第五单元 课题1 质量守恒定律-【新课标·新素养】2024-2025学年九年级化学上册精品讲义+分层练（人教版）

第五单元 化学反应的定量关系 课题1 质量守恒定律 教材知识全解……讲透知识、查漏补缺 知识点1 质量守恒定律的验证 一、探究化学反应前后物质的质量关系 实验探究一 实验探究二 结论：参加反应的铜和氧气的质量总和等于反应后生成的氧化铜的质量 结论：参加反应的铁和硫酸铜的质量总和等于反应生成的铜和硫酸亚铁的质量总和 点拨 (1)实验探究一：将锥形瓶置于陶土网上加热，气球先鼓起是由于装置内的气体受热膨胀，压强增大；冷却后，气球变瘪是由于氧气被消耗，装置内压强减小。 (2)实验探究二：铁丝表面常会有一层铁锈(铁丝与空气中氧气反应生成的氧化铁)，实验前需用砂纸将铁丝打磨干净，否则会影响与硫酸铜的反应。 二、质量守恒定律的进一步探究 方案 碳酸钠与盐酸反应前后质量的测定 镁条燃烧前后质量的测定 图示 现象 产生大量的气泡，天平不平衡，指针偏右 镁条燃烧发出耀眼的白光，放热，生成白色固体；天平不平衡 表达式 碳酸钠+盐酸－→氯化钠+二氧化碳+水 镁+氧气氧化镁 分析 生成的二氧化碳气体逸散到空气中，导致天平不平衡 镁燃烧时消耗空气中的氧气并产生大量的白烟，导致天平不平衡 反思 用有气体参加或生成的化学反应验证质量守恒定律时，应在密闭容器中进行 拓展延伸 镁条燃烧后称量的质量可能有以下几种情况 1.质量减小。因产生氧化镁白烟，造成氧化镁散失较多，质量减小。 2.质量增大。空气中的氧气参加反应，生成的氧化镁附着于镁条之上，质量增大。 3.质量相等。是以上两种因素综合的结果。 知识点2 质量守恒定律的理解与应用 一、质量守恒定律 (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)应用：解释一些化学反应中的质量问题，确定某物质的组成元素，确定化学反应中某种物质的化学式等。 二、质量守恒定律的微观解释 (1)化学反应的过程可表示为： (2)微观解释 化学反应前后原子的种类没有改变，数目没有增减，原子的质量没有改变，所以化学反应前后各物质的质量总和相等。 易错警示 (1) 质量守恒定律适用于所有化学变化，不适用于物理变化。 (2) “参加化学反应的各物质的质量总和"是指实际参加化学反应的反应物的质量，反应物中的剩余部分和杂质不能计算在内。 (3) “质量总和”即要把各种状态的反应物和生成物都计算在内，包括沉淀、气体等。 经典例题考点1 考查利用质量守恒定律推断物质的化学式 例1(2023黑龙江龙东地区中考)煤油是石油炼制产品中的一种。煤油中含有噻吩(用R表示)，噻吩具有令人不愉快的气味，其燃烧时发生反应的化学方程式表示为R+6O24CO2+SO2+2H2O,则噻吩的化学式为( ) A.CH4 B.C4H4S C.C4H8S D.C4H6S 解析根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类和数目不变，可知一个R分子中含有4个碳原子、4个氢原子和1个硫原子，所以R的化学式为C4H4S。 答案 B 解题指导 确定化学反应中某种物质的化学式 考点2 考查利用质量守恒定律解答图表题 例2(2023西藏中考)将甲、乙、丙、丁四种物质放入一密闭容器中充分反应，测得反应前后各物质的质量如下表所示，下列说法错误的是( ) 物质 甲 乙 丙 丁 反应前质量/g 17 20 1 3 反应后质量/g 3 5 x 32 A.x=1 B.该反应属于化合反应 C.丙一定是该反应的催化剂 D.参加反应的甲、乙的质量比为14∶15 解析 根据质量守恒定律，x=17+20+1+3－3－5－32=1；甲、乙减少了，为反应物，丁增加了，为生成物，该反应属于化合反应；丙可能是该反应的催化剂，也可能没有参加反应；参加反应的甲、乙的质量比为(17g－3g):(20g－5g)=14:15。 