4.2 化学反应中的质量关系（题型专练）化学新教材沪教版九年级上册

第二节 化学反应中的质量关系（题型突破·举一反三） 题型01 质量守恒定律内容及适用范围 题型02 实验探究质量守恒定律 题型03 质量守恒定律的微观解释 题型04 推断物质的元素组成或可能的反应物或生成物 题型05 推断未知物质的化学式 题型06 计算反应中各物质的质量 题型07 定量判断物质的元素组成 题型08 密闭容器中的反应问题 ▌题型01 质量守恒定律内容及适用范围 质量守恒定律 1. 内容 的各物质的质量总和，等于 的各物质的质量总和 。 2. 适用范围 只适用于 变化，不适用于 变化。 3. 注意 （1）质量守恒定律的“守恒”指的是质量守恒，其它方面如体积等不一定守恒。 （2）“参加反应的各物质”，没有参加反应的物质不包括在内(如催化剂、过量的物质)。 （3）“生成的各物质的质量总和”，应当包括生成的各种物质，如沉淀、气体等。 【典例1】（25-26九年级下·湖南湘西·期中）下列现象能用质量守恒定律解释的是 A．冰块融化成水后质量不变 B．石蜡熔化前后质量不变 C．铁丝燃烧后得到的固体质量增加 D．酒精灯敞口久置后酒精的质量减少 【变式1-1】下列现象可以用质量守恒定律解释的是 A．水受热变成水蒸气 B．分离液态空气所得氮气质量和氧气质量之和等于液态空气的质量 C．蔗糖溶于水中，得到糖水总质量为 D．纸在空气中燃烧后化为灰烬，灰烬质量比纸的质量小 【变式1-2】下列现象能用质量守恒定律解释的是 A．光照和通风条件更有利于湿衣服晾干 B．镁条燃烧后质量增加 C．过滤后泥沙和水的质量等于原浑浊河水的质量 D．向硫酸铜溶液中滴加氢氧化钠溶液产生蓝色沉淀 【变式1-3】下列对质量守恒定律的理解正确的是 A．10g冰融化成10g水，遵循质量守恒定律 B．化学反应前后原子的种类、数目和质量都不变 C．化学反应前后分子的种类和数目一定不变 D．镁条燃烧后质量增加，说明该反应不遵循质量守恒定律 ▌题型02 实验探究质量守恒定律 实验探究质量守恒定律 探究实验一：氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液反应 1. 现象： 2.原理： 3.天平仍然平衡的原因： 探究实验二：碳酸钙与盐酸反应 1.现象： 2.原理： 3.天平仍然平衡的原因： 4.思考：若装置不密封，天平示数指针将会向 偏转，原因是 【典例2】（25-26九年级上·福建福州·阶段检测）质量守恒定律是定量研究化学变化的重要依据。某小组以“再探质量守恒”为主题开展项目式学习。 【进行实验】在质量守恒定律的课堂教学中，甲、乙、丙三个小组的同学分别做了A、B、C三个实验，他们都进行了规范的操作、准确的称量和细致的观察。 （提示：盐酸和碳酸钠反应生成氯化钠，水和二氧化碳） 【现象与结论】分析如图实验中的三个实验。 (1)实验A过程中观察到气球的变化是______________。 (2)实验B结束后，天平指针指向右，原因是_____________。 (3)实验C中，在一根用细铜丝吊着的长玻璃棒两端分别绕上等长的粗铜丝，并使玻璃棒保持水平，用酒精灯给a端铜丝加热1～2分钟。冷却后，观察到铜丝的变色情况是__________；a端_______（填上升或下降）。 【实验反思】 (4)通过上述实验，你得到的启示是有气体参加或生成的反应，在验证质量守恒定律时应该注意________。 (5)某反应的微观示意图如图所示。X的化学式是_______。 根据上述微观示意图，请从微观角度分析化学反应遵循质量守恒定律的本质原因是_________。 【变式2-1】化学兴趣小组设计如下实验装置(A中加热装置已省略)验证质量守恒定律。 (1)如图A、B、C三个实验的变化中，遵守质量守恒定律的是__________(填字母)。 (2)装置A，先称量装置总质量为；再加热铜粉，反应一段时间后冷却至室温，再次称量总质量为，__________(选填“>”“<”或“=”)。该实验过程中固体的颜色变化为__________。 (3)装置B反应前天平平衡，反应后天平不平衡，指针向__________偏转(填“左”或“右”)，请分析原因______________________________。 (4)装置D测得反应后固体质量增大，请写出该反应的化学方程式__________。 (5)通过上述实验可知，有气体参加或生成的化学反应，需在__________装置中实验，才能验证质量守恒定律。 (6)请你从微观角度阐释质量守恒定律的本质原因____________________。 【变式2-2】某化学兴趣小组的同学分别设计四个实验用于验证质量守恒定律，如图所示。 已知：稀盐酸与石灰石反应生成氯化钙、水和二氧化碳。 (1)实验A中可成功验证质量守恒定律，其中小气球的作用是形成___________体系，该实验中白磷______（填“需要”或“不需要”）过量。 (2)实验B中，反应前天平平衡。然后将稀盐酸倒入烧杯中与小块石灰石充分反应后再称量，观察到天平不平衡，指针向右偏转，其原因是_______________________________。 (3)如图C所示的小实验，在一根用细铜丝吊着的长玻璃棒两端分别绕上10cm长的粗铜线，并使玻璃棒保持水平。然后，用酒精灯给左边一端铜丝加热1~2分钟。冷却后，他们观察到的现象是：红色的铜丝表面变黑，______（填“a”或“b”）端向下倾斜。 (4)如图D所示的小实验。先在托盘天平上称量一小段洁净的镁条的质量；在空气中点燃后再称量燃烧产物的质量。实验中观察到镁条燃烧的实验现象为：__________________________。 (5)在四个实验中，都遵循质量守恒定律，请从原子的角度分析质量守恒的原因_______________________________。 【变式2-3】从定量角度认识化学变化 1.化学家对化学反应进行定量研究 (1)17世纪70年代，英国化学家_____在一个敞口的容器中加热金属，结果发现反应后容器中物质的质量增加了。 (2)18世纪70年代，法国化学家_____用较精确的定量实验法，在密封容器中研究氧化汞的生成与分解的反应中各物质质量之间的关系，得到的结论是：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。 2.用实验验证质量守恒定律 提出问题 参加化学反应的各物质都发生了变化，并有新物质生成。那么，参加反应的各物质质量总和与反应生成的各物质质量总和相比较，是否发生了变化 猜想与假设 根据平时的观察和已有的知识与经验，可以提出三种猜想： 1.发生了变化，反应生成的各物质的质量总和_____参加反应的各物质的质量总和； 2.发生了变化，反应生成的各物质的质量总和____参加反应的各物质的质量总和； 3.没有变化，反应生成的各物质的质量总和____参加反应的各物质的质量总和。 我的猜想：没有变化，反应生成的各物质的质量总和等于参加反应的各物质的质量总和 查阅资料 波义耳的实验在敞口容器中进行，他没有发现质量守恒定律；拉瓦锡的实验在密封容器中进行，他发现了质量守恒定律；进行实验探究时应设计严密，考虑到各种影响因素 实验装置及现象 (1)锥形瓶中出现_________； (2)天平_________ 结论 (1)二者反应的文字表达式为:____________________ (2)反应前后质量总和_________ 实验装置及现象 (1)石灰石_______，表面有____产生； (2)天平________ 结论 (1)二者反应的文字表达式为: __________________ (2)反应前后质量总和_______ 3.实验反思 (1)实验中应注意：有气体参加或生成的反应必须在_________中进行； (2)从化学变化的本质解释得到的结论：化学反应就是参加反应的各物质的____重新组合成____的过程。