第13讲 化学反应中的定量关系-【暑假自学课】2024年新九年级化学暑假提升精品讲义（沪教版2024）

第13讲 化学反应中的定量关系 模块一 思维导图串知识 模块二 基础知识全梳理（吃透教材） 模块三 教材习题学解题 模块四 核心考点精准练（四大考点） 模块五 小试牛刀过关测 1.能认识质量守恒定律的含义; 2.能用实验证据证明质量守恒，并从微现角度进行解释; 3.能运用质量守恒定律解释或解决一些简单的化学问题。 一、从定量角度认识化学变化 17世纪70年代，英国化学家波义耳在一个敞口的容器中加热金属，结果发现反应后容器中物质的质量增加了，18世纪 70年代，法国化学家拉瓦锡用较精确的定量实验法，在密闭容器中研究氧化汞的生成与分解的反应中各物质质量之间的关系，得到的结论是，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。 实验探究 1.实验过程 （1）实验1：硫酸铜溶液和氢氧化钠溶液反应 （2）实验2：碳酸钙与盐酸反应 （2）实验现象 实验1 实验2 （3）结论： 。 （4）反思： 。 二、质量守恒定律 1．质量守恒定律的内容 （1）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 。 （2）适用范围：只适用于化学变化，不适用于 物理变化。 （3）注意事项： ①质量守恒定律的“守恒”指的是质量守恒，其它方面如体积等不一定守恒。 ②“参加反应的各物质”，没有参加反应的物质不包括在内(如催化剂、过量的物质)。 ③“生成的各物质的质量总和”，应当包括生成的各种物质，如沉淀、气体等。 2. 对质量守恒定律的理解 （1）没有参加反应的物质的质量和非反应生成的物质的质量不能计入“总和”中。 （2）质量总和要考虑生成的沉淀、气体，空气中的物质是否参加反应或物质有无遗漏。 （3）只适用于质量守恒，不包括体积守恒或分子数守恒等 。 3. 化学反应的实质 化学反应的过程，就是参加反应的各物质（反应物）的原子重新组合而生成其他物质（生成物）的过程。 分子原子新分子新物质 在化学反应中，反应前后原子的种类 没有改变，数目 没有增减，原子的质量也没有改变。  4.质量守恒的原因 微观上：在化学反应中，反应前后原子的种类没有改变，数目没有增减，原子的质量也没有改变。 宏观上：在化学反应前后，元素的种类没有改变，元素的质量也没有改变。 电解水反应微观过程 化学反应前后物质的质量总和相等的本质原因是： 化学反应是分子破裂成原子，原子重新组合成新的分子。 化学反应前后，原子的种类、数目、质量都不变。 归纳化学变化前后变与不变： 5.质量守恒定律的应用 ①利用质量守恒定律，解释有关现象； ②利用质量守恒定律，根据化学方程式确定物质的化学式； ③利用质量守恒定律，根据化学方程式确定物质的相对分子质量； ④利用质量守恒定律，根据化学方程式求某元素的质量； ⑤利用质量守恒定律，根据化学方程式求反应物中某物质的质量。 教材习题02（P128） 物质X在氧气中燃烧后生成二氧化碳和水，则X的组成中 A. 一定含有碳、盛、氧三种元素 B.可能含有碳、氮、氧三种元素 C.一定含有碳、氢元素，可能含有氧元素 D.一定含有氧元素，可能含有碳、氢元素 解题方法 根据质量守恒定律，反应前后，元素种类不变， 则某化合物中一定含有碳元素和氢元素，可能含有氧元素 【答案】C 教材习题04（P129） 请你用质量守恒定律解释下列现象： （1）木材燃烧，余下灰烬的质量小于原木材的质量。 （2）铜丝在火焰上灼烧，灼烧后的“钢丝”质量大于原钢丝的质量。 （3）加热高锰酸钾，剩余固体的质量小于原高锰酸钾的质量。 （4）红磷在氧气中燃烧，生成的固体质量大于原红磷的质量。 解题方法 （1）木柴与氧气反应生成二氧化碳气体，根据质量守恒定律，因二氧化碳气体逸出，故余下灰烬的质量比原木材的质量减少了。 （2）铜丝在火焰上灼烧时，铜和空气中的氧气反应生成氧化铜，因此灼烧后的“铜丝”质量大于原铜丝的质量。 （3）被分解的高锰酸钾的质量等于剩余固体和生成的氧气的质量之和,氧气扩散到空气中,因此加热高锰酸钾后,得到固体的质量比原来高锰酸钾的质量小。 （4）红磷在氧气中燃烧生成五氧化二磷,生成的五氧化二磷的质量等于参加反应的红磷和氧气的质量之和。 【答案】见解题方法 考点1 科学探究质量守恒定律 1．下列验证质量守恒定律的实验中，能得出正确结论的是 A．白磷燃烧前后质量的测定 B．蜡烛燃烧前后质量的测定 C．镁条燃烧前后质量的测定 D．锌粒和稀硫酸反应前后质量的测定 【答案】A 【解析】A、磷和氧气点燃生成五氧化二磷，消耗气体但装置密闭，外部气体无法进入，锥形瓶中物质总质量不变，可以验证质量守恒定律。 B、蜡烛燃烧生成二氧化碳和水，二氧化碳进入空气无法被称量，左盘质量减少，无法验证质量守恒定律。 C、镁在氧气中燃烧生成氧化镁，有未测量的氧气参与反应，生成的固体可能逸散到空气中，无法验证质量守恒定律。 D、锌和硫酸反应生成硫酸锌和氢气，有气体生成并逸出，无法验证质量守恒定律。 故选A。 2．根据如图所示的实验回答问题。 （1）甲实验中，仪器a的名称是 ，该实验不能用于验证质量守恒定律的原因是 。 （2）乙是稀释浓硫酸的实验。试剂Y是 ，玻璃棒的作用是 。若试剂Y往试剂X中加入，则出现的现象是 。 