资源简介

3.2　质量守恒定律
【回归教材】
知识清单
考点1质量守恒定律的理解(5年2考)
　　1.内容:参加化学反应的__________的质量总和,等于反应后____________________。
2.适用范围:一切化学变化(或化学反应),不包括物理变化。
3.实质:化学反应的过程,就是分子分裂成原子,原子重新组合成分子的过程。在化学反应中,反应前后原子的________没有改变,________没有增减,原子的________也没有改变。
4.理解:
六个“一
定不变”
　　两个“一
定改变”　
　　两个“可
能改变”
【易错易混】
(1)“参加化学反应的物质的质量”≠“加入的物质的质量”,即没有参加反应的物质的质量不能计入“质量总和”中;同理生成的各物质也不包含最初有的部分。
(2)计算“各物质的质量总和”时注意应把参加反应或生成的物质中气体或沉淀的质量计算在内。
【参考答案】
1.各物质　生成的各物质的质量总和
3.种类　数目　质量
4.元素的种类不变　元素质量不变　原子的种类不变　原子的数目不变　原子的质量不变　分子的种类改变　分子总数可能改变
考点2质量守恒定律的应用(5年5考)
应用 依据
1.推断物质的元素组成 化学反应中,元素的种类、质量不变
2.推断物质的化学式 化学反应前后,原子的种类不变、数目不变
3.推断反应中的化学计量数 化学反应前后,原子的数目不变
4.根据质量守恒定律进行简单计算 参加反应各物质的质量之和,等于生成各物质的质量之和
5.对有关实验现象的解释 化学反应前后,物质的总质量不变
核心突破
重难点、质量守恒定律的应用
例题 “梦天”实验舱燃烧科学柜采用a作燃料成功实施首次在轨点火实验。a完全燃烧的微观示意图如图所示。下列说法错误的是 （ ）
A.反应前后元素种类不变
B.反应前后分子个数不变
C.a分子中C、H原子的个数比为1∶4
D.反应生成c、d的质量比为22∶9
【参考答案】D
思维破冰 根据给出的原子种类,写出每一种物质的化学式,进而写出完整的化学方程式。根据化学方程式对各个选项进行分析。A.根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变;B.反应的化学方程式为CH4+2O2CO2+2H2O,该反应前后分子个数不变;1个a分子由1个碳原子和4个氢原子构成,则a分子中C、H原子的个数比为1∶4;D.反应生成c、d的质量比为44∶(18×2)=11∶9。
变式训练
（变素材）随着科学的发展,新能源的开发不断取得突破,清华大学研究人员成功研制出一种纳米纤维催化剂,可将二氧化碳转化为液体燃料甲醇,其微观示意图如图所示(图中的微粒恰好完全反应)。下列说法不正确的是 （ ）
A.丁的化学式是H2O
B.甲是单质,乙、丙、丁均为化合物
C.反应生成丙和丁的质量比为16∶9
D.反应前后分子种类和原子种类均发生变化
【参考答案】D　【解析】根据质量守恒定律化学反应前后原子的种类和数目不变,可推理出丁物质的化学式,进而写出该反应的化学方程式:CO2+3H2CH3OH+H2O。丁的化学式为H2O,A正确;甲是氢气,是一种单质,其他三种物质均为化合物,B正确;反应生成丙和丁的质量比为32∶18=16∶9,C正确;化学反应前后,原子的种类不变,D错误。
方法归纳
根据微观反应示意图获取信息解题法
1.根据原子种类,写出每种物质的化学式,若每种物质只给出一个分子,则化学方程式需要配平;若每种物质的分子个数给出的不止一个,则反应一般不需配平,但需注意反应物是否完全反应,若生成物中有和反应物相同的分子,说明该物质是过量的。
2.写出正确完整的化学方程式。
3.根据化学方程式对各个选项进行判断。
【实验探究】
常见实验6　质量守恒定律的验证
【实验目的】
1.认识质量守恒定律;
2.锻炼观察能力及分析问题的能力;
3.掌握从单一称量到整体称量、从开放体系到密闭体系的转化思想。
实验用品 实验仪器 锥形瓶、单孔橡胶塞、托盘天平(带砝码)、镊子、玻璃管等
实验药品 红磷、硫酸铜溶液、铁钉、稀盐酸、碳酸钠粉末等
实验 1.红磷的燃烧 2.铁钉与硫酸铜反应 3.稀盐酸与碳酸钠反应
实验装置
(续表)
反应原理 (化学方程式) ______________ ______________ ______________
实验过程 分别将反应物及反应容器放在托盘天平上,用砝码平衡
取下锥形瓶,将橡胶塞上的玻璃管放到酒精灯火焰上灼烧至红热后,迅速用橡胶塞将锥形瓶塞紧,并将红磷引燃。待锥形瓶冷却后,重新放到托盘天平上 取下烧杯并将其倾斜,使铁钉浸没到硫酸铜溶液中,观察现象;再将其放回托盘天平上 取下烧杯并将其倾斜,使小试管中的稀盐酸进入烧杯,观察现象;充分反应后,再放回托盘天平
实验现象 红磷燃烧,产生______________________,气球________________;天平__________ 铁钉表面__________________,溶液由蓝色变为__________;天平__________ 碳酸钠粉末溶解,溶液中______________;天平____________________