在此过程中原子的____没有改变，原子的____没有增减，原子的____也没有改变，因此化学反应前后各物质的质量总和必定____。 ▌题型03 质量守恒定律的微观解释 参考电解水反应微观过程理解化学反应前后物质的质量总和相等的本质原因： 化学反应是分子破裂成原子，原子重新组合成新的分子。化学反应前后，原子的 、 、 都不变。因此，所有化学反应都遵循质量守恒定律。 【典例3】（2026·辽宁盘锦·模拟预测）处理汽车尾气时，使两种有害气体在催化剂和加热条件下发生反应，反应的微观示意图如图所示。下列说法正确的是 A．反应前后分子种类不变 B．反应前后元素种类发生改变 C．反应前后原子种类和个数不变 D．反应物分子个数比为2:1 【变式3-1】古有《齐民要术》记载“粟米曲作酢”，“酢”即醋酸也；今有我国科研人员研究出制取醋酸(CH3COOH)的新方法。新方法的反应微观示意图如图所示，下列说法正确的是 A．该反应属于化合反应 B．催化剂在化学反应前后的质量和性质均不变 C．该化学反应前后分子的种类和数目均不变 D．物质甲是温室气体，排放到空气中导致酸雨 【变式3-2】剑指苍穹，飞向星辰大海！2024年10月30日，神舟十八号，十九号飞船航天员齐聚“天宫”！如图是燃料甲醇燃烧的微观示意图。下列叙述错误的是 A．反应前后原子种类和分子种类都没变 B．丙、丁都属于化合物 C．甲醇的化学式为 D．化学反应的实质是原子的重新组合 【变式3-3】氨气能在氧气中燃烧，该反应的微观示意图如图，下列关于该反应的说法错误的是 A．反应后分子总数增加 B．氮元素的化合价升高 C．甲与丁的分子个数比为2：1 D．生成物中既有单质也有化合物 ▌题型04 推断物质的元素组成或可能的反应物或生成物 推断依据：化学反应前后 不变。 【典例5】（2026·河南平顶山·三模）硝酸羟胺(化学式为H4N2O4)是一种新型的火箭推进剂，其在加热的条件下发生分解反应不可能产生的物质是 A．N2 B．H2O C．O2 D．CO2 【变式5-1】化学观念和科学思维是化学学科核心素养的重要内容。下列说法正确的是 A．阳离子带正电荷，则带正电荷的粒子一定是阳离子 B．氧化物中含氧元素，则含有氧元素的化合物一定是氧化物 C．某物质在氧气中燃烧生成水，则该物质中一定含有氢元素 D．冰水混合物、空气、溶液均属于混合物 【变式5-2】）蜡烛，常被用于营造温馨氛围、烘托仪式感，广泛出现在生日、节日、祈福等场景中，兼具实用与情感价值。 (1)蜡油受热形成的石蜡蒸气燃烧后，只产生二氧化碳和水，由此推理石蜡组成正确的是_______。(不定项) A．一定含碳、氢元素 B．一定含碳、氢和氧元素 C．可能含硫元素 D．可能含氧元素 (2)二氧化碳中碳元素的化合价为_______。 A．+2 B．+4 C．-2 D．-1 【变式5-3】（25-26八年级下·上海·期末）从定性的角度研究：用图中实验装置探究汽油的元素组成(夹持仪器已略)。 (1)实验中，要使汽油燃烧生成的气体能通过漏斗被吸入试管中，需要对注射器活塞进行的操作是_________________________________。 (2)观察到漏斗内壁出现水滴，试管中澄清石灰水变浑浊，由以上现象可推测出汽油中_____________(填“一定”、“可能”或“一定不”)含有氧元素。 ▌题型05 推断未知物质的化学式 推断依据：化学反应前后元素的种类、原子的种类、数目不变。 【典例5】（2026·湖南长沙·模拟预测）化学与生活紧密相关。回答下列问题： (1)炒菜时油锅着火、常用锅盖盖灭，其灭火原理是_____。 (2)生活中常用活性炭除去冰箱异味，利用了活性炭的_____性。 (3)家庭用的“84”消毒液和洁厕灵不能混合使用，原因是混合后会产生有毒气体。反应的化学方程式为NaClO+2HCl=NaCl+H2O+X↑，其中X的化学式为_____。 【变式5-1】中国传统文化蕴含着许多化学知识。 (1)兵马俑彩绘中发现了绝美的“中国紫”(主要成分BaCuSi2O6) 其中________ (填元素名称)在地壳中的元素含量居第二位。 (2)古代文房四宝中的墨，主要成分是单质碳。制作松烟墨时，用_________（“完全燃烧”或“不完全燃烧”)的方法从松枝或油脂中提取烟炱(俗称“炭黑”)。 (3)火折子被称为古代的“打火机”，《天工开物》中有关“火折子”的记载：“以白薯蔓浸水，辅以硝五钱、硫磺二两、松香四钱装入竹筒，吹气复燃。”结构如图： ①“硝”指硝酸钾 (KNO3)，受热易分解生成亚硝酸钾 (KNO2)和 一 种 单 质 ， 该单质的化学式为 ________。 ②旋转竹帽使竹筒和竹帽上的小孔位置错开，形成密封，燃芯的火星就会熄灭，其原因是 ________。 【变式5-2】中国空间站天和核心舱可支持三名航天员长期在轨驻留，航天员在轨的每一天都离不开环控生保系统。首先，环控生保系统的再生生保系统利用循环水电解制氧气，保证航天员氧气需求，电解水产生的氢气与航天员呼出的二氧化碳在特定反应器中进行催化反应，从而降低舱内二氧化碳的浓度。其次，环控生保系统的水处理系统主要是将水蒸气、汗液、尿液和生活废水等进行处理，经过该系统处理的水达到饮用水标准，且水的回收率达80%以上，回收的水用于航天员生活用水和电解制氧。 (1)水和过氧化氢的化学性质不同的原因：___________。 (2)再生生保系统利用循环水电解制氧气的化学方程式为___________。 正负极气体体积比为___________。其中___________极气体能使带火星的木条复燃。 (3)氢气与二氧化碳反应的原理：，则X的化学式为___________。 (4)航天员呼吸产生的废气首先进入装有活性炭的滤网除去臭气，这一过程利用了活性炭的___________性。 (5)环控生保系统的水处理系统的优点是___________(写出一点即可)。 【变式5-3】（25-26九年级上·湖南张家界·期末）氨气()是重要的化工原料，工业上用零碳技术生产的主要过程如下图。 (1)Ⅰ中，利用物质的沸点不同从空气中分离出单质X，沸点属于物质的___________(填“物理性质”或“化学性质”)。 (2)中N元素的化合价是___________。 (3)Ⅲ中发生化合反应，推断单质X为___________。 ▌题型06 计算反应中各物质的质量 计算依据：化学反应前后物质的 不变； 【典例6】（25-26九年级上·河南洛阳·期末）在化学反应A+B=C+D中，已知20g A与10g B恰好完全反应，生成5g C，则生成D的质量为 A．20g B．25g C．30g D．15g 【变式6-1】已知与一定量恰好完全反应，生成和，则参加反应的与的质量比是 A． B． C． D． 【变式6-2】质量守恒定律是化学反应的基本规律。 (1)某物质在空气中燃烧生成二氧化碳和水，则该物质中一定含有_____元素(填元素符号)； (2)在化学反应A+B=C+D中，已知12gA和18gB恰好完全反应生成28gC,则生成D的质量为_____g。 【变式6-3】已知某化合物X在足量的氧气中充分燃烧，生成二氧化碳和水。消耗氧气的质量为_______，X中一定含有的元素为_______(填符号)。 ▌题型07 定量判断物质的元素组成 判断依据：化学反应前后 不变。 【典例7】（25-26八年级下·山东烟台·期中）化学家在探索燃烧现象和物质成分的过程中，研究了化学变化中的质量关系。某4.6g物质在氧气中完全燃烧生成8.8g二氧化碳和5.4g的水，下列说法错误的是 A．该物质只含有碳元素和氢元素 B．该物质中碳元素与氢元素的质量比为4：1 C．该物质一定含有碳元素、氢元素和氧元素 D．该物质的一个分子中碳和氢原子的个数比是1：6 【变式7-1】用燃烧法可以测定某物质的组成。