内容正文:
第3节 化学反应中物质质量的关系
第1课时
题型分组练 1
题型01 探究质量守恒定律 1
题型02 质量守恒定律的理解 3
题型03 利用质量守恒定律推断物质化学式 4
题型04 质量守恒定律的计算 5
创新拓展练 7
新题速递 10
题型分组练
题型01 探究质量守恒定律
1.下列装置及实验能用来验证质量守恒定律的是( )
A.
B.
C.
D.
2.如图是课本中验证质量守恒定律的实验装置,图甲的锥形瓶中盛有少量白磷,图乙的锥形瓶盛有硫酸铜溶液,小试管中盛有氢氧化钠溶液。小科利用该实验装置实验时,下列说法中错误的是( )
A.用甲装置实验时,若白磷不足,对实验的结果无影响
B.用甲装置实验时,若去掉锥形瓶的橡胶塞,会影响实验的结果
C.用乙装置实验时,两种溶液混合后,观察到有蓝色絮状沉淀产生
D.若将乙装置的两种溶液分别换成水和酒精,也能验证质量守恒定律
3.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。 。
4.如图是小明探究质量守恒定律的两个实验。
(1)图1实验锥形瓶中出现的现象是 ,其中气球的作用是 。
(2)图2实验中,能够支持小明得出质量守恒定律的证据是 。
题型02 质量守恒定律的理解
5.下列现象不能用质量守恒定律解释的是( )
A.纸燃烧化为灰烬,灰烬的质量比纸的质量小
B.镁条燃烧生成物的质量比镁条的质量大
C.一杯水敞口放置一段时间后质量变小
D.蜡烛燃烧后质量减小
6.学习化学需结合学科本质去认识和理解世界,下列对“质量守恒定律”的理解正确的是( )
A.铜粉在密闭锥形瓶中加热后总质量不变,符合质量守恒定律
B.10g冰受热熔化成10g水,符合质量守恒定律
C.蜡烛燃烧后质量减轻,不符合质量守恒定律
D.质量守恒定律只适用于少部分化学反应
7.下列现象不能用质量守恒定律解释的是( )
A.冰融化成水,质量不变
B.盐酸和氧化铜反应,质量不变
C.蜡烛燃烧,质量减小
D.铜丝在空气中加热,质量增大
8.化学反应前后包含了一定的变与不变,下列各项肯定没有变化的是( )
①原子的数目 ②原子的种类 ③分子的数目 ④分子的种类 ⑤物质的种类 ⑥元素的种类 ⑦物质的总质量
A.①②③⑤
B.①②⑤⑥
C.①②⑥⑦
D.③④⑥⑦
题型03 利用质量守恒定律推断物质化学式
9.汽车尾气净化装置中发生反应:2CO+2XN2+2CO2,X的化学式为( )
A.N2O
B.NO
C.N2O4
D.NO2
10.过氧化钠(Na2O2)可在潜水艇中作供氧剂,能与水发生反应:2 Na2O2+2H2O=4X+O2↑,则物质X的化学式是( )
A.Na2O2
B.NaOH
C.Na2CO3
D.NaHCO3
11.火药是我国古代四大发明之一,《天工开物》记载:“凡硫黄配硝而后,火药成声”,其反应为S+2KNO3+3C=X+N2↑+3CO2↑,则X的化学式为( )
A.SO2
B.K2S
C.K2O
D.H2S
12.青铜器表面上铜绿的主要成分是Cu2(OH)2CO3,铜绿受热分解的产物不可能有( )
A.CuO
B.CO2
C.SO2
D.H2O
题型04 质量守恒定律的计算
13.已知A+B=C+D,且A与B参加反应的质量比为4:3,若反应后生成C和D共5.6g,则消耗的反应物A的质量为( )
A.3.2g
B.6.4g
C.5.6g
D.2.4g
14.一定条件下,甲、乙、丙、丁四种物质在密闭容器里反应,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.b=6%
B.丁一定是化合物
C.参加反应的甲和丁的质量比为3:14
D.丙一定是该反应的催化剂
15.在化学反应A+2B=C+2D中,若12gA与一定量的B恰好反应,生成28gC和2gD,则参加反应的A与B的质量比是( )
