4.2化学反应中的质量关系课件---2023-2024学年九年级化学沪教版（全国）上册

-1- 4.2化学反应中的质量关系 【考点解读】 ■考点一 质量守恒定律 1. 质量守恒定律的探究 （1）硫酸铜溶液和氢氧化钠溶液 反应原理：氢氧化钠+硫酸铜→硫酸钠+氢氧化铜。 实验现象：产生蓝色沉淀，天平平衡。 实验结论：无气体参加或生成的反应，在密闭容器中进行时，反应前后物质的总质量不变。 （2）稀盐酸与石灰石（主要成分是碳酸钙） 反应原理：碳酸钙+盐酸→氯化钙+二氧化碳+水。 实验现象：产生气泡，石灰石逐渐溶解，天平平衡。 实验结论：有气体参加或生成的反应，在密闭容器中进行时，反应前后物质的总质量不变。 -2- 2. 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。 注意：（1）质量守恒定律的适用范围：只适用于所有的化学变化，不能用于解释物理变化。 （2）质量守恒定律强调的是“质量守恒”，不包括体积、密度等其他方面的守恒。 （3）正确认识“参加化学反应”的物质：如有的反应需要使用催化剂，不能将催化剂视为反应物；有的物质没有全部参加反应，在利用该定律计算生 成物的总质量时，不能将未反应的物质质量计入反应物的质量总和当中。 （4）参加化学反应的“各物质”与生成的“各物质”，应当包括固体、液体、气体在内的所有物质。 第 2 节 化学反应中的质量关系 -3- 例 1 下列关于质量守恒定律的说法正确的是 （ ） A. 高锰酸钾分解后固体质量变小，符合质量守恒定律 B. 只要有气体参加或生成的反应均不遵守质量守恒定律 C. 10 g 白糖完全溶于 70 g 水可得到 80 g 糖水，遵守质量守恒定律 D. 引燃密闭容器中的 a g 氢气和 b g 氧气，冷却后得到水的质量一定等于（a+b）g 典题精析 第 2 节 化学反应中的质量关系 -4- 解析：高锰酸钾分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应中有新物质生成，属于化学变化，符合质量守恒定律，选项 A 正确；所有的化学反应都遵守质量守恒定律，包括有气体参加或生成的反应，选项 B 不正确；10 g 白糖完全溶于 70 g 水可得到 80 g 糖水，该过程没有新物质生成，不属于化学变化，不 能用质量守恒定律解释，选项 C 不正确；引燃密闭容器中的 a g 氢气和 b g 氧气，恰好完全反应时，冷却后得到水的质量等于（a+b）g，不恰好完全反应 时，冷却后得到水的质量小于（a+b）g，选项 D 不正确。 答案：A 易错：D 错因：忽略题给反应可能存在不完全反应的情况而错选 D。 满分备考：有关质量守恒定律的应用需注意以下三点：（1）只适用于一切化学变化，包括有气体参与或生成的化学反应；（2）参加化学反应的物质的质量不包括催化剂和未参与反应的物质的质量；（3）质量守恒定律强调质量，不包括体积、密度等其他方面。 第 2 节 化学反应中的质量关系 -5- ■考点二 质量守恒定律的微观解释 1. 化学反应的实质 分子 原子 分子 新物质 2. 质量守恒的微观解释 在化学变化中，反应前后原子种类和数目不变、原子质量不变。 第 2 节 化学反应中的质量关系 分裂 重新组合 聚集 -6- 3. 关于质量守恒中的“变”与“不变” 第 2 节 化学反应中的质量关系 六个不变 反应前后，生成物和反应物的总质量不变 元素种类不变 元素质量不变 原子种类不变 原子数目不变 原子质量不变 宏观上 微观上 两个一定改变 两个可能改变 宏观：物质的种类一定改变 微观：分子的种类一定改变 宏观：元素的化合价可能改变 微观：分子总数可能改变 -7- 例 2 如图是“尾气催化转换器”将汽车尾气中有毒气体转变为无毒气体的微观示意图，其中不同的圆球代表不同种元素原子。下列说法错误的是 （ ） （反应前） （反应后） A. 反应前后分子数目不变 B. 反应后原子数目不变 C. 此反应有单质生成 D. 参加反应的两种分子的个数比为 1∶1 典题精析 第 2 节 化学反应中的质量关系 -8- 解析：由题图可知，该微观示意图中有一个分子未参与反应，则实际上参与反应的各分子之间的关系如下。 （反应前） （反应后） 由该图可看出反应前有 4 个分子，反应后为 3 个分子，反应前后分子的数目发生了变化，选项 A 错误；结合该图可知反应后原子的数目没有发生改变，选项 B 正确；生成物中存在只由一种元素组成的物质，属于单质，选项 C 正确；由该图可知，参 加反应的两种分子的个数比为 2∶2=1∶1，选项 D 正确。 