xuexiziliao
内容简介
系统讲解九年级上册化学核心内容，涵盖物质的变化与性质、空气与氧气、水的组成、原子结构、化学方程式等，帮助学生建立化学思维。
九年级化学上册教程——走进化学世界
适用年级：九年级上册 | 科目：化学 学习目标：系统掌握九年级上册化学核心内容，建立化学思维，为后续学习打下坚实基础。
第一章 走进化学世界
1.1 化学是什么
化学是一门研究物质的组成、结构、性质及其变化规律的自然科学。简单来说，化学就是研究"物质是什么做的""物质有什么特点""物质怎样变化"的学问。
我们身边的一切——空气、水、食物、金属、塑料——都是化学研究的对象。化学与我们的生活息息相关：铁为什么会生锈？食物为什么会变质？烟花为什么有各种颜色？这些都可以用化学知识来解释。
1.2 物质的变化——物理变化与化学变化
物理变化
定义：没有生成其他物质的变化叫做物理变化。
特征：物质的形态或状态发生了改变，但物质本身的种类没有变化。
常见例子：
- 水结成冰（液态 → 固态，还是水）
- 玻璃打碎（大块 → 小块，还是玻璃）
- 铁熔化成铁水（固态 → 液态，还是铁）
- 樟脑丸变小（固态直接变成气态，发生了升华）
化学变化
定义：生成了其他物质的变化叫做化学变化，又叫化学反应。
特征：有新物质生成，这是判断化学变化的根本依据。
常见例子：
- 铁生锈（铁变成了铁锈，铁锈是新物质）
- 木柴燃烧（木柴变成了二氧化碳和灰烬）
- 食物腐烂（食物变成了新的物质）
- 光合作用（二氧化碳和水变成了葡萄糖和氧气）
判断方法
| 判断依据 | 物理变化 | 化学变化 |
|---|---|---|
| 是否有新物质生成 | 没有 | 有 |
| 伴随现象 | 形状、状态改变 | 发光、放热、变色、产生气体或沉淀 |
| 本质区别 | 分子本身不变 | 分子本身发生了改变 |
注意：化学变化中常常伴随物理变化，但物理变化中不一定有化学变化。例如蜡烛燃烧时，既有化学变化（石蜡燃烧生成二氧化碳和水），也有物理变化（蜡烛熔化）。
1.3 物质的性质——物理性质与化学性质
物理性质
定义：不需要通过化学变化就能表现出来的性质。
常见物理性质：颜色、状态、气味、密度、硬度、熔点、沸点、溶解性、导电性、导热性等。
例如：水是无色无味的液体，密度约为 1 g/cm³，沸点为 100°C——这些都是水的物理性质。
化学性质
定义：需要通过化学变化才能表现出来的性质。
常见化学性质：可燃性、氧化性、还原性、酸碱性、稳定性等。
例如：铁能在潮湿的空气中生锈——这是铁的化学性质，必须通过"生锈"这个化学变化才能体现出来。
物理性质与化学性质的区别
| 区别 | 物理性质 | 化学性质 |
|---|---|---|
| 判断依据 | 是否需要通过化学变化表现 | 是否需要通过化学变化表现 |
| 关键词 | "是""有""能"（描述状态） | "能""可以""会"（描述变化能力） |
| 举例 | 铁是银白色的固体 | 铁能在氧气中燃烧 |
1.4 化学实验基本操作
常用仪器
- 试管：少量试剂的反应容器，可直接加热
- 烧杯：较多量试剂的反应容器，加热时需垫石棉网
- 量筒：量取液体体积，不能加热
- 酒精灯：常用热源，用外焰加热
- 铁架台：固定和支持各种仪器
- 集气瓶：收集或储存气体
基本操作注意事项
- 药品取用：固体用药匙或镊子，液体用倾倒法或胶头滴管
- 加热操作：先预热再集中加热，试管口不能对着人
- 量筒读数：视线与凹液面最低处保持水平
- 酒精灯使用：用火柴点燃，不能用酒精灯引燃另一个酒精灯；用灯帽盖灭，不能用嘴吹
实验室安全规则
- 不能用手直接接触药品
- 不能把鼻孔凑到容器口去闻气体
- 不能品尝任何药品的味道
- 用剩的药品不能放回原瓶，不能随意丢弃，要放入指定容器
1.5 知识点总结
本章核心知识：
- 化学研究物质的组成、结构、性质和变化规律
- 物理变化没有新物质生成，化学变化有新物质生成
- 物理性质不需要通过化学变化表现，化学性质需要通过化学变化表现
- 化学实验要遵守安全规则，规范操作
快速判断口诀：
- 变化看"新物"：有新物质生成就是化学变化
- 性质看"变化"：需要化学变化才能表现的就是化学性质
1.6 典型例题
例题1：下列变化属于化学变化的是（ ）
- 冰雪融化 B. 铁锅生锈 C. 汽油挥发 D. 矿石粉碎
解答：选B。
-
- 冰雪融化是水由固态变为液态，没有新物质生成，是物理变化。
-
- 铁锅生锈是铁与氧气、水反应生成了铁锈（新物质），是化学变化。
-
- 汽油挥发是液态汽油变为气态，没有新物质生成，是物理变化。
-
- 矿石粉碎只是形状改变，没有新物质生成，是物理变化。
例题2：下列属于化学性质的是（ ）
- 铜是紫红色的固体 B. 水的密度比冰大
- 碳酸钙能与盐酸反应 D. 氧气不易溶于水
