【考点精讲】人教版化学九年级上册 5.1质量守恒定律 同步学案

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第五单元课题1 质量守恒定律
思维导图
二、考点精讲
考点一： 质量守恒定律及其应用
【精讲1】下列现象不能用质量守恒定律解释的是（　　）
A．蜡烛燃烧后质量变小
B．酒精敞口放置一段时间后质量变小
C．镁条燃烧，生成物的质量比镁条的质量大
D．纸燃烧化为灰烬，灰烬的质量比纸的质量小
【答案】B
【解析】A、蜡烛燃烧后质量变小，是因为燃烧生成二氧化碳和水蒸气等气体逸散到空气中，有新物质生成，属于化学变化，能用质量守恒定律解释，故选项错误。B、酒精敞口放置一段时间后质量变小，是因为酒精具有挥发性，属于物理变化，不能用质量守恒定律解释，故选项正确。C、镁条燃烧，生成物的质量比镁条的质量大，是因为镁与氧气反应生成氧化镁，有新物质生成，属于化学变化，能用质量守恒定律解释，故选项错误。D、纸燃烧化为灰烬，灰烬的质量比纸的质量小，是因为燃烧生成二氧化碳和水蒸气等气体逸散到空气中，有新物质生成，属于化学变化，能用质量守恒定律解释，故选项错误。故选：B。
【精讲2】2021年12月19日，天宫课堂第一课上，太空教师王亚平做了一个有趣的实验：把泡腾片放进水球中，产生了许多的欢乐的小气泡。如图是某“泡腾片”的标签，该气体不可能是（　　）
A．N2 B．CO2 C．O2 D．CH4
【答案】A
【解析】化学反应遵循质量守恒定律，根据化学反应前后，元素的种类不变，反应物中不含有氮元素，生成物中一定不含有氮元素，因此气体不可能是氮气。故选：A。
【精讲3】铜与浓硝酸反应的化学方程式为：Cu+4HNO3（浓）═Cu（NO3）2+2H2O+2X↑，则X的化学式为（　　）
A．H2 B．N2 C．NO2 D．NO
【答案】C
【解析】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，反应前铜、氢、氮、氧原子个数分别为1、4、4、12，反应后的生成物中铜、氢、氮、氧原子个数分别为1、4、2、8，根据反应前后原子种类、数目不变，则2X分子中含有2个氮原子和4个氧原子，则每个X分子由1个氮原子和2个氧原子构成，则物质X的化学式为NO2。故选：C。
【精讲4】甲、乙、丙、丁四种物质在密闭容器中充分反应，测得反应前后各物质的质量如表。下列说法正确的是（　　）
物质 甲 乙 丙 丁
反应前的质量/g 4 31 21 10
反应后的质量/g m 40 6 16
A．m＝0
B．反应的表达式为：丙→乙+丁
C．反应前后丙物质中元素化合价一定发生改变
D．乙、丁在反应中的质量比为3：2
【答案】D
【解析】反应后质量增加的属于生成物，反应后质量减少的属于反应物，反应后质量不变可能属于催化剂，进行分析判断。由表中数据分析可知，反应前后乙的质量增加了40g﹣31g＝9g，故是生成物，生成的质量为9g；同理可以确定丙是反应物，参加反应的质量为21g﹣6g＝15g；丁是生成物，生成的质量为16g﹣10g＝6g；由质量守恒定律，甲的质量应不变，故m的数值为4。A、m的数值为4，故选项说法错误。B、反应的表达式可能为：丙→乙+丁，也可能为丙乙+丁，故选项说法错误。C、反应前后丙物质中元素化合价不一定发生改变，故选项说法错误。D、乙、丁在反应中的质量比为9g：6g＝3：2，故选项说法正确。故选：D。
【精讲5】1.6g某物质完全燃烧后生成4.4gCO2和3.6g水。则对该物质相关判断正确的是（　　）
A．该物质只含碳、氢元素
B．该物质一定含有碳、氢元素，可能含有氧元素
C．该物质由碳、氢、氧三种元素组成
D．该物质分子中碳原子和氢原子的个数比为1：1
【答案】A
