中考化学真题分类训练13质量守恒定律及其应用

分类训练13质量守恒定律及其应用命题点1质量守恒定律的理解1(2022扬州)将一定量的N2、H2和物质M置于密闭容器中,在特定条件下发生化学反应,反应前后各物质的质量分数如图所示。下列说法不正确的是()A.反应前后原子的数目不变B.参加反应的N2和H2分子个数比为1∶3C.M可能是该反应的催化剂D.反应后H2和NH3质量分数之比为1∶12(2022南宁)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3(2022温州)图甲是一款潜水艇紧急供氧设备的结构示意图,产氧药块主要成分是氯酸钠,需要镁粉氧化放热启动并维持反应进行,快速产生氧气。乙(1)启动时,镁粉(Mg)与氧气反应生成氧化镁(MgO)。其化学方程式为

。

(2)产氧药块反应会产生极少量有毒的氯气,推测图甲中试剂X应具有的性质是

。

(3)氯酸钠受热分解生成氯化钠和氧气。m克氯酸钠分解过程中各物质质量变化如图乙所示,选择a、b、c、d、m中的部分数据,列出它们的等式关系以体现质量守恒定律。

命题点2质量守恒定律的验证1(2022舟山)小舟选用白磷、锥形瓶、气球、天平等药品和器材,探究化学反应中物质质量的变化规律,装置如图。【实验思路】先确认化学反应已经发生,再比较反应物的质量总和和生成物的质量总和是否相等。【实验步骤】Ⅰ.锥形瓶内装入白磷,塞紧瓶塞放在天平托盘上,调节平衡;Ⅱ.取下锥形瓶,将瓶塞上的铁丝在酒精灯上烧红后,接触引燃白磷,并立即塞紧瓶塞;Ⅲ.待反应结束冷却后,将锥形瓶放回天平托盘上,观察 。

【实验结论】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。【交流反思】(1)要确认化学反应已经发生,本实验中观察到的现象是 。

(2)反应结束后。若白磷有剩余,你认为是否仍能得出上述结论,并请说明理由。

。

2(2022连云港)CuSO4是化学实验中常见试剂。(1)验证质量守恒定律。步骤1:在锥形瓶中加入适量的CuSO4溶液,塞好橡胶塞。将几根铁钉用砂纸打磨干净,将盛有CuSO4溶液的锥形瓶和铁钉一起放在托盘天平上称量,记录所称质量为m1。步骤2:将铁钉浸入CuSO4溶液中,塞好橡胶塞。观察实验现象,待反应有明显现象后,将盛有CuSO4溶液和铁钉的锥形瓶一起放在托盘天平上称量,记录所称质量为m2。①用砂纸将铁钉打磨干净的目的是

。

②步骤2中可观察到明显的实验现象是 。

该变化可说明Fe和Cu的金属活动性由强到弱的顺序是 。

③若m1=m2,可证明参加反应的Fe和CuSO4的质量总和等于 。

(2)探究CuSO4溶液对H2O2分解具有催化作用。①若要证明CuSO4溶液对H2O2分解具有催化作用,除需证明CuSO4在反应前后化学性质和质量不发生改变外,还需证明的是 。

②为探究CuSO4在反应前后质量是否发生改变,某同学设计如下实验:向H2O2溶液中滴入10ga%的CuSO4溶液,待反应完全后,向试管中加入足量的BaCl2溶液,产生沉淀,过滤、洗涤、干燥,称量沉淀物为bg。上述实验步骤中若缺少“洗涤、干燥”,则通过沉淀物bg计算出溶液中CuSO4的质量0.1ag。(填“大于”“小于”或“等于”)

(3)将16.0gCuSO4置于坩埚中加热,固体质量与成分随温度变化的曲线如下图所示。①650℃时,CuSO4开始发生分解反应,生成CuO和另一种氧化物X,X的化学式为。

②1000℃时,CuO开始发生分解反应,生成Cu2O和O2。计算图中m的值。(写出计算过程)命题点3质量守恒定律的应用考向1化学式、化学计量数的推断1(2022扬州)北京冬奥会火种灯使用化合物X作燃料,其燃烧反应的化学方程式为X+5O23CO2+4H2O。推断X的化学式是()A.C3H8 B.C3H6 C.C2H6O2 D.C3H8O32(2022东营)为了防止燃气泄漏,常在燃气中加入少量有特殊气味的乙硫醇(C2H5SH),一旦燃气泄漏即可闻到气味。乙硫醇在充足的氧气中燃烧时会生成一种空气污染物,该气体可能为()A.CO B.CO2 C.SO2 D.NO23(2022北京)载人航天器中处理CO2的一种方法为2Li2O2+2CO22X+O2,X的化学式为()A.Li B.Li2O C.Li2CO3 D.LiOH4(2022永州)硅是一种良好的半导体材料。工业上用焦炭还原石英砂(SiO2)可以制得硅,其反应化学方程式为:SiO2+2CSi+2X↑,X的化学式是。

