第2节 化学反应中的质量关系
一、选择题
1.数形结合看变化有利于化学学习。下列图像能正确表示“在含有空气的密闭容器中加热镁带，容器中物质总质量的变化情况”的是（ ）
A.
B.
C.
D.
2.在化学反应A+2BC+D中，5.6 gA和7.3 gB恰好完全反应，生成12.7 gC，同时得到D的质量是（ ）
A.5.6 g
B.0.2 g
C.0.4 g
D.0.73 g
3.质量守恒定律是化学由定性研究走向定量研究的第一步，是化学研究乃至自然科学领域的基础。下列关于质量守恒定律的理解正确的是（ ）
A.10 g食盐溶于90 g水中，得到100 g食盐水溶液，符合质量守恒定律
B.因为“质量守恒”，蜡烛完全燃烧后生成水和二氧化碳的质量之和等于蜡烛的质量
C.木炭燃烧后质量减小了，这个化学反应不遵循质量守恒定律
D.红磷燃烧后生成物的质量增大，是因为有氧气参加了反应
4.拉瓦锡从实验的角度验证并总结了质量守恒定律。某化学小组设计了以下实验，其中能够直接用于验证质量守恒定律的是（ ）
A.
B.
C.
D.
5.在密闭容器内，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.该反应符合质量守恒定律
B.生成的甲、丙两物质的质量比为8:1
C.乙可能是该反应的催化剂
D.参加反应的丁的质量等于生成的甲和丙的质量之和
6.把一定质量的a、b、c、d四种物质放入一密闭容器中，在一定条件下反应一段时间后，测得反应后各物质的质量如下表所示，下列说法中正确的是（ ）
物质 a b c d
反应前的质量（g） 6.4 3.2 4.0 2.8
反应后的质量（g） 5.2 x 7.2 2.8
A.x=2
B.d一定是催化剂
C.c物质一定不是化合物
D.参加反应的c、a的质量比为8:3
7.化学反应前后，可能发生变化的是（ ）
A.分子数目
B.原子数目
C.原子种类
D.物质的总质量
8.碳酸氢铵区别于其他氮肥的重要特点是在常温下就能闻到强烈的氨味，其反应原理是：。根据质量守恒定律，X的化学式是（ ）
A.
B.
C.
D.
9.如图为某反应的微观示意图，不同的球代表不同的原子。下列说法中错误的是（ ）
A.该反应的生成物都属于化合物
B.该反应中一定有元素化合价的改变
C.反应前后原子种类没有改变
D.不考虑反应条件时，该图示可以表示过氧化氢制取氧气的反应
二、实验题
10.某化学兴趣小组同学利用如下四个实验来探究质量守恒定律。
（1）实验A：用红热玻璃管接触红磷，在实验过程中气球的变化是________。
（2）实验B：将装有稀盐酸的试管放入装有碳酸钙粉末的烧杯中称量，然后倾斜烧杯使稀盐酸与碳酸钙粉末接触，充分反应后，放回再称量，发现天平不平衡，原因是________________________________。
（3）实验C的操作与实验B相似，放回再称量时，天平指针________（填“偏左”“偏右”或“不偏转”）。
（4）实验D的操作与实验B、C相似，放回再称量，天平仍然平衡。实验A、B、C、D中遵守质量守恒定律的是________（填字母）。
11.走进化学变化的微观世界，有利于进一步认识化学变化。如图所示是某化学变化的微观示意图，X、Y、Z分别表示不同的原子，据图回答问题：
（1）该化学反应中生成物的分子个数比为________。
（2）从微观角度分析，化学反应前后各物质的质量总和相等的原因是________________________________。
（3）由X原子构成的物质在该反应中________（填“是”或“不是”）催化剂。
12.质量守恒定律的发现经历了漫长、曲折的过程。
[实验回顾]1673年，英国化学家波义耳将汞放在密闭容器里煅烧，打开容器盖冷却后称量，得出的结论是物质的总质量增大了，导致波义耳与质量守恒定律失之交臂。
（1）你认为质量增大的原因是________。
1756年，俄国化学家罗蒙诺索夫将锡放在密闭容器里煅烧，冷却后在密闭容器里称量，发现总质量和煅烧前没有变化。
1777年，拉瓦锡将45.0份质量的氧化汞加热分解，恰好得到了41.5份质量的汞和3.5份质量的氧气，得到了与罗蒙诺索夫相同的结论。
[实验重现]九年级课外活动小组的同学们在期中复习时，来到化学实验室对“质量守恒定律”进行了探究，如图所示是他们设计的实验，请你参与他们的探究活动，并回答相关问题：
实验1：称量镁条，点燃，待反应结束后，再称量。
实验2：将盛有盐酸的小试管放入盛有锌粒的烧杯中称量，然后使盐酸与锌粒接触，充分反应后再称量。（反应的符号表达式为）
实验3：将盛有氢氧化钠溶液的小试管放入盛有硫酸铜溶液的锥形瓶中称量，然后使氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液混合，充分反应后再称量。[反应的符号表达式为]
编号 质量 实验1 实验2 实验3
反应前称重质量 9.6 g 212.6 g 118.4 g
反应后称重质量 16.0 g 212.4 g 118.4 g
（2）实验1和实验2________（填“符合”或“不符合”）质量守恒定律，实验________正确反映了反应物与生成物的质量关系。
（3）通过上述实验，可得到的启示：有气体参加或生成的反应，在验证质量守恒定律时应该注意的事项是________。
（4）由质量守恒定律可知，化学反应前后，一定不变的是________（填序号）。
①物质种类
②元素的化合价
③原子种类
④分子种类
⑤分子数目
⑥原子数目
13.请应用质量守恒定律的有关知识，完成下列各小题。
（1）电解水的微观示意图如图所示，请在方框中补全相应微粒的图示。