解答：选C。
- A 描述颜色，B 描述密度，D 描述溶解性，都是物理性质。
- C "能与盐酸反应"需要通过化学变化才能表现出来，是化学性质。
1.7 练习题
一、选择题
下列变化中，属于物理变化的是（ ）
- 食物变质 B. 纸张燃烧 C. 冰雪消融 D. 铁钉生锈
下列描述中，属于化学性质的是（ ）
- 水是无色透明的液体
- 铝能与稀硫酸反应放出氢气
- 金刚石硬度很大
- 水在 4°C 时密度最大
下列实验操作正确的是（ ）
- 用嘴吹灭酒精灯
- 加热试管时试管口对着自己
- 用药匙取用固体药品
- 直接把鼻孔凑到瓶口闻气体
二、填空题
- 化学变化的本质特征是______，这是判断化学变化的根本依据。
- 物理变化和化学变化的本质区别是______。
三、简答题
- 举例说明化学变化中常常伴随物理变化。
第二章 我们周围的空气
2.1 空气的组成
空气是一种混合物，主要由以下成分组成（按体积分数计算）：
| 成分 | 体积分数 |
|---|---|
| 氮气（N₂） | 约 78% |
| 氧气（O₂） | 约 21% |
| 稀有气体 | 约 0.94% |
| 二氧化碳（CO₂） | 约 0.03% |
| 其他气体和杂质 | 约 0.03% |
记忆口诀：氮七八，氧二一，零点九四是稀气，零点零三有两个，二氧化碳和杂气。
测定空气中氧气含量的实验
实验原理：利用红磷在密闭容器中燃烧消耗氧气，引起容器内压强减小，水倒流进入容器，通过水的体积推算出氧气的含量。
实验步骤：
- 在集气瓶中加入少量水，并做上记号
- 用弹簧夹夹紧乳胶管
- 点燃燃烧匙中的红磷，迅速伸入集气瓶中，塞紧瓶塞
- 待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹
实验现象：
- 红磷燃烧产生大量白烟
- 冷却后打开弹簧夹，水倒流进入集气瓶，约占集气瓶容积的 1/5
实验结论：氧气约占空气体积的 1/5。
注意事项：
- 红磷要过量，确保氧气完全消耗
- 装置气密性要好，否则测量结果偏小
- 要等冷却后再打开弹簧夹，否则测量结果偏小
- 不能用木炭、硫代替红磷，因为它们燃烧会生成气体，影响压强
2.2 氧气的性质
氧气的物理性质
- 无色无味的气体
- 密度比空气略大
- 不易溶于水
- 液态氧和固态氧是淡蓝色的
氧气的化学性质
氧气是一种化学性质比较活泼的气体，具有氧化性，能支持燃烧。
（1）碳在氧气中燃烧
C + O₂ →点燃→ CO₂
现象：在氧气中剧烈燃烧，发出白光，放出热量，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。
（2）硫在氧气中燃烧
S + O₂ →点燃→ SO₂
现象：在氧气中发出明亮的蓝紫色火焰，放出热量，生成有刺激性气味的气体。在空气中燃烧则发出微弱的淡蓝色火焰。
（3）铁丝在氧气中燃烧
3Fe + 2O₂ →点燃→ Fe₃O₄
现象：在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成黑色固体。
注意：铁丝在氧气中燃烧时，集气瓶底部要放少量水或铺一层细沙，防止高温熔化物溅落炸裂瓶底。
（4）红磷在氧气中燃烧
4P + 5O₂ →点燃→ 2P₂O₅
现象：产生大量白烟，放出热量。
（5）镁在氧气中燃烧
2Mg + O₂ →点燃→ 2MgO
现象：发出耀眼的白光，放出热量，生成白色固体。
氧化反应与缓慢氧化
- 氧化反应：物质与氧发生的反应。燃烧是一种剧烈的氧化反应。
- 缓慢氧化：进行得很慢、不易被察觉的氧化反应。例如：铁生锈、食物腐烂、动植物的呼吸作用。
2.3 氧气的制取
实验室制取氧气的方法
方法一：加热高锰酸钾
2KMnO₄ →加热→ K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑
- 用排水法或向上排空气法收集
- 试管口要放一团棉花，防止高锰酸钾粉末进入导管
方法二：过氧化氢（双氧水）分解
2H₂O₂ →MnO₂→ 2H₂O + O₂↑
- 二氧化锰作为催化剂
- 催化剂：能改变反应速率，但本身的质量和化学性质在反应前后都不变
方法三：加热氯酸钾
2KClO₃ →MnO₂/加热→ 2KCl + 3O₂↑
催化剂的概念
催化剂是指在化学反应中能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质。
催化剂的特点：
- "一变"：改变反应速率（加快或减慢）
- "二不变"：质量不变、化学性质不变
气体收集方法
| 收集方法 | 适用条件 | 说明 |
|---|---|---|
| 排水法 | 不易溶于水的气体 | 收集到的气体较纯净 |
| 向上排空气法 | 密度比空气大的气体 | 如 O₂、CO₂ |
