九年级化学质量守恒定律及其应用知识精讲

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1、九年级化学九年级化学质量守恒定律及其应用质量守恒定律及其应用 本讲主要内容本讲主要内容 质量守恒定律及其应用 从本单元起 学生对化学的学习将由生成何种物质向生成多少物质 即量的 转化 通过一系列的实验探究活动 得出质量守恒定律的概念 并能从宏观与微观的两个方面去 理解质量守恒定律 学会应用定律解释实验现象 并会进行简单的计算 知识掌握知识掌握 知识点精析知识点精析 一一 什么是质量守恒定律什么是质量守恒定律 当物质发生化学变化并生成新物质时 反应物的质量总和与生成物的质量总和相比较 存在什么关系呢 经过科学家的不断探究 实验 发现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、 为了验证这一定论教材中选用了四个探究性的实验 实验一 在密闭环境中的白磷燃烧 质量不变 实验二 在开放环境中铁与硫酸铜溶液的反应 质量不变 实验三 有气体生成的碳酸钠与盐酸的反应 二氧化碳气体逸出 质量减少 实验四 有固体生成的金属镁在空气中的燃烧 与氧气反应 质量增加 以上四个实验进一步证明任何化学反应一定遵守质量守恒定律 二二 准确理解质量守恒定律的含义准确理解质量守恒定律的含义 1 该定律知识用于化学变化 不适用于物理变化 例如 1g 水蒸发成 1g 水蒸气 虽然反应前后质量不变 但不能说遵守质量守恒定律 2 参加 两字不可省略 不能把 参加反应的各物质 简单地说成反应物 也不能把 质

3、量总和 说成各物质的任意之和 不参加反应的物质的质量不能计算在内 例如 6g 碳在 18g 氧气中充分燃烧后能生成 24g 二氧化碳 你认为对吗 解析 解析 不对 因为根据质量守恒定律和反应的相互关系 6g 碳只能与 16g 氧气反应 剩余的 2g 氧气并没有参与反应 所以生成二氧化碳的质量应为 22g 3 生成的各物质的质量总和 中的 各物质 不仅应包括生成的固体 液体 还应 包括反应后生成的气体 例如 有人认为镁在空气中燃烧质量增加不符合质量守恒定律 这是错误的 因为没 有加上参与反应的氧气的质量 4 质量守恒定律的守恒是指 质量守恒 而不是体积或分子个数守恒 例如 氢气在适量的氧气中燃烧

4、生成水时反应前后气体的质量总和相等 但气体的体 积总和并不相等 三三 为什么化学反应前后各物质质量总和相等 为什么化学反应前后各物质质量总和相等 1 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 在化学反应中 反应前后原子的种类没有改变 原子的数目没有增减 原子的质量也没有改变 2 质量守恒定律的本质 一定不变 宏观上 反应物和生成物的总质量不变 元素的种类不变 微观上 原子的种类不变 原子的数目不变 原子的质量不变 一定改变 宏观上 物质的种类一定改变 微观上 分子的种类一定改变 以通电分解水的反应为例进行分析 222 OH2OH2 催催 四四

5、质量守恒定律的应用质量守恒定律的应用 1 解释现象 例如 铁丝生锈以后 为什么生成物的质量比原来固体物质的质量增加 解析 解析 铁在潮湿的空气中与水和氧气作用而生成铁锈 根据质量守恒定律 生成铁锈 的质量等于参加反应的铁 水 氧气质量之和 故铁锈的质量比原来铁的质量增加 2 确定物质化学式 例如 在飞船的火箭推进器中常装有液态肼 用 X 表示 和液态双氧水 H2O2 它们 混合时的反应方程式为 2H2O2 X N2 4H2O 肼的化学式为 解析 解析 根据化学反应前后 原子的种类 原子的数目都不改变的原则 根据反应后的 原子个数可以推断出反应前两种物质的组成 所以 X 的化学式是 N2H4 3

6、 确定物质的组成 例如 将蔗糖隔绝空气加强热 得到炭黑和水 则蔗糖是由什么元素组成的 解析 解析 根据化学反应前后元素的种类不发生改变的原则 蔗糖是与空气中的氧气发生 反应 生成碳和水 所以可以得出蔗糖物质中一定含有碳元素 氢元素 可能含有氧元素 因为水中氧一定来自氧气中 但也有可能来自蔗糖中 因此蔗糖中是否含有氧元素 要经 过实验测定进行计算才能确定 例如 32g 某可燃物充分燃烧后生成了 44gCO2和 27gH2O 可燃物中一定含有的元素是 解析 解析 根据化学反应前后元素的种类不发生改变的原则 可燃物中一定含有碳元素和 氢元素含碳元素的质量为 44g 12 44 12g 含氢元素的质量

