3.3 化學方程式(原卷版)

3.3化學方程式

【思維導圖】

【知識點全掌握】

一、質(zhì)量守恒定律

1、內(nèi)容：在化學反應中，參加化學反應的各物質(zhì)的質(zhì)量總和等于反應后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和。

2、實質(zhì)：參加反應的各物質(zhì)分子分解成原子，原子重新組合成新的分子的過程。反應前后元素的種

類沒變；原子的種類和數(shù)量都沒有改變，原子間只是進行重新組合，因此反應前后各物質(zhì)的質(zhì)量總

和必然相等。

3、理解：五個不變，兩個一定改變，一個可能改變：

反應物與生成物的總質(zhì)量不變

宏觀

元素種類不變

（1）五個不變原子種類不變

微觀原子數(shù)目不變

原子質(zhì)量不變

宏觀：物質(zhì)種類一定改變

（2）兩個一定改變

微觀：構(gòu)成物質(zhì)的分子種類一定改變

（3）一個可能改變：分子的數(shù)目可能改變

4、質(zhì)量守恒定律的應用：（1）求反應物與生成物的質(zhì)量（2）反應物或生成物的化學式（3）判斷是

否全部反應

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二、化學方程式

（一）定義：用物質(zhì)的化學式表示化學反應的式子(能直接反映質(zhì)量守恒定律)。

例如：碳在氧氣中點燃磷在氧氣中點燃雙氧水的分解

點燃點燃MnO2

CO2CO24P5O22P2O52H2O22H2OO2

（二）化學方程式表示的意義：

①、表示什么物質(zhì)參加反應，結(jié)果生成了什么物質(zhì)。

②、表示反應在什么條件下進行。

③、表示各物質(zhì)之間原子和分子的個數(shù)比。

④、表示反應物、生成物各物質(zhì)間的質(zhì)量比。（結(jié)合上面化學方程式說明）

（三）化學方程式的讀法：

“+”讀作“和”、“與”或“跟”，“===”讀作“生成”