A.1:2
B.2:3
C.3:2
D.2:5
16.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如图所示。下列说法错误的是( )
A.该反应属于化合反应
B.甲可能是化合物
C.x的值是21
D.参加反应的丙与丁的质量比为2:3
17.在一密闭容器中加入下列四种物质充分反应,测得反应前后各物质的质量如下表。下列说法正确的是( )
物质
A
B
C
D
反应前质量/g
20
12
2
6
反应后质量/g
0
2
2
待测
A.该反应是分解反应
B.物质C一定是催化剂
C.D的待测值是30
D.反应中B、D的质量比是1:3
18.向一密闭容器中加入甲、乙、丙、丁四种物质,在一定条件下发生化学反应,测得反应前后各物质的质量如图所示。下列说法不正确的是( )
A.该反应属于分解反应
B.生成14g甲,需消耗60g丁
C.乙可能是该反应的催化剂
D.x的值为10
创新拓展练
19.密闭容器中发生的某化学反应,各物质的分子数目随时间变化情况如图1所示,物质Y和Z的质量随时间变化情况如图2所示。下列说法正确的是( )
A.该反应属于分解反应
B.参加反应的X与Z的质量比为9:34
C.该反应前后分子总数保持不变
D.Y与Z的相对分子质量之比为28:17
20.化学小组的同学在实验室用铜粉受热的实验验证质量守恒定律(部分实验装置如图所示),将锥形瓶置于陶土网上,用酒精灯加热,一段时间后停止加热,待装置冷却至室温。下列曲线中能正确反映对应变化关系的是( )
A.
B.
C.
D.
21.某气体混合物可能含有CO、H2和CH4中的两种或三种,取一定量的该气体混合物在充足的氧气中燃烧生成44gCO2和36gH2O,则该气体混合物的组成情况最多有( )
A.2种
B.3种
C.4种
D.5种
22.某化学兴趣小组欲验证“质量守恒定律”,现以“双氧水和二氧化锰的反应”为研究对象,设计实验完成验证。
【提出问题】化学反应前后各物质的质量总和是否相等?
(1)【提出猜想】猜想1:相等;猜想2: 。
【设计实验】如图装置进行探究。
(2)将盛有双氧水的试管倒入烧杯中,观察到现象是 。
(3)反应后托盘天平不再保持平衡,原因是 。
(4)【实验结论】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,当反应中有气体参加或生成时应在 装置中进行。
【拓展】实验后小组同学又继续对实验装置进行了改造,探究H2O2分解生成氧气速率的影响因素,借助如下图所示的实验装置(夹持装置略去)进行了三次实验,三次实验的部分数据如表所示。
实验编号
实验1
实验2
实验3
MnO2的质量/g
0.5
0.5
0.5
5%的H2O2溶液的体积/mL
40
40
40
水浴温度/℃
20
40
60
产生50mL氧气的时间/s
20
13
10
(5)此实验探究的结论是 。
(6)实验结束后若要证明MnO2是催化剂,还必须证明它在反应前后的质量和 不变。
新题速递
23.(2025•瑞安市二模)爆竹内的火药是以黑色火药为基础发展而来的。点燃火药时发生的化学反应之一为:S+2KNO3+3CK2S+X↑+3CO2↑。X为空气中的一种常见气体,产物X为( )
A.2N
B.N2
C.O2
D.2O
24.(2025秋•浙江期中)某密闭容器中只有乙、丙、丁三种物质,在一定条件下发生了一个化学反应,容器中乙、丙、丁的质量随甲的质量变化情况如图所示。回答问题:
(1)a的值为 。
(2)反应过程中,当丁为5克时,容器中乙的质量为 克。
25.(2025秋•海曙区校级月考)在密闭容器中有甲、乙、丙、丁四种物质,在一定条件下,测得反应前后各物质的质量如图所示。
(1)该反应是 反应。(填反应类型)。
