化学人教版九上同步讲义：第14讲 质量守恒定律

第14讲质量守恒定律知识图谱质量守恒定律知识精讲一．质量守恒定律1．定律的内容：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。2．定律的理解（1）“化学反应”是前提。质量守恒定律的适用范围是化学变化，不适用于物理变化，任何化学变化都遵循质量守恒定律。（2）“参加反应”是基础。概念中明确指出是“参加反应”的各物质的质量总和，不参加反应的物质质量不能计算在内。（3）“质量总和”是核心。无论是参加反应的物质，还是反应后生成的物质，计算时不能漏掉任何一项。（4）“质量守恒”是目的。定律只适用于“质量”守恒，不包括体积守恒、分子数守恒。3．化学反应中的“变”与“不变”（1）从微观上看不发生改变的是原子的种类、原子的数目、原子的质量；一定发生改变的是分子的种类。（2）从宏观上看不发生改变的是元素的种类、元素的质量、反应物和生成物的质量总和；一定发生改变的是物质的种类。二．解释化学反应中有关实验事实1．镁带在空气中燃烧生成氧化镁后的质量比原来金属镁的质量大，有人说这个事实不符合质量守恒定律，你说对吗？为什么？此说法不对。镁带在空气里燃烧，是镁和氧气发生了化学反应。根据质量守恒定律，反应后生成物氧化镁的质量，一定等于参加反应的镁带和氧气的质量和，所以生成物的质量比镁带质量大。2．成语“点石成金”，本意为古代方士的一种法术，即能使石头变成黄金；现比喻能化腐朽为神奇。有人说他能把石灰石变化黄金，请你用化学知识说明石灰石不能变成黄金的道理。在化学反应中元素的种类不变。石灰石的主要成分是碳酸钙，它是由钙元素、碳元素、氧元素组成的。黄金是由金元素组成的，因此石灰石不可能变成黄金。3．如图所示是测定蜡烛燃烧时的质量变化装置，天平是物理天平，左托盘上蜡烛的上方罩着吸收器。如果实验时，蜡烛正常燃烧，生成的气体顺利通过吸收器，吸收器的药品在3min内起吸收作用。试回答：（1）本实验中，蜡烛燃烧时，反应物是蜡烛和氧气，生成物是二氧化碳和水蒸气，反应条件是点燃。（2）3min内，天平是否保持平衡？不平衡，原因是生成物中增加了氧元素，并且被吸收器吸收，左盘内物质质量增加。（3）3min后，会出现什么结果？天平右盘向下倾斜，原因是3min后，吸收器的药物不再吸收生成物，二氧化碳和水蒸气会逸散。是否符合质量守恒定律？符合。三．质量守恒的原因从微观角度分析：化学反应的实质就是反应物的分子分解成原子，原子又重新组合成新的分子，在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，所以化学反应前后各物质的质量总和必然相等。化学变化反应前后：四．质量守恒定律的应用1．解释问题（1）解释化学反应的本质—生成新物质，不能产生新元素（揭示伪科学的谎言问题）。（2）解释化学反应前后物质的质量变化及用质量差确定某反应物或生成物。2．确定反应物或生成物的质量确定反应物或生成物的质量时首先要遵循参加反应的各种物质的质量总量等于生成的各种物质的质量总和；其次各种物质的质量比等于相对分子质量与化学计量数的乘积之比。3．确定物质的元素组成理解在化学反应前后，元素的种类不发生改变。可通过计算确定具体的元素质量。4．确定反应物或生成物的化学式比较反应前后各种原子个数的多少，找出原子个数的差异。但不能忘记化学式前的化学计量数。5．确定某物质的相对分子质量(或相对原子质量)运用质量守恒定律确定某物质的相对分子质量(或相对原子质量)时，首先寻找两种已知质量的物质，再根据化学方程式中各物质间的质量成正比即可计算得出。注意观察物质化学式前面的化学计量数。6．确定化学反应的类型判定反应的类型，首先根据质量守恒定律判断反应物、生成物的种类和质量(从数值上看，反应物质量减少，生成物质最增加)。如果是微观示意图，要对比观察减少的粒子和增加的粒子的种类和数目再进行判断。