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专题13 质量守恒定律及其应用-2021年中考化学命题点分析与精练
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这是一份专题13 质量守恒定律及其应用-2021年中考化学命题点分析与精练，共19页。
专题13 质量守恒定律及其应用
命题点1 质量守恒定律的理解
【命题规律】
1.考查要点：①质量守恒定律的微观解释；②化学反应过程中的变与不变。
2．命题形式：主要以选择题的形式考查，填空及简答题中也有涉及。
1. 科研人员研发出一种能将二氧化碳转化为甲烷的新技术。该技术以纳米镍粒子为催化剂，将二氧化碳和氢气混合加热发生发应，生成甲烷等物质，从而减少碳排放。该反应前后发生变化的是( )
A. 元素的种类 B. 碳原子的数目
C. 氢元素的化合价 D. 纳米镍粒子的化学性质
2. 关于质量守恒定律的理解，错误的是( )
A. 宏观：实际参加反应的反应物总质量等于生成物总质量
B. 微观：反应前后原子种类和个数不变
C. X＋3H2O=== 2H3PO4中的X为P2O5
D. 煤燃烧后灰渣质量小于煤，不能用质量守恒定律解释
命题点2 质量守恒定律的应用
【命题规律】
1.考查要点：①未知反应物或生成物化学式或计量数的判断；②物质元素组成的推断；③反应物或生成物质量的计算。
2．命题形式：主要以选择题和填空及简答题的形式考查，计算题中也有涉及。
考向1 化学式或化学计量数的推断
3. “气体烙铁”是一种以气体X为燃料的加热仪器，加热温度可达1 300 ℃，反应的化学方程式为2X＋13O2 8CO2＋10H2O。燃料X的化学式为( )
A. C3H8 B. C4H10 C. CH3OH D. C2H5OH
4. 某物质在空气中燃烧的化学方程式为：C2H5OH＋________O2 2CO2＋3H2O，在“________”中填上的数字是( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
5. AgNO3固体见光或受热易分解，故保存在棕色瓶中。AgNO3见光分解时会产生一种有刺激性气味的气体，该气体可能是( )
A. SO2 B. NH3 C. N2 D. NO2
6. 偏二甲肼(C2H8N2)与N2O4反应放出的能量能把火箭送入太空，该化学方程式为：C2H8N2＋2N2O4=== 2X↑＋3N2↑＋4H2O↑。下列说法正确的是( )
A. X的化学式为CO
B. 偏二甲肼中碳的质量分数为40%
C. 该反应属于分解反应
D. 生成N2和H2O的质量比为14∶9
7. 程浩同学查阅资料得知：Cu与稀硫酸不反应，但Cu可与浓硫酸在加热的条件下反应，化学方程式为：Cu＋2H2SO4(浓) CuSO4＋SO2↑＋2R，下列说法中不正确的是( )
A. 该反应中涉及了3种类型的化合物
B. R为相对分子质量最小的氧化物
C. 反应前后，H2SO4中硫的化合价全部发生了改变
D. 该反应不属于四种基本反应类型中的任何一种
考向2 物质元素组成的推断
8．某化学反应可表示为：二氧化碳＋水―→M＋氧气。根据以上信息，下列关于M组成的说法中正确的是( )
A. 一定含有C、H元素，可能含有O元素
B. 只含有C、H元素
C. 含有C、H、O三种元素
D. 无法确定
9. 现有32 g某可燃物在密闭容器中完全燃烧后，测得生成88 g二氧化碳和72 g水，关于该可燃物的说法正确的是( )
A. 一定是氧化物
B. 只含有碳、氢两种元素
C. 一定含有碳、氢、氧三种元素
D. 一定含有碳、氢元素，可能含有氧元素
考向3 微观反应示意图
10. 据报道，中国科学技术大学研究人员利用钴及其氧化物成功研制一种新型催化剂，可将二氧化碳高效“清洁”地转化成液体燃料，反应的微观示意图如图。有关该反应的说法正确的是( )
第10题图
A. 反应前后原子总数减少
B. 反应物和生成物中共有两种氧化物
C. 得到的液体燃料化学式是H2C2O
D. 可用于减少温室气体的排放
11. 如图是四种物质a、b、c、d在化学反应过程中的微观示意图，下列说法中正确的是( )
第11题图
A. 生成物中c与d的分子个数比为1∶2
B. 反应不符合质量守恒定律
C. 反应前后原子的种类改变
D. 物质c可能是一氧化碳
12. 某个化学反应的微观示意图如图。有关说法正确的是( )
第12题图
A. 该反应为分解反应
B. 该反应的化学方程式为：H2＋Cl2 2HCl
C. 该反应前后分子种类未发生变化
D. 该反应不遵守质量守恒定律
考向4 数据分析
13.一定条件下，在一个密闭容器内发生某反应，测得反应前后各物质的质量如图所示。下列说法正确的是( )
第13题图
A. X的值为22 B. 该反应属于置换反应
C. W由碳、氢两种元素组成 D. W中碳、氢元素原子个数比为1∶4
14. 把一定质量的甲、乙、丙、丁四种物质放入一密闭容器中，在一定条件下反应一段时间，测得反应后各物质的质量如下表，则下列说法中错误的是( )
物质
甲
乙
丙
丁
反应前的质量(g)
7.6
2.0
0.2
0
反应后的质量(g)
3.2
X
5.8
0.4
A. X＝0.4 B. 丁一定是单质
C. 甲和乙是反应物 D. 反应中的甲、丙发生改变的质量比是11∶14
15. 在一密闭容器中加入甲、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t1、t2时各物质质量变化情况如图所示，下列说法错误的是( )
第15题图
A. 该反应为化合反应
B. 丙可能是该反应的催化剂
C. 该化学反应中甲、丁的质量变化之比为5∶7
D. 该化学反应中乙、丁的质量变化之比为1∶4
16. 在一密闭容器内加入甲乙丙丁四种物质，在一定条件下充分发生化学反应，测得反应前后各物质的质量变化如图。下列说法中错误的是( )
第16题图
A. 丙可能为该反应的催化剂 B. 该反应中丁、乙质量变化之比为2∶3
C. 反应后图中的X＝4 D. 该反应为化合反应
考向5 质量比、相对分子质量等的计算
17. 将16 g A和足量B混合加热，A与B发生化学反应，16 g A完全反应后生成12 g C和8 g D，则参加反应的A与B的质量比是( )
A. 1∶1 B. 2∶1 C. 3∶1 D. 4∶1
18. 在2A＋B=== 2C反应中，已知A的相对分子质量是28，C的相对分子质量是44，则B的相对分子质量是( )
A. 16 g B. 16 C. 32 g D. 32
命题点3 质量守恒定律的验证
【命题规律】
1.考查要点：①药品的选择；②装置的选择；③结论分析及其评价。
2．命题形式：主要利用天平测量物质发生化学反应前后质量的变化，以选择题和实验探究题为主。
19. 下列实验能验证质量守恒定律的是( )
第19题图
A. 镁条在空气中燃烧前后质量的测定
B. 氯化钡溶液与硫酸铜溶液反应前后质量的测定
C. 锌粒和稀盐酸反应前后质量的测定
D. 蜡烛燃烧前后质量的测定
要点突破训练
(时间：40分钟 满分：45分)
一、选择题(本题包括11小题，每小题2分，共22分)
1. 用下列装置来验证质量守恒定律(托盘天平未画出)，能达到目的的是( )
2. 金属镍(Ni)与物质X的溶液发生反应的化学方程式为：Ni＋X=== Cu＋NiSO4，则下列说法错误的是( )
A. Ni的化合价由0价变为＋2价
B. X的化学式为CuSO4
C. 该反应前后原子种类没有发生改变
D. Cu的金属活动性比Ni强
