一般比成分金属大而熔点比成分金属低,用途比纯金属要广泛。非金属及其化合物
一、硅元素:无机非金属材料中的主角,在地壳中含量26.3%,次于氧。是一种亲氧元素,以熔点很高的氧化物及硅酸盐形式存在于岩石、沙子和土壤中,占地壳质量90%以上。位于第3周期,第ⅣA族碳的下方。
Si对比C
最外层有4个电子,主要形成四价的化合物。
一、二氧化硅(SiO2)
天然存在的二氧化硅称为硅石,包括结晶形和无定形。石英是常见的结晶形二氧化硅,其中无色透明的就是水晶,具有彩色环带状或层状的是玛瑙。二氧化硅晶体为立体网状结构,基本单元是[SiO4],因此有良好的物理和化学性质被广泛应用。(玛瑙饰物,石英坩埚,光导纤维)
物理:熔点高、硬度大、不溶于水、洁净的SiO2无色透光性好
化学:化学稳定性好、除HF外一般不与其他酸反应,可以与强碱(NaOH)反应,是酸性氧化物,在一定的条件下能与碱性氧化物反应
SiO2+4HF==SiF4+2H2O
SiO2+CaO===(高温)CaSiO3
SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O
不能用玻璃瓶装HF,装碱性溶液的试剂瓶应用木塞或胶塞。
高一化学必修一的知识3硅酸(H2SiO3)
酸性很弱(弱于碳酸)溶解度很小,由于SiO2不溶于水,硅酸应用可溶性硅酸盐和其他酸性比硅酸强的酸反应制得。
Na2SiO3+2HCl==H2SiO3+2NaCl
硅胶多孔疏松,可作干燥剂,催化剂的载体。
四、硅酸盐
硅酸盐是由硅、氧、金属元素组成的化合物的总称,分布广,结构复杂化学性质稳定。一般不溶于水。(Na2SiO3、K2SiO3除外)最典型的代表是硅酸钠Na2SiO3:可溶,其水溶液称作水玻璃和泡花碱,可作肥皂填料、木材防火剂和黏胶剂。常用硅酸盐产品:玻璃、陶瓷、水泥
三、硅单质
与碳相似,有晶体和无定形两种。晶体硅结构类似于金刚石,有金属光泽的灰黑色固体,熔点高(1410℃),硬度大,较脆,常温下化学性质不活泼。是良好的半导体,应用:半导体晶体管及芯片、光电池、
四、氯元素:位于第三周期第ⅦA族,原子结构:容易得到一个电子形成
氯离子Cl-,为典型的非金属元素,在自然界中以化合态存在。
五、氯气
物理性质:黄绿色气体,有刺激性气味、可溶于水、加压和降温条件下可变为液态(液氯)和固态。
制法:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+2H2O+Cl2
闻法:用手在瓶口轻轻扇动,使少量氯气进入鼻孔。
化学性质:很活泼,有毒,有氧化性,能与大多数金属化合生成金属氯化物(盐)。也能与非金属反应:
2Na+Cl2===(点燃)2NaCl2Fe+3Cl2===(点燃)2FeCl3Cu+Cl2===(点燃)CuCl2Cl2+H2===(点燃)2HCl现象:发出苍白色火焰,生成大量白雾。
燃烧不一定有氧气参加,物质并不是只有在氧气中才可以燃烧。燃烧的本质是剧烈的氧化还原反应,所有发光放热的剧烈化学反应都称为燃烧。
Cl2的用途:
①自来水杀菌消毒Cl2+H2O==HCl+HClO2HClO===(光照)2HCl+O2
1体积的水溶解2体积的氯气形成的溶液为氯水,为浅黄绿色。其中次氯酸HClO有强氧化性和漂泊性,起主要的消毒漂白作用。次氯酸有弱酸性,不稳定,光照或加热分解,因此久置氯水会失效。
②制漂白液、漂白粉和漂粉精
