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质量守恒定律（基础）
【学习目标】
1.熟练掌握质量守恒定律的内容；记住化学反应前后“六不变、两变、两可能变”。
2.学会运用质量守恒定律解释和解决一些化学现象和问题。
3.通过具体化学反应分析，理解化学方程式的含义。
【要点梳理】
要点一、质量守恒定律
参加化学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。这个规律就叫做质量守恒定律。
【要点诠释】
1.质量守恒定律适用于一切化学反应。运用这一定律时，特别要注意“参加化学反应”、“反应后生成”、“质量总和”等关键字词，不能遗漏任一反应物或生成物，尤其是气体。
2.在验证质量守恒定律时，对于有气体参加或有气体生成的反应，都必须在密闭容器中进行。
要点二、质量守恒定律的微观解释及运用
1.质量守恒定律的微观解释：化学反应的实质就是参加反应的各物质中的原子重新组合生成新物质分子的过程，在化学反应前后，原子的种类没有改变、原子的数目没有增减、原子的质量也没有改变。因此参加化学反应的各物质的质量总和与反应后生成的各物质的质量总和必然相等。
如下图所示：通电后水分子分解生成氢气分子和氧气分子，但是氢原子和氧原子的种类没变、数目没变、每个原子的质量也没变，因此物质的总质量也不变。　　　
2.质量守恒定律的运用：
（1）解释常见化学现象中的质量关系，如：铁生锈质量增加，木炭燃烧成灰质量减少等。
（2）利用质量守恒定律，根据化学方程式确定物质的化学式。
（3）利用质量守恒定律，根据化学方程式确定物质的相对分子质量。
（4）利用质量守恒定律，根据化学方程式求反应中某元素的质量。
（5）利用质量守恒定律，根据化学方程式求反应中某物质的质量。
【要点诠释】
化学反应前后“六不变、两变、两可能变”：
1.六个不变：宏观上①元素的种类不变，②元素的质量不变，③物质的总质量不变；
微观上①原子的种类不变，②原子的数目不变，③原子的质量不变。
2.两个改变：宏观上物质的种类改变；微观上分子的种类改变。
3.两个可能变：宏观上元素的化合价可能改变；微观上分子的总数可能改变。
要点三、化学方程式
1.定义：用化学式来表示化学反应的式子，叫做化学方程式。
2.化学方程式的含义：
含　
义
实例（S+O2
SO2）
①表示反应物、生成物以及反应条件
反应物是硫、氧气，生成物是二氧化硫，反应条件是点燃
②表示反应物、生成物之间的质量关系
（即质量比）
　　　S　
+　O2　
SO2
　　　32
：16×2　
：（32+16×2）　　　
32
：
32　
　：　
64
③表示反应物、生成物之间的粒子数关系
（粒子个数比）
S　
+　
O2
SO2
1　
：
1　　：　1
3.化学方程式的读法（以S+O2SO2为例）：
（1）质的方面：硫和氧气在点燃条件下反应生成二氧化硫。
（2）量的方面：每32份质量的硫和32份质量的氧气完全反应生成64份质量的二氧化硫。
（3）粒子方面：每1个硫原子和1个氧分子反应生成1个二氧化硫分子。
【要点诠释】
　1.在化学反应中，反应物、生成物之间的质量比就是化学计量数与相对分子质量之积的比；
　2.化学式前面的数字之比是反应物与生成物之间的粒子数之比，而不是质量比。
【典型例题】
类型一、利用质量守恒定律推求化学式
1.
