5.1 质量守恒定律（原卷版）

5.1\o"5.1质量守恒定律"质量守恒定律（原卷版）考点直击考点直击典例分析＋变式训练典例分析＋变式训练考点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。注意：（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。【典例1】将一定量的N2、H2和物质M置于密闭容器中，在特定条件下发生化学反应，反应前后各物质的质量分数如图所示。下列说法不正确的是（）A．反应前后原子的数目不变 B．参加反应的N2和H2分子个数比为1：3 C．M可能是该反应的催化剂 D．反应后H2和NH3质量分数之比为1：1【典例2】一段蜡烛燃烧前质量为mg，燃烧后质量为ng，生成二氧化碳ag，水蒸气bg，则反应后生成的各物质质量之和是g，参加反应的石蜡是g，所消耗的氧气的质量是g．【变式训练1】化学反应前后一定不发生改变的是（）A．物质种类 B．元素种类 C．分子数目 D．分子种类【变式训练2】镁带在耐高温的容器中（内含氧气）密封加热，下图能正确表示容器里所盛的物质总质量变化的是（）A．B．C．D．【变式训练3】在化学反应3X+4Y＝2Z中，已知X和Z的相对分子质量分别是32和102，则Y的相对分子质量为．考点2验证质量守恒定律实验实验1红磷燃烧P+O2→P2O51、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。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。【典例3】下列实验能用于验证质量守恒定律的是（）A． B． C． D．【典例4】用如图装置进行实验。下列叙述正确的是（）A．实验①：一段时间后，电子秤示数增大 B．实验②：反应后，电子秤示数增大 C．实验③：反应前后电子秤示数始终保持不变 D．实验①②③均可验证质量守恒定律【典例5】质量守恒定律是重要的规律，请根据要求填空。（1）若用如图实验来验证质量守恒定律，装置中气球的作用是。（2）某物质在空气中燃烧的方程式：X+3O22CO2+2H2O，则X的化学式。（3）现有反应A+B═C+D，若10gA和足量B混合，充分反应后生成8gC和4gD，则参加反应的A和B质量比为。（4）若将8g氯酸钾和2g二氧化锰混合加热，反应一段时间后得到6g固体混合物，则生成的氧气的质量为g。【典例6】在学习质量守恒定律的内容时，我们曾经做了如图所示的实验，回答下列问题：（1）图甲中反应后天平的指针（“偏左”“偏右”“不变”），原因是，该反应是否符合质量守恒定律？（“符合”或“不符合”）。若改成硫酸铜溶液和氢氧化钠溶液来验证质量守恒，用甲装置（填“能”还是“不能”）验证，两者反应的现象是。（2）图乙中在实验设计时，玻璃管上方系一瘪气球的目的是。白磷刚引燃，立即将锥形瓶放到天平上称量，天平不平衡。结论是：质量不守恒。待锥形瓶冷却后，重新放到托盘天平上称量，天平平衡。结论是：质量守恒。前一种情况天平不平衡的原因是。（3）由质量守恒定律可知，化学反应前后，一定不改变的是（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物质总质量【变式训练1】某小组用如图装置进行质量守恒定律的探究实验，开始时天平平衡。倾斜烧杯，将试管中稀盐酸慢慢倒入烧杯后，过一会儿观察，可能会出现的情形是（）A．天平平衡 B．指针左偏 C．指针右偏 D．若使天平再次平衡，须向右拨动游码【变式训练2】如图是质量守恒定律的验证实验。红磷燃烧时发生反应的化学方程式为；如果将红磷直接放在锥形瓶底部，可能造成的后果是；实验时若取用红磷的量不足，对实验的结果（选填“有”或“没有”）影响。【变式训练3】用如图装置进行实验验证质量守恒定律。