Question

13．物質在發(fā)生化學反應時要遵循質量守恒定律．甲、乙、丙、丁四組同學從不同的角度研究了質量守恒定律．

（1）甲組研究了反應：2H₂+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2H₂O，他們從該反應中獲取的信息有：
①該反應的反應物是氫氣和氧氣；
②該化學反應的條件是點燃；
③在化學反應前后元素種類和原子個數(shù)不變；
④反應的生成物是水；⑤2個氫氣分子和1個氧氣分子化合生成2個水分子．
（2）乙、丙兩組同學分別設計了如下實驗，如圖1中試劑混合前后物質的總質量分別表示為m（前）、m（后）．
請根據(jù)圖1所示回答：
①乙組實驗中，m（前）＞m（后），原因是二氧化碳氣體逸出，若所用試劑不變，改進的方法是將燒杯改成密閉容器；
②丙組實驗中，m（前）=m（后），乙組同學認為該實驗不能驗證質量守恒定律，原因是質量守恒定律研究的是化學反應，而丙組中的物質不能發(fā)生化學反應．
（3）丁組同學研究了物質W的組成．一定條件下，W在密閉容器內發(fā)生反應前后各物質的質量如圖2所示：
其中，x=52g，W的化學式是C₂H₆O．

Answer 1

分析 （1）抓住化學方程式的讀法，概念和含義來完成給題．化學方程式是化學反應簡明的表達形式．它從“質”和“量”兩個方面表達了化學反應的意義．
①“質”的含義 表示什么物質參加了反應，生成了什么物質，以及反應是在什么條件下進行的．②“量”的含義 從宏觀看，表示了各反應物、生成物間的質量比．如果反應物都是氣體，還能表示它們在反應時的體積比．從微觀看，如果各反應物、生成物都是由分子構成的，那么化學方程式還表示各反應物、生成物間的分子個數(shù)比．
（2）①根據(jù)乙裝置的特點是敞口裝置進行分析失敗的原因及改進的措施；②根據(jù)質量守恒定適用于化學反應進行分析；
（3）根據(jù)質量守恒定律：參加化學反應的各物質質量總和等于反應后生成的各物質質量總和，利用在發(fā)生化學反應時反應物質量會減小，生成物質量會增多，判斷反應物與生成物，進而書寫出反應的表達式，判斷反應的類型據(jù)此回答問題即可．

解答 解：（1）根據(jù)化學方程式的含義可知，從化學方程式中還可以看出，④反應的生成物是水，⑤2個氫氣分子和1個氧氣分子化合生成2個水分子．
（2）①由于乙裝置是敞口的裝置，產生的二氧化碳從燒杯中逸散出去，總質量減少；改進此裝置的方法是：將燒杯改成密閉容器；
②質量守恒定適用于化學反應，因為丙組的兩種藥品未參加化學反應，所以不能驗證質量守恒定律；
（3）由于四種物質中W和氧氣質量減小，所以是反應物，且反應物的總質量是23g+（64g-16g）=71g，而水的質量增加，且增加值是32g-5g=27g，依據(jù)質量守恒定律參加化學反應的各物質質量總和等于反應后生成的各物質質量總和，所以二氧化碳必是生成物且生成的質量是71g-27g=44g；此反應的表達式可表示為W+O₂→CO₂+H₂O．由以上分析知X的值等于44g+8g=52g；
先根據(jù)反應前后元素的種類不變，確定：w中一定含有碳、氫兩種元素，可能含有氧元素．再根據(jù)反應前后元素的質量相等，來確定氧元素是否含有．44g二氧化碳中碳元素的質量=44g×$\frac{12}{44}$×100%=12g，32g-5g=27g水中氫元素的質量=27g×$\frac{2}{18}$×100%=3g．二氧化碳中氧元素和質量為：44g-12g=32g，水中氧元素的質量為：27g-3g=24g，故反應前應有氧元素的質量為：32g+24g=56g，而參加反應的氧氣中有氧元素64-12=48g，故w中應含有56-48=8g的氧元素，故w中碳、氫、氧三種元素的質量比為：12：3：8，w中碳、氫、氧三種元素的原子個數(shù)比為：$\frac{12g}{12}：\frac{3g}{1}：\frac{8g}{16}$=2：6：1；故w的化學式為：C₂H₆O；
故答案為：（1）④反應的生成物是水；
⑤2個氫氣分子和1個氧氣分子化合生成2個水分子；
（2）①二氧化碳氣體逸出； 將燒杯改成密閉容器；
②質量守恒定律研究的是化學反應，而丙組中的物質不能發(fā)生化學反應
（3）52； C₂H₆O．

點評 化學方程式的含義有：反應物和生成物的種類；反應的條件；反應物和生成物的微觀粒子個數(shù)比；反應物和生成物的質量比等．正確理解質量守恒定律和根據(jù)反應特點，即反應物和生成物中是否有氣體或者煙霧，選擇什么樣的裝置是解決本題的關鍵．