5.1 质量守恒定律
质量守恒定律适用于一切化学反应
知识准备:1、什么是质量守恒定律?
。
2、试从宏观和微观上说明,在化学反应中,不变的是什么?一定改变的是什么?可能改变的是什么?
微观 宏观
不
变
改变
可能改变
可运用定律:
3. 解释一些实验事实
2. 推测一些物质的元素组成
1. 进行有关的计算
一、解释一些实验事实
(1)、下列叙述完全符合质量守恒定律的是( )
A、水结成冰前后,质量保持不变
B、2 升氢气与 1 升氧气点燃后,可生成 3 升水
C、蜡烛燃烧时慢慢变短
D、打开盛酒精的瓶盖,酒精质量变小
⑵.下列现象可用质量守恒定律解释的是( )
A、10g 水受热变成 10g 水蒸气 B、湿衣服晒干,质量变小
C、铁在空气中灼烧后,质量增加 D、蜡烛受热熔化,冷却后质量不变
二、推测一些物质的元素组成
1、某物质在纯氧中燃烧后生成 CO2、H2O,该物质中一定含有的元素是
可能含有的元素是
2、某物质加热后生成 CuO、H2O,该物质中含有的元素有
3、、植物进行光合作用可简单表示为 : H2O + CO2 → 淀粉 + O2 , 由此判断:淀粉中一定含有
元素 ,可能含有 元素。
4、、在化学反应 2XY2+Y2=2Z 中 Z 的化学式为( )
A、X2Y3 B、XY3 C、X2Y6 D、 X2Y4
三、进行有关的计算
1、小明在实验中发现一个问题,你能帮他解决吗?
镁带在空气中燃烧后,生成物质量比原来镁带质量大,是否不符合质量守恒定律?
2、24 克镁与 16 克氧气恰好完全反应,则生成氧化镁的质量为____克
3、24.5 克氯酸钾与 5 克二氧化锰混合共热,待完全反应后,冷却称量剩余固体物质 19.9 克,则生成氧气_____
克.
4、根据质量守恒定律可以推知,铝箔在氧气中燃烧后,生成物的质量( )
A、一定等于铝箔的质量 B、—定小于铝箔的质量
C、—定大于铝箔的质量 D、无法确定质量大小
5、在化学反应前后,总数可能改变的粒子是( )
A、质子 B、原子 C、电子 D、分子
拓展延伸
1.化学兴趣小组对某化学反应进行了探究,并将实验测得结果填写在下表中,请你分析并填空:
物质 A B C D
反应前质量
/g
20 12 2 2
反应后质量
/g
0 2 2 待测
(1)该反应的类型是 ;
(2)C 物质可能是该反应的 (填“反应物”、 “生成物”或“催化剂”)。
(3)反应后 D 物质的质量是 g
2、在一定条件下,在一个密闭容器内发生某反应,测得反应过程中各物质的质如下表所示,下列说法错误
的是( )
物质 a b c d
反应前质量(g) 10 10 10 2
反应后质量(g) 待测 2 21 2
A.该反应是化合反应,d 可能是催化剂
B.a、b 两种物质中元素种类一定与 c 物质中元素种类相同
C.b 物质可能是单质
D.反应后 a 物质的质量为 3g
5.2 化学反应的表示
一、单选题
1.从 2H2+O2 2H2O 中获取的信息错误的是()
A.在反应前后,元素的种类没有变化
B.在常温下氢气与氧气混合就可以发生反应
C.4g 氢气和 32g 氧气完全反应,可以生成 36g 水
D.在反应前后,氢原子和氧原子的数目都没有改变
2.工业上利用下列反应制取金属 Hg:4HgS+4CaO=4Hg+3X+CaSO4。该反应中 X 的化学式为
A.CaS B.SO2 C.SO3 D.CaSO3
3.下列化学方程式书写正确的是( )
A. 2 2 54P+5O 2P O
点燃
B.3Fe+2O2
加热
Fe2O3
C.Mg+O2
加热
MgO2 D.H2O
通电
H2↑+O2↑