5(2022陕西节选)日常消杀也是必需的防疫措施。二氧化氯(ClO2)是一种常用消毒剂,其制取的一种原理是:Cl2+2NaClO22ClO2+2X,则X的化学式为 。

6(2022抚顺节选)冬奥火种灯燃料是丙烷(C3H8),燃烧的化学方程式为:C3H8+xO24H2O+3CO2,则x的数值为。关闭火种灯的燃料开关,会使火焰熄灭,采用的灭火原理是 。

考向2物质元素组成的判断1(2022怀化)一定条件下,下列物质在密闭容器内充分反应,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()纯净物C2H5OHO2CO2H2OX反应前质量/g4.62.4000反应后质量/g002.22.7待测A.反应后X的质量为2.1gB.X中一定含有碳元素和氧元素C.X中一定含有碳元素和氢元素D.X中两种元素的质量比是6∶12(2021怀化)已知某纯净物2.3g在足量的氧气中充分燃烧后,生成4.4g二氧化碳和2.7g水。下列关于该纯净物组成的说法正确的是()A.只含有碳、氢元素B.一定含有碳、氢、氧三种元素C.一定含有碳、氢元素,可能含有氧元素D.一定含有碳元素,可能含有氢、氧元素3(2021天津)将16g纯净物R在足量氧气中完全燃烧,生成44g二氧化碳和36g水。下列判断正确的是()A.R只含碳、氢元素B.消耗氧气32gC.R含碳、氢、氧三种元素D.R中碳元素的质量分数为70%4(2022郴州)某纯净物A在空气中完全燃烧,配平的化学方程式为A+3O22CO2+3H2O,请回答下列问题:(1)物质A中含有的元素有(填元素符号)。

(2)9.2gA中含有的碳元素的质量是。

考向3数据分析及计算1(2022昆明)将下列四种物质放入密闭容器中充分反应,测得反应前后各物质的质量如下表。下列说法错误的是()物质甲乙丙丁反应前质量/g302050反应后质量/g1416a20A.a=5B.甲和乙为反应物C.丙可能是催化剂D.甲、乙、丁的相对分子质量之比为2∶1∶22(2022随州)在反应X+2Y2Q+R中,1.6gX与足量的Y完全反应,生成4.4gR,则a∶b等于()物质项目XYQR相对分子质量1844参加反应或生成的物质的质量/g1.6ab4.4A.23∶9 B.46∶9 C.32∶9 D.16∶93(2022邵阳)把一定质量的甲、乙、丙、丁四种物质放入密闭容器中,在一定条件下反应一段时间后,测得各物质的质量如下表所示,下列说法正确的是()物质甲乙丙丁反应前的质量/g7102837反应后的质量/g141033xA.x的值是25 B.乙一定是催化剂C.甲和丁都是反应物 D.反应中,甲与丙发生改变的质量比是14∶334(2022衡阳)甲、乙、丙、丁四种物质在一定条件下充分混合,此时各物质的质量分数如图1所示。一段时间后,各物质的质量分数如图2所示。下列说法正确的是()A.丁是反应物 B.x的值为20C.乙是此化学反应的催化剂 D.生成38g甲,需消耗60g丁5(2022常德)一定条件下,密闭容器中发生了某一化学反应,涉及的物质为甲、乙、丙、丁,如图为各物质在反应前和反应后某时刻的质量关系。下列说法不正确的是()A.x的值是31B.甲、丁的相对分子质量之比可能为7∶11C.丁可能为单质D.反应中消耗甲和乙的质量比为7∶46(2022河南)天然气的主要成分是甲烷(CH4)。当氧气不足时,甲烷燃烧会生成CO2、CO和H2O,若16g甲烷燃烧生成CO2和CO的质量比为11∶7,则参加反应的O2的质量为()A.48gB.56gC.64gD.72g7(2022安徽)某同学在学习质量守恒定律时,称取0.6g镁条进行燃烧实验(如图)。(1)计算:镁条完全燃烧生成氧化镁的质量(写出计算过程)。(2)该同学称得反应后固体的质量小于0.6g,原因可能是

