第五单元 课题1 质量守恒定律讲义-2026-2027学年九年级化学人教版上册

本讲义聚焦质量守恒定律核心知识点，从定性到定量过渡，梳理拉瓦锡发现历程，通过铜与氧气、铁与硫酸铜等实验探究反应前后质量关系，明确定律定义及“化学反应、参加、质量总和”等关键理解点，揭示微观层面原子种类、数目、质量不变的实质，涵盖解释质量变化、推断物质质量与元素组成等应用。 该资料以实验探究为主线，对比密闭与敞口装置实验现象培养科学探究与实践能力，微观实质分析强化“物质结构决定性质”的化学观念，例题及中考真题覆盖多题型，助力学生课后查漏补缺，提升基于证据推理的科学思维，课中辅助教师高效授课，课后促进知识巩固。

第五单元 化学反应的定量关系 课题1 质量守恒定律 · 导入 我们已经知道，在化学反应前后，物质的种类发生了变化，如红磷与氧气化合生成五氧化二磷，电解水产生氢气和氧气。在这些变化中，反应物和生成物的质量之间存在什么关系？化学家很早就关注了这个问题，意识到需要再定性研究的基础上，进一步从定量的角度认识化学变化的规律。 · 知识点对点 一、质量守恒定律（law of mass conservation）☆☆ 1.发现 18世纪，拉瓦锡借助天平，对大量化学反应进行了较为精密的定量研究。他将45.0份质量的氧化汞加热分解，恰好得到41.5份质量的汞和3.5份质量的氧气，反应前后各物质的质量总和没有改变。这难道是巧合吗？ 2.探究 项目 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 相等 实验 方案一 方案二 反应原理 2Cu+O2 △ 2CuO Fe+CuSO4 Cu+FeSO4 实验装置 图5.1-1 铜与氧气反应前后质量的测定 图5.1-2 铁与硫酸铜溶液反应前后质量的测定 实验操作 ①如图5.1-1所示，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，用橡胶塞塞紧锥形瓶口。 ②将装置放在天平上称量，记录所称量的质量m1。 ③在将锥形瓶置于陶土网上，用酒精灯加热，观察实验现象。 ④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。 ⑤比较反应前后的质量 ①如图5.1-2所示，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。 ②将装置放在天平上称量，记录所称的质量m1 ③取下锥形瓶并将其倾斜，使小试管中的硫酸铜溶液流入锥形瓶，观察实验现象。 ④反应一段时间后再次称量，记录所称的质量m2。 ⑤比较反应前后的质量 操作要点 待装置冷却后再次称量 实验前将铁钉用砂纸打磨干净 实验现象 锥形瓶内，红色粉末逐渐变为黑色； 气球先膨胀后缩小。 溶液由蓝色变为浅绿色； 铁钉表面有一层红色物质覆盖； 反应前总质量 m1 m1 反应后总质量 m2（m2=m1） m2（m2=m1） 分析 实验在密闭容器中进行，既没有其他物质的浸入，也没有生成物质的逸出，故反应前后质量没有变化 实验在密闭容器中进行，既没有其他物质的浸入，也没有生成物质的逸出，故反应前后质量没有变化 反应前质量总和 = 反应后质量总和 反应前质量总和 = 反应后质量总和 锥形瓶、橡胶塞、玻璃管、气球 锥形瓶、橡胶塞、玻璃管、气球 锥形瓶、橡胶塞 锥形瓶、橡胶塞 未参加反应的铜粉 未参加反应的铜粉 未参加反应的铁 未参加反应的铁 参加反应的铜粉 = 反应生成的氧化铜 参加反应的铁 = 反应生成的硫酸亚铁 参加反应的氧气 参加反应的硫酸铜 生成的铜 未参加反应的氧气 未参加反应的氧气 未参加反应的硫酸铜 未参加反应的硫酸铜 氮气、稀有气体等 氮气、稀有气体等 水等 水等 实验结论 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 3.实验： 实验 5-1 5-2 反应原理 Na2CO3+2HCl 2NaCl+CO2↑+H2O 2Mg+O2 点燃 2MgO 实验装置 图5.1-3 盐酸与碳酸钠反应及质量测定的装置 图5.1-4 镁条燃烧 实验操作 ①在小烧杯中加入碳酸钠，再小心地放入盛有盐酸的小试管，将装置放在天平上（如图5.1-3），记录所称的质量m1。 ②取下烧杯并将其倾斜，使小试管中的盐酸流入烧杯，观察现象。 ③反应一段时间后再次称量，质量为m2。 ④比较反应前后的称量结果。 ①取一根用砂纸打磨干净的长镁条和一个陶土网，将他们一起放在托盘天平上称量，记录所称的质量m1 ②在陶土网上方将镁条点燃（如图5.1-4），观察现象。 ③将镁条燃烧后所得固体与陶土网一起放在天平上称量，质量为m2。 ④比较反应前后的称量结果。 实验现象 烧杯内产生大量气泡 白色粉末逐渐消失 镁条燃烧，发出耀眼的白光 生成白色固体 反应前总质量 m1 m1 反应后总质量 m2（m1>m2） m2（m1>m2） 实验分析 由于反应是在敞口的装置中进行，碳酸钠与盐酸反应生成的二氧化碳气体逸出，导致烧杯中物质质量减少，所以，反应前小烧杯中所有物质的质量大于反应后小烧杯中所有物质的质量，即m1>m2 镁在空气中燃烧生成氧化镁，在实验过程中产生了大量的白烟，大量MgO以白烟的形式扩散到空气中，称量的不是全部生成物的质量，质量减轻了 实验结论 天平失去平衡，并非不符合质量守恒定律，有气体、烟雾等参加或生成的反应，气体、烟、雾等的质量易被忽略，致使从表面上看和质量守恒定律不相符。如果把它们的质量考虑进来，会发现反应前后质量是守恒的。因此验证质量守恒定律的实验，有气体参加或生成的化学反应，须在密闭容器中进行 练习1 如图是探究质量守恒定律的实验装置图，回答下列问题： （1）该实验　 　（填“能”或“不能”）探究质量守恒定律，原因是　 　． （2）要用如图继续探究质量守恒定律，若药品不变，改变装置的方法是　 　．若装置不变，改变药品，可选用的一组药品是　 　（举一例）． 版权所有 【解答】解：（1）烧杯中的现象是固体逐渐减少，产生气体；生成的二氧化碳气体逸散于空气中，因此反应后观察到天平不平衡，该反应遵守质量守恒定律；在反应物不变的前提下，要保持天平平衡，应将反应在密闭容器中进行． 故答案为（1）不能；二氧化碳气体逸散于空气中；（2）反应在密闭容器中进行；硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液； 4.质量守恒定律 项目 内容 定义 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。这个规律叫做质量守恒定律。 理解 （1）“化学反应”：不能用于物理变化。例如，将2g 水变成2g水蒸气，这一变化前后质量虽然相等，但这是物理变化，不能说他遵守质量守恒定律。 （2）“参加”：不是所有反应物的质量任一简单相加，反应物剩余，杂质和催化剂除外。例如2g氢气和8g氧气在点燃条件下反应，并非生成10g水，而是1g氢气与8g氧气参加反应，生成9g水。 （3）“质量总和”：很多化学反应中有气体或沉淀生成。因此，“生成的各物质的质量总和”包括固态、液态和气态三种状态的物质的质量总和。 （4）“质量守恒”：不包括其他方面守恒。如对反应物和生成物均是气体的反应来说，反应前后的总质量守恒，但其体积不一定守恒。 练习2 判断下列变化是否符合质量守恒定律 （1）10g氯化钠溶解在90g水中，形成100g氯化钠溶液，遵守质量守恒定律． 【解答】解：错误。只适用于化学变化，不解释物理变化 （2）已知10g硫与10g氧气恰好完全反应，现将10g硫与15g氧气点燃充分反应后生成二氧化硫的质量为25g． 【解答】解：错误。反应物剩余量除外, 15g氧气参加反应为10g,有5g剩余，只能生成20g二氧化硫． （3）已知10LH2与20LO2恰好完全反应，则10LH2与20LO2充分反应，生成30L的水． 【解答】解：错误。只强调“质量”，不包括“体积” 微观实质 （1）实质：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。 由分子构成的物质在化学反应中的变化过程可表示为 例如，水通电分解生成氢气和氧气，从微观角度看：当水分子分解时，生成氢原子和氧原子，每两个氢原子结合成一个氢分子，每两个氧原子结合成一个氧分子。 图5.1-5 水电解的微观示意图 （2）原因 ①微观上，反应前后原子的种类不会改变，原子的数目没有增减，原子的质量也没有改变，所以化学反应前后各物质的质量总和必然相等。 ②宏观上，反应前后元素的种类没有改变，元素的质量也不变，所以化学反应前后各物质的质量总和必然相等。 （3）理解：抓住化学反应前后“六个不变”“两个一定改变”“两个可能改变”。 六个不变 两个一定改变 两个可能改变 微观 宏观 分子（构成物质的粒子）的种类 元素的化合价 原子种类 原子数目 原子质量 元素种类 元素质量 物质总质量 物质的种类 分子数目 应用 （（1）解释一些化学变化中的质量变化 下列说法不能用质量守恒定律解释的（ ） A．镁带在空气中燃烧后，生成物的质量比镁带质量增加了 B．蜡烛完全燃烧后，生成水和二氧化碳的质量之和等于蜡烛质量 C．水的质量和受热变成水蒸汽的质量相等 D．