7、为 27g 2 18 3g 总质量为 12g 3g 15g 因为 生成物中碳 氢两元素的质量总和小于可燃物的总质 量 32 g 所以 可燃物中含有碳 氢 氧三种元素 4 求物质的质量 例如 将 30gA 物质 20gB 物质和 10gC 物质混合 充分反应后 发现 A 物质全部消耗 B 物质剩余 4g C 物质增加 6g 同时生成若干克 D 物质 若制取 10gD 物质 可同时得到多 少克 C 物质 解析 解析 由题意可知 该反应的反应物是 A 与 B 生成物是 C 和 D 根据质量守恒定律 30gA 全部反应生成 D 物质的质量 为 30g 20g 4g 6g 40g 设制取 10 gD 物

8、质可同时得到 C 物质的质量为 Xg 则有 40g 6g 10g X X 1 5g 5 求物质的相对分子质量 例如 有化学方程式 A B C 2D 已知 A 的相对分子质量为 98 49gA 恰好与 29gB 完 全反应 生成 60gC 求生成 D 的质量和 D 的相对分子质量 解析 解析 设 D 的质量为 X D 的相对分子质量为 Y A B C 2D 98 2Y 49g 29g 60g X 根据质量守恒定律求解 X 49g 29g 60g 18 g 98 49g 2Y 18 g Y 18 五五 归纳总结归纳总结 1 理解质量守恒定律概念中的关键词语 参加 质量总和 守恒 含义 2 质量守恒

9、定律中的变与不变 由分子构成的物质在发生化学反应前后可总结出六个不变 两个一定改变 一个可能 改变 反应物和生成物总质量不变 宏观 元素种类不变 六个不变 各元素质量不变 原子种类不变 微观 原子数目不变 原子质量不变 两个一定改变 宏观 物质种类改变 微观 分子种类改变 一个可能改变 分子总数可能改变 解题方法指导解题方法指导 例 1 下列说法体现质量守恒定律的是 A 5g 食盐和 25g 水混合得到 30g 食盐溶液 B 在双氧水和二氧化锰制取氧气的反应中 二氧化锰的质量不变 C 3g 碳在 8g 氧气中燃烧生成 11g 二氧化碳 D 反应物和生成物的质量 分子个数 原子个数一定相等 解析

10、 解析 本题要求明确质量守恒定律的适用范围仅限于化学反应 一个变化若不是化学 反应 就无法说明是否遵循质量守恒定律 因此解题时 只要找出选项中属于化学变化的 即可 答案 答案 C 例 2 黑火药是我国的四大发明之一 黑火药爆炸原理可用下列方程式表示 2KNO3 3C SK2S N2 3X 则 X 的化学式为 催催 A CO B CO2 C NO D SO2 解析 解析 本题考察运用质量守恒定律的微观解释 即化学反应前后各元素的原子种类和 数目不变 反应前有 K N S C O 五种元素 分别对应的原子个数为 2 2 1 3 6 而反应后已知物质中的元素有 K N S 三种 原子个数分别为 2

11、2 1 因此确定 X 中有 两种元素 C O 原子个数分别为 3 3 1 6 3 2 即化学式为 CO2 答案 答案 选 B 注意问题 注意问题 要有明确的概念辨析能力 必须从宏观和微观的角度对化学反应的实质和 质量守恒定律进行具体分析和理解 掌握定律中什么一定不变 什么一定改变 什么可能 改变 这样才能头脑清醒的解决问题 例 3 现有 火柴 一张干燥的白纸 一个光洁干燥的小烧杯 澄清的石灰水 试设计 一个小实验证明纸张中含碳 氢两种元素 请完成下列实验报告 实验步骤 实验现象 结论 解析 解析 本题考察质量守恒定律的应用 应根据化学反应前后元素种类不变来设计此题 解题思路为 证明产物中有水

