5.1 化学反应中的质量守恒（题型专练）化学新教材鲁教版九年级上册

**基本信息** 以“概念-实验-微观-应用”为逻辑主线，系统提炼质量守恒定律的理解要点、实验验证方法、微观解释模型及综合计算技巧，培养化学观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |内容及适用范围|1典例+3变式|明确“质量总和”内涵与适用范围（化学变化）|从定义到辨析，建立概念认知基础| |实验探究|1典例+3变式|气体参与/生成反应的装置选择（密闭/敞口）|通过对比实验，理解实验验证关键| |微观解释|1典例+3变式|“五个不变、两个一定改变”微观模型|从分子原子层面揭示守恒本质| |综合应用|1典例+3变式|未知物推断三步法（算未知量→判物质类型→求质量比）|整合概念与本质，提升问题解决能力|

第一节 化学反应中的质量守恒 （题型突破·举一反三） 题型01 质量守恒定律内容及适用范围 题型02 实验探究质量守恒定律 题型03 质量守恒定律的微观解释 题型04 质量守恒定律的综合应用 ▌题型01 质量守恒定律内容及适用范围 1. 定义 参加 ，等于 ，这个普遍规律叫做 。 2. 对 “质量总和” 的准确理解 (1)反应物质量：必须是 的物质质量，过量的、未参与反应的反应物质量 计入总和。 (2)生成物质量：包括所有 ，既包括固体、液体，也包括 ，不能遗漏任何状态的生成物。 3. 适用范围 (1)仅适用于 变化， 变化（如熔化、蒸发、溶解、形状改变等）中的质量不变 用质量守恒定律解释。 (2)所有化学反应 质量守恒定律，不存在例外，是自然界的基本化学定律之一。 【典例1】（25-26八年级下·山东淄博·期中）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 【变式1-1】下列关于质量守恒定律的认识正确的是 A．碳在氧气中充分燃烧，生成的二氧化碳，符合质量守恒定律 B．根据质量守恒定律，1L氢气和1L氧气反应生成2L水 C．10g冰受热熔化成10g水，质量不变，符合质量守恒定律 D．蜡烛完全燃烧后，消失了，这违背了质量守恒定律 【变式1-2】下列现象能用质量守恒定律解释的是 A．碳与氧气反应后，气体体积不变 B．酒精敞口放置一段时间后质量变小 C．镁在空气中燃烧后，固体质量增加 D．5 g蔗糖溶于95 g水中，得到100 g蔗糖水 【变式1-3】牛顿、爱因斯坦、杨振宁都是伟大的物理学家。 (1)牛顿在进行光的色散实验时，所使用的玻璃三棱镜主要成分为中硅元素的化合价为______。 (2)根据爱因斯坦的理论——质能方程，人们意识到太阳中发生的核聚变可将氢元素转化为氦元素，同时释放大量的能量。 ①氦元素的化学符号为_______。 ②和中“2”的含义______（填“相同”或“不同”）。 (3)杨振宁的“宇称不守恒”理论，揭示了在微观尺度下，某些作用存在着不守恒的情况。宏观世界里，质量守恒定律是指导人们研究化学的重要理论之一。下列能用质量守恒定律解释的是_____（填字母）。 A．水结冰前后，质量不变 B．铁制品生锈后，质量增加 C．蔗糖溶于水后，总质量不变 D．加热高锰酸钾后，固体质量减少 ▌题型02 实验探究质量守恒定律 实验一：氢氧化钠与硫酸铜反应 文字表达式 氢氧化钠 + 硫酸铜 → 氢氧化铜 + 硫酸钠 符号表达式 实验操作 烧杯中加入适量氢氧化钠溶液，小试管中加入硫酸铜溶液，将小试管放入烧杯内，称量整套装置的总质量；倾斜烧杯使两种溶液混合，充分反应后再次称量 实验现象 ① 混合后产生 ，溶液蓝色逐渐变浅 ② 反应前后天平 结果分析 反应无气体参与、无气体生成，所有反应物和生成物都留在容器中，总质量 实验要点 该反应无气体生成，敞口装置即可完成验证；操作简单，现象明显，是验证质量守恒的基础实验 实验二：盐酸与大理石反应 文字表达式 碳酸钙 + 盐酸 → 氯化钙 + 水 + 二氧化碳 符号表达式 实验装置 改进前 改进后 实验操作 改进前：敞口锥形瓶中加入大理石和稀盐酸，称量总质量，观察反应后天平变化 改进后：密闭锥形瓶中放入大理石，稀盐酸装入注射器中，称量总质量，使二者混合反应 