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质量守恒定律

考点2质量守恒定律

知识点的把握

1.认识质量守恒定律，能说明常见化学反应中的质量关系。

2.能正确书写简单的化学反应方程式，并进行简单的计算。

3.认识定量研究对于化学科学发展的重大作用。

命题方向

质量守恒定律的考查一查是中考的热点之一。

质量守恒定律是从定量的角度来认识和分析化学变化的基础，故有关质量守恒的命题在中考中总是以不同的形式体现出来。

其命题趋向为

1.根据质量守恒定律解释有关化学反应现象，确定反应物中物质的质量比或物质的相对分子质量。

2.利用反应前后原子的种类及个数守恒配平化学方程式或确定物质的化学式。

3.利用反应前后各元素的质量守恒确定物质的组成元素。

4.用科学的新理念研究质量守恒定律，培养学生的创新意识和实践能力。

5.结合生产、生活实际、科学实验，揭批“伪科学”等实际知识的命题也会频繁出现。

展望今后的命题，其发展趋向将离不开以上几点，但质量守恒定律的实验探究与学科渗透的命题将成为热点。

考试重点

一、质量守恒定律

1.从宏观，微观的角度理解质量守恒定律，树立守恒思想。

2.从宏观和微观角度看质量守恒定律，可将化学反应归纳为“五个不变，两个改变，一个可变”。

即

3.从化学反应的实质去认识质量守恒定律，抓住“五个不变”“二个改变”“一个可能变”，即在宏观上，反应物和生成物的总质量，元素的种类一定不变，物质的种类一定改变。

微观上，原子种类、原子数目、原子质量一定不变；构成物质的粒子一定改变；分子总数可能改变。

另外注意应用质量守恒定律时，一定是在化学变化范围内，在其他变化中不适用。

4.应用质量守恒定律解题应注意以下几点

（1）质量守恒定律只能解释化学变化而不能解释物理变化。

（2）质量守恒定律只强调“质量守恒”，并不包括分子个数、体积等方面的守恒。

（3）守恒的“总质量”是指已参加反应的所有反应物和所有生成物的总质量，不是部分反应物或生成物的质量。

（4）“参加反应的各物质”不应把杂质、不反应的物质或多余的反应物计算在总质量中，具体体现为反应混合物的总质量一般不等于生成物的总质量。

5.渗透学科间综合思想，认识质量守恒定律

熟练掌握天平平衡原理、气体压力、浮力等物理知识，可帮助解答有关质量守恒的问题。

【例1】（2006江苏徐州，11）科学家通过宇宙探测仪发现金星大气层中含有物质X。

X可以通过下列反应制取：

CH2（COOH）2

X+2H2O。

则物质X的化学式为（）

A.COB.CO2C.C3O2D.C2O3

解析：

所考知识为质量守恒定律的应用。

从微观角度讲，质量守恒定律的实质是：

化学反应前后，原子种类、数目、质量都不发生改变。

运用定律结合化学方程式进行顺向推理：

3C+4H+4O====X+4H+2O,推知：

X====3C+2O，则物质X的化学式为C3O2。

答案：

【例2】（2006广西柳州，17）某同学称取一定量的表面有铜绿的铜粉，用敞口耐高温容器盛装，在空气中充分加热［铜绿受热分解的化学方程式为：

Cu2（OH）2CO3

2CuO+H2O+CO2↑］冷却后再称量该容器中固体物质的质量，结果是（）

A.质量减小B.质量增大

C.质量不变D.以上三种情况均有可能

解析：

本题考查质量守恒定律的灵活应用。

质量守恒定律的内容是：

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。

本题中既有铜绿受热分解生成气体的反应又有铜粉在空气中充分加热生成氧化铜的反应，所以冷却后再称量该敞口耐高温容器中固体物质的质量时，结果是可能质量减小、可能质量增大、可能质量不变，以上三种情况均有可能。