(2)反应前后乙和丁变化的质量比为 。
26.(2025春•玉环市校级月考)小蕾化规律,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.反应结束后,将锥形瓶放回天平托盘上,观察 。
【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】
(1)要确认化学反应已经发生,本实验中观察到的现象是 。
(2)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。
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第3节 化学反应中物质质量的关系
第1课时
题型分组练 1
题型01 探究质量守恒定律 1
题型02 质量守恒定律的理解 5
题型03 利用质量守恒定律推断物质化学式 7
题型04 质量守恒定律的计算 9
创新拓展练 13
新题速递 18
题型分组练
题型01 探究质量守恒定律
1.下列装置及实验能用来验证质量守恒定律的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解答】解:A、镁条在空气中燃烧,与氧气反应生成氧化镁,有气体参加反应,生成的白烟扩散到空气中,不能直接用于验证质量守恒定律,故选项错误。
B、白磷在密闭容器中与空气中的氧气反应生成五氧化二磷,反应在密闭容器中进行,没有物质逸出,反应前后容器中物质的总质量不变,能用于验证质量守恒定律,故选项正确。
C、氯化钠溶于水没有新物质生成,属于物理变化,不能直接用于验证质量守恒定律,故选项错误。
D、过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气,反应后氧气逸出,反应后烧杯中的物质质量减少,不能直接用于验证质量守恒定律,故选项错误。
故选:B。
2.如图是课本中验证质量守恒定律的实验装置,图甲的锥形瓶中盛有少量白磷,图乙的锥形瓶盛有硫酸铜溶液,小试管中盛有氢氧化钠溶液。小科利用该实验装置实验时,下列说法中错误的是( )
A.用甲装置实验时,若白磷不足,对实验的结果无影响
B.用甲装置实验时,若去掉锥形瓶的橡胶塞,会影响实验的结果
C.用乙装置实验时,两种溶液混合后,观察到有蓝色絮状沉淀产生
D.若将乙装置的两种溶液分别换成水和酒精,也能验证质量守恒定律
【答案】D
【解答】解:A、用甲装置实验时,若白磷不足,对实验的结果无影响,因为无论白磷是否完全反应,天平都保持平衡,故选项说法正确。
B、用甲装置实验时,若去掉锥形瓶的橡胶塞,由于有空气中的氧气参加反应,生成物五氧化二磷会逸散到空气中,会影响实验的结果,故选项说法正确。
C、用乙装置实验时,两种溶液混合后,氢氧化钠溶液和硫酸铜溶液反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠溶液,观察到有蓝色絮状沉淀产生,故选项说法正确。
D、若将乙装置的两种溶液分别换成水和酒精,没有新物质生成,属于物理变化,不能验证质量守恒定律,故选项说法错误。
故选:D。
3.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。 。
【答案】【实验步骤】天平是否平衡;
【交流反思】(1)白磷燃烧,产生大量的白烟;
(2)能,剩余白磷未参加反应,反应前后质量不变。
【解答】解:【实验步骤】验证质量守恒定律,要比较反应物的质量总和和生成物的质量总和是否相等,故待反应结束冷却后,将锥形瓶放回天平托盘上,观察天平是否平衡。
【交流反思】(1)白磷燃烧,产生大量的白烟。
(2)反应结束后,若白磷有剩余,剩余白磷未参加反应,反应前后质量不变,仍能得出上述结论。
