2021-07-05 01:58
知识点一:质量守恒定律
1.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,这个规律叫做质量守恒定律。
易错警示
(1)质量守恒定律应用于化学变化,不能应用于物理变化。
(2)质量守恒定律说的是“质量守恒”而不是其他方面的守恒。
(3)化学反应中,各反应物之间要按一定的质量比相互作用,因此参加反应的各物质的质量总和不是任意比例的反应物质量的简单加和。
(4)不参加反应的物质质量及不是生成物的物质质量不能计入“总和”中。
2.利用原子、分子知识解释质量守恒的原因
(1)化学反应的实质
化学反应的过程,就是参加反应的各物质(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:
3.质量守恒定律的应用
(1)推断某反应物、生成物的组成元素(依据:化学反应前后元素种类和质量不变)。
(2)推断化学方程式中的未知化学式及化学式前系数(依据:化学反应前后元素种类、原子数目不变)。
(3)解释化学变化中的质量变化、密闭容器中化学反应的相关数据问题(依据:化学反应前后反应物和生成物的总质量不变)。
(4)利用质量守恒定律进行简单的计算(依据:化学反应前后反应物和生成物的总质量不变)。
知识点二、质量守恒定律的实验探究
1.验证质量守恒定律的实验方案
实验方案三:稀盐酸与碳酸钠固体反应前后质量的测定
实验装置:
实验原理:2HCl+Na2CO3===2NaCl+H2O+CO2↑
实验现象:有气泡产生,固体不断减少,天平不平衡。(不能用来验证质量守恒定律)
分析:由于生成的二氧化碳气体逸散到空气中,造成左边质量减少,天平指针偏向右边。
实验方案四:镁带燃烧前后质量的测定
实验装置:
实验原理:
实验现象:发出耀眼的白光,生成一种白色固体,天平不平衡。
2.实验总结:
质量守恒定律适用于化学变化,不适用于物理变化;所选的化学反应,现象要明显,若利用有气体参加或生成的反应来进行实验,反应必须在密闭容器中进行。
(1)质量守恒定律的适用范围是化学变化,不是物理变化。
(2)在具体运用质量守恒定律进行解释或计算时,一定要将所有参加反应或生成的物质都考虑进去,气体或沉淀都不能遗漏。
(3)这一定律守恒的对象是质量,只适用于“质量”守恒,而体积、密度、分子数等则不包括在内。这些内容有可能守恒,也有可能不守恒。
解答这类题目,要理解和熟记质量守恒定律及其应用,以及与之相关的知识。根据所给的问题情景或图表信息等,结合所学的相关知识和技能,以及自己的生产或生活经验,细致地分析题意(或图表信息)等各种信息资源,并细心地探究、推理后,按照题目要求进行认真地选择或解答。同时还要注意以下几点:
1、对于质量守恒定律的理解,要抓住概念中的“参加”、“化学反应”、“质量”、“总和”这样四个关键词。由此可知:
(1)没有参加反应的物质的质量不能计算在内;
(2)质量守恒定律的使用范围是使用于所有的化学反应(即化学变化),而对物理变化无效;
(3)质量守恒定律是指质量守恒,而非体积守恒等;
(4)质量守恒定律是指各物质的质量总和相等,而非某物质的质量。
2、对于定律成立的原因,可以从化学反应的实质上来推断(即“三不变”造成的)。
3、对于定律的应用,一定要抓住它的含义(即“六不变”),细心地进行套用。
1、质量守恒定律的应用对象是化学变化,对于物理变化,不能用质量守恒定律解释。质量守恒定律只适用于质量守恒,而不是体积守恒,也不是分子总数守恒。
2、质量守恒定律强调的是“参加反应的”和“反应生成的”,对于未参加反应的物质不关注。
3、如有气态物质参加在敞口装置中进行,则空气中没有参加反应的气体进入装置中,影响测量的结果。反应中若生成气体在敞口装置中进行,则气体会逸出装置,影响测量的结果。两种情况均无法通过实验验证化学反应遵循质量守恒定律。但不代表反应不遵循质量守恒定律。
例题:
1.化学反应前后,下列各项一定不变的是( )
①原子种类;②原子数目;③分子数目;④元素的化合价;⑤元素质量;⑥物质的总质量
A. ①②⑤⑥ B. ①②⑥
C. ①②③⑤⑥ D. ①②④⑤⑥
2. 下列实验能够直接用于验证质量守恒定律的是( )
3.在一密闭容器中加入a、b、c、d四种物质,测得反应前后各物质的质量如下表。
下列说法正确的是( )
A.x等于90
B.b可能是单质
C.c一定是催化剂
D.参加反应的a与d的质量比为7:8
4.两种单质X2、Y2发生反应的微观示意图如下,相同球代表相同原子。下列说法正确的是( )
A.X原子、Y原子在化学变化中是可分的
B.X2分子与Y2分子在化学变化中是不可分的
C.完全反应时,X2与Y2的化学计量数之比为3:2
D.每1个Y原子与3个X原子构成1个生成物分子
5.(2020江苏扬州)潜艇供氧的一种反应原理为2X+2CO2=2Na2CO3+O2,其中X的化学式是( )
A.Na B.Na2O C.Na2O2 D.NaOH
6.甲、乙、丙、丁四种物质在一定的条件下反应,测得反应前后各物质的质量分数如图所示,则有关说法中正确的是( )
A.该反应为分解反应 B.甲可能是单质
C.丙、丁两物质变化的质量比为9:10 D.乙一定是这个反应的催化剂
7.一定条件下,甲、乙、丙、丁四种物质在密闭容器中反应,测得反应前后各物质的质量分数如图所示,密闭容器中发生的反应基本类型是( )
A.化合反应 B.分解反应 C.置换反应 D.复分解反应
8.某有机物6.0g在空气中完全燃烧,共得到17.6 g二氧化碳和10.8g水,则该化合物的组成元素是( )
A.一定只含有碳元素
B.一定只含有碳、氢两种元素
C.一定含有碳、氢、氧三种元素
D.一定含有碳、氢元素,可能含有氧元素
9.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)化学反应前后肯定没有变化的是___(填字母序号)。
①原子数目②分子数目③元素种类④物质种类⑤原子种类⑥物质的总质量
A.①④⑥ B. ①③⑤⑥
C.①②⑥ D. ②③⑤
(2)镁条在空气中完全燃烧后生成氧化镁(只考虑氧气参加反应,下同),化学方程式为___________________,若固体质量变化用图1表示,则m2与m1之差表示______________的质量。
(3)实验过程中,镁条点燃后实验现象如图2所示,镁条完全燃烧后,称量得知石棉网上留下固体质量反而比反应前镁条还轻,其原因可能是_______________________。
1.
