内容正文:
1.3化学反应中物质质量的关系(第1课时 质量守恒定律)
同步练习
1.化学反应前后,以下各项一定不会发生变化的是( )
①原子种类
②元素种类
③分子种类
④物质种类
A.①② B.①③ C.②③ D.②④
2.关于生活中的质量守恒定律观点正确的是( )
A.水结冰体积变大,质量不变,符合质量守恒定律
B.5g蔗糖溶于95g水中,总质量为100g,符合质量守恒定律
C.二氧化碳气体变成“干冰”后质量保持不变,符合质量守恒定律
D.镁条在氧气中燃烧,生成物的质量比镁条的质量大,符合质量守恒定律
3.下列实验方法能用于验证质量守恒定律的是 ( )
A. B.C. D.
4.下列关于“不一定”的说法中,错误的是 ( )
A.由同种元素组成的物质不一定是单质
B.质子数相同的粒子不一定属于同种元素
C.在同种物质中的同种元素,其化合价不一定相同
D.化学变化前后,原子的种类不一定相同
5.以CO2和H2为原料合成C2H4是综合利用二氧化碳、实现“碳中和”的研究热点。相关反应的微观示意图如下所示。关于该反应,下列说法正确的是 ( )
A.反应前后分子个数不变
B.反应前后元素的化合价都不变
C.参加反成的甲和乙的质量比为11:1
D.生成丙和丁的分子个数比为1:4
6.神舟十五号载人飞船发射圆满成功。火箭助推器使用偏二甲肼(C2H8N2)和四氧化二氮(N2O4)作为推进剂,燃烧时发生反应的微观示意图如图。参加反应的 和 分子个数比是( )
A.3:1 B.1:3 C.2:1 D.1:2
7.在一个密闭容器中放入X、Y、Z、W四种物质,在一定条件下发生化学反应,一段时间后,测得有关数据如下表。下列关于此反应的认识,在确的是( )
物质
X
Y
Z
W
反应前的质量/g
20
m
16
14
反应后的质量/g
4
6
60
50
A.参加反应的X与Y的质量比是1;3
B.m的数值为64
C.反应中Z、W的质量变化之比为6:5
D.若继续反应,最终容器内只剩下X、Z、W三种物质
8.微观示意图可形象地表示微粒发生的变化,如图是NH3在纯氧中燃烧的微观示意图,据图回答问题。
(1)由示意图可知,反应的NH3和O2的分子个数比是 ,反应前后,原子个数 (填“变化”或“不变”)。
(2)下列说法正确的有 (填字母,多选)。
A.该反应中分子发生了改变 B.该反应中原子可以再分
C.在该反应中分子是保持物质化学性质的最小微粒 D.该反应中的生成物全部是化合物
9.在一密闭容器内有4种物质A、B、C、D,它们在一定条件下发生化学反应,其中A、B、C的微观示意图和反应前后各物质的质量如下表所示。
物质
A
B
C
D
微观示意图
反应前质量/g
100
1
1
46
反应后质量/g
4
89
55
X
(1)A,B,C中属于氧化物的是 (填写字母)。
(2)X的值为 。
(3)该反应的生成物是 (写物质名称)。
(4)该反应中B和C的分子个数比为 。
10.某化学学习小组用如图所示实验验证质量守恒定律。下列说法错误的是( )
A.做甲实验时,若取用红磷的量不足,对实验结果没有影响
B.乙实验中最后天平不平衡,此现象能用质量守恒定律解释
C.丙实验的反应在敞口容器中进行仍成功验证了质量守恒定律,原因是该反应不消耗气体也不产生气体
D.进行丁实验时,如果在燃着的镁条上方罩上玻璃罩,使生成物全部收集起来称量,理论上生成物的质量等于参加反应的镁条的质量
11.在密闭容器中有甲、乙、丙、丁四种物质,在一定条件下反应,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.丙是单质
B.丁一定是该反应的催化剂
C.若消耗6g的乙,则生成34g的丙
D.甲、乙的质量之和一定等于生成丙的质量
12.一定条件下,在一密闭容器内发生某化学反应,并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.x的值为9
B.该反应中氧气与水的质量变化之比为6:5
C.W由碳、氢两种元素组成
D.W中碳、氢元素质量比为3:1
13.在一个密闭容器中放入X、Y、Z、Q四种物质,在一定条件下发生化学反应,一段时间后,测得有关数据如表,则下列关于反应的认识,正确的是( )
