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专题复习—化学式、化合价、化学方程式
一.内容:
化学式、化合价、化学方程式
二. 重点、难点:
1. 理解质量守恒定律的普遍意义。
2. 会熟练使用化学式、化合价、化学方程式等化学用语,进一步明确各种符号的涵义。
3. 掌握有关化学式、化学方程式计算的方法和步骤
三. 知识要点:
(一)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. 准确理解守恒定律应抓的几个关键词:“参加”“各物质”“生成”“质量总和。”
3. 理解:质量守恒定律是从量的方面来研究化学反应的客观规律,要理解它,必须运用物质结构的知识,从化学反应的实质去分析。化学反应的过程是原子重新组合的过程。在一切化学反应中,反应前后原子的种类没有改变,原子的数目没有增减,原子的质量也没有变化,所以化学反应前后各物质的质量总和必然相等。
理解质量守恒定律可归纳为五个不改变,两个一定改变,一个可能改变:
4. 运用时应注意:
(1)质量守恒定律的运用范围是化学变化,不包括物理变化。
例如:1g 冰加热成为1g水,发生的是物理变化,虽然变后前后质量也未改变,但不能将其说成是符合质量守恒定律。
(2)质量守恒定律指的是质量守恒而不包括其它方面的守恒。
例如:
该反应中反应物,生成物中均有气体,是遵守质量守恒定律的,但其体积由反应前的2体积+1体积=3体积变为反应后的2体积并不守恒。
(3)定律中的“质量”指的是参加化学反应的反应物的质量总和,而不是提供的质量的简单加和。
例如:将24gMg放入32gO2中反应,生成的质量是:24g+32g=56g吗?
由方程式:,可知,24g的Mg完全燃烧只消耗16gO2所生成的MgO的质量应为:24g+16g=40g,尚有32g-16g=16gO2未参与反应,不能计算在内。
(二)化学符号及其意义
1. 原子结构示意图各部分表示的意义
2. 元素符号:
3. 化学式——用元素符号表示物质组成的式子。
4. 化合价——一种元素一定数目的原子跟其他元素一定数目的原子化合的性质,叫做这种元素的化合价。
化合价是元素的性质,因此,通常称为元素的化合价而不应称为原子的化合价。化合价有正负之分。
(1)规定
化合价的数值
正价
负价
离子化合物
一个原子得失电子的数目
失电子的原子(阳离子)显正价
得电子的原子(阴离子)显负价
共价化合物
一个原子形成共用电子对的数目
电子对偏离的原子显正价
电子对偏向的原子显负价
化合价原则
不论在离子化合物还是共价化合物中,正负化合价的代数和为零。在单质分子里,元素的化合价为零
(2)常见元素的化合价和常见原子团的化合价
一价钾钠氯氢银,二价镁钙钡和锌,三价元素就是铝,铜二一,铁二三,碳有二四要记全。
一般规律:
氢+1,氧;金正,非负,单质零;许多元素有变价,条件不同价不同。
注:① 在上述一般规律中,金正,非负是指金属元素通常显正价,非金属元素通常显负价。如果是由金属元素跟非金属元素组成的化合物,金属元素显正价,非金属元素显负价;如果是由两种非金属元素组成的化合物,则共用电子对偏向的元素显负价,偏离的元素显正价。一般来说,在化合物中,氧通常显-2价,氢通常显+1价,在氯化物中,氯显-1价,在硫化物中,硫显价。
② 对于有些元素的原子来说,它的最外层电子数比较少,在反应中很容易全部失去,这些元素一般在化合物中只显一种化合价。而有些元素的原子,它们的最外层电子数较多,在形成化合物时,既有失去部分电子的可能,也有得到部分电子的可能,因此,当反应条件不同时,它们所显示的化合价就可能不同,因此有些元素有多种化合价。如氮元素有、+2、+3、+5等几种化合价,硫有、+4、+6等几种化合价。
常见原子团的化合价:
4. 化学方程式——用化学式来表示物质化学反应的式子叫做化学方程式。
(1)质的意义:
(2)量的意义:
(3)书写原则:
①必须以客观事实为基础。绝不能凭空设想,臆造事实上不存在的物质和化学反应。
②必须遵守质量守恒定律。在化学反应前后,原子种类和原子数目保持不变。书写化学方程式时,必须配平。
(3)化学反应类型
注意:
①分清宏、微观意义——当元素符号、化学式前有系数时,数字表示该微粒的个数,此时该符号只有微观意义,而无宏观意义。
