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第13讲 质量守恒定律
考点1 质量守恒定律
1.质量守恒定律的理解
质量守恒定律 内容 ______的各物质的质量总和等于______的各物质的质量总和
实质 分子原子新分子新物质
2.化学反应前后各种量的关系
六个不变 宏观 ______不变
______不变
物质的质量总和不变
微观 ______不变
______不变
原子的质量不变
两个改变 宏观 ______的种类一定改变
微观 ______的种类一定改变
两个可能变 ______的数目可能改变
元素的______可能改变
考点2 质量守恒定律的应用
质量守恒定律的适用范围 (1)质量守恒定律适用的范围是化学变化而不是物理变化
(2)质量守恒定律提示的是质量守恒而不是其他方面的守恒，物体的体积不一定守恒
(3)质量守恒定律中“参加反应的”不是各物质质量的简单相加，而是指真正参与了反应的那部分质量，反应物中可能有一部分没有参加反应
(4)质量守恒定律的推论：化学反应中，反应前各物质的总质量等于反应后各物质的总质量
质量守恒定律的应用 (1)解释反应前后物质的质量变化及用质量差确定某一物质的质量
(2)推断反应物或生成物的化学式
(3)确定物质的组成元素
(4)判断化学方程式书写是否正确
命题点1　质量守恒定律的宏观意义
　(2015·攀枝花)在一定条件下，一个密闭容器内发生某反应，测得反应前后各物质的质量如下表所示。下列有关说法不正确的是(　　)
物质 a b c d
反应前的质量/g 30 20 10 15
反应后的质量/g x y 0 10
　　A．参加反应的c与d的质量比为2∶1
B．x的取值范围：0≤x≤30
C．当y≤20时，该反应一定是化合反应
D．x＋y＝65
思路点拨：c物质反应后减少了10 g，是 ( http: / / www.21cnjy.com )反应物；d物质反应后减少了5 g，是反应物；再根据质量守恒定律可以判断相关选项的正误。A.参加反应的c与d的质量比为：10 g∶5 g＝2∶1，该选项说法正确；B.x可以大于30，例如当a是生成物时，x＞30，该选项说法不正确；C.当y＝20时，b是催化剂，或既不是反应物，也不是生成物，则a物质是生成物，反应物是两种，生成物是一种，属于化合反应；当y＜20时，b是反应物，反应物是三种，生成物是一种，属于化合反应，该选项说法正确；D.x＋y＝30＋20＋(10＋5)＝65，该选项说法正确。
对于此类表格型数据分析题，凡是反应后质量减 ( http: / / www.21cnjy.com )小的物质为反应物，减小的质量为参加反应的质量；反应后质量增加的物质为生成物，增加的质量为反应后生成的质量；反应前后质量不变的物质则可能是催化剂，也可能没有参加反应。
1．(2015·衡阳)把一定质量的a，b， ( http: / / www.21cnjy.com )c，d四种物质放入一密闭容器中，在一定条件下反应一段时间后，测得反应后各物质的质量如下，下列说法中正确的是(　　)
物质 a b c d
反应前的质量(g) 6.4 3.2 4.0 2.8
反应后的质量(g) 5.2 x 7.2 2.8
A.a和c是反应物 B．d一定是催化剂
C．x＝2.0 D．该反应是化合反应
2．(2014·广元)一氧化碳与氢气在一定条件下发生反应的化学方程式是2CO＋4H2===X＋H2O。下列分析正确的是(　　)
A．X与CO的相对分子质量之差为16
B．X中只含C、H元素
C．该反应的基本类型是置换反应
D．X中C、H元素质量比为4∶1
命题点2　质量守恒定律的微观意义
　(2015·南充)已知镁可以在某种气体中燃烧，用化学方程式表达为2Mg＋X2MgO＋C。则X的化学式为________。该反应属于四种基本反应类型中的________反应。
思路点拨：根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类和数目不变，在反应2Mg＋X2MgO＋C中，已知的反应前后各原子的个数分别为：
元素种类 Mg C O
反应前原子个数 2 0 0
反应后原子个数 2 1 2
反应前后原子个数差 0 1 2
　　根据表中反应前后各原子的个数差，即可得出X的化学式为CO2。该反应属于四种基本反应类型中的置换反应。
此类题目关键是根据质量守恒定律反应前后原子种类、数目变化来解答。
3．(2014·成都)我国 ( http: / / www.21cnjy.com )科学家创造性地构建了“单中心铁催化剂”，在甲烷高效转化研究中获得重大突破。其成果在最近的美国《科学》杂志发表。该转化的微观示意图如下：