（1）A中，红磷燃烧的化学方程式为，能够验证质量守恒定律的现象是。（2）B中，观察到现象时说明反应发生，可以再次观察天平是否平衡。（3）C中，将盐酸加入碳酸钙中，反应的化学方程式为。反应后测得总质量减少，其原因是。知识点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CO2（1）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）【典例6】对于化学反应：4Al+3O22Al2O3，下列说法正确的是（）①参加反应的物质是铝和氧气②反应前后分子总数不变③反应前后元素的种类不变④反应前后原子的种类和数目不变⑤反应前后物质的总质量不变⑥反应前后元素的化合价不变A．①②⑥ B．②③④⑤ C．①②③④⑤ D．①③④⑤【典例7】化学方程式是描述化学反应的语言，有各种意义。以2H2+O22H2O为例，请发挥你的想象力，告诉我们化学方程式提供的信息（2）﹣（4）；（1）反应物是氢气与氧气；（2）；（3）；（4）。【变式训练1】根据化学方程式不能获得的信息是（）A．反应发生所需要的条件 B．各反应物、生成物之间的质量比 C．各反应物和生成物的微粒个数比 D．化学反应速率的快慢程度【变式训练2】如图组是同学们在讨论某一化学反应，他们所讨论的反应的化学方程式是（）A．3Fe+2O2Fe3O4 B．2C+O22CO C．2H2+O22H2O D．4P+5O22P2O5【变式训练3】已知甲烷燃烧的化学方程式为CH4+2O2CO2+2H2O，从反应物、生成物之间的原子、分子个数比来看，每个甲烷分子和个氧分子发生反应，生成了个二氧化碳分子和个水分子；从它们之间的质量比来看，每份质量的甲烷和份质量的氧气反应，生成了份质量的二氧化碳和份质量的水。课堂巩固训练课堂巩固训练一、选择题。1．（2022•江都区二模）在2Cu（NO3）2═2CuO+O2+4X↑反应中，X的化学式为（）A．H2 B．NO2 C．CO2 D．NO2．（2022•邗江区校级模拟）某物质和CO2反应只生成Na2CO3和O2，则该物质中（）A．只含有氧元素 B．一定含有钠元素和氧元素 C．只含有钠元素 D．一定含有钠元素，可能含有氧元素3．（2021秋•任丘市期末）红磷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．4．（2021•喀什市校级模拟）在一密闭容器中加入a、b、c、d四种物质，测得反应前后各物质的质量如下表。物质abcd反应前的质量/g2020516反应后的质量/g6x50下列说法正确的是（）A．x等于45 B．b可能是单质 C．c一定是催化剂 D．参加反应的a与d的质量比为7：85．（2021秋•霍林郭勒市期末）如图是通过红磷燃烧实验验证质量守恒定律的装置，下列有关说法错误的是（）A．红磷在锥形瓶中燃烧产生了大量白烟 B．实验取用的红磷量不足，对实验测量结果有影响 C．气球除了使装置密闭之外，还可以防止瓶塞在红磷燃烧放热时飞出 D．待锥形瓶冷却后，再测量反应后物质的总质量6．（2022•石景山区二模）关于化学反应“CH4+2O22H2O+CO2”的下列叙述中，不正确的是（）A．甲烷具有可燃性 B．反应前后原子个数不变 C．16g甲烷和64g氧气充分反应生成18g水和44g二氧化碳 D．1个甲烷分子与2个氧分子生成2个水分子和1个二氧化碳分子7．（2021秋•南宁期末）关于化学方程式4P+5O22P2O5的理解，正确的是（）A．反应前后分子总数保持不变 B．该反应的反应物是五氧化二磷 C．在点燃的条件下，磷和氧气反应生成五氧化二磷 D．每四份质量的磷和五份质量的氧气能恰好完全反应8．（2022•柘城县校级一模）镁条在空气中燃烧，不仅生成氧化镁，还有少量镁与氮气化合生成氮化镁（Mg3N2）。