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质量守恒定律及其应用
1.质量守恒定律
________________的各物质质量总和，等于________________的各物质的质量总和。
（1）适用范围：所有________（物理变化不讨论质量守不守衡的关系）。
（2）守衡概念：________守衡，不是体积、密度、分子个数等守衡。
（3）质量范围：所有参加反应的反应物质量（不包括没有反应完的部分和催化剂的质量）和所有生成物的质量。尤其注意参加反应的气体或反应生成的________、________等不要忽略。
2.质量守恒定律的验证
（1）实验验证：有气体________或________的实验必须在________容器里进行；
（2）化学反应：
红磷燃烧：________________
①实验装置
②实验现象
红磷燃烧，产生大量________，放出大量的热，气球________，待装置冷却后，气球________。
反应后的物质总质量m2与反应前的物质总质量m1相等，________________。
③实验结论
所有的化学反应________质量守恒定律，表面貌似“不守恒”的实验需要认真加以分析原因。_____________或________（或者有烟、雾状物质生成）的反应，验证质量守恒定律时，必须在________容器里进行。
3.微观解释质量守恒定律的原因
（1）电解水反应微观过程
化学反应前后物质的质量总和相等的本质原因是化学反应是________________，________________成新的分子。
化学反应前后，原子的________、数目、________都不变。
（2）化学反应过程
4.解题方法
（1）未知量的计算
方法一：各物质的质量变化之和为零。即(A-A')+(B-B')+(C-C')+（D-D')+……=0。
方法二：反应前后未参加反应的物质的质量不变；结合反应物质的质量等于生成物质的质量，可得出反应前物质的质量总和等于反应后物质的质量总和。即A+B+C+D+……≡A'+B'+C'+D'+……
（注:A表示反应前A物质的质量，A'表示反应后A物质的质量）
（2）反应物、生成物和催化剂的判断
反应后质量增加的为生成物，质量减小的为反应物，质量不变的可能是催化剂，也可能是未参加反应的杂质。
（3）反应类型的判断
根据表中各物质的变化量，一种物质质量减少，其他物质质量增加的为分解反应；多种物质质量减少，一种物质质量增加的为化合反应。
（4）物质类别的判断
一般情况下，通过反应类型推测物质类别的可能性，如化合反应的生成物一定是化合物，分解反应的反应物一定是化合物。
（5）化学计量数（或参加反应的微粒个数）之比的计算。
题型01 物质在密闭容器中充分反应的数据分析
1．（2025·陕西西安·二模）在一个密闭容器中，有甲、乙、丙、丁四种物质在一定条件下充分反应，测得反应前、后各物质的质量如表所示，下列说法错误的是
物质 甲 乙 丙 丁
反应前的质量 14 50 4 6
反应后的质量 32 x 4 20
A．甲、丁的质量变化之比为 B．丙可能是该反应的催化剂
C．物质乙一定是化合物 D．
2．（2024·湖南娄底·一模）某化学反应在密闭容器中进行，各物质的分子数目，质量随时间变化情况如图1，图2所示，下列说法正确的是
A．Z可能属于单质
B．参加反应的X与Y的质量比为3：14
C．反应前后分子总数不变
D．Y与Z的相对分子质量之比为14：17
题型02 有机物不充分反应的数据分析
1．（2024·河南周口·模拟预测）甲烷不充分燃烧，生成二氧化碳、一氧化碳和水，8g甲烷燃烧生成的二氧化碳和一氧化碳混合气体中碳元素与氧元素的质量比为1∶2，则下列关于该反应的说法正确的是
A．消耗氧气的质量为32g
B．生成水的质量为18g
C．生成二氧化碳和一氧化碳的质量比为1：1
D．甲烷与氧气的化学计量数比为3：5
2．（2024·河南南阳·二模）天然气是化石能源中比较清洁的燃料，天然气(主要成分甲烷)完全燃烧的化学方程式为 ；若燃料不充分燃烧不仅浪费资源，还会产生CO污染空气，4.8g甲烷在氧气不足的情况下燃烧，生成8.8gCO2，同时得到一定量的CO和H2O，则参加反应的氧气的质量为 g。
题型03 质量守恒定律的微观解释
（2025·湖南·一模）在《哪吒2·魔童闹海》里，无量仙翁使用天元鼎炼制仙丹，经古人记载炼丹时是将红色的氧化汞(HgO)粉末放入丹炉中加热，发生反应的化学方程式为：2HgO2Hg+O2↑。请完成下面小题。
1．由化学方程式可以获取的信息中，错误的是
