第五单元 化学方程式

第五单元第五单元 化学方程式化学方程式 课题课题 1 质量守恒定律质量守恒定律 培优训练题培优训练题 1 黑龙江初赛 1 6 g 某物质在氧气中完全燃烧生成 4 4 g 二氧化碳和 3 6 g 水 关于该物质的组成有下 列推断 一定含有 C H 一定不含 O 可能含 O 一定含 O 分子中 C H 的原子个数比为 1 2 分子中 C H 的原子个数比为 1 4 其中正确的是 A B C D 2 全国复赛 在一个密闭的钢筒内有甲 乙 丙 丁四种物质 在电火花作用下 发生充分反应 测得反应前后各物质的质量如 右表所示 已知甲的相对分子质量为丁的 2 倍 则该反应的化学 方程式中甲与丁的化学计量数之比为 A 1 2 B 1 1 C 2 1 D 2 3 3 全国初赛 在 绿色化学工艺 中 最好是反应物中原子全部转化为欲制得的产物 即原子的利用率 为 100 在用 C3H4 丙炔 合成 C5H8O2 2 甲基丙烯酸甲酯 的过程中 欲使原子的利用率达到最高 在催化剂作用下还需要其他的反应物是 A CO2和 CH3OH B CO2和 H2O C H2和 CO D CH3OH 和 H2 情景创新题情景创新题 4 原创题 1673 年 英国化学家波义耳做了一个有名的实验 他将金属放在密闭容器里 煅烧 煅烧后他立即打开容器盖进行称量 结果发现反应后的固体质量增加了 由于波义 耳在该实验中称量方法上的原因 导致他错过了发现质量守恒定律的机会 拉瓦锡做的是糖发酵生成酒精的实验 这是一个复杂的生化反应 他把 100 磅糖 400 磅 水和含有 7 磅水的酵母溶液混合 使其充分发酵 发酵后定量测定的结果是放出的气体中 含有二氧化碳 35 磅 水蒸气 14 磅 余下 460 磅的液体中含水 酒精 醋酸 糖和酵母 此外 拉瓦锡还做了许多化学实验证明物质不灭 并在他的名著 化学概要 中指出 无 论是人工还是自然作用都没有创造出新东西 物质在每一个化学变化前的数量 等于反应 后的数量 这可以算是一个公理 虽然拉瓦锡所处时代的实验工具和技术不能得到精确的 实验数据 但在实验误差允许范围之内 科学家们一致承认了这一定律 后来 科学家们 根据质能关系公式计算及实验结果证明 质量守恒定律是完全正确的 请根据上述资料回答下列问题 1 早在 17 世纪 质量守恒定律被发现之前 英国化学家波义耳就曾做过一个实验 他在密闭的容器中 燃烧某金属时 得到了金属灰 然后称量该金属灰的质量 发现比原来金属的质量增加了 试解释金属灰比原金属质量增加的原因 由于波义耳称量方法上的原因 他错过了发现质量守恒定律的机会 请你改进他的称量方法以验证质量 守恒定律 2 某同学按下图装置对质量守恒定律进行实验探究 结果观察到反应后天平不平衡 由此得出这个化 学反应不遵守质量守恒定律的结论 这个结论是否正确 为什么 3 拉瓦锡之所以成为质量守恒定律的真正发现者 应该归功于拉瓦锡 具有怎样的科学精神 参考答案参考答案 1 A 解析 4 4 g CO2中含碳元素质量为 4 4 g 100 1 2 g 3 6 g H2O 中含氢元素质量为 3 6 g 12 44 100 0 4 g 因 1 2 g 0 4 g 1 6 g 所以该物质中不含氧元素 分子中碳 氢原子个数比为 2 18 1 2 12 甲乙丙丁 反应前质量 g6410125 反应后质量 g 54379 1 4 0 4 1 2 C 解析 反应后质量增加的物质是生成物 反应后质量减少的物质是反应物 反应后 乙物质质量增 加 54 g 10 g 44 g 丙物质质量增加 37 g 1 g 36 g 丁物质质量减少质量为 25 g 9 g 16 g 进而推知甲物质应该是反应物 