答案：

【例3】（2006河南，19）某同学根据“铁生锈后质量会增加”，推测质量守恒定律也有例外，你认为该同学的推测正确吗？

请加以解释。

解析：

本题考查质量守恒定律的灵活应用。

质量守恒定律的内容是：

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。

“铁生锈后质量会增加”是因为没有计算空气中的氧气和水的质量。

答案：

不正确铁生锈是铁和空气中的氧气、水等发生化学反应的过程，参加反应的铁、氧气和水等物质的质量之和与反应后生成铁锈的质量相等。

二、化学方程式及其有关计算

学习本考点，重点内容有：

1.化学方程式

（1）首先要注意理解化学方程式的意义①表示反应物生成物和反应条件；②表示反应物，生成物之间的质量关系（即质量比）；③表示反应物和生成物粒子间的化学计量数关系或粒子个数比。

（2）书写化学方程式一定要遵循两个原则：

一是以客观事实为依据，二要遵循质量守恒定律。

（3）书写化学方程式的步骤为①写化学式；②配平；③注条件；④标“↑”或“↓”；⑤检查。

（4）根据题给新信息或条件书写新化学方程式的试题①首先认真审题，从中找出化学反应中的反应物、生成物和反应条件；②如果反应中涉及判断未知反应物或生成物一定要遵循质量守恒定律和转化题给隐含条件，未知物一般为常见物质；③书写新化学方程式一定要依据原则，按照步骤，最后检查。

