4.2 质量守恒定律（题型专练）化学新教材科粤版九年级上册

**基本信息** 以“实验探究-概念理解-微观解释-应用计算”为主线，构建质量守恒定律“宏微结合”的专项突破体系，突出科学探究与证据推理能力培养。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |实验探究|1典例+3变式|控制变量法（敞口/密闭体系对比）|从实验现象推导定律成立条件| |内容及适用范围|1典例+3变式|“六不变、两定变、三可能变”规律|定义→适用范围→本质原因| |推断物质组成|1典例+3变式|元素守恒法（反应前后原子种类/数目不变）|微观本质→宏观组成推断| |微观解释|1典例+3变式|微观示意图分析法（原子重组过程）|分子变化→原子不变→质量守恒| |计算|1典例+3变式|质量差法/元素守恒计算|定律应用→定量分析→实际问题解决|

第二节 质量守恒定律（题型突破·举一反三） 题型01 质量守恒定律的实验探究 题型02 质量守恒定律内容及适用范围 题型03 运用质量守恒定律推断物质的组成 题型04 质量守恒定律的微观解释 题型05 有关质量守恒定律的计算 ▌题型01 质量守恒定律的实验探究 【提出问题】物质发生化学变化前后，参加反应的各物质的质量总和等于生成物的各物质的质量总和吗？ 【猜想与假设】 ①参加反应的各物质质量总和等于生成的各物质质量总和。 ②参加反应的各物质质量总和小于生成的各物质质量总和。 ③参加反应的各物质质量总和大于生成的各物质质量总和。 【设计并实施实验】 [实验4-1]双氧水分解的敞口体系 锥形瓶中装入少量二氧化锰粉末，将一支量程为5mL的装有3mL过氧化氢溶液(3%)的注射器针头插入胶塞，另将一支注射器的针头(无针筒)插入胶塞，使瓶内与大气相通。实验时，推压注射器活塞至1mL刻度处，观察实验现象，记录数据。 [实验4-2]双氧水分解的密闭体系 锥形瓶中装入少量二氧化锰粉末，将一支量程为5mL的装有3mL过氧化氢溶液(3%)的注射器针头插入胶塞，推压注射器活塞至1mL刘度处，观察实验现象，记录数据。 实验序号 反应原理 实验现象 反应前称量的数据 反应后称量的数据 [实验4-1]双氧水分解的敞口体系 过氧化氢水＋氧气 （H2O2） （H2O）（O2） 锥形瓶中有气泡冒出，天平上的数据变小 185.60 185.60 [实验4-2]双氧水分解的密闭体系 锥形瓶中有气泡冒出，天平上的数据无变化 185.60 185.58 [实验4-3]硫酸铜和氢氧化钠反应的敞口体系 锥形瓶中装入5mL硫酸铜溶液，将一支量程为5mL的装有3mL氢氧化钠溶液的注射器针头插入胶塞，再插入一支无针筒的针头(同[实验4-1])。推压注射哭活塞至1mL刻度处，观察实验现象，记录数据。 [实验4-4]硫酸铜和氢氧化钠反应的密闭体系 锥形瓶中装入5mL硫酸铜溶液，将一支量程为5mL的装有3mL氢氧化钠溶液的注射器针头插入胶塞。推压注射器活塞至1mL刻度处，观察实验现象，记录数据。 实验序号 反应原理 实验现象 反应前称量的数据 反应后称量的数据 [实验4-3]硫酸铜和氢氧化钠反应的敞口体系 硫酸铜+氢氧化钠→氢氧化铜＋硫酸钠 （CuSO4)(NaOH) [Cu(OH)2]（Na2SO4） 锥形瓶中有蓝色沉淀产生，天平上的数据无变化 186.55 186.55 [实验4-4]硫酸铜和氢氧化钠反应的密闭体系 锥形瓶中有蓝色沉淀产生，天平上的数据无变化 186.55 186.55 【典例1】（25-26九年级上·陕西西安·期末）化学是一门以实验为基础的科学，如下图所示的实验回答问题：    (1)图A是验证质量守恒定律的实验，实验时红磷 (选填“需要”或“不需要”) __________过量。 (2)为达到验证量守恒定律的目的，小林更换了B实验中的药品，以下改进正确的是_________（填序号）。 ①将药品换成双氧水和二氧化锰 ②将药品换成铁粉和硫酸铜溶液 ③将药品换成白糖和蒸馏水 (3)为达到验证质量守恒定律的目的，小郭只更换了B实验的装置，如图2所示，此装置中气球没有体现的作用是_________（填序号）。 ①控制气体的总量                            ②盛放、添加固体药品 ③调节装置的压强                            ④调节装置的容积 (4)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原子质量                ④分子种类 【答案】(1)不需要 (2)② (3)① (4)①②③ 【详解】（1）红磷燃烧验证质量守恒定律，不需要足量红磷，只要发生了化学反应，观察反应前后质量是否发生了变化即可； （2）①双氧水在二氧化锰的催化下，生成的氧气该装置中没有能体现这部分的质量，不适合验证质量守恒定律； ②铁粉和硫酸铜溶液发生反应，生成硫酸亚铁和铜，适合验证质量守恒定律； ③白糖和蒸馏水不是化学反应，不适合验证质量守恒定律。 故填：②。 （3）①控制气体的总量，气体总量是由反应物决定的，错误； ②盛放、添加固体药品，由图可知气球可以承装药品，添加药品，正确； ③调节装置的压强，气球可以缓冲压强，正确； ④调节装置的容积，气球可以变大变小，调节容积，正确。 故填：①。 （4）在化学反应中： 一定不变的是：各物质的质量总和、元素的种类元素的质量、原子的种类、原子的数目、原子的质量； 在化学反应中：因为有新物质生成，一定改变的是：物质的种类、分子的种类； 故填：①②③。 【变式1-1】质量守恒定律的发现对化学的发展做出了重要贡献。 （1）发现质量守恒定律的科学家是___________。（填序号） A．汤姆森B．舍勒C．拉瓦锡D．普利斯特里 （2）某校甲、乙两个兴趣小组根据课本分别设计了如下的实验来验证质量守恒定律。 