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第2講　質(zhì)量守恒定律　化學方程式
質(zhì)量守恒定律
1.質(zhì)量守恒定律及解釋
(1)概念:在化學反應里,參加化學反應的各物質(zhì)的　 　,等于反應后生成的各物質(zhì)的　 　。
(2)適用范圍:一切化學變化,不適用于物理變化。
(3)實質(zhì)
①化學變化的實質(zhì)是原子的重新組合過程。
質(zhì)量總和
質(zhì)量總和
②化學變化中的“六不變”及因果關(guān)系
(1)“各物質(zhì)”是指所有參與反應的反應物和生成物,包括固態(tài)、氣態(tài)、液態(tài)的所有物質(zhì)。
(2)“守恒”是指質(zhì)量守恒,并不是指體積等其他方面的守恒。
2.質(zhì)量守恒定律的驗證
(詳見[核心實驗　精要研析])
3.質(zhì)量守恒定律的應用
(1)推斷反應物、生成物的組成元素;推斷反應物或生成物的化學式。
(2)進行各物質(zhì)間質(zhì)量的計算。
(3)推斷反應物或生成物的化學式前面的化學計量數(shù)。
(1)有氣體參加或生成的反應要注意將氣體質(zhì)量計入總質(zhì)量。
(2)只有參加反應的部分才能計入總質(zhì)量,沒有參加反應的部分不能 計入。
1.下列說法不合理的是( )
A.100 g水加入100 g酒精形成200 g溶液,不能用質(zhì)量守恒定律解釋
B.2 g氫氣和16 g氧氣恰好反應,生成18 g水
C.木炭燃燒,固體質(zhì)量減小,但仍符合質(zhì)量守恒定律
D.化學變化前后原子種類和分子種類都不會改變
D
化學方程式
1.定義
用　 　表示化學反應的式子,又叫　 　。其中,參加反應的物質(zhì),叫作　 　;化學反應后產(chǎn)生的物質(zhì),叫作　 　。
2.意義
(1)質(zhì)的方面:表明　 　和　 　及反應條件。
(2)量的方面
宏觀上:表示　 　和　 　之間的質(zhì)量之比;
微觀上:表示反應物和生成物之間的　 　之比。
化學式
反應方程式
反應物
生成物
反應物
生成物
反應物
生成物
微觀粒子數(shù)目
3.如何書寫化學方程式
(1)書寫化學方程式的原則:　 　,寫出反應物和生成物的化學式;　 　,等號兩邊各種原子的種類和數(shù)目必須相同。
(2)書寫步驟
以科學實驗的事實為根據(jù)
以質(zhì)量守恒定律為根據(jù)
化學式
配平
條件
(1)在求算反應物和生成物的質(zhì)量比時,是化學計量數(shù)與相對分子(原子)質(zhì)量乘積之比,而非相對分子(原子)質(zhì)量之比。
(2)“↑”“↓”只能標注在生成物中,若反應物中有相同狀態(tài)的物質(zhì)存在時要省略。
2.下列關(guān)于3Fe+2O2 Fe3O4的敘述中,正確的是( )
A.表示鐵生銹的反應
B.表示鐵與氧氣在點燃的條件下反應生成氧化鐵
C.如果把反應條件“點燃”去掉,這個反應不符合客觀事實
D.上述反應中10 g Fe和10 g O2反應,能生成20 g Fe3O4
C
3.下列化學方程式書寫正確的是( )
D
根據(jù)化學方程式的計算
1.依據(jù):質(zhì)量守恒定律。
2.計算過程
以求6.8 g H2O2分解可以得到氧氣的質(zhì)量為例(化學方程式為2H2O2
2H2O+O2↑)
解題步驟 答題模板 答題細則
設:設未知量 解:設6.8 g H2O2分解可以得到氧氣的質(zhì)量為x。 細則1:設未知量時不
　
帶單位
(1)找相關(guān)量時,相應化學式前的化學計量數(shù)不能漏乘。
(2)計算過程中,已知量帶單位,未知量不帶單位;計算結(jié)果帶單位。