2.化学方程式的有关计算

（1）有关纯净物的化学方程式的计算。

（2）含杂质（杂质不参加反应）的有关化学方程式的计算。

（3）有关天平平衡的化学方程式的计算。

（4）有关函数图象（或数据）的分析与计算。

（5）试题背景将密切联系社会，生活、生产实际和学生实验。

3.配平化学方程式时，绝不能改动化学式中的角码来符合质量守恒定律。

4.配平化学方程式的方法

配平化学方程式一般要求“快”“准”，要达到这一要求，首先必须掌握多种方法，根据反应的特点，灵活运用。

一般来说：

配平较为简单的化学方程式可用“观察法”；稍繁的可用“最小公倍数法”。

5.质量守恒定律是根据化学方程式计算的重要依据，在解题中，如果能灵活运用质量守恒定律，可简化解题步骤，加快解题的速度，提高解题准确性。

6.熟练掌握根据化学方程式的计算的一般解题步骤，要深刻理解化学方程式所表示的意义，准确把握化学方程式中反应物与生成物之间的质量关系。

根据化学方程式计算的一般解题步骤是：

设未知→写化学方程式→找出相关量→列出比例式→解未知→答。

根据化学方程式的计算要注意以下问题：

（1）解题时写有关物质的相对分子质量、已知量和未知量时，相对分子质量必须写在对应物质化学式下面，相应的已知量、未知量写在相对分子质量下面。

（2）化学方程式反映的是纯净物间的质量关系，因此，遇到不纯物时，要先把不纯的反应物（或生成物）的质量换算成纯净物的质量；若是气体体积需换算成质量方可进行计算。

①气体质量（g）=气体体积（L）×气体密度（g/L）；

②纯净物质质量（g）=不纯物质的质量（g）×纯度。

（3）解题过程中要把握好三个要领：

①步骤要完整；②格式要规范；③计算要准确。

解题时，要认真审题，弄清发生了哪些化学反应，属于哪种类型的计算，需要进行哪些换算。

【例4】（2006江苏苏州，8）关于一氧化碳燃烧（2CO+O2

2CO2）说法正确的是（）

A.反应过程中吸收大量的热

B.反应前后分子个数不变

C.参加反应的一氧化碳和氧气的质量比为2∶1

D.化学方程式中反应物的化学计量数之比表示为v（CO）∶v（O2）=2∶1

解析：

本题主要考查化学方程式的意义。

一氧化碳燃烧的反应仍为放热反应；反应前后分子个数由2+1=3个变为2个；参加反应的一氧化碳和氧气的质量比应为：

56∶32=7∶4；但化学方程式中反应物的化学计量数之比表示为v（CO）∶v（O2）=2∶1。

答案：

【例5】（2006河南，11）下列化学方程式的书写不正确的是（）

A.CaCO3

CaO+CO2↑B.2KMnO4

K2MnO4+MnO2+O2↑

C.Al+O2

Al2O3D.CO2+Ca（OH）2====CaCO3↓+H2O

解析：

考查学生根据质量守恒定律判断化学方程式的书写是否正确的能力。

化学方程式的书写既要以客观事实为依据，又必须遵循质量守恒定律，即反应前后各元素的种类要相同，各元素的原子数目相同。

以此为标准，C中各元素的原子数目不相同，也即没有配平，不符合质量守恒定律。

答案：

三、综合计算

综合计算题主要考查学生的分析能力、思维能力、计算能力和灵活运用知识的能力，是中考必考的重点题型，各地中考试题中最后一道压轴题一般是综合计算题。

综合计算的主要形式：

（1）化学式与化学方程式；

（2）化学方程式与溶质的质量分数；（3）天平题的计算；（4）图象、表格题的计算等。

其中以化学方程式与溶液的综合计算为主。

命题多以混合物（杂质不参加反应；杂质变溶质）与某溶液反应，根据产生的气体（有时隐含，用质量守恒定律确定）或生成沉淀的质量来确定混合物中物质的含量，并计算生成物溶液中溶质的质量分数。

近年来为考查考生分析问题的思维过程，许多省市中考中的化学综合计算在保持传统题型的基础上，已有了新的突破。

命题日趋与生产、生活紧密相连，且由原来较单一的文字叙述型转向函数图象分析型、图文结合型、分析数据计算型、实验探究型。

这几种新的题型将代表今后化学综合计算命题的发展方向。

1.解综合计算题，重点应放在分析题意、寻找解题思路上。

对较复杂的问题可以将它分解为多个较简单的问题，再各个击破。

解综合计算题应在对基本概念、原理及元素化合物知识、实验知识的掌握加以深化和加强的前提下提高计算能力。

2.在解的过程中学会审题、析题，寻找已知条件（包括隐蔽的已知条件）与未知条件之间的内在联系，建立关系式。

注意化学计算中应用质量守恒定律，并且掌握无数据计算及新情景与计算综合的化学计算题的解法。

常用的解题方法有

①比例法：

利用元素或化学式的质量比进行计算；

②质量守恒法：

利用变化前后物质的质量总和相等进行计算；

③关系式法：

利用多个化学方程式中有关物质的数量关系，建立已知物质和待求物之间的关系，进行计算；

④差量法：

利用反应前后物质的质量差建立质量关系，然后进行解题。

【例6】（2006江苏徐州，28）我国铁矿石资源比较丰富，2000年，钢铁年总产量就已达到1.27亿吨，成为世界钢铁大国。

某钢铁厂日产含3％杂质的生铁2240t，则需要含Fe2O380％的赤铁矿多少吨？

解析：

本题考查含杂质物质的联系生产实际的计算。

在实际生产和实验中绝对纯净的物质是不存在的，因此解题时要把不纯的反应物换算成纯净物后才能进行化学方程式的计算，而计算出的纯净物也要换算成实际生产中或实验中的不纯物。

这些辅助性的计算可根据有关公式进行。

解：

设需要含Fe2O380%赤铁矿的质量为x

Fe2O3+3CO

2Fe+3CO2

160112

x×80%2240t×（1-3%）

答：

需要含Fe2O380%的赤铁矿3880t。

其他合理解法同样给分。

【例7】（2006江苏泰州，31）某化学兴趣小组的同学为测定假黄金（铜锌合金）组成元素的质量分数，称取20克假黄金置于烧杯中，用某浓度的稀盐酸50克，分5次加入，再次充分反应后，取出固体，经过滤、干燥等操作后称量，各次稀盐酸用量和剩余固体质量记录如下：

实验次数

稀盐酸的用量（g）

剩余固体的质量（g）

18.375

16.750

15.125

13.500

（1）求铜锌合金中锌的质量分数；

（2）从图可知，当所用合金与稀盐酸的质量比为____________时，表明锌恰好完全溶解；

（3）计算稀盐酸中溶质的质量分数。

解析：

本题将分析图表、图象中的数据、运用数据进行计算和根据化学反应方程式计算融合在一起，综合考查学生分析问题、解决问题的技能、技巧。

分析表中的数据，第四次与第五次剩余固体质量均为13.500g,说明称取的20g假黄金（铜锌合金）中的锌（铜不与稀盐酸反应）与稀盐酸完全反应，其质量为20g-13.5g=6.5g。