A．氧化汞在加热的条件下发生了分解反应
B．每2个氧化汞分子加热分解生成2个汞原子和1个氧分子
C．每402份质量的氧化汞完全反应生成201份质量的汞和32份质量的氧气
D．该反应中汞元素的化合价由+2价变为0价
2．此反应的微观示意图如图所示。下列说法正确的是
A．甲乙丙三种物质都是由分子构成的
B．化学反应中分子的种类和数目没有发生改变
C．保持物质丙化学性质的最小粒子是氧分子
D．甲、丙两种物质都是氧化物
3．（2025·江苏扬州·一模）铝粉与碱发生类似2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3X↑的反应。下列说法正确的是
A．物质X的化学式为H2O2
B．反应前后3种元素化合价发生变化
C．反应前后原子种类没有发生变化
D．该反应前后发热包的质量不变
题型04 实验验证质量守恒定律
1．（2024·福建龙岩·一模）实验小组结合物理学科的杠杆原理和部分物质的性质完成下面两个实验。
(1)实验1：加热铜丝团一段时间后可以观察到铜丝团变成 色，同时杠杆左端 （填“上升”或“下沉”）。
(2)实验2：一段时间后铁粉包下沉的原因是 。将集气瓶中的水换成下列 （填标号）并将铁粉包浸泡一段时间后取出晾干，杠杆也会出现相似现象，请用化学方程式解释 。
A．稀硫酸 B．硫酸铜溶液 C．氯化镁
2．（2024·辽宁鞍山·三模）用下列装置进行实验室制取气体。
【实验一】制取氧气
(1)仪器①的名称是 。
(2)实验室欲加热高锰酸钾来制取氧气，发生反应的化学方程式为 ，选择的发生装置是 ，选择该装置的理由是 。实验过程中发现发生装置A的试管口有少量水滴，这些水不是生成物的理由是 。
【实验二】制取二氧化碳
(3)实验室制取二氧化碳的药品是 。
(4)若用F装置收集并测量生成的气体的体积，其中在水面上放一层植物油目的是 。
(5)用装置C作为实验室制二氧化碳气体的发生装置，该装置在操作上的优点是 ，（填序号，下同）装置C中多孔隔板的作用 。
A．承载大理石 B．吸附 C．控制反应开始与结束 D．促进液体流动
收集好一定量二氧化碳后，夹紧弹簧夹，固液没有分离，其原因可能是 。（答一点即可）
(6)了解装置C具有操作上的优点的原因，他们在装置D中连接压强传感器，从而测定实验中试管内气体压强变化的情况（如图E）。下列说法正确的是 （填序号）。
Ⅰ.ab段试管中液面逐渐上升 Ⅱ.bc段固体与稀盐酸完全接触
Ⅲ.c点的对应操作是打开止水夹 Ⅳ.cd长颈漏斗中液面逐渐上升
(7)下列装置有C装置的优点且工作原理相似的是 。
题型05 确定物质的元素组成和化学式
1．（2024·甘肃定西·模拟预测）2024年4月25日，神舟十八号载人飞船搭载长征二号F遥十五运载火箭发射升空。该火箭使用了偏二甲肼（C2H8N2）和四氧化二氮（N2O4）作推进剂，反应的化学方程式为C2H8N2+2N2O4=2CO2+3N2+4X，则X的化学式为
A．NO2 B．NO C．H2O D．H2O2
2．（2024·北京平谷·一模）过氧化钠（Na2O2）可在潜水艇中作供氧剂，推测它与水反应后的生成物为
A．NaHCO3和O2 B．Na2O和O2 C．Na2CO3和O2 D．NaOH和O2
题型06 反应的微观示意图
1．（2025·广东清远·一模）甲醇（）在催化剂和一定条件下产生，反应的微观示意图如图所示。下列说法错误的是
A．a为CO，b为 B．该反应属于分解反应
C．反应前后原子数目不变 D．生成物的分子个数比为
2．（2025·山西吕梁·一模）2024年10月30日，神舟十九号载人飞船成功发射。火箭助推器使用偏二甲肼和四氧化氮作为推进剂，燃烧时发生反应的微观示意图如下。下列说法正确的是
A．从微观构成看：偏二甲肼由12个原子构成 B．从量的角度看：反应物的分子个数比为1:1
C．从符号表征看：生成物中有CO、和 D．从宏观组成看：反应前后元素的种类不变
一、选择题
1．（2024·湖北随州·一模）中国计划在2060年实现“碳中和”，彰显了大国担当。资源化利用CO2是实现“碳中和”的重要途径，下图是CO2转化为甲醇（CH3OH）的微观示意图，关于该反应的说法错误的是
A．该反应体系中共有3种化合物
B．该反应体现了无机物在一定条件下可以转化为有机物
C．参加反应的CO2、H2分子个数比为1:4
D．反应前后原子的个数保持不变
2．（2025·广东深圳·一模）兴趣小组用图1所示的密闭装置探究铜在空气中加热的反应，一段时间后停止加热。装置内体积分数随时间变化的曲线如图2所示，下列说法不正确的是
A．加热时，铜片表面逐渐变黑 B．停止加热后，气球会逐渐变瘪
