4.2 化学反应中的质量关系(质量守恒定律)
【基础训练】
1.质量守恒定律适用的范围是( )
A.自然界中所有的变化 B.所有化学变化
C.所有物理变化 D.所有核反应
2.化学反应前后一定没有发生变化的是( )
A. 原子质量 B. 分子数目
C. 分子种类 D. 物质种类
3.a g白磷在b g氧气中燃烧,生成五氧化二磷的质量
A.一定是(a+b)g B.一定不足(a+b)g
C.大于(a+b)g D.小于等于(a+b)g
4.下列关于质量守恒定律解释中,正确的是( )
A.化学反应前、后反应物和生成物的分子个数不变
B.化学反应前、后原子种类没有变,但个数有增减
C.化学反应前、后原子种类改变,但原子数目没有增减
D.化学反应前、后原子种类没有变,原子个数没有增减
5.下列叙述完全符合质量守恒定律的是( )
A.水结成冰前后,质量保持不变
B.50 mL水和50 mL乙醇混合后总体积小于100 mL
C.在l00 g过氧化氢溶液中,含有30 g过氧化氢和70 g水
D.1.2 g碳与3.2 g氧气恰好完全反应可生成4.4 g二氧化碳
6.质量守恒定律是自然界普遍存在的基本定律之一。下列关于质量守恒定律的说法,正确的是( )
A.参加反应的氢气和氧气的体积,一定等于生成的水的体积
B.50 g冰融化得到50 g水,符合质量守恒定律
C.碳酸钙加热分解后固体质量减少,说明这一反应不符合质量守恒定律
D.铁丝燃烧后,生成物质量比铁丝的质量大,该反应符合质量守恒定律
7.不适宜用质量守恒定律解释的现象是( )
A.煤炭燃烧后变成煤灰,质量变小了
B.樟脑球放在衣柜中一段时间后变小了
C.镁带燃烧后生成的固体质量增加
D.高锰酸钾受热,其固体的总质量逐渐减小
8.如图是通过白磷燃烧来验证质量守恒定律的实验,下列关于该实验的说法正确的是( )
A.实验过程中气球一直变大
B.该反应遵循质量守恒定律
C.白磷燃烧结束,立即将锥形瓶放在天平上称量
D.反应前锥形瓶内白磷和氧气的总质量一定等于反应后生成五氧化二磷的质量
9.某化学反应可表示为:二氧化碳+水→M+氧气 根据信息,下列说法中一定正确的是( )
A.M中一定含有C、H元素,可能含有O元素 B.M中只含C、H元素
C.M中含有C、H、O三种元素 D.无法确定
10.现将20 gA和足量B在一定条件下充分反应,生成16 gC和11 gD,则参加反应的A和B的质量比是( )
A.20:11 B.20:7
C.5:4 D.16:11
11. 某反应的微观示意图如下,有关说法正确的是( )
A.此反应遵守质量守恒定律
B.参加反应的各物质分子个数比为1:1
C.反应前后分子数目不变
D.此反应的生成物为混合物
12.a g氯酸钾与b g二氧化锰混合加热。
(1)若充分反应后,得到c g 氯化钾,则生成氧气的质量为________;
(2)若充分反应后,得到c g 剩余固体,则生成氧气的质量为______________,其中二氧化锰的质量为___。
【能力提升】
1.根据如下微观示意图分析,下列结论正确的是( )
A.反应前后原子种类不变 B.丙物质的相对分子质量是18 g
C.参加反应的甲与乙分子个数比为1:1 D.反应前后各元素的化合价均不变
2.已知某纯净物2.3 g在足量的氧气中充分燃烧后,生成4.4 g二氧化碳和2.7 g水。下列关于该纯净物组成的说法正确的是( )
A.只含有碳、氢元素
B.一定含有碳、氢、氧三种元素
C.一定含有碳、氢元素,可能含有氧元素
D.一定含有碳元素,可能含有氢、氧元素
3.将16 g纯净物R在足量氧气中完全燃烧,生成44 g二氧化碳和36 g水。下列判断正确的是( )
A.R只含碳、氢元素
B.消耗氧气32 g
C.R含碳、氢、氧三种元素
D.R中碳元素的质量分数为70%
4.一定条件下,在密闭容器内发生某一化学反应,测得反应前后各物质的质量如下表所示。
