实验1 | 实验2 | |
实验现象 | 燃烧,产生大量白烟,气球体积先变大后变小,反应前后天平平衡 | 溶液由蓝色变为浅绿色,同时有红色固体物质析出,反应前后天平平衡 |
化学反应 | 4P+5O2=2P2O5 | Fe+CuSO4=FeSO4+Cu |
反应前后质量 | m1=m2 |
m1‘=m2‘ |
结论 | 反应前参加反应的各物质的总质量等于反应后生成的各物质的总质量 |
2、探究开放系反应前后物质的质量关系
实验3 | 实验4 | |
现象 | 盐酸倒入烧杯后,剧烈反应,有大量气泡生成,天平右盘下降 | 剧烈燃烧,产生耀眼的白光,生成白色固体;用天平称量反应前后的物质质量不相等 |
化学反应 | Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ | 2Mg+O2=2MgO |
质量关系 | m3>m4 | m3‘<m4‘ |
分析 | 产生的二氧化碳脱离左侧体系,使天平左右两边质量不等 | 镁与氧气反应生成氧化镁,产物增加的质量是氧气的质量 |
实验分析:
(1)质量守恒定律只适用于化学变化,不适用于物理变化;
(2)所选的化学反应,反应现象要明显;
(3)若利用气体参加或生成的反应来进行实验,则反应必须在封闭体系中进行;
(4)任何化学反应都遵守质量守恒定律。造成反应前后天平不平衡的原因是反应物或生成物是气体或装置气密性不好;
二、质量守恒定律
1、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。
2、质量守恒定律使用时应注意的事项
(1)化学反应是前提
质量守恒定律的适用范围是化学变化,不适用于物理变化,任何化学变化都遵循质量守恒定律。
(2)参加反应是基础
概念中明确指出是参加反应的各物质的质量总和,不参加反应的物质质量不能计算在内。
(3)质量总和是基础
无论是参加反应的物质,还是反应后生成的物质,计算时不能漏掉任何一项。
(4)质量守恒是目的
定律只适用于质量守恒,不包括体积守恒、分子数守恒等。
3、质量守恒定律的应用
(1)推断反应物或生成物的化学式,依据是化学反应前后原子种类、数目和质量不变;
(2)确定物质的组成元素,依据是化学反应前后元素种类不变;
(3)解释化学反应前后物质的质量变化及质量差,确定某一物质的质量,依据是参加反应的各物质的质量总和等于反应生成的各物质的质量总和;
(4)进行各物质间量的计算,依据是化学反应前后,反应物和生成物的总质量不变;
4、利用原子、分子解释质量守恒的原因
(1)化学反应的实质
化学反应的过程中,就是参加反应的各反应物的原子重新组合成为各生成物的过程;
(2)质量守恒的原因
微观上:在化学反应中,反应前后原子的种类没有改变,数目没有增减,原子本身的质量也没有改变。所以,反应前后物质的质量总和必然相等。
宏观上:反应前后元素的种类没有改变,元素的质量也不变,所以反应前后各物质的质量总和必然相等。
三、化学方程式
1、化学方程式的意义
(1)质的方面
表示反应物、生成物和反应条件
(2)量的方面
①表示反应物、生成物之间的微粒个数比,即化学式前的化学计量数之比;
②表示反应物、生成物之间的质量比;各物质间的质量比等于相对分子质量与化学计量数的乘积比;
2、化学方程式的读法,以4P+5O2=2P2O5为例
(1)质的方面
磷和氧气在点燃的条件下反应生成五氧化二磷。
(2)量的方面
①每124份质量的磷和160份质量的氧气在点燃的条件下完全反应生成284份质量的五氧化二磷;
②每4个磷原子和5个氧气分子在点燃的条件下完全反应生成2个五氧化二磷分子;
第二节 如何正确书写化学方程式
一、化学方程式的书写
1、书写原则
(1)必须以客观事实为基础,绝对不能凭空想象事实上不存在的物质和化学反应;
(2)要遵守质量守恒定律,等号两边的各元素原子的种类与数目必须相等;
2、书写步骤
写:根据客观事实写出反应物和生成物的化学式,并在反应物和生成物之间画“——”;
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,使之遵守质量守恒定律;
注:注明化学反应发生的条件(如点燃、加热、催化剂等),标出生成物状态(沉淀↓,气体↑);
等:把“——”改成“=”;
查:检查化学式书写是否正确,化学方程式是否配平,反应条件和物质状态标注是否准确、恰当;
3、说明
(1)点燃、加热(△)、催化剂、高温等,一般写在“=”上方,但当其他条件与催化剂同时存在时,则一般将催化剂写在“=”上方,而将另一条件写在下方。
(2)如果生成物中有气体放出则标上“↑”,但当反应物中也有气体参加时,就不标;溶液中有沉淀生成时标上“↓”。
二、化学方程式的配平
1、最小公倍数法
①找出其中出现次数最多的且原子个数相差较大的原子作为配平起点;
②求出它们的最小公倍数;
③由最小公倍数确定相关化学式的化学计量数。即用最小公倍数分别除以含有该元素的化学式中的原子个数。其商即为该化学式前的化学计量数;
④根据质量守恒定律确定其他化学式前的化学计量数;
⑤注明反应条件、↑、↓等,并将“——”改为“=”;
2、观察法
①观察反应物和生成物的化学式,找出比较复杂的一种;
②利用质量守恒定律确定生成物中与之有关的物质的化学计量数;
③再利用质量守恒定律配平其他反应物或生成物的化学计量数;
④将“——”改为“=”,注明条件,并标注气体或沉淀符号;
3、奇偶数配平法
①找出化学方程式中左右两端出现次数较多的元素的原子,且原子在两端的总数为奇偶不同时,选该原子作为配平的起点;
②将奇数配成偶数,并使另一端该原子的数量与之相同;
③利用质量守恒定律配平其他物质的化学计量数;
④将“——”改为“=”,注明条件,并标注气体或沉淀符号;
4、暂定分数分配法
①找出化学方程式中比较复杂的化学式,并将其化学计量数暂定为1;
②利用该化学式中原子数配平生成物中含有该化学式中原子的化学式的化学计量数;
③利用质量守恒定律配平其他物质的化学计量数;
④通分化整,将“——”改为“=”,注明条件,并标注气体或沉淀符号;
第三节 利用化学方程式的简单计算
一、化学方程式计算的依据和步骤
1、依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:化学方程式中的各反应物、生成物之间的质量比;
2、根据化学方程式计算的一般步骤
设:设未知量;
写:写出反应的化学方程式配平;
标:写出已知物和所求物的相对分子质量或相对分子质量的总和;在已知物和所求物的相对分子质量或相对分子质量总和的下面写出已知物和所求物的质量;
列:列出比例式,求解;
答:简明地写出答案;