【解析】根据质量守恒定律，由生成物可以初步确定该物质中含有碳元素和氢元素，由生成的二氧化碳和水中碳、氢元素的质量和与该物质的质量进行对比，从而确定该物质的组成元素。4.4gCO2中含有碳元素的质量为：4.4g××100%＝1.2g，3.6g水中含有氢元素的质量为：3.6g××100%＝0.4g，生成物4.4g二氧化碳和3.6g水中所含碳、氢元素的质量和＝1.2g+0.4g＝1.6g，恰好等于某物质的质量，则该物质中一定含有碳、氢两种元素，一定不含氧元素。A、由上述分析可知，该物质中一定含有碳、氢两种元素，故选项说法正确。B、由上述分析可知，该物质中一定含有碳、氢两种元素，一定不含氧元素，故选项说法错误。C、由上述分析可知，该物质中一定含有碳、氢两种元素，一定不含氧元素，故选项说法错误。D、该物质分子中碳原子和氢原子的个数比为：＝1：4，故选项说法错误。故选：A。
【精讲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
【答案】（1）偏右；盐酸和碳酸钠反应生成的二氧化碳扩散到空气中；符合；能；产生蓝色沉淀，溶液由蓝色变成无色。（2）形成密封装置，平衡装置内外压强，防止瓶塞飞出；白磷燃烧放热，气球膨胀，浮力增大。（3）①②⑤⑥
【解析】（1）图甲中反应后天平的指针偏右，原因是盐酸和碳酸钠反应生成的二氧化碳扩散到空气中，该反应符合质量守恒定律。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形成密封装置，平衡装置内外压强，防止瓶塞飞出。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白磷燃烧放热，气球膨胀，浮力增大。
（3）由质量守恒定律可知，化学反应前后，一定不改变的是原子种类、原子数目、元素种类、物质总质量。
【跟踪练1】铜器在潮湿的空气中表面会生成铜绿【主要成分为Cu2（OH）2CO3】，而铜绿受热易分解，根据化学反应前后的元素守恒来分析，其受热分解不可能生成的物质是（　　）
A．CuO B．H2O C．CO2 D．CuCl2
【答案】D
【解析】化学反应遵循质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，因反应物中不含有氯元素，所以不能生成氯化铜。故选：D。
【跟踪练2】密闭容器中有甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下发生化学反应，测得反应前后有关数据如下表：
物质 甲 乙 丙 丁
反应前质量/g 35 40 10 30
反应后质量/g m 75 10 15
下列说法不正确的是（　　）
A．m＝15 B．乙一定是化合物
C．丙一定是该反应的催化剂 D．反应中甲和丁的质量之比是4：3
【答案】C
【解析】由表中数据分析可知，反应前后乙的质量增加了75g﹣40g＝35g，故是生成物，生成的质量为35g；同理可以确定，丙的质量不变，可能作该反应的催化剂，也可能没有参加反应；丁的质量减少，是反应物，参加反应的质量为30g﹣15g＝15g；由质量守恒定律，甲应是反应物，参加反应的质量为35g﹣15g＝20g，故m的数值为35﹣20＝15。A、m的数值为15，故选项说法正确。B、该反应的反应物为甲和丁，生成物是乙，符合“多变一”的形式，属于化合反应，乙是化合反应的生成物，一定是化合物，故选项说法正确。C、丙的质量不变，可能作该反应的催化剂，也可能没有参加反应，故选项说法错误。D、由分析可知，反应中甲和丁的质量之比是20：15＝4：3故选项说法正确。故选：C。
【跟踪练3】关于质量守恒定律，下列叙述正确的是（　　）
A．质量守恒定律只揭示了化学变化中宏观物质之间的质量关系，与微观过程无关
B．24g镁在空气中完全燃烧生成40g氧化镁，实际消耗空气的质量为16g
