第五单元化学反应的定量关系
01质量守恒定律的分析及应用
【例1】（2023·山东滨州·中考真题）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。
【变式1-1】（2024·黑龙江·中考真题）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．该反应基本反应类型为化合反应
B．该化学反应中乙、丙质量比为3∶17
C．物质丙可能为单质
D．物质丁可能是该反应的催化剂
【答案】C
【解析】由图可知，甲反应前质量分数为70%，反应后质量分数为42%，减小了28%，即甲为反应物；乙反应前质量分数为14%，反应后质量分数为8%，减小了6%，即乙为反应物；分析反应后各物质的质量分数可知，丁反应后的质量分数为，即丁反应前后质量分数保持不变，则丁可能是催化剂，也可能没有参加反应；丙反应前质量分数为6%，反应后质量分数为40%，增长了34%，即丙为生成物，该反应为：甲+乙丙。
A、由分析可知，该反应符合“多变一”的特点，属于化合反应，故A不符合题意；
B、该化学反应中乙、丙质量比为，故B不符合题意；
C、由分析可知，该反应为：甲+乙丙，属于化合反应，则丙一定是化合物，不可能是单质，故C符合题意；
D、由分析可知，丁反应前后质量分数保持不变，则丁可能是催化剂，也可能没有参加反应，故D不符合题意。
故选C。
【变式1-2】（2022·辽宁朝阳·中考真题）一定条件下，甲、乙、丙、丁、戊五种物质在密闭容器中发生反应，测得反应前后各种物质的质量（单位：g），如图所示，下列说法不正确的是（ ）
A．x的数值为8
B．反应前后元素的化合价可能改变
C．反应前后甲、戊变化的质量之比为3：1
D．该反应是复分解反应
【答案】D
【解析】由题中数据分析可知，反应前后的甲质量减少了(18-9)g=9g，故是反应物，参加反应的质量为9g；同理可以确定乙是反应物，参加反应的质量为(3-2)g=1g；丙是生成物，生成的质量为(8-1)g=7g；丁的质量不变，可能作该反应的催化剂，也可能没有参加反应；根据质量守恒定律可知，反应后戊的质量=(18+3+1+2+5)g-(9+2+8+2)g=8g，丁在反应后质量增加，是生成物，生成的质量为(8-5)g=3g。
A 、根据分析可知，x的数值为8g，说法正确；
B、根据分析可知，甲、乙是反应物，丙、戊是生成物，丁可能作该反应的催化剂，也可能没有参加反应，该反应由两种物质生在两种物质，反应前后元素的化合价可能改变，说法正确；
C、根据分析可知，反应前后甲、戊变化的质量之比=9g:3g=3：1，说法正确；
D、复分解反应是由两种化合物相互交换成分，生成两种化合物的反应。根据分析可知，甲、乙是反应物，丙、戊是生成物，丁可能作该反应的催化剂，也可能没有参加反应，该反应由两种物质生在两种物质，由于无法确定，反应物、生成物是否都为化合物，也无法确定反应过程中是否相互交换成分，故无法确定该反应是复分解反应，说法错误。
故选：D。
02探究质量守恒定律
【例1】（2022·四川甘孜·中考真题）在“质量守恒定律”的课堂学习中，同学们设计了如下图所示的实验来验证质量守恒定律。回答下列问题：
【实验验证】
（1）A实验反应前后天平左盘上的仪器与药品的总质量 （填“相等”或“不相等”），反应的化学方程式为 。
（2）B实验中天平指针会向 （填“左”或“右”）偏转，原因是 。
【微观解释】
（3）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原子种类 ②原子数目 ③原子质量 ④分子种类
【综合应用】
（4）24g镁在氧气中完全燃烧后，生成氧化镁的质量 （填“大于”“小于”或“等于”）24g。
（5）植物的光合作用可表示为： ，可推测淀粉中一定含有 元素。
（6）葡萄糖是一种重要的营养物质，它在人体内反应的化学方程式为： ，则X的化学式为 。
【答案】（1） 相等
（2）右 蜡烛燃烧生成的二氧化碳和水散逸到了空气中
（3）①②③
（4）大于
（5）碳、氢
（6）O2
【解析】（1）A实验是密闭装置，则反应前后天平左盘上的仪器与药品的总质量相等，硫酸铜和锌反应产生硫酸锌和铜，反应的化学方程式为；
（2）B实验蜡烛在空气中燃烧，产生的水、二氧化碳逸散到空气中，左边质量会减少，天平指针会向右偏转；故填：右；蜡烛燃烧生成的二氧化碳和水散逸到了空气中；
