内容正文:
质量守恒定律及其应用
考向01 质量守恒定律
该考点的命题方向主要是通过创设相关问题情景或图表信息等,来考查学生对质量守恒定律的理解和掌握情况;以及阅读、分析、推断能力和对知识的迁移能力。题型有选择题、填空题和实验题。中考的重点是考查学生阅读、分析问题情景或图表信息的能力,对质量守恒定律等相关知识的理解和掌握情况,以及运用它们来分析、解答相关的实际问题的能力等。当然,有时还会根据所给的有关的表达,进行科学地评价、判断正误等。特别是,对质量守恒定律的概念及其成立的原因、含义等相关问题的考查,以及对有关知识的迁移能力的考查,是近几年中考命题的热点。
1.质量守恒定律的内容:参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和,这个规律叫做质量守恒定律。
2.质量守恒定律的微观解释:化学反应的实质是分子的破裂和原子的重新组合。在化学反应中,由于只是发生了原子间的重新组合,原子的种类和数目并没有发生变化,原子的质量也没有发生变化,所以,反应前后各物质的质量总和必然相等。
3.理解质量守恒定律时要注意以下几点:
(1)“化学反应”是前提。质量守恒定律的适用范围是化学变化,不适用于物理变化。
(2)“参加反应”是基础。不参加化学反应的物质质量不能计算在内。
(3)“质量总和”是关键。计算时不能漏掉任何一个反应物或生成物的质量。
(4)“质量守恒”是核心。定律只适用于“质量”守恒,不包括体积守恒、分子数守恒等。
4. 化学反应前后“六不变、两变、两可能变”:
(1)六个不变:宏观上①元素的种类不变,②元素的质量不变,③物质的总质量不变;
微观上①原子的种类不变,②原子的数目不变,③原子的质量不变。
(2)两个改变:宏观上物质的种类改变;微观上分子的种类改变。
(3)两个可能变:宏观上元素的化合价可能改变;微观上分子的总数可能改变。
【典例1】下列有关实验现象符合质量守恒定律的是( )
A.某物质在空气中燃烧只生成CO2和H2O,则该物质一定含有碳、氢、氧元素
B.3克碳与12克氧气反应,生成15克二氧化碳
C.20mL酒精与20mL水混合后,总体积小于40mL
D.镁带燃烧后,生成物的质量比镁带质量增加了
【解析】A、某物质在空气中燃烧只生成CO2和H2O,空气中有氧元素,二氧化碳由碳、氧元素组成,水由氢、氧元素组成,则该物质一定含有碳、氢元素,可能含有氧元素,故选项不符合质量守恒定律。B、3克碳与12克氧气反应,由化学方程式C+O2CO2可知,参加反应的碳和氧气的质量比为3:8,则完全反应后生成11克二氧化碳,故选项不符合质量守恒定律。C、20mL酒精与20mL水混合后,总体积小于40mL,这是物理变化,不能用质量守恒定律来解释,故选项不符合质量守恒定律。D、镁带燃烧后,生成物的质量比镁带质量增加了,是因为空气中的氧气参加了反应,故选项符合质量守恒定律。
故选:D。
【点评】化学反应遵循质量守恒定律,即化学反应前后,元素的种类不变,原子的种类、总个数不变,这是书写化学方程式、判断物质的化学式、判断化学计量数、进行相关方面计算的基础。
【典例2】如图是有关质量守恒定律的探究实验,回答下列问题:
(1)A中发生反应的化学方程式是 ;气球的作用是 ;C中发生反应的化学方程式是 ;
(2)其中,只有A装置能用来验证质量守恒定律,B、C装置则不能。否定B装置的理由是 ;
(3)化学反应遵循质量守恒定律的原因是反应前后 的种类和数目不变。
【解析】(1)A中红磷与氧气点燃生成五氧化二磷,该反应方程式为4P+5O22P2O5;
由于红磷燃烧过程中放出大量的热,密闭空间内,气体受热膨胀,压强变大,为了缓冲气压,用一根玻璃管连接气球,平衡内外压强,故A中气球的作用是缓冲气压,防止温度过高,气体冲开橡皮塞;
C中过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气,该反应方程式为2H2O22H2O+O2↑。
(2)根据质量守恒定律适用于一切的化学变化,而B中酒精和水混合,没有新物质生成,没有发生化学变化,属于物理变化,物理变化不能用来验证质量守恒定律;C中虽然发生的是化学变化,但是生成的气体会逸散到空气中,也不能用来验证质量守恒定律;
(3)从化学反应的实质入手,化学变化的实质是分子分成原子,原子再重新组合成新的分子,所以反应前后原子的种类、数目、质量都不变,故化学反应遵循质量守恒定律的原因是反应前后原子的种类和数目不变。
【点评】化学反应遵循质量守恒定律,即化学反应前后,元素的种类不变,原子的种类、总个数不变,这是书写化学方程式、判断物质的化学