【确定化学反应】 甲组：氢氧化钠（NaOH）溶液和硫酸铜（CuSO4）溶液反应，生成氢氧化铜和硫酸钠。 乙组：盐酸和大理石（主要成分是CaCO3）反应，生成二氧化碳、水和氯化钙。 【进行实验】如图所示，甲小组把盛有适量CuSO4溶液的小试管放入盛有氢氧化钠溶液的烧杯中，乙小组把盛有适量大理石的小试管放入盛有稀盐酸的烧杯中；然后将烧杯放到天平上，用砝码平衡；接着取下烧杯并将其倾斜，使试管和烧杯内的两种溶液混合发生反应，待反应后再把烧杯放到天平上，观察天平是否平衡。 【实验现象】反应后，甲小组的天平指针指向刻度盘的___________，乙小组的天平指针指向刻度盘的___________（选填“左边”、“右边”或“中间”）。 【解释与结论】甲小组的结论为___________；乙小组的结果与之不同的原因是___________。 【反思与评价】 （1）比较两个小组的实验设计，若使用的试剂不变，应改进的是___________；由此，你将得出新的结论：探究或验证反应物与生成物的质量关系时，___________。 （2）从微观角度分析，在化学反应前后一定不变的是___________（填序号）。 ①原子的种类②分子种类③原子数目④分子质量⑤分子数目⑥原子质量 【答案】 C 中间 右边 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 反应生成的二氧化碳气体逸散到空气中 将乙小组中的烧杯改为密闭容器并使用气球等作为缓冲装置 有气体参加或生成的反应，应在密闭容器内进行 ①③⑥ 【详解】（1）发现质量守恒定律的科学家是拉瓦锡； （2）[实验现象] 依据质量守恒定律可知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，甲小组的实验是氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠，反应前后物质都在烧杯内，所以甲小组的天平指针指向刻度盘的中间；乙小组的实验是碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水、二氧化碳，由于装置敞口，反应后二氧化碳气体逸出，则反应后烧杯内物质的质量小于反应前烧杯内物质的质量，因此乙小组的天平指针指向刻度盘的右边； [解释与结论] 通过上述分析，甲小组的天平平衡，说明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；乙小组的结果与之不同的原因是反应生成的二氧化碳气体逸散到空气中，因此烧杯内总质量减少； [反思与评价] （1）有气体逸出的实验必须在密闭容器中进行，因此将乙小组中的烧杯改为密闭容器并使用气球等作为缓冲装置；探究或验证反应物与生成物的质量关系时，有气体参加或生成的反应，应在密闭容器内进行； （2）化学变化的实质是分子分裂成原子，原子重构成新的分子，因此在化学反应前后一定不变的是原子的种类、数目、质量，故选①③⑥。 【点睛】所有的化学变化都遵循质量守恒定律，在做有气体参与或生成的实验探究时，要选择密闭装置，并且考虑实验的安全性和准确性。 【变式1-2】质量守恒定律的发现对化学科学发展具有重大意义。 (1)上图所示3个实验所对应的化学反应中，遵循质量守恒定律的是______（填字母，下同），实验结束后，天平不平衡的是______，请分析天平不平衡的原因：______。 (2)写出硫酸铜的化学式并标出铜元素的化合价：______。 (3)图A所示实验中可观察到气球先变大后变小，最终瘪至比初始状态更小，依据上述现象描述锥形瓶内压强变化的情况：______。 (4)从微观角度解释质量守恒的原因：______。 【答案】(1) ABC B 反应在烧杯中进行，生成的二氧化碳逸散到空气中 (2) (3)锥形瓶内的压强先变大后变小，最终压强小于初始压强 (4)化学反应前后原子的种类、个数、质量均不变 【详解】（1）所有的化学变化都遵循质量守恒定律，A、B、C都发生了化学变化，所以都遵循质量守恒定律。 故选ABC； 图B中碳酸钠与盐酸反应有二氧化碳气体生成，生成的二氧化碳气体逸散到空气中，造成烧杯中物质总质量减轻，天平不平衡； （2）硫酸铜中铜元素化合价为+2价，元素化合价的表示方法：确定出化合物中所要标出的元素的化合价，然后在其化学式该元素的上方用正负号和数字表示，正负号在前，数字在后，所以硫酸铜中铜元素的化合价表示为：； （3）题图A所示实验中，红磷燃烧放热，瓶内气体受热膨胀，反应结束恢复到室温后，锥形瓶内氧气被消耗，所以锥形瓶内的压强先变大后变小，最终压强小于初始压强。 （4）化学反应前后原子的种类，个数、质量均不变，因此化学反应前后质量守恒。 【变式1-3】某化学兴趣小组设计如下实验装置(天平略)验证质量守恒定律。 A．铜粉与氧气反应 B．铁丝与硫酸铜反应 C．酒精与水混合 D．过氧化氢溶液与二氧化锰混合 (1)上述A-D实验装置中，能直接用于验证质量守恒定律的装置是___________。 (2)某同学按D图装置对质量守恒定律进行实验探究，反应前天平平衡，然后将过氧化氢溶液倒入烧杯中与二氧化锰充分混合后，再称量，观察到反应后天平不平衡，天平指针向___________偏转(填“左”或“右”)。反应后天平不平衡的原因是___________。 (3)通过对几个实验的分析，你认为用有气体参加和生成的化学应来验证质量守恒定律时，应在___________容器中进行，才能判定参加化学反应的反应物总质量和生成物总质量是否相等。 (4)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)AB (2) 右 反应产生的氧气逸出，质量没有被称量到 (3)密闭 (4)①②⑤ 【详解】（1）A、装置中铜粉与氧气在加热条件下反应生成氧化铜，有氧气参加反应，但装置密闭，反应前后仪器中总质量不变，能验证质量守恒定律； B、该反应为铁与硫酸铜反应生产硫酸亚铁和铜，反应前后仪器中的总质量不变，能验证质量守恒定律； C、图中物质没有化学变化反应，不能验证质量守恒定律； D、图中过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，有气体逸出，造成烧杯内物质的总质量减轻，不能验证质量守恒定律； 故选AB； （2）D中过氧化氢分解产生氧气逸出，造成烧杯内物质的总质量减轻，所以天平指针偏向右； 过氧化氢分解产生氧气逸出，质量没有被称量到，故天平不平衡 ； （3）通过实验分析，用有气体参加和生成的化学应来验证质量守恒定律时，应在密闭容器中进行，防止气体进入或逸出影响实验； （4）化学变化是分子分成原子，原子重新组成新分子的过程，所以化学反应前后原子的种类、数目、质量不变，元素的种类、质量不变，物质的总质量不变，物质的种类和分子的种类改变，分子的数目可能改变也可能不变； 故填：①②⑤。 ▌题型02 质量守恒定律内容及适用范围 1. 质量守恒定律的定义: 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。 2. 质量守恒定律的理解 （1）质量守恒定律适用于 化学 变化，不适用于 物理 变化； （2）“参加化学反应”是指 反应掉 的那一部分物质的质量，不是各反应物质量的简单相加，即所给的反应物 不一定 都参加了化学反应，可能存在过量的情况； （3）质量守恒定律揭示“ 质量 ”守恒，而不是其他物理量（如体积）守恒； （4）记住“质量总和”。应用质量守恒定律解释现象时，不能丢掉任何一种 反应物 或生成物的质量，尤其是有气体参加或生成的反应，否则，就会出现“表面不守恒”的现象。 3. 验证质量守恒定律的前提： ①必须发生 化学 反应； ②当反应中有气体的参与和生成时，必须把反应置于封闭体系内。 4. 化学反应中前后质量守恒的原因： 化学反应的实质，就是反应物的 分子 分裂，原子重组为生成物的 分子 的过程。在化学反应前后，原子的 种类 没有改变，数目没有曾减、原子的 质量 没有变化，因此物质的质量守恒。 【讨论与交流】为了验证质量守恒定律，某同学在托盘天平的左盘上放一块陶土网，在陶土网上放一段用砂纸打磨过的镁条，称量。然后点燃镁条，将生成的白色固体全部收集在陶土网上，冷却后再称量，发现质量比实验前的质量增大了。怎样解释反应前后质量不等的现象? 【解释】 【注意】对于有气体参加或生成的反应，在验证质量守恒定律时一定要在密闭容器中进行。 【总结】在化学反应前后： 六个“不变” 两个“一定变” 三个“可能变” 微观 ①原子的种类 ②原子的数目 ③原子的质量 分子的种类 分子的数目 宏观 ①元素的种类 ②元素的质量 ③物质的总质量 物质的种类 ①元素的化合价 ②物质的状态 【典例2】（24-25九年级上·广东深圳·阶段检测）下列说法符合质量守恒定律的是 A．冰块融化成水后质量不变 B．氢气和氧气反应生成水 C．纸张燃烧后灰烬的质量小于纸张质量 D．碳与氧气反应生成二氧化碳 【答案】C 【详解】A、冰块融化属于物理变化，在此过程中质量是守恒的，但质量守恒定律在化学中主要用于描述化学反应，不符合要求。 B、质量守恒定律研究的是反应前后物质的质量关系，而非体积关系，不符合要求。 C、纸张燃烧属于化学变化，燃烧生成的二氧化碳、水蒸气等气体逸散到空气中，因此灰烬质量小于纸张质量，总质量仍满足质量守恒定律，符合要求。 D、碳和氧气反应的质量比为3:8，5g碳和5g氧气反应时碳过量，生成二氧化碳的质量小于10g，不符合要求。 故选C。 【变式2-1】下列对质量守恒定律的理解正确的是 A．10g冰融化成10g水，遵循质量守恒定律 B．化学反应前后原子的种类、数目和质量都不变 C．化学反应前后分子的种类和数目一定不变 D．镁条燃烧后质量增加，说明该反应不遵循质量守恒定律 【答案】B 【详解】A.质量守恒定律只适用于化学变化，冰融化成水是物理变化，不遵循质量守恒定律，错误。 B.质量守恒定律的微观本质就是：化学反应前后原子的种类、数目和质量都不变，正确。 C.化学反应会生成新物质，分子种类一定发生改变，分子数目也可能改变，错误。 D.镁条燃烧是镁和氧气反应生成氧化镁，生成氧化镁的质量等于参加反应的镁和氧气的总质量，因此反应后固体质量增加，该反应仍然遵循质量守恒定律，错误。 【变式2-2】下列现象能用质量守恒定律解释的是 A．冰块融化成水后质量不变 B．石蜡熔化前后质量不变 C．铁丝燃烧后得到的固体质量增加 D．酒精灯敞口久置后酒精的质量减少 【答案】C 【详解】A.冰块融化成水是物质状态改变的物理变化，不适用质量守恒定律，错误。 B.石蜡熔化是固态变液态的物理变化，不适用质量守恒定律，错误。 C.铁丝燃烧是化学变化，反应为，反应后固体质量等于参加反应的铁和氧气的质量之和，因此比原铁丝质量大，符合质量守恒定律，正确。 D.酒精灯敞口久置质量减少是酒精挥发的物理变化，不适用质量守恒定律，错误。 【变式2-3】下列现象不能用质量守恒定律解释的是 A．温度降低水蒸气凝结成水，变化前后的物质质量不变 B．小树苗长成大树，质量比原来大得多 C．氢氧化钠溶液和硫酸铜溶液反应，反应前后各物质的质量总和相等 D．铁丝在氧气中燃烧生成固体四氧化三铁，反应后固体的质量增加 【答案】A 【详解】A. 水蒸气凝结成水是仅发生状态改变的物理变化，无新物质生成，不能用质量守恒定律解释，符合题意。 B. 小树苗生长过程中发生光合作用等化学变化，质量增大是因为吸收了二氧化碳、水等物质参与反应，符合质量守恒定律，不符合题意。 C. 氢氧化钠与硫酸铜的反应属于化学变化，反应前后各物质总质量相等，符合质量守恒定律，不符合题意。 D. 铁丝在氧气中燃烧属于化学变化，反应后固体质量增加是因为有氧气参与反应，符合质量守恒定律，不符合题意。 ▌题型03 运用质量守恒定律推断物质的组成 化学反应前后的“变”与“不变”： （1）6个“不变”： 宏观：反应物和生成物的总质量不变；元素的种类不变；元素的质量不变； 微观：原子的种类、数目、质量不变。 （2）2个“一定改变”： 宏观：物质的种类一定改变； 微观：分子的种类一定改变； （3）2个可能“改变”： 宏观:元素的化合价可能改变； 微观：分子的总数可能改变。 根据质量守恒定律，在化学反应中，反应前后原子的种类没有改变，数目没有增减，原子的质量也没有改变。 【典例3】（25-26 九年级上・广东东莞・阶段检测）推断反应物或生成物的组成（化学式）：利用化学反应前后原子的种类和数目不变，推测反应物或生成物的组成。 例：钠是一种化学性质非常活泼的金属，其与水反应生成一种可燃性气体和一种化合物。下列物质可能是该反应的生成物的是 A．Na2CO3 B．NaOH C．NaH D．NaHCO3 【答案】B 【详解】反应物为钠（仅含Na元素）和水（化学式为，含H、O元素），总共只有Na、H、O三种元素，因此生成物中不可能出现这三种以外的元素，则不可能为Na2CO3和NaHCO3，且氢气具有可燃性，则可燃性气体为氢气，故另一种化合物中一定含有氧元素，不可能为NaH，故选B。 【变式3-1】某物质在O2中充分燃烧，生成H2O和CO2(无其他产物)。下列对于该物质的组成判断正确的是 A．一定含有C、H、O三种元素 B．只含有C、H两种元素 C．一定含有C、H元素，可能含有O元素 D．无法判断 【答案】C 【详解】该反应可表示为：，根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，生成物中含有碳、氢、氧三种元素，而反应物中氧气只能提供氧元素，所以该可燃物中一定含有碳元素和氢元素，但无法断定生成物中的氧元素是否都由氧气提供，所以该可燃物中还可能含有氧元素，即该可燃物中一定含有C、H元素，可能含有O元素，故选C。 【变式3-2】将一定量的某物质和氧气置于一个完全密闭的容器中引燃，反应后生成和。测得反应前后各物质的质量如下表。下列判断错误的是 物质 某物质 反应前质量/g 5.2 12.8 0 0 0 反应后质量/g 0 0 8.8 3.6 m A．表中m的值为5.6 B．该物质由碳、氢、氧元素组成 C．该物质由碳、氢元素组成 D．产生和的分子个数比为1∶1 【答案】B 【分析】该反应中，某物质与氧气质量下降，二氧化碳、水、一氧化碳质量增加，因此可推断反应式为： 【详解】A.反应前物质总质量为，根据质量守恒定律可推断该反应前后总质量不变，因此，解得，正确； B.二氧化碳和一氧化碳中的来自该物质，质量为：； 水中的也来自该物质，质量为：； 刚好为该物质反应前质量，因此该物质由碳氢两种元素组成，错误； C.由B选项分析可知该选项正确； D.根据质量守恒定律可知，化学方程式中分子相对分子质量乘化学计量数之比等于参与反应的物质质量之比，因此二氧化碳与水分子个数比为：，正确。 【变式3-3】可以用燃烧法测定某物质的组成。将某物质与氧气恰好完全反应，生成了和(无其他产物)。下列对于该物质的组成判断不正确的是 A．消耗氧气的质量是 B．一定含有C、H、O三种元素 C．该物质中含有碳元素 D．该物质中C、H元素的质量比为11：9 【答案】D 【详解】A、根据质量守恒，反应物总质量等于生成物总质量，消耗氧气质量为：，表述正确。 B、中氢元素全部来自该物质，氢元素质量：；中碳元素全部来自该物质，碳元素质量：；该物质中C、H总质量为，剩余质量为氧元素质量，故该物质一定含C、H、O三种元素，表述正确。 C、中碳元素全部来自该物质，故3.2g该物质中碳元素的质量为： ，表述正确。 D、由C分析可知，该物质中C、H元素质量比为，不是，表述错误。 ▌题型04 质量守恒定律的微观解释 微观角度解释：在该反应前后，原子的种类和原子的数目没有改变，原子的质量没有变化，只是反应物原子的重新组合，生成了新物质。因此反应前后各物质的总质量不变。 【典例4】（25-26 九年级上・福建厦门・阶段检测）我国科学家创新了光催化甲烷催化剂的设计，实现了高选择性制备乙烷和氢气。该反应的微观示意图如下，此过程中发生变化的是 A．分子的性质 B．碳原子数目 C．催化剂质量 D．氢元素质量 【答案】A 【详解】A. 反应前后分子种类发生改变，不同种类的分子性质不同，因此分子的性质发生变化，正确。 B. 根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类、数目都不变，碳原子数目不变，错误。 C. 化学反应前后催化剂的质量和化学性质都不变，错误。 D. 根据质量守恒定律，化学反应前后元素的质量不变，氢元素质量不变，错误。 【变式4-1】“雷雨发庄稼”中一个反应的微观示意图如下。关于该反应前后的表述正确的是 A．原子数目改变 B．原子种类不变 C．分子数目改变 D．分子结构不变 【答案】B 【分析】根据微观示意图可得反应方程式：。 【详解】A.反应前共2个氮原子、2个氧原子，反应后仍为2个氮原子、2个氧原子，原子数目没有改变，错误。 B.化学反应前后原子的种类不会发生变化，该反应始终只有氮、氧两种原子，正确。 C.反应前总分子数为2（1个、1个），反应后总分子数为2（2个），分子数目没有改变，错误。 D.反应前是、分子，反应后是分子，分子结构发生了改变，错误。 【变式4-2】如图为某反应的微观示意图，关于该反应的说法不正确的是 A．该反应中甲和乙分子个数比为1：1 B．反应前后原子的种类和数目没有改变 C．该反应中丙和丁质量比为44：18 D．反应前后催化剂质量和性质不变 【答案】D 【分析】先根据微观示意图确定各物质化学式：甲为，乙为，丙为，丁为，配平得反应方程式：。 【详解】A.甲、乙的化学计量数均为1，分子个数比为，说法正确。 B.