（3）化学反应前后肯定没有变化的是原子数目、原子种类、原子质量。故答案为：①②③。
（4）镁和氧气反应产生氧化镁，则生成氧化镁的质量等于参加反应的镁和氧气的质量总和，则生成氧化镁的质量大于24g。
（5）根据质量守恒定律，反应前后元素的种类不变，光合作用反应前元素种类是C、H、O，则反应后也是C、H、O三种，氧气提供了氧元素，则淀粉中一定含有碳、氢元素。
（6）光合作用需要吸收太阳能，反应物中碳、氢、氧原子个数分别为6、12、18，反应后的生成物中碳、氢、氧原子个数分别为6、12、6，根据反应前后原子种类、数目不变，则每个X分子由2个氧原子构成，则物质X的化学式为O2。
【变式2-1】（2023·吉林·中考真题）化学兴趣小组用气密性良好的不同装置进行下列实验，验证质量守恒定律。
（1）实验一：称量装置和药品的总质量为m1保持装置密闭。使红磷燃烧，待装置冷却后。再次称量装置和药品的总质量为m2，m1与m2的大小关系是：m1 m2；
（2）实验二：将气球中的碳酸钠粉末倒入稀盐酸后，观察到的现象是 ，白色固体消失，气球变鼓，受浮力影响电子天平示数减小；
（3）为克服实验二中气球受浮力的影响。在实验三中利用硬塑料纸改进实验装置，用电子天平称量装置和药品的总质量，接下来的实验操作为 ，待反应结束后，再次称量装置和药品的总质量，。电子天平示数不变；
（4）化学反应遵守质量守恒定律，其微观原因是 。
【答案】（1）=/等于
（2）产生气泡，气球膨胀，电子天平示数减小
（3）倾斜瓶子，使稀盐酸和碳酸钠混合
（4）反应前后原子种类、个数和质量都不变
【解析】（1）实验一：称量装置和药品的总质量为m1保持装置密闭。使红磷燃烧，待装置冷却后。再次称量装置和药品的总质量为m2，根据质量守恒定律可知，m1与m2的大小关系是：m1=m2；
（2）碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳。实验二：将气球中的碳酸钠粉末倒入锥形瓶中，观察到的现象是产生气泡，气球膨胀，电子天平示数减小（气球膨胀产生向上的浮力）；
（3）为克服实验二中气球受浮力的影响。在实验三中利用硬塑料纸改进实验装置，用电子天平称量装置和药品的总质量，接下来的实验操作是倾斜瓶子，使稀盐酸和碳酸钠混合，待反应结束后，由于二氧化碳没有逸出，再次称量装置和药品的总质量，电子天平示数不变；
（4）化学反应遵守质量守恒定律，其微观原因是反应前后原子种类、个数和质量都不变。
03微观反应示意图
【例1】（2022·四川资阳·中考真题）2022年4月2日，资阳燃气电站新建工程开始建设，项目建成后年发电量可达35亿度。燃气发电过程中涉及到的主要化学反应为甲烷的燃烧，其微观示意图如图所示。下列有关说法不正确的是（ ）
A．为使甲烷完全燃烧应提供适当过量的空气
B．甲烷燃烧需要点燃，说明甲烷燃烧是吸收热量的反应
C．图示可知该反应前后分子个数没有变化
D．图示可知化学反应中原子的种类没有发生变化
【答案】B
【解析】A、燃烧需要氧气，为使甲烷完全燃烧应提供适当过量的空气，A正确；
B、燃烧可以通过点燃来达到可燃物着火点温度，燃烧属于放热反应，B错误；
C、由图示可知该反应前后分子总个数都为3，没有变化 ，C正确；
D、图示可知该反应有新分子生成属于化学反应，原子的种类没有发生变化，D正确；
故选B。
【变式3-1】（2024·陕西·中考真题）下图是水发生变化的微观示意图，请回答。
（1）图中共有 种原子。
（2）水分子本身未发生改变的是变化 （填“①”或“②”）。
（3）水通电时，参加反应的水与生成的气体的质量比为 。
【答案】（1）2/两
（2）①
（3）1:1
【解析】（1）根据图示，图中共有2种原子；
（2）根据分析，水分子本身未发生改变的是变化①；
（3）根据智联昂守恒定律，化学反应前后，原子的种类、个数、质量均不变，水在电解条件下生成氢气与氧气，该过程中水全部转化成气体，故参加反应的水与生成的气体的质量比为1:1。
【变式3-2】（2024·吉林长春·中考真题）1828年维勒通过加热氰酸铵得到了尿素[化学式为]。尿素是第一种在生物体外合成的有机物，目前工艺有很大改进。某合成尿素的反应微观示意图如下。
（1）尿素属于氮肥、磷肥、钾肥中的 。
（2）尿素中碳元素与氮元素的质量比为 。
（3）该反应的化学方程式为 。
（4）下列关于该反应的说法正确的是___________(填序号)。
