化学九年级上册课题 1 质量守恒定律同步测试题

这是一份化学九年级上册课题 1 质量守恒定律同步测试题，共12页。试卷主要包含了质量守恒定律，微观解释质量守恒定律的原因等内容，欢迎下载使用。
1、质量守恒定律：参加化学反应的各物质质量总和，等于反应后生成的各物质的质量总和。
注意：
（1）适用范围：所有化学变化（物理变化不讨论质量守不守恒的关系）。
（2）守恒概念：质量守恒，不是体积、密度、分子个数等守恒。
（3）质量范围：所有参加反应的反应物质量（不包括没有反应完的部分和催化剂的质量）和所有生成物的质量。尤其注意参加反应的气体或反应生成的气体、沉淀等不要忽略。
2、微观解释质量守恒定律的原因：
电解水反应微观过程

化学反应前后物质的质量总和相等的本质原因是：
化学反应是分子破裂成原子，原子重新组合成新的分子。
化学反应前后，原子的种类、数目、质量都不变。
归纳化学变化前后变与不变：
3.质量守恒定律的应用
（1）求某种反应物或生成物的质量。 （2）推断反应物或生成物的组成（化学式）
（3）推断反应物是否全部参加了反应。 （4）利用原子、分子知识解释质量守恒原因。
【典例1】将一定量的N2、H2和物质M置于密闭容器中，在特定条件下发生化学反应，反应前后各物质的质量分数如图所示。下列说法不正确的是（ ）

A．反应前后原子的数目不变B．参加反应的N2和H2分子个数比为1：3
C．M可能是该反应的催化剂D．反应后H2和NH3质量分数之比为1：1
【答案】D。
【解析】A、根据质量守恒定律可得，反应前后原子的数目不变，正确；
B、由反应的方程式可得，参加反应的氮气和氢气的分子个数比为1：3，正确；
C、M的质量分数不变，可能是催化剂或不参加反应，正确；
D、反应后H2和NH3质量分数之比为14%：（1﹣14%﹣63%﹣6%）＝14：17，错误。
故选：D。
【典例2】一段蜡烛燃烧前质量为m g，燃烧后质量为n g，生成二氧化碳a g，水蒸气b g，则反应后生成的各物质质量之和是 a+b g，参加反应的石蜡是 m﹣n g，所消耗的氧气的质量是 [（a+b）﹣（m﹣n）] g．
【答案】a+b；m﹣n；[（a+b）﹣（m﹣n）]。
【解析】蜡烛燃烧的反应表达式为：石蜡+氧气二氧化碳+水，故有蜡烛参加反应的质量为（m﹣n）g；生成的二氧化碳和水蒸气的质量共是（a+b）g；据质量守恒定律可知，参加反应的氧气的质量为：[（a+b）﹣（m﹣n）]g．
故答案为：a+b；m﹣n；[（a+b）﹣（m﹣n）]；
【变式训练1】化学反应前后一定不发生改变的是（ ）
A．物质种类B．元素种类C．分子数目D．分子种类
【答案】B。
【解析】A、判断一个反应是否为化学反应的依据是反应是否生成新的物质，因此化学反应前后物质的种类一定改变，故错误；
B、根据质量守恒定律可知，在化学反应中，反应前后元素种类没有改变，故正确。
C、根据质量守恒定律，在化学反应前后，分子的个数可能改变，故错误；
D、在化学反应中，分子破裂成原子，原子重新排列组合生成新物质。判断一个反应是否为化学反应的依据是反应是否生成新的物质。生成了新的物质，那么分子的种类必然改变，故错误；
故选：B。
【变式训练2】镁带在耐高温的容器中（内含氧气）密封加热，下图能正确表示容器里所盛的物质总质量变化的是（ ）
A． B．C． D．
【答案】C。
【解析】镁和空气中的氧气反应生成氧化镁，随着镁和氧气的减少，氧化镁增多，减少的镁和氧气的质量之和等于生成的氧化镁的质量；镁和空气中的氮气反应生成氮化镁，随着镁和氮气的减少，氮化镁增多，减少的镁和氮气的质量之和等于生成的氮化镁的质量，因此容器中的总质量保持不变，C选项符合题意。
故选：C。
【变式训练3】在化学反应3X+4Y＝2Z中，已知X和Z的相对分子质量分别是32和102，则Y的相对分子质量为 27 ．
【答案】27。
【解析】设Y的相对分子质量为a．
3X+4Y＝2Z
3×32 4•α 2×102
∴96+4•α═204
a＝27
故Y的相对分子质量为 27
故答案为：27
考点2 验证质量守恒定律实验
实验1 红磷燃烧P + O2 → P2O5
1、实验装置
2、实验现象
红磷燃烧，产生大量白烟，放出大量的热，气球膨胀，待装置冷却后，气球变瘪。
反应后的物质总质量m2与反应前的物质总质量m1相等，天平保持平衡。
实验分析
（1）气球变化的原因？
结论：气球先胀大是因为红磷燃烧放热，后缩小是因为消耗了锥形瓶内氧气，使瓶内气体压强小于外界大气压；
（2）气球的作用是什么？
红磷燃烧的实验中要用橡皮塞塞紧锥形瓶。因为红磷燃烧后产生的五氧化二磷是微小的固体颗粒，能扩散到空气中，从而损失五氧化二磷；另外瓶外的空气也会补充消耗的氧气的体积，从而使实验测定的结果不准。所以气球的作用是形成密闭体系并缓冲气压。
实验2:铁和硫酸铜反应 Fe+CuSO4→FeSO4+Cu
实验装置
步骤1：铁钉放在锥形瓶外称量纸上称量
步骤2:将铁钉小心放入硫酸铜溶液中，观察天平的平衡情况
2、实验现象
铁钉表面覆盖一层红色的物质，溶液由蓝色变为浅绿色，反应前后，物质的总质量不变，天平保持平衡。
实验3:化学实验验证质量守恒定律的注意事项
【典例3】下列实验能用于验证质量守恒定律的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C。
【解析】A、白磷燃烧生成五氧化二磷，由于通过玻璃管能与外界空气相通，不能直接用于验证质量守恒定律，故选项错误。
B、稀盐酸和碳酸钠反应生成二氧化碳气体逸出，反应后烧杯中的物质质量减少，不能直接用于验证质量守恒定律，故选项错误。
C、铁与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁溶液和铜，没有物质逸出，反应前后容器中物质的总质量不变，能直接用于验证质量守恒定律，故选项正确。
D、蜡烛在空气中燃烧生成二氧化碳和水蒸气，由于有空气中的气体参加反应，生成的二氧化碳和水蒸气逸散到空气中，不能直接用于验证质量守恒定律，故选项错误。
故选：C。
【典例4】用如图装置进行实验。下列叙述正确的是（ ）

