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(共25张PPT)
第33讲　质量守恒定律及化学方程式
质量守恒定律
1．内容：化学反应中，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：________________。
3．质量守恒的原因
(1)宏观上：化学反应前后元素的________没有改变，元素的________也不变，所以反应前后物质的质量总和必然相等。
(2)微观上：在化学反应中，反应前后________的种类没有改变，________没有增减，原子本身的质量也没有改变。所以，化学反应前后物质的质量总和必然相等。
质量总和
质量总和
所有化学变化
种类
质量
原子
数目
4．理解质量守恒定律要抓住“六个不变”“两个一定变”“两个可能变”。
5．质量守恒定律的验证(详见实验突破)。
1．神舟十六号载人飞船使用的火箭推进剂是N2H4(肼)和H2O2，反应的化学方程式为N2H4＋2H2O2 4H2O＋X，则X的化学式是( )
A．NO　　　 　B．NO2
C．N2 D．HNO3
C
2．建立基本的化学观念可以让我们更好地理解化学，如形成守恒观念，可以更好地理解质量守恒定律。下列表述正确的是( )
A．每1个C原子和1个O2分子反应，生成2个CO2分子
B．32 g S与32 g O2完全反应，生成64 g SO2
C．镁条燃烧后固体质量增加，故质量守恒定律不是普遍规律
D．根据：蜡烛＋氧气 二氧化碳＋水，则蜡烛中一定含有碳、氢、氧三种
元素
B
化学方程式
1．定义：用化学式来表示____________的方程式。
2．表述：反应物在特定条件，反应生成某物质，如“C＋O2 CO2”可表述为“碳和氧气在点燃的条件下，反应生成二氧化碳”。
3．意义
(1)宏观意义：表示什么物质参加了反应，结果生成了什么物质；反应在什么条件下进行。
(2)质量意义：表示各物质之间的质量关系，即反应物和生成物之间的质量比，如12份质量的碳与32份质量的氧气完全反应生成44份质量的二氧化碳。
(3)微观意义：表示各物质间原子和分子的个数比，如1个碳原子和1个氧分子反应得到1个二氧化碳分子。
化学反应
4．依据化学方程式进行计算
(1)一般步骤：设未知量→写出化学方程式→写出相关物质的相对分子质量和已知量→列出比例式、求解→对问题做出简明回答。
(2)注意点：①方程式必须配平；②计算相关物质的相对分子质量时，相对质量要乘以前面的系数；③单位必须统一；④如果是混合物必须换算成纯净物的质量代入计算。
3．NSR技术通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化实现NOx(氮氧化物)的储存和还原，能有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NOx排放。其工作原理如图所示。下列说法错误的是( )
A．降低NOx排放可以减少空气中酸雨的形成
B．反应中Pt起到催化剂的作用
C．还原反应的化学方程式是5CO＋Ba(NO3)2 N2＋BaO＋5CO2
D．参加反应的NO与O2的质量比是15∶16
D
验证质量守恒定律
实验方案 方案一 方案二 方案三 方案四
实验装置
实验现象 试管中产生大量气泡 白磷燃烧，产生大量白烟，放出热量，气球先膨胀后变瘪 铁钉表面有一层红色物质析出，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色 锥形瓶中产生大量气泡，气球膨胀
能否验证质量守恒定律 不能 能 能 不能
【知识拓展】
验证质量守恒定律注意事项：
1．一般要有明显实验现象。
2．有气体参与或者有气体生成(或有白烟生成)，必须在密闭装置中进行实验。
3．对于有气体产生的实验，一般不用气球形成密封装置，因为空气对气球的浮力会对天平平衡产生影响。
质量守恒定律的验证
【例1】　在学习“质量守恒定律”时，小丽查阅到以下材料：
(1)波义耳实验中金属灰比原金属质量增加了，
