5.1 质量守恒定律（考点解读）（原卷版）

\o"10.3物体的浮沉条件及应用"5.1\o"5.1质量守恒定律"质量守恒定律（考点解读）（原卷版）1、质量守恒定律的理解（1）质量守恒定律：参加化学反应的各物质质量总和，等于反应后生成的各物质的质量总和。①适用范围：所有化学变化（物理变化不讨论质量守不守恒的关系）。 ②守恒概念：质量守恒，不是体积、密度、分子个数等守恒。③质量范围：所有参加反应的反应物质量（不包括没有反应完的部分和催化剂的质量）和所有生成物的质量。尤其注意参加反应的气体或反应生成的气体、沉淀等不要忽略。（2）微观解释质量守恒定律的原因：电解水反应微观过程化学反应前后物质的质量总和相等的本质原因是：化学反应是分子破裂成原子，原子重新组合成新的分子。化学反应前后，原子的种类、数目、质量都不变。归纳化学变化前后变与不变：（3）质量守恒定律的应用①求某种反应物或生成物的质量。②推断反应物或生成物的组成（化学式）③推断反应物是否全部参加了反应。④利用原子、分子知识解释质量守恒原因。2、验证质量守恒定律实验实验1红磷燃烧P+O2→P2O5（1）实验装置（2）实验现象红磷燃烧，产生大量白烟，放出大量的热，气球膨胀，待装置冷却后，气球变瘪。反应后的物质总质量m2与反应前的物质总质量m1相等，天平保持平衡。（3）实验分析①气球变化的原因？结论：气球先胀大是因为红磷燃烧放热，后缩小是因为消耗了锥形瓶内氧气，使瓶内气体压强小于外界大气压；②气球的作用是什么？红磷燃烧的实验中要用橡皮塞塞紧锥形瓶。因为红磷燃烧后产生的五氧化二磷是微小的固体颗粒，能扩散到空气中，从而损失五氧化二磷；另外瓶外的空气也会补充消耗的氧气的体积，从而使实验测定的结果不准。所以气球的作用是形成密闭体系并缓冲气压。实验2:铁和硫酸铜反应Fe+CuSO4→FeSO4+Cu（1）实验装置步骤1：铁钉放在锥形瓶外称量纸上称量步骤2:将铁钉小心放入硫酸铜溶液中，观察天平的平衡情况（2）实验现象铁钉表面覆盖一层红色的物质，溶液由蓝色变为浅绿色，反应前后，物质的总质量不变，天平保持平衡。实验3:化学实验验证质量守恒定律的注意事项实验方案实验步骤：1.小烧杯放碳酸钠粉末，小试管盛稀盐酸放入烧杯称量总质量m1。2.倾斜试管，倒入稀盐酸，发生反应。3.实验完成，称量m2。实验步骤：1.称量砂纸打磨镁条和石棉网质量m1。2.在石棉网上方点燃镁条。3.实验完成，称量m2。实验现象白色粉末溶解，有大量气泡迅速产生。天平向右偏转。产生白色固体(还有少量白烟产生)，天平不平衡，发出耀眼的白光，放出热量。反应原理Na2CO3+HCl→NaCl+H2O+CO2实验分析由于镁条燃烧，消耗了空气中的氧气，生成氧化镁，根据质量守恒定律，应该是生成物氧化镁的质量等于反应的镁条和参加反应的氧气质量总和，所以实验理论结果应该是m2﹥m1。但是在实际反应时，镁条不仅和空气中的氧气反应，还和空气中的氮气发生反应生成氮化镁（Mg3N2），和二氧化碳反应生成氧化镁和碳，所以反应后固体的质量可能增大。但伴随着白烟现象，如果逸散的白烟质量小于增加的气体质量，m1<m2，若相等，m1=m2，若逸散质量大于增加的气体质量，m1>m2。实验结论所有的化学反应均遵守质量守恒定律；有气体参加或气体生成（或者有烟、雾状物质生成的反应），要验证质量守恒定律，必须在密闭容器里进行。3、化学方程式的概念、读法和含义（1）化学方程式的概念：化学方程式的概念是用化学式来表示化学反应的式子；（2）化学方程式的读法有三种，具体以化学方程式：C+O2点燃CO2①碳与氧气在点燃的条件下生成二氧化碳；②每12份质量的碳跟32份质量的氧气完全反应，生成44份质量的二氧化碳；③每一个碳原子与一个氧分子在点燃的条件下反应生成一分子二氧化碳；