故答案为:
【实验步骤】天平是否平衡;
【交流反思】(1)白磷燃烧,产生大量的白烟;
(2)能,剩余白磷未参加反应,反应前后质量不变。
4.如图是小明探究质量守恒定律的两个实验。
(1)图1实验锥形瓶中出现的现象是 ,其中气球的作用是 。
(2)图2实验中,能够支持小明得出质量守恒定律的证据是 。
【答案】(1)剧烈燃烧,产生白烟,放热;缓冲气压,防止瓶塞被冲开;
(2)实验中有蓝色絮状沉淀生成,反应前后物质的总质量不变。
【解答】解:(1)图1实验中,锥形瓶中观察到的实验现象是剧烈燃烧,产生白烟,放热;红磷燃烧放热,使装置内压强变大,小气球用来调节压强,防止瓶塞被冲开;
(2)硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铜蓝色沉淀和硫酸钠,用图2中的装置进行验证质量守恒定律,能达到目的,原因在于实验中有蓝色沉淀生成,反应前后物质的总质量不变。
故答案为:(1)剧烈燃烧,产生白烟,放热;缓冲气压,防止瓶塞被冲开;
(2)实验中有蓝色絮状沉淀生成,反应前后物质的总质量不变。
题型02 质量守恒定律的理解
5.下列现象不能用质量守恒定律解释的是( )
A.纸燃烧化为灰烬,灰烬的质量比纸的质量小
B.镁条燃烧生成物的质量比镁条的质量大
C.一杯水敞口放置一段时间后质量变小
D.蜡烛燃烧后质量减小
【答案】C
【解答】解:A、纸燃烧是纸与氧气反应生成二氧化碳和水蒸气,变为灰烬,生成的二氧化碳和水蒸气逸散到空气中,所以灰烬的质量比纸的质量小,能用质量守恒定律解释,故A不符合题意;
B、镁条燃烧是镁和氧气反应生成氧化镁,故生成物的质量比镁条的质量大,能用质量守恒定律解释,故B不符合题意;
C、一杯水敞口放置一段时间后质量变小,没有新物质生成,属于物理变化,物理变化不能用质量守恒定律解释,故C符合题意;
D、蜡烛燃烧是蜡烛与氧气反应生成二氧化碳和水蒸气,生成的二氧化碳和水蒸气逸散到空气中,所以蜡烛燃烧后质量减小,能用质量守恒定律解释,故D不符合题意。
故选:C。
6.学习化学需结合学科本质去认识和理解世界,下列对“质量守恒定律”的理解正确的是( )
A.铜粉在密闭锥形瓶中加热后总质量不变,符合质量守恒定律
B.10g冰受热熔化成10g水,符合质量守恒定律
C.蜡烛燃烧后质量减轻,不符合质量守恒定律
D.质量守恒定律只适用于少部分化学反应
【答案】A
【解答】解:A、铜粉在密闭锥形瓶中加热后总质量不变,符合质量守恒定律,故选项说法正确。
B、10g冰受热熔化成10g水,没有新物质生成,属于物理变化,不是化学变化,不能用质量守恒定律来解释,故选项说法错误。
C、蜡烛燃烧后质量减轻,是因为生成的二氧化碳和水蒸气逸散到空气中,反应仍遵守质量守恒定律,故选项说法错误。
D、一切化学反应均遵守质量守恒定律,故选项说法错误。
故选:A。
7.下列现象不能用质量守恒定律解释的是( )
A.冰融化成水,质量不变
B.盐酸和氧化铜反应,质量不变
C.蜡烛燃烧,质量减小
D.铜丝在空气中加热,质量增大
【答案】A
【解答】解:A、冰融化成水只是状态的改变,此过程中没有新物质生成,发生的属于物理变化,不能用质量守恒定律解释,故A符合题意;
B、盐酸和氧化铜反应生成氯化铜和水,有新物质生成,属于化学变化,能用质量守恒定律解释,故B不符合题意;
C、蜡烛燃烧质量减少是因为蜡烛燃烧生成的二氧化碳和水蒸气扩散到空气中,导致质量减小,该反应有新物质生成,属于化学变化,能用质量守恒定律解释,故C不符合题意;
D、铜丝在空气中加热生成氧化铜时质量增大是因为生成氧化铜的质量等于参加反应的铜的质量与参加反应的氧气的质量和,该反应有新物质生成,属于化学变化,能用质量守恒定律解释,故D不符合题意。
故选:A。
