第20讲 质量守恒定律-【暑假弯道超车】2025年新九年级化学暑假提升精品讲义（人教版2024）

第20讲 质量守恒定律 学习目标 提前掌握本节核心知识，为开学学习打好基础。 思维导图 用图表整理章节逻辑，帮助建立系统化认知。 新知预习 通过预习内容初步理解新知识，培养独立思考能力。 考点精析 结合例题解析高频考点，掌握解题思路，减少开学后学习压力。 分层作业 基础达标：确保核心知识掌握，建立信心。 过关检测：提升应用能力，衔接开学后学习。 1．认识化学反应中的各物质间存在定量关系； 2．知道化学反应遵守质量守恒定律； 3．理解质量守恒定律的微观本质； 4．能选取实验证据说明质量守恒定律。 一、探究化学反应前后物质的质量关系 方案一、铜与氧气反应前后质量的测定 实验步骤 （1）铜粉铺在锥形瓶底部，系有气球的玻璃导管插入橡胶塞，橡胶塞塞进瓶口，称量质量为m1。 （2）加热锥形瓶，观察现象，一段时间后停止加热，冷却后称量质量为m2。 实验现象 红色粉末逐渐变黑，气球变瘪。天平两次显示示数相等。 表达式 文字表达式：铜 + 氧气氧化铜； 符号表达式：Cu + O2 CuO加热 △ 实验结论 反应后总质量 = 反应前总质量；即：m2=m1； 化学反应前后物质总质量不变。 讨论分析 小气球的作用：密封装置，缓冲气压； 方案二、铁与硫酸铜溶液反应前后质量的测定 实验步骤 （1）锥形瓶中加入洁净的铁丝和装有硫酸铜溶液的小试管，塞上橡胶塞，称量质量为m1。 （2）取下锥形瓶，倾斜，让试管内的溶液进入锥形瓶，观察现象，一段时间后再称量质量为m2。 实验现象 铁钉表面覆盖一层红色的物质，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色；天平两次显示示数相等。 表达式 文字表达式：铁 + 硫酸铜 → 硫酸亚铁 + 铜 ；符号表达式：Fe+CuSO4→FeSO4+Cu 实验结论 反应后总质量 = 反应前总质量；即：m2=m1； 化学反应前后物质总质量不变。 二、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．注意点： （1）质量守恒定律只适用于化学变化，不适用于物理变化；一切化学反应都遵守质量守恒定律。 （2）“参加”：没有参加反应的物质和不是反应生成的物质质量不能计入“总和”中； （3）“各物质”：参加反应或反应生成所有物质，特别注意气体、沉淀不能遗漏。 （4） “质量总和”指的是质量守恒，不是体积或分子个数守恒。 三、质量“不守恒”的实验情况分析 1．盐酸与碳酸钠反应前后质量的测定 实验步骤 （1）小烧杯放碳酸钠粉末，小试管盛稀盐酸放入烧杯称量m1。 （2）取下烧杯并倾斜试管，使稀盐酸流入烧杯，观察现象。 （3）反应完成，称量m2。 实验现象 产生大量气泡； 天平示数变小， m2 < m1。 表达式 文字表达式：碳酸钠 + 盐酸 → 氯化钠 + 水 + 二氧化碳； 符号表达式：Na2CO3+HCl→ NaCl+H2O+CO2↑ 原因分析 烧杯是敞口容器，生成的二氧化碳气体逸散到空气中，使烧杯内物质质量减小。 2．镁条燃烧反应前后质量的测定 实验步骤 （1）砂纸打磨过的长镁条和陶土网一起称量，质量为m1。 （2）在陶土网上方点燃镁条，观察现象。 （3）将镁条燃烧后的产物与陶土网一起称量，质量为m2。 实验现象 发出耀眼的白光，放出热量，产生白烟。 天平示数有变化（或没有变化）， m2 ≠ m1（或m2 = m1）。 表达式 文字表达式：镁+氧气氧化镁； 符号表达式：Mg + O2 MgO加热 △ 原因分析 （1）镁条燃烧后，生成物氧化镁的质量应等于反应的镁条和参加反应的氧气质量总和。固体质量应该增加，m2﹥m1。 （2）镁条燃烧过程中，一部分氧化镁以 白烟 的形式扩散到空气中，且坩埚钳上可能也粘有一部分氧化镁，均会造成氧化镁损失，导致固体质量减少。 （3）如果逸散的白烟质量小于参加反应的氧气质量，m1<m2，若相等，m1=m2，若逸散质量大于增加的气体质量，m1>m2。 3．实验反思： （1）研究化学反应前后物质的质量关系时，有气体参加或气体生成（或者有烟、雾状物质生成）的反应，必须在密闭容器（不易变形的密闭容器）里进行。 （2）质量守恒定律中参加反应或生成的各物质的质量总和指参加反应或生成的所有物质的质量总和（包括固、液、气三种状态的物质），参加反应或生成的气体和水不能遗漏。 四、化学反应前后质量守恒的本质原因（微观解释） 以氢气燃烧和水的电解微观过程为例： 氢气燃烧 水的分解 反应表达式 微观示意图 发生改变的粒子 氢分子、氧分子　 水分子 不变的粒子 氢原子、氧原子 氢原子、氧原子 1．化学变化的本质 参加反应的各物质（反应物）的分子破裂成原子，原子重新组合而生成新物质（生成物）的过程。 2．质量守恒的原因（微观解释） 微观上，化学反应前后，原子的种类、数目和质量均不变，因此化学反应前后各物质的质量总和必然相等。 3．化学反应前后的“变”与“不变” 六个“一定不变”、两个“一定变”、 两个“可能变” 微观 宏观 一定不变 原子的种类 物质的总质量 原子的数目 元素的种类 原子的质量 元素的质量 一定改变 分子的种类 物质的种类 可能改变 分子的数目 元素的化合价 考点一 质量守恒定律的内容及适用范围 【例1】镁带在耐高温的容器中（内含空气）密封加热，下图中能正确表示容器里所盛的物质总质量变化情况的是 A．B．C． D． 【答案】B 【详解】根据质量守恒定律知，在密闭容器中反应，前后总质量一直不变。 故选B。 【变式1-1】在我们日常生活中处处存在化学现象，下列现象能够用质量守恒定律解释的是 A．