3. 在反应C＋H2O CO＋H2中，若生成物的总质量为15 g，则参加反应的水的质量为( )
A. 9 g B. 12 g C. 14 g D. 15 g
4. 如图为某化学反应的微观过程，两个甲分子反应生成二个乙分子和一个丙分子，则从图示获得的信息中，正确的是( )
第4题图
A. 该反应的生成物乙属于单质
B. 该反应中反应物不可能是氧化物
C. 该反应的基本类型属于复分解反应
D. 该反应反应前后各元素的化合价均不变
5. 某纯净物X在空气中完全燃烧，反应的化学方程式为：X＋2O2 CO2＋2H2O。下列关于X的说法正确的是( )
A. X由碳、氢、氧三种元素组成 B. X的相对分子质量为10
C. X中碳、氢元素的质量比为1∶4 D. X属于有机化合物
6. 某有机物6.0 g在空气中完全燃烧，共得到17.6 g二氧化碳和10.8 g水，则该化合物的组成元素是( )
A. 一定只含有碳元素
B. 一定只含有碳、氢两种元素
C. 一定含有碳、氢、氧三种元素
D. 一定含有碳、氢元素，可能含有氧元素
第7题图
7. 在一密闭容器中，a、b、c、d四种物质在一定条件下发生化学反应，反应前后各物质质量变化如图，下列说法错误的是( )
A. 该反应是分解反应
B. b可能是催化剂
C. 反应前后物质的总质量保持不变
D. 反应生成的c和d质量相等
8. 活性炭可处理大气污染物NO，一定条件下的密闭容器中加入NO气体和活性炭，反应生成甲、乙气体，测得各物质的质量如下表所示。下列说法正确的是( )
反应时间/min
物质质量/g
活性炭
NO
甲
乙
0
24.36
3
0
0
2
24
1.2
x
1.32
A. x的值为23.88
B. 反应中活性炭只起吸附作用
C. 反应中有元素化合价的升高和降低
D. 生成甲、乙气体的分子数之比为1∶2
9. 科学家最新发现，通过简单的化学反应，可以将树木纤维素转变成超级储能装置，如图是该反应的微观示意图。下列说法错误的是( )
A. 参加反应的X、Y两物质的粒子个数比为3∶4
B. 该反应不属于置换反应
C. W物质中碳元素的质量分数为75%
D. 化学反应前后原子的种类、个数、质量均保持不变
第9题图
第10题图
10. 三种物质在密闭容器中发生反应，反应前后质量比例的变化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A．反应中CaO为催化剂
B．该反应是复分解反应
C．反应后容器中固体质量减少
D．反应后容器中氧元素质量分数增大
11. 某气体由CH4、C2H4、C2H2中的一种或几种组成，取气体样品在氧气中完全燃烧，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. 该气体可能是由C2H4和C2H2组成
B. 该气体一定含有C2H4
C. 该气体中可能含有CH4
D. 该气体不可能同时含有CH4、C2H4、C2H2
二、填空及简答题(本题包括4小题，共17分)
12. (3分)如图是氢气在氯气中燃烧生成氯化氢的微观模拟图，请回答下列问题：
第12题图
(1)在B图中将相关粒子图形补充完整；
(2)此变化前后发生改变的粒子是____________________________________。
(3)从微观角度解释此反应为化合反应的原因是______________________ 。
13. (4分)2015年8月12日天津港发生爆炸后，消防专家确认，大约40种危化品中就有700吨剧毒氰化钠(NaCN)。
(1)氰化钠(NaCN)泄漏可用过氧化氢溶液进行高效处理，氰化钠、过氧化氢和水反应生成碳酸氢钠和氨气，其反应的化学方程式为____________________________________。
(2)氰化钠是工业上冶炼黄金的重要原料，工业上生产氰化钠的化学方程式为2Na＋2X＋2NH3=== 2NaCN＋3H2。
①X的化学式为________。 ②NH3中N元素的化合价为________。
14. (3分)(3)质量守恒定律是帮助我们学习和认识化学反应实质的重要理论。
①下列表述正确的是________。
A. 蜡烛燃烧后质量减小，说明质量守恒定律不是普遍规律
B. 每32 g S和32 g O2完全反应后，生成64 g SO2
C. 在化学反应aA＋bB＝cC＋dD中一定有：a＋b＝c＋d
②有机化合物R与足量氧气置于密闭容器中充分反应生成CO2和H2O，实验测得反应前后物质的质量如下表：
R
O2
CO2
H2O
反应前质量/g
46
128
0
0
反应后质量/g
0
32
x
54
则x＝________；已知参加反应的物质R与氧气的分子个数之比为1∶3，则R的相对分子质量是________。
15. (7分)I.质量守恒定律的发现对化学的发展做出了重要贡献。
(1)通过称量下列各组试剂在密闭容器内混合前后的总质量，能验证质量守恒定律的是________(填标号)。
A. 蔗糖和水 B. 氯化钠溶液和硝酸钾溶液 C. 铁和氯化铜溶液
(2)在氧气中点燃红磷的实验过程，固体质量变化如图1所示。
①从燃烧条件分析，固体质量在t1前没有发生变化的原因为_____________________________。
②该反应的化学方程式为____________________________。
③参加反应的氧气质量为________g。
第15题图1
第15题图2
(3)某反应的微观示意图如图2所示：
①该反应所属的基本反应类型为________。
②参加反应的甲物质和生成的丙物质分子数目比为________。
三、实验探究题(本题包括1小题，共6分)
16. (6分)同学们利用如图所示的装置，对质量守恒定律进行了探究。实验结束后，老师另外提出了几个问题，请你一起参与思考。
第16题图
(1)图甲装置内物质充分反应后，冷却至室温，气球仍胀大的是________(选填“A”、“B”或“A”和“B”)。
(2)若图乙装置内Na2CO3溶液的质量为5克，滴入试管的稀盐酸质量也是5克，装置内物质充分反应后，发现NaOH浓溶液质量增加0.22克，试管中滴入紫色石蕊试液变红。
根据上述已知条件，通过分析可以确定的是________(选填序号)。
①原稀盐酸的溶质质量分数
②原Na2CO3溶液的溶质质量分数
③原NaOH溶液的溶质质量分数
④反应后试管中NaCl的溶质质量分数
请你选择所填的其中一项，通过计算确定其溶质质量分数是多少？
答案解析
命题点1 质量守恒定律的理解
1. C 【解析】根据质量守恒定律可知，化学反应前后元素种类不变，各原子的数目不变，A、B错误；反应前氢气是单质，氢元素的化合价为0，反应后生成的甲烷是化合物，氢元素的化合价为＋1，反应前后氢元素的化合价发生了变化，C正确；反应中纳米镍粒子为催化剂，反应前后质量和化学性质均不变，D错误。
2. D 【解析】化学反应中，参加反应的各物质质量总和等于生成物中各物质的质量总和，A正确；反应前后原子种类不变，数目不变，原子的质量也不变，B正确；X＋3H2O===2H3PO4，根据质量守恒定律，可推出X的化学式为P2O5，C正确；煤燃烧后灰渣质量小于煤是因为燃烧过程中生成了气体，逸散到空气中，所以灰渣的质量减小，可以用质量守恒定律解释，D错误。
命题点2 质量守恒定律的应用
3. B 【解析】已知反应的化学方程式2X＋13O28CO2＋10H2O，应用质量守恒定律的“两个不变”：化学反应前后①元素种类不变，②原子个数不变可知：
原子种类
C
H
O
生成物
8
20
26
反应物
0
0
26
差值(2X)
