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第二讲 质量守恒定律和化学方程式
考点精讲
考点1 质量守恒定律
⒈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。
⒉质量守恒定律的分析归纳：
★一个可能改变——分子总数可能改变
⒊关键词的理解
⑴参加化学反应的，所给予物质不一定都参加反应，若反应物有剩余，剩余的物质没有参加反应。所以必须强调“参加化学反应”，而且★质量守恒定律只能用于解释化学变化。
⑵质量总和“是参加化学反应的物质的质量总和和反应后生成的物质的质量总和”。
如：镁在氧气中燃烧生成氧化镁，参加反应的镁的质量和参加反应的氧气的质量的和等于反应后生成的氧化镁的质量。
考点2 化学方程式
⒈化学方程式的定义：用化学式来表示化学反应的式子。
★⒉化学方程式提供的信息（意义）
⑴哪些物质参加了反应（反应物是什么）
⑵生成了哪些物质（生成物是什么）
⑶反应条件
⑷反应物与生成物之间的质量比
⑸反应物与生成物之间的粒子数量比
⒊化学方程式的读法 （以C + O2 CO2为例）
⑴质：碳和氧气在点燃的条件下反应生成二氧化碳；
⑵量：每12份质量的碳和32份质量的氧气完全反应，生成44份质量的二氧化碳；
⑶粒子：每1个碳原子和一个氧分子反应，生成一个二氧化碳分子。
考点3 化学方程式的书写
⒈书写原则：⑴以客观事实为基础；⑵要遵守质量守恒定律。
⒉★书写步骤
⑴写：根据事实写出反应物和生成物的化学式，中间用短横线相连；
⑵配：配平化学方程式；
⑶改；将短横线改为等号；
⑷注：注明反应条件以及生成物的状态“↑”或“↓”。
⑸查：检查化学式是否写错、是否配平、条件和生成物状态是否标了、标了是否恰当。
考点4 根据化学方程式的计算
★⒈解题步骤及格式（步骤：解设写找列算答）
一般分为以下七步：⑴解设未知量，一般情况下，求什么设什么；⑵写出相应的正确的化学方程式；⑶根据化学方程式找出相关物质的相对分子质量，列在相应的化学式下面；⑷标出已知量和未知量；⑸列比例式；⑹求解；⑺答题。
⒉计算中常用的关系式
⑴m= ρv
⑵单位换算：1L=1000mL，1mL=1cm3
⑶物质的纯度=纯物质的质量/不纯物质的质量×100%
变形：纯物质的质量=不纯物质的质量×物质的纯度
不纯物质的质量=纯物质的质量÷物质的纯度
⑷物质的纯度（纯物质的质量分数）=1-杂质的质量分数
⒊常见的计算类型
★⑴利用化学方程式的简单计算；
★⑵有关含杂质物质的化学方程式的计算；
⑶质量守恒定律结合化学方程式的综合计算。
典例分析
1．（2023·广东深圳·中考真题）在通电条件下，甲酸与氧气的反应微观图如下，说法错误的是（ ）
A．由此实验可知，分子是化学变化的最小粒子
B．两个氢原子和一个氧分子结合形成H2O2
C．反应的化学方程式：
D．催化剂在反应前后的化学性质和质量不变
【答案】A
【详解】A、化学反应的实质是分子的分裂和原子的重组，原子是化学变化中的最小粒子，故A说法错误；
B、由②可知，两个氢原子和1个氧分子结合形成H2O2，故B说法正确；
C、由图可知，HCOOH与O2在铂催化剂和通电的条件下反应生成H2O2和CO2，该反应的化学方程式为：，故C说法正确；
D、催化剂在反应前后质量和化学性质不变，故D说法正确；
2．（2023·广东·中考真题）梦天舱燃烧科学柜采用a作燃料成功实施首次在轨点火实验。a完全燃烧的反应微观示意图如图所示。下列说法错误的是（ ）