根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类、数目均不改变，说法正确。 C.丙相对分子质量为44，丁相对分子质量为18，二者质量比为，说法正确。 D.催化剂的特点是反应前后质量和化学性质不变，物理性质可能发生改变，选项表述的“性质不变”错误。 【变式4-3】2025年，我国自主研制的世界最大功率甲醇(CH3OH)双燃料船用主机正式交付。甲醇燃烧反应的微观示意图如图。下列说法正确的是 A．图中有3种氧化物 B．反应前后原子和分子数目均不变 C．反应前后各元素的化合价不变 D．生成丙和丁的质量比为11∶9 【答案】D 【分析】根据微观示意图确定各物质化学式，配平得到反应的化学方程式： 【详解】A.氧化物是由两种元素组成且其中一种为氧元素的化合物，该反应中只有、两种氧化物，A错误。 B.化学反应前后原子数目一定不变，但反应前分子总数为，反应后分子总数为，分子数目发生改变，B错误。 C.反应前中氧元素为0价，反应后氧元素均为-2价；反应前中碳元素为-2价，反应后中碳元素为+4价，元素化合价发生变化，C错误。 D.根据反应的化学方程式，生成丙（）和丁（）的质量比为，D正确。 ▌题型05 有关质量守恒定律的计算 1.求参加反应的质量 参加反应的质量 = 反应前总质量 − 剩余质量（杂质 / 未反应） 2.求生成气体 / 沉淀质量 生成气体质量 = 反应前总质量 − 反应后剩余总质量 （沉淀同理，溶液减少的质量就是沉淀质量） 3根据元素守恒求质量 反应前后某元素质量不变： 反应物中某元素质量 = 生成物中该元素质量 【典例5】（25-26 九年级上・广东佛山・阶段检测）CO2制备CH3OH的化学方程式是CO2+3H2CH3OH+H2O。实际生产CH3OH时，还会生成CO。一定条件下，生成含碳产物中CH3OH和CO的质量分数分别为80%和20%，若反应了99kgCO2，则制得CH3OH的质量是_________。 【答案】56kg 【详解】根据碳元素守恒，所有碳元素都来自反应物CO2，99kgCO2中碳元素的质量为，设制得CH3OH的质量是x，一氧化碳的质量为y，则有，根据两物质中含碳元素的总质量为27kg，可得，解得：x=56kg，即制得CH3OH的质量是56kg。 【变式5-1】某化学实验小组同学为测定一批大理石(杂质不反应)中碳酸钙的质量分数，取样品与稀盐酸进行实验，数据如下： 组别 大理石样品质量/g 稀盐酸质量/g 反应后烧杯内总质量/g 1 6 100 103.8 2 12 100 107.6 3 18 100 112.5 (1)6克大理石样品与稀盐酸完全反应生成的质量为___________克。 (2)100克稀盐酸完全反应后生成的质量为___________克。 (3)请计算大理石样品中碳酸钙的质量分数。(写出必要计算过程) 【答案】(1)2.2 (2)5.5 (3)解：设6克大理石中碳酸钙的质量为。      ，     大理石中碳酸钙的质量分数 答：大理石中碳酸钙的质量分数83.3%。 【详解】（1）第1组实验中，反应前总质量=6g + 100g = 106g，反应后烧杯内总质量为103.8g，减少的质量即为生成的质量：106g − 103.8g = 2.2g。 （2）第3组实验中，大理石质量增至18g，稀盐酸仍为100g，反应前总质量 = 18g + 100g = 118g，反应后总质量为112.5g，生成的质量 = 118g − 112.5g = 5.5g。对比第2组和第3组：第2组12g大理石生成4.4g，第3组18g大理石生成5.5g，说明第3组中大理石过量，盐酸已完全反应。因此100g稀盐酸完全反应生成的质量为5.5g。 （3）见答案。 【变式5-2】一定质量的甲醇(CH3OH)在3.2g 氧气中燃烧，充分反应后得到2.7 g水、2.2g 二氧化碳和一定质量的CO，则CO的质量为________g；生成的二氧化碳和一氧化碳的分子个数之比为__________。 【答案】 0.7 【分析】利用化学反应前后元素种类和质量守恒进行推断计算。甲醇燃烧生成物中只有碳、氢、氧三种元素。已知生成水和二氧化碳的质量，可求出其中碳、氢元素的质量，进而反推出未燃烧完的碳元素生成的CO质量及反应物甲醇的质量。 【详解】求CO的质量：生成物中氢元素质量 = ，即甲醇中氢元素质量为 ; 参加反应甲醇质量 = ; 甲醇中碳元素总质量 = ; 生成​中碳元素质量 = ; 生成CO质量 = 。 求分子个数比：与的分子个数比 = 。 【变式5-3】一定条件下，一定质量的甲烷与氧气恰好完全反应生成8.8 g二氧化碳、5.6 g一氧化碳和一定质量的水，则参加反应的氧气的质量是________。 【答案】22.4g 【详解】8.8g二氧化碳中碳元素的质量为，5.6g一氧化碳中碳元素的质量为，根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类、质量不变，则甲烷中碳元素的质量为2.4g+2.4g=4.8g，则甲烷的质量为，生成水中氢元素等于甲烷中氢元素质量，则生成水的质量为(6.4g-4.8g) ÷()=14.4g，因此参加反应的氧气的质量是14.4g+8.8g+5.6g-6.4g=22.4g。