在金属铂作催化剂和加热的条件下，氨气和氧气可发生如下反应：4NH3＋5O2＝4X＋6H2O，其中X的化学式为(　
)
A.N2
B.NO2
C.NO
D.O2
【思路点拨】本题考查的是质量守恒定律的应用。从微观上看，质量守恒定律在一切化学反应中都成立是因为在反应前后原子的种类和数目都不变，所以我们可以根据它来解此题。
【答案】C
【解析】根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类和原子的个数不变。反应前有4个N、12个H和10个O，反应后有12个H和6个O，尚缺4个N和4个O，因X前已有化学计量数4，故X的化学式为NO。
【总结升华】在化学反应前后六个不变是：宏观上①元素的种类不变，②元素的质量不变，③物质的总质量不变；微观上①原子的种类不变，②原子的数目不变，③原子的质量不变。两个一定变是：宏观上物质的种类改变；微观上分子的种类改变。
2.（2019 武威中考）物质X是一种可再生绿色能源，其燃烧的化学方程式为X+3O22CO2+3H2O，则X的化学式为（　　）
A．C2H4
B．CH3OH
C．C2H5OH
D．C2H6
【思路点拨】根据燃烧的化学方程式为X+3O22CO2+3H2O，利用质量守恒定律来推断X的化学式。
【答案】C
【解析】在反应X+3O22CO2+3H2O中，根据质量守恒定律可知，反应前后的元素种类、原子个数和种类不变，反应后共2个C原子、6个H原子、7个O原子，反应前现有6个O原子，则X中共有2个C原子、6个H原子、1个O原子，即化学式为C2H5OH，故选C。
【总结升华】本题考查物质化学式的推断，学生应正确理解质量守恒定律，利用原子守恒来解答。在化学反应中，反应前后原子的种类和数目都不变。元素符号右下角数字表示原子的个数，化学式前的数字表示微粒的个数，在解题时要注意对这两类数字的处理。
举一反三：
【变式1】（2019 沈阳中考）火箭推进器中盛有N2H4和H2O2，发生反应的化学方程式：N2H4+2H2O2=R+4H2O，其中R的化学式为（　　）
A．N2
B．N2O4
C．NH3
D．NO2
【答案】A
举一反三：
【变式2】
农业生产中我们常用到一种氮肥硝酸铵。已知高温或猛烈撞击均会使硝酸铵产生大量气体，放出大量的热因而发生爆炸。已知硝酸铵发生爆炸反应化学方程式为：2NH4NO3
=
2N2↑+O2↑+4X，则X的化学式为
。
【答案】H2O
类型二、利用质量守恒定律求物质间的质量关系
3.在密闭容器内有四种物质，在一定条件下充分反应，测得反应前后各物质的质量如下表：
物质
X
Y
Z
Q
反应前质量/g
8
2
20
5
反应后质量/g
待测
10
8
13
下列说法正确的是（　
）
　　A.反应后X的质量为6g　　　　　　B.该反应的反应物是X、Y
　　C.参加反应的X、Z的质量比是1:3
　D.该反应可能是化合反应
【思路点拨】本题考查的是质量守恒定律的应用。首先根据表中信息判断出反应物和生成物，然后根据质量守恒定律：参加化学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，从而计算出反应物和生成物之间的质量关系。
【答案】C
【解析】在化学反应中，反应后质量减少的是反应物，质量增加的是生成物，Z的质量减小是反应物，Y、Q的质量增加是生成物。Z的质量减少（反应了）20g-8g=12g，Y的质量增加（生成了）8g，Q的质量增加（生成了）8g；根据质量守恒定律，化学反应前后物质的总质量不变，推断X是反应物，X质量减少（反应了）8g+8g-12g=4g，所以X反应后的质量为8g-4g=4g。A、B、D都不正确。参加反应的X、Z的质量比为4g:12g=1:3,故C正确。
【总结升华】解该类题时，首先要根据反应前后物质质量的改变判断出反应物和生成物。反应后质量减少的是反应物，质量增加的是生成物。
类型三、质量守恒定律的实验探究
4.同学们以“化学反应中，反应物与生成物的质量关系”为课题进行探究。经讨论分析、查阅资料后设计了A、B两套实验装置，并在实验过程中做到操作规范、准确称量和细致观察。实验完毕后，使用A装置进行实验得到的结果是：反应前后反应物的总质量与生成物的总质量相等；而使用B装置进行实验得到的结果是：反应前后反应物的总质量与生成物的总质量不相等。请你分析导致出现两种不同结果的原因是
。
（已知这两个实验所发生的化学反应方程式为：
