資源簡介

第五單元　化學反應的定量關系
根據《義務教育化學課程標準(2024年版)》描述編寫
①能選取實驗證據說明質量守恒定律,并闡釋其微觀本質;
②能基于質量守恒定律和比例關系推斷化學反應的相關信息;
③能根據化學方程式進行簡單的計算,并解決生產、生活中的簡單問題;
④能利用化學反應及綠色環保理念設計實驗方案,完成常見物質的制備、檢驗等任務。
真題精粹——河南5年真題精選及拓展
考向1 質量守恒定律的應用
1.(2023·河南)黑火藥爆炸時的反應為S+2KNO3+3CX+N2↑+3CO2↑。則X是 (　　)
A.K2S B.K2SO3
C.K2SO4 D.K2S2O3
2.(2022·河南)氯堿工業是以電解食鹽水為基礎的基本化學工業,電解食鹽水不可能生成的是 (　　)
A.H2 B.Cl2
C.NaOH D.NaNO3
考向2 微觀反應實驗圖
3.(2024·河南)某反應的微觀示意圖如下,該反應可用于汽車尾氣處理。下列說法正確的是 (　　)
A.圖中的單質為氧氣
B.反應的產物均為無毒物質
C.反應前后元素的化合價均無變化
D.反應的化學方程式為NH3+NON2+H2O
4.(2023·河南)下圖為治理汽車尾氣時發生反應的微觀示意圖。下列有關說法不正確的是 (　　)
A.該反應能使有害氣體轉化為無害物質
B.反應前后原子的種類、數目不變
C.反應生成丙和丁的質量比為7∶11
D.反應的化學方程式為2CO+2NO N2+2CO2
5.(2023·河南)氫氧化鈉溶液與鹽酸反應的化學方程式為　　　　　　　　　　　　　。下圖是該反應的微觀示意圖,則該反應前后沒有發生變化的離子有　　　　　　　　　;從微觀角度看,該化學反應的實質是　　　　　　　　　　。
6.(2022·河南)下圖為治理汽車尾氣反應的微觀示意圖,下列有關說法正確的是 (　　)
A.圖中只有兩種氧化物
B.該反應屬于置換反應
C.相對分子質量最大的是NO
D.生成丙和丁的質量比為7∶22
6.1液氫、液氧可作為火箭發動機的推進劑,其微觀反應示意圖如圖所示。下列說法正確的是 (　　)
A.乙為氧化物
B.丙的化學式為H2O
C.反應前后分子的個數不變
D.反應前后氧元素的化合價不變
6.2 CO2的轉化利用是實現碳中和的重要途徑。CO2與某種單質反應的微觀示意圖如圖所示。下列說法正確的是 (　　)
A.乙的化學式為H2
B.丙屬于氧化物
C.該反應類型為復分解反應
D.反應前后分子數目沒有改變
考向3 化學方程式的書寫
7.(2023·河南)下列化學方程式符合題意且書寫正確的是 (　　)
A.酸雨形成的原因:CO2+H2O H2CO3
B.鹽酸除去鐵銹:Fe2O3+HCl FeCl2+H2O
C.除去二氧化碳中的一氧化碳:CO2+C 2CO
D.小蘇打治療胃酸過多癥:NaHCO3+HCl NaCl+CO2↑+H2O
8.(2024·河南)某化學小組用右圖所示裝置進行探究實驗。
寫出試管中所發生反應的化學方程式:　 　。
9.(2023·河南)氫氣是一種理想的能源,氫氣燃燒的化學方程式為　　　　　　　　　,實驗室用鋅和稀硫酸反應制取氫氣的化學方程式為　。
10.(2022·河南)乙醇俗稱酒精,可用作酒精燈、內燃機等的燃料,寫出乙醇完全燃燒的化學方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　;現有乙醇和乙醛(CH3CHO)的混合物共13.4 g,完全燃燒后生成26.4 g CO2,則生成H2O的質量為　　　　　　g。
考向4 基本反應類型