| 向下排空气法 | 密度比空气小的气体 | 如 H₂ |
2.4 空气的污染与防治
空气中的有害物质主要包括：
- 有害气体：二氧化硫（SO₂）、一氧化碳（CO）、二氧化氮（NO₂）
- 可吸入颗粒物：粉尘、PM2.5 等
空气污染的来源：
- 工厂排放的废气
- 汽车尾气
- 化石燃料的燃烧
- 秸秆焚烧
防治措施：
- 减少化石燃料的使用
- 开发新能源
- 植树造林
- 加强废气处理
2.5 知识点总结
本章核心知识：
- 空气主要由氮气（78%）和氧气（21%）组成
- 氧气化学性质活泼，能支持燃烧，具有氧化性
- 实验室可用高锰酸钾、过氧化氢、氯酸钾制取氧气
- 催化剂能改变反应速率，本身质量和化学性质不变
- 要保护空气，减少污染
重要化学方程式：
| 反应 | 化学方程式 |
|---|---|
| 碳燃烧 | C + O₂ →点燃→ CO₂ |
| 硫燃烧 | S + O₂ →点燃→ SO₂ |
| 铁丝燃烧 | 3Fe + 2O₂ →点燃→ Fe₃O₄ |
| 红磷燃烧 | 4P + 5O₂ →点燃→ 2P₂O₅ |
| 高锰酸钾分解 | 2KMnO₄ →加热→ K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑ |
| 过氧化氢分解 | 2H₂O₂ →MnO₂→ 2H₂O + O₂↑ |
2.6 典型例题
例题1：下列关于空气的说法正确的是（ ）
- 空气是一种纯净物
- 氧气约占空气体积的 78%
- 稀有气体可做保护气
- 空气中二氧化碳含量过高会导致酸雨
解答：选C。
- A 错误，空气由多种物质组成，是混合物。
- B 错误，氮气约占 78%，氧气约占 21%。
- C 正确，稀有气体化学性质稳定，可做保护气。
- D 错误，酸雨主要由二氧化硫和二氧化氮引起，不是二氧化碳。
例题2：实验室用过氧化氢制取氧气时，二氧化锰的作用是______，反应的化学方程式为______。
解答：二氧化锰的作用是催化作用（加快过氧化氢的分解速率）。
反应的化学方程式为：2H₂O₂ →MnO₂→ 2H₂O + O₂↑
例题3：铁丝在氧气中燃烧的实验中，为什么要在集气瓶底部放少量水或铺一层细沙？
解答：铁丝在氧气中燃烧时会放出大量的热，生成的高温熔化物（Fe₃O₄）如果直接溅落到集气瓶底部，会使瓶底受热不均而炸裂。放水或铺细沙是为了吸收热量，防止集气瓶炸裂。
2.7 练习题
一、选择题
空气中体积分数最大的气体是（ ）
- 氧气 B. 氮气 C. 二氧化碳 D. 稀有气体
下列物质在氧气中燃烧，产生大量白烟的是（ ）
- 铁丝 B. 木炭 C. 红磷 D. 硫
下列关于催化剂的说法正确的是（ ）
- 催化剂能加快反应速率
- 催化剂在反应后质量减少
- 催化剂在反应后化学性质改变
- 没有催化剂反应就不能发生
下列气体中，能用排水法收集的是（ ）
- 二氧化碳 B. 氧气 C. 二氧化硫 D. 氯化氢
二、填空题
- 氧气是一种化学性质比较______的气体，它具有______性。
- 实验室制取氧气的三种方法中，属于分解反应的是______（写出一种即可）。
- 硫在空气中燃烧发出______色火焰，在氧气中燃烧发出______色火焰。
三、实验题
- 某同学用红磷燃烧法测定空气中氧气的含量，实验结束后发现水面上升不足 1/5，请分析可能的原因。
第三章 物质构成的奥秘
3.1 分子和原子
分子
定义：分子是保持物质化学性质的最小粒子。
特点：
- 分子的质量和体积都很小
- 分子在不停地运动（温度越高，运动越快）
- 分子之间有间隔（气态 > 液态 > 固态）
由分子构成的物质：水（H₂O）、氧气（O₂）、二氧化碳（CO₂）、氢气（H₂）等。
原子
定义：原子是化学变化中的最小粒子。
特点：
- 原子在化学变化中不能再分
- 原子也可以构成物质（如金属、稀有气体）
由原子构成的物质：铁（Fe）、铜（Cu）、金刚石（C）、氦气（He）等。
分子与原子的关系
| 比较项目 | 分子 | 原子 |
|---|---|---|
| 定义 | 保持物质化学性质的最小粒子 | 化学变化中的最小粒子 |
| 本质区别 | 在化学变化中可以再分 | 在化学变化中不能再分 |
| 相同点 | 都很小、都在运动、都有间隔 | 都很小、都在运动、都有间隔 |
| 联系 | 分子由原子构成 | 原子是构成分子的粒子 |
用分子、原子的观点解释变化
- 物理变化：分子本身没有变化，只是分子间的间隔或运动状态改变。
- 化学变化：分子本身发生了变化，分子破裂成原子，原子重新组合成新的分子。
3.2 原子的结构
原子的构成
原子由原子核和核外电子构成：
原子 { 原子核 { 质子（带正电）
| 中子（不带电）
|
核外电子（带负电）
重要关系：