高锰酸钾受热分解后，剩余固体的质量比反应物质量轻 【解答】解：C （2）推断化学反应中某物质的质量 ① 6g的碳在充足的氧气中燃烧，生成二氧化碳22 g，则有____g 的氧气参加反应。 ②将25 g氯酸钾和1g二氧化锰的混合物加热至完全分解，得到残余固体质量为14 g，则产生氧气____g。 【解答】解：16g 12g （3）推断化学反应中反应物或生成物中的组成元素 ，则该矿石中一定含有 ____和_____元素；可能含有____元素。（填元素名称） 【解答】解：铁、硫、氧 （4）推断化学反应中某物质的化学式 某黑火药爆炸原理：2KNO3+3C+S=K2S+N2↑+3X；X的化学式是_______ 【解答】解：CO2 · 例题 考点：质量守恒定律的内容及适用范围 1．（2025秋•大连期末）下列变化不能用质量守恒定律解释的是（　　） A．在空气中灼烧铜片，一段时间后总质量变大 B．木炭燃烧后，固体质量变小 C．10g水加热后变成10g水蒸气 D．碳酸钠与稀盐酸反应后，装置及试剂总质量变小 【解答】解：A、在空气中灼烧铜片，生成氧化铜，属于化学变化，总质量变大是因为铜结合了空气中氧气的质量，能用质量守恒定律解释，故选项错误。 B、木炭燃烧会生成二氧化碳，属于化学变化，固体质量变小是因为生成的气体逸散到空气中，能用质量守恒定律解释，故选项错误。 C、10g水加热变成10g水蒸气，只是水的状态从液态变为气态，无新物质生成，属于物理变化，质量守恒定律仅适用于化学变化，不能用质量守恒定律解释，故选项正确。 D、碳酸钠与稀盐酸反应，产生二氧化碳气体，属于化学变化，装置及试剂总质量变小是因为气体逸散，能用质量守恒定律解释，故选项错误。 故选：C。 考点：质量守恒定律的微观解释 2．（2025秋•安徽校级期末）化学反应前后包含了一定的变与不变，下列各项肯定没有变化的是（　　） ①原子的数目 ②原子的种类 ③分子的数目 ④分子的种类 ⑤物质的种类 ⑥元素的种类 ⑦物质的总质量 A．①②③⑤ B．①②⑤⑥ C．①②⑥⑦ D．③④⑥⑦ 【解答】解：化学变化的实质是分子分成原子，原子再重新组合成新分子，原子的种类、数目、质量均不变，元素的种类不变。 分子种类一定会发生改变，分子的数目可能或发生改变，也可能不变。 化学变化有新物质生成，物质种类一定会发生改变；反应前后质量的总质量不变。 故①②⑥⑦肯定没有变化。 故选：C。 考点：根据质量守恒定律判断物质的化学式 3．（2025秋•官渡区期末）执行神舟十九号发射任务的火箭推进剂是偏二甲肼和四氧化二氮。反应的化学方程式为：C2H8N2+2N2O4＝2CO2↑+3X↑+4H2O。推测X的化学式为（　　） A．N2O B．NO C．NO2 D．N2 【解答】解：由质量守恒定律可知，化学反应中原子的种类和数目保持不变。根据化学方程式C2H8N2+2N2O4＝2CO2↑+3X↑+4H2O可知，反应物中含有2个碳原子、8个氢原子、6个氮原子、8个氧原子；生成物中已经含有2个碳原子、8个氢原子、8个氧原子，因此生成物中还缺少6个氮原子，X的前面的系数是3，所以X的化学式为N2。 故选：D。 考点：有关质量守恒定律的计算 4．（2025秋•兴庆区校级期末）在一个密闭容器中放入X，Y，Z，W四种物质，在一定条件下发生化学反应，一段时间后，测得相关数据如下表，下列关于此反应的认识，正确的是（　　） 物　　　质 X Y Z W 反应前的质量/g 8 m 8 7 反应后的质量/g 0 3 30 25 A．m的数值为32 B．若X为化合物，Y为单质，则Z和W中也一定有一种单质 C．反应后生成30g Z D．参加反应的X与Y的质量比为1：4 【解答】解：由表中数据分析可知，反应前后X的质量减少了8g﹣0g＝8g，故X是反应物，参加反应的X的质量为8g；同理可以确定Z是生成物，生成的Z的质量为30g﹣8g＝22g；W是生成物，生成的W的质量为25g﹣7g＝18g；由质量守恒定律，Y应是反应物，且参加反应的Y的质量为22g+18g﹣8g＝32g，故该反应为：X+Y→Z+W。 A、由质量守恒定律，Y应是反应物，且参加反应的Y的质量为22g+18g﹣8g＝32g，故m的数值为3g+32g＝35g，故选项说法错误。 B、若X为化合物，Y为单质，但Z和W中不一定有一种单质；故选项说法错误。 C、生成的Z的质量为30g﹣8g＝22g，故选项说法错误。 D、参加反应的X与Y的质量比为8g：32g＝1：4，故选项说法正确。 故选：D。 · 中考真题 考点：质量守恒定律的内容及适用范围 1．（2025•德州）下列有关质量守恒定律的说法正确的是（　　） A．