8.化学反应前后包含了一定的变与不变,下列各项肯定没有变化的是( )
①原子的数目 ②原子的种类 ③分子的数目 ④分子的种类 ⑤物质的种类 ⑥元素的种类 ⑦物质的总质量
A.①②③⑤
B.①②⑤⑥
C.①②⑥⑦
D.③④⑥⑦
【答案】C
【解答】解:化学变化的实质是分子分成原子,原子再重新组合成新分子,原子的种类、数目、质量均不变,元素的种类不变。
分子种类一定会发生改变,分子的数目可能或发生改变,也可能不变。
化学变化有新物质生成,物质种类一定会发生改变;反应前后质量的总质量不变。
故①②⑥⑦肯定没有变化。
故选:C。
题型03 利用质量守恒定律推断物质化学式
9.汽车尾气净化装置中发生反应:2CO+2XN2+2CO2,X的化学式为( )
A.N2O
B.NO
C.N2O4
D.NO2
【答案】B
【解答】解:由反应的化学方程式,反应前氮、碳、氧原子个数分别为0、2、2,反应后的生成物中氮、碳、氧个数分别为2、2、4,根据化学反应前后原子种类、数目不变,则2X分子中含有2个氮原子和2个氧原子,则每个X分子由1个氮原子和1个氧原子构成,则物质X的化学式为NO。
故选:B。
10.过氧化钠(Na2O2)可在潜水艇中作供氧剂,能与水发生反应:2 Na2O2+2H2O=4X+O2↑,则物质X的化学式是( )
A.Na2O2
B.NaOH
C.Na2CO3
D.NaHCO3
【答案】B
【解答】解:根据化学方程式可知,反应前钠原子是4个,氧原子是6个,氢原子是4个,反应后氧原子是2个,根据化学反应前后原子种类、数目不变,4X中含有4个钠原子、4个氧原子、4个氢原子,每个X分子由1个钠原子、1个氧原子和1个氢原子构成,X的化学式是NaOH。
故选:B。
11.火药是我国古代四大发明之一,《天工开物》记载:“凡硫黄配硝而后,火药成声”,其反应为S+2KNO3+3C=X+N2↑+3CO2↑,则X的化学式为( )
A.SO2
B.K2S
C.K2O
D.H2S
【答案】B
【解答】解:由质量守恒定律可知,化学反应前后,原子的种类与数目保持不变。根据化学方程式S+2KNO3+3C=X+N2↑+3CO2↑可知,反应前硫原子(S)有1个,钾原子(K)有2个,氮原子(N)有2个,氧原子(O)有6个,碳原子(C)有3个。反应后已知物质中,氮原子(N)有2个,碳原子(C)有3个,氧原子(O)有6个和X。则X中应含有2个钾原子(K)和1个硫原子(S),所以X的化学式为K2S。
故选:B。
12.青铜器表面上铜绿的主要成分是Cu2(OH)2CO3,铜绿受热分解的产物不可能有( )
A.CuO
B.CO2
C.SO2
D.H2O
【答案】C
【解答】解Cu2(OH)2CO3是由铜、碳、氢、氧四种元素组成的,根据质量守恒定律,反应前后元素的种类不变,受热分解的生成的物质中含有铜元素,碳元素、氢元素、氧元素,铜绿受热分解的产物可能有CuO、CO2、H2O,但二氧化硫是由硫元素和氧元素组成的,受热分解不可能生成的物质是SO2。
故选:C。
题型04 质量守恒定律的计算
13.已知A+B=C+D,且A与B参加反应的质量比为4:3,若反应后生成C和D共5.6g,则消耗的反应物A的质量为( )
A.3.2g
B.6.4g
C.5.6g
D.2.4g
【答案】A
【解答】解:根据质量守恒定律,化学反应前后物质的总质量不变,由反应后生成C和D质量共5.6g可知,参加反应的A和B的质量总和为5.6g,A与B参加反应的质量比为4:3,则消耗的反应物A的质量为:5.6g×=3.2g。
故选:A。
14.一定条件下,甲、乙、丙、丁四种物质在密闭容器里反应,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.b=6%
B.丁一定是化合物
C.参加反应的甲和丁的质量比为3:14
D.丙一定是该反应的催化剂