其质量减少 44 g 36 g 16 g 64 g 设丁物质相对分子质量为 w 则甲物质相对分子质量为 2w 若该反应的化学方程式为 x 甲 y 丁 z 乙 k 丙 2wx wy 64 g 16 g 解得 x y 2 1 2wx wy 64 g 16 g 3 C 解析 根据质量守恒定律化学反应前后原子种类和个数不变解题 由 C3H4C5H8O2这一过程 还差 2 个 C 4 个 H 2 个 O 故参加反应另一种 或一些 反应物中应具备 2 个 C 4 个 H 2 个 O 再 根据化学反应计量数 可将另一种 或一些 反应物扩大倍数 如选项 C 各反应物扩大 2 倍 4 1 生成的金属灰是该金属的金属氧化物 所以金属灰的质量比原金属的质量增加了 分别称量 反应前后密闭容器的质量 2 不正确 该反应是在敞口容器中进行的 反应生成的二氧化碳气体逸出 使反应后天平不平衡 3 大胆质疑 尊重实验事实 勇于探索 敢于创新等合理答案 解析 问题 1 煅烧某金属时 该金属与密闭容器中氧气发生化合反应 生成金属氧化物 生成的固体 质量是金属氧化物 其质量等于参加反应的金属质量与氧气的质量之和 波义尔煅烧完毕后 打开容器盖 进行称量 这样会导致外界空气进入容器内 使总质量偏大 因此凡是有气体参加或生成的反应 称量反 应前后质量时必须在密闭容器中进行 问题 2 任何化学反应都遵守质量守恒定律 只是该反应有气体 CO2生成 且反应是在敞口的容器中进行的 导致生成气体逸散到空气中 进而导致天平失去了平衡 问 题 3 拉瓦锡最大的特点是能够把别人完成的实验接过来 用定量实验来补充 加强 对旧理论的缺陷 他常常能敏锐地观察到并通过严格的 合乎逻辑的步骤 提出更合理的解释 课题课题 2 如何正确书写化学方程式如何正确书写化学方程式 培优训练题培优训练题 1 山东初赛 将 25 g 甲物质与 5 g 乙物质发生反应 所得混合物中含有 10 g 甲 11 g 丙 还有另一种 物质丁 若甲 乙 丙 丁的相对分子质量分别为 30 20 44 18 化学式分别表示为 A B C D 则下列化学方程式中正确的是 A A B C D B A 2B 2C D C 2A B 2C D D 2A B C 2D 2 泉州市竞赛题 1 化学上制取高纯硅的方法如下 用碳在高温下还原二氧化硅 可制得含有少量 杂质的硅 同时有 CO 生成 将这种含杂质的硅在高温下与氯气 Cl2 反应生成四氯化硅 四氯化 硅经提纯后 在高温下与氢气反应 就可以得到高纯度的硅 同时生成 HCl 以上各步反应的化学方程式 分别为 2 含有高价态的化合物 通常具有氧化性 如在氯化铁溶液中 氯化铁能将单质铜氧化成氯化铜 自 身被还原成氯化亚铁 该反应的化学方程式可表示为 3 江西省初赛题 镁在空气中燃烧生成氧化镁和氮化镁 其中氮为 3 价 氮化镁与水反应生成氢氧化 镁和氨气 1 写出镁与空气中氮气化合成氮化镁的方程式 2 写出氮化镁与水反应的化学方程式 3 已知氮化镁是一种黄绿色的固体 根据镁在空气中燃烧的实验现象 可知在这样的条件下 镁更易 与空气中的 化合 理由是 情景创新题情景创新题 4 原创题 火柴是一种取火工具 它利用某些物质的剧烈氧化还原反应 产生高温而发火燃烧的 火柴 的组成 是由火柴头和火柴梗两部分 中国很早就出现了火柴 南北朝时期 将硫黄沾在小木棒上 借助 于火种或火刀火石 能很方便地把阴火引发为阳火 这可视为最原始的火柴 1845 年 化学家施勒特尔 发明了安全火柴 采用红磷作为火柴头 19 世纪末 发现利用白磷做火柴的工厂工人 易罹患一种磷毒 性颌疽症的疾病 1898 年 法国政府火柴专卖公司提出了三硫化二磷用于火柴制作的专利后 