物质
x
Y
Z
Q
反应前质量(g)
20
2
1
37
反应后质量(g)
待测a
32
待测b
12
A.a的取值范围: 0≤a≤16
B.该反应类型一定属于化合反应
C.当a=15时,物质Z在反应中起催化作用
D.当b=1时,反应中X、Q的相对分子质量比为1:5
14.小科同学利用如图装置,进行相关实验.请回答:
(1)实验过程中,可观察到气球体积变化情况是 。
(2)实验结束后,天平仍能保持平衡,请你从微观的角度解释 。
(3)图中,锥形瓶中固态物质的质量m随时间t的变化关系正确的是 。
A、 B、 C、 D、
15.小蕾选用白磷、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。
(1)【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.反应结束后,将锥形瓶放回天平托盘上,观察 。
(2)【实验结论】参加化学反应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】要确认化学反应已经发生,本实验中观察到的现象是 。
(3)实验装置中,若没有气球,橡皮塞可能会弹出,当有气球时,会因为气球膨胀所受 增大而影响实验结果。因此,在实验步骤Ⅲ中,反应结束后,要待锥形瓶 后,才能放回天平托盘上称量。
16.如图是小金在进行研究性学习课题《化学反应中质量守恒的研究》的过程。
【提出问题】
氧化汞(HgO)加热时,会生成汞和氧气(常温常压下,氧气密度为ρ氧)。反应结束后,所生成的汞和氧气的质量总和与参加反应的氧化汞的质量是否相等呢?
【资料信息】
信息一:氧化汞反应的化学方程式:。
信息二:测量气体体积需要在标准大气压下测量才是准确数值。
【实验设计及过程】
检查装置的气密性后,在试管中加入适量的药品,测得反应装置、滤毒器与物质总质量为m1。待反应完全后,再测量反应装置、滤毒器与剩余物质总质量为m2,并测出产生气体体积记为V。
(1)实验时,小金在量筒中加入一些煤油的目的是 。
(2)固体HgO加热时,为什么试管口略向上倾斜,请说明理由: 。
(3)若本实验能正确反应化学变化中的质量守恒关系,则上述测量结果存在的关系式是 。
【实验分析】小金根据数据计算发现质量并不守恒,其原因可能是 。
A.试管中氧化汞没有完全分解
B.导管口连续且均匀冒气泡时开始收集气体
C.未调节量筒内外液面相平就读数
1.3化学反应中物质质量的关系(第1课时 质量守恒定律)
同步练习 参考答案
1.【答案】A
【解析】【分析】根据化学变化时,分子种类、物质种类一定改变,原子种类、元素种类一定不变分析。
【解答】①化学反应的实质是分子分成原子,原子再重新组合成新的分子,在化学反应前后,原子种类不变;②由质量守恒定律可知,在化学反应前后,原子的种类不变,则元素种类也没有改变;③化学反应有新物质生成,分子的种类一定发生了变化;④化学反应有新物质生成,物质的种类一定发生了变化。
故选A。
2.【答案】D
【解析】【分析】 根据质量守恒定律是物质在发生化学变化中表现出来的一种规律,适用于化学变化;物质发生物理变化,则不适用于质量守恒定律来解释,进行分析判断。
【解答】 A.水结冰,只是状态发生改变,属于物理变化,不能用质量守恒定律解释,故A错误;
B.5g蔗糖溶于95g水中,总质量为100g,属于物理变化,不能用质量守恒定律解释,故B错误;
C.二氧化碳气体变成“干冰”,只是状态发生改变,没有新物质生成,属于物理变化,不能用质量守恒定律解释,故C错误;
D.镁条在氧气中燃烧,遵守质量守恒定律,参加反应的镁与氧气的质量和等于生成氧化镁的质量,所以生成物的质量比原来镁条的质量大,故D正确。
故选D。
3.【答案】C
【解析】【分析】有气体参与的反应,在验证质量守恒定律时,要在密闭容器内进行反应。
【解答】A、在空气中点燃镁条,镁转化为氧化镁,质量将变大,不能用于验证质量守恒定律,故A错误;
B、蜡烛燃烧消耗氧气,产生的物质释放到空气中,不能用于验证质量守恒定律,故B错误;
C、氢氧化钠和硫酸铜会发生化学反应,反应前后质量不变,可以用于验证质量守恒定律,故C正确;
