1、第五单元定量研究化学反应第一节化学反应中的质量守恒一、质量守恒定律一、质量守恒定律1.1.探究实验探究实验:(1)(1)大理石和盐酸反应。大理石和盐酸反应。实验装置实验装置(见右图见右图)实验现象实验现象大理石大理石_,_,产生产生_,_,小气球小气球_,_,天平天平_。溶解溶解大量气泡大量气泡膨胀起来膨胀起来平衡平衡文字表达式文字表达式_。实验结论实验结论化学反应前后化学反应前后,物质的总质量物质的总质量_。碳酸钙碳酸钙+盐酸盐酸氯化钙氯化钙+二氧化碳二氧化碳+水水不变不变(2)(2)氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液的反应。的反应。实验装置实验装置(见右图见右图)实验现象实验
2、现象两种溶液混合后有两种溶液混合后有_生成生成,天平天平_。反应的文字表达式反应的文字表达式:_。实验结论实验结论化学反应前后化学反应前后,物质的总质量物质的总质量_。蓝色沉淀蓝色沉淀保持平衡保持平衡氢氧化钠氢氧化钠+硫酸铜硫酸铜氢氧化铜氢氧化铜+硫酸钠硫酸钠不变不变(3)(3)白磷燃烧实验。白磷燃烧实验。实验装置实验装置(见右图见右图)实验现象实验现象白磷燃烧白磷燃烧,生成生成_,_,冷却后天平冷却后天平_。反应的文字表达式反应的文字表达式_。实验结论实验结论化学反应前后化学反应前后,物质的总质量物质的总质量_。大量白烟大量白烟保持平衡保持平衡磷磷+氧气氧气 五氧化二磷五氧化二磷不变不变点燃
3、点燃 2.2.定义定义:参加参加_的各物质的的各物质的_等于反应后生成等于反应后生成的各物质的的各物质的_。化学反应化学反应质量总和质量总和质量总和质量总和二、质量守恒定律的微观解释二、质量守恒定律的微观解释化学反应的过程化学反应的过程,就是原子就是原子_的过程。即在一切化学反的过程。即在一切化学反应中应中,反应前后原子的反应前后原子的_没有改变没有改变,原子的原子的_没有增减没有增减,原子原子_没有变化没有变化,所以所以,参加反应的各物质的质量总和必然参加反应的各物质的质量总和必然_反应生成的各物质的质量总和。反应生成的各物质的质量总和。重新组合重新组合种类种类数目数目质量质量等于等于1.1
4、.判断正误判断正误:(1)100 g(1)100 g冰融化变成冰融化变成100 g100 g水符合质量守恒定律。水符合质量守恒定律。()()提示提示:100 g100 g冰融化变成冰融化变成100 g100 g水这一变化前后质量虽然相等水这一变化前后质量虽然相等,但但发生的是物理变化发生的是物理变化,不能用质量守恒定律来解释。不能用质量守恒定律来解释。(2)(2)镁燃烧后生成氧化镁的质量大于镁的质量镁燃烧后生成氧化镁的质量大于镁的质量,所以不符合质量所以不符合质量守恒定律。守恒定律。()()提示提示:任何化学反应都遵循质量守恒定律任何化学反应都遵循质量守恒定律,因为有氧气参加因为有氧气参加,所
5、所以生成氧化镁的质量大于镁的质量。以生成氧化镁的质量大于镁的质量。(3)(3)化学变化中原子的种类与数目不发生改变。化学变化中原子的种类与数目不发生改变。()()提示提示:化学反应是原子的重新组合过程化学反应是原子的重新组合过程,化学反应前后原子的种化学反应前后原子的种类与数目不变。类与数目不变。(4)(4)探究质量守恒定律时探究质量守恒定律时,有气体参加或生成的化学反应应在密有气体参加或生成的化学反应应在密闭容器中进行。闭容器中进行。()()提示提示:有气体参加或生成的化学反应必须在密闭容器中验证质有气体参加或生成的化学反应必须在密闭容器中验证质量守恒定律量守恒定律,否则会导致实验结果产生偏
6、差。否则会导致实验结果产生偏差。2.2.在化学反应在化学反应A+B=C+DA+B=C+D中中,已知已知80 g A80 g A与与24 g B24 g B恰好完全反恰好完全反应生成应生成42 g C,42 g C,则生成则生成D D的质量为的质量为()A.56 gA.56 gB.62 gB.62 gC.52 gC.52 gD.60 gD.60 g【解析解析】选选B B。根据质量守恒定律反应物的质量和等于生成物。根据质量守恒定律反应物的质量和等于生成物的质量和的质量和,所以生成所以生成D D的质量为的质量为80 g+24 g-42 g=62 g80 g+24 g-42 g=62 g。4 4ClO