C．100s时，装置内体积分数为85% D．100~200s，装置内物质总质量不变
3．（24-25九年级上·湖北武汉·阶段练习）下列图像能正确反映对应变化关系的是
A．向等质量的碳酸钙中加入足量质量分数相同的稀盐酸 B．向过氧化氢溶液中加入二氧化锰 C．高温煅烧一定质量的碳酸钙 D．在密闭容器中燃烧镁条
A．A B．B C．C D．D
4．（24-25九年级上·重庆长寿·阶段练习）识图能力是学好化学的重要能力之一。下列图像与反应过程的变化趋势对应正确的有
蜡烛放在盛有空气的密闭容器中燃烧 表示加热一定量的高锰酸钾制氧气 表示一定量的石灰石在高温下煅烧 两份等质量等浓度的过氧化氢溶液在有、无二氧化锰下反应
A．1个 B．2个 C．3个 D．4个
5．（23-24九年级上·江西南昌·阶段练习）在一密闭容器中有四种物质，在一定条件下反应一段时间后，测得各物质的质量如下表，则关于该反应的下列说法中错误的是（ ）
物质 W X Y Z
反应前质量/g 5 10 4 22
反应后质量/g 4 7 8 m
A．Z可能是该反应的催化剂
B．若使反应完全进行，则容器中剩余W、Y、Z
C．反应中W和Y的质量比为1:4
D．X与Y的相对分子质量之比一定是3:4
6．（2024·广西钦州·三模）密闭容器中有甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下发生化学反应，测得反应前及反应一段时间后各物质的质量变化如图所示，下列说法正确的是
A．该反应属于化合反应
B．甲、丙的相对分子质量之比为4：15
C．乙一定是该反应的催化剂
D．若继续反应至丙为55g，反应中生成的甲的质量刚好等于乙的质量
7．（2024·云南楚雄·三模）将下列四种物质放入密闭容器中充分反应，测得反应前后各物质的质量如下表。下列说法错误的是
物 质 甲 乙 丙 丁
反应前质量/g 30 20 1 0
反应后质量/g 12 22 a 16
A．a=1 B．甲为反应物
C．丙可能是催化剂 D．该反应可能是CaCO3CaO+CO2↑
8．（2024·山东泰安·一模）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．容器中甲、乙、丙、丁的质量变化情况如下表格所示，下列说法错误的
甲 乙 丙 丁
反应前质量/g a 16 8 16
反应后质量/g 10 x 8 0
A．a的值为0， B．丁一定属于化合物
C．参加反应的甲、丁质量比为5：8 D．该反应为化合反应
9．（2022·山东滨州·一模）一定条件下，甲、乙、丙、丁四种物质在密闭容器中反应，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．丁一定是该反应的催化剂 B．该反应的基本类型是分解反应
C．参加反应的乙，丙的质量比为3：17 D．参加反应的甲、丙的质量比为7：4
10．（2022·广东梅州·模拟预测）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．该反应一定是分解反应
C．丙可能为该反应的催化剂
D．参加反应的乙和丁的质量比为2∶7
11．（2025·河北秦皇岛·一模）密闭容器中有甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下发生化学反应，测得反应前后有关数据如下：下列关于此反应说法不正确的是
物质 甲 乙 丙 丁
反应前质量/g 6 2 14 35
反应后质量/g 待测 2 22 13
A．表中待测数值是20
B．物质乙可能是该反应的催化剂
C．该反应是分解反应
D．反应中丙与丁变化的质量比为
12．（2024·重庆大渡口·一模）下列图像不能正确表示其对应的实验操作的是
A．等质量的Mg和O2在密闭容器中充分反应 B．向等质量、不同形状的大理石中分别滴加足量相同的稀盐酸
C．向两份等质量、等浓度的稀盐酸中分别逐渐加入铝粉和铁粉至过量 D．加热一定质量KMnO4固体制取O2
A．A B．B C．C D．D
13．（2024·山东日照·二模）一定量的木炭在盛有氮气和氧气的混合气体的密闭容器中燃烧后生成和，测得反应后所得、、的混合气体中碳元素的质量分数为，则反应后氮气的质量分数可能为
A． B． C． D．
14．（2024·全国·二模）在某密闭容器内有四种物质，在一定条件下充分反应，测得反应前后各物质的质量如下表，下列说法正确的是
物质 X Y Z Q
反应前质量/g 8 2 20 5
反应后质量/g 待测 10 8 13
A．反应后 X的质量为6g