水结成冰质量不变，符合质量守恒定律 B．蜡烛燃烧后质量减小，不符合质量守恒定律 C．化学方程式配平的依据是质量守恒定律 D．某物质在氧气中燃烧生成二氧化碳和水，该物质一定含有碳、氢、氧三种元素 考点：质量守恒定律的微观解释 2．（2025•泰安）在化学反应前后，肯定不会变化的是（　　） ①元素种类、②分子种类、③原子种类、④分子数目、⑤原子数目、⑥物质的总质量 A．①③⑤⑥ B．①②③⑥ C．②③⑤⑥ D．①④⑤⑥ 考点：根据质量守恒定律判断物质的化学式 3．（2026•扬州）工业制备CCl4的方法为CS2+3Cl2CCl4+X。X的化学式是（　　） A．S2Cl2 B．S2Cl C．SCl2 D．SCl3 考点：有关质量守恒定律的计算（共4小题） 4．（2026•黑龙江）在密闭容器内有甲、乙、丙、丁四种物质，一定条件下可以发生化学反应，测得反应前后有关数据如下： 物质 甲 乙 丙 丁 反应前质量/g 70 0 12 6 反应后质量/g 42 34 12 x 请分析数据，判断下列说法正确的是（　　） A．x＝1 B．丙可能是催化剂 C．物质乙只含有一种元素 D．反应过程中甲、乙两物质的质量变化之比为21：17 5．（2026•安徽）一定条件下，某充满氨气的密闭容器中发生反应，一段时间后各物质质量变化如下表所示。下列说法错误的是（　　） 物质 NH3 铁触媒 N2 H2 反应前质量（g） 34 5 0 0 一段时间后质量（g） 17 5 x 3 A．反应消耗17gNH3 B．铁触媒起催化作用 C．x＝28 D．容器中N、H原子个数比是1：3 6．（2026•天津）将8g氧化铜与一定质量的碳在一定条件下反应，得到铜和氧化亚铜（Cu2O）的固体混合物，同时生成二氧化碳。向固体混合物中加入50g稀硫酸，恰好完全反应，得到4.8g金属铜。已知：Cu2O+H2SO4＝Cu+CuSO4+H2O。下列说法正确的是（　　） A．生成的二氧化碳质量为3.3g B．参加反应的硫酸质量为4.9g C．固体混合物中铜和氧化亚铜的质量比为8：9 D．反应后溶液中硫酸铜的质量分数约为7.5% 7．（2026•扬州）H2O2能与有机物X反应，从而去除水样中的X。为研究不同固体催化剂M、N对该反应中X去除率的影响，进行如图1所示的三组实验。相同时间后，测得实验结果如图2所示。 已知：X的去除率＝（1100%）；M、N不与X反应。 下列有关H2O2与X的反应及上述实验的结论合理的是（　　） A．M对该反应无催化效果 B．实验①与实验②，有机物X被去除的原理相同 C．上述实验条件下，与M相比，N催化该反应的效果更好 D．其他条件相同时，与M相比，改变温度对N催化该反应的影响更大 考点：质量守恒定律的内容及适用范围 1．（2025•德州）下列有关质量守恒定律的说法正确的是（　　） A．水结成冰质量不变，符合质量守恒定律 B．蜡烛燃烧后质量减小，不符合质量守恒定律 C．化学方程式配平的依据是质量守恒定律 D．某物质在氧气中燃烧生成二氧化碳和水，该物质一定含有碳、氢、氧三种元素 【解答】解：A、水结成冰是物理变化，不是化学变化。质量守恒定律只适用于化学变化，不适用于物理变化，故A错误； B、蜡烛燃烧是化学变化，在开放系统中，生成的气体可能逸散，导致质量看似减小；但在封闭系统中，总质量保持不变，符合质量守恒定律，故B错误； C、化学方程式配平是为了确保反应前后各元素的原子数目相等，这直接体现了质量守恒定律（原子数目不变，则质量不变），故C正确； D、该物质燃烧生成CO2和H2O，说明一定含有碳和氢元素，但氧元素可能来自氧气，不一定来自该物质本身，故D错误； 故选：C。 考点：质量守恒定律的微观解释 2．（2025•泰安）在化学反应前后，肯定不会变化的是（　　） ①元素种类、②分子种类、③原子种类、④分子数目、⑤原子数目、⑥物质的总质量 A．①③⑤⑥ B．①②③⑥ C．②③⑤⑥ D．①④⑤⑥ 【解答】解：根据质量守恒定律可知，化学反应前后原子的种类和数目不变，元素的种类不变，物质的总质量不变，化学变化有新物质生成，分子种类一定发生了改变，分子的数目可能改变，故肯定不会变化的是：①③⑤⑥，一定会发生变化的是②，可能发生改变的是④。 故选：A。 考点：根据质量守恒定律判断物质的化学式 3．（2026•扬州）工业制备CCl4的方法为CS2+3Cl2CCl4+X。X的化学式是（　　） A．S2Cl2 B．S2Cl C．SCl2 D．SCl3 【解答】解：反应物中各原子总数：反应前含C原子1个、S原子2个、Cl原子3×2＝6个；已知的生成物CCl4中的原子数：含C原子1个、Cl原子4个，根据质量守恒定律，化学反应前后，原子的种类、数目均保持不变，差值即为X的原子构成：S原子2﹣0＝2个、Cl原子6﹣4＝2个，则X的化学式为S2Cl2。 