11.(2023·河南)古籍記載“曾青得鐵則化為銅”,指可溶性的銅的化合物與鐵反應得到銅,該反應為 (　　)
A.化合反應 B.分解反應
C.置換反應 D.復分解反應
考向5 有關化學方程式的計算
12.(2024·河南)工業廢水需處理達到標準后再排放,以免造成水體污染。某造紙廠欲排放200 t含NaOH的廢水,其中NaOH的質量分數為1.6%,用廢硫酸(H2SO4的質量分數為20%)處理該廢水至中性,需要這種廢硫酸的質量是多少
13.(2023·河南節選)某溫室大棚需用到440 L CO2(按標準狀況計算,CO2的密度為1.964 g·L-1),用足量的鹽酸與含CaCO3 80%的石灰石反應制取,需要這種石灰石的質量是多少
回歸教材 —— 河南中考核心考點梳理
【單元構建】
【知識清單】
考點1 質量守恒定律　(必考)
　　(1)內容:參加　　　　　　　的各物質的　　　　　　　,等于反應后生成的各物質的　　　　　　。
　　①質量守恒定律適用于所有化學變化,不能應用于物理變化。
②描述的是物質“質量”的關系,不是體積守恒,也不是分子數守恒。
③所有反應物、生成物不能遺漏,不能因為生成氣體逸散而誤認為不符合質量守恒定律。
　　(2)微觀解釋
化學反應的實質可表示為分子　　　　　　　　　新物質。
(3)化學反應前后各物質的關系
六個不變 宏觀 元素　　　　不變
元素　　　　不變
物質的總質量不變
微觀 原子　　　　不變
原子　　　　不變
原子　　　　不變
兩個改變 宏觀 　　　　的種類一定改變
微觀 　　　　的種類一定改變
兩個可能改變 　　　　　　　可能改變
　　　　　　　　可能改變
考點2 化學方程式　(5年5考)
　　(1)化學方程式的定義
用　　　　　來表示　　　　　　的式子。
(2)化學方程式表示的意義和讀法
項目 意義 讀法(以S + O2SO2為例)
質 表示　　　　　、　　　　　和反應條件 硫和氧氣在點燃的條件下生成二氧化硫
量 表示反應前后各物質之間的　　　　　　 每32份質量的硫和32份質量的氧氣在點燃的條件下反應生成64份質量的二氧化硫
微觀 表示各物質之間的粒子個數比 每一個硫原子和一個氧分子在點燃的條件下反應生成一個二氧化硫分子
　　(3)化學方程式的書寫
①書寫原則:一是要以　　　　　　為基礎,寫出反應物和生成物的化學式;二是遵守　　　　　　　　,等號兩邊相應原子個數必須相等。
②化學方程式的書寫步驟:(以鐵與氧氣的反應為例)
寫——寫出反應物、生成物的　　　　　　
↓　　　　　　 + O2 ——Fe3O4
配——配平化學方程式
↓　3Fe + 2O2——Fe3O4
標——標明化學反應的條件,標出生成物的狀態符號,把短線改為“等號”
↓　3Fe + 2O2Fe3O4
查
如果生成物中有氣體(或固體)物質,要在氣體(或固體)生成物右邊標注“↑”(或“↓”)符號。但反應物和生成物中都有氣體,氣體生成物就不用標注“↑”符號。同樣,溶液中的反應,如果反應物和生成物中都有固體,固體生成物也不用標注“↓”符號。
　　③化學方程式的配平方法:
方法1:最小公倍數法
適用范圍:常見難度不大的,且某一元素在化學方程式左、右兩邊各只出現一次,且元素原子個數相差較多的化學方程式。
方法:選擇化學方程式兩端各出現一次,且原子數相差較多的元素入手。
例如:配平KClO3KCl+O2↑。
選擇氧原子,可以看出兩邊氧原子個數的最小公倍數為6,因此KClO3前面應加計量數2,O2前應加計量數3,成為2KClO3KCl+3O2↑,觀察,使兩邊原子個數相等,在KCl前加計量數2,箭頭改為等號,標明反應條件,即2KClO32KCl + 3O2↑。
方法2:設“1”法