物质 甲 乙 丙 丁
反应前的质量/g 3.2 16.8 0.8 0.1
反应后的质量/g x 8.4 3.0 1.0
下列说法不正确的是( )
A.x=8.5 B.反应中生成丙与丁的质量比为3:1
C.乙一定是化合物 D.丙和丁的相对分子质量之比可能为22:9
5.甲、乙、丙、丁四种物质在一定条件下充分混合,此时各物质的质量分数如图1所示。一段时间后,各物质的质量分数如图2所示。下列说法正确的是( )
A.丁是反应物 B.x的值为20
C.乙是此化学反应的催化剂 D.生成38 g甲,需消耗60 g丁
6.如图为某反应的微观示意图,关于该反应的说法不正确的是( )
A.该反应属于置换反应 B.反应前后原子的种类和数目没有改变
C.生成物丙和丁都属于氧化物 D.反应前后催化剂质量和化学性质不变
7. 质量守恒定律是帮助我们认识化学反应实质的重要理论。在化学反应aA+bB= cC+dD中,下列说法正确的是
A.化学计量数a与b之和一定等于c与d之和
B.若取x g A和x g B反应,生成C和D的质量总和不一定是2x g
C.反应物A和B的质量比一定等于生成物C和D的质量比
D.该反应是分解反应
8.根据以下实验方案,“探究参加化学反应前后各物质的质量总和是否相等”,请将你的思考及实验结果写在短线处。(已知:Fe+CuSO4→FeSO4+Cu;Na2CO3+HCl→NaCl+H2O+CO2)
【猜想假设】:猜想1:相等;猜想2:。
【实验探究】:
实验方案 方案一 方案二
实验装置
实验过程 分别将反应物及反应容器放在托盘天平上用砝码平衡
取下烧杯,将铁钉浸到硫酸铜溶液中,观察到的现象是铁钉表面有红色物质析出、溶液由蓝色逐渐变为浅绿色;再将其放回托盘天平,天平的指针____(填“向左”或“向右”或“不”)偏转。 取下烧杯并将其倾斜,使小试管中的盐酸进入烧杯中,充分反应后再放回托盘天平,天平的指针____(填“向左”或“向右”或“不”)偏转。
【反思评价】你认为猜想是错误的,其原因是。
【培优拓展】
1.一定条件下,下列物质在密闭容器内充分反应,测得反应前后各物质的质量如下表所示。下列说法不正确的是( )
纯净物 C2H5OH O2 CO2 H2O X
反应前质量/g 4.6 2.4 0 0 0
反应后质量/g 0 0 2.2 2.7 待测
A.反应后X的质量为2.1 g
B.X中一定含有碳元素和氧元素
C.X中一定含有碳元素和氢元素
D.X中两种元素的质量比是6:1
2. 红磷在密闭的容器内加热,下图能正确表示容器内物质总质量的变化关系的是( )
A.B.C.D.
3.某密闭容器中只有乙、丙、丁三种物质,在一定条件下发生了一个化学反应,容器中乙、丙、丁的质量随甲的质量变化情况如图所示。下列说法错误的是
A.a的值为12
B.丁属于化合物
C.当丁为5 g时,容器中乙的质量为11 g
D.当甲为2 g时,容器中丙与丁的质量之比为12:5
4.将16 g纯净物R在足量氧气中完全燃烧,生成44 g二氧化碳和36 g水。下列判断正确的是
A.R只含碳、氢元素 B.消耗氧气32 g
C.R含碳、氢、氧三种元素 D.R中碳元素的质量分数为70%
5.一定量的木炭在盛有氮气和氧气的混合气体的密闭容器中燃烧后生成一氧化碳和二氧化碳,且测得反应后所得一氧化碳、二氧化碳、氮气的混合气体中碳元素的质量分数为30%,则反应后混合气体中氮气的质量分数可能为
A.50% B.40% C.30% D.20%
6.一定条件下,H2S与SO2反应前后各物质的质量如图,下列说法不正确的是( )
A.x值为19 B.物质M中只含S元素
C.反应前后构成物质的粒子数目不变 D.反应物中S元素化合价均发生改变
7.下图为甲、乙两位同学用称量的方法验证质量守恒定律的实验装置图,请回答:
(1)甲同学所做实验有何现象? _____________________________。
(2)乙同学将烧杯放在天平上用砝码平衡,然后倾斜烧杯使盐酸(HCl)与碳酸钠粉末(Na2CO3)接触,反应结束后发现天平的指针____________(选填“偏左”“偏右”或“不偏转”),该反应____________(填“符合”或“不符合”)质量守恒定律。接下来,乙同学继续用丙装置完成实验,其他操作不变,装置气密性良好,最后天平仍不平衡,原因是__________________。
(3)结合本实验,你认为对于有_________________(填物质状态)生成的反应,在验证该反应是否符合质量守恒定律时,应在密闭的体系中进行,并且还需避免受浮力的影响。
答案解析
【基础训练】
1.质量守恒定律适用的范围是( )
A.自然界中所有的变化 B.所有化学变化
C.所有物理变化 D.所有核反应
【答案】B
【解析】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,这个规律叫质量守恒定律,所有化学反应都遵循质量守恒定律,质量守恒定律适用所有化学变化。
2.化学反应前后一定没有发生变化的是( )
A. 原子质量 B. 分子数目
C. 分子种类 D. 物质种类
【答案】A
【解析】A. 原子的质量在化学反应前后一定没有变化;符合题意;
B.分子的数目在化学反应前后可能改变;不符合题意;
C.分子的种类在化学反应前后一定改变;不符合题意;
D.物质种类在化学反应前后一定改变;不符合题意。
故答案为:A。
3.a g白磷在b g氧气中燃烧,生成五氧化二磷的质量
A.一定是(a+b)g B.一定不足(a+b)g
C.大于(a+b)g D.小于等于(a+b)g
【答案】D
【解析】试题分析:a g白磷在b g氧气中燃烧时,依据质量守恒定律恰好反应时五氧化二磷的质量等于(a+b)g,不恰好反应时某种物质有剩余时五氧化二磷的质量应该小于(a+b)g,所以五氧化二磷的质量不大于(a+b)g。故选D。
4.下列关于质量守恒定律解释中,正确的是( )
A.化学反应前、后反应物和生成物的分子个数不变
B.化学反应前、后原子种类没有变,但个数有增减
C.化学反应前、后原子种类改变,但原子数目没有增减
D.化学反应前、后原子种类没有变,原子个数没有增减
【答案】D
【解析】A.化学反应的实质是分子分成原子,原子重新组合成新分子,化学反应前、后反应物和生成物的分子个数可能会发生改变,故选项说法错误;
B.化学反应的实质是分子分成原子,原子重新组合成新分子,化学反应前、后原子种类没有变,个数没有增减,故选项说法错误;
C.化学反应的实质是分子分成原子,原子重新组合成新分子,化学反应前、后原子种类没有改变,个数没有增减,故选项说法错误;
D.化学反应的实质是分子分成原子,原子重新组合成新分子,化学反应前、后原子种类没有改变,个数没有增减,故选项说法正确。
故选:D。
5.下列叙述完全符合质量守恒定律的是( )
A.水结成冰前后,质量保持不变
B.50 mL水和50 mL乙醇混合后总体积小于100 mL
C.在l00 g过氧化氢溶液中,含有30 g过氧化氢和70 g水
D.1.2 g碳与3.2 g氧气恰好完全反应可生成4.4 g二氧化碳
【答案】D
【解析】
A.该变化是物理变化,故不符合质量守恒定律,故错误;
B.该变化是物理变化,故不符合质量守恒定律,故错误;
C.该过程中没有发生化学变化,故不符合质量守恒定律,故错误;
D.任何化学变化都符合质量守恒定律,故正确。故选D。
6.质量守恒定律是自然界普遍存在的基本定律之一。下列关于质量守恒定律的说法,正确的是( )
A.参加反应的氢气和氧气的体积,一定等于生成的水的体积
B.50 g冰融化得到50 g水,符合质量守恒定律
C.碳酸钙加热分解后固体质量减少,说明这一反应不符合质量守恒定律
