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質量守恒定律
實驗 質量守恒定律的驗證
同學們學習了質量守恒定律后，在實驗室設計并完成了如下實驗，以驗證質量守恒定律。
第 13 講 質量守恒定律
第 13 講 質量守恒定律
（1）圖 A 先用電子天平秤量總質量，再將錐形瓶置于陶土網上用酒精燈加
熱，反應的化學方程式為 _______________________。 實驗現象為 ___________________，氣球 ________________，冷卻后再次稱量，電
子天平兩次示數相等。
（2）該實驗的注意事項是 ______________________________________________。
（3）乙同學用圖 B 所示裝置研究質量守恒定律。 寫出反應的化學方程式：________________________________， 一段時間后發現天平的指針偏右。 造成天平的指針向右偏轉的原因是____________________________________________
____________________________________________________________。
2Cu+O2 2CuO
△
固體由紅色變為黑色
先變大后變小
裝置氣密性要良好（或冷卻后再洗滌儀器等合理即可）
生成的二氧化碳氣體逸散到空氣中，造成左側質量減小
Na2CO3+2HCl 2NaCl+H2O+CO2↑
（4）丙同學用圖 C 實驗驗證了質量守恒定律。C 實驗能在敞口容器中進行的原因是 ____________________________，寫出反應的化學方程式：_________________________________。
（5）丁同學用圖 D 中鎂帶在空氣中燃燒的實驗來探究質量守恒定律。 鎂條燃燒時，發出________________，放出熱量，生成 ________固體。 實驗時發現一定質量的鎂完全燃燒后留下的固體質量比反應前鎂帶的質量輕，聯系實驗現象，可能的原因是 _________________________________。
（6）以上四個實驗，_________（填字母，下同）能驗證質量守恒定律，________ 不能直接驗證質量守恒定律。
第 13 講 質量守恒定律
耀眼的白光
白色
燃燒生成的固體沒有被全部收集
AC
BD
反應過程中沒有氣體參與和生成
Fe+CuSO4 FeSO4+Cu
（7）［意外現象分析］圖 B 實驗，小明改用如圖甲裝置，當反應結束時，氣球已經完全鼓起，小明發現天平的指針已經向右偏了。 小明又重新稱量，記錄了數據。 他感到困惑：其他操作均正常，實驗現象與數據為何與預測結果不符？ 你認為出現該實驗現象的合理解釋最應該是下列中的 ______（填選項字母）。
A． 該反應前后原子的種類、數目變少
B． 該反應生成物的總質量小于反應物的總質量
C． 空氣的浮力作用干擾了實驗結果
D． 生成氣體的反應不遵守質量守恒定律
創新考法
第 13 講 質量守恒定律
C
（8）［創新裝置］某實驗小組用蠟燭（由石蠟和棉芯制成）進行驗證質量守恒定律的實驗。
Ⅰ. 將一根蠟燭放在電子秤上，點燃后記錄數據，一段時間后示數變小。
第 13 講 質量守恒定律
Ⅱ. 如圖乙，將另一根蠟燭點燃后，立即在火焰上方罩一個塑料瓶（底部已剪掉，內部填充有足量的堿石灰，可吸收二氧化碳和水），記錄數據，發現示數不斷增大。兩次實驗的結果均不符合質量守恒定律反應前后物質總質量不變的規律，請解釋原因：
①______________________________________________________________；
②____________________________________________________________________________________________________________________________。
第 13 講 質量守恒定律
①實驗Ⅰ中蠟燭燃燒生成的水蒸氣和二氧化碳逸散到空氣中
②實驗Ⅱ中蠟燭燃燒生成的水蒸氣和二氧化碳氣體被堿石灰吸收，氧
氣不斷參與反應
■題型一 質量守恒定律的驗證
思路點撥
第 13 講 質量守恒定律
題型解法
1. 明確質量守恒定律只適用于化學變化。
2. 在驗證時，對于有氣體參加或生成的反應，要在密閉容器中進行，若在敞口容器中進行，造成反應前后天平不平衡，不能說這個反應不遵循質量守恒定律（所有的化學變化都遵循質量守恒定律），而應改進實驗裝置或更換藥品試劑，重新進行實驗。
第 13 講 質量守恒定律
例 1 ［2024·唐山路南區二模改編］根據如圖所示實驗回答問題。
