人教版九年级上化学教学讲义，复习补习资料（含知识讲解，巩固练习）：25【提高】质量守恒定律

质量守恒定律（提高）

【学习目标】
1.熟练掌握质量守恒定律的内容；记住化学反应前后“六不变、两变、两可能变”。
2.学会运用质量守恒定律解释和解决一些化学现象和问题。
3.通过具体化学反应分析，理解化学方程式的含义。
【典型例题】
类型一、利用质量守恒定律推求化学式
1. 发射“嫦蛾一号”的火箭用偏二甲肼(C2H8N2)和四氧化二氮(N2O4)作常规推进剂，其完全反应的化学方程式为：C2H8N2+2N2O4=3X+2CO2+4H2O，则X的化学式是（ ）　　A．N2　　　　 B．H2　　　　 C．O2　　　 D．C
【思路点拨】本题考查的是质量守恒定律的应用。从微观上看，质量守恒定律在一切化学反应中都成立是因为在反应前后原子的种类和数目都不变，所以我们可以根据它来解此题。【答案】A【解析】依据质量守恒定律，1个C2H8N2分子和2 个N2O4分子中的原子种类和数目一定与3个X分子与2个CO2分子和4个H2O分子中的相同。在反应物中共有2个碳原子、8个氢原子、6个氮原子和8个氧原子，生成物中有2个碳原子、8个氢原子、8个氧原子；比较反应前后各元素的原子个数，生成物中少6个氮原子，所以在1个X分子中有2个氮原子，X的化学式为N2。【总结升华】在化学反应中，反应前后原子的种类和数目都不变。元素符号右下角数字表示原子的个数，化学式前的数字表示微粒的个数，在解题时要注意对这两类数字的处理。
2.（2019?通辽中考）在一定条件下，在一个密闭容器内发生某反应，测得反应过程中各物质的质量如下表所示，下列说法不正确的是（　　）
物质
X
Y
Z
W
反应前质量/g
10
3
90
0
反应后质量/g
3.2
3
待测
3.2
A．W可能是单质 B．Y可能是催化剂
C．该反应是分解反应 D．反应后Z物质的质量为86.4g
【思路点拨】根据质量守恒定律，参加反应前各物质的质量总和=反应后生成各物质的质量总和，结合表格中的数值，则待测值；从而判断反应物，生成物；再判定反应类型；掌握催化剂的“一变二不变”的特点。
【答案】D
【解析】设待测值为X，根据质量守恒定律，参加反应前各物质的质量总和=反应后生成各物质的质量总和，结合表格中的数值，则10+3+90+0=3.2+3+X+3.2，解得X=93.6克．分析质量的变化：X质量减少，Y质量不变，Z质量增加，W质量增加．质量增加的为生成物，质量减少的为反应物。
A、W可能是单质，说法正确，故A正确；
B、Y质量不变，符合催化剂的“一变二不变”的特点，所以可能是催化剂，说法正确，故B正确；
C、X反应生成Z和W，反应符合“一变多”，所以该反应是分解反应，说法正确，故C正确；
D、根据质量守恒定律，解得反应后Z物质的质量为93.6克，所以说法不正确，故D错误。
故选D。
【总结升华】本题是运用化学中的基本思想质量守恒思想，通过归纳不同物质或不同变化过程中相同点和不同点有效地寻找出它们之间的内在联系以及融合点和嫁接点，从而培养了学生的创新思维能力。
举一反三：
【变式1】（2019·上海中考）已知：“O”、“●”和“ ”表示不同元素的原子。某反应的微观示意图如下，关于乙的构成说法合理的是（ ）

A．只含○和 B．含有●和 C．只含● D．只含○
【答案】B
【变式2】（高清课堂《质量守恒定律》例2）农业生产中我们常用到一种氮肥硝酸铵。已知高温或猛烈撞击均会使硝酸铵产生大量气体，放出大量的热因而发生爆炸。已知硝酸铵发生爆炸反应化学方程式为：2NH4NO3 = 2N2↑+O2↑+4X，则X的化学式为 。
【答案】H2O
类型二、利用质量守恒定律求物质间的质量关系
3.在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
X
Y
Z
Q
反应前质量/g
8
2
20
5
反应后质量/g
待测
10
8
13
下列说法正确的是（　 ）　　A.反应后X的质量为6g　　　　　　　　B.该反应的反应物是X、Y　　C.参加反应的X、Z的质量比是1：3 　　D.该反应可能是化合反应
【思路点拨】本题考查的是质量守恒定律的应用。首先根据表中信息判断出反应物和生成物，然后根据质量守恒定律：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，从而计算出反应物和生成物之间的质量关系。
【答案】C
【解析】在化学反应中，反应后质量减少的是反应物，质量增加的是生成物，Z的质量减小是反应物，Y、Q的质量增加是生成物。Z的质量减少（反应了）20g-8g=12g，Y的质量增加（生成了）8g，Q的质量增加（生成了）8g；根据质量守恒定律，化学反应前后物质的总质量不变，推断X是反应物，X质量减少（反应了）8g+8g-12g=4g，所以X反应后的质量为8g-4g=4g。A、B、D都不正确。参加反应的X、Z的质量比为4g:12g=1:3,故C正确。
