第五单元 化学方程式课题1 质量守恒定律【培优训练题】1（黑龙江初赛）某物质在氧气中完全燃烧生成二氧化碳和水，关于该物质的组成有下列推断：一定含有、；一定不含；可能含；一定含；分子中、的原子个数比为；分子中、的原子个数比为。其中正确的是（ ）ABCD2（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，发生充分反映，测得反映前后各物质如右表所示。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（ ）ABCD甲乙丙丁反应前质量6410125反应后质量54379 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。在用（丙块）合成（2-甲基丙烯酸甲酯）的工程中，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和B和C和D和【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磅有的酵母溶液混合，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、酸醋、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，这可以算是一个公里。”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1A解析：中含碳元素质量为；中碳元素质量为，因，所以该物质中不含碳元素；分子中碳、氢原子个数比为：。2C 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，反应后乙物质增加；丙物质质量增加；丁物质质量减少质量为；进而推知甲物质应该是反应物，其质量减少。设丁物质相对分子质量为，则甲物质相对分子质量为，若该反应的化学方程式为：甲 + 丁乙丙 解得 3C 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。由这一过程还差2个，4个，2个，故参加反应另一种（或一些）反应物中应具备2个，4个，2个；再根据化学反应计量数，可将一种（或一些）反应物扩大倍数，如选项各反应物扩大2倍。4（1）生成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。该反应时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质量之和。波义尔煅烧完毕后，打开容器进行称量，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2 如何正确书写化学方程式【培优训练题】1（山东初赛）将甲物质与乙物质发生反应，所得混合物中含有甲、丙，还有另一种物质丁。若甲、乙、丙、丁的相对分子质量分布为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 BCD、2（泉州市竞赛题）（1）化学上制取高淳硅的方法如下：用碳在高温下还原二氧化硅，可制得含有少量杂质的硅，同时有生成；将这种含杂质的硅在高温下与氯气反应生成四氯化硅；四氯化硅提纯后，在高温下与氢气反应，就可以得到高纯度的硅，同时生成。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，自身还被还原成氯化亚铁。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），氮化镁与水分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】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，将硫磺沾在小木棒上，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、硫磺等化学物质，火柴盒的侧面涂油红磷、三硫化二锑和玻璃粉等。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）：_；燃烧生成和 _；_。参考答案1D 解析：根据质量守恒定律生成丁物质的质量为：，若该反应的化学方程式为： + + 解得 ，推知它们最小公倍数为4，则有，故选项D正确。2（1） （2） 解析：问答（2）文学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，反应物是氯化铁和铜；3（1）（2） （3）生成物基本上时白色的，说明产物中较多，而较少 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结合。4（1）红磷 化合反应（2） 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和；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，硫磺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时难点，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，最大奇数是中氧为5，先在前配上化学计量数2，然后再前配上化学计量数2，将 原子配平，在前配上化学计量数6，将原子配平，最后用观察法配平原子，并注明条件。课题3 利用化学方程式的简单计算【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塘中撒一种微黄色固体，这种固体的主要成分是过氧化钙 ，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：与都属于过氧化物，过氧化钠与水反应的化学方程式是：，且与的化学性质非常相似。（1）写出与反应的化学方程式_。（2）现称取样品加入到足量的水中，结果生成（样品中其他成分与水不反应）。请计算该样品中的质量分数。2（齐齐哈尔竞赛题）已知相对原子质量：为6.9；为23；为39；为85，今有某碱金属及其氧化物组成的混合物，加足量水充分反应后，溶液经蒸发和干燥得固体 ，据此可确定金属为何种元素？（提升：，）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（），需要额外的隔热装置，因而增加了火箭的重要。为了避免此缺点，可用过氧化代替液态氧，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，含氢，含氧）为燃料，质量分数为的过氧化氢作氧化剂，欲使该醇燃料完全燃烧，计算需消耗质量分数为的过氧化氢的质量。（提示：醇消耗氧的质量可按它的各元素消耗的氧来计算；提供的氧可按来计算）【情景