北京课改版（2024）九年级上册（2024）化学变化中的质量关系精品同步练习题

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分层练习（解析版）
基础练
选择题
1．下列实验设计不能达到实验目的的是
A．AB．BC．CD．D
【答案】A
【详解】A、碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，反应有气体产生，反应后装置内剩余物质的总质量减小，不能用于验证质量守恒定律，故选项符合题意；
B、足量的红磷在密闭容器中燃烧，反应消耗氧气生成五氧化二磷固体，反应结束并冷却后集气瓶中压强减小，打开止水夹，进入集气瓶中水的体积为反应消耗氧气的体积，可以测定空气中氧气含量，故选项不符合题意；
C、碳在空气中燃烧持续红热，在氧气中燃烧放出白光，说明氧气浓度越大，可燃物燃烧越剧烈，可探究氧气浓度对反应剧烈程度的影响，故选项不符合题意；
D、将导管末端浸入水中，用手紧握试管外壁，试管内温度升高，压强增大，水中导管口有气泡产生，说明装置气密性良好，故选项不符合题意；
故选：A。
2．氢能是一种重要的清洁能源。如图是工业上使用一种低温催化剂生产氢气的反应过程，下列说法正确的是
A．该反应的生成物有三种
B．该反应中催化剂的性质不变
C．在此反应中氢元素化合价升高
D．反应前后原子种类一定没有发生变化
【答案】D
【分析】由微观反应示意图可知，有1个水分子没有参加反应，该反应是一氧化碳和水在低温催化剂的作用下反应生成二氧化碳和氢气
【详解】A、由实际反应的微观示意图可知，该反应的生成物有二种，错误；
B、在化学反应中，催化剂的性质在反应前后确实不变，但这并不包括物理性质，从微观反应示意图中催化剂的长短发生改变，错误；
C、该反应中，水中氢元素显+1价，生成氢气中氢元素的化合价为0，在此反应中氢元素化合价降低，错误；
D、原子是化学变化中的最小粒子，反应前后原子种类一定没有发生变化，正确。
故选D。
3．当前，氨气的能源化应用逐渐成为研究热点。工业上常用氮气和氢气合成氨气(NH3)，一定条件下，在密闭容器中加入反应物和催化剂进行该反应，反应前后各物质的质量如图所示，图中有两处被墨迹遮盖。下列说法正确的是
A．该反应属于分解反应
B．参加反应的氢气质量为6g
C．氨分子的微观示意图为
D．反应后催化剂的质量为8g
【答案】B
【分析】该反应是氮气和氢气在一定条件和催化剂作用下反应生成氨气，催化剂能改变化学反应速率，但本身的质量和化学性质在反应前后不变，由图可知，反应后催化剂的质量为5g；根据质量守恒定律，化学反应前后物质的总质量不变，则反应前氢气的质量为52g+9g+34g-80g-0g=15g；反应后氮气的质量减少了80g-52g=28g，氢气的质量减少了15g-9g=6g，氨气的质量增加了34g-0g=34g。
【详解】A、该反应是氮气和氢气在一定条件和催化剂作用下反应生成氨气，符合多变一的特点，属于化合反应，故选项不符合题意。
B、由分析可知，参加反应的氢气质量为6g，故选项符合题意。
C、氨气的化学式为：NH3，则1个氨分子中含有1个氮原子和3个氢原子，故选项不符合题意。
D、由分析可知，反应后催化剂的质量为5g，故选项不符合题意。
故选：B。
4．在一个密闭容器中，有甲、乙、丙、丁四种物质，一定条件下充分反应，测得反应前后各物质的质量如图所示。下列说法不正确的是
A．x＝11B．该反应属于化合反应
C．乙可能是催化剂D．生成的丙丁的质量之比是9：8
【答案】B
【详解】A、由表中数据分析可知，反应前后甲的质量减少了20g-3g=17g,故是反应物，参加反应的质量为17g；同理可以确定乙的质量不变，可能作该反应的催化剂，也可能是没有参加反应的杂质；丙是生成物，生成的质量为14g-5g=9g；由质量守恒定律可知，丁应是生成物，生成的质量为17g-9g=8g,故x的数值为3+8=11，故选项说法正确；
B、该反应的反应物为甲，生成物是丙和丁，符合“一变多”的形式，属于分解反应，故选项说法错误；
C、乙的质量不变，可能作该反应的催化剂，也可能是没有参加反应的杂质，故选项说法正确；
D、因x=11，所以生成的丙丁的质量之比是（14-5）g：（x-3）g=9：8，故选项说法正确；
故选B。
5．如图是某个化学反应前、后的微观模拟图。请根据图示下列说法正确的是（ ）
A．反应前后，分子种类和数目不变
B．反应前后，原子种类和数目不变
C．图中所示涉及的3种物质中不可能有氧化物
D．该反应的生成物为 2 种
【答案】B
【详解】A、化学反应有新物质生成，根据题中微观示意图可知，该反应的分子种类发生改变，分子的数目减少，此项不符合题意；
B、化学反应的本质是分子分裂为原子，原子再重新组合成新的分子，故化学反应前后，原子种类和数目不变，此项符合题意；
C、该反应的生成物中出现了由两种不同原子构成的分子，生成物可能为氧化物，此项不符合题意；