木炭在氧气中燃烧后质量减小 B．水变成冰，体积变大 C．蜡烛熔化冷却后，质量不变 D．酒精挥发后，质量减小 【答案】A 【详解】A、木炭燃烧是木炭与氧气反应生成二氧化碳等气体，根据质量守恒定律，参加反应的木炭和氧气的质量总和等于生成的二氧化碳等气体的质量。但由于生成的气体逸散到空气中，所以剩余固体（灰烬）质量变小，能用质量守恒定律解释，故符合题意； B、水变成冰，体积变大，是分子间隔变大引起的，过程中没有新物质生成，不能用质量守恒定律解释，故不符合题意； C、石蜡融化过程中没有新物质生成，属于物理变化，不能用质量守恒定律解释，故不符合题意； D、酒精挥发过程中没有新物质生成，属于物理变化，不能用质量守恒定律解释，故不符合题意。 故选A。 【变式1-2】关于质量守恒定律，下列叙述正确的是 A．纸燃烧化为灰烬，该反应不符合质量守恒定律 B．镁在空气中燃烧生成氧化镁，则消耗3g空气 C．食盐溶于水中，得到盐水，该过程符合质量守恒定律 D．一切化学反应都遵守质量守恒定律 【答案】D 【详解】A、煤燃烧化为灰烬，该反应不符合质量守恒定律，说法错误，应为生成二氧化碳逸入空气，而所有的化学反应都遵守质量守恒定律，故说法错误； B、由反应关系式可知，镁与氧化镁的质量比为48：80=3：5，故2克镁在空气中完全燃烧不能生成5克氧化镁，故说法错误； C、1克食盐溶于10克水中，得到11克盐水，是物理变化，因为质量守恒定律适用于一切化学反应，故说法错误； D、一切化学反应都遵从质量守恒定律，故说法正确。 故选D。 考点二 实验探究质量守恒定律 【例2】如图通过加热铜粉来验证质量守恒定律，下列有关说法中，不正确的是 A．铜粉加热后由红色变为黑色 B．气球先膨胀变大，冷却后缩小 C．不可以用玻璃棒来代替玻璃导管 D．反应前锥形瓶内铜粉氧气的总质量一定等于生成的氧化铜的质量 【答案】D 【详解】A.铜与氧气在加热条件下反应生成黑色固体氧化铜，可观察到铜粉加热后由红色变为黑色，故A正确； B.加热时，锥形瓶内气体受热膨胀，压强增大，气球变大，反应结束后，温度逐渐恢复至室温且氧气被消耗，压强减小，气球变小，故B正确； C.不能用玻璃棒来代替玻璃导管，是因为玻璃管与气球相连，能够平衡装置内外压强，防止瓶塞喷出，故C正确； D.反应前锥形瓶内铜粉和氧气的总质量不一定等于生成的氧化铜的质量，因为铜和氧气不一定恰好完全反应，故D错误。 故选D。 【变式2-1】下列实验能够直接验证守恒定律的是 A．干冰升华 B．碳酸钠与稀盐酸反应 C．镁条燃烧 D．铁钉与硫酸铜溶液反应 【答案】D 【详解】A、干冰升华发生的是物理变化，不能验证质量守恒定律，故实验方案错误； B、稀盐酸和碳酸钠反应生成二氧化碳气体逸出，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，故实验方案错误； C、镁燃烧生成氧化镁，不是在密封装置中进行，不能验证质量守恒定律，故实验方案错误； D、铁钉和硫酸铜在密闭装置中反应，可以验证质量守恒定律，故实验方案正确。 故选D。 【变式2-2】实验课上，同学们用下图所示的装置进行质量守恒定律的验证。以下说法正确的是 A．反应过程中没有出现明显现象 B．称量反应前的质量比反应后的质量小 C．应在密闭容器中进行该反应 D．该反应不遵守质量守恒定律 【答案】C 【详解】A、碳酸钠（Na2​CO3​）与稀盐酸反应会生成氯化钠、水和二氧化碳气体，能观察到有气泡产生，并非没有明显现象，该选项错误； B、由于反应生成的二氧化碳气体逸散到空气中，会使反应后剩余物质质量减小，所以称量反应前的质量比反应后的质量大，该选项错误； C、因为有气体生成，为防止气体逸散影响实验结果，应在密闭容器中进行该反应，这样才能准确验证质量守恒定律，该选项正确； D、一切化学反应都遵守质量守恒定律，该反应中只是因为气体逸出导致天平不平衡，但实际上反应前后物质的总质量是相等的，遵守质量守恒定律，该选项错误。 故选C。 考点三 有关质量守恒定律的计算 【例3】在化学反应X + Y = Z中，若3克X和8克Y充分反应后，生成的Z的质量不可能是 A．3g B．5g C．8g D．11g 【答案】A 【详解】根据质量守恒定律，如果3克X和8克Y恰好完全反应，则生成物Z的质量为11克；如果X过量，3克X和8克Y不是完全反应，则生成物Z的质量大于8克小于11克；如果Y过量，3克X和8克Y不是完全反应，则生成物Z的质量大于3克小于11克。故选A。 【变式3-1】现将10gA和足量B混合加热，A与B发生化学学反应，10gA完全反应后生成8gC和4gD，则反应中的B与C的质量比 A．1:4 B．1:2 C．1:1 D．5:1 【答案】A 【详解】10gA完全反应后生成8gC和4gD，由质量守恒定律可知，参加反应的B的质量为8g+4g-10g=2g，故反应中的B与C的质量比是2g：8g=1：4。故选A。 【变式3-2】在一密闭容器中加入 a､b､c､d四种物质，测得反应前后各物质的质量如下表｡下列说法正确的是 物质 a b c d 反应前的质量/g 5 30 20 17 反应后的质量/g 5 8 x 0 A．x等于 39 B．b不可能是单质 C．a可能是催化剂 D．