- 在原子中：质子数 = 核外电子数 = 核电荷数
- 原子不显电性（因为正负电荷数相等）
- 不是所有原子都有中子（例如氢-1 没有中子）
相对原子质量
定义：以碳-12 原子质量的 1/12 为标准，其他原子的质量与它相比较所得的比值。
计算公式：相对原子质量 ≈ 质子数 + 中子数
特点：
- 相对原子质量是一个比值，单位为"1"（通常省略不写）
- 碳-12 的相对原子质量为 12
核外电子排布
电子在原子核外分层排布，离核最近的叫第一层，依次向外。
排布规则：
- 第一层最多排 2 个电子
- 第二层最多排 8 个电子
- 最外层最多排 8 个电子
- 先排内层，后排外层
原子结构示意图的画法：以钠原子（Na）为例，原子序数为 11，核外电子排布为 2、8、1。
3.3 离子
定义：带电的原子（或原子团）叫做离子。
分类：
- 阳离子：失去电子，带正电荷。如 Na⁺、Ca²⁺
- 阴离子：得到电子，带负电荷。如 Cl⁻、O²⁻
离子与原子的区别：
| 比较项目 | 原子 | 离子 |
|---|---|---|
| 电性 | 不显电性 | 阳离子带正电，阴离子带负电 |
| 电子数与质子数关系 | 相等 | 不相等 |
| 结构稳定性 | 不一定稳定 | 一般较稳定 |
3.4 元素
定义：元素是具有相同核电荷数（即质子数）的一类原子的总称。
要点：
- 元素是宏观概念，只讲种类，不讲个数
- 元素由质子数决定，与中子数、电子数无关
- 地壳中含量最多的元素是氧（O），含量最多的金属元素是铝（Al）
元素符号
元素符号的书写规则：
- 一个字母的元素符号要大写，如 O、H、N
- 两个字母的元素符号第一个大写，第二个小写，如 Na、Ca、Fe
常见元素及其符号：
| 元素名称 | 元素符号 | 元素名称 | 元素符号 |
|---|---|---|---|
| 氢 | H | 氧 | O |
| 碳 | C | 氮 | N |
| 钠 | Na | 镁 | Mg |
| 铝 | Al | 硅 | Si |
| 磷 | P | 硫 | S |
| 氯 | Cl | 钾 | K |
| 钙 | Ca | 铁 | Fe |
| 铜 | Cu | 锌 | Zn |
| 银 | Ag | 金 | Au |
3.5 知识点总结
本章核心知识：
- 分子是保持物质化学性质的最小粒子，原子是化学变化中的最小粒子
- 原子由原子核（质子+中子）和核外电子构成
- 在原子中：质子数 = 电子数 = 核电荷数
- 离子是带电的原子，分为阳离子和阴离子
- 元素是具有相同质子数的一类原子的总称
- 元素符号的书写规则
原子结构的数字关系：
- 质子数 = 核外电子数（原子）
- 质子数 ≠ 核外电子数（离子）
- 相对原子质量 ≈ 质子数 + 中子数
3.6 典型例题
例题1：下列关于分子和原子的说法正确的是（ ）
- 分子大，原子小
- 分子能保持物质的化学性质，原子不能
- 分子在化学变化中可以再分，原子不可以再分
- 分子可以构成物质，原子不能
解答：选C。
- A 错误，分子和原子的大小不能一概而论，有的原子比分子大。
- B 错误，由原子直接构成的物质，原子也能保持其化学性质。
- C 正确，这是分子和原子的本质区别。
- D 错误，原子也可以直接构成物质，如金属铁由铁原子构成。
例题2：已知某原子的质子数为 16，中子数为 16，则该原子的核外电子数为______，相对原子质量为______。
解答：
- 在原子中，质子数 = 核外电子数，所以核外电子数 = 16
- 相对原子质量 ≈ 质子数 + 中子数 = 16 + 16 = 32
例题3：地壳中含量最多的元素是______，含量最多的金属元素是______。
解答：地壳中含量最多的元素是氧（O），含量最多的金属元素是铝（Al）。
3.7 练习题
一、选择题
分子和原子的本质区别是（ ）
- 分子大，原子小
- 分子能运动，原子不能运动
- 分子在化学变化中可以再分，原子不可以再分
- 分子间有间隔，原子间没有间隔
下列粒子中，带正电荷的是（ ）
- 质子 B. 中子 C. 电子 D. 原子
已知某原子的相对原子质量为 56，质子数为 26，则该原子的中子数为（ ）
- 26 B. 30 C. 56 D. 82
二、填空题
- 保持水的化学性质的最小粒子是______，水在化学变化中的最小粒子是______。
- 原子是由居于原子中心的带______电的______和核外带______电的______构成的。
- Na⁺ 是钠原子______一个电子后形成的，Cl⁻ 是氯原子______一个电子后形成的。
三、简答题
- 用分子的观点解释：为什么墙内开花墙外香？
第四章 自然界的水
4.1 水的组成
电解水实验
实验装置：水电解器，水中加入少量稀硫酸或氢氧化钠以增强导电性。