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二节 质量守恒定律（题型突破·举一反三） 题型01 质量守恒定律的实验探究 题型02 质量守恒定律内容及适用范围 题型03 运用质量守恒定律推断物质的组成 题型04 质量守恒定律的微观解释 题型05 有关质量守恒定律的计算 ▌题型01 质量守恒定律的实验探究 【典例1】【答案】(1)不需要 (2)② (3)① (4)①②③ 【变式1-1】【答案】 C 中间 右边 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 反应生成的二氧化碳气体逸散到空气中 将乙小组中的烧杯改为密闭容器并使用气球等作为缓冲装置 有气体参加或生成的反应，应在密闭容器内进行 ①③⑥ 【变式1-2】【答案】(1) ABC B 反应在烧杯中进行，生成的二氧化碳逸散到空气中 (2) (3)锥形瓶内的压强先变大后变小，最终压强小于初始压强 (4)化学反应前后原子的种类、个数、质量均不变 【变式1-3】 【答案】(1)AB (2) 右 反应产生的氧气逸出，质量没有被称量到 (3)密闭 (4)①②⑤ 【详解】（1）A、装置中铜粉与氧气在加热条件下反应生成氧化铜，有氧气参加反应，但装置密闭，反应前后仪器中总质量不变，能验证质量守恒定律； B、该反应为铁与硫酸铜反应生产硫酸亚铁和铜，反应前后仪器中的总质量不变，能验证质量守恒定律； C、图中物质没有化学变化反应，不能验证质量守恒定律； D、图中过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，有气体逸出，造成烧杯内物质的总质量减轻，不能验证质量守恒定律； 故选AB； （2）D中过氧化氢分解产生氧气逸出，造成烧杯内物质的总质量减轻，所以天平指针偏向右； 过氧化氢分解产生氧气逸出，质量没有被称量到，故天平不平衡 ； （3）通过实验分析，用有气体参加和生成的化学应来验证质量守恒定律时，应在密闭容器中进行，防止气体进入或逸出影响实验； （4）化学变化是分子分成原子，原子重新组成新分子的过程，所以化学反应前后原子的种类、数目、质量不变，元素的种类、质量不变，物质的总质量不变，物质的种类和分子的种类改变，分子的数目可能改变也可能不变； 故填：①②⑤。 ▌题型02 质量守恒定律内容及适用范围 【典例2】【答案】C 【变式2-1】【答案】B 【变式2-2】【答案】C 【变式2-3】【答案】A ▌题型03 运用质量守恒定律推断物质的组成 【典例3】（【答案】B 【变式3-1】【答案】C 【变式3-2】【答案】B 【变式3-3】【答案】D ▌题型04 质量守恒定律的微观解释 【典例4】【答案】A 【变式4-1】【答案】B 【变式4-2】【答案】D 【变式4-3】【答案】D ▌题型05 有关质量守恒定律的计算 【典例5】【答案】56kg 【变式5-1】【答案】(1)2.2 (2)5.5 (3)解：设6克大理石中碳酸钙的质量为。      ，     大理石中碳酸钙的质量分数 答：大理石中碳酸钙的质量分数83.3%。 【变式5-2】【答案】 0.7 【变式5-3】【答案】22.4g / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二节 质量守恒定律（题型突破·举一反三） 题型01 质量守恒定律的实验探究 题型02 质量守恒定律内容及适用范围 题型03 运用质量守恒定律推断物质的组成 题型04 质量守恒定律的微观解释 题型05 有关质量守恒定律的计算 ▌题型01 质量守恒定律的实验探究 【提出问题】物质发生化学变化前后，参加反应的各物质的质量总和等于生成物的各物质的质量总和吗？ 【猜想与假设】 ①参加反应的各物质质量总和等于生成的各物质质量总和。 ②参加反应的各物质质量总和小于生成的各物质质量总和。 ③____________________________________________________。 【设计并实施实验】 [实验4-1]双氧水分解的敞口体系 锥形瓶中装入少量二氧化锰粉末，将一支量程为5mL的装有3mL过氧化氢溶液(3%)的注射器针头插入胶塞，另将一支注射器的针头(无针筒)插入胶塞，使瓶内与大气相通。实验时，推压注射器活塞至1mL刻度处，观察实验现象，记录数据。 [实验4-2]双氧水分解的密闭体系 锥形瓶中装入少量二氧化锰粉末，将一支量程为5mL的装有3mL过氧化氢溶液(3%)的注射器针头插入胶塞，推压注射器活塞至1mL刘度处，观察实验现象，记录数据。 实验序号 反应原理 实验现象 反应前称量的数据 反应后称量的数据 [实验4-1]双氧水分解的敞口体系 过氧化氢水＋氧气 （H2O2） （H2O）（O2） [实验4-2]双氧水分解的密闭体系 [实验4-3]硫酸铜和氢氧化钠反应的敞口体系 锥形瓶中装入5mL硫酸铜溶液，将一支量程为5mL的装有3mL氢氧化钠溶液的注射器针头插入胶塞，再插入一支无针筒的针头(同[实验4-1])。推压注射哭活塞至1mL刻度处，观察实验现象，记录数据。 [实验4-4]硫酸铜和氢氧化钠反应的密闭体系 锥形瓶中装入5mL硫酸铜溶液，将一支量程为5mL的装有3mL氢氧化钠溶液的注射器针头插入胶塞。推压注射器活塞至1mL刻度处，观察实验现象，记录数据。 实验序号 反应原理 实验现象 反应前称量的数据 反应后称量的数据 [实验4-3]硫酸铜和氢氧化钠反应的敞口体系 硫酸铜+氢氧化钠→氢氧化铜＋硫酸钠 （CuSO4)(NaOH) [Cu(OH)2]（Na2SO4） [实验4-4]硫酸铜和氢氧化钠反应的密闭体系 【典例1】（25-26九年级上·陕西西安·期末）化学是一门以实验为基础的科学，如下图所示的实验回答问题：    (1)图A是验证质量守恒定律的实验，实验时红磷 (选填“需要”或“不需要”) __________过量。 (2)为达到验证量守恒定律的目的，小林更换了B实验中的药品，以下改进正确的是_________（填序号）。 ①将药品换成双氧水和二氧化锰 ②将药品换成铁粉和硫酸铜溶液 ③将药品换成白糖和蒸馏水 (3)为达到验证质量守恒定律的目的，小郭只更换了B实验的装置，如图2所示，此装置中气球没有体现的作用是_________（填序号）。 ①控制气体的总量                            ②盛放、添加固体药品 ③调节装置的压强                            ④调节装置的容积 (4)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原子质量                ④分子种类 【变式1-1】质量守恒定律的发现对化学的发展做出了重要贡献。 （1）发现质量守恒定律的科学家是___________。（填序号） A．汤姆森B．舍勒C．拉瓦锡D．普利斯特里 （2）某校甲、乙两个兴趣小组根据课本分别设计了如下的实验来验证质量守恒定律。 【确定化学反应】 甲组：氢氧化钠（NaOH）溶液和硫酸铜（CuSO4）溶液反应，生成氢氧化铜和硫酸钠。 乙组：盐酸和大理石（主要成分是CaCO3）反应，生成二氧化碳、水和氯化钙。 【进行实验】如图所示，甲小组把盛有适量CuSO4溶液的小试管放入盛有氢氧化钠溶液的烧杯中，乙小组把盛有适量大理石的小试管放入盛有稀盐酸的烧杯中；然后将烧杯放到天平上，用砝码平衡；接着取下烧杯并将其倾斜，使试管和烧杯内的两种溶液混合发生反应，待反应后再把烧杯放到天平上，观察天平是否平衡。 【实验现象】反应后，甲小组的天平指针指向刻度盘的___________，乙小组的天平指针指向刻度盘的___________（选填“左边”、“右边”或“中间”）。 【解释与结论】甲小组的结论为___________；乙小组的结果与之不同的原因是___________。 【反思与评价】 （1）比较两个小组的实验设计，若使用的试剂不变，应改进的是___________；由此，你将得出新的结论：探究或验证反应物与生成物的质量关系时，___________。 （2）从微观角度分析，在化学反应前后一定不变的是___________（填序号）。 ①原子的种类②分子种类③原子数目④分子质量⑤分子数目⑥原子质量 【变式1-2】质量守恒定律的发现对化学科学发展具有重大意义。 (1)上图所示3个实验所对应的化学反应中，遵循质量守恒定律的是______（填字母，下同），实验结束后，天平不平衡的是______，请分析天平不平衡的原因：______。 (2)写出硫酸铜的化学式并标出铜元素的化合价：______。 (3)图A所示实验中可观察到气球先变大后变小，最终瘪至比初始状态更小，依据上述现象描述锥形瓶内压强变化的情况：______。 (4)从微观角度解释质量守恒的原因：______。 【变式1-3】某化学兴趣小组设计如下实验装置(天平略)验证质量守恒定律。 A．铜粉与氧气反应 B．铁丝与硫酸铜反应 C．酒精与水混合 D．过氧化氢溶液与二氧化锰混合 (1)上述A-D实验装置中，能直接用于验证质量守恒定律的装置是___________。 (2)某同学按D图装置对质量守恒定律进行实验探究，反应前天平平衡，然后将过氧化氢溶液倒入烧杯中与二氧化锰充分混合后，再称量，观察到反应后天平不平衡，天平指针向___________偏转(填“左”或“右”)。反应后天平不平衡的原因是___________。 (3)通过对几个实验的分析，你认为用有气体参加和生成的化学应来验证质量守恒定律时，应在___________容器中进行，才能判定参加化学反应的反应物总质量和生成物总质量是否相等。 (4)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 ▌题型02 质量守恒定律内容及适用范围 1. 质量守恒定律的定义: 参加化学反应的各物质的__________________总和，等于反应后生成的各物质的__________________总和。 2. 质量守恒定律的理解 （1）质量守恒定律适用于__________________变化，不适用于__________________变化； （2）“参加化学反应”是指__________________的那一部分物质的质量，不是各反应物质量的简单相加，即所给的反应物__________________都参加了化学反应，可能存在过量的情况； （3）质量守恒定律揭示“__________________”守恒，而不是其他物理量（如体积）守恒； （4）记住“质量总和”。应用质量守恒定律解释现象时，不能丢掉任何一种__________________或生成物的质量，尤其是有气体参加或生成的反应，否则，就会出现“表面不守恒”的现象。 3. 验证质量守恒定律的前提： ①必须发生________反应； ②当反应中有气体的参与和生成时，必须把反应置于封闭体系内。 4. 化学反应中前后质量守恒的原因： 化学反应的实质，就是反应物的__________________分裂，原子重组为生成物的__________________的过程。在化学反应前后，原子的__________________没有改变，数目没有曾减、原子的__________________没有变化，因此物质的质量守恒。 【讨论与交流】为了验证质量守恒定律，某同学在托盘天平的左盘上放一块陶土网，在陶土网上放一段用砂纸打磨过的镁条，称量。然后点燃镁条，将生成的白色固体全部收集在陶土网上，冷却后再称量，发现质量比实验前的质量增大了。怎样解释反应前后质量不等的现象? 【注意】对于有气体参加或生成的反应，在验证质量守恒定律时一定要在________中进行。 【总结】在化学反应前后： 六个“不变” 两个“一定变” 三个“可能变” 微观 ①原子的种类 ②原子的数目 ③原子的质量 分子的种类 分子的数目 宏观 ①元素的种类 ②元素的质量 ③物质的总质量 物质的种类 ①元素的化合价 ②物质的状态 【典例2】（24-25九年级上·广东深圳·阶段检测）下列说法符合质量守恒定律的是 A．冰块融化成水后质量不变 B．氢气和氧气反应生成水 C．纸张燃烧后灰烬的质量小于纸张质量 D．碳与氧气反应生成二氧化碳 【变式2-1】下列对质量守恒定律的理解正确的是 A．10g冰融化成10g水，遵循质量守恒定律 B．