適用范圍:多數碳氫化合物或含有碳、氫、氧等元素的化合物與氧氣的反應,以及某些分解反應。
方法:選擇化學方程式中組成最復雜的化學式,設它的化學計量數為1,再依次推斷。若出現化學計量數為分數,再將各化學計量數擴大相同的倍數,化分數為整數即可。
例如:配平C2H5OH + O2CO2+ H2O
先設定C2H5OH的化學計量數為1,再確定CO2的化學計量數為2,H2O的化學計量數為3。化學方程式右邊氧原子總數為 7,1個C2H5OH分子中含有1個氧原子,可確定O2的化學計量數為3,配得的結果為C2H5OH + 3O22CO2 + 3H2O。
考點3 化學反應的基本反應類型　(5年3考)
基本反應類型 化合反應 分解反應 置換反應 復分解反應
定義 由兩種或兩種以上的物質生成另　　　種物質的反應 由　　　種反應物生成兩種或兩種以上其他物質的反應 由一種單質與一種化合物反應生成另一種　　　　和另一種　　　　　的反應 由兩種　　　　　互相交換成分生成另外兩種　　　　　的反應
表達式 A+B+…→C A→B+C+… A+ BC→B+AC AB+CD→AD+CB
特點總結 多變一 一變多 一換一 雙交換,價不變
反應前后元素化合價是否改變 可能改變 可能改變 　　　　　　　 　　　　　　　
舉例 S+O2SO2 2H2O22H2O+O2↑ Fe+CuSO4Cu+FeSO4　 　 　
　　氧化反應、中和反應都不屬于基本反應類型,但中和反應屬于復分解反應。
考點4 有關化學方程式的計算　(必考)
(1)有關化學方程式的計算步驟
計算步驟 例題:8 g氫氣在氧氣中充分燃燒,求生成水的質量是多少
①設:設未知量(設為x,x不帶單位) 解:設生成水的質量為x
②寫:寫出正確的有關化學方程式(必須配平) 　　　　　　　　　　　
③找:找出已知物、待求物的化學計量數與　　　　　　　　的乘積和已知量、未知量 　4　　　　　　 36 　8 g　　　　　　x
④列:列出正確比例式,求解 = x=72 g
⑤答:簡明地寫出答案 答:生成水的質量是72 g
　　(2)反應物(或生成物)中所含雜質的計算
化學方程式反映的是純凈物間的質量關系,因此,遇到不純物時,要先把不純的反應物(或生成物)的質量換算成純凈物的質量,再代入化學方程式計算。審題時,要注意“純度”與“雜質質量分數”的區別。“純度”是指在一定質量的不純物質中純凈物質(主要成分)所占的質量分數,而“雜質質量分數”是指不純物質中的雜質所占的質量分數。基本公式:
②純凈物的質量=不純物質的質量×純度
③溶液中溶質的質量=溶液的質量×溶液中溶質的質量分數
④質量=體積×密度
(1)化學方程式沒有配平就進行計算。
(2)代入化學方程式的數據不是純凈物的質量。
(3)在相對分子質量或未知數x后帶了單位,實際質量沒有帶單位等。
【核心突破】
重難點一、化學反應中反應物和生成物的推斷
甲、乙、丙、丁四種物質在反應前后的質量關系如圖所示,下列有關說法錯誤的是 (　　)
A.參加反應的甲和乙的質量比為2∶7
B.丙可能是該反應的催化劑
C.丁一定是化合物
D.x的值是7
[思維破冰]　根據反應后質量增加的屬于生成物,反應后質量減少的屬于反應物,反應后質量不變的可能屬于催化劑進行分析判斷。
把一定質量的a、b、c、d四種物質放入一密閉容器中,在一定條件下反應一段時間后,測得反應后各物質的質量如下。下列說法中正確的是 (　　)
物質 a b c d
反應前的質量/g 6.4 3.2 4.0 2.8
反應后的質量/g 5.2 x 7.2 2.8
A.x=2
B.d是該反應的催化劑
C.c不是化合物
