内容正文:
化学启航·2026年暑假人教版九年级化学预习手册18
《第五单元化学反应的定量关系课题1质量守恒定律》预习讲义
一.预习目标
(
1.准确表述质量守恒定律完整定义,区分
“
参加反应
”
与
“
剩余反应物
”
;建立化学反应宏观-微观双重守恒认知,掌握反应前后
“
六不变、两一定变、两可能变
”
;明确定律仅适用于化学变化,不能解释物理变化。
2.基于定量实验证据推理化学反应质量关系,形成证据推理思维;能用微观原子拆分重组模型解释质量守恒本质;利用守恒规律推断未知物质元素组成、化学式。
3.读懂教材两套验证实验装置(白磷密闭燃烧、铁与硫酸铜反应),能完整描述实验操作、现象;分析敞口容器实验天平失衡原因(气体逸散/空气参与),理解密闭装置的实验必要性;规范完成实验填空、数据对比、结论归纳类探究任务。
4.感受化学定量研究的严谨性,养成定量观测、如实记录实验数据的习惯;理解物质不会凭空产生、消失,建立物质不灭的辩证观念;能运用质量守恒解释生活中燃烧、锈蚀等常见化学现象。
)
二.重点难点
(
(一)重点
1.
质量守恒定律文字定义,实验验证的现象与结论;
2.
化学反应微观本质(原子重新组合),原子三不变是守恒核心;
3.
质量守恒定律基础应用:解释实验现象、推断物质元素组成。
(二)难点
1.
微观模型视角解释宏观质量守恒,打通宏观现象与微观粒子的联系;
2.
区分
“
参加反应的物质
”
和体系内全部物质,规避概念易错点;
3.
敞口体系有气体参与/生成时,天平不平衡的误差分析。
)
三.自主探究
(一)实验探究
实验一: 铜和氧气反应前后质量的探究
1.实验装置
思考:橡胶塞和小气球的作用是什么?如果没有它们,实验可能出现哪些结果?
【解释】橡胶塞和小气球的作用是:密闭装置,平衡气压。若没有,瓶内气体因受热膨胀冲开橡胶塞子可能会被弹开或瓶子炸裂。
2.实验过程
①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,记录所称的质量m1;
③再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
3. 实验现象
固体由红色逐渐变为黑色;玻璃管上端的小
气球先胀大,后缩小;反应前后的质量 m1=m2
4.文字表达式:
5.实验分析:铜和氧气在加热的条件下反应生成氧化铜,反应前的总质量来源于装置、装置内的空气和铜粉,反应后的总质量来源于装置、装置内除消耗的氧气外的空气和氧化铜。
6.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。
实验二: 铁与硫酸铜反应前后质量的探究
1.实验装置:
2.实验过程:
①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进入锥形瓶,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。
3.实验现象:
铁丝表面覆盖了一层红色物质,溶液由蓝色逐渐变成浅绿色:反应前后的质量m1=m2。
4.文字表达式:
5. 实验分析:铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,反应前的总质量来源于装置、硫酸铜溶液和铁丝,反应后的总质量来源于装置、硫酸亚铁溶液和铜。
6.实验结论:参加反应的铁和硫酸铜的质量总和等于反应后生成的铜和硫酸亚铁的质量总和 。
(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。
2.质量守恒定律的理解:
(1).质量守恒定律的“守恒”指的是质量守恒,其它方面如体积等不一定守恒。
(2).是指“参加反应的各物质”,的质量总和,没有参加反应的物质不包括在内。
(3).“生成的各物质的质量总和”,应当包括生成的各种物质,如沉淀、气体等。
(4).“反应生成的物质”仅指该反应过程中新生成的物质质量,在反应之前已经存在的质量无关。
(三)质量守恒定律的验证
实验三: 盐酸与碳酸钠粉末反应验证质量守恒定律
1.实验装置:
2.实验过程: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),记录所称的质量。取下小烧杯并将其倾斜,使小试管中的盐酸进入小烧杯,观察现象。反应一段时间后再次称量。比较反应前后的称量结果。
3.实验现象:
① 剧烈反应,产生大量气泡;白色粉末逐渐消失。
② 反应后称量结果减小。
4.文字表达式:
5.实验分析:这个反应前后的称量结果有什么变化?
【解释】反应后称量结果减小。
没有密封,导致生成物散失,没有全部称量。
实验四: 镁条燃烧验证质量守恒定律
1.实验过程:取一根用砂纸打磨干净的长镁条和一个陶土网,将它们一起放在天平上称量,记录所称的质量。在陶土网上方将镁条点燃(如图),观察现象。将镁条燃烧后的产物与陶土网一起放在天平上称量,比较反应前后的称量结果。
2.实验现象:
①剧烈反应,发出耀眼的白光,放出热量生成白色固体;
②反应前后物质质量不相等.
3.文字表达式:
4.实验分析:这个反应前后的称量结果有什么变化?
【解释】反应后称量结果增大。
参与反应的氧气没有称量,导致反应前称量质量小。
【分析归纳】
1、根据实验三和实验四,讨论为什么会出现这样的实验结果。
【解释】之所以会出现这样的结果,是由于反应有气体参加或生成的缘故。
2、如果在燃着的镁条上方罩上罩,使生成物全部收集起来称量,会出现什么实验结果?
【解释】如果在燃着的镁条上方罩上罩,使生成物全部收集起来称量,会发现天平保持平衡。
小结:若选择有气体参加或有气体生成的化学反应来证明质量守恒定律,则反应一定要在密闭容器内进行。
(四)质量守恒的原因
(
宏观体现
)
为什么物质在发生化学变化前后,各物质的质量总和相等呢?下面以电解水为例进行解释:
质量守恒定律本质
四.经典例题
例1.(24-25九上·盐城盐都区期末)下列变化能够用质量守恒定律解释的是( )
A. 5g糖溶于95g水得到100g糖水
B. 10mL水与10mL酒精混合总体积小于20mL
C. 铁丝在氧气中燃烧后固体质量变大
D. 100g水蒸发得到100g水蒸气
【答案】C
【解析】质量守恒定律只适用于化学变化;A、B、D均为物理变化,不能用定律解释;铁丝燃烧属于化学变化,遵循质量守恒。
例2.(2026·南通如皋一模)化学反应前后,一定不发生变化的微观粒子是( )
A. 分子 B. 原子 C. 离子 D. 物质
【答案】B
【解析】化学变化本质是分子拆分为原子,原子重新组合;原子的种类、数目、质量全程不变,分子种类一定改变。
例3.(24-25九上·南京玄武区期中)白磷燃烧验证质量守恒实验中锥形瓶底铺细沙作用是( )
A. 吸收白烟 B. 防止高温熔融物炸裂瓶底 C. 加速冷却 D. 隔绝空气
【答案】B
【解析】白磷燃烧生成高温五氧化二磷熔融物,直接接触锥形瓶底会使玻璃瓶受热炸裂,细沙起到隔热保护作用。
例4.(24-25九上·苏州吴中区期末)密闭容器中3g碳和8g氧气恰好完全反应,生成二氧化碳质量为( )
A. 11g B. 5g C. 24g D. 无法计算
【答案】A
【解析】根据质量守恒,参加反应物质总质量=生成物总质量,3g+8g=11g。
例5.(2026·南京鼓楼一模)碳酸钠与稀盐酸敞口反应,天平失衡原因是( )
A. 反应放热质量流失 B. 生成CO2气体逸散
C. 盐酸挥发 D. 空气中成分参与反应
【答案】B
【解析】生成二氧化碳气体从敞口烧杯跑出,烧杯内剩余总质量减小,天平失衡。
例6.如图是通过白磷燃烧来验证质量守恒定律的实验,下列关于该实验的说法正确的是
A.实验过程中气球一直变大
B.该实验中白磷必须足量
C.白磷燃烧结束后,待装置冷却再放回天平上称量
D.反应前锥形瓶内白磷和氧气的总质量一定等于反应后生成五氧化二磷的质量
【答案】:C
【解析】:A选项:白磷燃烧放热,瓶内气体受热膨胀,气球先变大;反应结束温度下降,氧气被消耗,瓶内压强减小,气球又变瘪。气球不是一直变大,A错误。B选项:本实验目的是验证反应前后总质量相等,不需要把氧气耗尽,白磷不用足量;只有测定空气中氧气含量实验才要求白磷足量,B错误。C选项:燃烧后装置温度高,气体膨胀,气球鼓起会受到空气浮力,立刻称量会造成误差;必须冷却至室温再称量,C正确。D选项:质量守恒指参加反应的白磷和氧气质量总和等于五氧化二磷质量。锥形瓶内白磷、氧气有可能有一种过量,没有全部参与反应,所以瓶内全部白磷+全部氧气质量不一定等于生成物质量,D错误。