将3.2g某物质在氧气中充分燃烧，生成了和（无其他产物）。下列对于该物质组成的判断正确的是 A．一定含有C、H、O三种元素 B．一定含有C、H元素，可能含有O元素 C．只含有C、H两种元素 D．一定含有C、O两种元素，可能含有H元素 【变式7-2】一定质量的某化合物与12.8 g氧气在密闭容器中恰好完全反应，测得生成8.8 g二氧化碳、5.6 g一氧化碳和7.2 g水，且该化合物的相对分子质量为88，该化合物的化学式是 A． B． C． D． 【变式7-3】完成下列题目 (1)化学中经常用燃烧法测定有机物的组成。现取3.2 g某有机物在足量的氧气中充分燃烧，生成和，则下列关于该有机物的说法错误的是 A．一定含有C、H、O三种元素 B．消耗氧气的质量为4.8 g C．化学式可能为 D．有机物中C和O的质量比为 (2)填写方法点拨横线内容 方法点拨 第1步：根据题干写出该反应的符号表达式：。 第2步：定性推断物质中含有的元素。根据化学反应前后元素的种类不变可知，X中一定含有________元素，可能含有________元素。 第3步：定量计算未知物中可能含有的元素。生成的中碳元素的质量为________，生成的中氢元素的质量为________，碳、氢元素之和________（填“>”“<”或“=”）3.2 g，则X中含有氧元素，其质量为________。 第4步：推出化学式，根据原子个数比等于元素质量与其相对原子质量的商之比，计算X中C、H、O原子的个数比为________，得出X的化学式可能是________。 ▌题型08 密闭容器中的反应问题 1.密闭容器中，反应前后物质的 不变； 2.反应后质量减小的是 ，质量增大的是 ，质量不变的可能是 或 ； 3.参加反应的某物质的质量为其反应前后的 。 【典例8】（25-26八年级下·山东烟台·期末）将一定量的某物质和氧气置于一个完全密闭的容器中引燃，反应后生成和。测得反应前后各物质的质量如下表。下列判断错误的是 物质 某物质 反应前质量/g 5.2 12.8 0 0 0 反应后质量/g 0 0 8.8 3.6 m A．表中m的值为5.6 B．该物质由碳、氢、氧元素组成 C．该物质由碳、氢元素组成 D．产生和的分子个数比为1∶1 【变式8-1】某密闭容器内有甲、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。下列说法正确的是 A．反应后丁的质量分数为20% B．乙一定是该反应的催化剂 C．该反应中甲、丙的质量变化之比为 D．丁可能为单质 【变式8-2】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．该反应基本反应类型为分解反应 B．物质丙一定为单质 C．该化学反应中参加反应的乙和生成的丙的质量比为3∶17 D．物质丁一定是该反应的催化剂 【变式8-3】在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，测得反应前及t1、t2时各物质质量关系如图所示，下列说法不正确的是 A．X=20 B．该反应是分解反应 C．甲一定不是单质 D．丙可能是反应的催化剂 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二节 化学反应中的质量关系（题型突破·举一反三） ▌题型01 质量守恒定律内容及适用范围 【典例1】C 【变式1-1】D 【变式1-2】B 【变式1-3】B ▌题型02 实验探究质量守恒定律 【典例2】(1)气球先变大后变小 (2)在敞口容器进行的反应，生成的二氧化碳散逸到空气中，导致左边质量减小（答案合理即可） (3) A端铜丝表面变黑，B端铜丝表面无明显变化 下降 (4)在密闭容器中进行 (5) 原子的种类、数目、质量不变 【变式2-1】(1)ABC (2) = 红色变为黑色（或由紫红色变为黑色，合理即可） (3) 右 装置B中产生的气体逸散到空气中，导致左盘质量减小（或反应后总质量减少，指针向右偏转，合理即可） (4) (5)密闭 (6)化学反应前后，原子的种类、数目和质量不变（或原子是化学变化中的最小粒子，反应前后原子的种类、数目和质量均不变，合理即可） 【变式2-2】(1) 密闭 不需要 (2)石灰石的主要成分碳酸钙与稀盐酸反应生成了二氧化碳，二氧化碳是气体，会散逸到空气中，导致左边质量减小 (3)A (4)剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成白色固体，产生大量白烟 (5)化学反应前后原子的种类、数目和质量均不变 【变式2-3】1． 波义耳 拉瓦锡 2． 大于 小于 等于 蓝色沉淀 保持平衡 不变 不断溶解 气泡 保持平衡 不变 3． 密闭容器 原子 新物质 种类 数目 质量 相等 ▌题型03 质量守恒定律的微观解释 【典例3】C 【变式3-1】A 【变式3-2】A 【变式3-3】C ▌题型04 推断物质的元素组成或可能的反应物或生成物 【典例5】D 【变式5-1】C 【变式5-2】(1)AD (2)B 【变式5-3】(1)向右拉动注射器活塞 (2)可能 ▌题型05 推断未知物质的化学式 【典例5】(1)隔绝空气（或隔绝氧气） (2)吸附 (3) 【变式5-1】(1)硅 (2)不完全燃烧 (3) O2 隔绝了氧气 【变式5-2】(1)分子构成不同 (2) 1:2 正 (3) (4)吸附性 (5)水的回收率高 【变式5-3】(1)物理性质 (2)-3 (3)氮气/ ▌题型06 计算反应中各物质的质量 【典例6】B 【变式6-1】D 【变式6-2】(1)C、H (2)2 【变式6-3】 96g C、H、O ▌题型07 定量判断物质的元素组成 【典例7】AD 【变式7-1】A 【变式7-2】A 【变式7-3】(1)D (2) 碳、氢（C、H） 氧（O） 1.2g 0.4g < 1.6g ▌题型08 密闭容器中的反应问题 【典例8】B 【变式8-1】C 【变式8-2】C 【变式8-3】B / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二节 化学反应中的质量关系（题型突破·举一反三） 题型01 质量守恒定律内容及适用范围 题型02 实验探究质量守恒定律 题型03 质量守恒定律的微观解释 题型04 推断物质的元素组成或可能的反应物或生成物 题型05 推断未知物质的化学式 题型06 计算反应中各物质的质量 题型07 定量判断物质的元素组成 题型08 密闭容器中的反应问题 ▌题型01 质量守恒定律内容及适用范围 质量守恒定律 1. 内容 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 。 2. 适用范围 只适用于化学变化，不适用于 物理变化。 3. 注意 （1）质量守恒定律的“守恒”指的是质量守恒，其它方面如体积等不一定守恒。 （2）“参加反应的各物质”，没有参加反应的物质不包括在内(如催化剂、过量的物质)。 （3）“生成的各物质的质量总和”，应当包括生成的各种物质，如沉淀、气体等。 【典例1】（25-26九年级下·湖南湘西·期中）下列现象能用质量守恒定律解释的是 A．冰块融化成水后质量不变 B．石蜡熔化前后质量不变 C．铁丝燃烧后得到的固体质量增加 D．酒精灯敞口久置后酒精的质量减少 【答案】C 【详解】A.冰块融化成水是物质状态改变的物理变化，不适用质量守恒定律，错误。 B.石蜡熔化是固态变液态的物理变化，不适用质量守恒定律，错误。 C.铁丝燃烧是化学变化，反应为，反应后固体质量等于参加反应的铁和氧气的质量之和，因此比原铁丝质量大，符合质量守恒定律，正确。 D.酒精灯敞口久置质量减少是酒精挥发的物理变化，不适用质量守恒定律，错误。 