【总结升华】解该类题时，首先要根据反应前后物质质量的改变判断出反应物和生成物。反应后质量减少的是反应物，质量增加的是生成物。
举一反三：
【变式1】在化学反应A+B=C+D中，若12 g A与一定量的B恰好完全反应，生成28 g C和2 g D，则参加反应的B的质量为（ ）
A．8 g B．18 g C．28 g D．30 g
【答案】B
【变式2】在一密闭容器中，有甲、乙、丙、丁四种物质，在一定的条件下充分反应，测得反应前后各物质质量如下表：
物质
甲
乙
丙
丁
反应前质量(g)
8
1
36
10
反应后质量(g)
待测
20
0
31
反应后，甲的“待测”值应为 ( )
A．10 B．8 C．4 D．0
【答案】C
类型三、质量守恒定律的实验探究
4.物质发生化学变化的前后，总质量是否发生改变？是增加、减小还是不变？小刘、小李按下面的步骤进行探究：　 (1)提出假设：物质发生化学变化前后总质量不变。(2)设计并进行实验：小刘设计的实验装置和选用药品如下图A所示，小李设计的实验装置和选用药品如下图B所示，他们在反应前后都进行了规范的操作、准确的称量和细致的观察。
①查资料得到这两个实验所发生的化学反应方程式为：　　小刘的实验：CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+ Na2SO4　　小李的实验：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
②实验完毕后，使用A装置进行实验得到的结果是：反应前后反应物的总质量与生成物的总质量相等；而使用B装置进行实验得到的结果是：反应前后反应物的总质量与生成物的总质量不相等。（3）实验讨论：　　①小刘认为：在化学反应前后，生成物的总质量与反应物的总质量相等。　　②小李认为：在化学反应前后，生成物的总质量与反应物的总质量不相等。　　③你认为　　　 的结论正确，导致另一个实验结论错误的原因是 。　　④请从原子的角度分析你认为正确的结论的原因 。【思路点拨】本题考查的是质量守恒定律的实验验证，不同同学运用不同的化学反应验证质量守恒定律的实验探究。研究质量守恒定律时一定要注意反应中生成的气体不能散逸到空气中。【答案】③ 小刘　 反应后生成的二氧化碳气体逸散到空气中去了　　 ④ 在化学反应中，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【解析】所有化学反应都要遵循质量守恒定律。小李同学在进行实验时是在敞口的容器中进行的，生成的二氧化碳气体扩散到了空气中，使锥形瓶里的物质质量减小。【总结升华】进行质量守恒定律验证实验，如果是在敞口装置中进行反应，选择的反应不能生成气体且反应所用药品不与空气中任何物质反应；如果有气体参与反应或者生成物中有气体，则一定要设计反应在密闭装置中进行。举一反三：
【变式】在右图的装置中，当两种溶液发生反应后（反应的化学方程式为Na2CO3＋H2SO4=Na2SO4＋CO2↑＋H2O），天平不再保持平衡，指针向右偏转。天平不平衡的原因是 ，
要使天平在反应后仍然保持平衡，一定要设计反应在 装置中进行。
【答案】反应生成的二氧化碳气体逸散到空气中，使剩余物质的质量比原物质质量减小 密闭
质量守恒定律（提高）

【巩固练习】
选择题 (每小题只有一个选项符合题意)
1.在下列各项中，化学反应前后肯定没有发生改变的是（ ）　①原子的数目　 ②分子的数目　 ③元素的种类　 ④物质的总质量　⑤物质的种类　 ⑥原子的种类　A．①③④⑤　　 B．①③④⑥　 C．①④⑥　　　 D．①③⑤
2.在化学反应C+O2CO2 中，生成m个二氧化碳分子，则参加反应的氧原子个数为（ ）
A.3m B.m C.2m D.4m
3.有一种新型“即热盒饭”，其饭盒底部分为两层，一层盛有水，另一层盛放镁和铁的混合物。使用时打开隔离层，即发生反应：Mg+2H2O=Mg(OH)2+X↑。根据上述信息可以推断物质X属于（　 ）　 　A．单质　 　 B．化合物　　 C．氧化物　　 D．混合物4.推理是学习化学的一种重要方法，下列推理关系成立的是(　　)
A.MnO2是加快H2O2分解的催化剂，所以催化剂是加快化学反应速率的物质
B.水电解产生氢气和氧气，所以水是由氢气和氧气组成的
C.空气中可燃物燃烧必须与氧气接触，所以把可燃物与氧气隔绝是灭火的有效方法之一
D.镁条在空气中燃烧得到的氧化镁的质量与参加反应的镁条质量不相等，所以该反应不符合质量守恒定律
5.下列叙述完全符合质量守恒定律的是(????)?