7、ClO4 4(高氯酸铵高氯酸铵)可用作火箭推进剂可用作火箭推进剂,当它发生分解反应时当它发生分解反应时,不能不能生成的物质是生成的物质是()2222 2 2 2 2【解析解析】选选A A。反应前后元素的种类保持不变。反应前后元素的种类保持不变,反应前有反应前有H H、N N、ClCl、O 4O 4种元素种元素,则生成物中只能有这则生成物中只能有这4 4种元素。种元素。4.4.在化学反应前后可能发生改变的是在化学反应前后可能发生改变的是()A.A.原子种类原子种类 B.B.原子数目原子数目C.C.分子数目分子数目 D.D.各物质的总质量各物质的总质量【解析解析】选选C C。本题主要考查质量守恒定
8、律的内容与实质。化。本题主要考查质量守恒定律的内容与实质。化学反应的实质是原子的重新组合过程学反应的实质是原子的重新组合过程,反应前后原子的种类、反应前后原子的种类、数目不变数目不变,但分子的数目可能改变但分子的数目可能改变;任何化学反应都遵循质量守任何化学反应都遵循质量守恒定律恒定律,反应前后各物质的质量总和不变。反应前后各物质的质量总和不变。5.5.如图所示的甲、乙两个装置如图所示的甲、乙两个装置(气密性良好气密性良好),),从分液漏斗中加从分液漏斗中加入液体入液体,一段时间后两装置中的气球都胀大一段时间后两装置中的气球都胀大(忽略液体体积对气忽略液体体积对气球体积的影响球体积的影响)。精
9、确称量发现。精确称量发现:两个实验反应后质量均与反应两个实验反应后质量均与反应前数值不相等。前数值不相等。(1)(1)两个反应两个反应_(_(填填“遵守遵守”或或“不遵守不遵守”)质量守恒定质量守恒定律。律。(2)(2)请分别解释两个装置中气球胀大的原因请分别解释两个装置中气球胀大的原因_。【解析解析】任何化学反应都遵守质量守恒定律。结合示意图甲中任何化学反应都遵守质量守恒定律。结合示意图甲中由于碳酸钠和稀盐酸反应有气体生成由于碳酸钠和稀盐酸反应有气体生成,使瓶内压强增大使瓶内压强增大,所以气所以气球胀大球胀大,乙中由于二氧化碳和澄清石灰水反应乙中由于二氧化碳和澄清石灰水反应,使瓶内压强减小使
10、瓶内压强减小,所以气球胀大。所以气球胀大。答案答案:(1)(1)遵守遵守(2)(2)甲中碳酸钠和稀盐酸反应有气体生成甲中碳酸钠和稀盐酸反应有气体生成,使瓶使瓶内压强增大内压强增大;乙中二氧化碳和澄清石灰水反应乙中二氧化碳和澄清石灰水反应,使瓶内压强减小使瓶内压强减小要点一要点一 质量守恒定律的解读质量守恒定律的解读1.1.概念解读概念解读:(1)(1)“参加反应参加反应”的含义。的含义。“参加反应参加反应”的物质质量是指参与了化学反应的物质质量的物质质量是指参与了化学反应的物质质量,不不能把能把“参加反应参加反应”的物质理解成反应物的物质理解成反应物,化学反应中会存在反化学反应中会存在反应物过
11、量的问题。应物过量的问题。(2)(2)“质量总和质量总和”的含义。的含义。一些反应可能有气体参加一些反应可能有气体参加,也可能有气体或沉淀生成也可能有气体或沉淀生成,应用质量应用质量守恒定律时守恒定律时,各状态的物质都要包括各状态的物质都要包括,不能遗漏。如铁丝燃烧后不能遗漏。如铁丝燃烧后看似固体质量增加看似固体质量增加,但实际上没有计算参加反应的氧气的质量。但实际上没有计算参加反应的氧气的质量。2.2.特别提醒特别提醒:(1)(1)质量守恒定律只能解释化学变化不能解释物理变化。质量守恒定律只能解释化学变化不能解释物理变化。(2)(2)质量守恒是物质的质量守恒是物质的“质量质量”守恒守恒,而非