例7.(24-25南通启东期末改编)白磷燃烧密闭实验
(1) 白磷燃烧产生大量____、____;
(2) 玻璃管上端气球的作用:缓冲热胀气体,防止____、____;
(3) 冷却至室温后称量,天平状态为( )
A. 左盘下沉 B. 保持平衡 C. 右盘下沉
(4) 反应文字表达式:白磷+__________
(5) 该实验能验证质量守恒的关键条件是( )
A. 药品足量 B. 装置完全密闭 C. 白磷易燃
【答案】(1) 白烟;热量(2) 瓶内气体逸出;平衡气压(3) B(4) 氧气;五氧化二磷(5) B
【解析】(1) 白磷燃烧典型现象:产生大量白烟,放出大量热;(2) 燃烧放热,瓶内气体受热膨胀,气球容纳膨胀气体,避免瓶塞被冲开、气体外泄;(3) 密闭体系无物质流失,反应前后总质量相等,天平平衡;(4) 白磷与氧气反应,生成物为五氧化二磷;(5) 验证有气体参与/生成的反应,必须使用密闭装置,防止气体进出改变体系总质量。
例8.2025年诺贝尔化学奖热门方向“单原子催化”技术实现工业化应用,该技术通过单个金属原子精准催化化学反应,大幅提升反应效率。某科研团队利用该技术进行新型燃料合成反应,在密闭容器中开展系列实验探究,结合质量守恒定律相关知识回答下列问题:
(1)该合成反应属于化学变化,下列能说明质量守恒定律适用于该反应的是( )
A. 反应前后容器内物质的体积不变 B. 反应前后金属原子的种类和质量不变
C. 反应前后容器内物质的颜色不变 D. 反应前后催化剂的质量和性质不变
(2)实验中,参加反应的氢气和一氧化碳质量总和为28g,生成的液体燃料和水的质量总和为______g;若反应中有5g氢气未参加反应,则实际参与反应的各物质质量总和与生成物总质量的关系是______(填“相等”或“不相等”)。
(3)关于该催化反应的微观解释,符合质量守恒本质的是( )
A. 原子重新组合,分子种类改变 B. 原子的种类、数目、质量均不变
C. 分子的数目不变,原子数目改变 D. 催化剂参与反应,改变原子种类
(4)若反应在敞口容器中进行,测得反应后总质量比反应前减少,其原因是( )
A. 违反质量守恒定律 B. 生成的气体逸出容器
C. 催化剂消耗了部分质量 D. 反应物未完全反应
(5).结合该技术的工业化应用,下列关于质量守恒定律的应用正确的是( )
A. 可推断合成燃料中一定含有的元素
B. 可直接计算反应所需催化剂的质量
C. 可确定反应前后分子总数一定不变
D. 可判断反应前后物质的性质一定不变
(6)实验测得反应前容器及内装物质总质量为150g,反应后容器冷却至室温,其总质量为( )
A. 大于150g B. 小于150g C. 等于150g D. 无法确定
【答案】(1)B (2) 28;相等 (3) B (4) B (5) A (6) C
【解析】(1)质量守恒定律适用于化学变化,核心是原子守恒,B选项中金属原子的种类和质量不变符合微观守恒本质;体积、颜色变化与质量守恒无关(A、C错误),催化剂性质可能改变(D错误)。(2)根据质量守恒定律,参加反应的各物质质量总和等于生成物总质量,故第一空为28g;未参加反应的物质质量不计入反应总质量,实际参与反应的物质质量总和仍与生成物总质量相等。(3)质量守恒的微观本质是反应前后原子的种类、数目、质量均不变,B正确;A是化学反应的本质,非质量守恒本质;C中原子数目不变、分子数目可能改变;D中催化剂不改变原子种类。(4)敞口容器中质量减少,是因为生成的气体逸出,导致测量的总质量偏小,质量守恒定律仍成立(A错误),催化剂质量不变(C错误),反应物是否完全反应与质量变化无关(D错误)。(5)利用质量守恒定律可根据生成物元素种类推断反应物组成(A正确);催化剂质量与质量守恒无直接关联(B错误);分子总数可能改变(C错误);化学反应一定生成新物质,性质改变(D错误)。(6)密闭容器中无物质进出,根据质量守恒定律,反应前后总质量不变,故仍为150g。
五.夯实基础
(一)选择题
1.(24-25九上·泰州姜堰期末)下列关于质量守恒定律概念说法正确的是( )
A. 化学反应前后分子总数一定不变
B. 10g氢气与10g氧气反应一定生成20g水
C. 所有化学变化均遵循质量守恒定律
D. 冰融化符合质量守恒定律
【答案】C
【解析】A:分子总数可能改变;B:氢气、氧气反应质量比1:8,不能完全反应;D:融化是物理变化,不适用定律。
2.(2026苏州吴中一模)化学反应前后“六不变”中微观核心是( )
A. 元素种类不变 B. 原子三不变 C. 物质总质量不变 D. 元素质量不变
【答案】B
【解析】原子的种类、数目、质量不变是质量守恒的根本微观原因。
3.(24-25九上·盐城亭湖期末)铁和硫酸铜溶液反应实验不需要密闭容器,原因是( )
A. 反应不吸热 B. 无气体参与、无气体生成 C. 生成物是固体 D. 反应速度慢
【答案】B
【解析】反应物、生成物均无气体,敞口体系总质量不变。
4.(2026南通崇川二模)镁条燃烧后固体质量增加,增加的质量来自( )
A. 空气中氮气 B. 空气中氧气 C. 镁条杂质 D. 玻璃棒残留固体
【答案】B
【解析】镁与氧气反应生成氧化镁,固体增加质量等于参与反应氧气的质量。
5.(24-25九上·南京鼓楼期中)下列各组物质混合反应,敞口称量质量减小的是( )
A. 铁和硫酸铜 B. 氢氧化钠和硫酸铜 C. 碳酸钙和稀盐酸 D. 红磷密闭燃烧
【答案】C
【解析】碳酸钙与盐酸反应生成二氧化碳气体逸出,烧杯内总质量减小。
6.(2026苏州相城一模)原子在化学变化中不会发生改变的是( )
A. 个数、种类、质量 B. 个数、体积、种类
C. 质量、体积、种类 D. 电子层数、个数、质量
【答案】A
【解析】化学变化只重组原子,原子的数量、种类、质量完全不变。
7.(24-25九上·南通海安期末)某化合物燃烧只生成水,该化合物一定含( )
A. 氢元素 B. 氧元素 C. 氢、氧元素 D. 碳元素
【答案】A
【解析】生成物水含H,反应物氧气不含H,可燃物一定含氢元素,氧元素无法确定。
8.(2026泰州姜堰一模)质量守恒定律中“参加反应”含义是( )
A. 投入容器全部物质 B. 实际发生反应的物质 C. 反应剩余物质 D. 催化剂
【答案】B
【解析】未反应、过量剩余的物质不能计入“参加反应的质量”。
9.如图所示是通过白磷燃烧验证质量守恒定律的实验。下列说法错误的是( )
A.锥形瓶底的细沙起隔热作用,防止锥形瓶炸裂
B.白磷燃烧结束,锥形瓶应冷却后再放在天平上称量
C.白磷量不足不会影响实验结果
D.反应前锥形瓶内白磷和氧气的总质量一定等于反应后生成五氧化二磷的质量
【答案】:D
【解析】:A:锥形瓶底部铺细沙,隔热,防止白磷燃烧产生的高温熔融物炸裂瓶底,正确。
B:必须冷却至室温再称量;如果不冷却,气球膨胀受到空气浮力,天平测量出现误差,正确。C:该实验验证密闭容器反应前后总质量相等,不需要把氧气耗尽,白磷不足不影响实验结果;只有测定空气中氧气体积分数才要求白磷足量,正确。:质量守恒是参加反应的白磷和氧气质量总和等于五氧化二磷质量。锥形瓶内白磷、氧气可能有剩余(没有参加反应),所以瓶内全部白磷+全部氧气质量不一定等于生成物质量,错误。
10.某两种物质在光照条件下能发生化学反应,其微观示意图如下,则下列说法正确的是
A.图示中的反应物都是化合物 B.图示中共有 4 种分子
C.该反应属于化合反应 D.该反应前后原子的个数发生了改变
【答案】:B
【解析】:A:反应物,一种分子由同种原子构成,属于单质;另一种是化合物,不是全部都是化合物,A错误。B:图里反应物2种分子,生成物2种分子,一共4种不同分子,B正确。C:化合反应特点:多变一;该反应生成两种物质,不属于化合反应,C错误。D:根据质量守恒,化学反应前后原子的种类、个数都不变,D错误。
(二)非选择题
11.质量守恒定律是物质科学中的一条重要规律,具体表述为: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.