制漂白液Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,其有效成分NaClO比HClO稳定多,可长期存放制漂白粉(有效氯35%)和漂粉精(充分反应有效氯70%)2Cl2+2Ca
(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
③与有机物反应,是重要的化学工业物质。
④用于提纯Si、Ge、Ti等半导体和钛
⑤有机化工:合成塑料、橡胶、人造纤维、农药、染料和药品
六、氯离子的检验
使用硝酸银溶液,并用稀硝酸排除干扰离子(CO32-、SO32-)
HCl+AgNO3==AgCl+HNO3
NaCl+AgNO3==AgCl+NaNO3
Na2CO3+2AgNO3==Ag2CO?3+2NaNO3
Ag2CO?3+2HNO3==2AgNO3+CO2+H2O
Cl-+Ag+==AgCl
七、二氧化硫
制法(形成):硫黄或含硫的燃料燃烧得到(硫俗称硫磺,是黄色粉末)
S+O2===(点燃)SO2
物理性质:无色、刺激性气味、容易液化,易溶于水(1:40体积比)
化学性质:有毒,溶于水与水反应生成亚硫酸H2SO3,形成的溶液酸性,有漂白作用,遇热会变回原来颜色。这是因为H2SO3不稳定,会分解回水和SO2
SO2+H2OH2SO3因此这个化合和分解的过程可以同时进行,为可逆反应。
可逆反应——在同一条件下,既可以往正反应方向发生,又可以向逆反应方向发生的化学反应称作可逆反应,用可逆箭头符号连接。
八、一氧化氮和二氧化氮
一氧化氮在自然界形成条件为高温或放电:N2+O2========(高温或放电)2NO,生成的一氧化氮很不稳定,在常温下遇氧气即化合生成二氧化氮:2NO+O2==2NO2一氧化氮的介绍:无色气体,是空气中的污染物,少量NO可以治疗心血管疾病。
二氧化氮的介绍:红棕色气体、刺激性气味、有毒、易液化、易溶于水,并与水反应:3NO2+H2O==2HNO3+NO这是工业制硝酸的方法。
九、大气污染
SO2、NO2溶于雨水形成酸雨。防治措施:
①从燃料燃烧入手。
②从立法管理入手。
③从能源利用和开发入手。
④从废气回收利用,化害为利入手。
一、在“活泼金属与酸或水反应产生氢气”类题中的应用
活泼金属与酸或水反应产生氢气这类题很常见,很多学生认为解这类题比较难,我认为根本原因是没有弄清这类反应的实质:活泼金属失去电子,+1价的氢得到电子,而金属失去电子的物质的量等于生成氢气所需得到电子的物质的量,即n(金属)xAn==n(氢气)x2 (n(金属):金属的物质的量,An:金属变化的化合价,n(氢气):氢气的物质的量)
例1 A、B是同一短周期的两种元素,9gA单质跟足量的B的气态氢化物水溶液反应,产生11.2L氢气(标准状况下),A和B可形成化合物AB,,A原子核里中子数比质子数多1,通过计算确定A、B各为哪种元素。
解析:根据A、B可形成化合物AB,及A单质与足量的B的气态氢化物水溶液反应产生H2,可知A为金属元素且在上述反应中化合价表现为+3,n(H:)一11.2L+22.4L/mol-=0.5mol,n(金属)一9g~Mg·rnol 代入上述公式:9g~Mg·mol x3-~-0.5molx2,得M一27g/mol,所以A为A1元素,可以进一步确定B为C1元素。
二、在金属与硝酸反应类题中的应用
例2 5.12g铜和一定质量的浓硝酸反应,当铜反应完时,共收集到标准状况下的气体3.36L,若把装有这些气体的集气瓶倒立在盛水的水槽中,需要通入多少升标准状况下的氧气才能使集气瓶充满溶液?
