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第2讲　质量守恒定律　化学方程式
质量守恒定律
1.质量守恒定律及解释
(1)概念:在化学反应里,参加化学反应的各物质的　 　,等于反应后生成的各物质的　 　。
(2)适用范围:一切化学变化,不适用于物理变化。
(3)实质
①化学变化的实质是原子的重新组合过程。
质量总和
质量总和
②化学变化中的“六不变”及因果关系
(1)“各物质”是指所有参与反应的反应物和生成物,包括固态、气态、液态的所有物质。
(2)“守恒”是指质量守恒,并不是指体积等其他方面的守恒。
2.质量守恒定律的验证
(详见[核心实验　精要研析])
3.质量守恒定律的应用
(1)推断反应物、生成物的组成元素;推断反应物或生成物的化学式。
(2)进行各物质间质量的计算。
(3)推断反应物或生成物的化学式前面的化学计量数。
(1)有气体参加或生成的反应要注意将气体质量计入总质量。
(2)只有参加反应的部分才能计入总质量,没有参加反应的部分不能 计入。
1.下列说法不合理的是( )
A.100 g水加入100 g酒精形成200 g溶液,不能用质量守恒定律解释
B.2 g氢气和16 g氧气恰好反应,生成18 g水
C.木炭燃烧,固体质量减小,但仍符合质量守恒定律
D.化学变化前后原子种类和分子种类都不会改变
D
化学方程式
1.定义
用　 　表示化学反应的式子,又叫　 　。其中,参加反应的物质,叫作　 　;化学反应后产生的物质,叫作　 　。
2.意义
(1)质的方面:表明　 　和　 　及反应条件。
(2)量的方面
宏观上:表示　 　和　 　之间的质量之比;
微观上:表示反应物和生成物之间的　 　之比。
化学式
反应方程式
反应物
生成物
反应物
生成物
反应物
生成物
微观粒子数目
3.如何书写化学方程式
(1)书写化学方程式的原则:　 　,写出反应物和生成物的化学式;　 　,等号两边各种原子的种类和数目必须相同。
(2)书写步骤
以科学实验的事实为根据
以质量守恒定律为根据
化学式
配平
条件
(1)在求算反应物和生成物的质量比时,是化学计量数与相对分子(原子)质量乘积之比,而非相对分子(原子)质量之比。
(2)“↑”“↓”只能标注在生成物中,若反应物中有相同状态的物质存在时要省略。
2.下列关于3Fe+2O2 Fe3O4的叙述中,正确的是( )
A.表示铁生锈的反应
B.表示铁与氧气在点燃的条件下反应生成氧化铁
C.如果把反应条件“点燃”去掉,这个反应不符合客观事实
D.上述反应中10 g Fe和10 g O2反应,能生成20 g Fe3O4
C
3.下列化学方程式书写正确的是( )
D
根据化学方程式的计算
1.依据:质量守恒定律。
2.计算过程
以求6.8 g H2O2分解可以得到氧气的质量为例(化学方程式为2H2O2
2H2O+O2↑)
解题步骤 答题模板 答题细则
设:设未知量 解:设6.8 g H2O2分解可以得到氧气的质量为x。 细则1:设未知量时不
　
带单位
(1)找相关量时,相应化学式前的化学计量数不能漏乘。
(2)计算过程中,已知量带单位,未知量不带单位;计算结果带单位。
(3)已知量必须是纯净物的质量(不包括未参加反应物质的质量),若是体积,需用密度换算成质量;若为混合物的质量,应先转换成纯净物的质量。
4.电解水的反应中,H2O、H2、O2的质量比为( )
A.1∶16∶9 B.2∶16∶9
C.9∶1∶8 D.2∶1∶2
C
质量守恒定律
[例1](2023怀化)一定条件下,下列物质在密闭容器内反应一段时间,测得反应前后各物质的质量关系如下表:
B
物质 X Y Z W
反应前质量/g 5 2.2 16.2 0.9
反应后质量/g a 4.4 8.1 1.8
根据上表信息判断,下列说法中不正确的是( )
A.a=10 B.该反应属于置换反应