D.铁丝燃烧后,生成物质量比铁丝的质量大,该反应符合质量守恒定律
【答案】D
【解析】A.质量守恒定律,是质量守恒,不是体积守恒,故选项说法错误;
B.50 g冰融化得到50 g水,是物理变化,不是化学变化,不能用质量守恒定律来解释;故选项说法错误;
C.碳酸钙加热分解后固体质量减少,是因为生成的气体气逸出,这一反应仍符合质量守恒定律,故选项说法错误;
D.铁丝燃烧后,生成物质量比铁丝的质量大,是因为铁丝与氧气反应生成四氧化三铁,该反应符合质量守恒定律,故选项说法正确。
故选:D。
7.不适宜用质量守恒定律解释的现象是( )
A.煤炭燃烧后变成煤灰,质量变小了
B.樟脑球放在衣柜中一段时间后变小了
C.镁带燃烧后生成的固体质量增加
D.高锰酸钾受热,其固体的总质量逐渐减小
【答案】B
【解析】A.煤炭燃烧后生成物主要是二氧化碳,是化学变化,质量减少是生成物跑到空气中了,符合质量守恒定律;
B.樟脑球放在衣柜中一段时间后变小是物理变化不能用质量守恒定律解释;
C.镁燃烧后生成氧化镁。镁的质量与反应的氧气的质量之和与生成的氧化镁质量相等,生成的固体当然比镁要大,符合质量守恒定律;
D.高锰酸钾受热生成氧气这一些都是化学变化,反应的高锰酸钾的质量等于剩余固体的质量与氧气的质量之和,所以剩余固体的质量当然小于高锰酸钾的质量,符合质量守恒定律。
8.如图是通过白磷燃烧来验证质量守恒定律的实验,下列关于该实验的说法正确的是( )
A.实验过程中气球一直变大
B.该反应遵循质量守恒定律
C.白磷燃烧结束,立即将锥形瓶放在天平上称量
D.反应前锥形瓶内白磷和氧气的总质量一定等于反应后生成五氧化二磷的质量
【答案】B
【解析】A.白磷燃烧放出大量的热,使装置内空气受热膨胀,随着反应的进行,氧气被消耗,装置内压强减小,实验过程中气球先变大后变小,故A说法错误;
B.白磷燃烧生成五氧化二磷,属于化学变化,该反应遵循质量守恒定律,故B说法正确;
C.白磷燃烧结束,应冷却至室温再将锥形瓶放在天平上称量,故C说法错误;
D.锥形瓶内白磷和氧气不一定恰好完全反应,氧气可能有剩余,反应前锥形瓶内白磷和氧气的总质量不一定等于反应后生成五氧化二磷的质量,故D说法错误。故选:B。
9.某化学反应可表示为:二氧化碳+水→M+氧气 根据信息,下列说法中一定正确的是( )
A.M中一定含有C、H元素,可能含有O元素 B.M中只含C、H元素
C.M中含有C、H、O三种元素 D.无法确定
【答案】A
【解析】反应物水由H、O元素组成,二氧化碳由C、O元素组成,反应前为C、H、O三种元素;生成物氧气由氧元素组成,根据反应前后元素不变,推断M中一定含C、H元素,可能含有氧元素。故选A。
10.现将20 gA和足量B在一定条件下充分反应,生成16 gC和11 gD,则参加反应的A和B的质量比是( )
A.20:11 B.20:7
C.5:4 D.16:11
【答案】B
【解析】由质量守恒定律可知,反应物的质量总和等于生成物的质量总和,参加反应的B物质的质量为,则参加反应的A和B的质量比是,故选B。
11. 某反应的微观示意图如下,有关说法正确的是( )
A.此反应遵守质量守恒定律
B.参加反应的各物质分子个数比为1:1
C.反应前后分子数目不变
D.此反应的生成物为混合物
【答案】A
【解析】由图可知反应前后均有相同的分子,则参与反应的分子如图:
A.此反应为生成新物质的化学变化,遵守质量守恒定律,正确;
B.参加反应的各物质分子个数比为2:1,错误;
C.反应前后分子数目发生了改变,错误;
D. 此反应的生成物为一种,不是混合物,错误。
故选:A。
12.a g氯酸钾与b g二氧化锰混合加热。
(1)若充分反应后,得到c g 氯化钾,则生成氧气的质量为________;
(2)若充分反应后,得到c g 剩余固体,则生成氧气的质量为______________,其中二氧化锰的质量为___。
