化学反应中的质量守恒

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 一天,福尔摩斯像往常一样滋滋有味地抽 着他的烟斗,房间里充满了刺鼻的烟味。华生问 道:“敬爱的先生，别人都说你很聪明,那么你 能告诉我你吐出的这些烟和气体的质量是多少 吗？” 福尔摩斯慢条斯理地 说：“这个问题很简单，我只要称出抽 烟前烟斗和烟丝的总质量，再减去抽完 烟后烟斗和剩余烟灰的总质量，不就是 我吐出烟和气体的质量了么！” 当物质发生化学变化生成新物质时，当物质发生化学变化生成新物质时， 反应物的质量与生成物的质量总和相比较，反应物的质量与生成物的质量总和相比较， 存在什么样的关系？存在什么样的关系？ 木炭燃烧成为灰烬，质量如何变

2、 化？ 小树苗长成参天大树，质量如何变 化？ 在化学反应过程中，反应物和生成物 的质量是如何变化的呢？ 过氧化氢在催化剂作用下分解生成水和氧气。分解了的过氧化 氢的质量与生成的水和氧气的质量具有什么关系呢？ 你的猜想是什么，变大、变小、还是不变？让你的猜想是什么，变大、变小、还是不变？让 我们通过实验来验证一下吧！我们通过实验来验证一下吧！ 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( (见下图见下图) ) 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 _。 文字表达式文字表达式 _。 实验结论实验结论 化学反应前后，物质的总质量化学反应前后

3、，物质的总质量_。 溶解溶解大量气泡大量气泡膨胀起来膨胀起来 平衡平衡 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 对于有气体参与的反应，在设计实验探究质量守恒定对于有气体参与的反应，在设计实验探究质量守恒定 律时，应该注意什么问题律时，应该注意什么问题? ? 提示：提示：有气体参加或生成的化学反应必须在有气体参加或生成的化学反应必须在密闭容器密闭容器 中验证质量守恒定律，否则会导致实验结果产生偏差。中验证质量守恒定律，否则会导致实验结果产生偏差。 2 2、氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液的反应：氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液的反应： 实验装置实验装置( (见右图见右

4、图) ) 实验现象实验现象 两种溶液混合后有两种溶液混合后有 _生成，天生成，天 平平_。 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，物质的总质量化学反应前后，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、白磷燃烧前后质量的测定 （1）选择锥形瓶、橡皮塞、导管、气球、细沙等按 照如图所示安装好装置。 （2）在备好的锥形瓶中放一小块白磷，称量锥 形瓶及瓶内物质的总质量 （3）点燃白磷，观察实验现象 （4）称量锥形瓶及瓶内物质的总质量(冷却) （5）比较反应前后物质总质量

5、的变化 实验操作： 实验示意图： 实验现象： 白磷燃烧产生大量白烟，放出大量热，气球鼓起后瘪掉,天 平仍保持平衡 细砂 玻璃管 气球 白磷 1、锥形瓶底部为何要铺细纱？ （防止集气瓶底炸裂） 2、玻璃管有何作用？ （引燃白磷） 3.气球有何现象？为何有此现象？ （气球鼓起后瘪掉。气体热胀冷 缩） 4.能否将玻璃管换成玻璃棒，一端不系 气球？ （不能，由于气压过大，瓶塞易被冲出） 实验中的注意事项及原因： 实验结论：参加化学反应的磷和氧气的质量总和，等 于反应后生成的五氧化二磷的质量。 是否对任何化学反应前后的质量都不变呢是否对任何化学反应前后的质量都不变呢? ? 结论：结论： 反应前物质的总质

6、量反应前物质的总质量 反应后物质的总质量反应后物质的总质量= 即：参加化学反应的各物质的质量之和等于反应后 生成的各物质的质量之和。（质量守恒定律） 是否所有化学反应都遵循质量守恒定律呢是否所有化学反应都遵循质量守恒定律呢? ? 1、“总和”意味着把各种状态的反应物和生成物都算在内。 如沉淀、肉眼看不见的气体也应考虑。 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。 质量守恒定律概念要点: 2、参加化学反应的各物质的质量总和并不是各物质的任意质 量之和，不参加反应的物质的质量不能计算在内。 3、质量守恒定律的“守恒”，是指质量守恒，而不 是体积守恒 。 为什么参加化学 反

7、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？ 水分子 氢原子 电解水过程示意图 氢原子 氧原子 氧分子 氧原子 氢分子 氧分子、氢分子形成的过程 氢 原 子 氢原子 原子种类没有改变 原子数目没有增减 原子总质量没有改变 元素种类 变了吗？ 元素质 量变了 吗？ 分子数目分子数目 变了吗？变了吗？ 化学反应前后 物质种 类呢？ 分子种类 呢？ 不变 改变 可能改变 从宏观和微观角度看质量守恒定律，可将化学反应过程归纳从宏观和微观角度看质量守恒定律，可将化学反应过程归纳 为为“五个不变、两个改变、一个可能改变五个不变、两个改变、一个可能改变”即即 (3)(3)一个可能改变反应前