D.反應前后原子的數目不變
　　反應前后,質量減少的是反應物,質量增加的是生成物;質量不變的可能是催化劑,也可能是雜質不參加反應。根據質量守恒定律,參加反應的各物質質量總和等于反應后生成的各物質質量總和,認真分析各項數據進行計算。
重難點二、化學方程式的書寫
《天工開物》中收錄了井鹽生產過程和濕法煉銅技術。
(1)井鹽中含有豐富的鈉、氯等,這里的“鈉”“氯”是指　　　(填字母)。
A.分子　　　B.單質　　　C.元素
(2)用鐵和膽礬水(主要成分是CuSO4溶液)冶煉銅,該反應的化學方程式為　 　。
[思維破冰]　掌握物質的組成、金屬的化學性質和化學方程式的書寫等是解題的關鍵。
(1)井鹽中含有豐富的鈉、氯等。這里的“鈉”“氯”不以單質、分子、原子等形式存在,這里所指的“鈉”“氯”是強調存在的元素,與具體形態無關,故選C。
(2)鐵和硫酸銅反應生成銅和硫酸亞鐵,該反應的化學方程式為Fe+CuSO4FeSO4+Cu。
硅芯片是很多電子產品的核心。下圖是某種制取硅反應的微觀示意圖。
(1)請寫出該反應的化學方程式:　 　。
(2)該化學反應中兩種單質的質量比是　　　　　　　　　　　。
化
學
方
程
式
的
書
寫
重難點三、反應物(生成物)中含有雜質的計算
工業上,把鐵礦石和石灰石等物質一起加入高爐,通入熱空氣,經過一系列反應最終可得到生鐵。
(1)煉鐵的原料除了鐵礦石和石灰石外,還需要的一種物質是　　　　。
(2)工業上用含氧化鐵480 t的赤鐵礦為原料煉鐵,可得到含雜質4%的生鐵質量為多少 (根據化學方程式計算并寫出解題過程)
[思維破冰]　(1)根據煉鐵的原料,進行分析解答。
(2)由氧化鐵的質量、生鐵中雜質的質量分數,根據赤鐵礦煉鐵的化學方程式可以列式計算出含雜質4%的生鐵的質量。
本題難度不大,考查含雜質物質的化學方程式的計算,注意代入化學方程式計算的必須是純物質的質量。
冶煉2 000 t含雜質3%的生鐵,需要含Fe3O4 90%的磁鐵礦石的質量是多少 (結果精確至0.1)(寫出計算過程)
雜質的計算技巧
　　化學方程式中所表示的各化學量均是純凈物之間的數量關系,因此在計算時必須把含雜質的物質的質量換算成純物質的質量進行計算,然后才能將其代入化學方程式進行計算。
實驗探究 —— 學科核心素養提升
【對接中考】
常見實驗3　質量守恒定律的驗證
【實驗目的】1.認識質量守恒定律;
2.鍛煉觀察能力及分析問題的能力;
3.體驗從單一稱量到整體稱量、從開放體系到密閉體系的轉化思想。
【實驗過程】
實驗 用品 實驗儀器 錐形瓶、單孔橡膠塞、托盤天平(帶砝碼)、鑷子、玻璃管等
實驗試劑 紅磷、硫酸銅溶液、鐵釘、稀鹽酸、碳酸鈉粉末等
實驗 1.紅磷的燃燒 2.鐵釘與硫酸銅反應 3.稀鹽酸與碳酸鈉反應
實驗裝置
反應原理(化學方程式) 　　　　　　　　　　　　 　 　
實驗過程 分別將反應物及反應容器放在托盤天平上用砝碼平衡
取下錐形瓶,將橡膠塞上的玻璃管放到酒精燈火焰上灼燒至紅熱后,迅速用橡膠塞將錐形瓶塞緊,并將紅磷引燃。待錐形瓶冷卻后,重新放到托盤天平上 取下燒杯并將其傾斜,使鐵釘浸沒到硫酸銅溶液中,觀察現象;再將其放回托盤天平上 取下燒杯并將其傾斜,使小試管中的稀鹽酸進入燒杯,觀察現象;充分反應后,再放回托盤天平
實驗現象 紅磷燃燒,產生　　　　　　　　　　　　　　;氣球　　　　　　　　;天平　　 鐵釘表面　　　　　　　　　,溶液由藍色變為　　　　　;天平　 　　　　 碳酸鈉粉末溶解,溶液中　　　　　　　;天平　　 　
實驗分析 能夠驗證質量守恒定律 不能驗證質量守恒定律