【答案】(1) a-c (2) a+b-d(或a- d +b) b(或d-c)
【解析】氯酸钾在二氧化锰催化作用下受热分解生成氯化钾和氧气;若充分反应后,得到
c g氯化钾,根据质量守恒定律,则生成氧气的质量为:(a-c)g;若充分反应后,得到d克剩余固体,根据质量守恒定律,则生成氧气的质量为:(a+b-d)g,其中二氧化锰为催化剂,反应前后质量不变,二氧化锰的质量为b g或(d-c) g。
【能力提升】
1.根据如下微观示意图分析,下列结论正确的是( )
A.反应前后原子种类不变 B.丙物质的相对分子质量是18 g
C.参加反应的甲与乙分子个数比为1:1 D.反应前后各元素的化合价均不变
【答案】A
【解析】A.由图可知,反应前后原子种类数目不变,A正确;B.相对分子质量单位是“1”不是“g”,B错误;C.由微观示意图可知,反应化学方程式2C2H6+7O24CO2+6H2O,故参加反应的甲与乙分子个数比为2:7,C错误;D.反应前氧气为单质,氧元素0价,反应后氧元素-2价,化合价改变,D错误。
故选A。
2.已知某纯净物2.3 g在足量的氧气中充分燃烧后,生成4.4 g二氧化碳和2.7 g水。下列关于该纯净物组成的说法正确的是( )
A.只含有碳、氢元素
B.一定含有碳、氢、氧三种元素
C.一定含有碳、氢元素,可能含有氧元素
D.一定含有碳元素,可能含有氢、氧元素
【答案】B
【解析】已知某纯净物2.3 g在足量的氧气中充分燃烧后,生成4.4 g二氧化碳和2.7 g水。根据质量守恒定律,化学反应前后,元素的种类和质量不变,故该纯净物中一定含C、H元素,碳元素的质量为:,氢元素的质量为:,1.2 g+0.3 g=1.5 g<2.3 g,故该纯净物中一定含氧元素。
故选:B。
3.将16 g纯净物R在足量氧气中完全燃烧,生成44 g二氧化碳和36 g水。下列判断正确的是( )
A.R只含碳、氢元素
B.消耗氧气32 g
C.R含碳、氢、氧三种元素
D.R中碳元素的质量分数为70%
【答案】A
【解析】化学反应前后元素种类质量不变;R中碳、氢元素质量等于二氧化碳、水中碳、氢元素质量,分别为、,12+4=16 g,故R只含碳、氢元素。
A.R只含碳、氢元素,正确;
B.根据质量守恒定律,消耗氧气为44+36-16=64 g,错误;
C.R含碳、氢、氧三种元素,错误;
D.R中碳元素的质量分数为,错误。
故选:A。
4.一定条件下,在密闭容器内发生某一化学反应,测得反应前后各物质的质量如下表所示。
物质 甲 乙 丙 丁
反应前的质量/g 3.2 16.8 0.8 0.1
反应后的质量/g x 8.4 3.0 1.0
下列说法不正确的是( )
A.x=8.5 B.反应中生成丙与丁的质量比为3:1
C.乙一定是化合物 D.丙和丁的相对分子质量之比可能为22:9
【答案】B
【解析】根据质量守恒定律,3.2+16.8+0.8+0.1= x+8.4+3.0+1.0,x=8.5;甲、丙、丁质量分别增加8.5 g-3.2 g=5.3 g、3.0 g-0.8 g=2.2 g、1.0 g-0.1 g=0.9 g,三者均为反应物;乙物质质量减少16.8 g-8.4 g=8.4 g,为生成物;由分析得:A.由分析可知,x=8.5,正确;B.由分析可知,反应中生成丙与丁的质量比为2.2 g:0.9 g=22:9,错误;C.反应为乙生成甲、丙、丁,则乙一定是化合物,正确;D.若丙、丁之间的化学计量数之比为1:1,则丙和丁的相对分子质量之比为22:9,正确。故选B。
5.甲、乙、丙、丁四种物质在一定条件下充分混合,此时各物质的质量分数如图1所示。一段时间后,各物质的质量分数如图2所示。下列说法正确的是( )
A.丁是反应物 B.x的值为20
C.乙是此化学反应的催化剂 D.生成38 g甲,需消耗60 g丁
【答案】A