8
20
0
一个X的微粒中
4
10
0
X的化学式
C4H10
从表格数据可以得出X的化学式为C4H10，B正确。
4. C
5. D 【解析】根据题干信息硝酸银分解产生的是一种有刺激性气味的气体，N2是一种无色无味的气体，C错误；又因为硝酸银中不含有硫和氢元素，所以生成的气体不可能是二氧化硫和氨气。故选D。
6. B 【解析】根据质量守恒定律，化学反应前后原子种类及个数不变，推出X的化学式是CO2，A错误；偏二甲肼中碳的质量分数为×100%＝40%，B正确；由于该反应中反应物有两种，所以不是分解反应，C错误；生成N2和H2O的质量比为(3×28)∶(4×18)＝7∶6，D错误。
7. C
8. A 【解析】根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，原子的个数不变。反应物质中含有C、H、O三种元素，生成物质中只含有O元素，故M中一定含有C、H元素，可能含有O元素。
9. B 【解析】32 g可燃物在密闭容器中完全燃烧生成二氧化碳和水，所以可燃物中一定含有碳、氢两种元素，该可燃物一定不是氧化物，A错误。根据质量守恒定律，反应生成的二氧化碳中碳元素的质量等于可燃物中碳元素的质量，反应生成的水中氢元素的质量等于可燃物中氢元素的质量，88 g二氧化碳中碳元素的质量为88 g××100%＝24 g，72 g水中氢元素的质量为72 g××100%＝8 g，则可燃物中碳元素与氢元素的质量和为24 g＋8 g＝32 g，所以该可燃物只含有碳、氢两种元素，故选B。
10. D 【解析】根据图示可知，该反应的反应物是二氧化碳和氢气，在催化剂的作用下，生成CH2O2。根据质量守恒定律可知，反应前后原子的种类、数目均不变，A错误；氧化物是由两种元素组成，且其中一种元素是氧元素的化合物，该反应中只有二氧化碳一种氧化物，B错误；该反应的生成物的化学式是CH2O2，C错误；该反应的反应物之一是二氧化碳，所以该研究可减少二氧化碳的排放，有助于减缓温室效应，D正确。
11. A 【解析】由图可知，反应物中有4个丙原子，1个乙原子，4个甲原子，已知生成物中有2个丙原子和4个甲原子。根据质量守恒定律，反应前后原子的种类和数目不变，物质c的分子个数为1，由2个丙原子和1个乙原子构成，故生成物质中c与d的分子个数比为1∶2；任何化学反应都遵守质量守恒定律；反应前后原子的种类不变；物质c的分子由3个原子构成，故不可能是一氧化碳。故选A。
12. B
13. D 【解析】根据质量守恒定律，反应前后各物质的总质量不变，可以得出X＝(20 g＋1 g＋8 g)－(8 g＋10 g)＝11 g，A错误；根据反应前后各物质的质量可以看出，反应后W、氧气的质量减少，是反应物；水和二氧化碳的质量增加，是生成物，生成水的质量是9 g；该反应的生成物是两种化合物，不属于置换反应，B错误；根据质量守恒定律，反应前后元素的种类不变，可知W中一定含有碳、氢元素，碳、氢元素的质量就是生成二氧化碳中的碳元素和水中氢元素的质量之和，11 g二氧化碳中碳元素的质量为11 g××100%＝3 g；9 g水中氢元素的质量为 9 g××100%＝1 g，3 g＋1 g<8 g，因此W中含有碳、氢、氧三种元素，C错误；W中碳、氢原子个数比为∶＝1∶4，D正确。
14. B 【解析】对比反应前、后各物质的质量，质量减少的是反应物，质量增加的是生成物，质量不变的是催化剂或不参与反应的杂质。甲是反应物，减少4.4 g；丙是生成物，增加5.6 g；丁是生成物，增加了0.4 g。再根据质量守恒定律可判断出乙是反应物，参加反应的质量为1.6 g，即剩余的质量为2.0 g－1.6 g＝0.4 g；即X＝0.4，A正确；丁可能是单质，也可能是化合物，B错误；从以上分析可知，甲和乙是反应物，C正确；反应中的甲、丙发生改变的质量比是4.4 g∶5.6 g＝11∶14，D正确。
15. D 【解析】将图中信息处理如下表：
甲
乙
丙
丁
开始质量/g
6
4
3
1
t1时的质量/g
1
2
3
8
质量变化值/g
5
2
0
7
反应中的作用
反应物
反应物
可能是催化剂
生成物
所以该化学反应是两种物质生成一种物质的反应，属于化合反应，A正确；反应前后丙的质量没有变化，但无法判断丙的存在对反应速率是否有影响，所以丙可能是该反应的催化剂，也可能是不参加反应的杂质，B正确；该反应中甲与丁的质量比为5∶7，C正确；该反应中乙与丁的质量比为2∶7，D错误。
16. D 【解析】根据质量守恒定律，化学反应前后物质总质量不变可得：5 g＋12 g＋4 g＋5 g＝7 g＋6 g＋X g＋9 g，解得X＝4，丙的质量没有改变，可能是该反应的催化剂，也可能是不参与反应的杂质，A、C正确；该反应中甲、丁的质量增加，乙的质量减少，说明该反应是乙分解生成甲和丁，属于分解反应，D错误；丁、乙质量变化之比为(9 g－5 g)∶(12 g－6 g)＝2∶3，B正确。
17. D 【解析】根据描述，可写出反应的表达式：A ＋ B → C ＋ D，根据质量守恒定律，参加反应的B的质量为12 g ＋8 g－16 g＝4 g，故参加反应的A与B的质量比为4∶1。
18. D 【解析】在化学变化中，参加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。故设B的相对分子质量为x，则2×28＋x＝2×44，x＝32，相对分子质量的单位为“1”，一般省略不写，故选D。
命题点3 质量守恒定律的验证
19. B 【解析】镁条在空气中燃烧后质量可能会增大，也可能会因为有部分氧化镁逸散到空气中或沾在坩埚钳上而减小；氯化钡溶液和硫酸铜溶液反应后生成硫酸钡沉淀和氯化铜，反应前后质量不变；锌粒和稀盐酸反应后生成氯化锌和氢气，氢气会逸散到空气中，使反应后烧杯内的物质质量减小；蜡烛燃烧后生成水和二氧化碳，都会逸散到空气中，使反应后称量的物质质量减小。故选B。
要点突破训练
1. D
2. D 【解析】单质镍中镍元素的化合价为0，在硫酸镍中镍元素的化合价为＋2，A正确；根据质量守恒定律：化学反应前后原子的种类、数目不变，列表分析如下：
Cu
Ni
S
O
生成物
1
1
1
4
反应物
0
1
0
0
X
1
0
1
4
X的化学式
CuSO4
由上表可知X的化学式为CuSO4，B正确；任何化学反应前后原子的种类和数目都不会发生变化的，C正确；镍能置换出铜，说明镍的金属活动性比铜的强，D错误。
3. A
4. A 【解析】
A
√
根据图示，两个甲分子反应生成两个乙分子和一个丙分子，一个甲分子中有2个A原子和1个B原子，一个丙分子中有2个B原子，根据质量守恒定律可知生成的两个乙分子由4个A原子构成，即乙物质为单质
B
反应物甲由两种元素组成，只要一种为氧元素，即是氧化物
C
该反应前为一种物质，反应后生成两种物质，属于分解反应
D
化合物中各元素化合价不为零，单质中元素的化合价为零，因此该反应前后各元素的化合价发生了改变
5. D
6. B 【解析】该有机物燃烧后生成的二氧化碳中碳元素的质量为17.6 g×＝4.8 g，生成的水中氢元素的质量为10.8 g×＝1.2 g，两种元素的总质量为4.8 g＋1.2 g＝6.0 g，恰好与燃烧的有机物的质量相等，根据质量守恒定律，该有机物中不含氧元素，即该有机物只含碳元素和氢元素。
7. D 【解析】由图可知，反应前后a的质量减小，b的质量不变，c、d的质量都增加，所以a是该反应的反应物，c、d是生成物，b可能是该反应的催化剂或不参加反应的杂质，故该反应是分解反应，A、B正确；化学反应前后物质的总质量不变，C正确，反应前c、d的质量不相等，反应后两种物质的质量相等，所以反应生成的c、d的质量不相等，D错误。