D、根据该反应的微观示意图可知，生成物为1种，此项不符合题意。
故选B。
6．下列说法中能用质量守恒定律解释的是
A．水结成冰，质量保持不变
B．每1个碳原子和1个氧气分子反应，生成2个二氧化碳分子
C．5g蔗糖溶于80g水中后，物质总质量为85g
D．某物质在空气中充分燃烧生成二氧化碳和水，则该物质中一定含有碳、氢两种元素
【答案】D
【详解】A、水结成冰，属于物理变化，不能用质量守恒定律解释，故选项解释错误；
B、根据化学方程式可知，每1个碳原子和1个氧气分子反应，生成1个二氧化碳分子，故选项解释错误；
C、5g蔗糖溶于80g水中后，物质总质量为85g，属于物理变化，不能用质量守恒定律解释，故选项解释错误；
D、某物质在空气中充分燃烧生成二氧化碳和水，该物质中一定含有碳、氢两种元素，化学反应前后，元素种类不变，故选项解释正确。
故选D。
7．推理是学习化学的一种重要方法，以下推理正确的是
A．氧化物都含有氧元素，则含有氧元素的物质一定是氧化物
B．同种元素的原子质子数相同，则质子数相同的粒子一定是同种元素
C．组成单质的元素种类是一种，则由同一种元素组成的物质一定是单质
D．化学反应前后元素种类不变，则用来制取氧气的物质中一定含有氧元素
【答案】D
【详解】A、氧化物都含有氧元素，但是含有氧元素的物质不一定是氧化物，比如碳酸钠含有氧元素，但是碳酸钠属于盐，故选项不符合题意；
B、同种元素的原子质子数相同，但是质子数相同的粒子不一定是同种元素，比如水分子和氖原子都含有10个质量，但是它们不属于同一种元素，故选项不符合题意；
C、组成单质的元素种类是一种，但是由同一种元素组成的物质不一定是单质，比如氧气和臭氧组成的物质中只含有氧元素，但它们属于混合物，故选项不符合题意；
D、根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，则用来制取氧气的物质中一定含有氧元素，故选项符合题意。
故选D。
8．下列现象可以用质量守恒定律来解释的是
A．100g酒精和100g水混合在一起，质量等于200g
B．10g水可以结成10g冰
C．敞口放置的酒精因挥发而越来越少
D．蜡烛燃烧后质量减小
【答案】D
【详解】A、100g酒精和100g水混合在一起，质量等于200g，没有发生化学变化，为物理变化，故不能用质量守恒定律来解释，故A错误；
B、10g水可以结成10g冰的过程中没有新物质生成，属于物理变化，不能用质量守恒定律解释．故B错误；
C、敞口放置的酒精，越放越少．没有发生化学变化，故不能用质量守恒定律来解释，故C错误；
D、蜡烛燃烧生成了二氧化碳和水蒸气，进入空气中．所以蜡烛燃烧后的质量减小，能用质量守恒定律来解释．故D正确；
故选D。
【点睛】质量守恒定律适用于所有的化学变化。
9．液氢、液氧可作为火箭发动机的推进剂，其反应如示意图。下列说法正确的是
A．甲物质的化学符号为O2B．丙物质是水
C．该反应吸收热量D．反应前后氢分子、氧分子不变
【答案】B
【分析】氢气燃烧生成水，反应的化学方程式是：。
【详解】A、甲是氢气，化学式为H2，该选项说法不正确；
B、由分子结构可知，丙物质的化学式为H2O，是水，该选项说法正确；
C、氢气燃烧生成水的过程中会放出大量的热，该选项说法不正确；
D、在化学变化中分子会破裂成原子，原子重新组合成新分子，所以在化学变化中分子会变化，原子不会变化，该选项说法不正确。
故选B。
10．下列实验操作或设计中，正确的是
A．读取液体体积B．过滤浑浊的水
C．验证质量守恒定律D．加热液体
【答案】B
【详解】A. 量筒读数时，视线与液体凹液面的最低处保持水平，此选项错误；
B. 过滤时，要注意"一贴、二低、三靠"的原则，即一贴指滤纸紧贴漏斗内壁；二低指滤纸低于漏斗边缘、液面低于滤纸边缘；三靠指烧杯紧靠玻璃棒、玻璃棒紧靠三层滤纸处、漏斗下端紧靠烧杯内壁，此选项正确；
C.碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，生成的二氧化碳扩散到空气中，天平不平衡，不能验证质量守恒定律，对有气体生成或有气体参加的反应验证质量守恒定律需在密闭容器中进行，此选项错误；
D. 加热液体时液体的体积不能超过试管容积的，此选项错误；
故选B。
11．除了元素种类、原子种类不变外，化学反应前后肯定没有变化的还有
A．原子数目B．分子数目
C．物质种类D．分子的种类
【答案】A
【详解】根据质量守恒定律可知，化学反应前后物质的总质量、元素种类、元素质量、原子种类、原子数目、原子质量均不发生改变，故选：A。
12．关于电解水的实验及微观反应过程如图所示，以下说法正确的是
A．a、b管内气体质量比约为1:2B．a管内产生的气体是氢气
C．原子在化学变化中不能再分D．反应前后元素种类发生改变
【答案】C
【详解】A.由图可知，a、b管内气体体积比约为1:2，此选项错误；
B.由电解水实验可知，正极产生的是氧气，负极产生的是氢气，氧气与氢气的体积比为1：2。由图可知，a、b管内气体体积比约为1:2，所以a管内产生的气体是氧气，此选项错误；