【解析】
A.反应前丁的质量分数为48%,反应后丁的质量分数为30%,丁的质量分数减少了48%-30%=18%,故丁是反应物,故选项正确;
B.由图2可知,甲乙丙丁四种物质的质量分数加一起等于1,所以可算出乙的质量分数为10%,即x的值为10,故选项不正确;
C.反应前乙的质量分数为10%,反应后乙的质量分数也为10%,乙的质量分数在反应前后不变,故乙可能是该反应的催化剂,也可能是没有参加反应的杂质,故选项不正确;
D.由上述分析,参加反应的甲和生成丁的质量比为:(19%-17%):(48%-30%)=1:9,则若生成14 g的甲,设消耗丁的质量为x, ,故选项不正确;
故选:A
6.如图为某反应的微观示意图,关于该反应的说法不正确的是( )
A.该反应属于置换反应 B.反应前后原子的种类和数目没有改变
C.生成物丙和丁都属于氧化物 D.反应前后催化剂质量和化学性质不变
【答案】A
【解析】由图可知,反应为CH2O和氧气在催化剂作用下生成二氧化碳和水,;
A. 置换反应是一种单质和化合物生成另外一种单质和化合物的反应,该反应中生成物为两种化合物,不属于置换反应,错误;
B. 原子是化学变化中最小的粒子,反应前后原子的种类和数目没有改变,正确;
C. 氧化物是含有两种元素一种为氧元素的化合物;生成物丙二氧化碳和丁水都属于氧化物,正确;
D. 催化剂改变反应速率;反应前后催化剂质量和化学性质不变,正确;
7. 质量守恒定律是帮助我们认识化学反应实质的重要理论。在化学反应aA+bB= cC+dD中,下列说法正确的是
A.化学计量数a与b之和一定等于c与d之和
B.若取x g A和x g B反应,生成C和D的质量总和不一定是2x g
C.反应物A和B的质量比一定等于生成物C和D的质量比
D.该反应是分解反应
【答案】B
【解析】A.参加反应的A、B的质量总和一定等于生成的C、D的质量总和,但化学计量数a与b之和不一定等于c与d之和,故A不正确;
B.物质参加化学反应按一定的质量比进行,由于参加反应的A、B的质量比不一定是1:1,若取x gA和x gB反应,生成C和D的质量总和不一定是2x g,故B正确;
C.参加反应的A、B的质量总和一定等于生成的C、D的质量总和,但反应物A和B的质量比不一定等于生成物C和D的质量比,故C不正确;
D.该反应两种物质参与反应,不是分解反应,故D不正确。
故选B。
8.根据以下实验方案,“探究参加化学反应前后各物质的质量总和是否相等”,请将你的思考及实验结果写在短线处。(已知:Fe+CuSO4→FeSO4+Cu;Na2CO3+HCl→NaCl+H2O+CO2)
【猜想假设】:猜想1:相等;猜想2:。
【实验探究】:
实验方案 方案一 方案二
实验装置
实验过程 分别将反应物及反应容器放在托盘天平上用砝码平衡
取下烧杯,将铁钉浸到硫酸铜溶液中,观察到的现象是铁钉表面有红色物质析出、溶液由蓝色逐渐变为浅绿色;再将其放回托盘天平,天平的指针____(填“向左”或“向右”或“不”)偏转。 取下烧杯并将其倾斜,使小试管中的盐酸进入烧杯中,充分反应后再放回托盘天平,天平的指针____(填“向左”或“向右”或“不”)偏转。
【反思评价】你认为猜想是错误的,其原因是。
【答案】
【猜想假设】不相等
【实验探究】不;向右
【反思评价】2;因反应没有在密闭容器中进行,使生成的二氧化碳气体逸出,再称量时质量减少
【解析】
【猜想假设】该实验的目的是探究参加化学反应前后各物质的质量总和是否相等,故猜想1:相等;猜想2:不相等;
【实验探究】方案一:实验过程:铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,铁钉表面有红色物质析出,溶液由蓝色逐渐变为浅绿色;再将其放回托盘天平,该反应无气体生成,天平的指针不偏转;方案二:取下烧杯并将其倾斜,使小试管中的盐酸进入烧杯中,充分反应后再放回托盘天平,天平的指针向右偏转,因为碳酸钠与稀盐酸反应生成了氯化钠、二氧化碳和水,二氧化碳是气体,散逸到了空气中;
