求初中化学竞赛中之《守恒法》大量题目和讲解

趣味导读

已知氢气和氧气在点燃的条件下反应能生成水。用文字表达式表示如下：

氢气+氧气水

1g9g

2g8g

3g7g

4g6g

5g5g

……

请问以上是否都生成10g水？

答案：没有一个能生成10克水！

想知道为什么吗？向下学习吧!

智能点拨

例1某校研究性学习小组查阅化学史料时发现：早在300多年前，英国化学家玻义尔在一个敞口的容器中能够加热一种金属，结果发现反应后质量增加了，由此得出反应前后质量不守恒。之后，俄国化学家罗蒙诺索夫在密封玻璃瓶中燃烧金属，发现反应后质量不变，由此得出反应前后质量守恒。

这两位科学家的实验相似，为何结论不同？该学习小组沿着科学家的足迹进行实验探究，请你完成以下相关内容：

（1）交流讨论：两位科学家得出不同的结论究竟与哪些实验因素有关呢？

（2）提出假设：若用同种金属、同一容器都进行实验，两位科学家得出不同的结论主要是由于缘故。

（3）实验验证：

已知：钠在空气中燃烧生成过氧化钠固体

操作步骤及实验现象
简答

①在底部铺有细沙的锥形瓶中，放入一小块金属钠，塞进橡皮塞，称量，用砝码使天平平衡。
称量后需。

②取下锥形瓶，放在垫有石棉网的三脚架上微热，观察到金属钠着火燃烧，冷却后，再称量。
称量时，观察到。

③将锥形瓶塞取出一会儿后，盖上瓶塞，再称量。
称量时，观察到。

（4）得出结论：假设成立。

（5）依据以上实验事实：解释两位科学家的实验结论：。

解答：（2）反应容器中敞开与密闭的差异（3）①检查天平是否平衡，②天平保持平衡，③天平指针向左偏移。（5）罗蒙诺索夫是在密闭容器中实验，金属燃烧后质量的增加来自瓶内空气中氧气的减少，因此反应后质量不变；玻义尔是在敞口容器中实验，金属燃烧消耗瓶内氧气后，瓶外的空气不断补充流入瓶内，因此反应后容器内物质质量增加了。

点评：波义尔用敞口容器在空气中加热金属，金属与空气中的氧气发生了化学反应，由于有外界的氧气参加反应，可回顾波义尔得出的结论不守恒。而罗蒙诺索夫因为是在密封玻璃瓶内加热金属，金属虽然也被氧化，但是至于玻璃瓶内的氧气发生了化学反应，故反应前后的质量不变，从而得出了质量守恒定律。

例2：在一个密闭容器中有XYZQ四种物质，在一定条件下充分反应，测得反应前后各物质的的质量如下：

物质
X
Y
Z
Q

反应前质量/g
2
2
84
5

反应后质量/g
待测
24
0
14

试推断该密闭容器中发生的化学反应基本类型为（）

A.分解反应B.化合反应C.置换反应D.复分解反应

分析：了解了几种基本反应类型后，我们在分析本题所给的条件，反应前Z物质有84克，而反应后Z物质为0克，相应Y、Q都大大增加，可见这是一个Z作为反应物的分解反应。

例3：为研究化学反应前后反应物和生成物之间的质量关系，三个同学分别作了如下三个实验：

实验一：称量镁条，点燃，待反应结束后，再称量。

实验二：将盛有稀盐酸的小试管放入城有锌粒的烧杯中，称量，然后将盐酸和锌粒接触，充分反应后再称量。

实验三：将盛有氢氧化钠溶液的试管放入盛有硫酸铜溶液的烧杯中，称量，然后，设法使两种溶液混合，充分反应后，再称量。

三位同学得到的实验数据如下表：

编号
实验一
实验二
实验三

反应前（g）
4.8
112.6
118.4

反应后(g)
8.0
112.4
118.4

（1）从表面上看，这三个实验中，发生化学反应前后物质的质量（填“增大”、“减小”、“不变”）：实验一；实验二；实验三。

（2）造成上述结果的可能原因是。

（3）在三个实验中，实验正确地反映了化学反应前后反应物和生成物之间的质量关系。

（4）由此可以得出结论：用实验来研究化学反应前后反应物和生成物之间的质量关系时，必须在容器中进行。

分析：这是一道实验探究题。探究是新课标的重要内容，它体现了“过程与方法”的教学目标。在探究式学习的模式下，学生不再是一味的被动接受，是主动地参与进来，很好的调动了学生的积极性。在学生自己动手体会了知识的过程之后，留下的印象才会更加深刻而持久。让学生也能体验当一名小科学家的乐趣。

