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【核心素养】专题提优特训6 质量守恒定律
（18题经典考题）
01 质量守恒定律的应用
1．2021年10月16日，长征二号F运载火箭搭载神舟十三号载人飞船发射取得圆满成功。运载火箭在工作中发生的反应为C2H8N2+2X3N2+4H2O+2CO2，则X的化学式是（ ）
A．NO2 B．N2O3 C．N2O4 D．N2O5
2．下列叙述错误的是（ ）
A．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
B．镁在空气中燃烧，生成物的质量小于镁的质量
C．氯酸钾加热分解后，生成的氯化钾质量小于氯酸钾质量
D．3.2g硫和3.2g氧气反应，生成6.4g二氧化硫
3．草酸（H2C2O4）在一定条件发生如下反应：aH2C2O4 bH2O↑+cCO2↑+dX↑；取18g草酸，加热至完全分解，反应后测得生成水蒸气3.6g，二氧化碳8.8g。则下列说法正确的是（ ）
A．a＝b+c+d B．气体X中不含氢元素
C．b＝2c D．气体X的质量为2.8g
4．已知2.8g某纯净物在足量的氧气中充分燃烧后，生成8.8g二氧化碳和3.6g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
5．化学实验中有些变化前后质量虽然不相等，但仍然符合质量守恒定律，下列不符合质量守恒定律的是（ ）
A．铜丝的质量为mg，在火焰上灼烧后的质量为ng，m＜n
B．KClO3与MnO2固体混合物的质量为mg，加热一段时间后的质量为ng，m＞n
C．澄清石灰水的质量为mg，敞口放置在空气中一段时间后，其质量为ng，m＜n
D．酒精的质量为mg，口放置在空气中一段时间后，其质量为ng，m＞n
6．已知甲、乙、丙三种物质各15g，它们化合时只生成30g新物质丁，若增加10g甲，则反应停止后，原反应物中只剩余乙。根据上述条件推断下列说法中正确的是（ ）
A．该反应中，乙可能没有参与反应 B．第一次反应停止后，丙剩余9g
C．第二次反应后，丁的质量为50g D．反应中甲和丙的质量比是5：2
7．把一定质量的甲、乙、丙、丁四种物质放入密闭容器中，在一定条件下反应一段时间后，测得各物质的质量如表所示，下列说法正确的是（ ）
物质 甲 乙 丙 丁
反应前的质量/g 7 10 28 37
反应后的质量/g 14 10 33 x
A．乙一定是催化剂
B．x的值是12
C．反应中甲与丙发生改变的质量比是7：5
D．此反应为化合反应
8．密闭容器内有甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下充分反应，测得反应前后各物质的质量分数如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．该反应基本反应类型为化合反应
B．该化学反应中乙、丙质量比为3：17
C．物质丙可能为单质
D．物质丁可能是该反应的催化剂
9．一定条件下，X、Y、乙、W四种物质在密闭容器中充分反应，测得反应前后各物质质量如下表。
物质 X Y Z W
反应前的质量/g 6.8 1.0 93.2 0
反应后的质量/g 0 a 96.8 3.2
下列说法正确的是（ ）
A．a＝1.0，Y一定是该反应的催化剂
B．该反应一定为化合反应
C．X与W相对分子质量之比一定为17：8
D．Z与W质量变化之比一定为9：8
10．在一定条件下，甲、乙、丙、丁四种物质在密闭容器中发生反应，测得反应前后各物质的质量如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．a的值为6
B．丁一定是该反应的催化剂
C．丙一定是化合物，乙可能是单质
D．该反应中甲、丙的质量变化之比为35：3
11．某化学反应的反应物和生成物的微观示意图及反应前后的质量如表所示。
物质 甲 乙 丙 丁
微观示意图
反应前质量/g 32 200 1 0
反应后质量/g 0 x y z
下列有关该反应的说法正确的是（ ）
A．甲物质由碳原子和氢原子直接构成
B．该反应属于分解反应
C．参加反应的反应物分子个数比为1：1
D．x+y+z＝233
12．在一密闭容器中，有X、O2、CO2、H2O四种物质，在一定条件下发生某种反应，反应一段时间后，测得反应前后各物质的质量如下表。下列说法正确的是（ ）
物质 X O2 CO2 H2O
反应前的质量/g 19 34 6 2
反应后的质量/g 11 待测 28 20
A．表中的待测值为32
B．X中可能含有氧元素
C．该反应是置换反应
D．该反应中CO2和H2O的化学计量数之比为1：2
13．某气体含H2、CO、CH4中的一种或几种。化学项目小组用如图所示装置探究该气体的组成。实验测得：反应前后装置甲硬质玻璃管中固体的质量减少m1g，装置乙和装置丙的质量分别增加m2g和m3g。（已知：CH4+4CuO4Cu+CO2+2H2O；碱石灰能吸收二氧化碳和水；装置中试剂均足量）
下列说法错误的是（ ）
