課題1質量守恒定律一、學習目標一、學習目標1.通過實驗探究認識質量守恒定律，了解常見的化學反應中的質量關系2．從微觀角度解釋質量守恒定律并認識化學反應3．化學方程式的表達意義二二、重難點重點：質量守恒定律的定義及其應用難點：實驗探究認識質量守恒定律三三、考點精講三、考點精講1.質量守恒定律（1）質量守恒定律的定義：參加化學反應的各物質的質量總和等于反應后生成的各物質的質量總和。（2）質量守恒定律的理解：①正確理解“參加”的含義，沒有參加反應或者反應后剩余物質的質量不計算在內；②質量守恒定律的適用范圍是化學變化，不適用于物理變化，任何化學變化都遵循質量守恒定律；③注意“各物質”的質量總和，不能遺漏任一反應物或生成物，尤其是氣體物質；④此定律強調的是“質量守恒”，不包括體積等其它方面的守恒。（3）質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象生成藍色沉淀，天平平衡（填“平衡”“偏左”或“偏右”）。產生大量氣泡，天平偏右（填“平衡”“偏左”或“偏右”）。現象出現的原因生成的沉淀在燒杯中，生成物沒減少是否遵循質量守恒定律遵循（填“遵循”或“不遵循”）。產生的氣體逸出，生成物減少是否遵循質量守恒定律遵循（填“遵循”或“不遵循”）。驗證質量守恒定律的實驗中，有氣體參加或生成的反應，一定要在密閉容器中進行，否則天平會不平衡，造成這種現象的原因一般是生成的氣體逸出或外界氣體進入裝置。不涉及氣體的反應可以在開放容器中進行。（4）質量守恒定律的“六個不變”“兩個一定變”“兩個可能變”物質總質量不變物質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量不變分子種類一定變原子種類不變分子數目可能變微觀原子數目不變③兩個可能變原子質量不變元素化合價可能變（5）質量守恒的微觀原因（即本質）：化學反應的實質就是反應物的分子分裂為原子，原子又重新組合成新的分子，在反應前后原子的種類沒變，原子的數目沒有增減，原子的質量沒有變化，所以化學反應前后各物質的質量總和必然相等2.化學方程式（1）化學方程式是用化學式表示化學反應的式子。通常用“△”表示反應需要加熱，用“↑”或“↓”注明生成物是氣體或沉淀。（2）化學方程式的意義及讀法化學方程式（2H2+O2點燃2H2O）意義讀法宏觀角度表明了反應物、生成物和反應條件。氫氣和氧氣在點燃條件下反應生成水。微觀角度表明各物質之間微粒數目比（化學計量數）。每2個氫分子和1個氧分子在點燃的條件下反應生成2個水分子。量的角度表明各物質之間的質量比（物質相對分子質量×化學計量數）。每4份質量的氫氣和32份質量的氧氣在點燃的條件下反應生成36份質量的水。典型例題1：把一定質量的甲、乙、丙、丁四種物質放入一密閉容器中，在一定條件下反應一段時間后，測得反應后各物質的質量如下表所示。下列說法正確的是（）物質甲乙丙丁反應前的質量/g301052反應后的質量/g1005aA．a等于30 B．該反應為分解反應C．丙一定是該反應的催化劑 D．參加反應的甲、乙質量比為2∶1【答案】D【解析】A、根據質量守恒定律，反應后物質丁的質量a=（30+10+5+2）（10+0+5）=32，錯誤；B、由表格信息可知，反應后甲的質量減少了20g，是反應物；乙的質量減少了10g，是反應物；丙的質量不變，可能是催化劑或者是雜質，由a=32可知，反應后丁的質量增加了30g，是生成物，則該反應的反應物是甲和乙兩種，生成物是丁，符合“多變一”的特點，屬于化合反應，錯誤；C、丙物質在反應前后質量不變，丙物質可能不參加該反應，也可能為反應的催化劑，錯誤；D、參加反應的甲的質量為30g10g=20g，參加反應的乙的質量為10g0g=10g，則參加反應的甲、乙質量比為20g：10g=2：1，正確。典型例題2：化學興趣小組用不同裝置進行下列實驗，驗證質量守恒定律。(1)實驗一：為確保實驗成功，必須在容器中進行實驗；(2)實驗二：將氣球中的碳酸鈉粉末倒入錐形瓶中，觀察到的現象是，白色固體消失，氣球膨脹，受浮力影響電子天平示數減小；(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實驗裝置，用電子天平稱量裝置和藥品的總質量，接下來的實驗操作，待反應結束后，再次稱量裝置和藥品的總質量，電子天平示數不變；(4)化學反應遵守質量守恒定律，其微觀原因是。【答案】(1)密閉(2)產生氣泡(3)將裝置傾斜，使碳酸鈉與鹽酸接觸(4)化學反應前后原子種類、個數、質量不變【解析】（1）紅磷燃燒需要消耗氧氣，為驗證質量守恒定律，化學反應中有氣體參加或生成時應在密閉容器中進行；（2）碳酸鈉與鹽酸反應生成氯化鈉、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，觀察到的現象是產生氣泡，白色固體消失，氣球膨脹，電子天平示數減小；（3）在實驗三中利用硬塑料紙改進實驗裝置，用電子天平稱量裝置和藥品的總質量，接下來的實驗操作是傾斜瓶子，使稀鹽酸和碳酸鈉混合，待反應結束后，由于二氧化碳沒有逸出，再次稱量裝置和藥品的總質量，電子天平示數不變；（4）化學反應遵守質量守恒定律，其微觀原因是反應前后原子種類、個數和質量都不變。