8. C 【解析】x＝24.36＋3＋0＋0－24－1.2－1.32＝0.84；活性炭的质量由反应前的24.36 g变成了24 g，说明活性炭参加了反应，不只起吸附作用还是反应物；0.36 g活性炭与1.8 g NO反应生成了0.84 g甲和1.32 g乙，故四种物质的质量比为12∶60∶28∶44，则活性炭和NO的化学计量数之比为1∶2，则生成的甲、乙两种气体为N2和CO2，化学方程式为C＋2NO N2＋CO2，故反应中碳元素的化合价升高，氮元素的化合价降低；生成的甲、乙气体的分子数之比为1∶1，故选C。
9. B 【解析】由反应的微观示意图可知，该反应是碳和氨气在催化剂和高温条件下反应生成了氮气和甲烷，反应的方程式是3C＋4NH3 2N2＋3CH4。由方程式可知，参加反应的X、Y两物质的粒子个数比为3∶4, A正确；该反应由一种单质与一种化合物反应生成了另一种单质和另一种化合物，属于置换反应，B错误；由图示可知，W为甲烷，碳元素的质量分数为×100%＝75%, C正确；由反应的微观示意图中微粒的变化可知，化学反应前后原子的种类、个数、质量均保持不变， D正确。
10. C 【解析】
A
根据图示信息可知，反应后氧化钙的质量增多，是生成物，不是催化剂
B
反应后碳酸钙质量减少，是反应物，反应后二氧化碳质量增多，是生成物，该反应是碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳，符合“一变多”的特点，属于分解反应
C
√
根据质量守恒定律分析，反应后容器中固体的质量会减少，减少的质量即为生成的气体质量
D
反应前后物质质量不变，各种元素的种类、质量均不变，因此反应后容器中氧元素的质量分数不变
11. C 【解析】根据质量守恒定律，该气体中碳元素与氢元素的质量比为：(22×)∶(9×)＝6∶1，所以该气体中碳原子与氢原子的个数比为∶＝1∶2，CH4中碳原子与氢原子的个数比为1∶4，C2H4中碳原子与氢原子的个数比为1∶2，C2H2中碳原子与氢原子的个数比为1∶1，所以该气体可能是C2H4，或CH4和C2H2的混合物，或CH4、C2H4、C2H2的混合物，故选C。
12. (3分)(1)补充后的图形如图(1分) (2)氯分子和参加反应的氢分子(1分) (3)两种分子反应生成另一种分子(1分)
【解析】图示中，反应前后都有氢分子，说明实际参加反应的氢分子只有一个，另一个氢分子没有参加反应。(1)一个氯化氢分子由一个氢原子和一个氯原子构成，根据化学反应前后原子的种类和数目不变，可知反应后有两个氯化氢分子。(2)消除没有参加反应的氢分子后可知，反应前的分子为氢分子和氯分子，反应后的分子只有氯化氢分子，但氢原子和氯原子没有改变，故变化前后氯分子和参加反应的氢分子发生了变化。(3)从微观角度，反应前存在两种分子，反应后只有一种分子，所以该反应属于化合反应。
13. (4分)(1)NaCN＋H2O2＋H2O=== NaHCO3＋NH3↑(2分) (2)①C(1分) ②－3(1分)
【解析】(1)根据题中信息确定该反应的反应物和生成物，然后写出该反应的化学方程式为NaCN＋H2O2 ＋H2O=== NaHCO3＋NH3↑。(2)①根据质量守恒定律，反应前后原子的种类和数目都不变，可确定X的化学式是C；②根据化合物中化合价的代数和为零，NH3中H为＋1价，设N的化合价为x，x＋(＋1)×3＝0，解得x＝－3，则NH3中N元素的化合价为－3。
14. (3分)(3)①B(1分) ②88(1分) 46(1分)
【解析】(3)①蜡烛燃烧时，参加反应的石蜡与空气中参与反应的氧气的质量之和等于反应生成二氧化碳和水蒸气的质量，二氧化碳和水蒸气逸散到空气中，剩余石蜡的质量减少，该反应符合质量守恒定律；依据硫在氧气中燃烧的化学方程式S＋O2 SO2，可计算出，每32 g S和32 g O2完全反应后，能生成64 g SO2；质量守恒定律是指参加化学反应前物质的质量总和等于反应后生成物的质量总和，而不是反应物和生成物的化学计量数之和相等；故选B；②依据表格中的数据，可知参加反应的R的质量是46 g，参加反应的O2的质量为128 g－32 g＝96 g，根据质量守恒定律可知：x＝46＋96－54＝88；因为参加反应的物质R与氧气的质量之比为46∶96，且R与氧气的分子个数之比为1∶3，设R的相对分子质量为y，则有46∶96＝y∶(32×3)，解得y＝46。
15. (7分)Ⅰ.(1)C(1分) (2)①温度未达到红磷的着火点(1分) ②4P＋5O2 2P2O5(2分) ③ 8.0(1分)
(3)①置换反应(1分) ② 1∶2(1分)
【解析】Ⅰ.(1)质量守恒定律是描述化学变化中物质质量的变化关系，所以必须选择能发生化学变化的一组物质验证质量守恒定律。蔗糖与水不反应，氯化钠溶液和硝酸钾溶液不反应，铁和氯化铜溶液可发生化学反应，故选C。 (2)①根据可燃物燃烧的条件，温度必需达到其着火点，在t1前红磷质量没有发生变化，其原因是温度没有达到红磷的着火点； ②红磷燃烧是红磷与氧气在点燃条件下反应生成五氧化二磷；③根据质量守恒定律，参加反应的红磷的质量与参加反应的氧气的质量之和等于反应生成的五氧化二磷的质量，再结合坐标曲线图可知：生成的P2O5的质量为14.2 g，参加反应的红磷质量为6.2 g，所以参加反应的氧气的质量＝14.2 g－6.2 g ＝ 8.0 g。(3)①根据微观反应示意图可推出该反应是氟气(F2)与水(H2O)反应生成氢氟酸(HF)和氧气(O2)，该反应的反应物一种是单质，另一种是化合物，生成物中一种是单质，另一种是化合物，该反应属于置换反应；②据图可写出F2与水(H2O)发生反应的化学方程式为2F2＋2H2O=== 4HF＋O2，所以该反应中甲(F2)与丙(HF)的分子数目之比为1∶2。
16. (6分)(1)B(1分) (2)②④(1分)
解一：计算原Na2CO3溶液的溶质质量分数
增加的质量为生成CO2的质量0.22 g(1分)
设原Na2CO3溶液的溶质质量为x
Na2CO3＋2HCl=== 2NaCl＋H2O＋CO2↑(1分)
106 44
x 0.22 g
＝ x＝0.53 g(1分)
原碳酸钠溶液的溶质质量分数＝×100%＝10.6%(1分)
解二：计算反应后NaCl的溶质质量分数
增加的质量为生成CO2的质量0.22 g(1分)
设生成NaCl的质量为y
Na2CO3＋2HCl=== 2NaCl＋H2O＋CO2↑(1分)
117 44
y 0.22 g
＝ y＝0.585 g(1分)
NaCl的溶质质量分数＝×100%≈5.98%(1分)(解一、解二任选其一即可)
【解析】(1)图甲所示实验A中发生的反应是：4P ＋ 5O22P2O5，该反应放热，气体受热膨胀，气球胀大，等冷却到室温后，由于瓶内氧气减少，压强小于外界大气压，气球会变瘪；B中有气体生成，因此冷却后气球仍胀大。(2)碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，试管内石蕊试液变红，说明试管中溶液呈酸性，则反应后稀盐酸有剩余；氢氧化钠溶液增重0.22 g，说明反应生成0.22 g二氧化碳，利用生成的二氧化碳的质量可以求得反应的碳酸钠和生成的氯化钠的质量，由于5 g稀盐酸有剩余，无法求得原稀盐酸的溶质质量分数，5 g碳酸钠完全反应，可以求得碳酸钠溶液的溶质质量分数；由于不知道原氢氧化钠溶液的质量，也不能确定氢氧化钠是否完全反应，无法确定氢氧化钠溶液的溶质质量分数；利用二氧化碳的质量能求出反应后生成的氯化钠的质量，也能确定反应后试管中溶液的质量，因此可以确定反应后试管中氯化钠的溶质质量分数；故可以确定的是②④。