(1)某科学兴趣小组的同学设计了如上三个实验装置(A、B、C)来验证质量守恒律.其中,只有A装置能用来验证质量守恒定律,B、C装置则不能.
否定B装置的理由是: .
否定C装置的理由是: .
(2)小明将C装置进行改进,如图D所示.
①此实验的现象是 .
②待完全反应后,将装置D置于天平上称量,所得数据较反应前的小.若整个操作过程无差错,则造成上述实验误差的原因是 .
【答案】(1)物理变化不适用质量守恒定律 反应生成的二氧化碳气体逸散到空气中 .
(2)① 有大量气泡产生,气球胀大 .② 膨胀的气球产生了浮力 .
【解析】装置内发生的反应属于物理变化;。装置内产生的气体会逸出到空气中
锥形瓶内有大量气泡产生气球变大气球变大后,受到空气的浮力,方向竖直向上,导致天平称量反应后物质质量的读数偏小由质量守恒定律的定义可知只有化学变化才符合质量守恒定律,B中酒精溶于水属于物理变化,不能用来验证质量守恒定律,C中石灰石与盐酸反应生成氯化钙、水、二氧化碳,有气体放出质量就减少了,不能用来验证质量守恒。石灰石与盐酸反应生成氯化钙、水、二氧化碳,有气体放出,所以现象是锥形瓶内有大量气泡产生气球变大。由于气球体积比较大受到的浮力就比较大,所以气球变大后,受到空气的浮力,方向竖直向上,导致天平称量反应后物质质量的读数偏小。
12.质量守恒定律是一条重要规律。请利用该规律的相关知识回答下列问题。
(1)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
(2)某同学在探究质量守恒定律的实验中,将A装置放在天平左盘上称量后,把橡皮塞上的细玻璃管下端放到酒精灯火焰上灼烧至红热后,迅速用橡皮塞将锥形瓶塞紧,并引燃红磷,冷却后,再称量C装置,实验过程如图一所示。
①实验中发生反应的文字表达式 。
②请用分子的观点分析,B装置气球膨大的原因是 。
③由A、C装置气球变化的现象也可证明空气中含有 ,实验过程中气球的作用是 。
④在密闭容器中有甲、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百分含量如图二所示(提示:反应前后总质量不发生改变)。下列说法正确的是 。
A.丙一定是单质 B.在该反应中丁可能是催化剂
C.该反应是分解反应 D.甲和乙是反应物,丙是生成物
【答案】(1)①②⑤ (2) 红磷+氧气五氧化二磷 红磷燃烧放热,装置内温度升高,气体分子间间隔变大 氧气 防止红磷燃烧时,瓶内气压过多,将瓶塞冲开 BD
【解析】(1)由质量守恒定律可知,化学反应前后原子的种类、数目、质量一定不变,元素的种类、质量一定不变,反应前后物质的总质量一定不变。故填: ①②⑤。(2)①红磷与氧气在点燃的条件下反应生成五氧化二磷。 ②开始时红磷燃烧放热,装置内温度升高,气体分子间间隔变大,装置内气体膨胀气压变大,气体进入气球,所以气球膨大。③气球比反应前变得更瘪,说明空气中有物质与红磷发生了反应减少了,说明空气中含有氧气。气球的作用是防止红磷燃烧时,瓶内气压过多,将瓶塞冲开。④反应前后容器中物质的总质量不变,反应后质量分数减少的是反应物,质量分数增加的是生成物,质量分数不变的可能是催化剂。所以甲是反应物,乙是反应物,丙是生成物,丁可能是催化剂。该反应是甲和乙反应生成丙。A、该反应符合多变一的特点是化合反应,丙是化合反应的生成物一定是化合物,错误。B、丁可能是催化剂,正确。C、该反应是化合反应,错误。D、甲和乙是反应物,丙是生成物,正确。
六.巩固训练
(一)选择题
1.利用天平及下列物品(必要时还可用燃着的酒精灯),能够直接用于验证质量守恒定律的是 ( )
【答案】.B
【解析】做验证质量守恒定律的实验时,选用药品和装置应考虑:①要发生化学变化;②如果有气体参加反应,或有气体生成,应该选用密闭装置。A、C、D项有气体参加反应或有气体生成,且装置不密闭,不能直接用于验证质量守恒定律。
2.如图是通过白磷燃烧来验证质量守恒定律的实验,下列关于该实验的说法正确的是( )
A.实验过程中气球一直变大
B.该实验中白磷必须足量
C.白磷燃烧结束后,待装置冷却再放回天平上称量
D.反应前锥形瓶内白磷和氧气的总质量一定等于反应后生成五氧化二磷的质量
【答案】:C
【解析】 A选项,白磷燃烧放热,气球先受热膨胀变大;反应结束,温度冷却,氧气被消耗,瓶内压强减小,气球变瘪。气球不是一直变大。B选项本实验验证反应前后总质量不变,不需要耗尽瓶中氧气,白磷不需要足量。只有测定空气中氧气含量实验才要求白磷足量。
C选项燃烧后装置温度高,气球鼓起会受到空气浮力,立刻称量天平读数不准;必须冷却至室温后再称量。D选项质量守恒定律指:参加反应的白磷与氧气质量总和 = 生成五氧化二磷质量。锥形瓶内的白磷、氧气可能有部分没有参与反应(有剩余),所以瓶内全部白磷和全部氧气的总质量,不一定等于生成物质量。
3.铁丝在装满氧气的密闭容器中燃烧,下列图中能正确表示容器里所盛物质总质量变化的是 ( )
【答案】C
【解析】反应在密闭容器中进行,由质量守恒定律知,参加反应的铁和氧气的质量之和等于反应后生成的Fe3O4的质量,因此容器里所盛物质总质量不变。故选C。
4.(2026盐城亭湖一模)关于质量守恒定律适用范围说法正确的是( )
A. 适用于所有变化 B. 只适用于化学变化
C. 只适用于固体反应 D. 不适用于燃烧反应
【答案】B
【解析】定律核心限定:仅适用于化学变化,物理变化不能使用。
5..(24-25南通海安期末)化学反应前后,一定发生改变的是( )
A. 原子数目 B. 分子种类 C. 元素质量 D. 原子质量
【答案】B
【解析】化学变化生成新物质,分子种类一定改变;原子、元素相关量均不变。
6.(24-25泰州姜堰期末)蜡烛燃烧后质量变小,原因是( )
A. 蜡烛质量凭空消失 B. 生成水和二氧化碳气体扩散到空气
C. 不符合质量守恒 D. 烛芯损耗忽略不计
【答案】B
【解析】石蜡与氧气反应生成气态CO2、H2O,气体飘散,固体蜡烛质量减小,仍遵循守恒。
7.(2026南京鼓楼二模)下列实验装置能直接验证质量守恒的是( )
A. 敞口盐酸与碳酸钙 B. 敞口镁条燃烧
C. 密闭白磷燃烧 D. 糖水溶解实验
【答案】C
【解析】有气体参与/生成的反应,必须密闭装置才能称量总质量不变。
8.(24-25盐城阜宁期末)某物质在氧气中燃烧只生成CO2,该物质组成描述正确的是( )
A. 一定含C,可能含O B. 只含C C. 一定含C、O D. 一定含O
【答案】A
【解析】CO2含C元素,氧气提供O,可燃物一定含C,氧元素可能存在。
