初中化学人教版九年级上册课题 1 质量守恒定律精品练习

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知识01 质量守恒定律
1．内容
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，这个规律叫做质量守恒定律。
易错警示
（1）质量守恒定律应用于化学变化，不能应用于物理变化。
（2）质量守恒定律说的是“质量守恒”而不是其他方面的守恒。
（3）化学反应中，各反应物之间要按一定的质量比相互作用，因此参加反应的各物质的质量总和不是任意比例的反应物质量的简单加和。
（4）不参加反应的物质质量及不是生成物的物质质量不能计入“总和”中。
2．利用原子、分子知识解释质量守恒的原因

（1）化学反应的实质
化学反应的过程，就是参加反应的各物质（反应物）的原子重新组合而生成其他物质（生成物）的过程。由分子构成的物质在化学反应中的变化过程可表示为：
分子eq \\ac(\s\up5(分裂),\s\d0(—————→))原子eq \\ac(\s\up5(重新组合),\s\d0(—————→))新分子eq \\ac(\s\up5(聚合),\s\d0(—————→))新物质
（2）质量守恒的原因
①宏观上：化学反应前后元素的种类没有改变，元素的质量也不变，所以反应前后物质的质量总和必然相等。
②微观上：在化学反应中，反应前后原子的种类没有改变，数目没有增减，原子本身的质量也没有改变。所以，化学反应前后物质的质量总和必然相等。
化学变化中的“变”和“不变”
六个不变&宏观&反应物、生成物的总质量不变&元素质量不变&元素种类不变&微观&原子的种类不变&原子的数目不变&原子的质量不变
两个一定变&宏观:物质的种类一定变&微观:构成物质的分子种类一定变
两个可能变&分子的总数可能变&元素化合价可能变
1．下列关于化学反应的说法，错误的是
A．化学反应前后，分子种类发生改变，原子种类不变
B．化学反应前后，分子数目发生改变，原子数目不变
C．化学反应前后，物质种类发生改变，元素种类不变
D．化学反应的过程就是参加反应的各物质的原子重新组合生成其他物质的过程
【答案】B
【解析】A、化学反应前后由于有新物质生成，故构成物质的分子种类一定改变，在化学变化中原子是最小微粒，故原子的种类、质量、数目均保持不变，说法正确，不符合题意；
B、化学反应前后，分子数目不一定改变，例如C+H2Oeq \\ac(\s\up7(高温),\(===,====))CO+H2，反应前后都是2个分子，数目不变，说法错误，符合题意；
C、化学反应前后由于有新物质生成，故物质种类一定发生改变，但新物质还是由原物质的元素构成，故元素种类不变，说法正确，不符合题意；
D、化学反应前后，是分子裂变成原子，原子重新聚合形成新分子的过程，故化学反应的过程就是参加反应的各物质的原子重新组合生成其他物质的过程，说法正确，不符合题意。
故选B。
2．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．物质的总质量
【答案】AD
【分析】根据质量守恒定律，在化学反应中，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。化学反应的过程，就是参加反应的各物质（反应物）的原子，组合生成其他物质的过程。在化学反应中，反应前后原子的种类没有改变，数目没有增减，原子的质量也没有改变。
【解析】A、根据质量守恒定律可知，反应前后原子的数目肯定不变，故选项正确；
B、化学反应前后分子数目可能改变也可能不变，故选项错误；
C、分子分成原子，所以分子种类一定发生了变化，分子种类变了，物质的种类也就发生了变化，故选项错误；
D、根据质量守恒定律可知，原子的种类、数目、质量都没有发生变化，原子的种类不变，元素的种类也不会发生变化，物质的总质量也不变，故选项正确。
故选：AD。
3．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，CH2O + O2eq \\ac(\s\up6(催化剂),\(====,=====),\s\d6())CO2+ H2O
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；
4．下列说法符合质量守恒定律的是
A.10g冰融化成10g水
B.2gH2和32gO2反应生成34gH2O
C.12gC和32gO2反应生成44gCO2
D.8g氢气与1g氧气反应生成了9g水
5．在电解水的反应前后，下列各项中肯定没有发生变化的是
①原子总数目②水分子数目③氢、氧元素种类④物质的总质量⑤物质种类⑥原子的种类
A.①③⑤B.①④⑥C.①③④⑥D.①③④⑤⑥
【答案】C
【解析】
A、冰融化成水是物理变化，所以不能用质量守恒定律来解释，不符合题意；
B、根据化学反应方程式2H2+O22H2O可知，在此反应中，氢气和氧气的质量比为4：32=1：8，故2gH2只能和16gO2反应生成18gH2O，所给条件下，氧气过量，不符合质量守恒，不符合题意；
C.、根据化学反应方程式C+O2CO2可知，12g碳与32g氧气恰好完全反应可生成44g二氧化碳，符合质量守恒；
D、根据化学反应方程式2H2+O22H2O可知，在此反应中，氢气和氧气的质量比为4：32=1：8，1O2只能和0.125gH2反应生成1.125gH2O，所给条件下，氢气过量，不符合质量守恒，不符合题意。
故选C。
知识02 验证质量守恒定律的实验
1．验证质量守恒定律的实验方案
实验方案三：稀盐酸与碳酸钠固体反应前后质量的测定
实验装置：
实验原理：2HCl＋Na2CO3===2NaCl＋H2O＋CO2↑
实验现象：有气泡产生，固体不断减少，天平不平衡。(不能用来验证质量守恒定律)
分析：由于生成的二氧化碳气体逸散到空气中，造成左边质量减少，天平指针偏向右边。
实验方案四：镁带燃烧前后质量的测定
实验装置：
实验原理：2Mg＋O2eq \\ac(\s\up7(点燃),\(===,====))2MgO
实验现象：发出耀眼的白光，生成一种白色固体，天平不平衡。
分析：由于生成的生成的氧化镁固体质量，包含参与反应的氧气中氧元素质量，造成左边质量增加，天平指针偏向左边。
2. 验证质量守恒的实验要点

①质量守恒定律适用于化学变化，不适用于物理变化；
②质量守恒定律是指质量守恒，而非体积守恒等；
③所选的化学反应，现象要明显；
④若利用有气体参加或生成的反应来进行实验，反应必须在密闭容器中进行。
注意：
有些化学实验尽管不能验证质量守恒定律，但是所有化学变化均遵守质量守恒定律！
1．下面能验证质量守恒定律的实验是
A． B．
C． D．
【答案】D
【解析】
A、蜡烛和氧气反应生成二氧化碳和水，二氧化碳和水都跑到空气中去了，因此不能验证质量守恒定律，该选项错误；
B、本实验中玻璃管上部没有套气球，因此红磷燃烧产生的白烟会逸散到空气中，不能用于验证质量守恒定律，故选项错误；
C、盐酸和碳酸钠反应生成二氧化碳气体逸出，反应后烧杯中的物质质量减少，不能直接用于验证质量守恒定律，故该选项错误；
D、铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，反应不产生气体，故可以在敞口容器中进行，能够验证质量守恒定律，故该选项正确。
故选：D。
2．用如图装置验证质量守恒定律。反应前称得质量为m1，引燃白磷，冷却后称得质量为m2。下列说法正确的是
A．实验中白磷一定要过量
B．实验过程中气球膨胀会影响实验结果
C．若装置气密性良好，则 m1=m2
D．反应生成P2O5的质量一定等于装置中白磷和氧气的质量和
【答案】C
【解析】
A、该实验只要发生化学反应即可，实验中白磷不一定要过量，故A选项说法不正确，不符合题意；
B、气球作用是平衡气压，由于验证质量守恒定律中称量的质量是实验前和实验结束冷却后，所以实验过程中气球膨胀不会影响实验结果，故B选项说法不正确，不符合题意；
C、由质量守恒定律可知，化学反应前后参加反应的各物质的质量总和相等，所以若装置气密性良好，则 m1=m2，故C选项说法正确，符合题意；
D、由质量守恒定律可知，反应生成P2O5的质量一定等于装置中参加反应的白磷和氧气的质量和，故D选项说法不正确，不符合题意。
故选C。
3．下列装置及实验(天平未画出)能用来验证质量守恒定律的是
A．镁条燃烧B．红磷燃烧
C．蒸馏水食盐水混合D．制取氧气
【答案】B
【解析】
