【本讲教育信息】

一. 教学内容：

4.5 化学方程式

1. 通过对化学反应中反应物及生成物的质量的实验测定，使学生理解质量守恒定律，培养学生的辨证唯物主义观点。

2. 学会化学方程式的规范书写

3. 学会利用化学方程式进行简单计算

二. 重点、难点：

质量守恒定律、化学方程式及计算，既是重点，也是难点。

4.5 化学方程式

［课前练习］

用化学式表示下列化学变化的反应式: 铁在氧气中燃烧；

［引入新课］

上述这些反应式反映出反应物在一定条件下转变为性质不同的新的生成物，从这些反应式里我们可以看到参加反应的是什么物质，生成的又是什么物质，反映了这些反应中质的变化。那么，物质的总质量在反应前后有没有变化呢？反应物和生成物之间的量是否有一定的关系呢？现在我们通过实验来研究这一关系。

［实验现象］

（1）溶液中生成蓝色沉淀 硫酸铜＋氢氧化钠→氢氧化铜＋硫酸钠

（2）天平同反应前一样保持平衡。

［实验结论］

反应前后物质的总质量没有发生变化。

［引导学生得出结论］

反应在密闭容器中进行，虽然生成了其它的物质， 但这个容器装置的总质量不变。即参加反应的物质的质量总和等于反应后生成物的质量总和。化学反应中这种量的关系是不是具有普遍意义呢？让我们再做实验来验证。

氯化钡＋碳酸钠→碳酸钡＋氯化钠

结论：反应前后物质的质量总和依然保持不变！

［小结］

一、质量守恒定律：

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，这个规律就叫质量守恒定律

二、化学反应前后质量守恒的原因

［设疑］为什么物质在发生化学反应前后质量总是相等呢？

以氢气和氧气反应生成水为例 2H₂＋O₂---- 2H₂O

［总结］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。

［例题］

有些同学定量研究化学变化时发现，（1）木炭燃烧质量减少；（2）生石灰久置在空气中质量会增加。你认为上述两个反应违反质量守恒定律吗？

回答：以上两例均不违反质量守恒定律。

（1）木炭燃烧时，与空气中氧气反应生成二氧化碳气体，二氧化碳气体散逸到空气中，所以表面上看，木炭的质量减少，实际上，燃烧掉的木炭的质量加上消耗的氧气的质量一定等于生成的二氧化碳的质量。