实验现象：
- 通电后，两个电极上都产生气泡
- 正极产生的气体体积较小，负极产生的气体体积较大
- 正极与负极气体的体积比约为 1:2
气体检验：
- 正极产生的气体：能使带火星的木条复燃——证明是氧气
- 负极产生的气体：能燃烧，产生淡蓝色火焰——证明是氢气
实验结论：
- 水是由氢元素和氧元素组成的
- 水在通电条件下分解为氢气和氧气
- 正氧负氢，氢二氧一
化学方程式：2H₂O →通电→ 2H₂↑ + O₂↑
关键理解：电解水实验说明水不是一种元素，而是由氢元素和氧元素组成的化合物。
4.2 水的净化
水的净化方法
| 净化方法 | 作用 | 能否降低硬度 |
|---|---|---|
| 沉淀 | 使不溶性杂质沉降 | 不能 |
| 过滤 | 除去不溶性杂质 | 不能 |
| 吸附 | 除去色素和异味 | 不能 |
| 蒸馏 | 除去所有杂质 | 能 |
过滤操作
一贴：滤纸紧贴漏斗内壁 二低：滤纸边缘低于漏斗边缘；液面低于滤纸边缘 三靠：烧杯口紧靠玻璃棒；玻璃棒轻靠三层滤纸处；漏斗下端管口紧靠烧杯内壁
硬水与软水
- 硬水：含有较多可溶性钙、镁化合物的水
- 软水：不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水
鉴别方法：加入肥皂水，振荡，产生泡沫多、浮渣少的是软水；产生泡沫少、浮渣多的是硬水。
硬水软化方法：
- 生活中：煮沸
- 实验室：蒸馏
4.3 爱护水资源
水资源现状：
- 地球上的总水量虽然很大，但淡水只占总水量的约 2.53%
- 可供人类直接利用的淡水更加有限
爱护水资源的措施：
- 节约用水：随手关水龙头、使用节水器具、一水多用
- 防止水体污染：工业废水处理达标后排放、合理使用农药和化肥、生活污水集中处理
4.4 知识点总结
本章核心知识：
- 水由氢元素和氧元素组成，化学式为 H₂O
- 电解水：正极产生氧气，负极产生氢气，体积比 1:2
- 水的净化方法：沉淀、过滤、吸附、蒸馏
- 硬水含较多钙镁化合物，可用肥皂水鉴别，煮沸可软化
- 要爱护水资源，节约用水，防止水污染
过滤操作口诀：一贴二低三靠
电解水口诀：正氧负氢，氢二氧一
4.5 典型例题
例题1：关于电解水实验，下列说法正确的是（ ）
- 正极产生氢气，负极产生氧气
- 正极与负极气体体积比为 2:1
- 该实验说明水是由氢气和氧气组成的
- 该实验说明水是由氢元素和氧元素组成的
解答：选D。
- A 错误，正极产生氧气，负极产生氢气。
- B 错误，正极与负极气体体积比为 1:2。
- C 错误，水是纯净物，不是由氢气和氧气组成的混合物。
- D 正确，电解水生成了氢气和氧气，说明水由氢元素和氧元素组成。
例题2：鉴别硬水和软水的方法是______，生活中将硬水软化的方法是______。
解答：
- 鉴别方法：加入肥皂水，振荡，观察泡沫的多少。泡沫多的是软水，泡沫少的是硬水。
- 软化方法：煮沸。
4.6 练习题
一、选择题
电解水时，正极和负极产生气体的体积比约为（ ）
- 1:1 B. 1:2 C. 2:1 D. 1:3
下列净化水的操作中，净化程度最高的是（ ）
- 沉淀 B. 过滤 C. 吸附 D. 蒸馏
下列做法不利于保护水资源的是（ ）
- 随手关闭水龙头
- 工业废水直接排放
- 使用节水器具
- 合理使用农药和化肥
二、填空题
- 电解水实验中，正极产生的气体是______，负极产生的气体是______。
- 过滤操作中，玻璃棒的作用是______。
- 水是由______和______两种元素组成的。
三、实验题
- 某同学做过滤实验时，发现滤液仍然浑浊，请分析可能的原因。
第五章 化学方程式
5.1 质量守恒定律
定义
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。这个规律叫做质量守恒定律。
宏观理解
- 化学反应前后，物质的种类发生了改变
- 化学反应前后，元素的种类不变
- 化学反应前后，各物质的质量总和不变
微观理解
- 化学反应前后，原子的种类没有改变
- 化学反应前后，原子的数目没有增减
- 化学反应前后，原子的质量没有改变
质量守恒定律的本质：化学反应前后，原子的种类、数目、质量都不变。
验证质量守恒定律的实验
实验一：红磷燃烧
在密闭容器中点燃红磷，反应前后称量总质量不变。
实验二：铁钉与硫酸铜溶液反应
将铁钉放入硫酸铜溶液中，反应前后称量总质量不变。
Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu
5.2 化学方程式
什么是化学方程式
用化学式来表示化学反应的式子叫做化学方程式。
例如：2H₂ + O₂ →点燃→ 2H₂O
化学方程式的含义
以 2H₂ + O₂ →点燃→ 2H₂O 为例：