【变式1-1】下列现象可以用质量守恒定律解释的是 A．水受热变成水蒸气 B．分离液态空气所得氮气质量和氧气质量之和等于液态空气的质量 C．蔗糖溶于水中，得到糖水总质量为 D．纸在空气中燃烧后化为灰烬，灰烬质量比纸的质量小 【答案】D 【详解】A.水受热变成水蒸气是状态改变的物理变化，无新物质生成，故不能用质量守恒定律来解释，错误； B.分离液态空气是利用各成分沸点不同分离的物理变化，无化学反应，故不能用质量守恒定律来解释，错误； C.蔗糖溶于水是溶质扩散的物理变化，无新物质生成，故不能用质量守恒定律来解释，错误； D.纸燃烧属于化学变化，燃烧生成的、等气体逸散到空气中，因此灰烬质量小于纸的质量；参加反应的纸和氧气的总质量等于灰烬与生成气体的总质量，能用质量守恒定律来解释，正确。 【变式1-2】下列现象能用质量守恒定律解释的是 A．光照和通风条件更有利于湿衣服晾干 B．镁条燃烧后质量增加 C．过滤后泥沙和水的质量等于原浑浊河水的质量 D．向硫酸铜溶液中滴加氢氧化钠溶液产生蓝色沉淀 【答案】B 【详解】A、湿衣服晾干是水蒸发的过程，无新物质生成，属于物理变化，不能用质量守恒定律解释，选项错误； B、镁条燃烧是化学变化，镁与氧气在点燃的条件下生成氧化镁，生成物氧化镁的质量等于参加反应的镁和氧气的质量总和，因此固体质量比原镁条大，能用质量守恒定律解释，选项正确； C、过滤是分离不溶性固体和液体的物理操作，无新物质生成，属于物理变化，不能用质量守恒定律解释，选项错误； D、硫酸铜和氢氧化钠反应生成蓝色的氢氧化铜沉淀和硫酸钠，产生蓝色沉淀属于反应现象，不能用质量守恒定律解释，选项错误； 故选B。 【变式1-3】下列对质量守恒定律的理解正确的是 A．10g冰融化成10g水，遵循质量守恒定律 B．化学反应前后原子的种类、数目和质量都不变 C．化学反应前后分子的种类和数目一定不变 D．镁条燃烧后质量增加，说明该反应不遵循质量守恒定律 【答案】B 【详解】A.质量守恒定律只适用于化学变化，冰融化成水是物理变化，不遵循质量守恒定律，错误。 B.质量守恒定律的微观本质就是：化学反应前后原子的种类、数目和质量都不变，正确。 C.化学反应会生成新物质，分子种类一定发生改变，分子数目也可能改变，错误。 D.镁条燃烧是镁和氧气反应生成氧化镁，生成氧化镁的质量等于参加反应的镁和氧气的总质量，因此反应后固体质量增加，该反应仍然遵循质量守恒定律，错误。 ▌题型02 实验探究质量守恒定律 实验探究质量守恒定律 探究实验一：氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液反应 1. 现象：产生蓝色沉淀，天平仍然保持平衡 2.原理：氢氧化钠 + 硫酸铜 → 硫酸钠 + 氢氧化铜 NaOH + CuSO4 → Na2SO4 + Cu(OH)2 3.天平仍然平衡的原因：反应前物质的总质量 = 反应后物质的总质量 探究实验二：碳酸钙与盐酸反应 1.现象：石灰石表面产生气泡，天平仍然保持平衡 2.原理：碳酸钙 + 盐酸 → 氯化钙 + 水 + 二氧化碳 CaCO3 + HCl → CaCl2 + H2O + CO2 3.天平仍然平衡的原因：反应前物质的总质量 = 反应后物质的总质量 4.思考：若装置不密封，天平示数指针将会向右偏转，原因是反应生成的CO2气体逸散到空气中了。 【典例2】（25-26九年级上·福建福州·阶段检测）质量守恒定律是定量研究化学变化的重要依据。某小组以“再探质量守恒”为主题开展项目式学习。 【进行实验】在质量守恒定律的课堂教学中，甲、乙、丙三个小组的同学分别做了A、B、C三个实验，他们都进行了规范的操作、准确的称量和细致的观察。 （提示：盐酸和碳酸钠反应生成氯化钠，水和二氧化碳） 【现象与结论】分析如图实验中的三个实验。 (1)实验A过程中观察到气球的变化是______________。 (2)实验B结束后，天平指针指向右，原因是_____________。 (3)实验C中，在一根用细铜丝吊着的长玻璃棒两端分别绕上等长的粗铜丝，并使玻璃棒保持水平，用酒精灯给a端铜丝加热1～2分钟。冷却后，观察到铜丝的变色情况是__________；a端_______（填上升或下降）。 【实验反思】 (4)通过上述实验，你得到的启示是有气体参加或生成的反应，在验证质量守恒定律时应该注意________。 (5)某反应的微观示意图如图所示。X的化学式是_______。 根据上述微观示意图，请从微观角度分析化学反应遵循质量守恒定律的本质原因是_________。 【答案】(1)气球先变大后变小 (2)在敞口容器进行的反应，生成的二氧化碳散逸到空气中，导致左边质量减小（答案合理即可） (3) a端铜丝表面变黑，b端铜丝表面无明显变化 下降 (4)在密闭容器中进行 (5) 原子的种类、数目、质量不变 【详解】（1）实验A中红磷燃烧放出热量，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，故填：气球先变大后变小。 （2）实验B中碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水，反应生成了二氧化碳，由于反应是在敞口容器中发生的，二氧化碳是气体，会散逸到空气中，导致左边质量减小，天平指针指向右，故填：在敞口容器进行的反应，生成的二氧化碳散逸到空气中，导致左边质量减小（答案合理即可）。 （3）实验C中，在一根用细铜丝吊着的长玻璃棒两端分别绕上等长的粗铜丝，并使玻璃棒保持水平，用酒精灯给a端铜丝加热1～2分钟。铜和氧气在加热的条件下反应生成氧化铜，根据质量守恒定律，化学反应前后物质的总质量不变，则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之和，所以反应后a端质量增加，冷却后，观察到a端铜丝表面变黑，a端铜丝下降，b端铜丝上升，故填：a端铜丝表面变黑，b端铜丝表面无明显变化；下降。 （4） 由以上分析可知，有气体参加或生成的反应，在验证质量守恒定律时应该注意在密闭容器中进行，防止影响实验，故填：在密闭容器中进行。 （5）根据微观示意图，反应前有4个分子，反应后剩余1个分子，则参加反应的的数目是3个，即该反应是1个分子和3个分子，反应后生成1个分子和2个X分子。化学反应前后原子的种类、数目不变，反应前共有1个C原子、2个S原子和6个O原子，反应后生成的1个分子中含有1个C原子和2个O原子，则2个X分子中应含有2个S原子和4个O原子，因此每个X分子由1个S原子和2个O原子构成，其化学式为。 化学反应的微观实质是分子分成原子，原子重新组合形成新的分子，在化学反应前后原子的种类、数目、质量都没有发生变化，所以一切化学反应都遵守质量守恒定律。 故填：；原子的种类、数目、质量不变。 【变式2-1】化学兴趣小组设计如下实验装置(A中加热装置已省略)验证质量守恒定律。 (1)如图A、B、C三个实验的变化中，遵守质量守恒定律的是__________(填字母)。 (2)装置A，先称量装置总质量为；再加热铜粉，反应一段时间后冷却至室温，再次称量总质量为，__________(选填“>”“<”或“=”)。该实验过程中固体的颜色变化为__________。 (3)装置B反应前天平平衡，反应后天平不平衡，指针向__________偏转(填“左”或“右”)，请分析原因______________________________。 (4)装置D测得反应后固体质量增大，请写出该反应的化学方程式__________。 (5)通过上述实验可知，有气体参加或生成的化学反应，需在__________装置中实验，才能验证质量守恒定律。 (6)请你从微观角度阐释质量守恒定律的本质原因____________________。 