4.3質(zhì)量守恒定律

知識點1質(zhì)量守恒定律

為什么變短了？生日宴會中我們發(fā)現(xiàn)生日蠟燭會越燒越短?；瘜W反應(yīng)發(fā)生后物質(zhì)的質(zhì)量是不是變少了？

我在1673年，做了這樣一個實驗，金屬汞放在容器里煅燒，反應(yīng)后，進行稱量，發(fā)現(xiàn)固體物質(zhì)的質(zhì)量增加了。

前輩，我很尊敬您。但是，我經(jīng)過大量的實驗發(fā)現(xiàn)您的這個說法是錯誤的。尤其能推翻您見解的是，我1774年做了相同的實驗，結(jié)果物質(zhì)的質(zhì)量并沒有變化。

分子－→原子－－→新分子－－→新物質(zhì)分成重新組合聚集成化學變化的實質(zhì)是什么？反應(yīng)物生成物到底質(zhì)量關(guān)系如何呢？兩位科學家的“爭論”讓我們一起來探究一下吧！實驗探究活動的一般步驟提出假設(shè)實驗分析得出結(jié)論設(shè)計方案進行實驗白磷燃燒前后質(zhì)量的測定（1）在錐形瓶中先放一層細砂并放一小塊白磷；（2）稱量錐形瓶內(nèi)物質(zhì)的總質(zhì)量；（3）點燃白磷，觀察產(chǎn)生的現(xiàn)象；（4）冷卻后稱量錐形瓶內(nèi)物質(zhì)的總質(zhì)量?；顒优c探究1實驗步驟：氣球玻璃管細沙實驗名稱白磷在空氣中燃燒實驗現(xiàn)象反應(yīng)前后天平是否平衡結(jié)論化學反應(yīng)前后的各物質(zhì)質(zhì)量總和，等于反應(yīng)后生成的各物質(zhì)質(zhì)量總和白磷燃燒產(chǎn)生大量白煙，放出熱量天平平衡磷+氧氣

五氧化二磷

點燃m1

=

m2

實驗步驟:（1）先把天平調(diào)節(jié)平衡；（2）取一小燒杯放在天平左盤,用小試管取約1/3試管硫酸銅溶液;（3）反應(yīng)前稱量:把裝有硫酸銅溶液的小試管和鐵釘一同放在小燒杯中稱量，稱得總質(zhì)量m1;（4）把鐵釘加入到裝有硫酸銅溶液的小試管中。(砝碼不動)（5）反應(yīng)后的稱量:把小試管再放入小燒杯中,稱得總質(zhì)量m2,比較m1和m2的大小。

鐵釘與硫酸銅溶液反應(yīng)前后質(zhì)量的測定活動與探究2實驗名稱鐵和硫酸銅溶液反應(yīng)實驗現(xiàn)象反應(yīng)前后天平是否平衡結(jié)論化學反應(yīng)前后的各物質(zhì)質(zhì)量總和，等于反應(yīng)后生成的各物質(zhì)質(zhì)量總和天平平衡鐵釘表面有一層紅色物質(zhì)，溶液由藍色變成淺綠色

硫酸銅+鐵硫酸亞鐵+銅

m1

=

m2

通過實驗我們能得到什么結(jié)論？

參加化學反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量總和，等于反應(yīng)后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和。這個規(guī)律叫做質(zhì)量守恒定律。反應(yīng)物的質(zhì)量總和生成物的質(zhì)量總和無數(shù)實驗證明：理解質(zhì)量守恒定律的定義時要注意：

1．質(zhì)量守恒定律是關(guān)于化學反應(yīng)的普遍規(guī)律，其運用范圍是化學變化。一切化學反應(yīng)都遵循質(zhì)量守恒定律。2．質(zhì)量守恒定律的“守恒”指的是質(zhì)量守恒，其他方面如體積等不一定守恒。3．注意定律中的幾個關(guān)鍵之處：（1）“參加反應(yīng)的各物質(zhì)”，沒有參加反應(yīng)的物質(zhì)不包括在內(nèi)；（2）“生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和”，應(yīng)當包括生成的各種物質(zhì)，如沉淀、氣體等。鎂帶在空氣中燃燒生成氧化鎂后的質(zhì)量比原來金屬鎂的質(zhì)量大，有人說這個事實不符合質(zhì)量守恒定律，你說對嗎？為什么？

