初中化学鲁教版九年级上册第五单元 定量研究化学反应第一节 化学反应中的质量守恒导学案

化学反应中的质量守恒 【学习目标】 1.熟练掌握质量守恒定律的内容；记住化学反应前后“六不变、两变、两可能变”。 2.学会运用质量守恒定律解释和解决一些化学现象和问题。 【要点梳理】 要点一、质量守恒定律 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。这个规律就叫做质量守恒定律。 【要点诠释】 1.质量守恒定律适用于一切化学反应。运用这一定律时，特别要注意“参加化学反应”、“反应后生成”、“质量总 和”等关键字词，不能遗漏任一反应物或生成物，尤其是气体。 2.在验证质量守恒定律时，对于有气体参加或有气体生成的反应，都必须在密闭容器中进行。 要点二、质量守恒定律的微观解释及运用（高清课堂《质量守恒定律》） 1.质量守恒定律的微观解释：化学反应的实质就是参加反应的各物质中的原子重新组合生成新物质分子的过 程，在化学反应前后，原子的种类没有改变、原子的数目没有增减、原子的质量也没有改变。因此参加化学反 应的各物质的质量总和与反应后生成的各物质的质量总和必然相等。 如下图所示：通电后水分子分解生成氢气分子和氧气分子，但是氢原子和氧原子的种类没变、数目没变、 每个原子的质量也没变，因此物质的总质量也不变。 2.质量守恒定律的运用： （1）解释常见化学现象中的质量关系，如：铁生锈质量增加，木炭燃烧成灰质量减少等。 （2）利用质量守恒定律，根据化学方程式确定物质的化学式。 （3）利用质量守恒定律，根据化学方程式确定物质的相对分子质量。 （4）利用质量守恒定律，根据化学方程式求反应中某元素的质量。 （5）利用质量守恒定律，根据化学方程式求反应中某物质的质量。 【要点诠释】 化学反应前后“六不变、两变、两可能变”： 1.六个不变：宏观上①元素的种类不变，②元素的质量不变，③物质的总质量不变； 微观上①原子的种类不变，②原子的数目不变，③原子的质量不变。 2.两个改变：宏观上物质的种类改变；微观上分子的种类改变。 3.两个可能变：宏观上元素的化合价可能改变；微观上分子的总数可能改变。 【典型例题】 类型一、利用质量守恒定律推求化学式 1. 在金属铂作催化剂和加热的条件下，氨气和氧气可发生如下反应：4NH3＋5O2＝4X＋6H2O，其中 X 的 化学式为( ) A.N2 B.NO2 C.NO D.O2 【思路点拨】本题考查的是质量守恒定律的应用。从微观上看，质量守恒定律在一切化学反应中都成立是因为 在反应前后原子的种类和数目都不变，所以我们可以根据它来解此题。 【答案】C 【解析】根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类和原子的个数不变。反应前有 4 个 N、12 个 H 和 10 个 O，反应后有 12 个 H 和 6 个 O，尚缺 4 个 N 和 4 个 O，因 X 前已有化学计量数 4，故 X 的化学式为 NO。 【总结升华】在化学反应前后六个不变是：宏观上①元素的种类不变，②元素的质量不变，③物质的总质量不 变；微观上①原子的种类不变，②原子的数目不变，③原子的质量不变。两个一定变是：宏观上物质的种类改 变；微观上分子的种类改变。 2.（2015•武威中考）物质 X 是一种可再生绿色能源，其燃烧的化学方程式为 X+3O2 2CO2+3H2O， 则 X 的化学式为（ ） A．C2H4 B．CH3OH C．C2H5OH D．C2H6 【思路点拨】根据燃烧的化学方程式为 X+3O2 2CO2+3H2O，利用质量守恒定律来推断 X 的化学式。 【答案】C 【解析】在反应 X+3O2 2CO2+3H2O 中，根据质量守恒定律可知，反应前后的元素种类、原子个数和种类 不变，反应后共 2 个 C 原子、6 个 H 原子、7 个 O 原子，反应前现有 6 个 O 原子，则 X 中共有 2 个 C 原子、6 个 H 原子、1 个 O 原子，即化学式为 C2H5OH，故选 C。 【总结升华】本题考查物质化学式的推断，学生应正确理解质量守恒定律，利用原子守恒来解答。在化学反应 中，反应前后原子的种类和数目都不变。元素符号右下角数字表示原子的个数，化学式前的数字表示微粒的个 数，在解题时要注意对这两类数字的处理。 