課題1質(zhì)量守恒定律一、學(xué)習(xí)目標(biāo)一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.通過實驗探究認(rèn)識質(zhì)量守恒定律，了解常見的化學(xué)反應(yīng)中的質(zhì)量關(guān)系2．從微觀角度解釋質(zhì)量守恒定律并認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)3．化學(xué)方程式的表達(dá)意義二二、重難點重點：質(zhì)量守恒定律的定義及其應(yīng)用難點：實驗探究認(rèn)識質(zhì)量守恒定律三三、考點精講三、考點精講1.質(zhì)量守恒定律（1）質(zhì)量守恒定律的定義：參加化學(xué)反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量總和等于反應(yīng)后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和。（2）質(zhì)量守恒定律的理解：①正確理解“參加”的含義，沒有參加反應(yīng)或者反應(yīng)后剩余物質(zhì)的質(zhì)量不計算在內(nèi)；②質(zhì)量守恒定律的適用范圍是化學(xué)變化，不適用于物理變化，任何化學(xué)變化都遵循質(zhì)量守恒定律；③注意“各物質(zhì)”的質(zhì)量總和，不能遺漏任一反應(yīng)物或生成物，尤其是氣體物質(zhì)；④此定律強(qiáng)調(diào)的是“質(zhì)量守恒”，不包括體積等其它方面的守恒。（3）質(zhì)量守恒定律實驗探究實驗A實驗B實驗裝置及藥品實驗現(xiàn)象生成藍(lán)色沉淀，天平平衡（填“平衡”“偏左”或“偏右”）。產(chǎn)生大量氣泡，天平偏右（填“平衡”“偏左”或“偏右”）。現(xiàn)象出現(xiàn)的原因生成的沉淀在燒杯中，生成物沒減少是否遵循質(zhì)量守恒定律遵循（填“遵循”或“不遵循”）。產(chǎn)生的氣體逸出，生成物減少是否遵循質(zhì)量守恒定律遵循（填“遵循”或“不遵循”）。驗證質(zhì)量守恒定律的實驗中，有氣體參加或生成的反應(yīng)，一定要在密閉容器中進(jìn)行，否則天平會不平衡，造成這種現(xiàn)象的原因一般是生成的氣體逸出或外界氣體進(jìn)入裝置。不涉及氣體的反應(yīng)可以在開放容器中進(jìn)行。（4）質(zhì)量守恒定律的“六個不變”“兩個一定變”“兩個可能變”物質(zhì)總質(zhì)量不變物質(zhì)種類一定變宏觀元素種類不變②兩個一定變六個不變元素質(zhì)量不變分子種類一定變原子種類不變分子數(shù)目可能變微觀原子數(shù)目不變③兩個可能變原子質(zhì)量不變元素化合價可能變（5）質(zhì)量守恒的微觀原因（即本質(zhì)）：化學(xué)反應(yīng)的實質(zhì)就是反應(yīng)物的分子分裂為原子，原子又重新組合成新的分子，在反應(yīng)前后原子的種類沒變，原子的數(shù)目沒有增減，原子的質(zhì)量沒有變化，所以化學(xué)反應(yīng)前后各物質(zhì)的質(zhì)量總和必然相等2.化學(xué)方程式（1）化學(xué)方程式是用化學(xué)式表示化學(xué)反應(yīng)的式子。通常用“△”表示反應(yīng)需要加熱，用“↑”或“↓”注明生成物是氣體或沉淀。（2）化學(xué)方程式的意義及讀法化學(xué)方程式（2H2+O2點燃2H2O）意義讀法宏觀角度表明了反應(yīng)物、生成物和反應(yīng)條件。氫氣和氧氣在點燃條件下反應(yīng)生成水。微觀角度表明各物質(zhì)之間微粒數(shù)目比（化學(xué)計量數(shù)）。每2個氫分子和1個氧分子在點燃的條件下反應(yīng)生成2個水分子。量的角度表明各物質(zhì)之間的質(zhì)量比（物質(zhì)相對分子質(zhì)量×化學(xué)計量數(shù)）。每4份質(zhì)量的氫氣和32份質(zhì)量的氧氣在點燃的條件下反應(yīng)生成36份質(zhì)量的水。典型例題1：把一定質(zhì)量的甲、乙、丙、丁四種物質(zhì)放入一密閉容器中，在一定條件下反應(yīng)一段時間后，測得反應(yīng)后各物質(zhì)的質(zhì)量如下表所示。下列說法正確的是（）物質(zhì)甲乙丙丁反應(yīng)前的質(zhì)量/g301052反應(yīng)后的質(zhì)量/g1005aA．