【反思评价】猜想2是错误的,因为反应没有在密闭容器中进行,使生成的二氧化碳气体逸出,再称量时质量减少。
【培优拓展】
1.一定条件下,下列物质在密闭容器内充分反应,测得反应前后各物质的质量如下表所示。下列说法不正确的是( )
纯净物 C2H5OH O2 CO2 H2O X
反应前质量/g 4.6 2.4 0 0 0
反应后质量/g 0 0 2.2 2.7 待测
A.反应后X的质量为2.1 g
B.X中一定含有碳元素和氧元素
C.X中一定含有碳元素和氢元素
D.X中两种元素的质量比是6:1
【答案】D
【解析】依据化学反应中反应物的质量会减小生成物的质量会增加,且反应物的质量之和应该等于生成物的质量总和,然后依据反应前后元素的质量相等进行分析判断即可。
在该反应中乙醇及氧气的质量减小,所以是反应物,二氧化碳和水质量增加是生成物,且参加反应的物质质量等于2. 4 g+4.6 g=7 g,而生成物二氧化碳和水的质量是2.2 g+2. 7 g=4.9 g,所以X是生成物,且质量是7 g-4. 9 g=2.1 g,其反应的表达式为:。
A.由以上分析知X等于2.1 g,故选项说法正确;
B.4.6 g乙醇中含有的碳元素质量是,反应后二氧化碳中氧元素的质量是,碳元素质量是2.2 g-1. 6 g=0. 6 g,碳元素质量不等,所以X中一定含有碳元素,4.6 g乙醇中含有的氧元素质量是,水中的氧元素是,二氧化碳中氧元素的质量是,反应前后氧元素的质量都为4 g,因此X中不含有氧元素,故选项说法错误;
C.反应的乙醇中氢元素的质量是,而水中的氢元素质量是,氢元素质量不等,所以X中一定含有氢元素,故选项说法正确;
D.有以上分析可知,X中含有碳、氢两种元素质量比为,故选项说法正确。
故选:B。
2. 红磷在密闭的容器内加热,下图能正确表示容器内物质总质量的变化关系的是( )
A.B.C.D.
【答案】C
【解析】红磷在密闭的容器内加热,当温度达到红磷着火点时,红磷燃烧生成五氧化二磷,反应前后容器中总质量不变。故选C。
3.某密闭容器中只有乙、丙、丁三种物质,在一定条件下发生了一个化学反应,容器中乙、丙、丁的质量随甲的质量变化情况如图所示。下列说法错误的是
A.a的值为12
B.丁属于化合物
C.当丁为5 g时,容器中乙的质量为11 g
D.当甲为2 g时,容器中丙与丁的质量之比为12:5
【答案】D
【解析】A.据质量守恒定律可知反应前后物质的总质量不变,所以10 g+6 g+10 g=8 g+a+ 6 g+0 g,丁的质量a的值为12,选项正确;B.质量增加的是生成物,甲的质量增加8 g,是生成物;丁的质量减少10 g,是反应物,乙的质量增加2 g,是生成物,反应的表达式为:丁→甲+乙,丁属于化合物,选项正确;C.由上述分析可知,乙和丁的质量比为2:10,当丁为5 g时,反应掉的丁为5 g,容器中乙的质量增加1g,乙的总质量为11g,选项正确;D.甲和丁的质量比为8:10,当甲为2 g时,反应掉丁的质量为2.5 g,剩余丁的质量为7.5 g,容器中,丙与丁的质量之比为6:7.5=4:5,选项错误。故选D。
4.将16 g纯净物R在足量氧气中完全燃烧,生成44 g二氧化碳和36 g水。下列判断正确的是
A.R只含碳、氢元素 B.消耗氧气32 g
C.R含碳、氢、氧三种元素 D.R中碳元素的质量分数为70%
【答案】A
【解析】化学反应前后元素种类质量不变;R中碳、氢元素质量等于二氧化碳、水中碳、氢元素质量,分别为、,12+4=16 g,故R只含碳、氢元素。
由分析得:A. R只含碳、氢元素,正确;B. 根据质量守恒定律,消耗氧气为44+36-16= 64 g,错误;C. R含碳、氢、氧三种元素,错误;D. R中碳元素的质量分数为,错误。故选A。