C.Z为化合物 D.反应中Y、W两种物质发生改变的质量比为22∶9
(1)化学反应中反应物的质量减小、生成物的质量增加。
(2)化学反应中质量不变的物质可能是反应的催化剂,也可能是与反应无关的杂质等。
[变式训练1] (2023衡阳)在一个密闭容器中,有甲、乙、丙、丁四种物质,一定条件下充分反应,测得反应前后各物质的质量如图所示。下列说法正确的是( )
A.x=14
B.乙一定是催化剂
C.甲可能是单质
D.丙和丁的相对分子质量之比一定是9∶8
A
化学方程式的书写
[例2](2023眉山)下列描述涉及反应的化学方程式正确的是( )
D
书写化学方程式的常见错误
(1)不尊重科学事实,随意臆造化学式或事实上不存在的化学反应。
(2)不遵守质量守恒定律,化学方程式不配平,配平不完整或化学计量数不是最简整数比。
(3)没有按化合价正确书写化学式,造成化学式书写错误。
(4)写错或漏写必要的反应条件,错标或漏标“↑”和“↓”。
[变式训练2](2022通辽)资源化利用CO2是实现“碳中和”的重要途径, CO2光催化转化为CH4的方法入选了2020年世界十大科技进展,如图是该反应的微观示意图,下列说法不正确的是( )
A.该反应涉及一种单质,三种化合物
B.丙、丁两种分子中都各含有10个电子
C.参加反应的甲、乙质量之和等于生成的丙、丁质量之和
D.反应中乙和丙变化的质量比为1∶8
D
根据化学方程式的计算
[例3] (2023呼和浩特一模)从制造感光材料的含硝酸银的废液中提取贵金属银有重要的经济价值。取850 g含硝酸银的废液,向其中加入
1.6 g铜粉,二者恰好完全反应(废液中其他成分不参与反应)。请计算此废液中硝酸银的质量分数(要求写出计算过程)。
[变式训练3] (2023包头)铁铜金属粉末常用于生产机械零件。为测定某铁铜金属粉末中铁粉的含量,取20 g样品于烧杯中,逐滴加入稀硫酸充分反应后,测得固体质量随加入稀硫酸的质量关系如图所示。计算:
(1)该金属粉末中铁粉的质量分数。
(2)生成氢气的质量。
(3)所用稀硫酸的溶质质量分数。
实验突破4　质量守恒定律的验证
一、适用范围:所有的化学变化。
二、实验装置
A　　　 B C
三、实验原理及现象
1.(1)实验A、B的反应原理:　 　。(用化学方程式表示,下同)
(2)实验C的反应原理:　 　。
2.(1)实验A的现象:①　 　;
②　 　;
(2)实验B的现象:①　 　;②　 　(不考虑浮力的影响)。
(3)实验C的现象:①　 　 ;②　 　。
有气泡产生
天平不平衡(指针偏右)
有气泡产生,气球胀大
天平平衡
有蓝色沉淀生成
天平平衡
四、实验结论
1.装置A反应前后称量的质量不相等,不能直接验证质量守恒定律,但反应的本身遵循质量守恒定律。
2.装置B、C反应前后称量的质量相等,能直接验证质量守恒定律。
五、实验拓展
验证质量守恒定律时,若利用有气体参与或生成的反应,则需在密闭装置内进行;若利用无气体参与也无气体生成的反应,则在密闭装置或敞口装置中均可进行。
B装置中气球的作用及影响
(1)调节锥形瓶内的压强,起缓冲作用。
(2)密封装置,防止实验时锥形瓶内外的物质发生交换,导致实验失败。
(3)若气球鼓起太大,可能因浮力问题影响实验测定结果。
[典例] (2023泸州)老师组织同学们对质量守恒定律进行了实验探究。回答相关问题:
(1)第1小组设计甲图的实验方案,用电子秤称量,读取加入盐酸前后的质量。反应的化学方程式为　 　,比较读数发现反应前后的质量并不相等,其原因是　 _
。
(2)第2小组设计了乙图方案,以解决第1小组遇到的问题。但有同学认为会产生误差,他的理由是气球膨胀后不可忽略　 　的影响。老师肯定了该同学勇于质疑、精益求精的科学精神。
反应生成的二氧化碳
逸出装置
浮力
