《第五单元 定量研究化学反应》知识详解

第五单元 定量研究化学反应

一、化学反应中的质量守恒定律

学习目标与要求

1、 认识质量守恒定律，了解常见化学反应中的质量关系。

2、 理解质量守恒定律的宏观表现和微观本质，认识到在一切化学反应中，反应前后原子的种类、数目、总质量没有增减。

3、 学会应用质量守恒定律判断和解释某些现象。

教材知识点

【知识点一】质量守恒定律

1、 定义：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，这个规律叫做质量守恒定律。

2、 准确理解质量守恒定律应抓住的几个关键词：

参加．．化学反应的 各．物质 质量总和．． 等于．．

反应后生成．．的 各．物质 质量总和．．

3、涵义：对于反应前的物质来讲，一定要强调是指“参加反应”的物质，不要把没有参加反应的反应物（即剩余的反应物）的质量计算在反应前的物质质量总和中。同样，对于反应后的物质来讲，一定要强调是指“反应后生成的”物质，不是反应生成物不能计算在生成物的总和中。在实际应用中同学们出现的一些错误往往是没有正确理解这个涵义，但同学们可以记住这样一句正确的话：“反应前物质的总质量等于反应后物质的总质量”，因为在这里，“总质量”中就包含了反应中的剩余物或杂质的质量。

注意：（1）反应物的质量应是实际参加反应的物质质量，在化学变化中，提供的反应物不一定都恰好完全反应。所以不能说：“反应前各物质的质量总和一定等于生成的各物质的质量总和”。

（2）质量守恒定律中的“质量总和”指的是参加化学反应的反应物的总质量或者是所有生成物的总质量。很多化学反应有气体或沉淀生成，因此生成的各物质的质量包括“气、液、固”三种状态的物质质量。运用时不能遗漏反应物或生成物，尤其是不能遗漏气态物质。有些化学反应看似不守恒，可能是由于空气中某种物质参加反应或生成物逸散到空气中引起的，例如：镁条燃烧、木炭燃烧等。

（3）质量守恒定律的使用范围是化学变化，不包括物理变化。如5克水蒸发变成5克水蒸气，这是一个物理变化，无新物质生成，故谈不上反应物和生成物，自然也就不能说遵循质量守恒定律了。

（4）质量守恒定律指的是“质量守恒”，并不包括诸如体积等方面的守恒。实际上，化学反应前后“体积并不一定守恒”。

【知识点二】质量守恒定律的微观本质

1、化学反应的实质是：化学反应的过程就是分子分成原子，原子不再分，而是重新组合得到新分子的过程。因此，一切化学反应前后，原子的种类、数目、总质量都没有改变。所以，化学反应中存在质量守恒定律。

2、从宏观角度和微观角度来理解质量守恒定律，可以将化学反应的过程归纳为“6个一定不变”、“2个一定改变”和“2个可能改变”： 化学反应过程六个一定不变宏观反应物和生成物的总质量不变元素种类不变元素质量不变

微观原子种类不变原子数目不变原子质量不变

两个一定改变宏观：物质的种类一定改变微观：分子的种类一定改变（由分子构成的物质）

两个可能改变分子总数可能改变（由分子构成的物质）气体体积可能改变（同温同压下反应物和生成物均有气体时）

3、 质量守恒定律的运用

① 解释有关现象；

② 利用质量守恒定律，根据化学方程式确定物质的化学式；

③ 利用质量守恒定律，根据化学方程式确定物质的相对分子质量；

④ 利用质量守恒定律，根据化学方程式求某元素的质量；

⑤ 利用质量守恒定律，根据化学方程式求反应中某物质的质量。

4、 物质发生化学变化的实质

从宏观上讲，物质发生化学变化时生成了新的物质，如磷燃烧生成了五氧化二磷，石蜡燃烧生成了水和二氧化碳。发生物理变化时没有生成新物质，如水蒸发变成了水蒸气，只是物质的状态发生了改变。