②分清系数、角数意义
③不能用符号解释符号
④化学方程式的书写、配平、读法、
(三)关于化学式、化学方程式的计算
1.根据化学方程式计算的一般步骤
(1)设未知数
(2)写出完整的化学方程式
(3)找出已知、未知物质间的质量关系
(4)列比例,解方程
(5)简明地写出答案
2. 根据化学式、化学方程式的计算还需要注意以下几点:
(1)解题格式的规范化和程序化
(2)化学方程式和化学式的书写要正确,方程式要配平完整。
(3)若有一定体积的气体参加反应,则先要将它换成气体的质量;若要求出待求物气体的体积数,则要将已求出的气体质量换算成体积。
(4)代入方程式计算时要用纯净物的质量。
【典型例题】
[例1] 下面关于二氧化碳的组成和构成的说法正确的是( )
① 二氧化碳是由碳元素和氧元素组成的 ② 二氧化碳是由一个碳元素和两个氧元素组成的 ③ 二氧化碳分子是由一个氧分子和一个碳原子构成的 ④ 二氧化碳是由碳和氧气两种物质组成的 ⑤ 二氧化碳是由二氧化碳分子构成的 ⑥ 二氧化碳是由碳原子和氧原子构成的 ⑦ 每个二氧化碳分子是由一个碳原子和两个氧原子构成的 ⑧ 二氧化碳分子是由氧原子和碳原子构成的
A.①⑤⑦⑧B.①③⑤⑧
C.①⑥⑦⑧D.③⑤⑥⑦
解读:物质是由元素组成的。元素是用来表述单质、化合物的宏观组成的。物质是由分子、原子或离子构成的,分子、原子、离子是用来表述物质微观构成的。解答本题的方法是先对所述各项分别分析判断,然后再确定答案。
选项①正确。从宏观上看二氧化碳是由碳元素和氧元素组成的。
选项②错误。元素只论种类,不论个数。
选项③错误。因为纯净物的分子中不能再含有其他物质的分子。“CO2”中的“2”表示两个氧原子跟一个碳原子结合成一个二氧化碳分子,不是单个的“O2”氧分子。
选项④错误。纯净物中只能由一种物质组成,二氧化碳是纯净物,不能由碳和氧气组成。
选项⑤正确。二氧化碳是由二氧化碳分子直接构成的物质。
选项⑥错误。由分子构成的物质,不能说由原子直接构成。
选项⑦、⑧都正确。分子是由原子构成的。当分子说个数时,构成这一分子的原子个数也要说;当分子没有说个数时,原子个数也不说。
答案:A
[例2] 下列说法正确的是( )
A. 具有相同电子层排布的粒子一定是同种元素的原子
B. 质子数和电子数都相同的粒子一定是同一种粒子
C. 含有相同质子数和电子数的两种粒子可能是一种分子和一种离子
D. 质子数相同的粒子,化学性质不一定相同
解读:电子层排布相同的粒子,核内质子数不一定相同,因此不一定是同种元素,该粒子也不一定是电中性的,所以也不一定都是原子。所以A不正确。例如,与氖原子的电子层排布相同的粒子有:O2-、F-、Na+、Mg2+、Al3+等,与Ar相同的有S2-、Cl-、K+等。质子数和电子数都相同的粒子不一定是同一种粒子,例如Na+与NH4+、OH-与F-、Ne与CH4、NH3、H2O、HF等,所以B不正确。含有相同质子数和电子数的两种粒子有三种情况:质子数=电子数,为中性的原子或分子;质子数>电子数,为阳离子;质子数<电子数,为阴离子;无论哪种情况,这两种粒子的电性都是一致的,所以不可能一种是分子而另一种是离子,C不正确。质子数相同的粒子,有以下几种可能:
①同一元素的原子和离子,如F和F-、Na和Na+;
②分子和原子,如Ne与H2O的质子数都是10;
③不同的分子,如CH4与NH3、H2O、HF的质子数都是10;
④原子和原子团,如Na和NH4+的质子数都是11;
⑤不同的离子,如OH-与F-的质子数都是9。
由于是不同微粒,所以化学性质不一定相同。D正确
答案:D。
[例3] 若24.5g氯酸钾与2g二氧化锰的混合物加热到质量不再减少为止,得剩余固体质量为16.9g,则反应生成氧气的质量是__________,同时生成_______克氯化钾。
解读:氯酸钾受热分解后生成了氯化钾和氧气。而MnO2是催化剂,反应前后本身的质量和化学性质都没有改变。根据氯酸钾氯化钾+氧气,剩余固体即为KCl和MnO2的混合物,所以m(KCl)=16.9g-2g=14.9g。又根据质量守恒定律:
m(KClO3)=m(KCl)+m(O2),
∴m(O2)=24.5g-14.9g=9.6g
答案:氧气9.6g,氯化钾14.9g.