B．Y和Z的质量变化量之比是1:1
C．X、Y是化合物
D．Q中元素种类与X、Z中元素种类之和相同
15．（2024·陕西西安·模拟预测）将甲、乙、丙、丁四种物质放入同一密闭容器中，充分反应，四种物质在反应前后的质量如图所示。下列说法正确的是
A．x=20 B．丁物质一定属于化合物
C．丙物质一定是该反应的催化剂 D．甲与丁的相对分子质量之比为4：9
16．（2024·湖南益阳·三模）甲和乙在点燃的条件下发生反应生成丙和丁，它们的微观示意图和在密闭容器内反应前后的质量如下表所示（乙的部分信息未显示），下列说法不正确的是
物质 甲 乙 丙 丁
微观示意图
反应前质量/g 64 128 4 0
反应后质量/g 32 40 60
A． B．由题中信息可推出乙的微观示意图为
C．该反应中甲和乙的化学计量数之比为1：2 D．参加反应的丙、丁质量之比为2：3
17．（2023·广东汕头·一模）一定条件下，甲、乙、丙、丁四种物质在密闭容器中进行反应，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．乙一定是该反应的催化剂 B．丙可能是单质
C．该反应中生成物质量比是1：3 D．甲、丙的相对分子质量之比为1：4
18．（2024·河北沧州·一模）一定条件下，密闭容器内发生的某化学反应，测得和t1和t2时各物质的质量见下表。下列说法不正确的是
物质 M N Q
t1时的质量/g 51 9 17
t2时的质量/g 23 x 51
A．x的值等于3 B．Q一定是化合物
C．参加反应的各物质质量总和为 D．参加反应的M与生成的Q的质量比为14:17
二、填空与简答
19．（2024·广东·模拟预测）阅读材料，回答下列问题。
我国科研团队研发了一种纳米“蓄水”膜反应器，内部封装了特定催化剂，该催化剂能 实现在温和条件下(3MPa,240℃) 二氧化碳近100%高效稳定的转化(如图所示)。在国际上首次以 CO 和 H 为原料，在温和条件下实现二氧化碳一步转化为乙醇。
(1)举例说明氢气的用途： (写一个)。
(2)碳捕捉还可用雾状氢氧化钠溶液充分吸收 CO2，生成物中属于盐的化学式为 ；
(3)图中反应涉及的有机物的相对分子质量为 ；
(4)为了实现上述转化，理论上 CO2和 H2反应的分子个数比为 。
(5)纳米“蓄水”膜反应器中反应的化学方程式为 ；
(6)研发该技术的意义： (写一个)。
20．（2025·河南商丘·一模）氧气充足时，甲烷完全燃烧生成水和二氧化碳，反应的化学方程式为 ；氧气不足时，甲烷不完全燃烧会生成一氧化碳、二氧化碳和水。密闭容器内盛有4.8g甲烷和16g氧气，使其燃烧后甲烷和氧气均无剩余，则反应生成的质量为 g
三、科学探究题
21．（2023·福建·模拟预测）某同学用新买的铜壶烧水，发现与火焰接触的铜壶底部变黑了。
【提出问题】铜壶为什么会变黑？
【形成假设】
假设1：是燃料不充分燃烧产生了 附在铜壶底部；
假设2：是铜与氧气反应生成了黑色氧化铜；
假设3：既有燃料不充分燃烧产生的物质附在铜壶底部，也有铜与氧气反应生成的氧化铜。
【实验与事实】
操作 现象
实验一 用酒精灯外焰加热铜片后，用白色纸巾擦拭铜片表面 可擦去少量黑色物质，但铜表面仍是黑色
实验二 将铜片置于敞开的试管中，加热铜片 ___________
实验三 用铝箔包裹铜片后加热 冷却后打开发现铜片不变黑
实验二操作产生的现象是 。实验三中用铝箔包裹铜片的目的是 ，有的小组同学实验结束后，发现铜片仍旧变黑，可能的原因是 。
【解释与结论】结合证据分析，得出结论：铜壶变黑主要是因为 。
【反思与评价】未对反应物氧气和生成物氧化铜进行检验，说服力不强。于是，小组同学在教师的引导下，从“反应物的消耗”和“生成物的检验”两个角度对结论进行验证。
反应物的消耗：称量0.650g铜粉置于密闭的容器中加热，并用氧气传感器测量密闭容器内氧气的含量从20.99%降低至6.15%，实验结束后将粉末取出，称量其质量 (填大于、小于或等于)0.650g。
生成物的检验：学生们查阅资料，氧化铜可以与稀硫酸反应，写出反应的化学方程式为： 。于是同学们将黑色粉末放入试管中，加入足量稀硫酸并加热，产生 现象，证明黑色粉末是氧化铜。
四、计算题
22．（2024·重庆永川·一模）将CO和21.6gFexOy组成的混合物置于密闭容器中，一定条件下充分反应后检测发现密闭容器中仍然有一氧化碳，反应过程中容器内部分物质和元素的质量变化如下图所示。（图中m1代表CO2的质量，m2代表CO和Fe的质量）
试计算：
(1)FexOy中x和y的比值。