7．判断化学方程式是否正确根据质量守恒定律判断化学方程式的对与否关键是看等号两边的原子总数是否相等，同时注意化学式书写是否有误。三点剖析一．考点：1．质量守恒的定义及原因2．质量守恒定律的应用二．重难点：1．质量守恒定律，能说明常见化学反应中的质量关系2．能用原子、分子观点理解质量守恒定律，并能用它解释一些简单现象三．易错点：1．化学反应的实质就是反应物的分子分解成原子，原子又重新组合成新的分子，在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，所以化学反应前后各物质的质量总和必然相等。2．质量守恒定律只能用于化学反应，对于不是封闭体系的化学反应仍遵守质量守恒定律。质量守恒定律的内容例题1、汽车尾气中排放的CO和某种氮的氧化物（用R表示）都是大气污染物，目前处理的措施是在汽车尾气管中装一个催化转换装置，使这两种有毒气体在催化剂作用下转化为无毒的气体，其化学反应方程式为：2CO+2RN2+2CO2。则R的化学式为（）A.N2OB.NOC.NO2D.N2O5例题2、著名的发明家诺贝尔经过长期的研究与试验，终于发明了安全炸药——三硝酸甘油酯，三硝酸甘油酯的化学式为C3H5N3O9，这种炸药发生爆炸的化学方程式为：4C3H5N3O9═12CO2↑+10H2O↑+6X↑+O2↑，则X的化学式为（）A.NOB.NH3C.N2D.N2O4例题3、某密闭容器中有X、氧气和二氧化碳三种物质，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．根据表中信息，判断下列说法正确的是（）物质物质XO2CO2H2O反应前质量/g237010反应后质量/g0待测4527A.该反应为分解反应B.反应生成的CO2和H2O的质量比为45：27C.表中“待测”值为21D.X中含有氧元素例题4、将一定质量的a、b、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，测得各物质的质量如下表所示：下列有关说法正确的是（）物质物质abcd反应前的质量/g6.414.03.21.0反应一段时间后的质量/g10.07.2x1.0A.a和b是反应物B.x=3.2C.该反应属于分解反应D.d一定是催化剂随练1、黑火药的主要成分是硝酸钾、木炭粉、硫磺粉等，点燃时发生爆炸的化学方程式为：2KNO3+S+3CK2S+3CO2↑+X↑，其中X的化学式是（）A.N2B.NO2C.NOD.N2O随练2、根据化学反应方程式4NH3+5O24X+6H2O，推断X的化学式为（）A.NOB.N2C.N2O5D.NO2随练3、将4.6g物质X在空气中完全燃烧后，测得生成8.8gCO2和5.4gH2O。则对物质X的组成情况说法正确的是（）A.一定含有碳、氢元素，可能含有氧元素B.一定含有碳、氢、氧三种元素C.只含有碳、氢元素D.不能确定其组成情况质量守恒定律验证实验例题1、在一密闭容器中，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下表：物质物质甲乙丙丁反应前的质量20508030反应后的质量010010x请根据质量守恒定律判断x的值（）A.50B.40C.10D.70例题2、氯气是活泼的非金属单质，在一定条件下能跟甲烷起反应．反应的化学方程式为：4Cl2＋CH4＝CCl4＋4R则R的化学式为（）A.HClB.Cl2C.H2D.C例题3、飞船的火箭推进器中常装有液态肼（用X表示）和过氧化氢（H2O2），它们混合时的反应方程式为：2H2O2＋X＝N2↑＋4H2O，则肼（X）的化学式为（）A.N2H6B.N2H4C.NH2D.N2H4O2例题4、已知、、分别表示X、Y、Z三种不同的气体分子，在一定条件下的变化如图所示，由图示获得的下列信息中错误的是（）A.在化学变化中，分子一定发生改变B.