5.1 质量守恒定律-2025-2026学年九年级化学上册同步教学讲义（人教版2024）

5.1 质量守恒定律 01. 学习目标 1. 认识化学反应中的各物质间存在定量关系，化学反应遵守质量守恒定律； 2. 能选取实验证据说明质量守恒定律； 3. 理解质量守恒定律的微观本质，理解化学反应的本质是原子重新组合，化学反应前后，原子的种类和数目不变，分子的种类改变。 重点 质量守恒定律的实验验证和微观解释； 难点 质量守恒定律的微观解释； 02. 思维导图 03. 新知导学 一、实验探究-化学反应前后物质的质量关系 问题 当物质发生化学反应生成新物质时，参加反应的物质的质量总和与生成物的质量总和有什么关系？ 预测 · 参加反应的物质的质量总和大于生成物的质量总和； · 参加反应的物质的质量总和等于生成物的质量总和； · 参加反应的物质的质量总和小于生成物的质量总和； 实验装置图及方案 实验步骤 · 将铜粉平铺于锥形瓶方案一的底部，把上端系有小气球的玻璃导管插入单孔橡胶塞，用橡胶塞塞紧锥形瓶口； · 将装置放在天平上称量，记录所称的质量m1；再将锥形瓶置于陶土网上，用酒精灯加热，观察实验现象； · 反应一段时间后停止加热，待装置冷却后再次称量，记录所称的质量m2 · 在锥形瓶中加入用砂纸打磨干净的铁丝，再小心地放入盛有硫酸铜溶液的小试管，塞好橡胶塞； · 将装置放在天平上称量，记录所称的质量m1； · 取下锥形瓶并将其倾斜，使小试管中的硫酸铜溶液进入锥形瓶，观察实验现象； · 反应一段时间后再次称量，记录所称的质量m2 实验现象 红色粉末逐渐变为黑色； 小气球鼓起后又变瘪； 反应前后电子天平的示数不变（m1=m2） 光亮的铁丝表面逐渐变红，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色； 反应前后电子天平的示数不变（m1=m2） 文字表达式 符号表达式 实验分析 铜和氧气反应生成氧化铜，反应体系封闭，与外界没有物质交换，反应前后物质总质量相等 铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，反应体系封闭，与外界没有物质交换，反应前后物质总质量相等 实验结论 参加反应的氧气和铜的质量总和等于反应生成的氧化铜的质量 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在方案一中的实验装置中，橡胶塞和小气球和作用分别是什么？ 橡胶塞和小气球的作用是形成密封装置，起缓冲作用，平衡装置内外的气压，防止反应时锥形瓶内气体因受热膨胀，压强增大，弹开橡胶塞。 ②如果没有橡胶塞和小气球，实验可能出现哪些结果？ 如果没有橡胶塞和小气球，实验时铜与氧气反应消耗锥形瓶内氧气，冷却后压强减小，外界空气进入，导致锥形瓶内物质质量增大，无法验证质量守恒定律。 ③实验现象发分析： · 红色粉末逐渐变为黑色（红色的铜粉与氧气反应生成黑色的氧化铜）； · 小气球鼓起后又变瘪（开始加热时，锥形瓶中气体受热膨胀，小气球变大；随着氧气被消耗，瓶内气体压强减小，小气球变瘪）； · 光亮的铁丝表面逐渐变红（反应生成的红色的铜覆盖在铁丝表面）； · 溶液由蓝色逐渐变为浅绿色[反应前硫酸铜溶液为蓝色；随着硫酸亚铁（溶液为浅绿色）的生成，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色]； ④用天平称量化学试剂时，干燥的固体试剂应放在称量纸上或容器（如小烧杯、表面皿）中称量，易潮解的试剂应放在容器中称量。 ⑤“铜和氧气反应前后质量的测定”实验成功的关键： · 实验过程中装置气密性良好； · 冷却至室温后再称量。 二、质量守恒定律 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。这个规律叫作质量守恒定律。 2. 概念剖析 适用范围：适用于所有的化学反应，不适用于物理变化 研究的量：是质量的守恒，不包括体积等其他方面的守恒 研究对象：“参加化学变化”的物质。 指的是实际反应掉的那一部分物质，没有参加反应的物质不计算在内 各物质：指的是所有参与反应的各种状态的反应物和生成物，包括沉淀、气体等。 总质量：指物质的总质量守恒，而非某一种或几种物质的质量守恒 三、质量守恒定律的验证实验 实验方案 盐酸与碳酸钠粉末反应前后质量的测定 镁条燃烧前后质量的测定 实验预测 反应后称量的质量变小 反应前后称量的质量不相等 实验装置 实验现象 剧烈反应，产生大量气泡； 反应后再次称量，天平指针向右偏转 剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放出热量，产生白烟，陶土网上有白色固体生成，坩埚钳上沾有白色固体 文字表达式 碳酸钠+ 盐酸→氯化钠+二氧化碳+水 符号表达式 实验分析 因容器敞口，稀盐酸与碳酸钠反应产生的二氧化碳气体逸散到空气中，使反应后称量的质量小于反应前称量的质量 因容器为密闭，存在以下几种可能 ①第二次称量质量增大：镁条足够长，多数氧化镁附着在镁条上或掉落在陶土网上； ②第二次称量质量减小：因反应过程中产生白烟，以及氧化镁附着在坩埚钳上，造成氧化镁散失较多； ③两次称量结果一致：可能是上面两种原因同时影响的结果 总结 所有的化学反应都遵循质量守恒定律。 