宏观含义：
- 氢气和氧气在点燃条件下反应生成水
微观含义：
- 每 2 个氢分子和 1 个氧分子反应生成 2 个水分子
质量含义：
- 每 4 份质量的氢气和 32 份质量的反应生成 36 份质量的水
化学方程式的书写
书写原则：
- 以客观事实为依据，不能凭空臆造
- 遵守质量守恒定律，等号两边各原子的种类和数目必须相等
书写步骤：
- 写：写出反应物和生成物的化学式
- 配：配平化学方程式，使等号两边各原子数目相等
- 标：标注反应条件和生成物的状态符号（↑ 或 ↓）
- 查：检查化学方程式是否正确
配平方法
方法一：观察法
观察反应前后各原子的数目，通过调整化学式前面的系数使它们相等。
例如：Fe + O₂ → Fe₃O₄
观察：右边有 3 个 Fe，左边只有 1 个；右边有 4 个 O，左边只有 2 个。
配平：3Fe + 2O₂ → Fe₃O₄
方法二：最小公倍数法
找出反应前后某原子的最小公倍数，再确定各化学式的系数。
例如：P + O₂ → P₂O₅
- 左边 O 有 2 个，右边 O 有 5 个
- 2 和 5 的最小公倍数是 10
- O₂ 的系数为 5，P₂O₅ 的系数为 2
- 再确定 P 的系数为 4
- 配平结果：
4P + 5O₂ → 2P₂O₅
方法三：奇数配偶法
先将奇数原子变为偶数，再逐步配平。
例如：C₂H₆ + O₂ → CO₂ + H₂O
- 右边 H₂O 中 H 有 6 个，所以 H₂O 系数为 3
- C₂H₆ 中有 2 个 C，所以 CO₂ 系数为 2
- 右边 O 总数 = 2×2 + 3×1 = 7，左边 O₂ 系数为 7/2
- 两边乘以 2：
2C₂H₆ + 7O₂ → 4CO₂ + 6H₂O
5.3 化学反应的基本类型
四种基本反应类型
（1）化合反应
定义：两种或两种以上物质生成另一种物质的反应（多变一）。
通式：A + B → C
例子：
2Mg + O₂ →点燃→ 2MgOC + O₂ →点燃→ CO₂CaO + H₂O → Ca(OH)₂
（2）分解反应
定义：一种物质生成两种或两种以上其他物质的反应（一变多）。
通式：A → B + C
例子：
2H₂O →通电→ 2H₂↑ + O₂↑2KMnO₄ →加热→ K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑2H₂O₂ →MnO₂→ 2H₂O + O₂↑
（3）置换反应
定义：一种单质和一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物的反应。
通式：A + BC → AC + B
例子：
Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + CuZn + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂↑
（4）复分解反应
定义：两种化合物互相交换成分，生成另外两种化合物的反应。
通式：AB + CD → AD + CB
例子：
NaOH + HCl → NaCl + H₂OCaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + H₂O + CO₂↑
5.4 根据化学方程式的计算
计算步骤
- 设：设未知量
- 写：写出化学方程式
- 找：找出相关物质的相对分子质量与已知量、未知量
- 列：列出比例式
- 解：求解
- 答：简明作答
计算示例
例题：实验室用过氧化氢制取氧气，若要制取 3.2 g 氧气，需要过氧化氢多少克？
解答：
设需要过氧化氢的质量为 x。
化学方程式：2H₂O₂ →MnO₂→ 2H₂O + O₂↑
相对分子质量：2×34 32
已知量/未知量： x 3.2 g
列比例式：68/x = 32/3.2
解得：x = 68 × 3.2 / 32 = 6.8 g
答：需要过氧化氢 6.8 g。
5.5 知识点总结
本章核心知识：
- 质量守恒定律：反应前后各物质质量总和相等
- 质量守恒的微观原因：原子种类、数目、质量不变
- 化学方程式的书写：写、配、标、查
- 四种基本反应类型：化合、分解、置换、复分解
- 根据化学方程式进行计算：设、写、找、列、解、答
反应类型对比：
| 反应类型 | 特点 | 通式 |
|---|---|---|
| 化合反应 | 多变一 | A + B → C |
| 分解反应 | 一变多 | A → B + C |
| 置换反应 | 单换单 | A + BC → AC + B |
| 复分解反应 | 双交换 | AB + CD → AD + CB |
5.6 典型例题
例题1：在化学反应 2A + B₂ → 2C 中，若 A 的相对分子质量为 32，B₂ 的相对分子质量为 2，则 C 的相对分子质量为（ ）