若将mg镁条在空气中完全燃烧，生成固体的质量为40g，则m的值可能为（）A．20 B．25 C．30 D．35二、填空题。9．（2022•上蔡县校级模拟）在抗击新型冠状病毒肺炎的战斗中，人们使用“84”消毒液、75%的酒精等溶液消杀病毒。（1）“84”消毒液的有效成分为次氯酸钠（NaClO），制备“84”消毒液的主要反应为：2X+Cl2＝NaClO+NaCl+H2O，则X的化学式为。（2）配制体积分数为75%的酒精溶液时发现：用75mL酒精与25mL水混合后，所得溶液的总体积小于100mL，这是因为。10．（2022•金华模拟）质量守恒定律的发现，对科学的发展作出了重要贡献。（1）为了验证质量守恒定律，实验小组分别选取以下四组药品，通过称量比较各组物质在密闭容器内混合前后的总质量，能达到目的的有。A．碘和酒精B．生石灰和水C．氯化钠溶液和硝酸钾溶液D．稀盐酸和氢氧化钠溶液（2）实验小组同学用加热高锰酸钾来制取氧气，实验过程中发现在试管口有少量水滴。根据质量守恒定律推导这些水不是生成物的理由是高锰酸钾不含。11．（2021秋•襄城县校级期中）在4P+5O22P2O5的反应中，份质量的磷跟份质量的氧气反应，生成份质量的五氧化二磷。12．（2021秋•永城市月考）某实验兴趣小组在一定条件下，将4.8gCH4与16.0gO2在密闭容器中恰好完全反应，生成10.8gH2O、4.4gCO2和物质X。则生成X的质量为g，X的化学式为。三、实验探究题。13．（2021秋•忠县期末）如图所示的是初中化学中的一些重要实验。请回答下列问题：（1）实验A是过滤装置图，其中玻璃棒的作用是。（2）实验B是验证化学反应前后质量守恒的实验，反应结束后天平的指针将（选填“偏左”、“偏右”或“不变”）。（3）实验C测得空气中氧气体积分数小于的原因可能是（只答一条）。（4）实验D能说明氨分子不断运动的实验现象是，该实验说明浓氨水具性。四、计算题。14．（2022•海口一模）2022年2月27日长征八号遥二运载火箭在文昌发射成功，将共计22颗卫星分别顺利送入预定轨道。运载火箭常用的推进剂是偏二甲肼（C2H8N2）和四氧化二氮（N2O4），二者发生反应的化学方程式为C2H8N2+2N2O43N2↑+2X↑+4H2O↑。（1）求偏二甲肼中，碳、氢元素的质量比。（2）气体X的化学式。15．（2021秋•淮阴区期末）四种物质在一定的条件下充分混合反应，测得反应前后各物质的质量如表所示，根据图表回答问题：物质ABCD反应前的质量519317反应后的质量233x51（1）x＝。（2）参加反应的A和B的质量比是。（3）如A、B、D三种物质的相对分子质量分别为28、12、34，则该反应的化学方程式可表示为（用A、B、D表示）。五、解答题。16．（2022•陕西）化学在新冠疫情防控中发挥了重要作用，例如防疫关键环节中的灭菌与消毒。（1）免洗手凝胶消毒剂携带方便，使用时会闻到酒精的气味，说明分子在不停地。（2）公共场所佩戴口罩已成为防疫常态。生产医用口罩的过程中常用环氧乙烷（C2H4O）灭菌，环氧乙烷中碳、氢、氧三种元素的质量比为。（3）日常消杀也是必需的防疫措施。二氧化氯（ClO2）是一种常用消毒剂，其制取的一种原理是：Cl2+2NaClO2═2ClO2+2X，则X的化学式为。17．（2022春•桓台县期中）可用如图装置研究物质反应前后的质量关系。请分析并完成下列问题：（1）图1中，点燃蜡烛后会发现电子秤读数逐渐，蜡烛减少的质量（填“大于”、“小于”或“等于”）蜡烛燃烧生成物的质量；（2）实验2、3中，电子秤读数变小的是，其原因是。要使该实验电子秤读数不变，需要对实验装置进行改进的方法是；（3）以上三个实验的反应中，遵循质量守恒定律的是。18．（2022春•桓台县期中）84消毒液和酒精在新冠疫情的防疫