因此设计实验验证质量守恒定律时，对于有气体参加或生成的反应，应在密闭装置中进行实验 【思考与讨论】 （1） 实验5-1和实验5-2的称量结果与你实验前的预测是否一致？这样的结果是否与质量守恒定律矛盾？为什么? 可能一致，也可能不一致。不矛盾。 实验5-1由于有二氧化碳气体生成并逸出烧杯，反应后称量的质量没有包括生成的二氧化碳的质量，因此反应后称量的质量比反应前的要小。 实验5-2中，虽然生成物氧化镁是固体，但在实验过程中，可能会出现不同的情况，需要具体分析氧化镁的损耗途径和损耗程度。两个实验不论结果如何，一定都遵循质量守恒定律。 （2）以氢气在氧气中燃烧生成水(如图5-5)为例，分析化学反应中分子、原子的种类、数目和质量的变化情况，从微观视角说明化学反应为什么遵守质量守恒定律。 从反应的微观示意图可以看到，1个氢分子中有2个氢原子，1个氧分子中有2个氧原子，1个水分子中有2个氢原子和1个氧原子； 反应前后，分子的种类发生了改变，但氢原子和氧原子没有变化，只是进行了重新组合，氢原子和氧原子的种类、数目和质量均没有变化。因此氢气与氧气的反应遵循质量守恒定律。 四、质量守恒定律的原因 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)的原子重新组合后生成新物质(生成物)的过程。 【点拨】 化学反应前后的变与不变 宏观 关系 微观 元素的种类 六个不变 原子的种类 元素的质量 原子的数目 物质的总质量 原子的质量 物质的种类 两个改变 分子的种类 元素的化合价 两个可能改变 分子的数目 【科学史话】 质量守恒定律的发现 质量守恒定律又称物质不灭定律，是自然科学的基本规律之一。古代哲学家在对物质本原及变化的思考过程中，提出了蕴含着质量守恒思想的朴素观点。限于当时的科学发展水平，这些观点还停留在思想层面，缺乏实验证据。随着工业的发展和天平在实验中的广泛应用，人们对物质的研究从简单定性发展到较精密的定量阶段。到了17世纪，化学家在探索燃烧现象和空气成分的过程中，研究了化学变化中的质量关系。英国化学家波义耳和俄国化学家罗蒙诺索夫(M.B.JIOMOHOCOB，1711—1765)进行煅烧金属的实验，并给出不同的解释。18世纪70年代，拉瓦锡在前人研究的基础上，建立了关于燃烧的正确化学理论，并在1789年出版的著作《化学概要》中，清晰地表述了质量守恒定律，为人们从定量角度研究化学变化提供了基本依据，对化学的发展产生了巨大影响。随着测量仪器精度的提高，质量守恒定律的正确性不断被科学家所验证。20世纪初，化学家进行了精确度很高的实验，使质量守恒定律确立在严谨的科学实验的基础上。 04. 夯实基础 1．下列有关化学史的说法正确的是（） A．拉瓦锡等化学家发现质量守恒定律 B．阿伏加德罗提出了原子学说 C．道尔顿等化学家发现元素周期律 D．门捷列夫提出分子学说 2．下列对化学概念理解不正确的是（） A．钠原子和钠离子质子数相同，化学性质相似 B．将铜在空气中加热，一段时间后固体质量增加，遵循质量守恒定律 C．化学变化中，原子既不能被创造也不能被消灭 D．分解反应和化合反应属于并列关系 3．下列实验能直接用于验证质量守恒定律的是（） A．食盐溶解在水中B．蜡烛的燃烧 C．铜粉和氧气反应 D．盐酸和碳酸钠反应 4．当运载火箭点火发射时，氢氧发动机中发生化学反应的微观示意图如图所示（反应条件已省略）。下列有关说法不正确的是（） A．该反应的基本类型是化合反应 B．参加反应的氢气和氧气分子个数比为2:1 C．产物中含有氢、氧两种元素 D．该反应说明水是由氢气和氧气组成的 5．将一定质量的a、b、c、d四种物质放入一密闭容器中，在一定条件下反应一段时间后，测得反应后各物质的质量如下。下列说法正确的是（） A．d一定是催化剂 B．c一定是化合物 C．a参与反应的质量为3.84g D．该反应中物质a和b的化学计量数之比3：1 6．某化学兴趣小组的同学，设计了如图所示装置和实验来验证质量守恒定律(装置气密性良好)： 针对上述实验，下列说法正确的组合是（） ①三个实验都遵循质量守恒定律 ②若实验一中待白磷燃烧完毕后马上称量，天平的指针向右偏转 ③实验二中，装置没有密闭，生成了气体逸散，实验结束，天平的指针向左偏转 ④实验三中，气球先膨胀，后变瘪 ⑤三个实验都能验证质量守恒定律 A． ①② B．③⑤ C．①④⑤ D．②③ 7．在《哪吒2：魔童闹海》里，无量仙翁使用天元鼎炼制仙丹，经古人记载炼丹时是将红色的氧化汞(HgO)粉末放入丹炉中加热，此反应的微观示意图如下图。下列说法错误的是（） A．甲、乙、丙三种物质都是由分子构成 B．化学反应中原子的种类没有发生改变 C．保持物质乙化学性质的最小粒子是汞原子 D．该反应属于分解反应 8．密闭容器内X、Y、Z、Q四种物质，在一定条件下充分反应，测得反应前后各物质质量如下，下列说法正确的是（） 物质 X Y Z Q 反应前质量/g 4 10 1 25 反应后质量/g 未测 21 10 9 A．X中未测值为0 B．该反应为分解反应 C．X是该反应的生成物 D．反应中生成的Y和参与反应的Q的质量比为21∶9 9．化学学科核心素养是学生通过化学课程学习形成的关键能力和必备品格。下列说法中正确的是（） A．模型与推理：酒精灯火焰上罩一个冷而干燥的烧杯，内壁有水雾，可推测酒精(化学式：C2H6O)中一定含有氧元素 B．变化与守恒：ag氧气与bg镁在点燃的条件下发生反应，生成(a+b)g氧化镁 C．