（3）化学方程式的含义也有三个，它们分别是：①表示反应物、生成物和反应条件（可简记为“反、生、条”）；②表示各物质之间的质量关系（即各物质之间的质量比）；③表示各物质之间的粒子个数关系（即该物质之间的粒子个数比）可能用到的相对原子质量：H-1C-12N-14O-16F-19Na-23S-32C1-35.5K-39Ca-40Cu-64Zn-65【考点1质量守恒定律的理解】【典例1-1】（2023•平城区三模）某家用制氧机中的两种药剂分别是过碳酸钠（Na2CO4）和二氧化锰，制氧机工作过程中发生的一个反应是Na2CO4+H2O＝Na2CO3+X。下列有关说法正确的是（）A．化学方程式中的X为H2 B．药剂二氧化锰是白色粉末 C．使用时需要向药剂中加入水 D．正常人可长期用制氧机吸氧【典例1-2】（2023•西峡县模拟）某有机物2.2g在氧气中完全燃烧，生成6.6g二氧化碳和3.6g水（无其他生成物），则氧气质量为g，该有机物（“含”或“不含”）氧元素。【典例1-3】（2023•迎泽区校级三模）甲醇（CH3OH）是一种有毒、有酒的气味的可燃性液体．甲醇在氧气中不完全燃烧可发生如下反应：8CH3OH+nO2mCO2+2CO+16H2O。若反应生成3.6g水，请计算：参加反应的氧气质量是多少克？【变式1-1】（2023•台前县三模）现将一定质量的酒精（C2H5OH）与氧气的混合物在密闭容器中点燃，充分反应后生成5.4g水，同时生成4.4g二氧化碳和一定质量的一氧化碳。则混合物中氧气的质量是（）A．8g B．10g C．12g D．16g【变式1-2】（2023•固始县三模）一定条件下，8gX与一定量的氧气恰好完全反应，生成11gCO2和9gH2O，则氧气的质量是g，X的化学式可能为（填“CH2O”“CH4O”或“C2H8O”）。【变式1-3】（2023•定安县一模）将138g酒精（C2H5OH）点燃，酒精燃烧全部转化为H2O、CO2和CO，恢复至室温，测得燃烧所消耗的氧气质量为224g，则燃烧后气体中碳元素的质量分数为。【考点2验证质量守恒定律实验】【典例2-1】（2023春•岱岳区期末）如图是探究质量守恒定律的实验装置。待玻璃管在酒精灯上烧热后，塞紧橡皮塞的同时，使玻璃管触碰瓶底的白磷，白磷燃烧。下列说法正确的是（）A．反应的化学方程式为2P+5O2P2O5 B．生成五氧化二磷的质量一定等于所取的白磷和氧气质量之和 C．红磷燃烧产生大量白雾 D．实验中气球先变大后变瘪【典例2-2】（2023•郸城县三模）质量守恒定律是化学中最重要的定律之一。如图所示实验装置可用于探究质量守恒定律。（1）若锥形瓶中白磷的量不足，对实验结果是否有影响？（2）白磷燃烧时气球会膨胀，实验结束冷却至室温，气球变瘪，请解释原因。【典例2-3】（2023•丹阳市二模）如图，将盛有适量石蜡的燃烧匙放在酒精灯火焰上加热。（1）烧杯内可观察到的现象。（2）该实验（选填“能”或“不能”）证明石蜡中含有碳元素。【变式2-1】（2023•隆回县模拟）兴趣小组的同学利用如图装置，探究化学反应前后物质的质量是否守恒。应选用的药品是（）A．石灰石和稀盐酸 B．氯化钠和水 C．氧化钙和水 D．二氧化锰和过氧化氢【变式2-2】（2022秋•宣化区校级期末）根据如图的小实验回答问题。（1）甲是利用红磷燃烧探究质量守恒定律的实验，气球先后发生的变化是。（2）A中现象：。请用分子的知识解释“变红”的原因。（3）B中发生反应时现象为，集气瓶底部有少量水，其作用是。（4）C实验完毕，集气瓶内水面上升到一定高度后，不能继续上升，这种现象说明氮气具有（答一点即可）的性质；若从烧杯中进入集气瓶内水的体积明显小于瓶内原空气体积的，可能的原因是。（写出一条即可）【变式2-3】（2023•建华区三模）初中化学教科书中的一些实验如图所示，按要求回答下列问题：​（1）C装置中仪器a的名称是。（2）实验A，需在烧瓶中加入几粒沸石（或碎瓷片），其作用是。（3）实验B，预先在锥形瓶底部铺细沙的作用是。（4）如果C中的滤液仍然浑浊，可能的一条原因是。（5）操作D中，当观察到蒸发皿中出现时，停止加热。【考点3化学方程式的概念、读法和含义】【典例3-1】（2023•桂林二模）下列关于2CO+O22CO2的理解不正确的是（）A．表示一氧化碳与氧气在点燃条件下反应生成二氧化碳 B．参加反应的一氧化碳与氧气的质量比是2：1 C．反应前后碳原子、氧原子的个数均不变 D．参加反应的氧气与生成的二氧化碳的分子个数比为1：2【典例3-2】（2021秋•古浪县校级月考）硫在氧气中燃烧的化学方程式是：S+O2SO2。这个式子不仅表明了反应物是、，生成物是，反应条件是，还表示了参与反应的各物质之间的质量关系，即在点燃条件下，每份质量的硫与份质量的氧气恰好完全反应生成份质量的二氧化硫。【变式3-1】（2023春•新泰市期末）丙烷（C3H8）燃烧的反应为：C3H8+5O23CO2+4H2O，下列说法中正确的是（）A．