从现在的视角分析这是因为__________________。
(2)质量守恒定律的发现过程，带给我们的启示有
________(填字母)。
A．要善于总结前人的成果和经验
B．实验的成功与否，取决于药品的选择
C．定量方法是科学研究的重要方法
受上述研究启发，小丽对相关实验进行了深入探究。
氧气参加了反应
AC
(3)在白磷燃烧前后质量测定实验中(如图)，气球的作用有_____________________
______________________________________________________________。
(4)小丽认为，蜡烛燃烧后剩下的固体质量比燃烧前少了，因此该现象不符合质量守恒定律。你认为小丽得出该错误结论的原因是____________________________
____________________________________。
形成密闭空间，使瓶
内气压保持在一定范围内，防止瓶塞因压强过大而冲出(合理即可)
没有考虑蜡烛燃烧生成的水
蒸气和二氧化碳扩散到空气中
1．小金进行研究性学习课题《化学反应中质量守恒的研究》的过程如下。
【提出问题】
氧化汞(HgO)加热时，会生成汞和氧气(常温常压下，氧气密度为ρ氧)。反应结束
后，所生成的汞和氧气的质量总和与参加反应的氧化汞的质量是否相等呢？
【资料信息】
信息一：氧化汞反应的化学方程式：2HgO 2Hg＋O2↑。
信息二：测量气体体积需要在标准大气压下测量才是准确数值。
【实验设计及过程】
检查装置的气密性后，在试管中加入适量的药品，测得反应装置、滤毒器与物质总质量为m1。待反应完全后，再测量反应装置、滤毒器与剩余物质总质量为m2，并测出产生气体体积记为V。
(1)实验时，小金在量筒中加入一些煤油的目的是______________________。
(2)固体HgO加热时，为什么试管口略向上倾斜，请说明理由：________________
__________________________________________。
(3)若本实验能正确反应化学变化中的质量守恒关系，则上述测量结果存在的关系式是____________________。
【实验分析】小金根据数据计算发现质量并不守恒，其原因可能是________。
A．试管中氧化汞没有完全分解
B．导管口连续且均匀冒气泡时开始收集气体
C．未调节量筒内外液面相平就读数
防止氧气溶于水
HgO加热分解生
成的Hg为液体，略向下倾斜会导致汞流出
m1＝m2＋ρ氧V
BC
质量守恒定律的应用
【例2】　从“质”和“量”两个方面分析事物之间的相互联系是科学学习中经常使用的方法。
(1)定性分析法：
①某有机物在空气中完全燃烧，测得生成物中只含有二氧化碳和水蒸气，对该有机物组成的说法可描述为：______________________________________________
__________。
②某无色气体可能含有CH4、CO、H2中的一种或几种，让该无色气体在足量氧气中发生完全燃烧后，验证所得燃烧产物中既有水蒸气又有能使澄清石灰水变浑浊的气体，则该气体的成分可能有______种情况。
该有机物一定含有碳元素和氢元素，可能含有
氧元素
5
(2)定量分析法：
①某无色气体可能含有CH4、CO、H2中的一种或几种，让该无色气体在足量氧气中完全燃烧后，验证所得燃烧产物中有3.6 g水蒸气，将燃烧产物除去水蒸气后，再通入足量的澄清石灰水中，澄清石灰水增重4.4 g。则该气体的成分可能有____种情况。
②3.2 g某有机物在空气中完全燃烧，生成8.8 g二氧化碳和7.2 g水，则该有机物含__________元素，质量比为_______，原子个数比为_______，写出该有机物燃烧的化学方程式：____________________________。
3
碳、氢
3∶1
1∶4
CH4＋2O2 CO2＋2H2O
2．质量守恒定律是化学反应中的重要规律，请运用此规律解答下列问题。
(1)某纯净物X在空气中完全燃烧，反应的化学方程式为：X＋3O2 2CO2＋2H2O，X的化学式为________；若生成的二氧化碳质量为8.8 g，则X中碳元素质量为________g。