答案 C 解题指导 利用质量守恒定律解答图表题 (1)未知数的确定：根据质量守恒定律，密闭容器中反应前各物质的质量总和 =反应后各物质的质量总和。 (2)确定反应物和生成物：反应后和反应前相比，质量增加的是生成物，质量减小的是反应物，质量不变的可能是催化剂。 (3)反应类型的判断：先确定反应物与生成物，然后根据反应物、生成物的种类多少确定反应类型。 《分层练·第五单元 课题1 质量守恒定律》 基础过关全练 知识点 1 质量守恒定律的验证 1.【教材变式】某化学兴趣小组通过铜与氧气的反应来验证质量守恒定律，下列说法错误的是( ) A.红色铜粉逐渐变成黑色 B.气球先鼓起后变瘪 C.反应结束后，应冷却至室温再称量 D.反应前锥形瓶内铜粉与氧气的总质量一定等于反应生成的氧化铜的质量 2.(2O24江西抚州东乡期中)下列实验能够直接用于验证质量守恒定律的是( ) 3.【原创】质量守恒定律的发现使化学由定性研究走向定量研究，促进了化学科学的发展。 (1)为验证质量守恒定律，某同学设计了如图1所示的装置，老师指出该装置不能达到实验目的，原因是___________________________________。 (2)小明思考后将天平左盘的装置进行了如图2所示的改进，操作不变，最后天平仍不平衡，原因是__________________________________________。 4.【学科素养·科学探究与实践】(2O24河南周口郸城期末)某课外兴趣小组的同学设计了如图所示的三个实验来验证质量守恒定律。 实验一 实验二 实验三 (1)为什么不能用实验一验证质量守恒定律？__________________________________________。 (2)在进行实验二时，观察到天平(填_______“平衡”或“不平衡”)。 (3)在进行实验三时，若要使托盘天平指针不发生偏转，实验装置应如何改进？____________________________。 知识点2 质量守恒定律的理解与应用 5.(2O24贵州毕节威宁期末)下列现象可以用质量守恒定律来解释的是( ) A.100g酒精和100g水混合在一起，质量等于200g B.10g水可以结成10g冰 C.纸在密闭容器中充分燃烧后化为灰烬，反应前后总质量不变 D.敞口放置的酒精因挥发而越来越少 6.(2O23北京中考)下列物质均可用作燃料，在O2中充分燃烧时，不会产生CO2的是( ) A.CH4 B.NH3 C.木炭 D.CO 7.【情境素材·科学著作】(2O23河北中考)《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“○”分别代表不同元素的原子)。则微粒Ⅹ中( ) +X+ A.只含有 B.一定含有和○ C.一定含有和 D.一定含有、和○ 8.【学科素养·科学思维质】量守恒定律是自然界的基本定律之一。请你回答下列问题： (1)小铭同学将10g A和足量B混合加热，A与B发生化学反应，10g A完全反应后生成8g C和4g D,则参加反应的A与B的质量比是______________。 (2)植物的光合作用可表示为二氧化碳+水光照→淀粉+氧气，则有关淀粉组成的说法正确的是_______(填字母序号)。 A.只含碳、氢元素 B.只含碳、氧元素 C.一定含有碳、氢元素，可能含有氧元素 (3)铁丝在足量氧气中点燃后，生成物的质量比原来铁丝的质量大，原因是_____________________；纸片在空气中燃烧后化为灰烬，灰烬的质量比反应前纸片的质量小，原因是______________________________________。 能力提升全练 9.【模型法】(2O23山东滨州中考，8，公)密闭容器内有甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下充分反应，测得反应前后各物质的质量分数如图所示。下列说法正确的是( ) 反应前 反应后 A.物质甲是生成物 B.反应后乙物质的质量分数是18% C.