宏观与微观：木炭在氧气中燃烧比在空气中剧烈，是因为单位体积空间里氧分子数目多 D．探究与创新：探究二氧化锰是否为过氧化氢分解的催化剂，向过氧化氢溶液中加入二氧化锰，观察加入前后产生气泡速率变化 10．如下图所示，兴趣小组设计镁条在空气中燃烧的实验来验证质量守恒定律，下列有关分析不正确的是（） A．实验中可观察到镁条燃烧发出耀眼的白光 B．该兴趣小组设计的实验不符合质量守恒定律 C．理论上生成的氧化镁的质量大于参加反应的镁的质量 D．实验时产生大量白烟，推测陶土网上氧化镁的质量可能小于参加反应的镁的质量 11．常用燃烧法测定有机物的组成。现取2.3g某有机物在足量的氧气中完全燃烧，生成4.4gCO2和2.7gH2O，下列说法不正确的是（） A．R只含碳、氢元素 B．CO2与H2O的分子个数比2∶3 C．消耗氧气的质量4.8g D．分子中C、H的原子个数比为1∶3 12．某兴趣小组利用氧气传感器探究不同物质在空气中燃烧的耗氧量情况，足量蜡烛和足量红磷分别在相同的密闭容器中燃烧，测定的氧气含量变化如图所示，下列判断正确的是（） A． 蜡烛燃烧过程中，a点时容器内氮气体积分数为84% B． 红磷燃烧过程中，b点和c点时容器内物质总质量不相等 C． 燃烧后，两容器中氧气均未耗尽，蜡烛耗氧量较多 D． 若将足量蜡烛和足量红磷放在同一密闭容器中燃烧，氧气的体积分数可降至10% 13．在探究质量守恒定律时我们接触到了以下几个实验，请同学们用所学知识回答下列问题： (1)实验A中，小气球的变化现象为___________，若取用的白磷量不足，对实验结果___________(填“有”或“没有”)影响。 (2)实验C中，可观察到的现象是___________，天平保持平衡。 (3)实验B中，反应后称量所得各物质的质量之和___________(填“大于”、“小于”或“等于”)反应前各物质的质量之和，该反应是否遵循质量守恒定律？___________(填“遵循”或者“不遵循”)，___________(填“能”或“不能”)达到实验目的。 (4)反思：探究或验证反应物与生成物的质量关系时，若要用到有气体参加或有气体生成的反应，反应必须在___________的容器中进行。 (5)请从分子、原子的角度解释反应前后质量相等的原因：___________。 14. 在宏观、微观和符号之间建立联系是化学学科的特点。下图是密闭容器中物质变化过程的微观示意图(已知：“●”代表氢原子，“◯”代表氧原子)。 (1)A、B、C中表示混合物的是___________(填字母)。 (2)变化Ⅱ属于___________变化。 (3)变化Ι属于___________变化，该反应没有发生变化的最小微观粒子是___________(填微观粒子名称)，元素种类___________(填“有”或“无”)改变。 (4)关于变化Ⅱ的说法中，正确的是___________(填字母)。 A．分子的化学性质没有改变 B．分子变小了 C．分子间的间隔变小了 D．分子的种类发生了改变 (5)从微观角度分析，变化Ι和变化Ⅱ的本质区别是___________。 15．某化学兴趣小组设计如下实验装置（A中加热装置已省略）验证质量守恒定律。 (1)装置A中将铜粉平铺于锥形瓶的底部，把上端系有小气球的玻璃导管插入单孔橡胶塞中，用橡胶塞塞紧锥形瓶口。将装置放在电子天平上称量，记录所称的质量。再将锥形瓶置于陶土网上，用酒精灯加热，反应一段时间后停止加热，冷却至室温后再次称量，记录所称的质量，则_______（选填“>”“<”或“=”）； (2)利用装置C无法验证质量守恒定律，原因是_______； (3)利用装置D验证质量守恒定律，反应前天平平衡，然后将烧杯倾斜，过氧化氢溶液与二氧化锰充分反应后再称量，观察天平指针向_______（填“左”或“右”）偏转； (4)小明受到装置A的启发，将装置D进行改进，如图E所示。称量反应前后质量，发现反应后总质量变小。若整个操作过程无差错，则造成上述实验结果的可能原因是_______； (5)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分子种类   ④分子数目   ⑤元素种类   ⑥物质种类 16．城镇居民家用燃料的更新历程如下。一定质量的甲烷在不充足的氧气中燃烧，甲烷完全反应，生成物有CO、CO2和H2O，总质量为20.8g，其中H2O的质量为10.8g，则CO的质量为______g。 学科网（北京）股份有限公司 $ 5.1 质量守恒定律 01. 学习目标 1. 认识化学反应中的各物质间存在定量关系，化学反应遵守质量守恒定律； 2. 能选取实验证据说明质量守恒定律； 3. 理解质量守恒定律的微观本质，理解化学反应的本质是原子重新组合，化学反应前后，原子的种类和数目不变，分子的种类改变。 重点 质量守恒定律的实验验证和微观解释； 难点 质量守恒定律的微观解释； 02. 思维导图 03. 新知导学 一、实验探究-化学反应前后物质的质量关系 问题 当物质发生化学反应生成新物质时，参加反应的物质的质量总和与生成物的质量总和有什么关系？ 