解析:铜失去电子的物质的量==被还原的硝酸得到电子的物质的量=氧化硝酸的还原产物NO、NO:消耗的氧气的物质的量,省去中间计算,即铜失去电子的物质的量=氧气得到电子的物质的量。则有:n(Cu)x2=n(O:)×4,则n(O0=5.12g+64g/molx2x1/4=0.04mol。v(o2)=0.04molx22.4L/mol=0.896L
若用常规解法,应先求出NO、NO:的物质的量,再根据:4NO2+O2+2H2O=4HNO3,
4NO+30:+2H:O--4HNO,,计算氧气物质的量,并求出其体积,此方法运算量大,计算步骤多且容易出错,用电子守恒法综合考虑,使计算大大简化。
三、在判断氧化产物或还原产物化合价类题中的应用
例3 12mL浓度为0.10mol/L的Na2SO,溶液,恰好与10mL浓度为0.04mol/L的K~Cr207 溶液完全反应,通过计算确定元素在还原产物中的化合价。
解析:-在Na:SO3与K~Cr20,发生的氧化一还原反应中,Na2SO,充当还原剂,lmol Na:SO,失去2mol电子,I~Cr20,充当氧化剂得到电子,两者得失电子的物质的量应相等,即12x10—3Lx0.1Omol/Lx2=lOx10.3Lx0.04mol/Lx2xAn(An为Cr在反应中降低的化合价),即An=3,所以Cr元素在还原产物中的化合价为:+6 3=+3。
四、在判断不熟悉反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比类题中的应用
一、水质化验分析定义和特点
水质化验分析工作的首要任务就是及时准确的汇报出分析数据。水质化验是指使用化学分析仪器和理化仪器设备等对水中所溶物质的含量进行的分析检验。水质化验有下述特点:水中所溶物质成分复杂,水质化验项目多种多样。由于天然水或生产废水中溶有大量杂质或物质,其中包含了元素周期表中几乎所有元素,既包括了水在形成和降落过程中溶入的大量气体(例氯化氢、二氧化硫、硫化氢、氨等)及灰尘、工业烟尘、有机物、微生物等,也包含了水在经流或生产过程中溶入的岩石矿物、泥沙、黏土、大量易溶盐类及微细颗粒、藻类、细菌、原生动物等。由于对水质有不同的要求,监控水中的溶入物质,是这些行业水质化验的重要任务。同时,水是人类生存的基础和重要资源。水在使用过程中形成的生活污水和工业废水;又会混入大量杂质,如粪便、生活垃圾、洗涤剂、油脂、化工原材料、工业产成品及各种废液、废渣等。这些生活污水和工业废水排入江河湖海等地面水体,或掺人地层进入地下水体时,又会给天然水中带来大量杂质和污染物。企业的废水处理车间及各级环境监测人员也是通过监测和化验水中各种杂质和污染物,来了解水体污染情况,监控污水处理设备的正常运行。因此天然水中成分的复杂性,各行业对水质要求的多样性,决定了水质化验项目的多样性。许多组分在水中含量甚少,分析检验有难度,而且要求精度较高。水中许多组分是溶解性离子,根据这些离子的浓度范围,通常采用两种分析方法:一种是以分析离子浓度mg/L级的试样,即所谓常量分析,这种分析方法通常适用于天然水、某些工艺用水和工业废水等要测定离子浓度较高的水样;另一种是分析离子浓度为g/L级试样的所谓微量分析。这种分析方法适用于某些工艺用水及废水中欲测定离子浓度较低的试样。对于常量分析,主要应该提高分析检验的准确性;而对微量分析则不但要求有严谨的检验方法,也对分析设备和分析人员提出了较高的要求。水质分析要求在规定时间内完成,分析要快速,结果要准确。水质全分析要求在规定时间内完成全部分析项目并通过检验无误,以防保存时间过长,水质变质。为了保证工艺制水设备、废水处理设备的正常运转,这些设备处理出来的水质要求在最短时间内完成,要快捷,准确,这就要求水质化验人员有一定的理论素养,熟练的化验技巧和操作能力及认真的工作态度。水质化验应用方法多种多样,如前所述,由于水质分析项目的多样性,水质化验应用的方法也多种多样。分析化学中应用的分析方法和仪器在水质化验中几乎都有应用。