（四）化學方程式的書寫：

1、書寫原則：（1）以客觀事實為依據(jù)；（2）遵循質(zhì)量守恒定律。

2、書寫規(guī)則：左寫反應物，右寫生成物；寫對化學式，系數(shù)要配平；中間連等號，條件須注明，氣

體和沉淀。

（五）化學方程式的配平：反應前后原子種類和數(shù)目保持不變

注意點：配平時只要在化學式前加數(shù)字（即化學計量數(shù)），不能改變化學式

常見的方法：

(1)最小公倍數(shù)法

如：配平Al+Fe3O4→Fe+Al2O3

①求出每一種原子在反應前后的最小公倍數(shù)；

②使該原子在反應前后都為所求出的最小公倍數(shù)；

③一般先從氧原子入手，再配平其他原子。

第一步：配平氧原子Al+3Fe3O4→Fe+4Al2O3

第二步：配平鐵和鋁原子8Al+3Fe3O4→9Fe+4Al2O3

高溫

第三步：配平的化學方程式：8Al+3Fe3O49Fe+4Al2O3

(2)觀察法

如：配平H2O+Fe→Fe3O4+H2

①從化學式較復雜的一種生成物推求有關(guān)反應物化學式的化學計量數(shù)和這一生成物的化學計

量數(shù)；

②根據(jù)求得的化學式的化學計量數(shù)，再找出其它化學式的傾泄計量數(shù)，這樣即可配平。

第一步：配平氧原子4H2O+Fe→Fe3O4+H2

第二步：配平氫原子、鐵原子4H2O+3Fe→Fe3O4+4H2

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高溫

第三步：配平后的化學方程式：4H2O+FeFe3O4+4H2

(3)奇數(shù)配偶法

如：配平FeS2+O2→Fe2O3+SO2

適用條件：方程式中所配元素的原子個數(shù)的奇數(shù)只出現(xiàn)一次。

①找出在化學反應中出現(xiàn)次數(shù)最多的元素；

②從原子數(shù)為單數(shù)的元素入手（一般為氧元素）。即乘2；

③由已推求出的化學計量數(shù)決定其它化學式的化學計量數(shù)。

第一步：在Fe2O3前乘2FeS2+O2→2Fe2O3+SO2

第二步：配平鐵原子4FeS2+O2→2Fe2O3+SO2

第三步：配平硫原子4FeS2+O2→2Fe2O3+8SO2

高溫

第四步：配平氧原子。配平后的化學方程式為：4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2

（4）歸一法

點燃

如：配平：C2H5OHO2CO2H2O

適用條件：如大多數(shù)碳氫化合物或含碳氫氧的化合物與氧氣的反應，以及某些分解反應。

先設定C2H5OH的系數(shù)為1，則確定CO2的系數(shù)為2，H2O的系數(shù)為3。

因為方程式右邊氧原子總數(shù)為7，C2H5OH中有一個氧原子，可確定O2的系數(shù)為3。

點燃

配得結(jié)果為C2H5OH3O22CO22H2O

（六）化學方程式解題步驟：

(1)設未知量，用x、y等字母表示(不帶單位)；

(2)正確寫出有關(guān)的化學方程式(注意配平)；

(3)找出相關(guān)物質(zhì)間的質(zhì)量關(guān)系，寫在對應化學式的下面；

(4)列出比例式，求出未知量；

(5)簡明寫出答案。

【例題精析】

[例題1]（2022?溫州）圖甲是一款潛水艇緊急供氧設備的結(jié)構(gòu)示意圖，產(chǎn)氧藥塊主要成分是氯酸鈉，

需要鎂粉氧化放熱啟動并維持反應進行，快速產(chǎn)生氧氣。

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（1）啟動時，鎂粉（Mg）與氧氣反應生成氧化鎂（MgO）。其化學方程式為：。

（2）產(chǎn)氧藥塊反應會產(chǎn)生極少量有毒的氯氣，推測圖甲中試劑X應具有的性質(zhì)是。

（3）氯酸鈉受熱分解生成氯化鈉和氧氣。m克氯酸鈉分解過程中各物質(zhì)質(zhì)量變化如圖乙所示，

選擇a、b、c、d、m中的部分數(shù)據(jù)，列出它們的等式關(guān)系以體現(xiàn)質(zhì)量守恒定律。

[例題2]（2022?寧波）天宮課堂中，航天員王亞平視頻展示了在無容器材料實驗柜中進行的“鋯金

屬熔化與凝固”實驗。金屬鋯具有抗腐蝕性強、熔點高、硬度大等特性，廣泛用于航空航天、

軍工、原子能等領(lǐng)域。

（1）金屬鋯熔化屬于（填“物理”或“化學”）變化。

（2）如圖所示是鋯元素在元素周期表中的信息，其中“40”是鋯元素的原子序數(shù)，即它在元素

周期表中的位置序號，也是鋯原子的核電荷數(shù)（即質(zhì)子數(shù)），由此可知鋯原子的核外電子數(shù)

為。

（3）在850℃條件下，鎂（Mg）與四氯化鋯（ZrCl4）發(fā)生置換反應獲得金屬鋯。該反應的化學

方程式為：。

[例題3]（2021?杭州）二氧化碳的資源化利用是實現(xiàn)碳減排的重要途徑。以下是一種實現(xiàn)二氧化碳

轉(zhuǎn)化為重要原料二甲醚（化學式為C2H6O）的途徑：

（1）轉(zhuǎn)化①是二氧化碳與一種常見單質(zhì)反應生成甲醇和水，這種單質(zhì)的化學式為。

（2）轉(zhuǎn)化②是甲醇發(fā)生分解反應生成二甲醚和水，反應中生成二甲醚和水的分子數(shù)之比

為。

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[例題4]（2022?麗水）定律是對自然現(xiàn)象或關(guān)系的描述，通常可用數(shù)學方式加以表達。在學習“質(zhì)

量守恒定律”時，小麗查閱到以下材料：

波義耳實驗：在密閉羅蒙諾索夫重復了波拉瓦錫用錫和鉛做了廊道爾特和曼萊做了

的曲頸瓶中加熱金屬義耳實驗，他將金屬羅蒙諾索夫?qū)嶒?，也精確度極高的化學實

汞時，得到了金屬灰鉛裝入容器后密封，得到了同樣的結(jié)論。驗，反應前后質(zhì)量之

（氧化汞）。冷卻后稱量。然后把容器放他還做了許多實驗并差小于0.0001g，在

打開容器，稱量金屬到火上加熱，金屬變得出結(jié)論：在化學反實驗誤差范圍內(nèi)，國

灰的質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)比原成了黃色（氧化應過程中物質(zhì)質(zhì)量是際科學家一致承認質(zhì)