D、稀盐酸与碳酸钠反应产生二氧化碳气体,气体会逸出,会导致质量减小,不能用于验证质量守恒定律,故D错误。
故答案为:C。
4.【答案】D
【解析】【分析】(1)单质:由同种元素组成的纯净物叫单质,同种元素组成的物质可能是混合物,不一定是单质。
(2)元素:具有相同质子数(即核电荷数)的一类原子的总称,但质子数相同的粒子不一定是同种元素,粒子可以是原子、分子、离子等。
(3)化合价:在同种物质中同种元素化合价可能不同。
(4)化学变化:化学变化的本质是分子破裂、原子重新组合,原子是化学变化中的最小粒子,化学变化前后原子种类、数目、质量都不变。
【解答】
A、由同种元素组成的物质可能是混合物,如氧气和臭氧组成的混合物,只含氧元素,但不是单质,故正确。
B、质子数相同的粒子不一定属于同种元素,如水分子质子数为10,氖原子质子数为10,但它们不是同种元素,故正确。
C、在同种物质中的同种元素,其化合价不一定相同 ,故正确。
D、根据质量守恒定律,化学变化前后,原子的种类一定相同,故错误。
故答案为:D。
5.【答案】C
【解析】【分析】根据图示反应物和生成物以及反应前后原子的个数和种类不变配平方程式,再判断元素化合价的变化和分子个数比等。
【解答】A、该反应的方程式为,可知反应后分子的个数减小,故A错误;
B、反应物中氢气中氢元素的化合价为0价,生成物中氢元素的化合价为+1价,故B错误;
C、由A可知,甲和乙的个数比为1:4,质量比为,故C正确;
D、由A可知,丙和丁的个数比为1:2,故D错误。
故答案为:C。
6.【答案】D
【解析】【分析】偏二甲肼(C2H8N2)和四氧化二氮(N2O4)作为推进剂,燃烧时发生的反应的化学方程式为。
【解答】偏二甲肼(C2H8N2)和四氧化二氮(N2O4)作为推进剂,燃烧时生成氮气、二氧化碳和水,反应的化学方程式为:;参加反应的和分子个数比为 1:2,故D正确,ABC错误。
故答案为:D。
7.【答案】D
【解析】【分析】根据质量守恒定律可知,反应前后物质的总质量不变,据此可计算m的值,从而确定X和Y的质量比。
【解答】B、反应前后物质的总质量不变,可知m=4+6+60+50-20-16-14=70,故B错误;
A、参加反应的X与Y的质量比是(20-4):(70-6)=1:4,故A错误;
C、反应中Z、W的质量变化之比为(60-16):(50-14)=11:9,故C错误;
D、由A可知,X与Y的质量比为1:4,可知剩余的6克Y可以消耗1.5克的X,所以继续反应,容器内只剩
余X、Z、Y三种物质,故D正确。
故答案为:D。
8.【答案】(1)4:3;不变
(2)A;C
【解析】【解答】
(1)反应前,NH3分子的数目是4,O2的数目是3,反应后两者的分子数目均为0,故参加反应的NH3和O2的分子个数比是4:3。根据质量守恒定律可知,在化学反应前后,原子的种类、数量、质量均保持不变,故答案为:不变。
(2)反应前分子是 NH3和O2,反应后分子是N2和H2O,可见,在该化学反应中,分子发生了改变,分子是保持物质化学性质的最小微粒,A、C正确。根据质量守恒定律可知,在化学反应前后,原子的种类、数量、质量均保持不变,故B错误。该反应的生成物N2是单质,故D错误。
【分析】
(1)该反应的化学方程式为,化学反应质量守恒定律,微观上在化学反应前后,原子的种类、数量、质量均保持不变,宏观上化学反应前后元素的种类和质量保持不变。原子是化学变化中的最小微粒。
(2)单质是由一种元素组成的纯净物,化合物是由两种或两种以上元素组成的化合物。
9.【答案】(1)BC
(2)0
(3)水、二氧化碳
(4)2:3
【解析】【分析】(1)根据氧化物是由氧元素和另一种元素组成的化合物分析;
(2)根据化学反应前后物质质量总和相等分析;
(3)根据微观粒子构成书写化学式分析;
(4)根据反应前后物质质量变化及各物质相对分子质量计算分子个数比分析。
【解答】(1)A为单质,B和C都是氧元素与另一种元素组成的化合物,为氧化物。
(2)由前后物质质量总和相等可知,X=100+1+1+46-4-89-55=0。
(3)反应后质量增加的为生成物,该反应的生成物为水、二氧化碳。
(4) 该反应中B和C的分子个数比为。
故答案为:(1)BC;(2)0;(3) 水、二氧化碳 ;(4)2:3.