- 17 B. 34 C. 16 D. 64
解答：选A。
根据质量守恒定律：反应物总质量 = 生成物总质量
2×32 + 2 = 2×M(C)
64 + 2 = 2M(C)
M(C) = 33... 不对，让我重新算。
2×32 + 2 = 2×M(C) 66 = 2M(C) M(C) = 33
嗯，这道题的选项需要调整。让我重新出题。
例题1：在化学反应 2A + B → 2C 中，若 A 的相对分子质量为 24，B 的相对分子质量为 32，则 C 的相对分子质量为（ ）
- 28 B. 40 C. 56 D. 80
解答：选B。
根据质量守恒定律：反应物总质量 = 生成物总质量
2×24 + 32 = 2×M(C)
48 + 32 = 2M(C)
M(C) = 80/2 = 40
例题2：配平下列化学方程式：
__Al + __O₂ → __Al₂O₃
解答：
- 右边 Al 有 2 个，O 有 3 个
- 左边 O₂ 有 2 个 O
- 2 和 3 的最小公倍数是 6
- O₂ 的系数为 3，Al₂O₃ 的系数为 2
- Al 的系数为 4
- 配平结果：
4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃
验证：左边 4Al、6O；右边 4Al、6O。✓
例题3：判断下列反应的基本类型：
（1）2H₂O →通电→ 2H₂↑ + O₂↑ —— ______
（2）Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu —— ______
（3）CO₂ + H₂O → H₂CO₃ —— ______
解答：
（1）分解反应（一变多）
（2）置换反应（单换单）
（3）化合反应（多变一）
5.7 练习题
一、选择题
化学反应前后一定不变的是（ ） ①原子种类 ②分子种类 ③原子数目 ④分子数目 ⑤元素种类 ⑥物质种类
- ①②③ B. ①③⑤ C. ①④⑤ D. ③④⑥
下列反应属于置换反应的是（ ）
2Mg + O₂ →点燃→ 2MgO2H₂O₂ →MnO₂→ 2H₂O + O₂↑Zn + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂↑NaOH + HCl → NaCl + H₂O
在反应
A + 2B → C + 2D中，若有 2 g A 与足量 B 完全反应，生成了 6 g C，则同时生成 D 的质量为（ ）- 2 g B. 4 g C. 6 g D. 8 g
二、填空题
- 质量守恒定律的微观解释是：化学反应前后______的种类、数目、质量都不变。
- 配平化学方程式
__Fe₂O₃ + __CO → __Fe + __CO₂，结果为______。 - 在
2H₂ + O₂ →点燃→ 2H₂O中，H₂、O₂、H₂O 的质量比为______。
三、计算题
实验室用碳酸钙和稀盐酸反应制取二氧化碳，若要制取 4.4 g 二氧化碳，需要碳酸钙多少克？
化学方程式：
CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + H₂O + CO₂↑
综合练习
一、选择题（每题 3 分，共 30 分）
下列变化中，属于化学变化的是（ ）
- 矿石粉碎 B. 冰雪融化 C. 食物腐烂 D. 汽油挥发
空气中体积分数约为 21% 的气体是（ ）
- 氮气 B. 氧气 C. 二氧化碳 D. 稀有气体
下列物质由分子构成的是（ ）
- 铁 B. 氯化钠 C. 水 D. 金刚石
下列实验操作正确的是（ ）
- 用酒精灯内焰加热
- 量取液体时俯视读数
- 取用固体药品用药匙
- 加热试管时试管口朝上
电解水实验中，正极产生的气体是（ ）
- 氢气 B. 氧气 C. 氮气 D. 二氧化碳
下列关于元素的说法正确的是（ ）
- 元素是微观概念
- 元素的种类由质子数决定
- 同种元素的原子中子数一定相同
- 地壳中含量最多的金属元素是铁
下列反应属于分解反应的是（ ）
S + O₂ →点燃→ SO₂2KMnO₄ →加热→ K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + CuNaOH + HCl → NaCl + H₂O
化学反应
2A + B → C + D中，若有 5 g A 与 3 g B 恰好完全反应，生成 4 g C，则生成 D 的质量为（ ）- 2 g B. 3 g C. 4 g D. 8 g
鉴别硬水和软水的常用方法是（ ）
- 观察颜色
- 加入肥皂水
- 过滤
- 蒸馏
下列关于催化剂的说法正确的是（ ）
- 催化剂能增加生成物的质量
- 催化剂在反应后质量减小