A．实验①：一段时间后，电子秤示数增大
B．实验②：反应后，电子秤示数增大
C．实验③：反应前后电子秤示数始终保持不变
D．实验①②③均可验证质量守恒定律
【答案】C。
【解析】A、浓硫酸的具有吸水性，但装置为密封装置，因此质量保持不变，故选项说法错误；
B、化学反应前后质量守恒，因此实验②中，反应后，电子秤示数不变，故选项说法错误；
C、化学反应遵守质量守恒定律，因此实验③中，反应前后电子秤示数始终保持不变，故选项说法正确；
D、质量守恒定律的适用于化学变化，而实验①中没有发生化学变化，因此不能验证质量守恒定律，故选项说法错误；
故选：C。
【典例5】质量守恒定律是重要的规律，请根据要求填空。
（1）若用如图实验来验证质量守恒定律，装置中气球的作用是 缓冲装置中的压强，能够防止橡皮塞被冲出 。
（2）某物质在空气中燃烧的方程式：X+3O22CO2+2H2O，则X的化学式 C2H4 。
（3）现有反应A+B═C+D，若10g A和足量B混合，充分反应后生成8g C和4g D，则参加反应的A和B质量比为 5：1 。
（4）若将8g氯酸钾和2g二氧化锰混合加热，反应一段时间后得到6g固体混合物，则生成的氧气的质量为 4 g。

【答案】（1）缓冲装置中的压强，能够防止橡皮塞被冲出；（2）C2H4；（3）5：1；（4）4。
【解析】（1）红磷燃烧放出热量，锥形瓶中气体受热膨胀，瓶中气压增大，装置中气球能够缓冲装置中的压强，能够防止橡皮塞被冲出，故填：缓冲装置中的压强，能够防止橡皮塞被冲出；
（2）根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类和数目不变，反应前有6个O，反应后有2个C、6个O和4个H，则X中含有2个C和4个H，X的化学式为C2H4，故填：C2H4；
（3）根据质量守恒定律得出，参加反应的B的质量为8g+4g﹣10g＝2g，因此参加反应的A和B的质量比为10g：2g＝5：1，故填：5：1；
（4）根据质量守恒定律得出，生成氧气的质量为8g+2g﹣6g＝4g，故填：4.
【典例6】在学习质量守恒定律的内容时，我们曾经做了如图所示的实验，回答下列问题：