A.水结成冰前后，质量保持不变
B.50mL水和50mL乙醇混合后总体积小于100mL
C.在100g过氧化氢溶液中，含有30g过氧化氢和70g水
D.1.2g碳与3.2g氧气恰好完全反应可生成4.4g二氧化碳
6.修建“娄新高速”公路是我市“十一五”期间的重大建设项目，在修建公路的土石方爆破中要用到黑火药，黑火药爆炸时反应如下：S＋2KNO3＋3C＝K2S＋X↑＋3CO2↑。其中X的化学式为( 　)
A.N2 B.NO2 C.NO D.N2O
7.将6g碳放在盛有10g氧气的密闭容器中燃烧，两者恰好完全反应，所得的生成物中碳元素和氧元素的质量比为（　　）
A.3：2 B.3：4 C.3：5 D.3：8
8．（2019?汶上县二模）CO、CO2和N2的混合气体120g，其中碳元素的质量分数为20%．使该混合气体与足量的灼热氧化铁完全反应，再将气体通入过量的澄清石灰水中，充分反应后得到白色沉淀的质量为（　　）
A．50g B．100g C．150g D．200g
9．（2019·肥城市模拟）甲和乙在一定条件下反应生成丙和丁，结合微观示意图分析，下列结论正确的是（ ）

A．丙的相对分子质量为24
B．生成的丙和丁的分子个数比为2∶1
C．反应前后分子总数不变
D．发生反应的甲和乙的质量比为22∶3
10．将一定质量的a、b、c、d四种物质放入一密闭容器中，在一定条件下充分反应，测得反应前后各物质的质量如下：
物　　质
a
b
c
d
反应前质量（g）
6.4
3.2
4.0
0.5
反应后质量（g）
待测
2.56
7.2
0.5
　　下列说法中错误的是（ ）　　A．a和b是反应物，d可能是催化剂。　　B．反应后a物质的质量为4.64g 　　C．c物质中元素的种类，一定等于a、b二种物质中元素的种类　　D．该反应属于化合反应
11.某反应的微观示意图如下，下列说法正确的是（ ）
A. 图中甲、乙、丙三种物质均是由分子构成的
B. 图中甲、乙、丙三种物质中,甲、丙属于氧化物
C. 该反应前后分子种类、原子种类均没有改变
D. 图中甲、乙、丙三种物质既有单质又有化合物
12.某纯净物M微热就能分解生成NH3、H2O和CO2，由此还不能得出的结论是( )
A.M不稳定 B.M是化合物
C.M中含有水? D.M由四种元素组成?