参加反应的 b与 d的质量比为 8∶17 【答案】C 【详解】由表中数据分析可知，反应前后b的质量减少了30g-8g＝22g，故是反应物，参加反应的质量为22g；同理可以确定a的质量不变，可能作该反应的催化剂，也可能没有参加反应，d是反应物，反应的质量为17g-0g=17g，由质量守恒可知，c应该是产物，生成的质量为22g+17g=39g，所以x=20g+39g=59g； A、x等于59，故A不符合题意； B、该反应的反应物为b和d，生成物是c，符合“多变一”的形式，属于化合反应，b是化合反应的反应物，可能是单质，故B不符合题意； C、a的质量不变，可能作该反应的催化剂，也可能没有参加反应，故C符合题意； D、参加反应的b与d的质量比为22g：17g＝22：17，故D不符合题意； 故选C。 考点四 利用质量守恒定律确定物质的组成 【例4】某物质在氧气中燃烧只生成二氧化碳，则该物质 A．一定含有碳元素，可能含有氧元素 B．一定含有碳、氧两种元素 C．只含碳元素 D．无法确定 【答案】A 【详解】某物质在氧气中燃烧只生成二氧化碳，根据质量守恒定律反应前后元素的种类不变，生成物二氧化碳是由碳元素和氧元素组成的，所以该物种中一定含有碳元素，因氧气中含有氧元素，所以无法判断该物种中是否含有氧元素，所以该物种中一定含有碳元素，可能含有氧元素； 故选A。 【变式4-1】氯碱工业的反应原理是电解饱和的食盐水（主要成分为NaCl和H2O），电解饱和食盐水的产物不可能是 A．H2 B．Cl2 C．Na2CO3 D．NaOH 【答案】C 【详解】根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变。饱和食盐水的主要成分是NaCl和H2O，其中含有钠（Na）、氯（Cl）、氢（H）、氧（O）元素。 A、H2中含氢元素，反应物中有氢元素，该产物可能。 B、Cl2中含氯元素，反应物中有氯元素，该产物可能。 C、Na2CO3中含有碳元素，而反应物中没有碳元素，该产物不可能。 D、NaOH中含有钠、氧、氢元素，反应物中含有这些元素，该产物可能。 故选：C。 【变式4-2】古有《齐民要术》记载“粟米曲作酢”，“酢”即乙酸；今有我国科研人员研究出制取乙酸的新方法，涉及的化学反应为：二氧化碳+甲烷乙酸，根据以上信息，下列关于乙酸组成的推测中，正确的是 A．只含碳、氢元素 B．含有碳、氢、氧三种元素 C．含有碳、氢元素，可能含有氧元素 D．无法确定是否含有碳、氢元素 【答案】B 【详解】二氧化碳由碳元素、氧元素组成，甲烷由碳元素、氢元素组成，即反应前有碳元素、氧元素、氢元素，根据化学反应前后元素的种类不变，乙酸中一定含有碳元素、氧元素、氢元素，故选B。 基础达标 1．下列现象不能用质量守恒定律解释的是 A．石蜡熔化前后，其质量不变 B．高锰酸钾加热后固体质量减少 C．木材在空气中燃烧后化为灰烬，灰烬的质量小于木材的质量 D．在空气中加热铜丝，生成物的质量比原来铜丝的质量大 【答案】A 【详解】质量守恒定律适用于化学变化，不适用于物理变化。 A、石蜡熔化过程只是状态的改变，无新物质生成，是属于物理变化，不能用质量守恒定律解释，符合题意； B、高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，属于化学变化，氧气逸出导致固体质量减少，能用质量守恒定律解释，不符合题意； C、木材在空气中燃烧生成了二氧化碳等物质，属于化学变化，木材在空气中燃烧生成二氧化碳等气体逸散到空气中，消耗的氧气质量小于生成的二氧化碳质量，灰烬的质量小于木材的质量，能用质量守恒定律解释，不符合题意； D、铜丝在空气中加热生成氧化铜，属于化学变化，生成物氧化铜的质量等于参加反应的铜和氧气的质量总和，生成物的质量比原来铜丝的质量大，能用质量守恒定律解释，不符合题意。 故选A。 2．现有化学反应A+B→C，若a gA与b gB充分反应，则生成C的质量是 A．大于（a+b）g B．等于（a+b）g C．小于或等于（a+b）g D．无法确定 【答案】C 【详解】根据质量守恒定律可知，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，若a gA与b gB恰好完全反应完，则生成C的质量等于（a+b）g；若a gA与b gB没有恰好完全反应，则生成C的质量就会小于（a+b）g，故选：C。 3．以下关于质量守恒定律的说法和应用的说法正确的是 A．蜡烛燃烧后质量减轻，不符合质量守恒定律 B．室温下1g木炭在1g氧气中完全燃烧后生成2g二氧化碳 C．根据质量守恒定律，在空气中灼烧铜丝后，固体质量一定增加 D．质量守恒定律的微观本质是反应前后分子和原子的种类都不变 【答案】C 【详解】A、蜡烛燃烧后，质量减轻是因为生成的二氧化碳和水蒸气跑掉了，属于化学变化，符合质量守恒定律，故说法错误； B、碳和氧气点燃生成二氧化碳，反应的化学方程式为：，每12份质量的碳和32份质量的氧气在点燃条件下反应生成44份质量的二氧化碳，恰好完全反应时，参加反应的碳和氧气的质量比为12：32=3：8，完全反应后，碳有剩余，所以1g碳与1g氧气充分反应后得到二氧化碳小于2g，故说法错误； C、铜丝在火焰上灼烧，灼烧后的固体质量一定增加，是因为铜和空气中的氧气反应生成了氧化铜，故说法正确； D、质量守恒定律的微观本质是反应前后原子的种类、数目、质量都不变，故说法错误。 故选C。 4．化学反应前后可能发生变化的是 ①原子数目  ②分子数目  ③原子种类  ④物质种类  ⑤元素种类  ⑥物质总质量  ⑦元素的化合价 A．②④⑦ B．①②⑦ C．②⑦ D．①③⑤⑥ 【答案】C 【详解】化学变化前后，原子的数目、元素的种类、物质的总质量、原子的种类一定不变； 化学变化前后，物质的种类和分子的种类一定改变； 化学变化前后，分子的数目可能改变，也可能不变。 故选C。 5．在反应A+B→C+D中，若取A、B各10克，加热充分反应后生成6克C、8克D，且A没有剩余，则反应时A与B的质量比为： A．