分子之间有间隔C.该反应可表示为4X+Y=2ZD.一个Z分子由四个原子构成例题5、A、B、C三种物质各15g，在一定条件下充分反应后生成新物质D30g；若增加10gA，反应停止后，只有物质C剩余。根据上述条件推断下列说法中正确的是（）A.第一次反应停止后，B剩余9gB.反应中所消耗的A和B的质量比是3：2C.第二次反应停止后，D的质量为50gD.反应中所消耗的A和C的质量比是5：3随练1、“喝酒不开车，开车不喝酒”，让司机向酒精检测仪吹气，通过显示的颜色变化，交警可快速测出司机是否酒后驾车．其化学反应原理：2CrO3（红色）+3C2H5OH+3H2SO4═Cr2（SO4）3（绿色）+3CH3CHO+6X，其中X的化学式为（）A.CO2B.CrOC.SO2D.H2O随练2、由质量守恒定律可知，化学反应前后，一定不变的是________（填序号）．①原子种类②原子数目③分子种类④分子数目⑤元素种类⑥物质种类．随练3、碱式碳酸铜受热分解生成CuO、CO2和H2O三种物质，则碱式碳酸铜的组成是（）A.一定含有碳、氢、铜元素，可能含有氧元素B.肯定有碳、氢、氧、铜四种元素C.一定含有碳、氢、氧元素，可能含有铜元素D.只含有碳、氢、氧元素随练4、所有化学反应都符合质量守恒定律，下列对化学反应前后质量变化的解释，不正确的是（）A.蜡烛燃烧后质量变小，是因为蜡烛受热形成了石蜡蒸气B.高锰酸钾受热分解后固体剩余物的质量减小，是因为放出了氧气C.细铁丝在氧气中燃烧后，质量增大，是因为生成物中含有氧元素的质量D.白磷在密闭容器中燃烧，反应前后总质量不变，是因为生成物都没有逸散质量守恒的原因例题1、探究金属活动性顺序时，将锌粒放入硫酸铜溶液中，锌粒表面有紫红色物质析出，还有无色无味气体产生的“异常”现象．推测该气体可能是（）A.氢气B.二氧化硫C.二氧化碳D.一氧化碳例题2、某密闭容器中有X、氧气和二氧化碳三种物质，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．根据表中信息，判断下列说法正确的是（）物质物质XO2CO2H2O反应前质量/g237010反应后质量/g0待测4527A.该反应为分解反应B.反应生成的CO2和H2O的质量比为45：27C.表中“待测”值为21D.X中含有氧元素例题3、为减少污染、提高煤的利用率，可将其转化为可燃性气体，其微观示意图如图所示：下列说法正确的是（）A.图中表示化合物的是“”B.该反应中反应物两种分子的个数比为3：1C.该反应类型为化合反应D.反应前后原子的种类和数目保持不变随练1、AgNO3固体见光或受热易分解，故保存在棕色瓶中，AgNO3见光分解时产生一种有刺激性气味的气体，该气体可能是（）A.SO2B.NH3C.N2D.NO2随练2、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：物质物质ABCD反应前的质量/g1.72.27.90.9反应后的质量/g待测6.602.7则反应后A的质量为________；该反应所属的基本反应类型是________；该反应中B和D两种物质变化的质量比为________．随练3、一定条件下甲和乙反应生成丙。结合微观示意图分析，下列说法正确的是（）A.反应前后分子总数不变B.参加反应的甲和乙的质量比为15:16C.该反应涉及三种氧化物D.消耗的甲和生成的丙的分子个数比为1:1拓展1、煤油中含有噻吩（用X表示），噻吩令人不愉快的气味，其燃烧时发生反应的化学方程式表示为：X+6O24CO2+SO2+2H2O，则噻吩的化学式为（）A.C4H6SB.C4H4SC.C4H4S2D.C8H8S2、把一定质量的a，b，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（）物质物质abcd反应前的质量（g）6.43.24.02.8反应后的质量（g）5.2X7.22.8A.a和c是反应物B.d一定是催化剂C.X=2.0D.