(2)某化学变化的微观示意图如图所示，根据示意图，写出该反应的化学方程式：______________________________。
C2H4
C＋H2O H2↑＋CO↑
2.4
化学方程式及其相关计算
【例3】　氯化锶(SrCl2)广泛应用于制造烟火，工业上常用碳酸锶(SrCO3)固体样品(含有部分氯化钠)制备氯化锶。制备反应如下：SrCO3＋2HCl===SrCl2＋CO2↑＋H2O。现将18.7 g该样品与溶质质量分数为10%的稀盐酸恰好完全反应，称得反应前后烧杯中物质的质量减少了2.2 g。
(1)产生CO2的质量为________。
(2)若用溶质质量分数5%和30%的盐酸混合配制溶质质量分数为10%的盐酸，二者的质量比为__________。
2.2g
4∶1
(3)求反应后溶液中SrCl2的质量分数。(SrCl2的相对分子质量为159)
3．(2024，宁波模拟)某橡胶制品的填充剂主要成分是碱式碳酸镁，其化学式为MgCO3·Mg(OH)2。某科学兴趣小组为测定该填充剂中碱式碳酸镁的含量(其他杂质不溶于水也不与酸反应)，称量20 g样品，往其中逐滴加入稀盐酸，通过实验测得固体质量、气体质量与加入盐酸质量的关系如图所示。
(1)由图像可知，先与盐酸反应的是____________。
(2)生成的气体的质量是多少？
(3)求所用盐酸的溶质质量分数。
Mg(OH)2
(2)生成的气体的质量是多少？
(3)求所用盐酸的溶质质量分数。
【例】　(2024，杭州二模)今年4月25日，神舟十八号载人飞船顺利发射。为保障航天员长期在轨飞行安全，我国十分注重载人航天器舱内污染控制、碳氧循环等问题。请回答下列问题。
(1)活性炭的表面有大量的孔洞，能够吸附气体中大多数有机物和有毒性、有味的污染物，净化高分子量污染物及灰尘。这个过程属于________(填“物理”或“化学”)变化。
(2)我国舱外航天服采用非再生式氢氧化锂(LiOH)除碳技术。即利用氢氧化锂吸收CO2生成碳酸锂。该反应的化学方程式为________________________________。
物理
2LiOH＋CO2===Li2CO3＋H2O
(3)空间站中利用萨巴蒂尔反应，将CO2转化为H2O(CO2＋4H2===CH4＋2H2O，条件省略)，再配合电解水装置实现O2的再生，流程如图所示：
神舟十八号航天员乘组将在空间站驻留一定的时间。
假设总共需要有270 kg的水在上述“电解水装置”
中完全反应才能提供足够的氧气，则理论上通过该
系统的循环，能回收利用多少千克的水？
质量守恒定律中的易错点
错误类型 错误原因解读
选取实验原理错误 选用物理变化进行探究或验证质量守恒定律 质量守恒定律适用于一切化学变化，不适用于物理变化
选取实验装置错误 有气体参加或生成的反应，未使用密封装置 有气体参加应视作反应物，有气体生成视作生成物，没有考虑到气体逸出而使用了敞口装置
使用气球形成密封装置 气球变大后受浮力影响大，结果出现偏差(共12张PPT)
第33讲　质量守恒定律及化学方程式
1．小明想要验证质量守恒定律，他以碳酸钠粉末和稀盐酸的反应为实验原理设计了下列四组反应装置。考虑实验的安全性和准确性，其中最合适的是( )
2．在化学反应A2＋BC===B＋A2C中，反应物BC与生成物B的质量关系如图所示。若2 g A2与80 g BC恰好完全反应，则生成物A2C的质量是( )
A．8 g B．80 g
C．28 g D．18 g
D
D
4．(2024，安徽)某实验小组按图1装置验证质量守恒定律，一段时间后，发现锥形瓶内部分固体变为红棕色。实验过程中瓶内物质或元素质量变化与图2相符的是( )
A．铁粉的质量
B．氮气的质量
C．氧元素的质量
D．固态物质的质量
A
A
5．(2024，杭州模拟)有一种纳米纤维催化剂可将二氧化碳转化成液体燃料甲醇，其微观示意图如图所示(图中的微粒恰好完全反应)。下列说法正确的是( )
A．丁的化学式为H2O
B．甲是单质，乙、丙、丁均为氧化物
C．参加反应的甲与丁的质量比为3∶1