【答案】(1)ABC (2) = 红色变为黑色（或由紫红色变为黑色，合理即可） (3) 右 装置B中产生的气体逸散到空气中，导致左盘质量减小（或反应后总质量减少，指针向右偏转，合理即可） (4) (5)密闭 (6)化学反应前后，原子的种类、数目和质量不变（或原子是化学变化中的最小粒子，反应前后原子的种类、数目和质量均不变，合理即可） 【详解】（1）质量守恒定律适用于所有化学反应，A（铜与氧气反应）、B（碳酸钠与盐酸反应）、C（镁条燃烧）均为化学变化，均遵守质量守恒定律。 （2）A装置为密闭容器，反应前后总质量不变，故。铜粉加热时与氧气反应生成黑色的氧化铜，颜色由紫红色变为黑色。 （3）装置B中碳酸钠与盐酸反应生成气体逸散到空气中，左盘质量减小，指针向右偏转。 （4）装置D中镁条燃烧生成氧化镁，固体质量增大，化学方程式为。 （5）有气体参加或生成的化学反应，需在密闭装置中进行才能验证质量守恒定律。 （6）质量守恒定律的微观本质是化学反应前后原子的种类、数目和质量不变。 【变式2-2】某化学兴趣小组的同学分别设计四个实验用于验证质量守恒定律，如图所示。 已知：稀盐酸与石灰石反应生成氯化钙、水和二氧化碳。 (1)实验A中可成功验证质量守恒定律，其中小气球的作用是形成___________体系，该实验中白磷______（填“需要”或“不需要”）过量。 (2)实验B中，反应前天平平衡。然后将稀盐酸倒入烧杯中与小块石灰石充分反应后再称量，观察到天平不平衡，指针向右偏转，其原因是_______________________________。 (3)如图C所示的小实验，在一根用细铜丝吊着的长玻璃棒两端分别绕上10cm长的粗铜线，并使玻璃棒保持水平。然后，用酒精灯给左边一端铜丝加热1~2分钟。冷却后，他们观察到的现象是：红色的铜丝表面变黑，______（填“a”或“b”）端向下倾斜。 (4)如图D所示的小实验。先在托盘天平上称量一小段洁净的镁条的质量；在空气中点燃后再称量燃烧产物的质量。实验中观察到镁条燃烧的实验现象为：__________________________。 (5)在四个实验中，都遵循质量守恒定律，请从原子的角度分析质量守恒的原因_______________________________。 【答案】(1) 密闭 不需要 (2)石灰石的主要成分碳酸钙与稀盐酸反应生成了二氧化碳，二氧化碳是气体，会散逸到空气中，导致左边质量减小 (3)a (4)剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成白色固体，产生大量白烟 (5)化学反应前后原子的种类、数目和质量均不变 【详解】（1）该实验中白磷燃烧生成五氧化二磷，氧气参与了反应，需要在密闭容器中进行，故小气球的作用是形成密闭体系，同时白磷燃烧放出热量，装置内气体受热膨胀，压强增大，气球还可以缓冲气压； 质量守恒定律是参加反应的物质的总质量与生成物的总质量相等，则该实验中白磷不需要过量； （2）见答案； （3）用酒精灯给左边一端铜丝加热1~2分钟。铜与氧气在加热的条件下反应生成氧化铜，根据质量守恒定律，参加反应的铜的质量与参加反应的氧气的质量和等于生成氧化铜的质量，则观察到的现象是：红色的铜丝表面变黑，a端向下倾斜； （4）见答案； （5）见答案。 【变式2-3】从定量角度认识化学变化 1.化学家对化学反应进行定量研究 (1)17世纪70年代，英国化学家_____在一个敞口的容器中加热金属，结果发现反应后容器中物质的质量增加了。 (2)18世纪70年代，法国化学家_____用较精确的定量实验法，在密封容器中研究氧化汞的生成与分解的反应中各物质质量之间的关系，得到的结论是：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。 2.用实验验证质量守恒定律 提出问题 参加化学反应的各物质都发生了变化，并有新物质生成。那么，参加反应的各物质质量总和与反应生成的各物质质量总和相比较，是否发生了变化 猜想与假设 根据平时的观察和已有的知识与经验，可以提出三种猜想： 1.发生了变化，反应生成的各物质的质量总和_____参加反应的各物质的质量总和； 2.发生了变化，反应生成的各物质的质量总和____参加反应的各物质的质量总和； 3.没有变化，反应生成的各物质的质量总和____参加反应的各物质的质量总和。 我的猜想：没有变化，反应生成的各物质的质量总和等于参加反应的各物质的质量总和 查阅资料 波义耳的实验在敞口容器中进行，他没有发现质量守恒定律；拉瓦锡的实验在密封容器中进行，他发现了质量守恒定律；进行实验探究时应设计严密，考虑到各种影响因素 实验装置及现象 (1)锥形瓶中出现_________； (2)天平_________ 结论 (1)二者反应的文字表达式为:____________________ (2)反应前后质量总和_________ 实验装置及现象 (1)石灰石_______，表面有____产生； (2)天平________ 结论 (1)二者反应的文字表达式为: __________________ (2)反应前后质量总和_______ 3.实验反思 (1)实验中应注意：有气体参加或生成的反应必须在_________中进行； (2)从化学变化的本质解释得到的结论：化学反应就是参加反应的各物质的____重新组合成____的过程。在此过程中原子的____没有改变，原子的____没有增减，原子的____也没有改变，因此化学反应前后各物质的质量总和必定____。 【答案】1． 波义耳 拉瓦锡 2． 大于 小于 等于 蓝色沉淀 保持平衡 不变 不断溶解 气泡 保持平衡 不变 3． 密闭容器 原子 新物质 种类 数目 质量 相等 【详解】1．波义耳最早在敞口容器做加热金属实验； 拉瓦锡用密闭定量实验最早总结出质量守恒定律。 2．三种猜想对应生成物总质量大于、小于、等于反应物总质量三种可能。 氢氧化钠和硫酸铜反应生成蓝色氢氧化铜沉淀（文字表达式见答案），装置密闭无物质进出，天平保持平衡，验证了反应前后总质量相等；此实验（实验前后天平保持平衡）说明了反应前后物质质量总和不变。 石灰石和稀盐酸反应，碳酸钙溶解、产生二氧化碳气泡（文字表达式见答案），本题装置为密闭体系，气体没有逸出，因此天平仍平衡，同样验证反应前后总质量相等，即质量总和不变。 3．有气体参与/生成的反应验证质量守恒必须在密闭容器中进行； 化学反应的本质是原子重新组合为新物质，反应前后原子的种类、数目、质量都不改变，因此反应前后总质量必然相等，这就是质量守恒定律的微观本质。 ▌题型03 质量守恒定律的微观解释 参考电解水反应微观过程理解化学反应前后物质的质量总和相等的本质原因： 化学反应是分子破裂成原子，原子重新组合成新的分子。化学反应前后，原子的种类、数目、质量都不变。因此，所有化学反应都遵循质量守恒定律。 【典例3】（2026·辽宁盘锦·模拟预测）处理汽车尾气时，使两种有害气体在催化剂和加热条件下发生反应，反应的微观示意图如图所示。下列说法正确的是 A．反应前后分子种类不变 B．反应前后元素种类发生改变 C．反应前后原子种类和个数不变 D．反应物分子个数比为2:1 【答案】C 【详解】A.化学反应的本质是分子破裂、原子重新组合为新分子，反应前后分子种类一定改变，A错误。 B.根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不发生变化，B错误。 C.质量守恒定律的微观本质就是反应前后原子的种类、个数、质量均保持不变，C正确。 D.反应物CO和NO的分子个数比为2:2=1:1，不是2:1，D错误。 【变式3-1】古有《齐民要术》记载“粟米曲作酢”，“酢”即醋酸也；今有我国科研人员研究出制取醋酸(CH3COOH)的新方法。新方法的反应微观示意图如图所示，下列说法正确的是 A．该反应属于化合反应 B．