a(chǎn)等于30 B．該反應(yīng)為分解反應(yīng)C．丙一定是該反應(yīng)的催化劑 D．參加反應(yīng)的甲、乙質(zhì)量比為2∶1【答案】D【解析】A、根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)后物質(zhì)丁的質(zhì)量a=（30+10+5+2）（10+0+5）=32，錯誤；B、由表格信息可知，反應(yīng)后甲的質(zhì)量減少了20g，是反應(yīng)物；乙的質(zhì)量減少了10g，是反應(yīng)物；丙的質(zhì)量不變，可能是催化劑或者是雜質(zhì)，由a=32可知，反應(yīng)后丁的質(zhì)量增加了30g，是生成物，則該反應(yīng)的反應(yīng)物是甲和乙兩種，生成物是丁，符合“多變一”的特點，屬于化合反應(yīng)，錯誤；C、丙物質(zhì)在反應(yīng)前后質(zhì)量不變，丙物質(zhì)可能不參加該反應(yīng)，也可能為反應(yīng)的催化劑，錯誤；D、參加反應(yīng)的甲的質(zhì)量為30g10g=20g，參加反應(yīng)的乙的質(zhì)量為10g0g=10g，則參加反應(yīng)的甲、乙質(zhì)量比為20g：10g=2：1，正確。典型例題2：化學(xué)興趣小組用不同裝置進(jìn)行下列實驗，驗證質(zhì)量守恒定律。(1)實驗一：為確保實驗成功，必須在容器中進(jìn)行實驗；(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，白色固體消失，氣球膨脹，受浮力影響電子天平示數(shù)減小；(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(jìn)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，待反應(yīng)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(xué)反應(yīng)遵守質(zhì)量守恒定律，其微觀原因是。【答案】(1)密閉(2)產(chǎn)生氣泡(3)將裝置傾斜，使碳酸鈉與鹽酸接觸(4)化學(xué)反應(yīng)前后原子種類、個數(shù)、質(zhì)量不變【解析】（1）紅磷燃燒需要消耗氧氣，為驗證質(zhì)量守恒定律，化學(xué)反應(yīng)中有氣體參加或生成時應(yīng)在密閉容器中進(jìn)行；（2）碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉、水和二氧化碳，實驗二中將氣球中的碳酸鈉粉末倒入錐形瓶中，觀察到的現(xiàn)象是產(chǎn)生氣泡，白色固體消失，氣球膨脹，電子天平示數(shù)減小；（3）在實驗三中利用硬塑料紙改進(jìn)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傾斜瓶子，使稀鹽酸和碳酸鈉混合，待反應(yīng)結(jié)束后，由于二氧化碳沒有逸出，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(xué)反應(yīng)遵守質(zhì)量守恒定律，其微觀原因是反應(yīng)前后原子種類、個數(shù)和質(zhì)量都不變。【鞏固提升】1．氨催化氧化是制硝酸的主要反應(yīng)之一，該反應(yīng)的微觀模擬示意圖如圖。下列說法正確的是（）A．反應(yīng)前后原子種類不變B．乙的相對分子質(zhì)量為32gC．反應(yīng)過程各物質(zhì)的分子保持不變D．這個反應(yīng)是分解反應(yīng)【答案】A【解析】依據(jù)圖示的分子結(jié)構(gòu)可知該反應(yīng)的化學(xué)方程式為4NH3+5O2一定條件4NO+6H2OA、由質(zhì)量守恒定律可知，反應(yīng)前后原子的種類不變，正確；B、相對分子質(zhì)量的單位不是“g”而是“1”，通常省略不寫，錯誤；C、對比反應(yīng)前后的微粒的構(gòu)成可知，反應(yīng)過程各物質(zhì)的分子發(fā)生了改變，錯誤；D、由反應(yīng)微觀過程圖可知，該反應(yīng)的反應(yīng)物是兩種，生成物是兩種，不屬于分解反應(yīng)，錯誤。2.植物的光合作用可表示為：水+二氧化碳葉淀粉+氧氣，由此推斷淀粉中（）A．一定含有碳、氫、氧元素 B．