二、填空题
13用酸性高锰酸钾溶液可以测定室内空气的污染物甲醛的含量是否超标。相关反应的化学方程式是4KMnO4＋5CH2O＋6H2SO4＝2K2SO4＋4MnSO4＋5X＋11H2O，其中X的化学式为 。
14.（2019?济宁一模）质量守恒定律是一条重要规律，请利用该规律的相关知识回答下列问题。
（1）化学反应前后肯定没有变化的是　　　　　　（填字母序号）；
A．①④⑥ B．①③⑤⑥ C．①②⑥ D．②③⑤
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
（2）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），化学方程式为　　　　　　，若固体质量变化用图1表示，则m2与m1之差表示　　　　　　的质量；
（3）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　　　　　　。
　三、综合题
15.（2019?安图县三模）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
A
B
C
D
反应前质量/g
1.7
2.2
7.9
0.9
反应后质量/g
待测
6.6
0
2.7
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 。
【答案与解析】
1.【答案】B2.【答案】C 3.【答案】A　【解析】根据化学反应前后原子的种类和个数不变进行计算，可得X中含有2个H原子，由此推测X化学式为H2。H2是由一种元素组成的纯净物，属于单质。4.【答案】C
【解析】A中催化剂是改变化学反应速率的物质，化学反应速率的改变包括加快反应速率和减慢反应速率；B中由水电解产生氢气和氧气只能推出水是由氢元素和氧元素组成的；D中镁条燃烧，生成MgO的质量应等于参加反应的镁条和氧气的质量之和，所以生成的MgO的质量大于参加反应的镁条的质量，符合质量守恒定律。
5.【答案】D
【解析】质量守恒定律只适用于对化学变化现象的解释，A、B、C三项都没有发生化学变化。
6.【答案】A
【解析】根据质量守恒定律可以推导出X的化学式为N2，故选A。本题以修建“娄新高速”公路爆破中用到的黑火药为背景材料，考查学生对质量守恒定律及其应用的掌握。
7.【答案】C
【解析】根据质量守恒定律，碳和氧气恰好完全反应后，所得的生成物中碳元素的质量是6g，氧元素的质量是10g，碳元素与氧元素的质量比为6g:10g=3:5。
8．【答案】D
【解析】CO、CO2和N2的混合气体120g，其中碳元素的质量分数为20%，故碳元素的质量为120g×20%=24g，24g的碳元素转化为二氧化碳后又与氢氧化钙反应转化为碳酸钙中的碳元素，所以依据质量守恒定律可知混合物中的碳元素质量与碳酸钙中碳元素的质量相等。
设碳酸钙的质量是x，则x×(12÷100)×100%=24g，解得x=200g，故选D。
9．【答案】D
【解析】根据微观示意图可知，该反应的化学方程式为CO2+3H2CH3OH+H2O。丙为甲醇，其相对分子质量为12+(1×4)+16=32，故A错误；根据化学方程式可知，生成丙和丁的分子个数比为1∶1，故B错误；反应前有4个分子，反应后分子的个数为2，故C错误；根据化学方程式的意义可知，发生反应的甲和乙的质量比为44∶(2×3)=22∶3，故D正确。
10.【答案】B　 【解析】反应后质量减少的是反应物，质量增加的是生成物，质量不变的可能是催化剂。分析表中数据：b减少了0.64g，是反应物；c增加了3.2g是生成物；d质量不变可能是催化剂；再根据质量守恒定律可知a是反应物，且参加反应的质量是3.2g—0.64g=2.56g，则a反应后的质量为6.4g-2.56g=3.84g,故B选项错误。
11.【答案】D12.【答案】C
【解析】由题意可知M微热就能分解，说明M不稳定；由于M是纯净物且含有多种元素，所以M为化合物；M分解的产物中有N、H、C、O四种元素，由质量守恒定律可知：反应前后元素的种类不会发生变化，故M也是由这四种元素组成的；由于M为纯净物，所以在M中不会存在水。
13.【答案】CO2
【解析】该题考查质量守恒定律及其微观解释。化学变化前后，同种元素的原了个数相等，据此判断X中可能含有的元素及分子中的原子个数。
14.【答案】（1）B （2）2Mg+O2 2MgO 参加反应的氧气
（3）部分生成物散逸到空气中
【解析】
（1）反应前后原子数目不变，元素种类不变，原子种类不变，物质的总质量不变；反应前后分子数目可能改变，也可能不变，物质种类一定改变。
（2）镁燃烧的化学方程式为：2Mg+O2 2MgO；
若固体质量变化用图1表示，则m2与m1之差表示参加反应的氧气的质量。
（3）通过观察可知，镁燃烧时，一部分生成的氧化镁扩散到了空气中，会导致石棉网上留下固体质量反而比反应前镁条还轻。
15.【答案】3.4g 分解反应 22:9
【解析】反应后质量减少的是反应物，质量增加的是生成物，即C是反应物，参加反应的质量为7.9g；B和D是生成物，生成B和D的质量分别为4.4g和1.8g；由于4.4g+1.8g=6.2g<7.9g,根据质量守恒定律，推断A是生成物，生成A的质量=7.9g-6.2g=1.7g,所以反应后A的质量=1.7g+1.7g=3.4g；反应物只有C，而生成物是A、B和D，该反应是分解反应；其中B和D两种物质的质量比=4.4g:1.8g=22:9。