（1）如圖是測定空氣中氧氣的含量并驗證質量守恒定律的實驗，在加入白磷前應先 _______________________________，該實驗用注射器的優點是 ______________________________________________。
（2）從微觀角度解釋質量守恒的原因：____________________________________________。
第 13 講 質量守恒定律
檢查裝置的氣密性
測空氣中氧氣含量時便于讀數（合理即可）
化學反應前后原子種類、數目、質量都不變
拓題一 （3）該實驗反應的化學方程式為 _________________________，若最后測得的空氣中氧氣的質量分數偏大，可能的原因是 ___________________________________。若稱量點燃白磷前后整個裝置（包括裝置內試劑）的質量，但發現兩次讀數并不相等，那么是不是說明該反應不遵循質量守恒定律？ _______________________________________________________________________。
第 13 講 質量守恒定律
4P+5O2 2P2O5
點燃
彈簧夾未夾緊（合理即可）
不是，反應前后質量不相等，可能是裝置漏氣，一切化學變化都遵循質量守恒定律
拓題二 （4）白磷的用量對驗證質量守恒定律和測定空氣中氧氣的含量是否有影響，談談你的看法：
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
第 13 講 質量守恒定律
白磷的量不足對空氣中氧氣含量的測定實驗有影響，因為白磷量不足，不能充分將空氣中的氧氣消耗完，使測定的結果偏小，但是對質量守恒定律的驗證沒有影響，因為是在密閉容器中，反應前后總質量不變，白磷的量不足，不會影響天平的平衡
■題型二 未知化學式的推斷
思路點撥
題型解法
根據質量守恒定律實質：反應前后，原子種類、數目均不變，觀察給出的反應的化學方程式，分別判斷等號兩邊除未知物質外其他元素所含原子的種類和數目，則等號兩邊相差的原子的種類和數目即為 X（或 nX）中所含的原子的種類和數目，進而推斷出 X 的化學式。
第 13 講 質量守恒定律
例 2 ［2021·河北 5 題］利用催化劑將廢氣中的二氧化碳轉化為燃料 X，是實現“碳中和”的路徑之一。 該反應的化學方程式為 CO2+3H2 X+H2O，X 的化學式為 （ ）
A. CO B. CH4 C. CH3OH D. C2H5OH
C
第 13 講 質量守恒定律
催化劑
衍生 化學式及化學計量數同時考查
發射通訊衛星的火箭助推器中發生下列化學反應：2N2Hx+N2O4 yN2+4H2O，其中 x、y 的數值是 （ ）
A． 3、4 B． 4、4
C． 4、3 D． 3、3
C
第 13 講 質量守恒定律
點燃
■題型三 微觀反應示意圖的應用
思路點撥
題型解法
解答微觀反應示意圖類試題時，首先明確每個“小球”代表的原子種類及對應原子個數，去除不參加反應的微觀粒子，寫出反應物和生成物的化學式，配平，標注條件，寫出反應的化學方程式，再據此回答有關問題。
第 13 講 質量守恒定律
第 13 講 質量守恒定律
例 3 ［2023·河北 5 題］《天工開物》中記載了用黏土燒制磚的過程，如圖所示為該過程中某反應的示意圖（其中 “ ”“ ”和“ ”分別代表不同元素的原子）。則微粒 X 中 （ ）
A． 只含有 B． 一定含有 和
C． 一定含有 和 D． 一定含有 、 和
B
類題 2024 年 2 月 4 日，我國化學家利用碳化鉬負載金催化劑實現了直接用水作為氫源的乙炔加氫制乙烯的新反應過程。 其反應微觀示意圖如圖所示，下列有關說法錯誤的是 （ ）
A． 乙烯的化學式為 C2H4
B． 參加反應的乙炔和水的分子個數比為 1∶1
C． 碳化鉬負載金催化劑在反應前后性質不變
D． 該反應前后各種原子的數目不變
C
第 13 講 質量守恒定律
■題型四 密閉容器中化學反應的數據分析
思路點撥
第 13 講 質量守恒定律
題型解法
1. 解答密閉容器中化學反應的數據分析類試題時，首先根據反應前后各物質的質量總和不變，計算出未知物的質量，然后利用反應物質量會減小，生成物質量會增加，判斷出反應物和生成物，最后再進行反應類型和物質種類的判斷以及計算反應的質量比等。
2. 催化劑的特點：“一變，兩不變”。 某物質在化學反應前后質量沒有改變，則該物質可能為該反應的催化劑也可能沒有參加反應。
第 13 講 質量守恒定律
例 4［2024·河北 6 題］當前，氨氣（NH3）的能源化應用逐漸成為研究熱點。 工業上常用氮氣和氫氣合成氨氣，一定條件下，在密閉容器中加入反應物和催化劑進行該反應，反應前后各物質的質量如圖所示，圖中有兩處被墨跡遮蓋。 下列說法正確的是 （ ）
A. 反應后催化劑的質量為 8 g
B. 參加反應的氫氣質量為 6 g
C. 氨氣分子的微觀示意圖為
D. 參加反應的氮氣和生成的氨氣分子個數比為 4∶1
B
第 13 講 質量守恒定律
衍生一 表格數據
在一密閉容器中加入 a、b、c、d 四種物質， 測得反應前后各物質的質量如下表。 下列說法正確的是 （ ）
A． x 等于 100
B. b 可能是單質
B． c 一定是催化劑
D． 參加反應的 a 與 d 的質量比為 3∶8
A
第 13 講 質量守恒定律
衍生二 扇形統計圖
密閉容器內有甲、乙、丙、丁四種物質，在一定條件下充分反應，測得反應前后各物質的質量分數如圖所示。 下列說法正確的是 （ ）
A． 物質甲是生成物
B． 反應后乙物質的質量分數是 17%
C． 該化學反應中乙、丙兩物質的質量比是 17∶5
D． 物質丁一定是該反應的催化劑
C
第 13 講 質量守恒定律
■考點 質量守恒定律（必考）
質量守恒定律
內容：參加化學反應的各物質的①__________，等于反應后生成的各物質的②_________
適用范圍：所有的化學變化，不適用于物理變化
實質：分子分裂為原子，原子的重新組合
第 13 講 質量守恒定律
質量總和
質量總和
化學反應過程中的“變”與“不變”
宏觀———元素的③______、質量不變；反應前后物質的 ④______ 不變
微觀———原子的種類、⑤______、質量不變
六個一定不變
種類
總質量
第 13 講 質量守恒定律
宏觀———物質⑥______ 一定改變
微觀———分子種類一定改變
兩個一定改變
宏觀———物質組成元素的化合價可能改變
微觀———分子總數可能改變
兩個可能改變
數目
種類
質量守恒定律的應用
a. 推斷物質的組成：依據化學反應前后元素種類不變
b. 確定物質的化學式：依據化學反應前后原子的種類和數目不變
c. 推斷反應中的化學計量數：依據化學反應前后原子的數目不變
d. 解釋反應前后物質的質量變化及計算某一物質的質量：依據化學反應中反應物和生成物的總質量不變
第 13 講 質量守恒定律
質量守恒定律的驗證（詳見本講中基礎實驗過關）
1. 質量守恒定律只強調質量守恒，不包括分子個數、體
積等。
2. 質量守恒指參加化學反應的各物質的質量總和與生成的各物質的質量總和相等，不包括未參加反應的物質的質量，也不包括雜質的質量。
滿分備考
第 13 講 質量守恒定律
下列現象中，能否用質量守恒定律解釋（選填“能”或“不能）。
①蔗糖溶于水，總質量不變 _______ ②10 mL 水與 10 mL 酒精混合后體積小于 20 mL_______
③打開盛酒精的試劑瓶瓶蓋，酒精質量逐漸變小 _______
小實例辨析
不能
不能
不能
易錯歸納
判斷下列說法是否正確，正確的打“√”，錯誤的打“×”并改正或舉出反例。
1. 10 g 水加熱變成 10 g 水蒸氣，這一變化遵循質量守恒定律。（ ）
_________________________________________________________________
2. 蠟燭燃燒，質量減少，不遵循質量守恒定律。 （ ）
____________________________________________________________________
___________________________________
×
水變為水蒸氣是物理變化，不適用于質量守恒定律。
×
蠟燭燃燒生成二氧化碳氣體和水，二氧化碳氣體逸散到空氣中了，所以質量減少，但仍遵循質量守恒定律。
第 13 講 質量守恒定律
3. 3 g 碳和 10 g 氧氣充分反應一定能生成 13 g 二氧化碳。 （ ）
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
_________________________________________________
4. 化學反應前后，原子的種類、數目、質量不變，分子的數目一定變。（ ）
_________________________________________________________________
5. 某化合物在氧氣中完全燃燒，生成二氧化硫和水，則該化合物中一定含硫、氫、氧三種元素。 （ ）
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
×
水由水分子構成，一個水分子由3 g 碳和 10 g 氧氣并不是恰好反 應，不能簡單的加和，根據化學方程式計算可知實際參加反應的氧氣只有 8 g， 故 3 g 碳和 10 g 氧氣充分反應生成 11 g 二氧化碳。
×
第 13 講 質量守恒定律
化學反應前后，分子的數目可能變，也可能不變。
×
根據質量守恒定律，生成物中的硫、氫元素一定來自該化合物，氧元素可能來自于氧氣，也可能來自該化合物，故不能確定該物質中是否含氧元素。

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