该反应是化合反应3、[多选题]在一只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：物质物质XYZQ反应前质量/g82405反应后质量/g待测24823下列说法正确的是（）A.该反应一定是置换反应B.Y、Q的相对分子质量比一定为11：9C.参加反应的X、Z的质量比为1：4D.反应后X的质量为04、偏二甲肼（C2H8N2）与N2O4反应放出的能量能把火箭送入太空．该化学方程式为C2H8N2＋2N2O4═2X↑＋3N2↑＋4H2O↑．下列说法正确的是（）A.X的化学式为COB.偏二甲肼中碳的质量分数为40％C.该反应属于分解反应D.生成N2和H2O的质量比为3：45、在一密闭容器中，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下表：物质物质甲乙丙丁反应前的质量20508030反应后的质量010010x请根据质量守恒定律判断x的值（）A.50B.40C.10D.706、质量守恒定律是物质发生化学变化所遵循的一项基本规律。（1）1774年，拉瓦锡将45.0份质量的氧化汞加热分解，恰好得到了41.5份质量的汞和3.5份质量的氧气，反应前后各物质的质量总和没有改变。从微观角度解释反应前后各物质的质量总和没有改变的原因：________。（2）为了验证质量守恒定律，甲、乙、丙三位同学各做了一个实验。①甲同学测定的数据有：木炭和坩埚的总质量为mg，其燃烧后灰烬和坩埚总质量为ng，则m和n的关系为：m________n（填“＞”“＜”或“＝”），请说明理由：________。②乙同学测定的数据有：铁片和硫酸铜溶液总质量为ag，其混合反应后混合物总质量为bg，则a和b的关系为：a＝b。写出该反应的化学方程式：________。③丙同学测定的数据有：光亮的铁丝的质量为xg，其在纯氧中燃烧后所得固体的质量为yg，则x和y的关系为：x________y（填“＞”“＜”或“＝”）。（3）通过对三个实验的分析，你认为用有气体参加或生成的化学反应来验证质量守恒定律时，应该在________进行。（4）为了检测某石灰石样品中碳酸钙的含量，甲、乙、丙、丁四位同学用质量分数相同的盐酸与样品充分反应来进行实验测定（样品中的杂质不溶于水，且不与盐酸反应），测得数据如下表：试回答：12.5g样品与足量稀盐酸反应后可产生二氧化碳多少克？（写出计算过程）

7、镁带在耐高温的密闭容器中（内含空气）加热，能正确表示容器里所盛物质总质量变化的图象是（）A.B.C.D.8、分析以下化学反应的微观示意图，判断有关说法正确的是（）A.反应前后各物质均属于氧化物B.参加反应的两种物质的分子个数比为2：3C.生成的CO2中生成的碳的质量分数为27.3%D.在化学反应中，元素种类不变，所以化合价也都不会发生改变9、质量守恒定律是化学反应中的重要规律，我能运用此规律解答下列问题：（1）化学反应前后肯定没有变化的是_______（填字母序号）A．①④⑥B．①③⑤⑥C．①②⑥D．②③⑤①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（2）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+3H2O（反应条件已略去），则X的化学式为_______（3）在催化剂并加热的条件下，A与B反应生成C和D．反应前后分子变化的微观示意图如下所示：①下列说法正确的是_______（填序号）．a、该反应类型为化合反应b、4种物质中只有D属于氧化物c、反应前后，氮元素化合价升高d、化学反应中分子可以再分，而原子不能②该反应的化学方程式为___________________________________．（4）镁条在空气中完全燃烧后生成氧化镁（只考虑氧气参加反应，下同），若固体质量变化用图1表示，则m2与m1的差表示______________的质量．（5）实验过程中，镁条点燃后实验现象如图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______________．

答案解析质量守恒定律质量守恒定律的内容例题1、【答案】B【解析】暂无解析例题2、【答案】C【解析】暂无解析例题3、【答案】D【解析】A、反应物和生成物都是两种，不属于分解反应，该选项说法不正确；B、反应生成的CO2和H2O的质量比为：44g：27g＝44：27，该选项说法不正确；C、表中“待测”值为：70g－48g＝22g，该选项说法不正确；D、X中氧元素的质量为：，因此X中含有氧元素，该选项说法正确。例题4、【答案】C【解析】暂无解析随练1、【答案】A【解析】暂无解析随练2、【答案】A【解析】暂无解析随练3、【答案】B【解析】暂无解析质量守恒定律验证实验例题1、【答案】D【解析】根据守恒定律，结合题意“在一密闭容器中，有甲、乙、丙、丁四种物质，一定条件下充分反应”，反应前各物质的质量总和=反应后生成各物质的质量总和，则得：20+50+80+30=0+100+10+x，解得x=70。例题2、【答案】A【解析】在反应4Cl2＋CH4＝CCl4＋4R中，根据质量守恒定律可知，反应前后元素的种类、原子的种类和个数都不变，碳原子个数前后相等，反应前共8个氯原子、4个氢原子，则反应后应共8个氯原子、4个氢原子，反应后已经有4个氯原子，则R中含有4个氢原子、4个氯原子，又R的化学计量数为4，则R的化学式为HCl．例题3、【答案】B【解析】由反应的化学方程式2H2O2＋X＝N2↑＋4H2O，可知：反应前反应后H原子48O原子44N原子02根据化学变化前后原子的种类、数目不变，所以X的一个分子由2个N原子和4个H原子构成，则该物质的化学式可表示为N2H4；例题4、【答案】C【解析】暂无解析例题5、【答案】C【解析】暂无解析随练1、【答案】D【解析】参加反应的物质有2CrO3、3C2H5OH、3H2SO4，即2个铬原子、21个氧原子、6个碳原子、24个氢原子、3个硫原子，根据质量守恒定律，反应后原子数目和种类不变，在Cr2（SO4）3和3CH3CHO中共有2个铬原子、6个碳原子、3个硫原子、15个氧原子、12个氢原子，所以在6X中应该有6个氧原子、12个氢原子，故X应为H2O。随练2、【答案】①②⑤【解析】化学反应前后，原子种类、原子数目、原子的质量不变，所以元素种类和元素的质量也一定不变；根据质量守恒定律可知反应前后物质的总质量不变．分子种类、物质种类一定改变；分子数目、元素化合价可能改变，也可能不改变．随练3、【答案】B【解析】由题意知：碱式碳酸铜热分解生成CuO、H2O和CO2，所以此反应为分解反应，根据质量守恒定律的元素守恒，可知碱式碳酸铜的元素组成中肯定含有碳、氢、氧、铜四种元素，故B正确．随练4、【答案】A【解析】A、蜡烛燃烧后质量变小，是因为蜡烛燃烧生成的水蒸气和二氧化碳扩散到空气中，该选项说法不正确；B、高锰酸钾受热分解后固体剩余物的质量减小，是因为放出了氧气，该选项说法正确；C、细铁丝在氧气中燃烧后，质量增大，是因为生成物中含有氧元素的质量，该选项说法正确；D、白磷在密闭容器中燃烧，反应前后总质量不变，是因为生成物都没有逸散，该选项说法正确。质量守恒的原因例题1、【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可知，反应物是Zn、CuSO4，还可能有溶剂H2O，不含碳元素，不可能产生二氧化碳、一氧化碳；该气体可能是氢气．A、由质量守恒定律：化学反应前后元素的种类不变可知，反应物是Zn、CuSO4，还可能有溶剂H2O，则该气体可能是氢气，故选项正确．B、反应物中含有硫元素，但二氧化硫具有刺激性气味，不可能是二氧化硫，故选项错误．C、反应物中不含有碳元素，生成物中不可能有二氧化碳，故选项错误．D、反应物中不含有碳元素，生成物中不可能有一氧化碳，故选项错误．例题2、【答案】D【解析】A、反应物和生成物都是两种，不属于分解反应，该选项说法不正确；B、反应生成的CO2和H2O的质量比为：44g：27g＝44：27，该选项说法不正确；C、表中“待测”值为：70g－48g＝22g，该选项说法不正确；D、X中氧元素的质量为：，因此X中含有氧元素，该选项说法正确。例题3、【答案】D【解析】A、根据反应的微观示意图，图中“”表示单质，故A错误；B、由反应的微观示意图及质量守恒定律可知，该图示中一个碳原子与一个水分子反应，所以，该反应物的分子个数比为1：1，故B错误；C、由反应的微观示意图可知，该反应由一种单质和化合物反应，生成了另一种单质和另一种化合物，属于置换反应，故C错误；D、根据反应的微观示意图和质量守恒定律可知，反应前后原子的种类和数目保持不变，故D正确。随练1、【答案】D【解析】A、AgNO3中不含有硫元素，根据质量守恒定律，不可能是SO2，故错误；B、AgNO3中不含有氢元素，根据质量守恒定律，不可能是NH3，故错误；C、N2无刺激性气味，不可能含有，故错误；D、AgNO3中存在银、氮、氧三种元素，NO2又有刺激性气味，所以有可能，故正确。随练2、【答案】3.4g；分解反应；22︰9【解析】B物质反应后质量增加了4.4g，是生成物；C物质反应后质量减少了7.9g，属于反应物；D物质反应后质量增加了1.8g，是生成物；根据质量守恒定律可知，A物质中的待测数据为1.7g＋2.2g＋7.9g＋0.9g－6.6g－2.7g＝3.4g．相对反应前的1.7g增加了1.7g，所以生成物，生成了1.7gA物质．反应物是一种，生成物是三种，属于分解反应．该反应中B和D两种物质变化的质量比为：4.4g︰1.8g＝22︰9．随练3、【答案】D【解析】反应前后分子总数发生改变，开始是3个分子，反应后变为2个；参加反应的甲和乙的质量比为15:8；该反应涉及两种氧化物，乙物质属于单质；消耗的甲和生成的丙的分子个数比为1:1。拓展1、【答案】B【解析】反应后生成物中，共有4个碳原子、1个硫原子、12个氧原子、4个氢原子，根据质量守恒定律，反应前物质中原子的种类和数目不变，X+6O2中已有12个氧原子，则1个X分子中含有4个碳原子、1个硫原子、4个氢原子，所以X化学式是C4H4S。2、【答案】D【解析】暂无解析3、[多选题]【答案】CD【解析】A、根据各物质反应前后质量的变化可知：Y、Q为生成物，X、Z为反应物．故反应为；X+Z→Y+Q该反应不一定为置换反应，也可能是复分解反应．故A不正确。B、生成的Y、Q的质量分别为：24﹣2=22克和23﹣5=18克故其质量比为22：18=11：9，Y、Q的质量比为11：9，它们的相对分子质量比不一定为11：9．故B不正确。C、参加反应的X的质量为；8﹣0=8克Z的质量为：40﹣8=32克故参加反应的X、Z的质量比为1：4，故C正确。D、根据质量守恒定律：反应前物质的总质量8+2+40+5=55，和反应后物质的总质量24+8+23+待测相等可求出，待测=55﹣（24+8+23）=0故D正确。4、【答案】B【解析】A、由质量守恒定律：反应前后，原子种类、数目均不变，由反应的化学方程式C2H8N2＋2N2O4═3N2↑＋2X↑＋4H2O，反应前碳、氢、氮、氧原子个数分别为2、8、6、8，反应后的生成物中碳、氢、氮、氧原子个数分别为0、8、6、4，根据反应前后原子种类、数目不变，则2X分子中含有2个碳原子和4个氧原子，则每个X分子由1个碳原子和2个氧原子构成，则物质X的化学式为CO2；错误；B、偏二甲肼中碳的质量分数为：；正确；C、分解反应为“一变多”；错误；D、生成N2和H