故选：A。 考点：有关质量守恒定律的计算（共4小题） 4．（2026•黑龙江）在密闭容器内有甲、乙、丙、丁四种物质，一定条件下可以发生化学反应，测得反应前后有关数据如下： 物质 甲 乙 丙 丁 反应前质量/g 70 0 12 6 反应后质量/g 42 34 12 x 请分析数据，判断下列说法正确的是（　　） A．x＝1 B．丙可能是催化剂 C．物质乙只含有一种元素 D．反应过程中甲、乙两物质的质量变化之比为21：17 【解答】解：由表中数据分析可知，反应前后甲的质量减少了70g﹣42g＝28g，故是反应物，参加反应的质量为28g；同理可以确定乙是生成物，生成的质量为34g﹣0g＝34g；丙的质量不变，可能作该反应的催化剂，也可能是没有参加反应的杂质；由质量守恒定律，丁应是反应物，且参加反应的质量为34g﹣28g＝6g，故x的数值为6﹣6＝0。 A、x的数值为0，故选项说法错误。 B、丙的质量不变，可能作该反应的催化剂，也可能是没有参加反应的杂质，故选项说法正确。 C、该反应的反应物为甲和丁，生成物是乙，符合“多变一”的形式，属于化合反应，物质乙是化合反应的生成物，至少含有两种元素，故选项说法错误。 D、反应过程中甲、乙两物质的质量变化之比为28g：34g＝14：17，故选项说法错误。 故选：B。 5．（2026•安徽）一定条件下，某充满氨气的密闭容器中发生反应，一段时间后各物质质量变化如下表所示。下列说法错误的是（　　） 物质 NH3 铁触媒 N2 H2 反应前质量（g） 34 5 0 0 一段时间后质量（g） 17 5 x 3 A．反应消耗17gNH3 B．铁触媒起催化作用 C．x＝28 D．容器中N、H原子个数比是1：3 【解答】解：A、NH3反应前质量为34g，反应后为17g，质量减少量就是消耗的质量，反应消耗氨气的质量为34g﹣17g＝17g，故选项说法正确。 B、铁触媒反应前后质量始终为5g，符合催化剂“反应前后质量不变”的特征，在该反应中起催化作用，故选项说法正确。 C、根据质量守恒定律，密闭容器反应前后总质量相等，反应前总质量为34g+5g+0g+0g＝39g；反应后总质量为17g+5g+x+3g＝25g+x，x＝14g，故选项说法错误。 D、化学反应前后原子的种类、个数都不变，原容器中只有NH3，NH3中N、H原子个数比为1：3，因此反应后容器中N、H原子个数比仍为1：3，故选项说法正确。 故选：C。 6．（2026•天津）将8g氧化铜与一定质量的碳在一定条件下反应，得到铜和氧化亚铜（Cu2O）的固体混合物，同时生成二氧化碳。向固体混合物中加入50g稀硫酸，恰好完全反应，得到4.8g金属铜。已知：Cu2O+H2SO4＝Cu+CuSO4+H2O。下列说法正确的是（　　） A．生成的二氧化碳质量为3.3g B．参加反应的硫酸质量为4.9g C．固体混合物中铜和氧化亚铜的质量比为8：9 D．反应后溶液中硫酸铜的质量分数约为7.5% 【解答】解：设固体混合物中铜的质量为x，氧化亚铜的质量为y。 8gCuO中铜元素的质量为，则： 加入稀硫酸后，Cu2O与H2SO4反应生成Cu，最终得到4.8g金属铜，则： 联立解得：x＝3.2g，y＝3.6g。 A.8gCuO中氧元素质量为，3.6gCu2O中氧元素质量为，则生成CO2中氧元素质量为1.2g，CO2质量为，故A不符合题意； B.设参加反应的H2SO4质量为z。 Cu2O+H2SO4＝Cu+CuSO4+H2O 144 98 3.6g z ，解得z＝2.45g，并非4.9g，故B错误； C.固体混合物中Cu的质量为3.2g，Cu2O的质量为3.6g，二者质量比为3.2g：3.6g＝8：9，故C正确； D.设反应生成Cu的质量为m，生成CuSO4的质量为n。 Cu2O+H2SO4＝Cu+CuSO4+H2O 144 64 160 3.6g m n ，解得m＝1.6g ，解得n＝4g，反应后溶液质量为50g+3.6g﹣1.6g＝52g溶液中硫酸铜的质量分数为，并非7.5%，故D错误。 故选：C。 7．（2026•扬州）H2O2能与有机物X反应，从而去除水样中的X。为研究不同固体催化剂M、N对该反应中X去除率的影响，进行如图1所示的三组实验。相同时间后，测得实验结果如图2所示。 已知：X的去除率＝（1100%）；M、N不与X反应。 下列有关H2O2与X的反应及上述实验的结论合理的是（　　） A．M对该反应无催化效果 B．实验①与实验②，有机物X被去除的原理相同 C．