C.由图可知，水分子分成氢原子和氧原子，氢原子与氢原子构成氢分子，氧原子与氧原子构成氧分子，所以原子在化学变化中不能再分，此选项正确；
D.反应前水是由氢元素和氧元素组成的，反应后氢气是由氢元素组成的，氧气是由氧元素组成的，所以反应前后元素种类不变，此选项错误；
故选C。
13．2024年1月11日，全球最大固体燃料运载火箭“引力一号”在我国成功发射。已知某种固体燃料为高氯酸铵(NH4ClO4)与铝粉的混合物，则该固体燃料燃烧后的生成物中不可能有
A．N2B．CO2C．Al2O3D．AlCl3
【答案】B
【分析】高氯酸铵（NH4ClO4）是由氮元素、氢元素、氯元素与氧元素组成的，铝粉是由铝元素组成。
【详解】A、反应物中含有氮元素，由反应前后元素种类不变，此反应的产物中可能存在氮气，不符合题意；
B、反应物中不含碳元素，由反应前后元素种类不变，此反应的产物中不可能存在二氧化碳，符合题意；
C、反应物中含有铝元素和氧元素，由反应前后元素种类不变，此反应的产物中可能存在Al2O3，不符合题意；
D、反应物中含有铝元素和氯元素，由反应前后元素种类不变，此反应的产物中可能存在AlCl3，不符合题意。
故选B。
14．碳酸氢铵（NH4HCO3）常用作食品膨松剂，其受热分解不可能生成的物质是
A．SO2B．NH3C．H2OD．CO2
【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。
【详解】碳酸氢铵中不含有硫元素，生成物中不可能含有二氧化硫。故选A。
15．在我们日常生活中处处存在化学现象，下列现象能够用质量守恒定律解释的是
A．樟脑丸在衣柜里逐渐消失B．水变成冰，体积变大
C．蜡烛融化冷却后，质量不变D．木炭在氧气中燃烧后质量减小
【答案】D
【详解】A、质量守恒定律是描述化学变化的定律，樟脑球在衣柜里消失是分子不断运动的结果，过程中没有新物质生成，不能用质量守恒定律解释，选项错误；
A、质量守恒定律是描述化学变化的定律，水变成冰，体积变大，是分子间隔变大引起的，过程中没有新物质生成，不能用质量守恒定律解释，选项错误；
C、石蜡融化过程中没有新物质生成，不能用质量守恒定律解释，选项错误；
D、木炭燃烧有新物质生成，属于化学变化，所以可以用质量守恒定律解释，选项正确。
故选D。
提升练
选择题
1．燃烧法测定醋酸的组成：取3.0g醋酸，在纯氧中完全燃烧，测得生成4.4g二氧化碳和1.8g水。下列说法不正确的是
A．消耗氧气的质量为3.2g
B．该物质中碳、氢、氧的原子个数比为2：4：1
C．该物质中碳元素的质量分数是40%
D．醋酸中一定含有碳、氢、氧三种元素
【答案】B
【详解】A、根据质量守恒定律，化学反应前后，物质总质量不变，设参与反应的氧气质量为x，则，解得x=3.2g，A选项正确；
B、根据质量守恒定律，化学反应前后，元素种类、质量都不变。反应后4.4g二氧化碳中碳元素的质量为，1.8g水中氢元素的质量为，氧气只含氧元素，则生成物中的碳元素、氢元素全部来源于醋酸，醋酸的质量为3.0g，则醋酸中一定含有氧元素，其质量为，因此该物质中碳、氢、氧的原子个数比为，B选项错误；
C、该物质中碳元素的质量分数是，C选项正确；
D、根据B选项的分析，醋酸中一定含有碳、氢、氧三种元素，D选项正确。
故选：B。
2．某密闭容器中有M、氧气、二氧化碳和水四种物质，在一定条件下充分，测得各物质的质量如下表所示。根据表中信息，判断下列说法正确的是
A．待测x的值为27B．M由碳、氢元素组成
C．该反应属于化合反应D．M中碳、氢元素质量比为
【答案】D
【分析】根据质量守恒定律，化学反应前后，物质总质量不变，则，解得x=32，则反应前后表中M、氧气、二氧化碳、水的质量变化量为-23g、-48g、+44g、+27g，该反应是M与氧气在一定条件下反应生成二氧化碳和水。
【详解】A、根据分析，待测x的值为32，A选项错误；
B、根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类和质量都不变。反应生成的物质中氧元素的质量为，参与反应的氧气中氧元素的质量为48g，因此参与反应的M中氧元素的质量为，则M一定含有氧元素，B选项错误；
C、化合反应由两种或两种以上物质反应生成一种物质，该反应是M与氧气在一定条件下反应生成二氧化碳和水，由两种物质反应生成两种物质，不属于化合反应，C选项错误；
D、反应生成的物质中碳元素的质量为，反应生成的物质中氢元素的质量为，反应物中氧气不含碳元素和氢元素，因此生成物中的碳元素、氢元素来源于M，则M中碳、氢元素质量比为，D选项正确。
故选：D。
3．由乙炔、乙烯、乙烷组成的混合物在足量的氧气中燃烧，生成和一定质量的，混合物中乙炔、乙烯、乙烷的分子个数比可能为
A．B．C．D．
【答案】B