【答案】（1）烧杯 碳酸钠和盐酸反应会生成气体，气体散逸到空气中，导致天平不再平衡 （2）水 搅拌，使热量及时扩散 液滴飞溅 【解析】（1）据图可知，仪器a的名称是烧杯；稀盐酸和碳酸钠反应生成二氧化碳气体，反应过程中二氧化碳气体逸出，反应后烧杯中的物质质量减少，不能直接用于验证质量守恒定律； （2）稀释浓硫酸时，要把浓硫酸慢慢地沿器壁注入水中，同时用玻璃棒不断搅拌，以使产生的热量及时的散失；一定不能把水注入浓硫酸中，以防止酸液飞溅。 3．实验：氢氧化钠与硫酸铜溶液反应 （1）现象：有 沉淀生成；天平 。 （2）反应原理： 。 （3）结论：反应前物质的总质量 反应后物质的总质量。 【答案】（1）蓝色 仍平衡 （2） （3）=/等于 【解析】（1）氢氧化钠与硫酸铜反应生成氢氧化铜和硫酸钠，氢氧化铜是蓝色的沉淀，该反应遵守质量守恒定律，所以天平仍平衡，所以观察的现象为有蓝色沉淀生成，天平仍平衡。 （2）反应原理为氢氧化钠与硫酸铜反应生成氢氧化铜和硫酸钠，反应的文字表达式为。 （3）由反应前后天平仍平衡，可得反应前物质的总质量=反应后物质的总质量。 考点2 质量守恒定律的认识 4．除了元素种类、原子种类不变外，化学反应前后肯定没有变化的还有（　　） A．原子数目 B．分子数目 C．物质种类 D．物质的总质量 【答案】AD 【解析】A、根据质量守恒定律可知，反应前后原子的数目肯定不变，故选项正确；B、化学反应前后分子数目可能改变也可能不变，故选项错误；C、分子分成原子，所以分子种类一定发生了变化，分子种类变了，物质的种类也就发生了变化，故选项错误；D、根据质量守恒定律可知，原子的种类、数目、质量都没有发生变化，原子的种类不变，元素的种类也不会发生变化，物质的总质量也不变，故选项正确。故选：AD。 5．关于质量守恒定律，下列说法正确的是 A．10g水变为10g冰，该变化遵守质量守恒定律 B．蜡烛燃烧后质量减少，该变化不遵循质量守恒定律 C．镁在空气中燃烧后质量增大，该变化不遵守质量守恒定律 D．氧化汞分解的过程中，氧原子和汞原子的种类、数目均没有发生变化 【答案】D 【解析】 A．水变成冰没有反生化学反应，质量守恒定律针对的是化学变化，故A错误； B、蜡烛燃烧后质量减少了，是因为燃烧过程中产生了二氧化碳与水，二氧化碳与水逸散到空气中，该反应遵循质量守恒定律，故B错误； C．镁在空气中燃烧生成氧化镁，质量增加，是因为生成氧化镁的质量等于参加反应的镁的质量加上参加反应的氧气的质量，故质量增加，遵守质量守恒定律，故C错误； D．氧化汞分解的过程中，氧化汞分子分成汞原子和氧原子，氧原子构成氧分子，氧分子聚集成氧气，汞原子直接构成金属汞，变化过程中氧原子和汞原子的种类、数目均没有发生变化，故D正确。 故选D。 6．（2024·天津·三模）以下现象可以用质量守恒定律解释的是（ ） A．2g硝酸钾溶于10g水，得到12g溶液 B．6g碳在20g氧气中充分反应，共得到26g二氧化碳 C．某物质在氧气中燃烧生成水、一氧化碳、二氧化碳，则该有机物中一定含有碳元素、氢元素 D．硫在氧气中燃烧生成三氧化硫 【答案】C 【解析】A、硝酸钾溶于水中，过程中没有新物质生成，是物理变化，不是化学变化，不能用质量守恒定律解释，不符合题意； B、若碳在氧气中充分燃烧，发生反应：     即6g碳在20g氧气中完全反应，共得到22g二氧化碳，不是26g，不能用质量守恒定律解释，不符合题意； C，根据质量守恒定律反应前后元素的种类不变，该物质在氧气中燃烧生成水、一氧化碳、二氧化碳，则该有机物中一定含有碳元素、氢元素，氧元素可能来自于氧气，不一定来自于该物质，能用质量守恒定律解释，符合题意； D、化学反应是否发生需要遵循客观事实，硫在氧气中燃烧生成二氧化硫，不是三氧化硫，不符合题意； 故选：C。 考点3 质量守恒定律的微观解释 7．（2023·安徽·统考中考真题）口罩中的熔喷布具有过滤病毒的作用，Z是合成熔喷布的主要原料，由X制备Z的微现示意图如下。下列说法正确的是（ ）    A．X的化学式为 B．反应前后分子种类不变 C．Y、Z在中充分燃烧产物相同 D．反应后原子个数不变 【答案】D 【解析】A、分析图示，X的化学式为 C3H8；错误；B、反应是化学变化，反应前后分子种类一定改变；错误；C、分析图示，Y只含有氢元素，燃烧产生水，Z含有碳、氢元素在 O2 中充分燃烧产物是二氧化碳和水，则产物不相同；错误；D、原子是化学变化中的最小粒子，反应后原子个数不变；正确；故选D。 8．（2023·重庆九龙坡·重庆实验外国语学校校考三模）如图为用甲烷制甲醇的微观反应示意图，下列有关说法正确的是（ ） A． 甲醇属于氧化物 B．反应前后原子的种类及数目发生改变 C．参与反应的甲烷和氧气的分子个数比为2：1 D．反应前后催化剂的性质不变 【答案】C 【解析】由的微观反应示意图可知，该反应的化学方程式为：；A、氧化物是由两种元素组成，且一种元素是氧元素的化合物，甲醇是由碳、氢、氧三种元素组成，不属于氧化物，故选项A说法错误；B、由质量守恒定律可知，化学反应前后原子的种类、数目及质量均不变，故选项B说法错误；C、由反应的化学方程式可知，参与反应的甲烷和氧气的分子个数比为2：1，故选项C说法正确； D、由催化剂的特点可知，化学反应前后催化剂的化学性质不变，物理性质可能改变，故选项D说法错误； 故选：C。 9．化学反应的实质 根据对下图的理解，从分子和原子的观点解释水受热变成水蒸气和水电解生成氢气和氧气有什么不同？      （1）水受热蒸发时，水分子间的 变大了，分子本身 ；水通电分解时，水分子发生了分裂，变成了 和 ，然后氢原子两两结合生成 ，氧原子两两结合生成了 。 （2）化学变化的实质是 分成 ，原子再重新组合成新的 。 （3）化学反应前后，原子的 、 、 都没有变，元素的 、 也没有变。 【答案】（1）间隔 没有改变 氢原子 氧原子 氢分子 氧分子 （2）分子 原子 分子 （3）种类 质量 个数 种类 质量 【解析】（1）水受热时，水分子的动能增大，分子运动加快，分子间距离增大，由液态变成气态，但变化前后，水分子本身没变，属物理变化；而水通电后被分解为氧原子和氢原子，每两个氧原子构成一个氧分子，每两个氢原子构成一个氢分子，大量的氧分子聚集成为氧气，大量的氢分子聚集成为氢气，该变化属于化学变化。 （2）化学变化就是有其他物质生成的变化，从本质上说，是参加反应的分子分解成原子，原子再重新组合成新的分子的过程。 （3）由于原子是化学变化中的最小微粒，所以在化学反应前后，原子的种类、质量、个数都不会发生改变，则元素的种类、质量也不会发生改变。 考点4 质量守恒定律的应用 10．“84”消毒液是常用的含氯消毒剂。制备“84”消毒剂是将氯气通入氢氧化钠溶液中，生成物中不可能含有的物质为（ ） A．NaCl B． C．NO D．NaClO 【答案】C 【解析】根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，反应前有Cl、Na、O、H元素，不含N元素，所以不可能生成NO，故选C。 11．（2023·河北·统考中考真题）《天工开物》中记载了用黏土烧制砖的过程，如图所示为该过程中某反应的示意图(其中“”“ ”和“”分别代表不同元米的原子)。则微粒X中（ ） A．只含有 B．一定含有和 C．一定含有和 D．一定含有、和 【答案】B 【解析】依据质量守恒定律可知：化学变化前后原子的种类不变，由微观示意图可知，微粒X中一定含有和；答案：B。 1．化学反应前后，下列各项中肯定没有变化的是：①原子的数目 ②分子的数目 ③元素的种类 ④物质的总质量 ⑤物质的种类 ⑥原子的种类（ ） A．①③④⑤⑥ B．①③④⑥ C．①②④⑥ D．①③⑤ 【答案】B 【解析】化学反应前后，下列各项中肯定没有变化的是：①原子的数目③元素的种类 ④物质的总质量⑥原子的种类；②分子的数目可能改变； ⑤物质的种类一定改变。故选B。 2．（2024·湖南长沙·二模）我们生活在千变万化的世界中，下列出现在我们身边的现象能用质量守恒定律解释的是（ ） A．水结成冰前后，质量保持不变 B．50mL水和50mL乙醇混合后总体积小于100mL C．纸在空气中燃烧后化为灰烬，灰烬的质量比纸的质量小 D．5g白糖溶于50g水，制得55g白糖水 【答案】C 【解析】A、水结冰，是物理变化，不能用质量守恒定律解释，故错误； B、50毫升水和50毫升酒精混合后总体积小于100毫升，是因为分子之间有间隔，不能用质量守恒定律解释，故错误； C、纸在空气中燃烧，是化学变化，任何一个化学变化都遵循质量守恒定律，都能用质量守恒定律解释，故正确； D、5g白糖溶于50g水，得到55g白糖水，发生的是物理变化，不能用质量守恒定律解释，故错误； 故选C。 3．（2024·湖南衡阳·二模）下列实验能够直接用于验证质量守恒定律的是（ ） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】A、过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下分解产生氧气和水，有气体逸散到空气中，造成烧杯内质量减轻，不能用于验证质量守恒定律，选项错误； B、糖水和盐水混合没有发生化学变化，不能用于验证质量守恒定律，选项错误； C、蜡烛燃烧生成二氧化碳和水，逸散到空气中，造成固体质量减小，不能用于验证质量守恒定律，选项错误； D、铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，反应前后锥形瓶中质量不变，可以用于验证质量守恒定律，选项正确。 故选D。 4．质量守恒定律具有非常重要的价值和意义。将下列A、B、C装置分别放在装置D天平上称量。然后取下锥形瓶，将锥形瓶倾斜，使液体药品与固体药品接触，一段时间后再把锥形瓶放在天平上。有关该实验的下列说法正确的是 A．经过实验验证只有B装置中反应遵循质量守恒定律 B．实验中两次称量的质量，第一次大于第二次的只有C装置 C．在A、B、C装置中发生的化学反应只有一个属于分解反应 D．C装置不能验证质量守恒定律的原因是装置没有密闭，没称量气态反应物 【答案】C 【解析】A、A装置中过氧化氢在二氧化锰的催化下反应生成水和氧气，B装置中铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，C装置中碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水，均有新物质生成，均属于化学变化，均遵循质量守恒定律， 不符合题意； B、A装置中，过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气，生成了气体，装置内压强增大，气球胀大，产生向上的浮力，导致质量减小，B装置中铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，无气体生成，化学反应前后，质量不变，C装置中碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水，二氧化碳是气体，会从导管中散逸出去，导致质量减小，故实验中两次称量的质量，第一次大于第二次的是A、C装置，不符合题意； C、A装置中过氧化氢在二氧化锰的催化下分解为水和氧气，该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应，B装置中，铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，反应物有两种，不属于分解反应，C装置中，碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水，反应物有两种，不属于分解反应，故只有一个属于分解反应，符合题意； D、C装置中不能验证质量守恒定律，是因为碳酸钠和稀盐酸反应生成了二氧化碳，二氧化碳是气体，散逸到了空气中，没有称量气态生成物，不是反应物，不符合题意。 故选C。 5．（2023·福建福州·福建省福州外国语学校校考三模）某物质R可用作鱼塘增氧剂，其原因是它能和水反应只生成氢氧化钙和氧气。下列对R的叙述中，正确的是（ ） A．只含氧元素 B．一定含有钙元素和氧元素 C．只含钙元素 D．一定含有钙元素，可能含有氧元素 【答案】B 【解析】氢氧化钙和氧气中含有钙、氢、氧三种元素，水中含有氢、氧元素，且水中氢、氧原子个数比为1：2，而氢氧化钙中氢、氧原子个数比为1：1，根据反应前后，原子的种类和个数不变，则R中一定含有钙、氧元素，故选B。 6．（2023·安徽合肥·合肥市五十中学西校校联考二模）如图是某个化学反应的微观示意图。从图中获得的有关信息不正确的是（ ）    A．该反应属于分解反应 B．反应前后原子的个数不变 C．反应前是混合物，反应后是纯净物 D．分子间存在一定的间隔 【答案】A 【解析】A、根据反应的微观图示可知该反应为两种物质反应后生成一种物质，则属于化合反应，不属于分解反应，故选项说法错误；B、根据反应的微观图示分析得出反应中原子的个数与种类没有发生变化，故选项说法正确；C、反应物中有2种分子，则含有2种物质，属于混合物；反应后生成物中只有一种分子，则只含有一种物质，属于纯净物，故选项说法正确；D、构成物质的分子之间存在一定的间隔，故选项说法正确。故选A。 7．2023年3月《中国科学院刊》报道了我国生物乙醇重整制氢技术的重大进展。制氢过程中某步反应的原理如图所示。下列说法错误的是( ) A.从物质类别看：反应物、生成物均属于化合物 B．从微观构成看：甲烷由甲烷分子构成 C．从质量关系看：该反应遵守质量守恒定律 D．从守恒关系看：反应前后原子种类、数目、质量不变 【答案】A 【解析】A、根据反应的示意图可知，反应物是甲烷、一氧化碳，生成物是二氧化碳、氢气和碳，其中甲烷、一氧化碳、二氧化碳都是由不同种元素组成的纯净物，属于化合物，氢气和碳是由同种元素组成的纯净物，属于单质，说法错误； B、从微观构成看：甲烷由甲烷分子构成，说法正确； C、根据反应的示意图可知，该反应属于化学反应，遵守质量守恒定律，说法正确； D、根据反应的示意图可知，该反应属于化学反应，遵守质量守恒定律，从守恒关系看：反应前后原子种类、数目、质量不变，说法正确。 故选A。 8．（2024·甘肃平凉·二模）我国科学家成功研制出天然气(主要成分为甲烷)在液态锡催化作用下的高效制氢设备，该设备发生反应的微观原理如图所示，下列说法正确的是（ ） A．反应前后各类原子的数目不变 B．反应涉及4种物质 C．反应前后液态锡的质量和化学性质发生改变 D．甲烷由碳原子和氢分子构成 【答案】A 【分析】由微观反应示意图可知，该反应是由甲烷在液态锡催化作用下分解为氢气和碳。 【解析】A、由质量守恒定律可知，反应前后各类原子的数目不变，选项说法正确； B、该反应涉及到甲烷、碳和氢气三种物质，选项说法错误； C、液态锡是该反应的催化剂，则反应前后液态锡的质量和化学性质均不发生改变，选项说法错误； D、甲烷是由甲烷分子构成的，甲烷分子是由碳原子与氢原子构成的，选项说法错误； 故选：A。 9．（多选）某化合物完全燃烧需消耗氧气9.6g，生成8.8g二氧化碳和5.4g水，则该化合物的组成中（ ） A. 一定含有氧元素 B. 一定含有碳元素和氢元素 C 一定不含氧元素 D. 只含有碳、氢两种元素 【答案】AB 【解析】根据质量守恒定律，参加反应的各物质质量总和等于反应后生成的各物质质量总和，所以可以求出参加反应的化合物的质量为：8.8g+5.4g-9.6g=4.6g，由生成的二氧化碳的质量为8.8g，水的质量为5.4g，可求出生成的碳元素质量为8.8g×=2.4g，氢元素的质量为5.4g×=0.6g，根据质量守恒定律，反应前后元素的种类、质量不变，碳元素的质量和氢元素的质量总和小于4.6g，所以化合物中一定含有碳、氢、氧元素； 故选AB。 10．（2023·湖南衡阳·统考中考真题）在一个密闭容器中，有甲、乙、丙、丁四种物质，一定条件下充分反应，测得反应前后各物质的质量如图所示。下列说法正确的是（ ）    A． B．乙一定是催化剂 C．甲可能是单质 D．丙和丁的相对分子质量之比一定是9∶8 【答案】A 【解析】由于该反应在密闭容器内进行，根据质量守恒定律，则有20+3+5+3=3+3+x+11，解得x=14，反应前后甲的质量减少20g-3g=17g，故甲是反应物；反应前后乙的质量不变，故乙可能作该反应的催化剂，也可能没有参加反应；反应前后丙的质量增加了14g-5g=9g，故丙是生成物；反应前后丁的质量增加了11g-3g=8g，故丁是生成物；所以该反应为甲分解生成丙和丁。A、由分析可知，x=14，故A说法正确； B、根据反应前后乙的质量不变，故乙可能作该反应的催化剂，也可能没有参加反应，故B说法错误；C、由分析可知，该反应为甲分解生成丙和丁，符合一变多的特点，属于分解反应，甲是分解反应中的反应物，所以甲不可能是单质，故C说法错误；D、由分析可知，生成的丙和丁的质量之比为9g:8g=9:8，若生成的丙和丁的化学计量数之比为1:1，则丙和丁的相对分子质量之比一定是9:8，由于丙和丁的化学计量数不能确定，所以相对分子质量之比也不能确定，故D说法错误；故选A。 11．（2023·海南省直辖县级单位·统考二模）实验小组为验证水的组成元素，进行如下实验。 实验1 实验2   实验证明无色液滴为水   实验证明a，b中气体分别为、 下列说法正确的是（ ） A．实验2中a和b的气体质量比为2：1 B．实验2中a气体能使带火星的木条复燃 C．实验1、实验2都不能验证水的组成 D．实验利用了化学反应前后元素种类不变推测物质的组成 【答案】D 【解析】A、实验2电解水实验中，水通电分解生成氢气和氧气，该反应的化学方程式为，电解水过程中，正氧负氢，氧一氢二，b管与电源正极连接，b中产生的气体为氧气，a管与电源的负极相连，a中产生的是氢气，故实验2中a和b的气体体积比为2：1，实验2中a和b的气体质量比为4:32=1:8，故A说法错误；B、实验2电解水实验中，根据正氧负氢，氧一氢二，b管与电源正极连接，b中产生的气体为氧气，氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，a管与电源的负极相连，a中产生的是氢气，氢气具有可燃性，故B说法错误；C、实验1是氢气燃烧生成水，反应物中有氢、氧元素，根据反应前后元素种类不变，则可说明水是由氢、氧元素组成的，能验证水的组成，电解水生成氢气和氧气，氢气是由氢元素组成的，氧气是由氧元素组成的，根据反应前后元素种类不变，则可说明水是由氢元素和氧元素组成的，能验证水的组成，故C说法错误；D、由C分析可知，氢气燃烧和电解水的实验，都是利用了化学反应前后元素种类不变推测物质的组成，故D说法正确；故选D。 12．在“质量守恒定律”的课堂学习中，同学们设计了如下图所示的实验来验证质量守恒定律。回答下列问题：    【实验验证】 （1）A实验反应前后天平左盘上的仪器与药品的总质量______（填“相等”或“不相等”）。 （2）B实验中天平指针会向______（填“左”或“右”）偏转，原因是______。 【微观解释】 （3）由质量守恒定律可知，化学反应前后一定不变的是______（填序号）。 ①原子种类                ②原子数目                ③原子质量                ④分子种类 【综合应用】 （4）24g镁在氧气中完全燃烧后，生成氧化镁的质量______（填“大于”“小于”或“等于”）24g。 （5）植物的光合作用可表示为： ，可推测淀粉中一定含有______元素。 （6）葡萄糖是一种重要的营养物质，它在人体内反应的化学方程式为： ，则X的化学式为______。 【答案】（1） 相等 ；（2） 右 ；蜡烛燃烧生成的二氧化碳和水散逸到了空气中；（3）①②③；（4）大于；（5）碳、氢；（6）O2 【解析】（1）A实验是密闭装置，则反应前后天平左盘上的仪器与药品的总质量相等，硫酸铜和锌反应产生硫酸锌和铜；（2）B实验蜡烛在空气中燃烧，产生的水、二氧化碳逸散到空气中，左边质量会减少，天平指针会向右偏转；故填：右；蜡烛燃烧生成的二氧化碳和水散逸到了空气中；（3）化学反应前后肯定没有变化的是原子数目、原子种类、原子质量。故答案为：①②③。（4）镁和氧气反应产生氧化镁，则生成氧化镁的质量等于参加反应的镁和氧气的质量总和，则生成氧化镁的质量大于24g。（5）根据质量守恒定律，反应前后元素的种类不变，光合作用反应前元素种类是C、H、O，则反应后也是C、H、O三种，氧气提供了氧元素，则淀粉中一定含有碳、氢元素。 （6）光合作用需要吸收太阳能，反应物中碳、氢、氧原子个数分别为6、12、18，反应后的生成物中碳、氢、氧原子个数分别为6、12、6，根据反应前后原子种类、数目不变，则每个X分子由2个氧原子构成，则物质X的化学式为O2。 13．质量守恒定律的发现，凝聚了许多科学家的心血。 材料一：1673年，波义耳做过一个实验：在密闭的曲颈瓶中加热金属汞得到了金属灰(氧化汞)，冷却后打开容器，称量金属灰的质量，发现与原来金属相比质量增加了。 材料二：1756年，罗蒙诺索夫重做了波义耳的实验。他将金属锡(Sn)装入容器后密封、称量、加热，生成了白色的物质(氧化锡)，待冷却后再次称量，发现容器的总质量没有发生变化。但该发现没有引起当时科学家的广泛注意。 材料三：18世纪70年代，拉瓦锡通过定量研究氧化汞的分解和合成等实验，总结出了化学反应前后质量守恒的规律。 材料四：1908年德国化学家朗道耳特及1912年英国化学家曼莱做了精确度极高的实验，所用的容器和反应物质量为1kg左右，反应前后质量之差小于0.0001g，质量的变化小于一千万分之一，在实验误差范围之内，因此科学家承认了质量守恒定律。 （1）从现在的视角分析波义耳实验，金属灰比原金属增加的质量来自于 。 （2）罗蒙诺索夫加热锡生成氧化锡的化学方程式为 (已知锡在其氧化物中呈+2价)，罗蒙诺索夫验证质量守恒定律时是在 体系中进行实验。 （3）质量守恒定律的发现过程，带给我们的启示有 (填序号)。 a.要善于总结前人的成果和经验 b.定量方法是科学研究的重要方法 c.实验的成功与否，只取决于药品的选择 d.更精准的技术手段为科学理论的发展提供了支持 （4）受科学家研究的启发，小丽继续做实验深入探究。如图三个实验中，遵循质量守恒定律的是 (填序号)。实验A中，气球的作用有 (写一点即可)。    （5）请结合所学知识，从微观角度解释质量守恒定律 。 【答案】（1）参加反应的氧气的质量 （2）2Sn+O22SnO2 密闭 （3）abd （4）A 缓冲气压、形成密闭空间（写一点即可） （5）化学反应前后原子的种类、数目、质量不变 【解析】（1）波义耳实验中，金属灰增加质量是参与反应的氧气的质量，汞和氧气加热生成氧化汞； （2）金属锡(Sn)加热与空气中的氧气反应生成白色的物质(氧化锡)，化学方程式为：2Sn+O22SnO2； 罗蒙诺索夫实验说明，验证质量守恒定律需在密封体系中进行实验； （3）a、由质量守恒定律的发现过程可知，拉瓦锡在总结玻义耳、罗蒙诺索夫实验经验的基础上，发现了质量守恒定律，故科学发展要善于总结前人的成果和经验，说法正确; b、定量方法是科学研究的重要方法，如质量守恒定律的发现过程用到了定量方法，说法正确；c、实验的成功与否，取决于实验方法、实验过程是否规范、实验数据、结论是否准确等多种因素，而不是单纯的药品选择，说法错误；d、由材料四可知，更精准的技术手段为科学理论的发展提供了支持，说法正确；故选abd； （4）①A.装置为密闭装置，故可以达到实验目的；B.盐酸和碳酸钠反应生成二氧化碳气体，气体逸散到空气中，质量减少，故不能达到实验目的；C.酒精和水不发生化学反应，不能验证质量守恒定律，故不能达到实验目的；故选A。 ②实验A中，红磷燃烧，装置内气体受热膨胀，气球胀大，所以气球的作用有缓冲气压、形成密闭空间（写一点即可）； （5）从微观角度解释质量守恒定律：化学反应前后原子的种类、数目、质量不变。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！22 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第13讲 化学反应中的定量关系 模块一 思维导图串知识 模块二 基础知识全梳理（吃透教材） 模块三 教材习题学解题 模块四 核心考点精准练（四大考点） 模块五 小试牛刀过关测 1.能认识质量守恒定律的含义; 2.能用实验证据证明质量守恒，并从微现角度进行解释; 3.能运用质量守恒定律解释或解决一些简单的化学问题。 一、从定量角度认识化学变化 17世纪70年代，英国化学家_______在一个敞口的容器中加热金属，结果发现反应后容器中物质的质量增加了，18世纪 70年代，法国化学家_______用较精确的定量实验法，在密闭容器中研究氧化汞的生成与分解的反应中各物质质量之间的关系，得到的结论是，参加化学反应的各物质的质量总和_______反应后生成的各物质的质量总和。 实验探究 1.实验过程 （1）实验1：硫酸铜溶液和氢氧化钠溶液反应 （2）实验2：碳酸钙与盐酸反应 （2）实验现象 实验1 实验2 （3）结论： 。 （4）反思： 。 二、质量守恒定律 1．质量守恒定律的内容 （1）内容：______________的各物质的质量总和，等于______________的各物质的质量总和 。 （2）适用范围：只适用于_______变化，不适用于_______变化。 （3）注意事项： ①质量守恒定律的“守恒”指的是质量守恒，其它方面如体积等不一定守恒。 ②“参加反应的各物质”，没有参加反应的物质不包括在内(如催化剂、过量的物质)。 ③“生成的各物质的质量总和”，应当包括生成的各种物质，如沉淀、气体等。 2. 对质量守恒定律的理解 （1）没有参加反应的物质的质量和非反应生成的物质的质量不能计入“总和”中。 （2）质量总和要考虑生成的沉淀、气体，空气中的物质是否参加反应或物质有无遗漏。 （3）只适用于质量守恒，不包括体积守恒或分子数守恒等 。 3. 化学反应的实质 化学反应的过程，就是参加反应的各物质（反应物）的原子重新组合而生成其他物质（生成物）的过程。 分子原子新分子新物质 在化学反应中，反应前后原子的_______没有改变，_______没有增减，原子的_______也没有改变。  4.质量守恒的原因 微观上：在化学反应中，反应前后原子的种类没有改变，数目没有增减，原子的质量也没有改变。 宏观上：在化学反应前后，元素的种类没有改变，元素的质量也没有改变。 电解水反应微观过程 化学反应前后物质的质量总和相等的本质原因是： 化学反应是分子破裂成原子，原子重新组合成新的分子。 化学反应前后，原子的种类、数目、质量都不变。 归纳化学变化前后变与不变： 5.质量守恒定律的应用 ①利用质量守恒定律，解释有关现象； ②利用质量守恒定律，根据化学方程式确定物质的化学式； ③利用质量守恒定律，根据化学方程式确定物质的相对分子质量； ④利用质量守恒定律，根据化学方程式求某元素的质量； ⑤利用质量守恒定律，根据化学方程式求反应物中某物质的质量。 教材习题02（P128） 物质X在氧气中燃烧后生成二氧化碳和水，则X的组成中 A. 一定含有碳、盛、氧三种元素 B.可能含有碳、氮、氧三种元素 C.一定含有碳、氢元素，可能含有氧元素 D.一定含有氧元素，可能含有碳、氢元素 解题方法 根据质量守恒定律，反应前后，元素种类不变， 则某化合物中一定含有碳元素和氢元素，可能含有氧元素 教材习题04（P129） 请你用质量守恒定律解释下列现象： （1）木材燃烧，余下灰烬的质量小于原木材的质量。 （2）铜丝在火焰上灼烧，灼烧后的“钢丝”质量大于原钢丝的质量。 （3）加热高锰酸钾，剩余固体的质量小于原高锰酸钾的质量。 （4）红磷在氧气中燃烧，生成的固体质量大于原红磷的质量。 解题方法 （1）木柴与氧气反应生成二氧化碳气体，根据质量守恒定律，因二氧化碳气体逸出，故余下灰烬的质量比原木材的质量减少了。 （2）铜丝在火焰上灼烧时，铜和空气中的氧气反应生成氧化铜，因此灼烧后的“铜丝”质量大于原铜丝的质量。 （3）被分解的高锰酸钾的质量等于剩余固体和生成的氧气的质量之和,氧气扩散到空气中,因此加热高锰酸钾后,得到固体的质量比原来高锰酸钾的质量小。 （4）红磷在氧气中燃烧生成五氧化二磷,生成的五氧化二磷的质量等于参加反应的红磷和氧气的质量之和。 考点1 科学探究质量守恒定律 1．下列验证质量守恒定律的实验中，能得出正确结论的是 A．白磷燃烧前后质量的测定 B．蜡烛燃烧前后质量的测定 C．镁条燃烧前后质量的测定 D．锌粒和稀硫酸反应前后质量的测定 2．根据如图所示的实验回答问题。 （1）甲实验中，仪器a的名称是 ，该实验不能用于验证质量守恒定律的原因是 。 （2）乙是稀释浓硫酸的实验。试剂Y是 ，玻璃棒的作用是 。若试剂Y往试剂X中加入，则出现的现象是 。 3．实验：氢氧化钠与硫酸铜溶液反应 （1）现象：有 沉淀生成；天平 。 （2）反应原理： 。 （3）结论：反应前物质的总质量 反应后物质的总质量。 考点2 质量守恒定律的认识 4．除了元素种类、原子种类不变外，化学反应前后肯定没有变化的还有（　　） A．原子数目 B．分子数目 C．物质种类 D．物质的总质量 5．关于质量守恒定律，下列说法正确的是 A．10g水变为10g冰，该变化遵守质量守恒定律 B．蜡烛燃烧后质量减少，该变化不遵循质量守恒定律 C．镁在空气中燃烧后质量增大，该变化不遵守质量守恒定律 D．氧化汞分解的过程中，氧原子和汞原子的种类、数目均没有发生变化 6．（2024·天津·三模）以下现象可以用质量守恒定律解释的是（ ） A．2g硝酸钾溶于10g水，得到12g溶液 B．6g碳在20g氧气中充分反应，共得到26g二氧化碳 C．某物质在氧气中燃烧生成水、一氧化碳、二氧化碳，则该有机物中一定含有碳元素、氢元素 D．硫在氧气中燃烧生成三氧化硫 考点3 质量守恒定律的微观解释 7．（2023·安徽·统考中考真题）口罩中的熔喷布具有过滤病毒的作用，Z是合成熔喷布的主要原料，由X制备Z的微现示意图如下。下列说法正确的是（ ）    A．X的化学式为 B．反应前后分子种类不变 C．Y、Z在中充分燃烧产物相同 D．反应后原子个数不变 8．（2023·重庆九龙坡·重庆实验外国语学校校考三模）如图为用甲烷制甲醇的微观反应示意图，下列有关说法正确的是（ ） A． 甲醇属于氧化物 B．反应前后原子的种类及数目发生改变 C．参与反应的甲烷和氧气的分子个数比为2：1 D．反应前后催化剂的性质不变 9．化学反应的实质 根据对下图的理解，从分子和原子的观点解释水受热变成水蒸气和水电解生成氢气和氧气有什么不同？      （1）水受热蒸发时，水分子间的 变大了，分子本身 ；水通电分解时，水分子发生了分裂，变成了 和 ，然后氢原子两两结合生成 ，氧原子两两结合生成了 。 （2）化学变化的实质是 分成 ，原子再重新组合成新的 。 （3）化学反应前后，原子的 、 、 都没有变，元素的 、 也没有变。 考点4 质量守恒定律的应用 10．“84”消毒液是常用的含氯消毒剂。制备“84”消毒剂是将氯气通入氢氧化钠溶液中，生成物中不可能含有的物质为（ ） A．NaCl B． C．NO D．NaClO 11．（2023·河北·统考中考真题）《天工开物》中记载了用黏土烧制砖的过程，如图所示为该过程中某反应的示意图(其中“”“ ”和“”分别代表不同元米的原子)。则微粒X中（ ） A．只含有 B．一定含有和 C．一定含有和 D．一定含有、和 1．化学反应前后，下列各项中肯定没有变化的是：①原子的数目 ②分子的数目 ③元素的种类 ④物质的总质量 ⑤物质的种类 ⑥原子的种类（ ） A．①③④⑤⑥ B．①③④⑥ C．①②④⑥ D．①③⑤ 2．（2024·湖南长沙·二模）我们生活在千变万化的世界中，下列出现在我们身边的现象能用质量守恒定律解释的是（ ） A．水结成冰前后，质量保持不变 B．50mL水和50mL乙醇混合后总体积小于100mL C．纸在空气中燃烧后化为灰烬，灰烬的质量比纸的质量小 D．5g白糖溶于50g水，制得55g白糖水 3．（2024·湖南衡阳·二模）下列实验能够直接用于验证质量守恒定律的是（ ） A． B． C． D． 4．质量守恒定律具有非常重要的价值和意义。将下列A、B、C装置分别放在装置D天平上称量。然后取下锥形瓶，将锥形瓶倾斜，使液体药品与固体药品接触，一段时间后再把锥形瓶放在天平上。