专题13 质量守恒定律及其应用
命题点1 质量守恒定律的理解
【命题规律】
1.考查要点：①质量守恒定律的微观解释；②化学反应过程中的变与不变。
2．命题形式：主要以选择题的形式考查，填空及简答题中也有涉及。
1. 科研人员研发出一种能将二氧化碳转化为甲烷的新技术。该技术以纳米镍粒子为催化剂，将二氧化碳和氢气混合加热发生发应，生成甲烷等物质，从而减少碳排放。该反应前后发生变化的是( )
A. 元素的种类 B. 碳原子的数目
C. 氢元素的化合价 D. 纳米镍粒子的化学性质
2. 关于质量守恒定律的理解，错误的是( )
A. 宏观：实际参加反应的反应物总质量等于生成物总质量
B. 微观：反应前后原子种类和个数不变
C. X＋3H2O=== 2H3PO4中的X为P2O5
D. 煤燃烧后灰渣质量小于煤，不能用质量守恒定律解释
命题点2 质量守恒定律的应用
【命题规律】
1.考查要点：①未知反应物或生成物化学式或计量数的判断；②物质元素组成的推断；③反应物或生成物质量的计算。
2．命题形式：主要以选择题和填空及简答题的形式考查，计算题中也有涉及。
考向1 化学式或化学计量数的推断
3. “气体烙铁”是一种以气体X为燃料的加热仪器，加热温度可达1 300 ℃，反应的化学方程式为2X＋13O2 8CO2＋10H2O。燃料X的化学式为( )
A. C3H8 B. C4H10 C. CH3OH D. C2H5OH
4. 某物质在空气中燃烧的化学方程式为：C2H5OH＋________O2 2CO2＋3H2O，在“________”中填上的数字是( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
5. AgNO3固体见光或受热易分解，故保存在棕色瓶中。AgNO3见光分解时会产生一种有刺激性气味的气体，该气体可能是( )
A. SO2 B. NH3 C. N2 D. NO2
6. 偏二甲肼(C2H8N2)与N2O4反应放出的能量能把火箭送入太空，该化学方程式为：C2H8N2＋2N2O4=== 2X↑＋3N2↑＋4H2O↑。下列说法正确的是( )
A. X的化学式为CO
B. 偏二甲肼中碳的质量分数为40%
C. 该反应属于分解反应
D. 生成N2和H2O的质量比为14∶9
7. 程浩同学查阅资料得知：Cu与稀硫酸不反应，但Cu可与浓硫酸在加热的条件下反应，化学方程式为：Cu＋2H2SO4(浓) CuSO4＋SO2↑＋2R，下列说法中不正确的是( )
A. 该反应中涉及了3种类型的化合物
B. R为相对分子质量最小的氧化物
C. 反应前后，H2SO4中硫的化合价全部发生了改变
D. 该反应不属于四种基本反应类型中的任何一种
考向2 物质元素组成的推断
8．某化学反应可表示为：二氧化碳＋水―→M＋氧气。根据以上信息，下列关于M组成的说法中正确的是( )
A. 一定含有C、H元素，可能含有O元素
B. 只含有C、H元素
C. 含有C、H、O三种元素
D. 无法确定
9. 现有32 g某可燃物在密闭容器中完全燃烧后，测得生成88 g二氧化碳和72 g水，关于该可燃物的说法正确的是( )
A. 一定是氧化物
B. 只含有碳、氢两种元素
C. 一定含有碳、氢、氧三种元素
D. 一定含有碳、氢元素，可能含有氧元素
考向3 微观反应示意图
10. 据报道，中国科学技术大学研究人员利用钴及其氧化物成功研制一种新型催化剂，可将二氧化碳高效“清洁”地转化成液体燃料，反应的微观示意图如图。有关该反应的说法正确的是( )
第10题图
A. 反应前后原子总数减少
B. 反应物和生成物中共有两种氧化物
C. 得到的液体燃料化学式是H2C2O
D. 可用于减少温室气体的排放
11. 如图是四种物质a、b、c、d在化学反应过程中的微观示意图，下列说法中正确的是( )
第11题图
A. 生成物中c与d的分子个数比为1∶2
B. 反应不符合质量守恒定律
C. 反应前后原子的种类改变
D. 物质c可能是一氧化碳
12. 某个化学反应的微观示意图如图。有关说法正确的是( )
第12题图
A. 该反应为分解反应
B. 该反应的化学方程式为：H2＋Cl2 2HCl
C. 该反应前后分子种类未发生变化
D. 该反应不遵守质量守恒定律
考向4 数据分析
13.一定条件下，在一个密闭容器内发生某反应，测得反应前后各物质的质量如图所示。下列说法正确的是( )
第13题图
A. X的值为22 B. 该反应属于置换反应
C. W由碳、氢两种元素组成 D. W中碳、氢元素原子个数比为1∶4
14. 把一定质量的甲、乙、丙、丁四种物质放入一密闭容器中，在一定条件下反应一段时间，测得反应后各物质的质量如下表，则下列说法中错误的是( )
物质
甲
乙
丙
丁
反应前的质量(g)
7.6
2.0
0.2
0
反应后的质量(g)
3.2
X
5.8
0.4
A. X＝0.4 B. 丁一定是单质
C. 甲和乙是反应物 D. 反应中的甲、丙发生改变的质量比是11∶14
15. 在一密闭容器中加入甲、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t1、t2时各物质质量变化情况如图所示，下列说法错误的是( )
第15题图
A. 该反应为化合反应
B. 丙可能是该反应的催化剂
C. 该化学反应中甲、丁的质量变化之比为5∶7
D. 该化学反应中乙、丁的质量变化之比为1∶4
16. 在一密闭容器内加入甲乙丙丁四种物质，在一定条件下充分发生化学反应，测得反应前后各物质的质量变化如图。下列说法中错误的是( )
第16题图
A. 丙可能为该反应的催化剂 B. 该反应中丁、乙质量变化之比为2∶3
C. 反应后图中的X＝4 D. 该反应为化合反应
考向5 质量比、相对分子质量等的计算
17. 将16 g A和足量B混合加热，A与B发生化学反应，16 g A完全反应后生成12 g C和8 g D，则参加反应的A与B的质量比是( )
A. 1∶1 B. 2∶1 C. 3∶1 D. 4∶1
18. 在2A＋B=== 2C反应中，已知A的相对分子质量是28，C的相对分子质量是44，则B的相对分子质量是( )
A. 16 g B. 16 C. 32 g D. 32
命题点3 质量守恒定律的验证
【命题规律】
1.考查要点：①药品的选择；②装置的选择；③结论分析及其评价。
2．命题形式：主要利用天平测量物质发生化学反应前后质量的变化，以选择题和实验探究题为主。
19. 下列实验能验证质量守恒定律的是( )
第19题图
A. 镁条在空气中燃烧前后质量的测定
B. 氯化钡溶液与硫酸铜溶液反应前后质量的测定
C. 锌粒和稀盐酸反应前后质量的测定
D. 蜡烛燃烧前后质量的测定
要点突破训练
(时间：40分钟 满分：45分)
一、选择题(本题包括11小题，每小题2分，共22分)
1. 用下列装置来验证质量守恒定律(托盘天平未画出)，能达到目的的是( )
2. 金属镍(Ni)与物质X的溶液发生反应的化学方程式为：Ni＋X=== Cu＋NiSO4，则下列说法错误的是( )
A. Ni的化合价由0价变为＋2价
B. X的化学式为CuSO4
C. 该反应前后原子种类没有发生改变
D. Cu的金属活动性比Ni强
3. 在反应C＋H2O CO＋H2中，若生成物的总质量为15 g，则参加反应的水的质量为( )
A. 9 g B. 12 g C. 14 g D. 15 g
4. 如图为某化学反应的微观过程，两个甲分子反应生成二个乙分子和一个丙分子，则从图示获得的信息中，正确的是( )