因此，计算题

（1）铜锌合金中锌的质量分数为：

6.5g÷20g×100％=32.5％。

计算题

（2）从图中可知，当所用合金20g与稀盐酸40g（图象中横坐标为40g时的拐点）时表明锌恰好完全溶解。

计算题（3）根据Zn+2HCl====ZnCl2+H2↑

6573

6.5gx

65∶73=6.5g∶x

x=7.3g

稀盐酸中溶质的质量分数为：

7.3g÷40g×100％=18.25％

答案：

（1）合金中m（Zn）=6.5g6.5÷20=32.5%

（2）1∶2

（3）18.25%

历年真题

一、选择题

1.（2006江苏南京，8）“2005年中国十大科技进展新闻”之一：

我国科学家成功实现首次单分子自旋态控制，这是世界上首次实现单个分子内部的化学反应。

单个分子内部的化学反应中发生变化的是（）

A.原子个数B.原子种类C.分子种类D.元素种类

答案：

解析：

本题以单分子自旋态控制为素材考查的是质量守恒定律及其守恒原因，同时考查学生的创新意识和知识的迁移能力。

既然实现的是单个分子内部的化学反应，而在化学反应前后原子的个数、种类及元素的种类都不变，发生变化的是分子的种类。

2.（2006江苏南京，16）下列物质在空气中燃烧时，用干燥的烧杯罩在火焰上方，烧杯内壁没有水珠出现的是（）

答案：

解析：

本题实质上是考查质量守恒定律的守恒原因——化学反应前后元素的种类不变。

因为氢气、蜡烛和甲烷的组成中都含有氢元素，所以它们在空气中燃烧时，都会有水珠生成，但一氧化碳组成中不含有氢元素，所以它在空气中燃烧时，不会有水珠生成。

3.（2006湖北荆州，5）钢铁生锈过程中发生了如下反应：

4Fe（OH）2+2H2O+O2====Fe（OH）3。

该反应的反应类型属于（）

A.化合反应B.分解反应C.置换反应D.复分解反应

答案：

解析：

本题考查对化学反应基本类型的理解判断，要求学生能熟练把握四种基本反应的本质区别。

由于题中反应为三种物质变一种物质故为化合反应。

4.（2006广西柳州，19）实现H2SO4→H2→H2O转化，可能包含的化学反应基本类型是（）

A.化合反应B.分解反应C.置换反应D.复分解反应

答案：

解析：

本题结合元素化合物间的转换关系考查对化学反应基本类型的理解判断。

要实现H2SO4→H2→H2O转化，H2SO4必须与活泼金属发生置换反应转化成H2，H2再与氧气、氧化铜等发生化合反应或置换反应转化成H2O，总之，包含的化学反应基本类型可能是选项A、C。

5.（2006湖北荆州，19）已知氨气也能还原氧化铜,其反应的化学方程式为：

2NH3+3CuO====3Cu+3H2O+X，其中X的化学式为（）

A.N2H4B.N2C.N2OD.N2O4

答案：

解析：

所考知识为质量守恒定律的应用。

从微观角度讲，质量守恒定律的实质是：

化学反应前后，原子种类、数目、质量都不发生改变。

运用定律结合化学方程式进行顺向推理：

2N+6H+3Cu+3O====3Cu+6H+3O+X,推知：

X为2N，则物质X的化学式为为N2。

6.（2006广东韶关，10）下图是用比例模型来表示物质间发生化学变化的微观示意图。

图中“

”和“

”分别表示两种元素的原子，能用该图示表示的化学反应是（）

A.2H2+O2

2H2OB.CO2+H2O====H2CO3

C.2CO+O2

2CO2D.H2+Cl2

2HCl

答案：

解析：

本题将微观粒子用比例模型展现，帮助学生从宏观的角度认识事物、分析问题，深刻理解质量守恒定律和化学方程式的意义。

从图示中可知物质间发生化学变化的化学计量数之比为2∶1∶2，只有选项A、C符合，但从微观粒子的比例模型，即两种元素的原子间的联结方式来看，只有选项C符合，因为A中为两种单质间的反应，C选项中为一化合物与一单质的反应。