4.下列化学反应方程式书写正确的是
A.铜和硝酸银溶液反应: 3 3Cu AgNO CuNO Ag
B.铝和稀硫酸反应: 2 4 4 2Al H SO AlSO H
C.碳在氧气中不充分燃烧: 22C+O 2CO
点燃
D.硫酸和氢氧化钾反应: 2 4 2 4 2H SO 2KOH K SO H O
5.化学方程式配平后,有时不需要在等号上方注明反应条件,这表明( )
A.此化学方程式不完整 B.此反应在通常状况下可以发生
C.此反应不能发生 D.此反应方程式不符合质量守恒定律
6.火药是我国的四大发明之一。已知某配方火药燃烧的化学方程式为 S+2KNO3+3C点燃 K2S+N2↑+3X↑,
则 X 的化学式为( )
A.CO B.NO C.CO2 D.SO2
7.下图是某些物质间发生化学反应的微观示意图,用 和 分别表示两种元素的原子。下列化学方
程式符合图示反应关系的是
A.2CO+O2
点燃
2CO2 B.N2+3H2
高温、高压
催化剂 2NH3
C.C +O2
点燃
CO2 D.2Mg +O2
点燃
2MgO
8.根据化学方程式 2NaHCO3
Δ
Na2CO3+CO2↑+X 获取的信息不正确的是( )
A.X 的化学式为 H2 B.NaHCO3 受热易分解
C.该反应的发生需要加热 D.加热时试管口要略向下倾斜
9.化学方程式 a C2H2+ b O2
点燃
c H2O+d CO2 配平后 a、b、c、d 之和为()
A.15 B.14 C.13 D.10
10.2019 年中国北斗开始为全球提供导航服务。发射北斗卫星的运载火箭在工作中发生的反应为:
C2H8N2+2X=3N2+4H2O+2CO2,其中 X 的化学式是
A.N2O4 B.NO C.N2O3 D.N2O5
11.煤气中加入有特殊气味的乙硫醇可提示煤气是否泄漏。乙硫醇(用 X 表示)燃烧时发生的反应为:
2 2 2 2
2X+9O 4CO +2SO +6H O
点燃
,则 X 是( )
A.C4H12S2 B.C2H6S C.C2H6O2 D.C2H6
12.一种作为绿色能源的物质 M,其燃烧的化学方程式为: 2M+3O 2 22CO +3H O
点燃
,则该化合物是( )
A.由二氧化碳和水组成 B.由碳、氢两种元素组成
C.由碳、氢、氧三个元素组成 D.化学式为: 2 5C H OH
13.如图是某化学反应的微观模型示意图,据此分析正确的是( )
A.反应前后分子种类、原子种类均没有改变B.反应物和生成物均为氧化物
C.反应前后各元素的化合价均没有变化 D.生成物中丙和丁分子个数比为 2:1
14.通常情祝下,铜和稀硫酸不反应。但是把一小块铜片放入适量稀硫酸中,同时加入 X 再加热,可以发生如
下反应: 2 4 4 2
Δ2Cu+2H SO +X 2CuSO +2H O稀 。下列说法正确的是( )
A.该反应不遵守质量守恒定律 B.反应后溶液会由蓝色变为无色
C.反应后溶液的质量减少 D.反应物 X 的化学式是 2O
15.一定条件下,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。下列关于以上反
应的说法中,正确的是( )
A.X 的值为 44
B.W 由碳、氢两种元素组成
C.该反应属于置换反应
D.反应中生成二氧化碳和水质量比为 13:8
16. 高纯度的单晶硅是制做电子集成电路的基础材料。工业上制备高纯硅的化学反应原理为:
①SiO2+2C
高温
Si +2CO↑、②Si+3HCl
250℃
HSiCl3+H2、③HSiCl3+H2
高温
Si+3X,反应①制得粗硅,通