有关转化的说法错误的是(　　)
A．催化剂改变了反应速率
B．反应前后原子的种类发生了变化
C．生成物之一为C2H4
D．反应物与生成物均由分子构成
4．(2014·德阳)甲烷和水反应可以制水煤气(混合气体)，其反应的微观示意图如图所示：根据以上微观示意图得出的结论中，正确的是(　　)
A．反应前后各元素的化合价均不变
B．水煤气的成分是一氧化碳和氧气
C．该反应中含氢元素的化合物有3种
D．该反应的化学方程式中甲烷和水的计量数之比为1∶1
实验　质量守恒定律的探究
实验方案 方案一 方案二
实验装置
注意事项 有气体参加或气体生成的反应，必须在密闭系统中进行 无气体参加或生成的反应，可以在开放系统中进行
实验现象 白磷燃烧，产生大量白烟，放出热量，气球先膨胀后缩小 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
反应前总质量 m1 m1
反应后总质量 m2 m2
分析 磷＋氧气五氧化二磷　m1　P　O2　＝　m2P2O5 铁＋硫酸铜→铜＋硫酸亚铁m1　　Fe CuSO4＝　　m2　　Cu FeSO4
结论 反应前后物质的总质量相等
　　　为了研究质量守恒定律，设计了如图
“红磷燃烧前后质量测定”的实验，请分析有关问题：
(1)装置：锥形瓶的底部铺有一层细沙，其作用是________________；
(2)燃烧前称量，锥形瓶的总质量为27.0 g，则图中托盘天平中游码的读数为________g；
(3)红磷燃烧过程中看到的现象是________________________；
(4)燃烧后称量：发现托盘天平指针偏向右边，造成的原因可能是________________(填一种即可)；
(5)反思：红磷燃烧________(填“遵守”或“不遵守”)质量守恒定律，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(从微观上解释)。
思路点拨：注重实验细节和注意事项。有气体参加 ( http: / / www.21cnjy.com )和生成的反应，应在密闭容器中进行实验。天平指针右偏说明反应后锥形瓶内质量在减少，造成燃烧后质量减少的原因可能是燃烧后就称量，瓶内空气受热处于膨胀状态，会产生浮力，造成指针右偏。由于化学反应的实质是旧的分子破裂为原子，原子重新构成新的分子，因此化学反应前后原子的种类、个数、质量都不变，这就是质量守恒定律的微观解释。
实验室常用如图所示实验验证质量守恒定律。
　
(1)充分反应冷却后，天平 ( http: / / www.21cnjy.com )不能平衡的是________(填写字母序号)，有同学认为该实验不遵循质量守恒定律，你认为对吗？________，原因是：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
若用该实验验证质量守恒定律，应如何对B ( http: / / www.21cnjy.com )装置进行改进？________________________________________________________________________。
(2)根据以上实验探究，某同学想用以下实验来验证质量守恒定律，下列装置中，他可选择用的是__________。
一、选择题
1．(2015·巴中)在催化剂并加热的 ( http: / / www.21cnjy.com )条件下，氨气和氧气能发生化学反应，其反应的化学方程式为4NH3＋5O24X＋6H2O，则X的化学式是(　　)
A．N2 B．N2O C．NO D．NO2
2．(2015·德州)化学是在分子 ( http: / / www.21cnjy.com )、原子的水平上研究物质的组成、结构、性质及其应用的一门自然科学。下图是某化学反应的微观示意图，你认为下列说法不正确的是(　　)
A．反应前后原子的种类、数目都不变
B．该反应是置换反应
C．反应前后各元素的化合价都发生了改变
D．乙、丙两种物质都是氧化物
3．(2015·营口)下图是一定条件下某反应的微观模拟示意图，按图分析下列说法错误的是(　　)
A．反应前后，原子种类、数目不变
B．该反应中的甲、乙、丙、丁四种物质的分子个数比为2∶2∶1∶2
C．该反应是置换反应
D．反应物和生成物都是由分子构成的
4．(2015·丹东)一定条件下，甲、乙、丙、丁四种物质在一密闭容器中充分反应，测得反应前后各物质的质量如下表，有关说法正确的是(　　)
物质 甲 乙 丙 丁
反应前质量/g 2 8 30 50
反应后质量/g 20 待测 46 16
A.该反应类型为化合反应