A．原子种类不变 B．原子数目改变 C．属于化合反应
【答案】（1）氮肥
（2）3：7
（3）
（4）A
【解析】（1）尿素中含有氮元素，属于氮肥，故填：氮肥；
（2）尿素中碳、氮元素的质量比12：(14×2)=3：7，故填：3：7；
（3）二氧化碳和氨气在一定条件下反应生成尿素和水，方程式为，故填：；
（4）化学反应前后原子的种类和个数不变，由微观示意图可知，该反应反应物和生成物均有两种，不符合多变一的特征，不属于化合反应，故填：A。
04化学反应的类型
【例3】（（2022·四川资阳·中考真题）下列化学反应中属于化合反应的是（ ）
A．Ba（OH）2+SO2=BaSO3↓+H2O B．Cu（OH）2CuO+H2O
C．2CaSO3+O22CaSO4 D．2Mg+CO22MgO+C
【答案】C
【解析】A、生成物为两种，不符合“由多变一”，不属于化合反应，A错；
B、“由一变多”属于化合反应，B错；
C、符合“由多变一”，属于化合反应，C正确；
D、生成物为两种，不符合“由多变一”，不属于化合反应，D错；
故选C。
【变式3-1】（2024·江苏扬州·中考真题）反应可用于制备。该反应的类型是（ ）
A．化合反应 B．分解反应 C．置换反应 D．复分解反应
【答案】A
【解析】A、化合反应是两种或两种以上物质反应后生成一种物质的反应，是两种物质反应后生成一种物质，则该反应的类型是化合反应，正确；
B、分解反应是由一种物质生成两种或两种以上的物质的反应，是两种物质反应后生成一种物质，错误；
C、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化学反应，是两种物质反应后生成一种物质，错误；
D、复分解反应是两种化合物互相交换成分生成另外两种化合物的反应，是两种物质反应后生成一种物质，错误；
故选A。
【变式3-2】（2024·河南·中考真题）《周礼·考工记》中记载，古人将含碳酸钙的贝壳制成石灰乳，在草木灰(含K2CO3)的水溶液中加石灰乳，生成物能除去丝帛污渍。以上反应中不涉及的基本反应类型是（ ）
A．化合反应 B．分解反应 C．置换反应 D．复分解反应
【答案】C
【解析】A、氧化钙和水反应生成氢氧化钙，该反应是两种物质生成一种物质，符合“多变一”的特点，属于化合反应，不符合题意；
B、碳酸钙高温煅烧生成氧化钙和二氧化碳，该反应是一种物质生成两种物质，符合“一变多”的特点，属于分解反应，不符合题意；
C、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，以上反应中不涉及置换反应，符合题意；
D、在草木灰(含K2CO3)的水溶液中加石灰乳，碳酸钾和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钾，该反应是两种化合物相互交换成分生成另外两种化合物，属于复分解反应，不符合题意；
故选：C。
05化学方程式
【例4】（2023·北京·中考真题）下列关于的说法正确的是（ ）
A．该反应属于置换反应
B．该反应前后分子的个数不变
C．生成的与的分子个数比为
D．参加反应的与生成的的质量比为
【答案】C
【解析】A.置换反应是单质与化合物反应生成另外的单质和化合物的化学反应，是化学中四大基本反应类型之一，该反应不符合此形式，A错误，不符合题意；
B.反应前有2个过氧化氢分子，反应后有2个水分子和1个氧分子，共3个分子，化学反应前后分子个数改变，B错误，不符合题意；
C.由化学方程式可知生成的 H2O 与 O2 的分子个数比为 2:1，C正确，符合题意；
D.参加反应的 H2O2 与生成的 O2 的质量比= ，D错误，不符合题意；
故选C。
【变式4-1】（2024·黑龙江大庆·中考真题）下列化学方程式书写正确的是（ ）
A．氧化铝溶于稀硫酸：Al2O3+2H2SO4=2AlSO4+2H2O
B．铁溶于稀盐酸：2Fe+6HCl=2FeCl3+3H2↑
C．氢气还原氧化铜：CuO+H2=Cu+H2O
D．向硫酸铜溶液中滴加少量氢氧化钠溶液：CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4
【答案】D
【解析】A、氧化铝与稀硫酸反应生成硫酸铝和水，正确的化学方程式为Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O，故选项不符合题意；