此說法不對。鎂帶在空氣里燃燒，是鎂和氧氣發(fā)生了化學反應(yīng)。根據(jù)質(zhì)量守恒律，反應(yīng)后生成物氧化鎂的質(zhì)量，一定等于參加反應(yīng)的鎂帶和氧氣的質(zhì)量和，所以生成物的質(zhì)量比鎂質(zhì)量大。解釋一些實驗事實

遵守質(zhì)量守恒定律，石蠟燃燒生成的二氧化碳和水跑到空氣中去了，所以質(zhì)量減少，但石蠟和氧氣的總質(zhì)量等于二氧化碳和水的總質(zhì)量。思考為什么蠟燭燃燒后質(zhì)量減輕了？這個反應(yīng)符合質(zhì)量守恒定律嗎？

凡是有氣體參加或有氣體生成的化學反應(yīng)，可以在密閉容器中進行，防止反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)物質(zhì)與環(huán)境物質(zhì)之間的物質(zhì)交換，否則反應(yīng)后剩余物質(zhì)質(zhì)量會增大或減小。

但這并不是違反質(zhì)量守恒定律，反而是體現(xiàn)了質(zhì)量守恒定律。溫馨提示

知識點2質(zhì)量守恒定律的微觀解釋

迷津指點

化學反應(yīng)前后有“五個一定不變”“兩個一定改變”和“兩個可能改變”：五個一定不變（1）宏觀：化學反應(yīng)前后各物質(zhì)的質(zhì)量總和不變化學反應(yīng)前后各元素的種類保持不變（2）微觀：原子的種類不變原子的數(shù)目不變原子的質(zhì)量不變兩個一定改變（1）宏觀：物質(zhì)的種類改變（2）微觀：分子的種類改變兩個可能改變分子總數(shù)可能改變物質(zhì)的存在狀態(tài)可能改變

3.質(zhì)量守恒定律的應(yīng)用(1)解釋一些化學變化中的質(zhì)量變化的現(xiàn)象。(2)推斷物質(zhì)的元素組成。(3)推算反應(yīng)物或生成物中某物質(zhì)的質(zhì)量。(4)推算某一化學反應(yīng)中各物質(zhì)的質(zhì)量比等。

知識點3托盤天平的使用

1．托盤天平的組成及精確度(1)組成：由托盤(分左右兩個)、指針、標尺、調(diào)節(jié)校準天平的平衡螺母、砝碼、砝碼盒、游碼、分度盤等組成。(2)精確度：0．1g。