A．反应前后元素种类不变
B．反应前后分子个数不变
C．a分子中C、H原子个数比为1:4
D．反应生成c、d的质量比为 22:9
【答案】D
【详解】A、化学反应前后，元素种类不变，故选项说法正确；
B、由a完全燃烧的反应微观示意图，该反应是甲烷分子和氧分子在点燃条件下反应生成二氧化碳分子和水分子，反应的化学方程式为，反应前3个分子，反应后4个分子，反应前后分子个数不变，故选项说法正确；
C、1个a分子由1个碳原子和4个氢原子构成，则a分子中C、H原子个数比为1:4，故选项说法正确；
D、根据化学方程式可知，反应生成c、d的质量比为44 :(18×2)=11:9，故选项说法错误。
知识点拨
本题考查了微观示意图和质量守恒定律的应用，这种题型是深圳最常考的题型之一，做此类题型时，建议先把反应前后一样的划掉，然后写出化学方程式，一定要记得配平，此类题即可迎刃而解。
课堂巩固
1．（2023·河南·中考真题）下图为治理汽车尾气时发生反应的微观示意图。下列有关说法不正确的是（ ）

A．该反应能使有害气体转化为无害物质
B．反应前后原子的种类、数目不变
C．反应生成丙和丁的质量比为7：11
D．化学方程式为：
2．（2023·福建·中考真题）分别加热等质量的两种样品，固体质量随温度变化的曲线如下图所示。样品1反应前后各物质的质量如下表。分离出样品1反应后的固体乙，与24.0g甲混合并加热，固体质量变化曲线与样品1的相同。下列说法正确的是（ ）
物质 甲 乙 丙 丁
反应前质量/g 24.0 2.0 0 0
反应后质量/g 0 2.0 x 1.9
A．该反应是复分解反应 B．x=20.1
C．该条件下丙和丁均为气体 D．乙是催化剂
3．（2023·广东广州·中考真题）N2是重要的化工原料，N2和H2反应的微观示意图如下，下列说法正确的是（ ）
A．常温下N2的化学性质很活泼
B． 和按个数比1：1进行该反应
C． 中N、H元素的质量比为1：3
D．反应前后分子种类和数目发生变化
4．（2023·黑龙江龙东·中考真题）在一个密闭容器中，有甲、乙、丙、丁、戊五种物质，在一定条件下发生反应，测得反应前后各物质质量的变化量（单位：g）如图所示。下列说法不正确的是（ ）

A．x的数值为8 B．反应前后元素的化合价可能改变
C．该反应一定属于置换反应 D．反应前后甲、戊变化的质量之比为3:1
5．（2023·黑龙江绥化·中考真题）在化学反应A+2B=C+2D中：已知C和D的相对分子质量之比是22:9，当6.4gB与足量A完全反应后，生成3.6gD。则在此反应中，B和C的质量比是（ ）
A．8:11 B．2:11 C．16:11 D．16:9
6．（2023·河南·中考真题）下图为治理汽车尾气时发生反应的微观示意图。下列有关说法不正确的是（ ）

A．该反应能使有害气体转化为无害物质 B．反应前后原子的种类、数目不变
C．反应生成丙和丁的质量比为7：11 D．化学方程式为：
7．（2023·山东济宁·中考真题）常温下，X和Y反应生成Z和W，反应前后分子变化的微观示意图如下所示。下列说法正确的是（ ）
A．该反应的基本反应类型为置换反应
B．1个X分子中含有3个原子
C．4种物质中，属于化合物的有3种
D．该反应化学方程式为
8．（2023·山东枣庄·中考真题）近期，我国科学工作者在淀粉人工合成方面取得突破性进展，最关键步骤是二氧化碳和氢气在无机催化剂(ZnO- ZrO2)的作用下转化为甲醇(CH3OH)和水，反应的微观示意图如下。下列说法不正确的是（ ）