來金屬質(zhì)量增加了鉛），冷卻后再次稱守恒的，并將此結(jié)論量守恒定律

量，發(fā)現(xiàn)容器的總質(zhì)寫成一個代數(shù)式。該

量沒有發(fā)生變化，該結(jié)論得到當時科學家

發(fā)現(xiàn)未引起科學家重的普遍認同

視

1673年1756年1774年1908、1912年

（1）玻義耳實驗中，金屬灰增加的質(zhì)量是。

（2）質(zhì)量守恒定律的發(fā)現(xiàn)過程，帶給我們的啟示有（填字母）。

A要善于總結(jié)前人的成果和經(jīng)驗

B.實驗的成功與否，取決于藥品的選擇

C.定量方法是科學研究的重要方法

（3）受上述研究啟發(fā)，小麗對相關(guān)實驗進行了深入探究。在白磷燃燒前后質(zhì)量測定實驗中（如

圖）。氣球的作用有。

（4）小麗認為，蠟燭燃燒后剩下的固體質(zhì)量比燃燒前少了，因此該現(xiàn)象不符合質(zhì)量守恒定律。

請你設計個能說服小麗的簡明實驗思路。

[例題5]（2022?杭州）某火力發(fā)電廠用石灰石為原料吸收廢氣中的二氧化硫，以防止污染環(huán)境，發(fā)

生反應的化學方程式為：2CaCO3+2SO2+O2═2CaSO4+2CO2。若每天需要吸收0.64噸二氧化硫，

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則該發(fā)電廠每個月（按30天計）需要含碳酸鈣為90%的石灰石多少噸？（雜質(zhì)不參與反應）

[例題6]（2022?舟山）2022年我國將有6名航天員生活在空間站。氧氣、水、食物等是維持航天

員駐留空間站的必要物質(zhì)。為提高物質(zhì)的利用率，目前空間站通過以下途徑實現(xiàn)物質(zhì)循環(huán)利用：

（1）由圖可知，目前空間站通過物質(zhì)循環(huán)獲得水的途徑共有條，其中尿液凈化時必須

除去尿液中的等代謝廢物。

（2）為實現(xiàn)氧的循環(huán)，目前空間站內(nèi)利用氫氣和航天員呼出的二氧化碳，在一定條件下轉(zhuǎn)化為

一定條件

ˉ

甲烷和水，化學方程式為4H2+CO22H2O+CH4。據(jù)測算，正常情況下一位航天員一天呼

出的二氧化碳質(zhì)量約1.1千克，若這些二氧化碳全部與氫氣反應，則可生成水多少千克？

[例題7]（2021?寧波）“青團”是寧波的一種傳統(tǒng)食物。在“青團”制作過程中，需要往糯米粉中

添加艾草（或艾草汁）。艾草含有側(cè)柏蓮酮芳香油（C10H10O），側(cè)柏蓮酮芳香油是一種淡黃色液

體，具有香脂香氣，所以“青團”具有獨特風味。

（1）側(cè)柏蓮酮芳香油由種元素組成。

（2）7.3g側(cè)柏蓮酮芳香油中碳元素的質(zhì)量為g。

（3）側(cè)柏蓮酮芳香油在氧氣中完全燃燒的產(chǎn)物是。

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【習題鞏固】

一．選擇題（共12小題）

1．某密閉容器內(nèi)有X、Y、Z、W四種物質(zhì)，在一定條件下充分反應，測得反應前后各物質(zhì)的質(zhì)量

如下表：

物質(zhì)XYZW

反應前質(zhì)量/g41102

反應后質(zhì)量/g待測548

下列說法正確的是（）

A．反應后X的質(zhì)量為8g

B．Z與W的相對分子質(zhì)量比一定是1：1

C．該反應的反應物只有Z

D．參加反應的X與Z的質(zhì)量比是2：3

2．關(guān)于質(zhì)量守恒定律的理解，錯誤的是（）

A．實際參加反應的反應物總質(zhì)量等于生成物總質(zhì)量

B．反應前后原子種類和個數(shù)不變

C．1g氫氣和1g氧氣反應能生成2g水

D．煤燃燒后灰渣質(zhì)量小于煤，也能用質(zhì)量守恒定律解釋

3．甲醛是室內(nèi)裝修時產(chǎn)生的主要污染物質(zhì)．用下面化學反應可檢測室內(nèi)甲醛含量是否超標：

4KMnO4+5R+6H2SO4＝2K2SO4+4MnSO4+5CO2+11H2O，根據(jù)質(zhì)量守恒定律確定R的化學式為

（）

A．CH2OB．C2H4O2C．CH4D．CHO2

4．在托盤天平兩端的燒杯內(nèi)，分別盛有等質(zhì)量、等質(zhì)量分數(shù)的足量稀硫酸，調(diào)節(jié)天平至平衡．現(xiàn)向

左邊燒杯中加入6.5g表面銹蝕的鐵釘，同時向右邊燒杯中加入6.5g鋅粒．在實驗過程中，觀察

到指針偏轉(zhuǎn)的情況不可能是（）

A．始終向左偏轉(zhuǎn)