9.(2026南通启东一模)a g硫在b g氧气中充分燃烧,生成二氧化硫质量( )
A. 一定等于(a+b)g B. 一定小于(a+b)g
C. 小于或等于(a+b)g D. 大于(a+b)g
【答案】C
【解析】若二者恰好完全反应,质量等于a+b;若其中一种过量,生成质量小于a+b。
10.2025年先进制造领域的新材料合成反应中,下列事实不能用质量守恒定律解释的是( )
A. 反应后容器内总质量不变
B. 反应前后元素种类相同
C. 10g反应物完全反应生成8g生成物和2g气体
D. 反应后材料的硬度明显增大
【答案】:D
【解析】:质量守恒定律解释的是质量相关的定量关系和元素、原子的守恒,A、B、C均与质量或元素守恒相关,可解释;硬度属于物质性质,与质量守恒无关,D不能解释。
11.把一定质量的甲、乙、丙、丁四种物质放入一个密闭容器中,在一定条件下反应一段时间后,测得反应前后各物质的质量如下表。下列说法不正确的是 ( )
物质
甲
乙
丙
丁
反应前的质量/g
4.0
2.0
3.0
2.0
反应后的质量/g
1.2
x
2.4
5.4
A.该反应是化合反应 B.x=2.0,乙可能是催化剂
C.参加反应的甲、丙的质量比为1∶2 D.丙可能是单质
【答案】C
【解析】第一步,根据质量守恒定律计算未知数的值。由4.0+2.0+3.0+2.0=1.2+x+2.4+5.4,得x=2.0。第二步,分析各物质反应前后的质量变化,确定反应物和生成物。反应后甲的质量减少了2.8 g,甲是反应物;反应后丙的质量减少了0.6 g,丙是反应物;反应后丁的质量增加了3.4 g,丁是生成物。第三步,分析判断各选项正误。该反应符合“多变一”的特点,属于化合反应;反应前后乙的质量不变,乙可能是催化剂,也可能是不参与反应的杂质;参加反应的甲、丙的质量比为2.8 g∶0.6 g=14∶3;丙作为反应物之一,可能是单质。
12.下图为某反应的微观示意图,各表示一种原子,下列说法不正确的是( )
A.反应物是两种单质 B.反应物有剩余
C.该反应为化合反应 D.该反应生成了多种产物
【答案】D
【解析】A.反应物中的两种分子均是由同种原子构成的,均属于单质,故正确;B.由微观反应示意图可知,反应后两种反应物均有剩余,故正确;C.由微观反应示意图可知,该反应的反应物有两种,生成物只有一种,符合“多变一”的特征,属于化合反应,故正确;D.由微观反应示意图可知,该反应的反应物有两种,生成物只有一种,故错误。故选:D。
13.如图为某化学反应中各物质的质量与加热时间的关系,下列判断正确的是( )
A.该反应属于分解反应 B.②和③一定是反应物
C.④可能是反应物也可能是生成物 D.反应结束时①的质量一定等于②和③的质量之和
【答案】A
【解析】从题图中信息可知,①质量减少,是反应物,②③质量增加,是生成物,④质量不变,可能是催化剂或杂质,A正确,B、C错误;反应结束时①减少的质量一定等于②和③增加的质量之和,D错误。
14.“要留清白在人间”涉及氢氧化钙与二氧化碳的反应,下列说法符合质量守恒定律的是( )
A. 反应前后容器内物质的总质量不变(密闭容器中) B. 反应前后溶液的质量不变
C. 反应前后物质的种类不变 D. 反应前后原子的数目改变
【答案】:A
【解析】:密闭容器中反应无物质进出,总质量不变,A正确;该反应生成碳酸钙沉淀,溶液质量减少,B错误;物质种类、分子种类一定改变,C错误;原子数目不变,D错误。
15.一定条件下,在密闭容器中发生某反应,反应前容器内各物质的质量如图1,反应后容器内各物质的质量如图2.下列说法正确的是( )
A.x的值为22 B.参加反应的W和O2的质量比为2:9
C.W由碳、氢、氧三种元素组成 D.W中碳元素的质量分数为75%
【答案】D
【解析】A、化学反应前后物质的质量总和不变,故x+22+4=36+8+4+2,x=24,错误;B、参加反应的W的质量为8g,O2的质量为36g﹣4g=32g,质量比为8g:32g=1:4,不是2:9,错误;C、生成的二氧化碳的质量为24﹣2=22,其中碳元素的质量为:22×=6g,
生成的水的质量为:22﹣4=18,其中氢元素的质量为:18g×=2g,故W中只含有碳元素和氢元素,不含氧元素,错误;D、W中碳元素的质量分数为=75%,正确;
故选:D。
(二)非选择题
16.九年级学生在实验室进行“化学反应前后质量关系”探究实验,实验1:密闭烧杯中硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液反应,生成蓝色沉淀;实验2:敞口烧杯中碳酸钠与稀盐酸反应,产生大量气泡;实验3:密闭试管中镁条与氧气反应,镁条燃烧生成白色固体。请结合实验现象和质量守恒定律,回答下列问题:
(1)实验1和实验3中,反应前后烧杯(试管)总质量______,实验2中敞口装置测得的总质量______(填“不变”“增大”或“减小”)。
(2) 实验2中质量变化的原因是( )
A. 不遵循质量守恒定律 B. 生成的气体逸出到空气中
C. 反应前后物质种类改变 D. 盐酸挥发导致质量减小
(3)下列关于实验1的说法,正确的是( )
A. 反应属于物理变化
B. 生成沉淀的质量等于参加反应的两种溶液质量之和
C. 反应前后总质量不变,遵循质量守恒定律
D. 溶液颜色不变
(4)实验3中,镁条燃烧后生成的白色固体质量比原镁条质量大,原因是( )
A. 生成的固体密度变大 B. 参加反应的氧气质量计入生成物质量
C. 违反了质量守恒定律 D. 镁条吸收了空气中的水分
(5)若将实验2的敞口烧杯改为密闭(带气球)装置,反应前后总质量( )
A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 无法判断
(6)下列实验不能验证质量守恒定律的是( )
A. 实验1 B. 实验2(敞口) C. 实验3 D. 密闭装置中的实验2
(7)学生在实验中发现,未参加反应的物质质量不会影响总质量计算,这是因为质量守恒定律仅关注( )
A. 反应前后物质的状态 B. 参加反应的物质质量
C. 反应前后物质的种类 D. 反应前后元素的种类
(8)关于这三个实验的共同结论,正确的是( )
A. 所有化学反应都需要密闭装置才能验证质量守恒
B. 物理变化也遵循质量守恒定律
C. 化学变化都遵循质量守恒定律
D. 反应前后物质的质量一定增大
【答案】(1)不变;减小; (2) B; (3) C; (4)B; (5)C; (6)B; (7)B; (8)C.