A．该反应不符合质量守恒定律 B．生成的甲醇和水的分子个数比为1：1
C．反应前后催化剂ZnO-ZrO2的化学性质不变 D．该反应能实现由无机物向有机物的转化
9．（2023·湖北武汉·中考真题）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，下列说法正滩的是（ ）
A．参加反成的甲和乙的质量比为11：1 B．生成丙和丁的分子个数比为1：2
C．反应物和生成物共涉及两种氧化物 D．反应前后元素的化合价都不变
10．（2023·湖北随州·中考真题）纯净物甲是一种绿色能源，相对分子质量为46。在一定条件下，一定质量的甲与8.0g乙恰好完全反应，生成4.4g丙、5.4g丁和2.8g戊。反应的微观示意图如下，下列有关说法错误的是（ ）
A．参加反应甲的质量为4.6g B．甲物质中碳元素和氢元素的质量比为4∶1
C．甲物质中含有碳、氢、氧三种元素 D．若使生成的戊充分氧化，至少还需乙3.2g
11．（2023·湖南郴州·中考真题）一定条件下，在密闭容器中发生某化学反应，测得反应过程中各物质的质量数据如下表：
物质 甲 乙 丙 丁
反应前的质量/g 10 16 0 2
反应中的质量/g 7 8 a 2
反应后的质量/g b 0 22 c
下列选项正确的是（ ）
A．a=11 B．丁一定是催化剂
C．该反应为分解反应 D．b=3
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第二讲 质量守恒定律和化学方程式
考点精讲
考点1 质量守恒定律
⒈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。
⒉质量守恒定律的分析归纳：
★一个可能改变——分子总数可能改变
⒊关键词的理解
⑴参加化学反应的，所给予物质不一定都参加反应，若反应物有剩余，剩余的物质没有参加反应。所以必须强调“参加化学反应”，而且★质量守恒定律只能用于解释化学变化。
⑵质量总和“是参加化学反应的物质的质量总和和反应后生成的物质的质量总和”。
如：镁在氧气中燃烧生成氧化镁，参加反应的镁的质量和参加反应的氧气的质量的和等于反应后生成的氧化镁的质量。
考点2 化学方程式
⒈化学方程式的定义：用化学式来表示化学反应的式子。
★⒉化学方程式提供的信息（意义）
⑴哪些物质参加了反应（反应物是什么）
⑵生成了哪些物质（生成物是什么）
⑶反应条件
⑷反应物与生成物之间的质量比
⑸反应物与生成物之间的粒子数量比
⒊化学方程式的读法 （以C + O2 CO2为例）
⑴质：碳和氧气在点燃的条件下反应生成二氧化碳；
⑵量：每12份质量的碳和32份质量的氧气完全反应，生成44份质量的二氧化碳；
⑶粒子：每1个碳原子和一个氧分子反应，生成一个二氧化碳分子。
考点3 化学方程式的书写
⒈书写原则：⑴以客观事实为基础；⑵要遵守质量守恒定律。
⒉★书写步骤
⑴写：根据事实写出反应物和生成物的化学式，中间用短横线相连；
⑵配：配平化学方程式；
⑶改；将短横线改为等号；
⑷注：注明反应条件以及生成物的状态“↑”或“↓”。
⑸查：检查化学式是否写错、是否配平、条件和生成物状态是否标了、标了是否恰当。
考点4 根据化学方程式的计算
★⒈解题步骤及格式（步骤：解设写找列算答）
一般分为以下七步：⑴解设未知量，一般情况下，求什么设什么；⑵写出相应的正确的化学方程式；⑶根据化学方程式找出相关物质的相对分子质量，列在相应的化学式下面；⑷标出已知量和未知量；⑸列比例式；⑹求解；⑺答题。
⒉计算中常用的关系式
⑴m= ρv
⑵单位换算：1L=1000mL，1mL=1cm3
⑶物质的纯度=纯物质的质量/不纯物质的质量×100%
变形：纯物质的质量=不纯物质的质量×物质的纯度
不纯物质的质量=纯物质的质量÷物质的纯度
⑷物质的纯度（纯物质的质量分数）=1-杂质的质量分数
⒊常见的计算类型
★⑴利用化学方程式的简单计算；
★⑵有关含杂质物质的化学方程式的计算；
⑶质量守恒定律结合化学方程式的综合计算。
典例分析
1．（2023·广东深圳·中考真题）在通电条件下，甲酸与氧气的反应微观图如下，说法错误的是（ ）
A．由此实验可知，分子是化学变化的最小粒子
B．两个氢原子和一个氧分子结合形成H2O2
C．反应的化学方程式：
D．催化剂在反应前后的化学性质和质量不变
【答案】A
【详解】A、化学反应的实质是分子的分裂和原子的重组，原子是化学变化中的最小粒子，故A说法错误；
B、由②可知，两个氢原子和1个氧分子结合形成H2O2，故B说法正确；
C、由图可知，HCOOH与O2在铂催化剂和通电的条件下反应生成H2O2和CO2，该反应的化学方程式为：，故C说法正确；
D、催化剂在反应前后质量和化学性质不变，故D说法正确；
2．（2023·广东·中考真题）梦天舱燃烧科学柜采用a作燃料成功实施首次在轨点火实验。a完全燃烧的反应微观示意图如图所示。下列说法错误的是（ ）