D．该反应过程原子发生了分解
A
6．金属单质X与非金属单质Y可发生反应2X＋Y===X2Y。实验探究小组进行了两次实验，充分反应后，测得数据如下表。
则参加反应的X与Y的质量比为( )
A．2∶1 B．3∶1
C．27∶5 D．27∶8
实验序号 X的用量/g Y的用量/g 生成X2Y的质量/g
1 5.4 1.6 6.4
2 9.6 4.8 12.8
B
7．在一定条件下，Mg和MgH2的相互转化可以实现氢气的储存和释放，其工作原理如下图所示。
(1)氢气储存时发生反应的化学方程式为_______________________________。
(2)某一次储存氢气中，实际消耗了12 kg的Mg，由于氢气存储效率只有10%，那么至少需要氢气的质量为_______kg。
10
8．纳米铁粉是指颗粒直径小到纳米级的铁粉，可用于处理废水中的许多重金属离子。例如：利用纳米铁粉与硫酸铜溶液反应除去重金属铜离子。
(1)写出纳米铁粉与硫酸铜溶液反应的化学方程式：_________________________。
(2)相同条件下，等质量的纳米铁粉比普通铁粉去除重金属离子速率快得多，其原因是________________________________________________________。
Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu
纳米铁粉颗粒更小，反应时的接触面更大，反应速率更快
a＋b－n－m
9．(2024，宁波鄞州区模拟)有规划地开发和使用氢能源是优化能源结构、实现“碳中和”的重要措施。如图所示，我国氢能源的发展规划分为三个阶段。
(1)“灰氢”：燃烧化石燃料制取氢气，制氢过程中排放CO2等温室气体。其主要反应为碳与水蒸气在高温条件下生成氢气和一氧化碳，该反应的化学方程式为：___________________________。
(2)2022北京冬奥会火炬首次采用“绿氢”作为火炬燃料。火炬研发团队采用了高压储气的方式，用相当于420个大气压的高压将12 g氢气压缩进氢气瓶，随后将氢气瓶放入火炬中。需要电解________g水才能制取12 g氢气。
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10．兴趣小组的同学进行“质量守恒定律”的验证实验。
(1)兴趣小组的同学利用甲装置进行实验，先将装有稀盐酸和碳酸钠溶液的烧杯置于左盘，调节天平平衡，取下烧杯小心地倾斜使盐酸与碳酸钠溶液混合反应，再将烧杯放回到天平的左盘，发现天平无法再次保持平衡。天平无法再次保持平衡的原因是________________________________。
(2)若对甲装置中的试剂进行更换就可以进行验证实验，则下列试剂组合中，符合实验要求的是__________(填字母)。
A．蔗糖与水
B．硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液
C．氯化钠溶液与硝酸银溶液
反应生成的二氧化碳逸出装置
BC
(3)同学们对实验装置进行改进，并设计了图乙、图丙两套装置进行该验证实验，你认为哪一套装置更合理？并说明理由。___________________________________
____________________________________________________________________________________。
丙更合理，因为乙中气球膨胀导致浮
力增大，影响实验结果，而丙中生成的二氧化碳被氢氧化钠溶液吸收，实验结果
更准确
(1)炼锡时加入少许铅形成合金，产物更易熔化流出，原因是___________________
_________________________。
(2)现有151 kg含SnO2 20%的锡砂，理论上可以炼出锡的质量是多少？(Sn：119，写出计算过程，结果保留一位小数)
合金的熔点比组成
它的纯金属的熔点低

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