A、镁条在空气中燃烧生成氧化镁，由于有空气中的气体参加反应，不能直接用于验证质量守恒定律；
B、红磷与氧气在点燃条件下反应生成五氧化二磷，有氧气消耗，且在密闭的环境中进行该实验，能直接用于验证质量守恒定律；
C、蒸馏水不能与食盐水反应，发生的是物理变化，不能用来验证质量守恒定律；
D、双氧水在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，生成的氧气逸出，不能直接用于验证质量守恒定律；
答案：B。
4．下图所示实验中，可用于验证质量守恒定律的是
A．B．
C．D．
【答案】C
【解析】
A、蒸馏水和食盐水混合，无新物质生成，属于物理变化，无法验证质量守恒定律，不符合题意；
B、碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水，生成的二氧化碳散逸到空气中，无法验证质量守恒定律，不符合题意；
C、白磷燃烧生成五氧化二磷，属于化学变化，且在密闭容器中进行，可用于验证质量守恒定律，符合题意；
D、过氧化氢在二氧化锰的催化下分解为水和氧气，生成的氧气从导管散逸到空气中，无法验证质量守恒定律，不符合题意。
故选C。
5．图是在探究质量守恒定律时所做的实验。以下说法中错误的是
A．当两种药品混合时，产生大量的气泡
B．反应停止后，将烧杯放回天平，天平指针向右偏转
C．该反应遵守质量守恒定律
D．反应停止后，将烧杯放回天平，天平仍然平衡
【答案】D
【解析】
A、碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，所以当两种药品混合时，观察到产生大量的气泡，选项正确；
B、碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，生成的二氧化碳逸散到空气中，烧杯中的物质的质量减少，所以反应停止后，将烧杯放回天平，天平指针向右偏转，选项正确；
C、碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，反应后有新物质生成，属于化学变化，所以的化学变化均遵循质量守恒定律，选项正确；
D、碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，生成的二氧化碳逸散到空气中，烧杯中的物质的质量减少，所以反应停止后，将烧杯放回天平，天平指针向右偏转，选项错误，故选D。
6．化学兴趣小组为验证质量守恒定律，做了镁条在空气中燃烧的实验（如右图）。同学们观察到镁条在空气中剧烈燃烧，发出耀眼的强光，产生的大量白烟弥漫到空气中，最后在石棉网上得到一些白色固体。
（1）请写出镁条燃烧的化学方程式____________。
（2）同学们通过称量发现：在石棉网上收集到产物的质量小于镁条的质量。有人认为这个反应不遵循质量守恒定律。你认为出现这样实验结果的原因可能是：_______________。
（3）小红按右下图装置改进实验，验证了质量守恒定律，还发现产物中有少量黄色固体。
（提出问题）黄色固体是什么？
（查阅资料）①氧化镁为白色固体；②镁能与氮气剧烈反应生成黄色的氮化镁(Mg3N2)固体；③氮化镁可与水剧烈反应产生氨气，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
（做出猜想）黄色固体是Mg3N2
（实验探究）请设计实验，验证猜想
（反思与交流）
①氮化镁中氮元素的化合价是_______________________；
②空气中N2的含量远大于O2的含量，可是镁条在空气中燃烧产物MgO却远多于Mg3N2，合理的解释是：_______________________ ；
③同学们又联想到氢气在氯气中能够燃烧，于是对燃烧条件又有了新的认识：_______________________。
【答案】
（1）2Mg+O2eq \\ac(\s\up7(点燃),\(===,====)) 2MgO
（2）大量的白烟弥漫到空气中，使得生成物收集不全
（3）收集产物中的黄色固体放人试管中，加入适量的水，在试管口放置湿润的红色石蕊试纸
有刺激性气味的气体生成，试纸由红色变蓝色；黄色固体是Mg3N2
① -3 ②氮气化学性质不如氧气活泼 ③燃烧不一定需要有氧气参加
【解析】
（1）镁条燃烧的化学方程式为：2Mg+O2eq \\ac(\s\up7(点燃),\(===,====))2MgO
（2）镁条燃烧后收集到的产物质量小于镁条的质量，出现这样实验结果的原因可能是：大量的白烟弥漫到空气中，使得生成物收集不全。
（3）[实验探究]将收集的产物中的黄色固体放人试管中，加入适量的水，在试管口放置湿润的红色石蕊试纸；有刺激性气味的气体生成，试纸由红色变蓝色；得到结论：黄色固体是Mg3N2。
[反思与交流]
①根据化合物各元素化合价的代数和为零原则，可知化镁中氮元素的化合价是-3。
②空气中N2的含量远大于O2的含量，可是镁条在空气中燃烧产物MgO却远多于Mg3N2，由此可知：氮气化学性质不如氧气活泼。
③燃烧不一定需要有氧气参加。
知识03 质量守恒定律的应用
质量守恒定律内容：
指参加化学反应的各物质的质量总和，等于反应后生成各物质的质量总和。
微观解释：
由于化学反应的过程，实际上就是参加反应的各物质分子被破坏；分子分裂成原子；原子再重新组合生成新的分子的过程。
守恒原因：
“在化学反应前后，原子的种类、数目和质量三不变”。该定律的含义是：“宏观上的‘反应前后物质总质量、元素的种类、各元素质量’和微观上的‘原子的种类、原子的数目、原子的质量不变’六不变”。
质量守恒定律的应用：
1．解释一些实验事实
2．推测一些物质的元素组成
3．推断一些物质的化学式
4．计算有关物质的质量
1. 某化合物在氧气中完全燃烧时只生成二氧化碳和水，则该物质
A．只含碳、氢元素
B．一定含碳、氢元素，可能含氧元素
C．一定含碳、氢、氧元素
D．一定含碳、氧元素，可能含氢元素
【答案】B
【解析】二氧化碳中的碳元素和水中的氢元素来自于化合物，氧元素可能来自于氧气和化合物，有可能来自于氧气，因此化合物中一定含碳、氢元素，可能含氧元素。故选：B。
2．2020年11月24日，我国长征五号遥五运载火箭成功发射探月工程嫦娥五号探测器。运载火箭常用的推进剂是偏二甲肼（C2H8N2）与四氧化二氮（N2O4），二者发生反应的化学方程式为C2H8N2+2N2O4 eq \\ac(\s\up7(点燃),\(===,====))3N2↑+2X↑+4H2O↑。下列有关说法正确的是
A．X的化学式为CO
B．N2O4中氮元素的化合价为﹣4
C．生成物中N2和H2O的质量比为3：4
D．该反应符合质量守恒定律
【答案】D
【解析】
A、由质量守恒定律：反应前后，原子种类、数目均不变，由反应的化学方程式，反应前碳、氢、氮、氧原子个数分别为2、8、6、8，反应后的生成物中碳、氢、氮、氧原子个数分别为0、8、6、4，根据反应前后原子种类、数目不变，则2X分子中含有2个碳原子和4个氧原子，则每个X分子由1个碳原子和2个氧原子构成，则物质X的化学式为CO2，故选项说法错误。
B、在化合物中氧元素一般显﹣2价，设氮元素的化合价是x，根据在化合物中正负化合价代数和为零，可得：x+（﹣2）×2＝0，则x＝+4价，故选项说法错误。
C、生成物中N2和H2O的质量比为（28×3）：（18×4）≠3：4，故选项说法错误。
D、任何化学反应均遵守质量守恒定律，该反应符合质量守恒定律，故选项说法正确。
故选：D。
3．在“宏观一徽观”之间建立联系是化学学科特有的思维方式。下图为二氧化碳用于生产甲醇（CH3OH）的微观示意图，有关说法正确的是
A．该反应中，四种物质均为化合物
B．反应前后氢元素的化合价不变
C．参加反应的甲、乙分子个数之比为1:3
D．反应前后氢原子个数之比为1:3
【答案】C
【解析】
由反应的微观示意图可知，反应的化学方程式为CO2+3H2eq \\ac(\s\up7(一定条件),\(===,====))CH3OH+H2O。
A、乙为氢气，属于单质，该反应中，甲、丙、丁三种物质均为化合物，故A不正确；
B、反应前氢气中氢元素的化合价为0，反应后水中氢元素的化合价为+1价，则反应前后氢元素的化合价发生变化，故B不正确；
C、反应的化学方程式为CO2+3H2eq \\ac(\s\up7(催化剂),\(===,====))CH3OH+H2O，则参加反应的甲、乙分子个数之比为1:3，故C正确；
D、由质量守恒定律可知，反应前后原子数目不变，则反应前后氢原子个数之比为1:1，故D不正确。故选C。
4．工业法生产硝酸的一个中间反应可用微观模型表示如下，下列说法正确的是
A．该反应前后分子的数目无变化
B．该反应前后元素种类没有变化
C．该反应过程中氧气分子全部参与了反应
D．该反应的化学方程式可表示为：NO＋O2＝NO2
【答案】B
【分析】
由图示可知，一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮，反应为2NO＋O2＝2NO2；
【解析】
由分析得：
A. 该反应前后分子的数目发生改变，错误；
B. 该反应前后元素种类没有变化，正确；
C. 该反应过程中氧气分子没有全部参与反应，错误
D. 该反应的化学方程式可表示为：2NO＋O2＝2NO2，错误。
故选B。
5．一定条件下，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。
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8.5g-3.2g=5.3 g、3.0g-0.8g=2.2g、1.0g-0.1g=0.9g，三者均为反应物；乙物质质量减少16.8g-8.4g=8.4g，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2.2g:0.9g=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。
1. 质量守恒定律适应于所有的变化吗？
答：不是！质量守恒定律只适用于化学变化，不适用于物理变化。
2. 红磷燃烧验证质量守恒定律，为什么瓶底要铺上一层细沙？
答：防止红磷燃烧时，锥形瓶瓶底炸裂。细沙在实验中主要起到隔离作用。
3. 气球在红磷燃烧验证质量守恒定律的实验中，有什么作用？
答：平衡内外压强，防止橡皮塞弹出。一方面防止出现实验事故，另一方面也会导致实验失败。
4. 敞口容器中碳酸钠和盐酸反应为什么不能用于验证质量守恒定律？
答：碳酸钠和盐酸反应除了生成氯化钠和水以外，还会生成二氧化碳。该实验是在敞口容器中进行，二氧化碳会散逸到空气中，所以试验后左右两盘不再平衡，故不可用于验证质量守恒定律。
5. 镁条在空气中燃烧，反应后固体质量变大，能否说该实验不遵守质量守恒定律？
答：镁条在空气中燃烧，反应后固体质量变大的原因是：氧化镁固体中不仅有参加反应的镁元素质量，还包含参加反应的氧气中的氧元素质量，故该实验遵守质量守恒定律。事实上凡是有气体参加或生成的化学反应，若不是在密闭容器中进行，均不能用于验证质量守恒定律。
题型一 质量守恒定律
例1. 在物质混合、反应等过程中，存在着“1＋1≠2”的有趣现象。通常情况下，下列选项符合“1＋1＝2”的是
A. 1mL酒精与1mL水混合后的总体积
B. 1 g碳和1 g氧气反应后生成物的质量
C. 1 g氢氧化钠溶液和1 g硫酸溶液混合后溶液的质量
D. 1 g氯化钠饱和溶液中加入1 g氯化钠固体后所得溶液的质量
【答案】C
【解析】A、因为微粒之间有间隔，1体积水与1体积酒精混合后的总体积小于2体积，故错误；
B、碳在氧气中燃烧时，碳和氧气的质量比是12：32，所以1g碳和1g氧气反应后生成物的质量小于2g，故错误；
C、1g氢氧化钠溶液和1g硫酸溶液混合后没有气体和沉淀产生，溶液的质量是2g，正确；
D、1g盐酸和1g碳酸钠溶液混合后生成二氧化碳气体，故静置后溶液的质量小于2g，故错误；
故选C．
变式1. 下列说法能用质量守恒定律解释的是
A．mg水受热变为mg的水蒸气
B．62g磷和80g的氧反应生成142g五氧化二磷
C．拧开盛酒精的瓶盖一段时间后质量变小
D．20g食盐溶于80g水得到100g的食盐水
【答案】B
【解析】
A、mg水受热变为mg的水蒸气，为物理变化，不能用质量守恒定律解释，故错误；
B、根据反应方程式及各物质的质量比可知，62g磷和80g的氧反应生成142g五氧化二磷，能用质量守恒定律解释，故正确；
C、拧开盛酒精的瓶盖一段时间后质量变小，酒精挥发，为物理变化，不能用质量守恒定律解释，故错误；
D、20g食盐溶于80g水得到100g的食盐水，为物理变化，不能用质量守恒定律解释，故错误；
故选：B。
题型二 质量守恒定律的验证(探究)
例2. 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、白磷燃烧放热，导致气球膨胀，完全反应后降低至室温，由于氧气消耗，气球缩小，该选项说法不正确；
B、该反应遵循质量守恒定律，该选项说法正确；
C、白磷燃烧结束，不能立即将锥形瓶放在天平上称量，是因为此时气球膨胀，产生向上的浮力，导致天平失去平衡，该选项说法不正确；
D、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，例如白磷或氧气过量时，生成的五氧化二磷质量小于反应前锥形瓶内白磷和氧气的总质量，该选项说法不正确。
故选：B。
变式2. 小明欲用如图装置验证“质量守恒定律”，则下列说法中不正确的是
A．根据实验目的，小明应该测量的数据是反应前、后整个反应装罝的质量
B．如图中的石灰石和盐酸混合后，观察到锥形瓶中液体里出现的现象之一是有气泡产生
C．若天平的指针向右偏，说明该反应不遵循质量守恒定律
D．空气对膨胀后的气球产生的浮力会影响实验验证
【答案】C
【解析】
A、要验证质量守恒定律，则小明应该测量的数据是反应前后整个反应装置的质量，根据质量的变化情况而验征“质量守恒定律”，故A正确；
B、石灰石与稀盐酸的反应方程式为CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑，反应有气体生成，故可观察到锥形瓶中液体里出现的现象之一是有气泡产生，故B正确；
C、若天平的指针向右偏，是由于空气的浮力作用使装置受到向上的浮力，干扰了实验结果，并不是不遵循质量守恒定律，任何化学反应都遵循质量守恒定律，故C错误；
D、空气会对膨胀后的气球产生浮力作用会影响实验验证，故D正确；
故选C。
题型三 推断物质的元素组成
例3. 某化合物在氧气中完全燃烧时只生成二氧化碳和水，则该物质（ ）
A．只含碳、氢元素
B．一定含碳、氢元素，可能含氧元素
C．一定含碳、氢、氧元素
D．一定含碳、氧元素，可能含氢元素
【答案】B
【解析】二氧化碳中的碳元素和水中的氢元素来自于化合物，氧元素可能来自于氧气和化合物，有可能来自于氧气，因此化合物中一定含碳、氢元素，可能含氧元素。故选：B。
变式3. 某物质1.6克在空气中充分燃烧共生成4.4克二氧化碳和3.6克水。则下列说法正确的是（ ）
①该物质中一定含有氧元素； ②该物质中一定不含氧元素； ③该物质中一定含有碳、氢元素； ④该物质的一个分子中碳、氢原子的个数比为1:4； ⑤该物质中氢元素的质量分数最大
A．①②③④⑤ B．②③④
C．③④⑤ D．②③④⑤
【答案】B
【解析】
某物质1.6克在空气中充分燃烧共生成4.4克二氧化碳和3.6克水，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，故该物质中一定含C、H元素，4.4g二氧化碳中碳元素的质量为：4.4g×eq \f(32,44)×100%=1.2g；3.6g水中氢元素的质量为：3.6g×eq \f(2,18)×100%=0.4g，1.2g+0.4g=1.6g，故该物质中一定不含氧元素；故①错误；②③正确；
④设该物质的化学式为：CxHy，12x：y=1.2g：0.4g，x：y=1：4，该物质的一个分子中碳、氢原子的个数比为1:4，正确；
⑤该物质中碳、氢元素的质量比为：12:4=3:1，故碳元素的质量分数最大，错误。
故正确的是：②③④。
故选B。
题型四 确定化学方程式中未知物的化学式
例4. 铝是生活中常见的金属，除我们熟知的性质之外，铝还可以与NaOH溶液发生反应：2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3X↑，X的化学式是
A．O2B．H2C．Al2O3D．Al（OH）3
【答案】B
【解析】
由质量守恒定律：反应前后，原子种类、数目均不变，由反应的化学方程式，反应前铝、钠、氧、氢原子个数分别为2、2、6、4，反应后的生成物中铝、钠、氧、氢原子个数分别为2、2、0、4，根据反应前后原子种类、数目不变，则3X分子中含有6个氢原子，则每个X分子由2个氢原子构成，则物质X的化学式为H2。
故选：B。
