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模块三 物质的化学变化
专题十四 | 质量守恒定律
1.概念
参加化学反应的各物质的______总和,等于反应后生成的各物质的_____总和。
2.适用范围:一切__________。
知识点
质量守恒定律 9年9考
质量
质量
化学变化
3.实质
(1)化学反应过程中,参加反应的各物质(反应物)的原子重新组合生成新物质(生成物),在反应前后原子的______没有改变,原子的______没有增减,原子的______也没有改变,因此化学反应前后各物质的_________必然相等。
种类
数目
质量
质量总和
(2)化学反应前后的“变”与“不变”
不变 微观:原子种类、原子数目、原子质量
宏观:元素种类、元素质量、物质总质量
一定变 微观:分子种类
宏观:物质种类
可能变 分子数目、元素化合价
1.质量守恒定律适用于化学变化,不适用于物理变化。
2.注意“各物质”的质量总和,不能遗漏任何反应物或生成物。
3.此定律强调的是质量守恒,不包括体积等其他方面的守恒。
4.正确理解“参加化学反应”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。
4.质量守恒定律的应用
(1)依据化学反应前后元素的种类和质量不变,确定化学反应中某种物质的元素组成及组成元素的质量。
(2)依据化学反应前后原子的种类和数目不变,判断化学反应中某物质的化学式。
(3)依据化学反应前后原子的数目不变,判断化学方程式中各物质的化学计量数。
(4)依据化学反应前后物质的质量总和不变,利用差量法计算某一物质参与反应的质量。
5.质量守恒定律的验证(详见P102【重点实验探究】实验)
一阶|核心考点突破
1.(2025扬州)汽车尾气净化装置中发生反应:2CO+2XN2+2CO2。X的化学式为( )
A.N2O B.NO
C.N2O3 D.NO2
B
2.(2025龙东)密闭容器内有甲、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:
下列有关此反应的说法正确的是( )
A.表中待测数值是16
B.物质乙一定是单质
C.物质丙一定是该反应的催化剂
D.反应中甲与丁变化的质量之比为8∶1
物质 甲 乙 丙 丁
反应前的质量/g 30 8 2 9
反应后的质量/g 待测 26 2 7
D
3.(2025莆田5月质检)用图1装置验证质量守恒定律,加热铜粉,一段时间后,发现锥形瓶内部分红色固体变为黑色。实验过程中瓶内物质或元素质量变化与图2相符的是( )
A.铜粉的质量
B.固态物质的质量
C.氧元素的质量
D.氮气的质量
A
4.(2025重庆)模型有利于认识物质及其变化规律。下图是某反应的微观示意图,有关说法不正确的是( )
A.甲的水溶液能使酚酞变红 B.乙表示氧分子
C.反应后分子数目减少 D.产物无污染
C
5.(2025天津)从多角度认识化学反应,发展科学思维。
(1)物质变化:结合以下反应的示意图回答问题。
①微观分析,反应前后发生变化的是______ (填“分子”或“原子”)。
②宏观分析,该反应产生了新物质,反应的化学方程式为_____________
_____________。
分子
2CO+O2
2CO2
(2)能量变化:“神舟”系列载人飞船使用的某种发动机利用了N2H4分解释放出热量和气体,反应的化学方程式为aN2H42N2↑+3H2↑+2NH3↑,其中a=___。
(3)调控反应:做饭时,若燃气灶的火焰呈现黄色或橙色,锅底出现黑色物质,此时需要_______(填“调小”或“调大”)灶具的进风口。
3
调大
(4)可持续发展:为防止燃煤烟气中的二氧化硫污染环境,可用石灰石进行脱硫,这个过程中会发生化学反应:2CaCO3+2SO2+O22CaSO4+2CO2,生成的硫酸钙可用于生产建筑材料。若吸收640 t二氧化硫,至少需要碳酸钙的质量为______t。
1 000
二阶|综合应用提升
6.(2025龙岩5月质检)用下图装置进行实验,实验中观察到无水硫酸铜变蓝、澄清石灰水变浑浊。已知:无水硫酸铜为白色粉末,遇水变蓝。实验视作气体x在氧气氛围中燃烧。下列说法正确的是( )
A.气体x一定为纯净物
B.气体x与y含有的物质完全相同
C.气体x中一定含有碳、氢元素
D.气体x中一定含有碳、氢、氧元素
C
7.(2024福州5月质检节选)“如何安全高效储气”是目前氢能源产业化的瓶颈问题。Mg2Cu可用于储氢,其贮氢与释氢过程如图。
(1)贮氢反应需在高温和隔绝空气的条件下进行,隔绝空气的目的是_____________________________________________(写一点即可)。
(2)比较步骤Ⅰ与Ⅱ,贮氢所吸收H2质量_____(填“>”或“<”)释氢释放H2质量。