化学反应前后原子的种类、数目和质量都不变 C．化学反应前后分子的种类和数目一定不变 D．镁条燃烧后质量增加，说明该反应不遵循质量守恒定律 【变式2-2】下列现象能用质量守恒定律解释的是 A．冰块融化成水后质量不变 B．石蜡熔化前后质量不变 C．铁丝燃烧后得到的固体质量增加 D．酒精灯敞口久置后酒精的质量减少 【变式2-3】下列现象不能用质量守恒定律解释的是 A．温度降低水蒸气凝结成水，变化前后的物质质量不变 B．小树苗长成大树，质量比原来大得多 C．氢氧化钠溶液和硫酸铜溶液反应，反应前后各物质的质量总和相等 D．铁丝在氧气中燃烧生成固体四氧化三铁，反应后固体的质量增加 ▌题型03 运用质量守恒定律推断物质的组成 化学反应前后的“变”与“不变”： （1）6个“不变”： 宏观：反应物和生成物的__________________不变；元素的______不变；元素的______不变； 微观：原子的________________不变。 （2）2个“一定改变”： 宏观：物质的______一定改变； 微观：分子的______一定改变； （3）2个可能“改变”： 宏观:元素的______可能改变； 微观：分子的______可能改变。 根据质量守恒定律，在化学反应中，反应前后原子的种类没有改变，数目没有增减，原子的质量也没有改变。 【典例3】（25-26 九年级上・广东东莞・阶段检测）推断反应物或生成物的组成（化学式）：利用化学反应前后原子的种类和数目不变，推测反应物或生成物的组成。 例：钠是一种化学性质非常活泼的金属，其与水反应生成一种可燃性气体和一种化合物。下列物质可能是该反应的生成物的是 A．Na2CO3 B．NaOH C．NaH D．NaHCO3 【变式3-1】某物质在O2中充分燃烧，生成H2O和CO2(无其他产物)。下列对于该物质的组成判断正确的是 A．一定含有C、H、O三种元素 B．只含有C、H两种元素 C．一定含有C、H元素，可能含有O元素 D．无法判断 【变式3-2】将一定量的某物质和氧气置于一个完全密闭的容器中引燃，反应后生成和。测得反应前后各物质的质量如下表。下列判断错误的是 物质 某物质 反应前质量/g 5.2 12.8 0 0 0 反应后质量/g 0 0 8.8 3.6 m A．表中m的值为5.6 B．该物质由碳、氢、氧元素组成 C．该物质由碳、氢元素组成 D．产生和的分子个数比为1∶1 【变式3-3】可以用燃烧法测定某物质的组成。将某物质与氧气恰好完全反应，生成了和(无其他产物)。下列对于该物质的组成判断不正确的是 A．消耗氧气的质量是 B．一定含有C、H、O三种元素 C．该物质中含有碳元素 D．该物质中C、H元素的质量比为11：9 ▌题型04 质量守恒定律的微观解释 微观角度解释：在该反应前后，__________和__________没有改变，原子的质量没有变化，只是反应物原子的重新组合，生成了新物质。因此反应前后各物质的总质量不变。 【典例4】（25-26 九年级上・福建厦门・阶段检测）我国科学家创新了光催化甲烷催化剂的设计，实现了高选择性制备乙烷和氢气。该反应的微观示意图如下，此过程中发生变化的是 A．分子的性质 B．碳原子数目 C．催化剂质量 D．氢元素质量 【变式4-1】“雷雨发庄稼”中一个反应的微观示意图如下。关于该反应前后的表述正确的是 A．原子数目改变 B．原子种类不变 C．分子数目改变 D．分子结构不变 【变式4-2】如图为某反应的微观示意图，关于该反应的说法不正确的是 A．该反应中甲和乙分子个数比为1：1 B．反应前后原子的种类和数目没有改变 C．该反应中丙和丁质量比为44：18 D．反应前后催化剂质量和性质不变 【变式4-3】2025年，我国自主研制的世界最大功率甲醇(CH3OH)双燃料船用主机正式交付。甲醇燃烧反应的微观示意图如图。下列说法正确的是 A．图中有3种氧化物 B．反应前后原子和分子数目均不变 C．反应前后各元素的化合价不变 D．生成丙和丁的质量比为11∶9 ▌题型05 有关质量守恒定律的计算 1.求参加反应的质量 参加反应的质量 = 反应前总质量 − 剩余质量（杂质 / 未反应） 2.求生成气体 / 沉淀质量 生成气体质量 = 反应前总质量 − 反应后剩余总质量 （沉淀同理，溶液减少的质量就是沉淀质量） 3根据元素守恒求质量 反应前后某元素质量不变： 反应物中某元素质量 = 生成物中该元素质量 【典例5】（25-26 九年级上・广东佛山・阶段检测）CO2制备CH3OH的化学方程式是CO2+3H2CH3OH+H2O。实际生产CH3OH时，还会生成CO。一定条件下，生成含碳产物中CH3OH和CO的质量分数分别为80%和20%，若反应了99kgCO2，则制得CH3OH的质量是_________。 【变式5-1】某化学实验小组同学为测定一批大理石(杂质不反应)中碳酸钙的质量分数，取样品与稀盐酸进行实验，数据如下： 组别 大理石样品质量/g 稀盐酸质量/g 反应后烧杯内总质量/g 1 6 100 103.8 2 12 100 107.6 3 18 100 112.5 (1)6克大理石样品与稀盐酸完全反应生成的质量为___________克。 (2)100克稀盐酸完全反应后生成的质量为___________克。 (3)请计算大理石样品中碳酸钙的质量分数。(写出必要计算过程) 【变式5-2】一定质量的甲醇(CH3OH)在3.2g 氧气中燃烧，充分反应后得到2.7 g水、2.2g 二氧化碳和一定质量的CO，则CO的质量为________g；生成的二氧化碳和一氧化碳的分子个数之比为__________。 【变式5-3】一定条件下，一定质量的甲烷与氧气恰好完全反应生成8.8 g二氧化碳、5.6 g一氧化碳和一定质量的水，则参加反应的氧气的质量是________。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $