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第12講　質(zhì)量守恒定律及化學(xué)方程式
質(zhì)
量
守
恒
定
律
及
化
學(xué)
方
程
式
化學(xué)反應(yīng)
物理
原子
分子
種類
數(shù)目
質(zhì)量
知識梳理
質(zhì)
量
守
恒
定
律
及
化
學(xué)
方
程
式
生成
個數(shù)
質(zhì)量
質(zhì)量守恒定律
各原子
↑或↓
表1-1　四大基本反應(yīng)類型
基本類型 概念 通式 特點(diǎn)
化合反應(yīng) 由兩種或兩種以上物質(zhì)生成另14　 　物質(zhì)的反應(yīng) A+B→AB 兩合一，
多合一
分解反應(yīng) 由一種反應(yīng)物生成15　 　或兩種以上其他物質(zhì)的反應(yīng) AB →A+B 一變二，
一變多
置換反應(yīng) 由一種16　 　與一種17　 　反應(yīng)，生成另一種18　 　和另一種19　 　的反應(yīng) A+BC→AC+B 單換單，
強(qiáng)制弱
復(fù)分解反應(yīng) 兩種20　 　互相交換成分，生成另外21　 　化合物的反應(yīng) AB+CD→AD+CB 雙交換，
價不變
一種
兩種
單質(zhì)
化合物
單質(zhì)
化合物
化合物
兩種
表1-2　化學(xué)反應(yīng)過程中的變與不變
化學(xué)反應(yīng) 種類 應(yīng)用
5個不變 宏觀 物質(zhì)的22　 　 解釋化學(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量變化或確定某一物質(zhì)的質(zhì)量
23　 　種類 確定生成物或反應(yīng)物的元素組成
微觀 原子種類 確定未知物質(zhì)的化學(xué)式或化學(xué)計量數(shù)
原子個數(shù) 原子質(zhì)量 2個一定變 宏觀 24　 　種類 化學(xué)方程式的書寫或判斷
微觀 25　 　種類 2個可能變 宏觀 元素化合價 化學(xué)反應(yīng)基本類型的判斷
微觀 分子個數(shù) 總質(zhì)量　
元素
物質(zhì)
分子
實(shí)驗(yàn)　探究質(zhì)量守恒定律
【實(shí)驗(yàn)方案】如圖所示。
實(shí)驗(yàn)在線
【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】
(1)方案一：紅磷燃燒，產(chǎn)生　 　，氣球　 　。天平指針　 　(選填“向左”“向右”或 “不”)偏轉(zhuǎn)。
(2)方案二：鐵釘表面出現(xiàn)　 　色固體，溶液由　 　色逐漸變淺，最終變?yōu)椤? 　色；天平指針　 　(選填“向左”“向右”或 “不”)偏轉(zhuǎn)。
(3)方案三：固體逐漸　 ，燒杯中產(chǎn)生大量氣泡。天平指針　 　(選填“向左”“向右”或 “不”)偏轉(zhuǎn)。
大量白煙
先膨脹后變癟
不
紅
藍(lán)色
淺綠
不
減少
向右
【實(shí)驗(yàn)分析】(4)能直接驗(yàn)證質(zhì)量守恒定律的方案是　 　；其他方案不能直接驗(yàn)證的原因是　 　。
(5)方案一中氣球的作用是使裝置密封和　 ；錐形瓶底部鋪細(xì)沙的目的是　 　。
方案一和方案二
方案三中生成的CO2逸散到空
氣中，導(dǎo)致左盤質(zhì)量減小
緩沖壓強(qiáng)，防止橡膠塞
彈出(答案合理即可)
因底部局部受熱而炸裂
防止錐形瓶
【實(shí)驗(yàn)反思】(6)驗(yàn)證質(zhì)量守恒定律的條件是：
①必須發(fā)生　 　變化；
②有氣體參與或有氣體生成的反應(yīng)，必須在　 　中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；
③選擇的藥品相互反應(yīng)時要有明顯的現(xiàn)象。
化學(xué)
密閉容器
　　在“質(zhì)量守恒定律”的課堂教學(xué)中，老師引導(dǎo)學(xué)生們進(jìn)行“化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)物的質(zhì)量總和與生成物的質(zhì)量總和關(guān)系”實(shí)驗(yàn)探究。他們使用的實(shí)驗(yàn)裝置和藥品如圖1所示。