过反应②③进一步得到高纯硅;三氯硅烷(HSiCl3)的沸点是 31.8℃。下列有关说法不正确的是
A.反应③中 X 的化学式为 HCl
B.三氯硅烷由氢、硅、氯三种元素组成
C.三氯硅烷中硅、氯元素的质量比为 1∶3
D.反应②③实现了硅元素的富集,将粗硅转化为高纯硅
17.科学研究表明,氨气在常压下就可液化为液氨,液氨可用作汽车的清洁燃料,其燃烧时的主要反应为
4NH3+3O2
点燃
2X+6H2O.下列说法中不正确的是( )
A.氨气在常压下液化是物理变化 B.X 的化学式为 2N
C.液氨具有可燃性属于化学性质 D.反应前后三种元素化合价都发生变化
18.下列关于 S+O2
点燃
SO2 的理解正确的是( )
A.表示硫与氧气在点燃条件下反应生成二氧化硫
B.参加反应的硫与氧气的质量比是 2:1
C.反应前后硫原子、氧分子的个数均不变
D.参加反应的氧气与生成的二氧化硫的分子个数比为 2:1
19.对于化学方程式 C+O2 CO2 的正确读法是
A.碳加氧分子,在点燃条件下,等于一个二氧化碳分子
B.碳跟氧气,在点燃条件下,化合成一个二氧化碳分子
C.碳原子和氧原子,结合成一个二氧化碳分子
D.碳和氧气在点燃的条件下反应生成二氧化碳
20.在 CO、CO2 的混合气体中,氧元素的质量分数为 64%,将该混合气体 10 克通过灼热的氧化铜,充分
反应后,将气体再全部通过足量的澄清石灰水,过滤,得到白色沉淀的质量是( )
A.40g B.30g C.10g D.5g
二、综合题
21.如图是某化学反应的微观模拟图,根据图示回答下列问题。
(1)根据质量守恒定律将 C 图中相关粒子的图形补充完整________。
(2)A 到 C 的过程中发生改变的粒子是________(填符号)。
(3)该变化过程中的最小粒子是________(填符号)。
(4)该反应的化学方程式为________。
22.硫化氢(H2S)在化学研究和化工生产中有着广泛应用。请阅读下列资料,并结合你学过的知识,回答问
题:
资料一:硫化氢是一种无色、有臭鸡蛋气味的气体,密度比空气大,能溶于水,其水溶液称为氢硫酸,与
稀盐酸具有相似的化学性质。硫化氢在密闭容器中受热分解,生成硫和氢气。
资料二:常温常压下,将硫化氢与氧气混合点燃,当气体体积比不同时,产物不同。当硫化氢与氧气按 2∶3
的体积比混合点燃,恰好完全反应生成二氧化硫和水。(已知:在温度和压强相同的情况下,气体的体积和
气体的分子个数成正比)
(1)由资料一可知硫化氢的化学性质是________(答一点即可)。
(2)请从微观角度解释氢硫酸与稀盐酸具有相似化学性质的原因________。
(3)写出资料二中反应的化学方程式:________。
23.华为公司作为我国高科技的代表,一直致力于核心技术的开发。2019 年,华为公司推出了 5G 商用芯片。
制造芯片需要用到高纯硅,工业上利用二氧化硅制备高纯硅的工艺流程如下图:
(1)写出 CO 的任意一点物理性质________。
(2)写出反应③的化学方程式________。该反应属于________(填基本反应类型)反应。
(3)玻璃的主要成分是二氧化硅,二氧化硅属于________(填“金属氧化物”或“非金属氧化物”)。二氧化硅
(SiO2)与氢氧化钠溶液反应类似于二氧化碳与氢氧化钠溶液的反应。请写出二氧化硅与氢氧化钠溶液反应
的化学方程式________。
(4)整个制备过程必须在无水、无氧气的环境中进行,原因是________。
24.根据已有研究成果表明:全世界每年向大气中排放二氧化碳 340 亿吨以上,其中海洋生态系统吸收约 20