【鞏固提升】1．氨催化氧化是制硝酸的主要反應之一，該反應的微觀模擬示意圖如圖。下列說法正確的是（）A．反應前后原子種類不變B．乙的相對分子質量為32gC．反應過程各物質的分子保持不變D．這個反應是分解反應【答案】A【解析】依據圖示的分子結構可知該反應的化學方程式為4NH3+5O2一定條件4NO+6H2OA、由質量守恒定律可知，反應前后原子的種類不變，正確；B、相對分子質量的單位不是“g”而是“1”，通常省略不寫，錯誤；C、對比反應前后的微粒的構成可知，反應過程各物質的分子發生了改變，錯誤；D、由反應微觀過程圖可知，該反應的反應物是兩種，生成物是兩種，不屬于分解反應，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】根據質量守恒定律可知在化學反應前后，元素的種類不變，生成物氧氣中含有氧元素，那么反應物中的碳元素、氫元素一定在淀粉中，淀粉中是否含有氧元素無法確定。所以淀粉中含有碳元素和氫元素，可能含有氧元素。3.探究實驗實驗現象：①實驗1：白磷燃燒，產生大量，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，溶液由逐漸變為，實驗結束后天平平衡。③實驗3：燒杯中，實驗結束后天平指針。實驗結論參加化學反應的各物質的質量總和反應后生成的各物質的質量總和。【答案】①白煙②紅色固體藍色淺綠色③有大量氣泡產生向右偏轉等于【解析】①白磷燃燒的化學方程式為4P+5O2點燃2P2O5，燃燒產生大量白煙，放出大量的熱，氣球鼓起，冷卻后氣球變癟，最終天平平衡，參加反應的物質質量總和等于生成物質量總和；②實驗二的化學方程式是Fe+CuSO4=FeSO4+Cu，鐵釘表面覆蓋一層紅色固體（Cu），溶液由藍（Cu2+）變淺綠色（Fe2+），天平最終保持平衡，參加反應的物質質量總和等于生成物質質量總和；③實驗三的化學方程式是2HCl+Na2CO3=2NaCl+H2O+CO2↑，溶液中有氣泡產生，固體逐漸減少，反應完成后，天平不平衡，指針向右偏轉，因為左邊反應生成氣體，質量變小了，所以指針偏右；實驗結論：由上述實驗可得，參加化學反應的各物質的質量總和等于反應后生成的各物質的質量總和。【課后練習】1.下列現象不能用質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量小于5g【答案】B【解析】A、質量守恒定律適用于一切化學反應，根據化學方程式的質量關系S+O2點燃SO2，323264能用質量守恒定律解釋，正確；B、氫氧化鈉固體溶于水發生的是物理變化，不能用質量守恒定律解釋，錯誤；C、鎂條在空氣中燃燒，與氧氣反應生成氧化鎂，發生化學反應，且生成物比鎂條重，能用質量守恒定律解釋，正確；D、碳酸鈉粉末與鹽酸反應生成的二氧化碳氣體逸散到空氣中，所以反應后剩余物減少，能用質量守恒定律解釋，正確。2.化學學科核心素養展現了化學課程對學生發展的重要價值，下列說法正確的是（）A．化學觀念：化學反應前后，元素的種類一定不變，元素的質量不一定改變B．科學思維：化學反應一定遵守質量守恒定律，則質量不變的變化一定是化學變化C．科學探究與實踐：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．科學態度與責任：實驗后的廢液集中處理，不符合綠色化學理念【答案】C【解析】A、根據質量守恒定律，化學反應前后，元素的種類一定不變，元素的質量一定不變，錯誤；B、化學反應一定遵守質量守恒定律，但質量不變的變化不一定是化學變化，如冰熔化成水屬于物理變化，但前后質量也不改變，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，能減少環境污染，符合綠色化學理念，錯誤。3.一定條件下，甲、乙、丙、丁四種物質在密閉容器中發生反應，已知反應前后各物質的質量如圖，下列說法不正確的是（）A． B．丁一定是化合物C．該反應為分解反應 D．參加反應的甲、乙質量比為【答案】C【解析】A、由表中數據分析可知，反應前、后甲的質量減少了30g2g=28g，所以甲是反應物，參加反應的質量為28g；同理可以確定乙是反應物，參加反應的質量為10g4g=6g；丙的質量不變，可能作該反應的催化劑，也可能沒有參加反應；由質量守恒定律，丁應是生成物，生成的質量為28g+6g=34g，所以m的數值為5+34=39，正確；B、該反應的反應物為甲和乙，生成物是丁，符合“多變一”的形式，屬于化合反應，丁是化合反應的生成物，一定由不同種元素組成，所以丁一定是化合物，正確；C、該反應的反應物為甲和乙，生成物是丁，符合“多變一”的形式，屬于化合反應，錯誤；D、由選項A的分析可知，參加反應的甲和乙的質量之比為28g：6g=14：3，正確。4.在一密閉容器中發生某反應，容器中各物質的質量變化如下表所示。其中數據不正確的是（）物質階段甲的質量/g乙的質量/g丙的質量/g丁的質量/g反應前反應中m1m2m3反應后0m4A．m1 B．m2 C．m3 D．m4【答案】D【解析】A、由表中數據可知，根據反應甲的質量和丙的質量比為4.8/(9.24.8)=(4.8m1)/(7.04.8)，m1=2.4，正確；B、反應前后，物質的總質量不變，則m4=4.8+4.8+4.8+4.89.27.5=2.5，則根據甲、乙的質量比為4.8/(4.82.5)=(4.82.4)/(4.8m2)，m2=3.65，正確；C、反應過程中物質的總質量不變，則m3=4.8+4.8+4.8+4.82.43.657.0=6.15，正確；D、結合前面分析可知，m4=2.5，錯誤。5.隨著科學的發展，新能源的開發不斷取得突破，清華大學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）。下列說法正確的是（）A．分子在化學變化中不可分 B．反應后原子的數目增多C．丁的化學式為 D．化學反應前后原子的種類不變【答案】D【解析】由上述反應和質量守恒定律可知，丁的化學式為H2O，該反應的化學方程式為3H2+CO2催化劑CH3OH+H2OA、根據化學方程式可知，反應前后分子種類發生變化，分子在化學變化中可分，錯誤；B、根據化學方程式可知，化學反應前后原子數目沒有發生改變，錯誤；C、根據化學方程式可知，丁的化學式是H2O，錯誤；D、根據化學方程式可知，反應前后原子種類不變，正確。6.識別圖像是學習化學的必備能力。下列圖像能正確反映實驗設計的是（）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燃燒③探究質量守恒定律④用等質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燃燒生成五氧化二磷，根據質量守恒定律，反應后生成的五氧化二磷固體質量等于反應的磷和氧氣質量，因此固體質量增加，如圖，錯誤；③紅磷燃燒放熱，氣球變大，因為反應空間密閉，所以反應前后質量不變，能驗證質量守恒定律，如圖，正確；④催化劑只改變反應速率，不改變反應結果，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量守恒定律的實驗，下列關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．白磷燃燒結束后，待裝置冷卻再放回天平上稱量D．反應前錐形瓶內白磷和氧氣的總質量一定等于反應后生成五氧化二磷的質量【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、白磷燃燒結束后，待裝置冷卻再放回天平上稱量，正確；D、錐形瓶內的白磷和氧氣不一定恰好完全反應，如果恰好完全反應，則反應前錐形瓶內白磷和氧氣的總質量一定等于反應后生成五氧化二磷的質量，如果不是恰好完全反應，則反應前錐形瓶內白磷和氧氣的總質量一定大于反應后生成五氧化二磷的質量，錯誤。8.從宏觀和微觀兩個角度理解質量守恒定律，化學反應前后有“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，物質總質量、元素種類不變；從微觀上看，原子種類、原子數目、原子質量一定不會變化；（2）兩個“一定變”：從宏觀上看，物質的種類一定變；從微觀上看，分子的種類一定變；（3）一個“可能變”：分子的數目可能變。9.某化學課外小組同學用如圖所示實驗探究質量守恒定律：(1)甲同學用圖A所示實驗探究質量守恒定律：此實驗中氣球的主要作用是。(2)乙同學用B裝置探究質量守恒定律時，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。(3)丙同學用C實驗探究質量守恒定律，C實驗能在敞口容器中進行實驗的原因是。(4)丁同學用圖D中的鎂條在空氣中燃燒的實驗來探究質守恒定律時，發現一定質量的鎂條完全燃燒后留下的固體質量比反應前鎂條的質量輕，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，出現的結果是（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量守恒定律的實驗是（選填字母序號）。【答案】(1)平衡錐形瓶內外壓強(2)碳酸鈉與鹽酸反應生成的二氧化碳氣體逸出到空氣中(3)沒有氣體參加反應或生成(4)偏大(5)A、C【解析】（1）為防止瓶內壓強增大膠塞彈出，此實驗中用氣球平衡錐形瓶內外壓強；（2）由于燒杯是敞口的，所以碳酸鈉與鹽酸反應生成的二氧化碳氣體逸出到空氣中，造成天平的指針向右偏轉；（3）由于硫酸銅與鐵釘反應生成銅和硫酸亞鐵，即沒有氣體參加反應或生成，所以C實驗能在敞口容器中進行；（4）由于鎂與空氣中氧氣反應生成氧化鎂，即生成氧化鎂質量大于鎂的質量，所以結果偏大；（5）A、A裝置是密閉裝置，能用來驗證質量守恒定律；B、B裝置燒