(2)CO和21.6gFexOy组成的混合物中CO的质量。
答案和解析
1.质量守恒定律
参加化学反应的各物质质量总和，等于反应后生成的各物质的质量总和。
（1）适用范围：所有化学变化（物理变化不讨论质量守不守衡的关系）。
（2）守衡概念：质量守衡，不是体积、密度、分子个数等守衡。
（3）质量范围：所有参加反应的反应物质量（不包括没有反应完的部分和催化剂的质量）和所有生成物的质量。尤其注意参加反应的气体或反应生成的气体、沉淀等不要忽略。
2.质量守恒定律的验证
（1）实验验证：有气体参加或生成的实验必须在密闭容器里进行；
（2）化学反应：
红磷燃烧：5P + O2P2O5
①实验装置
②实验现象
红磷燃烧，产生大量白烟，放出大量的热，气球膨胀，待装置冷却后，气球变瘪。
反应后的物质总质量m2与反应前的物质总质量m1相等，天平保持平衡。
③实验结论
所有的化学反应均遵守质量守恒定律，表面貌似“不守恒”的实验需要认真加以分析原因。有气体参加或气体生成（或者有烟、雾状物质生成）的反应，验证质量守恒定律时，必须在密闭容器里进行。
3.微观解释质量守恒定律的原因
（1）电解水反应微观过程
化学反应前后物质的质量总和相等的本质原因是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。
（2）化学反应过程
4.解题方法
（1）未知量的计算
方法一：各物质的质量变化之和为零。即(A-A')+(B-B')+(C-C')+（D-D')+……=0。
方法二：反应前后未参加反应的物质的质量不变；结合反应物质的质量等于生成物质的质量，可得出反应前物质的质量总和等于反应后物质的质量总和。即A+B+C+D+……≡A'+B'+C'+D'+……
（注:A表示反应前A物质的质量，A'表示反应后A物质的质量）
（2）反应物、生成物和催化剂的判断
反应后质量增加的为生成物，质量减小的为反应物，质量不变的可能是催化剂，也可能是未参加反应的杂质。
（3）反应类型的判断
根据表中各物质的变化量，一种物质质量减少，其他物质质量增加的为分解反应；多种物质质量减少，一种物质质量增加的为化合反应。
（4）物质类别的判断
一般情况下，通过反应类型推测物质类别的可能性，如化合反应的生成物一定是化合物，分解反应的反应物一定是化合物。
（5）化学计量数（或参加反应的微粒个数）之比的计算。
题型01 物质在密闭容器中充分反应的数据分析
1．（2025·陕西西安·二模）在一个密闭容器中，有甲、乙、丙、丁四种物质在一定条件下充分反应，测得反应前、后各物质的质量如表所示，下列说法错误的是
物质 甲 乙 丙 丁
反应前的质量 14 50 4 6
反应后的质量 32 x 4 20
A．甲、丁的质量变化之比为 B．丙可能是该反应的催化剂
C．物质乙一定是化合物 D．
【答案】D
【分析】由表中数据分析可知，反应前后甲的质量增加了 32g- 14g =18g，故是生成物，生成的质量为18g；同理可以确定丁是生成物，生成的质量为20g-6g =14g；丙的质量不变，所以丙可能是催化剂，也可能没有参加反应；由质量守恒定律，乙应是反应物，且参加反应的质量为18g +14g =32g，故x的数值为50-32=18；
【详解】A、甲、丁变化的质量比为(32g-14g)：(20g -6g)=9：7，故选项说法正确；
B、丙的质量不变，所以丙可能是该反应的催化剂，故选项说法正确；
C、甲、丁是生成物，乙是反应物，该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应，物质乙一定是化合物，故选项说法正确；
D、由分析可知，x=18，故选项说法错误；
故选：D。
2．（2024·湖南娄底·一模）某化学反应在密闭容器中进行，各物质的分子数目，质量随时间变化情况如图1，图2所示，下列说法正确的是
A．Z可能属于单质
B．参加反应的X与Y的质量比为3：14
C．反应前后分子总数不变
D．Y与Z的相对分子质量之比为14：17
【答案】B
【详解】A、根据图1，X、Y的分子数目减少，Z的分子数目增加，说明该反应是X、Y反应生成Z，由两种物质反应生成一种物质，属于化合反应，而Z是化合反应的生成物，所以Z一定是化合物，Z不可能属于单质，A错误；
B、根据图2，参与反应的Y的质量为，反应生成的Z的质量为34g，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，该反应是X、Y反应生成Z，则参与反应的X的质量为，所以参加反应的X与Y的质量比为，B正确；