二、水质化验的基本分析方法
水质化验应用最多的方法是化学分析法;水质化验还有物理分析法;物理化学分析法;重量分析法用于测定水中的某些常量组分;滴定分析方法用于测定水中的常量和微量组分;比色法则主要用于测定水中的微量组分。随着科学技术的进步和发展,仪器分析在水质化验中有了广泛的应用,除光电比色、电导、电位分析法外,分光光度、极谱、气相色谱、原子吸收、X射线荧光光谱法等均有应用;大量的在线仪表也在水质化验中崭露头角,为水质化验的简便、快捷、准确工作提供了物质上的保证。
(一)水质化验的定性分析与定量分析。水质化验的定性分析是指鉴定水中所溶物质由哪些元素、离子或化合物组成的分析检验。水质化验的定量分析是指测定水中所溶物质中成分含量的分析检验。由于水质化验中被分析物质一般都是指定(或已知)的,因此除特殊情况外,水质化验主要是定量分析,而定性分析较少采用。
(二)水质化验的无机分析与有机分析。根据分析对象不同,水质化验可分为无机分析和有机分析;无机分析的对象是水中溶有的无机物,它们大都是电解质。因此一般都是测定其离子或原子团来表示各组分的含量;有机分析的对象是有机物,它们大都是非电解质。因此一般都是分析其元素或官能团来确定其组分的含量,其中也有通过测量某些物理常数如沸点、冰点及沸程等来确定其组成或含量。
(三)物理分析法。物理分析法是指在水中所溶相关物质不发生化学变化的前提下,利用物理方法(例光学电学、分离等),以确定其存在及含量的方法。
(四)化学分析法。化学分析法是指以物质的化学反应为基础的分析方法。主要有滴定分析法和重量分析法。通常用于水中待测组分的常量和微量分析。
(五)物理化学分析法。物理化学分析法即通常所说的仪器分析法。是以物质的物理、物理化学性质为基础的分析方法。由于这类分析方法都需要特殊仪器,故一般称为仪器分析法,主要包括光学分析法、电化学分析法、色谱分析法和其他仪器分析法等。
三、水质化验分析的主要工作内容
水质化验的主要工作内容有采集水样;配制标准溶液和化学试剂;使用理化仪器等测试水中所溶物质的理化性质;使用化学分析或仪器分析等方法对水样进行组分含量测定;记录、计算、判定化学数据;协助主检人员完成化验报告;检查、测试、维护仪器设备;处理检验过程中的故障;负责化验室卫生、安全工作。
四、化验分析中玻璃仪器的洗涤
在水质化验分析工作中,洗净玻璃仪器不仅是一项必须做的实验前准备工作,也是一个技术性的工作。玻璃仪器是否符合要求,对实验结果有很大的影响,玻璃仪器洗净标准是洗净后的玻璃仪器倒置时,水沿壁自然流下,均匀润湿而无条纹及水珠。洗涤时应根据玻璃仪器的不同,污染物的不同,实验的要求不同采用不同的洗涤方法。常用玻璃仪器的洗涤方法:计量玻璃仪器洗涤与计量有关的玻璃仪器用铬酸洗液浸泡后,用自来水冲洗,之后用蒸馏水润洗三次,直到洗净为止。对移液管、滴定管这种尺寸较大计量玻璃仪器,这种方法目前还是一个比较实用的方法,只是要注意洗液的回收,减少污染。对容量瓶、吸量管等较小仪器可将其浸于温热的洗涤剂水溶液中,在超声波清洗机液槽中超洗数分钟,洗涤效果极佳,值得推广。计量玻璃仪器不能用毛刷洗刷。非计量玻璃仪器洗可分为一般玻璃仪器和特殊玻璃仪器。一般玻璃仪器的洗涤,先用水自来水冲洗可溶性物质并用毛刷刷去表面粘附的尘土,然后沾低泡型的洗涤剂溶液刷洗,用自来水冲洗至无泡沫;若仪器内壁被水均匀润湿,再用蒸馏水(或去离子水)润洗三次。特殊玻璃仪器的洗涤,砂芯玻璃滤器的洗涤,新的滤器可置于6mol/L的盐酸溶液中超声数分钟,再用水反复抽洗,最后用蒸馏水洗净;使用过的滤器应根据不同的沉淀物采用适当的洗涤剂超声溶解沉淀,再用水反复抽洗至洗净,110℃烘干,升温和冷却过程都要缓慢进行,以防裂损。砂芯玻璃滤器洗净后应防尘存储。