一定含有碳、氧元素，可能含有氫元素C．一定含有碳、氫元素，可能含有氧元素 D．一定含有氫、氧元素，可能含有碳元素【答案】C【解析】根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知在化學(xué)反應(yīng)前后，元素的種類不變，生成物氧氣中含有氧元素，那么反應(yīng)物中的碳元素、氫元素一定在淀粉中，淀粉中是否含有氧元素?zé)o法確定。所以淀粉中含有碳元素和氫元素，可能含有氧元素。3.探究實驗實驗現(xiàn)象：①實驗1：白磷燃燒，產(chǎn)生大量，放出大量的熱，氣球鼓起，冷卻后氣球變癟，最終天平平衡。②實驗2：鐵釘表面有析出，溶液由逐漸變?yōu)椋瑢嶒灲Y(jié)束后天平平衡。③實驗3：燒杯中，實驗結(jié)束后天平指針。實驗結(jié)論參加化學(xué)反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量總和反應(yīng)后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和。【答案】①白煙②紅色固體藍(lán)色淺綠色③有大量氣泡產(chǎn)生向右偏轉(zhuǎn)等于【解析】①白磷燃燒的化學(xué)方程式為4P+5O2點燃2P2O5，燃燒產(chǎn)生大量白煙，放出大量的熱，氣球鼓起，冷卻后氣球變癟，最終天平平衡，參加反應(yīng)的物質(zhì)質(zhì)量總和等于生成物質(zhì)量總和；②實驗二的化學(xué)方程式是Fe+CuSO4=FeSO4+Cu，鐵釘表面覆蓋一層紅色固體（Cu），溶液由藍(lán)（Cu2+）變淺綠色（Fe2+），天平最終保持平衡，參加反應(yīng)的物質(zhì)質(zhì)量總和等于生成物質(zhì)質(zhì)量總和；③實驗三的化學(xué)方程式是2HCl+Na2CO3=2NaCl+H2O+CO2↑，溶液中有氣泡產(chǎn)生，固體逐漸減少，反應(yīng)完成后，天平不平衡，指針向右偏轉(zhuǎn)，因為左邊反應(yīng)生成氣體，質(zhì)量變小了，所以指針偏右；實驗結(jié)論：由上述實驗可得，參加化學(xué)反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量總和等于反應(yīng)后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和。【課后練習(xí)】1.下列現(xiàn)象不能用質(zhì)量守恒定律解釋的是（）C．5g鎂條在足量氧氣中完全燃燒后所得固體質(zhì)量大于5gD．1g碳酸鈉粉末加入到盛有4g稀鹽酸的燒杯中，最終燒杯中剩余物的質(zhì)量小于5g【答案】B【解析】A、質(zhì)量守恒定律適用于一切化學(xué)反應(yīng)，根據(jù)化學(xué)方程式的質(zhì)量關(guān)系S+O2點燃SO2，323264能用質(zhì)量守恒定律解釋，正確；B、氫氧化鈉固體溶于水發(fā)生的是物理變化，不能用質(zhì)量守恒定律解釋，錯誤；C、鎂條在空氣中燃燒，與氧氣反應(yīng)生成氧化鎂，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，且生成物比鎂條重，能用質(zhì)量守恒定律解釋，正確；D、碳酸鈉粉末與鹽酸反應(yīng)生成的二氧化碳?xì)怏w逸散到空氣中，所以反應(yīng)后剩余物減少，能用質(zhì)量守恒定律解釋，正確。2.化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)展現(xiàn)了化學(xué)課程對學(xué)生發(fā)展的重要價值，下列說法正確的是（）A．化學(xué)觀念：化學(xué)反應(yīng)前后，元素的種類一定不變，元素的質(zhì)量不一定改變B．科學(xué)思維：化學(xué)反應(yīng)一定遵守質(zhì)量守恒定律，則質(zhì)量不變的變化一定是化學(xué)變化C．科學(xué)探究與實踐：火柴梗平放入蠟燭火焰中約1s后取出，探究火焰哪層溫度最高D．科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：實驗后的廢液集中處理，不符合綠色化學(xué)理念【答案】C【解析】A、根據(jù)質(zhì)量守恒定律，化學(xué)反應(yīng)前后，元素的種類一定不變，元素的質(zhì)量一定不變，錯誤；B、化學(xué)反應(yīng)一定遵守質(zhì)量守恒定律，但質(zhì)量不變的變化不一定是化學(xué)變化，如冰熔化成水屬于物理變化，但前后質(zhì)量也不改變，錯誤；C、溫度越高，木條炭化的越快，將火柴梗迅速平放入蠟燭的火焰中約1s后取出，可以看到接觸外焰處的火柴梗最先炭化，說明外焰溫度最高，正確；D、實驗后的有害廢液收集后集中處理，能減少環(huán)境污染，符合綠色化學(xué)理念，錯誤。3.一定條件下，甲、乙、丙、丁四種物質(zhì)在密閉容器中發(fā)生反應(yīng)，已知反應(yīng)前后各物質(zhì)的質(zhì)量如圖，下列說法不正確的是（）A． B．丁一定是化合物C．該反應(yīng)為分解反應(yīng) D．參加反應(yīng)的甲、乙質(zhì)量比為【答案】C【解析】A、由表中數(shù)據(jù)分析可知，反應(yīng)前、后甲的質(zhì)量減少了30g2g=28g，所以甲是反應(yīng)物，參加反應(yīng)的質(zhì)量為28g；同理可以確定乙是反應(yīng)物，參加反應(yīng)的質(zhì)量為10g4g=6g；丙的質(zhì)量不變，可能作該反應(yīng)的催化劑，也可能沒有參加反應(yīng)；由質(zhì)量守恒定律，丁應(yīng)是生成物，生成的質(zhì)量為28g+6g=34g，所以m的數(shù)值為5+34=39，正確；B、該反應(yīng)的反應(yīng)物為甲和乙，生成物是丁，符合“多變一”的形式，屬于化合反應(yīng)，丁是化合反應(yīng)的生成物，一定由不同種元素組成，所以丁一定是化合物，正確；C、該反應(yīng)的反應(yīng)物為甲和乙，生成物是丁，符合“多變一”的形式，屬于化合反應(yīng)，錯誤；D、由選項A的分析可知，參加反應(yīng)的甲和乙的質(zhì)量之比為28g：6g=14：3，正確。4.在一密閉容器中發(fā)生某反應(yīng)，容器中各物質(zhì)的質(zhì)量變化如下表所示。其中數(shù)據(jù)不正確的是（）物質(zhì)階段甲的質(zhì)量/g乙的質(zhì)量/g丙的質(zhì)量/g丁的質(zhì)量/g反應(yīng)前反應(yīng)中m1m2m3反應(yīng)后0m4A．m1 B．m2 C．m3 D．m4【答案】D【解析】A、由表中數(shù)據(jù)可知，根據(jù)反應(yīng)甲的質(zhì)量和丙的質(zhì)量比為4.8/(9.24.8)=(4.8m1)/(7.04.8)，m1=2.4，正確；B、反應(yīng)前后，物質(zhì)的總質(zhì)量不變，則m4=4.8+4.8+4.8+4.89.27.5=2.5，則根據(jù)甲、乙的質(zhì)量比為4.8/(4.82.5)=(4.82.4)/(4.8m2)，m2=3.65，正確；C、反應(yīng)過程中物質(zhì)的總質(zhì)量不變，則m3=4.8+4.8+4.8+4.82.43.657.0=6.15，正確；D、結(jié)合前面分析可知，m4=2.5，錯誤。5.隨著科學(xué)的發(fā)展，新能源的開發(fā)不斷取得突破，清華大學(xué)研究人員成功研制出一種納米纖維催化劑，可將二氧化碳轉(zhuǎn)化為液體燃料甲醇，其微觀示意圖如下圖所示（圖中的微粒恰好完全反應(yīng)）。下列說法正確的是（）A．分子在化學(xué)變化中不可分 B．反應(yīng)后原子的數(shù)目增多C．丁的化學(xué)式為 D．化學(xué)反應(yīng)前后原子的種類不變【答案】D【解析】由上述反應(yīng)和質(zhì)量守恒定律可知，丁的化學(xué)式為H2O，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3H2+CO2催化劑CH3OH+H2OA、根據(jù)化學(xué)方程式可知，反應(yīng)前后分子種類發(fā)生變化，分子在化學(xué)變化中可分，錯誤；B、根據(jù)化學(xué)方程式可知，化學(xué)反應(yīng)前后原子數(shù)目沒有發(fā)生改變，錯誤；C、根據(jù)化學(xué)方程式可知，丁的化學(xué)式是H2O，錯誤；D、根據(jù)化學(xué)方程式可知，反應(yīng)前后原子種類不變，正確。6.識別圖像是學(xué)習(xí)化學(xué)的必備能力。下列圖像能正確反映實驗設(shè)計的是（）①電解一段時間(忽略氣體的溶解)②磷在裝有空氣的密閉容器內(nèi)燃燒③探究質(zhì)量守恒定律④用等質(zhì)量的氯酸鉀制取氧氣A．①② B．①④ C．②③ D．③【答案】D【解析】①電解水生成的氫氣和氧氣的體積比為2∶1，如圖，錯誤；②磷在裝有空氣的密閉容器內(nèi)燃燒生成五氧化二磷，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)后生成的五氧化二磷固體質(zhì)量等于反應(yīng)的磷和氧氣質(zhì)量，因此固體質(zhì)量增加，如圖，錯誤；③紅磷燃燒放熱，氣球變大，因為反應(yīng)空間密閉，所以反應(yīng)前后質(zhì)量不變，能驗證質(zhì)量守恒定律，如圖，正確；④催化劑只改變反應(yīng)速率，不改變反應(yīng)結(jié)果，所以加入催化劑后，氯酸鉀放氧氣速度加快，但是生成氧氣的質(zhì)量兩種情況相等，如圖，錯誤。7.如圖是通過白磷燃燒來驗證質(zhì)量守恒定律的實驗，下列關(guān)于該實驗的說法正確的是（）A．實驗過程中氣球一直變大B．該實驗中白磷必須足量C．白磷燃燒結(jié)束后，待裝置冷卻再放回天平上稱量D．反應(yīng)前錐形瓶內(nèi)白磷和氧氣的總質(zhì)量一定等于反應(yīng)后生成五氧化二磷的質(zhì)量【答案】C【解析】A、白磷燃燒放出熱量，錐形瓶中的氣體膨脹，冷卻后氣體收縮，因此實驗過程中氣球先變大后變癟，錯誤；B、驗證質(zhì)量守恒定律的實驗中，白磷沒有必要足量，測定空氣中氧氣含量的實驗中，磷必須足量，錯誤；C、白磷燃燒結(jié)束后，待裝置冷卻再放回天平上稱量，正確；D、錐形瓶內(nèi)的白磷和氧氣不一定恰好完全反應(yīng)，如果恰好完全反應(yīng)，則反應(yīng)前錐形瓶內(nèi)白磷和氧氣的總質(zhì)量一定等于反應(yīng)后生成五氧化二磷的質(zhì)量，如果不是恰好完全反應(yīng)，則反應(yīng)前錐形瓶內(nèi)白磷和氧氣的總質(zhì)量一定大于反應(yīng)后生成五氧化二磷的質(zhì)量，錯誤。8.從宏觀和微觀兩個角度理解質(zhì)量守恒定律，化學(xué)反應(yīng)前后有“五個不改變，兩個一定變，一個可能變”：【答案】【解析】（1）五個“不變”：從宏觀上看，物質(zhì)總質(zhì)量、元素種類不變；從微觀上看，原子種類、原子數(shù)目、原子質(zhì)量一定不會變化；（2）兩個“一定變”：從宏觀上看，物質(zhì)的種類一定變；從微觀上看，分子的種類一定變；（3）一個“可能變”：分子的數(shù)目可能變。9.某化學(xué)課外小組同學(xué)用如圖所示實驗探究質(zhì)量守恒定律：(1)甲同學(xué)用圖A所示實驗探究質(zhì)量守恒定律：此實驗中氣球的主要作用是。(2)乙同學(xué)用B裝置探究質(zhì)量守恒定律時，一段時間后發(fā)現(xiàn)天平的指針偏右。造成天平的指針向右偏轉(zhuǎn)的原因是。(3)丙同學(xué)用C實驗探究質(zhì)量守恒定律，C實驗?zāi)茉诔谌萜髦羞M(jìn)行實驗的原因是。(4)丁同學(xué)用圖D中的鎂條在空氣中燃燒的實驗來探究質(zhì)守恒定律時，發(fā)現(xiàn)一定質(zhì)量的鎂條完全燃燒后留下的固體質(zhì)量比反應(yīng)前鎂條的質(zhì)量輕，如果在燃著的鎂條上方罩上罩，使生成物全部收集起來稱量，出現(xiàn)的結(jié)果是（填“偏大”“偏小”或“不變”）。(5)綜上所述，A、B、C、D所示四個實驗中能用來驗證質(zhì)量守恒定律的實驗是（選填字母序號）。【答案】(1)平衡錐形瓶內(nèi)外壓強(qiáng)(2)碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)生成的二氧化碳?xì)怏w逸出到空氣中(3)沒有氣體參加反應(yīng)或生成(4)偏大(5)A、C【解析】（1）為防止瓶內(nèi)壓強(qiáng)增大膠塞彈出，此實驗中用氣球平衡錐形瓶內(nèi)外壓強(qiáng)；（2）由于燒杯是敞口的，所以碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)生成的二氧化碳?xì)怏w逸出到空氣中，造成天平的指針向右偏轉(zhuǎn)；（3）由于硫酸銅與鐵釘反應(yīng)生成銅和硫酸亞鐵，即沒有氣體參加反應(yīng)或生成，所以C實驗?zāi)茉诔谌萜髦羞M(jìn)行；（4）由于鎂與空氣中氧氣反應(yīng)生成氧化鎂，即生成氧化鎂質(zhì)量大于鎂的質(zhì)量，所以結(jié)果偏大；（5）A、A裝置是密閉裝置，能用來驗證質(zhì)量守恒定律；B、B裝置燒