（1）图甲中反应后天平的指针 偏右 （“偏左”“偏右”“不变”），原因是 盐酸和碳酸钠反应生成的二氧化碳扩散到空气中 ，该反应是否符合质量守恒定律？ 符合 （“符合”或“不符合”）。若改成硫酸铜溶液和氢氧化钠溶液来验证质量守恒，用甲装置 能 （填“能”还是“不能”）验证，两者反应的现象是 产生蓝色沉淀，溶液由蓝色变成无色 。
（2）图乙中在实验设计时，玻璃管上方系一瘪气球的目的是 形成密封装置，平衡装置内外压强，防止瓶塞飞出 。白磷刚引燃，立即将锥形瓶放到天平上称量，天平不平衡。结论是：质量不守恒。待锥形瓶冷却后，重新放到托盘天平上称量，天平平衡。结论是：质量守恒。前一种情况天平不平衡的原因是 白磷燃烧放热，气球膨胀，浮力增大 。
（3）由质量守恒定律可知，化学反应前后，一定不改变的是 ①②⑤⑥ （填序号）
①原子种类 ②原子数目 ③分子种类 ④分子数目 ⑤元素种类 ⑥物质总质量
【答案】①②⑤⑥。
【解析】（1）图甲中反应后天平的指针偏右，原因是盐酸和碳酸钠反应生成的二氧化碳扩散到空气中，该反应符合质量守恒定律。若改成硫酸铜溶液和氢氧化钠溶液来验证质量守恒，用甲装置能验证，两者反应的现象是。
故答案为：偏右；盐酸和碳酸钠反应生成的二氧化碳扩散到空气中；符合；能；产生蓝色沉淀，溶液由蓝色变成无色。
（2）图乙中在实验设计时，玻璃管上方系一瘪气球的目的是形成密封装置，平衡装置内外压强，防止瓶塞飞出。白磷刚引燃，立即将锥形瓶放到天平上称量，天平不平衡。结论是：质量不守恒。待锥形瓶冷却后，重新放到托盘天平上称量，天平平衡。结论是：质量守恒。前一种情况天平不平衡的原因是白磷燃烧放热，气球膨胀，浮力增大。
故答案为：形成密封装置，平衡装置内外压强，防止瓶塞飞出；白磷燃烧放热，气球膨胀，浮力增大。
（3）由质量守恒定律可知，化学反应前后，一定不改变的是原子种类、原子数目、元素种类、物质总质量。
故答案为：①②⑤⑥。
【变式训练1】某小组用如图装置进行质量守恒定律的探究实验，开始时天平平衡。倾斜烧杯，将试管中稀盐酸慢慢倒入烧杯后，过一会儿观察，可能会出现的情形是（ ）

A．天平平衡B．指针左偏 C．指针右偏D．若使天平再次平衡，须向右拨动游码
【答案】C。
【解析】稀盐酸和碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳气体，反应后二氧化碳气体逸出，左盘质量减少，故指针右偏。
故选：C。
【变式训练2】如图是质量守恒定律的验证实验。红磷燃烧时发生反应的化学方程式为 4P+5O22P2O5 ；如果将红磷直接放在锥形瓶底部，可能造成的后果是 锥形瓶瓶底炸裂（合理即可） ；实验时若取用红磷的量不足，对实验的结果 没有 （选填“有”或“没有”）影响。

【答案】4P+5O22P2O5；锥形瓶瓶底炸裂（合理即可）；没有。
【解析】红磷和氧气在点燃的条件下生成五氧化二磷，化学方程式为：4P+5O22P2O5；如果将红磷直接放在锥形瓶底部，可能造成的后果是：锥形瓶瓶底炸裂（合理即可）；实验时若取用红磷的量不足，对实验的结果没有影响。这是因为无论红磷是否完全反应，天平都保持平衡。
故答案为：4P+5O22P2O5；锥形瓶瓶底炸裂（合理即可）；没有。
【变式训练3】用如图装置进行实验验证质量守恒定律。