五、结束语
【关键词】“差量法” 质量差法 体积差法
学习化学过程既是掌握知识的过程,也是人的思想深化、发展的过程,化学的学习不仅要掌握一些基本的知识和基本的技能,而且还要培养学生的能力。在深入研究的过程中,往往需借助于定理研究才能得到正确的、具有深刻意义的结论。因此无论在教科书中还是近年的高考中,定量题都占有相当的比例(占30%以上),所以理科生必须加强和提高化学计算技能。中学计算中常见的技巧和方法的好几种,其中“差量法”当属最优秀的方法之一。
一、差量法的概念和分类
所谓“差量”就是指一个过程中某物质始态量的差值。与“差量”就是指一个过程中某物质始态量与终态量的差值。与“差量”有关的计算的方法就称为差量法。一般差量法分三类:质量差法、体积差法、物质的量差法。由于物质的量差大部分用于气体,,而在相同条件下气体的体积比等于物质的量之比,所以在讲题时一般把体积差和物质的量之差归于同一类,这样的差量法就是有两类即质量差法和体积差法。
差量法解题的原理: 设反应:A+B=C 质量差
a c a-c(或c-a)
x y x-y
也就是说,在化学反应前后,物质的质量差和参加该反应的反应物或生成物的质量成正比例关系,这就是根据质量差进行化学计算的原理。
差量法解题的步骤
1.审清题意,分析产生差量的原因。
2.将差量写在化学反应方程式的右边,并以此作为关系量。
3.写出比例式,求出未知数。
(一)质量差法
以一个过程中某物质始态质量与终态质量的差值来进行计算的方法。
1、理论依据:
我们以下题为例来解讲质量差法的理论依据,例(1):把1克含脉石(SiO2)的黄矿样品在氧气中灼烧,把反应完全后所得残渣称量,发现质量减轻0.22克,则此黄铁矿的纯度为多少?根据题意知:SiO2和氧气不反应,FeS2和O2完全反应生成Fe2O3 和SO2,所以反应前的混合物为SiO2和Fe2O3,即由于FeS2反应生成Fe2O3而导致质量的减轻,而根据题意我们又必须求出反应前FeS2的质量,那么质量减轻与参加反应的FeS2又呈现什么关系呢?(反应略)
可以看出参加反应的反应物的质量与生成物的质量与反应前后的质量差成正比。
2、关键数值:
知道了参加反应的反应物的质量(或物质的量)或生成物的质量(或物质的量)与反应前后的质量差成正比后,不仅又会想到,质量差法中的差量到底“谁与谁的质量差”、“比值又是会多少”。
3、适用范围
用差量法解题的题目的特点是反应前后实际上起变化的只有一种物质,而对于反应前后有多种物质变化的题目,差量法只能望而兴叹了。
(二)体积差法
以反应前气态物质总体积与反应后气态物质总体积的差值来进行计算的方法。(其理论依据及关键数值皆可用质量差法类推)。
1、理论依据:
根据参加反应的气态反应物的总体积与气态生成物的总体积的差与任一反应物(或生成物)的体积(或物质的量)成正比。
2、关键数值法
体积差法和关键数值为“体积差”与任一反应物(或生成物)的比值。
3、适用范围:
用体积差法解题的题目的特点是必须有气体参加或生成气体的反应。
二、差量法的优点与技巧
1. 原理:对于任意一个化学反应,涉及到各物质的数量间,一般都有一定的关系.如任取两种物质的物理量,分别为x,y。 当x 值增大或减小时,y也成比例地变化.且x与y的差值也呈相应变化。
数学表达式为: = =
2. 注意: ① x、y可表示物质的质量、物质的量、气体体积等,因而差量可指质量之差(m)物质的量之差(n)或气体体积之差(V)等。