预测 · 参加反应的物质的质量总和大于生成物的质量总和； · 参加反应的物质的质量总和等于生成物的质量总和； · 参加反应的物质的质量总和小于生成物的质量总和； 实验装置图及方案 实验步骤 · 将铜粉平铺于锥形瓶方案一的底部，把上端系有小气球的玻璃导管插入单孔橡胶塞，用橡胶塞塞紧锥形瓶口； · 将装置放在天平上称量，记录所称的质量m1；再将锥形瓶置于陶土网上，用酒精灯加热，观察实验现象； · 反应一段时间后停止加热，待装置冷却后再次称量，记录所称的质量m2 · 在锥形瓶中加入用砂纸打磨干净的铁丝，再小心地放入盛有硫酸铜溶液的小试管，塞好橡胶塞； · 将装置放在天平上称量，记录所称的质量m1； · 取下锥形瓶并将其倾斜，使小试管中的硫酸铜溶液进入锥形瓶，观察实验现象； · 反应一段时间后再次称量，记录所称的质量m2 实验现象 红色粉末逐渐变为黑色； 小气球鼓起后又变瘪； 反应前后电子天平的示数不变（m1=m2） 光亮的铁丝表面逐渐变红，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色； 反应前后电子天平的示数不变（m1=m2） 文字表达式 符号表达式 实验分析 铜和氧气反应生成氧化铜，反应体系封闭，与外界没有物质交换，反应前后物质总质量相等 铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，反应体系封闭，与外界没有物质交换，反应前后物质总质量相等 实验结论 参加反应的氧气和铜的质量总和等于反应生成的氧化铜的质量 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在方案一中的实验装置中，橡胶塞和小气球和作用分别是什么？ 橡胶塞和小气球的作用是形成密封装置，起缓冲作用，平衡装置内外的气压，防止反应时锥形瓶内气体因受热膨胀，压强增大，弹开橡胶塞。 ②如果没有橡胶塞和小气球，实验可能出现哪些结果？ 如果没有橡胶塞和小气球，实验时铜与氧气反应消耗锥形瓶内氧气，冷却后压强减小，外界空气进入，导致锥形瓶内物质质量增大，无法验证质量守恒定律。 ③实验现象发分析： · 红色粉末逐渐变为黑色（红色的铜粉与氧气反应生成黑色的氧化铜）； · 小气球鼓起后又变瘪（开始加热时，锥形瓶中气体受热膨胀，小气球变大；随着氧气被消耗，瓶内气体压强减小，小气球变瘪）； · 光亮的铁丝表面逐渐变红（反应生成的红色的铜覆盖在铁丝表面）； · 溶液由蓝色逐渐变为浅绿色[反应前硫酸铜溶液为蓝色；随着硫酸亚铁（溶液为浅绿色）的生成，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色]； ④用天平称量化学试剂时，干燥的固体试剂应放在称量纸上或容器（如小烧杯、表面皿）中称量，易潮解的试剂应放在容器中称量。 ⑤“铜和氧气反应前后质量的测定”实验成功的关键： · 实验过程中装置气密性良好； · 冷却至室温后再称量。 二、质量守恒定律 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。这个规律叫作质量守恒定律。 2. 概念剖析 适用范围：适用于所有的化学反应，不适用于物理变化 研究的量：是质量的守恒，不包括体积等其他方面的守恒 研究对象：“参加化学变化”的物质。 指的是实际反应掉的那一部分物质，没有参加反应的物质不计算在内 各物质：指的是所有参与反应的各种状态的反应物和生成物，包括沉淀、气体等。 总质量：指物质的总质量守恒，而非某一种或几种物质的质量守恒 三、质量守恒定律的验证实验 实验方案 盐酸与碳酸钠粉末反应前后质量的测定 镁条燃烧前后质量的测定 实验预测 反应后称量的质量变小 反应前后称量的质量不相等 实验装置 实验现象 剧烈反应，产生大量气泡； 反应后再次称量，天平指针向右偏转 剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放出热量，产生白烟，陶土网上有白色固体生成，坩埚钳上沾有白色固体 文字表达式 碳酸钠+ 盐酸→氯化钠+二氧化碳+水 符号表达式 实验分析 因容器敞口，稀盐酸与碳酸钠反应产生的二氧化碳气体逸散到空气中，使反应后称量的质量小于反应前称量的质量 因容器为密闭，存在以下几种可能 ①第二次称量质量增大：镁条足够长，多数氧化镁附着在镁条上或掉落在陶土网上； ②第二次称量质量减小：因反应过程中产生白烟，以及氧化镁附着在坩埚钳上，造成氧化镁散失较多； ③两次称量结果一致：可能是上面两种原因同时影响的结果 总结 所有的化学反应都遵循质量守恒定律。 因此设计实验验证质量守恒定律时，对于有气体参加或生成的反应，应在密闭装置中进行实验 【思考与讨论】 （1） 实验5-1和实验5-2的称量结果与你实验前的预测是否一致？这样的结果是否与质量守恒定律矛盾？为什么? 可能一致，也可能不一致。不矛盾。 实验5-1由于有二氧化碳气体生成并逸出烧杯，反应后称量的质量没有包括生成的二氧化碳的质量，因此反应后称量的质量比反应前的要小。 实验5-2中，虽然生成物氧化镁是固体，但在实验过程中，可能会出现不同的情况，需要具体分析氧化镁的损耗途径和损耗程度。两个实验不论结果如何，一定都遵循质量守恒定律。 （2）以氢气在氧气中燃烧生成水(如图5-5)为例，分析化学反应中分子、原子的种类、数目和质量的变化情况，从微观视角说明化学反应为什么遵守质量守恒定律。 从反应的微观示意图可以看到，1个氢分子中有2个氢原子，1个氧分子中有2个氧原子，1个水分子中有2个氢原子和1个氧原子； 反应前后，分子的种类发生了改变，但氢原子和氧原子没有变化，只是进行了重新组合，氢原子和氧原子的种类、数目和质量均没有变化。因此氢气与氧气的反应遵循质量守恒定律。 