12、证明白纸中含氢元素 白纸燃烧 证明产物中有二氧化碳 证明白纸中有碳元素 答案 答案 实验步骤 实验现象 结论 1 将白纸撕成若干小条后 取部 分纸条点燃 将干燥的小烧杯罩 在火焰上方 烧杯内壁有水雾产生 纸张中含有氢元素 2 过一会儿 迅速倒转烧杯 向 其中加入澄清的石灰水 振荡 澄清石灰水变浑浊 纸张中含有碳元素 注意问题 注意问题 在基本实验操作熟练的基础上 要注意综合运用学过的化学概念 原理等 知识进行推理判断 在解答时 要仔细审题 弄清题意 理清思路 尽可能做到抽象问题 具体化 实验设计步骤应简单易行 使用的药品应廉价易得 考点突破考点突破 考点指要考点指要 质量守恒定律是化学反应的本

13、质体现 在中考中是重点考查知识点 命题范围常包括 对质量守恒定律的理解和质量守恒定律的应用 以及质量守恒定律的探究 质量守恒定律 的应用既是考察的重点也是热点 同时还可能推出新的题型 新的设问方法及探究方式 特别是与工农业生产 日常生活 科学实验 揭露 伪科学 等实际知识相结合的试题 考查题型丰富多变 在选择题中多以考查对概念的辨析为主 填空题多考查质量守恒的原 因 实验题在特定的情境下设计实验并根据实验过程计算生成物的质量等 因为质量守恒 定律是化学反应的精髓 所以渗透到化学试题的各个方面 是学好化学最重要的基本知识 典型例题分析典型例题分析 1 1 解释某种现象或道理解释某种现象或道理 例

14、如 2020 年大连 成语 点石成金 的本意为古代方士的一种法术 即能使石头 变成黄金 有的人说他能将石灰石变成黄金 请你用化学知识说明石灰石不能变成黄金的 道理 解析 解析 此题考查的是物质变化质量守恒的原因和物质不灭的道理 根据质量守恒定律 可知 化学反应前后元素的种类是不变的 石灰石的主要成分为碳酸钙 CaCO3 其中只 含钙 碳 氢 氧等四种元素 而黄金是由金元素组成的 可见石灰石是不可能变成黄金 的 2 2 确定物质的化学式确定物质的化学式 例如 2020 年河南 我国卫生部规定食盐必须加碘 其重点以两种化合物的形式存 在 利用厨房中的食醋 淀粉等来鉴定食盐中是否含碘 反应原理为 5

15、X KIO3 6CH3COOH 6CH3COOK 3H2O 3I2 其中 X 的化学式是 A KI B K2O C KIO D KOH 解析 解析 由题意可知 反应后 C H O K I 的原子个数分别为 12 24 15 6 6 而 反应前除 X 外 C H O K I 的原子个数分别为 12 24 15 1 1 所以 X 中 K I 的 原子个数都应为 1 根据化学反应前后原子的种类和个数都不改变的原则 X 的化学式为 KI 答案 A 3 3 推断某种物质推断某种物质 例如 在一密闭容器内有氧气 二氧化碳 水蒸气和一种未知的气体物质 M 它们在 反应前的质量和在一定条件下充分反应后质量如下

16、 物质 氧气 二氧化碳 水蒸气 M 反应前的质量 g 100 1 1 46 反应后的质量 g 4 89 55 x 1 x 的值 2 M 中一定含有的元素为 3 已知 M 的相对分子质量为 46 试推断出化学式 解析 解析 1 在反应中氧气的质量减少了 96g 二氧化碳的质量增加了 88g 水蒸气的 质量增加了 54g 根据质量守恒定律可知 M 质量变化为 88g 54g 96g 46 g 0 即 x 0 可见 M 和氧气为反应物 二氧化碳和水蒸汽为生成物 其反应式为 未配平 OHCOOM 222 催催 因生成的二氧化碳和水中含有 C 和 H 元素 所以 M 中一定含有碳和氢元素 是否含 有氧元素 这需要通过以下计算确定 M 中碳元素的质量为 88g 12 44 24 g 含氢元素的质量为 54g 2 18 6g 24 g 6g 30g 小于 46 g 从而可知 M 中含有氧元素的质量为 46 g 30g 16 g 2 进而可知 M 中含有碳 氢 氧三种元素 因为 原子个数 元素的质量 元素的相对原子质量 所以化学式中三种原子的原子个数比为 24 12 6 1 16 16 2 6 1 3