② 分清“差量”是增还是减.在较复杂的情况,存在多个反应,可能差量的增减方向并不一致,这就要取其代数和.若方向相同,则总差量等于各个分差量之和。
③ 正确分析形成差量的原因,找出对应的根据方程式得出的“理论差量”是差量法解题的关键。
3. 优点:只与反应前后相应的差量有关,不必追究各成分在反应前和后具体的量。能更深刻地抓住本质,提高思维能力。同时用“差量法”可节省繁琐的中间过程,使题目简单化,提高了解题的速度,而且提高了解题的正确率。
通过对化学反应中反应物及生成物质量的实验测定,使学生理解质量守恒定律的含义及守恒的原因;
根据质量守恒定律能解释一些简单的实验事实,能推测物质的组成。
能力目标
提高学生实验、思维能力,初步培养学生应用实验的方法来定量研究问题和分析问题的能力。
情感目标
通过对实验现象的观察、记录、分析,学会由感性到理性、由个别到一般的研究问题的科学方法,培养学生严谨求实、勇于探索的科学品质及合作精神;
使学生认识永恒运动变化的物质,即不能凭空产生,也不能凭空消失的道理。渗透物质不灭定律的辩证唯物主义的观点。
教学建议
教材分析
质量守恒定律是初中化学的重要定律,教材从提出在化学反应中反应物的质量同生成物的质量之间存在什么关系入手,从观察白磷燃烧和氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液反应前后物质的质量关系出发,通过思考去“发现”质量守恒定律,而不是去死记硬背规律。这样学生容易接受。在此基础上,提出问题“为什么物质在发生化学反应前后各物质的质量总和相等呢?”引导学生从化学反应的实质上去认识质量守恒定律。在化学反应中,只是原子间的重新组合,使反应物变成生成物,变化前后,原子的种类和个数并没有变化,所以,反应前后各物质的质量总和必然相等。同时也为化学方程式的学习奠定了基础。
教法建议
引导学生从关注化学反应前后"质"的变化,转移到思考反应前后"量"的问题上,教学可进行如下设计:
1.创设问题情境,学生自己发现问题
学生的学习是一个主动的学习过程,教师应当采取"自我发现的方法来进行教学"。可首先投影前面学过的化学反应文字表达式,然后提问:对于化学反应你知道了什么?学生各抒己见,最后把问题聚焦在化学反应前后质量是否发生变化上。这时教师不失适宜的提出研究主题:通过实验来探究化学反应前后质量是否发生变化,学生的学习热情和兴趣被最大限度地调动起来,使学生进入主动学习状态。
2.体验科学研究过程、设计、实施实验方案
学生以小组探究方式,根据实验目的(实验化学反应前后物质总质量是否发生变化)利用实验桌上提供的仪器和药品设计实验方案。在设计过程中,教师尽量减少对学生的限制,并适时的给学生以帮助,鼓励学生充分发挥自己的想象力和主观能动性,独立思考,大胆探索,标新立异。在设计方案过程中培养学生分析问题的能力,在交流方案过程中,各组间互相补充,互相借鉴,培养了学生的语言表达能力。在实施实验时学生体验了科学过程,动手能力得到了加强,培养了学生的观察能力、研究问题的科学方法和严谨求实的科学品质及勇于探索的意志力。同时在实验过程中培养了学生的合作意识。通过自己探索,学生不仅获得了知识,也体验了科学研究过程。
3.反思研究过程、总结收获和不足
探索活动结束后可让学生进行总结收获和不足,提高学生的认知能力。
教学设计方案
课题:质量守恒定律
重点、难点:对质量守恒定律含义的理解和运用
教具学具:
溶液、溶液、溶液、溶液、溶液、白磷、锥形瓶、玻璃棒、单孔橡皮塞、烧杯、小试管一天平、酒精灯。
教学过程:
创设情境:
复习提问:在前几章的学习中,我们学习了哪些化学反应?