防止氢气和氧气在高温条件下发生反应(合理即可)
<
8.(2022福建,T12,节选)(3)科研工作者将嫦娥五号采集的月球玄武岩中的磷灰石分解,其化学方程式为2Ca5(PO4)3(OH)2Ca3(PO4)2+X+Ca4O(PO4)2。则X的化学式为_______。
(4)理论上,通过测量外星球矿样中氢元素的质量,可换算出矿样中水的质量。若1.0 g某矿样含氢的质量为8.0×10-5 g,则含水的质量m(H2O)=___________g。
H2O
7.2×10-4
实验
质量守恒定律的验证
◎实验梳理
1.实验目的:验证物质发生化学变化前后,参加反应的各物质质量总和等于生成的各物质质量总和。
2.实验设计
实验编号 实验一 实验二 实验三
实验方案 铜粉加热前后质量的测定 铁钉与硫酸铜溶液反应前后质量的测定 稀盐酸与碳酸钠粉末反应前后质量的测定
实验装置
实验编号 实验一 实验二 实验三
实验原理(填化学方程式) ________________ _________________ _________________ ____________________________________
实验现象 固体粉末由红色变为___色,气球先膨胀后变瘪,加热前后天平示数相等 铁钉表面覆盖一层_________,溶液由蓝色变成______色,反应前后天平示数____________ 产生大量______,天平不平衡,指针向__偏转
2Cu+O22CuO
Fe+CuSO4
FeSO4+Cu
Na2CO3+2HCl
2NaCl+H2O+CO2↑
黑
红色固体
浅绿
相等(或不变)
气泡
右
实验结论 上述实验中能直接验证质量守恒定律的是实验_________(填序号),实验结论是参加反应的各物质的质量总和_____反应后生成的各物质的质量总和
一、二
等于
◎核心素养
1.实验分析
实验三中,反应生成的二氧化碳气体逸散到空气中,造成天平左边质量减小,指针向右偏转。
2.实验改进
将实验三装置改进(如图所示,不能用橡胶塞密闭锥形瓶,因为反应产生的气体会使锥形瓶内压强增大,弹出橡胶塞)后进行实验,装置中气球的作用是________________________________________。
反应结束后,天平保持平衡,说明参加反应的物质质量总和等于生成的物质质量总和。
使装置保持密闭,平衡锥形瓶内外气体压强
3.实验反思
(1)所选的化学反应,反应现象要明显(说明发生了化学反应)。
(2)若利用有气体参加或生成的反应来进行实验,则反应必须在密闭容器中进行。
例 某同学设计并进行如下实验验证质量守恒定律。
【基础设问】
(1)甲实验中,加热装有铜粉的锥形瓶,观察到铜粉由红色变成_____色,气球的作用是_________________________________;乙中发生反应的化学方程式为_________________________。
(2)丙实验反应后,装置及试剂的总质量与实验前相比_______(填“变大”“变小”或“不变”)。该反应_____(填“遵守”或“不遵守”)质量守恒定律。
(3)根据质量守恒定律,丁实验镁条燃烧后生成物的质量______(填“>”
“<”或“=”)镁条的质量。
黑
形成密闭装置,调节装置内外压强
Fe+CuSO4FeSO4+Cu
变小
遵守
>
(4)(2025山西改编)用如图1和图2装置探究“化学反应前后物质的质量关系”。
实验方法:如图1所示,先称量。将胶头滴管中的硫酸铜溶液全部滴入锥形瓶中,反应结束后,再称量。
①图1锥形瓶中观察到的现象是_____________,天平指针不偏转。
②进行如图2所示实验,反应结束后再称量,烧杯中物质的质量变小的原因是_______________________。
产生蓝色沉淀
生成的CO2逸散到空气中
(5)上述实验得到的启示:在验证质量守恒定律时,有气体参加或生成的反应要在______(填“敞口”或“密闭”)装置中进行。
密闭
【拓展设问】
(6)镁条在空气中完全燃烧生成氧化镁,若该反应中固体质量变化如图3所示,则M2与M1的差值表示的是________________质量。
(7)小李同学提出用过氧化氢溶液验证质量守恒定律时瓶内气压会升高,他认为应添加一个气球(如图4所示),你是否同意他的观点,为什么?_______________________________________________________________
_____________________________________ 。
参加反应的氧气
不同意,反应生成氧气使气球膨胀,称量反应后总装置的质量时,装置会受浮力影响,使得称量值不准确
(8)(2020福建改编)从微观角度分析质量守恒定律,图5 处的微观粒子是______(填化学式)。
H2O