[例4] 某元素R的化合价为不变价,已知其氧化物的相对分子质量为m,其氯化物的相对分子质量为n,则R的化合价为_________。
解读:设R的相对原子质量为M,化合价为x,当x为奇数时,氧化物化学式为R2Ox,氯化物化学式为RClx,依题意有:
解得
当x为偶数时,氧化物化学式为ROx/2,氯化物化学式为RClx,依题意有:
解得
答案:或
[例5 ] 为保证长时间潜航,在潜水艇里要配备氧气发生装置。由以下几种制氧气的方法:
① 加热高锰酸钾;② 电解水;③ 在常温下用过氧化钠(Na2O2)与二氧化碳反应生产碳酸钠和氧气。
(1)写出方法③的化学方程式
(2)你认为最适合在潜水艇里制氧气的方法是(填序号),与其它两种方法相比,这种方法的两条优点是:
解读:本题属于信息迁移题,方法③能在常温下将人呼出的CO2转化为氧气,而方法①需要加热,方法②要消耗电能。
答:
(1)2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2。(2)③;将人呼出的CO2转化为O2,该反应简便易行,不需加热和消耗电能。
课后练习:
一. 按反应类型将已学化学反应方程式归类(原理相同的反应写出代表即可)
(一)化合反应:A+B=AB
C+O2CO24P+5O22P2O5
S+O2SO23Fe+2O2Fe3O4
2Mg+O22MgO2Cu+O22CuO
2H2+O22H2O2C+O22CO
2CO+O22CO2CO2+C2CO,
CO2+H2O=H2CO3
CuSO4+5H2O=CuSO4•5H2O
(二)分解反应:AB=A+B
2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑2HgO2Hg+O2↑
H2CO3H2O+CO2↑
CaCO3CaO+CO2↑CuSO4•5H2OCuSO4+5H2O
(三)置换反应:A+BC→B+AC
Zn+H2SO4(稀)=ZnSO4+H2↑,Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑,
Mg+H2SO4(稀)=MgSO4+H2↑,Mg+2HCl=MgCl2+H2↑,
Fe+H2SO4(稀)=FeSO4+H2↑,Fe+2HCl=FeCl2+H2↑,
2Al+3H2SO4(稀)=Al2(SO4)3+3H2↑,2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑,
CuO+H2Cu+H2O,C+H2O(气)CO+H2,
2CuO+C2Cu+CO2↑
(四)复分解反应:AB+CD→AD+CB
包括:酸+碱→盐+水,酸+碱性氧化物→盐+水,
酸+盐→新酸+新盐,碱+盐→新碱+新盐
【模拟试卷】
一. 选择题:
1. 在化学反应前后,一定发生变化的是( )
A. 物质的分子 B. 元素化合价 C. 元素种类 D. 原子数目
2. 根据化学方程式推测R的化学式是( )
A. NO B. N2C. NO2D. N2O
3. 氮气和氢气在一定条件下,能发生的反应:,若用●表示氮原子,○表示氢原子,则上述反应可表示为( )
A.●●+○○○○○○=●●○○○○○○
B.
C.
D.
4. 用I2O5可测定空气受CO污染的程度,发生反应的化学方程式如下:
,据生成CO2的多少可判断CO的含量。关于这个反应,下列说法中正确的是( )
A. 参加反应的I2O5的质量等于生成的I2质量
B. 参加反应的各物质中的氧原子总数等于生成的CO2中的氧原子数
C. 反应物所含元素种类与生成物所含元素种类相同,各原子数目不相等
D. 参加反应的和CO的质量比等于生成的和的质量比
5. 化学方程式“”正确的读法是( )
A. 两个氧化汞分子受热生成两个汞原子和一个氧分子
B. 氧化汞加热等于汞加氧气
C. 两个氧化汞在加热条件下生成两个汞和一个氧气
D. 每两个氧化汞分子在加热的条件下生成两个汞原子和一个氧分子
6. 将3g某物质在O2中充分燃烧生成和5.4g水。由此可推断该物质的组成中( )
A. 只含有C、H两种元素 B. 可能含有氧元素
C. 一定含有氧元素 D. 氢元素的质量分数为20%
7. 若生成等质量的H2时,则参加反应的钠、镁、铝的原子数之比是( )
A.B.C.D.
8. 将甲物质跟乙物质发生反应,所得混合物中含有甲物质,丙物质,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,化学式分别为A、B、C、D,则表示它们之间发生反应的化学方程式正确的是( )
A. A+B=C+D B.2A+B=C+2D
C.2A+B=2C+D D. A+2B=2C+D
9. 将和通入真空的密闭容器中,点燃充分反应后,密闭容器中的物质质量为( )
A.B.C.D. 无法确定
10. “绿色化学”是21世纪化学发展的方向,是现代化学教育的一种新理念,它对于化学反应提出了“原子经济性”(原子节约)的新概念和要求。理想的原子经济性反应要求原料分子的原子全部转变成期望的产物。下列制备反应中原子经济性最好的是( )
A.B.
C.D.