第4题图
A. 该反应的生成物乙属于单质
B. 该反应中反应物不可能是氧化物
C. 该反应的基本类型属于复分解反应
D. 该反应反应前后各元素的化合价均不变
5. 某纯净物X在空气中完全燃烧，反应的化学方程式为：X＋2O2 CO2＋2H2O。下列关于X的说法正确的是( )
A. X由碳、氢、氧三种元素组成 B. X的相对分子质量为10
C. X中碳、氢元素的质量比为1∶4 D. X属于有机化合物
6. 某有机物6.0 g在空气中完全燃烧，共得到17.6 g二氧化碳和10.8 g水，则该化合物的组成元素是( )
A. 一定只含有碳元素
B. 一定只含有碳、氢两种元素
C. 一定含有碳、氢、氧三种元素
D. 一定含有碳、氢元素，可能含有氧元素
第7题图
7. 在一密闭容器中，a、b、c、d四种物质在一定条件下发生化学反应，反应前后各物质质量变化如图，下列说法错误的是( )
A. 该反应是分解反应
B. b可能是催化剂
C. 反应前后物质的总质量保持不变
D. 反应生成的c和d质量相等
8. 活性炭可处理大气污染物NO，一定条件下的密闭容器中加入NO气体和活性炭，反应生成甲、乙气体，测得各物质的质量如下表所示。下列说法正确的是( )
反应时间/min
物质质量/g
活性炭
NO
甲
乙
0
24.36
3
0
0
2
24
1.2
x
1.32
A. x的值为23.88
B. 反应中活性炭只起吸附作用
C. 反应中有元素化合价的升高和降低
D. 生成甲、乙气体的分子数之比为1∶2
9. 科学家最新发现，通过简单的化学反应，可以将树木纤维素转变成超级储能装置，如图是该反应的微观示意图。下列说法错误的是( )
A. 参加反应的X、Y两物质的粒子个数比为3∶4
B. 该反应不属于置换反应
C. W物质中碳元素的质量分数为75%
D. 化学反应前后原子的种类、个数、质量均保持不变
第9题图
第10题图
10. 三种物质在密闭容器中发生反应，反应前后质量比例的变化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A．反应中CaO为催化剂
B．该反应是复分解反应
C．反应后容器中固体质量减少
D．反应后容器中氧元素质量分数增大
11. 某气体由CH4、C2H4、C2H2中的一种或几种组成，取气体样品在氧气中完全燃烧，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. 该气体可能是由C2H4和C2H2组成
B. 该气体一定含有C2H4
C. 该气体中可能含有CH4
D. 该气体不可能同时含有CH4、C2H4、C2H2
二、填空及简答题(本题包括4小题，共17分)
12. (3分)如图是氢气在氯气中燃烧生成氯化氢的微观模拟图，请回答下列问题：
第12题图
(1)在B图中将相关粒子图形补充完整；
(2)此变化前后发生改变的粒子是____________________________________。
(3)从微观角度解释此反应为化合反应的原因是______________________ 。
13. (4分)2015年8月12日天津港发生爆炸后，消防专家确认，大约40种危化品中就有700吨剧毒氰化钠(NaCN)。
(1)氰化钠(NaCN)泄漏可用过氧化氢溶液进行高效处理，氰化钠、过氧化氢和水反应生成碳酸氢钠和氨气，其反应的化学方程式为____________________________________。
(2)氰化钠是工业上冶炼黄金的重要原料，工业上生产氰化钠的化学方程式为2Na＋2X＋2NH3=== 2NaCN＋3H2。
①X的化学式为________。 ②NH3中N元素的化合价为________。
14. (3分)(3)质量守恒定律是帮助我们学习和认识化学反应实质的重要理论。
①下列表述正确的是________。
A. 蜡烛燃烧后质量减小，说明质量守恒定律不是普遍规律
B. 每32 g S和32 g O2完全反应后，生成64 g SO2
C. 在化学反应aA＋bB＝cC＋dD中一定有：a＋b＝c＋d
②有机化合物R与足量氧气置于密闭容器中充分反应生成CO2和H2O，实验测得反应前后物质的质量如下表：
R
O2
CO2
H2O
反应前质量/g
46
128
0
0
反应后质量/g
0
32
x
54
则x＝________；已知参加反应的物质R与氧气的分子个数之比为1∶3，则R的相对分子质量是________。
15. (7分)I.质量守恒定律的发现对化学的发展做出了重要贡献。
(1)通过称量下列各组试剂在密闭容器内混合前后的总质量，能验证质量守恒定律的是________(填标号)。
A. 蔗糖和水 B. 氯化钠溶液和硝酸钾溶液 C. 铁和氯化铜溶液
(2)在氧气中点燃红磷的实验过程，固体质量变化如图1所示。
①从燃烧条件分析，固体质量在t1前没有发生变化的原因为_____________________________。
②该反应的化学方程式为____________________________。
③参加反应的氧气质量为________g。
第15题图1
第15题图2
(3)某反应的微观示意图如图2所示：
①该反应所属的基本反应类型为________。
②参加反应的甲物质和生成的丙物质分子数目比为________。
三、实验探究题(本题包括1小题，共6分)
16. (6分)同学们利用如图所示的装置，对质量守恒定律进行了探究。实验结束后，老师另外提出了几个问题，请你一起参与思考。
第16题图
(1)图甲装置内物质充分反应后，冷却至室温，气球仍胀大的是________(选填“A”、“B”或“A”和“B”)。
(2)若图乙装置内Na2CO3溶液的质量为5克，滴入试管的稀盐酸质量也是5克，装置内物质充分反应后，发现NaOH浓溶液质量增加0.22克，试管中滴入紫色石蕊试液变红。
根据上述已知条件，通过分析可以确定的是________(选填序号)。
①原稀盐酸的溶质质量分数
②原Na2CO3溶液的溶质质量分数
③原NaOH溶液的溶质质量分数
④反应后试管中NaCl的溶质质量分数
请你选择所填的其中一项，通过计算确定其溶质质量分数是多少？
答案解析
命题点1 质量守恒定律的理解
1. C 【解析】根据质量守恒定律可知，化学反应前后元素种类不变，各原子的数目不变，A、B错误；反应前氢气是单质，氢元素的化合价为0，反应后生成的甲烷是化合物，氢元素的化合价为＋1，反应前后氢元素的化合价发生了变化，C正确；反应中纳米镍粒子为催化剂，反应前后质量和化学性质均不变，D错误。
2. D 【解析】化学反应中，参加反应的各物质质量总和等于生成物中各物质的质量总和，A正确；反应前后原子种类不变，数目不变，原子的质量也不变，B正确；X＋3H2O===2H3PO4，根据质量守恒定律，可推出X的化学式为P2O5，C正确；煤燃烧后灰渣质量小于煤是因为燃烧过程中生成了气体，逸散到空气中，所以灰渣的质量减小，可以用质量守恒定律解释，D错误。
命题点2 质量守恒定律的应用
3. B 【解析】已知反应的化学方程式2X＋13O28CO2＋10H2O，应用质量守恒定律的“两个不变”：化学反应前后①元素种类不变，②原子个数不变可知：
原子种类
C
H
O
生成物
8
20
26
反应物
0
0
26
差值(2X)
8
20
0
一个X的微粒中
4
10
0
X的化学式
C4H10
从表格数据可以得出X的化学式为C4H10，B正确。
4. C
5. D 【解析】根据题干信息硝酸银分解产生的是一种有刺激性气味的气体，N2是一种无色无味的气体，C错误；又因为硝酸银中不含有硫和氢元素，所以生成的气体不可能是二氧化硫和氨气。故选D。