四、质量守恒定律的原因 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)的原子重新组合后生成新物质(生成物)的过程。 【点拨】 化学反应前后的变与不变 宏观 关系 微观 元素的种类 六个不变 原子的种类 元素的质量 原子的数目 物质的总质量 原子的质量 物质的种类 两个改变 分子的种类 元素的化合价 两个可能改变 分子的数目 【科学史话】 质量守恒定律的发现 质量守恒定律又称物质不灭定律，是自然科学的基本规律之一。古代哲学家在对物质本原及变化的思考过程中，提出了蕴含着质量守恒思想的朴素观点。限于当时的科学发展水平，这些观点还停留在思想层面，缺乏实验证据。随着工业的发展和天平在实验中的广泛应用，人们对物质的研究从简单定性发展到较精密的定量阶段。到了17世纪，化学家在探索燃烧现象和空气成分的过程中，研究了化学变化中的质量关系。英国化学家波义耳和俄国化学家罗蒙诺索夫(M.B.JIOMOHOCOB，1711—1765)进行煅烧金属的实验，并给出不同的解释。18世纪70年代，拉瓦锡在前人研究的基础上，建立了关于燃烧的正确化学理论，并在1789年出版的著作《化学概要》中，清晰地表述了质量守恒定律，为人们从定量角度研究化学变化提供了基本依据，对化学的发展产生了巨大影响。随着测量仪器精度的提高，质量守恒定律的正确性不断被科学家所验证。20世纪初，化学家进行了精确度很高的实验，使质量守恒定律确立在严谨的科学实验的基础上。 04. 夯实基础 1．下列有关化学史的说法正确的是（） A．拉瓦锡等化学家发现质量守恒定律 B．阿伏加德罗提出了原子学说 C．道尔顿等化学家发现元素周期律 D．门捷列夫提出分子学说 【答案】A 【详解】A、质量守恒定律是指在化学反应中，参加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。拉瓦锡通过精确的实验(如汞的氧化反应)证明了这一定律，因此A正确； B、原子学说是道尔顿提出的，他认为物质由不可分割的原子组成，不同元素的原子性质不同。阿伏加德罗的贡献是提出了分子学说。因此B错误； C、元素周期律是指元素性质随原子序数(或原子量)递增而呈周期性变化的规律。这一规律是由门捷列夫发现并编制元素周期表来体现的。因此C错误。 D、分子学说是由阿伏加德罗提出的，他定义了分子概念(如相同或不同原子结合形成的粒子)。门捷列夫的贡献是发现元素周期律和编制元素周期表，与分子学说无关。因此D错误。综上，只有A选项正确描述了化学史实。故正确选项为A。 2．下列对化学概念理解不正确的是（） A．钠原子和钠离子质子数相同，化学性质相似 B．将铜在空气中加热，一段时间后固体质量增加，遵循质量守恒定律 C．化学变化中，原子既不能被创造也不能被消灭 D．分解反应和化合反应属于并列关系 【答案】A 【详解】A、钠原子和钠离子的质子数相同(均为11)，但化学性质不同，化学性质由最外层电子数决定，钠原子最外层有1个电子，易失去，性质活泼，钠离子最外层为8电子稳定结构，性质稳定，因此，两者化学性质不相似，符合题意； B、铜在空气中加热生成氧化铜，反应中铜与氧气结合，固体质量增加，根据质量守恒定律，反应前后总质量(包括氧气)守恒，不符合题意； C、化学变化中，原子种类和数目不变，仅重新组合，既不能被创造也不能被消灭，不符合题意； D、分解反应(一变多)和化合反应(多变一)是两种独立的基本反应类型，属于并列关系，不符合题意。故选A。 3．下列实验能直接用于验证质量守恒定律的是（） A．食盐溶解在水中B．蜡烛的燃烧 C．铜粉和氧气反应 D．盐酸和碳酸钠反应 【答案】C 【详解】A、食盐溶解在水中没有新物质的生成，属于物理变化，不能用于验证质量守恒定律，此选项错误； B、蜡烛在空气中燃烧生成二氧化碳和水，参加反应的氧气的质量、生成的水和二氧化碳的质量都无法进行称量，故不能直接用于验证质量守恒定律，此选项错误； C、铜粉和氧气反应，且装置密闭，反应前后容器中物质的总质量不变，能直接用于验证质量守恒定律，此选项正确； D、盐酸和碳酸钠反应生成的二氧化碳气体逸出，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，此选项错误。故选C。 4．当运载火箭点火发射时，氢氧发动机中发生化学反应的微观示意图如图所示（反应条件已省略）。下列有关说法不正确的是（） A．该反应的基本类型是化合反应 B．参加反应的氢气和氧气分子个数比为2:1 C．产物中含有氢、氧两种元素 D．该反应说明水是由氢气和氧气组成的 【答案】D 【详解】A、由反应的微观示意图可知，该反应是氢气和氧气反应生成水，符合“多变一”的特点，属于化合反应，正确； B、由反应的微观示意图可知，参加反应的氢气和氧气分子个数比为4:2=2:1，正确； C、由微观示意图可知，该反应的产物为水，含有氢、氧两种元素，正确； D、水是纯净物，不是由氢气和氧气组成的，不正确。故选D。 5．将一定质量的a、b、c、d四种物质放入一密闭容器中，在一定条件下反应一段时间后，测得反应后各物质的质量如下。下列说法正确的是（） A．d一定是催化剂 B．c一定是化合物 C．a参与反应的质量为3.84g D．