C．通过化学变化，能改变物质的种类，不能改变物质的总质量
D．质量守恒定律只适合于有气体或固体生成的化学反应
【答案】C
【解析】A、质量守恒定律既揭示了化学变化中宏观物质之间的质量关系，也与微观过程有关，微观上化学反应前后原子的种类、数目、质量均不变，故选项说法错误。B、24g镁在空气中完全燃烧，是与氧气反应氧化镁，生成40g氧化镁，实际消耗氧气的质量为16g，故选项说法错误。C、根据质量守恒定律，物质的总质量不变，通过化学变化，能改变物质的种类，不能改变物质的总质量，故选项说法正确。D、质量守恒定律适合于一切化学反应，故选项说法错误。故选：C。
【跟踪练4】质量守恒定律的发现对化学的发展作出了重要贡献。
用如图所示的2个实验验证质量守恒定律，其中实验前后天平不能保持平衡的
是 　 　（填字母序号），理由是 　 　。
（2）某物质在氧气中完全燃烧后，生成二氧化碳和水，推断该物质一定含有 　 　元素，可能含有　 　元素，理由是 　 　。
【答案】（1）B；生成的气体扩散到空气中；（2）碳、氢；氧；化学反应前后元素种类不变。
【解析】（1）在验证质量守恒定律实验中，对于有气体参加的反应，应该在密闭装置内进行反应，否则天平会不平衡。A装置有气体参加反应，在密闭容器内，天平始终平衡，B装置内稀盐酸与大理石反应生成的二氧化碳气体进入空气中，天平不再平衡；故答案为：
（2）由质量守恒定律可知化学反应前后元素的种类不变，某物质在氧气中完全燃烧后，生成二氧化碳和水，产物中有碳、氢、氧元素，反应物氧气中有氧元素，故该物质一定含有碳、氢元素，可能含有氧元素。故答案为：
考点二： 化学方程式
【精讲1】从化学方程式：2H2+O22H2O中获取的信息错误的是（　　）
A．在化学反应前后，原子的种类没有变化
B．氢气与氧气在点燃的条件下反应生成水
C．4g氢气与4g氧气充分反应，生成8g水
D．该反应说明水是由氢元素和氧元素组成的
【答案】C
【解析】A、根据质量守恒定律，在化学反应前后，原子的种类没有变化，故选项说法正确。
B、2H2+O22H2O可以表示氢气与氧气在点燃的条件下生成水，故选项说法正确。
C、2H2+O22H2O可以表示每4份质量的氢气和32份质量的氧气完全反应，生成36分质量的水，所以4g氢气与32g氧气充分反应，生成36g水，故选项说法错误。
D、氢气和氧气分别是由氢元素和氧元素组成的，氢气与氧气在点燃的条件下生成水，根据反应前后元素的种类不变，可以说明水是由氢元素和氧元素组成的，故选项说法正确。
故选：C。
【精讲2】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．C+O2CO2 B．2CO+O22CO2
C．H2+Cl22HCl D．2Mg+O22MgO
【答案】B
【解析】A、反应的分子个数比是1：1：1，质量比是3：8：11，故选项错误；
B、条件是点燃，反应的分子个数比是2：1：2，质量比是7：4：11，故选项正确；
C、反应的分子个数比是1：1：2，故选项错误；
D、条件是点燃，反应的分子个数比是2：1：2，质量比是3：2：5，故选项错误。
故选：B。
【跟踪练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
【答案】D
【解析】化学方程式可表示：反应物和生成物的种类；反应的条件；反应物和生成物的微观粒子个数比；反应物和生成物的质量比等。A、由化学方程式，可以看出反应发生所需要的条件，故选项错误。B、由化学方程式，可以计算出各反应物和生成物的质量比，故选项错误。C、由化学方程式，可以看出各反应物和生成物的微粒个数比，故选项错误。D、由化学方程式，无法确定化学反应速率的快慢程度，故选项正确。故选：D。
【跟踪练2】下列关于2CO+O22CO2的理解不正确的是（　　）
