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化学反应与质量

发布时间:2013-11-10 11:51:31  

第三节

化学反应与质量守恒

一、化合反应和分解反应 写出下列反应的文字表达式:
硫在氧气中燃烧 硫 + 氧气
铁丝在氧气中燃烧
点燃

二氧化硫
四氧化三铁 二氧化碳

铁 + 氧气
碳在氧气中燃烧

点燃
点燃





氧气

这三个反应的反应物和生成物的种类和数 量有什么相同?

由两种或两种以上的物质 生成一种物质的反应

化合反应
你能举几 个例子吗?

思考
? 写出水通电解生成氢气和氧气反应的文字 表达式,其反应物和生成物的种类数目有 什么特点? 水
通电

氢气+ 氧气

由一种物质生成两种或两 种以上的物质的反应

分解反应
你能举几 个例子吗?

二、利用分解反应制取氧气
实验室用的少量氧气

医疗、工业上用的大量氧气 根据你现有的知识和能力,想一想:可以用哪些原 料获得氧气? H2O 电解 HgO 加热 空气中O2 :21%

实验室用的少量氧气的制取和收集

方法一:分解 双氧水法

方法二:加热高 锰酸钾(氯酸钾)法

方法1:分解过氧化氢(双氧水)(H2O2)法 分液漏斗 20-50ml 过氧化氢 50毫升水 0.5克 MnO2 烧瓶

探究
实验中的反应物是什么? H 2O 2 MnO2

1、在试管内倒入少量双氧水,观察现象?加热后?

2、给二氧化锰加热,观察现象?
3、在双氧水中加入少量二氧化锰后观察现象? 4、过滤反应后的液体,观察二氧化锰有没有减少?

探究结果

实验前后二氧化锰的质量没有减少。

反应物是_______ 双氧水
实验最后生成了氧气和水两 种物质. 根据反应物和生成物,你能写出反应 表达式吗?(用化学式表示) H2O2 讨论
MnO2

H2O



O2↑

二氧化锰没有参加反应,它在实验中起什 么作用呢?与哪一步实验作用相似?

二氧化锰加快了过氧化氢分解的速率
二氧化锰的作用与加热相似.
MnO2

H2O2

H2O



O2↑

像二氧化锰那样,在反应中只起到改变(加快或减 慢)其它物质的反应速率,本身的质量和化学性质 在反应前后都不变的物质 --------催化剂 (一变二不变)

方法一:分解双氧水法 如左图装置是氧气的发生装 置.产生的氧气如何收集到集 气瓶中呢?
氧气的收集方法: 1、排水法 发生装置 收集装置

想一想

不会,可能还是空气
1、打开分液漏斗滴下双氧水时,导管的一端就会 冒出气泡,若此时马上收集氧气,用带火星木条放 于集气瓶口时,木条是否会复燃?为什么?

想一想2、氧气为什么可以用排水法收集? 氧气不易溶于水。 3、怎样的气体才可以用排水法收集? O2 难溶于水的气体 4、假如从导管出来的氧气水平放 出,它会下沉还是上浮? 5、假如直接用集气瓶从导管口收集氧 气,集气瓶口应该朝上还是朝下? 用排空气法收集气体时,导管必须 伸到集气瓶

底部。 6、用什么方法可以知道氧气收集满了? 用一根带火星的木条放于集气瓶口,看木条是否复燃

分解双氧水法的实验怎么做呢?

实验步骤
查: 装: 定: 检查装置的气密性 装药品 将烧瓶夹到铁架台上

开:
发生装置 收集装置 收:

打开分液漏面的开关
用合适的方法收集氧气

离:
关:

导管从水槽中撤离
关上开关

加热高锰酸钾法

分解双氧水法

1、参加反应的物 质不同。
2、反应的条件不同 3、反应的仪器和装 置不同 其它最重要的不同点: 两幅原理图告诉了我们:实验室 制氧气的两种方法有哪些不同? 实验步骤不同

氧气的实验室制法
一、药品: 高锰酸钾或氯酸钾与二氧化锰的混合物

二、反应原理:

高锰酸钾
KMnO4

加热

锰酸钾 +二氧化锰 +氧气
K2MnO4 + MnO2 + O2



三、实验装置:

实验室制取氧气的装置

反应装置 (或发生装置)

收集装置

第一步:查——检查装置气密性
方法:将导管一端浸入水中,用手握住试管,若水中导管口 有气泡冒出,或者手撤离后导管中形成一段水柱,证明装置 气密性好。

第二步:装——装药品
固体药品用药匙或纸槽取,平铺在试管底部,管口塞一团棉花( 防止高锰酸钾颗粒随氧气进入水槽或堵塞导管)。

第三步:定——固定试管在铁架台上
试管夹夹在距离管口1/3处(防止试管夹使试管受热变形)。试管 口略向下倾斜(防止冷凝的水倒流,致使试管破裂) 。试管中的 导管只露出橡皮塞一点点(便于气体排出)。

第四步:点——点燃酒精灯
先来回移动酒精灯,使试管均匀受热(预热:防止试管受热不 均匀而炸裂),再对准药品加热。酒精灯中的酒精不超过容积 的2/3,且用外焰加热。

第五步:收——收集气体
收集氧气的方法:1.排水法。产生连续均匀气泡再收集(防 止收集的氧气不纯)。水排尽时氧气集满。 2.向上排空气法。验满:用带火星的木条放在 集气瓶口,复燃则已满。

第六步:离——撤离出导管
导管不撤离水槽,不能熄酒精灯

第七步:熄——熄灭酒精灯

先撤导管再灭酒精灯(防止水槽中的水会流入试管,使试管炸裂)

实验步骤
第一步:查——检查装置气密性 第二步:装——装药品

大试管

第三步:定——固定在铁架台上
第四步:点——点燃酒精灯 第五步:收——收集气体 第六步:离——撤离出导管 第七步:熄——熄灭酒精灯
记忆方法:“茶、庄、定、点、收、利、息”

实验室制取氧气的装置
注意事项
3、先预热, 再对准药品集 中加热(外焰) 2、铁夹夹在试 管中上部1/3处
1、试管口略 向下倾斜 6、气泡连续 并均匀放出时 开始收集气体

4、酒精不超过酒 精

灯容积的2/3

7. 放棉 花团

5、导管露出橡 皮塞一点点

实验步骤比较

查:
装: 夹: 开: 收: 离: 关:

检查装置的气密性
装药品 将烧瓶夹到铁架台上 打开分液漏面的开关 用合适的方法收集氧气 导管从水槽中撤离 关上开关

查——检查装置气密性 装——装药品

定——固定在铁架台上
点——点燃酒精灯 收——收集气体 离——撤离出导管 熄——熄灭酒精灯

“茶、庄、加、开;收、利、官” “茶、庄、定、点、收、利、息”

1、为什么试管口要略向下倾斜

为了防止试管上冷凝的水滴 倒流到试管底部使试管炸裂
3、先预热,再对准药品集中加热(外焰 可防止试管因受热不均匀而引起炸裂

5、为什么导管露出橡皮塞一点点? 导管过长不便于气体的排出 6、气泡连续并均匀放出时开始收集气体
开始出来的气泡是试管受热排出的空气, 所以要待气泡连续不断且均匀放出方可收集

氧气的实验室制法
一、药品: 二、反应原理: 三、实验装置: 排水集气法 (氧气不易溶于水) 四、收集方法: 向上排空气法 (密度略大于空气) 五、放置方法: 集气瓶口向上放置 六、检验方法: 带火星的木条伸入集气瓶中,如 果木条复燃,证明是氧气。 七、验满方法: 带火星的木条伸入集气瓶口,如 果木条复燃,证明已集满氧气。 八、实验步骤: 查、装、定、点、收、离、熄

实验结束时,为什么要先撤出水槽中的 导管然后再移开酒精灯 如先移开酒精灯,试管内温度骤阼,气 体压强突减,水槽中的水会倒吸,使试 管炸裂

讨论

1、利用图示信息讨论夹试 管的时候要注意什么?
试管口应略低于试管底(试管口略向下倾斜) ? 防止水倒流入试管底部而使试管破裂 铁夹夹在离管口约1/3处 2、收集满氧气后,为什么要先从水槽中移出导管, 再熄灭酒精灯? 如果先熄灭酒精灯,试管内压强减小,水槽中的水会 倒吸入试管,使试管破裂。

实验时,试管口要塞一 团棉花,为什么?如果 不塞会产生什么结果?