该反应中物质a和b的化学计量数之比3：1 【答案】B 【详解】A、d在反应前后质量不变，则d可能是该反应的催化剂，也可能是不参与反应的杂质，故选项错误； B、该反应由a、b反应生成c，则c一定是化合物，故选项正确； C、根据分析，a的质量由6.4g变为3.84g，a参与反应的质量为6.4g-3.84g=2.56g，故选项错误； D、a参与反应的质量为6.4g-3.84g=2.56g，b参加反应的质量为：3.2g-2.56g=0.64g，a、b消耗的质量之比为2.56g:0.64:g=4:1，无法直接得出它们的化学计量数之比，故选项错误。故选B。 6．某化学兴趣小组的同学，设计了如图所示装置和实验来验证质量守恒定律(装置气密性良好)： 针对上述实验，下列说法正确的组合是（） ①三个实验都遵循质量守恒定律 ②若实验一中待白磷燃烧完毕后马上称量，天平的指针向右偏转 ③实验二中，装置没有密闭，生成了气体逸散，实验结束，天平的指针向左偏转 ④实验三中，气球先膨胀，后变瘪 ⑤三个实验都能验证质量守恒定律 A． ①② B．③⑤ C．①④⑤ D．②③ 【答案】A 【详解】①一切化学反应皆遵守质量守恒定律，实验一白磷燃烧、实验二、三碳酸钠与稀盐酸反应，三个实验都发生了化学反应，都遵循质量守恒定律，说法正确； ②实验一中，白磷燃烧放热，使装置内气体受热膨胀，气球鼓起，受到的空气浮力增大。若燃烧完毕后马上称量，浮力会导致天平左侧“表观质量”减小，天平指针向右偏转，说法正确； ③实验二中，装置没有密闭，生成了气体逸散，生成的二氧化碳没有称量，左盘质量减小，实验结束，天平失衡，天平的指针向右偏转，说法错误； ④实验三中，碳酸钠与盐酸反应生成二氧化碳，气体增多，气压增大到最大后保持不变，气球胀大保持不变，说法错误； ⑤实验二和实验三装置没有密闭(或虽密闭但气球受浮力影响)，气体逸散或浮力干扰会导致天平不平衡，不能直接验证质量守恒定律；只有实验一能较好验证，说法错误。则说法正确的组合是①②，故选A。 7．在《哪吒2：魔童闹海》里，无量仙翁使用天元鼎炼制仙丹，经古人记载炼丹时是将红色的氧化汞(HgO)粉末放入丹炉中加热，此反应的微观示意图如下图。下列说法错误的是（） A．甲、乙、丙三种物质都是由分子构成 B．化学反应中原子的种类没有发生改变 C．保持物质乙化学性质的最小粒子是汞原子 D．该反应属于分解反应 【答案】A 【详解】A、甲是氧化汞，由氧化汞分子构成；乙是汞，由汞原子构成；丙是氧气，由氧分子构成，A选项错误； B、根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类没有改变，反应前是汞原子和氧原子，反应后仍是汞原子和氧原子，B选项正确； C、乙是汞，由汞原子构成，因此保持物质乙化学性质的最小粒子是汞原子，C选项正确； D、该反应是由一种物质生成两种物质的反应，符合“一变多”的特点，属于分解反应，D选项正确。故选A。 8．密闭容器内X、Y、Z、Q四种物质，在一定条件下充分反应，测得反应前后各物质质量如下，下列说法正确的是（） 物质 X Y Z Q 反应前质量/g 4 10 1 25 反应后质量/g 未测 21 10 9 A．X中未测值为0 B．该反应为分解反应 C．X是该反应的生成物 D．反应中生成的Y和参与反应的Q的质量比为21∶9 【答案】A 【详解】A、根据质量守恒定律，反应前后物质的总质量不变。反应前总质量为4g+10g+1g+25g=40g，反应后总质量为：未测值+21g+10g+9g=40g，则未测值为40g-(21g+10g+9g)=0g，所以X中未测值为0，A正确； B、分解反应由一种物质反应生成两种或两种以上物质。根据表格信息，反应后X、Q质量减少，是反应物；Y、Z质量增加，是生成物；该反应是多种物质生成多种物质，不是分解反应，B错误； C、X反应后质量减少，是反应物，不是生成物，C错误； D、生成Y的质量为21g-10g=11g，参与反应的Q的质量为25g-9g=16g，质量比为11:16，不是21:9，D错误。故选A。 9．化学学科核心素养是学生通过化学课程学习形成的关键能力和必备品格。下列说法中正确的是（） A．模型与推理：酒精灯火焰上罩一个冷而干燥的烧杯，内壁有水雾，可推测酒精(化学式：C2H6O)中一定含有氧元素 B．变化与守恒：ag氧气与bg镁在点燃的条件下发生反应，生成(a+b)g氧化镁 C．宏观与微观：木炭在氧气中燃烧比在空气中剧烈，是因为单位体积空间里氧分子数目多 D．探究与创新：探究二氧化锰是否为过氧化氢分解的催化剂，向过氧化氢溶液中加入二氧化锰，观察加入前后产生气泡速率变化 【答案】C 【详解】A、酒精灯火焰上罩一个冷而干燥的烧杯，内壁有水雾，不可推测酒精中一定含有氧元素，因为氧气中也含有氧元素，错误； B、ag氧气与bg镁在点燃的条件下发生反应，不一定生成(a+b)g氧化镁，因为氧气和镁不一定，恰好完全反应，错误； C、氧气浓度越高，燃烧越剧烈，木炭在氧气中燃烧比在空气中剧烈，是因为单位体积空间里氧分子数目多，正确； D、探究二氧化锰是否为过氧化氢分解的催化剂，不仅需要向过氧化氢溶液中加入二氧化锰，观察加入前后产生气泡速率变化，还要证明反应前后，二氧化锰反应前后质量和化学性质没变，错误。故选C。 10．如下图所示，兴趣小组设计镁条在空气中燃烧的实验来验证质量守恒定律，下列有关分析不正确的是（） A．实验中可观察到镁条燃烧发出耀眼的白光 B．该兴趣小组设计的实验不符合质量守恒定律 C．理论上生成的氧化镁的质量大于参加反应的镁的质量 D．