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4.2　质量守恒定律
知识点一　质量守恒定律的探究
1．对于无气体参加或生成的反应，可在敞口容器内进行反应。
2．对于有气体参加或生成的反应，需在密闭容器中进行。
知识点二　质量守恒定律
1．内容：在化学反应中，参加反应的各物质的质量 ，等于反应后 的质量总和，这就是质量守恒定律。
2．原因：化学变化中原子 不变，原子 不变、原子 不变。
知识点三　质量守恒定律的理解
宏观 化学反应前后元素的质量、种类不变，所以化学反应前后各物质的质量总和必然相等
微观 物质发生化学反应时，只是反应物的原子重新组合，生成新物质，反应前后原子的种类和数目都没有改变。
知识点四　质量守恒定律的应用
1．解释有关化学现象。
2．推断物质的组成元素。
3．确定反应中某元素的质量。
4．根据反应前后物质质量的变化确定反应物和生成物。
5．判断化学反应的基本类型。
重难点一　微观本质理解——原子种类、数目、质量不变
1．质量守恒的本质是化学反应前后：
(1)原子种类不变→元素种类不变；
(2)原子数目不变→化学方程式必须配平；
(3)原子质量不变→总质量守恒。
2．易错点：
(1)误认为“物质种类”或“分子种类”不变(实际一定改变)；
(2)忽略气体参与反应时容器的密闭性(如蜡烛燃烧质量“减少”是因O2参与反应生成CO2逸出)。
[跟踪训练]1.如图表示两种物质在一定条件下发生化学反应的微观示意图。下列说法错误的是(　)
A．反应前后原子的种类没有改变
B．反应前后的物质均为混合物
C．该反应的生成物有两种
D．该变化过程中分子分裂成原子，原子重新组合成新的分子
重难点二　质量计算——过量问题与隐含条件
实际计算中必须明确：
只有参加反应的物质质量遵循质量守恒定律；
未反应完的物质质量不计入生成物质量总和；
关键步骤：先写化学方程式，再找不足量物质(决定产物总量)。
[跟踪训练]2.(广东中考真题改编)6 g碳与20 g氧气充分反应，生成二氧化碳的质量为(　)
A．26 g　　　　　 B．22 g
C．16.5 g D．11 g
基础巩固
1．下列物质均可用作燃料，在O2中充分燃烧时，不会产生CO2的是(　)
A．CH4 B．NH3
C．木炭 D．CO
2．下列实验能够直接用于验证质量守恒定律的是(　)
3．关于质量守恒定律，下列说法正确的是(　)
A．10 g水变为10 g冰，该变化遵循质量守恒定律
B．蜡烛燃烧后质量减少，该变化不遵循质量守恒定律
C．镁在空气中燃烧后质量增大，该变化不遵循质量守恒定律
D．氧化汞分解的过程中，氧原子和汞原子的种类、数目均没有发生变化
4．某纯净物R常温下即可分解，生成NH3、H2O和CO2。根据这一事实，下列推理中错误的是(　)
A．R中一定含有氮元素
B．R中一定含有水
C．R一定为化合物
D．R的化学性质不稳定
5．用下图所示装置验证质量守恒定律。下列说法正确的是(　)
A．实验1中使用的红磷必须过量
B．实验2中铁钉与硫酸铜溶液混合前后天平保持平衡
C．实验3中过氧化氢溶液与二氧化锰混合前后天平指针向左偏转
D．实验4中蜡烛的质量等于燃烧后生成的水和二氧化碳的质量之和
能力达标
6．下列对质量守恒定律的理解中正确的是(　)
A．反应前物质的质量等于反应后物质的质量
B．纸在空气中燃烧后化为灰烬，灰烬的质量比纸的小
C．镁条燃烧时，燃烧的镁条和生成的白色粉末的质量相等
D．氢气燃烧时，参加反应的氢气和氧气的体积一定等于生成水的体积
7．下面是某化学反应的微观模型示意图，据此分析错误的是(　)
A．化学反应的本质是原子的重新组合过程
B．分子是由原子构成的
C．示意图中的各物质均属于化合物
D．反应前后原子数目没有变化
8．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：称量装置和试剂的总质量为m1，将锥形瓶置于陶土网上，用酒精灯加热，观察到__________________________；待装置冷却后，再次称量装置和试剂的总质量为m2。
①若反应时所取的铜粉量比较少，则m1与m2的大小关系是：m1__________(填“>”“<”或“＝”)m2。
②若反应过程中发现装置没有被密封，则m1与m2的大小关系是：m1__________(填“>”“<”或“＝”)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________________________，电子天平的示数__________(填“不变”“增大”或“减小”)。
(3)为避免实验二中气球受浮力的影响，在实验三中利用硬质塑料瓶改进实验装置，用电子天平称量装置和试剂的总质量，接下来的实验操作是__________________________，待反应结束后，再次称量装置和试剂的总质量，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____________________________________________________________
_____________________________________________________________。
素养提升
9．某兴趣小组为验证质量守恒定律，进行了镁条在空气中燃烧的实验。
(1)小明认为根据质量守恒定律，燃烧产物的质量应大于反应物镁条的质量。镁条完全燃烧后，称量发现陶土网上的燃烧产物的质量反而比反应前的镁条的质量小，其主要原因是____________________________________________
__________________________________________________________。
(2)小红按下图装置改进实验，验证了质量守恒定律，发现产物中还有一些黄色固体。
【提出问题】 黄色固体是什么呢？
【查阅资料】 ①氧化镁为白色固体。
②镁条能在氮气中燃烧生成黄色的氮化镁固体。
③氮化镁可与水反应生成氨气，氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
【作出猜想】 黄色固体为Mg3N2。
【实验探究】 取燃烧产物于试管中，加入适量水，然后将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，观察到________________的现象，得出结论：燃烧产物中含氮化镁。
【反思与交流】 空气中N2的含量远大于O2的含量，而该实验中镁条在空气中燃烧生成的MgO却远多于Mg3N2，请给出合理的解释：______________________________________________________________
____________________________________________________________。4.2　质量守恒定律
知识点一　质量守恒定律的探究
1．对于无气体参加或生成的反应，可在敞口容器内进行反应。
2．对于有气体参加或生成的反应，需在密闭容器中进行。
知识点二　质量守恒定律
1．内容：在化学反应中，参加反应的各物质的质量总和，等于反应后生成的各物质的质量总和，这就是质量守恒定律。
2．原因：化学变化中原子种类不变，原子数目不变、原子质量不变。
知识点三　质量守恒定律的理解
宏观 化学反应前后元素的质量、种类不变，所以化学反应前后各物质的质量总和必然相等
微观 物质发生化学反应时，只是反应物的原子重新组合，生成新物质，反应前后原子的种类和数目都没有改变。
知识点四　质量守恒定律的应用
1．解释有关化学现象。
2．推断物质的组成元素。
3．确定反应中某元素的质量。
4．根据反应前后物质质量的变化确定反应物和生成物。
5．判断化学反应的基本类型。
重难点一　微观本质理解——原子种类、数目、质量不变
1．质量守恒的本质是化学反应前后：
(1)原子种类不变→元素种类不变；
(2)原子数目不变→化学方程式必须配平；
(3)原子质量不变→总质量守恒。
2．易错点：
(1)误认为“物质种类”或“分子种类”不变(实际一定改变)；
(2)忽略气体参与反应时容器的密闭性(如蜡烛燃烧质量“减少”是因O2参与反应生成CO2逸出)。
[跟踪训练]1.如图表示两种物质在一定条件下发生化学反应的微观示意图。下列说法错误的是(　C　)
A．反应前后原子的种类没有改变
B．反应前后的物质均为混合物
C．该反应的生成物有两种
D．该变化过程中分子分裂成原子，原子重新组合成新的分子
重难点二　质量计算——过量问题与隐含条件
实际计算中必须明确：
只有参加反应的物质质量遵循质量守恒定律；
未反应完的物质质量不计入生成物质量总和；
关键步骤：先写化学方程式，再找不足量物质(决定产物总量)。
[跟踪训练]2.(广东中考真题改编)6 g碳与20 g氧气充分反应，生成二氧化碳的质量为(　B　)
A．26 g　　　　　 B．22 g
C．16.5 g D．11 g
基础巩固
1．下列物质均可用作燃料，在O2中充分燃烧时，不会产生CO2的是(　B　)
A．CH4 B．NH3
C．木炭 D．CO
2．下列实验能够直接用于验证质量守恒定律的是(　D　)
3．关于质量守恒定律，下列说法正确的是(　D　)
A．10 g水变为10 g冰，该变化遵循质量守恒定律
B．蜡烛燃烧后质量减少，该变化不遵循质量守恒定律
C．镁在空气中燃烧后质量增大，该变化不遵循质量守恒定律
D．氧化汞分解的过程中，氧原子和汞原子的种类、数目均没有发生变化
4．某纯净物R常温下即可分解，生成NH3、H2O和CO2。根据这一事实，下列推理中错误的是(　B　)
A．R中一定含有氮元素
B．R中一定含有水
C．R一定为化合物
D．R的化学性质不稳定
5．用下图所示装置验证质量守恒定律。下列说法正确的是(　B　)
A．实验1中使用的红磷必须过量
B．实验2中铁钉与硫酸铜溶液混合前后天平保持平衡
C．实验3中过氧化氢溶液与二氧化锰混合前后天平指针向左偏转
D．实验4中蜡烛的质量等于燃烧后生成的水和二氧化碳的质量之和
能力达标
6．下列对质量守恒定律的理解中正确的是(　B　)
A．反应前物质的质量等于反应后物质的质量
B．纸在空气中燃烧后化为灰烬，灰烬的质量比纸的小
C．镁条燃烧时，燃烧的镁条和生成的白色粉末的质量相等
D．氢气燃烧时，参加反应的氢气和氧气的体积一定等于生成水的体积
7．下面是某化学反应的微观模型示意图，据此分析错误的是(　C　)
A．化学反应的本质是原子的重新组合过程
B．分子是由原子构成的
C．示意图中的各物质均属于化合物
D．反应前后原子数目没有变化
8．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：称量装置和试剂的总质量为m1，将锥形瓶置于陶土网上，用酒精灯加热，观察到__________________________；待装置冷却后，再次称量装置和试剂的总质量为m2。
①若反应时所取的铜粉量比较少，则m1与m2的大小关系是：m1__________(填“>”“<”或“＝”)m2。
②若反应过程中发现装置没有被密封，则m1与m2的大小关系是：m1__________(填“>”“<”或“＝”)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________________________，电子天平的示数__________(填“不变”“增大”或“减小”)。
(3)为避免实验二中气球受浮力的影响，在实验三中利用硬质塑料瓶改进实验装置，用电子天平称量装置和试剂的总质量，接下来的实验操作是__________________________，待反应结束后，再次称量装置和试剂的总质量，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____________________________________________________________
_____________________________________________________________。
答案：(1)红色粉末逐渐变黑，气球膨胀　①＝　②<
(2)有大量气泡产生，气球膨胀　减小
(3)倾斜塑料瓶，使稀盐酸和碳酸钠接触
(4)化学反应前后原子的种类、数目和质量都不变
素养提升
9．某兴趣小组为验证质量守恒定律，进行了镁条在空气中燃烧的实验。
(1)小明认为根据质量守恒定律，燃烧产物的质量应大于反应物镁条的质量。镁条完全燃烧后，称量发现陶土网上的燃烧产物的质量反而比反应前的镁条的质量小，其主要原因是____________________________________________
__________________________________________________________。
(2)小红按下图装置改进实验，验证了质量守恒定律，发现产物中还有一些黄色固体。
【提出问题】 黄色固体是什么呢？
【查阅资料】 ①氧化镁为白色固体。
②镁条能在氮气中燃烧生成黄色的氮化镁固体。
③氮化镁可与水反应生成氨气，氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
【作出猜想】 黄色固体为Mg3N2。
【实验探究】 取燃烧产物于试管中，加入适量水，然后将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，观察到________________的现象，得出结论：燃烧产物中含氮化镁。
【反思与交流】 空气中N2的含量远大于O2的含量，而该实验中镁条在空气中燃烧生成的MgO却远多于Mg3N2，请给出合理的解释：______________________________________________________________
____________________________________________________________。
解析：(1)镁条在空气中燃烧生成氧化镁，根据质量守恒定律可知，燃烧产物的质量应大于反应物镁条的质量，镁条完全燃烧后，称量发现陶土网上的燃烧产物的质量反而比反应前的镁条的质量小，其主要原因是部分燃烧产物扩散到了空气中，且扩散到空气中的产物的质量大于参加反应的氧气的质量。(2)【实验探究】由资料及实验结论为“燃烧产物中含氮化镁”可知，烧杯B中加水后产生了氨气，能使烧杯A中的无色酚酞溶液变红，则观察到的现象为烧杯A中液体变红。【反思与交流】空气中N2的含量远大于O2的含量，而该实验中镁条在空气中燃烧生成的MgO却远多于Mg3N2，这是因为相同条件下，氧气的化学性质比氮气活泼。
答案：(1)部分燃烧产物扩散到了空气中，且扩散到空气中的产物的质量大于参加反应的氧气的质量
(2)【实验探究】试纸由红色变为蓝色
【反思与交流】相同条件下，氧气的化学性质比氮气活泼

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