亿吨,陆地生态系统吸收约 7 亿吨,而人工利用量不足 10 亿吨。在此背景下,实现二氧化碳减排已成为行
业共识。国际能源署(IEA)曾表示,要实现升温不超过 2℃的目标,碳捕获和利用(CCUS)技术需要在
2015-2020 年贡献全球碳减排总量的 13%。图 1 是报道的主要 CCUS 技术的示意图,包括 CO2 捕获、储存、
利用(直接使用)和转化为化学品或燃料。
中国科学家提出,利用我国丰富的镁矿资源将 CO2 吸收转变成重要的化工原料碳酸镁,生产示意图如下:
国内外利用 CO2 跟氢气在特殊催化剂作用下合成甲醇(CH3OH),同时生成水。
该反应已经在工厂规模化生产,实现减排同时又合成重要化工原料。
请回答下列问题:
(1)“IEA”的中文含义是________。人类活动排放 CO2 的主要途径有农场、工业________(回答一种即可)
(2)为控制空气中 CO2 的含量,以下建议不可行的是___________(填字母序号)
A.开发新能源
B.禁止使用化石燃料
C.大力植树造林
D.发展公共交通
E.以 CO2 等为原料,生产碳酸镁、甲醇等产品
(3)写出图 2 中“CO2 矿化”的化学方程式________。
(4)利用 CO2 合成甲醇(CH3OH)的化学方程式________。
参考答案
1.B2.A3.A4.C5.B6.C7.A8.A9.C10.A11.B12.D13.D14.D15.B16.C17.D18.A19.D20.B
21.【答案】 (1)
(2)H2、O2
(3)H、O
(4)2H2+O2 2H2O
【解析】(1)根据题给信息,该反应是:2H2+O2 2H2O,参加反应的氢分子与氧分子的个数比为 2:1,
所以 C 图中有生成的两个水分子和剩余的一个氢分子。
(2)发生化学变化时,分子分解为原子,原子重新结合为新的分子,所以 A 到 C 的过程中发生改变的粒
子是氢分子、氧分子,化学符号为 H2、O2。
(3)原子是化学变化中的最小粒子,该变化过程中的最小粒子是氢原子、氧原子,化学符号为 H、O。
(4)该反应的化学方程式为:2H2+O2 2H2O
22.【答案】 (1)受热易分解
(2)溶液中都含有氢离子
(3)
【解析】(1)化学性质是物质在化学变化中表现出来的性质。根据资料一中的描述,硫化氢在密闭容器中
受热分解,生成硫和氢气,在此变化中表现出硫化氢具有的化学性质是:受热易分解。
(2)酸是解离时生成的阳离子全部是氢离子的化合物,酸具有通性的原因就是溶液中都含有氢离子。故
氢硫酸和稀盐酸具有相似化学性质的原因是:溶液中都含有氢离子。
(3)根据资料二,当硫化氢与氧气按 2∶3 的体积比混合点燃,恰好完全反应生成二氧化硫和水,化学方
程式为: 。
23.【答案】 (1)无色(“无味”或“气体”或“密度比空气略小”或“难溶于水”)
(2) ;置换
(3)非金属氧化物;
(4)水和氧气都能与反应过程中的一些物质发生反应
【解析】(1)CO 是一种在常温下无色无味的气体,且密度比空气略小,难溶于水。故答案为:无色(“无
味”或“气体”或“密度比空气略小”或“难溶于水”);
(2)通过图示可知,反应③是氢气在高温下还原四氯化硅,反应生成了硅单质和氯化氢。该反应是一种
单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物,属于置换反应。故答案为:
、置换 ;
(3)二氧化硅由硅、氧两种元素组成,且硅元素属于非金属元素,所以二氧化硅是一种非金属氧化物。
由于二氧化硅和氢氧化钠的反应与二氧化碳和氢氧化钠反应类似,则可以推测出二氧化硅和氢氧化钠反应