变式4. 2020年11月24日，我国长征五号遥五运载火箭成功发射探月工程嫦娥五号探测器。运载火箭常用的推进剂是偏二甲肼（C2H8N2）与四氧化二氮（N2O4），二者发生反应的化学方程式为C2H8N2+2N2O4 eq \\ac(\s\up7(点燃),\(===,====))3N2↑+2X↑+4H2O↑。下列有关说法正确的是（ ）
A．X的化学式为CO
B．N2O4中氮元素的化合价为﹣4
C．生成物中N2和H2O的质量比为3：4
D．该反应符合质量守恒定律
【答案】D
【解析】
A、由质量守恒定律：反应前后，原子种类、数目均不变，由反应的化学方程式，反应前碳、氢、氮、氧原子个数分别为2、8、6、8，反应后的生成物中碳、氢、氮、氧原子个数分别为0、8、6、4，根据反应前后原子种类、数目不变，则2X分子中含有2个碳原子和4个氧原子，则每个X分子由1个碳原子和2个氧原子构成，则物质X的化学式为CO2，故选项说法错误。
B、在化合物中氧元素一般显﹣2价，设氮元素的化合价是x，根据在化合物中正负化合价代数和为零，可得：x+（﹣2）×2＝0，则x＝+4价，故选项说法错误。
C、生成物中N2和H2O的质量比为（28×3）：（18×4）≠3：4，故选项说法错误。
D、任何化学反应均遵守质量守恒定律，该反应符合质量守恒定律，故选项说法正确。
故选：D。
题型五 推断反应中的化学计量数及比值
例5. 在“宏观一徽观”之间建立联系是化学学科特有的思维方式。下图为二氧化碳用于生产甲醇（CH3OH）的微观示意图，有关说法正确的是（ ）
A．该反应中，四种物质均为化合物
B．反应前后氢元素的化合价不变
C．参加反应的甲、乙分子个数之比为1:3
D．反应前后氢原子个数之比为1:3
【答案】C
【解析】
由反应的微观示意图可知，反应的化学方程式为CO2+3H2eq \\ac(\s\up7(一定条件),\(===,====))CH3OH+H2O。
A、乙为氢气，属于单质，该反应中，甲、丙、丁三种物质均为化合物，故A不正确；
B、反应前氢气中氢元素的化合价为0，反应后水中氢元素的化合价为+1价，则反应前后氢元素的化合价发生变化，故B不正确；
C、反应的化学方程式为CO2+3H2eq \\ac(\s\up7(催化剂),\(===,====))CH3OH+H2O，则参加反应的甲、乙分子个数之比为1:3，故C正确；
D、由质量守恒定律可知，反应前后原子数目不变，则反应前后氢原子个数之比为1:1，故D不正确。故选C。
变式5. 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下图所示，下列说法正确的是
A．甲物质一定是该反应的催化剂
B．反应后x的数值为6%
C．该反应是化合反应
D．反应中乙与丁的质量变化之比为8:9
【答案】C
【解析】由质量守恒定律可知，8%+32%+x+36%=100%，x=24%；由四种物质反应前后各物质的质量分数可知，反应前后乙的质量分数减少了60%-32%=28%，故乙是反应物；同理可以确定丙的质量分数减少了30%-24%=6%，故丙是反应物；丁的质量分数增加了36%-2%=34%，丁是生成物；甲的质量分数不变，可能作该反应的催化剂，也可能没有参加反应。
A、甲的质量分数不变，可能没有参加反应，也可能作该反应的催化剂，故选项说法错误；
B、由以上分析可知，反应后x的数值为24%，故选项说法错误；
C、由以上分析可知，该反应可表示为：乙+丙→丁，该反应是由两种物质反应生成另一种物质，属于化合反应，故选项说法正确；
D、反应中乙与丁的质量变化之比为（60%-32%）：（36%-2%）=14：17，故选项说法错误。
故选C。
题型六 密闭容器中反应前后的数据分析
例6. 在密闭容器内，有甲、乙、丙、丁四种物质，甲、丁的相对分子质量之比为1：9．在一定条件下充分混合反应，测得反应过程中t1、t2时刻的质量分数如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．乙一定是该反应的催化剂
B．生成的甲、丙两物质的质量比为8：1
C．该反应方程式中丁和甲的计量数之比为1：1
D．某时刻，若ω甲为18%，则ω丙为32%
【答案】C
【解析】由四种物质反应前后各物质的质量分数可知，反应前后甲的质量分数增加了19%﹣17%＝2%，故甲是生成物；乙的质量分数不变，可能作该反应的催化剂，也可能没有参加反应；反应后丙的质量分数增加了41%﹣25%＝16%，故是生成物；丁的质量分数减少了48%﹣30%＝18%，是反应物。
A、乙的质量分数不变，可能作该反应的催化剂，也可能没有参加反应，故选项说法错误。
B、反应中甲和丙的质量比为2%：16%＝1：8，故选项说法错误。
C、甲、丁的相对分子质量之比为1：9．该反应中甲、丁的质量比是2%：18%＝1：9，故该反应方程式中丁和甲的计量数之比为1：1，故选项说法正确。
D、反应中甲和丙的质量比为2%：16%＝1：8，某时刻，若ω甲为18%时，18%﹣17%＝1%，则ω丙为25%+8%＝33%，故选项说法错误。
故选：C。
变式6. 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。
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8.5g-3.2g=5.3 g、3.0g-0.8g=2.2g、1.0g-0.1g=0.9g，三者均为反应物；乙物质质量减少16.8g-8.4g=8.4g，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2.2g:0.9g=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。
题型七 有关质量比、相对分子质量的计算
例7. 现将20 g A和足量B在一定条件下充分反应，生成16 g C和11 g D，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】20 g A和足量B在一定条件下充分反应，生成16 g C和11 g D，由质量守恒定律可知，参加反应的B的质量为16 g＋11 g－20 g＝7 g，故参加反应的A和B的质量比是20 g∶7 g＝20∶7，故选B。
变式7. 在2A＋3B=== C＋2D反应中，36 g A与56 g B恰好完全反应生成28 g C和一定量的D，若C的化学式量为14，则C和D的化学式量之比为
A. 7∶1
B. 7∶8
C. 7∶16
D. 7∶32
【答案】B
【解析】根据质量守恒定律分析，反应生成D的质量为36 g＋56 g－28 g＝64 g，设D的化学式量为x，则eq \f(2×x,14)＝eq \f(64 g,28 g)，x＝16，则C和D的化学式量之比为14∶16＝7∶8，B正确。
1．（2023年湖北省宜昌市中考）下列现象能用质量守恒定律解释的是
A. 蔗糖溶于水后总质量不变B. 浓硫酸敞口放置质量增加
C. 饱和硝酸钾溶液升温，溶液质量不变D. 硫酸铜溶液和氢氧化钠溶液混合，溶液质量减小
【答案】D
【解析】A.蔗糖溶于水，没有发生化学变化，不能用质量守恒定律来解释，A错误；
B.浓硫酸敞口放置质量增加是浓硫酸具有吸水性，没有发生化学变化，不能用质量守恒定律来解释，B错误；
C.饱和硝酸钾溶液升温，溶液的状态会从饱和变成不饱和，此过程中没有新物质生成，虽然溶液质量不变，但不能用质量守恒定律来解释，C错误；
D.硫酸铜溶液和氢氧化钠溶液混合会反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠溶液，溶液质量减小，但反应前后物质的总质量不变，可用质量守恒定律来解释，D正确。
故选D。
2．（2023年湖南省邵阳市中考）在汽油中加入适量乙醇作为汽车燃料，可节省石油资源，并在一定程度上减少汽车尾气污染。乙醇在空气中充分燃烧的化学方程式为C2H5OH+3O2eq \\ac(\s\up7(点燃),\(===,====))2CO2+3X，试推测X的化学式是
A．B．H2OC．COD．H2O2
【答案】B
【解析】由反应的化学方程式可知，反应前有2个碳原子、6个氢原子、7个氧原子，反应后有2个碳原子、4个氧原子，由质量守恒定律可知，反应前后原子的种类和数目不变，3个X分子中含有6个氢原子、3个氧原子，1个X分子中含有2个氢原子、1个氧原子，则X的化学式为：H2O；
故选：B。