投影:反应文字表达式
氯酸钾氯化钾+氧气
氢气+氧气水
氢气+氧化铜铜+水
引言:这是我们学过的化学反应(指投影),对于化学反应你知道了什么?
思考讨论:化学反应前后物质种类、分子种类、物质状态、颜色等发生了变化;原子种类、元素种类没发生变化;对于化学反应前后质量、原子数目是否发生变化存在争议。
引入:化学反应前后质量是否发生变化,有同学说改变,有同学说不变,意思不统一,那么我们就通过实验来探讨。
设计与实施实验:
讨论:根据实验目的利用实验桌上提供的仪器和药品设计实验方案。
交流设计方案
评价设计方案
教师引导学生评价哪些方案是科学合理的,哪些需要改进,鼓励学生开动脑筋,积极主动地参与实验设计过程。
1.实施实验:
同学们的设计方案是可行的,可以进行实验。
指导学生分组实验,检查纠正学生实验操作中的问题
1.依照设计方案进行实验并记录实验现象和测定的实验数据。
2.对实验结果进行分析,反应前后物质的总质量是否发生变化。
3.汇报实验结果
引导学生从实验内容,化学反应前后各物质的质量总和是否发生变化汇报实验结果
同学们的实验结果是巧合,还是具有普遍意义?
汇报:
1.实验内容
2.实验结果
反应前物质总质量(烧杯+试管+两种溶液)_______g,反应后物质总质量为_______g。
反应前后物质总质量是否发生变化_______。
3.演示实验
演示:白磷燃烧前后质量测定。
1.观察记录
反应前物质总质量为_______g,反应后物质总质量为_______g。
2.书写反应文字表达式
3.实验结果分析:反应前后物质总质量是否发生变化_______。
总结:
思考:通过以上几个实验你能得到什么结论
科学家曾做过大量实验,无数实验都证明:化学反应前后各物质的总质量相等。这是化学反应遵循的规律。这个规律叫做质量守恒定律(板书课题)
提问:哪位同学试着回答什么是质量守恒定律
板书:一、质量守恒定律内容(略)
讨论:化学反应前后质量守恒原因
问题讨论:
为什么参加化学反应前各物质的质量总和等于化学反应后生成的各物质的质量总和。
投影:水分子分解示意图,引导学生从化学反应的微观实质认识化学反应前后质量守恒的原因。
板书:二、化学反应前后质量守恒的原因。
投影:课堂练习
1.已知12g木炭与32g氧气恰好完全反应,则生成的质量是_______g。
A.44gB.32gC.22gD.12g
2.镁带在空气中燃烧生成氧化镁的质量比金属镁的质量大,有人说这个事实不符合质量守恒定律,你说对吗?为什么?
3.蜡烛燃烧后的产物有二氧化碳和水,根据质量守恒定律可知,该物质的组成中一定含有_______元素和_______元素,可能含有_______元素。
反思研究过程:
通过对化学反应前后质量是否发生变化的探讨,你有哪些收获?
总结:对于今天的学习每个同学都有不同程度的收获,同时也发现了自己的不足,在今后的学习中相信大家会做的更好。
板书设计:
第一节质量守恒定律
一、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。
反应前总质量反应后总质量
gg
磷+氧气五氧化二磷
二、化学反应前后质量守恒原因
探究活动
通过实验探究化学反应前后质量是否发生变化。
(1)根据提供的仪器和药品设计实验方案。
(2)交流与评价。