上述实验条件下，与M相比，N催化该反应的效果更好 D．其他条件相同时，与M相比，改变温度对N催化该反应的影响更大 【解答】解：A、对比M组的实验①（未加过氧化氢）和实验②（加过氧化氢），实验②的X去除率明显更高，说明M对反应有催化效果，故A错误。 B、实验①未加H过氧化氢，且已知M、N不与X反应，X少量去除是催化剂的吸附作用（物理变化）；实验②是H2O2与X发生化学反应去除X，二者原理不同，故B错误。 C、相同实验条件下（如同为实验②的pH＝3、50℃加H2O2，或同为实验③的pH＝9、70℃加过氧化氢），N对应的X去除率均远高于M，说明N的催化效果更好，故C正确。 D、实验②和③同时改变了pH和温度两个变量，无法判断温度改变对两种催化剂的影响差异，故D错误。 故选：C。 第 2 页 共 4 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 第五单元 化学反应的定量关系 课题1 质量守恒定律 · 导入 我们已经知道，在化学反应前后，物质的种类发生了变化，如红磷与氧气化合生成五氧化二磷，电解水产生氢气和氧气。在这些变化中，反应物和生成物的质量之间存在什么关系？化学家很早就关注了这个问题，意识到需要再定性研究的基础上，进一步从定量的角度认识化学变化的规律。 · 知识点对点 一、质量守恒定律（law of mass conservation）☆☆ 1.发现 18世纪，拉瓦锡借助天平，对大量化学反应进行了较为精密的定量研究。他将45.0份质量的氧化汞加热分解，恰好得到41.5份质量的汞和3.5份质量的氧气，反应前后各物质的质量总和没有改变。这难道是巧合吗？ 2.探究 项目 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 相等 实验 方案一 方案二 反应原理 2Cu+O2 △ 2CuO Fe+CuSO4 Cu+FeSO4 实验装置 图5.1-1 铜与氧气反应前后质量的测定 图5.1-2 铁与硫酸铜溶液反应前后质量的测定 实验操作 ①如图5.1-1所示，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，用橡胶塞塞紧锥形瓶口。 ②将装置放在天平上称量，记录所称量的质量m1。 ③在将锥形瓶置于陶土网上，用酒精灯加热，观察实验现象。 ④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。 ⑤比较反应前后的质量 ①如图5.1-2所示，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。 ②将装置放在天平上称量，记录所称的质量m1 ③取下锥形瓶并将其倾斜，使小试管中的硫酸铜溶液流入锥形瓶，观察实验现象。 ④反应一段时间后再次称量，记录所称的质量m2。 ⑤比较反应前后的质量 操作要点 待装置冷却后再次称量 实验前将铁钉用砂纸打磨干净 实验现象 锥形瓶内，红色粉末逐渐变为黑色； 气球先膨胀后缩小。 溶液由蓝色变为浅绿色； 铁钉表面有一层红色物质覆盖； 反应前总质量 m1 m1 反应后总质量 m2（m2=m1） m2（m2=m1） 分析 实验在密闭容器中进行，既没有其他物质的浸入，也没有生成物质的逸出，故反应前后质量没有变化 实验在密闭容器中进行，既没有其他物质的浸入，也没有生成物质的逸出，故反应前后质量没有变化 反应前质量总和 = 反应后质量总和 反应前质量总和 = 反应后质量总和 锥形瓶、橡胶塞、玻璃管、气球 锥形瓶、橡胶塞、玻璃管、气球 锥形瓶、橡胶塞 锥形瓶、橡胶塞 未参加反应的铜粉 未参加反应的铜粉 未参加反应的铁 未参加反应的铁 参加反应的铜粉 = 反应生成的氧化铜 参加反应的铁 = 反应生成的硫酸亚铁 参加反应的氧气 参加反应的硫酸铜 生成的铜 未参加反应的氧气 未参加反应的氧气 未参加反应的硫酸铜 未参加反应的硫酸铜 氮气、稀有气体等 氮气、稀有气体等 水等 水等 实验结论 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 3.实验： 实验 5-1 5-2 反应原理 Na2CO3+2HCl 2NaCl+CO2↑+H2O 2Mg+O2 点燃 2MgO 实验装置 图5.1-3 盐酸与碳酸钠反应及质量测定的装置 图5.1-4 镁条燃烧 实验操作 ①在小烧杯中加入碳酸钠，再小心地放入盛有盐酸的小试管，将装置放在天平上（如图5.1-3），记录所称的质量m1。 ②取下烧杯并将其倾斜，使小试管中的盐酸流入烧杯，观察现象。 ③反应一段时间后再次称量，质量为m2。 ④比较反应前后的称量结果。 ①取一根用砂纸打磨干净的长镁条和一个陶土网，将他们一起放在托盘天平上称量，记录所称的质量m1 ②在陶土网上方将镁条点燃（如图5.1-4），观察现象。 ③将镁条燃烧后所得固体与陶土网一起放在天平上称量，质量为m2。 ④比较反应前后的称量结果。 实验现象 烧杯内产生大量气泡 白色粉末逐渐消失 镁条燃烧，发出耀眼的白光 生成白色固体 反应前总质量 m1 m1 反应后总质量 m2（m1>m2） m2（m1>m2） 实验分析 由于反应是在敞口的装置中进行，碳酸钠与盐酸反应生成的二氧化碳气体逸出，导致烧杯中物质质量减少，所以，反应前小烧杯中所有物质的质量大于反应后小烧杯中所有物质的质量，即m1>m2 镁在空气中燃烧生成氧化镁，在实验过程中产生了大量的白烟，大量MgO以白烟的形式扩散到空气中，称量的不是全部生成物的质量，质量减轻了 实验结论 天平失去平衡，并非不符合质量守恒定律，有气体、烟雾等参加或生成的反应，气体、烟、雾等的质量易被忽略，致使从表面上看和质量守恒定律不相符。如果把它们的质量考虑进来，会发现反应前后质量是守恒的。因此验证质量守恒定律的实验，有气体参加或生成的化学反应，须在密闭容器中进行 练习1 如图是探究质量守恒定律的实验装置图，回答下列问题： （1）该实验　 　（填“能”或“不能”）探究质量守恒定律，原因是　 　． （2）要用如图继续探究质量守恒定律，若药品不变，改变装置的方法是　 　．若装置不变，改变药品，可选用的一组药品是　 　（举一例）． 版权所有 4.质量守恒定律 项目 内容 定义 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。这个规律叫做质量守恒定律。 理解 （1）“化学反应”：不能用于物理变化。例如，将2g 水变成2g水蒸气，这一变化前后质量虽然相等，但这是物理变化，不能说他遵守质量守恒定律。 （2）“参加”：不是所有反应物的质量任一简单相加，反应物剩余，杂质和催化剂除外。例如2g氢气和8g氧气在点燃条件下反应，并非生成10g水，而是1g氢气与8g氧气参加反应，生成9g水。 （3）“质量总和”：很多化学反应中有气体或沉淀生成。因此，“生成的各物质的质量总和”包括固态、液态和气态三种状态的物质的质量总和。 （4）“质量守恒”：不包括其他方面守恒。如对反应物和生成物均是气体的反应来说，反应前后的总质量守恒，但其体积不一定守恒。 练习2 判断下列变化是否符合质量守恒定律 （1）10g氯化钠溶解在90g水中，形成100g氯化钠溶液，遵守质量守恒定律． （2）已知10g硫与10g氧气恰好完全反应，现将10g硫与15g氧气点燃充分反应后生成二氧化硫的质量为25g． （3）已知10LH2与20LO2恰好完全反应，则10LH2与20LO2充分反应，生成30L的水． 微观实质 （1）实质：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。 由分子构成的物质在化学反应中的变化过程可表示为 例如，水通电分解生成氢气和氧气，从微观角度看：当水分子分解时，生成氢原子和氧原子，每两个氢原子结合成一个氢分子，每两个氧原子结合成一个氧分子。 图5.1-5 水电解的微观示意图 （2）原因 ①微观上，反应前后原子的种类不会改变，原子的数目没有增减，原子的质量也没有改变，所以化学反应前后各物质的质量总和必然相等。 ②宏观上，反应前后元素的种类没有改变，元素的质量也不变，所以化学反应前后各物质的质量总和必然相等。 （3）理解：抓住化学反应前后“六个不变”“两个一定改变”“两个可能改变”。 六个不变 两个一定改变 两个可能改变 微观 宏观 分子（构成物质的粒子）的种类 元素的化合价 原子种类 原子数目 原子质量 元素种类 元素质量 物质总质量 物质的种类 分子数目 应用 （（1）解释一些化学变化中的质量变化 下列说法不能用质量守恒定律解释的（ ） A．镁带在空气中燃烧后，生成物的质量比镁带质量增加了 B．蜡烛完全燃烧后，生成水和二氧化碳的质量之和等于蜡烛质量 C．水的质量和受热变成水蒸汽的质量相等 D．高锰酸钾受热分解后，剩余固体的质量比反应物质量轻 （2）推断化学反应中某物质的质量 ① 6g的碳在充足的氧气中燃烧，生成二氧化碳22 g，则有____g 的氧气参加反应。 ②将25 g氯酸钾和1g二氧化锰的混合物加热至完全分解，得到残余固体质量为14 g，则产生氧气____g。 （3）推断化学反应中反应物或生成物中的组成元素 ，则该矿石中一定含有 ____和_____元素；可能含有____元素。（填元素名称） （4）推断化学反应中某物质的化学式 某黑火药爆炸原理：2KNO3+3C+S=K2S+N2↑+3X；X的化学式是_______ · 例题 考点：质量守恒定律的内容及适用范围 1．（2025秋•大连期末）下列变化不能用质量守恒定律解释的是（　　） A．在空气中灼烧铜片，一段时间后总质量变大 B．木炭燃烧后，固体质量变小 C．10g水加热后变成10g水蒸气 D．碳酸钠与稀盐酸反应后，装置及试剂总质量变小 考点：质量守恒定律的微观解释 2．（2025秋•安徽校级期末）化学反应前后包含了一定的变与不变，下列各项肯定没有变化的是（　　） ①原子的数目 ②原子的种类 ③分子的数目 ④分子的种类 ⑤物质的种类 ⑥元素的种类 ⑦物质的总质量 A．①②③⑤ B．①②⑤⑥ C．①②⑥⑦ D．③④⑥⑦ 考点：根据质量守恒定律判断物质的化学式 3．（2025秋•官渡区期末）执行神舟十九号发射任务的火箭推进剂是偏二甲肼和四氧化二氮。反应的化学方程式为：C2H8N2+2N2O4＝2CO2↑+3X↑+4H2O。推测X的化学式为（　　） A．N2O B．NO C．NO2 D．N2 考点：有关质量守恒定律的计算 4．（2025秋•兴庆区校级期末）在一个密闭容器中放入X，Y，Z，W四种物质，在一定条件下发生化学反应，一段时间后，测得相关数据如下表，下列关于此反应的认识，正确的是（　　） 物　　　质 X Y Z W 反应前的质量/g 8 m 8 7 反应后的质量/g 0 3 30 25 A．m的数值为32 B．若X为化合物，Y为单质，则Z和W中也一定有一种单质 C．反应后生成30g Z D．参加反应的X与Y的质量比为1：4 · 中考真题 考点：质量守恒定律的内容及适用范围 1．（2025•德州）下列有关质量守恒定律的说法正确的是（　　） A．水结成冰质量不变，符合质量守恒定律 B．蜡烛燃烧后质量减小，不符合质量守恒定律 C．化学方程式配平的依据是质量守恒定律 D．某物质在氧气中燃烧生成二氧化碳和水，该物质一定含有碳、氢、氧三种元素 考点：质量守恒定律的微观解释 2．（2025•泰安）在化学反应前后，肯定不会变化的是（　　） ①元素种类、②分子种类、③原子种类、④分子数目、⑤原子数目、⑥物质的总质量 A．①③⑤⑥ B．①②③⑥ C．②③⑤⑥ D．①④⑤⑥ 考点：根据质量守恒定律判断物质的化学式 3．（2026•扬州）工业制备CCl4的方法为CS2+3Cl2CCl4+X。X的化学式是（　　） A．S2Cl2 B．S2Cl C．SCl2 D．SCl3 考点：有关质量守恒定律的计算（共4小题） 4．（2026•黑龙江）在密闭容器内有甲、乙、丙、丁四种物质，一定条件下可以发生化学反应，测得反应前后有关数据如下： 物质 甲 乙 丙 丁 反应前质量/g 70 0 12 6 反应后质量/g 42 34 12 x 请分析数据，判断下列说法正确的是（　　） A．x＝1 B．丙可能是催化剂 C．物质乙只含有一种元素 D．反应过程中甲、乙两物质的质量变化之比为21：17 5．（2026•安徽）一定条件下，某充满氨气的密闭容器中发生反应，一段时间后各物质质量变化如下表所示。下列说法错误的是（　　） 物质 NH3 铁触媒 N2 H2 反应前质量（g） 34 5 0 0 一段时间后质量（g） 17 5 x 3 A．反应消耗17gNH3 B．铁触媒起催化作用 C．x＝28 D．容器中N、H原子个数比是1：3 6．（2026•天津）将8g氧化铜与一定质量的碳在一定条件下反应，得到铜和氧化亚铜（Cu2O）的固体混合物，同时生成二氧化碳。向固体混合物中加入50g稀硫酸，恰好完全反应，得到4.8g金属铜。已知：Cu2O+H2SO4＝Cu+CuSO4+H2O。下列说法正确的是（　　） A．生成的二氧化碳质量为3.3g B．参加反应的硫酸质量为4.9g C．固体混合物中铜和氧化亚铜的质量比为8：9 D．反应后溶液中硫酸铜的质量分数约为7.5% 7．（2026•扬州）H2O2能与有机物X反应，从而去除水样中的X。为研究不同固体催化剂M、N对该反应中X去除率的影响，进行如图1所示的三组实验。相同时间后，测得实验结果如图2所示。 已知：X的去除率＝（1100%）；M、N不与X反应。 下列有关H2O2与X的反应及上述实验的结论合理的是（　　） A．M对该反应无催化效果 B．实验①与实验②，有机物X被去除的原理相同 C．上述实验条件下，与M相比，N催化该反应的效果更好 D．其他条件相同时，与M相比，改变温度对N催化该反应的影响更大 第 2 页 共 4 页 学科网（北京）股份有限公司 $