(3)已知量必須是純凈物的質(zhì)量(不包括未參加反應物質(zhì)的質(zhì)量),若是體積,需用密度換算成質(zhì)量;若為混合物的質(zhì)量,應先轉(zhuǎn)換成純凈物的質(zhì)量。
4.電解水的反應中,H2O、H2、O2的質(zhì)量比為( )
A.1∶16∶9 B.2∶16∶9
C.9∶1∶8 D.2∶1∶2
C
質(zhì)量守恒定律
[例1](2023懷化)一定條件下,下列物質(zhì)在密閉容器內(nèi)反應一段時間,測得反應前后各物質(zhì)的質(zhì)量關(guān)系如下表:
B
物質(zhì) X Y Z W
反應前質(zhì)量/g 5 2.2 16.2 0.9
反應后質(zhì)量/g a 4.4 8.1 1.8
根據(jù)上表信息判斷,下列說法中不正確的是( )
A.a=10 B.該反應屬于置換反應
C.Z為化合物 D.反應中Y、W兩種物質(zhì)發(fā)生改變的質(zhì)量比為22∶9
(1)化學反應中反應物的質(zhì)量減小、生成物的質(zhì)量增加。
(2)化學反應中質(zhì)量不變的物質(zhì)可能是反應的催化劑,也可能是與反應無關(guān)的雜質(zhì)等。
[變式訓練1] (2023衡陽)在一個密閉容器中,有甲、乙、丙、丁四種物質(zhì),一定條件下充分反應,測得反應前后各物質(zhì)的質(zhì)量如圖所示。下列說法正確的是( )
A.x=14
B.乙一定是催化劑
C.甲可能是單質(zhì)
D.丙和丁的相對分子質(zhì)量之比一定是9∶8
A
化學方程式的書寫
[例2](2023眉山)下列描述涉及反應的化學方程式正確的是( )
D
書寫化學方程式的常見錯誤
(1)不尊重科學事實,隨意臆造化學式或事實上不存在的化學反應。
(2)不遵守質(zhì)量守恒定律,化學方程式不配平,配平不完整或化學計量數(shù)不是最簡整數(shù)比。
(3)沒有按化合價正確書寫化學式,造成化學式書寫錯誤。
(4)寫錯或漏寫必要的反應條件,錯標或漏標“↑”和“↓”。
[變式訓練2](2022通遼)資源化利用CO2是實現(xiàn)“碳中和”的重要途徑, CO2光催化轉(zhuǎn)化為CH4的方法入選了2020年世界十大科技進展,如圖是該反應的微觀示意圖,下列說法不正確的是( )
A.該反應涉及一種單質(zhì),三種化合物
B.丙、丁兩種分子中都各含有10個電子
C.參加反應的甲、乙質(zhì)量之和等于生成的丙、丁質(zhì)量之和
D.反應中乙和丙變化的質(zhì)量比為1∶8
D
根據(jù)化學方程式的計算
[例3] (2023呼和浩特一模)從制造感光材料的含硝酸銀的廢液中提取貴金屬銀有重要的經(jīng)濟價值。取850 g含硝酸銀的廢液,向其中加入
1.6 g銅粉,二者恰好完全反應(廢液中其他成分不參與反應)。請計算此廢液中硝酸銀的質(zhì)量分數(shù)(要求寫出計算過程)。
[變式訓練3] (2023包頭)鐵銅金屬粉末常用于生產(chǎn)機械零件。為測定某鐵銅金屬粉末中鐵粉的含量,取20 g樣品于燒杯中,逐滴加入稀硫酸充分反應后,測得固體質(zhì)量隨加入稀硫酸的質(zhì)量關(guān)系如圖所示。計算:
(1)該金屬粉末中鐵粉的質(zhì)量分數(shù)。
(2)生成氫氣的質(zhì)量。
(3)所用稀硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)。
實驗突破4　質(zhì)量守恒定律的驗證
一、適用范圍:所有的化學變化。
二、實驗裝置
A　　　 B C
三、實驗原理及現(xiàn)象
1.(1)實驗A、B的反應原理:　 　。(用化學方程式表示,下同)
(2)實驗C的反應原理:　 　。
2.(1)實驗A的現(xiàn)象:①　 　;
②　 　;
(2)實驗B的現(xiàn)象:①　 　;②　 　(不考慮浮力的影響)。
(3)實驗C的現(xiàn)象:①　 　 ;②　 　。
有氣泡產(chǎn)生
天平不平衡(指針偏右)
有氣泡產(chǎn)生,氣球脹大
天平平衡
有藍色沉淀生成
天平平衡
四、實驗結(jié)論
1.裝置A反應前后稱量的質(zhì)量不相等,不能直接驗證質(zhì)量守恒定律,但反應的本身遵循質(zhì)量守恒定律。
2.裝置B、C反應前后稱量的質(zhì)量相等,能直接驗證質(zhì)量守恒定律。
五、實驗拓展
驗證質(zhì)量守恒定律時,若利用有氣體參與或生成的反應,則需在密閉裝置內(nèi)進行;若利用無氣體參與也無氣體生成的反應,則在密閉裝置或敞口裝置中均可進行。
B裝置中氣球的作用及影響
(1)調(diào)節(jié)錐形瓶內(nèi)的壓強,起緩沖作用。
(2)密封裝置,防止實驗時錐形瓶內(nèi)外的物質(zhì)發(fā)生交換,導致實驗失敗。
(3)若氣球鼓起太大,可能因浮力問題影響實驗測定結(jié)果。
[典例] (2023瀘州)老師組織同學們對質(zhì)量守恒定律進行了實驗探究?；卮鹣嚓P(guān)問題:
(1)第1小組設計甲圖的實驗方案,用電子秤稱量,讀取加入鹽酸前后的質(zhì)量。反應的化學方程式為　 　,比較讀數(shù)發(fā)現(xiàn)反應前后的質(zhì)量并不相等,其原因是　 _
。
(2)第2小組設計了乙圖方案,以解決第1小組遇到的問題。但有同學認為會產(chǎn)生誤差,他的理由是氣球膨脹后不可忽略　 　的影響。老師肯定了該同學勇于質(zhì)疑、精益求精的科學精神。
反應生成的二氧化碳
逸出裝置
浮力
(3)第3小組善于創(chuàng)新,設計了丙圖方案,既達成本實驗目的,還可以測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　 　(填“好”或“不好”)。②關(guān)閉彈簧夾,記錄注射器初始讀數(shù),強光引燃白磷,冷卻后打開彈簧夾。為保證錐形瓶內(nèi)氧氣完全反應,實驗應采取的措施是　 　(任答1點);實驗中需要測定的數(shù)據(jù)是錐形瓶(含導管)的容積、　 _
　。
好
白磷足量
注射器反
應前后的體積
1.(2023宜昌)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.濃硫酸敞口放置質(zhì)量增加
C.飽和硫酸鉀溶液升溫,溶液質(zhì)量不變
D.硫酸銅溶液和氫氧化鈉溶液混合,溶液質(zhì)量減小
D
2.下列能驗證質(zhì)量守恒定律的實驗是( )
B
3.除了元素種類、原子種類不變外,化學反應前后可能發(fā)生變化的為
( )
A.原子數(shù)目 B.分子數(shù)目
C.物質(zhì)種類 D.物質(zhì)的總質(zhì)量
4.(2023揚州)O2通過臭氧發(fā)生器轉(zhuǎn)化為O3,反應前后發(fā)生變化的是
( )
A.原子總數(shù) B.分子種類
C.元素種類 D.物質(zhì)的總質(zhì)量
B
B
5.(2023揚州)綠色植物通過光合作用將氣體X與H2O轉(zhuǎn)化為葡萄糖與O2,氣體X是( )
A.N2 B.Ar
C.CO2 D.SO2
6.(2023邵陽)在汽油中加入適量乙醇作為汽車燃料,可節(jié)省石油資源,并在一定程度上減少汽車尾氣污染。乙醇在空氣中充分燃燒的化學方程式為C2H5OH+3O2 2CO2+3X,試推測X的化學式是( )
A.H2 B.H2O
C.CO D.H2O2
C
B
7.(2023懷化)下列變化的化學方程式書寫不正確的是( )
A
8.在一定條件下,5 g A物質(zhì)和7 g B物質(zhì)恰好完全反應,只生成C、D兩種物質(zhì)。若生成6 g C,則生成D的質(zhì)量是( )
A.5 g B.6 g
C.7 g D.4 g
9.(2022呼和浩特)汽車尾氣處理系統(tǒng)中安裝了催化轉(zhuǎn)化器,反應過程微觀示意圖如圖。以下說法正確的是( )
B
D
10.(2023天津)在反應C+2ZnO 2Zn+CO2↑中,下列有關(guān)說法正確的是( )
A.反應前后各元素的化合價均無變化
B.反應前后鋅元素的質(zhì)量沒有發(fā)生改變
C.參加反應的碳與氧化鋅的質(zhì)量比為4∶27
D.反應后固體質(zhì)量減小,不遵循質(zhì)量守恒定律
B
11.已知一定質(zhì)量的純凈物A與32 g氧氣可進行充分燃燒,恰好完全反應后,生成18 g水和22 g二氧化碳。請回答以下問題。
(1)參加反應的物質(zhì)A的質(zhì)量為　 　。
(2)組成物質(zhì)A的元素為　 　。
(3)組成A物質(zhì)各元素的質(zhì)量比為　 　。
(4)物質(zhì)A最可能的化學式為　 　。
8 g
碳、氫
3∶1
CH4
12.(2023北京海淀區(qū)二模)進行如圖所示實驗。
(1)實驗A的錐形瓶中可觀察到的現(xiàn)象是　 _
　。
(2)實驗B不能驗證質(zhì)量守恒定律的原因是　 　。
(3)若實驗C能驗證質(zhì)量守恒定律,則可能的藥品組合有　 　(填字母)。
a.Fe和CuSO4溶液
b.Cu和稀硫酸
c.Fe2O3和稀鹽酸
析出銀白色固體,溶液由無
色變藍色
反應生成的氫氣逸出裝置
ac
1.(2023綏化)在化學反應A+2B C+2D中,已知C和D的相對分子質(zhì)量之比是22∶9,當6.4 g B與足量A完全反應后,生成3.6 g D。則在此反應中,B和C的質(zhì)量比是( )
A.8∶11 B.2∶11
C.16∶11 D.16∶9
C
2.(2023呼和浩特一模)近年來我國航天事業(yè)迅速發(fā)展,彰顯了我國科技力量的日益強大。某種火箭推進劑利用肼和四氧化二氮發(fā)生反應產(chǎn)生推力,反應的微觀示意圖如下:
下列有關(guān)說法錯誤的是( )
A.該反應的產(chǎn)物對環(huán)境都沒有污染
B.肼的化學式為N2H4
C.該反應過程中原子和分子的個數(shù)均不發(fā)生改變
D.理論上該反應用到的肼和四氧化二氮兩種原料的質(zhì)量比為16∶23
C
3.已知某純凈物2.3 g在足量的氧氣中充分燃燒后,生成4.4 g二氧化碳和2.7 g水。下列關(guān)于該純凈物組成的說法正確的是( )
A.只含有碳、氫元素
B.一定含有碳、氫、氧三種元素
C.一定含有碳、氫元素,可能含有氧元素
D.一定含有碳元素,可能含有氫、氧元素
B
4.(2023濱州)密閉容器內(nèi)有甲、乙、丙、丁四種物質(zhì),在一定條件下充分反應,測得反應前后各物質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)如圖所示。下列說法正確的是( )
A.物質(zhì)甲是生成物
B.反應后乙物質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)是18%
C.該化學反應中甲、乙兩物質(zhì)的質(zhì)量比是14∶3
D.物質(zhì)丁一定是該反應的催化劑
C
5.一定條件下,在密閉容器內(nèi)發(fā)生的某化學反應,測得t1s和t2s時各物質(zhì)的質(zhì)量見下表,下列說法正確的是( )
B
物質(zhì) M N P Q
t1s時的質(zhì)量/g 51 9 3 17
t2s時的質(zhì)量/g 23 3 x 51
A.x的值是0
B.M與N的質(zhì)量變化比為14∶3
C.Q可能是單質(zhì)
D.該反應一定是分解反應
6.(2023濰坊)某化學反應在密閉容器中進行,各物質(zhì)的分子數(shù)目、質(zhì)量隨時間變化情況如圖甲、圖乙所示。下列說法錯誤的是( )
C
A.Z一定屬于化合物
B.參加反應的X與Y的質(zhì)量比為3∶14
C.反應前后分子總數(shù)不變
D.Y與Z的相對分子質(zhì)量之比為28∶17
甲　 乙
7.(2023重慶A)《科學》刊登了用CO2為原料,不依賴光合作用人工合成淀粉的成果,其中第一步反應如圖所示。下列說法正確的是( )
A.該反應為置換反應
B.反應前后分子數(shù)目不相等
C.反應前后原子數(shù)目不相等
D.反應前后ZnO-ZrO2的質(zhì)量不相等
B
8.(2022仙桃)現(xiàn)有C、Fe、CO2、稀鹽酸、NaOH溶液、CuSO4溶液、AgNO3溶液 、KCl 溶液八種物質(zhì),請選擇適當?shù)奈镔|(zhì)按要求書寫化學方程式(每種物質(zhì)只能選用一次):
(1)中和反應:　 　;
(2)化合反應:　 　;
(3)有亮紅色固體生成的置換反應:　 　;
(4)有白色沉淀生成的復分解反應:　 　。
9.(2023陜西)學習小組同學利用下圖實驗,回收實驗室廢棄的銅粉與鐵粉混合物中的銅粉。
(1)反應生成氫氣的質(zhì)量是　 　g。
0.4
(2)計算上述實驗回收銅粉的質(zhì)量。(忽略回收過程中銅粉的損失)
(3)上述實驗所用稀硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)　 　(填“可能”或“不可能”)是15%。
不可能
1.(2023吉林)化學興趣小組用氣密性良好的不同裝置進行下列實驗,驗證質(zhì)量守恒定律。
(1)實驗一:稱量裝置和藥品的總質(zhì)量為m1,保持裝置密閉,使紅磷燃燒,待裝置冷卻后,再次稱量裝置和藥品的總質(zhì)量為m2,m1與m2的大小關(guān)系是m1　 　m2;
=
(2)實驗二:將氣球中的碳酸鈉粉末倒入錐形瓶中,觀察到的現(xiàn)象是
　 　;
(3)為克服實驗二中氣球受浮力的影響,在實驗三中利用硬塑料瓶改進實驗裝置,用電子天平稱量裝置和藥品的總質(zhì)量,接下來的實驗操作是
　 　,待反應結(jié)束后,再次稱量裝置和藥品的總質(zhì)量,電子天平示數(shù)不變;
(4)化學反應遵守質(zhì)量守恒定律,其微觀原因是　 _
　。
產(chǎn)生氣泡,氣球膨脹,電子天平示數(shù)減小
傾斜瓶子,使稀鹽酸和碳酸鈉混合
反應前后原子種類、
個數(shù)和質(zhì)量都不變
2.(2023通遼霍林郭勒模擬)興趣小組為了測定某Ba(OH)2溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù),進行了如下實驗:取200 g該溶液于燒杯中,向其中逐漸加入一定溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的稀硫酸,測得產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量及燒杯中溶液的導電性(沉淀和水幾乎不導電)與加入稀硫酸的質(zhì)量關(guān)系如表和圖所示。回答下列問題:
加入稀硫酸的質(zhì)量/g 20 50 100 150
產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量/g 4.66 a 23.3 b
(1)A點時溶液中的溶質(zhì)是　 　;
(2)恰好完全反應時,消耗稀硫酸的質(zhì)量為　 　 g;
(3)表格中b=　 　;
氫氧化鋇
100
23.3
(4)計算該Ba(OH)2溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)。(寫出計算過程)
謝謝觀賞！

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