实验现象 ① 改进前：产生 ，天平指针 ，反应后测得质量 ② 改进后：产生 ，注射器活塞 ，天平仍保持 结果分析 ① 改进前：敞口装置中生成的 气体逸散到空气中，导致剩余物质总质量 ② 改进后：密闭装置中气体被收集，总质量 实验要点 ① 有气体生成的反应，验证质量守恒必须用 ② 不能使用完全密封的硬质容器，防止压强过大炸裂，可用气球缓冲气压 实验三：白磷燃烧实验 文字表达式 白磷 + 氧气 五氧化二磷 符号表达式 ₅ 实验装置 实验操作 锥形瓶底部铺细沙，放入白磷，塞紧带导管的单孔塞，导管上端系瘪气球，称量总质量；用酒精灯灼烧导管末端引燃白磷，反应结束冷却至室温后再次称量 实验现象 ① 白磷燃烧，产生大量 ，放出热量 ② 气球先 ，冷却后逐渐 ③ 反应前后天平 结果分析 密闭装置中，反应消耗氧气生成固体 ，总质量 ；气球先膨胀是反应放热使气体受热膨胀，后变瘪是冷却后氧气被消耗、瓶内压强减小 实验要点 ① 导管末端要接触白磷，保证热量传导引燃药品 ② 瓶底铺细沙，防止 ③ 冷却至室温再称量，避免温度对气体体积、压强的影响 【典例2】（2026年河北唐山市迁西县自主招生考试化学试卷）用图1所示装置验证质量守恒定律。加热足量的铜粉使之充分反应，在同一时间内，容器内各物质的质量随时间的变化如图2所示。下列说法错误的是 A．图1中加热铜粉后，铜粉由红色变成黑色 B．图2甲表示装置内消耗铜粉的质量 C．图2乙可以表示装置内氮气的质量 D．图2丙表示装置内生成氧化铜的质量 【变式2-1】同学们分别用下列两组实验验证质量守恒定律。下列操作或现象描述正确的是 A．均可用药匙加入固体试剂 B．反应均需要用酒精灯加热 C．反应后均需立刻进行称量 D．实验前后天平均保持平衡 【变式2-2】利用下图所示装置验证质量守恒定律。 (1)一段时间后，观察到A中锥形瓶出现的现象是______，A中电子秤示数______(填“变大”、“变小”或“不变”)。写出其化学方程式_______。 (2)将B中碳酸钠与稀盐酸混合后，观察到电子秤示数变小，其原因为______。 (3)以下说法正确的_____。 A．以上3个实验都能验证质量守恒定律 B．以上3个实验都能用质量守恒定律解释 【变式2-3】某兴趣小组的同学设计如图实验装置（托盘天平和A中加热装置已省略）验证质量守恒定律（提示：）。 (1)A装置中小气球的作用是使装置密闭，且________防止橡皮塞被弹飞。 (2)上述四种实验方案中，能直接验证质量守恒定律的有________（填字母）。 (3)若利用装置D验证质量守恒定律，反应后再次称量，天平示数会变________（填“大”或“小”）。 (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元素种类 ④物质种类 ▌题型03 质量守恒定律的微观解释 1. 化学反应的微观过程 以电解水为例，化学反应的本质是：分子分裂成 ，原子重新组合成 。 阶段 微观粒子变化 反应前 （H₂O） 反应中 水分子分解为 和 反应后 氢原子结合成 ，氧原子结合成 2. 质量守恒的微观本质 参加反应的各物质（反应物）的分子破裂成原子，原子 而生成新物质（生成物）的过程。微观上，化学反应前后，原子的 均不变，因此化学反应前后各物质的质量总和必然相等。具体可总结为 “五个不变、两个一定改变、两个可能改变”： 五个不变 宏观：① 种类不变；② 反应物和生成物的总质量不变 微观：③ 原子种类不变；④ 不变；⑤ 不变 两个一定改变 宏观：物质的种类 改变（有新物质生成） 微观：分子的种类 改变（分子重新组合，生成新分子） 两个可能改变 宏观：元素的化合价 改变（如置换反应化合价改变，复分解反应化合价不变） 微观：分子的总数 改变（化合反应分子数减少，分解反应分子数增加，部分反应分子数不变） 【典例3】（25-26八年级下·山东泰安·期末）硅单质是制造芯片的重要材料，下图是工业上制取硅的微观示意图。下列说法正确的是 A．生成物的粒子个数比为2:1:1 B．该反应中元素的化合价都没有改变 C．图中有两种化合物 D．该反应属于分解反应 【变式3-1】如图是某化学反应的微观示意图。关于该反应与微粒结构的说法中，错误的是 A．