一、知識點解讀
1.化學方程式的含義:用化學式表示化學反應的式子叫化學方程式;化學方程式不僅表示反應物、生成物和反應條件,而且還表示各物質之間的質量比。
2.化學方程式的讀法:化學方程式的讀法常用到的有:宏觀讀法(從物質角度去讀)、微觀讀法(從分子、原子角度去讀)、質量讀法(物質的相對分子質量與化學計量數的積)。例如對化學反應2H2+O22H2O應讀為:氫氣與氧氣在點燃的條件下反應生成水(宏觀讀法)、兩個氫分子與一個氧分子點燃生成兩個水分子(微觀讀法)、每4份質量的氫氣與32份質量的氧氣反應生成36份質量的水(質量讀法)。
3.化學方程式的書寫:(1)書寫原則:書寫化學方程式必須遵循兩個原則:以客觀事實為依據,不能隨意臆造不存在的物質和化學反應;必須遵循質量守恒定律,使得反應前后原子的種類、數目相等。
(2)書寫方法:左邊寫反應物的化學式,右邊寫生成物的化學式,中間用短線連接,同時還要配平化學方程式,然后注明反應條件,標出沉淀和氣體符號等。
(3)配平方法:在配平化學方程式時只能改變化學方程式中化學式前的系數,而不能改動右下角表示原子或原子團的小數字,常用的配平方法有觀察法、最小公倍數法、奇數配偶法、代數法。
①觀察法:從化學式較復雜的一種生成物推出有關各反應物化學式的系數和該生成物的系數;根據求得的化學式系數,再找出其他化學式的系數,直至配平。
②最小公倍數法:找出方程式兩邊各出現一次,且原子數目較大的元素,找出其最小公倍數;進一步確定反應物和生成物的系數。
③奇數配偶法:找出化學方程式左右兩邊出現次數最多的元素;從含該元素原子個數為奇數的化學式入手,進行配偶;由已推出的系數配平其他化學式的系數,使兩邊各原子個數相等。
④代數法:對于較復雜的化學反應,可直接用未知數設出各物質的系數,根據反應前后各原子數目相等列出方程進而求解。
4.判斷化學方程式正誤的方法:(1)所寫化學方程式是否符合客觀事實;(2)反應物或產物的化學式是否正確;(2)化學方程式是否配平;(4)是否注明了反應條件;(5)是否標明了產物的狀態(“↑” 或“↓”符號);(6)對于復分解反應來說,反應物或產物是否滿足復分解反應發生的條件。
5.根據化學方程式的計算:研究物質的化學變化,常常要涉及量的計算,根據化學方程式的計算就可以從量的方面研究物質的變化,下面介紹根據化學方程式計算的步驟、思路及應注意的問題。
(1)化學方程式計算的依據是質量守恒定律,計算的關鍵是根據事實和質量守恒定律準確寫出化學方程式。
(2)根據化學方程式計算的解題思路:
①審題:認真閱讀整個題目,對關鍵的字句要反復推敲,做到準確理解題意,分清已知物和未知物。
②分析:運用所學的化學知識和規律對題目進行解剖,理清題目的層次,明確有關物質間的轉化關系,特別是物質間的量的關系,選擇好解題的突破口。
③解答:依據分析中理出的思路確定解題方法。解題時要注意做到思路清晰、方法正確、步驟簡明、計算準確、書寫規范。
(3)根據化學方程式計算的一般步驟:
①設——根據題意設未知量,未知數后不帶單位;
②寫——寫出正確的化學方程式,并注明反應條件;
③比——求出有關物質間的質量比(相對原子質量或相對分子質量和),并寫在相應物質化學式的下邊;
④代——把已知量和未知量代入相應位置;
⑤求——列出比列式,求未知數;
⑥答——簡明寫出答案。
二、真題解析
例1(江蘇南通考題)按下列要求書寫的化學方程式正確的是( )。
A.鐵在氧氣中燃燒:4Fe + 3O22Fe2O3
B.澄清石灰水和鹽酸發生中和反應:
CaO + 2HCl=CaCl2 +H2O
C.用碳酸氫鈉治療過多胃酸:
NaHCO3 + HCl=NaCl + H2O + CO2↑
D.檢驗混合氣體中是否含有二氧化碳:
CO2 +2NaOH=Na2CO3 +H2O
解析:判斷化學方程式的正誤,應從以下幾個方面入手:(1)所寫化學方程式是否符合客觀事實;(2)反應物或產物的化學式是否正確;(2)化學方程式是否配平;(4)是否注明了反應條件;(5)是否標明了產物的狀態(“↑” 或“↓”符號);(6)對于復分解反應來說,反應物或產物是否滿足復分解反應發生的條件。本題選C。
例2(河北考題)氧氣是一種化學性質比較活潑的氣體,它可以和許多物質發生化學反應。如:
① S+O2 SO2
② 4P+5O2 2P2O5
③ 3Fe+2O2 Fe3O4
關于上述三個反應的敘述中不正確的是()。
A.都需要點燃B.都生成氧化物
C.都屬于化合反應D.都是非金屬跟氧氣反應
解析:給出的三個化學方程式都是物質與氧氣的反應,反應條件、反應類型及生成物的物質分類都相同,不同的是:反應 ③ 是金屬與氧氣的反應,而其他兩個反應是非金屬跟氧氣反應。答案為D。
例3(重慶考題)寫出下列反應的化學方程式,并指出其基本反應類型:
(1)磷在氧氣中燃燒: ( );
(2)加熱高錳酸鉀制取氧氣: ( );
(3)將鐵片放入硫酸銅溶液中: ( )。
解析:本題屬于基礎性考題,但必須按要求進行書寫。參考答案為:
(1)4P+5O2 2P2O5,化合反應;
(2)2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑,分解反應;
(3)Fe+CuSO4=FeSO4+Cu,置換反應。
例4(山東濟寧考題))氧化鋁是一種重要的金屬氧化物。新制得的氧化鋁除能與鹽酸等發生化學反應外,還能與氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉(NaAlO2)和水。因此,氧化鋁又稱為兩性氧化物。請結合上面信息寫出這兩個反應的化學方程式。
解析:兩性氧化物既能與酸反應又能與堿反應,都生成鹽和水,由此可得氧化鋁與鹽酸和氫氧化鈉反應的化學方程式為:①Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O;Al2O3 + 2NaOH =2 NaAlO2 + H2O。
例5(長沙考題)在自來水消毒過程中通常要發生化學反應,其反應的微觀過程可用下圖表示:
(1)請寫出該反應的化學方程式。
(2)該反應是否屬于四種基本反應類型中的某一種
(填“是”或“否”)。
(3)分析以上微觀過程模擬圖,你能總結出的一條結論是:。
解析:根據各種粒子的圖示模型可以確定出反應物和生成物的化學式,進而確定該反應的化學方程式:(1)H2O + Cl2=HCl +HClO;(2)該反應不屬于四種基本反應類型中的某一種;(3)總結出的結論是:在化學反應前后元素的種類不變(或在化學反應前后,原子的個數不變,或化學反應是分子分解成原子,原子重新組合形成新的分子等)。
例6(南充考題)石灰廠為測定一批石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數,取4 g石灰石樣品,把20 g稀鹽酸分4次加入樣品中(樣品中除碳酸鈣外,其余的成分既不與鹽酸反應,也不溶于水),充分反應后經過濾、干燥等操作,最后稱量,得實驗數據如下表:
(1)該石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數是;
(2)計算該稀鹽酸的溶質質量分數(寫出計算過程,結果精確到0.1%)。
分析:表中的數據告訴我們,當第三次、第四次加入鹽酸時,剩余固體的質量不再發生變化,從而確定了雜質和碳酸鈣的質量。
解:(1)分析表中數據可知,雜質的質量為1g,該石灰石中碳酸鈣的質量為:4g-1g=3g;其質量分數是:×100%=75%;
(2)由表中數據可知,第三次加入5 g稀鹽酸后,3 g碳酸鈣與15 g稀鹽酸剛好完全反應。設稀鹽酸中溶質的質量為x
稀鹽酸的溶質質量分數為:×100%=14.6%。
答:石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數是75%,稀鹽酸的溶質質量分數為14.6%。
評析:解決該類考題時應注意分析表中數據的變化趨勢,只有正確判斷相關物質的質量,才能順利解題。