3．（2023·黑龙江龙东·中考真题）在一个密闭容器中，有甲、乙、丙、丁、戊五种物质，在一定条件下发生反应，测得反应前后各物质质量的变化量（单位：g）如图所示。下列说法不正确的是
A．x的数值为8B．反应前后元素的化合价可能改变
C．该反应一定属于置换反应D．反应前后甲、戊变化的质量之比为3:1
【答案】C
【分析】根据质量守恒定律，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，该反应在密闭容器中进行，则有18g+3g+1g+2g+5g=9g+2g+8g+2g+xg，x=8，反应后甲的质量减少了18g-9g=9g，则甲是反应物；反应后乙的质量减少了3g-2g=1g，则乙是反应物；反应后丙的质量增加了8g-1g=7g，则丙是生成物；反应前后丁的质量不变，则丁可能是该反应的催化剂，也可能是不参加反应的物质；反应后戊的质量增加了8g-5g=3g，则戊是生成物；该反应为甲与乙反应生成丙和戊。
【解析】A、由分析可知，x=8，故A说法正确；
B、由分析可知，该反应是甲和乙反应生成丙和戊，反应前后元素的化合价可能改变，故B说法正确；
C、由分析可知，该反应是甲和乙反应生成丙和戊，置换反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，由于不知道甲、乙、丙、戊是单质还是化合物，所以该反应可能是置换反应，故C说法错误；
D、反应前后甲、戊变化的质量之比为（18g-9g）：（8g-5g）=3：1，故D说法正确；
故选C。
4．（2023·黑龙江绥化·中考真题）在化学反应A+2B=C+2D中：已知C和D的相对分子质量之比是22:9，当6.4gB与足量A完全反应后，生成3.6gD。则在此反应中，B和C的质量比是
A．8:11B．2:11C．16:11D．16:9
【答案】C
【解析】设生成3.6g D 时，同时C的质量为x
A + 2B = C + 2D
22 9×2
x 3.6g
eq \f(22, 9×2)＝eq \f(x,3.6g)
x=4.4g；
参加反应B、C的质量分别比=6.4g:4.4g=16:11；
答案：C。
5．（2023·湖南郴州·中考真题）一定条件下，在密闭容器中发生某化学反应，测得反应过程中各物质的质量数据如下表：
下列选项正确的是
A．a=11B．丁一定是催化剂
C．该反应为分解反应D．b=3
【答案】A
【分析】由于该反应在密闭容器内进行，根据质量守恒定律，则有10g+16g+0g+2g=7g+8g+ag+2g=bg+0g+22g+cg，解得a=11，b+c=6，由表中数据可知，丁的质量随着反应的进行，没有发生改变，所以丁可能是该反应的催化剂，也可能没有参与反应，故c=2，所以b=6-2=4。反应前后甲的质量减少了10g-4g=6g，故甲是反应物，反应前后乙的质量减少了16g-0g=16g，故乙是反应物，反应前后丙的质量增加了22g-0g=22g，故丙是生成物，故该反应为甲与乙反应生成丙。
【解析】A、由分析可知，a=11，故A说法正确；
B、由表中数据可知，丁的质量随着反应的进行，没有发生改变，所以丁可能是该反应的催化剂，也可能没有参与反应，故B说法错误；
C、与分析可知，该反应为甲与乙反应生成丙，符合多变一的特点，属于化合反应，故C说法错误；
D、由分析可知，b=4，故D说法错误；
故选A。
6．（2023年山东省滨州市中考）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。下列说法正确的是
A．物质甲是生成物B．反应后乙物质的质量分数是
C．该化学反应中甲、乙两物质的质量比是 D．物质丁一定是该反应的催化剂
【答案】C
【解析】A、由图可知，反应后，甲的质量减小，甲是反应物，不符合题意；
B、反应后乙物质的质量分数是：1-42%-40%-10%=8%，不符合题意；
C、该化学反应中甲、乙两物质的质量比是：（70%-42%）：（14%-8%）=14:3，符合题意；
D、化学反应前后，丁的质量不变，丁可能是催化剂，也可能是不参与反应的杂质，不符合题意。
故选C。
7．（2023年湖南省怀化市中考）一定条件下，下列物质在密闭容器内反应一段时间，测得反应前后各物质的质量关系如下表：
根据上表信息判断，下列说法中不正确的是
A．a=10
B．该反应属于置换反应
C．Z为化合物
D．反应中Y、W两种物质发生改变的质量比为22：9
【答案】B
【解析】A、根据质量守恒定律，化学反应前后，物质的总质量不变，则5g+2.2g+16.2g+0.9g=ag+4.4g+8.1g+1.8g，a=10，不符合题意；
B、反应后，X的质量增加，X是生成物，Y的质量增加，Y是生成物，Z的质量减小，Z是反应物，W的质量增加，W是生成物，该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应，符合题意；
C、该反应中，Z是反应物，X、Y、W是生成物，故Z是化合物，不符合题意；
D、反应中Y、W两种物质发生改变的质量比为：（4.4g-2.2g）：（1.8g-0.9g）=22:9，不符合题意。
故选B。
8．（2023年湖南省衡阳市中考）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。下列说法正确的是
A．B．乙一定是催化剂
C．甲可能是单质D．丙和丁的相对分子质量之比一定是9∶8
【答案】A
【分析】由于该反应在密闭容器内进行，根据质量守恒定律，则有20+3+5+3=3+3+x+11，解得x=14，反应前后甲的质量减少20g-3g=17g，故甲是反应物；反应前后乙的质量不变，故乙可能作该反应的催化剂，也可能没有参加反应；反应前后丙的质量增加了14g-5g=9g，故丙是生成物；反应前后丁的质量增加了11g-3g=8g，故丁是生成物；所以该反应为甲分解生成丙和丁。
【解析】A、由分析可知，x=14，故A说法正确；
B、根据反应前后乙的质量不变，故乙可能作该反应的催化剂，也可能没有参加反应，故B说法错误；
C、由分析可知，该反应为甲分解生成丙和丁，符合一变多的特点，属于分解反应，甲是分解反应中的反应物，所以甲不可能是单质，故C说法错误；
D、由分析可知，生成的丙和丁的质量之比为9g:8g=9:8，若生成的丙和丁的化学计量数之比为1:1，则丙和丁的相对分子质量之比一定是9:8，由于丙和丁的化学计量数不能确定，所以相对分子质量之比也不能确定，故D说法错误；
故选A。
9．（2023年四川省眉山市中考）科学家利用某纳米纤维催化剂将二氧化碳转化为液体燃料甲醇(CH3OH)，其微观示意图如下(图中的分子恰好完全反应)。下列说法错误的是
A．生成物丙中碳元素的质量分数为37.5%
B．该反应的化学方程式为3H2+CO2eq \\ac(\s\up7(催化剂),\(=====,======))CH3OH+H2O
C．生成物丙和丁的质量比为1：1
D．该反应有助于实现“碳中和”
【答案】C
【解析】A、生成物丙是甲醇，甲醇中碳元素的质量分数=eq \f(12, 12＋4＋16)×100%＝37.5%，说法正确；
B、由微观示意图可知，该反应是氢气和二氧化碳在催化剂的催化下生成甲醇和物质丁，根据质量守恒定律可知，化学反应前有6个氢原子、1个碳原子和2个氧原子，反应后有1个碳原子、4个氢原子和一个氧原子，所以物质丁是水，化学方程式为：3H2+CO2eq \\ac(\s\up7(催化剂),\(=====,======))CH3OH+H2O，说法正确；
C、生成物丙和丁的质量比=(12+16+1×4):(16+1×2)=16:9，说法错误；
D、该反应可以吸收二氧化碳，有助于实现“碳中和”，说法正确。
故选C。
10．（2023年湖南省怀化市中考）如图是汽车尾气处理装置中发生反应的微观示意图，下列说法正确的是
A．装置中发生反应的化学方程式为NO+CO=CO2+N2
B．该反应属于置换反应
C．反应前后各原子的种类不变
D．参加反应的两物质的微粒个数比为2：3
【答案】C
【解析】A、由图可知，该反应为NO和CO在催化剂的作用下反应生成氮气和二氧化碳，该反应的化学方程式为：2CO+2NOeq \\ac(\s\up7(催化剂),\(=====,======))N2+2CO2，缺少反应条件，且未配平，不符合题意；
B、置换反应是一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，该反应中，反应物均是化合物，不属于置换反应，不符合题意；
C、根据质量守恒定律，化学反应前后，原子的种类和数目不变，符合题意；