C、根据图1，反应时间为t1时，X分子数目减少量为，Y分子数目减少量为，Z分子数目增加量为2n，则该反应的化学方程式为，每4n个分子反应生成2n个分子，反应前后分子总数改变，C错误；
D、根据B选项的分析，参与反应的Y的质量为28g，反应生成的Z的质量为34g，设Y、Z的相对分子质量分别为y、z，则有
，D错误。
故选：B。
题型02 有机物不充分反应的数据分析
1．（2024·河南周口·模拟预测）甲烷不充分燃烧，生成二氧化碳、一氧化碳和水，8g甲烷燃烧生成的二氧化碳和一氧化碳混合气体中碳元素与氧元素的质量比为1∶2，则下列关于该反应的说法正确的是
A．消耗氧气的质量为32g
B．生成水的质量为18g
C．生成二氧化碳和一氧化碳的质量比为1：1
D．甲烷与氧气的化学计量数比为3：5
【答案】B
【分析】8g甲烷中碳元素的质量为：，氢元素的质量为：8g-6g=2g，碳元素转化成一氧化碳和二氧化碳，氢元素全部转化成水，则生成水的质量为：；生成的二氧化碳和一氧化碳混合气体中碳元素与氧元素的质量比为1：2，则氧元素的质量为：6g×2=12g，混合气体的质量为：6g+12g=18g；根据质量守恒定律，化学反应前后物质的总质量不变，则消耗氧气的质量为：18g+18g-8g=28g；设混合气体中二氧化碳的质量为x，一氧化碳的质量为18g-x，根据碳元素守恒可得：，解得：x=11g，18g-x=7g，即混合气体中二氧化碳的质量为11g，一氧化碳的质量为7g；甲烷与氧气的化学计量数之比为。
【详解】A、由分析可知，消耗氧气的质量为28g，错误；
B、由分析可知，生成水的质量为18g，正确。
C、由分析可知，生成二氧化碳和一氧化碳的质量比为11g：7g=11：7，错误；
D、由分析可知，甲烷与氧气的化学计量数之比为，错误。
故选B。
2．（2024·河南南阳·二模）天然气是化石能源中比较清洁的燃料，天然气(主要成分甲烷)完全燃烧的化学方程式为 ；若燃料不充分燃烧不仅浪费资源，还会产生CO污染空气，4.8g甲烷在氧气不足的情况下燃烧，生成8.8gCO2，同时得到一定量的CO和H2O，则参加反应的氧气的质量为 g。
【答案】 17.6
【详解】天然气的主要成分是甲烷，甲烷在点燃条件下完全燃烧生成二氧化碳和水，反应的化学方程式为：；
若燃料不充分燃烧不仅浪费资源，还会产生CO污染空气，4.8g甲烷在氧气不足的情况下燃烧，生成8.8gCO2，同时得到一定量的CO和H2O，4.8g甲烷中含有碳元素的质量为4.8g××100%=3.6g，含有氢元素的质量为4.8g-3.6g=1.2g；由化学反应前后碳元素、氢元素的质量均不变，8.8gCO2中含碳元素的质量为8.8g××100%=2.4g，则生成一氧化碳的质量为（3.6g-2.4g）÷（×100%）=2.8g；生成水的质量为1.2g÷（×100%）=10.8g，则参加反应的氧气的质量为8.8g+2.8g+10.8g-4.8g=17.6g。
题型03 质量守恒定律的微观解释
（2025·湖南·一模）在《哪吒2·魔童闹海》里，无量仙翁使用天元鼎炼制仙丹，经古人记载炼丹时是将红色的氧化汞(HgO)粉末放入丹炉中加热，发生反应的化学方程式为：2HgO2Hg+O2↑。请完成下面小题。
1．由化学方程式可以获取的信息中，错误的是
A．氧化汞在加热的条件下发生了分解反应
B．每2个氧化汞分子加热分解生成2个汞原子和1个氧分子
C．每402份质量的氧化汞完全反应生成201份质量的汞和32份质量的氧气
D．该反应中汞元素的化合价由+2价变为0价
2．此反应的微观示意图如图所示。下列说法正确的是
A．甲乙丙三种物质都是由分子构成的
B．化学反应中分子的种类和数目没有发生改变
C．保持物质丙化学性质的最小粒子是氧分子
D．甲、丙两种物质都是氧化物
【答案】4．C 5．C
【解析】4．A、该反应是一种物质(氧化汞)在加热条件下生成两种物质(汞和氧气)，符合分解反应“一变多”的特点，所以氧化汞在加热的条件下发生了分解反应，该选项信息正确；
B、从化学方程式微观角度看，每2个氧化汞分子加热分解会生成2个汞原子和1个氧分子，该选项信息正确；
C、根据化学方程式的意义，每434份质量的氧化汞完全反应生成402份质量的汞和32份质量的氧气，该选项信息错误；
D、在HgO中氧元素显-2价，根据化合物中正负化合价代数和为零，汞元素为+2价，反应后生成的汞单质中汞元素化合价为0价，即该反应中汞元素的化合价由+2价变为0价，该选项信息正确；
故选C。
5．A、根据反应，甲为HgO，乙为Hg，丙为O2，甲是由氧化汞分子构成的，丙是由氧分子构成的，而乙是金属汞，汞是由汞原子直接构成的，不是由分子构成，该说法错误；