有关该实验的下列说法正确的是 A．经过实验验证只有B装置中反应遵循质量守恒定律 B．实验中两次称量的质量，第一次大于第二次的只有C装置 C．在A、B、C装置中发生的化学反应只有一个属于分解反应 D．C装置不能验证质量守恒定律的原因是装置没有密闭，没称量气态反应物 5．（2023·福建福州·福建省福州外国语学校校考三模）某物质R可用作鱼塘增氧剂，其原因是它能和水反应只生成氢氧化钙和氧气。下列对R的叙述中，正确的是（ ） A．只含氧元素 B．一定含有钙元素和氧元素 C．只含钙元素 D．一定含有钙元素，可能含有氧元素 6．（2023·安徽合肥·合肥市五十中学西校校联考二模）如图是某个化学反应的微观示意图。从图中获得的有关信息不正确的是（ ）    A．该反应属于分解反应 B．反应前后原子的个数不变 C．反应前是混合物，反应后是纯净物 D．分子间存在一定的间隔 7．2023年3月《中国科学院刊》报道了我国生物乙醇重整制氢技术的重大进展。制氢过程中某步反应的原理如图所示。下列说法错误的是( ) A.从物质类别看：反应物、生成物均属于化合物 B．从微观构成看：甲烷由甲烷分子构成 C．从质量关系看：该反应遵守质量守恒定律 D．从守恒关系看：反应前后原子种类、数目、质量不变 8．（2024·甘肃平凉·二模）我国科学家成功研制出天然气(主要成分为甲烷)在液态锡催化作用下的高效制氢设备，该设备发生反应的微观原理如图所示，下列说法正确的是（ ） A．反应前后各类原子的数目不变 B．反应涉及4种物质 C．反应前后液态锡的质量和化学性质发生改变 D．甲烷由碳原子和氢分子构成 9．（多选）某化合物完全燃烧需消耗氧气9.6g，生成8.8g二氧化碳和5.4g水，则该化合物的组成中（ ） A. 一定含有氧元素 B. 一定含有碳元素和氢元素 C 一定不含氧元素 D. 只含有碳、氢两种元素 10．（2023·湖南衡阳·统考中考真题）在一个密闭容器中，有甲、乙、丙、丁四种物质，一定条件下充分反应，测得反应前后各物质的质量如图所示。下列说法正确的是（ ）    A． B．乙一定是催化剂 C．甲可能是单质 D．丙和丁的相对分子质量之比一定是9∶8 11．（2023·海南省直辖县级单位·统考二模）实验小组为验证水的组成元素，进行如下实验。 实验1 实验2   实验证明无色液滴为水   实验证明a，b中气体分别为、 下列说法正确的是（ ） A．实验2中a和b的气体质量比为2：1 B．实验2中a气体能使带火星的木条复燃 C．实验1、实验2都不能验证水的组成 D．实验利用了化学反应前后元素种类不变推测物质的组成 12．在“质量守恒定律”的课堂学习中，同学们设计了如下图所示的实验来验证质量守恒定律。回答下列问题：    【实验验证】 （1）A实验反应前后天平左盘上的仪器与药品的总质量______（填“相等”或“不相等”）。 （2）B实验中天平指针会向______（填“左”或“右”）偏转，原因是______。 【微观解释】 （3）由质量守恒定律可知，化学反应前后一定不变的是______（填序号）。 ①原子种类                ②原子数目                ③原子质量                ④分子种类 【综合应用】 （4）24g镁在氧气中完全燃烧后，生成氧化镁的质量______（填“大于”“小于”或“等于”）24g。 （5）植物的光合作用可表示为： ，可推测淀粉中一定含有______元素。 （6）葡萄糖是一种重要的营养物质，它在人体内反应的化学方程式为： ，则X的化学式为______。 13．质量守恒定律的发现，凝聚了许多科学家的心血。 材料一：1673年，波义耳做过一个实验：在密闭的曲颈瓶中加热金属汞得到了金属灰(氧化汞)，冷却后打开容器，称量金属灰的质量，发现与原来金属相比质量增加了。 材料二：1756年，罗蒙诺索夫重做了波义耳的实验。他将金属锡(Sn)装入容器后密封、称量、加热，生成了白色的物质(氧化锡)，待冷却后再次称量，发现容器的总质量没有发生变化。但该发现没有引起当时科学家的广泛注意。 材料三：18世纪70年代，拉瓦锡通过定量研究氧化汞的分解和合成等实验，总结出了化学反应前后质量守恒的规律。 材料四：1908年德国化学家朗道耳特及1912年英国化学家曼莱做了精确度极高的实验，所用的容器和反应物质量为1kg左右，反应前后质量之差小于0.0001g，质量的变化小于一千万分之一，在实验误差范围之内，因此科学家承认了质量守恒定律。 （1）从现在的视角分析波义耳实验，金属灰比原金属增加的质量来自于 。 （2）罗蒙诺索夫加热锡生成氧化锡的化学方程式为 (已知锡在其氧化物中呈+2价)，罗蒙诺索夫验证质量守恒定律时是在 体系中进行实验。 （3）质量守恒定律的发现过程，带给我们的启示有 (填序号)。 a.要善于总结前人的成果和经验 b.定量方法是科学研究的重要方法 c.实验的成功与否，只取决于药品的选择 d.更精准的技术手段为科学理论的发展提供了支持 （4）受科学家研究的启发，小丽继续做实验深入探究。如图三个实验中，遵循质量守恒定律的是 (填序号)。实验A中，气球的作用有 (写一点即可)。    （5）请结合所学知识，从微观角度解释质量守恒定律 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！22 学科网（北京）股份有限公司 $$