4：10 B．10：4 C．6：8 D．8：6 【答案】B 【详解】在反应A+B→C+D中，若取A、B各10克，加热充分反应后生成6克C、8克D，且A没有剩余，则10gA完全反应后生成6gC和8gD，由质量守恒定律可知，参加反应的B的质量为4g，故反应时A与B的质量比为10g：4g=10:4，B项正确； 故选B。 6．某物质在氧气中充分燃烧后，生成二氧化碳和水两种产物，该物质 A．一定含有碳氢元素 B．一定含有碳氢氧元素 C．一定只含有碳氢元素 D．一定含有碳氢元素，可能含有氧元素 【答案】D 【详解】生成物二氧化碳和水中含有C、H、O三种元素，所以反应物中也应该有这三种元素，又知某物质在氧气中充分燃烧，故生成物中的氧元素可能来自氧气，故可判断该物质中一定含有碳、氢元素，可能含有氧元素。 故选D。 7．硝酸银溶液存放在棕色瓶中是因为硝酸银见光易分解，其分解产物中一定不可能含有 A． B． C． D． 【答案】C 【详解】硝酸银中含有银、氮、氧三种元素，根据质量守恒定律，反应前后，元素种类不变，由于硝酸银中不含氢元素，不可能分解生成氨气。故选C。 8．学习小组加热锥形瓶中的过量铜粉验证质量守恒定律如图甲，某变量y随时间的变化趋势如图乙所示，下列说法正确的是 A．加热过程中，气球先变大后变小 B．图甲中的固体全部由黑色变为红色 C．图乙中y可以表示固体物质中氧元素的质量分数 D．反应前锥形瓶内铜粉和空气的总质量等于生成的氧化铜的质量 【答案】A 【详解】A、加热时，锥形瓶内气体受热膨胀，压强增大，气球变大，铜和氧气在加热条件下反应生成氧化铜，反应结束后，温度逐渐恢复至室温且氧气被消耗，压强减小，气球变小，说法正确，符合题意； B、铜与氧气在加热的条件下反应生成氧化铜，由于铜粉过量，图甲中的固体不会全部由黑色变为红色，说法不正确，不符合题意； C、铜与氧气在加热的条件下反应生成氧化铜，初始固体为铜，不含有氧元素，随着反应的进行，固体物质中的氧元素质量逐渐增大，则固体中氧元素质量分数随反应进行，由0逐渐增大，至完全反应不再发生变化，图乙中y不可以表示固体物质中氧元素的质量分数，说法不正确，不符合题意； D、根据质量守恒定律，参加反应的物质的总质量与生成物的总质量相等，则生成氧化铜的质量等于参加反应的铜粉的质量和参加反应的氧气的质量之和，说法不正确，不符合题意； 故选A。 9．某兴趣小组设计如图所示实验装置验证质量守恒定律，实验过程中用电热棒引燃镁条。下列有关说法不正确的是 A．实验前应检查装置气密性 B．实验过程中气球先膨大后变瘪 C．实验前后均需要称量整个装置的质量 D．反应前瓶内镁条和氧气的总质量一定等于反应后生氧化镁的质量 【答案】D 【详解】A、实验前应检查装置气密性，以防止装置漏气，造成天平不平衡，故选项说法正确。 B、镁条燃烧放出大量的热，随着反应的进行，瓶中压强逐渐减小，则实验过程中气球先膨大后变瘪，故选项说法正确。 C、实验前后均需要称量整个装置的质量，比较反应前后总质量的变化情况，故选项说法正确。 D、瓶内的镁条和氧气不一定完全参加反应，生成物氧化镁的质量等于参加反应的镁和氧气的质量之和，故，故选项说法不正确。 故选D。 10．化学反应，5.6gA和7.3gB恰好完全反应，生成12.7gC，则生成D的质量为 g，现在要得到0.4gD，所需A的质量为 g。 【答案】 0.2 11.2 【分析】根据质量守恒定律，参加化学反应的各物质的质量之和等于生成的各物质的质量之和，结合题意进行分析解答 【详解】化学反应A+2B═C+D中，5.6gA与7.3gB恰好完全反应，生成12.7gC，由质量守恒定律，参加反应的A和B的质量之和等于生成C和D的质量之和，则同时生成D的质量为5.6g+7.3g-12.7g=0.2g；则现要制得0.4gD，所需A的质量为5.6g×2=11.2g。 故填①0.2②11.2 11．纯净物A可用作气体燃料。在一定条件下，将一定质量的A与160g B按下图所示充分反应，当B反应完全时，生成176gC和36gD。 参加反应的A物质的质量是 。 【答案】52g 【详解】根据质量守恒定律：参加反应的物质的质量总和生成的物质的质量总和，故参加反应的A物质的质量是：176g+36g-160g=52g。 12．中国空间站内有一套非常完备的再生式环控生保系统来保障航天员的正常生活。二氧化碳还原子系统中，二氧化碳（CO2）和氢气（H2）反应生成水（H2O）和气体X，你认为气体X中一定含有 元素，并说明其理由 。 【答案】 碳 根据质量守恒定律可知，化学反应前后元素种类不变，反应物中含有碳、氢、氧三种元素，而生成物水中只含有氢元素和氧元素 【详解】根据质量守恒定律可知，化学反应前后元素种类不变，二氧化碳与氢气反应生成水和气体X，二氧化碳、氢气中含有碳元素、氧元素和氢元素，水中含有氢元素和氧元素，则气体X中一定含有碳元素，理由是：根据质量守恒定律可知，化学反应前后元素种类不变，反应物中含有碳、氢、氧三种元素，而生成物水中只含有氢元素和氧元素。 13．将乙炔(化学式为C2H2)和氧气置于密闭容器中引燃，生成一氧化碳、二氧化碳和水。实验结束测得生成一氧化碳的质量为ag，二氧化碳的质量为6.6g，水的质量为1.8g。则参加反应的乙炔的质量为 g；列出反应前后碳原子守恒的表达式 (只列出含a的表达式，无需化简)。 【答案】 2.6 2.6×=a×+6.6× 【详解】1.8g水中含氢元素的质量为1.8g××100%=0.2g，反应前后氢元素的质量不变，则参加反应的乙炔的质量0.8g÷（×100%）=2.6g；根据反应前后碳元素的质量不变，则反应前后碳原子守恒的表达式：2.6×=a×+6.6×。 