【解析】(1) 实验1和实验3为密闭装置,无物质逸出,总质量不变;实验2敞口,生成的二氧化碳气体逸出,总质量减小,故填“不变”和“减小”。(2)实验2是化学变化,遵循质量守恒定律,质量减小的原因是生成的气体逸出,A错误、B正确;C是化学变化的本质,与质量变化无关;D不是主要原因,故选B。(3)实验1是化学变化,A错误;生成沉淀的质量等于参加反应的两种物质质量之和,而非溶液质量之和,B错误;反应遵循质量守恒定律,总质量不变,C正确;硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液反应后溶液颜色变浅,D错误,故选C。(4)镁条燃烧是与氧气反应,生成物质量=镁条质量+参加反应的氧气质量,故质量增大,遵循质量守恒定律,故选B。(5)密闭装置中实验2,气体无法逸出,反应前后总质量不变,故选C。(6)实验2(敞口)因气体逸出,无法准确验证质量守恒定律;其他实验均可验证,故选B。(7)质量守恒定律的核心是“参加反应的各物质质量总和”,未参加反应的物质质量不计入,故选B。(8)无需密闭装置的化学变化(如实验1)也可验证定律,A错误;物理变化不遵循质量守恒定律,B错误;所有化学变化都遵循质量守恒定律,C正确;反应前后物质总质量可能不变、增大或减小(取决于气体是否参与),D错误,故选C。
17.化学课外小组同学用如下图所示实验探究质量守恒定律:
(1)甲同学用图 A 所示实验:实验过程中产生的现象是 。
(2)乙同学用 B 装置研究质量守恒定律时,实验步骤如下:如图将烧杯放在天平上用砝码平衡,然后倾斜烧杯使盐酸与碳酸钠粉末接触,一段时间后再把烧杯放在天平上,发现天平的指针偏 右。造成天平的指针向右偏转的原因是 。
(3)丙同学认为 C 实验说明了质量守恒。请你从原子的角度说明为什么? 。
(4)丁同学用图 D 中的镁带在空气中燃烧的实验来探究质量守恒定律时,发现一定质量的镁完 全燃烧后留下的固体质量比反应前镁带的质量轻,联系实验现象,可能的原因是 。如果 在燃着的镁条上方罩上罩,使生成物全部收集起来称量,出现的结果是 (填“偏大”、偏 小“或”不变“)。
(5)综上所述,A、B、C、D 所示四个实验中能用质量守恒定律解释的是实验 。(填“A”、 “B” 、“C”或“D”,下同);上述现象能用来验证质量守恒定律的是实验 。可见, 在探究质量守恒定律时,若利用有气体参加或有气体生成的化学反应来设计实验,在装置设计 方面应做到 。
【答案】(1)白磷燃烧产生大量白烟,气球先变大后又逐渐缩小,天平仍然平衡 (2)碳酸钠与稀盐酸反应产生的二氧化碳逸散到空气中去了,所以左盘质量减少 (3)化学反应前后原子的种类、数目、质量没有改变 (4)坩埚钳中残留一部分氧化镁(或实验过程中以白烟的形式扩散一部分氧化镁等) 偏大 (5)ABCD AC 装置密闭,体积不变
【解析】(1)实验过程中白磷燃烧产生大量白烟,由于白磷燃烧放热,所以气球先变大,随着温度的降低,气球又逐渐缩小,由于实验过程中质量不变,所以天平仍然保持平衡。
(2)由于碳酸钠与稀盐酸反应产生的二氧化碳逸散到空气中去了,所以左盘质量减少,导致天平的指针向右偏转。(3)化学反应前后原子的种类、数目、质量没有改变。(4)坩埚钳中残留一部分氧化镁(或实验过程中以白烟的形式扩散一部分氧化镁等)。由于镁带燃烧消耗氧气,如果在燃着的镁条上方罩上罩,使生成物全部收集起来称量,出现的结果是偏大,增多的质量是参加反应的氧气的质量。(5)质量守恒定律是化学变化普遍遵守的规律,A、B、C、D 所示四个实验中都能用质量守恒定律解释,上述现象能用来验证质量守恒定律的是实验AC。在探究质量守恒定律时,若利用有气体参加或有气体生成的化学反应来设计实验,在装置设计方面应做到装置密闭,体积不变。
18.某化学兴趣小组的同学欲通过化学实验证明“质量守恒定律”,确定以“稀盐酸与碳酸钙的反应”为研究对象,设计的实验装置如图1所示。
图1 图2
(1)根据实验目的,小明应该测量的数据是 (填“只有反应前”“只有反应后”或“反应前、后”)整个反应装置的质量。
(2)实验步骤如下:
①按图1方式放好仪器,使天平平衡,记录称量数据。
②将小试管中的稀盐酸全部倒入烧杯中,观察到烧杯内物质剧烈反应,并有 冒出。
③当反应结束时,同学们发现天平的指针偏向右边。同学们又重新称量,记录了数据。
他们感到困惑:其他操作均正常,实验现象与数据为何与预测结果不符?请你帮他们分析导致天平不平衡的原因: 。
(3)同学们经过讨论,意识到了自己所犯的错误,有 生成或参与的化学反应必须在 装置内进行,才能正确验证质量守恒定律。于是他们对实验装置进行了重新设计如图2所示。
实验步骤如下:
①按图2方式放好仪器,使天平平衡,记录称量数据。
②将碳酸钙粉末全部倒入锥形瓶中,观察现象。
③当反应结束后,气球完全鼓起,他们发现天平的指针仍然偏向右边,你认为出现该实验现象的合理解释是 (填字母)。
A.该反应前后原子的种类、数目变少 B.该反应生成物的总质量小于反应物的总质量
C.空气的浮力作用干扰了实验结果 D.生成气体的反应不遵循质量守恒定律
若不考虑该因素的影响,该反应是否遵循质量守恒定律? (填“是”或“否”),请从微观方面说明原因: 。
【答案】(1)反应前、后 (2)②气泡 ③稀盐酸与碳酸钙反应生成的二氧化碳气体逸出,使反应后质量减少 (3)气体 密闭 ③C 是 化学反应前后,原子的种类、数目、质量均没有改
【解析】(1)验证质量守恒定律,则需要测定反应前后物质的总质量,故填:反应前、后;(2)②碳酸钙和稀盐酸反应能生成氯化钙、水和二氧化碳,故会观察到有气泡产生;③当反应结束时,同学们发现天平的指针偏向右边,导致天平不平衡的原因是稀盐酸与碳酸钙反应生成的二氧化碳逸出,使反应后质量减少;(3)验证质量守恒定律时,有气体生成或参与的化学反应必须在密闭装置内进行;A、该反应前后原子的种类、数目不变,错误; B、该反应生成物的总质量等于反应物的总质量,错误;C、空气的浮力作用使装置收到向上的浮力,干扰了实验结果,正确;D、生成气体的反应也遵守质量守恒定律,错误.故填:C.化学反应前后原子种类没有改变、原子的数目没有增减、原子的质量没有改变,所以化学反应前后物质的总质量不变;化学反应都遵守质量守恒定律,若不考虑该因素的影响,该反应是遵循质量守恒定
律;
19.某化学兴趣小组利用镁条在空气中燃烧的实验验证质量守恒定律。
(1)请写出镁条与氧气反应的文字表达式 。
(2)小明发现燃烧产物的质量大于反应物镁条的质量,认为这个反应不遵守质量守恒定律。我 (填“同意”或“不同意”)小明的观点,因为 。
(3)小红按如图装置改进实验,验证了质量守恒定律,却发现产物中还有少量黄色固体。
【提出问题】黄色固体是什么?