生成硅酸钠和水。故答案为:非金属氧化物、 ;
(4)通过图示可知,一氧化碳、氢气可以和氧气在点燃的条件下反应,氯气在常温下可以和水反应生成
盐酸和次氯酸。所以为了防止物质被浪费,所以应该在无水、无氧的环境中进行。故答案为:水和氧气都
能与反应过程中的一些物质发生反应。
24.【答案】 (1)国际能源署;车辆(或发电等)
(2)B
(3)
(4)
【解析】(1)从文章中知道“IEA”的中文含义是国际能源署;从图 1 主要 CCUS 技术的示意图,二氧化碳来
源部分知道,人类活动排放 CO2 的主要途径有农场、工业、车辆或发电等;(2)A、开发新能源,减少二氧
化碳的排放,不正确;
B、禁止使用化石燃料,不可行,虽然使用化石燃料能够产生大量的温室气体--二氧化碳,但是在当前条件
下禁止使用化石燃料是不现实的,因为当前开发利用的新能源较少,不能满足人们的能量需求,所以当前
仍然以化石燃料为主要能源,正确;
C、大力植树造林,增大对二氧化碳的吸收,减少二氧化碳的排放,不正确;
D、发展公共交通,减少私家车的出行,就减少了燃油消耗,减少了二氧化碳的排放,不正确;E、以 CO2
等为原料,生产碳酸镁、甲醇等产品,消耗了二氧化碳,减少二氧化碳的排放,不正确。
故答案为:B。(3)写出图 2 中“CO2 矿化”的反应物是氢氧化镁和二氧化碳,生成物是碳酸氢镁,所以反应
的化学方程式是; ;(4)利用 CO2 合成甲醇(CH3OH)的反应是 CO2 跟氢气
在特殊催化剂作用下合成甲醇(CH3OH),同时生成水,其化学方程式为 。
5.3 化学反应中的有关计算
一、单选题
1.在化学反应 A+2B=2C+D 中,若 1.2gA 与一定量的 B 恰好完全反应,生成 3.2gC 和 4.4gD,则参加反应
的 B 的质量为
A.10.4g B.6.4g C.3.6g D.12.8g
2.现将 10 克 A 和足量的 B 混合加热,A 和 B 发生化学反应,10 克 A 完全反应后生成 8 克 C 和 4 克 D,则
参加反应的 A 与 B 的质量比是
A.2:1 B.3:1 C.4:1 D.5:1
3.金属铝的冶炼要用到冰晶石,制备冰晶石的化学方程式为(冰晶石的化学式是 Na3AlF6):12 HF
+3Na2CO3+2Al(OH)3 = 2Na3AlF6+3CO2+XH2O,则 X 为
A.6 B.7 C.8 D.9
4.将 X 克的氯酸钾和 Y 克的二氧化锰的混合物加热至完全反应,可得到 Z 克的氯化钾。根据质量守恒定
律,该反应得到的氧气质量为
A.X-Y B.X+Y-Z C.X-Z D.X+Y+Z
5.点燃一条质量为 N 的镁带,燃烧后将生成物和未燃烧的部分收集起来。其质量为 M,则 N 与 M 的大小
关系是()
A.N=M B.NM D.无法判断
6.一定条件下,下列物质在密闭容器中反应一段时间后,测得反应前后各物质的质量如下表。根据表中信
息判断,下列说法中不正确的是
物质 X Y Z W
反应前质量(g) 10.0 2.2 16.2 0.9
反应后质量(g) a 4.4 8.1 1.8
A.X、Z 是反应物,Y、W 是生成物 B.a=15.0
C.Z 为化合物 D.反应中 Y、W 两物质变化质量比为 22∶9
7.下列叙述不符合质量守恒定律的是
A.在空气中加热 6.4g 铜,生成氧化铜的质量为 8g
B.取 20 克石灰石于烧杯中再向其中加入 50 克稀盐酸恰好完全反应,反应后烧杯中物质总质量为 66.7
克
C.1g 氢气与 1g 氧气恰好反应可生成 2g 水
D.32g 硫与 32g 氧气恰好反应可生成 64g 二氧化硫