D、由化学方程式可知，参加反应的两种物质的微粒个数比为：2:2=1:1，不符合题意。
故选C。
11．（2023·广东·中考真题）梦天舱燃烧科学柜采用a作燃料成功实施首次在轨点火实验。a完全燃烧的反应微观示意图如图所示。下列说法错误的是
A．反应前后元素种类不变
B．反应前后分子个数不变
C．a分子中C、H原子个数比为1:4
D．反应生成c、d的质量比为 22:9
【答案】D
【解析】A、化学反应前后，元素种类不变，故选项说法正确；
B、由a完全燃烧的反应微观示意图，该反应是甲烷分子和氧分子在点燃条件下反应生成二氧化碳分子和水分子，反应的化学方程式为CH4+2O2eq \\ac(\s\up7(点燃),\(===,====))CO2+2H2O，反应前3个分子，反应后4个分子，反应前后分子个数不变，故选项说法正确；
C、1个a分子由1个碳原子和4个氢原子构成，则a分子中C、H原子个数比为1:4，故选项说法正确；
D、根据化学方程式可知，反应生成c、d的质量比为44 :(18×2)=11:9，故选项说法错误。
故选D。
12．（2023年山东省滨州市中考）建立“宏观—微观—符号”之间的联系是学习化学的重要思维方法。下图是将二氧化碳转化成甲醇(CH3OH)的微观模拟示意图。请你结合图示内容，回答下列问题：
(1)写出该反应的化学方程式_______，该反应中甲与丙的粒子数目之比为_______；
(2)乙粒子构成的物质中氢元素的化合价为___________；
(3)丁粒子构成的物质属于___________(填“有机物”或“无机物”)。
【答案】
(1) CO2+3H2eq \\ac(\s\up7(催化剂),\(=====,======))CH3OH+H2O 1：1
(2)0
(3)无机物
【解析】（1）由上述图像可知，该反应的化学方程式为CO2+3H2eq \\ac(\s\up7(催化剂),\(=====,======))CH3OH+H2O，甲为CO2、丙为CH3OH，所以该反应中甲与丙的粒子数目之比为1：1。
（2）由上述图像可知，乙是氢气，属于单质，单质中氢元素的化合价为0。
（3）由上述图像可知，丁是水，不含碳元素，属于无机物。
13．（2023年辽宁省铁岭市、葫芦岛市中考化学真题）在新材料研发领域，我国科研人员做出杰出贡献。
(1)钼合金是核反应堆的高强韧材料，钼元素在元素周期表中信息如图1所示。
①钼属于 (填“金属元素”或“非金属元素”)。
②钼的相对原子质量为 。
(2)纳米催化剂应用于二氧化碳的转化，图2是其反应的微观示意图。
①反应中共有 种氧化物。
②反应物的分子个数比为 。
③反应中没有发生改变的是 (填“分子”或“原子”)。
【答案】(1) 金属元素 ； 95.96；(2) 两/2/二 ；2∶1/1∶2 ；原子
【解析】（1）①钼带“钅”字旁，属于金属元素；②根据元素周期表中的一格可知，汉字下面的数字表示相对原子质量，钼的相对原子质量为95.96；
（2）由反应的微观示意图可知，该反应是二氧化碳和水在纳米催化剂的条件下生成了氧气和甲醇，反应的化学方程式是：2CO2+4 H2Oeq \\ac(\s\up7(纳米催化剂),\(========,=========))2CH3OH+4O2；①氧化物是指由两种元素组成，其中一种是氧元素的化合物；由物质的组成可知，反应中涉及CO2、H2O两种氧化物；②由化学方程式可知，反应物二氧化碳和水的分子个数比为2：4=1：2，或反应物水和二氧化碳的分子个数比为4：2=2：1；③由微观反应示意图可知，该反应中，发生变化的是分子，没有发生改变的是原子。
14．（2023广西中考真题）古有《齐民要术》记载“粟米曲作酢”，“酢”即醋酸也；今有我国科研人员研究出制取醋酸（CH3COOH）的新方法。新方法的反应微观示意图如图所示：
(1)古法酿醋是用粮食经过发酵而成，发酵属于_______变化。
(2)保持醋酸化学性质的最小微粒是_______。
(3)新方法的反应化学方程式是_______；两种反应物共含有18g碳元素，当生成醋酸质量最多时，消耗CO2的质量是_______g。
(4)这一新方法的重要意义除了制取醋酸外，还有助于减缓_______效应。
【答案】
(1)化学；
(2)CH3COOH；
(3) CO2+CH4eq \\ac(\s\up7(催化剂),\(=====,======))CH3COOH ；33；
(4)温室
【解析】（1）古法酿醋是用粮食经过发酵而成，发酵过程中有新物质醋酸生成，属于化学变化，故填：化学。（2）醋酸由醋酸分子构成，醋酸分子是保持醋酸化学性质的最小微粒，故填：CH3COOH。（3）该方法用二氧化碳与甲烷在催化剂作用下反应生成醋酸，反应的化学方程式为：CO2+CH4eq \\ac(\s\up7(催化剂),\(=====,======))CH3COOH。
化学反应前后元素的质量不变，两种反应物共含有18g碳元素，生成醋酸质量最多为:
18g÷eq \f(12×2, 12×2+16×2+1×4)×100%＝45g。
设生成45g醋酸时，消耗二氧化碳的质量为x，
CO2+CH4eq \\ac(\s\up7(催化剂),\(=====,======))CH3COOH
44 60
x 45g
eq \f(44,60)＝eq \f(x,45g)
x=33g
（4）该方法用二氧化碳与甲烷反应生成醋酸，可减少二氧化碳的排放，有助于减缓温室效应，故填：温室。
15.（2023年江西省中考）兴趣小组对“化学反应前后物质的质量关系”进行探究，实验方案如下：
【分析交流】
(1)方案A中红磷燃烧的现象为________，方案B中铁与硫酸铜反应的化学方程式为______。两个方案反应前后天平均保持平衡，说明上述两个化学反应前后物质的总质量不变。
【发现问题】方案A中因有氧气参加反应，故采用密闭装置。但方案B中铁与硫酸铜反应，反应物和生成物都没有气体，为什么也要用密闭装置呢？
(2)于是在老师的指导下，小组同学再次实验，并使用pH传感器测定锥形瓶内溶液pH，其数据如下图。分析图像可知，反应开始阶段溶液的酸性逐渐______（填“增强”或“减弱”），那么导致这一现象出现的原因又是什么？
【提出猜想】
猜想甲：硫酸铜溶液和铁作用所致；
猜想乙：硫酸铜溶液和空气作用所致；
猜想丙：硫酸铜溶液、铁及空气共同作用所致。
【进行实验】
(3)为验证上述猜想，现提供如下用品：用煮沸并迅速冷却的蒸馏水配成4%的硫酸铜溶液、洁净的铁钉、pH传感器等，实验过程如下表，请完成表格中①、②两处填空。
【反思拓展】
(4)通过以上探究活动，请分析方案B中用橡胶塞形成密闭装置的原因可能是________。
(5)蜡烛燃烧后固体质量减小，请设计实验验证该反应是否遵守质量守恒定律。写出你的简明方案：________。
【答案】
(1)剧烈燃烧，产生大量白烟，放出热量 Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
(2)增强
(3)5 丙
(4)防止溶液酸性增大与铁钉反应产生氢气使装置质量减小，无法验证质量守恒定律
(5)取一套装置气密性良好的集气瓶和带有燃烧匙的橡皮塞，将蜡烛固定在燃烧匙上，将蜡烛、橡皮塞、燃烧匙和集气瓶放在天平上称量后，放置在桌面上，点燃蜡烛迅速将蜡烛伸入集气瓶并塞紧橡皮塞，待蜡烛熄灭后将装置整体放在天平上称量，若质量不变，则遵循适量守恒定律
【解析】（1）红磷燃烧会产生大量白烟，放出热量，故填：剧烈燃烧，产生大量白烟，放出热量；
铁和硫酸铜会生成硫酸亚铁和铜，故填：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu；
（2）图中pH值下降，说明溶液的酸性增强，故填：增强；
（3）实验1可以中硫酸铜溶液和铁、空气接触；实验2中硫酸铜和铁接触，需要控制其他变量相同，加入5mL硫酸铜溶液；实验3硫酸铜接触到空气；
实验1、2对比说明pH减小与空气有关，实验1、3对比说明pH减小与铁有关，则pH减小使硫酸铜与铁和空气共同作用所致，故填：5；丙；
（4）装置B中硫酸铜与铁和氧气接触，可能会导致溶液酸性增强与铁反应产生氢气，如果在敞口容器中，氢气会逸出，导致装置质量减小，无法验证质量守恒定律，故填：防止溶液酸性增大与铁钉反应产生氢气使装置质量减小，无法验证质量守恒定律；
（5）蜡烛燃烧会产生二氧化碳和水，需要在密闭容器中验证，可以将蜡烛在密闭的集气瓶中燃烧测定反应前后的质量不变来验证质量守恒定律，故填：取一套装置气密性良好的集气瓶和带有燃烧匙的橡皮塞，将蜡烛固定在燃烧匙上，将蜡烛、橡皮塞、燃烧匙和集气瓶放在天平上称量后，放置在桌面上，点燃蜡烛迅速将蜡烛伸入集气瓶并塞紧橡皮塞，待蜡烛熄灭后将装置整体放在天平上称量，若质量不变，则遵循适量守恒定律。