A．若9m3＜11m2，则说明该气体中含H2 B．若9m3＞11m2，则说明该气体中含CO
C．若9m3＝11m2，则说明该气体中含CH4 D．若m2＝0，则11m1＝4m3
14．“宏观—微观—符号”三重表征是化学特有的表示物质及其变化的方法。请结合资料卡片中涉及到反应的微观示意图回答下列问题。
（1）丙物质的名称为 。
（2）“”表示的微观意义是 。
（3）请标出丁中硫元素的化合价 。
（4）参加反应甲、乙两种物质的粒子个数比 。
02 质量守恒定律探究实验
15．某学习小组用实验验证质量守恒定律，下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙、丙、丁实验，都符合质量守恒定律
B．若乙实验中装置漏气，天平最后不平衡
C．丙实验容器敞口，不能验证质量守恒定律
D．丁实验生成物的质量等于参加反应的镁条质量
16．小科选用白磷、锥形瓶、气球、天平等药品和器材，探究化学反应中物质质量的变化规律，装置如图。
[实验思路]先确认化学反应已经发生，再比较反应物的质量总和和生成物的质量总和是否相等。
[实验步骤]
Ⅰ．锥形瓶内装入白磷，塞紧瓶塞放在天平托盘上，调节平衡。
Ⅱ．取下锥形瓶，将瓶塞上的铁丝在酒精灯上烧红后，接触引燃白磷，并立即塞紧瓶塞；观察到气球体积 。
Ⅲ．待反应结束冷却后，将锥形瓶放回天平托盘上，观察到天平平衡。
[实验结论]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。
[交流反思]
（1）要确认化学反应已经发生，本实验中观察到的现象是 。
（2）反应若在敞口的锥形瓶中进行，反应结束，冷却后发现托盘天平的指针偏向右边，你认为上述结论还是否正确，并请说明理由 。
17．质量守恒定律的发现，凝聚了不少科学家的心血。
材料一：1673年，英国化学家波义耳将某金隔放在一个密闭容器中煅烧，煅烧后立即打开容器进行称量，结果发现煅烧后的固体质量增加了。
材料二：1774年，拉瓦锡用精确的定量实验研究在密封容器中氧化汞分解前的质量和分解后生成物的总质量之间的关系，证实了质量守恒定律。
请回答以下问题：
（1）你认为波义耳实验符不符合质量守恒定律并说明理由 。
（2）小明决定用如图甲装置模拟拉瓦锡实验，同学建议最好在集气瓶的水面上加一层油，目的是 。
（3）测定反应前氧化汞的质量和反应后生成物的总质量是否相等来验证质量守恒定律。小明记录了以下儿组数据：（已知：氧气的密度为ρ克/毫升）
①反应前称取的氧化汞质量a克 ②反应前装有氧化汞试管的总质量b克
③反应结束冷却后试管的总质量c克 ④反应后量筒内增加的水体积d毫升
⑤反应前量筒的总质量e克 ⑥反应结束后量筒和水的总质量f克
实验操作均正确，在误差范围内，如果出现等量关系 （用上述字母表示），可用来验证质量守恒定律。
18．木糖醇不是糖，却有甜味，是一种常用的天然甜味剂，能有效预防龋齿，引起了同学们的关注。某校化学实验小组同学对木糖醇展开了如下实验探究：
【查阅资料】木糖醇具有可燃性；氢氧化钠溶液吸收二氧化碳；浓硫酸具有吸水性：碱石灰的主要成分是氢氧化钠和氧化钙，能够用来吸收水蒸气和二氧化碳。
【提出问题】木糖醇由什么元素组成？
【做出猜想】根据物质的名称，甲同学对比熟悉的物质——乙醇，猜想木糖醇由碳、氢、氧三种元素组成。
【实验探究一】定性分析
甲同学取适量的木糖醇放在酒精灯火焰上灼烧，然后将一只干而冷的烧杯罩在火焰上方，烧杯内壁出现水雾，迅速将烧杯倒转过来，倒入澄清石灰水，观察到 ，他认为木糖醇燃烧生成二氧化碳和水，于是得出木糖醇由C、H、O三种元素组成的结论。
【交流讨论】大家认为以上的实验结论不严谨，其原因是 。
【实验探究二】定量分析
乙同学为进一步确定木糖醇中元素组成，取样进行探究（每一步均反应完全）：
（1）先检查装置的气密性，然后称取3.04g木糖醇置于硬质玻璃管中，按如图连接固定装置。
（2）实验时打开分液漏斗活塞，A中发生反应的化学方程式为 ，然后点燃酒精灯，使木糖醇充分燃烧后，熄灭酒精灯，待C装置冷却至室温，关闭分液漏斗活塞。称量发现D装置增重2.16g，E装置增重4.40g（装置内空气中的二氧化碳和水蒸气质量忽略不计）。小组同学通过计算得出木糖醇由C、H、O三种元素组成。请你计算3.04g木糖醇中碳元素的质量为
g，木糖醇中C、H、O原子个数比为 （填最简整数比）。
（3）F装置的作用是 。
【表达与交流】在确定物质的组成时，我们应该要学会从定性和定量的双重角度来分析解决问题。
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【核心素养】专题提优特训6 质量守恒定律
（18题经典考题）
01 质量守恒定律的应用
1．2021年10月16日，长征二号F运载火箭搭载神舟十三号载人飞船发射取得圆满成功。运载火箭在工作中发生的反应为C2H8N2+2X3N2+4H2O+2CO2，则X的化学式是（ ）
A．NO2 B．N2O3 C．N2O4 D．N2O5
【答案】C
【分析】根据化学反应前后原子的种类和数目不变进行分析。
【解答】解：化学反应前后原子的个数不变，由化学方程式可得，反应前有2个C、8个H、2个N，反应后有6个N、8个H、8个O和2个C，则2X中含有4个N和8个O，X的化学式为N2O4，故选：C。
【点评】本题是对质量守恒定律应用的考查。
2．下列叙述错误的是（ ）
A．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
B．镁在空气中燃烧，生成物的质量小于镁的质量
C．氯酸钾加热分解后，生成的氯化钾质量小于氯酸钾质量
D．3.2g硫和3.2g氧气反应，生成6.4g二氧化硫
【答案】B
【分析】质量守恒定律是物质在发生化学变化中表现出来的一种规律，适用于化学变化；物质发生物理变化，则不适用于质量守恒定律来解释；是化学变化时也要对反应前后物质的质量关系进行计算判断，即反应时是否符合固定的质量比，据此分析解答即可。
【解答】解：A、由质量守恒定律，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，故选项说法正确。
B、镁在空气中燃烧，参加反应的镁和氧气的质量总和等于生成氧化镁的质量，则生成物的质量大于镁的质量，故选项说法错误。
C、氯酸钾加热分解后，由于有氧气生成，生成的氯化钾质量小于氯酸钾质量，故选项说法正确。
D、硫和氧气反应的化学方程式为：S+O2SO2可知，硫、氧气、二氧化碳的质量比为32：32：64＝1：1：2，则3.2g硫和3.2g氧气反应，生成6.4g二氧化硫，故选项说法正确。
故选：B。
【点评】本题难度不大，在化学反应中参加反应前各物质的质量总和等于反应后生成各物质的质量总和，掌握化学变化和物理变化的判别是解题的关键。
3．草酸（H2C2O4）在一定条件发生如下反应：aH2C2O4bH2O↑+cCO2↑+dX↑；取18g草酸，加热至完全分解，反应后测得生成水蒸气3.6g，二氧化碳8.8g。则下列说法正确的是（ ）
A．a＝b+c+d B．气体X中不含氢元素
C．b＝2c D．气体X的质量为2.8g
【答案】B
【分析】质量守恒定律指的是参加反应的物质的质量总和等于生成物的物质的质量总和；
根据生成的水和二氧化碳的质量，结合质量守恒定律的应用来分析解答本题；
【解答】解：A．根据质量守恒定律，反应物的质量等于生成的水、二氧化碳和X的质量总和，而不是a＝b+c+d，故错误；
B．18g草酸中H的质量是：18g0.4g，生成的3.6g水中H的质量为：3.6g0.4g，故气体X中不含氢元素，正确；
C．根据反应的方程式可知，反应中生成水和二氧化碳的质量比为：18b：44c＝3.6g：8.8g，可得b：c＝1：1；即b＝c；故错误；
D．根据质量守恒定律，18g草酸完全反应分解生成X的质量为：18g﹣3.6g﹣8.8g＝5.6g，故错误；
故选：B。
【点评】本题主要考查质量守恒定律的应用，灵活运用质量守恒定律是解题的关键所在。
4．已知2.8g某纯净物在足量的氧气中充分燃烧后，生成8.8g二氧化碳和3.6g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】A
【分析】化学反应遵循质量守恒定律，即参加反应的物质的质量之和，等于反应后生成的物质的质量之和，是因为化学反应前后，元素的种类不变，原子的种类、总个数不变。
【解答】解：该物质中碳元素质量＝8.8g2.4g，氢元素质量＝3.6g0.4g，氧元素质量＝2.8g﹣2.4g﹣0.4g＝0，即不含有氧元素，即该物质只含有碳、氢元素。
故选：A。
【点评】化学反应遵循质量守恒定律，即化学反应前后，元素的种类不变，原子的种类、总个数不变，这是书写化学方程式、判断物质的化学式、判断化学计量数、进行相关方面计算的基础。
5．化学实验中有些变化前后质量虽然不相等，但仍然符合质量守恒定律，下列不符合质量守恒定律的是（ ）
A．铜丝的质量为mg，在火焰上灼烧后的质量为ng，m＜n
B．KClO3与MnO2固体混合物的质量为mg，加热一段时间后的质量为ng，m＞n
C．澄清石灰水的质量为mg，敞口放置在空气中一段时间后，其质量为ng，m＜n
D．酒精的质量为mg，口放置在空气中一段时间后，其质量为ng，m＞n
【答案】D
【分析】根据已有的质量守恒定律的知识进行分析解答即可。
【解答】解：A，铜丝的质量为mg，在火焰上灼烧后，铜与氧气在加热的条件下反应生成ng氧化铜，生成氧化铜的质量等于参加反应的铜的质量与参加反应的氧气的质量之和，故m＜n，故A符合质量守恒定律；
B，KClO3 与 MnO2 固体混合物的质量为mg，氯酸钾在二氧化锰的催化下加热分解生成氯化钾和氧气，加热一段时间后，反应后的质量为ng，随着生成的氧气逸出，质量减少，故m＞n，故B符合质量守恒定律；
C，澄清石灰水的质量为mg，敞口放置在空气中一段时间后，氢氧化钙与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙和水，质量增加，故m＜n，故C符合质量守恒定律；
D，酒精的质量为为mg，敞口放置在空气中一段时间后，其质量为ng，m＞n，是因为酒精挥发，只是酒精的状态发生了改变，无新物质生成，属于物理变化，故D不符合质量守恒定律；
故选：D。
【点评】加强对质量守恒定律的知识的掌握是正确解答本题的关键。
6．已知甲、乙、丙三种物质各15g，它们化合时只生成30g新物质丁，若增加10g甲，则反应停止后，原反应物中只剩余乙。根据上述条件推断下列说法中正确的是（ ）
A．该反应中，乙可能没有参与反应
B．第一次反应停止后，丙剩余9g
C．第二次反应后，丁的质量为50g
D．反应中甲和丙的质量比是5：2
【答案】C
【分析】由题意，首先根据题目中数据确定反应物与生成物，再由质量守恒定律计算出参加反应的各物质的质量，结合题意进行分析判断。
【解答】解：由题意，丁为生成物，生成丁物质的质量为30g；若再增加10g甲，原反应物中只剩余乙，甲和丙可以恰好完全反应，则此时完全反应时参加反应的甲和丙的质量分别是25g、15g；由质量守恒定律，乙物质应为反应物，恰好完全反应时参加反应的乙物质的质量为15g+25g﹣30g＝10g。
A、该反应中，乙是反应物，故选项说法错误。
B、参加反应的甲和丙的质量比为25g：15g＝5：3，第一次反应停止后，参加反应的丙的质量为15g9g，丙剩余的质量为15g﹣9g＝6g，故选项说法错误。
C、参加反应的甲和生成的丁的质量比为15g：30g＝1：2，则第二次反应后，参加反应的甲的质量为25g，则生成丁的质量为50g，故选项说法正确。
D、参加反应的甲和丙的质量比为25g：15g＝5：3，故选项说法错误。
故选：C。
【点评】本题难度不大，解答时首先分析出反应物与生成物，找准“参加”、“生成”的物质的质量，利用质量守恒定律进行计算即可。
7．把一定质量的甲、乙、丙、丁四种物质放入密闭容器中，在一定条件下反应一段时间后，测得各物质的质量如表所示，下列说法正确的是（ ）
物质 甲 乙 丙 丁
反应前的质量/g 7 10 28 37
反应后的质量/g 14 10 33 x
A．乙一定是催化剂
B．x的值是12
C．反应中甲与丙发生改变的质量比是7：5
D．此反应为化合反应
【答案】C
【分析】根据质量守恒定律，化学变化前后参与反应的反应物总质量等于生成物的总质量进行分析解答即可。由于该反应在密闭容器中进行，则有7g+10g+28g+37g＝14g+10g+33g+xg，解得x＝25，反应后增加的是生成物，反应后减少的是反应物，则甲反应前后增加14g﹣7g＝7g，故甲是生成物，乙反应前后质量不变，说明乙可能是该反应的催化剂，也可能没有参与反应，丙反应前后增加33g﹣28g＝5g，故丙是生成物，丁反应前后减少37g﹣25g＝12g，故丁是反应物，则该反应为丁反应生成甲和丙。
【解答】解：A、乙反应前后质量不变，说明乙可能是该反应的催化剂，也可能没有参与反应，故A错误；
B、由分析可知，x＝25，故B错误；
C、由上分析可知，反应中甲与丙发生改变的质量比是（14g﹣7g）：（33g﹣28g）＝7：5，故C正确；
D、由分析可知，该反应为丁反应生成甲和丙，符合“一变多”的特点，属于分解反应，故D错误；
故选：C。
【点评】加强对质量守恒定律的知识的掌握是正确解答本题的关键。
8．密闭容器内有甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下充分反应，测得反应前后各物质的质量分数如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．该反应基本反应类型为化合反应
B．该化学反应中乙、丙质量比为3：17
C．物质丙可能为单质
D．物质丁可能是该反应的催化剂
【答案】C
【分析】化学反应遵循质量守恒定律，即参加反应的物质的质量之和，等于反应后生成的物质的质量之和。反应后质量分数增加的属于生成物，反应后质量分数减少的属于反应物，反应后质量分数不变可能属于催化剂，进行分析判断。
【解答】解：由质量守恒定律可知，反应后丁的质量分数为1﹣42%﹣8%﹣40%＝10%。反应后，甲物质的质量分数减小，则甲是反应物，乙物质的质量分数减小，则乙是反应物，丙物质的质量分数增大，则丙是生成物，丁物质的质量分数没有改变，则丁可能是该反应的催化剂，有可能没有参加反应的杂质。
A、该反应的反应物是甲和乙，生成物是丙，符合“多变一”的特征，属于化合反应，选项说法正确；
B、该化学反应中乙、丙质量比为（14%﹣8%）：（40%﹣6%）＝3：17，选项说法正确；
C、丙是化合反应的生成物，因此丙一定属于化合物，不会是单质，选项说法错误；
D、物质丁可能是该反应的催化剂，选项说法正确。
故选：C。
【点评】本题难度不大，考查的是质量守恒定律的应用，解题的关键是分析表中数据（反应后质量分数增加的属于生成物、质量分数减少的属于反应物），灵活运用质量守恒定律。
9．一定条件下，X、Y、乙、W四种物质在密闭容器中充分反应，测得反应前后各物质质量如下表。
物质 X Y Z W
反应前的质量/g 6.8 1.0 93.2 0
反应后的质量/g 0 a 96.8 3.2
下列说法正确的是（ ）
A．a＝1.0，Y一定是该反应的催化剂
B．该反应一定为化合反应
C．X与W相对分子质量之比一定为17：8
D．Z与W质量变化之比一定为9：8
【答案】D
【分析】根据质量守恒定律，化学反应前后物质的总质量不变，由表中数据可知，a＝6.8+1.0+93.2+0﹣0﹣96.8﹣3.2＝1.0；反应后X的质量减少了6.8g﹣0g＝6.8g，则X是反应物；反应前后Y的质量不变，则Y可能是该反应的催化剂，也可能是杂质；反应后Z的质量增加了96.8g﹣93.2g＝3.6g，则Z是生成物；反应后W的质量增加了3.2g﹣0g＝3.2g，则W也是生成物；该反应是X在一定条件下反应生成Z和W，符合一变多的特点，属于分解反应；据此分析解答。
【解答】解：A、由表中数据可知，a＝6.8+1.0+93.2+0﹣0﹣96.8﹣3.2＝1.0，反应前后Y的质量不变，则Y可能是该反应的催化剂，也可能是杂质，故选项说法不正确。
B、该反应是X在一定条件下反应生成Z和W，符合一变多的特点，属于分解反应，故选项说法不正确。
C、该反应中X与W的质量变化之比为（6.8g﹣0g）：（3.2g﹣0g）＝17：8，由于不知道X与W的化学计量数之比，所以无法判断其相对分子质量之比，故选项说法不正确。
D、Z与W质量变化之比一定为（96.8g﹣93.2g）：（3.2g﹣0g）＝9：8，故选项说法正确。
故选：D。
【点评】化学反应遵循质量守恒定律，即化学反应前后，元素的种类不变，原子的种类、总个数不变，这是书写化学方程式、判断物质的化学式、判断化学计量数、进行相关方面计算的基础。
10．在一定条件下，甲、乙、丙、丁四种物质在密闭容器中发生反应，测得反应前后各物质的质量如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．a的值为6
B．丁一定是该反应的催化剂
C．丙一定是化合物，乙可能是单质
D．该反应中甲、丙的质量变化之比为35：3
【答案】C
【分析】根据化学反应遵循质量守恒定律，即参加反应的物质的质量之和，等于反应后生成的物质的质量之和，是因为化学反应前后，元素的种类不变，原子的种类、总个数不变分析。
【解答】解：A、a＝70+14+6+10﹣42﹣40﹣10＝8，该选项不正确；
B、反应前后丁质量不变，可能是催化剂，也可能既不是催化剂也不是反应物和生成物，该选项不正确；
C、反应后甲、乙质量减小，都是反应物，丙质量增大，是生成物，该选项正确；
D、该反应中甲、丙的质量比为（70g﹣42g）：（40g﹣6g）＝14：17，该选项不正确；
故选：C。
【点评】化学反应遵循质量守恒定律，即化学反应前后，元素的种类不变，原子的种类、总个数不变，这是书写化学方程式、判断物质的化学式、判断化学计量数、进行相关方面计算的基础。
11．某化学反应的反应物和生成物的微观示意图及反应前后的质量如表所示。
物质 甲 乙 丙 丁
微观示意图
反应前质量/g 32 200 1 0
反应后质量/g 0 x y z
下列有关该反应的说法正确的是（ ）
A．甲物质由碳原子和氢原子直接构成
B．该反应属于分解反应
C．参加反应的反应物分子个数比为1：1
D．x+y+z＝233
【答案】D
【分析】根据化学反应的反应物和生成物的微观示意图写出反应的方程式，根据分子的构成、方程式的意义、反应的特点等分析判断有关的说法。
【解答】解：由化学反应的反应物和生成物的微观示意图可知，该反应的方程式是：CH4+2O2CO2+2H2O。
A、由分子的模型图可知，甲物质是由甲烷分子构成的，故A说法不正确；
B、该反应的反应物是两种物质，不属于分解反应的特点，故B说法不正确；
C、由方程式的意义可知，参加反应的反应物分子个数比为1：2或2：1，故C说法不正确。
D、由质量守恒定律可知，x+y+z＝32+200+1＝233，故D说法正确。
故选：D。
【点评】要想解答好这类题目，首先，要理解和熟记微粒观点及模型图的应用，以及与之相关的知识。然后，根据所给的问题情景或图表信息等，结合所学的相关知识和技能，并细心地探究、推理后，按照题目要求进行认真地选择或解答即可。
12．在一密闭容器中，有X、O2、CO2、H2O四种物质，在一定条件下发生某种反应，反应一段时间后，测得反应前后各物质的质量如下表。下列说法正确的是（ ）
物质 X O2 CO2 H2O
反应前的质量/g 19 34 6 2
反应后的质量/g 11 待测 28 20
A．表中的待测值为32
B．X中可能含有氧元素
C．该反应是置换反应
D．该反应中CO2和H2O的化学计量数之比为1：2
【答案】D
【分析】根据化学反应遵循质量守恒定律，即参加反应的物质的质量之和，等于反应后生成的物质的质量之和，是因为化学反应前后，元素的种类不变，原子的种类、总个数不变进行分析。
【解答】解：A、待测值：19+34+6+2﹣20﹣28﹣11＝2，故A错误；
B、22gCO2中含有碳元素的质量为：22g100%＝6g，18g水中含有氢元素的质量为：18g100%＝2g，生成物22g二氧化碳和18g水中所含碳、氢元素的质量和＝6g+2g＝8g，8g＝8g，该物质中不含氧元素，所以X中一定含有碳、氢两种元素，一定不含氧元素，故B错误；
C、该反应的反应物为X和氧气，生成物是二氧化碳和水，生成物是两种化合物，不属于置换反应，故C错误；
D、该反应中CO2和H2O的化学计量数之比为：1：2，故D正确。
故选：D。
【点评】本题难度不大，考查的是质量守恒定律的应用，解题的关键是分析表中数据（反应后质量增加的属于生成物、质量减少的属于反应物），灵活运用质量守恒定律。
13．某气体含H2、CO、CH4中的一种或几种。化学项目小组用如图所示装置探究该气体的组成。实验测得：反应前后装置甲硬质玻璃管中固体的质量减少m1g，装置乙和装置丙的质量分别增加m2g和m3g。（已知：CH4+4CuO4Cu+CO2+2H2O；碱石灰能吸收二氧化碳和水；装置中试剂均足量）
下列说法错误的是（ ）
A．若9m3＜11m2，则说明该气体中含H2
B．若9m3＞11m2，则说明该气体中含CO
C．若9m3＝11m2，则说明该气体中含CH4
D．若m2＝0，则11m1＝4m3
【答案】C
【分析】某气体含H2、CO、CH4中的一种或几种，将该气体通过加热的氧化铜粉末，氢气和氧化铜在加热的条件下生成铜和水，一氧化碳和氧化铜在加热的条件下生成铜和二氧化碳，甲烷和氧化铜在加热的条件下生成铜、二氧化碳和水，浓硫酸能吸收水，碱石灰能吸收二氧化碳；反应前后装置甲硬质玻璃管中固体的质量减少m1g，该质量是氧化铜中氧元素的质量，装置乙的质量增加m2g，该质量是生成水的质量，装置丙的质量增加m3g，该质量是生成二氧化碳的质量；据此分析解答。
【解答】解：A、甲烷和氧化铜反应的化学方程式及其质量关系如下：
CH4+4CuO4Cu+CO2+2H2O
44 36
m3 m2
若该气体是甲烷，则生成二氧化碳和水的质量比为：，解得：9m3＝11m2；
若9m3＜11m2，说明生成水的质量偏大，则该气体中一定含有含H2，故选项说法正确。
B、由A可知，若该气体是甲烷，则m2和m3的关系为9m3＝11m2；若9m3＞11m2，说明生成二氧化碳的质量偏大，则该气体中一定含CO，故选项说法正确。
C、若9m3＝11m2，则该气体可能是CH4，可能是H2、CO的混合气体，也可能是H2、CO、CH4的混合气体，故选项说法不正确。
D、反应前后装置甲硬质玻璃管中固体的质量减少m1g，该质量是氧化铜中氧元素的质量，若m2＝0，则没有水生成，说明气体中一定没有氢气和甲烷，只含有一氧化碳，一氧化碳和氧化铜反应的化学方程式及其质量关系如下：
CO+CuOCu+CO2 减少的质量
80 64 44 80﹣64＝16
m3 m1
解得：11m1＝4m3
所以若m2＝0，则11m1＝4m3，故选项说法正确。
故选：C。
【点评】本题主要考查了物质的性质和化学方程式的计算，解答时要根据所学知识，结合各方面条件进行分析、判断，从而得出正确的结论。
14．“宏观—微观—符号”三重表征是化学特有的表示物质及其变化的方法。请结合资料卡片中涉及到反应的微观示意图回答下列问题。
（1）丙物质的名称为 汞 。
（2）“”表示的微观意义是 1个氧分子 。
（3）请标出丁中硫元素的化合价 O2 。
（4）参加反应甲、乙两种物质的粒子个数比 1：1 。
【答案】（1）汞；
（2）1个氧分子；
（3）O2；
（4）1：1。
【分析】（1）根据丙物质是由汞原子直接构成的，进行分析解答。
（2）根据“”可知，1个分子由2个氧原子构成，进行分析解答。
（3）化合价的表示方法，在该元素符号的正上方用正负号和数字表示，正负号在前，数字在后。
（4）根据1个氧化汞分子和1个氧分子在加热条件下反应生成1个汞原子和1个二氧化硫分子，进行分析解答。
【解答】解：（1）丙物质是由汞原子直接构成的，为金属汞，则丙物质的名称为汞。
（2）由“”可知，1个分子由2个氧原子构成，表示的微观意义是1个氧分子。
（3）丁为二氧化硫，硫元素的化合价显+4价；由化合价的表示方法，在该元素符号的正上方用正负号和数字表示，正负号在前，数字在后，故丁中硫元素的化合价显+4价可表示为O2。
（4）1个氧化汞分子和1个氧分子在加热条件下反应生成1个汞原子和1个二氧化硫分子，则参加反应甲、乙两种物质的粒子个数比为1：1。
故答案为：
（1）汞；
（2）1个氧分子；
（3）O2；
（4）1：1。
【点评】本题有一定难度，通过微观粒子的反应模型图，考查了微观上对化学反应的认识，学会通过微观示意图把宏观物质和微观粒子联系起来、从微观的角度分析物质的变化是正确解答此类题的关键。
02 质量守恒定律探究实验
15．某学习小组用实验验证质量守恒定律，下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙、丙、丁实验，都符合质量守恒定律
B．若乙实验中装置漏气，天平最后不平衡
C．丙实验容器敞口，不能验证质量守恒定律
D．丁实验生成物的质量等于参加反应的镁条质量
【答案】B
【分析】化学反应遵循质量守恒定律，即参加反应的物质的质量之和，等于反应后生成的物质的质量之和，是因为化学反应前后，元素的种类不变，原子的种类、总个数不变。
【解答】解：A、根据质量守恒定律的适用范围，任何化学反应都遵循质量守恒定律，但甲实验不是化学反应，不符合质量守恒定律，故A错误；
B、乙实验中，若装置漏气，铁和稀硫酸反应生成氢气，产生的气体逸散到空气中，反应后剩余物质的质量减小，所以最后天平不平衡，故B正确；
C、丙实验中，硫酸铜和氢氧化钠反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠，此反应不消耗气体也不生成气体，所以能验证质量守恒定律，故C错误；
D、根据质量守恒定律，由于镁条与氧气结合产生氧化镁，质量增加，故生成物质量大于参加反应的镁条的质量，故D错误；
故选：B。
【点评】化学反应遵循质量守恒定律，即化学反应前后，元素的种类不变，原子的种类、总个数不变，这是书写化学方程式、判断物质的化学式、判断化学计量数、进行相关方面计算的基础。
16．小科选用白磷、锥形瓶、气球、天平等药品和器材，探究化学反应中物质质量的变化规律，装置如图。
[实验思路]先确认化学反应已经发生，再比较反应物的质量总和和生成物的质量总和是否相等。
[实验步骤]
Ⅰ．锥形瓶内装入白磷，塞紧瓶塞放在天平托盘上，调节平衡。
Ⅱ．取下锥形瓶，将瓶塞上的铁丝在酒精灯上烧红后，接触引燃白磷，并立即塞紧瓶塞；观察到气球体积 变大 。
Ⅲ．待反应结束冷却后，将锥形瓶放回天平托盘上，观察到天平平衡。
[实验结论]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。
[交流反思]
（1）要确认化学反应已经发生，本实验中观察到的现象是 锥形瓶内产生大量白烟 。
（2）反应若在敞口的锥形瓶中进行，反应结束，冷却后发现托盘天平的指针偏向右边，你认为上述结论还是否正确，并请说明理由 正确，因为装置未密闭，反应产生的白烟散逸到空气中，但参加反应的白磷和氧气的质量仍然等于反应生成的五氧化二磷的质量 。
【答案】[实验步骤]变大。
[交流反思]（1）锥形瓶内产生大量白烟。
（2）正确，因为装置未密闭，反应产生的白烟散逸到空气中，但参加反应的白磷和氧气的质量仍然等于反应生成的五氧化二磷的质量。
【分析】化学反应遵循质量守恒定律，即参加反应的物质的质量之和，等于反应后生成的物质的质量之和，是因为化学反应前后，元素的种类不变，原子的种类、总个数不变。
【解答】解：[实验步骤]
Ⅱ．取下锥形瓶，将瓶塞上的铁丝在酒精灯上烧红后，接触引燃白磷，并立即塞紧瓶塞；观察到气球体积变大，是因为白磷燃烧放热，温度升高，导致气体膨胀。
[交流反思]
（1）要确认化学反应已经发生，本实验中观察到的现象是锥形瓶内产生大量白烟。
（2）正确，因为装置未密闭，反应产生的白烟散逸到空气中，但参加反应的白磷和氧气的质量仍然等于反应生成的五氧化二磷的质量。
故答案为：[实验步骤]变大。
[交流反思]（1）锥形瓶内产生大量白烟。
（2）正确，因为装置未密闭，反应产生的白烟散逸到空气中，但参加反应的白磷和氧气的质量仍然等于反应生成的五氧化二磷的质量。
【点评】化学反应遵循质量守恒定律，即化学反应前后，元素的种类不变，原子的种类、总个数不变，这是书写化学方程式、判断物质的化学式、判断化学计量数、进行相关方面计算的基础。
17．质量守恒定律的发现，凝聚了不少科学家的心血。
材料一：1673年，英国化学家波义耳将某金隔放在一个密闭容器中煅烧，煅烧后立即打开容器进行称量，结果发现煅烧后的固体质量增加了。
材料二：1774年，拉瓦锡用精确的定量实验研究在密封容器中氧化汞分解前的质量和分解后生成物的总质量之间的关系，证实了质量守恒定律。
请回答以下问题：
（1）你认为波义耳实验符不符合质量守恒定律并说明理由 符合；在化学反应中参加反应的金属和氧气的质量和等于反应生成的固体质量 。
（2）小明决定用如图甲装置模拟拉瓦锡实验，同学建议最好在集气瓶的水面上加一层油，目的是 防止氧气溶于水 。
（3）测定反应前氧化汞的质量和反应后生成物的总质量是否相等来验证质量守恒定律。小明记录了以下儿组数据：（已知：氧气的密度为ρ克/毫升）
①反应前称取的氧化汞质量a克
②反应前装有氧化汞试管的总质量b克
③反应结束冷却后试管的总质量c克
④反应后量筒内增加的水体积d毫升
⑤反应前量筒的总质量e克
⑥反应结束后量筒和水的总质量f克
实验操作均正确，在误差范围内，如果出现等量关系 b﹣c＝ρd （用上述字母表示），可用来验证质量守恒定律。
【答案】（1）符合；在化学反应中参加反应的金属和氧气的质量和等于反应生成的固体质量；
（2）防止氧气溶于水；
（3）b﹣c＝ρd。
【分析】（1）根据质量守恒定律的定义进行分析；
（2）根据气体难溶于油进行分析；
（3）根据固体减少的质量就是氧气的质量，量筒中水的体积就是生成的氧气的体积，然后结合题中的数据进行解答。
【解答】解：（1）小明认为波义耳实验符合质量守恒定律，理由是在化学反应中参加反应的金属和氧气的质量和等于反应生成的固体质量。
（2）在集气瓶的水面上加一层油，可防止氧气溶于水中而形成误差。
（3）固体减少的质量就是氧气的质量，即氧气质量＝（b﹣c）g，且量筒中水的体积就是生成的氧气的体积，即氧气的质量＝ρ克/毫升×d毫升＝ρd，则如果出现等量关系b﹣c＝ρd，可用来验证质量守恒定律。
故答案为：（1）符合；在化学反应中参加反应的金属和氧气的质量和等于反应生成的固体质量；
（2）防止氧气溶于水；
（3）b﹣c＝ρd。
【点评】本题考查了质量守恒定律的实验探究，完成此题，可以依据探究过程中的注意事项进行。
18．木糖醇不是糖，却有甜味，是一种常用的天然甜味剂，能有效预防龋齿，引起了同学们的关注。某校化学实验小组同学对木糖醇展开了如下实验探究：
【查阅资料】木糖醇具有可燃性；氢氧化钠溶液吸收二氧化碳；浓硫酸具有吸水性：碱石灰的主要成分是氢氧化钠和氧化钙，能够用来吸收水蒸气和二氧化碳。
【提出问题】木糖醇由什么元素组成？
【做出猜想】根据物质的名称，甲同学对比熟悉的物质——乙醇，猜想木糖醇由碳、氢、氧三种元素组成。
【实验探究一】定性分析
甲同学取适量的木糖醇放在酒精灯火焰上灼烧，然后将一只干而冷的烧杯罩在火焰上方，烧杯内壁出现水雾，迅速将烧杯倒转过来，倒入澄清石灰水，观察到 澄清石灰水变浑浊 ，他认为木糖醇燃烧生成二氧化碳和水，于是得出木糖醇由C、H、O三种元素组成的结论。
【交流讨论】大家认为以上的实验结论不严谨，其原因是 酒精燃烧也会生成二氧化碳和水，无法验证木糖醇的组成，不一定含有氧元素 。
【实验探究二】定量分析
乙同学为进一步确定木糖醇中元素组成，取样进行探究（每一步均反应完全）：
（1）先检查装置的气密性，然后称取3.04g木糖醇置于硬质玻璃管中，按如图连接固定装置。
（2）实验时打开分液漏斗活塞，A中发生反应的化学方程式为 2H2O22H2O+O2↑ ，然后点燃酒精灯，使木糖醇充分燃烧后，熄灭酒精灯，待C装置冷却至室温，关闭分液漏斗活塞。称量发现D装置增重2.16g，E装置增重4.40g（装置内空气中的二氧化碳和水蒸气质量忽略不计）。小组同学通过计算得出木糖醇由C、H、O三种元素组成。请你计算3.04g木糖醇中碳元素的质量为 1.20 g，木糖醇中C、H、O原子个数比为 5：12：5 （填最简整数比）。
（3）F装置的作用是 吸收空气中的水蒸气和二氧化碳，避免空气中的水蒸气和二氧化碳进入装置E 。
【表达与交流】在确定物质的组成时，我们应该要学会从定性和定量的双重角度来分析解决问题。
【答案】【实验探究一】澄清石灰水变浑浊；
【交流讨论】酒精燃烧也会生成二氧化碳和水，无法验证木糖醇的组成，不一定含有氧元素；
【实验探究二】（2）2H2O22H2O+O2↑；1.20；5：12：5；
（3）吸收空气中的水蒸气和二氧化碳，避免空气中的水蒸气和二氧化碳进入装置E。
【分析】【实验探究一】根据二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊来分析解答；
【交流讨论】根据酒精燃烧也会生成二氧化碳和水，无法验证木糖醇的组成，不一定含有氧元素来分析解答；
【实验探究二】（2）根据过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气来分析解答；根据D装置中的浓硫酸吸收水，称量发现D装置增重2.16g，即生成水的质量为2.16g，E装置中的氢氧化钠溶液吸收二氧化碳，E装置增重4.40g，即生成二氧化碳的质量为4.40g，化学反应前后元素的种类和质量不变，3.04g木糖醇中碳元素的质量等于生成的二氧化碳中碳元素的质量来分析解答；根据原子个数比等于质量比除以相对原子质量之比来分析解答；
（3）根据装置F可以吸收空气中的水蒸气和二氧化碳来分析解答。
【解答】解：【实验探究一】取适量的木糖醇放在酒精灯火焰上灼烧，然后将一只干而冷的烧杯罩在火焰上方，烧杯内壁出现水雾，说明木糖醇燃烧生成了水，迅速将烧杯倒转过来，倒入澄清石灰水，观察到澄清石灰水变浑浊，说明木糖醇燃烧生成了二氧化碳；
【交流讨论】由于酒精中含有碳元素和氢元素，燃烧后可以生成二氧化碳和水，无法验证木糖醇的组成，不一定含有氧元素，则以上的实验结论不严谨；
【实验探究二】（2）实验时打开分液漏斗活塞，过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气，反应的化学方程式为2H2O22H2O+O2↑，D装置中的浓硫酸吸收水，称量发现D装置增重2.16g，即生成水的质量为2.16g，E装置中的氢氧化钠溶液吸收二氧化碳，E装置增重4.40g，即生成二氧化碳的质量为4.40g，根据质量收恒定律，化学反应前后元素的种类和质量不变，则3.04g木糖醇中碳元素的质量等于生成的二氧化碳中碳元素的质量，故3.04g木糖醇中碳元素的质量为4.40g1.20g，3.04g木糖醇中氢元素的质量等于生成的水中氢元素的质量，故3.04g木糖醇中氢元素的质为2.16g0.24g，则3.04g木糖醇中氧元素的质量为3.04g﹣1.20g﹣0.24g＝1.60g，则木糖醇中C、H、O原子个数比为：：5：12：5；
（3）碱石灰的主要成分是氢氧化钠和氧化钙，能是吸收水蒸气和二氧化碳，则F装置的作用是吸收空气中的水蒸气和二氧化碳，避免空气中的水蒸气和二氧化碳进入装置E。
故答案为：【实验探究一】澄清石灰水变浑浊；
【交流讨论】酒精燃烧也会生成二氧化碳和水，无法验证木糖醇的组成，不一定含有氧元素；
【实验探究二】（2）2H2O22H2O+O2↑；1.20；5：12：5；
（3）吸收空气中的水蒸气和二氧化碳，避免空气中的水蒸气和二氧化碳进入装置E。
【点评】在解此类题时，首先要将题中的知识认知透，然后结合学过的知识进行解答。
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