6. B 【解析】根据质量守恒定律，化学反应前后原子种类及个数不变，推出X的化学式是CO2，A错误；偏二甲肼中碳的质量分数为×100%＝40%，B正确；由于该反应中反应物有两种，所以不是分解反应，C错误；生成N2和H2O的质量比为(3×28)∶(4×18)＝7∶6，D错误。
7. C
8. A 【解析】根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，原子的个数不变。反应物质中含有C、H、O三种元素，生成物质中只含有O元素，故M中一定含有C、H元素，可能含有O元素。
9. B 【解析】32 g可燃物在密闭容器中完全燃烧生成二氧化碳和水，所以可燃物中一定含有碳、氢两种元素，该可燃物一定不是氧化物，A错误。根据质量守恒定律，反应生成的二氧化碳中碳元素的质量等于可燃物中碳元素的质量，反应生成的水中氢元素的质量等于可燃物中氢元素的质量，88 g二氧化碳中碳元素的质量为88 g××100%＝24 g，72 g水中氢元素的质量为72 g××100%＝8 g，则可燃物中碳元素与氢元素的质量和为24 g＋8 g＝32 g，所以该可燃物只含有碳、氢两种元素，故选B。
10. D 【解析】根据图示可知，该反应的反应物是二氧化碳和氢气，在催化剂的作用下，生成CH2O2。根据质量守恒定律可知，反应前后原子的种类、数目均不变，A错误；氧化物是由两种元素组成，且其中一种元素是氧元素的化合物，该反应中只有二氧化碳一种氧化物，B错误；该反应的生成物的化学式是CH2O2，C错误；该反应的反应物之一是二氧化碳，所以该研究可减少二氧化碳的排放，有助于减缓温室效应，D正确。
11. A 【解析】由图可知，反应物中有4个丙原子，1个乙原子，4个甲原子，已知生成物中有2个丙原子和4个甲原子。根据质量守恒定律，反应前后原子的种类和数目不变，物质c的分子个数为1，由2个丙原子和1个乙原子构成，故生成物质中c与d的分子个数比为1∶2；任何化学反应都遵守质量守恒定律；反应前后原子的种类不变；物质c的分子由3个原子构成，故不可能是一氧化碳。故选A。
12. B
13. D 【解析】根据质量守恒定律，反应前后各物质的总质量不变，可以得出X＝(20 g＋1 g＋8 g)－(8 g＋10 g)＝11 g，A错误；根据反应前后各物质的质量可以看出，反应后W、氧气的质量减少，是反应物；水和二氧化碳的质量增加，是生成物，生成水的质量是9 g；该反应的生成物是两种化合物，不属于置换反应，B错误；根据质量守恒定律，反应前后元素的种类不变，可知W中一定含有碳、氢元素，碳、氢元素的质量就是生成二氧化碳中的碳元素和水中氢元素的质量之和，11 g二氧化碳中碳元素的质量为11 g××100%＝3 g；9 g水中氢元素的质量为 9 g××100%＝1 g，3 g＋1 g<8 g，因此W中含有碳、氢、氧三种元素，C错误；W中碳、氢原子个数比为∶＝1∶4，D正确。
14. B 【解析】对比反应前、后各物质的质量，质量减少的是反应物，质量增加的是生成物，质量不变的是催化剂或不参与反应的杂质。甲是反应物，减少4.4 g；丙是生成物，增加5.6 g；丁是生成物，增加了0.4 g。再根据质量守恒定律可判断出乙是反应物，参加反应的质量为1.6 g，即剩余的质量为2.0 g－1.6 g＝0.4 g；即X＝0.4，A正确；丁可能是单质，也可能是化合物，B错误；从以上分析可知，甲和乙是反应物，C正确；反应中的甲、丙发生改变的质量比是4.4 g∶5.6 g＝11∶14，D正确。
15. D 【解析】将图中信息处理如下表：
甲
乙
丙
丁
开始质量/g
6
4
3
1
t1时的质量/g
1
2
3
8
质量变化值/g
5
2
0
7
反应中的作用
反应物
反应物
可能是催化剂
生成物
所以该化学反应是两种物质生成一种物质的反应，属于化合反应，A正确；反应前后丙的质量没有变化，但无法判断丙的存在对反应速率是否有影响，所以丙可能是该反应的催化剂，也可能是不参加反应的杂质，B正确；该反应中甲与丁的质量比为5∶7，C正确；该反应中乙与丁的质量比为2∶7，D错误。
16. D 【解析】根据质量守恒定律，化学反应前后物质总质量不变可得：5 g＋12 g＋4 g＋5 g＝7 g＋6 g＋X g＋9 g，解得X＝4，丙的质量没有改变，可能是该反应的催化剂，也可能是不参与反应的杂质，A、C正确；该反应中甲、丁的质量增加，乙的质量减少，说明该反应是乙分解生成甲和丁，属于分解反应，D错误；丁、乙质量变化之比为(9 g－5 g)∶(12 g－6 g)＝2∶3，B正确。
17. D 【解析】根据描述，可写出反应的表达式：A ＋ B → C ＋ D，根据质量守恒定律，参加反应的B的质量为12 g ＋8 g－16 g＝4 g，故参加反应的A与B的质量比为4∶1。
18. D 【解析】在化学变化中，参加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。故设B的相对分子质量为x，则2×28＋x＝2×44，x＝32，相对分子质量的单位为“1”，一般省略不写，故选D。
命题点3 质量守恒定律的验证
19. B 【解析】镁条在空气中燃烧后质量可能会增大，也可能会因为有部分氧化镁逸散到空气中或沾在坩埚钳上而减小；氯化钡溶液和硫酸铜溶液反应后生成硫酸钡沉淀和氯化铜，反应前后质量不变；锌粒和稀盐酸反应后生成氯化锌和氢气，氢气会逸散到空气中，使反应后烧杯内的物质质量减小；蜡烛燃烧后生成水和二氧化碳，都会逸散到空气中，使反应后称量的物质质量减小。故选B。
要点突破训练
1. D
2. D 【解析】单质镍中镍元素的化合价为0，在硫酸镍中镍元素的化合价为＋2，A正确；根据质量守恒定律：化学反应前后原子的种类、数目不变，列表分析如下：
Cu
Ni
S
O
生成物
1
1
1
4
反应物
0
1
0
0
X
1
0
1
4
X的化学式
CuSO4
由上表可知X的化学式为CuSO4，B正确；任何化学反应前后原子的种类和数目都不会发生变化的，C正确；镍能置换出铜，说明镍的金属活动性比铜的强，D错误。
3. A
4. A 【解析】
A
√
根据图示，两个甲分子反应生成两个乙分子和一个丙分子，一个甲分子中有2个A原子和1个B原子，一个丙分子中有2个B原子，根据质量守恒定律可知生成的两个乙分子由4个A原子构成，即乙物质为单质
B
反应物甲由两种元素组成，只要一种为氧元素，即是氧化物
C
该反应前为一种物质，反应后生成两种物质，属于分解反应
D
化合物中各元素化合价不为零，单质中元素的化合价为零，因此该反应前后各元素的化合价发生了改变
5. D
6. B 【解析】该有机物燃烧后生成的二氧化碳中碳元素的质量为17.6 g×＝4.8 g，生成的水中氢元素的质量为10.8 g×＝1.2 g，两种元素的总质量为4.8 g＋1.2 g＝6.0 g，恰好与燃烧的有机物的质量相等，根据质量守恒定律，该有机物中不含氧元素，即该有机物只含碳元素和氢元素。
7. D 【解析】由图可知，反应前后a的质量减小，b的质量不变，c、d的质量都增加，所以a是该反应的反应物，c、d是生成物，b可能是该反应的催化剂或不参加反应的杂质，故该反应是分解反应，A、B正确；化学反应前后物质的总质量不变，C正确，反应前c、d的质量不相等，反应后两种物质的质量相等，所以反应生成的c、d的质量不相等，D错误。