答案：A 满分备考：结合微观示意图解答质量守恒相关问题时，首先明确质量守恒定律的内容，掌握“六不变两变”；其次根据题给示意图找出未参加反应的分子，确定实际参加反应的各分子的量的关系；最后结合选项进行单独分析。 第 2 节 化学反应中的质量关系 -9- 【易错分析】 ■易错点 不清楚质量守恒定律的适用范围 例 下列现象不能用质量守恒定律解释的是 （ ） A. 蜡烛燃烧逐渐变短 B. 浓氨水敞口放一段时间后质量减少 C. 镁条燃烧后生成物的质量比镁条的质量大 D. 向石灰石中滴加盐酸，固体质量变小 第 2 节 化学反应中的质量关系 -10- 解析：蜡烛燃烧生成了二氧化碳和水，二氧化碳和水逸散到空气中导致蜡烛质量减少，蜡烛变短，该过程中有新物质生成，属于化学变化，选项 A 能用质量守恒定律解释；浓氨水敞口放一段时间后质量减少，是因为浓氨水具有挥发性，该过程中无新物质生成，属于物理变化，选项 B 不能用质量守恒定律解释；镁条燃烧后生成物的质量比镁条的质量大，是因为镁与空气中的氧气反应生成氧化镁，属于化学变化，选项 C 能用质量守恒定律解释；石灰石的主要成分碳酸钙与盐酸反应生成的二氧化碳逸散到空气中导致固体质量变小，该过程中有新物质生成，属于化学变化，选项 D 能用质量守恒定律解释。 答案：B 易错：A 错因：误认为蜡烛变短是蜡烛熔化导致而错选 A。 易错警示：质量守恒定律适用于所有的化学变化，不能用于解释物理变化；质量守恒定律强调的是“质量守恒”，不包括体积等其他方面的守恒。 第 2 节 化学反应中的质量关系 -11- 【题型探究】 ■题型一 质量守恒定律的探究 例 1 在“质量守恒定律”的课堂教学中，老师引导同学们进行“化学反应中，反应物与生成物的质量关系”的实验探究。他们使用的实验装置和选 用药品如图所示。A、B、C 三个实验分别由甲、乙、丙三个组的同学来完成，他们都进行了规范的操作、准确的称量和细致的观察。请回答下列问题。 A（甲组） B（乙组） C（丙组）镁条的燃烧 第 2 节 化学反应中的质量关系 -12- （1）A 实验：白磷燃烧，实验现象为 _____________________________。装置中小气球的作用是_____________________________ ；反应前物质的总质量 _____（选填“＞”“＜”或“=”）反应后物质总质量。 （2）B 实验：反应后天平不平衡，指针向 _____（选填“左”或“右”）偏转，乙组同学认为该反应不遵守质量守恒定律，乙组同学的看法 _________（选填 “正确”或“错误”）。 （3）C 实验：镁条在空气中点燃后，发出白光、放热，生成白色固体。 反应后称量，天平不平衡。反应的文字表达式为 _________________________。 【反思与评价】在探究化学变化中反应物和生成物的质量关系时，若是有气体参加反应，应采用__________容器。 第 2 节 化学反应中的质量关系 -13- 解析：（1）A 实验：白磷燃烧的实验现象是产生大量白烟；装置中小气球的作用是调节装置内压强，防止瓶塞冲出；根据质量守恒定律，反应前后物质的总质量不变。（2）碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，结合题图可知该装置为敞口装置，二氧化碳会逸散到空气中，烧杯内质量减少，指针向右偏转；质量守恒定律适用于一切化学反应，B 实验发生了化学反应，遵守质量守恒定律，乙组同学的看法错误。（3）镁在空气中点燃，与空气中的 氧气反应生成氧化镁，反应的文字表达式为镁+氧气 氧化镁。【反思与评 价】若用有气体参加或生成的反应验证质量守恒定律，需在密闭容器中进行。 答案：（1）产生大量白烟 调节装置内压强，防止瓶塞冲出 = （2）右 错误 （3）镁+氧气 氧化镁 【反思与评价】密闭 题型解法：用有气体、烟雾参加或生成的反应来验证质量守恒定律时，都要求在密闭环境中进行，否则会因无法将所有的反应物或生成物的质量都计算在内而无法验证质量守恒定律。 第 2 节 化学反应中的质量关系 点燃 点燃 -14- ■题型二 质量守恒定律的应用 例 2 甲、乙、丙、丁四种物质在密闭容器中充分反应，测得反应前后各物质的质量如表所示。下列说法正确的是 （ ） A. 甲一定是该反应的催化剂 B. 该反应一定是化合反应 C. 乙、丁在反应中的质量比为 5∶2 D. 丙物质一定属于化合物 第 2 节 化学反应中的质量关系 物质 甲 乙 丙 丁 反应前的质量/g 3 32 20 10 反应后的质量/g m 40 6 16 -15- 解析：根据质量守恒定律，反应前后物质的总质量不变，则 m=3+32+20+ 10-40-6-16=3，甲反应前后质量不变，可能是催化剂，也可能未参与反应，选项 A 不正确；反应后乙、丁质量增大，是生成物，丙质量减小，是反应物，故该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应，选项 B 不正确；乙、丁在反应中的质量比为（40-32） g∶（16-10） g=4∶3，选项 C 不正确；该反应中，丙物质分解生成乙、丁两种物质，丙物质一定属于化合物，选项 D 正确。 答案：D 题型解法：解答此类问题时，首先根据质量守恒定律，推测出未知数的量；其次利用反应物质量会减小，生成物质量会增加，判断出反应物和生成物；最后结合反应类型的特点判断反应的类型、物质所属种类（单质或化合物）以及计算参与 反应的各物质的质量比。需注意，若某物质在化 学反应前后质量没有改变，则该物质可能为该反应的催化剂也可能没有参加反应。 第 2 节 化学反应中的质量关系 -16- 【方法总结】 ■根据质量守恒定律进行物质及物质组成的推断 此类型的题目，需要结合质量守恒定律中的“六不变”和题给生成物或反应物中所含元素种类及物质质量去判断。先根据题给物质判断出所求物质一定含有的元素，再结合计算去判断其他元素的存在与否。 题目给出物质可能通过该物质的名称、化学式或通过某种特定的实验现象（如燃烧后产生的物质能使澄清石灰水变浑浊——二氧化碳）等方式告知，要能根据所学知识判断出所给物质的名称。题目给出物质的质量可能通过具体数字体现，或实验过程中某仪器质量的增加或减少来确定，需要能通过所给仪器及药品判断出在该过程中质量发生变化的物质及变化的质量。 第 2 节 化学反应中的质量关系 -17- 例 已知 23 g 某化合物 R 在氧气中完全燃烧，生成 44 g 二氧化碳和 27 g 水，则下列有关 R 的元素组成说法正确的是 （ ） A. 一定含有碳、氢、氧三种元素 B. 一定含有碳元素和氢元素，可能含有氧元素 C. 一定含有碳元素和氢元素，一定不含氧元素 D. 无法确定 解析：由质量守恒定律，反应前后元素种类不变，则该物质中一定含有碳元素和氢元素。参加反应的氧气的质量为44 g+27 g-23 g=48 g，44 g 二氧化 碳中含有氧元素的质量为 44 g×（16× ×100%）= 32 g，27 g 水中含有氧元素的质量为 27 g×（ ×100%）=24 g，生成物中含有氧元素 的总质量为 32 g+24 g=56 g＞48 g，根据质量守恒定律，反应前后元素质量不变，可知该化合物 R 中含有氧元素；综上，化合物 R 中一定含有碳、氢、氧三种元素，选项 A 正确。 答案：A 第 2 节 化学反应中的质量关系 实验 1 实验 2 实验装置 实验现象 有 _______ 生成，天平 ___________ 固体逐渐溶解，有 ___________，且天平___________ 文字表达式 硫酸铜+氢氧化钠→____________ 碳酸钙+稀盐酸→______________ 实验结论 化学反应前后物质的质量总和不变 -1- 第 2 节 化学反应中的质量关系 1. 质量守恒定律 （1）探究化学反应前后的质量关系 ▍基础巩固 -2- （2）参加 ________ 的各物质的质量 _______ 等于反应后生成的各物质的质量 __________，这个规律叫做质量守恒定律。 2. 质量守恒定律的微观解释 在化学变化中，反应前后原子 ________ 和 _______ 不变，___________ 不变。 说明：质量守恒定律有三个方面的含义：物质的总质量守恒；元素的种类、质量不变；原子的种类、数目、质量不变。 3. 质量守恒定律的应用 （1）解释化学反应中的质量现象。 （2）判断物质的元素组成。如某物质在空气中燃烧后生成了二氧化碳和水，则该物质中一定含有 _______ 元素和_______ 元素，可能含有 _______ 元素。 （3）求某种反应物或生成物的质量。 （4）推断反应类型等。 第 2 节 化学反应中的质量关系 -3- 第 2 节 化学反应中的质量关系 ■考点 1 质量守恒定律 1. 某同学为探究质量守恒定律做了如下三个实验：按要求完成填空。 实验 A：白磷燃烧前后质量的测定 实验 B：氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液反应前后质量的测定 实验 C：稀盐酸与碳酸钙粉末反应前后质量的测定 （第 1 题图） ▍考点集训/夯实基础 -4- （1）实验 A：反应后，天平 ______（选填“平衡”或“不平衡”）。 （2）遵循质量守恒定律的实验为 _______________。 （3）不能用来验证质量守恒定律的实验为 _______，原因是 __________________________________________________，若药品不变，要继续探究质量守恒定律，改变装置的方法是 _______________________。 2. 下列现象不能用质量守恒定律来解释的是 （ ） A. 蜡烛燃烧后长度越来越短，最后消失 B. 氯酸钾受热后固体质量减少 C. 潮湿的衣服在阳光下晒干 D. 铁丝在氧气中燃烧，固体质量增加 3. 打雷放电时空气中有较少量的 O2 转化为臭氧（O3），若有 30 g O2 参加了化学反应，则生成臭氧的质量为 （ ） A. 20 g B. 30 g C. 60 g D. 45 g 第 2 节 化学反应中的质量关系 -5- ■考点 2 质量守恒定律的微观解释 4. 木炭燃烧过程中一定发生改变的是 （ ） A. 元素种类 B. 原子个数 C. 原子种类 D. 分子种类 5. 炼铁炉中某反应的微观示意图（不同的球代表不同原子）如下图所示。 下列说法正确的是 （ ） （第 5 题图） A． 该反应属于化合反应 B． 反应前后原子数目发生变化 C． 该反应前中原子可以继续分 D． 反应前后元素种类发生变化 第 2 节 化学反应中的质量关系 -6- ■考点 3 质量守恒定律的应用 6. 硝酸铜［Cu（NO3）2］受热分解会产生一种气体化合物，该气体可能是 （ ） A． N2 B． NO2 C． NH3 D． SO2 7.（教材 P103，T3 变式）煤在空气中燃烧时，不仅产生二氧化碳和水，还会同时排放出二氧化硫等污染物。由此得到的关于煤的组成的推论正确的是 （ ） A. 一定含有 C、H、O、S 元素 B. 一定含有 C、S 元素，可能含有 H、O 元素 C. 一定含有 C、H 元素，可能含有 O、S 元素 D. 一定含有 C、H、S 元素，可能含有 O 元素 第 2 节 化学反应中的质量关系 -7- 8. 用质量守恒定律解释下列现象： （1）碳燃烧的过程中，剩余固体质量越来越小。 原因：______________________________________。 （2）镁条在燃烧的过程中，剩余固体质量却越来越大。 原因：_______________________________________________________。 第 2 节 化学反应中的质量关系 -5- 第 2 节 化学反应中的质量关系 第 4 章 认识化学变化 1.（1）蓝色沉淀 仍然平衡 气泡产生 保持平衡 硫酸钠+氢氧化铜 氯化钙+水+二氧化碳 （2）化学反应 总和 总和 2. 种类 数目 原子质量 3.（2）碳 氢 氧 ▍基础巩固 -6- 第 4 章 认识化学变化 1.（1）平衡 （2）实验 A、实验 B、实验 C （3）实验 C 反应生成的二氧化碳气体逸散到空气中，造成天平不平衡反应 在密闭容器中进行 2. C 提示：潮湿的衣服在阳光下晒干，发生的是物理变化，不能用质量守恒定律来解释，故选 C。 3. B 提示：根据质量守恒定律，有 30 g O2 参加了化学反应，且生成物只有臭氧（O3），则生成臭氧的质量应与参与反应的 O2 质量相等，都是 30 g。 4. D 提示：化学反应前后，原子的种类、个数、质量，元素的种类不变，分子的种类一定改变，所以木炭燃烧过程中一定发生改变的是分子种类，故选 D。 ▍考点集训/夯实基础 5. A 提示：根据质量守恒定律和观察微观示意图可知，化学反应前后原子的种类、数目都不变，故 B 错误；化学反应中，原子不可分，故 C 错误；由微粒的变化可知，化学反应前后原子的种类不变，元素的种 类也不变，故 D 错误。 6. B 提示：氮气属于单质，故 A 错；硝酸铜中不含硫元素和氢元素，故 C、D 错。 7. D 提示：二氧化碳、二氧化硫和水中有碳元素、硫元素、氢元素和氧元素，根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，则煤一定含有 C、H、S 元素，由于反应物除了煤外，还有氧气，故生成物中的氧气可能来自煤，也可能来自氧气，故不能肯定煤中是否含有氧元素。 8.（1）碳与氧气生成二氧化碳气体，生成的气体逸散在空气中 （2）镁与氧气反应生成氧化镁固体，参加反应的镁和氧气的质量之和等于生 成的氧化镁固体的质量 -7- 第 4 章 认识化学变化 $$