【實驗結論】參加化學反應的各物質的質量總和　　　　反應后生成的各物質的質量總和。
【實驗分析與評價】
1.實驗1中錐形瓶底部要鋪一層細沙的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;氣球的作用:一是　　　　　　　　　　　　　　　　　　; 二是　　　　　 　　　。
2.利用有氣體參加或有氣體生成的反應驗證質量守恒定律時,必須在　　　　容器中進行;所選的化學反應,現象要　　　　,裝置的氣密性要好。
【實驗拓展】
1.小明利用稀鹽酸和鐵粉進行反應前后質量的測定(如下圖)。
(1)該反應的原理為　　　　　　　　　　　　　　　　　　(用化學方程式表示)。
(2)該實驗的現象為　 。
(3)實驗分析:指針向右偏的原因是　 。
(4)實驗反思:有氣體生成的反應要在　　　　　　中進行。
(5)實驗改進:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
2.小英同學在老師的指導下,將鐵粉、活性炭(粉末狀)、食鹽按一定比例加水混合后,涂在用鐵片折成的連續的Z形架表面,然后放入盛滿氧氣的集氣瓶中。通過右圖所示裝置對“化學反應中,反應物與生成物的質量關系”進行實驗探究。實驗過程中做到操作規范、準確稱量和細致觀察。
(1)證明化學反應發生且體現質量守恒定律的現象是　。
(2)此實驗用氧氣替代空氣的主要目的是　。
3.化學實驗是我們應用化學知識、拓展化學思維和培養化學素養的重要途徑。認真分析以下實驗,其中不能達到預期效果或目的的是　　　　(填字母)。
A.泥沙水的凈化　B.生石灰遇水放熱　C.驗證質量變化　D.制取氧氣
答案
真題精粹
1.A　【解析】根據質量守恒定律可知,化學反應前后原子個數不發生改變,本題中反應前有1個硫原子、2個鉀原子、2個氮原子、6個氧原子、3個碳原子;反應后有2個氮原子、6個氧原子、3個碳原子,則X中含有1個硫原子和2個鉀原子,故選A。
2.D　3.B　4.C
5.NaOH+HClNaCl+H2O　Na+、Cl-　H+與OH-結合生成H2O
6.D　【解析】A.由圖可知,此反應的化學方程式為2CO+2NON2+2CO2,由此可知,圖中應有三種氧化物,說法錯誤;B.置換反應是一種單質和一種化合物反應生成另外一種單質和另外一種化合物的反應,由圖可知,反應物為兩種化合物,說法錯誤;C.該反應中四種物質的相對分子質量依次為28、30、28、44,由此可知,相對分子質量最大的是二氧化碳,說法錯誤;D.生成丙和丁的質量比為28∶88=7∶22,說法正確。
6.1　B　6.2　A　7.D
8.2H2O2 2H2O + O2↑
9.2H2+O22H2O　Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑
【解析】氫氣在氧氣中點燃生成水,其反應的化學方程式為2H2+O22H2O;實驗室用鋅和稀硫酸反應制取氫氣,同時生成硫酸鋅,其化學方程式為Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑。
10.C2H5OH+3O22CO2+3H2O　12.6
【解析】乙醇在氧氣中燃燒生成水和二氧化碳,化學方程式為C2H5OH+3O22CO2+3H2O;乙醇和乙醛完全燃燒,C元素全部轉化為CO2,H元素全部轉化為H2O,26.4 g二氧化碳中碳元素的質量為26.4 g×=7.2 g,假設乙醇和乙醛的混合物中含氧元素的質量為x,由乙醇和乙醛中碳元素和氧元素的質量比可知,(12×2)∶16=7.2 g∶x,所以x=4.8 g,所以乙醇和乙醛的混合物中氧元素的質量為4.8 g,由此得到混合物中含氫元素的質量為13.4 g-7.2 g-4.8 g=1.4 g,所以生成水的質量為1.4 g÷×100%=12.6 g。