。

命题点4微观反应示意图1(2022安徽)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间转化的微观示意图如下。下列说法错误的是()A.催化剂提高了合成效率B.X的化学式为CH2OC.CO2合成X的过程中伴随能量变化D.一定有含氢元素的物质参与合成反应2(2022重庆B卷)化学反应是在微观粒子间进行的。结合下图,下列说法正确的是()A.该反应为化合反应B.该反应过程中原子数目减少C.甲既是氧化物又是化合物D.乙从液态变为气态化学性质改变3(2022江西)2022年4月29日《科技日报》报道“我国科学家实现二氧化碳到葡萄糖和油脂的人工合成”,合成过程中的一个反应微观示意图如下,有关说法正确的是()A.反应前后分子的种类不变B.反应前后共有三种氧化物C.丙物质由8个原子构成D.反应中甲和丁的分子个数比是2∶14(2022广州)载人航天器中利用下图所示的“氧再生系统”处理航天员排出的H2O和CO2。下列说法不正确的是()A.排到舱外的物质是甲烷B.反应器2中消耗“”和生成“”的分子个数比为1∶1C.反应器2中生成“”和“”的质量比为9∶8D.该系统在产生O2的同时降低了舱内CO2的浓度5(2022泰州)抗击新冠肺炎疫情需用多种消毒剂。氯气可用于生产含氯消毒剂,氯气与水反应的微观示意图如下。下列说法正确的是()A.该反应前后元素化合价均没有变化B.反应物和生成物中共有两种氧化物C.参加反应的甲、乙的质量比为71∶18D.丙物质的水溶液能使红色石蕊试纸变蓝6(2022重庆A卷)科学家利用太阳光在新型催化剂表面高效分解水,微观过程如下图。下列说法不正确的是()A.该反应为分解反应B.反应前后分子数目不变C.反应前后元素种类不变D.由该过程可看出化学反应经历了原子重新组合7(2022河北)2021年12月9日,中国空间站“天宫课堂”中航天员介绍,他们所需的部分水是由呼吸产生的二氧化碳通过化学反应生成的,实现了循环利用,如图是该反应的示意图。下列说法正确的是()A.乙和丁中氢元素的化合价相同B.参加反应的甲和乙的分子个数比为1∶3C.丁可电解生成供航天员呼吸的氧气D.参加反应的甲和生成的丙的质量比为1∶18(2022广西北部湾)我国是世界上首个成功试采海域可燃冰的国家。可燃冰主要含有甲烷水合物,具有能量高、燃烧值大等优点,将成为未来新能源。(1)保持甲烷化学性质的最小粒子是。