14．化学兴趣小组同学依据教材实验对质量守恒定律进行了如下实验探究。 (1)实验一中加热铜粉时的现象是 ；充分反应并冷却后，天平仍保持平衡，从微观角度解释其原因 ；若该实验中使用的铜粉量不足，对实验结果 (填“有”或“无”)影响。 (2)实验二开始一段时间后，可观察到 ，最终天平指针 (填“向左”、“向右”或“不”)偏转。 (3)实验三开始前称量打磨干净的长镁条与陶土网的质量总和为，点燃后用陶土网收集产物并称量，质量为。 ①镁条在空气中燃烧时发生反应的文字表达式为 ； ②理论上与的差值表示 (填化学式)的质量； ③实际上最终称量的质量> ，产生这一结果的可能原因是 。 (4)实验四的试剂混合前后质量关系为，小明同学认为该实验可验证质量守恒定律，小红同学认为不能，原因是 。 (5)对比实验一和实验三的结果可知，对于有气体参与的反应，在用其验证质量守恒定律时，对反应装置的要求是 。对比实验二和实验四的结果可知，质量守恒定律的适用范围是 。 【答案】(1) 红色固体逐渐变黑 反应前后原子的种类、数目和质量均不发生变化 无 (2) 铁丝表面附着一层红色物质，溶液由蓝色变为浅绿色 不 (3) 部分生成物逸散到空气中(合理即可) (4)水与蔗糖混合不发生化学反应 (5) 容器密闭 发生化学变化 【详解】（1）加热铜粉时，铜与氧气反应生成氧化铜，铜是红色固体，氧化铜为黑色固体，所以实验一中加热铜粉时的现象是红色固体逐渐变黑；化学反应的实质是：在化学变化中分子分成原子，原子重新组合成新的分子，化学反应前后原子的种类、数目和质量均没发生改变，所以天平仍保持平衡；若该实验中使用的铜粉量不足，对实验结果无影响。 （2）实验二铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，反应的现象为铁丝表面附着一层红色物质，溶液由蓝色变为浅绿色；该反应符合质量守恒定律，所以最终天平指针不偏转。 （3）①镁条和氧气在点燃的条件下反应生成氧化镁，反应的文字表达式为； ②表示打磨干净的长镁条与陶土网的质量，表示生成物和陶土网的质量，该反应是镁条和氧气的反应，所以生成物的质量包括镁条和氧气的质量和，所以理论上与的差值表示的质量； ③实际上最终称量的质量m1>m2，产生这一结果的可能原因是部分生成物逸散到空气中。 （4）质量守恒定律只适用于化学反应，而水与蔗糖混合不发生化学反应，所以不能实验可验证质量守恒定律。 （5）对比实验一和实验三的结果可知，对于有气体参与的反应，在用其验证质量守恒定律时，对反应装置的要求是在密闭容器中进行。对比实验二和实验四的结果可知，质量守恒定律的适用范围是发生化学变化。 过关检测 1．下列现象能用质量守恒定律解释的是 A．10gNaCl溶解在90g水中，成为100g溶液 B．100g干冰完全汽化成100g气体 C．酒精燃烧后，什么都没有了 D．2g氢气和2g氧气混合得4g气体 【答案】C 【分析】质量守恒定律反映的化学反应前后的质量关系，适用于化学变化，不适用于物理变化。 【详解】A、氯化钠溶于水属于物理变化，不能用质量守恒定律解释，选项错误； B、干冰汽化属于物理变化，不能用质量守恒定律解释，选项错误； C、酒精燃烧属于化学变化，燃烧过程中生成二氧化碳和水蒸气逸散到了空气中，所以“什么都没有了”，选项正确； D、氢气和氧气混合属于物理变化，不能用质量守恒定律解释，选项错误； 故选C。 2．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．分子的种类 【答案】A 【详解】根据质量守恒定律可知，化学反应前后物质的总质量、元素种类、元素质量、原子种类、原子数目、原子质量均不发生改变，故选：A。 3．北京时间2024年11月4日1时24分，神舟十八号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，此次飞行任务取得圆满成功。远程火箭常用高氯酸铵(NH4ClO4)作为推进剂，在其分解过程中，不可能生成的物质是 A．CO2 B．Cl2 C．O2 D．H2O 【答案】A 【详解】根据质量守恒定律，化学反应前后，元素种类不变，高氯酸铵(NH4ClO4)含有N、H、Cl、O这4种元素，在其分解过程中，可能生成Cl2、O2、H2O，不可能生成CO2。 故选：A。 4．某兴趣小组同学利用如图所示实验装置验证质量守恒定律。下列说法正确的是 A．反应过程中各物质的质量不变 B．反应过程中，固体中铜元素质量不断减少 C．反应前称重的是铜粉和氧气的总质量 D．气球起缓冲作用，防止气体受热膨胀冲开橡胶塞 【答案】D 【详解】A、根据质量守恒定律可知，反应过程中物质的总质量不变，故选项说法错误； B、根据质量守恒定律可知，反应过程中，固体中铜元素质量不变，故选项说法错误； C、实验前后均需要称量整个装置的质量，比较反应前后总质量的变化情况，故选项说法错误； D、铜粉受热会使得瓶内压强增大，气球的作用是防止瓶内气体迅速膨胀而冲开橡胶塞，故选项说法正确。 故选：D。 5．下图表示一定量的红磷在密闭容器中燃烧的过程。则y不可能表示 A．分子的总个数 B．元素的总质量 C．原子的总个数 D．物质的总质量 【答案】A 【分析】化学反应遵循质量守恒定律，即参加反应的物质的质量之和，等于反应后生成的物质的质量之和，是因为化学反应前后，元素的种类不变，原子的种类、总个数不变。 