培优竞赛
1. （2021年江苏省“金钥匙”科技竞赛（CESL）初赛）NSR技术通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化实现NOx（氮氧化物）的储存和还原，能有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NOx排放。其工作原理如图所示。下列说法正确的是
A. 储存时发生了化合反应
B. 该技术不能缓解酸雨的形成
C. 该转化中有两种元素化合价发生改变
D. 还原反应：5CO+Ba(NO3)2eq \\ac(\s\up7(一定条件),\(======,=======))N2+BaO+5X，则X的化学式为CO2
【答案】AD
【解析】
根据所学知识和题中信息知，A、储存时发生了化合反应，两种物质反应生成了一种物质，故A正确；B、该技术把一氧化氮与氧气反应生成氮氧化物并储存，能缓解酸雨的形成，故B错误；C、该转化中有氧，氮，碳三种元素化合价发生改变，故C错误D、还原反应：5CO + Ba(NO3)2eq \\ac(\s\up7(一定条件),\(======,=======)) N2 + BaO + 5X，根据质量守恒定律，则X的化学式为CO2，故D正确。
点睛∶通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化实现NOx(氮氧化物)的储存和还原，能有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NOx排放。
2. （2021年江苏省“金钥匙”科技竞赛（CESL）初赛）露置于空气中一定时间的CaO固体测得钙元素质量分数为50%。下列说法不正确的是
A. 若向固体中加入稀盐酸，一定无气泡产生B. 该固体的成分可能是CaO和Ca(OH)2
C. 8g该物质与盐酸充分反应可生成11.1gCaCl2D. 固体的成分可能是Ca(OH)2和CaCO3
【答案】AB
【解析】
氧化钙中钙元素的质量分数为：eq \f(40,56)×100%≈71%；
氢氧化钙中钙元素的质量分数为：eq \f(40,74)×100%≈54%；
碳酸钙中钙元素的质量分数为：eq \f(40,100)×100%=40%；
由题意可知，测得其中 Ca 元素质量分数为50%，则该混合物可能是氧化钙、氢氧化钙和碳酸钙的混合物或者氧化钙和碳酸钙的混合物或碳酸钙和氢氧化钙的混合物。
A、由以上分析可知，该固体中一定含碳酸钙，加入稀盐酸，碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，一定产生气泡，符合题意；
B、由以上分析可知，该固体不可能是氧化钙和氢氧化钙，符合题意；
C、m(Ca)=8g×40%=4g，根据钙元素守恒定律，反应物中钙元素最终都转移到氯化钙中，所以氯化钙的质量=4g÷eq \f(40,111)×100%=11.1g，不符合题意；
D、由以上分析可知，CaO样品成分可能是Ca(OH)2和CaCO3，不符合题意。
故选AB。
3. （2021年福建省龙岩市永定区初中学科竞赛）物质与水发生复分解反应称为水解反应．例如：Al2S3+6H2O＝2Al(OH)3↓+3H2S↑．根据上述观点，下列说法中不正确的是
A. NaF的水解产物是NaOH和HF
B. CaO2的水解产物是Ca(OH)2和H2O2
C. PCl3的水解产物之一是PH3
D. Mg3N2水解产物是Mg(OH)2和NH3
【答案】C
【解析】
根据题意信息：无论是盐的水解还是非盐的水解，其最终结果是反应中各物质和水分别解离成两部分，然后两两重新组合成新的物质，所以将物质分为阴离子和阳离子两部分，阳离子和氢氧根结合即为产物，阴离子和氢离子结合即为产物．
A、NaF与H2O发生的反应，NaF+ H2O＝NaOH+HF，属于复分解反应，为水解反应。故选项正确；
B、CaO2与H2O发生的反应，CaO2+ 2H2O＝Ca(OH)2+H2O2，属于复分解反应，为水解反应。故选项正确；
C、PCl3的水解产物是HCl和P(OH)3，PCl3+3H2O＝P(OH)3+PH3，选项错误；
D、Mg3N2与6H2O发生的反应，Mg3N2+6H2O＝3Mg(OH)2+2NH3，属于复分解反应，为水解反应。故选项正确。
故选C。
4.（2021年福建省龙岩市永定区初中学科竞赛）氢能是最绿色的能源,如图是制取与贮存氢气的一种方法,Mg2Cu是一种贮氢合金,吸氢后生成MgH2和MgCu2合金的混合物(M), ,下列说法正确的是
A. ZnFe2O4中Fe化合价为+2价
B. 循环制氢反应中需要不断加入ZnFe2O4
C. M与足量稀盐酸反应生成的H2质量大于反应2产生的H2质量
D. 反应1和反应2的总方程式为: 2H2O eq \\ac(\s\up7(通电),\(===,====))2H2↑+O2↑
【答案】C
【解析】
A、在化合物里，正负化合价的代数和为零。锌通常为+2价，氧通常为-2价，设铁的化合价为x,(+2) +x×2+(-2) ×4=0，铁元素化合价为+3价， 故A错误；
B、反应1中ZnFe2O4是反应物，反应2中ZnFe2O4是生成物，又可以作为反应1的反应物，所以不需要不断加入，B错误；
C、反应2生成的氢气是反应3的反应物，反应物中的氢元素都在生成物MgH2中，M和足量稀盐酸反应，即MgH2和稀盐酸反应生成氯化镁和氢气，生成物中的氢气是MgH2和稀盐酸中的所有氢元素，所以生成的氢气质量大于反应2产生的氢气质量，故C正确；
D、反应1和反应2的总反应为水生成氧气和氢气，但是反应条件不是通电， 故D错误。
故选C。
5.（2021年福建省龙岩市永定区初中学科竞赛）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CO和CO2，且测得反应后所得CO、CO2、N2的混合气体中碳元素的质量分数为24%，则反应后氮气的质量分数可能为
A. 70%B. 50%C. 30%D. 10%
【答案】C
【解析】
假设碳完全燃烧生成一氧化碳，则碳元素与氧元素的质量比为12:16=3:4，混合气体中碳元素的质量分数为24%，则氧元素的质量分数为eq \f(4,3)×24％=32％，氮元素的质量分数为1－24％－32％=44％；
假设碳完全燃烧生成二氧化碳，则碳元素与氧元素的质量比为12:（16×2）＝3:8，混合气体中碳元素的质量分数为24%，则氧元素的质量分数为eq \f(8,3)×24％=64％，氮元素的质量分数为1－24％－64％=12％；
题目中燃烧后生成的是CO和CO2的混合气体，所以氮气的质量分数应该介于12％~44％之间，故选C。
6. （陕西省咸阳市泾阳县2020-2021学科竞赛）1.6g某物质在氧气中完全燃烧，生成4.4g二氧化碳和3.6g水，关于该物质的组成有下列判断：①一定含C、H元素；②一定不含O元素；③可能含O元素：④一定含O元素；⑤分子中C、H原子个数比为1：2；⑥分子中C、H原子个数比为1：4，其中正确的是
A. ①②⑤B. ①②⑥C. ①③⑥D. ①④⑤
【答案】B
【解析】
【分析】先根据反应前后元素的种类不变，确定该物质中一定含有碳、氢两种元素，可能含有氧元素。再根据反应前后元素的质量相等，来确定氧元素是否含有。
4.4g二氧化碳中碳元素的质量＝4.4g×eq \f(12,44)×100%＝1.2g
3.6g水中氢元素的质量＝3.6g×eq \f(2,18)×100%＝0.4g
1.2g+0.4g＝1.6g，与物质的质量相等，故一定不含氧元素。C、H元素的原子个数比为：eq \f(1.2g,12):eq \f(0.4g,1)＝1∶4。
①②⑥符合题意。故答案为：B。
7.（2021年福建省龙岩市永定区初中学科竞赛）将一定量的乙醇(C2H5OH)和氧气置于一个封闭的容器中引燃，测得反应前后各物质的质量如下表。下列判断正确的是
A. 表中a的值为2.6B. X中两种元素的质量比是3∶8
C. X中可能含有氢元素D. 若起始时氧气的质量是9.6g，则无X生成
【答案】D
【解析】
A、由表中数据可知：反应前后，乙醇的质量较少4.6g，故乙醇是反应物，参加反应的乙醇的质量为4.6g；同理可以确定氧气是反应物，参加反应氧气的质量为8.0g；水是生成物，生成水的质量为5.4g；生成二氧化碳的质量为4.4g；由质量守恒定律，X是生成物，且生成X的质量为4.6g+8.0g-5.4g-4.4g=2.8g，表中a的值为2.8g，故A项错误；