B．最終不發(fā)生偏轉(zhuǎn)

C．始終向右偏轉(zhuǎn)

D．最初向左偏轉(zhuǎn)，然后向右偏轉(zhuǎn)

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5．將一定質(zhì)量的a、b、c、d四種物質(zhì)放入一密閉容器中在一定條件下反應，測得反應前后各物質(zhì)

的質(zhì)量如表所示，以下說法正確的是（）

物質(zhì)abcd

反應前質(zhì)量/g6.43.04.02.0

反應后質(zhì)量/g3.2X8.82.0

A．d一定是該反應的催化劑

B．此反應的基本反應類型是分解反應

C．X的值為1.6

D．若繼續(xù)反應至b反應完全，則此時反應后a的剩余質(zhì)量為0.4g

6．化學中常常出現(xiàn)“1+1≠2”的有趣現(xiàn)象，但也有例外。下列說法中符合“1+1＝2”事實的是（）

A．10L酒精與10L水混合后的體積等于20L

B．10g硫粉在10g氧氣中完全燃燒后生成20g二氧化硫

C．10g鋅片與10g稀硫酸充分反應后所得的溶液質(zhì)量為20g

D．50℃時，向10g硝酸鉀飽和溶液中加入10g硝酸鉀固體，能得到20g硝酸鉀溶液

高溫

ˉ

7．關(guān)于化學方程式CO2+C2CO的敘述中，正確的是（）

A．二氧化碳和碳等于一氧化碳

B．1個二氧化碳分子和1個碳原子生成2個一氧化碳

C．二氧化碳和碳在高溫的條件下生成一氧化碳

D．每44份質(zhì)量的二氧化碳和12份質(zhì)量的碳在高溫條件下生成86份質(zhì)量的一氧化碳

8．以甲醇為原料的一款新型手機電池，其反應原理為：2CH3OH+3X+4NaOH═2Na2CO3+6H2O，其

中X的化學式為（）

A．COB．CO2C．O2D．H2

9．下列化學方程式書中寫正確的是（）

點燃???2

ˉˉ

A．Mg+O2MgO2B．H2O2H2↑+O2↑

點燃點燃

ˉˉ

C．4P+5O22P2O5D．4Fe+3O22Fe2O3

10．2021年10月16日，長征二號F運載火箭搭載神舟十三號載人飛船發(fā)射取得圓滿成功。運載火

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點燃

ˉ

箭在工作中發(fā)生的反應為C2H8N2+2X3N2+4H2O+2CO2，則X的化學式是（）

A．NO2B．N2O3C．N2O4D．N2O5

11．在密閉容器中有甲、乙、丙、丁四種物質(zhì)，在一定條件下發(fā)生反應，測得反應前后各物質(zhì)的質(zhì)

量如下表所示，則以下判斷錯誤的是（）

物質(zhì)甲乙丙丁

反應前質(zhì)量/g6410116

反應后質(zhì)量/g0421a

A．甲有64克參加反應，一定是反應物

B．乙反應后質(zhì)量增多，一定是生成物

C．丙反應前后質(zhì)量不變，一定是催化劑

D．丁反應后的質(zhì)量a＝48克

12．納米鐵粉在空氣中不易自燃，但稍加熱即可劇烈燃燒（與普通鐵在氧氣中燃燒相似），如圖是納

米鐵粉在錐形瓶中燃燒的實驗。下列說法不正確的是（）

點燃

A．納米鐵粉燃燒的文字表達式為鐵+氧氣→四氧化三鐵

B．水可防止生成物濺落炸裂瓶底

C．激光手電照射使納米鐵粉的著火點降低

D．氣球先膨脹后又變小

二．實驗探究題（共3小題）

13．實驗室用燃燒法測定某種氨基酸（CxHyOzNm）的分子構(gòu)成。取Wg該種氨基酸放在純氧中充分

燃燒，生成二氧化碳、水和氮氣。按圖所示裝置進行實驗，每步均充分反應?；卮鹣铝袉栴}：

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（1）實驗開始時，首先通入一段時間的氧氣，其理由是。

（2）以上裝置中需要加熱的儀器有A和D兩處，操作時應先點燃處的酒精燈。

（3）E裝置在本實驗中的作用是。

（4）實驗測得B、C裝置分別增重4.5克和8.8克，則該物質(zhì)化學式中x、y之比為。

14．已知金的化學性質(zhì)穩(wěn)定，常溫或加熱條件下都不與氧氣反應。某粗銅粉末中含有少量的鐵、鋅

和金，興趣小組的同學為測定該粗銅粉末中銅的質(zhì)量分數(shù)，開展如下實驗探究：

步驟Ⅰ：