实验时产生大量白烟，推测陶土网上氧化镁的质量可能小于参加反应的镁的质量 【答案】B 【详解】】A、镁条在空气中燃烧，发出耀眼白光，放出大量的热，生成白色固体。A正确； B、镁条在空气中燃烧，空气中的氧气参与反应，无法知道参与反应的氧气质量，生成的氧化镁小颗粒(白烟扩散到空气中去了，使得生成物收集不全。任何化学反应都符合质量守恒定律。B不正确； C、由于空气中的氧气参与反应，所以参加反应的镁的质量与氧气的质量之和等于生成的氧化镁的质量，所以理论上生成的氧化镁的质量大于参加反应的镁的质量。C正确； D、在实验过程中有一部分氧化镁以白烟的形式跑到空气中去了，还有一部分附着在陶土网上，所以推测氧化镁的质量小于参加反应的镁条的质量。D正确；故选B。 11．常用燃烧法测定有机物的组成。现取2.3g某有机物在足量的氧气中完全燃烧，生成4.4gCO2和2.7gH2O，下列说法不正确的是（） A．R只含碳、氢元素 B．CO2与H2O的分子个数比2∶3 C．消耗氧气的质量4.8g D．分子中C、H的原子个数比为1∶3 【答案】A 【详解】A、由2.3g某有机物在足量的氧气中充分燃烧，生成4.4g二氧化碳和2.7g水，则有机物中一定含有C、H两种元素，C元素的质量为：=1.2g，H元素的质量为：=0.3g，1.2g+0.3=1.5g<2.3g，则有机物中一定含有O元素，且O元素的质量为：2.3g-1.5g=0.8g，所以该有机物中一定含C、H、O元素，A选项错误，符合题意； B、反应生成的CO2和H2O的分子个数比为=2:3，B选项正确，不符合题意； C、根据质量守恒定律，实验中消耗氧气的质量为：4.4g+2.7g-2.3g=4.8g，C选项正确，不符合题意； D、该有机物中碳原子和氢原子个数比为=1:3，D选项正确，不符合题意。故选A。 12．某兴趣小组利用氧气传感器探究不同物质在空气中燃烧的耗氧量情况，足量蜡烛和足量红磷分别在相同的密闭容器中燃烧，测定的氧气含量变化如图所示，下列判断正确的是（） A． 蜡烛燃烧过程中，a点时容器内氮气体积分数为84% B． 红磷燃烧过程中，b点和c点时容器内物质总质量不相等 C． 燃烧后，两容器中氧气均未耗尽，蜡烛耗氧量较多 D． 若将足量蜡烛和足量红磷放在同一密闭容器中燃烧，氧气的体积分数可降至10% 【答案】D 【详解】A、由图可知，蜡烛燃烧过程中，a点时氧气的体积分数为16%，其他气体的体积分数为84%，包括氮气、二氧化碳、稀有气体等，故A错误； B、根据质量守恒定律，化学反应前后物质的质量不变，因为该反应是在密闭容器中进行的，所以红磷燃烧过程中，b点和C点时容器内物质总质量相等，故B错误； C、由图分析可知，蜡烛燃烧后，氧气的体积分数为14%，红磷燃烧后，氧气的体积分数为10%，所以红磷耗氧量较多，故C错误； D、由图分析可知，氧气的体积分数为减少到14%时，蜡烛停止燃烧，氧气的体积分数减少到10%时，红磷燃烧停止，所以将足量蜡烛和红磷放在同一密闭容器中燃烧，氧气的体积分数降至10%，二者都停止燃烧，故D正确。故选D。 13．在探究质量守恒定律时我们接触到了以下几个实验，请同学们用所学知识回答下列问题： (1)实验A中，小气球的变化现象为___________，若取用的白磷量不足，对实验结果___________(填“有”或“没有”)影响。 (2)实验C中，可观察到的现象是___________，天平保持平衡。 (3)实验B中，反应后称量所得各物质的质量之和___________(填“大于”、“小于”或“等于”)反应前各物质的质量之和，该反应是否遵循质量守恒定律？___________(填“遵循”或者“不遵循”)，___________(填“能”或“不能”)达到实验目的。 (4)反思：探究或验证反应物与生成物的质量关系时，若要用到有气体参加或有气体生成的反应，反应必须在___________的容器中进行。 (5)请从分子、原子的角度解释反应前后质量相等的原因：___________。 【答案】 (1) 先膨胀后变瘪 没有 (2) 铁定表面有红色物质析出，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色 (3) 小于 遵循 不能 (4) 密闭 (5) 化学反应的本质是分子分为原子，原子重新结合成新的分子，反应前后原子的种类、数目、质量均不变，故反应前后物质总质量相等 【详解】 (1)实验A中白磷燃烧放热，使瓶内气体受热膨胀，小气球膨胀；反应结束后，温度降低且氧气被消耗，瓶内压强减小，小气球变瘪，所以小气球先膨胀后变瘪； 根据质量守恒定律，参加化学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，只要发生反应就遵循该定律，白磷量不足对实验结果无影响。 (2)实验C中铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，铜为红色固体，硫酸亚铁溶液呈浅绿色，硫酸铜溶液呈蓝色，所以会观察到铁钉表面有红色物质析出，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色。 (3)实验B中碳酸钠与稀盐酸反应生成二氧化碳气体，气体逸出，导致反应后称量的总质量小于反应前；该反应有新物质生成，属于化学变化，所有化学反应都遵循质量守恒定律；因有气体逸出，天平不平衡，不能达到验证质量守恒定律的目的。 (4)有气体参加或生成的反应，为防止气体逸出或进入，需在密闭容器中进行，才能验证质量守恒定律。 (5)化学反应的本质是分子分为原子，原子重新组合成新分子，即化学反应前后原子的种类、数目、质量均不变，故反应前后物质总质量相等。 14. 在宏观、微观和符号之间建立联系是化学学科的特点。下图是密闭容器中物质变化过程的微观示意图(已知：“●”代表氢原子，“◯”代表氧原子)。 (1)A、B、C中表示混合物的是___________(填字母)。 (2)变化Ⅱ属于___________变化。 (3)变化Ι属于___________变化，该反应没有发生变化的最小微观粒子是___________(填微观粒子名称)，元素种类___________(填“有”或“无”)改变。 (4)关于变化Ⅱ的说法中，正确的是___________(填字母)。 A．分子的化学性质没有改变 B．分子变小了 C．分子间的间隔变小了 D．分子的种类发生了改变 (5)从微观角度分析，变化Ι和变化Ⅱ的本质区别是___________。 【答案】 (1) A (2) 物理 (3) 化学 氢原子、氧原子 无 (4) AC (5) 分子的种类是否改变 【详解】 (1)A物质由两种分子构成，即由两种物质混合而成，属于混合物；B物质由同种分子构成，即由同种物质组成，属于纯净物，C物质由同种分子构成，即由同种物质组成，属于纯净物，故表示混合物的是A； (2)变化Ⅱ只是分子之间的间隔发生了改变，分子的种类不变，无新物质生成，属于物理变化； (3)变化I分子的种类发生了改变，即有新物质生成，属于化学变化；在化学变化中，分子可分、原子不可分，原子是化学变化中的最小粒子，故该反应没有发生变化的最小微观粒子是氢原子和氧原子；根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，故元素种类无改变； (4)A、变化Ⅱ只是分子之间的间隔发生了改变，分子的种类不变，故分子的化学性质没有改变，符合题意； B、变化Ⅱ只是分子之间的间隔变小，分子的大小不变，不符合题意； C、由图可知，变化II分子之间的间隔变小，符合题意； D、变化Ⅱ只是分子之间的间隔发生了改变，分子的种类不变，不符合题意。故选AC； (5)变化I分子的种类发生了改变，变化Ⅱ只是分子之间的间隔发生了改变，分子的种类不变，故变化I和变化Ⅱ的本质区别是：分子的种类是否改变。 15．某化学兴趣小组设计如下实验装置（A中加热装置已省略）验证质量守恒定律。 (1)装置A中将铜粉平铺于锥形瓶的底部，把上端系有小气球的玻璃导管插入单孔橡胶塞中，用橡胶塞塞紧锥形瓶口。将装置放在电子天平上称量，记录所称的质量。再将锥形瓶置于陶土网上，用酒精灯加热，反应一段时间后停止加热，冷却至室温后再次称量，记录所称的质量，则_______（选填“>”“<”或“=”）； (2)利用装置C无法验证质量守恒定律，原因是_______； (3)利用装置D验证质量守恒定律，反应前天平平衡，然后将烧杯倾斜，过氧化氢溶液与二氧化锰充分反应后再称量，观察天平指针向_______（填“左”或“右”）偏转； (4)小明受到装置A的启发，将装置D进行改进，如图E所示。称量反应前后质量，发现反应后总质量变小。若整个操作过程无差错，则造成上述实验结果的可能原因是_______； (5)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分子种类   ④分子数目   ⑤元素种类   ⑥物质种类 【答案】 (1) = (2) 酒精和水不发生化学变化 (3) 右 (4) 气球膨胀产生浮力 (5) ①②⑤ 【详解】 (1)装置A中铜与氧气在加热的条件下反应生成氧化铜，有新物质生成，属于化学变化，且该反应在密闭容器中进行，遵循质量守恒定律，根据质量守恒定律，化学反应前后物质的总质量不变，则m1=m2； (2)装置C中酒精和水不发生化学变化，故不能用于验证质量守恒定律； (3)用托盘天平称量物品时，应遵循“左物右码”的原则，故烧杯应在天平的左边，过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气，氧气是气体，会散逸到空气中，故反应后左边质量减小，故天平指针向右偏转； (4)过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气，反应生成了气体，装置内压强增大，气球膨胀，产生向上的浮力，故反应后总质量变小； (5)根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类、数目和质量不变，元素的种类不变，化学变化有新物质生成，故物质的种类发生了改变，分子的种类发生了改变，分子的数目可能改变。故选①②⑤。 16．城镇居民家用燃料的更新历程如下。一定质量的甲烷在不充足的氧气中燃烧，甲烷完全反应，生成物有CO、CO2和H2O，总质量为20.8g，其中H2O的质量为10.8g，则CO的质量为______g。 【答案】5.6 【详解】一定质量的甲烷在不充足的氧气中燃烧，甲烷完全反应，生成物有CO、CO2和H2O总质量为20.8g，H2O的质量为10.8g，依据质量守恒定律可知：反应前后氢元素的质量不变，则甲烷的质量=，甲烷中碳元素的质量=， 甲烷中碳元素质量等于一氧化碳和二氧化碳中碳元素质量总和，设一氧化碳质量为x，，则x=5.6g，生成一氧化碳的质量为5.6g。 学科网（北京）股份有限公司 $