12、而非“体积体积”守恒。守恒。【示范题示范题1 1】(2013(2013黄冈中考改编黄冈中考改编)下列有关对质量守恒定律下列有关对质量守恒定律的理解的理解,正确的是正确的是()A.A.将将5 g5 g铁和铁和5 g5 g铜混合加热后铜混合加热后,物质的总质量为物质的总质量为10 g,10 g,遵循质量遵循质量守恒定律守恒定律B.B.化学反应前后分子的总数一定不会发生变化化学反应前后分子的总数一定不会发生变化C.C.化学反应前后化学反应前后,原子的种类和个数一定不发生变化原子的种类和个数一定不发生变化D.D.镁条燃烧后质量增加镁条燃烧后质量增加,不遵循质量守恒定律不遵循质量守恒定律【解析解析】选选
13、C C。质量守恒定律的适用范围为化学变化。质量守恒定律的适用范围为化学变化,A,A发生的发生的不是化学变化不是化学变化,错误错误;化学反应前后分子的总数可能会发生变化学反应前后分子的总数可能会发生变化化,B,B错误错误;镁条燃烧后质量增加镁条燃烧后质量增加,是因为没有计算参加反应氧气是因为没有计算参加反应氧气的质量的质量,应该为镁条的质量与参加反应氧气的质量和等于生成应该为镁条的质量与参加反应氧气的质量和等于生成氧化镁的质量氧化镁的质量,遵循质量守恒定律遵循质量守恒定律,D,D错误错误;化学反应前后原子的化学反应前后原子的种类和个数一定不会发生变化种类和个数一定不会发生变化,C,C正确。正确。
14、【备选习题备选习题】(2013(2013江西中考江西中考)如图是某反应过程的微观示意如图是某反应过程的微观示意图图,“”与与“”分别表示不同元素的原子。图中分别表示不同元素的原子。图中X X处的粒处的粒子示意图是子示意图是()【解析解析】选选C C。本题考查质量守恒定律。根据化学反应前后原。本题考查质量守恒定律。根据化学反应前后原子的种类和数目不变子的种类和数目不变,观察微观示意图可知反应前有观察微观示意图可知反应前有4 4个个 原原子子,反应后有反应后有6 6个个 原子和原子和2 2个个 原子原子,因此因此X X中应含有中应含有2 2个个 原原子和子和2 2个个 原子原子,故故C C符合题意
15、。符合题意。要点二要点二 质量守恒定律的探究质量守恒定律的探究上图是红磷燃烧前后质量的测定。上图是红磷燃烧前后质量的测定。(1)(1)上述实验中锥形瓶上方玻璃管管口处小气球的作用是什么上述实验中锥形瓶上方玻璃管管口处小气球的作用是什么,锥形瓶瓶底为何铺一层细沙锥形瓶瓶底为何铺一层细沙?提示提示:红磷燃烧放出热量红磷燃烧放出热量,锥形瓶内气体膨胀锥形瓶内气体膨胀,会导致瓶内压强会导致瓶内压强增大增大,如不系小气球可能会使橡胶塞弹出如不系小气球可能会使橡胶塞弹出,从而导致实验失败。从而导致实验失败。红磷燃烧会放出大量的热红磷燃烧会放出大量的热,不铺细沙易使锥形瓶瓶底炸裂。不铺细沙易使锥形瓶瓶底炸裂
16、。(2)(2)分析上述实验思考分析上述实验思考:有气体参加或生成的反应有气体参加或生成的反应,在探究质量在探究质量守恒定律时守恒定律时,应注意什么问题应注意什么问题?提示提示:为使结果准确为使结果准确,应让反应在密闭容器中进行。应让反应在密闭容器中进行。【示范题示范题2 2】下列装置不能用于证明质量守恒定律实验的是下列装置不能用于证明质量守恒定律实验的是 ()【解析解析】选选C C。本题考查质量守恒定律的探究实验。验证质量。本题考查质量守恒定律的探究实验。验证质量守恒定律时守恒定律时,应考虑到装置的合理性。若化学反应中生成了气应考虑到装置的合理性。若化学反应中生成了气体散失到空气中体散失到空气
17、中,则会影响到质量变化则会影响到质量变化,故应选择密闭装置故应选择密闭装置,A,A、D D可行可行,B,B中无气体生成中无气体生成,可行可行,故选故选C C。【归纳总结归纳总结】质量守恒定律的实验探究方法质量守恒定律的实验探究方法1.1.药品选择药品选择:若在敞口容器中进行若在敞口容器中进行,需要选择化学反应现象明显需要选择化学反应现象明显且没有气体生成的药品且没有气体生成的药品,通过对比实验得出结论。通过对比实验得出结论。2.2.实验装置要求实验装置要求:如果所选的化学反应中有气体参加或生成如果所选的化学反应中有气体参加或生成,则则应该在密闭容器中进行。应该在密闭容器中进行。3.3.实验现象