【详解】A、红磷燃烧生成五氧化二磷，反应的化学方程式是，反应后分子个数减少，故符合题意； B、反应前后元素总质量不变，故不符合题意； C、反应前后原子个数不变，故不符合题意； D、反应前后物质总质量不变，故不符合题意。 故选A。 6．现将足量的A和10gB混合加热，A与B发生化学反应，10gB完全反应后生成4gC和8gD，则参加反应的A与B的质量比是 A．1：1 B．1：5 C．5：1 D．2：1 【答案】B 【详解】根据质量守恒定律可知，参加反应的A的质量=4g+8g-10g=2g，则参加反应的A与B的质量比是2g：10g=1：5，故选B。 7．将下列四种物质放入密闭容器中充分反应，测得反应前后各物质的质量如下表。下列说法正确的是 物质 甲 乙 丙 丁 反应前质量/g 1 10 27 4 反应后质量/g 1 a 0 23 A．a的值是8 B．甲物质一定是该反应的催化剂 C．该反应属于分解反应 D．反应过程中乙、丁的质量比是5：2 【答案】C 【详解】根据表格信息可知，丙从27g变成0g，是反应物，丁从4g增加到23g，是生成物，由于反应前后物质的质量是守恒的，所以推算出乙的质量应该是27g-19g=8g，写出该反应的方程式为：。 A、因为生成乙的质量为8g，所以a应该是8+10=18，故A不符合题意； B、甲反应前后质量不变，可能是催化剂，也可能是不参与反应的杂质，故B不符合题意； C、该反应由一种物质生成两种物质，是分解反应，故C符合题意； D、反应中乙生成了8g，丁生成了19g，所以质量比为8:19，故D不符合题意； 故选C。 8．在A+B=C+D的反应中，如果生成物C和D 的质量比为3:5，参加反应的A和B 的质量总和为160g,则生成D的质量为 。 【答案】100g 【详解】根据质量守恒定律，生成物C和D的质量之和=参加反应的A和B的质量总和=160g，则生成D的质量为：=100g。 9．植物光合作用可表示为：二氧化碳+水X+氧气，推测X中一定含有的元素是 。 【答案】碳和氢 【详解】根据质量守恒律，反应前后元素的种类不变，反应物中含有的元素有碳元素、氧元素和氢元素，生成物氧气中含有氧元素，所以X中一定含有的元素是碳和氢。 10．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。 (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？ 。 【答案】(1)因为质量守恒定律适用于化学变化，而实验一发生的是物理变化 (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 【详解】（1）因为质量守恒定律适用于化学变化，而实验一发生的是食盐固体溶于水的过程，没有新物质生成，属于物理变化； （2）在进行实验二时，铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，反应没有气体进入和逸出，反应前后烧杯内物质质量不变，观察到天平平衡； （3）过氧化氢溶液在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气，氧气逸出，故反应后托盘天平指针发生偏转。若用该实验验证质量守恒定律，可使反应在密闭装置中进行，避免生成的气体逸出。 2 / 21 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第20讲 质量守恒定律 学习目标 提前掌握本节核心知识，为开学学习打好基础。 思维导图 用图表整理章节逻辑，帮助建立系统化认知。 新知预习 通过预习内容初步理解新知识，培养独立思考能力。 考点精析 结合例题解析高频考点，掌握解题思路，减少开学后学习压力。 分层作业 基础达标：确保核心知识掌握，建立信心。 过关检测：提升应用能力，衔接开学后学习。 1．认识化学反应中的各物质间存在定量关系； 2．知道化学反应遵守质量守恒定律； 3．理解质量守恒定律的微观本质； 4．能选取实验证据说明质量守恒定律。 一、探究化学反应前后物质的质量关系 方案一、铜与氧气反应前后质量的测定 实验步骤 （1）铜粉铺在锥形瓶底部，系有气球的玻璃导管插入橡胶塞，橡胶塞塞进瓶口，称量质量为m1。 （2）加热锥形瓶，观察现象，一段时间后停止加热，冷却后称量质量为m2。 实验现象 。天平两次显示示数 。 表达式 文字表达式： ； 符号表达式： 实验结论 反应后总质量 反应前总质量；即： ； 化学反应前后物质总质量 。 讨论分析 小气球的作用： ； 方案二、铁与硫酸铜溶液反应前后质量的测定 实验步骤 （1）锥形瓶中加入洁净的铁丝和装有硫酸铜溶液的小试管，塞上橡胶塞，称量质量为m1。 （2）取下锥形瓶，倾斜，让试管内的溶液进入锥形瓶，观察现象，一段时间后再称量质量为m2。 实验现象 ；天平两次显示示数 。 表达式 文字表达式： ；符号表达式： 实验结论 反应后总质量 反应前总质量；即： ； 化学反应前后物质总质量 。 二、质量守恒定律 1．内容：参加化学反应的 ，等于 。 2．注意点： （1）质量守恒定律只适用于化学变化，不适用于物理变化；一切 都遵守质量守恒定律。 （2）“参加”： 的物质和 的物质质量不能计入“总和”中； （3）“各物质”：参加反应或反应生成所有物质，特别注意 、 不能遗漏。 （4） “质量总和”指的是 守恒，不是体积或分子个数守恒。 三、质量“不守恒”的实验情况分析 1．盐酸与碳酸钠反应前后质量的测定 实验步骤 （1）小烧杯放碳酸钠粉末，小试管盛稀盐酸放入烧杯称量m1。 （2）取下烧杯并倾斜试管，使稀盐酸流入烧杯，观察现象。 （3）反应完成，称量m2。 实验现象 ； 天平示数 ， m2 m1。 