（1）A中，红磷燃烧的化学方程式为 4P+5O22P2O5 ，能够验证质量守恒定律的现象是 反应结束、冷却后，天平仍然平衡 。
（2）B中，观察到 铁钉表面有红色固体产生（或溶液由蓝色变为浅绿色） 现象时说明反应发生，可以再次观察天平是否平衡。
（3）C中，将盐酸加入碳酸钙中，反应的化学方程式为 CaCO3+2HCl═CaCl2+CO2↑+H2O； 。反应后测得总质量减少，其原因是 装置没有密闭，产生的二氧化碳气体逸出装置未称量 。
【答案】（1）4P+5O22P2O5；反应结束、冷却后，天平仍然平衡；（2）铁钉表面有红色固体产生（或溶液由蓝色变为浅绿色）；（3）CaCO3+2HCl═CaCl2+CO2↑+H2O；装置没有密闭，产生的二氧化碳气体逸出装置未称量。
【解析】（1）A中，红磷燃烧生成了五氧化二磷，化学方程式为：4P+5O22P2O5，能够验证质量守恒定律的现象是反应结束、冷却后，天平仍然平衡。
（2）由于铁的活动性大于铜，铁能与硫酸铜反应生成了硫酸亚铁和铜，所以B中，观察到铁钉表面有红色固体产生，溶液由蓝色变为浅绿色的现象时说明反应发生，可以再次观察天平是否平衡。
（3）C中，将盐酸加入碳酸钙中，稀盐酸与碳酸钙反应生成了氯化钙、二氧化碳和水，反应的化学方程式为：CaCO3+2HCl═CaCl2+CO2↑+H2O。反应后测得总质量减少，由装置的特点可知，其原因是装置没有密闭，产生的二氧化碳气体逸出装置未称量。
故答案为：（1）4P+5O22P2O5；反应结束、冷却后，天平仍然平衡；（2）铁钉表面有红色固体产生（或溶液由蓝色变为浅绿色）；（3）CaCO3+2HCl═CaCl2+CO2↑+H2O；装置没有密闭，产生的二氧化碳气体逸出装置未称量。
知识点3 化学方程式的概念、读法和含义
1、化学方程式的概念：化学方程式的概念是用化学式来表示化学反应的式子；
2、化学方程式的读法有三种，具体以化学方程式：C+O2点燃 CO2为例，表达如下：
（1）碳与氧气在点燃的条件下生成二氧化碳；
（2）每12份质量的碳跟32份质量的氧气完全反应，生成44份质量的二氧化碳；
（3）每一个碳原子与一个氧分子在点燃的条件下反应生成一分子二氧化碳；
3、化学方程式的含义也有三个，它们分别是：
（1）表示反应物、生成物和反应条件（可简记为“反、生、条”）；
（2）表示各物质之间的质量关系（即各物质之间的质量比）；
（3）表示各物质之间的粒子个数关系（即该物质之间的粒子个数比）
【典例6】对于化学反应：4Al+3O22Al2O3，下列说法正确的是（ ）
①参加反应的物质是铝和氧气 ②反应前后分子总数不变
③反应前后元素的种类不变 ④反应前后原子的种类和数目不变
⑤反应前后物质的总质量不变 ⑥反应前后元素的化合价不变
A．①②⑥B．②③④⑤C．①②③④⑤D．①③④⑤
【答案】D。
【解析】①由4Al+3O22Al2O3可知，参加反应的物质是铝和氧气，故说法正确。
②由4Al+3O22Al2O3可知，从微观上，点燃条件下，每4个铝原子和3个氧分子反应生成2个氧化铝分子，反应前后分子总数减少，故说法错误。
③由4Al+3O22Al2O3可知，反应前后元素的种类不变，故说法正确。
④由质量守恒定律可知，反应前后原子的种类和数目不变，故说法正确。
⑤由质量守恒定律可知，反应前后物质的总质量不变，故说法正确。
⑥由4Al+3O22Al2O3可知，单质中元素的化合价为0、在化合物中正负化合价的代数和为零，则反应前后铝元素、氧元素的化合价发生了改变，故说法错误。
故①③④⑤说法正确。
故选：D。
【典例7】化学方程式是描述化学反应的语言，有各种意义。以2H2+O22H2O为例，请发挥你的想象力，告诉我们化学方程式提供的信息（2）﹣（4）；
（1）反应物是氢气与氧气；
（2） 生成物是水 ；
（3） 反应条件是点燃 ；
（4） 点燃条件下，每2个氢分子和1个氧分子反应生成2个水分子（或每4份质量的氢气和32份质量的氧气在点燃条件下恰好反应生成36份质量的水，合理即可） 。
【答案】（2）生成物是水；（3）反应条件是点燃；（4）点燃条件下，每2个氢分子和1个氧分子反应生成2个水分子（或每4份质量的氢气和32份质量的氧气在点燃条件下恰好反应生成36份质量的水，合理即可）。
【解析】由化学方程式2H2+O22H2O可知，生成物是水，反应条件是点燃，从微观上，点燃条件下，每2个氢分子和1个氧分子反应生成2个水分子；每4份质量的氢气和32份质量的氧气在点燃条件下恰好反应生成36份质量的水（合理即可）。
故答案为：（2）生成物是水；（3）反应条件是点燃；（4）点燃条件下，每2个氢分子和1个氧分子反应生成2个水分子（或每4份质量的氢气和32份质量的氧气在点燃条件下恰好反应生成36份质量的水，合理即可）。
【变式训练1】根据化学方程式不能获得的信息是（ ）
A．反应发生所需要的条件 B．各反应物、生成物之间的质量比
C．各反应物和生成物的微粒个数比D．化学反应速率的快慢程度
【答案】D。
【解析】A、由化学方程式，可以看出反应发生所需要的条件，故选项错误。
B、由化学方程式，可以计算出各反应物和生成物的质量比，故选项错误。
C、由化学方程式，可以看出各反应物和生成物的微粒个数比，故选项错误。
D、由化学方程式，无法确定化学反应速率的快慢程度，故选项正确。
故选：D。
【变式训练2】如图组是同学们在讨论某一化学反应，他们所讨论的反应的化学方程式是（ ）