A：CuSO4+2NaOH=
Cu(OH)2↓+
Na2SO4
　　
B：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
）
【思路点拨】本题考查的是质量守恒定律的实验验证，不同同学运用不同的化学反应验证质量守恒定律的实验探究。研究质量守恒定律时一定要注意反应中生成的气体不能散逸到空气中。
【答案】A中的两种物质反应产生了沉淀没有脱离体系，所以质量不变；而B中产生的CO2气体逸散到空气中去了，使剩余物质的质量比原物质质量减小
【解析】所有化学反应都要遵循质量守恒定律。B实验是在敞口的容器中进行的，生成的二氧化碳气体扩散到了空气中，使锥形瓶里的物质质量减小。
【总结升华】进行质量守恒定律验证实验，如果是在敞口装置中进行反应，选择的反应不能生成气体且反应所用药品不与空气中任何物质反应；如果有气体参与反应或者生成物中有气体，则一定要设计反应在密闭装置中进行。
举一反三：
【变式】两同学围绕蜂窝煤燃烧进行了如下探究，其中依据质量守恒定律解释的是（　
)
A.当煤燃烧正旺时将炉门关上，煤层上方发现蓝色火焰。解释：此时氧气不足而产生的CO在燃烧
B.煤燃烧完后煤灰质量比煤的质量轻。解释：煤燃烧后产生的二氧化碳等气体逸出
C.在煤炉上方放一壶水不能防止CO中毒。解释：CO难溶于水
D.将煤做成蜂窝状就更易燃烧。解释：蜂窝状的煤与空气接触面积增大
【答案】B
【解析】本题考查质量守恒定律的意义，质量守恒定律是有关化学反应中物质质量的一个规律，故选B。
质量守恒定律（基础）
【巩固练习】
选择题
(每小题只有一个选项符合题意)
1．化学反应前后可能发生变化的是（　
）
　A．物质的总质量　
　B．元素种类
　　C．原子数目　
D．分子数目
2．据报道，科学家发明了一种“月球制氧机”。这种“月球制氧机”利用聚焦太阳能产生的高温使月球土壤发生化学反应制取氧气，据此可推测月球土壤中一定含有（
）
　A．氧元素　
　B．氧气　　
C．水　　
　
D．氯酸钾
3.在下列各项中，化学反应前后肯定没有发生改变的是（
）
　①原子的数目　
②分子的数目　
③元素的种类　
④物质的总质量
　⑤物质的种类　
⑥原子的种类
　A．①③④⑤　　
B．①③④⑥　
C．①④⑥　　　
D．①③⑤
4.在2H2+O22H2O的反应中，反应前后肯定发生变化的是（
）
A.元素的种类
B.各元素的化合价
C.物质的总质量
D.各原子的数目
5．根据质量守恒定律判断，铁丝在氧气中完全燃烧，生成物的质量（
）
　A．一定大于铁丝的质量　　　
B．一定小于铁丝的质量
　C．一定等于铁丝的质量　　　
D．不能确定
6．根据蜡烛燃烧生成水和二氧化碳的实验事实，可推断石蜡（蜡烛的主要成分）组成中一定含有（
）
A.碳元素和氢元素
B.碳元素和氧元素
C.碳、氢、氧三种元素
D.氢元素和氧元素
7．小明从化学方程式4P+5O2
2P2O5中总结的信息有：①参加反应的物质是磷和氧气
②反应条件是点燃
③反应前后分子的总数不变
④反应前后元素的种类不变。其中正确的是（　
）
　A．①②③　　　
B．①②④　　　　C．①③④　　　
D．②③④
8.某物质在空气中完全燃烧生成8.8g二氧化碳和5.4g水，则关于这种物质的组成描述正确的是（
）
A.该物质只含有碳元素和氢元素
B.该物质中碳元素与氢元素的质量比为12:1
C.该物质一定含有碳元素和氢元素，可能含有氧元素
D.该物质的分子中碳原子与氢原子的个数比为1:2
9．1
g镁条在空气中完全燃烧，生成物的质量（　
）
　A．等于1
g　　　
B．小于1
g　　
C．大于1
g　　
D．无法确定
10．（2019 杨浦区二模）图是某个化学反应的微观模拟图，下列关于该反应前、后的说法正确的是（
）
A．均为混合物
B．质量减少
C．原子总数减少
D．分子总数不变
11．（2019·梅州模拟）图是某化学反应的微观模型，“○”、“●”分别表示不同元素的原子。下列各项中对图示模型理解正确的是（
）
A．该反应属于分解反应
B．反应物和生成物中只有一种单质
C．反应中共有两种元素参与
D．参加反应的两种物质分子个数之比为2∶3
二、填空题
12．我国计划使用“长征三号甲”火箭将“嫦娥I号”送上月球，任务之一是开采月球上丰富的氦一3(质子数为2，中子数为1的原子)这一清洁能源。该运载火箭的动力是由高氯酸铵(NH4ClO4)分解所提供的，其分解的化学方程式为：　　2NH4ClO4N2↑＋Cl2↑＋4X↑＋2O2↑，则X的化学式为