白磷火柴 被视为一种违法的产品 1830 年 法国的索利亚和德国的坎默洛对火柴进行了革新 用红磷 硫磺和氯 酸钾混合原料制成现代的火柴 二十世纪初 现代火柴传入中国 被称为洋火 番火等 火柴头中主要含 有氯酸钾 二氧化锰 硫黄等化学物质 火柴盒的侧面涂有红磷 三硫化二锑 Sb2S3 和玻璃粉等 当 火柴头划过涂有药粉的火柴盒侧面 因摩擦发热 试回答有关问题 1 首先着火的物质是 火柴划燃后时会产生 白烟 白烟的主要成分的化学式为 反应的化学方程 式是 反应的基本类型是 2 由此引发的化学反应有 用化学方程式表示 Sb2S3燃烧生成 Sb2O5和 SO2 参考答案参考答案 1 D 解析 根据质量守恒定律生成丁物质的质量为 15 g 5 g 11 g 9 g 若该反应的化学方程式为 xA yB zC kD 30 x 20y 44z 18k 15 g 5 g 11 g 9 g 解得 2x 4y 4z 2k 推知它们最小公倍数为 4 则有 x 2 y 1 z 1 k 2 故选项 D 正确 2 1 2C SiO2Error Si 2CO Si 2Cl2Error SiCl4 2H2 SiCl4 Error Si 4HCl 2 2FeCl3 Cu CuCl2 2FeCl2 解析 问题 2 文字信息具有一定的迷惑性 但只要我们抓住 氯化铁能将单质铜氧化成氯化铜 自身 被还原成氯化亚铁 这句话进行提取如下信息 反应物是氯化铁 FeCl3 和铜 生成物是氯化铜 CuCl2 和氯化亚铁 FeCl2 反应条件是常温 3 1 3Mg N2Error Mg3N2 火柴头 火柴梗 火柴盒侧面 牌火柴 2 Mg3N2 6H2O 3Mg OH 2 2NH3 3 O2 生成物基本上是白色的 说明产物中 MgO 较多 而 Mg3N2较少 解析 空气主要是由氮气和氧气组成的 由 镁在空气中燃烧生成氧化镁和氮化镁 可知 镁既能与氧气 反应生成白色氧化镁 又能与氮气反应生成黄绿色氮化镁 镁在空气中燃烧生成白色固体这一实验现象可 知 镁更易与空气中的氧气化合 4 1 红磷 P2O5 4P 5O2Error 2P2O5 化合反应 2 2KClO32KCl 3O2 2Sb2S3 11O2Error 2Sb2O5 6SO2 S O2Error SO2 MnO2 解析 由题给信息可知 当火柴头在火柴盒侧面摩擦时 产生大量热 火柴盒侧面的玻璃粉起到增大摩擦 作用 又因红磷的着火点 大约 250 左右 相对其他物质来说比较低 故而摩擦产生的热量先将红磷 引燃 红磷与氧气发生剧烈的氧化反应 产生白烟是生成的五氧化二磷固体小颗粒 红磷燃烧放出的热量 达到氯酸钾的分解温度 氯酸钾在二氧化锰催化作用下分解产生氧气和氯化钾 生成的氧气又与三硫化二 锑作用生成 Sb2O5和 SO2 再联系实际划火柴时总会闻到一股刺激性气味 结合火柴头的成分可知 硫黄 与氧气反应生成了刺激性气味气体二氧化硫 问题 2 中三硫化二锑燃烧的方程式书写是难点 一般采 用 奇偶配平法 或 设 1 法 这里说说 奇偶配平法 先找短线两侧同种原子出现次数最多的原子 且有奇有偶的 将最大的奇数配成偶数 该反应中氧原子出现次数最多共 3 次 最大奇数是 Sb2O5中氧为 5 先在 Sb2O5前配上化学计量数 2 然后在 Sb2S3前配上化学计量数 2 将 Sb 原子配平 在 SO2前配上 化学计量数 6 将 S 原子配平 最后用观察法配平 O 原子 并注明条件 课题课题 3 利用化学方程式的简单计算利用化学方程式的简单计算 培优训练题培优训练题 1 广东初赛 为解决水中氧气不足的问题 某同学发现养鱼师傅通常向鱼池中撒一种微黄色的固体 这 种固体的主要成分是过氧化钙 