内容正文:
质量守恒定律
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考点1 质量守恒定律及其验证
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.化学反应的实质
. .
2
3.化学反应前后的“变”与“不变”
宏观 微观
六个一定不变 反应前后物质的总质量、元素种
类、元素质量 原子数目、原子种类、原子质量
两个一定改变 物质种类 构成物质的分子种类
两个可能改变 元素的化合价 分子数目
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二、质量守恒定律的验证
实
验 铜与氧气反应 铁与硫酸铜溶液
反应 稀盐酸与碳酸钠反应 镁条与氧气反应
原
理
图
示
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现象 红色固体变为
①______;气球②
________________
_____;天平仍然
平衡 铁丝表面有③______
物质生成,溶液由蓝
色变为④______色;
天平仍然平衡 固体溶解,同时
产生⑥________;天平指针
⑦______偏转 镁条燃烧发出耀眼白
光,产生白色固体;
天平指针向左偏转
能否
验证 能 ⑤______ 不能 不能
黑色
先鼓起,冷却后变瘪
红色
浅绿
向右
能
续表
大量气泡
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分析 密闭装置中进行,质量无变
化,天平平衡 生成物中的气体逸
出,会造成质量变
化,天平不平衡 较长的镁条在空气中燃
烧,反应物氧气的质量未
称量,会造成质量变化,
天平不平衡
结论 参加反应的各物质的质量总和
⑧______反应后生成的各物质
的质量总和 —
反思 (1)所选化学反应的实验现象要明显;(2)有气体参与或有气体生成的反应
需要在密闭装置中进行
等于
续表
. .
. .
. .
. .
. .
. .
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. .
. .
. .
. .
. .
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三、质量守恒定律的应用
考点2 化学反应中的能量变化
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命题点1 质量守恒定律的验证
要点 验证质量守恒定律的注意事项
1.发生化学变化。
2.所选化学反应的反应现象要明显。
3.有气体参与或有气体生成的反应,需要在密闭环境中进行。
4.任何化学反应都遵循质量守恒定律,实验中造成天平不平衡的原因通常是有气体参与或
生成时,因装置不密闭,使部分物质进入反应装置或生成物逸出,导致质量发生改变。
1.某实验小组按如图1所示装置验证质量守恒定律,一天后,发现锥形瓶
内只有部分固体变为红棕色,天平示数始终不变,停止实验。下列说法正确的是( )
C
A.红棕色固体的主要成分是
B.若将铁粉换成等质量的铁钉,铁钉的锈蚀
速率更快
C.该实验过程中,铁单质的质量随时间的变
化趋势可用图2表示
D.反应前瓶内铁粉、水和氧气的总质量等于
反应后红棕色固体的质量
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解析 为黑色固体,铁锈的主要成分为 ,为红棕色固体,A错误。反应物的接触面积
越大,反应速率越快,相同质量的铁粉比铁钉与 的接触面积更大,锈蚀速率更快,B错误。由“锥形
瓶内只有部分固体变为红棕色”可知,铁单质的质量在生锈过程中不断减小但最终不为零,C正确。根
据质量守恒定律,参加反应的铁粉、水和氧气的总质量等于反应后红棕色固体的质量,D错误。
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2.根据如图所示的实验回答问题。
如图为通过红磷燃烧前后质量的测定验证质量守恒定律的实验。用红热
的玻璃管引燃红磷,实验现象是红磷燃烧,产生__________,放出大量热。
实验中气球的作用除了使装置密闭之外,还可以防止__________________;
大量白烟
气体膨胀冲开瓶塞
没有
解析 利用红磷燃烧验证质量守恒定律,必须在密闭装置内进行,气球的作用除了使装置密闭外,还包括
调节装置内部压强,防止压强过大将瓶塞冲开;本实验无需耗尽 ,红磷的量不足不会对质量守恒定律的
验证产生影响。
实验时若取用红磷的量不足,对实验的结果______(选填“有”或“没有”)影响。
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命题点2 质量守恒定律的应用
考向1 推断物质的组成或构成
方法 考向1
由质量守恒定律可知,化学反应前后元素的种类、原子的种类不变。
3.《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 中( )
B
A.只含有 B.一定含有 和
C.一定含有 和 D.一定含有 、 和
解析 化学反应前后原子的种类不改变,可推测B正确。
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4.在探究蜡烛元素组成时,做了如图所示的实验。下列推测错误的是( )
C
A.蜡烛燃烧有水生成 B.蜡烛燃烧有二氧化碳生成
C.蜡烛一定含有氧元素 D.蜡烛一定含有碳、氢元素
解析 蜡烛燃烧是石蜡与空气中的氧气发生化学反应生成二氧化碳和水,能证明蜡烛中含有碳、氢元素,
不能证明含有氧元素,因为氧元素可能来自氧气,故C选项不正确。
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考向2 推断物质的化学式
方法 考向2
推断化学反应中某物质的化学式
化学反应的实质是原子重新组合,化学反应前后原子的种类和数目不变。
5.利用催化剂将废气中的二氧化碳转化为燃料 ,是实现“碳中和”的路径之一,该
反应的化学方程式为, 的化学式为( )
C
A. B. C. D.
解析 根据质量守恒定律,反应前后原子种类不发生改变,原子数目不增减。反应前碳、氢、氧原子的个
数分别为1、6、2,而反应后除外只包含1个氧原子和2个氢原子,故 中应含1个碳原子、4个氢原子和1
个氧原子,故选C。
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6.我国科学家已成功将 在室温下
转化为重要的化工产品乙酸 ,该反应的
示意图如图所示。
催化剂的质量在反应前后______(填“改变”或“不变”),图中的 是____。
不变
解析 催化剂能改变反应速率,而自身的质量和化学性质不变;根据质量守恒定律,化学反应前后原子
的种类、个数都不变,反应后有4个碳原子、8个氢原子、4个氧原子,反应前已知有2个碳原子、8个氢
原子、2个氧原子,故“”中含有2个碳原子、2个氧原子,所以的化学式为 。
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考向3 微观反应示意图
方法 考向3
微观反应示意图
(1)首先根据给出的原子种类,写出每一种物质的化学式。
(2)写出发生反应的完整化学方程式,注意配平。
(3)根据化学方程式分析各个选项正误。
7.2021年12月9日,中国空间站“天宫课堂”中航天员介绍,他们所需的部分水是由
呼吸产生的二氧化碳通过化学反应生成的,实现了循环利用,如图是该反应的示意图。下列
说法正确的是( )
C
A.乙和丁中氢元素的化合价相同 B.参加反应的甲和乙分子个数比为
C.丁可电解生成供航天员呼吸的氧气 D.参加反应的甲和生成的丙质量比为
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8.如图所示为工业生产中常用的降低水煤气中 含量的反应示意图。
请回答下列问题:
(1)该反应前后原子种类______________变化。
(2)该反应使用催化剂的目的是________________反应速率。
(3)参加反应的甲和生成的丙分子个数比为_____。
没有(或无)
加快(或改变)
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(4)若反应中消耗甲和乙,则生成____丙和 丁。
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解析 此反应的化学方程式为 。根据甲、乙的质量可知,甲、乙完全反应;根
据质量守恒定律,设生成丙的质量为,则,,所以生成丙的质量为 。
(5)丙在生产生活中的一种用途是______________________。
灭火(或作气体肥料)
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9.化石燃料的综合利用在工业生产中具有重要的意义。下图所示为一定条
件下用天然气主要成分和水反应制备化工原料的微观示意图。
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请回答下列问题:
(1)该反应前后种类和数目不变的是______(选填“分子”或“原子”)。
(2)该反应的化学方程式为_ ________________________。
(3)若反应得到了丙和丁,则消耗了甲和___ 乙。
(4)甲、丙和丁均可用作燃料。从环境保护的角度考虑,你认为其中最理想的燃料是
____(选填“甲”“丙”或“丁”),理由是________________________________________。
(5)该反应需要隔绝空气进行,其原因是_________________________________________
___________________________________。
原子
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丁
燃烧产物是水,无污染,也不排放二氧化碳
防止甲烷(或一氧化碳、氢气)与氧气
(或空气)反应发生爆炸(合理即可)
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考向4 反应前后物质的质量守恒
方法考向4
解答密闭容器中反应的数据表格、柱状图、饼状图等类型题
(1)根据题干中的已知信息确定反应物和生成物;或根据题图或表中反应前后物质质量
的变化数据确定反应物和生成物。
(2)写出发生反应的化学方程式,根据质量守恒定律计算某待测物质的质量,并标注出
反应中各物质变化的质量。
(3)根据化学方程式分析各个选项正误。
10.当前,氨气 的能源化应用逐渐成为研究热点。工业上常用氮气和氢
气合成氨气,一定条件下,在密闭容器中加入反应物和催化剂进行该反应,反应前后各
物质的质量如图所示,图中有两处被墨迹遮盖。下列说法正确的是( )
B
A.反应后催化剂的质量为
B.参加反应的氢气质量为
C.氨分子的微观示意图为
D.参加反应的氮气和生成的氨气分子个数比为
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解析 根据题干信息可知反应的化学方程式为 。催化剂在反应前后质量保持不变,
所以反应后催化剂质量为,故A错误;参与反应的氮气的质量为,生成的氨气的质量为 ,则
参与反应的氢气质量为 ,故B正确;一个氨分子由一个氮原子和三个氢原子构成,故C
错误;参加反应的氮气和生成的氨气的分子个数比为 ,故D错误。
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11.甲和乙在点燃的条件下发生反应生成丙和丁,它们的微观示意图
和在密闭容器内反应前后的质量如下表所示(乙的部分信息未显示)。
物质 甲 乙 丙 丁
微观示意图
反应前质量/ 64 128 4 0
反应后质量/ 32 40 60
氢原子 氧原子 硅原子
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回答下列问题:
(1)表中 ____。
(2)由题中信息可推出乙的化学式为____。
(3)反应中所涉及的物质属于氧化物的有___种。
(4)该反应的化学方程式为___________________________,反应生成的丙、丁质量之比
为_____(填最简整数比)。
(5)反应前后化合价升高的元素是___(填元素符号)。
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命题点3 化学反应中的能量变化
12.2024年10月30日,神舟十九号载人飞船发射取得圆满成功。发射
该飞船的火箭使用的推进剂为偏二甲肼(燃料)和四氧化二氮(助燃剂),二者反应
______(选填“吸收”或“放出”)热量。
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