A．该反应的微观过程可以表示为
B．表示一氧化碳与氧气在点燃条件下反应生成二氧化碳
C．5g一氧化碳与4g氧气反应可生成9g二氧化碳
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
【答案】C
【解析】A、该反应的微观过程可表示为每两个一氧化碳分子与一个氧气分子反应生成两个二氧化碳分子，故A正确；B、该化学方程式可表示一氧化碳与氧气在点燃条件下反应生成二氧化碳，故B正确；C、由化学方程式可知，每56份质量的一氧化碳和32份质量的氧气在点燃条件下生成88份质量的二氧化碳，则与4份质量的氧气反应需要7份质量的一氧化碳，生成11份质量的二氧化碳，故C错误；D、由化学方程式可知，参加反应的氧气与生成的二氧化碳的分子个数比为1：2，故D正确。故选：C。
知识梳理：
定义：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。这个规律叫做质量守恒定律；
注意：
（1）注意“各物质”的质量总和，即不能遗漏任何反应物或生成物（包括气体）；
（2）此定律强调的是质量守恒，不是体积或其他方面守恒；
（3）正确理解“参加”的含义，没有参加反应或者反应后剩余物质的质量不要计算在内。2、适用范围：一切化学反应
3、质量守恒定律的验证：
有气体参加或生成的实验必须在密闭容器里进行，否则天平不平衡，就不能用来验证质量守恒定律；如铁与硫酸铜反应能直接用来验证质量守恒定律，而碳酸钠与稀盐酸反应会生成二氧化碳其他，则必须在密闭容器中进行实验才能验证质量守恒定律；
4、质量守恒定律的微观解释（质量守恒的原因）：
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。而在反应前后原子的种类没变，原子的数目没有增减，原子的质量没有变化，所以化学反应前后各物质的质量总和必然相等。
5、化学变化中的的“变”与“不变”：
“六个不变”：元素的种类、元素的质量不变；原子的种类、数目、质量不变；
物质的总质量不变；
“两个变”：分子的种类、物质的种类；
“一个可能变”：分子的数目
5、质量守恒定律的应用：
（1）解释一些实验事实，例如，细铁丝在氧气中燃烧后的生成物的质量比原来细铁丝的质量大了。利用质量守恒定律解释为：“根据质量守恒定律的含义（即六不变）中的“反应前后物质总质量不变”可知，参加化学反应的铁和氧气的质量之和，等于反应后生成的四氧化三铁的质量；所以，生成物四氧化三铁的质量比原来细铁丝的质量大了”。
（2）推测一些物质的元素组成，例如，生物的呼吸作用可以表示为“有机物+氧气 二氧化碳+水+能量”。以下有关有机物的组成元素推断正确的是（　　）
A．只含碳元素 B．只含碳元素和氧元素
C．一定含碳、氢、氧三种元素 D．一定含有碳元素和氢元素，可能含有氧元素
根据质量守恒定律的含义（即六不变）中的“元素的种类不变”可知，生成物所含的碳、氢、氧三种元素中的碳元素和氢元素一定来自于有机物，至于氧元素可能全部来自于氧气，也可能部分来自于氧气，另一部分则来自于有机物；故D是正确的。
（3）推断一些物质的化学式，例如，一氧化氮是空气的主要污染物之一．近年来又发现生物体内存在少量一氧化氮，它有扩张血管、增强记忆的功能；这成为当前生命科学的热点．工业上制取一氧化氮的化学方程式为：4X+5O2＝4NO+6H2O，则X的化学式为　NH3　．
根据质量守恒定律的含义（即六不变）中的“元素的种类不变、原子的种类不变、原子的数目不变”可知，X中应该含有氮元素和氢元素，其化学式中应该含有氮原子和氢原子，并且其原子个数分别是1和3；所以，答案应该是“NH3”。
（4）计算有关物质的质量，例如，现将10gA和足量的B混合加热，使它们发生化学反应，10gA完全反应后，生成15gC，则参加反应B的质量是　5g　．