（2）在一密闭容器内有氧气、二氧化碳、水蒸气和一种未知物W，在一定条件下充分反应，测得反应前后各物质的质量如表所示。
物质 氧气 二氧化碳 水蒸气 W
反应前质量/g 34 2 2 16
反应后质量/g 2 24 16 x
①该反应中氧气和二氧化碳变化的质量比为________。
②x的数值为________。
（3）硅（Si）是太阳能电池和电脑芯片中不可缺少的材料。生产硅的化学方程式为，则X的化学式为________。
参考答案
一、选择题
1.答案：B
解析：在含有空气的密闭容器中加热镁带，根据质量守恒定律可知，密闭容器中物质的总质量始终不变。
2.答案：B
解析：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，所以得到D的质量为5.6 g+7.3 g-12.7 g=0.2 g。
3.答案：D
解析：食盐溶于水发生的是物理变化，不能用质量守恒定律来解释；因为“质量守恒”，蜡烛完全燃烧后生成水和二氧化碳的质量之和等于石蜡的质量和参与反应的氧气的质量之和；木炭燃烧后质量减小了，是因为生成的二氧化碳逸散到空气中，该化学反应遵循质量守恒定律；红磷燃烧后生成物的质量增大，是因为有氧气参加了反应。
4.答案：D
解析：蔗糖溶于水没有发生化学反应，不能用于验证质量守恒定律；石蜡燃烧生成水和二氧化碳，没有在密闭装置中进行，水蒸气和二氧化碳会扩散到空气中，不能用于验证质量守恒定律；过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，没有在密闭装置中进行，生成的氧气会逸散到空气中，不能直接用于验证质量守恒定律；氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠，能够直接用于验证质量守恒定律。
5.答案：B
解析：反应后甲的质量分数增大了19%-17%=2%，是生成物；反应后丙的质量分数增大了41%-25%=16%，是生成物；丁的质量分数减小了48%-30%=18%，是反应物。任何化学反应都遵循质量守恒定律，A说法正确；生成的甲、丙两物质的质量比为2%:16%=1:8，B说法错误；乙的质量分数不变，可能作该反应的催化剂，也可能是没有参加反应的杂质，C说法正确；参加反应的丁的质量等于生成的甲和丙的质量之和，D说法正确。
6.答案：D
解析：根据质量守恒定律可知，x=6.4+3.2+4.0+2.8-2.8-7.2-5.2=1.2；反应前后d的质量不变，可能是催化剂，也可能是不参与反应的杂质；反应后A.b的质量减小，是反应物，c的质量增大，是生成物，即a、b反应生成c，因此c一定是化合物；参加反应的C.a的质量比为（7.2-4.0）g:（6.4-5.2）g=8:3。
7.答案：A
解析：化学反应前后原子的种类和数目都不变，物质的总质量不变，分子的数目可能改变。
8.答案：A
解析：根据质量守恒定律，化学反应前后，原子的种类、数目均不变可知，每个X分子由2个氢原子和1个氧原子构成，所以物质X的化学式为。
9.答案：A
解析：生成物中的“”是由同种原子构成的分子，属于单质；该反应中有单质生成，一定有元素化合价的改变；由微观反应示意图可知，反应前后原子种类没有改变；不考虑反应条件时，图示可表示过氧化氢制取氧气的反应。
二、实验题
10.答案：（1）先膨胀后缩小
（2）反应生成的二氧化碳逸出装置
（3）不偏转
（4）ABC
解析：（1）实验过程中，红磷燃烧放热，装置内气体压强增大，气球膨胀，完全反应后温度降低，氧气被消耗，装置内气体压强减小，气球缩小。（2）天平不平衡的原因是反应生成的二氧化碳逸出装置。（3）氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠，没有气体参加或生成，放回再称量时，天平指针不偏转。（4）A、B、C中发生的都是化学反应，都遵循质量守恒定律；实验D中发生的是物理变化，物理变化不能用质量守恒定律来解释。
11.答案：（1）1:1
（2）化学反应前后原子的种类、数目和质量都没有发生改变
（3）不是
解析：（1）题给化学反应中生成物的分子个数比为1:1；（2）从微观角度分析，化学反应前后各物质的质量总和相等的原因是化学反应前后原子的种类、数目和质量都没有发生改变；（3）由X原子构成的物质是反应物，不是催化剂。
12.答案：（1）氧气参加了反应
（2）符合 3
（3）在密闭装置中进行
（4）③⑥
解析：（1）质量增大的原因是有氧气参加了反应。（2）任何化学反应都遵循质量守恒定律，实验1和实验2中由于有气体参加反应或生成的气体逸散到空气中，所以质量发生了改变，但均符合质量守恒定律；实验3正确反映了反应物与生成物的质量关系。（3）通过题述实验可知，对于有气体参加或生成的反应，在验证质量守恒定律时，应在密闭装置中进行。（4）化学反应前后，原子种类、数目一定不变，物质的种类、分子的种类一定改变，元素的化合价、分子数目可能改变。
13.答案：（1）
（2）①16:11 ②8
（3）CO
解析：（1）电解水的微观实质是水分子分解成氢原子与氧原子，氧原子重新组合成氧分子，氢原子重新组合成氢分子。（2）①题给反应中氧气和二氧化碳变化的质量比为（34-2）g:（24-2）g=16:11；②根据质量守恒定律可知，x=34+2+2+16-2-24-20=8。（3）根据质量守恒定律，反应前后原子的种类、数目都不变，可知Ⅹ的化学式为CO。
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