该化学反应中甲、乙两物质的质量比是14:3 D.物质丁一定是该反应的催化剂 10.【学科素养·科学态度与责任】(2O23江苏连云港中考，33，)捕集工业废气中的CO2与H2O反应制甲醇是保护环境、节约资源的重要方法。反应的微观示意图如下： 下列说法中正确的是( ) A.反应前后分子总数不变 B.有利于减少二氧化碳排放 C.反应的CO2与H2O的分子个数比为1∶1 D.反应前后各元素的化合价均未改变 11.(2O24山东枣庄峄城期末，16，☆公)在一个密闭容器中放入甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下充分反应，测得反应前后各物质的质量如下表所示。下列说法正确的是( ) 物质 甲 乙 丙 丁 反应前质量/g 10 0.3 4.8 2.8 反应后质量/g 3.2 待测 8 6.4 A.待测值为0.6 B.此反应可表示为：丙+丁→甲 C.反应中甲和丁变化的质量比为1∶2 D.若构成丙、丁的元素不同，则甲一定是化合物 12.【守恒法】(2O24湖北教改联盟期末，8，)某化学兴趣小组用燃烧法探究物质R的组成。质量为6.9g的物质R在充足的氧气中完全燃烧，生成13.2g CO2和8.1g H2O。下列说法不正确的是( ) A.参加反应的氧气的质量为14.4g B.R中一定有碳、氢、氧三种元素 C.R中碳、氢原子的个数比为1∶2 D.生成的CO2和H2O的分子个数比是2∶3 素养探究全练 真实情境 探究素养 13.【学科素养·科学探究与实践】(2O24广东中山期中)为验证质量守恒定律，某兴趣小组做了以下实验进行探究。 图1 图2 (1)如图1，用细铜丝吊着一根长玻璃棒，两端分别绕上粗铜丝，并使玻璃棒保持水平，然后用酒精灯给a端铜丝加热1～2分钟。冷却后，观察到铜丝变黑、玻璃棒_______(填“a”或“b”)端下沉。 (2)称量镁条和陶土网的质量为m1(如图2所示)，然后在空气中点燃镁条；反应结束后将所得物质再与陶土网一起称量，质量为m2。根据质量守恒定律可知：反应生成的氧化镁的质量大于参加反应的镁条的质量，而实验事实是m2<m1,原因是__________________________________________ (3)根据以上两个实验可知，验证质量守恒定律时，对于有气体参加的反应，应在_______容器中进行实验。兴趣小组按图3装置改进实验，验证了质量守恒定律，却发现产物白色固体中还有少量黄色固体。查阅资料得知：镁能与氮气剧烈反应生成黄色的氮化镁(Mg3N2)固体。 (4)空气中N2的含量远大于O2的含量，而镁条在空气中燃烧生成的MgO却远多于Mg3N2,原因是____________________________。 (5)图3实验中气球的作用除了使装置密闭之外，还可以____________________________。 【参考答案及解析】 课题1 质量守恒定律 基础过关全练 1.D 铜与氧气在加热的条件下反应生成氧化铜，红色铜粉逐渐变成黑色。加热过程中装置内气体受热膨胀，气球鼓起；反应结束冷却至室温后，由于氧气被消耗，装置内压强减小，气球变瘪。反应结束后，冷却至室温前气球受到空气的浮力不断变化，应冷却至室温再称量。无法确定铜与氧气是否恰好完全反应，所以反应前锥形瓶内铜粉与氧气的总质量不一定等于反应生成的氧化铜的质量。 2.C 镁条与氧气在点燃条件下反应生成氧化镁，有气体参加反应，生成的白烟扩散到空气中，不能直接用于验证质量守恒定律；石蜡与氧气反应生成二氧化碳和水，有气体参加反应，生成的二氧化碳和水蒸气扩散到空气中，不能直接用于验证质量守恒定律；过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，生成的氧气逸出，不能直接用于验证质量守恒定律。 3.【答案】 (1)碳酸钠与盐酸反应生成的二氧化碳气体会逸散到空气中，使天平不平衡 (2)气球膨胀，左盘中装置受到的浮力增大 4.