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第六章 化学反应与质量守恒定律

Lesson 6/11 | Study Time: 16 Min


6.1 质量守恒定律


质量守恒定律



什么是质量守恒定律?


在化学反应中,反应物的总质量 = 生成物的总质量。


简单来说,化学反应前后,物质的质量不会凭空增加或减少,只是形态和组合方式发生了变化。




举个例子:镁带燃烧实验


步骤:



  • 取一根镁带,用天平称出它的质量。

  • 用本生灯点燃镁带,观察镁带燃烧生成白色粉末(氧化镁)。

  • 等冷却后,再次称量生成物的质量。


实验现象:


燃烧后生成的氧化镁质量比燃烧前的镁带质量更大。


为什么?因为燃烧时,空气中的氧气参与了反应,氧气的质量也要算进去!


化学方程式:


2Mg + O₂ → 2MgO


镁(Mg)和氧气(O₂)结合生成氧化镁(MgO)。反应前后总质量相等!




如何理解质量守恒?


想象一下:



做菜时:炒一盘青菜,原料有青菜、盐、蒜和油。虽然炒完后青菜看起来变少了,但它的总质量(青菜+盐+蒜+油)没有减少,只是水分蒸发了,形态改变了。

化学反应也是类似的,物质的质量不会无缘无故消失或增加,只是“重新组合”了。




需要注意的地方:



  • 在涉及气体的化学反应中,要特别小心!

  • 有时候,气体看不到,但它的质量不能忽略。


比如:



  • 燃烧实验:氧气参与反应,生成物的质量要加上氧气的质量。

  • 气体生成反应:如果反应中产生了气体(比如二氧化碳),也要把气体的质量算进去!




总结



























问题 解释
质量守恒定律是什么? 化学反应前后,物质的总质量不变,只是重新组合了。
实验例子 镁带燃烧生成氧化镁,质量增加,因为氧气参与了反应。
注意点 气体的质量不能忽略,无论是参与反应的气体还是生成的气体,都要算进去!
生活中的例子 炒菜时,虽然水分蒸发了,但所有原料的总质量没有减少,只是形态发生了变化。



小思考



  • 为什么我们看不到氧气,却要把它的质量算进去?

  • 因为氧气虽然看不见,但它确实存在,并且参与了化学反应!


  • 如果化学反应中生成了气体,但气体溢出了,还能用质量守恒定律吗?

  • 不行!因为气体跑掉了,无法称量总质量。














6.2 化学方程式


化学方程式



什么是化学方程式?


化学方程式是用化学式来表示化学反应的方式,是一种国际通用的科学语言。


它可以用简洁的符号代替文字描述化学反应,方便又高效!




化学方程式的特点



  • 原子守恒:化学反应前后,原子的种类和数量都不会改变。

  • 质量守恒:化学反应前后,物质的质量总和相等。这是因为原子的质量不会变化。

  • 平衡性:化学方程式两边的原子数量必须相等,这叫配平。




符号和意义



































符号 意义
+ 和,表示“与”
生成,表示反应的方向
可逆反应
加热
释出气体
产生沉淀



书写化学方程式的步骤



  • 写出化学式:确定反应物和生成物的化学式。

  • 配平化学方程式:确保化学方程式两边的原子数量相等。

  • 注明条件和物质状态:如加热(∆)、点燃、催化剂等。




举个例子:氮气和氢气生成氨气


化学方程式: N₂ + H₂ → NH₃


配平: N₂ + 3H₂ → 2NH₃


条件: 高温、高压,催化剂为铁(Fe)。


最终方程式: N₂ + 3H₂ → 2NH₃(高温高压,Fe)




总结



























知识点 说明
化学方程式特点 原子守恒、质量守恒、方程式两边原子数量相等。
符号和意义 如“→”表示生成,“⇌”表示可逆反应,“∆”表示加热等。
书写步骤 写化学式 → 配平 → 注明条件和物质状态。
能表示的内容 反应物和生成物、反应条件、物质比例、质量关系等。












6.3 吸热反应和放热反应


吸热反应和放热反应



什么是吸热反应和放热反应?


在化学反应中,生成新物质的同时,通常会伴随着能量的变化。这种能量变化表现为:



  • 吸收热量(吸热反应)

  • 释放热量(放热反应)




放热反应


定义:


化学反应中释放出热量,使环境温度升高。


例子:


镁带和稀盐酸的反应:


Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂↑


现象:溶液变热,冒出气泡。


生活中的例子:



  • 燃烧反应:烧柴火、点燃煤气都会释放大量热量。

  • 暖贴:暖贴中的铁粉与空气中的氧气反应,释放热量,让我们感觉温暖。




吸热反应


定义:


化学反应中吸收热量,使环境温度降低。


例子:


氢氧化钡与氯化铵的反应:


Ba(OH)₂ + 2NH₄Cl → BaCl₂ + 2NH₃↑ + 2H₂O


现象:溶液温度明显降低。


生活中的例子:



  • 冰袋:医用冰袋中,硝酸铵与水混合时吸收热量,迅速降低温度,用于冷敷。

  • 蒸发:夏天出汗时,汗液蒸发会吸收皮肤上的热量,让人感觉凉爽。




吸热反应和放热反应的对比






















反应类型 特点 例子
放热反应 释放热量,环境温度升高 燃烧木柴、暖贴、镁带与稀盐酸反应
吸热反应 吸收热量,环境温度降低 医用冰袋、氢氧化钡与氯化铵反应、汗液蒸发



生活中的吸热与放热现象


放热现象:



  • 冬天使用暖贴,铁粉与氧气反应,释放热量让身体暖和。

  • 火炉燃烧释放热量,让房间变暖。


吸热现象:



  • 夏天喝冷饮,冷饮吸收周围的热量,让人感觉凉爽。

  • 冰袋吸热,用于降温或缓解扭伤。




总结



























知识点 说明
吸热反应 化学反应中吸收热量,环境温度降低。
放热反应 化学反应中释放热量,环境温度升高。
生活中的吸热现象 冰袋、汗液蒸发、冷饮吸热。
生活中的放热现象 暖贴、燃烧木柴、镁带与稀盐酸反应。