CaO2 是为了解决鱼塘中氧气不足的问题 他回家后查阅资料得知 CaO2与 Na2O2都属于过氧化物 过氧化钠与水反应的化学方程式是 2Na2O2 2H2O 4NaOH O2 且 CaO2与 Na2O2的化学性质非常相似 1 写出 CaO2与 H2O 反应的化学方程式 2 现称取 20 g 样品加入到足量的水中 结果生成 3 2 g O2 样品中其他成分与水不反应 请计算该 样品中 CaO2的质量分数 2 齐齐哈尔竞赛题 已知相对原子质量 Li 为 6 9 Na 为 23 K 为 39 Rb 为 85 今有某碱金属 M 及 其氧化物 M2O 组成的混合物 10 8 g 加足量水充分反应后 溶液经蒸发和干燥得固体 16 g 据此可确定 金属 M 为何种元素 提示 2M 2H2O 2MOH H2 M2O H2O 2MOH 上海科技 P208 3 全国复赛 航天技术中的火箭推进剂可用醇类为燃料 液态氧为氧化剂 但后者的沸点较低 183 需要额外的隔热装置 因而增加了火箭的重量 为了避免此缺点 可用过氧化氢 H2O2 代替液态氧 它具有相对高的沸点和较低的凝固点 而且没有毒性 和醇反应时也能放出很高的能量 现有一液体推进 剂以醇 含碳 52 含氢 13 含氧 35 为燃料 质量分数为 90 的过氧化氢作氧化剂 欲使 1 kg 该 醇燃料完全燃烧 计算需消耗质量分数为 90 的过氧化氢的质量 提示 醇消耗氧的质量可按它的各 元素消耗的氧来计算 H2O2提供的氧可按 2H2O22H2O O2 来计算 MnO2 情景创新题情景创新题 4 原创题 中国第一个目标飞行器 天宫一号 在酒泉卫星发射中心发射成 功 它的发射标志着中国迈入中国航天 三步走 战略的第二步第二阶段 据了 解发射 天宫一号 目标飞行器是用长征二号 F 运载火箭 火箭所用燃烧剂是偏 二甲肼 C2H8N2 氧化剂是四氧化二氮 1 反应的化学方程式为 2N2O4 C2H8N2Error 3N2 4R 2CO2 则 R 的化学式 为 2 请计算 6 0 kg C2H8N2完全燃烧生成 CO2的质量 写出计算过程 3 为倡导 节能减排 低碳生活 减低二氧化碳的排放量 请你对发射卫星的火箭所用燃料提出一 点可行性建议 参考答案参考答案 1 1 2CaO2 2H2O 2Ca OH 2 O2 2 解 根据题意设 20 g 样品中CaO2的质量为x 2CaO2 2H2O 2Ca OH 2 O2 144 32 x 3 2 g x 14 4 g 144 32 x 3 2 g 该样品中CaO2的质量分数为 100 72 14 4 g 20 g 2 解 设金属 M 的相对原子质量为 a 若 10 8 g 混合物全为 M 由 M MOH 产关系可知 可产生 MOH 的质量为 10 8 g 若 10 8 g 混合物全为 M2O 则可产生 MOH 的质量为 10 8 g 因此 a 17 a 2 a 17 2a 16 产生 MOH 的质量为 10 8 g 16 g 10 8 g 即 解得 a 17 a 8 a 17 a a 17 a 8 16 10 8 a 17 a 10 7 a 35 3 因此 M 为 Na 元素 相对原子质量为 23 3 解 设 1 kg 该醇燃料中的碳和氢完全燃烧分别消耗氧气的质量为 x 和 y C O2 Error CO2 2H2 O2 Error 2H2O 12 32 4 32 1000 g 52 x 1000 g 13 y x 1387 g y 1040g 12 32 1000 g 52 x 4 32 1000 g 13 y 则 1 kg 该醇燃料完全燃烧消耗氧气的质量为 1387 g 1040 g 1000 g 