10.【答案】D
【解析】【分析】化学反应遵循质量守恒定律,即参加反应的物质的质量之和,等于反应后生成的物质的质量之和,是因为化学反应前后,元素的种类不变,原子的种类、总个数不变。
【解答】A、做甲实验时,若取用红磷的量不足,对实验的结果没有影响,因为无论红磷是否完全反应,装置内外的物质灭火交换,天平都保持平衡,选项正确;
B、乙实验中,石灰石和稀盐酸反应生成二氧化碳气体,产生的气体逸散到空气中,反应后剩余物质的质量减小,所以最后天平不平衡,但反应属于化学变化,仍能够用质量守恒定律解释,选项正确;
C、硫酸铜和氢氧化钠反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠,此反应不消耗气体也不生成气体,所以能验证质量守恒定律,选项正确;
D、如果在燃着的镁条上方罩上玻璃罩,使生成物全部收集起来称量,由于镁条与氧气结合产生氧化镁质量增加,则生成物质量大于参加反应的镁条的质量,选项错误。
故答案为:D。
11.【答案】C
【解析】【分析】(1)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 。
(2)物质在化学反应中的变化:反应后质量分数增加的物质是生成物,质量分数减少的物质是反应物,质量分数不变的物质可能是催化剂或与反应无关的物质 。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减少了70%-42%=28%,故甲是反应物;反应后乙的质量分数为1-42%-40%-10%=8%,可以确定乙的质量分数减少了14%-8%=6%,故乙是反应物;反应前丙的质量分数为1-70%-14%-10%=6%,丙的质量分数增加了40%-6%=34%,丙是生成物;丁的质量分数不变,可能作该反应的催化剂,也可能没有参加反应。
(3)单质的概念:由同种元素组成的纯净物 。
(4)催化剂的概念:能改变化学反应速率,而自身的质量和化学性质在反应前后不变的物质 。
【解答】A、由上述分析,该反应的反应物为甲和乙,生成物是丙,符合“多变一”的特征,属于化合反应,丙一定是化合物,不可能是单质,故选项说法错误;
B、丁的质量分数不变,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;
C、由上述分析,常见反应的乙和生成丙的质量比为6%:34%=6:34,则若消耗6g的乙,则生成34g的丙,故选项说法正确;
D、该反应的反应物为甲和乙,生成物是丙,根据质量守恒定律,参加反应的甲、乙的质量之和(而不是甲、乙的质量之和)一定等于生成丙的质量,故选项说法错误。
故答案为:C。
12.【答案】D
【解析】【分析】(1)根据质量守恒定律计算出x的值;
(2)将反应前后氧气和水的质量相减,然后求出它们的比值;
(3)二氧化碳的质量×碳元素的质量分数计算出碳元素的质量,水的质量×氢元素的质量分数计算出氢元素的质量,将二者相加与W的质量相比,从而确定W的元素组成。
(4)计算出碳和氢的质量然后作比即可。
【解答】A.根据反应前后元素质量守恒得到:x=(1g+20g+8g)-(8g+11g)=10g,故A错误;
B.该反应中,氧气的质量减少:20g-8g=12g,水的质量增加了:10g-1g=9g,则氧气与水的质量变化之比为:12g:9g=4:3,故B错误;
C、11gCO2中含有碳元素的质量为:,
9g水中含有氢元素的质量为:,、
所含碳、氢元素的质量和:3g+1g=4g<8g,
该物质中含氧元素的质量为:8g-4g=4g,
则该物质中一定含有碳、氢、氧三种元素,故C错误;
D.W中碳、氢元素质量比为3g:1g=3:1,故D正确。
故选D。
13.【答案】A
【解析】【分析】依据质量守恒定律,结合题中数据分析;依据题中数据,推出该反应的反应物和生成物分析;依据催化剂特点分析;依据题中数据分析。