B、铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，正确的化学方程式为Fe+2HCl=FeCl2+H2↑，故选项不符合题意；
C、氢气与氧化铜在加热的条件下生成铜和水，正确的化学方程式为CuO+H2 △Cu+H2O，故选项不符合题意；
D、硫酸铜与氢氧化钠反应生成硫酸铜沉淀和硫酸钠，化学方程式书写正确，故选项符合题意。
故选D。
【变式4-2】2023·江苏镇江·中考真题）下列指定反应的化学方程式不正确的是（ ）
A．实验室用KClO3制备：2KClO3=2KCl+3O2↑
B．乙炔（C2H2）燃烧形成氧炔焰：2C2H2+5O24CO2+2H2O
C．用石灰石浆吸收烟气中的二氧化硫：CaCO3+SO2+O2=CaSO4+CO2
D．用氨水中和废水中的硫酸得到氮肥：2NH3 H2O+H2SO4=（NH4）2SO4+2H2O
答案】C
【解析】A、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，该化学方程式书写完全正确，不符合题意；
B、乙炔在氧气中燃烧生成二氧化碳和水，该化学方程式书写完全正确，不符合题意；
C、该化学方程式没有配平，正确的化学方程式应为2CaCO3+2SO2+O2=2CaSO4+2CO2，符合题意；
D、用氨水中和废水中的硫酸得到氮肥，发生了复分解反应，该化学方程式书写完全正确，不符合题意。
故选C。
【变式4-3】（2023·黑龙江哈尔滨·中考真题）下列有关叙述对应的化学方程式、所属基本反应类型都正确的是（ ）
A．木炭在氧气中燃烧 化合反应
B．过氧化氢溶液制氧气 分解反应
C．赤铁矿炼铁 氧化反应
D．铜和硝酸银溶液反应 置换反应
答案】A
【解析】A. 木炭在氧气中燃烧生成二氧化碳，反应的化学方程式为：，属于化合反应，故选项符合题意；
B. 过氧化氢溶液制氧气，在二氧化锰的催化作用下，过氧化氢分解生成水和氧气，反应的化学方程式为：，属于分解反应，故选项不符合题意；
C. 赤铁矿炼铁，赤铁矿的主要成分是氧化铁，在高温条件下，氧化铁与一氧化碳反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：，该反应不属于基本反应类型中的任一种，故选项不符合题意；
D. 铜和硝酸银溶液反应生成硝酸铜和银，反应的化学方程式为：，属于置换反应，故选项不符合题意；
故选：A。
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第五单元化学反应的定量关系
01质量守恒定律的分析及应用
【例1】（2023·山东滨州·中考真题）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
【变式1-1】（2024·黑龙江·中考真题）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．该反应基本反应类型为化合反应
B．该化学反应中乙、丙质量比为3∶17
C．物质丙可能为单质
D．物质丁可能是该反应的催化剂
【变式1-2】（2022·辽宁朝阳·中考真题）一定条件下，甲、乙、丙、丁、戊五种物质在密闭容器中发生反应，测得反应前后各种物质的质量（单位：g），如图所示，下列说法不正确的是（ ）
A．x的数值为8
B．反应前后元素的化合价可能改变
C．反应前后甲、戊变化的质量之比为3：1
D．该反应是复分解反应
02探究质量守恒定律
【例1】（2022·四川甘孜·中考真题）在“质量守恒定律”的课堂学习中，同学们设计了如下图所示的实验来验证质量守恒定律。回答下列问题：
【实验验证】
（1）A实验反应前后天平左盘上的仪器与药品的总质量 （填“相等”或“不相等”），反应的化学方程式为 。
（2）B实验中天平指针会向 （填“左”或“右”）偏转，原因是 。
【微观解释】
（3）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原子种类 ②原子数目 ③原子质量 ④分子种类
【综合应用】
（4）24g镁在氧气中完全燃烧后，生成氧化镁的质量 （填“大于”“小于”或“等于”）24g。
（5）植物的光合作用可表示为： ，可推测淀粉中一定含有 元素。
（6）葡萄糖是一种重要的营养物质，它在人体内反应的化学方程式为： ，则X的化学式为 。