B、根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类和数目都不发生改变，根据化学方程式可知，该反应前后分子的种类和数目均发生改变，该说法错误；
C、物质丙是氧气，氧气是由氧分子构成的，保持氧气化学性质的最小粒子是氧分子，该说法正确；
D、甲是由汞和氧两种元素组成的化合物，其中一种元素是氧元素，属于氧化物；丙是由氧元素一种元素组成的纯净物，属于单质，不是氧化物，该说法错误；
故选C。
3．（2025·江苏扬州·一模）铝粉与碱发生类似2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3X↑的反应。下列说法正确的是
A．物质X的化学式为H2O2
B．反应前后3种元素化合价发生变化
C．反应前后原子种类没有发生变化
D．该反应前后发热包的质量不变
【答案】C
【详解】A、化学反应前后原子的种类和数目不变，反应前后有2Al、2Na、4O、6H，反应后有2Na、2Al、4O，则3X中有6H，X为H2，故不符合题意；
B、单质中元素化合价为0，化合物中元素化合价不为0，则Al、H化合价发生改变，反应前后Na、O元素化合价不变，反应前后2种元素化合价发生变化，故不符合题意；
C、化学反应的微观实质是分子拆分成原子，原子构成新的分子，所以反应前后原子种类没有发生变化，故符合题意；
D、给出反应有发热包外的物质水参与反应，释放出氢气，每36份质量的水产生6份质量的氢气，所以该反应前后发热包的质量改变，故不符合题意。
故选C。
题型04 实验验证质量守恒定律
1．（2024·福建龙岩·一模）实验小组结合物理学科的杠杆原理和部分物质的性质完成下面两个实验。
(1)实验1：加热铜丝团一段时间后可以观察到铜丝团变成 色，同时杠杆左端 （填“上升”或“下沉”）。
(2)实验2：一段时间后铁粉包下沉的原因是 。将集气瓶中的水换成下列 （填标号）并将铁粉包浸泡一段时间后取出晾干，杠杆也会出现相似现象，请用化学方程式解释 。
A．稀硫酸 B．硫酸铜溶液 C．氯化镁
【答案】(1) 黑 下沉
(2) 铁能与水、氧气共同反应生锈，由质量守恒定律可知物质反应前后总质量不发生变化，则左侧的铁粉与氧气、水蒸气共同作用导致生锈，质量增加，左侧下沉； B
【详解】（1）铜能与氧气在加热的条件下反应生成氧化铜，氧化铜为黑色的固体；由质量守恒定律可知物质反应前后总质量不发生变化，左侧的铜与氧气发生反应生成氧化铜，导致固体的质量增加，则会下沉。
（2）铁能与水、氧气共同反应生锈，由质量守恒定律可知物质反应前后总质量不发生变化，则左侧的铁粉与氧气、水蒸气共同作用导致生锈，质量增加，左侧下沉；
A、铁能与稀硫酸反应生成硫酸亚铁与氢气，则将铁粉浸入稀硫酸中铁粉溶解，质量会减小，故不符合题意；
B、由铁与硫酸铜反应的化学方程式分析可知，，则56份质量的铁与硫酸铜反应后生成64份质量的铜，则反应后固体的质量增加，故选项符合题意；
C、氯化镁溶液与铁粉包不反应，将铁粉在氯化镁溶液中浸泡一段时间后，杠杆依然平衡，不符合题意；
故选：B。
2．（2024·辽宁鞍山·三模）用下列装置进行实验室制取气体。
【实验一】制取氧气
(1)仪器①的名称是 。
(2)实验室欲加热高锰酸钾来制取氧气，发生反应的化学方程式为 ，选择的发生装置是 ，选择该装置的理由是 。实验过程中发现发生装置A的试管口有少量水滴，这些水不是生成物的理由是 。
【实验二】制取二氧化碳
(3)实验室制取二氧化碳的药品是 。
(4)若用F装置收集并测量生成的气体的体积，其中在水面上放一层植物油目的是 。
(5)用装置C作为实验室制二氧化碳气体的发生装置，该装置在操作上的优点是 ，（填序号，下同）装置C中多孔隔板的作用 。
A．承载大理石 B．吸附 C．控制反应开始与结束 D．促进液体流动
收集好一定量二氧化碳后，夹紧弹簧夹，固液没有分离，其原因可能是 。（答一点即可）
(6)了解装置C具有操作上的优点的原因，他们在装置D中连接压强传感器，从而测定实验中试管内气体压强变化的情况（如图E）。下列说法正确的是 （填序号）。
Ⅰ.ab段试管中液面逐渐上升 Ⅱ.bc段固体与稀盐酸完全接触
Ⅲ.c点的对应操作是打开止水夹 Ⅳ.cd长颈漏斗中液面逐渐上升
(7)下列装置有C装置的优点且工作原理相似的是 。
【答案】(1)试管
(2) A 反应物为固体且需加热 化学反应前后元素种类不变，高锰酸钾中无氢元素，不可能生成水
(3)石灰石（或大理石）和稀盐酸
(4)防止水和二氧化碳接触
(5) C A 装置漏气
(6)Ⅲ
(7)c
【详解】（1）由图可知，仪器①的名称是试管，故填：试管；