(3)第3小组善于创新,设计了丙图方案,既达成本实验目的,还可以测定空气中氧气的含量。①连接好装置后,打开弹簧夹,推或拉注射器活塞,松开手后活塞回到原位,说明气密性　 　(填“好”或“不好”)。②关闭弹簧夹,记录注射器初始读数,强光引燃白磷,冷却后打开弹簧夹。为保证锥形瓶内氧气完全反应,实验应采取的措施是　 　(任答1点);实验中需要测定的数据是锥形瓶(含导管)的容积、　 _
　。
好
白磷足量
注射器反
应前后的体积
1.(2023宜昌)下列现象能用质量守恒定律解释的是( )
A.蔗糖溶于水后总质量不变
B.浓硫酸敞口放置质量增加
C.饱和硫酸钾溶液升温,溶液质量不变
D.硫酸铜溶液和氢氧化钠溶液混合,溶液质量减小
D
2.下列能验证质量守恒定律的实验是( )
B
3.除了元素种类、原子种类不变外,化学反应前后可能发生变化的为
( )
A.原子数目 B.分子数目
C.物质种类 D.物质的总质量
4.(2023扬州)O2通过臭氧发生器转化为O3,反应前后发生变化的是
( )
A.原子总数 B.分子种类
C.元素种类 D.物质的总质量
B
B
5.(2023扬州)绿色植物通过光合作用将气体X与H2O转化为葡萄糖与O2,气体X是( )
A.N2 B.Ar
C.CO2 D.SO2
6.(2023邵阳)在汽油中加入适量乙醇作为汽车燃料,可节省石油资源,并在一定程度上减少汽车尾气污染。乙醇在空气中充分燃烧的化学方程式为C2H5OH+3O2 2CO2+3X,试推测X的化学式是( )
A.H2 B.H2O
C.CO D.H2O2
C
B
7.(2023怀化)下列变化的化学方程式书写不正确的是( )
A
8.在一定条件下,5 g A物质和7 g B物质恰好完全反应,只生成C、D两种物质。若生成6 g C,则生成D的质量是( )
A.5 g B.6 g
C.7 g D.4 g
9.(2022呼和浩特)汽车尾气处理系统中安装了催化转化器,反应过程微观示意图如图。以下说法正确的是( )
B
D
10.(2023天津)在反应C+2ZnO 2Zn+CO2↑中,下列有关说法正确的是( )
A.反应前后各元素的化合价均无变化
B.反应前后锌元素的质量没有发生改变
C.参加反应的碳与氧化锌的质量比为4∶27
D.反应后固体质量减小,不遵循质量守恒定律
B
11.已知一定质量的纯净物A与32 g氧气可进行充分燃烧,恰好完全反应后,生成18 g水和22 g二氧化碳。请回答以下问题。
(1)参加反应的物质A的质量为　 　。
(2)组成物质A的元素为　 　。
(3)组成A物质各元素的质量比为　 　。
(4)物质A最可能的化学式为　 　。
8 g
碳、氢
3∶1
CH4
12.(2023北京海淀区二模)进行如图所示实验。
(1)实验A的锥形瓶中可观察到的现象是　 _
　。
(2)实验B不能验证质量守恒定律的原因是　 　。
(3)若实验C能验证质量守恒定律,则可能的药品组合有　 　(填字母)。
a.Fe和CuSO4溶液
b.Cu和稀硫酸
c.Fe2O3和稀盐酸
析出银白色固体,溶液由无
色变蓝色
反应生成的氢气逸出装置
ac
1.(2023绥化)在化学反应A+2B C+2D中,已知C和D的相对分子质量之比是22∶9,当6.4 g B与足量A完全反应后,生成3.6 g D。则在此反应中,B和C的质量比是( )
A.8∶11 B.2∶11
C.16∶11 D.16∶9
C
2.(2023呼和浩特一模)近年来我国航天事业迅速发展,彰显了我国科技力量的日益强大。某种火箭推进剂利用肼和四氧化二氮发生反应产生推力,反应的微观示意图如下:
下列有关说法错误的是( )
A.该反应的产物对环境都没有污染
B.肼的化学式为N2H4
C.该反应过程中原子和分子的个数均不发生改变
D.理论上该反应用到的肼和四氧化二氮两种原料的质量比为16∶23
C
3.已知某纯净物2.3 g在足量的氧气中充分燃烧后,生成4.4 g二氧化碳和2.7 g水。下列关于该纯净物组成的说法正确的是( )
A.只含有碳、氢元素
B.一定含有碳、氢、氧三种元素
C.一定含有碳、氢元素,可能含有氧元素
D.一定含有碳元素,可能含有氢、氧元素
B
4.(2023滨州)密闭容器内有甲、乙、丙、丁四种物质,在一定条件下充分反应,测得反应前后各物质的质量分数如图所示。下列说法正确的是( )
A.物质甲是生成物
B.反应后乙物质的质量分数是18%
C.该化学反应中甲、乙两物质的质量比是14∶3
D.物质丁一定是该反应的催化剂
C
5.一定条件下,在密闭容器内发生的某化学反应,测得t1s和t2s时各物质的质量见下表,下列说法正确的是( )
B
物质 M N P Q
t1s时的质量/g 51 9 3 17
t2s时的质量/g 23 3 x 51
A.x的值是0
B.M与N的质量变化比为14∶3
C.Q可能是单质
D.该反应一定是分解反应
6.(2023潍坊)某化学反应在密闭容器中进行,各物质的分子数目、质量随时间变化情况如图甲、图乙所示。下列说法错误的是( )
C
A.Z一定属于化合物
B.参加反应的X与Y的质量比为3∶14
C.反应前后分子总数不变
D.Y与Z的相对分子质量之比为28∶17
甲　 乙
7.(2023重庆A)《科学》刊登了用CO2为原料,不依赖光合作用人工合成淀粉的成果,其中第一步反应如图所示。下列说法正确的是( )
A.该反应为置换反应
B.反应前后分子数目不相等
C.反应前后原子数目不相等
D.反应前后ZnO-ZrO2的质量不相等
B
8.(2022仙桃)现有C、Fe、CO2、稀盐酸、NaOH溶液、CuSO4溶液、AgNO3溶液 、KCl 溶液八种物质,请选择适当的物质按要求书写化学方程式(每种物质只能选用一次):
(1)中和反应:　 　;
(2)化合反应:　 　;
(3)有亮红色固体生成的置换反应:　 　;
(4)有白色沉淀生成的复分解反应:　 　。
9.(2023陕西)学习小组同学利用下图实验,回收实验室废弃的铜粉与铁粉混合物中的铜粉。
(1)反应生成氢气的质量是　 　g。
0.4
(2)计算上述实验回收铜粉的质量。(忽略回收过程中铜粉的损失)
(3)上述实验所用稀硫酸的溶质质量分数　 　(填“可能”或“不可能”)是15%。
不可能
1.(2023吉林)化学兴趣小组用气密性良好的不同装置进行下列实验,验证质量守恒定律。
(1)实验一:称量装置和药品的总质量为m1,保持装置密闭,使红磷燃烧,待装置冷却后,再次称量装置和药品的总质量为m2,m1与m2的大小关系是m1　 　m2;
=
(2)实验二:将气球中的碳酸钠粉末倒入锥形瓶中,观察到的现象是
　 　;
(3)为克服实验二中气球受浮力的影响,在实验三中利用硬塑料瓶改进实验装置,用电子天平称量装置和药品的总质量,接下来的实验操作是
　 　,待反应结束后,再次称量装置和药品的总质量,电子天平示数不变;
(4)化学反应遵守质量守恒定律,其微观原因是　 _
　。
产生气泡,气球膨胀,电子天平示数减小
倾斜瓶子,使稀盐酸和碳酸钠混合
反应前后原子种类、
个数和质量都不变
2.(2023通辽霍林郭勒模拟)兴趣小组为了测定某Ba(OH)2溶液的溶质质量分数,进行了如下实验:取200 g该溶液于烧杯中,向其中逐渐加入一定溶质质量分数的稀硫酸,测得产生沉淀的质量及烧杯中溶液的导电性(沉淀和水几乎不导电)与加入稀硫酸的质量关系如表和图所示。回答下列问题:
加入稀硫酸的质量/g 20 50 100 150
产生沉淀的质量/g 4.66 a 23.3 b
(1)A点时溶液中的溶质是　 　;
(2)恰好完全反应时,消耗稀硫酸的质量为　 　 g;
(3)表格中b=　 　;
氢氧化钡
100
23.3
(4)计算该Ba(OH)2溶液的溶质质量分数。(写出计算过程)
谢谢观赏！

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