【变式2-1】（2023·吉林·中考真题）化学兴趣小组用气密性良好的不同装置进行下列实验，验证质量守恒定律。
（1）实验一：称量装置和药品的总质量为m1保持装置密闭。使红磷燃烧，待装置冷却后。再次称量装置和药品的总质量为m2，m1与m2的大小关系是：m1 m2；
（2）实验二：将气球中的碳酸钠粉末倒入稀盐酸后，观察到的现象是 ，白色固体消失，气球变鼓，受浮力影响电子天平示数减小；
（3）为克服实验二中气球受浮力的影响。在实验三中利用硬塑料纸改进实验装置，用电子天平称量装置和药品的总质量，接下来的实验操作为 ，待反应结束后，再次称量装置和药品的总质量，。电子天平示数不变；
（4）化学反应遵守质量守恒定律，其微观原因是 。
03微观反应示意图
【例1】（2022·四川资阳·中考真题）2022年4月2日，资阳燃气电站新建工程开始建设，项目建成后年发电量可达35亿度。燃气发电过程中涉及到的主要化学反应为甲烷的燃烧，其微观示意图如图所示。下列有关说法不正确的是（ ）
A．为使甲烷完全燃烧应提供适当过量的空气
B．甲烷燃烧需要点燃，说明甲烷燃烧是吸收热量的反应
C．图示可知该反应前后分子个数没有变化
D．图示可知化学反应中原子的种类没有发生变化
【变式3-1】（2024·陕西·中考真题）下图是水发生变化的微观示意图，请回答。
（1）图中共有 种原子。
（2）水分子本身未发生改变的是变化 （填“①”或“②”）。
（3）水通电时，参加反应的水与生成的气体的质量比为 。
【变式3-2】（2024·吉林长春·中考真题）1828年维勒通过加热氰酸铵得到了尿素[化学式为]。尿素是第一种在生物体外合成的有机物，目前工艺有很大改进。某合成尿素的反应微观示意图如下。
（1）尿素属于氮肥、磷肥、钾肥中的 。
（2）尿素中碳元素与氮元素的质量比为 。
（3）该反应的化学方程式为 。
（4）下列关于该反应的说法正确的是___________(填序号)。
A．原子种类不变 B．原子数目改变 C．属于化合反应
04化学反应的类型
【例3】（（2022·四川资阳·中考真题）下列化学反应中属于化合反应的是（ ）
A．Ba（OH）2+SO2=BaSO3↓+H2O B．Cu（OH）2CuO+H2O
C．2CaSO3+O22CaSO4 D．2Mg+CO22MgO+C
【变式3-1】（2024·江苏扬州·中考真题）反应可用于制备。该反应的类型是（ ）
A．化合反应 B．分解反应 C．置换反应 D．复分解反应
【变式3-2】（2024·河南·中考真题）《周礼·考工记》中记载，古人将含碳酸钙的贝壳制成石灰乳，在草木灰(含K2CO3)的水溶液中加石灰乳，生成物能除去丝帛污渍。以上反应中不涉及的基本反应类型是（ ）
A．化合反应 B．分解反应 C．置换反应 D．复分解反应
05化学方程式
【例4】（2023·北京·中考真题）下列关于的说法正确的是（ ）
A．该反应属于置换反应
B．该反应前后分子的个数不变
C．生成的与的分子个数比为
D．参加反应的与生成的的质量比为
【变式4-1】（2024·黑龙江大庆·中考真题）下列化学方程式书写正确的是（ ）
A．氧化铝溶于稀硫酸：Al2O3+2H2SO4=2AlSO4+2H2O
B．铁溶于稀盐酸：2Fe+6HCl=2FeCl3+3H2↑
C．氢气还原氧化铜：CuO+H2=Cu+H2O
D．向硫酸铜溶液中滴加少量氢氧化钠溶液：CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4
【变式4-2】2023·江苏镇江·中考真题）下列指定反应的化学方程式不正确的是（ ）
A．实验室用KClO3制备：2KClO3=2KCl+3O2↑
B．乙炔（C2H2）燃烧形成氧炔焰：2C2H2+5O24CO2+2H2O
C．用石灰石浆吸收烟气中的二氧化硫：CaCO3+SO2+O2=CaSO4+CO2
D．用氨水中和废水中的硫酸得到氮肥：2NH3 H2O+H2SO4=（NH4）2SO4+2H2O
【变式4-3】（2023·黑龙江哈尔滨·中考真题）下列有关叙述对应的化学方程式、所属基本反应类型都正确的是（ ）
A．木炭在氧气中燃烧 化合反应
B．过氧化氢溶液制氧气 分解反应
C．赤铁矿炼铁 氧化反应
D．铜和硝酸银溶液反应 置换反应
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