B．待测值为0
C．反应中甲和丙的质量比为9∶8
D．乙一定是该反应的催化剂
5．(2015·宿迁)将一定质量的a、b ( http: / / www.21cnjy.com )、c、d四种物质放入一密闭容器中，在一定条件下反应一段时间后，测得反应后各物质的质量如下表，下列说法正确的是(　　)
物质 a b c d
反应前的质量/g 6.4 4.0 3.2 2.8
反应后的质量/g 5.2 7.2 x 2.8
A.a和b是反应物 B．x＝2.0
C．该反应是分解反应 D．d可能是催化剂
6．(2015·南京)在一密闭容器中 ( http: / / www.21cnjy.com )加入甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下发生化学反应，测得反应前及t1、t2时各物质质量如右图所示。下列说法中不正确的是(　　)
A．该反应为化合反应
B．丙可能为该反应的催化剂
C．该反应中，乙、丁的质量变化之比为7∶5
D．该反应中，甲、乙的质量变化之比为1∶4
7．(2015·绥化)一密闭容器内有甲 ( http: / / www.21cnjy.com )、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下发生化学反应，一段时间后，测得反应前后各物质的质量如表。下列对该反应的认识正确的是(　　)
物质 甲 乙 丙 丁
反应前物质的质量/g 4 16 6 2
反应后物质的质量/g 8 2 x 12
A.该反应为化合反应
B．丙一定是该反应的催化剂
C．x的值是4
D．该反应中甲和丁的质量变化之比为2∶5
8．(2015·贵阳)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 gS与32 gO2完全反应，生成64 gSO2
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C、H、O三种元素
9．(2015·龙东)在一定条件下，一个密闭容器内发生某反应，测得反应前后各物质的质量如下表所示。下列有关说法不正确的是(　　)
物质 M N P Q
反应前的质量/g 16 24 15 20
反应后的质量/g x y 0 10
A.参加反应的P与Q的质量比为3∶2
B．x的取值范围：0≤x≤30
C．当y≤24时，该反应一定是化合反应
D．x＋y＝65
二、填空题
10．(2015·绥化)把握微观世界，了解构成物质的奥秘，能帮助我们更好地认识物质变化的本质。如图是某化学反应的微观模拟图：
(1)反应物中单质的化学式为_ ( http: / / www.21cnjy.com )_______．该反应的化学方程式为______________，属于________反应。(填基本反应类型)
(2)通过该图你能获得的信息有____ ( http: / / www.21cnjy.com )____________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。(写一条即可)
11．(2015·泰州)镁是一种活泼性较强的金属，在空气中易发生缓慢氧化，表面呈灰黑色。
(1)镁与氧气的反应属于________(填基本反应类型)。要观察金属镁的颜色，需将镁条如何处理________________________。
(2)若30 g镁条存放一段时间后，质量 ( http: / / www.21cnjy.com )变为了34 g，则参加反应的氧气为________g(假设镁只与氧气反应)。若将上述氧化前和氧化后的镁条分别与足量稀硫酸反应，生成硫酸镁的质量关系是前者____后者(填“>”“＝”或“<”)。
12．(2015·厦门)“史上最贵”的实验：
步骤Ⅰ.让金刚石在充足的氧气中燃烧，收集生成的气体；
步骤Ⅱ.让足量镁条在步骤Ⅰ生成的气体中燃烧，生成黑色的炭粉和白色的固体氧化物。
(1)步骤Ⅱ中发生反应的化学方程式：________________，基本反应类型是________。
(2)若金刚石质量为m1，按上述步骤反应且转 ( http: / / www.21cnjy.com )化完全，生成的炭粉质量为m2，则m1________m2(填“<”“>”或“＝”)，理由为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
13．(2014·湘潭)质量守恒定律是一条重要规律，请利用该规律的相关知识回答下列问题。
(1)化学反应前后肯定没有变化的是________(填字母序号)