A．反应前后元素种类不变
B．反应前后分子个数不变
C．a分子中C、H原子个数比为1:4
D．反应生成c、d的质量比为 22:9
【答案】D
【详解】A、化学反应前后，元素种类不变，故选项说法正确；
B、由a完全燃烧的反应微观示意图，该反应是甲烷分子和氧分子在点燃条件下反应生成二氧化碳分子和水分子，反应的化学方程式为，反应前3个分子，反应后4个分子，反应前后分子个数不变，故选项说法正确；
C、1个a分子由1个碳原子和4个氢原子构成，则a分子中C、H原子个数比为1:4，故选项说法正确；
D、根据化学方程式可知，反应生成c、d的质量比为44 :(18×2)=11:9，故选项说法错误。
知识点拨
本题考查了微观示意图和质量守恒定律的应用，这种题型是深圳最常考的题型之一，做此类题型时，建议先把反应前后一样的划掉，然后写出化学方程式，一定要记得配平，此类题即可迎刃而解。
课堂巩固
1．（2023·河南·中考真题）下图为治理汽车尾气时发生反应的微观示意图。下列有关说法不正确的是（ ）

A．该反应能使有害气体转化为无害物质
B．反应前后原子的种类、数目不变
C．反应生成丙和丁的质量比为7：11
D．化学方程式为：
【答案】C
【详解】A. 该反应的反应物一氧化碳和一氧化氮都是气体污染物，生成物二氧化碳和氮气是空气中固有的成分，不是污染物，故该反应能使有害气体转化为无害物质，选项正确；
B. 原子是化学变化中最小的微粒，所有化学反应前后原子的种类、数目都不变，选项正确；
C. 由题中信息可知该反应的化学方程式为，反应生成丙和丁的质量比为28：（2×44）=7:22，选项错误；
D. 据质量守恒定律可知反应前后原子的种类、数目不变，故该反应的化学方程式为，选项正确。
2．（2023·福建·中考真题）分别加热等质量的两种样品，固体质量随温度变化的曲线如下图所示。样品1反应前后各物质的质量如下表。分离出样品1反应后的固体乙，与24.0g甲混合并加热，固体质量变化曲线与样品1的相同。下列说法正确的是（ ）
物质 甲 乙 丙 丁
反应前质量/g 24.0 2.0 0 0
反应后质量/g 0 2.0 x 1.9
A．该反应是复分解反应 B．x=20.1
C．该条件下丙和丁均为气体 D．乙是催化剂
【答案】D
【分析】由质量守恒定律知，24.0g+2.0g=2.0g+xg+1.9g，x=22.1g，甲质量减少，为反应物，丙、丁质量增大，为生成物，乙的质量无变化，反应为甲加热生成丙和丁。
【详解】A、由以上分析知，反应物只有一种，不可能是复分解反应，选项错误；
B、由以上分析知，x=22.1g，选项错误；
C、由图知，加热样品1后，固体质量减少，最后质量大于2g，则生成物中有气体，有固体，选项错误；
D、由表格知，反应前后乙质量未变；对比样品1、2的曲线知，相同温度，样品1固体质量减少更快，即加入乙反应速率更快；将固体乙与24.0g甲混合并加热，固体质量变化曲线与样品1的相同，说明乙化学性质不变，故乙是催化剂，选项正确。
3．（2023·广东广州·中考真题）N2是重要的化工原料，N2和H2反应的微观示意图如下，下列说法正确的是（ ）
A．常温下N2的化学性质很活泼
B． 和按个数比1：1进行该反应
C． 中N、H元素的质量比为1：3
D．反应前后分子种类和数目发生变化
【答案】D
【详解】A、常温下氮气化学性质稳定，不易和其他物质反应，错误；
B、从微观示意图可知，该反应的化学方程式为。所以N2和H2按个数比1:3进行该反应，错误；
C、是NH3， N、H元素的质量比为14:3，错误；
D、从化学方程式可知，每1个氮分子和3个氢分子反应生成2个氨气分子，反应前后分子种类和数目发生变化，正确；
4．（2023·黑龙江龙东·中考真题）在一个密闭容器中，有甲、乙、丙、丁、戊五种物质，在一定条件下发生反应，测得反应前后各物质质量的变化量（单位：g）如图所示。下列说法不正确的是（ ）