18、分析实验现象分析:应从以下三个方面重点关注应从以下三个方面重点关注:(1)(1)通过观察化学反应现象通过观察化学反应现象,确认肯定发生了反应。确认肯定发生了反应。(2)(2)通过观察天平是否平衡通过观察天平是否平衡,说明化学反应前后的质量变化情况。说明化学反应前后的质量变化情况。(3)(3)如果反应后天平不平衡如果反应后天平不平衡,分析现象并对现象进行解释分析现象并对现象进行解释,如反如反应中是否有气体逸散应中是否有气体逸散,外界物质是否参与反应外界物质是否参与反应,用气球收集气体用气球收集气体是否有浮力等因素。是否有浮力等因素。【备选习题备选习题】在用白磷在用白磷(白磷与红磷组成相同白磷与红
19、磷组成相同,着火点为着火点为40)40)探究质量守恒定律的实验中探究质量守恒定律的实验中,晓涵同学将橡皮塞上的细玻璃管晓涵同学将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迅速用橡皮塞将锥形瓶塞紧塞紧,并引燃白磷并引燃白磷,实验过程如下图所示。请回答下列问题实验过程如下图所示。请回答下列问题:(1)(1)实验观察到实验观察到A A、C C中气球的大小不同中气球的大小不同,用理化知识解释产生此用理化知识解释产生此现象的原因是现象的原因是_。(2)(2)将将C C再次放到天平上称量再次放到天平上称量,天平仍然平衡天平仍然平衡,在此化学反应
20、中在此化学反应中,从具体的反应物和生成物分析天平平衡的原因是从具体的反应物和生成物分析天平平衡的原因是_。【解析解析】(1)(1)实验观察到实验观察到A A、C C中气球的大小不同中气球的大小不同,主要原因是白主要原因是白磷燃烧消耗瓶内的氧气磷燃烧消耗瓶内的氧气,生成固体五氧化二磷生成固体五氧化二磷,使瓶内压强减小使瓶内压强减小,小于外界气压小于外界气压,在大气压的作用下在大气压的作用下,C,C中气球变小中气球变小,A,A中压强等于中压强等于外界大气压外界大气压,所以所以A A、C C中气球大小不同。中气球大小不同。(2)(2)根据质量守恒定律根据质量守恒定律,参加反应的白磷的质量和氧气的质量
21、总和等于生成的五氧化二参加反应的白磷的质量和氧气的质量总和等于生成的五氧化二磷的质量磷的质量,故天平仍然平衡。故天平仍然平衡。答案答案:(1)(1)白磷燃烧消耗瓶内的氧气白磷燃烧消耗瓶内的氧气,生成固体五氧化二磷生成固体五氧化二磷,使瓶使瓶内压强减小内压强减小,小于外界气压小于外界气压,在大气压的作用下在大气压的作用下,C,C中气球变小中气球变小,A,A中压强等于外界大气压中压强等于外界大气压,所以所以A A、C C中气球大小不同中气球大小不同(2)(2)参加反应参加反应(或消耗或反应掉或消耗或反应掉)的白磷的质量和氧气的质量总的白磷的质量和氧气的质量总和等于生成的五氧化二磷的质量和等于生成的
22、五氧化二磷的质量1.1.结合所学知识结合所学知识,请将丙的分子结构图示填入相应方框内。请将丙的分子结构图示填入相应方框内。提示提示:由图示可看出由图示可看出,反应前共有反应前共有4 4个个A A原子原子,4,4个个B B原子原子,反应后乙反应后乙分子中含有分子中含有2 2个个A A原子原子,1,1个个B B原子原子,所以在生成的所以在生成的2 2个乙分子中个乙分子中,共共含有含有4 4个个A A原子原子,2,2个个B B原子原子,由此推断每个丙分子中含有由此推断每个丙分子中含有2 2个个B B原子原子,其图示可简画为其图示可简画为 。2.2.请结合质量守恒定律的实质请结合质量守恒定律的实质,从宏观和微观角度将下表填完从宏观和微观角度将下表填完整。整。提示提示:化学反应的实质是原子的重新组合过程化学反应的实质是原子的重新组合过程,化学反应前后原化学反应前后原子的种类与数目都不变子的种类与数目都不变,原子的质量不变原子的质量不变,元素的种类不变元素的种类不变,物物质的总质量不变质的总质量不变,而分子的种类与物质的种类一定变而分子的种类与物质的种类一定变,分子的数分子的数目可能变。目可能变。