同步演練1.下列說法正確的是（）A．根據(jù)質(zhì)量守恒定律，1L氫氣和1L氧氣反應(yīng)能生成2L水B．蠟燭完全燃燒后，蠟燭沒有了，違背了質(zhì)量守恒定律C．只有固體、液體間反應(yīng)才遵循質(zhì)量守恒定律D．鐵在氧氣中燃燒，生成四氧化三鐵的質(zhì)量等于參加反應(yīng)的鐵絲與氧氣質(zhì)量之和【思路點撥】質(zhì)量守恒定律說的是質(zhì)量守恒，與物質(zhì)的體積沒有關(guān)系，A錯誤；只要是化學變化就一定遵循質(zhì)量守恒定律，蠟燭完全燃燒后，蠟燭沒有了，是因為生成了氣體，逸散到空氣中了，B錯誤；所有的化學反應(yīng)都遵循質(zhì)量守恒定律，C錯誤；鐵在氧氣中燃燒的反應(yīng)物是參加反應(yīng)的鐵絲和氧氣，生成物是四氧化三鐵，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知這兩者的質(zhì)量是相等的，D正確。【規(guī)范解答】D【規(guī)律總結(jié)】只要是化學變化都遵循質(zhì)量守恒定律，如果質(zhì)量減少了，說明有物質(zhì)逸散到空氣中了；如果質(zhì)量增加了，說明有別的物質(zhì)參加了反應(yīng)。2.圖中的“白色小球”表示氫原子，“黑色小球”表示氧原子。某物質(zhì)在催化劑存在的條件下，其分子變化情況可用下圖表示。(1)該物質(zhì)的化學式是____，其中氧元素的化合價是____；該物質(zhì)屬于(填類別)。(2)該物質(zhì)的化學性質(zhì)與水的化學性質(zhì)____(填“相同”或“不同”)。(3)從上面的反應(yīng)示意圖中，你可以得出什么結(jié)論?請你說出一條：_____?！舅悸伏c撥】(1)由圖中信息可知，該物質(zhì)的一個分子中含有兩個氫原子和兩個氧原子，該物質(zhì)的化學式是H2O2，在過氧化氫中氫元素的化合價是+1價，根據(jù)化合物中各元素化合價代數(shù)和為零的原則，設(shè)氧元素的化合價為x，則(+1)×2+2x=0，解得x=-1，所以，氧元素的化合價為-1價，該物質(zhì)是由氧元素與氫元素組成的化合物，屬于氧化物。(2)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)的性質(zhì)，過氧化氫和水分別是由兩種不同的分子構(gòu)成的物質(zhì)，化學性質(zhì)不同。(3)可從微觀粒子角度出發(fā)獲得答案?！疽?guī)范解答】(1)H2O2-1氧化物(2)不同(3)在化學反應(yīng)中，分子可以再分，原子不能再分【規(guī)律總結(jié)】化學變化的實質(zhì)可表示為分子分裂原子重新組合分子;在此過程中原子是最小粒子，原子的種類、個數(shù)、質(zhì)量都不變，元素種類、質(zhì)量不變，反應(yīng)前后物質(zhì)質(zhì)量總和相等。3.山好水好釀好酒，岳陽龍灣以酒出名，其釀酒技術(shù)相傳是杜康化成道人來龍灣親自傳授的。酒精是一種綠色能源，其燃燒的過程可以表示為酒精+氧氣二氧化碳+水。根據(jù)這個表達式，有關(guān)酒精的說法正確的是（）A．酒精中一定含有C、H、O三種元素B．酒精中一定含有C、H兩種元素，可能含有氧元素C．酒精中含有C元素，可能含有氧元素和氫元素D．酒精是一種單質(zhì)【思路點撥】根據(jù)質(zhì)量守恒定律，生成物中含有碳、氫、氧三種元素，反應(yīng)物中也含有碳、氫、氧三種元素，由于氧氣中含有氧元素，所以酒精中一定含有碳、氫元素，可能含有氧元素。【規(guī)范解答】B點燃4.下列有關(guān)托盤天平的使用的說法不正確的是（）A．可用托盤天平稱取3．2g的高錳酸鉀B．稱取2．5g某固體藥品發(fā)現(xiàn)指針向右偏轉(zhuǎn)時，應(yīng)減少砝碼C．稱某小燒杯的質(zhì)量發(fā)現(xiàn)指針向左偏轉(zhuǎn)時，應(yīng)添加砝碼D．