【查阅资料】
①氧化镁为白色固体;
②镁能与氮气反应生成黄色的氮化镁(Mg3N2)固体;
③氮化镁可与水剧烈反应产生氨气,该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
【作出猜想】黄色固体为Mg3N2。
【实验探究】请设计实验,验证猜想。
实验操作
实验现象
实验结论
取少量黄色固体于试管中,加入少量 ,将湿润红色石蕊试纸放在试管口
黄色固体为氮化镁
【反思交流】
①若用镁条代替红磷完成测定空气中氧气含量的实验,不考虑其他因素的影响,进入水的体积会 (填“大于”、“小于”或“等于”)瓶内空气总体积的。
②空气中的氮气的含量远大于氧气的含量,可是镁条在空气中燃烧的产物氧化镁却远多于氮化镁,合理的解释是 。
【答案】(1)镁+氧气氧化镁(2)不同意;产物氧化镁的质量等于参加反应的镁和氧气的质量之和,增加的质量来自氧气,反应遵守质量守恒定律(3)【实验探究】水(蒸馏水);产生气泡,湿润的红色石蕊试纸变蓝 反思①大于 反思②:氧气的化学性质比氮气活泼,镁更易和氧气反应
【解析】(1) 镁和氧气反应生成氧化镁。 (2)不同意;因为镁燃烧是镁和空气中的氧气反应生成氧化镁,生成物质量等于参加反应镁和氧气的质量总和,增加的是参加反应氧气的质量,化学反应都遵守质量守恒定律。 (3)【实验探究】实验操作:取少量黄色固体于试管中,加入少量水(蒸馏水),将湿润红色石蕊试纸放在试管口。实验现象:产生气泡,湿润的红色石蕊试纸变蓝色;实验结论:黄色固体为氮化镁。原理:Mg3N2和水反应生成氨气,氨气使湿润红石蕊试纸变蓝。【反思交流】① 若用镁条代替红磷测空气中氧气含量,镁不仅消耗氧气,还消耗氮气,瓶内气体减少更多,所以进入水的体积会 大于 瓶内空气总体积的。
② 空气中氮气含量远大于氧气,但氧化镁远多于氮化镁:氧气化学性质比氮气更活泼,镁更容易与氧气发生反应。
(
1
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化学启航·2026年暑假人教版九年级化学预习手册18
《第五单元化学反应的定量关系课题1质量守恒定律》预习讲义
一.预习目标
(
1.准确表述质量守恒定律完整定义,区分
“
参加反应
”
与
“
剩余反应物
”
;建立化学反应宏观-微观双重守恒认知,掌握反应前后
“
六不变、两一定变、两可能变
”
;明确定律仅适用于化学变化,不能解释物理变化。
2.基于定量实验证据推理化学反应质量关系,形成证据推理思维;能用微观原子拆分重组模型解释质量守恒本质;利用守恒规律推断未知物质元素组成、化学式。
3.读懂教材两套验证实验装置(白磷密闭燃烧、铁与硫酸铜反应),能完整描述实验操作、现象;分析敞口容器实验天平失衡原因(气体逸散/空气参与),理解密闭装置的实验必要性;规范完成实验填空、数据对比、结论归纳类探究任务。
4.感受化学定量研究的严谨性,养成定量观测、如实记录实验数据的习惯;理解物质不会凭空产生、消失,建立物质不灭的辩证观念;能运用质量守恒解释生活中燃烧、锈蚀等常见化学现象。
)
二.重点难点
(
(一)重点
1.
质量守恒定律文字定义,实验验证的现象与结论;
2.
化学反应微观本质(原子重新组合),原子三不变是守恒核心;
3.
质量守恒定律基础应用:解释实验现象、推断物质元素组成。
(二)难点
1.
微观模型视角解释宏观质量守恒,打通宏观现象与微观粒子的联系;
2.
区分
“
参加反应的物质
”
和体系内全部物质,规避概念易错点;
3.
敞口体系有气体参与/生成时,天平不平衡的误差分析。
)
三.自主探究
(一)实验探究
实验一: 铜和氧气反应前后质量的探究
1.实验装置
思考:橡胶塞和小气球的作用是什么?如果没有它们,实验可能出现哪些结果?
2.实验过程
①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,记录所称的质量m1;
③再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
3. 实验现象
固体由红色逐渐变为黑色;玻璃管上端的小
气球先胀大,后缩小;反应前后的质量 m1=m2
4.文字表达式:
5.实验分析:铜和氧气在加热的条件下反应生成氧化铜,反应前的总质量来源于装置、装置内的空气和铜粉,反应后的总质量来源于装置、装置内除消耗的氧气外的空气和氧化铜。
6.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。
实验二: 铁与硫酸铜反应前后质量的探究
1.实验装置:
2.实验过程:
①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进入锥形瓶,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。
3.实验现象:
铁丝表面覆盖了一层红色物质,溶液由蓝色逐渐变成浅绿色:反应前后的质量m1=m2。
4.文字表达式:
5. 实验分析:铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,反应前的总质量来源于装置、硫酸铜溶液和铁丝,反应后的总质量来源于装置、硫酸亚铁溶液和铜。
6.实验结论:参加反应的铁和硫酸铜的质量总和等于反应后生成的铜和硫酸亚铁的质量总和 。
(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。
2.质量守恒定律的理解:
(1).质量守恒定律的“守恒”指的是质量守恒,其它方面如体积等不一定守恒。
(2).是指“参加反应的各物质”,的质量总和,没有参加反应的物质不包括在内。
(3).“生成的各物质的质量总和”,应当包括生成的各种物质,如沉淀、气体等。
(4).“反应生成的物质”仅指该反应过程中新生成的物质质量,在反应之前已经存在的质量无关。
(三)质量守恒定律的验证
实验三: 盐酸与碳酸钠粉末反应验证质量守恒定律
1.实验装置:
2.实验过程: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),记录所称的质量。取下小烧杯并将其倾斜,使小试管中的盐酸进入小烧杯,观察现象。反应一段时间后再次称量。比较反应前后的称量结果。
3.实验现象:
① 剧烈反应,产生大量气泡;白色粉末逐渐消失。
② 反应后称量结果减小。
4.文字表达式:
5.实验分析:这个反应前后的称量结果有什么变化?
实验四: 镁条燃烧验证质量守恒定律
1.实验过程:取一根用砂纸打磨干净的长镁条和一个陶土网,将它们一起放在天平上称量,记录所称的质量。在陶土网上方将镁条点燃(如图),观察现象。将镁条燃烧后的产物与陶土网一起放在天平上称量,比较反应前后的称量结果。
2.实验现象:
①剧烈反应,发出耀眼的白光,放出热量生成白色固体;
②反应前后物质质量不相等.
3.文字表达式:
4.实验分析:这个反应前后的称量结果有什么变化?
【分析归纳】
1、根据实验三和实验四,讨论为什么会出现这样的实验结果。
2、如果在燃着的镁条上方罩上罩,使生成物全部收集起来称量,会出现什么实验结果?
小结:若选择有气体参加或有气体生成的化学反应来证明质量守恒定律,则反应一定要在密闭容器内进行。
(四)质量守恒的原因
(
宏观体现
)
为什么物质在发生化学变化前后,各物质的质量总和相等呢?下面以电解水为例进行解释:
质量守恒定律本质
四.经典例题
例1.(24-25九上·盐城盐都区期末)下列变化能够用质量守恒定律解释的是( )
A. 5g糖溶于95g水得到100g糖水 B. 10mL水与10mL酒精混合总体积小于20mL
C. 铁丝在氧气中燃烧后固体质量变大 D. 100g水蒸发得到100g水蒸气
例2.(2026·南通如皋一模)化学反应前后,一定不发生变化的微观粒子是( )
A. 分子 B. 原子 C. 离子 D. 物质
例3.(24-25九上·南京玄武区期中)白磷燃烧验证质量守恒实验中锥形瓶底铺细沙作用是( )
A. 吸收白烟 B. 防止高温熔融物炸裂瓶底 C. 加速冷却 D. 隔绝空气
例4.(24-25九上·苏州吴中区期末)密闭容器中3g碳和8g氧气恰好完全反应,生成二氧化碳质量为( )
A. 11g B. 5g C. 24g D. 无法计算
例5.(2026·南京鼓楼一模)碳酸钠与稀盐酸敞口反应,天平失衡原因是( )
A. 反应放热质量流失 B. 生成CO2气体逸散
C. 盐酸挥发 D. 空气中成分参与反应
例6.如图是通过白磷燃烧来验证质量守恒定律的实验,下列关于该实验的说法正确的是
A.实验过程中气球一直变大
B.该实验中白磷必须足量
C.白磷燃烧结束后,待装置冷却再放回天平上称量
D.反应前锥形瓶内白磷和氧气的总质量一定等于反应后生成五氧化二磷的质量
例7.(24-25南通启东期末改编)白磷燃烧密闭实验
(1) 白磷燃烧产生大量____、____;
(2) 玻璃管上端气球的作用:缓冲热胀气体,防止____、____;
(3) 冷却至室温后称量,天平状态为( )
A. 左盘下沉 B. 保持平衡 C. 右盘下沉
(4) 反应文字表达式:白磷+__________
(5) 该实验能验证质量守恒的关键条件是( )
A. 药品足量 B. 装置完全密闭 C. 白磷易燃
例8.2025年诺贝尔化学奖热门方向“单原子催化”技术实现工业化应用,该技术通过单个金属原子精准催化化学反应,大幅提升反应效率。某科研团队利用该技术进行新型燃料合成反应,在密闭容器中开展系列实验探究,结合质量守恒定律相关知识回答下列问题:
(1)该合成反应属于化学变化,下列能说明质量守恒定律适用于该反应的是( )
A. 反应前后容器内物质的体积不变 B. 反应前后金属原子的种类和质量不变
C. 反应前后容器内物质的颜色不变 D. 反应前后催化剂的质量和性质不变
(2)实验中,参加反应的氢气和一氧化碳质量总和为28g,生成的液体燃料和水的质量总和为______g;若反应中有5g氢气未参加反应,则实际参与反应的各物质质量总和与生成物总质量的关系是______(填“相等”或“不相等”)。
(3)关于该催化反应的微观解释,符合质量守恒本质的是( )
A. 原子重新组合,分子种类改变 B. 原子的种类、数目、质量均不变
C. 分子的数目不变,原子数目改变 D. 催化剂参与反应,改变原子种类
(4)若反应在敞口容器中进行,测得反应后总质量比反应前减少,其原因是( )
A. 违反质量守恒定律 B. 生成的气体逸出容器
C. 催化剂消耗了部分质量 D. 反应物未完全反应
(5).结合该技术的工业化应用,下列关于质量守恒定律的应用正确的是( )
A. 可推断合成燃料中一定含有的元素
B. 可直接计算反应所需催化剂的质量
C. 可确定反应前后分子总数一定不变
D. 可判断反应前后物质的性质一定不变
(6)实验测得反应前容器及内装物质总质量为150g,反应后容器冷却至室温,其总质量为( )
A. 大于150g B. 小于150g C. 等于150g D. 无法确定
五.夯实基础
(一)选择题
1.(24-25九上·泰州姜堰期末)下列关于质量守恒定律概念说法正确的是( )
A. 化学反应前后分子总数一定不变 B. 10g氢气与10g氧气反应一定生成20g水
C. 所有化学变化均遵循质量守恒定律 D. 冰融化符合质量守恒定律
2.(2026苏州吴中一模)化学反应前后“六不变”中微观核心是( )
A. 元素种类不变 B. 原子三不变 C. 物质总质量不变 D. 元素质量不变
3.(24-25九上·盐城亭湖期末)铁和硫酸铜溶液反应实验不需要密闭容器,原因是( )
A. 反应不吸热 B. 无气体参与、无气体生成 C. 生成物是固体 D. 反应速度慢
4.(2026南通崇川二模)镁条燃烧后固体质量增加,增加的质量来自( )
A. 空气中氮气 B. 空气中氧气 C. 镁条杂质 D. 玻璃棒残留固体
5.(24-25九上·南京鼓楼期中)下列各组物质混合反应,敞口称量质量减小的是( )
A. 铁和硫酸铜 B. 氢氧化钠和硫酸铜 C. 碳酸钙和稀盐酸 D. 红磷密闭燃烧
6.(2026苏州相城一模)原子在化学变化中不会发生改变的是( )
A. 个数、种类、质量 B. 个数、体积、种类
C. 质量、体积、种类 D. 电子层数、个数、质量
7.(24-25九上·南通海安期末)某化合物燃烧只生成水,该化合物一定含( )
A. 氢元素 B. 氧元素 C. 氢、氧元素 D. 碳元素
8.(2026泰州姜堰一模)质量守恒定律中“参加反应”含义是( )
A. 投入容器全部物质 B. 实际发生反应的物质 C. 反应剩余物质 D. 催化剂
9.如图所示是通过白磷燃烧验证质量守恒定律的实验。下列说法错误的是( )
A.锥形瓶底的细沙起隔热作用,防止锥形瓶炸裂
B.白磷燃烧结束,锥形瓶应冷却后再放在天平上称量
C.白磷量不足不会影响实验结果
D.反应前锥形瓶内白磷和氧气的总质量一定等于反应后生成五氧化二磷的质量
10.某两种物质在光照条件下能发生化学反应,其微观示意图如下,则下列说法正确的是
A.图示中的反应物都是化合物 B.图示中共有 4 种分子
C.该反应属于化合反应 D.该反应前后原子的个数发生了改变
(二)非选择题
11.质量守恒定律是物质科学中的一条重要规律,具体表述为: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.
(1)某科学兴趣小组的同学设计了如上三个实验装置(A、B、C)来验证质量守恒律.其中,只有A装置能用来验证质量守恒定律,B、C装置则不能.
否定B装置的理由是: .
否定C装置的理由是: .
(2)小明将C装置进行改进,如图D所示.
①此实验的现象是 .
②待完全反应后,将装置D置于天平上称量,所得数据较反应前的小.若整个操作过程无差错,则造成上述实验误差的原因是 .
12.质量守恒定律是一条重要规律。请利用该规律的相关知识回答下列问题。
(1)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
(2)某同学在探究质量守恒定律的实验中,将A装置放在天平左盘上称量后,把橡皮塞上的细玻璃管下端放到酒精灯火焰上灼烧至红热后,迅速用橡皮塞将锥形瓶塞紧,并引燃红磷,冷却后,再称量C装置,实验过程如图一所示。
①实验中发生反应的文字表达式 。
②请用分子的观点分析,B装置气球膨大的原因是 。
③由A、C装置气球变化的现象也可证明空气中含有 ,实验过程中气球的作用是 。
④在密闭容器中有甲、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百分含量如图二所示(提示:反应前后总质量不发生改变)。下列说法正确的是 。
A.丙一定是单质 B.在该反应中丁可能是催化剂
C.该反应是分解反应 D.甲和乙是反应物,丙是生成物
六.巩固训练
(一)选择题
1.利用天平及下列物品(必要时还可用燃着的酒精灯),能够直接用于验证质量守恒定律的是 ( )
2.如图是通过白磷燃烧来验证质量守恒定律的实验,下列关于该实验的说法正确的是( )
A.实验过程中气球一直变大
B.该实验中白磷必须足量
C.白磷燃烧结束后,待装置冷却再放回天平上称量
D.反应前锥形瓶内白磷和氧气的总质量一定等于反应后生成五氧化二磷的质量
3.铁丝在装满氧气的密闭容器中燃烧,下列图中能正确表示容器里所盛物质总质量变化的是 ( )
4.(2026盐城亭湖一模)关于质量守恒定律适用范围说法正确的是( )
A. 适用于所有变化 B. 只适用于化学变化
C. 只适用于固体反应 D. 不适用于燃烧反应
【答案】B
【解析】定律核心限定:仅适用于化学变化,物理变化不能使用。
5..(24-25南通海安期末)化学反应前后,一定发生改变的是( )
A. 原子数目 B. 分子种类 C. 元素质量 D. 原子质量
6.(24-25泰州姜堰期末)蜡烛燃烧后质量变小,原因是( )
A. 蜡烛质量凭空消失 B. 生成水和二氧化碳气体扩散到空气
C. 不符合质量守恒 D. 烛芯损耗忽略不计
7.(2026南京鼓楼二模)下列实验装置能直接验证质量守恒的是( )
A. 敞口盐酸与碳酸钙 B. 敞口镁条燃烧
C. 密闭白磷燃烧 D. 糖水溶解实验
8.(24-25盐城阜宁期末)某物质在氧气中燃烧只生成CO2,该物质组成描述正确的是( )
A. 一定含C,可能含O B. 只含C C. 一定含C、O D. 一定含O
9.(2026南通启东一模)a g硫在b g氧气中充分燃烧,生成二氧化硫质量( )
A. 一定等于(a+b)g B. 一定小于(a+b)g
C. 小于或等于(a+b)g D. 大于(a+b)g
10.2025年先进制造领域的新材料合成反应中,下列事实不能用质量守恒定律解释的是( )
A. 反应后容器内总质量不变 B. 反应前后元素种类相同
C. 10g反应物完全反应生成8g生成物和2g气体 D. 反应后材料的硬度明显增大
11.把一定质量的甲、乙、丙、丁四种物质放入一个密闭容器中,在一定条件下反应一段时间后,测得反应前后各物质的质量如下表。下列说法不正确的是 ( )
物质
甲
乙
丙
丁
反应前的质量/g
4.0
2.0
3.0
2.0
反应后的质量/g
1.2
x
2.4
5.4
A.该反应是化合反应 B.x=2.0,乙可能是催化剂
C.参加反应的甲、丙的质量比为1∶2 D.丙可能是单质
12.下图为某反应的微观示意图,各表示一种原子,下列说法不正确的是( )
A.反应物是两种单质 B.反应物有剩余
C.该反应为化合反应 D.该反应生成了多种产物
13.如图为某化学反应中各物质的质量与加热时间的关系,下列判断正确的是( )
A.该反应属于分解反应 B.②和③一定是反应物
C.④可能是反应物也可能是生成物 D.反应结束时①的质量一定等于②和③的质量之和
14.“要留清白在人间”涉及氢氧化钙与二氧化碳的反应,下列说法符合质量守恒定律的是( )
A. 反应前后容器内物质的总质量不变(密闭容器中) B. 反应前后溶液的质量不变
C. 反应前后物质的种类不变 D. 反应前后原子的数目改变
15.一定条件下,在密闭容器中发生某反应,反应前容器内各物质的质量如图1,反应后容器内各物质的质量如图2.下列说法正确的是( )
A.x的值为22 B.参加反应的W和O2的质量比为2:9
C.W由碳、氢、氧三种元素组成 D.W中碳元素的质量分数为75%
(二)非选择题
16.九年级学生在实验室进行“化学反应前后质量关系”探究实验,实验1:密闭烧杯中硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液反应,生成蓝色沉淀;实验2:敞口烧杯中碳酸钠与稀盐酸反应,产生大量气泡;实验3:密闭试管中镁条与氧气反应,镁条燃烧生成白色固体。请结合实验现象和质量守恒定律,回答下列问题:
(1)实验1和实验3中,反应前后烧杯(试管)总质量______,实验2中敞口装置测得的总质量______(填“不变”“增大”或“减小”)。
(2) 实验2中质量变化的原因是( )
A. 不遵循质量守恒定律 B. 生成的气体逸出到空气中
C. 反应前后物质种类改变 D. 盐酸挥发导致质量减小
(3)下列关于实验1的说法,正确的是( )
A. 反应属于物理变化
B. 生成沉淀的质量等于参加反应的两种溶液质量之和
C. 反应前后总质量不变,遵循质量守恒定律
D. 溶液颜色不变
(4)实验3中,镁条燃烧后生成的白色固体质量比原镁条质量大,原因是( )
A. 生成的固体密度变大 B. 参加反应的氧气质量计入生成物质量
C. 违反了质量守恒定律 D. 镁条吸收了空气中的水分
(5)若将实验2的敞口烧杯改为密闭(带气球)装置,反应前后总质量( )
A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 无法判断
(6)下列实验不能验证质量守恒定律的是( )
A. 实验1 B. 实验2(敞口) C. 实验3 D. 密闭装置中的实验2
(7)学生在实验中发现,未参加反应的物质质量不会影响总质量计算,这是因为质量守恒定律仅关注( )
A. 反应前后物质的状态 B. 参加反应的物质质量
C. 反应前后物质的种类 D. 反应前后元素的种类
(8)关于这三个实验的共同结论,正确的是( )
A. 所有化学反应都需要密闭装置才能验证质量守恒
B. 物理变化也遵循质量守恒定律
C. 化学变化都遵循质量守恒定律
D. 反应前后物质的质量一定增大
17.化学课外小组同学用如下图所示实验探究质量守恒定律:
(1)甲同学用图 A 所示实验:实验过程中产生的现象是 。
(2)乙同学用 B 装置研究质量守恒定律时,实验步骤如下:如图将烧杯放在天平上用砝码平衡,然后倾斜烧杯使盐酸与碳酸钠粉末接触,一段时间后再把烧杯放在天平上,发现天平的指针偏 右。造成天平的指针向右偏转的原因是 。
(3)丙同学认为 C 实验说明了质量守恒。请你从原子的角度说明为什么? 。
(4)丁同学用图 D 中的镁带在空气中燃烧的实验来探究质量守恒定律时,发现一定质量的镁完 全燃烧后留下的固体质量比反应前镁带的质量轻,联系实验现象,可能的原因是 。如果 在燃着的镁条上方罩上罩,使生成物全部收集起来称量,出现的结果是 (填“偏大”、偏 小“或”不变“)。
(5)综上所述,A、B、C、D 所示四个实验中能用质量守恒定律解释的是实验 。(填“A”、 “B” 、“C”或“D”,下同);上述现象能用来验证质量守恒定律的是实验 。可见, 在探究质量守恒定律时,若利用有气体参加或有气体生成的化学反应来设计实验,在装置设计 方面应做到 。
18.某化学兴趣小组的同学欲通过化学实验证明“质量守恒定律”,确定以“稀盐酸与碳酸钙的反应”为研究对象,设计的实验装置如图1所示。
图1 图2
(1)根据实验目的,小明应该测量的数据是 (填“只有反应前”“只有反应后”或“反应前、后”)整个反应装置的质量。
(2)实验步骤如下:
①按图1方式放好仪器,使天平平衡,记录称量数据。
②将小试管中的稀盐酸全部倒入烧杯中,观察到烧杯内物质剧烈反应,并有 冒出。
③当反应结束时,同学们发现天平的指针偏向右边。同学们又重新称量,记录了数据。
他们感到困惑:其他操作均正常,实验现象与数据为何与预测结果不符?请你帮他们分析导致天平不平衡的原因: 。
(3)同学们经过讨论,意识到了自己所犯的错误,有 生成或参与的化学反应必须在 装置内进行,才能正确验证质量守恒定律。于是他们对实验装置进行了重新设计如图2所示。
实验步骤如下:
①按图2方式放好仪器,使天平平衡,记录称量数据。
②将碳酸钙粉末全部倒入锥形瓶中,观察现象。
③当反应结束后,气球完全鼓起,他们发现天平的指针仍然偏向右边,你认为出现该实验现象的合理解释是 (填字母)。
A.该反应前后原子的种类、数目变少 B.该反应生成物的总质量小于反应物的总质量
C.空气的浮力作用干扰了实验结果 D.生成气体的反应不遵循质量守恒定律
若不考虑该因素的影响,该反应是否遵循质量守恒定律? (填“是”或“否”),请从微观方面说明原因: 。
19.某化学兴趣小组利用镁条在空气中燃烧的实验验证质量守恒定律。
(1)请写出镁条与氧气反应的文字表达式 。
(2)小明发现燃烧产物的质量大于反应物镁条的质量,认为这个反应不遵守质量守恒定律。我 (填“同意”或“不同意”)小明的观点,因为 。
(3)小红按如图装置改进实验,验证了质量守恒定律,却发现产物中还有少量黄色固体。
【提出问题】黄色固体是什么?
【查阅资料】
①氧化镁为白色固体;
②镁能与氮气反应生成黄色的氮化镁(Mg3N2)固体;
③氮化镁可与水剧烈反应产生氨气,该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
【作出猜想】黄色固体为Mg3N2。
【实验探究】请设计实验,验证猜想。
实验操作
实验现象
实验结论
取少量黄色固体于试管中,加入少量 ,将湿润红色石蕊试纸放在试管口
黄色固体为氮化镁
【反思交流】
①若用镁条代替红磷完成测定空气中氧气含量的实验,不考虑其他因素的影响,进入水的体积会 (填“大于”、“小于”或“等于”)瓶内空气总体积的。
②空气中的氮气的含量远大于氧气的含量,可是镁条在空气中燃烧的产物氧化镁却远多于氮化镁,合理的解释是 。
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