表达式 文字表达式： ； 符号表达式： 原因分析 烧杯是敞口容器， ，使烧杯内物质质量减小。 2．镁条燃烧反应前后质量的测定 实验步骤 （1）砂纸打磨过的长镁条和陶土网一起称量，质量为m1。 （2）在陶土网上方点燃镁条，观察现象。 （3）将镁条燃烧后的产物与陶土网一起称量，质量为m2。 实验现象 发出 ，放出 ，产生白烟。 天平示数 （或没有变化）， m2 m1（或m2 = m1）。 表达式 文字表达式： ； 符号表达式： 原因分析 （1）镁条燃烧后，生成物氧化镁的质量应等于 和 质量总和。固体质量应该 ，m2 m1。 （2）镁条燃烧过程中，一部分氧化镁以 的形式扩散到空气中，且坩埚钳上可能也粘有一部分氧化镁，均会造成氧化镁损失，导致固体质量 。 （3）如果逸散的白烟质量小于参加反应的氧气质量，m1 m2，若相等，m1 m2，若逸散质量大于增加的气体质量，m1 m2。 3．实验反思： （1）研究化学反应前后物质的质量关系时，有 或 （或者有烟、雾状物质生成）的反应，必须在 容器（不易变形的密闭容器）里进行。 （2）质量守恒定律中参加反应或生成的各物质的质量总和指参加反应或生成的 总和（包括固、液、气三种状态的物质），参加反应或生成的气体和水不能遗漏。 四、化学反应前后质量守恒的本质原因（微观解释） 以氢气燃烧和水的电解微观过程为例： 氢气燃烧 水的分解 反应表达式 微观示意图 发生改变的粒子 不变的粒子 1．化学变化的本质 参加反应的各物质（反应物）的分子破裂成原子，原子 而生成新物质（生成物）的过程。 2．质量守恒的原因（微观解释） 微观上，化学反应前后，原子的 均不变，因此化学反应前后各物质的质量总和必然相等。 3．化学反应前后的“变”与“不变” 六个“一定不变”、两个“一定变”、 两个“可能变” 微观 宏观 一定不变 原子的 原子的 原子的 一定改变 分子的 可能改变 分子的 考点一 质量守恒定律的内容及适用范围 【例1】镁带在耐高温的容器中（内含空气）密封加热，下图中能正确表示容器里所盛的物质总质量变化情况的是 A．B．C． D． 【变式1-1】在我们日常生活中处处存在化学现象，下列现象能够用质量守恒定律解释的是 A．木炭在氧气中燃烧后质量减小 B．水变成冰，体积变大 C．蜡烛熔化冷却后，质量不变 D．酒精挥发后，质量减小 【变式1-2】关于质量守恒定律，下列叙述正确的是 A．纸燃烧化为灰烬，该反应不符合质量守恒定律 B．镁在空气中燃烧生成氧化镁，则消耗3g空气 C．食盐溶于水中，得到盐水，该过程符合质量守恒定律 D．一切化学反应都遵守质量守恒定律 考点二 实验探究质量守恒定律 【例2】如图通过加热铜粉来验证质量守恒定律，下列有关说法中，不正确的是 A．铜粉加热后由红色变为黑色 B．气球先膨胀变大，冷却后缩小 C．不可以用玻璃棒来代替玻璃导管 D．反应前锥形瓶内铜粉氧气的总质量一定等于生成的氧化铜的质量 【变式2-1】下列实验能够直接验证守恒定律的是 A．干冰升华 B．碳酸钠与稀盐酸反应 C．镁条燃烧 D．铁钉与硫酸铜溶液反应 【变式2-2】实验课上，同学们用下图所示的装置进行质量守恒定律的验证。以下说法正确的是 A．反应过程中没有出现明显现象 B．称量反应前的质量比反应后的质量小 C．应在密闭容器中进行该反应 D．该反应不遵守质量守恒定律 考点三 有关质量守恒定律的计算 【例3】在化学反应X + Y = Z中，若3克X和8克Y充分反应后，生成的Z的质量不可能是 A．3g B．5g C．8g D．11g 【变式3-1】现将10gA和足量B混合加热，A与B发生化学学反应，10gA完全反应后生成8gC和4gD，则反应中的B与C的质量比 A．1:4 B．1:2 C．1:1 D．5:1 【变式3-2】在一密闭容器中加入 a､b､c､d四种物质，测得反应前后各物质的质量如下表｡下列说法正确的是 物质 a b c d 反应前的质量/g 5 30 20 17 反应后的质量/g 5 8 x 0 A．x等于 39 B．b不可能是单质 C．a可能是催化剂 D．参加反应的 b与 d的质量比为 8∶17 考点四 利用质量守恒定律确定物质的组成 【例4】某物质在氧气中燃烧只生成二氧化碳，则该物质 A．一定含有碳元素，可能含有氧元素 B．一定含有碳、氧两种元素 C．只含碳元素 D．无法确定 【变式4-1】氯碱工业的反应原理是电解饱和的食盐水（主要成分为NaCl和H2O），电解饱和食盐水的产物不可能是 A．H2 B．Cl2 C．Na2CO3 D．NaOH 【变式4-2】古有《齐民要术》记载“粟米曲作酢”，“酢”即乙酸；今有我国科研人员研究出制取乙酸的新方法，涉及的化学反应为：二氧化碳+甲烷乙酸，根据以上信息，下列关于乙酸组成的推测中，正确的是 A．只含碳、氢元素 B．含有碳、氢、氧三种元素 基础达标 1．下列现象不能用质量守恒定律解释的是 A．石蜡熔化前后，其质量不变 B．高锰酸钾加热后固体质量减少 C．木材在空气中燃烧后化为灰烬，灰烬的质量小于木材的质量 D．在空气中加热铜丝，生成物的质量比原来铜丝的质量大 2．现有化学反应A+B→C，若a gA与b gB充分反应，则生成C的质量是 A．大于（a+b）g B．等于（a+b）g C．小于或等于（a+b）g D．无法确定 3．以下关于质量守恒定律的说法和应用的说法正确的是 A．蜡烛燃烧后质量减轻，不符合质量守恒定律 B．室温下1g木炭在1g氧气中完全燃烧后生成2g二氧化碳 C．根据质量守恒定律，在空气中灼烧铜丝后，固体质量一定增加 D．质量守恒定律的微观本质是反应前后分子和原子的种类都不变 4．