答案：（1）增大减小不变（2）实验一的反应前的质量总和还应包括参加反应的氧气质量。实验二测定的生成物质量中少了另一种生成物氢气的质量。（3）三（4）封闭

随堂反馈

1.在2400多年前，古希腊哲学家德谟克利特在一首诗中表达了物质不灭的观点：“无中不能生有，任何存在的东西也不会消灭。看起来万物是死了，但是死则有生；正如一场春雨落地，霎时失去踪影；可是草木把它吸收，长成花叶果实，——依然欣欣向荣。”请你从分子和原子的观点，说明物质不灭的原因。

2.早在十七世纪，质量守恒定律被发现之前，英国化学家玻意耳曾做过一个实验：在一个密闭玻璃容器中燃烧金属时，得到了金属灰，然后打开容器称量金属灰，发现比原金属质量增加了。

（1）试解释金属灰的质量比原金属的质量增加的原因。

（2）由于玻义耳称量方法上的原因，他错过了发现质量守恒定律的机会，请你改进他的称量方法，以验证质量守恒定律。

游戏

化学方程式能提供很多有关反应的信息。请以小组为单位进行比赛：

给出几个不同的化学方程式，分别写在小展示板上，让各组的同学将他们能想到的化学方程式能提供的信息都写在展示板上。写的最多最准的一组为优胜组。观众一定要保持肃静。

火眼金睛

1.下列说法正确的是（）

A.根据质量守恒定律，1L氢气和1L氧气反应能生成2L水

B.蜡烛完全燃烧后，蜡烛没有了，违背了质量守恒定律

C.只有固体、液体间的物质反应才遵守质量守恒定律，如果有气体参加反应，就不遵守了

D.铁丝在氧气中燃烧，生成四氧化三铁的质量等于参加反应的铁丝和氧气的质量之和。

2.根据质量守恒定律，3克碳和9克氧气直接生成二氧化碳的质量是（）

A.12克B.11克C.44克D.22克

3.R在氧气中燃烧的化学方程式为：2R+3O2=2CO2+4H2O，则有关R的组成叙述正确的是（）

A.只含有碳、氢元素B.一定含有碳、氢元素，可能含有氧元素

C.一定含有碳、氢、氧元素D.定含碳、氧元素，可能含有氢元素

4.下列叙述中，错误的是（）

A.化学反应前后，物质的质量总和是一样的

B.元素的种类是一样的

C.各种原子的总数是一样的

D.物质的分子的个数是一样的

画龙点睛

5.在A+B==C+D的反应中，5gA物质跟4gB物质恰好完全反应，生成3gC物质和克D物质，这是根据定律进行上述计算的。

6.在化学反应2X2+3Y2=2R中，若用X、Y表示R的化学式为。

7.在A+B==C+D的反应中，A与B的质量比为4:3，当生成物C与D共2.8g时，则参加反应的B的质量是g。

现场观察

8.用下列装置进行证明质量守恒定律实验。

（1）反应前后容器中物质的总质量不相等的是。

（2）能用于验证质量守恒定律的是。

课外阅读

拉瓦锡

拉瓦锡生于巴黎，他与别人合作制定出化学物种命名原则，创立了化学物种分类新体系。拉瓦锡根据化学实验的经验，用清晰的语言阐明了质量守恒定律和它在化学中的运用。这些工作，特别是他所提出的新观念、新理论、新思想,为近代化学的发展奠定了重要的基础，因而后人称拉瓦锡为近代化学之父。
化学家拉瓦锡原来是学法律的。1763年，年仅20岁的拉瓦锡就取得了法律学士学位，并且获律师从业证书。拉瓦锡的父亲是一位颇有名气的律师，家境富有。所以拉瓦锡没有马上去律师，那时他对植物学发生了兴趣，经常上山采集标本使他又对气象学产生了兴趣。在地质学家葛太德的建议下，拉瓦锡师从巴黎著名的化学家伊勒教授。从此，拉瓦锡就和化学结下不解之缘。
拉瓦锡在学校是一个天才男孩。20岁时因出色地撰写了巴黎街道照明的设计文章而获得法国科学院的嘉奖。几年之后，即1768年，他被评选为法国科学院的"名誉院士"。
1789年法国大革命爆发，拉瓦锡由于曾经担任过包税官而自首入狱。被诬陷与法国的敌人有来往，犯有叛国罪，于1794年5月8日处以绞刑。著名的法籍意大利数学家拉格朗日痛心地说：“他们可以一瞬间把他的头割下，而他那样的头脑一百年也许长不出一个来。”

就这些了
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