①原子数目　②分子数目　③元素种类　④物质种类　⑤原子种类　⑥物质的总质量
A．①④⑥ B．①③⑤⑥
C．①②⑥ D．②③⑤
(2)镁条在空气中完全燃烧后生成氧化镁 ( http: / / www.21cnjy.com )(只考虑氧气参加反应，下同)，化学方程式为________________，若固体质量变化用图1表示，则m2与m1之差表示________________的质量。
(3)实验过程中，镁条点燃后实验现象如图 ( http: / / www.21cnjy.com )2所示，镁条完全燃烧后，称量得知石棉网上留下固体质量反而比反应前镁条还轻，其原因可能是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
14．(2015·恩施州)建立宏观、微观和符号之间的联系是学习化学的重要方法。请按要求填空。
(1)碳酸钠是一种重要的化工原料，其化学式为________；
(2)恩施被誉为世界硒都，具有丰富的 ( http: / / www.21cnjy.com )硒资源，硒(Se)是人生命中必需的微量元素，在周期表中与硫同族、化学性质相似。A、B、C、D表示4种物质，它们的微观示意图如图：
物质A和B在点燃条件下反应生成C和D两 ( http: / / www.21cnjy.com )种物质，反应的化学方程式是____________________，其基本反应类型是________。
(3)有机化学中的最简式—— ( http: / / www.21cnjy.com )用元素符号表示化合物分子中各元素的原子个数最简比的式子。某有机物中C、H、O元素的质量比为6∶1∶8，则该有机物的最简式为________(按C、H、O顺序)。
三、实验探究题
15．下图是甲、乙两组同学 ( http: / / www.21cnjy.com )分别设计的质量守恒定律的两个验证实验。请根据图示进行思考回答(假设甲、乙两组药品混合前质量均为m前、混合后质量均为m后)：
(1)甲组药品混合前、后质量关系为：m前> ( http: / / www.21cnjy.com )m后，请解释原因______________________________，该实验若试剂不变，应如何改进此装置________________；
(2)乙组药品混合前、后质量关系为：m前＝m ( http: / / www.21cnjy.com )后，乙组同学认为实验成功，甲组同学认为该实验不能验证质量守恒定律，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
参考答案
考点解读
考点1 1.参加反应 反应后生成 2.元素的种类 元素的质量 原子的种类 原子的数目 物质 分子 分子 化合价
各个击破
例1　B　例2　CO2　置换　例3　D
题组训练　1.D　2.D　3.B　4.D
实验突破
实验
例3　(1)防止燃烧物溅落使 ( http: / / www.21cnjy.com )集气瓶底炸裂　(2)2.0　(3)产生大量白烟，玻璃管上方的小气球先胀大后缩小　(4)装置漏气(或锥形瓶未冷却等)　(5)遵守　在化学反应中，反应前后原子的种类没有改变、原子的数目没有增减、原子的质量也没有变化
拓展训练　(1)B　不对　反应后生成的二氧化碳气体逸散到空气中，使反应后总物质的质量减少　应将其改在密闭装置中进行实验　(2)D
整合集训
1．C　2.C　3.C　4.C　5.D　6.D　7.D　8.B　9.B
10．(1)O2　4NH3＋3O ( http: / / www.21cnjy.com )22N2＋6H2O　置换　(2)在化学反应中，分子可分而原子不可分(或者原子是化学变化中的最小粒子或化学反应前后元素种类不变或氨气和氧气在高温高压催化剂的条件下反应生产氮气和水)
11．(1)化合反应　用砂纸对镁条进行打磨，除掉表面的氧化膜　(2)4　＝
12．(1)2Mg＋CO22MgO＋C　置换反应　(2)＝　根据质量守恒定律，在化学反应前后元素的种类、质量都没有发生变化
13．(1)B　(2)2Mg＋O22MgO　参加反应的氧气(或氧元素)　(3)部分生成物散逸到空气中
14．(1)Na2CO3　(2)2H2Se＋O22Se＋2H2O　置换反应　(3)CH2O
15．(1)反应生成的CO2气体从烧杯中逸 ( http: / / www.21cnjy.com )出，总质量减少，该实验若试剂不变，应如何改进此装置　将烧杯改成密闭容器　(2)因为两种药品未参加化学反应，所以不能验证质量守恒定律

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