【答案】C
和丁在一定条件下生成乙,符合多变一的特点,属于化合反应。
【解答】解:A、由图中数据可知,b=1-40%-10%-42%=8%,故选项说法不正确。
B、该反应是甲和丁在一定条件下生成乙,符合多变一的特点,属于化合反应,丁是化合反应的反应物,不一定是化合物,故选项说法不正确。
C、参加反应的甲和丁的质量比为(14%-8%):(70%-42%)=3:14,故选项说法正确。
D、反应前后丙的质量分数不变,则丙可能是该反应的催化剂,也可能是杂质,故选项说法不正确。
故选:C。
15.在化学反应A+2B=C+2D中,若12gA与一定量的B恰好反应,生成28gC和2gD,则参加反应的A与B的质量比是( )
A.1:2
B.2:3
C.3:2
D.2:5
【答案】B
【解答】解:在化学反应A+2B=C+2D中,若12gA与一定量的B恰好反应,生成28gC和2gD,根据质量守恒定律,化学反应前后物质的总质量不变,则参加反应的B的质量为:28g+2g-12g=18g,所以参加反应的A与B的质量比为12g:18g=2:3。
故选:B。
16.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如图所示。下列说法错误的是( )
A.该反应属于化合反应
B.甲可能是化合物
C.x的值是21
D.参加反应的丙与丁的质量比为2:3
【答案】B
【解答】解:A、由分析可知,该反应是丙和丁在一定条件下反应生成甲,符合多变一的特点,属于化合反应,故选项说法正确。
B、该反应是丙和丁在一定条件下反应生成甲,属于化合反应,甲是化合反应的生成物,一定是化合物,故选项说法错误。
C、由分析可知,反应后甲的质量为21g,则x的值是21,故选项说法正确。
D、由图中数据可知,参加反应的丙与丁的质量比为(16g-10g):(40g-31g)=2:3,故选项说法正确。
故选:B。
17.在一密闭容器中加入下列四种物质充分反应,测得反应前后各物质的质量如下表。下列说法正确的是( )
物质
A
B
C
D
反应前质量/g
20
12
2
6
反应后质量/g
0
2
2
待测
A.该反应是分解反应
B.物质C一定是催化剂
C.D的待测值是30
D.反应中B、D的质量比是1:3
【答案】D
【解答】解:由表中数据分析可知,反应前后A的质量减少了20g-0g=20g,是反应物;反应前后B的质量减少了,参加反应的质量为12g-2g=10g,是反应物;C的质量不变,可能作该反应的催化剂,也可能是没有参加反应的杂质;由质量守恒定律,D应是生成物,且生成的质量为20g+10g=30g,待测的数值为6g+30g=36g。
A、该反应的反应物为A和B,生成物是D,符合“多变一”的特点,属于化合反应,故选项说法正确。
B、反应前后C的质量不变,可能作该反应的催化剂,也可能是没有参加反应的杂质,故选项说法错误。
C、由上述解析可知,物质D的待测值是36g,故选项说法错误。
D、反应中B、D的质量比是(12g-2g):(36g-6g)=1:3,故选项说法正确。
故选:D。
18.向一密闭容器中加入甲、乙、丙、丁四种物质,在一定条件下发生化学反应,测得反应前后各物质的质量如图所示。下列说法不正确的是( )
A.该反应属于分解反应
B.生成14g甲,需消耗60g丁
C.乙可能是该反应的催化剂
D.x的值为10
【答案】B
【解答】解:反应前后,甲的质量增加了19g−17g=2g,甲是生成物;丙的质量增加了41g−25g=16g,丙是生成物;丁的质量减少了48g−30g=18g,丁是反应物;根据质量守恒 定律,x=17g+10g+25g+48g-(19g+30g+41g)=10g,乙的质量不变,可能是该反应的催化剂,也可能是不参与反应的杂质;