(2)下图是甲烷在氧气中充分燃烧的微观示意图。①图中虚线方框内物质C的微观模型图是(填数字序号)。

②参加反应的物质A与B的化学计量数之比是。

(3)甲烷与空气的混合气体点燃可能发生爆炸,因此点燃甲烷前,应该先 。

分类训练13质量守恒定律及其应用命题点1质量守恒定律的理解1.D【解析】化学反应前后,原子的种类、数目和质量均不变,A正确;根据题图可写出该反应的化学方程式:N2+3H22NH3,B正确;图中,反应前后M的质量分数不变,故M可能是该反应的催化剂,C正确。由质量守恒定律可计算出反应后NH3的质量分数为17%,则反应后H2和NH3的质量分数之比为14%∶17%=14∶17,D不正确。2.B【解析】化学反应的实质是分子分成原子,原子重新组合成新分子,化学反应前后,分子数目可能发生改变,也可能不变,原子数目不变,B错误。3.(1)2Mg+O22MgO(2)吸收氯气,但不吸收氧气(3)a+d=b+c(或a+d=m、b+c=m)命题点2质量守恒定律的验证1.【实验步骤】天平是否平衡【交流反思】(1)白磷燃烧,产生大量白烟(2)能,剩余白磷未参加反应,反应前后质量不变2.(1)①除去铁钉表面的铁锈②银白色的铁钉表面有红色固体出现(或溶液的颜色发生改变)Fe>Cu③生成的Cu和FeSO4的质量总和(2)①CuSO4溶液能改变H2O2分解速率②大于(3)①SO3②解:4CuO2Cu2O+O2↑3202888.0gmg320288=m=7.2答:图中m的值为7.2。【解析】(1)①铁在空气中与氧气、水作用易生锈,实验时,先用砂纸打磨铁钉的目的是除去铁钉表面的铁锈。②铁是银白色金属,铜是紫红色金属,铁与硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸亚铁,实验中可观察到银白色的铁钉表面有红色固体出现,溶液逐渐由蓝色变成浅绿色。铁可将硫酸铜溶液中的铜置换出来,说明铁的活动性比铜强。③m1=m2可证明铁和硫酸铜溶液反应遵守质量守恒定律,即参加反应的铁和硫酸铜的质量总和等于反应生成的铜和硫酸亚铁的质量总和。(2)①催化剂的特征是“一变二不变”,即反应速率改变,反应前后质量和化学性质不变,因此要证明硫酸铜溶液对过氧化氢分解有催化作用,除证明硫酸铜在反应前后质量和化学性质不变外,还需证明硫酸铜溶液能改变过氧化氢分解的速率。②向过氧化氢溶液中加入硫酸铜溶液,反应完全后,再向该溶液中滴入氯化钡溶液,会发生反应:BaCl2+CuSO4BaSO4↓+CuCl2,若缺少“洗涤、干燥”操作,则硫酸钡表面附着有氯化铜溶液,使得所测沉淀物的质量大于反应生成的硫酸钡的质量,进而会导致计算出的硫酸铜的质量偏大。(3)①650℃时,CuSO4开始发生分解反应,生成CuO和另一种氧化物X,根据质量守恒定律,X中一定含有硫元素,由题图可知,反应生成的氧化铜和X的质量相等,所以X为三氧化硫。②由题图可知,mg是8.0g氧化铜分解生成氧化亚铜的质量,根据题意,1000℃时,CuO开始发生分解反应,生成Cu2O和O2,可知该反应的化学方程式为4CuO2Cu2O+O2↑,利用参加反应的氧化铜的质量,可求出反应生成氧化亚铜的质量。命题点3质量守恒定律的应用考向1化学式、化学计量数的推断1.A【解析】根据质量守恒定律,反应前后原子的种类和数目不变,推出X的化学式是C3H8。2.C【解析】乙硫醇中含有碳元素、氢元素和硫元素,氧气充足时,乙硫醇会发生完全燃烧,产生二氧化碳、水和二氧化硫,不会产生一氧化碳,A不符合题意;二氧化碳不是空气污染物,B不符合题意。二氧化硫属于空气污染物,C符合题意。乙硫醇中不含氮元素,则其燃烧不会产生二氧化氮气体,D不符合题意。3.C【解析】根据质量守恒定律反应前后原子的种类和数目不变,如题,等号左边锂原子、氧原子、碳原子的个数分别是4、8、2,等号右边锂原子、氧原子、碳原子的个数分别是0、2、0,则2X中含有4个锂原子、2个碳原子、6个氧原子,则X中含有2个锂原子、1个碳原子、3个氧原子,故X的化学式是Li2CO3。4.CO5.NaCl【解析】根据反应前后原子种类、数目均不变来推断:氯原子钠原子氧原子反应前424反应后2042X220故X的化学式为NaCl。6.5清除可燃物考向2物质元素组成的判断1.B【解析】化学反应前后物质的总质量不变,设反应后X的质量为m,则有2.4g+4.6g=2.2g+2.7g+m,解得m=2.1g,A正确。C2H5OH和O2在反应后质量减小,是反应物,CO2、H2O和X反应后质量增大,是生成物。化学反应前后元素的质量不变,反应前4.6gC2H5OH中碳元素的质量为4.6g×(2446×100%)=2.4g,反应后2.2gCO2中碳元素的质量为2.2g×(1244×100%)=0.6g,所以X中含有碳元素的质量为2.4g-0.6g=1.8g,同理计算可知,X中不含氧元素,含有氢元素的质量为0.3g,B不正确,C正确。X中碳、氢元素的质量比为2.B【解析】根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类和质量不变,可知该纯净物中一定含有碳、氢元素,其中碳元素的质量为:4.4g×1244×100%=1.2g,氢元素的质量为:2.7g×218根据某物质完全燃烧生成二氧化碳和水,来判断某纯净物元素组成的题目一般有两类:一类是没有数据的,答案是一定含有碳、氢元素,可能含有氧元素;另一类是给出具体的数据的,如本题,对于这样的题目就需要具体计算,根据数据判断是否含有氧元素。