。
13．一氧化氮是工业制取硝酸的中间产物，生成一氧化氮的化学方程式为：
　　4NH3
+
5O24NO
+
6X
，则X的化学式是
。
14.（2019 黄冈中考）化学是以实验为基础的科学，根据实验1、实验2回答下列问题：
（1）实验1的实验目的是　　　　　　，当恰好完全反应时锥形瓶中的现象是：　　　　　　，图中所示称量的质量是　　　　　　g；
（2）实验2中可观察到铜丝表面的现象：　　　　　　，可得出的结论是：　　　　　　。
三、综合题
15.（2019 安图县三模）一定条件下，下列物质在密闭容器内充分反应，测得反应前后各物质的质量如下：
物质
A
B
C
D
反应前质量/g
1.7
2.2
7.9
0.9
反应后质量/g
待测
6.6
0
2.7
则反应后A的质量为
；该反应属于
（填化合反应或分解反应）。
【答案与解析】
1.【答案】D
　【解析】在化学反应前后原子的种类不变，原子的质量不变，原子的数目没有增减，所以反应前后物质的总质量不变；化学反应的实质是分子分裂成原子，原子再重新组合成新的分子，在这一过程中分子的数目可能发生改变。
2.【答案】A
　【解析】根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变。月球制氧机是利用太阳能产生的高温使月球土壤发生化学反应而生成氧气，说明月球土壤中含有氧元素。
3．【答案】B
4．【答案】B
5．【答案】A
　
【解析】铁丝在氧气中燃烧是铁和氧气反应生成四氧化三铁。根据质量守恒定律，参加反应的铁丝和参加反应的氧气的质量之和等于生成的四氧化三铁的质量，故A正确。
6．【答案】A
7．【答案】B
　
【解析】化学方程式可以表示反应物、生成物和反应条件。在化学反应前后，元素种类没有改变、原子的数目没有增减、原子的质量也没有改变；但分子的数目可能改变。
8．【答案】C
9．【答案】C
　
【解析】
镁条在空气中燃烧是镁和氧气反应生成了氧化镁，根据质量守恒定律生成物氧化镁的质量等于镁条和参加反应的氧气的质量之和。因此1g镁条燃烧生成物的质量一定大于1g。
10．【答案】A
【解析】根据微观模拟图可知，反应前为两种单质组成的混合物，而反应后为一种单质、一种化合物组成的混合物，故A正确；根据质量守恒定律可知，反应前后物质的总质量、原子总数均不会发生改变，故B、C错误；根据微观模拟图可知，反应前有6个分子，而反应后有5个分子，故D错误。
11．【答案】C
【解析】观察微观模型图，反应物有两种，生成物有一种，该反应属于化合反应，A错误；反应物中有两种单质，B错误；反应中共有两种元素参加，C正确；参加反应的两种物质的分子个数之比为1∶3，D错误。
12.【答案】H2O
　
【解析】化学反应前后原子的种类和数目都不变。化学反应前后原子个数对比：
　　反应前　
反应后（X除外）
　　N—2个
N—2
　　H—8个
H—0
　　Cl—2个
Cl—2
　　O—8个
O—4
　　分析可知4X中共含有8个H原子，4个O原子，所以X的化学式为H2O。
13.【答案】H2O
14.【答案】
（1）验证质量守恒定律（合理即可）
溶液由红色变成无色
73.2
（2）铜丝的表面覆盖一层银白色物质，溶液颜色由无色变为蓝色
铜的金属活动性比银强
【解析】
（1）氢氧化钠溶液与稀盐酸反应生成氯化钠和水，当酚酞溶液由红色恰好变为无色时，两者恰好完全反应，反应前后托盘天平保持平衡，说明该反应遵守质量守恒定律．图中所示称量的质量是50g+20g+3.2g=73.2g；
（2）铜的金属活动性比银强铜能与硝酸银溶液反应生成硝酸铜溶液和银，会观察到铜丝的表面覆盖一层银白色物质，溶液颜色由无色变为蓝色；该实验说明铜的金属活动性比银强。
15.【答案】3.4g
分解反应
【解析】反应后质量减少的是反应物，质量增加的是生成物，即C是反应物，参加反应的质量为7.9g；B和D是生成物，生成B和D的质量分别为4.4g和1.8g；由4.4g+1.8g=6.2g<7.9g,根据质量守恒定律，推断A是生成物，生成A的质量=7.9g-6.2g=1.7g,所以反应后A的质量=1.7g+1.7g=3.4g；反应物只有C，而生成物是A、B和D，该反应是分解反应。
7

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