防止高锰酸钾 颗粒堵塞导管
KMnO4



↑ K2MnO4 + MnO2 + O2

氧气的实验室制法
一、药品: 二、反应原理: 三、实验装置: 四、收集方法:
五、放置方法: 六、检验方法: 七、验满方法: 八、实验步骤:

把5克食盐溶解在100克水中形成氯化 钠溶液时,该溶液的质量等于105克,溶 液的质量等于溶质的质量和水的质量之和。 那么,在氧化反应和其他化学反应中, 反应前后物质的质量总和是否相等呢?
三、质量守循定律

许多相似的实验和研究证明:

在化学反应中,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。————质

量守恒定律

质量守恒的原因:
反应前后原子的种类、数目和质量都不变。

化学反应的实质:分子分裂成原子,原子重 新组合成新分子。

某同学发现,铁丝燃烧后,固体质量比燃烧前的 铁丝质量大。 而高锰酸钾受热分解后,固体质量小于反应 前固体质量。 为什么?质量守恒吗?

质量守恒定律规律总结 五个不变、两个一定改变、一个可能改变 反应物和生成物的总质量不变

宏观
五个不变 微观

元素种类不变 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

物质种类改变 微观 构成物质的微粒一定改变 (变为构成生成物的微粒)
------分子总数可能改变

一个可能改变

?蜡烛燃烧后的产物有二氧化碳和水,根据质量守 恒定律可知,该物质的组成中一定含有 氢 元 素和 碳 元素,可能含有的是 氧 元素. ?在A + B → C + D的反应中,5克A和一定的B恰好 完全反应,生成3克C和10克D,则B的质量是 ( C ) A.18克 B.7克 C.8克 D.6克

? 下列事实不能用质量守恒定律来解释的是( D ) A.镁带在空气中燃烧后,生成的氧化镁的质量比 镁重. B.煤燃烧后留下的煤灰比煤轻. C.16克硫在氧气中燃烧生成32克二氧化硫. D.水加热沸腾一段时间后质量变轻. ? 在2A + B = C + D的反应中足量A和5克B反应, 得到4克C和9克D,则参加反应A的质量 ( C ) A.16克 B.4克 C.8克 D.无法计算

1、加热10克氯酸钾和二氧化锰的混合物, 反应后称得残留物的质量总和为9.52克, 则生成氧气的质量为_______ 0.48克 2、在化学反应A+B=C中,5克A与足量的 B反应生成8克C,则参加反应的B的质 量是____ C A、8克 B、5克 C、3克 D、2克

3、某一物质在空气中燃烧后,生成H2O和 CO2,因此该物质一定含有( D ) A.氧气 氢气 碳 B.氢气 碳 C.氧元素 氢元素 碳元素 D.氢元素 碳元素

四、化学方程式
一、定义
用化学式来表示化学反应的式 子叫化学方程式. 例如:C

+ O2

点燃

CO2

一、定义: 二、意义:

C + O2
12 32

点燃

CO2
44

质的方面: 碳与氧气在点燃的条件下反应,生成 二氧化碳。
量的方面: 每12份质量的碳跟32份质量的氧气完全 反应可生成44份质量的二氧化碳。 微观意义:一个碳原子与一个氧分子反应,生成一 个二氧化碳分子。

4 P + 5 O2
124 31×4

点燃

2 P2O5
284 2 ×(31 ×2+16 ×5)

160 16 ×5 ×2

1、质的方面:


成 ;



条件下反应,生

份质量的氧气 2、量的方面:每 份质量的磷跟 完全反应可生成 份质量的五氧化二 磷。 与 反应,生 3、微观意义:每 成 。

通电

2H2O
36

2H2↑ + O2 ↑
4 32

1、质的方面:



条件下反应,生成



;