反应有原子的重新组合 B．反应前后原子种类没变 C．反应前后分子结构改变 D．反应前后分子的种类没变 【变式3-2】乙烯是石油化工最基本的原料之一，工业生产乙烯的微观示意图如下，下列说法错误的是 A．该反应中的分子可分 B．该反应前后分子数目不变 C．该反应中最小的微粒是原子 D．该反应遵守质量守恒定律 【变式3-3】2025年12月6日，互联网低轨14组卫星在海南文昌发射场使用长征八号火箭发射升空。主力燃料首次使用煤基航天煤油，实现了“燃料换代”。如图为工业制取煤基航天煤油过程中合成甲醇()反应的微观示意图。 (1)该反应中的最小粒子是___________(填符号)。 (2)保持氢气化学性质的最小粒子是___________(填名称)。 (3)该反应的化学方程式为___________。 (4)催化剂在该反应前后的质量和___________不变。 (5)参加反应的一氧化碳中氧元素的质量___________(填“大于”“等于”或“小于”)生成的甲醇中氧元素的质量。 ▌题型04 质量守恒定律的综合应用 据质量守恒定律推断未知物质的化学式、化学计量数及比值分析数据的方法： ①计算未知量：根据反应前后物质的总质量不变，列出等式，求出待测物质的质量 ②判定反应物、生成物、催化剂 Ⅰ.反应后质量增加——生成物 Ⅱ.反应后质量减少——反应物 Ⅲ.质量不变——可能是催化剂，也可能是未参与反应的杂质 ③确定化学反应中的质量比 Ⅰ.反应物的质量比——反应物减少的质量之比 Ⅱ.生成物的质量比——生成物增加的质量之比 【典例4】（2026·黑龙江绥化·模拟预测）工业上常用氮气和氢气合成氨气(化学式为)，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。下列说法错误的是 A．反应后催化剂的质量都为5 g B．反应前氢气质量为15 g C．氨气是由分子构成的化合物 D．参加反应的氮气和生成的氨气分子个数比为 【变式4-1】一定条件下，下列物质在密闭容器内反应一段时间，测得反应前后各物质的质量如表。根据表中信息判断，下列说法中不正确的是 物质 X Y Z W 反应前质量/g 5 2.2 16.2 0.9 反应后质量/g a 4.4 8.1 1.8 A．a=10 B．反应中Y、W两种物质发生改变的质量比为22∶9 C．Z为化合物 D．根据题中数据可计算出各物质的相对分子质量 【变式4-2】形成正确的学科观念有助于更深层次地理解化学学科。下列描述中正确的是 A．能量观：化学变化一定伴随能量的变化 B．转化观：寻找合适的催化剂，将水转化成汽油 C．守恒观：10 g C在10 g 中充分燃烧生成20 g D．元素观：某物质燃烧生成和，则该物质中一定含有C、H、O元素 【变式4-3】探究化合物的元素组成时，常利用如图两种思路。 下列说法不正确的是 A．由思路①可知，甲烷(CH4)和乙醇(C2H5OH)在O2中完全燃烧的产物相同 B．利用电解水实验探究水的元素组成，符合上述探究思路② C．两种探究思路的依据均为“化学变化前后，元素的种类不变” D．由氢气在氧气中燃烧只生成水，可知水由氢气和氧气组成 / 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 $ 第一节 化学反应中的质量守恒 （题型突破·举一反三） 题型01 质量守恒定律内容及适用范围 题型02 实验探究质量守恒定律 题型03 质量守恒定律的微观解释 题型04 质量守恒定律的综合应用 ▌题型01 质量守恒定律内容及适用范围 1. 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，这个普遍规律叫做质量守恒定律。 2. 对 “质量总和” 的准确理解 (1)反应物质量：必须是真正参加反应的物质质量，过量的、未参与反应的反应物质量不能计入总和。 (2)生成物质量：包括所有生成物，既包括固体、液体，也包括气体、沉淀，不能遗漏任何状态的生成物。 3. 适用范围 (1)仅适用于化学变化，物理变化（如熔化、蒸发、溶解、形状改变等）中的质量不变不能用质量守恒定律解释。 (2)所有化学反应都遵循质量守恒定律，不存在例外，是自然界的基本化学定律之一。 【典例1】（25-26八年级下·山东淄博·期中）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。 【变式1-1】下列关于质量守恒定律的认识正确的是 A．碳在氧气中充分燃烧，生成的二氧化碳，符合质量守恒定律 B．根据质量守恒定律，1L氢气和1L氧气反应生成2L水 C．10g冰受热熔化成10g水，质量不变，符合质量守恒定律 D．蜡烛完全燃烧后，消失了，这违背了质量守恒定律 【答案】A 【详解】A.由可知，碳燃烧反应中碳与氧气的反应质量比为3:8，3g碳和8g氧气恰好完全反应生成11g二氧化碳，符合质量守恒定律，说法正确； B.质量守恒定律不涉及体积守恒，且常温下水为液态，体积远小于2L，说法错误； C.冰熔化成水是物理变化，质量守恒定律是阐述化学反应的定律，不适用于解释物理变化，说法错误； D.蜡烛燃烧生成的二氧化碳和水蒸气逸散到空气中，总质量仍守恒，不违背质量守恒定律，说法错误。 【变式1-2】下列现象能用质量守恒定律解释的是 A．碳与氧气反应后，气体体积不变 B．酒精敞口放置一段时间后质量变小 C．镁在空气中燃烧后，固体质量增加 D．5 g蔗糖溶于95 g水中，得到100 g蔗糖水 【答案】C 【详解】A. 质量守恒定律不研究反应前后的体积变化规律，该现象不能用其解释。 B. 酒精敞口放置质量变小是酒精挥发导致，属于物理变化，不适用质量守恒定律。 C. 镁在空气中燃烧是化学变化，反应后固体质量等于参加反应的镁和氧气的质量之和，因此固体质量增加，符合质量守恒定律。 D. 蔗糖溶于水属于物理变化，不适用质量守恒定律。 【变式1-3】牛顿、爱因斯坦、杨振宁都是伟大的物理学家。 (1)牛顿在进行光的色散实验时，所使用的玻璃三棱镜主要成分为中硅元素的化合价为______。 (2)根据爱因斯坦的理论——质能方程，人们意识到太阳中发生的核聚变可将氢元素转化为氦元素，同时释放大量的能量。 ①氦元素的化学符号为_______。 ②和中“2”的含义______（填“相同”或“不同”）。 (3)杨振宁的“宇称不守恒”理论，揭示了在微观尺度下，某些作用存在着不守恒的情况。宏观世界里，质量守恒定律是指导人们研究化学的重要理论之一。下列能用质量守恒定律解释的是_____（填字母）。 A．水结冰前后，质量不变 B．铁制品生锈后，质量增加 C．蔗糖溶于水后，总质量不变 D．加热高锰酸钾后，固体质量减少 【答案】(1)+4 (2) 不同 (3)BD 【详解】（1）化合物中各元素正负化合价代数和为0，中O元素为-2价，设化合价为，则，解得。 （2）①略； ②中的“2”表示2个氢原子，中的“2”表示1个氢分子中含有2个氢原子，二者含义不同。 （3）质量守恒定律仅适用于化学变化。 A水结冰、C蔗糖溶于水都属于物理变化，不能用质量守恒定律解释，不符合； B.铁生锈是铁与氧气、水发生的化学变化，反应后固体质量增加，符合； D.加热高锰酸钾分解生成氧气逸出，因此剩余固体质量减少，符合。 ▌题型02 实验探究质量守恒定律 实验一：氢氧化钠与硫酸铜反应 文字表达式 氢氧化钠 + 硫酸铜 → 氢氧化铜 + 硫酸钠 符号表达式 CuSO₄ + NaOH → Cu(OH)₂+ Na₂SO₄ 实验操作 烧杯中加入适量氢氧化钠溶液，小试管中加入硫酸铜溶液，将小试管放入烧杯内，称量整套装置的总质量；倾斜烧杯使两种溶液混合，充分反应后再次称量 实验现象 ① 混合后产生蓝色絮状沉淀，溶液蓝色逐渐变浅 ② 反应前后天平始终保持平衡 结果分析 反应无气体参与、无气体生成，所有反应物和生成物都留在容器中，总质量不变 实验要点 该反应无气体生成，敞口装置即可完成验证；操作简单，现象明显，是验证质量守恒的基础实验 实验二：盐酸与大理石反应 文字表达式 碳酸钙 + 盐酸 → 氯化钙 + 水 + 二氧化碳 符号表达式 HCl + CaCO₃→CaCl₂ + H₂O + CO₂ 实验装置 改进前 改进后 实验操作 改进前：敞口锥形瓶中加入大理石和稀盐酸，称量总质量，观察反应后天平变化 改进后：密闭锥形瓶中放入大理石，稀盐酸装入注射器中，称量总质量，使二者混合反应 