丙烷加氧气在点燃的条件下反应生成二氧化碳加水 B．1个丙烷和5个氧气在点燃的条件下反应生成3个二氧化碳和4个水 C．1份质量的丙烷和5份质量的氧气在点燃的条件下反应生成3份质量的二氧化碳和4份质量的水 D．每1个丙烷分子和5个氧分子在点燃的条件下反应生成3个二氧化碳分子和4个水分子【变式3-2】（2022秋•东丽区校级期中）质量守恒定律与化学方程式都是定量研究化学反应的重要理论与用语。（1）硫在氧气中燃烧的化学方程式是：S+O2SO2。这个式子表示了参与反应的各物质之间的质量关系，即在点燃条件下，每份质量的硫与份质量的氧气恰好完全反应生成份质量的二氧化硫。（2）化学反应前后肯定没有变化的是。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.①④⑥B.①③⑤⑥C.①②⑥D.②③⑤一、选择题。1．（2023•开福区校级二模）下列现象不能用质量守恒定律来解释的是（）A．蜡烛燃烧后长度越来越短，最后消失 B．高锰酸钾受热后固体质量减少 C．潮湿的衣服在阳光下晒干 D．铁丝在氧气中燃烧，固体质量增加2．（2023•浠水县模拟）在不同时刻，某反应中的甲、乙、丙、丁四种物质的质量如下表。已知甲的相对分子质量为丁的2倍。则下列说法不正确的是（）甲的质量/g乙的质量/g丙的质量/g丁的质量/g反应前6410116t时刻32a反应后042b48A．a等于32，b等于1 B．甲是反应物，乙和丁是生成物，此反应的基本类型是分解反应 C．丙可能是催化剂 D．该反应方程式中甲与丁的化学计量数之比为1：13．（2023•襄阳模拟）如图图象能正确反映其对应关系的是（）A．电解水实验 B．用等质量、等浓度的过氧化氢溶液在有、无催化剂的条件下制取氧气 C．充分加热氯酸钾和二氧化锰的混合物 D．镁带在密闭容器中燃烧4．（2022秋•灵宝市期末）某化学兴趣小组同学用燃烧法探究某物质M的组成。质量为1.6g物质M在充足的氧气中完全燃烧，实验后测得生成4.4gCO2和3.6gH2O。下列说法中正确的是（）①M中一定有碳、氢元素，可能有氧元素②M中一定有碳、氢两种元素③M中碳氢原子个数比为1：2④M的化学式CH4A．①③ B．②③④ C．②④ D．①③④5．（2023•柳州三模）关于化学方程式2H2+O22H2O的描述正确的是（）A．反应物是H2O，生成物是H2和O2 B．该反应前后元素的种类减少 C．4份质量的氢气和32份质量的氧气在通电条件下，生成36份质量的水 D．2个氢分子和1个氧分子在点燃条件下，生成2个水分子6．（2023•宜州区一模）下列有关化学方程式H2+Cl22HCl的理解错误的是（）A．反应前后分子总数发生改变 B．反应物是氢气和氯气，生成物是氯化氢 C．每2份质量的氢气和71份质量的氯气，反应生成73份质量的氯化氢 D．在点燃的条件下，每个氢气分子和一个氯气分子结合生成两个氯化氢分子7．（2023•攸县模拟）关于“S+O2SO2”下列读法不正确的是（）A．硫加氧气等于二氧化硫 B．硫和氧气在点燃的条件下反应生成了二氧化硫 C．点燃的条件下，每个硫原子和一个氧分子恰好完全反应生成一个二氧化硫分子 D．每32份质量的硫和32份质量的氧气恰好完全反应生成了64份质量的二氧化硫8．（2023春•南岗区校级期中）四位同学正在讨论某一个化学方程式的意义，他们所描述的化学方程式是（）A．2HgO2Hg+O2↑ B．CH4+2O22H2O+CO2 C．2H2+O22H2O D．2Mg+O22MgO二、填空题。9．（2023•秀英区校级三模）过氧乙酸是一种常用的消毒剂，双氧水和乙酸反应可以得到过氧乙酸。该反应的化学方程式为CH3COOH+H2O2＝CH3COOOH+X，则X的化学式为。10．（2023•宛城区校级四模）验证质量守恒定律时，某同学设计了如图实验装置。倒入足量稀硫酸后，刚开始发生化学反应观察到的实验现象是，写出化学方程式，一段时间后发现天平不平衡了，你的分析原因是。11．（2023春•莱西市校级月考）在4P+5O22P2O5的反应中，表示与在点燃的条件下生成了；若从反应物、生成物的质量比来看，表示每份质量的磷跟份质量的氧气完全反应，生成份质量的五氧化二磷。三、实验题。12．（2023•光山县校级三模）在天平两端各放等质量的两个锥形瓶（瓶口用单孔塞和导管连接起来