份 2、量的方面:每 份质量的水完全反应可生成 质量的氢气和 份质量的 氧气。 3、

微观意义:在 和 条件下,每 。 分解生成

一、书写原则:
(一)以客观事实为基础 (二)遵守质量守恒定律

课题3 如何正确书写化学方程式 二、书写方法:

◇ 写:写出反应物和生成物的化学式 ◇ 配: 配平化学方程式 ◇ 注: 注明反应条件、生成物的状态 ◇ 等: 将短线改为等号

配平下列化学方程式 高温 (1) C + CO2 2CO 点燃 (2) Al + O3 Al2O3 4 2 2 高温 (3) CuO + C Cu 2 CO2 + 2 点燃 (4) C2 H2 + O2 H2O + CO2 4 5 2 2 点燃 (5) H2S + O2 S + 2 H2O 2 2
2 H2O2 KMnO4 MnO2 2H2O + O2

K2MnO4 + MnO2 + O2

KClO3

KCl + O2

从宏观和微观上理解质量守恒定律可归纳为归 纳为五个不变、两个一定改变和一个可能改变。 根据①元素种类②原子质量③分子种类④分子 的数目⑤物质种类⑥原子数目⑦反应物和生成 物的总质量⑧原子的种类,按下列要求填入选 项的正确序号: (1)五个不变:从宏观看 和 不变, 从微观看 、 和 不变。 (2)两个一定改变:从宏观看 一定改 变,从微观看 一定改变; (3)一个可能改变: 可能改变。

4、已知一反应:2A2+3B2→2C,A、B为 两种元素符号,则C的化学式为 _____ A、AB B、A2B3 C、A4B6 D、A3B2

五、化学方程式与计算

实验室里用分解过氧化氢的方法制取氧气时, 各物质之间的质量关系如何?

2 H2O2
68 68克 68 17 34克 ? 17克 ? 136克

MnO2

2H2O + O2
16×2

相对分子质量 (1×2+16×2)×2

(1×2+16) ×2

各物质的质量 各物质质量比

= : :

36 32 36克 + 32克 36 : 32 ? ? 9 : 8 18克 16克 8克 72克

四、根据化学方程式的计算
例题:实验室里用分解过氧化氢的方法制取氧气,现要 制得2克氧气,需要多少克过氧化氢?生成多少克水?
解:设需要过氧化氢质量为x(注意:设求知量一般不带单位) MnO2 2 H2O2 2H2O + O2
68 x 32 2g

68 x =

32 2g
水的质量为:4.25g-2g=2.25g

x =4.25g

答:需要过氧化氢4.25g,生成2.25克水。

例题:实验室里用分解过氧化氢的方法制取氧气, 现要制得2克氧气,需要多少克过氧化氢?

1.设未知量
2.写出化学方程式(配平)
3.写出有关物质的相对分子 质量

解:设需要过氧化氢的质量为m
MnO2

2H2O2=====2H2O+O2↑
68 32

m 2克 68/m=32/2克 m=68×2克 5.列出量方程、求解 /32=4.25克 6.写出简明答案 答:需要过氧化氢4.25克。
4.写出已知量和未知量

练习: (H-1 O-16 P-31 K-39 Cl-35.5)
1.制取五氧化二磷142克,需燃烧多少克磷? 消耗多少 克氧气? 解:设需燃烧磷的质量为m
4P + 5O2 = 2P2O5 124 160 284 m 142g

124 m

284 142g

解之得:m=62g 消耗氧气: 142g-62g=82g

2.实验室用加热分解氯酸钾的方法制取氧气, 现完全分解 24.5克氯酸钾,能制得多少克的氧气?
解:设制 取氧气的 质量为m 2KClO3 245 24.5g MnO2
Δ

2KC

l + 3O2 160 m

245 24.5g

160 m

解之得:m=16g

3.工业上用电解水的方法制取氧气,现制得标准状态下 氢气2.24升(密度为0.09克/升),则需电解多少克水?
解:设需 电解水的 质量为m 氢气质量:m氢 =ρv=2.24升×0.09克/升=2克 通电 36 4 2H2O 2H2↑ + O2 ↑ 36 4 32 m 2g m 2g 解之得:m=18g


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