化学反应前后可能发生变化的是 ①原子数目  ②分子数目  ③原子种类  ④物质种类  ⑤元素种类  ⑥物质总质量  ⑦元素的化合价 A．②④⑦ B．①②⑦ C．②⑦ D．①③⑤⑥ 5．在反应A+B→C+D中，若取A、B各10克，加热充分反应后生成6克C、8克D，且A没有剩余，则反应时A与B的质量比为： A．4：10 B．10：4 C．6：8 D．8：6 6．某物质在氧气中充分燃烧后，生成二氧化碳和水两种产物，该物质 A．一定含有碳氢元素 B．一定含有碳氢氧元素 C．一定只含有碳氢元素 D．一定含有碳氢元素，可能含有氧元素 7．硝酸银溶液存放在棕色瓶中是因为硝酸银见光易分解，其分解产物中一定不可能含有 A． B． C． D． 8．学习小组加热锥形瓶中的过量铜粉验证质量守恒定律如图甲，某变量y随时间的变化趋势如图乙所示，下列说法正确的是 A．加热过程中，气球先变大后变小 B．图甲中的固体全部由黑色变为红色 C．图乙中y可以表示固体物质中氧元素的质量分数 D．反应前锥形瓶内铜粉和空气的总质量等于生成的氧化铜的质量 9．某兴趣小组设计如图所示实验装置验证质量守恒定律，实验过程中用电热棒引燃镁条。下列有关说法不正确的是 A．实验前应检查装置气密性 B．实验过程中气球先膨大后变瘪 C．实验前后均需要称量整个装置的质量 D．反应前瓶内镁条和氧气的总质量一定等于反应后生氧化镁的质量 10．化学反应，5.6gA和7.3gB恰好完全反应，生成12.7gC，则生成D的质量为 g，现在要得到0.4gD，所需A的质量为 g。 11．纯净物A可用作气体燃料。在一定条件下，将一定质量的A与160g B按下图所示充分反应，当B反应完全时，生成176gC和36gD。 参加反应的A物质的质量是 。 12．中国空间站内有一套非常完备的再生式环控生保系统来保障航天员的正常生活。二氧化碳还原子系统中，二氧化碳（CO2）和氢气（H2）反应生成水（H2O）和气体X，你认为气体X中一定含有 元素，并说明其理由 。 13．将乙炔(化学式为C2H2)和氧气置于密闭容器中引燃，生成一氧化碳、二氧化碳和水。实验结束测得生成一氧化碳的质量为ag，二氧化碳的质量为6.6g，水的质量为1.8g。则参加反应的乙炔的质量为 g；列出反应前后碳原子守恒的表达式 (只列出含a的表达式，无需化简)。 14．化学兴趣小组同学依据教材实验对质量守恒定律进行了如下实验探究。 (1)实验一中加热铜粉时的现象是 ；充分反应并冷却后，天平仍保持平衡，从微观角度解释其原因 ；若该实验中使用的铜粉量不足，对实验结果 (填“有”或“无”)影响。 (2)实验二开始一段时间后，可观察到 ，最终天平指针 (填“向左”、“向右”或“不”)偏转。 (3)实验三开始前称量打磨干净的长镁条与陶土网的质量总和为，点燃后用陶土网收集产物并称量，质量为。 ①镁条在空气中燃烧时发生反应的文字表达式为 ； ②理论上与的差值表示 (填化学式)的质量； ③实际上最终称量的质量> ，产生这一结果的可能原因是 。 (4)实验四的试剂混合前后质量关系为，小明同学认为该实验可验证质量守恒定律，小红同学认为不能，原因是 。 (5)对比实验一和实验三的结果可知，对于有气体参与的反应，在用其验证质量守恒定律时，对反应装置的要求是 。对比实验二和实验四的结果可知，质量守恒定律的适用范围是 。 过关检测 1．下列现象能用质量守恒定律解释的是 A．10gNaCl溶解在90g水中，成为100g溶液 B．100g干冰完全汽化成100g气体 C．酒精燃烧后，什么都没有了 D．2g氢气和2g氧气混合得4g气体 2．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．分子的种类 3．北京时间2024年11月4日1时24分，神舟十八号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，此次飞行任务取得圆满成功。远程火箭常用高氯酸铵(NH4ClO4)作为推进剂，在其分解过程中，不可能生成的物质是 A．CO2 B．Cl2 C．O2 D．H2O 4．某兴趣小组同学利用如图所示实验装置验证质量守恒定律。下列说法正确的是 A．反应过程中各物质的质量不变 B．反应过程中，固体中铜元素质量不断减少 C．反应前称重的是铜粉和氧气的总质量 D．气球起缓冲作用，防止气体受热膨胀冲开橡胶塞 5．下图表示一定量的红磷在密闭容器中燃烧的过程。则y不可能表示 A．分子的总个数 B．元素的总质量 C．原子的总个数 D．物质的总质量 6．现将足量的A和10gB混合加热，A与B发生化学反应，10gB完全反应后生成4gC和8gD，则参加反应的A与B的质量比是 A．1：1 B．1：5 C．5：1 D．2：1 7．将下列四种物质放入密闭容器中充分反应，测得反应前后各物质的质量如下表。下列说法正确的是 物质 甲 乙 丙 丁 反应前质量/g 1 10 27 4 反应后质量/g 1 a 0 23 A．a的值是8 B．甲物质一定是该反应的催化剂 C．该反应属于分解反应 D．反应过程中乙、丁的质量比是5：2 8．在A+B=C+D的反应中，如果生成物C和D 的质量比为3:5，参加反应的A和B 的质量总和为160g,则生成D的质量为 。 9．植物光合作用可表示为：二氧化碳+水X+氧气，推测X中一定含有的元素是 。 10．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。 (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？ 。 7 / 12 学科网（北京）股份有限公司 $$