【解答】 A.依据质量守恒定律可知,20+2+1+37=a+32+b+12,a+b=16,a=16-b,b=0时,a=16;b=16时,a=0,则a的取值范围:0≤a≤16;故A正确;
B.分析表中数据可知,Q为反应物,Y为生成物,但X、Z无法确定,则该反应的反应类型无法确定,故B错误;
C.分析表中数据可知,当a=15时,物质Z在反应前后的质量不变,但催化剂特点是反应前后质量和化学性质不变,改变其它反应速率,则物质Z在反应中不一定起催化作用,故C错误;
D.分析表中数据可知,当b=1时,反应中X、Q的质量比为5:25=1:5,无法确定其相对分子质量之比,故D错误。
故答案为:A。
14.【答案】(1)先变大后变小
(2)化学反应前后,原子的种类、数目、质量不变
(3)C
【解析】【分析】(1)注意白磷燃烧然后容器内温度和气体体积的变化即可;
(2)根据质量守恒定律分析解答;
(3)在实验过程中,生成五氧化二磷的质量等于参加反应的白磷的质量与参加反应的氧气的质量之和,据此分析判断。
【解答】(1)根据题意可知,白磷燃烧会放出大量的热,则装置内气体受热膨胀,压强增大;待完全反应后,逐渐冷却至室温,由于消耗了氧气,装置内压强减小,故气球先变大后变小;
(2)因为化学反应前后,原子的种类、数目、质量不变,故化学反应前后,物质的总质量不变,所以实验结束后,天平仍能保持平衡;
(3)在实验过程中,生成五氧化二磷的质量等于参加反应的白磷的质量与参加反应的氧气的质量之和,故锥形瓶中固态物质的质量随反应的进行不断增大,待完全反应后,不再变化。
故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
(1)该实验中,白磷燃烧,放出大量的热,装置内气体受热膨胀,压强增大,气球变大,待完全反应后,逐渐冷却至室温,由于消耗了氧气,装置内压强减小,气球变小,故气球先变大后变小;
(2)实验结束后,天平仍能保持平衡,是因为化学反应前后,原子的种类、数目、质量不变,故化学反应前后,物质的总质量不变;
(3)白磷燃烧生成五氧化二磷,生成五氧化二磷的质量等于参加反应的白磷的质量与参加反应的氧气的质量之和,故锥形瓶中固态物质的质量随反应的进行不断增大,待完全反应后,不再变化。
故选C。
15.【答案】(1)天平是否平衡
(2)白磷燃烧,产生白烟
(3)浮力;冷却
【解析】【分析】化学反应遵循质量守恒定律,即参加反应的物质的质量之和,等于反应后生成的物质的质量之和,是因为化学反应前后,元素的种类不变,原子的种类、总个数不变。
【解答】(1) 反应结束后,将锥形瓶放回天平托盘上,观察天平是否平衡,平衡则说明反应前后质量不变,质量守恒;
(2) 要确认化学反应已经发生,本实验中观察到的现象是白磷燃烧,产生白烟;
(3)气球膨胀,在空气中会受到浮力作用, 反应结束后,要待锥形瓶冷却,防止锥形瓶中气体受热膨胀进入气球。
16.【答案】防止氧气溶于水;加热分解生成Hg为液体,略向下倾斜存在危险(合理即可);m1=m2+ρ氧V;BC
【解析】【分析】化学反应遵循质量守恒定律,即参加反应的物质的质量之和,等于反应后生成的物质的质量之和,是因为化学反应前后,元素的种类不变,原子的种类、总个数不变。
【解答】(1)实验时,在量筒中加入一些煤油的目的是防止氧气溶于水;
(2)固体HgO加热时,生成汞是液体并有毒,若略向下倾斜存在危险;
(3)若本实验能正确反应化学变化中的质量守恒,则上述测量结果存在关系式是:m1=m2+ρ氧V;
[实验分析]
A、试管中氧化汞没有完全分解不会影响实验结果;故A不符合题意;
B、导管口连续且均匀冒气泡时开始收集气体,收集的是纯氧气,但导致收集的气体量减少,因此会造成误差;故B符合题意;
C、未调节量筒内外液面相平就读数,装置内外压强不等,不是在常温常压下,气体的体积不准确,会造成误差;故C符合题意;
故答案为:BC。
1
学科网(北京)股份有限公司
$