8. C 【解析】x＝24.36＋3＋0＋0－24－1.2－1.32＝0.84；活性炭的质量由反应前的24.36 g变成了24 g，说明活性炭参加了反应，不只起吸附作用还是反应物；0.36 g活性炭与1.8 g NO反应生成了0.84 g甲和1.32 g乙，故四种物质的质量比为12∶60∶28∶44，则活性炭和NO的化学计量数之比为1∶2，则生成的甲、乙两种气体为N2和CO2，化学方程式为C＋2NO N2＋CO2，故反应中碳元素的化合价升高，氮元素的化合价降低；生成的甲、乙气体的分子数之比为1∶1，故选C。
9. B 【解析】由反应的微观示意图可知，该反应是碳和氨气在催化剂和高温条件下反应生成了氮气和甲烷，反应的方程式是3C＋4NH3 2N2＋3CH4。由方程式可知，参加反应的X、Y两物质的粒子个数比为3∶4, A正确；该反应由一种单质与一种化合物反应生成了另一种单质和另一种化合物，属于置换反应，B错误；由图示可知，W为甲烷，碳元素的质量分数为×100%＝75%, C正确；由反应的微观示意图中微粒的变化可知，化学反应前后原子的种类、个数、质量均保持不变， D正确。
10. C 【解析】
A
根据图示信息可知，反应后氧化钙的质量增多，是生成物，不是催化剂
B
反应后碳酸钙质量减少，是反应物，反应后二氧化碳质量增多，是生成物，该反应是碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳，符合“一变多”的特点，属于分解反应
C
√
根据质量守恒定律分析，反应后容器中固体的质量会减少，减少的质量即为生成的气体质量
D
反应前后物质质量不变，各种元素的种类、质量均不变，因此反应后容器中氧元素的质量分数不变
11. C 【解析】根据质量守恒定律，该气体中碳元素与氢元素的质量比为：(22×)∶(9×)＝6∶1，所以该气体中碳原子与氢原子的个数比为∶＝1∶2，CH4中碳原子与氢原子的个数比为1∶4，C2H4中碳原子与氢原子的个数比为1∶2，C2H2中碳原子与氢原子的个数比为1∶1，所以该气体可能是C2H4，或CH4和C2H2的混合物，或CH4、C2H4、C2H2的混合物，故选C。
12. (3分)(1)补充后的图形如图(1分) (2)氯分子和参加反应的氢分子(1分) (3)两种分子反应生成另一种分子(1分)
【解析】图示中，反应前后都有氢分子，说明实际参加反应的氢分子只有一个，另一个氢分子没有参加反应。(1)一个氯化氢分子由一个氢原子和一个氯原子构成，根据化学反应前后原子的种类和数目不变，可知反应后有两个氯化氢分子。(2)消除没有参加反应的氢分子后可知，反应前的分子为氢分子和氯分子，反应后的分子只有氯化氢分子，但氢原子和氯原子没有改变，故变化前后氯分子和参加反应的氢分子发生了变化。(3)从微观角度，反应前存在两种分子，反应后只有一种分子，所以该反应属于化合反应。
13. (4分)(1)NaCN＋H2O2＋H2O=== NaHCO3＋NH3↑(2分) (2)①C(1分) ②－3(1分)
【解析】(1)根据题中信息确定该反应的反应物和生成物，然后写出该反应的化学方程式为NaCN＋H2O2 ＋H2O=== NaHCO3＋NH3↑。(2)①根据质量守恒定律，反应前后原子的种类和数目都不变，可确定X的化学式是C；②根据化合物中化合价的代数和为零，NH3中H为＋1价，设N的化合价为x，x＋(＋1)×3＝0，解得x＝－3，则NH3中N元素的化合价为－3。
14. (3分)(3)①B(1分) ②88(1分) 46(1分)
【解析】(3)①蜡烛燃烧时，参加反应的石蜡与空气中参与反应的氧气的质量之和等于反应生成二氧化碳和水蒸气的质量，二氧化碳和水蒸气逸散到空气中，剩余石蜡的质量减少，该反应符合质量守恒定律；依据硫在氧气中燃烧的化学方程式S＋O2 SO2，可计算出，每32 g S和32 g O2完全反应后，能生成64 g SO2；质量守恒定律是指参加化学反应前物质的质量总和等于反应后生成物的质量总和，而不是反应物和生成物的化学计量数之和相等；故选B；②依据表格中的数据，可知参加反应的R的质量是46 g，参加反应的O2的质量为128 g－32 g＝96 g，根据质量守恒定律可知：x＝46＋96－54＝88；因为参加反应的物质R与氧气的质量之比为46∶96，且R与氧气的分子个数之比为1∶3，设R的相对分子质量为y，则有46∶96＝y∶(32×3)，解得y＝46。
15. (7分)Ⅰ.(1)C(1分) (2)①温度未达到红磷的着火点(1分) ②4P＋5O2 2P2O5(2分) ③ 8.0(1分)
(3)①置换反应(1分) ② 1∶2(1分)
【解析】Ⅰ.(1)质量守恒定律是描述化学变化中物质质量的变化关系，所以必须选择能发生化学变化的一组物质验证质量守恒定律。蔗糖与水不反应，氯化钠溶液和硝酸钾溶液不反应，铁和氯化铜溶液可发生化学反应，故选C。 (2)①根据可燃物燃烧的条件，温度必需达到其着火点，在t1前红磷质量没有发生变化，其原因是温度没有达到红磷的着火点； ②红磷燃烧是红磷与氧气在点燃条件下反应生成五氧化二磷；③根据质量守恒定律，参加反应的红磷的质量与参加反应的氧气的质量之和等于反应生成的五氧化二磷的质量，再结合坐标曲线图可知：生成的P2O5的质量为14.2 g，参加反应的红磷质量为6.2 g，所以参加反应的氧气的质量＝14.2 g－6.2 g ＝ 8.0 g。(3)①根据微观反应示意图可推出该反应是氟气(F2)与水(H2O)反应生成氢氟酸(HF)和氧气(O2)，该反应的反应物一种是单质，另一种是化合物，生成物中一种是单质，另一种是化合物，该反应属于置换反应；②据图可写出F2与水(H2O)发生反应的化学方程式为2F2＋2H2O=== 4HF＋O2，所以该反应中甲(F2)与丙(HF)的分子数目之比为1∶2。
16. (6分)(1)B(1分) (2)②④(1分)
解一：计算原Na2CO3溶液的溶质质量分数
增加的质量为生成CO2的质量0.22 g(1分)
设原Na2CO3溶液的溶质质量为x
Na2CO3＋2HCl=== 2NaCl＋H2O＋CO2↑(1分)
106 44
x 0.22 g
＝ x＝0.53 g(1分)
原碳酸钠溶液的溶质质量分数＝×100%＝10.6%(1分)
解二：计算反应后NaCl的溶质质量分数
增加的质量为生成CO2的质量0.22 g(1分)
设生成NaCl的质量为y
Na2CO3＋2HCl=== 2NaCl＋H2O＋CO2↑(1分)
117 44
y 0.22 g
＝ y＝0.585 g(1分)
NaCl的溶质质量分数＝×100%≈5.98%(1分)(解一、解二任选其一即可)
【解析】(1)图甲所示实验A中发生的反应是：4P ＋ 5O22P2O5，该反应放热，气体受热膨胀，气球胀大，等冷却到室温后，由于瓶内氧气减少，压强小于外界大气压，气球会变瘪；B中有气体生成，因此冷却后气球仍胀大。(2)碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，试管内石蕊试液变红，说明试管中溶液呈酸性，则反应后稀盐酸有剩余；氢氧化钠溶液增重0.22 g，说明反应生成0.22 g二氧化碳，利用生成的二氧化碳的质量可以求得反应的碳酸钠和生成的氯化钠的质量，由于5 g稀盐酸有剩余，无法求得原稀盐酸的溶质质量分数，5 g碳酸钠完全反应，可以求得碳酸钠溶液的溶质质量分数；由于不知道原氢氧化钠溶液的质量，也不能确定氢氧化钠是否完全反应，无法确定氢氧化钠溶液的溶质质量分数；利用二氧化碳的质量能求出反应后生成的氯化钠的质量，也能确定反应后试管中溶液的质量，因此可以确定反应后试管中氯化钠的溶质质量分数；故可以确定的是②④。
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