【详解】乙炔（C2H2）、乙烯（C2H4）、乙烷（C2H6）在足量的氧气中燃烧，产物为水和二氧化碳，水中氢元素的质量为混合物中氢元素的质量，二氧化碳中碳元素的质量为混合物中碳元素的质量，故：36gH2O中氢元素质量为：；14g混合物中碳元素的质量为：14g﹣2g=12g；故混合物中碳氢原子个数比为：；乙烯中碳氢原子个数比已经是1：2，所以与之无关，只要乙炔和乙烷的分子个数比相同就可以了。
故选B。
4．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，下列说法正确的是
A．乙一定是该反应的催化剂B．该反应属于化合反应
C．甲、丙的相对分子质量比为4：15D．若继续反应至丙为55g，则此时甲和丁的质量比为25：11
【答案】D
【详解】A、反应前后乙的质量不变，则乙可能是该反应的催化剂，故选项说法不正确；
B、该反应是丁在一定条件下生成甲和丙，符合一变多的特点，属于分解反应，故选项说法不正确；
C、反应中甲、丙的质量变化比为（21g-17g):(40g-25g)=4:15,由于不知道化学计量数，则不能确定甲、丙相对分子质量比， 故选项说法不正确；
D、根据质量守恒定律可知a为49，反应中丁、甲、丙的质量变化比为(49g-30g):(21g-17g):(40g-25g) =19:4:15,若继续反应至丙为55g，即又生成15g丙，则同时生成4g甲，此时甲的质量为21g+4g=25g,丁的质量为30g-13g=11g,所以，若继续反应至丙为55g，则此时甲和丁的质量比为25：11，故选项说法正确；
故选D。
5．Mg3（OH）m（CO3）n可用做阻燃剂，其受热发生反应：Mg3（OH）m（CO3）nMgO+H2O+CO2。将20.0gMg3（OH）m（CO3）n加热至完全分解，测得反应产生12.0gMgO和3.6gH2O。下列说法中正确的是
A．该阻燃剂分解产生的H2O可降低着火点
B．产生CO2、H2O的质量比为22∶9
C．Mg3（OH）m（CO3）n中的n=1
D．加热后，固体中镁的质量分数减小
【答案】C
【详解】A、该阻燃剂分解产生的H2O可使温度降低到可燃物的着火点以下，着火点是物质的固有属性，不会改变，故A错误；
B、根据质量守恒定律，反应生成的二氧化碳的质量为，则产生CO2、H2O的质量比为，故B错误；
C、根据质量守恒定律可知，反应前后元素的质量不变，则镁元素的质量为，碳元素的质量为，设Mg3(OH)m(CO3)n的相对分子质量为M，则，则，n=1，故C正确；
D、根据质量守恒定律可知，反应前后元素的质量不变，即反应前后镁元素的质量不变，随着反应的进行，固体的质量逐渐减小，则固体中镁元素的质量分数变大，故D错误。
故选C。
6．化学中经常用燃烧法测定有机物的组成。现取3.2g某有机物在足量的氧气中充分燃烧，生成4.4gCO2和3.6gH2O，则下列关于该有机物的说法错误的是
A．一定含有C、H、O三种元素
B．消耗氧气的质量为4.8g
C．化学式可能为CH4O
D．有机物中C和O的质量比为1：1
【答案】D
【详解】A、4.4g二氧化碳中碳元素质量为，3.6g水中氢元素质量为，根据反应前后元素的种类和质量不变，则该有机物中含有1.2g碳元素和0.4g氢元素，则其中还含有3.2g-1.2g-0.4g=1.6g氧元素，该选项说法正确；
B、根据反应前后物质的总质量不变，消耗氧气的质量为4.4g+3.6g-3.2g=4.8g，该选项说法正确；
C、结合有机物中各元素的质量，可知其中碳、氢、氧原子个数比为，则化学式可能为CH4O，该选项说法正确；
D、结合前面分析可知，有机物中C和O的质量比为1.2g：1.6g=3：4，该选项说法错误。
故选D。
7．已知FeC2O4(固体)受热分解产生铁的氧化物和气体。将28.8gFeC2O4隔绝空气充分加热，冷却、称得残余固体14.4g。下列说法不正确的是
A．残余固体中含11.2g铁元素
B．FeC2O4(固体)分解产生的气体是混合物
C．分解产生的气体质量为14.4g
D．残余固体是Fe2O3
【答案】D
【详解】A、28.8g FeC2O4中铁元素的质量为，依据质量守恒定律可知，残余固体含铁元素11.2g，说法正确，不符合题意；
B、生成气体的质量为28.8g-14.4g=14.4g，28.8g FeC2O4中碳元素的质量为，依据质量守恒定律可知，生成气体中碳元素质量也为4.8g，则生成气体中氧元素的质量为14.4g-4.8g=9.6g，所以气体中碳原子与氧原子的个数比为，则该气体为CO和CO2的混合物，说法正确，不符合题意；
C、依据质量守恒定律可知，生成气体的质量为28.8g-14.4g=14.4g，说法正确，不符合题意；
D、残余固体中氧元素的质量为14.4g-11.2g=3.2g，设残余固体的化学式为FexOy，则，解得x：y=1：1，所以化学式为FeO，说法错误，符合题意。
故选D。
8．我国科研人员将二氧化碳高效合成为可供微生物直接利用的物质X，合成过程中主要物质转化的微观示意图如图，下列说法错误的是
A．催化剂提高了合成反应的速度B．X的化学式为CH2O
C．CO2合成的过程中常伴随能量变化D．一定有含氢元素的物质参加化学反应
【答案】B
【详解】A、由题干信息以及催化剂的概念可知，催化剂能提高合成效率，故选项说法正确；
B、由分子结构模型可知，X的化学式为，故选项说法错误；
C、反应过程中需要通电，合成的过程中一定伴随能量变化，故选项说法正确；
D、根据质量守恒定律可知，化学反应前后元素的种类不变，该反应中生成物只有一种且含有氢元素，因此一定有含氢元素的物质参与合成反应，故选项说法正确；
故选：B．
9．一种新型火箭推进剂在火箭发射过程中，发生反应的微观过程如图。下列说法正确的是
A．甲的化学式为B．反应后各种原子的个数都减少了
C．生成丙和丁的分子个数比为D．该反应不遵循质量守恒定律
【答案】C
【分析】由反应的微观过程图可知，该反应的化学方程式为：。
【详解】A、由图可知甲的化学式为N2O4，A错误；
B、该反应是化学反应遵循质量守恒定律，反应前后原子个数不变，B错误；
C、由化学方程式可知，生成丙和丁的分子个数比为3：4，C正确；
D、该反应是化学反应遵循质量守恒定律，D错误。
故选C。
10．在一密闭容器中有四种物质，在一定条件下反应一段时间后，测得各物质的质量如下表，则关于该反应的下列说法中错误的是
A．Z可能是该反应的催化剂B．若使反应完全进行，则容器中剩余W、Y、Z
C．反应中W和Y的质量比为1:4D．X与Y的相对分子质量之比一定是3:4
【答案】D
【分析】根据质量守恒定律，参加反应的各物质质量总和等于反应后生成的各物质质量总各可知，m=5+10+4+22-4-7-8=22，遵循反应物越反应越少，生成物越生成越多的原则，进行解析。
【详解】A.由分析可知，m=22，说明物质Z在反应前后，质量不变，可能是催化剂，也可能没参加反应，故选项说法正确，不符合题意；
B.由分析和表格数据可知，W、X为该反应的反应物，Y为该反应的生成物，Z可能是催化剂，也可能没参加反应，由表格数据可推知，每1g质量的W物质，完全反应需要消耗3g质量的X，因此，7g的X完全反应，需要消耗2.3g的W，所以，物质W有剩余，容器中除了W之外，还有生成的物质Y，质量不变的物质Z，故选项说法正确，不符合题意；
C.由表格数据可知，W质量减小了：5g-4g=1g，Y质量增大了：8g-4g=4g，因此，反应中W和Y的质量比为1:4，故选项说法正确，不符合题意；
D.不知道化学方程式中X和Y的化学计量数之比，所以无法计算X和Y的相对分子质量之比，故选项说法错误，符合题意，故选D。
【点睛】此类题是根据质量守恒定律进行的相关计算，一般分三步完成：1、根据质量守恒定律计算出未知的值；2、根据反应前后质量变化确定反应物和生成物，质量减少的为反应物，质量增加的为生成物；3、根据反应前后各物质质量的变化，求出反应物反应的质量和生成物生成的质量，即减少的质量和增加的质量。再根据上述信息确定每个选项的正误。
11．甲烷不充分燃烧，生成二氧化碳、一氧化碳和水，8g甲烷燃烧生成的二氧化碳和一氧化碳混合气体中碳元素与氧元素的质量比为1∶2，则下列关于该反应的说法正确的是
A．消耗氧气的质量为32g
B．生成水的质量为18g
C．生成二氧化碳和一氧化碳的质量比为1：1
D．甲烷与氧气的化学计量数比为3：5
【答案】B
【分析】8g甲烷中碳元素的质量为：，氢元素的质量为：8g-6g=2g，碳元素转化成一氧化碳和二氧化碳，氢元素全部转化成水，则生成水的质量为：；生成的二氧化碳和一氧化碳混合气体中碳元素与氧元素的质量比为1：2，则氧元素的质量为：6g×2=12g，混合气体的质量为：6g+12g=18g；根据质量守恒定律，化学反应前后物质的总质量不变，则消耗氧气的质量为：18g+18g-8g=28g；设混合气体中二氧化碳的质量为x，一氧化碳的质量为18g-x，根据碳元素守恒可得：，解得：x=11g，18g-x=7g，即混合气体中二氧化碳的质量为11g，一氧化碳的质量为7g；甲烷与氧气的化学计量数之比为。
【详解】A、由分析可知，消耗氧气的质量为28g，错误；
B、由分析可知，生成水的质量为18g，正确。
C、由分析可知，生成二氧化碳和一氧化碳的质量比为11g：7g=11：7，错误；
D、由分析可知，甲烷与氧气的化学计量数之比为，错误。
故选B。
12．山茶油的主要成分是柠檬醛，现从山茶油中提取柠檬醛，使其在空气中完全燃烧，生成二氧化碳和水，则柠檬醛中
A．只含碳、氢元素B．一定含碳、氧元素，可能含氢元素
C．一定含碳、氢、氧元素D．一定含碳、氢元素，可能含氧元素
【答案】C
【详解】根据质量守恒定律，化学反应前后，元素种类、质量不变。柠檬醛完全燃烧是柠檬醛与氧气（O2）在点燃条件下发生反应生成二氧化碳（CO2）、水（H2O），生成物含有C、H、O这3种元素，反应物O2中只含有O元素，所以柠檬醛中一定含有C、H元素。15.2g柠檬醛完全燃烧生成4.4g二氧化碳和14.4g水，设参与反应的氧气的质量为x，根据质量守恒定律，化学反应前后，物质总质量不变，则有，解得x=3.6g。根据氧元素的质量守恒，设柠檬醛中氧元素的质量为y，则有，解得y=12.4g，所以柠檬醛中一定含有C、H、O这3种元素，故选：C。
二、填空与简答
13．单级小火箭使用“偏二甲肼”作燃料可以进行人工降雨。现取3.0g偏二甲肼在O2中充分燃烧后生成4.4gCO2、3.6gH2O和1.4gN2三种物质，参加反应的氧气的质量为 g，偏二甲肼的相对分子质量为60，试写出其化学式 (提示：此类化合物的化学式书写按照碳、氢、氮的顺序)。
【答案】 6.4 C2H8N2
【详解】根据反应前后总质量不变，则参加反应的氧气的质量为4.4g+3.6g+1.4g-3g=6.4g；
化学反应中，各物质的质量比=物质的相对分子质量（或相对原子质量）×化学计量数之比，则反应的氧气、二氧化碳、水和氮气的化学计量数之比为，方程式可表示为：，反应后C、H、N、O的个数比为2、8、2、8，反应前除nX中，只含有8个氧原子，则nX中含有2个碳原子、8个氢原子和2个氮原子，12×2+1×8+14×2=60，则说明偏二甲肼的化学式为C2H8N2。
14．“低碳”是全世界的主题。
Ⅰ.某同学查阅资料得到：以下流程是通过控制化学反应的条件来促进或抑制化学反应，实现“低碳”。
(1)上述流程中可循环利用的物质是 (填物质名称)和水。
(2)石油的分馏原理是利用各成分 不同。
(3)甲醇(CH3OH)与CO分别在氧气中充分燃烧，若产生等质量的CO2，则甲醇与一氧化碳的质量之比为 。
Ⅱ.开发利用新能源是实现低碳的重要途径。科学家们正积极开展制氢能的研究。
(4)方法一：用风力、光伏发电，然后电解水制氢。这是将电能转化为 能。
(5)方法二：PEM电解水制氢。基本原理如图所示。观察示意图判断其中能穿过质子交换膜的是 。
(6)方法三：太阳光催化剂(2%La2O3-98%TiO2)分解水制氢。写出该反应的化学方程式 。
(7)方法三与方法一、方法二对比，其优点是 。
【答案】(1)二氧化碳
(2)沸点
(3)8：7
(4)化学
(5)氢离子/H+
(6)
(7)节能（合理即可）
【详解】（1）根据流程图，二氧化碳与氢气在复合催化剂作用下生成有机燃料，有机燃料燃烧及机动车尾气又可生成二氧化碳，故二氧化碳可循环利用；
（2）石油的分馏原理是利用各成分沸点不同；
（3）根据质量守恒定律，若产生等质量的CO2，则甲醇中碳元素的质量和CO中碳元素的质量相等，设碳元素的质量为12g，则甲醇的质量为，CO的质量为，两者质量比为32g：28g=8:7；
（4）水在通电条件下反应生成氢气和氧气，该反应是将电能转化为化学能；
（5）根据示意图可看出，氢离子从阳极一侧穿过质子交换膜进入阴极一侧；
（6）根据题中叙述，水在2%La2O3—98%TiO2的催化作用下分解生成氢气和氧气，反应的化学方程式为；
（7）方法三在太阳光催化剂的作用下能分解，相比方法一、二，更节约能源。
15．能源在人类社会发展过程中，起着重要作用。
(1)目前使用的燃料大多来自化石燃料。
①化石燃料属于 (填“可再生”或“不可再生”)能源。
②石油分馏可得到汽油、柴油等常用燃料，分馏的原理是利用混合物各成分的 不同。
(2)光合作用是大自然利用太阳能最成功的范例。
①植物光合作用时，将二氧化碳和水转化为葡萄糖和氧气，写出反应的化学方程式： 。
②光合作用时，能量的转化方式是 (选填序号)。
a.化学能转化为光能 b.光能转化为化学能
(3)电池是能量转化效率较高的装置。
①甲烷燃料电池工作时，甲烷和氧气反应生成水和二氧化碳，写出该电池反应的化学方程式： 。
②二氧化碳和氢气在一定条件下，以质量比为22：3发生反应，生成18gH2O和32g某有机物，该有机物能用于燃料电池，该有机物的化学式为 。
【答案】(1) 不可再生 沸点
(2) b
(3) CH4O
【详解】（1）①化石燃料形成时间较长，属于不可再生能源。
②石油分馏是利用各成分的沸点不同，将它们进行分离。
（2）①二氧化碳和水在光照、叶绿素作用下生成葡萄糖和氧气，反应的化学方程式为：。
②光合作用是需要光照，过程中将光能转化为化学能，故选b。
（3）①甲烷燃烧生成二氧化碳和水，反应的化学方程式为：。
②
生成的水和有机物的总质量为18g+32g=50g，根据质量守恒定律可知，需要二氧化碳的质量为，需要氢气的质量为50g-44g=6g，又由于44g二氧化碳中碳元素的质量为，18g水中氢元素的质量为，根据反应前后元素的种类和质量不变，则有机物中碳元素的质量为12g，氢元素的质量为6g-2g=4g，氧元素的质量为32g-12g-4g=16g，则其中碳、氢、氧元素的质量比为，则该有机物的化学式为CH4O。
16．天然气是一种重要的能源，其主要成分为甲烷。请写出甲烷完全燃烧的化学方程式： ；4.8g 甲烷与一定量氧气恰好完全反应生成CO、CO2和H2O，测得生成的CO和CO2混合气体中碳元素质量分数为36%。则参加反应的氧气的质量为 g。
【答案】 16
【详解】天然气的主要成分是甲烷，甲烷完全燃烧生成二氧化碳和水，该反应的化学方程式为：；
由题意知甲烷CH4中的氢元素全部转化到水，碳元素转化到CO和CO2中，甲烷中氢元素的质量=，则水的质量=；甲烷中碳元素的质量=4.8g-1.2g=3.6g，则CO和CO2的质量之和=，根据质量守恒定律有：参加反应的甲烷和氧气质量之和等于反应后生成的各物质的质量总和，则参加反应的氧气质量=10.8g+10g-4.8g=16g。
17．理解、掌握质量守恒定律是学好化学的基础。
(1)由质量守恒定律可知，在化学反应前后，一定不变的是 （填序号）。
①分子种类 ②原子种类 ③分子数目 ④原子数目 ⑤物质质量 ⑥元素种类
(2)某过氧化氢溶液中氢元素与氧元素的质量比为2：17，向该溶液中加入二氧化锰，充分反应后生成氧气的质量是 g。
(3)某气体由中的一种或几种组成。取该气体样品在空气中完全燃烧，测得生成的二氧化碳和水的质量比为22：9。下列对该气体组成的判断正确的是______。
A．该气体中一定含有
B．该气体中一定没有
C．该气体中可能含有
D．该气体可能同时含有
【答案】(1)②④⑥
(2)2
(3)BC
【详解】（1）由质量守恒定律可知，在化学反应前后，一定不变的是原子种类、原子数目、元素种类；故选：②④⑥；
（2）某过氧化氢溶液中氢元素与氧元素的质量比为2：17，则38g双氧水溶液中氢元素质量为：38g×=4g，过氧化氢完全反应后生成水和氧气，该过程中氢元素的质量没有改变，所以反应后水的质量为：4g÷（×100%）=36g，根据质量守恒定律，生成氧气的质量为：38g-36g=2g；
（3）生成的二氧化碳和水的质量比为22：9，则碳元素和氢元素的质量比为：（22×）：（9×）=6：1，故碳氢原子的个数比为：=1：2；所以该气体可以是纯净的C2H4，也可以是C2H4、C2H2、CH4的混合物，故选BC。
18．在密闭容器内有4中物质A、B、C、D，他们在一定条件下发生化学反应，其中A、B、C的微观示意图和反应前后各物质的质量如表所示。
(1)X的值为 。
(2)该反应中A和B的分子个数比为 。
(3)由上图分析可知，化学反应前后一定不变的是 （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物质种类
【答案】(1)0
(2)3:2
(3)①②⑤
【详解】（1）根据质量守恒定律，反应前后质量不变，反应前的质量为100g+1g+1g+46g=148g，故X的质量为：148g-4g-89g-55g=0g，故填：0。
（2）根据题给微观示意图可知，A为氧气，B为二氧化碳，C为水；A质量减少100g-4g=96g为反应物，B、C质量分别增加89g-1g-88g和55g-1g=54g为生成物，根据质量守恒定律，D应为反应物，且质量减少88g+54g-96g=46g；因为反应物中的氧气里只含氧元素，因此，生成物中的碳元素和氢元素一定来自D，即D中一定含有碳、氢元素，生成物中氧元素的质量为=112g>96g，可确定生成物中一部分氧元素来自D。即D中一定含有氧元素，D中碳、氢、氧三元素的质量比为=12:3:8，因此D中碳、氢、氧三元素的原子个数比为=2：6：1，则D化学式为C2H6O，该反应的化学方程式为。该反应中A为氧气和B为二氧化碳的分子个数比为3:2。
（3）根据质量守恒定律，化学反应前后一定不变的是元素的种类、元素的质量，从微观上还有原子的种类、数目、质量；而物质的种类、分子的种类一定发生改变，分子的数目可能发生改变。所以答案为①②⑤。
19．化学与生活息息相关。请回答下列问题：
(1)水是生命之源。如图是实验室电解水示意图。
①电解水的化学方程式为 ，该反应属于 （填基本反应类型）；
②a、b两管中气体的体积比为 ，请写出检验b管中气体的方法： （包括操作、现象）。
③我国科学家已研制出在新型高效光催化剂作用下，利用太阳能分解水制氢气。水在通过并接触催化剂表面时，分解的微观过程用示意图表示如下：（“”表示氢原子，“”表示氧原子，“—”表示催化剂）。
该分解微观过程的正确顺序是①→ → → →③（填序号）。与电解水相比，该制氢方法的优点是 。
(2)某家用净水机工作原理如图所示：
①净水机中，活性炭的作用是 。
②经过净水机处理后的水是硬水还是软水，其检验方法为： （包括操作、现象、结论）。
③日常生活中常用 方法降低水的硬度。
(3)“见著知微”是化学学习者应该具备的基本素养，也是学习化学的重要思想方法。如图，是两种不同状态下的水分子模型图。
①在如图中你能获得的信息是 。（答一点即可）
②请从你所获得的信息中设计实验加以证明 。
【答案】(1) 分解反应 2：1 将带火星的小木条放在b管尖嘴处，打开活塞，若带火星的小木条复燃，则为氧气 ④ ② ⑤ 清洁环保
(2) 吸附异味、颜色 向过净水机处理后的水中加入肥皂水，泡沫多的是软水，泡沫少的是硬水 煮沸