- 催化剂能改变反应速率
- 没有催化剂反应就不能发生
二、填空题（每空 2 分，共 30 分）
化学变化的本质特征是______。
原子由居于中心的______和核外______构成。
写出下列元素的符号：氢______，氧______，碳______，铁______，铜______。
电解水的化学方程式为______，该反应属于______反应。
过滤操作中的"一贴"是指______，"二低"是指______和______。
在化学反应前后，一定不变的是______（填序号：①原子种类 ②分子种类 ③原子数目 ④分子数目 ⑤元素种类 ⑥物质种类）。
三、实验题（每题 10 分，共 20 分）
某同学设计实验验证质量守恒定律：将盛有盐酸的小烧杯放在天平上，调节天平平衡后，向烧杯中加入碳酸钠粉末。请回答： （1）该实验能否成功验证质量守恒定律？为什么？ （2）如何改进该实验？
实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气： （1）写出反应的化学方程式。 （2）二氧化锰在反应中起什么作用？ （3）如何检验收集到的气体是氧气？
四、计算题（共 20 分）
（10 分）实验室用高锰酸钾制取氧气，若要制取 3.2 g 氧气，需要高锰酸钾多少克？
化学方程式：
2KMnO₄ →加热→ K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑（10 分）将 6.5 g 锌放入足量的稀硫酸中，充分反应后，求： （1）生成氢气的质量是多少？ （2）生成硫酸锌的质量是多少？
化学方程式：
Zn + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂↑
综合练习参考答案
一、选择题
| 题号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 答案 | C | B | C | C | B | B | B | C | B | C |
详细解析：
- 选C。食物腐烂有新物质生成，是化学变化。
- 选B。氧气约占空气体积的 21%。
- 选C。水由水分子构成；铁由铁原子构成；氯化钠由离子构成；金刚石由碳原子构成。
- 选C。用药匙取用固体药品是正确的操作。
- 选B。电解水正极产生氧气，负极产生氢气。
- 选B。元素是宏观概念，种类由质子数决定。
- 选B。高锰酸钾分解是一种物质生成三种物质，是分解反应。
- 选C。根据质量守恒定律：5 + 3 = 4 + D，D = 4 g。
- 选B。加入肥皂水，泡沫多的是软水，泡沫少的是硬水。
- 选C。催化剂能改变反应速率，本身质量和化学性质不变。
二、填空题
有新物质生成
原子核；电子
H；O；C；Fe；Cu
2H₂O →通电→ 2H₂↑ + O₂↑；分解滤纸紧贴漏斗内壁；滤纸边缘低于漏斗边缘；液面低于滤纸边缘
①③⑤
三、实验题
（1）不能。因为碳酸钠与盐酸反应会生成二氧化碳气体，二氧化碳逸散到空气中，导致反应后天平不再平衡，无法直接验证质量守恒定律。
（2）改进方法：在密闭容器中进行实验。例如，将碳酸钠和盐酸分别放在一个密封的锥形瓶的两个小容器中（如试管和烧杯），反应前称量总质量，然后倾斜锥形瓶使两者混合反应，反应后再称量总质量。
（1）
2H₂O₂ →MnO₂→ 2H₂O + O₂↑（2）二氧化锰起催化作用，加快过氧化氢的分解速率，本身的质量和化学性质在反应前后不变。
（3）检验方法：将带火星的木条伸入集气瓶中，如果木条复燃，证明收集到的气体是氧气。
四、计算题
- 解：
设需要高锰酸钾的质量为 x。
2KMnO₄ →加热→ K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑
2×158 32
x 3.2 g
316/x = 32/3.2
x = 316 × 3.2 / 32 = 31.6 g
答：需要高锰酸钾 31.6 g。
- 解：
设生成氢气的质量为 x，生成硫酸锌的质量为 y。
Zn + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂↑
65 161 2
6.5 g y x
（1）65/6.5 = 2/x
x = 6.5 × 2 / 65 = 0.2 g
（2）65/6.5 = 161/y
y = 6.5 × 161 / 65 = 16.1 g
答：生成氢气 0.2 g，生成硫酸锌 16.1 g。
📖 学习建议：化学是一门以实验为基础的学科，同学们在学习过程中要重视实验操作，理解实验原理，多做练习题巩固知识。遇到不懂的问题要及时请教老师或同学，不要积累疑问。祝大家学习进步！
文章声明
本文仅供学习和参考，不构成任何投资建议。如有侵权，请联系删除。