本题还可以根据质量守恒定律,先求出消耗氧气的质量,再算出二氧化碳和水中氧元素的质量总和,然后进行比较。若二者相等,则纯净物中只含有碳、氢元素;若质量总和大于消耗氧气的质量,说明纯净物中还含有氧元素。3.A【解析】根据反应前后元素守恒,可求得R中碳元素的质量为44g×1244×100%=12g,氢元素的质量为36g×218×100%=4g,碳元素和氢元素的质量之和等于R的质量,故R中只含有碳、氢两种元素,且碳元素的质量分数是12g16g×100%=75%,A正确,C、D错误;4.(1)C、H、O(2)4.8g【解析】(1)化学反应前后原子的种类和个数不变,分析化学方程式可知,A的化学式为C2H6O,故A中含有碳元素、氢元素和氧元素。(2)9.2gA中含有的碳元素的质量是9.2g×(12×212×2+1×6+16×100%)=4.8g考向3数据分析及计算1.D【解析】由表格信息和质量守恒定律可知,30+20+5+0=14+16+a+20,解得a=5,A说法正确;反应后甲减少了16g,是反应物,乙减少了4g,是反应物,B说法正确;反应后丁增加了20g,是生成物,丙质量不变,可能是催化剂,也可能是杂质,C说法正确;由上述分析可知,参加反应的甲、乙和生成的丁的质量比为16∶4∶20,反应的化学方程式中甲、乙、丁的化学计量数未知,故无法确定它们的相对分子质量之比,D说法错误。2.D【解析】由化学方程式X+2Y2Q+R及表中Q、R的相对分子质量可得(18×2)∶44=bg∶4.4g,解得b=3.6。由质量守恒定律可知,参加反应的物质的总质量等于反应生成的物质的总质量,则有1.6g+ag=3.6g+4.4g,解得a=6.4,则a∶b=6.4∶3.6=16∶9,D正确。3.A【解析】根据质量守恒定律,化学反应前后物质的总质量不变,则有x=37+28+10+7-14-10-33=25,A正确。反应前后乙的质量不变,则乙可能是该反应的催化剂,也可能是与该反应无关的物质,B错误。反应后甲的质量增大,是生成物,丁的质量减小,是反应物,C错误。反应中,甲与丙发生改变的质量比为(14g-7g)∶(33g-28g)=7∶5,D错误。4.A【解析】反应前后,甲、丙两物质的质量分数增大,是生成物;丁物质的质量分数减小,是反应物。反应后乙物质的质量分数为1-19%-30%-41%=10%,则x=10。综上,A正确、B错误。乙的质量分数反应前后不变,可能是该反应的催化剂,也可能没有参与反应,C错误。反应中甲、丁的质量变化之比为(19%-17%)∶(48%-30%)=1∶9,则生成38g甲,需消耗342g丁,D错误。5.C【解析】根据质量守恒定律,化学反应前后物质的总质量不变,故20g+20g+20g+20g=13g+16g+20g+xg,解得x=31,A正确。反应后,甲、乙的质量减小,是反应物,丙的质量不变,可能是催化剂,也可能是不参与反应的杂质,丁的质量增大,是生成物,该反应可简单表示为:甲+乙→丁,为化合反应,则丁一定为化合物,C不正确。参加反应的甲和生成丁的质量比为:(20g-13g)∶(31g-20g)=7∶11,如果甲、丁的化学计量数之比为1∶1,则甲、丁的相对分子质量之比为7∶11,B正确。反应中消耗甲和乙的质量比为(20g-13g)∶(20g-16g)=7∶4,D正确。6.B【解析】16g甲烷中碳元素的质量为16g×(1216×100%)=12g,氢元素的质量为16g×(416×100%)=4g,根据元素质量守恒,反应生成的CO2和CO中碳元素的质量之和为12g,生成的水的质量为4g÷(218×100%)=36g。设CO2和CO的分子个数比为x∶y,则有44x∶28y=11∶7,解得x∶y=1∶1,即两物质中所含碳元素的质量相等,则CO2的质量为6g÷(1244×100%)=22g,CO的质量为6g÷(1228×100%)=14g7.(1)解:设0.6g镁条完全燃烧生成氧化镁的质量为x。2Mg+O22MgO48800.6gx4880=x=1g答:0.6g镁条完全燃烧生成氧化镁的质量为1g。(2)一部分氧化镁以白烟形式逸散到空气中,且质量大于参加反应的氧气质量命题点4微观反应示意图1.B【解析】由微观图示可知X的化学式为CH3COOH,无催化剂时,CO2很难合成CH3COOH,所以催化剂可加快反应速率,提高合成效率,A正确、B错误。由图示可知,反应过程中需要通电,因此可知CO2合成X的过程中伴随能量变化,C正确。化学反应前后,元素种类不变,生成物CH3COOH中含有氢元素,故该反应过程中一定有含氢元素的物质参与反应,D正确。2.C【解析】由题图知该反应的化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O。该反应的生成物是两种,不是化合反应,A错误;根据质量守恒定律,化学反应前后原子的数目不变,B错误;甲是一氧化氮,既是氧化物又是化合物,C正确;由分子构成的物质,分子是保持其化学性质的最小微粒,水由水分子构成,故其从液态变为气态,化学性质不改变,D错误。3.D【解析】根据图示写出各物质的化