8、后分子总数可能改变一个可能改变反应前后分子总数可能改变 质量守恒定 律有哪些应用呢？ 1.用质量差确定某反应物或生成物的质量。 1.6 例1.已知氧化汞加热分解为汞和氧气。现将21.7g 氧化汞粉末放在试管里加热，直到氧化汞完全分解 为止。冷却后，称得反应后生成金属汞的质量为 20.1g，则生成的氧气的质量是_g。 解析：根据质量守恒定律，参加反应的氧化汞的 质量等于反应后生成汞和氧气的质量。 变式练习：酒精在空气中燃烧生成二氧化碳和水，能否根 据这一事实，推断出酒精中肯定会有什么元素？可能会有 什么元素? 一定有的元素： 可能有的元素： 例2.某物质加热分解为NH3、H2O、CO2，则该物质

9、中含有 _元素。 2.推断反应物或生成物的组成元素 C、H O N、H、O、C 解析：反应前后元素的种类不变，生成物中含有四种元 素，所以反应物中也含有四种元素。 3.解释一些实验事实 生成物的质量等于参加反应的铁丝和氧气的质量之和。 石蜡燃烧的质量与反应的氧气的质量之和等于反应生 成的二氧化碳和水的质量之和。 (1)铁丝在氧气中燃烧后质量增加。 (2)石蜡燃烧后质量减少。 质量守恒定律发展简史 1673年，化 学反应后物 质的质量增 加了。 1756年， 化学反应后 物质的总质 量不变，但 未被重视。 1777年， 化学反应后 物质的总质 量不变，得 到公认。 波义耳的实验在反应后测得生成物

10、的质量增加了，为 什么质量会增加？ 抽烟前： 抽烟后： m(m(烟斗烟斗)+ m()+ m(烟丝烟丝) = m() = m(烟斗烟斗)+m()+m(烟灰烟灰)+ m()+ m(气体气体) ) +m(+m(氧气氧气) ) 福尔摩斯是通过哪些知识计算出烟气的质量的？” 原子数目没有增减原子数目没有增减 原子种类没有改变原子种类没有改变 原子质量没有变化原子质量没有变化 推测一些物质的组成推测一些物质的组成 进行有关的计算进行有关的计算 解释一些事实解释一些事实 内容内容 原因原因 应用应用 质 量 守 恒 定 律 质 量 守 恒 定 律 参加化学反应的各物质参加化学反应的各物质 生成的各物质的质量

11、总和生成的各物质的质量总和 的质量总和等于反应后的质量总和等于反应后 小 结 1【2014年湖南省株洲市】某物质W在空气 中完全燃烧后的产物只有二氧化碳和水。 根据以上信息，下列关于物质W组成的说法 中正确的是( ) A含有C、H、O三种元素 B只含C、H元素 C含有C、H元素，可能含有O元素 D含有C元素，可能含有H、O元素 2【2014年湖南省株洲市】已知：某密闭容 器中，12g A加热完全分解产生B和C，其中 B的质量为2g，同时C又能部分分解产生 0.1g D和7.9g E，则最终该密闭容器中B和 C的质量比为( ) A1 1 B1 2 C1 4 D1 5 3 3、(2012(2012

12、重庆中考重庆中考)NH)NH4 4ClOClO4 4( (高氯酸铵高氯酸铵) )可用可用 作火箭推进剂，当它发生分解反应时，不作火箭推进剂，当它发生分解反应时，不 能生成的物质是能生成的物质是( () ) A.COA.CO2 2B.ClB.Cl2 2C.OC.O2 2D.ND.N2 2 1. 对质量守恒定律的正确理解是 （ ） A.参加反应的各种物质的质量不变 B.化学反应前后各物质的质量不变 C.化学反应前的各物质质量总和等于反应后生成的各物质 质量总和 D.参加化学反应的各物质质量总和与反应后生成的各物质 质量总和相等 D 2.镁条在空气中完全燃烧后生成物的质量（ ） A.比镁条质量小 B

13、.比镁条质量大 C.等于参加反应镁条质量加上参加反应的氧气质量 D.等于的镁条质量加上参加反应的空气质量 C 3.化学反应遵守质量守恒定律的原因是( ) A. 反应前后物质的种类没有变化 B. 反应前后原子的种类和数目没有变化 C.反应前后分子的数目没有变化 D. 反应前后的分子种类没有变化 B 4.在化学反应前后，下列各项中一定没有变化的是( ) 原子的数目 分子的数目 元素的种类 物质的总质量 物质的种类 原子种类 A B C D B B 5.下列现象不能用质量守恒定律解释的是（ ） A.蜡烛燃烧时变短 B.打开盛有酒精的瓶盖酒精质量变小 C.镁带燃烧后，固体质量增加 D.煤燃烧后质量减轻 6. 随着科技的发展，人们有可能通过操纵单个原子来制造 分子。若用这种方法制造葡萄糖（C6 6H12O6），则不需要的 原子是（ ） A A、碳原子、碳原子 B B、氧原子、氧原子 C C、氢原子、氢原子 D D、氮原子、氮原子 D 7. 6g的碳在充足的氧气中燃烧，生成二氧化碳22 g ，则 有_g 的氧气参加反应。 16 8.蜡烛后的产物有二氧化碳和水，根据质量守恒