5.一定量的木炭在盛有氮气和氧气的混合气体的密闭容器中燃烧后生成一氧化碳和二氧化碳,且测得反应后所得一氧化碳、二氧化碳、氮气的混合气体中碳元素的质量分数为30%,则反应后混合气体中氮气的质量分数可能为
A.50% B.40% C.30% D.20%
【答案】D
【解析】设碳元素完全在一氧化碳中,则一氧化碳的质量分数为,则氮气的质量分数可以为1-70%=30%;设碳元素完全在二氧化碳中,则二氧化碳中碳元素的质量分数为。因生成一氧化碳和二氧化碳的混合物,所以氮气的质量分数小于30%。故选D。
6.一定条件下,H2S与SO2反应前后各物质的质量如图,下列说法不正确的是( )
A.x值为19 B.物质M中只含S元素
C.反应前后构成物质的粒子数目不变 D.反应物中S元素化合价均发生改变
【答案】C
【解析】
A.根据质量守恒定律,34 g+32 g+1g =48 g+x,解得x =19 g,选项正确;
B.H2S中氢元素质量为34 g××100%=2 g,生成的水中氢元素质量为(19g-1g) ××100%= 2 g,生成的水中氧元素质量为19 g-1 g-2 g=16 g;SO2中氧元素质量为32 g××100%= 16 g,M中不含氢元素和氧元素,根据质量守恒定律,反应前后元素的种类不变,所以物质M中只含S元素,选项正确;
C.该反应中H2S、SO2、H2O、S的个数比为::: =2:1:2:3,反应的化学方程式为2H2S+SO2=2H2O+3S↓,反应前后构成物质的粒子数目发生了改变,选项不正确;
D.H2S中氢元素化合价为+1价,则硫元素化合价为-2价;SO2中氧元素化合价为-2价,则硫元素化合价为+4价,反应后硫元素的化合价为0价,所以反应物中S元素化合价均发生改变,选项正确。
故选C。
7.下图为甲、乙两位同学用称量的方法验证质量守恒定律的实验装置图,请回答:
(1)甲同学所做实验有何现象? _____________________________。
(2)乙同学将烧杯放在天平上用砝码平衡,然后倾斜烧杯使盐酸(HCl)与碳酸钠粉末(Na2CO3)接触,反应结束后发现天平的指针____________(选填“偏左”“偏右”或“不偏转”),该反应____________(填“符合”或“不符合”)质量守恒定律。接下来,乙同学继续用丙装置完成实验,其他操作不变,装置气密性良好,最后天平仍不平衡,原因是__________________。
(3)结合本实验,你认为对于有_________________(填物质状态)生成的反应,在验证该反应是否符合质量守恒定律时,应在密闭的体系中进行,并且还需避免受浮力的影响。
【答案】白磷燃烧放出热量,产生大量白烟,气球先膨胀后变小、天平先向右偏后平衡 偏右 符合 反应产生的二氧化碳使气球膨胀,产生了向上的浮力,从而影响了称量质量 气体
【解析】(1)白磷燃烧后,放出热量,并产生白烟,此时内部气体受热膨胀,气球体积变大,此时受到浮力的影响,左边质量减小,使天平指针往右偏,当冷却至室温时,气体不再受热膨胀,恢复正常体积,气球变小,不再受浮力影响,天平重新平衡;(2)乙同学将烧杯放在天平上用砝码平衡,然后倾斜烧杯使盐酸(HCl)与碳酸钠粉末(Na2CO3)接触,盐酸和碳酸钠反应生成氯化钠、水、二氧化碳,由于是敞口装置,生成的二氧化碳气体释放至空中,左边质量减小,故反应结束后发现天平的指针偏右,天平不平衡是因为生成的气体释放至空中,该反应符合质量守恒定律;本实验中的烧杯替换成带有气球的锥形瓶,此时反应装置为密闭装置,反应产生的二氧化碳使气球膨胀,产生了向上的浮力,从而影响了称量质量。(3)在探究质量守恒定律时,对于有气体生成的化学反应,在验证该反应是否符合质量守恒定律时,应在密闭的体系中进行,并且还需避免受浮力的影响。