A．x的数值为8 B．反应前后元素的化合价可能改变
C．该反应一定属于置换反应 D．反应前后甲、戊变化的质量之比为3:1
【答案】C
【分析】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，该反应在密闭容器中进行，则有18g+3g+1g+2g+5g=9g+2g+8g+2g+xg，x=8，反应后甲的质量减少了18g-9g=9g，则甲是反应物；反应后乙的质量减少了3g-2g=1g，则乙是反应物；反应后丙的质量增加了8g-1g=7g，则丙是生成物；反应前后丁的质量不变，则丁可能是该反应的催化剂，也可能是不参加反应的物质；反应后戊的质量增加了8g-5g=3g，则戊是生成物；该反应为甲与乙反应生成丙和戊。
5．（2023·黑龙江绥化·中考真题）在化学反应A+2B=C+2D中：已知C和D的相对分子质量之比是22:9，当6.4gB与足量A完全反应后，生成3.6gD。则在此反应中，B和C的质量比是（ ）
A．8:11 B．2:11 C．16:11 D．16:9
【答案】C
【详解】设生成3.6g D 时，同时C的质量为x
，x=4.4g；
参加反应B、C的质量分别比=6.4g:4.4g=16:11；
6．（2023·河南·中考真题）下图为治理汽车尾气时发生反应的微观示意图。下列有关说法不正确的是（ ）

A．该反应能使有害气体转化为无害物质
B．反应前后原子的种类、数目不变
C．反应生成丙和丁的质量比为7：11
D．化学方程式为：
【答案】C
【详解】A. 该反应的反应物一氧化碳和一氧化氮都是气体污染物，生成物二氧化碳和氮气是空气中固有的成分，不是污染物，故该反应能使有害气体转化为无害物质，选项正确；
B. 原子是化学变化中最小的微粒，所有化学反应前后原子的种类、数目都不变，选项正确；
C. 由题中信息可知该反应的化学方程式为，反应生成丙和丁的质量比为28：（2×44）=7:22，选项错误；
D. 据质量守恒定律可知反应前后原子的种类、数目不变，故该反应的化学方程式为，选项正确。
7．（2023·山东济宁·中考真题）常温下，X和Y反应生成Z和W，反应前后分子变化的微观示意图如下所示。下列说法正确的是（ ）
A．该反应的基本反应类型为置换反应
B．1个X分子中含有3个原子
C．4种物质中，属于化合物的有3种
D．该反应化学方程式为
【答案】A
【详解】由微观示意图可知：该反应化学方程式：。
A、一种单质和一种化学反应生成另一种单质和另一种化合物的反应叫做置换反应，该反应的基本反应类型为置换反应，说法正确；
B、由微观示意图可知：X的化学式为NH3，1个X分子中含有4个原子，说法错误；
C、由两种或者两种以上元素组成纯净物叫做化合物，4种物质中，属于化合物的有2种，说法错误；
D、由微观示意图可知：该反应化学方程式：，说法错误；
8．（2023·山东枣庄·中考真题）近期，我国科学工作者在淀粉人工合成方面取得突破性进展，最关键步骤是二氧化碳和氢气在无机催化剂(ZnO- ZrO2)的作用下转化为甲醇(CH3OH)和水，反应的微观示意图如下。下列说法不正确的是（ ）

A．该反应不符合质量守恒定律 B．生成的甲醇和水的分子个数比为1：1
C．反应前后催化剂ZnO-ZrO2的化学性质不变 D．该反应能实现由无机物向有机物的转化
【答案】A
【详解】A. 因为化学反应都遵守质量守恒定律，所以该反应符合质量守恒定律，此选项错误；