35 2077 g 设需 H2O2的质量为 w 2H2O2 2H2O O2 MnO2 68 32 w 90 2077 g w 4904 g 68 32 w 90 2077 g 4 1 H2O 2 解 设 6 0 kg C2H8N2完全燃烧生成 CO2的质量为 x 2N2O4 C2H8N2Error 3N2 4H2O 2CO2 60 88 6 0 kg x x 8 8 kg 60 88 6 0 kg x 3 使用不含碳的新型燃料 第五单元第五单元 化学方程式综合训练化学方程式综合训练 培优训练题培优训练题 1 全国复赛 将一定质量的 a b c d 四种物质放入一密闭容器中 在一定条件下反应一段时间后 测得反应后各物质的质量如下 下列说法错误的是 物 质abcd 反应前质量 g6 403 204 000 50 反应后质量 g待测2 567 200 50 A a 和 b 是反应物 d 可能是催化剂 B 反应后 a 物质的质量为 4 64 g C c 物质中元素的种类 一定和 a b 二种物质中元素的种类相同 D 若物质 a 与物质 b 的相对分子质量之比为 2 1 则反应中 a 与 b 的化学计量数 系数 之比为 2 l 2 珠海初赛 化学小魔术 魔棒点灯 的表演过程是 用玻璃棒蘸取固体高锰酸钾与浓硫酸的混合物 将混合物与酒精灯的灯芯接触 酒精即燃 其原理是 固体高锰酸钾与浓硫酸反应生成高锰酸 HMnO4 和硫酸钾 高锰酸立即分解生成一种棕色油状物 七氧化二锰和水 七氧化二锰遇酒精时 发生剧烈的氧化还原反应使酒精燃烧 七氧化二锰还能爆炸 分解生成二氧化锰 氧气和臭氧 氧气和臭 氧的分子个数比为 3 1 试写出生成高锰酸 七氧化二锰和它爆炸分解的化学方程式 3 吉林初赛 甲醇是一种剧毒的 具有酒精气味的液体 现把一定量的甲醇与 4 4 g O2混合于一密闭容 器中 引燃发生反应如下 8CH3OH xO2 mCO2 nCO 16H2O 当反应物完全转化为生成物后 降至 常温常压下 容器内余下的液体为 3 6 g 求 1 化学计量数 x 的值 2 化学计量数 m 和 n 的和 3 该反应生成 CO2的质量 情景创新题情景创新题 4 原创题 我国已经立法规定酒驾入刑 严禁司机酒后驾驶车辆 饮酒往往会使人兴奋 激动 如果饮 酒过量就会恶心 呕吐 心烦甚至使人麻醉 这是为什么呢 因为各种饮用酒里都含乙醇 CH3CH2OH 乙醇在体内主要发生如下变化 乙醇首先在体内酶的作用下氧化成乙醛 CH3CHO 和水 生成的乙醛继 续在酶作用下与氧化合成乙酸 CH3COOH 这两个反应中 酶 起了决定性的催化作用 人体内每时每 刻都在发生各种复杂的化学反应 这些反应都是在特殊的蛋白酶的作用下进行的 人体内含有各种蛋白酶 的量因人而异 有的人体内含某种酶比较多 有的人则较少 含酶多的人虽饮了较多的酒 但能顺利地完成上述化学 变化 而那些酶含量比较少的人 酒后不能顺利完成上述变化 甚至失去催化作用 过多的乙醇和乙醛会 刺激神经系统 使人产生一系列反应 也就是酒精中毒 请分析回答下列问题 1 人体内各种蛋白酶在化学反应起到 作用 2 乙醇转化成乙酸的反应方程式 3 若某人饮用 300 g 酒精 在体内最终转化成乙酸多少克 参考答案参考答案 1 B 解析 d 物质反应前后质量不变 可能是反应的催化剂 b 物质反应后质量减少了 3 20g 2 56 g 0 64 g 是反应物 c 物质反应后质量增加了 7 20 g 4 00 g 3 20 g 是生成物 依据质量守恒定律推 知 a 是反应物 参加反应 a 质量为 3 20 g 0 64 g 2 56 g 反应后剩余 a 物质质量为 6 40 g 2 56