举一反三： 【变式】（2015•沈阳中考）火箭推进器中盛有 N2H4 和 H2O2，发生反应的化学方程式：N2H4+2H2O2=R+4H2O， 其中 R 的化学式为（ ） A．N2 B．N2O4 C．NH3 D．NO2 【答案】A 类型二、利用质量守恒定律求物质间的质量关系 3.在密闭容器内有四种物质，在一定条件下充分反应，测得反应前后各物质的质量如下表： 物质 X Y Z Q 反应前质量/g 8 2 20 5 反应后质量/g 待测 10 8 13 下列说法正确的是（ ） A.反应后 X 的质量为 6g B.该反应的反应物是 X、Y C.参加反应的 X、Z 的质量比是 1:3 D.该反应可能是化合反应 【思路点拨】本题考查的是质量守恒定律的应用。首先根据表中信息判断出反应物和生成物，然后根据质量守 恒定律：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，从而计算出反应物和生成物 之间的质量关系。 【答案】C 【解析】在化学反应中，反应后质量减少的是反应物，质量增加的是生成物，Z 的质量减小是反应物，Y、Q 的质量增加是生成物。Z 的质量减少（反应了）20g-8g=12g，Y 的质量增加（生成了）8g，Q 的质量增加（生 成了）8g；根据质量守恒定律，化学反应前后物质的总质量不变，推断 X 是反应物，X 质量减少（反应了） 8g+8g-12g=4g，所以 X 反应后的质量为 8g-4g=4g。A、B、D 都不正确。参加反应的 X、Z 的质量比为 4g:12g=1:3, 故 C 正确。 【总结升华】解该类题时，首先要根据反应前后物质质量的改变判断出反应物和生成物。反应后质量减少的是 反应物，质量增加的是生成物。 举一反三： 【变式】（高清课堂《质量守恒定律》例 2）农业生产中我们常用到一种氮肥硝酸铵。已知高温或猛烈撞击均 会使硝酸铵产生大量气体，放出大量的热因而发生爆炸。已知硝酸铵发生爆炸反应化学方程式为：2NH4NO3 = 2N2↑+O2↑+4X，则 X 的化学式为 。 【答案】H2O 类型三、质量守恒定律的实验探究 4.同学们以“化学反应中，反应物与生成物的质量关系”为课题进行探究。经讨论分析、查阅资料后设计了 A、B 两套实验装置，并在实验过程中做到操作规范、准确称量和细致观察。实验完毕后，使用 A 装置进行实 验得到的结果是：反应前后反应物的总质量与生成物的总质量相等；而使用 B 装置进行实验得到的结果是：反 应前后反应物的总质量与生成物的总质量不相等。请你分析导致出现两种不同结果的原因 是 。 （已知这两个实验所发生的化学反应方程式为： A：CuSO4+2NaOH= Cu(OH)2↓+ Na2SO4 B：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ ） 【思路点拨】本题考查的是质量守恒定律的实验验证，不同同学运用不同的化学反应验证质量守恒定律的实验 探究。研究质量守恒定律时一定要注意反应中生成的气体不能散逸到空气中。 【答案】A 中的两种物质反应产生了沉淀没有脱离体系，所以质量不变；而 B 中产生的 CO2 气体逸散到空气 中去了，使剩余物质的质量比原物质质量减小 【解析】所有化学反应都要遵循质量守恒定律。B 实验是在敞口的容器中进行的，生成的二氧化碳气体扩散到 了空气中，使锥形瓶里的物质质量减小。 【总结升华】进行质量守恒定律验证实验，如果是在敞口装置中进行反应，选择的反应不能生成气体且反应所 用药品不与空气中任何物质反应；如果有气体参与反应或者生成物中有气体，则一定要设计反应在密闭装置中 进行。 举一反三： 【变式】两同学围绕蜂窝煤燃烧进行了如下探究，其中依据质量守恒定律解释的是（ ) A.当煤燃烧正旺时将炉门关上，煤层上方发现蓝色火焰。解释：此时氧气不足而产生的 CO 在燃烧 B.煤燃烧完后煤灰质量比煤的质量轻。解释：煤燃烧后产生的二氧化碳等气体逸出 C.在煤炉上方放一壶水不能防止 CO 中毒。解释：CO 难溶于水 D.将煤做成蜂窝状就更易燃烧。解释：蜂窝状的煤与空气接触面积增大 【答案】B 【解析】本题考查质量守恒定律的意义，质量守恒定律是有关化学反应中物质质量的一个规律，故选 B。