催化剂在化学反应前后的质量和性质均不变 C．该化学反应前后分子的种类和数目均不变 D．物质甲是温室气体，排放到空气中导致酸雨 【答案】A 【分析】根据微观示意图，该反应的化学方程式为：。 【详解】A.化合反应的特征是“多变一”，该反应由两种反应物生成一种生成物，符合化合反应的定义，正确。 B.催化剂在反应前后质量和化学性质不变，物理性质可能发生改变，错误。 C.化学反应的本质是分子破裂、原子重新组合，因此分子种类一定改变；且该反应反应前分子总数为2，反应后分子总数为1，分子数目也发生了改变，错误。 D.物质甲是二氧化碳，属于温室气体，会加剧温室效应，但酸雨是由二氧化硫、氮氧化物等污染物排放导致的，二氧化碳不会引发酸雨，错误。 【变式3-2】剑指苍穹，飞向星辰大海！2024年10月30日，神舟十八号，十九号飞船航天员齐聚“天宫”！如图是燃料甲醇燃烧的微观示意图。下列叙述错误的是 A．反应前后原子种类和分子种类都没变 B．丙、丁都属于化合物 C．甲醇的化学式为 D．化学反应的实质是原子的重新组合 【答案】A 【分析】微观示意图辨析题，考查质量守恒定律与物质分类，逐项判断即可。 【详解】A、根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类、数目、质量均不改变，但反应会生成新物质，分子种类一定发生变化，A错误。 B、化合物是由不同种元素组成的纯净物，丙为、丁为，均由不同元素组成，属于化合物，B正确。 C、甲为甲醇，1个甲醇分子含1个碳原子、4个氢原子、1个氧原子，化学式为，C正确。 D、化学反应的实质是分子破裂为原子，原子重新组合为新分子，即原子的重新组合，D正确。 【点睛】牢记 "原子三不变，分子种类必变"，可快速排除 A 选项。 【变式3-3】氨气能在氧气中燃烧，该反应的微观示意图如图，下列关于该反应的说法错误的是 A．反应后分子总数增加 B．氮元素的化合价升高 C．甲与丁的分子个数比为2：1 D．生成物中既有单质也有化合物 【答案】C 【分析】首先根据微观示意图确定反应物为、，生成物为、，配平得反应方程式：，对各选项分析如下。 【详解】A、反应前分子总个数为，反应后分子总个数为，反应后分子总数增加，表述正确。 B、中氮元素为价，中氮元素为价，氮元素化合价升高，表述正确。 C、甲为，丁为，二者分子个数比为，不是，表述错误。 D、生成物中属于单质，属于化合物，既有单质也有化合物，表述正确。 ▌题型04 推断物质的元素组成或可能的反应物或生成物 推断依据：化学反应前后元素的种类不变。 【典例5】（2026·河南平顶山·三模）硝酸羟胺(化学式为H4N2O4)是一种新型的火箭推进剂，其在加热的条件下发生分解反应不可能产生的物质是 A．N2 B．H2O C．O2 D．CO2 【答案】D 【详解】根据质量守恒定律：化学反应前后元素的种类保持不变。反应物硝酸羟胺的化学式为，仅含H、N、O三种元素，不含C元素，因此分解产物中不可能出现含C元素的物质。选项中只有含有C元素，故不可能生成。 【变式5-1】化学观念和科学思维是化学学科核心素养的重要内容。下列说法正确的是 A．阳离子带正电荷，则带正电荷的粒子一定是阳离子 B．氧化物中含氧元素，则含有氧元素的化合物一定是氧化物 C．某物质在氧气中燃烧生成水，则该物质中一定含有氢元素 D．冰水混合物、空气、溶液均属于混合物 【答案】C 【详解】A.带正电荷的粒子不一定是阳离子，例如质子、原子核都带正电，但不属于阳离子，错误。 B.氧化物的定义是“由两种元素组成，且其中一种元素为氧元素的化合物”，例如含有氧元素，但由三种元素组成，不属于氧化物，错误。 C.根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，该物质和氧气反应生成水，水中的氢元素一定来自该物质，但氧元素可能全部来自反应物氧气，因此该物质一定含氢元素，不一定含氧元素，正确。 D.冰水混合物中只含有一种物质，属于纯净物，仅空气、溶液属于混合物，因此三者不都属于混合物，错误。 【变式5-2】）蜡烛，常被用于营造温馨氛围、烘托仪式感，广泛出现在生日、节日、祈福等场景中，兼具实用与情感价值。 (1)蜡油受热形成的石蜡蒸气燃烧后，只产生二氧化碳和水，由此推理石蜡组成正确的是_______。(不定项) A．一定含碳、氢元素 B．一定含碳、氢和氧元素 C．可能含硫元素 D．可能含氧元素 (2)二氧化碳中碳元素的化合价为_______。 A．+2 B．+4 C．-2 D．-1 【答案】(1)AD (2)B 【详解】（1）根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，生成物二氧化碳和水中含碳、氢、氧三种元素，反应物氧气中含氧元素，由此可推测石蜡中一定含碳、氢元素，可能含氧元素，AD正确； （2）二氧化碳中氧元素的化合价为-2，设碳元素的化合价为x，根据在化合物中各元素化合价的代数和为零，则，解得，故二氧化碳中碳元素的化合价为+4，B正确。 【变式5-3】（25-26八年级下·上海·期末）从定性的角度研究：用图中实验装置探究汽油的元素组成(夹持仪器已略)。 (1)实验中，要使汽油燃烧生成的气体能通过漏斗被吸入试管中，需要对注射器活塞进行的操作是_________________________________。 (2)观察到漏斗内壁出现水滴，试管中澄清石灰水变浑浊，由以上现象可推测出汽油中_____________(填“一定”、“可能”或“一定不”)含有氧元素。 【答案】(1)向右拉动注射器活塞 (2)可能 【详解】（1）实验中，要使汽油燃烧生成的气体能通过漏斗被吸入试管中，需要进行的操作是向右拉动注射器活塞（试管中的气压减小，在外界大气压作用下，汽油燃烧生成的气体能通过漏斗被吸入试管中）。 （2）二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，化学方程式为：；观察到漏斗内壁出现无色水滴，说明反应生成水，水中氢元素来自于汽油，试管中澄清石灰水变浑浊，说明反应生成二氧化碳，二氧化碳中的碳元素来自于汽油，因此汽油中一定含有碳元素和氢元素，可能含有氧元素。 ▌题型05 推断未知物质的化学式 推断依据：化学反应前后元素的种类、原子的种类、数目不变。 【典例5】（2026·湖南长沙·模拟预测）化学与生活紧密相关。回答下列问题： (1)炒菜时油锅着火、常用锅盖盖灭，其灭火原理是_____。 (2)生活中常用活性炭除去冰箱异味，利用了活性炭的_____性。 (3)家庭用的“84”消毒液和洁厕灵不能混合使用，原因是混合后会产生有毒气体。反应的化学方程式为NaClO+2HCl=NaCl+H2O+X↑，其中X的化学式为_____。 【答案】(1)隔绝空气（或隔绝氧气） (2)吸附 (3) 【详解】（1）灭火的原理分为清除可燃物、降低温度至可燃物着火点以下、隔绝助燃物三类，盖锅盖可使燃烧的油与空气（氧气）隔绝，缺少助燃物从而终止燃烧。 （2）活性炭疏松多孔的结构使其具有吸附性，可吸附异味、色素等小分子物质，因此可用于去除冰箱异味。 （3）根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类和数目均不变。反应前共有1个Na、3个Cl、1个O、2个H，反应后已知生成物中已有1个Na、1个Cl、2个H、1个O，剩余2个Cl构成X，因此X为。 【变式5-1】中国传统文化蕴含着许多化学知识。 (1)兵马俑彩绘中发现了绝美的“中国紫”(主要成分BaCuSi2O6) 其中________ (填元素名称)在地壳中的元素含量居第二位。 (2)古代文房四宝中的墨，主要成分是单质碳。制作松烟墨时，用_________（“完全燃烧”或“不完全燃烧”)的方法从松枝或油脂中提取烟炱(俗称“炭黑”)。 (3)火折子被称为古代的“打火机”，《天工开物》中有关“火折子”的记载：“以白薯蔓浸水，辅以硝五钱、硫磺二两、松香四钱装入竹筒，吹气复燃。”结构如图： ①“硝”指硝酸钾 (KNO3)，受热易分解生成亚硝酸钾 (KNO2)和 一 种 单 质 ， 该单质的化学式为 ________。 ②旋转竹帽使竹筒和竹帽上的小孔位置错开，形成密封，燃芯的火星就会熄灭，其原因是 ________。 【答案】(1)硅 (2)不完全燃烧 (3) O2 隔绝了氧气 【详解】（1）BaCuSi2O6，含有钡、铜、硅、氧这四种元素，而地壳中元素含量前四位依次为氧、硅、铝、铁，因此含量居第二位的是硅元素。 （2）炭黑是含碳物质不完全燃烧的产物，若松枝或油脂完全燃烧，会生成二氧化碳等气体，无法得到炭黑。 （3）①根据质量守恒定律，反应前后原子的种类和个数都不变。硝酸钾（KNO3）分解生成亚硝酸钾（KNO2）和一种单质，根据氧原子个数守恒，可知该单质含有氧原子，其化学式为O2。 ②燃烧需要氧气参与，旋转竹帽形成密封，隔绝了氧气，使燃烧因缺少助燃物而停止，火星熄灭。 【变式5-2】中国空间站天和核心舱可支持三名航天员长期在轨驻留，航天员在轨的每一天都离不开环控生保系统。首先，环控生保系统的再生生保系统利用循环水电解制氧气，保证航天员氧气需求，电解水产生的氢气与航天员呼出的二氧化碳在特定反应器中进行催化反应，从而降低舱内二氧化碳的浓度。其次，环控生保系统的水处理系统主要是将水蒸气、汗液、尿液和生活废水等进行处理，经过该系统处理的水达到饮用水标准，且水的回收率达80%以上，回收的水用于航天员生活用水和电解制氧。 (1)水和过氧化氢的化学性质不同的原因：___________。 (2)再生生保系统利用循环水电解制氧气的化学方程式为___________。 正负极气体体积比为___________。其中___________极气体能使带火星的木条复燃。 (3)氢气与二氧化碳反应的原理：，则X的化学式为___________。 (4)航天员呼吸产生的废气首先进入装有活性炭的滤网除去臭气，这一过程利用了活性炭的___________性。 (5)环控生保系统的水处理系统的优点是___________(写出一点即可)。 【答案】(1)分子构成不同 (2) 1:2 正 (3) (4)吸附性 (5)水的回收率高 【详解】（1）分子是保持物质化学性质的最小粒子，水和过氧化氢的分子结构不同导致二者化学性质不同。 （2）电解水时，水在通电条件下分解生成氢气和氧气，其化学方程式为；其实验现象是负极产生氢气，正极产生氧气。氧气与氢气体积比为 。氧气具有助燃性，能使带火星木条复燃，因此是 正极产生的气体。 （3）根据质量守恒定律，反应前后原子种类和数目不变。反应前碳原子1个，氧原子2个，氢原子8个。反应后碳原子1个、氢原子4个，剩余氧原子2个、氢原子4个需由2X提供，则1个X含2个氢原子和1个氧原子，故X为 。 （4）活性炭具有疏松多孔的结构，能吸附气体或溶液中的色素、异味等杂质。滤网用活性炭除去臭气，是利用其吸附性。 （5）文中指出，水处理系统使回收水“达到饮用水标准”且“回收率达80%以上”。因此可填回收率高（节约资源）或水质达标（安全可用）。 【变式5-3】（25-26九年级上·湖南张家界·期末）氨气()是重要的化工原料，工业上用零碳技术生产的主要过程如下图。 (1)Ⅰ中，利用物质的沸点不同从空气中分离出单质X，沸点属于物质的___________(填“物理性质”或“化学性质”)。 (2)中N元素的化合价是___________。 (3)Ⅲ中发生化合反应，推断单质X为___________。 【答案】(1)物理性质 (2)-3 (3)氮气/ 【详解】（1）沸点是物质不需要发生化学变化就能表现出来的性质，属于物理性质。 （2）在NH3中，氢元素显+1价，设N元素的化合价为x，根据化合物中各元素正负化合价代数和为零，则x+(+1)×3=0，解得x=−3，所以NH3中N元素的化合价是−3价。 （3）Ⅲ 中发生化合反应生成NH3​，NH3由氮元素和氢元素组成，氢气已经在 Ⅱ 中产生，所以单质X为氮气（N2）。 ▌题型06 计算反应中各物质的质量 计算依据：化学反应前后物质的总质量不变； 【典例6】（25-26九年级上·河南洛阳·期末）在化学反应A+B=C+D中，已知20g A与10g B恰好完全反应，生成5g C，则生成D的质量为 A．20g B．25g C．30g D．15g 【答案】B 【详解】根据质量守恒定律：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。，因此生成D的质量为：。 【变式6-1】已知与一定量恰好完全反应，生成和，则参加反应的与的质量比是 A． B． C． D． 【答案】D 【详解】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：44g+36g-16g=64g，则参加反应的A与B的质量比是：16g:64g=1:4。 【变式6-2】质量守恒定律是化学反应的基本规律。 (1)某物质在空气中燃烧生成二氧化碳和水，则该物质中一定含有_____元素(填元素符号)； (2)在化学反应A+B=C+D中，已知12gA和18gB恰好完全反应生成28gC,则生成D的质量为_____g。 【答案】(1)C、H (2) 2 【详解】（1）根据质量守恒定律，化学反应前后，元素种类不变。生成物中含有C元素、O元素和H元素，反应物中氧气提供O元素，则该物质中一定含有C、H元素； （2）依据质量守恒定律：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，则反应物A和B的质量总和应该等于生成物C和D的质量总和。设生成D的质量为x，即12g+18g = x+ 28g，求得x=2g，则生成D的质量为2g； 【变式6-3】已知某化合物X在足量的氧气中充分燃烧，生成二氧化碳和水。消耗氧气的质量为_______，X中一定含有的元素为_______(填符号)。 【答案】 96g C、H、O 【详解】根据质量守恒定律，参与反应的物质的总质量等于反应生成的物质的总质量，则消耗氧气的质量为； 生成物中碳元素（来自CO2）的质量为，氢元素（来自H2O）的质量为，碳、氢元素总质量为，说明X中含有氧元素，其质量为，因此，X中一定含有的元素是C、H、O。 ▌题型07 定量判断物质的元素组成 判断依据：化学反应前后元素的种类、元素的质量不变。 【典例7】（25-26八年级下·山东烟台·期中）化学家在探索燃烧现象和物质成分的过程中，研究了化学变化中的质量关系。某4.6g物质在氧气中完全燃烧生成8.8g二氧化碳和5.4g的水，下列说法错误的是 A．该物质只含有碳元素和氢元素 B．该物质中碳元素与氢元素的质量比为4：1 C．该物质一定含有碳元素、氢元素和氧元素 D．该物质的一个分子中碳和氢原子的个数比是1：6 【答案】AD 【详解】某4.6g物质在氧气中完全燃烧生成8.8g二氧化碳和5.4g的水，根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，二氧化碳和水中含有碳、氢、氧元素，而氧气中只含有氧元素，则该物质中一定含有碳、氢元素；根据化学反应前后元素的种类和质量不变，8.8g二氧化碳中碳元素的质量为：，5.4g水中氢元素的质量为：，则4.6g该纯净物中还含有4.6g-2.4g-0.6g=1.6g氧元素； 综上所述，该物质中一定含有碳、氢、氧元素，其中碳元素与氢元素的质量比为2.4g：0.6g=4：1，该物质的一个分子中碳和氢原子的个数比为，故选AD。 【变式7-1】用燃烧法可以测定某物质的组成。将3.2g某物质在氧气中充分燃烧，生成了和（无其他产物）。下列对于该物质组成的判断正确的是 A．一定含有C、H、O三种元素 B．一定含有C、H元素，可能含有O元素 C．只含有C、H两种元素 D．一定含有C、O两种元素，可能含有H元素 【答案】A 【详解】化学反应前后元素的种类、质量均不变，生成物中的C、H元素全部来自该可燃物，O元素可能来自氧气也可能来自可燃物，通过计算可判断O元素是否存在： 中C元素质量：； 中H元素质量：； C、H元素总质量为，小于可燃物总质量，说明剩余质量为该物质中O元素的质量，因此该物质一定含有C、H、O三种元素，故选A。 【变式7-2】一定质量的某化合物与12.8 g氧气在密闭容器中恰好完全反应，测得生成8.8 g二氧化碳、5.6 g一氧化碳和7.2 g水，且该化合物的相对分子质量为88，该化合物的化学式是 A． B． C． D． 【答案】A 【详解】根据质量守恒，化合物质量 = 生成物总质量 - 参加反应的氧气质量 = 。 生成物中所有碳、氢元素都来自该化合物：碳元素总质量为中质量为，中质量为，总质量为；氢元素总质量为，该化合物中氧元素的质量为 。 化合物中原子个数比为 ，因此最简式为，最简式的相对分子质量为44。已知该化合物相对分子质量为88，所以化学式为。 【变式7-3】完成下列题目 (1)化学中经常用燃烧法测定有机物的组成。现取3.2 g某有机物在足量的氧气中充分燃烧，生成和，则下列关于该有机物的说法错误的是 A．一定含有C、H、O三种元素 B．消耗氧气的质量为4.8 g C．化学式可能为 D．有机物中C和O的质量比为 (2)填写方法点拨横线内容 方法点拨 第1步：根据题干写出该反应的符号表达式：。 第2步：定性推断物质中含有的元素。根据化学反应前后元素的种类不变可知，X中一定含有________元素，可能含有________元素。 第3步：定量计算未知物中可能含有的元素。生成的中碳元素的质量为________，生成的中氢元素的质量为________，碳、氢元素之和________（填“>”“<”或“=”）3.2 g，则X中含有氧元素，其质量为________。 第4步：推出化学式，根据原子个数比等于元素质量与其相对原子质量的商之比，计算X中C、H、O原子的个数比为________，得出X的化学式可能是________。 【答案】(1)D (2) 碳、氢（C、H） 氧（O） 1.2g 0.4g < 1.6g 【详解】（1）A.元素质量计算：m(C)=4.4g×12/44=1.2g，m(H)=3.6g×2/18=0.4g，m(C)+m(H)=1.6g<3.2g，说明有机物含C、H、O三种元素，m(O)=3.2g-1.6g=1.6g，正确； B.消耗氧气质量：根据质量守恒，m(O2)=4.4g+3.6g-3.2g=4.8g，正确； C.原子个数比C:H:O=1.2/12:0.4/1:1.6/16=1:4:1，化学式可为CH3OH，正确； D.m(C):m(O)=1.2g:1.6g=3:4≠1:1，错误。 （2）依据质量守恒定律，化学反应前后元素种类、元素质量均不变，结合定量计算即可推导得出结果(参考答案1的解析)。 ▌题型08 密闭容器中的反应问题 1.密闭容器中，反应前后物质的总质量不变； 2.反应后质量减小的是反应物，质量增大的是生成物，质量不变的可能是催化剂或杂质； 3.参加反应的某物质的质量为其反应前后的质量差。 【典例8】（25-26八年级下·山东烟台·期末）将一定量的某物质和氧气置于一个完全密闭的容器中引燃，反应后生成和。测得反应前后各物质的质量如下表。下列判断错误的是 物质 某物质 反应前质量/g 5.2 12.8 0 0 0 反应后质量/g 0 0 8.8 3.6 m A．表中m的值为5.6 B．该物质由碳、氢、氧元素组成 C．该物质由碳、氢元素组成 D．产生和的分子个数比为1∶1 【答案】B 【分析】该反应中，某物质与氧气质量下降，二氧化碳、水、一氧化碳质量增加，因此可推断反应式为： 【详解】A.反应前物质总质量为，根据质量守恒定律可推断该反应前后总质量不变，因此，解得，正确； B.二氧化碳和一氧化碳中的来自该物质，质量为：； 水中的也来自该物质，质量为：； 刚好为该物质反应前质量，因此该物质由碳氢两种元素组成，错误； C.由B选项分析可知该选项正确； D.根据质量守恒定律可知，化学方程式中分子相对分子质量乘化学计量数之比等于参与反应的物质质量之比，因此二氧化碳与水分子个数比为：，正确。 【变式8-1】某密闭容器内有甲、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。下列说法正确的是 A．反应后丁的质量分数为20% B．乙一定是该反应的催化剂 C．该反应中甲、丙的质量变化之比为 D．丁可能为单质 【答案】C 【分析】由图可见，甲反应后的质量分数为19%，反应前的质量分数为17%，反应后的质量分数比反应前增加了2%，说明甲是生成物； 乙在反应前后的质量分数都为10%，说明乙可能是催化剂或者杂质； 丙反应后的质量分数为41%，反应前的质量分数为25%，反应后的质量分数比反应前增加了16%，说明丙也是生成物； 丁反应后的质量分数为1-19%-10%-41%=30%，反应前的质量分数为48%，反应后的质量分数比反应前减少了18%，说明丁是反应物。 由此可见，该反应可表示为：。 【详解】A. 由分析可知，反应后丁的质量分数为30%，故A错误； B.乙在反应前后的质量分数都为10%，说明乙可能是催化剂或者杂质，故B错误； C. 该反应中甲、丙的质量变化之比为，正确。 D. 由分析可知，该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应，分解反应的反应物一定是化合物，因此丁不可能为单质，错误。 【变式8-2】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．该反应基本反应类型为分解反应 B．物质丙一定为单质 C．该化学反应中参加反应的乙和生成的丙的质量比为3∶17 D．物质丁一定是该反应的催化剂 【答案】C 【分析】由图中数据可知，反应后丁的质量分数为：1-42%-8%-40%=10%；反应后甲的质量分数减少了70%-42%=28%，则甲是反应物；反应后乙的质量分数减少了14%-8%=6%，则乙是反应物；反应后丙的质量分数增加了40%-6%=34%，则丙是生成物；反应前后丁的质量分数不变，则丁可能是该反应的催化剂，也可能不参加反应的杂质；该反应是甲和乙在一定条件下反应生成丙。 【详解】A.由分析可知，该反应是甲和乙在一定条件下反应生成丙，符合多变一的特点，属于化合反应，说法错误； B.由分析可知，丙是化合反应的生成物，一定是化合物，说法错误； C.参加化学反应的乙和反应生成的丙质量比为6%：34%=3：17，说法正确； D.反应前后丁的质量分数不变，则丁可能是该反应的催化剂，也可能是不参加反应的杂质，说法错误。 【变式8-3】在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，测得反应前及t1、t2时各物质质量关系如图所示，下列说法不正确的是 A．X=20 B．该反应是分解反应 C．甲一定不是单质 D．丙可能是反应的催化剂 【答案】B 【详解】A.根据质量守恒定律，反应前后密闭容器内总质量相等，列等式：，解得，故选项说法正确； B. 反应中甲质量增加为生成物，乙、丁质量减少为反应物，丙质量不变，反应符合“多变一”的特征，属于化合反应，不是分解反应，故选项说法错误； C. 甲是化合反应的生成物，属于化合物，一定不是单质，故选项说法正确； D.丙的质量反应前后不变，可能是反应的催化剂或未参与反应的杂质，故选项说法正确。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $