化学方程式
守恒
原子三类都不变
书写
客观事实+守恒
配平
最小公倍数法
计算
五步走
开场场景:纸烧完变成灰烬,质量好像变轻了?不对——因为生成的 CO₂ 和水蒸气飘进了空气。如果在密闭容器里烧,反应前后总质量一丝都不少。这就是质量守恒定律,也是配平方程式的法律依据。
义是什么
是什么:化学方程式是用化学式表示化学反应的式子。质量守恒定律: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。微观解释:化学反应只是原子重新组合,原子的种类、数目、质量都不变,所以总质量守恒。
为什么要配平:写出来的式子左右两边原子数往往不等。比如 H₂ + O₂ → H₂O,左边两个氧原子、右边只有一个,必须配成 2H₂ + O₂ = 2H₂O。只能在化学式前面加系数,绝对不能改动化学式里的下标。
路怎么学/怎么想
最小公倍数法配平:①找左右两边各出现一次、原子个数差最多的元素;②求它的最小公倍数;③定系数;④再配平其他元素。例:P + O₂ → P₂O₅。氧左边 2、右边 5,最小公倍数 10,O₂ 前写 5、P₂O₅ 前写 2,再定 P 前写 4:4P + 5O₂ = 2P₂O₅。
化学计算五步:①设未知量 x(不带单位);②写正确的化学方程式;③找相关物质的相对分子质量和已知量、未知量;④列比例式求解;⑤简明写答。必须用纯净物质量代入,含杂质要先折算。
典型例题:三道
生活与生产应用
生活:铁生锈增重之谜
铁生锈后质量变重,因为结合了空气中的氧气和水;蜡烛燃烧后质量变轻,因为生成的 CO₂ 和水蒸气跑了。都不违反质量守恒,只是”跑”到了别处。
工业:高炉炼铁算账
炼一吨铁需要多少焦炭?化学方程式一算便知。化工设计、配料比全靠这套计算,是化工厂的”账本”。
展往哪儿长
初中:配平和计算是中考计算题核心。高中:物质的量(mol)引入后,计算从”质量比”升级为”微粒数比”,方程式配平会用氧化还原化合价升降法。大学:化学反应工程涉及热力学平衡与动力学速率。奥数延展:C₂H₂ + O₂ → CO₂ + H₂O,用”定一法”:设 C₂H₂ 系数为 1,则 CO₂ 为 2、H₂O 为 1,右边氧共 5 个,O₂ 配 5/2,再乘 2 得 2C₂H₂ + 5O₂ = 4CO₂ + 2H₂O。
配平三大忌:①改下标(把 H₂O 写成 H₂O₂)——这是换物质,不是配平;②忘记气体沉淀符号——只有生成物侧、且反应物中没有气体时才标 ↑;③计算时代入混合物质量——必须用纯净物质量,杂质要先扣掉。
练习
基础:配平 __Fe + __O₂ → __Fe₃O₄。
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3Fe + 2O₂ = Fe₃O₄。铁:左 3 右 3;氧:左 4 右 4。错了或卡壳?回到本章对应小节,把例题再顺一遍。
进阶:12g 碳完全燃烧,消耗多少克氧气?生成多少克 CO₂?(C-12 O-16)
查看解答
C + O₂ = CO₂。相对质量 12 : 32 : 44。12g C 对应 O₂ 32g,生成 CO₂ 44g。错了或卡壳?回到本章对应小节,把例题再顺一遍。
奥数:密闭容器中 10g A 与足量 B 反应,生成 8g C 和若干 D,已知参加反应的 B 为 6g,求 D 的质量。
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由质量守恒:10 + 6 = 8 + m(D) → m(D) = 8g。错了或卡壳?回到本章对应小节,把例题再顺一遍。
证教材级补充:为什么”参加反应的”这四个字不能省
镁条燃烧实验:镁条在空气中燃烧后固体质量变重了——这违反质量守恒吗?不。因为镁结合了氧气:2Mg + O₂ = 2MgO。增加的质量就是参加反应的那部分氧气的质量。如果在密闭容器里做,总质量分毫不变。
拓展思考:白磷燃烧验证质量守恒,为什么要在密闭锥形瓶里做?
白磷燃烧消耗氧气、生成 P₂O₅ 白烟,如果瓶口敞开,白烟和热空气会逸出,导致天平不平衡。密闭容器才能证明”总质量不变”。卡壳?回到本章「质量守恒」再想一遍。
① 质量守恒:原子种类、数目、质量三不变。
② 配平只加系数、不动下标;条件和↑↓标对位置。
③ 计算五步:设、写、找、列、答,代入纯净物。
- 用自己的话讲:本章核心是「化学方程式」,合上书用自己的话讲一遍,不许照抄。
- 举个反例 / 什么时候最容易错:对照上面「防坑警示」,挑一条讲明白为什么那是坑。
- 哪里还卡壳(标记薄弱点):哪一句你要翻书才说得顺?那个地方就是你的薄弱点,拿笔圈出来。