B、根据质量守恒定律，X为CO，两种元素的质量比=12:16=3:4，故B项错误；
C、根据反应前后元素的质量不变，反应物乙醇中含氢元素的质量为：4.6g×eq \f(1×6, 12×2＋1×6＋16×1)×100%＝0.6g，生成物水中氢元素的质量= 5.4g×eq \f(2,18)×100%＝0.6g，说明X中不含氢元素，故B项错误；
D、根据乙醇燃烧的化学方程式可知，4.6g乙醇能与9.6g氧气恰好完全反应，生成二氧化碳和水，则无X生成，故D项正确；
8. （2022年第十四届中学生数理化综合实践活动九年级化学应用）只由碳元素和氢元素组成的一系列物质称为烃，下列烃的混合物中，只要总质量一定，无论按什么比例混合，完全燃烧后生成的CO2和H2O都是恒量的是
A. C2H2、C2H4B. C2H4、C2H6C. C3H8、C3H6D. C6H6、C2H2
【答案】D
【解析】
各组烃的混合物，只要总质量一定，无论按什么比例混合，完全燃烧后生成的CO2和H2O都是恒量，说明烃中C、H的质量分数相等，则混合物中各烃的最简式相同；
A．C2H2最简式为CH，C2H4的最简式为CH2，二者最简式不同，不满足条件；
B．C2H4的最简式为CH2，C2H6最简式为CH3，二者最简式不同，不满足条件；
C．C3H8的最简式为C3H8，C3H6最简式为CH，二者最简式不同，不满足条件；
D．C6H6最简式为CH，C2H2的最简式为CH，二者最简式相同，满足条件；
答案：D。
9.（湖南怀化市2020-2021下学期6月化学竞赛）有机物A含有C、 H、O三种元素，取该有机物14.8g和16.2gO2在密闭容器中燃烧，产物为CO，CO2和水蒸气，把产物依次通过浓硫酸，灼热的氧化铜和碱石灰（主要成分是氢氧化钠和氧化钙的固体混合物），结果浓硫酸增重18g，CuO的质量减轻9.6g，碱石灰的质量增重35.2g，试通过计算该有机物的化学式是
A. C2H6OB. C12H22O11C. C4H10OD. C6H12O6
【答案】C
【解析】
浓硫酸增重的质量即为生成的水的质量为18g，故14.8g该有机物中含有氢元素的质量为18g×eq \f(2,18)×100%＝2g。碱石灰增加的质量35.2g为两部分二氧化碳的质量，一部分是一氧化碳还原氧化铜生成的二氧化碳，另一部分是有机物燃烧时生成的二氧化碳。但根据质量守恒定律可知，其中的碳元素均来自于有机物，故14.8g该有机物中含有的碳元素的质量为35.2g×eq \f(12,44)×100%＝9.6g。故14.8g该有机物中含有的氧元素的质量为14.8g−9.6g−2g=3.2g。故该有机物中碳、氢、氧原子的个数比为：eq \f(9.6g,12):eq \f(2g,1):eq \f(3.2g,16)＝4∶10∶1，故该有机物的化学式为C4H10O，即选C。
10. （2022年第十四届中学生数理化综合实践活动九年级化学应用）我国在CO2催化加氢制取汽油方面取得突破性进展，CO2转化过程示意图如下：
下列说法不正确的是
A. 反应①的产物中含有水
B. 反应②是CO与H2反应生成（CH2）
C. 汽油主要是含C5~C11的碳氢化合物
D. 图中a的化学式为C5H10
【答案】D
【解析】
A、 反应前后元素种类不变，二氧化碳和氢气反应，反应方程式为：CO2+H2eq \\ac(\s\up7(催化剂),\(=====,======))CO+H2O，则产物中含有水，故A选项正确；
B、由反应的流程图可以看出，反应②是CO与H2反应生成（CH2），故B选项正确；
C、汽油主要成分中含C5~C11的碳氢化合物，故C选项正确；
D、从图示中可以看出，一个a分子是由5个碳原子和12个氢原子构成，所以其化学式为：C5H12，故D选项错误；
故选D。
11.（2022山东省第三届学科素养知识竞赛）科学家以 CO2和 H2为原料，经催化可转化为有机物，其微观反应原理如图所示。下列说法正确的是
A. 甲物质的化学式可以写成 C4H9
B. 反应②属于置换反应
C. 试剂Ⅰ、Ⅱ的质量和化学性质在反应前后均不变
D. 反应①的化学方程式为 CO2+H2eq \\ac(\s\up7(催化剂),\(=====,======))CO+H2O
【答案】CD
【解析】
A、由微观示意图可知、每个甲物质的分子是由4个碳原子和10个氢原子构成的，甲物质的化学式为C4H10，A错误。
B、由微观示意图可知生成物为H2O和C4H10生成物没有单质，不属于置换反应，B错误。
C、催化剂质量化学性质反应前后都不变，故催化剂Ⅰ、Ⅱ的质量和化学性质在反应前后均不变，C正确。
D、由微观示意图可知反应①，二氧化碳和氢气生成水和一氧化碳，化学方程式为CO2+H2eq \\ac(\s\up7(催化剂),\(=====,======))CO+H2O，D正确。
故选：CD。
12. （2022江苏盐城市射阳县综合素质能力竞赛）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5g时，容器中乙的质量为11g
D. 当甲为2g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10g+6g+10g=8g+a+6g+0g，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8g，是生成物；丁的质量减少10g，是反应物，乙的质量增加2g，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5g时，反应掉的丁为5g，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2g时，反应掉丁的质量为2.5g，剩余丁的质量为7.5g，容器中，丙与丁的质量之比为6：7.5=4：5，选项错误。
故选D。
学习目标
重难点
1.理解质量守恒定律
2.掌握质量守恒定律验证方法
3.理解质量守恒定律守恒的原因
4.掌握质量守恒定律的微观意义
5.会用质量守恒定律解决实际问题
重点：1.质量守恒定律概念的理解
2.用质量守恒定律解决实际问题
难点：1.掌握几个与质量守恒定律有关实验
2.理解质量守恒定律守恒的原因
实验方案
方案一：
在密闭容器中进行红磷燃烧实验
方案二：
在敞口容器中进行硫酸铜溶液与铁的反应
实验装置
实验原理
4P+5O2eq \\ac(\s\up7(点燃),\(===,====))2P2O5
Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu
实验现象
红磷燃烧，产生大量白烟，放出热量，天平平衡
铁钉表面覆盖一层红色物质，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色，天平平衡
反应前
总质量
m1
m'1
反应后
总质量
m2
m'2
反应前后总
质量的关系
m1=m2
m'1=m'2
分析
红磷(P)+氧气(O2) eq \\ac(\s\up7(点燃),\(===,====))五氧化二磷(P2O5)
容器密闭，没有物质进入或散失
铁(Fe)+硫酸铜(CuSO4)＝铜(Cu)+硫酸亚铁(FeSO4)
反应无气体参加，无气体生成
结论
分析比较两个方案的实验结果，可以发现反应前后物质的质量总和不变
实验操作
实验现象及结论
_______________________
_______________________
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
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
物质
甲
乙
丙
丁
反应前的质量/g
10
16
0
2
反应中的质量/g
7
8
a
2
反应后的质量/g
b
0
22
c
物质
X
Y
Z
W
反应前质量/g
5
2.2
16.2
0.9
反应后质量/g
a
4.4
8.1
1.8
实验序号
实验1
实验2
实验3
实验内容
（部分仪器略去）


实验现象
pH先减小后略增大
pH略增大
pH不变
实验结论
猜想______成立
物质
乙醇
氧气
水
二氧化碳
X
反应前质量/g
4.6
8.0
0
0
0
反应后质量/g
0
0
5.4
4.4
a