（2）生石灰久置在空气中，会与空气中的水反应生成氢氧化钙，所以其质量必然会增加。也就是生石灰的质量加上水的质量一定等于生成的氢氧化钙的质量。

三. 化学反应的表示方法----化学方程式。

化学方程式：用化学式表示化学反应的式子。

例如：碳在氧气中燃烧 C＋O₂CO₂

四. 化学方程式的写法：

（1）以客观事实为依据

（2）符合质量守恒定律

分三步

（1）依据实验事实，把反应物的化学式写在左边，生成物的化学式写在右边，反应物与生成物之间用一条短线相连

（2）根据质量守恒定律，化学方程式要配平（使反应前后每种原子的数目相等）。

（3）要在化学方程式中注明反应发生的条件和生成物的状态。（用“↓”表示生成物中的沉淀，用“↑”表示生成物中的气体。）

以“碳在氧气中燃烧”为例说明

①C＋O₂ ---- CO₂

②C＋O₂＝CO₂

③C＋O₂CO₂

在上述三个书写步骤中，以化学方程式的配平最为关键。

五. 化学方程式的配平

在反应物、生成物的化学式前填上适当的系数，使式子左、右两边的每一种元素的原子总数相等，这个过程叫化学方程式的配平。

理论依据----质量守恒定律反映出：在化学反应前后原子的种类、数目和质量均不变。

以磷在空气中燃烧生成五氧化二磷的反应为例，说明书写化学方程式的具体步骤。

1. 根据实验事实写出反应物及生成物的化学式 P＋O₂─P₂O₅

2. 配平化学方程式（最小公倍数法）

先找出原子个数相差较多的原子进行配平。（有氧先配平氧原子！！）

①P＋O₂─2 P₂O₅

②P＋5 O₂─2 P₂O₅

③4P＋5 O₂─2 P₂O₅

④4P＋5O₂＝2 P₂O₅（把短线改等号。）

3. 注明反应发生的条件和生成物的状态 4 P＋5 O₂2 P₂O₅

常见的反应条件有：点燃、加热（△）、高温、催化剂等。不能混用！！！

生成物的状态是指：“↑”（气体）“↓”（沉淀）

注意：

①在反应物中无气体参加反应，则生成的气体物质注“↑”号，否则不标注“↑”。如：

C＋O₂CO₂；

②在溶液中进行的化学反应，反应物无难溶性物质参加反应，则生成的难溶性固体要注“↓”号。

〔小结〕书写化学方程式具体步骤（韵语）

左边反应物，右边生成物，写好化学式，方程要配平　短线改等号

条件要注明 生成气体或沉淀，上下箭头来分清。

六. 根据化学方程式计算

例题1. 在实验室中，将含有15.3g过氧化氢的溶液与少量二氧化锰混合，求过氧化氢完全分解后，生成的氧气质量是多少？

根据化学方程式计算应该注意的事项

（1）正确书写化学方程式，准确列出有关反应物或生成物的质量比；

（2）列式时，各物质的质量单位必须统一，对应关系要正确；

（3）反应物、生成物都必须是纯净物，如果是混合物，应该将不纯物的质量按题意转化为纯净物的质量；

（4）解题的过程要完整，规范

（5）设未知数时要指明物理量，不要带单位。

例题2. 某实验室中需要1.6g氧气进行实验。若用电解水的方法制取这些氧气，需要消耗水多少克？同时可生成氢气多少克？

答案

解：设消耗水的质量为x，得到氢气的质量为y

，x＝1.8g；，y＝0.2g

答：电解消耗1.8g水，同时生成0.2g氢气。

例题3. 中国登山协会为纪念我们首次攀登珠穆朗玛峰成功50周年，再次组织攀登珠峰活动。阿旺扎西等一行登山运动员于2003年5月21日13：40成功登顶。假如每位运动员冲顶时消耗自带的液氧4.8kg。求：

（1）这些氧气在标准状况下的体积是多少升？（标准状况下氧气密度为1.43g/L）

（2）若在实验室用高锰酸钾为原料制取相同质量的氧气，需要多少千克的高锰酸钾？

（3）用这种方法给登山运动员供氧，是否可行？简述理由。

答案：（1）4.8kg氧气在标准状况下的体积为

（2）设需要高锰酸钾的质量为x

（3）不行。此法成本太高，经济上不合算；或在实验室制如此多氧气，耗时太长。

分析：此题难度不高，主要考查学生有关化学方程式计算的两个重要的注意点：1. 气体体积和气体质量的换算（即气体体积＝气体质量÷气体密度）；2. 化学方程式中单位的换算，如题目中出现“kg”与“g”之间的换算。此题中不仅仅是一道有知识背景的简单计算，还考查了学生在进行物质制备时是否考虑原料成本和反应时间的因素。

【典型例题】

1. 根据化学方程式的书写方法，练习书写下列化学反应的化学方程式。

①铜在氧气中受热

2Cu＋O₂2 CuO

②碱面（又称苏打、碳酸钠）与盐酸（HCl）反应生成氯化钠、二氧化碳和水。

Na₂CO₃＋2HCl＝2NaCl＋H₂O＋CO₂ ↑

③向澄清的氢氧化钠溶液中加入蓝色的硫酸铜溶液生成蓝色氢氧化铜沉淀和硫酸钠。

2NaOH＋CuSO₄＝Cu（OH）₂ ↓＋Na₂SO₄

2. 判断下列化学方程式是否正确。

①酒精在空气中燃烧：

C₂H₆O＋O₂＝CO₂↑＋H₂O

答：不正确。没有配平，没有反应条件。多气体符号。

②电解水生成氢气和氧气：

H₂O＝H₂＋O₂

答：不正确。没有配平，没有反应条件。没有标气体符号。

3. 配平下列化学反应方程式（不必写化学反应条件！！）［红字为答案！！］

（1）4 Al＋3 O₂＝2 Al₂O₃

（2）3 Fe＋2 O₂＝Fe₃O₄

（3）2 CO＋O₂＝2 CO₂

（4）2 H₂＋O₂＝2 H₂O

（5）2 HgO＝2 Hg＋O₂

（6）2 KMnO₄＝K₂MnO₄＋MnO₂＋O₂

（7）Cu₂（OH）₂CO₃＝2 CuO＋CO₂＋H₂O

（8）CH₄＋2 O₂＝CO₂＋2 H₂O

【模拟试题】（答题时间：40分钟）

1. 某同学观察铁丝在氧气中燃烧的实验后总结出以下两点结论，你能得到更多的结论吗？请把你看到的、想到的补充到下面的空格中。

①细铁丝在氧气中剧烈燃烧， ，放出大量的热，生成 色固体；

②反应前后元素的种类不变化，都是氧元素和镁元素。

③

④

⑤

2. 某同学定量研究如下化学反应时发现：

①木炭燃烧后质量减少了；

②蜡烛（主要成分是C、H）燃烧后质量减少了；

③细铁丝在氧气中燃烧质量增加了；

④铁钉生锈质量增加了。

请你帮助分析一下，这些反应也遵守质量守恒定律吗？

3. 判断下列说法是否正确，如不正确，请加以改正。

①化学反应前后分子的数目和种类保持不变。

②物质在空气中加热反应后，生成物的总质量必定等于反应物的总质量。

③报纸（主要成分为C、H、O）在空气中燃烧后化为灰烬，灰烬的质量比报纸的质量小。这个反应不符合质量守恒定律。

4. 经实验测定，某物质中只含有一种元素，下列推断正确的是（ ）：

A. 该物质一定是单质 B. 该物质一定是混合物

C. 该物质一定不是化合物 D. 该物质一定是纯净物

5. 绿色植物通过光合作用发生反应：CO₂＋H₂O→葡萄糖＋O₂，由此推知葡萄糖（ ）。

A. 只含碳、氢元素

B. 一定含碳、氢元素，可能含氧元素

C. 含有碳单质和水

D. 不能在氧气中燃烧

6. 宣传科学知识，揭露伪科学，是我们的任务。下列各项中属于伪科学的是（ ）；

A. 人们用催化剂将水变为燃油（由碳、氢元素组成）

B. 用干冰进行人工降雨

C. 以煤为原料制造药物

D. 白磷在空气中自燃

7. 自第十一届奥运会以来，历届奥运会开幕式都要举行颇为隆重的“火炬接力”。火炬中的可燃物是丁烷（化学式C₄H₁₀。），它燃烧时，火苗高且亮，在白天，二百米以外也能清晰可见，下列关于丁烷的叙述正确的是（ ）。

①丁烷是由碳、氢两种元素组成的

②丁烷由丁烷分子构成的

③丁烷分子由碳、氢两种元素构成

④丁烷由4个碳原子和10个氢原子组成

⑤丁烷分子是由碳原子和氢原子构成的

A. ①②③④⑤ B. ①②⑤ C. ②③④⑤ D. ①②④⑤

8. 在牙膏和一些药品中，常用轻质碳酸钙粉末作填充剂或载体。人们通常将石灰石煅烧制得氧化钙，再将氧化钙加水制成石灰乳［主要成分是Ca（OH）₂］，然后将净化后的石灰乳与二氧化碳作用得到碳酸钙。试用化学方程式表示上述反应的原理。

（1）石灰石煅烧制得氧化钙 ；

（2）氧化钙加水制成石灰乳［主要成分是Ca（OH）₂］ ；

（3）石灰乳与二氧化碳作用得到碳酸钙 。

9. 我国推广使用车用乙醇汽油的工作将全面启动。车用乙醇汽油是在汽油中加入适量的乙醇形成的混合燃料。使用这种汽油不但不影响汽车的行驶性能，而且可减少有害气体的排放，是一种改善环境的清洁能源。同时，燃料乙醇主要是以粮食作为原料，这对解决我国粮食过剩，促进农业生产良性循环也具有十分重要的意义。根据上述信息回答：

（1）乙醇能代替汽油作为燃料，是因为乙醇中含有 元素和 元素。

（2）燃烧乙醇比燃烧汽油减少了对大气的污染。是因为乙醇中不含有 元素。

（3）乙醇是由粮食中的淀粉转化而成的，淀粉是绿色植物通过光合作用由 和_________两种物质转化而成的。

【试题答案】

1. ①火星四射；黑

③反应前后铁原子和氧原子的种类不变

④反应前后铁原子和氧原子的数目不变

⑤化学反应前后，物质的总质量不变

2. 均遵守质量守恒定律

①燃烧的木炭的质量加上消耗的氧气的质量等于生成的二氧化碳的质量

②蜡烛的质量加上消耗的氧气的质量等于生成的二氧化碳和水的质量

③铁丝的质量加上消耗的氧气的质量等于生成的四氧化三铁的质量

④铁钉加上消耗的氧气和水的质量等于生成的铁锈的质量

3. ①不正确；应为：化学反应前后原子的种类、数目和质量不变

②正确；

③不正确；烧掉的报纸的质量加上消耗氧气的质量等于生成的二氧化碳、水和灰烬的质量

4. C 5. B 6. A 7. B

8. （1）CaCO₃CaO＋CO₂ ↑

（2）CaO＋H₂O＝Ca（OH）₂

（3）CO₂＋Ca（OH）₂＝CaCO₃↓＋H₂O

9. （1）碳 氢

（2）硫等

（3）水 二氧化碳