解析：根据质量守恒定律的含义（即六不变）中的“反应前后物质总质量不变”可知，反应物B的质量等于生成物C与反应物A的质量之差（即15g﹣10g）。
【知识点睛】
把握质量守恒定律及其微观解释的本质。对于质量守恒定律的理解，要抓住概念中的“参加”、“化学反应”、“质量”、“总和”这样四个关键词。
【命题方向】
该考点的命题方向主要是通过创设相关问题情景或图表信息等，来考查学生对质量守恒定律及其应用的理解和掌握情况；以及阅读、分析、推断能力和对知识的迁移能力。并且，经常将其与“常见的物理变化和化学反应，有关化学式的计算和推断，物质的元素组成，元素在化学变化过程中的特点，微粒观点及模型图的应用，化学反应的实质，分子和原子的区别和联系，化学方程式的配平、书写、判断对错和有关计算”等相关知识联系起来，进行综合考查。
【解题方法点拨】
要想解答好这类题目，首先，要理解和熟记质量守恒定律及其应用，以及与之相关的知识．然后，根据所给的问题情景或图表信息等，结合所学的相关知识和技能，以及自己的生产或生活经验所得，细致地分析题意（或图表信息）等各种信息资源，并细心地探究、推理后，按照题目要求进行认真地选择或解答即可．同时，还要注意以下几点：
1．对于质量守恒定律的理解，要抓住概念中的“参加”、“化学反应”、“质量”、“总和”这样四个关键词．由此可知：（1）没有参加反应的物质的质量不能计算在内；（2）质量守恒定律的使用范围是使用于所有的化学反应（即化学变化），而对物理变化无效；（3）质量守恒定律是指质量守恒，而非体积守恒等；（4）质量守恒定律是指各物质的质量总和相等，而非某物质的质量；
2．对于定律成立的原因，可以从化学反应的实质上来推断（即“三不变”造成的）；
3．对于定律的应用，一定要抓住它的含义（即“六不变”），细心地进行套用。
知识梳理：
概念：用化学式来表示化学反应的式子；
读法：以化学方程式：C+O2点燃 CO2为例：
（1）碳与氧气在点燃的条件下生成二氧化碳；
（2）每12份质量的碳和32份质量的氧气在点燃的条件下完全反应，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个二氧化碳分子。
含义（提供的信息）：
（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）。
【知识点睛】
1．对于化学方程式的概念的理解，首先要明确该概念是建立在化学式的基础之上的；然后要弄清化学方程式的作用是用来表示化学反应的。
2．化学方程式的读法和含义是一一对应的，可以将其相互联系起来理解和识记．对于其中的质量关系，可以结合着相对分子质量的计算和化学符号及其周围数字的意义，进行准确地计算后，再完整的表达出来．对于其中的粒子关系，可以联系着化学符号及其周围数字的意义，进行细致地表达。
【命题方向】
该考点的命题方向主要是通过创设相关问题情景或图表信息等，来考查学生对化学方程式的概念、读法和含义的理解和掌握情况；以及阅读、分析、推断能力和对知识的迁移能力．并且，经常将其与“书写文字表达式或化学方程式、相对分子质量的计算、化学符号及其周围数字的意义、元素符号和化学式的意义、质量守恒定律及其应用、化学方程式的配平、常见化学反应中的质量关系、有关化学方程式的计算”等相关知识联系起来，进行综合考查。
【解题方法点拨】
理解和熟记化学方程式的概念、读法和含义，以及与之相关的知识．然后，根据所给的问题情景或图表信息等，结合所学的相关知识和技能，以及自己的生产或生活经验所得，细致地分析题意（或图表信息）等各种信息资源，并细心地探究、推理后，按照题目要求进行认真地选择或解答即可。
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