B. 根据反应的微观示意图，该反应的化学方程式为：CO2+3H2 CH3OH+H2O，则生成的甲醇和水的分子个数比为1：1，此选项正确；
C. 反应前后催化剂ZnO-ZrO2的质量和化学性质不变，此选项正确；
D. CO2和H2是无机物，CH3OH是有机物，该反应能实现由无机物向有机物的转化，此选项正确。
9．（2023·湖北武汉·中考真题）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，下列说法正滩的是（ ）
A．参加反成的甲和乙的质量比为11：1 B．生成丙和丁的分子个数比为1：2
C．反应物和生成物共涉及两种氧化物 D．反应前后元素的化合价都不变
【答案】C
【分析】由反应的微观示意图可知，该反应的化学方程式为：；
【详解】A、由反应的化学方程式可知，参加反成的甲和乙的质量比为（2×44）：（6×2）=22：3，故选项A说法错误；
B、由反应的化学方程式可知，生成丙和丁的分子个数比为1：4，故选项B说法错误；
C、反应物和生成物共涉及二氧化碳和水两种氧化物，故选项C说法正确；
D、反应前氢元素的化合价为0价，反应后氢元素的化合价为+1价，反应前后氢元素的化合价发生了改变，故选项D说法错误；
故选：C。
10．（2023·湖北随州·中考真题）纯净物甲是一种绿色能源，相对分子质量为46。在一定条件下，一定质量的甲与8.0g乙恰好完全反应，生成4.4g丙、5.4g丁和2.8g戊。反应的微观示意图如下，下列有关说法错误的是（ ）
A．参加反应甲的质量为4.6g B．甲物质中碳元素和氢元素的质量比为4∶1
C．甲物质中含有碳、氢、氧三种元素 D．若使生成的戊充分氧化，至少还需乙3.2g
【答案】D
【详解】A、在一定条件下，一定质量的甲与8.0g乙恰好完全反应，生成4.4g丙、5.4g丁和2.8g戊，根据质量守恒定律，则参加反应甲的质量为4.4g+5.4g+2.8g-8.0g=4.6g，故A说法正确；
B、二氧化碳中的碳元素的质量为，一氧化碳中碳元素的质量为，水中氢元素的质量为，因为碳元素、氢元素都来自甲，故甲中碳元素和氢元素的质量比为（1.2g+1.2g）：0.6g=4：1，故B说法正确；
C、由A可知，参加反应的甲物质的质量为4.6g，由B可知，甲中碳元素的质量为2.4g+1.2g=3.6g，甲中氢元素的质量为0.6g，2.4g+0.6g=3.0g＜4.6g，故甲物质中含有碳、氢、氧三种元素，故C说法正确；
D、生成的戊为CO，一氧化碳与氧气点燃生成二氧化碳，设2.8g一氧化碳充分氧化需要氧气的质量为x，则有，，解得x=1.6g，故若使生成的戊充分氧化，至少还需乙1.6g，故D说法错误；
11．（2023·湖南郴州·中考真题）一定条件下，在密闭容器中发生某化学反应，测得反应过程中各物质的质量数据如下表：
物质 甲 乙 丙 丁
反应前的质量/g 10 16 0 2
反应中的质量/g 7 8 a 2
反应后的质量/g b 0 22 c
下列选项正确的是（ ）
A．a=11 B．丁一定是催化剂
C．该反应为分解反应 D．b=3
【答案】A
【分析】由于该反应在密闭容器内进行，根据质量守恒定律，则有10g+16g+0g+2g=7g+8g+ag+2g=bg+0g+22g+cg，解得a=11，b+c=6，由表中数据可知，丁的质量随着反应的进行，没有发生改变，所以丁可能是该反应的催化剂，也可能没有参与反应，故c=2，所以b=6-2=4。反应前后甲的质量减少了10g-4g=6g，故甲是反应物，反应前后乙的质量减少了16g-0g=16g，故乙是反应物，反应前后丙的质量增加了22g-0g=22g，故丙是生成物，故该反应为甲与乙反应生成丙。
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