实验分析 能够验证质量守恒定律 能够验证质量守恒定律 不能验证质量守恒定律
【实验结论】参加化学反应的各物质的质量总和,________反应后生成的各物质的质量总和。
【实验分析与评价】
(1)实验1锥形瓶底部要铺一层细沙的目的是__________________________________________________;气球的作用:一是__________________________________; 二是______________ 。
(2)利用有气体参加或有气体生成的反应验证质量守恒定律时,必须满足:在________容器中进行;所选的化学反应,反应现象要________;装置的气密性要好。
【实验拓展】
小英同学在老师的指导下,将铁粉、活性炭粉、食盐按一定比例加水混合后,涂在用铁片折成的连续的Z形架表面,然后放入盛满氧气的集气瓶中。通过右图所示装置对“化学反应中,反应物与生成物的质量关系”进行实验探究。实验过程中做到操作规范、准确称量和细致观察。
(1)证明化学反应发生且体现质量守恒定律的现象是____________________________。
(2)此实验用氧气替代空气的主要目的是__________________________________。
【参考答案】
【实验目的】4P+5O22P2O5　Fe+CuSO4FeSO4+Cu　Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑　大量白烟,放出热量　先胀大后变瘪　平衡　有红色固体析出　浅绿色　平衡　有气泡产生　不平衡
【实验结论】等于　【实验分析与评价】(1)隔热,防止红磷燃烧时锥形瓶底部受热不均匀而炸裂　调节锥形瓶内的压强,起缓冲作用　起密封作用　(2)密闭　明显
【实验拓展】(1)铁生锈,反应前后质量相等　(2)增大反应物的浓度,加快反应速率(合理即可)
【真题精粹】
考向1质量守恒定律的应用
1.(2023·河北)《天工开物》中记载了用黏土烧制砖的过程,下图为该过程中某反应的示意图(其中“”、“”和“”分别代表不同元素的原子)。则微粒X中 （ ）
A.只含有
B.一定含有和
C.一定含有和
D.一定含有、和
2.(2022·河北)2021年12月9日,中国空间站“天宫课堂”中航天员介绍,他们所需的部分水是由呼吸产生的二氧化碳通过化学反应生成的,下图是该反应的示意图。下列说法正确的是 （ ）
A.乙和丁中氢元素的化合价相同
B.参加反应的甲和乙的分子个数比为1∶3
C.丁可电解生成供航天员呼吸的氧气
D.参加反应的甲和生成的丙的质量比为1∶1
3.(2021·河北)利用催化剂将废气中的二氧化碳转化为燃料 X,是实现“碳中和”的路径之一。该反应的化学方程式为CO2+3H2 X+H2O,X 的化学式为 （ ）
A.CO
B.CH4
C.CH3OH
D.C2H5OH
4.(2020·河北)利用催化剂可消除室内装修材料释放的甲醛,下图为该反应的微观示意图。下列说法不正确的是 （ ）
A.甲醛的化学式为CH2O
B.生成物丙和丁中氧元素的化合价相同
C.生成物丙由1个碳原子和2个氧原子构成
D.参加反应的甲和生成的丁分子个数比为1∶1
考向2质量守恒定律的验证
5.(2019·河北节选)下图是通过红磷燃烧前后质量的测定,验证质量守恒定律的实验。用红热的玻璃管引燃红磷的实验现象是红磷燃烧,产生____________,放出大量的热。实验中气球的作用除了使装置密闭之外,还可以防止____________;实验时,若取用红磷的量不足,对实验的结果________(选填“有”或“没有”)影响。
【参考答案】
1.B　【解析】由质量守恒定律可知,在反应前后原子的种类不变,在反应后有“”、“”和“”三种原子,所以微粒X中一定含有和。
2.C　【解析】由该反应的微观示意图可知,该反应的化学方程式为CO2+4H2 CH4+2H2O。A.乙是氢气,氢元素的化合价为0,丁是水,氢元素的化合价是+1,错误;B.由化学方程式可知,参加反应的甲和乙的分子个数比为1∶4,错误;C.丁是水,电解可生成氧气,正确;D.由化学方程式可知,参加反应的甲和生成的丙的质量比为44∶16=11∶4,错误。
3.C　【解析】根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类和数目不变,反应前C、H、O原子的个数分别为1、6、2,反应完后为0、2、1,所以X中有1个碳原子、4个氢原子和1个氧原子,故选C。
4.C　【解析】由图可知,丙是二氧化碳,由二氧化碳分子构成,每个二氧化碳分子由1个碳原子和2个氧原子构成,C错误。
5.大量白烟　瓶塞弹出　没有
【解析】红磷燃烧的现象是红磷燃烧产生大量白烟,放出大量的热;红磷燃烧释放大量的热,会导致瓶内气体体积增大,瓶内压强大于外界大气压,气球除了可以使装置密闭外,还可以平衡内外压强,防止瓶塞弹出;根据质量守恒定律可知,参加反应的反应物总质量和生成物总质量相等,装置密闭,与红磷的量没有关系。
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