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提示:由图示可看出,反应前共有4个A原子,4个B原子,反应后乙
分子中含有2个A原子,1个B原子,所以在生成的2个乙分子中,共
含有4个A原子,2个B原子,由此推断每个丙分子中含有2个B原子,
其图示可简画为
。
2.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 整。
提示:化学反应的实质是原子的重新组合过程,化学反应前后原 子的种类与数目都不变,原子的质量不变,元素的种类不变,物 质的总质量不变,而分子的种类与物质的种类一定变,分子的数 目可能变。
【解析】选C。质量守恒定律的适用范围为化学变化,A发生的 不是化学变化,错误;化学反应前后分子的总数可能会发生变 化,B错误;镁条燃烧后质量增加,是因为没有计算参加反应氧气 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 氧化镁的质量,遵循质量守恒定律,D错误;化学反应前后原子的 种类和个数一定不会发生变化,C正确。
【归纳总结】质量守恒定律的实验探究方法 1.药品选择:若在敞口容器中进行,需要选择化学反应现象明显 且没有气体生成的药品,通过对比实验得出结论。 2.实验装置要求:如果所选的化学反应中有气体参加或生成,则 应该在密闭容器中进行。
3.实验现象分析: 应从以下三个方面重点关注: (1)通过观察化学反应现象,确认肯定发生了反应。 (2)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。 (3)如果反应后天平不平衡,分析现象并对现象进行解释,如反 应中是否有气体逸散,外界物质是否参与反应,用气球收集气体 是否有浮力等因素。
二、质量守恒定律的微观解释 化学反应的过程,就是原子_重__新__组__合__的过程。即在一切化学反 应中,反应前后原子的_种__类__没有改变,原子的_数__目__没有增减, 原子_质__量__没有变化,所以,参加反应的各物质的质量总和必然 _等__于__反应生成的各物质的质量总和。
1.判断正误: (1)100 g冰融化变成100 g水符合质量守恒定律。 ( × ) 提示:100 g冰融化变成100 g水这一变化前后质量虽然相等,但 发生的是物理变化,不能用质量守恒定律来解释。 (2)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 守恒定律。 ( × ) 提示:任何化学反应都遵循质量守恒定律,因为有氧气参加,所 以生成氧化镁的质量大于镁的质量。
【备选习题】(2013·江西中考)如图是某反应过程的微观示意 图,“ ”与“ ”分别表示不同元素的原子。图中X处的粒 子示意图是( )
【解析】选C。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,观察微观示意图可知反应前有4个 原 子,反应后有6个 原子和2个 原子,因此X中应含有2个 原 子和2个 原子,故C符合题意。
A.CO2
B.Cl2
C.O2
D.N2
【解析】选A。反应前后元素的种类保持不变,反应前有H、N、
Cl、O 4种元素,则生成物中只能有这4种元素。
4.在化学反应前后可能发生改变的是( )
A.原子种类
B.原子数目
C.分子数目
D.各物质的总质量
【解析】选C。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,反应前后原子的种类、
(2)“质量总和”的含义。 一些反应可能有气体参加,也可能有气体或沉淀生成,应用质量 守恒定律时,各状态的物质都要包括,不能遗漏。如铁丝燃烧后 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。
2.特别提醒: (1)质量守恒定律只能解释化学变化不能解释物理变化。 (2)质量守恒是物质的“质量”守恒,而非“体积”守恒。
答案:(1)白磷燃烧消耗瓶内的氧气,生成固体五氧化二磷,使瓶 内压强减小,小于外界气压,在大气压的作用下,C中气球变小,A 中压强等于外界大气压,所以A、C中气球大小不同 (2)参加反应(或消耗或反应掉)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
1.结合所学知识,请将丙的分子结构图示填入相应方框内。
要点二 质量守恒定律的探究
上图是红磷燃烧前后质量的测定。 (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, 锥形瓶瓶底为何铺一层细沙? 提示:红磷燃烧放出热量,锥形瓶内气体膨胀,会导致瓶内压强 增大,如不系小气球可能会使橡胶塞弹出,从而导致实验失败。 红磷燃烧会放出大量的热,不铺细沙易使锥形瓶瓶底炸裂。
【备选习题】在用白磷(白磷与红磷组成相同,着火点为40℃) 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 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 塞紧,并引燃白磷,实验过程如下图所示。请回答下列问题:
(1)实验观察到A、C中气球的大小不同,用理化知识解释产生此 现象的原因是________________________________________。 (2)将C再次放到天平上称量,天平仍然平衡,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___________ ____________________________________________________。
【解析】(1)实验观察到A、C中气球的大小不同,主要原因是白 磷燃烧消耗瓶内的氧气,生成固体五氧化二磷,使瓶内压强减小, 小于外界气压,在大气压的作用下,C中气球变小,A中压强等于 外界大气压,所以A、C中气球大小不同。(2)根据质量守恒定律, 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,故天平仍然平衡。
(3)化学变化中原子的种类与数目不发生改变。 ( √ ) 提示:化学反应是原子的重新组合过程,化学反应前后原子的种 类与数目不变。 (4)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 闭容器中进行。 ( √ ) 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 量守恒定律,否则会导致实验结果产生偏差。
④实验结论 化学反应前后,物质的总质量_不__变__。
(2)氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液 的反应。 ①实验装置(见右图) ②实验现象 两种溶液混合后有_蓝__色__沉__淀__生成,天平_保__持__平__衡__。 ③反应的文字表达式: __氢__氧__化__钠__+_硫__酸__铜__→__氢__氧__化__铜__+_硫__酸__钠__。 ④实验结论 化学反应前后,物质的总质量_不__变__。
(3)白磷燃烧实验。 ①实验装置(见右图) ②实验现象 白磷燃烧,生成_大__量__白__烟__, 冷却后天平_保__持__平__衡__。 ③反应的文字表达式 _磷__+_氧__气___点_燃_____五__氧__化__二__磷__。 ④实验结论 化学反应前后,物质的总质量_不__变__。
2.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__。
2.在化学反应A+B====C+D中,已知80 g A与24 g B恰好完全反
应生成42 g C,则生成D的质量为( )
A.56 g
B.62 g
C.52 g
D.60 g
【解析】选B。根据质量守恒定律反应物的质量和等于生成物
的质量和,所以生成D的质量为80 g+24 g-42 g=62 g。
3.NH4ClO4(高氯酸铵)可用作火箭推进剂,当它发生分解反应时, 不能生成的物质是( )
(2)分析上述实验思考:有气体参加或生成的反应,在探究质量 守恒定律时,应注意什么问题? 提示:为使结果准确,应让反应在密闭容器中进行。
【示范题2】下列装置不能用于证明质量守恒定律实验的是 ()
【解析】选C。本题考查质量守恒定律的探究实验。验证质量 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 体散失到空气中,则会影响到质量变化,故应选择密闭装置,A、 D可行,B中无气体生成,可行,故选C。
答案:(1)遵守 (2)甲中碳酸钠和稀盐酸反应有气体生成,使瓶 内压强增大;乙中二氧化碳和澄清石灰水反应,使瓶内压强减小
要点一 质量守恒定律的解读 1.概念解读: (1)“参加反应”的含义。 “参加反应”的物质质量是指参与了化学反应的物质质量,不 能把“参加反应”的物质理解成反应物,化学反应中会存在反 应物过量的问题。
【示范题1】(2013·黄冈中考改编)下列有关对质量守恒定律的 理解,正确的是( ) A.将5 g铁和5 g铜混合加热后,物质的总质量为10 g,遵循质量 守恒定律 B.化学反应前后分子的总数一定不会发生变化 C.化学反应前后,原子的种类和个数一定不发生变化 D.镁条燃烧后质量增加,不遵循质量守恒定律
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 1.探究实验: (1)大理石和盐酸反应。 ①实验装置(见右图) ②实验现象 大理石__溶__解_,产生_大__量__气__泡__,小气球_膨__胀__起__来__,天平_平__衡__。
③文字表达式 碳酸钙+盐酸→氯化钙+二氧化碳+水 ________________________________。
数目不变,但分子的数目可能改变;任何化学反应都遵循质量守
恒定律,反应前后各物质的质量总和不变。
5.如图所示的甲、乙两个装置(气密性良好),从分液漏斗中加 入液体,一段时间后两装置中的气球都胀大(忽略液体体积对气 球体积的影响)。精确称量发现:两个实验反应后质量均与反应 前数值不相等。
(1)两个反应________(填“遵守”或“不遵守”)质量守恒定 律。 (2)请分别解释两个装置中气球胀大的原因______________。 【解析】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,使瓶内压强增大,所以气 球胀大,乙中由于二氧化碳和澄清石灰水反应,使瓶内压强减小, 所以气球胀大。