7.（2006福建福州课改区，14）下列化学方程式书写正确的是（）

A.Mg+O2

MgO2B.CH4+2O2

CO2+2H2O

C.2H2O====2H2↑+O2↑D.CO+Fe2O3

Fe+CO2

答案：

解析：

题目考查学生根据质量守恒定律判断化学方程式的书写是否正确的能力。

化学方程式的书写既要以客观事实为依据，又必须遵循质量守恒定律，即反应前后各元素的种类要相同，各元素的原子数目相同。

以此为标准，A项中生成物的化学式写错了，应为MgO;C项中缺少了反应条件；D项中各元素的原子数目不相同，也即没有配平，不符合质量守恒定律。

此题极易错选A。

错因在于片面理解化学反应前后各元素的原子数目相同，忽视了书写化学方程式首先要以客观事实为依据的原则。

8.（2005河南，8）我国卫生部规定食盐必须加碘，其中碘以两种化合物的形式存在。

利用厨房中的食醋、淀粉等可鉴定食盐中是否含碘，其反应原理为5X+KIO3+6CH3COOH====6CH3COOK+3H2O+3I2，试推测X的化学式为（）

A.KIB.K2OC.KIOD.KOH

答案：

解析：

根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类和数目不变，可推知反应物中少了5个钾原子和5个碘原子。

因X前计量数为5，所以X的化学式应为KI。

9.（2005山西，16）下列化学反应的表示式符合事实的是（）

A.铁和稀硫酸反应：

2Fe+3H2SO4====Fe2（SO4）+3H2↑

B.水的分解反应：

2H2O====2H2↑+O2↑

C.氧化铁放入水中：

Fe2O3+3H2O====2Fe（OH）3

D.将二氧化硫气体通入氢氧化钠溶液：

SO2+2NaOH====Na2SO3+H2O

答案：

解析：

本题考查判断化学方程式正误的能力。

A中Fe和H2SO4反应生成物应该是FeSO4和H2，而不是Fe2（SO4）3，故A错误；水必须在“通电”的条件下才能分解生成H2和O2，B中漏掉了反应条件，故B错误；C中Fe2O3不与水反应，所以C的化学方程式不符合客观事实，故C也错误；SO2是酸性氧化物，与NaOH反应生成相应的盐（Na2SO3）和H2O，故D正确。

10.（2005福建福州，18）为了能及时发现煤气泄漏，常在煤气中加入少量有特殊气味的乙硫醇（C2H5SH），乙硫醇燃烧的化学方程式为2C2H5SH+9O2

4CO2+2X+6H2O，则X的化学式为（）

A.SB.SO2C.SO3D.CO

答案：

解析：

化学反应前后，原子的种类不变，数目没有增减，据此结合乙硫醇燃烧的化学反应方程式可推出X的化学式为SO2。

11.（2005广州，15）煤的气化是提高煤的利用率、减少环境污染的有效措施。

煤的气化过程中发生了化学反应C+H2O（气）

H2+CO，反应前后，发生了变化的是（）

A.元素的种类B.分子的种类

C.原子的数目D.物质的总质量

答案：

解析：

根据质量守恒定律，知化学反应前后元素的种类、原子数目、物质的总质量均不发生改变，能发生改变的是分子的种类。

12.（2005湖北黄冈，15）在反应A+3B====2C+2D中，A和B的相对分子质量之比为9∶11，已知1.8gA与一定量B恰好完全反应，生成5.1gD,则在此反应中B和C的质量比为（）