A．3Fe+2O2Fe3O4B．2C+O22CO
C．2H2+O22H2OD．4P+5O22P2O5
【答案】C。
【解析】A、该反应中三种粒子的个数比为3：2：1，故选项错误。
B、该反应反应条件是点燃，各物质的分子个数比为2：1：2，该反应是化合反应；但各物质的质量比（12×2）：32：（28×2）＝3：4：7，故选项错误。
C、该反应反应条件是点燃，各物质的分子个数比为2：1：2，该反应是化合反应；各物质的质量比（2×2）：32：（18×2）＝1：8：9，故选项正确。
D、该反应中三种粒子的个数比为4：5：2，故选项错误。
故选：C。
【变式训练3】已知甲烷燃烧的化学方程式为CH4+2O2CO2+2H2O，从反应物、生成物之间的原子、分子个数比来看，每 1 个甲烷分子和 2 个氧分子发生反应，生成了 1 个二氧化碳分子和 2 个水分子；从它们之间的质量比来看，每 16 份质量的甲烷和 64 份质量的氧气反应，生成了 44 份质量的二氧化碳和 36 份质量的水。
【答案】1；2；1；2；16；64；44；36。
【解析】在CH4+2O2CO2+2H2O反应中，从反应物、生成物之间的原子、分子个数比来看，每1个甲烷分子和2个氧分子发生反应，生成了1个二氧化碳分子和2个水分子；从它们之间的质量比来看，每16份质量的甲烷和64份质量的氧气反应，生成了44份质量的二氧化碳和36份质量的水.
故答案为：1；2；1；2；16；64；44；36。实验方案
实验步骤：
1.小烧杯放碳酸钠粉末，小试管盛稀盐酸放入烧杯称量总质量m1。
2.倾斜试管，倒入稀盐酸，发生反应。
3.实验完成，称量m2。
实验步骤：
1.称量砂纸打磨镁条和石棉网质量m1。
2.在石棉网上方点燃镁条。
3.实验完成，称量m2。
实验现象
白色粉末溶解，有大量气泡迅速产生。
天平向右偏转。
产生白色固体(还有少量白烟产生)，
天平不平衡，发出耀眼的白光，放出热量。
反应原理
Na2CO3+HCl→ NaCl+H2O+CO2
实验分析
由于镁条燃烧，消耗了空气中的氧气，生成氧化镁，根据质量守恒定律，应该是生成物氧化镁的质量等于反应的镁条和参加反应的氧气质量总和，所以实验理论结果应该是m2﹥m1。但是在实际反应时，镁条不仅和空气中的氧气反应，还和空气中的氮气发生反应生成氮化镁（Mg3N2），和二氧化碳反应生成氧化镁和碳，所以反应后固体的质量可能增大。但伴随着白烟现象，如果逸散的白烟质量小于增加的气体质量，m1m2。
实验结论
所有的化学反应均遵守质量守恒定律；有气体参加或气体生成（或者有烟、雾状物质生成的反应），要验证质量守恒定律，必须在密闭容器里进行。