8.2A2+5B═C2+6D 反应中,已知 34 克 A2 与 80 克 B 恰好完全反应生成 54 克 D.若已知 C 的相对
原子质量 30,则 A2 的相对分子质量为( )
A.68 B.34 C.17 D.51
9.下图表示三种物质在密闭容器中反应前后质量比例的变化,下列说法正确的是( )
A.该反应中 CaO 起催化作用 B.该反应中 2CO 是反应物
C.该反应是化合反应 D.该反应是分解反应
10.点燃 a 克氢气与 b 克氧气的混合气体,生成水的质量( )
A.大于( )克 B.等于( )克
C.小于或等于( )克 D.无法确定
11.化学是以实验为基础的学科,当您走进化学实验室时,会发现有些药品装在棕色瓶中这是因为这些药
品见光,在紫外线作用下容易分解,您预测硝酸银见光分解不可能得到的产物是( )
A.N2 B.NO C.NO2 D.NH 3
12.丙酮(CH3COCH3)、丙烷(C3H8)在足量氧气中充分燃烧都生成水和二氧化碳。取相同分子数的丙酮、
丙烷分别与足量氧气充分燃烧,氧气消耗量和水生成量之间的关系正确的是()
A.氧气消耗量:丙酮丙烷
13.在化学反应 A+2B=AB2 中,A 与 B 反应的质量关系如下图所示,现将 10gA 和 9gB 充分反应,则生成
AB2 的质量是
A.20g B.19g C.18g D.17g
14.铜锈的主要成分是碱式碳酸铜。碱式碳酸铜受热分解的化学方程式为:Cu2(OH)2CO3
Δ
2CuO+X+CO2↑。
下列说法正确的是( )
A.反应前后固体物质中铜元素的质量分数不变
B.碱式碳酸铜中铜原子和氧原子的质量比为 8:5
C.X 是相对分子质量最小的氧化物
D.加热 Cu2(OH)2CO3 的实验装置和实验室用双氧水制取 O2 的发生装置相同
15.一个化学反应中若有元素化合价升高,同时必有元素化合价降低。已知在一定条件下反应:NH3+O2→X
(气体)+H2O 可以发生。据此判断下列说法中不正确的是( )
A.气体 X 中的元素不参与化合价的升降
B.X 若为单质,应为 N2
C.X 为 NO 时,反应中 NH3 和 O2 的化学计量数之比为 4:5
D.气体 X 中一定含有氮元素
二、综合题
16.一定条件下,甲、乙、丙、丁四种物质在一密闭容器中充分反应,测得反应前后各物质的质量如下表:
物质 甲 乙 丙 丁
反应前质量(g) 1 30 17 2
反应后质量(g) M 31 0 18
反应后甲的质量为____________该反应属于________(填“化合反应”或“分解反应”)。该反应中一定是化合
物是___________(选填“甲、乙、丙、丁”)。
17.某物质 A 在氧气中充分燃烧后,只生成二氧化碳和水,为确定 A 的组成,某同学进行了如下探究。
﹝猜想﹞猜想一:A 中只含有 C、H 两种元素。猜想二:A 中只含有 C、H、O 三种元素。
注意:浓硫酸可以完全吸收水分,碱石灰可以完全吸收二氧化碳气体。
﹝结论﹞猜想________正确(选填“一”或“二”)
﹝反思﹞物质 A 中所含元素的质量比为_______________(写清各元素的先后顺序)
18.实验室制氧气的方法之一是用过氧化氢溶液的分解反应:2H2O2
2 MnO
O2↑+2H2O,试求反应物和生成
物之间的质量比.
参考答案
1.B2.D3.D4.C5.B6.A7.C8.C9.D10.C11.D12.A13.C14.C15.A
16.1g 分解反应 丙 17.二 m(C):m(H):m(O)=12:3:
16
18.过氧化氢、氧气和水的质量比为 17:9:8