从微观上讲，由分子构成的物质发生化学变化时分子分裂成原子，原子重新组合成新的分子，但发生物理变化时，只是分子间的间隔和排列方式发生了变化。

二、化学反应的表示

学习目标与要求

1、 通过对具体反应的分析，理解化学方程式的涵义。

2、 了解书写化学方程式要遵守的原则。

3、 掌握书写化学方程式的步骤，正确书写化学方程式。

4、 初步掌握配平化学方程式的方法——待定系数法。

教材知识点

【知识点一】化学反应的文字表达式与化学方程式的比较

化学反应的文字表达式或用化学式代替文字的简单反应表达式都只能说明反应的反应物、反应条件、生成物，不能反映出反应物和生成物在质量上的关系，而化学方程式不仅体现了化学反应的本质，也体现了质量守恒定律这一所有化学反应都具有的规律。

【知识点二】化学方程式的定义和表示的意义

1、 定义：用化学式来表示化学反应的式子叫做化学方程式。

2、 化学方程式表示的意义

化学方程式表示了质和量两个反方面的意义，即：

质的方面表示反应物和生成物各是什么物质，反应条件是什么反应物的一种性质生成物的一种制法

量的方面反应物和生成物各物质间的微观粒子数之比反应物和生成物各物质间的质量比参加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 【知识点三】化学方程式的书写

1、 书写原则：

（1） 必须以客观事实为依据，不能凭空臆造事实上不存在的物质和化学反应。

（2） 一定要遵守质量守恒定律，“等号”两边个原子的种类、数目相等。（这也是用来检查一个化学方程式书写是否正确的依据之一）

2、 书写步骤：

（1） 左边写反应物化学式，右边写生成物化学式，中间用“等号”相连。反应物和生成物不止一种时，则在其间用“+”相连，读作“和”。

（2） 配平化学方程式：即各化学式前配上适当的化学计量数，使式子左右两边各种原子个数相等，符合质量守恒定律。

（3） 注明反应条件和生成物的状态：常见的反应条件有“加热”（也可用“△”表示）、“高温”、“点燃”以及“催化剂”等。“点燃”不能与“燃烧”混用，“燃烧”是反应过程而不是条件。催化剂是反应条件，不能当成反应物或生成物写在化学反应中。

（4） 符号“↑”、“↓”的应用：

① “↑”、“↓”仅标注在生成物化学式的右边，不能标注在反应物的一边。

② 若反应在溶液中进行，生成物中有沉淀生成，则使用“↓”。若反应前后都有固体，则不使用。

③ 若反应物中无气体而生成物中有气体则使用“↑”。若反应物和生成物中都有气体则不使用“↑”。

3、 配平的方法

【知识点四】化学方程式的读法

化学方程式能客观地反映出化学反应中“质”和“量”的变化及关系。因此化学方程式的读法不同于数学方程式。化学方程式中的“+”号应读成“和”，不能读成“加”；反应物和生成物之间的“＝”号应读成“生成”，不能读成“等于”。

每个化学方程式有三种读法，现以 2H2O 通电

2H2↑+ O2↑ 为例说明。

① 宏观上的读法： “在通电的条件下，水分解生成氢气和氧气”

这种读法说明了化学反应中物质的变化。

② 微观上的读法： “在通电的条件下，每两个水分子分解生成两个氢分子和一个氧分子”

这种读法揭示了化学反应中微观粒子的变化，并反映出粒子个数的比例关系。

③ 数量读法： “通电时，36份质量的水分解生成4份质量的氢气和32份质量的氧气”

这种读法表明了化学反应中物质的质量关系。

【知识点五】书写化学方程式必须注意的问题

1、 书写化学方程式必须以客观事实为依据，应确切的知道反应物和生成物，在“＝”两边分别写出它们的化学式，并配平。

2、 书写化学方程式不能想当然、无原则地类推。

3、 不能随便将化学方程式中生成物和反应物的化学式位置倒过来写。

4、 化学方程式与数学方程式不同，数学方程式可以移项，而化学方程式绝不能移项。

5、 化学方程式等号的两边不能有相同的化学式。

6、 化学方程式的等号两边相同的原子其数目必须相等，同时“等号”还包含有产生、生成或变成的意义。

7、 化学方程式中各化学式前的化学计量数应取最简单的整数比。

8、 配平化学方程式，只能在化学式前面添上适当的数，绝不能改变化学式里表示原子个数的+ 数字。

9、 虽然一切化学反应能否进行，决定于反应物的性质，但反应条件也非常重要。在特定条件下才能进行的化学反应，必须注明反应条件。