A.2∶1B.3∶4C.12∶11D.1∶1

答案：

解析：

本题考查的知识点为：

化学方程式的意义——化学方程式可表示各物质之间的质量比和质量守恒定律，并依此进行计算，已知：

A与B的分子量之比为9∶11，且1.89gA反应后恰生成5.19D。

依题意：

A+3B====2C+2D

93×11

1.8gxBxC5.1g（xB、xC分别表示B、C的质量）

xB=6.6g

根据质量守恒定律：

xC=1.8g+6.6g-5.1g=3.3g

∴B∶C=6.6g∶3.3g=2∶1

13.（2005广东汕头，11）经检测某瓶气体只含有C、H两种元素，则对这瓶气体的下列分析不可能的是（）

A.有一种单质B.有两种单质

C.是混合物D.是纯净物

答案：

解析：

根据质量守恒定律，知化学反应前后元素种类不变，且碳的单质不可能呈现气态，所以不可能是两种气体单质。

14.（2005黑龙江，13）下列化学方程式书写正确的是（）

A.Al+2HCl====AlCl2+H2↑B.KMnO4

K2MnO4+MnO2+O2↑

C.3CO+Fe2O3

2Fe+3CO2D.Cu+FeSO4====CuSO4+Fe

答案：

解析：

本题考查学生对化学方程式的识记、书写能力和质量守恒定律的应用。

A、B不满足质量守恒定律，D中铜比铁金属活动性差，故不可能发生此反应。

15.2005天津，15反应2A+3B====2C，其中A和C有如右图所示的质量关系，当有20gC生成时，消耗B的质量为（）

A.10gB.5gC.15gD.13g

答案：

解析：

本题考查分析数据，处理数据的能力，从图象中可知，当有20gC生成时需要10g的A，则根据质量守恒定律可知，此时消耗B的质量为：

20g-10g=10g,故选A。

16.（2005江苏南通，20）密闭容器内有A、B、C、D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表：

物质

反应前质量/g

19.7

8.7

31.6

0.4

反应后质量/g

待测

17.4

3.6

下列说法正确的是（）

A.物质C一定是化合物，物质D可能是单质

B.反应后密闭容器中A的质量为19.7g

C.反应过程中，物质B与物质D变化的质量比为87∶36

D.若物质A与物质C的相对分子质量之比为197∶158，则反应中A与C的化学计量数之比为2∶1

答案：

解析：

本题考查的知识点为：

化学方程式的根据为质量守恒定律，并依此判断：

B、D反应前后质量增加，说明是生成物，而C反应前后质量减少，说明C为反应物，又因为C减少的质量（31.6-0）g大于B和D增加的质量和\[（3.6g-0.4g）+（17.4g-8.7g）\],故推知A也为生成物，且反应后的质量应为：

19.7g+19.7g=39.4g,

故nC→aB+bD+mA

158n197m

31.6g8.7g3.2g19.7g

；解得

又因该反应为分解反应，所以C一定为化合物，而D可能为单质。

故选A。

17.（2005河北，5）一定质量的木炭与过量氧气在密闭容器内加热使其充分反应。

下图中能正确反映容器内有关的量随时间变化关系的图像是（）

答案：

解析：

此题利用图象动态地考查质量守恒定律。

审题要注意关键词“过量氧气”，所以A中最后氧气的量不能是O；B中木炭的量最后是O；C中CO2的量起点应从O开始，因为是密闭容器，所以物质的总质量保持不变。

18.（2005江苏苏州，8）煤矿坑道内的“瓦斯”的主要成分是甲烷气体，若不及时通风排除，遇到火星极易发生爆炸，甲烷燃烧的化学方程式为：

aCH4+bO2

cCO2+dH2O,则化学计量数之和等于（）

A.4B.5C.6D.7

答案：

解析：

因化学反应前后原子的种类、个数均不变，把此先配平化学方程式，进而求出化学计量之和。

二、填空与简答题

19.（2006四川雅安，26）人在剧烈运动后，血液中会产生较多的乳酸（化学式是C3H6O3），使肌肉酸痛。

放松一段时间后，由于乳酸与血液中的氧气反应生成二氧化碳和水，使肌肉酸痛症状消失。

该反应的化学方程式是_________________。

答案：

C3H6O3+3O2=3H2O+3CO2

解析：

本题考查根据信息书写陌生化学方程式的技能。

解此类题的关键首先是找准反应物和生成物

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