A、由分析可知,该反应的反应物只有丁一种,生成物为甲和丙两种,符合一变多,属于分解反应,故A正确;
B、反应过程中,甲的质量增加了2g,故生成2g甲,同时丁的质量减少了18g,生成14g甲,需消耗126g丁,故B错误;
C、乙的质量不变,可能是该反应的催化剂,也可能是不参与反应的杂质,故C正确;
D、根据分析可知,x的值为10,故D正确;
故选:B。
创新拓展练
19.密闭容器中发生的某化学反应,各物质的分子数目随时间变化情况如图1所示,物质Y和Z的质量随时间变化情况如图2所示。下列说法正确的是( )
A.该反应属于分解反应
B.参加反应的X与Z的质量比为9:34
C.该反应前后分子总数保持不变
D.Y与Z的相对分子质量之比为28:17
【答案】D
【解答】解:A、由图1可知,X和Y的分子数减少,Z的分子数增加,反应为X+Y→Z,属于化合反应,故A错误;
B、由图2,Y的质量减少14g,Z的质量增加17g,根据质量守恒,X减少的质量为17g-14g=3g,则参加反应的X与Z的质量比为3:17,故B错误;
C、反应前分子总数为6n+5n+2n=13n,反应后为3n+4n+2n=9n,分子总数减少,故C错误;
D、Y 与 Z 物质变化量比为14:17;化学计量数之比1:2;由于物质变化量=化学计量数×相对分子质量,故相对分子质量之比为28:17;故D正确;
故选:D。
20.化学小组的同学在实验室用铜粉受热的实验验证质量守恒定律(部分实验装置如图所示),将锥形瓶置于陶土网上,用酒精灯加热,一段时间后停止加热,待装置冷却至室温。下列曲线中能正确反映对应变化关系的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解答】解:A、铜粉受热时,装置内压强随温度的升高先增大,反应结束后温度恢复,且铜与装置内氧气发生反应生成氧化铜,因氧气的消耗装置内气体减少,所以反应结束后瓶内压强小于原始值,故选项不正确。
B、反应前固体是铜,反应后生成氧化铜,固体质量随反应的发生在原有基础上增加,至反应结束后保持不变,故选项不正确。
C、铜粉只与装置内空气中的氧气发生反应,而氮气等其他气体不会发生变化,装置内气体分子个数随反应的发生减小,但不会减至0,故选项不正确。
D、根据质量守恒定律可知,密闭容器内反应前后物质的总质量不变,故选项正确。
故选:D。
21.某气体混合物可能含有CO、H2和CH4中的两种或三种,取一定量的该气体混合物在充足的氧气中燃烧生成44gCO2和36gH2O,则该气体混合物的组成情况最多有( )
A.2种
B.3种
C.4种
D.5种
【答案】A
【解答】解:根据化学反应前后元素的种类和质量不变,一定量的混合气体在充足的氧气中燃烧生成36gH2O,则一定量的混合气体中氢元素的质量为36g=4g,一定量的混合气体在充足的氧气中燃烧生成44gCO2,则一定量的混合气体中碳元素的质量为44g=12g;则一定量的混合气体中碳元素与氢元素的质量比为12g:4g=3:1,设一定量的混合气体中碳原子的个数为x,氢原子的个数为y,则12x:y=3:1,解得x:y=1:4,即在一定量的混合气体中碳原子与氢原子的个数比为1:4,当混合气体由CO和H2组成,且一氧化碳与氢气分子数比为1:2时,满足题意;当混合气体由一氧化碳、氢气和甲烷组成时,由于CH4中碳原子与氢原子的个数比为1:4,因此只要混合气体中CO与H2分子数比为1:2,也满足题意;经计算,若组合为CO和CH4,则CO的质量必须为0;若组合为H2和CH4,则H2的质量必须为0,综合分析可知,该混合气体的组成有2种情况,分别为CO与H2或CO、H2和CH4。
故选:A。
22.某化学兴趣小组欲验证“质量守恒定律”,现以“双氧水和二氧化锰的反应”为研究对象,设计实验完成验证。
【提出问题】化学反应前后各物质的质量总和是否相等?
(1)【提出猜想】猜想1:相等;猜想2: 。
【设计实验】如图装置进行探究。
(2)将盛有双氧水的试管倒入烧杯中,观察到现象是 。
(3)反应后托盘天平不再保持平衡,原因是 。
(4)【实验结论】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,当反应中有气体参加或生成时应在 装置中进行。
【拓展】实验后小组同学又继续对实验装置进行了改造,探究H2O2分解生成氧气速率的影响因素,借助如下图所示的实验装置(夹持装置略去)进行了三次实验,三次实验的部分数据如表所示。
实验编号
实验1
实验2
实验3
MnO2的质量/g
0.5
0.5
0.5
5%的H2O2溶液的体积/mL
40
40
40
水浴温度/℃
20
40
60
产生50mL氧气的时间/s
20
13
10
(5)此实验探究的结论是 。
(6)实验结束后若要证明MnO2是催化剂,还必须证明它在反应前后的质量和 不变。
【答案】(1)不相等。
(2)有大量气泡冒出。
(3)反应生成的氧气逸出。
(4)密闭。
(5)温度越高,过氧化氢溶液分解速率越快。
(6)化学性质。
【解答】解:(1)提出问题:化学反应前后各物质的质量总和是否相等?猜想一相等;故猜想二不相等;
(2)双氧水是过氧化氢溶液的俗称,过氧化氢在二氧化锰的催化作用下会分解生成水和氧气,可观察到有大量气泡生成;
(3)装置不是密封状态,生成的氧气逸出,使烧杯的质量变小,天平不再保持平衡;
(4)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,当反应中有气体参加或生成时应在密闭装置中进行;
(5)实验1、2、3中变量为水浴温度,故此实验探究的是温度对过氧化氢溶液分解速率的影响,温度越高,产生氧气的时间越短,故温度越高,过氧化氢溶液分解速率越快;
(6)催化剂只改变化学反应速率,自身的质量与化学性质不变,故若要证明MnO2是催化剂,还必须证明它在反应前后的质量和化学性质不变。
故答案为:(1)不相等。
(2)有大量气泡冒出。
(3)反应生成的氧气逸出。
(4)密闭。
(5)温度越高,过氧化氢溶液分解速率越快。
(6)化学性质。
新题速递
23.(2025•瑞安市二模)爆竹内的火药是以黑色火药为基础发展而来的。点燃火药时发生的化学反应之一为:S+2KNO3+3CK2S+X↑+3CO2↑。X为空气中的一种常见气体,产物X为( )
A.2N
B.N2
C.O2
D.2O
【答案】B
【解答】解:由反应的化学方程式S+2KNO3+3CK2S+X↑+3CO2↑可知,反应前K、N、O、S、C的原子个数分别为2、2、6、1、3,反应后除X外K、N、O、S、C的原子个数分别为2、0、6、1、3,根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类和数目不变,则X中含有2个氮原子,所以X的化学式为N2。
故选:B。
24.(2025秋•浙江期中)某密闭容器中只有乙、丙、丁三种物质,在一定条件下发生了一个化学反应,容器中乙、丙、丁的质量随甲的质量变化情况如图所示。回答问题:
(1)a的值为 。
(2)反应过程中,当丁为5克时,容器中乙的质量为 克。
【答案】(1)12;
(2)11。
【解答】解:(1)由分析可知,a的值为12。
(2)由分析可知,乙、丁质量变化之比为2g:10g=1:5,当丁为5g时,容器中乙的质量为10g+(12g-10g)×=11g。
故答案为:
(1)12;
(2)11。
25.(2025秋•海曙区校级月考)在密闭容器中有甲、乙、丙、丁四种物质,在一定条件下,测得反应前后各物质的质量如图所示。
(1)该反应是 反应。(填反应类型)。
(2)反应前后乙和丁变化的质量比为 。
【答案】(1)化合;
(2)8:15。
【解答】解:(1)由表中数据分析可知,反应前后甲的质量减少了40g-26g=14g,故是反应物,参加反应的质量为14g;同理可以确定乙是反应物,参加反应的质量为30g-14g=16g;丙的质量不变,可能作该反应的催化剂,也可能是没有参加反应的杂质;丁是生成物,生成的质量为50g-20g=30g。该反应的反应物为甲和乙,生成物是丁,符合“多变一”的形式,属于化合反应。
(2)反应前后乙和丁变化的质量比为16g:30g=8:15。
故答案为:
(1)化合;
(2)8:15。
26.(2025春•玉环市校级月考)小蕾化规律,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.反应结束后,将锥形瓶放回天平托盘上,观察 。
【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】
(1)要确认化学反应已经发生,本实验中观察到的现象是 。
(2)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。
【答案】【实验步骤】天平仍然平衡。
(1)白磷燃烧,产生白烟,放热。
(2)浮力;冷却至室温。
【解答】解:【实验步骤】反应结束后,将锥形瓶放回天平托盘上,观察到天平仍然平衡。
(1)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,放热。
(2)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浮力增大而影响实验结果。因此,在实验步骤Ⅲ中,反应结束后,要待锥形瓶冷却至室温后,才能放回天平托盘上称量。
故答案为:【实验步骤】天平仍然平衡。
(1)白磷燃烧,产生白烟,放热。
(2)浮力;冷却至室温。
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