在添加砝碼時，應(yīng)先添加質(zhì)量大的砝碼，后添加質(zhì)量小的砝碼【思路點撥】托盤天平在讀數(shù)時保留到小數(shù)點后一位，A說法正確；稱取2.5g固體藥品時，指針向右偏轉(zhuǎn)說明右盤重，即藥品少，應(yīng)增加藥品，B說法錯誤；稱取小燒杯的質(zhì)量時指針向左偏轉(zhuǎn)說明物體重，應(yīng)添加砝碼，C說法正確；在添加砝碼時，先加質(zhì)量大的砝碼，再加質(zhì)量小的砝碼，D說法正確?！疽?guī)范解答】B【規(guī)律總結(jié)】天平在使用時的注意事項：讀數(shù)保留到小數(shù)點后一位，左物右碼，分度盤上的指針指向中央時說明已經(jīng)平衡。5.使用如圖所示裝置進行驗證質(zhì)量守恒定律的實驗，下列反應(yīng)中應(yīng)選擇（）A.鹽酸+氫氧化鋁氯化鋁+水B.二氧化碳+水碳酸C.氯化銨+氫氧化鈉氯化鈉+氨氣+水D.磷+氧氣五氧化二磷【思路點撥】反應(yīng)物和生成物中都沒有氣體或者煙霧，可以在開放性實驗裝置中反應(yīng)，A正確，B、C、D反應(yīng)物或生成物中有氣體，不宜在開放性實驗裝置中反應(yīng)，所以不正確。【規(guī)范解答】A【解題心得】本題考查驗證質(zhì)量守恒定律的實驗裝置的選擇，要正確理解質(zhì)量守恒定律，如果反應(yīng)物或生成物中有氣體或者煙霧，應(yīng)選擇密閉的裝置。點燃6.將一定質(zhì)量的a、b、c、d四種物質(zhì)放入一密閉容器中，在一定條件下反應(yīng)一段時間后，測得反應(yīng)后各物質(zhì)的質(zhì)量如下表，下列說法正確的是（）A．a(chǎn)和b是反應(yīng)物B．x=2．0C．該反應(yīng)是分解反應(yīng)D．d可能是催化劑【思路點撥】根據(jù)質(zhì)量守恒定律有：6．4+4．0+3．2+2．8=5．2+7．2+x+2．8，解得x=1．2，B錯誤；由表中數(shù)據(jù)和x的值可知，反應(yīng)后a的質(zhì)量減少,b的質(zhì)量增加，c的質(zhì)量減少，d的質(zhì)量不變，因此a、c是反應(yīng)物，b是生成物，d可能是催化劑，也有可能是雜質(zhì)，A錯誤、D正確；由分析可知，該反應(yīng)為a+cb,是化合反應(yīng)，C錯誤?！疽?guī)范解答】D【解題技巧】解答此類涉及質(zhì)量守恒定律的“表格問題”，關(guān)鍵是對反應(yīng)中各物質(zhì)“身份”的確定，即反應(yīng)后質(zhì)量減少的物質(zhì)一定是反應(yīng)物，反應(yīng)后質(zhì)量增加的物質(zhì)一定是生成物，反應(yīng)前后質(zhì)量不變的物質(zhì)可能是催化劑或未參與反應(yīng)的雜質(zhì)。7.3．0g某物質(zhì)完全燃燒后生成4．4gCO2和1．8g水。則對該物質(zhì)相關(guān)判斷正確的是（）A．該物質(zhì)只含碳、氫元素B．該物質(zhì)一定含有碳、氫元素，可能含有氧元素C．該物質(zhì)由碳、氫、氧元素組成D．該物質(zhì)分子中碳原子和氫原子的個數(shù)比為1：1【思路點撥】根據(jù)質(zhì)量守恒定律，化學反應(yīng)前后元素的種類不變,某物質(zhì)燃燒生成了水和二氧化碳，生成物中含有碳、氫、氧元素，反應(yīng)物也含有碳、氫、氧元素，由于氧氣中含有氧元素，可推斷該物質(zhì)中一定含有碳、氫元素，可能含有氧元素。根據(jù)反應(yīng)前后元素的質(zhì)量不變，該物質(zhì)中的碳元素的質(zhì)量與二氧化碳中碳元素的質(zhì)量相等，均為1．2g(用二氧化碳的質(zhì)量乘以二氧化碳中碳元素的質(zhì)量分數(shù)可求出)，該物質(zhì)中氫元素的質(zhì)量和水中氫元素的質(zhì)量相等，均為0．2g(用水的質(zhì)量乘以水中氫元素的質(zhì)量分數(shù)可求出)，3．0g-1．2g-0．2g=1．6g，推知該物質(zhì)中含有氧元素，則該物質(zhì)由碳、氫、氧三種元素組成,該物質(zhì)中碳、氫元素的質(zhì)量比為1．2g：0．2g=6：1，設(shè)該物質(zhì)的化學式為CxHyOz，根據(jù)該物質(zhì)中碳、氫元素質(zhì)量比,可以得出6：1=12x/y，求出x／y=1：2?！疽?guī)范解答】C8.如圖是四種物質(zhì)a、b、c、d在化學反應(yīng)過程中的微觀示意圖，下列說法