【答案】 (1)质量守恒定律适用于所有化学变化，不适用于物理变化 (2)平衡 (3)使过氧化氢溶液与二氧化锰发生反应的装置密闭 【解析】 (1)实验一中发生的是物理变化，不能用来验证质量守恒定律。 (2)在进行实验二时，铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，观察到天平平衡。 5.C 纸在密闭容器中充分燃烧后化为灰烬，有新物质生成，属于化学变化，反应前后总质量不变，可用质量守恒定律解释。其他变化都是物理变化，不能用质量守恒定律解释。 6.B 根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，NH,中不含碳元素，在O,中充分燃烧不会产生CO2。 7.B 根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类不变，则微粒Ⅹ中一定含有“”和“○”。 8.【答案】(1)5∶1 (2)C (3)生成物的质量为铁丝与参加反应的氧气的质量和反应生成的二氧化碳和水蒸气逸散到空气中 【解析】 (1)根据质量守恒定律，参加反应的B的质量为8g+4g－10g=2g,则参加反应的A与B的质量比是10g:2g=5:1。 (2)根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，可知淀粉中一定含有碳元素和氢元素，可能含有氧元素。 能力提升全练 9.C 反应后甲的质量分数减少了70%－42%=28%，甲是反应物；反应后乙的质量分数为1－42%－40%－10%=8%；该化学反应中甲、乙两物质的质量比是28%:6%=14:3；丁在反应前后的质量分数不变，可能是该反应的催化剂，也可能是不参与反应的杂质。 10.B 由反应微观示意图可知，反应后分子总数减少；二氧化碳是该反应的反应物，因此该反应有利于减少二氧化碳排放；反应的CO2与H2O的分子个数比为2∶4=1∶2；该反应中有一种生成物是单质，因此反应前后一定存在元素化合价的变化。 11.D 根据质量守恒定律，待测值为10+0.3+4.8+2.8－3.2－8－6.4=0.3；该反应的反应物为甲，生成物是丙和丁，此反应可表示为：甲→丙+丁；反应中甲和丁变化的质量比为(10－3.2)∶(6.4－2.8)≠1∶2；甲是分解反应的反应物，若构成丙、丁的元素不同，则甲一定是化合物。 12.C 根据质量守恒定律，参加反应的氧气的质量为13.2g+8.1g－6.9g=14.4g。根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类相同，R中一定含有碳、氢元素；二氧化碳和水中含有的氧元素的质量为13.2g+×8.1g=16.8g>14.4g,所以R中一定含有氧元素。R中碳元素质量为13.2g=3.6g,氢元素质量为8.1g×=0.9g,碳、氢原子的个数比为=1:3。生成的CO2和H2O的分子个数比为=2:3。 解题指导 推断物质组成常用的解题方法 (1)定性判断：根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类相同，初步推断物质的元素组成。 (2)定量判断：根据反应前后各种元素的质量均不变，进一步判断物质组成。 素养探究全练 13.【答案】 (1)a (2)镁燃烧产生的白烟部分逸散到空气中 (3)密闭 (4)相同条件下O2比N2活泼 (5)平衡压强，防止橡胶塞弹出 【解析】 (1)铜和氧气在加热的条件下反应生成氧化铜，因此玻璃棒a端下沉。 (4)空气中N2的含量远大于O2的含量，而镁条在空气中燃烧生成的MgO却远多于Mg3N2,原因是相同条件下O2比N2活泼，镁更容易与O2反应。 (5)镁与氧气反应放热，气体膨胀，装置内压强增大，因此气球的作用除了使装置密闭之外，还可以平衡压强，防止橡胶塞弹出。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$