【答案】A
【解析】化学反应前后原子种类、数目不变,元素种类、质量不变,物质总质量不变,分子数目可能改变,元素化合价可能改变,故选A。
故选A。
2.
【答案】C
A、镁条在空气中燃烧,反应后固体质量会明显增大,因为有氧气参加,故不能直接验证质量守恒定律;
B、过氧化氢溶液在二氧化锰做催化剂的条件下反应生成氧气,生成的氧气逸出,故不能验证质量守恒定律;
C、铁和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,没有物质跑出,反应前后容器中物质的总质量不变,故能直接验证质量守恒定律;
D、稀盐酸和碳酸钠反应生成二氧化碳气体逸出,反应后烧杯中的物质质量减少,故不能直接验证质量守恒定律.故选C.
3.
【答案】D
【解析】根据质量守恒定律,在化学反应中,参加化学反应的各物质的质量总和,等于反应后生成各物质的质量总和。x=40+40+32+10-12-10=100;故a、d为反应物,b为生成物,该反应为化合反应。c的质量不变,可能为催化剂。A、x=100,错误;B、b由a、d中的元素组成,故b为化合物,错误;C、c的质量不变,可能为催化剂,错误;D、参加反应的a与d的质量比为(40-12):32=7:8,正确。故选D。
4.
【答案】D
【解析】A、在化学反应中,原子不可再分,不符合题意;
B、由图可知,X2分子与Y2分子在化学变化中分为X原子和Y原子,X原子和Y原子又重新组合成新的分子,不符合题意;
C、由图可知,1个Y2分子未参与反应,故完全反应时,X2与Y2的化学计量数之比为3:1,不符合题意;
D、由图可知,每1个Y原子与3个X原子构成1个生成物分子,符合题意。
故选D。
【方法技巧】本题是微观模型考查题,认真阅读分析图示,看懂每个图形表示的含义结合化合反应的定义及化学反应的实质是解决此题目的关键。
5.
【答案】C
【解析】根据反应前后原子的种类、数目均不变,反应前碳原子个数为2,氧原子个数为4;反应后钠原子个数为4,碳原子个数为2,氧原子个数为8,由于X前的化学计量数是2,则X的化学式是Na2O2,故选C
6.
【答案】B
【解析】甲的质量分数减小,甲为反应物,乙的质量分数不变,乙可能是催化剂,也可能没参加反应,丙的质量分数增加,丙为生成物,丁的质量分数减小,丁为反应物。
A、甲的质量分数减小,甲为反应物,乙的质量分数不变,乙可能是催化剂,也可能没参加反应,丙的质量分数增加,丙为生成物,丁的质量分数减小,丁为反应物,则反应为甲和丁生成丙,符合多变一,反应为化合反应,故A不正确;
B、甲的质量分数减小,甲为反应物,则甲可能是单质,故B正确;
C、丙、丁两物质变化的质量比为9%:8%=9:8,故C不正确;
D、乙的质量分数不变,乙可能是催化剂,也可能没参加反应,故D不正确。故选B。
7.
【答案】A
【解析】由四种物质反应前后各物质的质量分数可知:反应后甲的质量分数减少了48%-12%=36%,甲是反应物;反应后乙的质量分数为1-12%-70%-10%=8%,反应后乙的质量分数减少了32%-8%=24%,乙是反应物;反应后丙的质量分数增加了70%-10%=60%,丙是生成物;丁的质量分数不变,可能作该反应的催化剂,也可能没有参加反应;该反应的反应物为甲和乙,生成物是丙,符合“多变一”的特征,属于化合反应。故选A。
8.
【答案】B
【解析】该有机物燃烧后生成的二氧化碳中碳元素的质量为17.6×(12/44)=4.8 g,生成的水中氢元素的质量为10.8 g×(2/18)=1.2 g,两种元素的总质量为4.8 g+1.2 g=6.0 g,恰好与燃烧的有机物的质量相等,根据质量守恒定律,该有机物中不含氧元素,即该有机物只含碳元素和氢元素。
故选B。
9.
【答案】(1)B
(2)
参加反应的氧气(3)部分生成物扩散到空气中
【解析】(1)化学反应前后原子数目均不变,原子种类不变,元素种类不变,物质的总质量不变;反应前后分子数目可能改变,物质种类一定改变,故选B。(2)镁条燃烧是镁和氧气反应生成氧化镁,化学方程式为
根据质量守恒定律,反应后生成氧化镁的质量等于参加反应的固体镁和氧气的质量和,若固体质量变化用图1表示,则m2与m1之差表示参加反应的氧气的质量。(3)通过观察可知,镁条燃烧时,产生大量白烟,说明一部分生成的氧化镁扩散到了空气中,因此导致石棉网上留下固体质量反而比反应前镁条还轻。
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