圖1
實(shí)驗(yàn)一題通
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】圖1實(shí)驗(yàn)分別由甲、乙、丙、丁四組同學(xué)來完成，他們都進(jìn)行了規(guī)范的操作、準(zhǔn)確的稱量和細(xì)致的觀察。
(1)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，觀察到甲、丙組的裝置中天平保持平衡，乙組裝置中天平指針向右偏轉(zhuǎn)，丁組中粗銅絲　 　(選填“a”或“b”)端向下傾斜。
(2)甲組實(shí)驗(yàn)裝置中小氣球的作用是　 　。
a
密封裝置，平衡氣壓
(答案合理即可)
(3)乙組裝置中天平指針向右偏轉(zhuǎn)的原因是　 　。
(4)【分析討論】甲、乙、丙、丁四組同學(xué)得到了不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，那么，化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)物的質(zhì)量總和與生成物的質(zhì)量總和是否相等呢？
氣體逸散到空氣中，導(dǎo)致左盤質(zhì)量減小
反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳
【優(yōu)化裝置】同學(xué)們將乙、丁組裝置進(jìn)行改進(jìn)后再次探究。將乙組裝置改進(jìn)如圖2所示。待完全反應(yīng)后，將圖2裝置置于天平上稱量，所得數(shù)據(jù)較反應(yīng)前的小。若整個操作過程無差錯，則造成上述實(shí)驗(yàn)誤差的可能原因是　 　。將丁組裝置改進(jìn)如圖3所示。將銅絲繞在電烙鐵上，電烙鐵用支架固定在密閉的硬質(zhì)玻璃管中，玻璃管置于靈敏電子臺秤上，接通電路，電烙鐵開始工作，觀察到　 　。
氣球膨脹產(chǎn)生浮力
銅絲表面逐漸
變黑，靈敏電子臺秤讀數(shù)保持不變
【得出結(jié)論】化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)物的質(zhì)量總和與生成物的質(zhì)量總和相等。從微觀角度分析，即在化學(xué)反應(yīng)前后，原子的　 　不發(fā)生變化。
【反思評價】在探究化學(xué)反應(yīng)中反應(yīng)物的質(zhì)量總和與生成物的質(zhì)量總和關(guān)系時，若是有氣體參加或有氣體生成的反應(yīng)，應(yīng)在　 　容器中進(jìn)行反應(yīng)。
種類、數(shù)目和質(zhì)量
密閉
(5)【拓展應(yīng)用】下列事實(shí)能用質(zhì)量守恒定律解釋的是　 　(選填字母)。
A.10 g水受熱變成10 g水蒸氣
B.蠟燭燃燒變短
C.酒精敞口放置一段時間變少
D.20 g食鹽溶于80 g水中得到100 g食鹽水
B
(1)質(zhì)量守恒定律只適用于化學(xué)變化，只適用于質(zhì)量守恒。　 　(選填“√”或“×”，下同)
(2)沒有參加反應(yīng)的物質(zhì)的質(zhì)量和雜質(zhì)的質(zhì)量不能計入“總和”中，生成的沉淀、氣體以及空氣中參加反應(yīng)的物質(zhì)的質(zhì)量必須要計入“總和”之中。　 　
(3)反應(yīng)前后質(zhì)量不變的物質(zhì)一定是催化劑。　 　
(4)化學(xué)反應(yīng)過程中原子的種類、原子的數(shù)目、原子的質(zhì)量一定不變；元素的種類、元素的質(zhì)量、物質(zhì)的總質(zhì)量一定不變；分子的種類、物質(zhì)的種類一定改變；分子的數(shù)目、元素的化合價不一定改變。　 　
√　
√　
×
√　
易錯警示
(5)化學(xué)方程式配平時，可在化學(xué)式前面添加適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)計量數(shù)，也可改變化學(xué)式右下角的數(shù)字。　 　
(6)配平各化學(xué)式前的化學(xué)計量數(shù)，要求為最簡整數(shù)比，計量數(shù)為“1”時可省略不寫。　 　
(7)書寫化學(xué)方程式時，若反應(yīng)物中沒有氣體，則生成物中的氣體標(biāo)“↑”號，若反應(yīng)物中有氣體，則生成物中的氣體不標(biāo)“↑”號；在溶液中進(jìn)行的反應(yīng)，若反應(yīng)物中沒有固體，生成物中的固體(或沉淀)標(biāo)“↓”號，若反應(yīng)物中有固體，則生成物中的固體(或沉淀)不標(biāo)“↓”號。　 　
×
√　
√　
(8)有單質(zhì)和化合物生成的反應(yīng)一定是置換反應(yīng)。　 　
(9)有鹽和水生成的反應(yīng)一定是中和反應(yīng)；中和反應(yīng)是復(fù)分解反應(yīng)的一種。　 　
×
×
1.(2023·廣東節(jié)選)氧自救呼吸器原理分析：4KO2+2CO2 2K2CO3+3O2、4KO2+2H2O 4X+3O2↑ ，則X的化學(xué)式為　 　 。
2.(2022·廣東節(jié)選)孔雀石［主要成分為Cu2 (OH)2CO3］受熱分解，生成三種氧化物，其中一種為黑色固體，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為　 　。
3.孔雀石與稀硫酸反應(yīng)生成CO2的化學(xué)方程式為
　 　。
KOH
Cu2(OH)2CO3 2CuO+H2O+CO2↑
Cu2(OH)2CO3+2H2SO4 2CuSO4+3H2O+CO2↑
==
中考鏈接
4.某垃圾處理廠對生活垃圾進(jìn)行處理與綜合利用的部分流程如圖所示。
資料1： 垃圾焚燒產(chǎn)生的煙氣中含有SO2等有害氣體；
資料2：FeSO4容易被空氣中的O2氧化。
回答下列問題。
(1)石灰漿吸收SO2(性質(zhì)與CO2相似)反應(yīng)的化學(xué)方程式為　 　。
(2)溶解步驟中同時發(fā)生的三個化學(xué)方程式為：Fe+Fe2(SO4)3 3FeSO4、　 　。
Ca(OH)2+SO2 CaSO3↓+H2O
==
Fe+H2SO4 FeSO4+H2↑、Fe2O3+3H2SO4 Fe2(SO4)3+3H2O
==
==
5.乙醇俗稱酒精，可用作醫(yī)用消毒，也常作燃料。乙醇完全燃燒的化學(xué)方程式可表示為C2H6O+3O2 2CO2+3H2O；乙醇不完全燃燒會產(chǎn)生一氧化碳。某實(shí)驗(yàn)測得反應(yīng)前后各物質(zhì)的質(zhì)量如表所示。
物質(zhì) 乙醇 氧氣 二氧化碳 水 一氧化碳
反應(yīng)前質(zhì)量/g 4.6 8.8 0 0 0
反應(yīng)后質(zhì)量/g 0 0 6.6 5.4 a
(1)表中a的值為　 　。
(2)該實(shí)驗(yàn)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4C2H6O+11O2 　 　CO2+　 　H2O+　 　CO。
1.4
6
12　
2
考點(diǎn)1　質(zhì)量守恒定律
針對訓(xùn)練
1.(2023·宜昌改編)下列現(xiàn)象能用質(zhì)量守恒定律解釋的是( )
A.蔗糖溶于水后總質(zhì)量不變
B.飽和硝酸鉀溶液升溫，溶液質(zhì)量不變
C.濃硫酸敞口放置質(zhì)量增加
D.硫酸銅溶液和氫氧化鈉溶液混合，溶液質(zhì)量減小
D
考點(diǎn)解讀
2.(2022·株洲改編)除元素種類、原子種類不變外，化學(xué)反應(yīng)前后肯定沒有變化的還有( )
A.原子數(shù)目 B.分子數(shù)目 C.物質(zhì)種類 D.分子種類
3.(2023·營口)古人用硫黃涂在松木片頂端制得“發(fā)燭”。“發(fā)燭”燃燒時產(chǎn)生一種有刺激性氣味的氣體，該氣體是( )
A.CO B.H2O C.SO2 D.N2
A
C
4.(2023·盤錦)實(shí)驗(yàn)課上，同學(xué)們設(shè)計了如下四個實(shí)驗(yàn)，能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖? )
A.探究燃燒條件之一：需要有氧氣 B.測定空氣中氧氣含量
C.探究物質(zhì)溶解性與溶質(zhì)的性質(zhì)有關(guān) D.驗(yàn)證質(zhì)量守恒定律
B
5.(2023·煙臺)實(shí)驗(yàn)設(shè)計的嚴(yán)謹(jǐn)性會直接影響實(shí)驗(yàn)結(jié)論的準(zhǔn)確性。下列設(shè)計不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖? )
A.探究鐵釘生銹需要氧氣
B.探究溫度對分子運(yùn)動速率的影響
C.驗(yàn)證質(zhì)量守恒定律
D.探究木炭燃燒的劇烈程度與氧氣濃度有關(guān)
C
6.(2023·寧夏)推理是重要的科學(xué)思維方法。下列推理正確的是( )
A.單質(zhì)是由同種元素組成的，則由同種元素組成的物質(zhì)一定是單質(zhì)
B.一定條件下，溶液是均一的、穩(wěn)定的，則均一的、穩(wěn)定的液體一定是溶液
C.某物質(zhì)在氧氣中燃燒生成二氧化碳和水，則該物質(zhì)一定含有碳、氫、氧三種元素
D.元素是質(zhì)子數(shù)相同的一類原子的總稱，則質(zhì)子數(shù)相同的原子一定屬于同種元素
D
能力提升
7.(2023·四川)老師組織同學(xué)們對質(zhì)量守恒定律進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究。回答下列問題。
(1)第1組設(shè)計了圖1實(shí)驗(yàn)方案，用電子秤稱量，讀取加入鹽酸前后的質(zhì)量，反應(yīng)的化學(xué)方程式為　 　，比較讀數(shù)發(fā)現(xiàn)反應(yīng)前后的質(zhì)量并不相等，其原因是　 　。
(2)第2小組設(shè)計了圖2實(shí)驗(yàn)方案，以解決第1小組遇到的問題。但有同學(xué)認(rèn)為會產(chǎn)生誤差，他的理由是氣球膨脹后不可忽略　 　的影響。老師肯定了該同學(xué)勇于質(zhì)疑、精益求精的科學(xué)精神。
Na2CO3+2HCl 2NaCl+H2O+CO2↑
==
的二氧化碳逸出裝置
反應(yīng)生成
浮力
(3)第3小組善于創(chuàng)新，設(shè)計了圖3實(shí)驗(yàn)方案，既達(dá)成本實(shí)驗(yàn)?zāi)康模部梢詼y定空氣中氧氣的含量。
①連接好裝置后，打開彈簧夾，推或拉注射器活塞，松開手后活塞回到原位，說明氣密性　 　(選填“好”或“不好”)。
②關(guān)閉彈簧夾，記錄注射器初始讀數(shù)，強(qiáng)光引燃白磷，冷卻后打開彈簧夾。為保證錐形瓶內(nèi)氧氣完全反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)應(yīng)采取的措施是　 　(寫一點(diǎn))；實(shí)驗(yàn)中需要測定的數(shù)據(jù)是錐形瓶(含導(dǎo)管)的容積、　 　。
好
足量(答案合理即可)
白磷需
注射器反應(yīng)前后的體積
8.(2023·湖北節(jié)選)某化學(xué)興趣小組利用過氧化氫溶液制取氧氣，并用燃燒法探究塑料的組成。
(1)圖1中鉑絲可催化過氧化氫分解產(chǎn)生氧氣。實(shí)驗(yàn)過程中，若觀察到安全管內(nèi)液面上升，說明裝置內(nèi)壓強(qiáng)過大，此時可以采取的安全措施是　 　。
圖1
移動鉑絲與溶液脫離(或打開彈簧夾)
(2)某塑料含有碳、氫元素，可能還含有氧元素和氯元素中的一種或兩種。該塑料充分燃燒除生成二氧化碳和水蒸氣外，還可能生成氯化氫氣體。取m g該塑料樣品與足量干燥的氧氣充分反應(yīng)，用圖2裝置吸收生成的氣體。實(shí)驗(yàn)過程中，觀察到裝置乙溶液中產(chǎn)生白色沉淀。當(dāng)氣體被充分吸收后，測得裝置甲、乙、丙的質(zhì)量在反應(yīng)前后分別增加m1 g、m2 g和 m3 g。(已知無水氯化鈣可作干燥劑，裝置氣密性良好，裝置甲、乙、丙、丁中試劑均足量)
圖2
(3)裝置乙溶液中產(chǎn)生白色沉淀，說明該塑料含有氯元素。產(chǎn)生白色沉淀的化學(xué)方程式為　 　。
(4)該塑料樣品中氫元素的質(zhì)量為 (用代數(shù)式表示)。
AgNO3+HCl AgCl↓+HNO3
==
g+ g
(5)關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是　 　(選填字母)。
A.該塑料中碳原子與氯原子的個數(shù)比為73m3∶88m2
B.若+m2+=m，則該塑料不含氧元素
C.若將裝置乙與丙互換，也能夠達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br/>D.若去除裝置丁，對測定氫元素的質(zhì)量無影響
ABD
考點(diǎn)2　化學(xué)方程式及化學(xué)反應(yīng)類型
針對訓(xùn)練
9.(2023·遼寧)我國明代科技著作《天工開物》中有利用爐甘石(主要成分是ZnCO3)火法煉鋅的工藝記載，其中的一個化學(xué)反應(yīng)為ZnCO3 ZnO+CO2↑，該反應(yīng)屬于( )
A.化合反應(yīng) B.分解反應(yīng) C.置換反應(yīng) D.復(fù)分解反應(yīng)
B
10.(2023·江蘇)下列HCl參與的反應(yīng)中，屬于化合反應(yīng)的是( )
A
11.(2023·河南)下列化學(xué)方程式符合題意且書寫正確的是( )
D
12.(2023·天津)在反應(yīng)C+2ZnO 2Zn+CO2↑中，下列說法正確的是( )
A.反應(yīng)前后各元素的化合價均無變化
B.反應(yīng)前后鋅元素的質(zhì)量沒有發(fā)生改變
C.參加反應(yīng)的碳與氧化鋅的質(zhì)量比為4∶27
D.反應(yīng)后固體質(zhì)量減輕，不遵守質(zhì)量守恒定律
B
13.(2023·重慶)《科學(xué)》刊登了用CO2為原料，不依賴光合作用人工合成淀粉的成果，其中第一步反應(yīng)如圖所示。下列說法正確的是( )
A.該反應(yīng)為置換反應(yīng)
B.反應(yīng)前后分子數(shù)目不相等
C.反應(yīng)前后原子數(shù)目不相等
D.反應(yīng)前后ZnO-ZrO2的質(zhì)量不相等
B
14.(2023·陜西節(jié)選)“天問一號”探測器的太陽能電池板使用的材料是硅。工業(yè)上利用石英砂(主要成分為SiO2)制取粗硅的反應(yīng)原理是SiO2+2C Si+2X↑，則X為　 　，該反應(yīng)屬于基本反應(yīng)類型中的　 　反應(yīng)。
CO
置換
15.(2020·廣州) 疊氮酸(HN3)常溫下是一種無色液體，其水溶液具有酸性，可與NaOH溶液反應(yīng)得到疊氮化鈉(NaN3)。某些汽車安全氣囊中裝有疊氮化鈉。
(1)疊氮酸在水溶液中解離出H+和 　(寫化學(xué)符號)。
(2)疊氮酸與NaOH溶液的反應(yīng)屬于　 　(寫基本反應(yīng)類型)。
(3)疊氮化鈉受熱分解時產(chǎn)生兩種單質(zhì)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為　 　。
　
復(fù)分解反應(yīng)
2NaN3 2Na+3N2↑
16.(2023·江蘇改編)十八世紀(jì)工業(yè)生產(chǎn)碳酸鈉的一種工藝流程如圖所示(反應(yīng)條件已略去)。下列說法正確的是( )
A.①屬于置換反應(yīng) B.②屬于復(fù)分解反應(yīng)
C.③屬于分解反應(yīng) D.④屬于化合反應(yīng)
D
17.(2023·江西)圖1是碳酸鈣D3片標(biāo)簽的部分信息。某化學(xué)社團(tuán)為測定該藥片中碳酸鈣的量是否與標(biāo)簽相符，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：取8片藥片，研碎后逐漸加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.3%的稀鹽酸，充分反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)相關(guān)數(shù)據(jù)如圖2所示(假設(shè)其他成分不參加反應(yīng))。
(1)配制7.3%的稀鹽酸，量取時需要用到膠頭滴管和　 　(寫一種儀器)。
(2)恰好完全反應(yīng)時消耗稀鹽酸的質(zhì)量為　 　g。
(3)計算每片藥片中碳酸鈣的質(zhì)量并判斷是否與標(biāo)簽相符。
量筒
100
(3)解：設(shè)參加反應(yīng)的碳酸鈣的質(zhì)量為x。
CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2↑
100　　　 73
x　　　　 100 g×7.3%
x=10 g
答：每片藥片中碳酸鈣的質(zhì)量與標(biāo)簽相符。
==

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