11. 1999年度诺贝尔化学奖授予了开创“飞秒()化学”新领域的科学家,使运用激光光谱技术观测化学反应时分子中的原子运动成为可能。你认为该技术不能观察到的是( )
A. 原子中原子核的内部结构 B. 化学反应中原子的运动
C. 化学反应中生成物分子的形成 D. 化学反应中反应物分子的分解
12. 相同质量的下列物质,在一定条件下使之完全分解生成氧气最多的是( )
A.B.C.D.
13. 相同质量的铁和锌,分别与足量稀硫酸反应,则它们放出氢气的质量与反应时间的关系,正确的是( )
ABCD
14. 把两种金属的混合物,放入足量稀盐酸中完全反应,结果得到氢气,则混合物中的成分不可能是( )
A. Fe和CuB.Mg和Fe C. Zn和Fe D. Al和Zn
15. 在两个烧杯中,分别盛有质量和溶质质量分数都相等的稀盐酸和稀硫酸,将盛有稀盐酸的烧杯放在天平左盘,盛有稀硫酸的烧杯放在天平的右盘,调节天平达到平衡后,向左盘烧杯中加入锌,向右盘烧杯中加入铁,充分反应后,锌完全溶解,铁有剩余,则天平指针( )
A. 向左偏 B. 向右偏 C. 不动 D. 以上三种情况都有可能
二. 填空题:
16. 在反应的过程中,始终没有发生变化的两种最小粒子是(填名称)和,保持氢气化学性质的粒子是。在化学反应中“”或“”表示,“”表示。
17. 从分子、原子角度来说:物质发生化学反应遵循质量守恒定律是因为;水由液态变为气态是发生变化。
18. 为了延长白炽灯的使用寿命,灯泡里放入少量的红磷作脱氧剂,其作用的化学方程式为;反应的基本类型。
19. 一种可作绿色能源的物质X,其燃烧的化学方程式为,推断X的化学式为,依据的基本定律是。
20. 将锌粒放在足量的稀硫酸中,待锌粒完全溶解后,液体的质量比反应前(增加或减少)g。
三. 简答题:
21. 从、、、稀盐酸、、中选出适当的物质,按下列要求写化学方程式。
(1)有三种氧化物生成的分解反应
(2)有气体生成的置换反应
(3)有黑色固体生成的化合反应
(4)有能使带火星的木条复燃的气体生成的分解反应
四. 实验题:
22. 下图是测定白磷燃烧前后质量变化和测定空气组成的实验,试回答下列问题:
(1)白磷燃烧时观察到的现象是,化学方程式为。
(2)左盘上锥形瓶口在白磷点燃后为什么要塞紧。
(3)点燃时,若瓶塞未塞紧,待燃烧完毕后再塞紧。天平的指针将会指向(填“偏左”、“偏右”、“正中”)。
(4)反应完全后,冷却至室温,将锥形瓶倒置于盛满水的水槽中,取下瓶塞,则进入锥形瓶中的水约占锥形瓶的体积的。
23. 在试管和小气球中分别加入一种常见的溶液和固体物质(如下图),然后将气球中的固体倒入试管中,观察到有气泡产生且气球胀大。请依据上述实验回答下列问题:
(1)往气球中加入的固体物质可能是(答出两种不同种类的物质):、。
(2)请用简单的实验方法证明制得的气体的密度比空气大还是小:。
五. 计算题:
24. 炭粉和铜粉的混合物在空气中加强热,碳和铜都被完全氧化后,冷却到室温,发现固体的质量没有变化,计算原混合物中炭的质量分数是多少?
25. 将和的混合物加热至没有气体放出,称得剩余固体物质的质量为20.4g求
(1)生成氧气多少克?
(2)原混合物中含氯酸钾的质量为多少克?
(3)反应后剩余固体中含有哪些物质?各多少克?
试卷答案
一.
1. A 2. C 3. B 4. B 5. D 6. A、D 7. A 8. B 9. C 10. D
11. A 12. D 13. C 14. B 15. D
二.
16. 氢原子;氯原子;氢分子;生成物的状态;加热
17. 化学反应前后元素种类没有改变,原子数目没有增减;分子间距离
18. ;化合反应
19. ;质量守恒定律
20. 增加;6.3
三.
21.
(1)
(2)
(3)
(4)
四.
22.
(1)剧烈燃烧,发光放热,瓶内充满白烟;
(2)防止空气进入锥形瓶
(3)偏左
(4)
23.
(1)或Fe;
(2)用带尖嘴导管的单孔塞塞紧试管口,用导管蘸取肥皂水,有肥皂泡吹出。若肥皂泡上升,证明气体的密度比空气的小,若肥皂泡下沉,说明气体的密度比空气的大。
24.
解:设炭粉质量为,粉质量为
∵∴
∴∴ C%=
25. 解:
(1)
(2)设含质量为,生成质量为
∴
(3)∴ 剩余,
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