实验现象 ① 改进前：产生大量气泡，天平指针偏右，反应后测得质量减小 ② 改进后：产生大量气泡，注射器活塞向上移动，天平仍保持平衡 结果分析 ① 改进前：敞口装置中生成的二氧化碳气体逸散到空气中，导致剩余物质总质量减小 ② 改进后：密闭装置中气体被收集，总质量保持不变 实验要点 ① 有气体生成的反应，验证质量守恒必须用密闭装置 ② 不能使用完全密封的硬质容器，防止压强过大炸裂，可用气球缓冲气压 实验三：白磷燃烧实验 文字表达式 白磷 + 氧气 五氧化二磷 符号表达式 P + O₂ P₂O₅ 实验装置 实验操作 锥形瓶底部铺细沙，放入白磷，塞紧带导管的单孔塞，导管上端系瘪气球，称量总质量；用酒精灯灼烧导管末端引燃白磷，反应结束冷却至室温后再次称量 实验现象 ① 白磷燃烧，产生大量白烟，放出热量 ② 气球先膨胀，冷却后逐渐变瘪 ③ 反应前后天平保持平衡 结果分析 密闭装置中，反应消耗氧气生成固体五氧化二磷，总质量不变；气球先膨胀是反应放热使气体受热膨胀，后变瘪是冷却后氧气被消耗、瓶内压强减小 实验要点 ① 导管末端要接触白磷，保证热量传导引燃药品 ② 瓶底铺细沙，防止高温熔融物溅落炸裂瓶底 ③ 冷却至室温再称量，避免温度对气体体积、压强的影响 【典例2】（2026年河北唐山市迁西县自主招生考试化学试卷）用图1所示装置验证质量守恒定律。加热足量的铜粉使之充分反应，在同一时间内，容器内各物质的质量随时间的变化如图2所示。下列说法错误的是 A．图1中加热铜粉后，铜粉由红色变成黑色 B．图2甲表示装置内消耗铜粉的质量 C．图2乙可以表示装置内氮气的质量 D．图2丙表示装置内生成氧化铜的质量 【答案】B 【详解】A. 红色的铜粉加热时和氧气反应生成黑色的氧化铜，因此铜粉由红色变为黑色，说法正确。 B. 题干说明铜粉足量，反应结束后铜粉有剩余，质量不会变为0，甲实际表示被消耗的氧气的质量，不是铜粉的质量，说法错误。 C. 氮气不参与该反应，反应前后质量保持不变，符合乙的变化趋势，说法正确。 D. 氧化铜是反应生成物，反应开始后质量从0逐渐增大，反应结束后质量不再变化，符合丙的变化趋势，说法正确。 【变式2-1】同学们分别用下列两组实验验证质量守恒定律。下列操作或现象描述正确的是 A．均可用药匙加入固体试剂 B．反应均需要用酒精灯加热 C．反应后均需立刻进行称量 D．实验前后天平均保持平衡 【答案】A 【详解】A、铜粉、碳酸钠粉末均为粉末状固体，均可用药匙取用，该选项描述正确； B、碳酸钠和盐酸常温下即可发生反应，无需加热，该选项描述错误； C、左侧实验反应后装置温度较高，气球膨胀会受到空气浮力，立刻称量会导致结果不准确，需冷却至室温后再称量，该选项描述错误； D、右侧实验为敞口装置，反应生成的二氧化碳气体逸散到空气中，反应后左盘质量减小，天平不平衡，该选项描述错误。 故选A。 【变式2-2】利用下图所示装置验证质量守恒定律。 (1)一段时间后，观察到A中锥形瓶出现的现象是______，A中电子秤示数______(填“变大”、“变小”或“不变”)。写出其化学方程式_______。 (2)将B中碳酸钠与稀盐酸混合后，观察到电子秤示数变小，其原因为______。 (3)以下说法正确的_____。 A．以上3个实验都能验证质量守恒定律 B．以上3个实验都能用质量守恒定律解释 【答案】(1) 铁钉表面析出红色固体，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色 不变 (2)反应生成的二氧化碳气体从敞口装置逸散到空气中，未被计入称量质量 (3)B 【详解】（1）铁和硫酸铜发生置换反应，生成红色的铜和浅绿色的硫酸亚铁，该反应无气体参与或生成，反应前后体系总质量不变，因此电子秤示数不变。 （2）B为敞口装置，碳酸钠和稀盐酸反应生成二氧化碳气体，气体逸出后剩余物质总质量小于反应前总质量，因此电子秤示数变小。 （3）所有化学反应都遵循质量守恒定律。实验A和C在密闭体系中进行，可以验证质量守恒定律；实验B中反应生成的二氧化碳气体逸散，导致称量质量减小，这可以用质量守恒定律来解释。因此，3个实验都能用质量守恒定律解释。故选B。 