11.C　【解析】“曾青得鐵則化為銅”是鐵與銅的化合物反應生成銅和相應鐵的化合物,該反應屬于置換反應。
12.解:設需要這種廢硫酸的質量是x。
2NaOH+H2SO4Na2SO4+2H2O
　80　　　98
200 t×1.6% x×20%
=
x=19.6 t
答:需要這種廢硫酸的質量是19.6 t。
13.解:設需要這種石灰石的質量是x。
2HCl+CaCO3CaCl2+H2O+CO2↑
　　　　100 44
　　　x×80%　　　　　440 L×1.964 g·L-1
=
x=2 455 g
答:需要這種石灰石的質量是2 455 g。
回歸教材
知識清單
考點1
(1)化學反應　質量總和　質量總和
(2)原子　新分子
(3)種類　質量　數目　質量　種類　物質　分子　分子的數目　元素的化合價
考點2
(1)化學式　化學反應
(2)反應物　生成物　質量比
(3)①客觀事實　質量守恒定律　②化學式　Fe
考點3
一　一　單質　化合物　化合物　化合物　一定改變　一定不變　NaOH+HClNaCl+H2O
考點4
(1)2H2+O22H2O　相對分子質量
(2)純凈物的質量　純凈物的質量　雜質的質量
核心突破
例題1
A
變式訓練
D
例題2
(1)C
(2)Fe+CuSO4FeSO4+Cu
變式訓練
(1)SiCl4+2H2Si+4HCl
(2)1∶7(或7∶1)
【解析】觀察制取硅反應的微觀示意圖,分析反應物、生成物及反應條件,寫出反應的化學方程式,據其意義計算反應前后乙與丙變化的質量比。
例題3
(1)焦炭
(2)解:設可得到含雜質4%的生鐵的質量為x。
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
160　　　　　　112
480 t　　　　(1-4%)x
=　x=350 t
答:理論上可以煉出含雜質4%的生鐵的質量為350 t。
變式訓練
解:設需要含Fe3O4 90%的磁鐵礦石的質量為x。
Fe3O4+4CO3Fe+4CO2
232　　　　　　168
90%×x　　2 000 t×(1-3%)
=　x≈2 976.7 t
答:需要含Fe3O4 90%的磁鐵礦石的質量為2 976.7 t。
【解析】由生鐵的質量、雜質的質量分數、磁鐵礦石中四氧化三鐵的質量分數及煉鐵的化學方程式可以列式計算出需要含Fe3O4 90%的磁鐵礦石的質量。
實驗探究
常見實驗3　質量守恒定律的驗證
【實驗過程】4P+5O22P2O5　Fe+CuSO4FeSO4+Cu　Na2CO3 + 2HCl2NaCl + H2O + CO2↑　大量白煙,放出熱量　先脹大后變癟　平衡　有紅色固體析出　淺綠色　平衡　有氣泡產生　不平衡
【實驗結論】等于
【實驗分析與評價】1.隔熱,防止紅磷燃燒時錐形瓶底部受熱不均勻而炸裂　調節錐形瓶內的壓強,起緩沖作用　密封作用
2.密閉　明顯
【實驗拓展】1.(1)Fe+2HClFeCl2+H2↑
(2)鐵粉溶解,有氣泡產生,溶液變為淺綠色;天平指針向右偏轉
(3)生成的氫氣逸散到空氣中,造成天平左邊質量減少
(4)密閉容器
(5)將燒杯改為錐形瓶并塞緊橡膠塞(合理即可)
2.(1)鐵生銹,反應前后質量相等
(2)增大反應物的濃度,加快反應速率(合理即可)
3.AC

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