(3) 分子之间存在间隔（或分子在不断运动，合理即可） 用小烧杯取约40mL蒸馏水，向其中滴入5-6滴酚酞溶液，搅拌均匀，溶液的颜色无明显变化；取少量上述溶液置于试管中，向其中滴加氨水，观察溶液变红；将烧杯中的酚酞溶液分别倒入A、B两个小烧杯中，另取一个烧杯C，向其中加入约5mL浓氨水。用一个大烧杯罩住A、C两个小烧杯，烧杯B置于大烧杯外。观察几分钟，烧杯A、B发生现象分别是A烧杯中溶液变红，B烧杯中溶液颜色不变，说明分子在不断运动。
【详解】（1）①水在通电的条件下分解成氧气和氢气，故电解水的化学方程式为：；该反应反应物为一种，生成物为多种，属于分解反应；
②电解水实验中，正极生成的气体较少是氧气，能支持燃烧；负极生成的气体较多是氢气，能燃烧，燃烧生成水，氢气和氧气的体积比为2：1，则a、b两管中气体的体积比为2：1；b管中的气体是氧气，可支持燃烧，将带火星的小木条放在b管尖嘴处，打开活塞，若带火星的小木条复燃，则为氧气；
③化学变化的实质是分子分成原子，原子重新组合成新分子的过程。水分解的微观过程为，水分子分为氢原子和氧原子，每两个氢原子结合成一个氢分子，每两个氧原子结合成一个氧分子；所以水分解微观过程的正确顺序是：①④②⑤③；该制氢方法不会产生任何有害污染物，是一种非常清洁环保的制氢方式，符合现代人对环保的要求；
（2）①活性炭具有疏松多孔的结构，可以吸附异味、颜色等物质；
②区分硬水和软水的方法是：向过净水机处理后的水中加入肥皂水，泡沫多的是软水，泡沫少的是硬水；
③日常生活中常用煮沸的方法降低水的硬度；
（3）①由图可知，分子之间存在间隔；加热后，大量水分子扩散到了水面上方，说明分子在不断运动；
②可设计实验证明分子在不断运动，如用小烧杯取约40mL蒸馏水，向其中滴入5-6滴酚酞溶液，搅拌均匀，溶液的颜色无明显变化，说明水不能使酚酞变色，取少量上述溶液置于试管中，向其中滴加氨水，观察溶液变红，说明氨水能使酚酞变红；将烧杯中的酚酞溶液分别倒入A、B两个小烧杯中，另取一个烧杯C，向其中加入约5mL浓氨水。用一个大烧杯罩住A、C两个小烧杯，烧杯B置于大烧杯外。观察几分钟，烧杯A、B发生现象分别是A烧杯中溶液变红，B烧杯中溶液颜色不变，A、C烧杯中的溶液没有直接接触，A烧杯中溶液变红，说明分子在不断运动，氨分子运动到了A烧杯中，氨气溶于水形成氨水，氨水使酚酞溶液变红。
20．实验是化学学习和研究的重要方法。
(1)根据实验① (选填“能”或“否”)得出结论：呼出气体中氧气的含量比空气中氧气的含量低。
(2)关于实验②中两个实验都要用到红磷，下列说法正确的是___________。
A．两个实验加入的红磷一定都过量
B．为保证实验成功，两个实验都需要迅速塞紧橡胶塞，否者结果都会比理论值小
C．实验中集气瓶中水的主要作用和锥形瓶中沙的作用不相同
D．两个实验温度的变化都是先变大再恢复至室温
(3)实验③需要在烧瓶中加几粒沸石，作用是 。
(4)已知：氨气的密度比空气小，据此实验④观察到的实验现象为 。
【答案】(1)是
(2)CD
(3)防止加热时液体暴沸
(4)湿润的酚酞纸条由上而下逐渐变红色
【详解】（1）将燃着的木条从空气中直接伸入盛有呼出气体的集气瓶内，观察到木条熄灭，得出结论：呼出气体中氧气含量比空气中氧气的含量低；故填：是
（2）A、左边实验是测定空气中氧气含量，实验中红磷需过量，才能将装置内的氧气消耗完全；右边实验是验证质量守恒定律，该反应在密闭装置内进行，所以红磷不需要过量，故A说法错误；
B、左边实验是测定空气中氧气含量，需要迅速塞紧橡胶塞，防止装置内气体受热膨胀逸出，导致实验结果偏大；右边实验是验证质量守恒定律，需要迅速塞紧橡胶塞，防止装置内气体受热膨胀逸出，导致左盘质量＜右盘质量，故B说法错误；
C、左边实验是测定空气中氧气含量，集气瓶底部水的作用是加速冷却、同时吸收五氧化二磷，右边实验是验证质量守恒定律，锥形瓶中沙的作用防止高温生成物溅落，炸裂瓶底，实验中集气瓶中水的主要作用和锥形瓶中沙的作用不相同，故C说法正确；
D、左边实验是测定空气中氧气含量，右边实验是验证质量守恒定律，两个实验中红磷燃烧放热，温度的变化都是先变大再恢复至室温，故D说法正确；
故选：CD；
（3）实验③需要在烧瓶中加几粒沸石，作用是防止加热时液体暴沸；
（4）浓氨水具有挥发性，挥发出来的氨气分子不断运动，运动到湿润的酚酞纸条，与水分子结合形成氨水，氨水显碱性，能使酚酞纸条变红色，由于氨气的密度比空气小，据此实验④观察到的实验现象为湿润的酚酞纸条由上而下逐渐变红色。
选项
A
B
C
D
实验设计
实验目的
验证质量守恒定律
测定空气中氧气的含量
探究氧气浓度对反应剧烈程度的影响
检查装置气密性
物质
M
氧气
二氧化碳
水
反应前的质量/g
23
64
8
5
反应后的质量/g
0
16
52
待测x
物质
W
X
Y
Z
反应前质量/g
5
10
4
22
反应后质量/g
4
7
8
m
物质
A
B
C
D
微观示意图
反应前质量/g
100
1
1
46
反应后质量/g
4
89
55
X

①
②
③
⑤