【变式2-3】某兴趣小组的同学设计如图实验装置（托盘天平和A中加热装置已省略）验证质量守恒定律（提示：）。 (1)A装置中小气球的作用是使装置密闭，且________防止橡皮塞被弹飞。 (2)上述四种实验方案中，能直接验证质量守恒定律的有________（填字母）。 (3)若利用装置D验证质量守恒定律，反应后再次称量，天平示数会变________（填“大”或“小”）。 (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元素种类 ④物质种类 【答案】(1)平衡气压（合理即可） (2)AB (3)小 (4)①②③ 【详解】（1）装置A中铜粉在加热条件下与氧气反应生成氧化铜，由于温度升高瓶内气压增大，装置中小气球的作用是能密封装置，平衡气压，防止橡皮塞被弹开； （2）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，但装置是一个密闭装置，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成硫酸亚铁和铜，反应前后仪器中的总质量不变，能验证质量守恒定律； C、质量守恒定律适用于化学变化，不适用于物理变化，酒精和水不发生化学变化（或酒精和水混合是物理变化），故不能验证质量守恒定律； D、过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解产生水和氧气，氧气逸出，造成烧杯内物质的总质量减轻，所以天平失去平衡, 故不能验证质量守恒定律； 故选AB； （3）D中过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解产生水和氧气，氧气逸出，造成烧杯内物质的总质量减轻，所以天平示数会变小； （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，故选①②③。 ▌题型03 质量守恒定律的微观解释 1. 化学反应的微观过程 以电解水为例，化学反应的本质是：分子分裂成原子，原子重新组合成新的分子。 阶段 微观粒子变化 反应前 水分子（H₂O） 反应中 水分子分解为氢原子（H）和氧原子（O） 反应后 氢原子结合成氢分子（H₂），氧原子结合成氧分子（O₂） 2. 质量守恒的微观本质 参加反应的各物质（反应物）的分子破裂成原子，原子重新组合而生成新物质（生成物）的过程。微观上，化学反应前后，原子的种类、数目和质量均不变，因此化学反应前后各物质的质量总和必然相等。具体可总结为 “五个不变、两个一定改变、两个可能改变”： 五个不变 宏观：① 元素种类不变；② 反应物和生成物的总质量不变 微观：③ 原子种类不变；④ 原子数目不变；⑤ 原子质量不变 两个一定改变 宏观：物质的种类一定改变（有新物质生成） 微观：分子的种类一定改变（分子重新组合，生成新分子） 两个可能改变 宏观：元素的化合价可能改变（如置换反应化合价改变，复分解反应化合价不变） 微观：分子的总数可能改变（化合反应分子数减少，分解反应分子数增加，部分反应分子数不变） 【典例3】（25-26八年级下·山东泰安·期末）硅单质是制造芯片的重要材料，下图是工业上制取硅的微观示意图。下列说法正确的是 A．生成物的粒子个数比为2:1:1 B．该反应中元素的化合价都没有改变 C．图中有两种化合物 D．该反应属于分解反应 【答案】C 【分析】首先根据微观示意图，消去反应后未参与反应的1个分子，配平得到反应的化学方程式为：，再逐一分析选项： 【详解】A、生成物只有和，粒子个数比为，剩余的是未反应的反应物，不属于生成物，A错误。 B、反应前C为0价、中Si为+4价，反应后中C为+2价、Si单质为0价，存在化合价变化，B错误。 C、化合物是由不同种元素组成的纯净物，图中、属于化合物，C、Si属于单质，共2种化合物，C正确。 D、分解反应的特征是“一变多”，该反应是单质和化合物生成新单质和新化合物，属于置换反应，D错误。 【变式3-1】如图是某化学反应的微观示意图。关于该反应与微粒结构的说法中，错误的是 A．反应有原子的重新组合 B．反应前后原子种类没变 C．反应前后分子结构改变 D．反应前后分子的种类没变 【答案】D 【详解】A. 该反应中水分子分为氢原子和氧原子，氢原子结合为氢分子，氧原子结合为氧分子，故该反应有原子的重新组合，正确； B. 根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类和数目不变，正确； C. 由图可知，反应前为氢、氧原子构成的水分子，反应后为氢原子构成的氢分子，氧原子构成的氧分子，分子结构明显改变，正确； D. 反应前是水分子，反应后生成了氢分子和氧分子，分子种类发生了变化，错误。 【变式3-2】乙烯是石油化工最基本的原料之一，工业生产乙烯的微观示意图如下，下列说法错误的是 A．该反应中的分子可分 B．该反应前后分子数目不变 C．该反应中最小的微粒是原子 D．该反应遵守质量守恒定律 【答案】B 【详解】A.化学反应的本质是分子破裂为原子，原子重新组合为新分子，因此反应中分子可分，正确； B.由示意图可知，反应前分子总数为2，反应后分子总数为，分子数目发生了变化，错误； C.原子是化学变化中的最小微粒，反应前后原子的种类、数目均不变，正确； D.所有化学反应都遵守质量守恒定律，正确。 【变式3-3】2025年12月6日，互联网低轨14组卫星在海南文昌发射场使用长征八号火箭发射升空。主力燃料首次使用煤基航天煤油，实现了“燃料换代”。如图为工业制取煤基航天煤油过程中合成甲醇()反应的微观示意图。 (1)该反应中的最小粒子是___________(填符号)。 (2)保持氢气化学性质的最小粒子是___________(填名称)。 (3)该反应的化学方程式为___________。 (4)催化剂在该反应前后的质量和___________不变。 (5)参加反应的一氧化碳中氧元素的质量___________(填“大于”“等于”或“小于”)生成的甲醇中氧元素的质量。 【答案】(1)C、H、O (2)氢分子 (3) (4)化学性质 (5)等于 【详解】（1）化学变化中原子是最小粒子，该反应涉及的原子为碳原子、氢原子、氧原子，对应符号为。 （2）由分子构成的物质，分子是保持其化学性质的最小粒子，氢气由氢分子构成，因此保持氢气化学性质的最小粒子是氢分子。 （3）根据微观示意图，反应物为和，生成物为，消去未参与反应的分子后配平，标注反应条件即可得到对应化学方程式。 （4）催化剂的特征是：化学反应前后，本身的质量和化学性质都不变，因此填化学性质。 （5）根据质量守恒定律，反应前后元素质量不变；该反应中只有反应物一氧化碳含有氧元素，所有氧元素全部转移到生成物甲醇中，因此参加反应的一氧化碳中氧元素质量等于生成甲醇中氧元素的质量。 ▌题型04 质量守恒定律的综合应用 据质量守恒定律推断未知物质的化学式、化学计量数及比值分析数据的方法： ①计算未知量：根据反应前后物质的总质量不变，列出等式，求出待测物质的质量 ②判定反应物、生成物、催化剂 Ⅰ.反应后质量增加——生成物 Ⅱ.反应后质量减少——反应物 Ⅲ.质量不变——可能是催化剂，也可能是未参与反应的杂质 ③确定化学反应中的质量比 Ⅰ.反应物的质量比——反应物减少的质量之比 Ⅱ.生成物的质量比——生成物增加的质量之比 【典例4】（2026·黑龙江绥化·模拟预测）工业上常用氮气和氢气合成氨气(化学式为)，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。下列说法错误的是 A．反应后催化剂的质量都为5 g B．反应前氢气质量为15 g C．氨气是由分子构成的化合物 D．参加反应的氮气和生成的氨气分子个数比为 【答案】D 【详解】A.化学反应前后催化剂的质量不变，反应前催化剂的质量为5g，故反应后催化剂的质量也为5g，故选项说法正确； B.根据质量守恒定律，反应前氢气质量为52g+9g+34g－80g－0g=15g，故选项说法正确； C.氨气化学式为，由氨分子构成，是由两种元素组成的纯净物，属于化合物，故选项说法正确； D、根据质量守恒定律，参加反应的氮气质量为：80g−52g=28g，生成的氨气质量为：34g−0g=34g，参加反应的氮气和生成的氨气分子个数比为=1:2，故选项说法错误。 