第四单元　化学式与化学方程式 专题训练五　质量守恒定律的应用 同步练习 （含答案）

专题训练五　质量守恒定律的应用
　确定反应物或生成物的元素组成或化学式
1.(2025禹州期中)碳酸氢钠(NaHCO3)俗称小苏打,受热易分解,可以治疗胃酸过多症。碳酸氢钠加热分解后不会生成的物质是(　　)
A.Na2CO3 B.NO2
C.H2O D.CO2
2.(科技前沿)2024年9月27日,我国采用长征二号丁运载火箭,成功发射首颗可重复使用返回式技术试验卫星——实践十九号卫星。长征二号丁运载火箭的推进剂主要采用偏二甲肼和四氧化二氮,化学反应方程式:C2H8N2+2N2O42X+4H2O+3N2,其中X为 (　　)
A.CO2 B.CO C.NO2 D.N2H4
3.4.6 g某纯净物完全燃烧后生成8.8 g CO2和5.4 g H2O。则对该物质及其反应的相关判断中,正确的是 (　　)
A.该物质中只含有碳、氢两种元素
B.该物质中,碳、氢元素的质量比为4∶1
C.该物质的1个分子中碳原子和氢原子的个数比为1∶4
D.参加反应的氧气的质量为3.2 g
　密闭容器中反应数据的分析与处理
4.(2024白银中考) 密闭容器中有甲、乙、丙、丁四种物质,在一定条件下发生化学反应,测得反应前后有关数据如下:
物质 甲 乙 丙 丁
反应前质量/g 6 2 14 35
反应后质量/g 待测 2 22 13
下列关于此反应说法不正确的是 (　　)
A.表中待测数值是20
B.物质乙可能是该反应的催化剂
C.该反应是分解反应
D.反应中甲与丙变化的质量比为5∶2
5.(2024滨州中考)密闭容器内有甲、乙、丙、丁四种物质,在一定条件下发生某一化学反应,反应前后各物质质量如图所示。下列说法不正确的是 (　　)
A.该反应遵循质量守恒定律
B.丙可能为该反应的催化剂
C.反应前后乙和丁的质量变化之比为3∶2
D.甲和丁的相对分子质量之比为1∶2
6.某化学反应在密闭容器中进行,各物质的分子数目、质量随时间变化情况如图1、图2所示。下列说法错误的是(　　)
A.Z一定属于化合物
B.参加反应的X与Y的质量比为3∶14
C.反应前后分子总数不变
D.Y与Z的相对分子质量之比为28∶17
7.某密闭容器中有甲、乙、丙、丁四种物质,在一定条件下发生化学反应,测得反应前及反应一段时间后各物质的质量变化如图所示,下列说法一定正确的是 (　　)
A.乙一定是该反应的催化剂
B.该反应可能是实验室用氯酸钾制取氧气
C.甲、丙相对分子质量比为4∶15
D.若继续反应至丙为55 g,丙刚好是丁质量的5倍
　化学反应的微观示意图
8.处理汽车尾气时,使两种有害气体在催化剂和受热条件下发生反应,反应的微观示意图如图所示。下列说法正确的是 (　　)
A.反应前后分子种类不变
B.反应前后元素种类发生改变
C.反应物分子个数比为2∶1
D.反应前后原子种类和个数不变
9.(2024凉山州中考)我国计划在2060年前实现“碳中和”,彰显了大国担当,CO2的资源化利用是实现“碳中和”的重要途径。如图是CO2转化为甲醇(CH3OH)的微观示意图,下列说法错误的是 (　　)
A.参加反应的CO2、H2的分子个数比为1∶4
B.反应前后原子的种类和个数保持不变
C.图中共涉及3种化合物
D.该反应的化学方程式为CO2+3H2CH3OH+H2O
10.(2024烟台中考改编)下图是利用氨气处理汽车尾气中某污染物的反应微观示意图。下列说法正确的是 (　　)
A.甲是由氮原子和氢原子构成的
B.反应前后元素的化合价均无变化
C.参加反应的甲、乙的分子个数比是2∶3
D.生成丙、丁的质量比是5∶6
11.高温下,用CH4和CO2在镍(Ni)钴(Co)双催化剂表面发生反应,制得CO和H2。反应过程中,积碳会使催化剂活性降低,如图是反应过程中产生积碳、消除积碳的微观示意图。 回答下列问题:
(1)产生积碳的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　。
(2)反应前后催化剂的质量和　　　　　　不变。
(3)如果要刚好消除积碳,则参加反应的CH4和CO2的质量比为　　　　。
　根据质量守恒定律的简单计算
12.将15.5 g KClO3和MnO2的混合物加热,待完全反应后得到10.7 g固体物质,根据质量守恒定律,生成O2的质量是 (　　)
A.6.9 g B.6.1 g C.4.8 g D.9.6 g
13.现有化学反应:2X+3Y2Z,若将a g X和b g Y,在一定条件下充分反应,生成物Z的质量是
(　　)
A.等于(a+b) g B.小于(a+b) g
C.大于(a+b) g D.不大于(a+b) g
14.质量守恒定律是一条重要规律,请利用该规律的相关知识回答下列问题:
(1)镁条在空气中完全燃烧后生成氧化镁(只考虑氧气参加反应),若固体质量变化用图1表示,则m2与m1之差表示　　　　　　　　　　的质量。
(2)实验过程中,镁条点燃后实验现象如图2所示,镁条完全燃烧后,称量得知陶土网上留下固体质量反而比反应前镁条质量还轻,其原因可能是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
【详解答案】
1.B　解析:根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类不变,碳酸氢钠中不含氮元素,所以碳酸氢钠加热分解后不会生成的物质是NO2。
2.A　解析:由题知该反应化学方程式是C2H8N2+2N2O42X+4H2O+3N2,反应前所有物质中的碳原子共为2个,氢原子共为8个,氮原子共为6个,氧原子共为8个,反应后除2X外,氢原子共为8个,氧原子共为4个,氮原子共为6个,根据反应前后原子的种类和个数不变,故2X中含有2个碳原子和4个氧原子,每个X分子中含有1个碳原子和2个氧原子,则X的化学式为CO2。
3.B　解析:8.8 g CO2中C的质量为8.8 g××100%=2.4 g,5.4 g H2O中H的质量为5.4 g××100%=0.6 g,2.4 g+0.6 g=3 g<4.6 g,则该物质中一定含有C、H、O三种元素;根据上述分析可知C、H的质量为2.4 g∶0.6 g=4∶1;该物质的分子中C、H原子的个数比为∶=1∶3;消耗氧气的质量=8.8 g+5.4 g-4.6 g=9.6 g。
4.D　解析:根据质量守恒定律,反应前物质的总质量等于反应后物质的总质量,则6 g+2 g+14 g+35 g=待测+2 g+22 g+13 g,待测=20 g,反应后丙物质的质量增加,是生成物,丁物质的质量减小,是反应物,乙物质的质量不变,可能未参加反应或是催化剂,甲物质的质量增加,是生成物。由分析可知,待测数值是20;物质乙反应前后质量不变,乙可能是该反应的催化剂,也可能未参加反应;该反应中反应物是丁,生成物是甲和丙,符合分解反应“一变多”的特征,故该反应是分解反应;反应中甲与丙变化的质量比=(20 g-6 g)∶(22 g-14 g)=7∶4。
5.D　解析:对甲、乙、丙、丁四种物质的质量在反应前后的变化分析如下:
物质 甲 乙 丙 丁
反应前质量/g 8 20 6 8
反应后质量/g 12 8 x 16
质量变化 增加4 g 减少12 g 增加8 g
化学反应均遵循质量守恒定律,A正确。分析反应前后两种物质的质量变化,丙物质的质量在反应前后质量不变,可能是该反应的催化剂,也可能是与反应无关的物质,B正确。反应前后乙、丁两种物质的质量变化之比为3∶2,C正确。以上分析只能得到甲、丁参与反应的质量之比,若要计算两种物质的相对分子质量之比,还需要两种物质的化学计量数之比,D错误。
6.C　解析:由题图1可知,X和Y是反应物,Z是生成物,由分子个数的变化情况可知,该反应可表示为3X+Y2Z。由题图2可知,参加反应的Y的质量为72 g-44 g=28 g,生成Z的质量为34 g,由质量守恒定律可知:参加反应的X的质量为34 g-28 g=6 g。该反应属于化合反应,生成物Z一定是化合物,A正确;参加反应的X与Y的质量比为6 g∶28 g=3∶14,B正确;根据反应方程式可知,反应前后分子总数减少,C错误;设Y、Z的相对分子质量分别为m、n,由化学方程式可知,=,则=,D正确。
7.D　解析:乙反应前后质量不变,可能是该反应的催化剂,A不正确;a=21+8+40+30-17-8-25=49,甲、丙反应后质量增大,是生成物,丁反应后质量减小,是反应物,该反应是分解反应,反应的丁、甲、丙的质量比是(49 g-30 g)∶(21 g-17 g)∶(40 g-25 g)=19∶4∶15,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,氯酸钾、氯化钾、氧气质量比是245∶149∶96,因此该反应不是实验室用氯酸钾制取氧气,B不正确;不知道化学计量数,不能确定甲、丙相对分子质量比,C不正确;反应的丙、丁的质量比是(40 g-25 g)∶(49 g-30 g)=15∶19,若继续反应至丙为55 g,则又生成15 g丙,同时反应的丁的质量是19 g,丁质量是30 g-19 g=11 g,丙刚好是丁质量的55 g÷11 g=5倍,D正确。
8.D　解析:由题给反应的微观过程示意图可知,该反应的化学方程式是2CO+2NON2+2CO2。化学反应前后分子种类改变,A错误;由质量守恒定律可知,反应前后元素种类不发生改变,B错误;由化学方程式可知,反应物分子个数比为2∶2=1∶1,C错误;由质量守恒定律可知,反应前后原子种类和个数不变,D正确。
9.A　解析:根据微观示意图,该反应是CO2、H2在一定条件下反应生成CH3OH、H2O,化学方程式为CO2+3H2CH3OH+H2O。根据分析,参加反应的CO2、H2的分子个数比为1∶3;根据质量守恒定律,化学反应前后,原子的种类和个数不变;化合物是由两种或两种以上元素组成的纯净物,根据化学方程式,属于化合物的有CO2、CH3OH、H2O,共3种;根据分析,该反应的化学方程式为CO2+3H2CH3OH+H2O。
10.C　解析:由题图可知,甲是由分子构成的,每个甲分子由1个氮原子和3个氢原子构成;反应前甲、乙中氮元素分别为-3价、+2价,反应后丙中氮元素为0价;由化学方程式4NH3+6NO5N2+6H2O可知,参加反应的甲、乙的分子个数比为4∶6=2∶3;由化学方程式可知,生成丙、丁的质量比为(28×5)∶(18×6)=35∶27。
11.(1)CH4C+2H2　(2)化学性质　(3)4∶11
解析:(3)由微观反应示意图的信息可知,产生积碳的反应为甲烷在催化剂的作用下反应生成碳和氢气,即CH4C+2H2,反应中甲烷与碳的质量比为16∶12;消除积碳的反应为二氧化碳和碳在催化剂的作用下反应生成一氧化碳,即C+CO22CO,反应中碳和二氧化碳的质量比为12∶44,如果要刚好消除积碳,则参加反应的甲烷和二氧化碳的质量比为16∶44=4∶11。
12.C　13.D
14.(1)参加反应的氧气
(2)部分生成物逸散到了空气中