【变式4-1】一定条件下，下列物质在密闭容器内反应一段时间，测得反应前后各物质的质量如表。根据表中信息判断，下列说法中不正确的是 物质 X Y Z W 反应前质量/g 5 2.2 16.2 0.9 反应后质量/g a 4.4 8.1 1.8 A．a=10 B．反应中Y、W两种物质发生改变的质量比为22∶9 C．Z为化合物 D．根据题中数据可计算出各物质的相对分子质量 【答案】D 【详解】A.反应前后总质量相等，即 ，解得，A正确。 B.Y质量增加，W质量增加，二者变化质量比为，B正确。 C.反应中Z质量减少（为反应物），X、Y、W质量均增加（为生成物），该反应是分解反应，分解反应的反应物一定是化合物，C正确。 D.要计算相对分子质量，需要知道化学方程式中各物质的化学计量数，题中仅给出质量变化，无法确定计量数，因此不能计算相对分子质量，D错误。 【变式4-2】形成正确的学科观念有助于更深层次地理解化学学科。下列描述中正确的是 A．能量观：化学变化一定伴随能量的变化 B．转化观：寻找合适的催化剂，将水转化成汽油 C．守恒观：10 g C在10 g 中充分燃烧生成20 g D．元素观：某物质燃烧生成和，则该物质中一定含有C、H、O元素 【答案】A 【详解】A. 化学变化的本质是分子分解成原子，原子组合成新的分子，在此过程中伴随能量变化，描述正确。 B. 根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变。水仅含H、O元素，汽油含C元素，不可能通过化学反应将水转化为汽油，描述错误。 C. 碳充分燃烧的反应为：，参加反应的碳、氧气、二氧化碳质量比为。10g 完全反应仅消耗3.75g C，生成13.75g ，碳有剩余，不可能生成20g ，描述错误。 D. 物质燃烧时有氧气参与反应，生成物和中的O元素可来自氧气，因此该物质一定含C、H元素，可能含O元素，并非一定含O，描述错误。 【变式4-3】探究化合物的元素组成时，常利用如图两种思路。 下列说法不正确的是 A．由思路①可知，甲烷(CH4)和乙醇(C2H5OH)在O2中完全燃烧的产物相同 B．利用电解水实验探究水的元素组成，符合上述探究思路② C．两种探究思路的依据均为“化学变化前后，元素的种类不变” D．由氢气在氧气中燃烧只生成水，可知水由氢气和氧气组成 【答案】D 【详解】A.甲烷（）和乙醇（）都含C、H元素，在中完全燃烧的产物均为和，正确。 B.电解水实验生成已知组成的和，据此推导水的元素组成，符合思路②，正确。 C.两种思路均依靠“化学反应前后元素种类不变”的规律推导物质组成，正确。 D.氢气燃烧生成水只能说明水由氢元素和氧元素组成，水是纯净物，不可能由氢气、氧气两种物质组成，错误。 / 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 $学科网 www.zxxk.com 第一节 化学反应中的质量守恒（题型突破 题型01质量守恒定律内容及适用范围 典例精析 【典例1】A 上举一反三 【变式1-1】A 【变式1-2】C 【变式1-3】(1)+4 (2) He 不同 (3)BD 题型02实验探究质量守恒定律 典例精析 【典例2】B E 举一反三 【变式2-1】A 【变式2-2】(1) 铁钉表面析出红色固体，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色 Fe+CuSO,FeSO +Cu (2)反应生成的二氧化碳气体从敞口装置逸散到空气中，未被计入称量质量 (3)B 【变式2-3】(1)平衡气压（合理即可） （2)AB (3)小(4)①②③ 题型03质量守恒定律的微观解释 典例精析 【典例3】C 举一反三 【变式3-1】D 【变式3-2】B 【变式3-3】(1)C、H、O 1/2 让教与学更高效 举一反三) 变 学科网 (2)氢分子 催化剂 (3)2H2+C0 CH,OH 高温、高压 (④)化学性质 (5)等于 E 典例精析 【典例4】D 上举一反三 【变式4-1】D 【变式4-2】A 【变式43】D www.zxxk.com 让教与学更高效 题型04质量守恒定律的综合应用 2/2