（2）高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的化学方程式为；
该反应适用于固体加热型，发生装置选A；
根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，高锰酸钾中无氢元素，不可能生成水，所以实验过程中发现发生装置A的试管口有少量水滴，这些水不是生成物，
故填：；A；反应物为固体且需加热；化学反应前后元素种类不变，高锰酸钾中无氢元素，不可能生成水；
（3）实验室采用石灰石（或大理石）和稀盐酸为原料制取二氧化碳，故填：石灰石（或大理石）和稀盐酸；
（4）二氧化碳能溶于水也能与水反应，则若用F装置收集并测量生成的气体的体积，其中在水面上放一层植物油目的是防止水和二氧化碳接触，故填：防止水和二氧化碳接触；
（5）C装置可将固体置于有孔隔板上，关闭弹簧夹，通过长颈漏斗添加液体，固液接触，生成气体，装置内压强增大，将液体压入长颈漏斗中，固液分离，反应停止，打开弹簧夹，气体导出，固液接触，反应开始，故优点是：可以控制反应开始与结束 ，多孔隔板的作用的是承载大理石；收集好一定量二氧化碳后，夹紧弹簧夹，固液没有分离，其原因可能是装置漏气，故填：C；A；装置漏气；
（6）I、ab段压强增大，此时生成气体，液体被压入长颈漏斗中，试管中液面逐渐下降，故I不符合题意；
II、bc段压强不变，此时固体与稀盐酸分离，反应停止，故II不符合题意；
Ⅲ、c点的对应操作是打开弹簧夹，气体导出，压强下降，故Ⅲ符合题意；
Ⅳ、cd段压强减小，此时长颈漏斗中液面逐渐下降，固体和稀盐酸接触，故Ⅳ不符合题意。
故选Ⅲ；
（7）a、该装置中石灰石和稀盐酸直接接触，无法分离，不能控制反应的发生和停止，故a不符合题意；
b、该装置可以通过上下移动粗铜丝，实现固液的接触和分离，从而控制反应的发生和停止，C装置是通过开关止水夹，通过压强变化控制发生的发生和停止，原理不同，故b不符合题意；
c、该装置中，可将石灰石置于有孔塑料片上，关闭止水夹，通过漏斗添加液体，固液接触，生成气体，装置内压强增大，固液分离，反应停止，打开止水夹，气体导出，固液接触，生成气体，可以控制反应的发生和停止，且与C装置原理相同，故c符合题意；
d、该装置中石灰石与稀盐酸无法分离，不能控制反应的发生和停止，故d不符合题意。
故选c。
题型05 确定物质的元素组成和化学式
1．（2024·甘肃定西·模拟预测）2024年4月25日，神舟十八号载人飞船搭载长征二号F遥十五运载火箭发射升空。该火箭使用了偏二甲肼（C2H8N2）和四氧化二氮（N2O4）作推进剂，反应的化学方程式为C2H8N2+2N2O4=2CO2+3N2+4X，则X的化学式为
A．NO2 B．NO C．H2O D．H2O2
【答案】C
【详解】由质量守恒定律可得，在化学反应前后原子的种类和数目不变，在化学方程式方程式为C2H8N2+2N2O4=2CO2+3N2+4X，反应前所有物质中的碳原子共为2个，氢原子共为8个，氮原子共为6个，氧原子共为8个，反应后除4X外，氧原子共为4个，碳原子共为2个，氮原子6个，故4X中含有氢原子共为8个，氧原子4个，因此每个X分子中含有2个氢原子1个氧原子，所以X化学式为H2O．故选：C。
2．（2024·北京平谷·一模）过氧化钠（Na2O2）可在潜水艇中作供氧剂，推测它与水反应后的生成物为
A．NaHCO3和O2 B．Na2O和O2 C．Na2CO3和O2 D．NaOH和O2
【答案】D
【分析】化学反应遵循质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变。
【详解】A、反应物中不含有碳元素，不能生成碳酸氢钠，该选项不符合题意；
B、反应物中含有氢元素，因此生成物中一定含有氢元素，故生成物不可能是氧化钠和氧气，该选项不符合题意；
C、反应物中不含有碳元素，不能生成碳酸钠，反应物中含有氢元素，因此生成物中一定含有氢元素，故生成物不可能是碳酸钠和氧气，该选项不符合题意；
D、反应物中含有钠元素、氧元素和氢元素，生成物可能是氢氧化钠和氧气，该选项符合题意；
故选：D。
题型06 反应的微观示意图
1．（2025·广东清远·一模）甲醇（）在催化剂和一定条件下产生，反应的微观示意图如图所示。下列说法错误的是
A．a为CO，b为 B．该反应属于分解反应
C．反应前后原子数目不变 D．生成物的分子个数比为
【答案】D
【分析】由微观反应示意图可知，该反应是由甲醇在催化剂的条件下，生成氢气和一氧化碳，反应的化学方程式为：。
【详解】A、甲醇在催化剂的条件下，生成氢气和一氧化碳，一氧化碳分子由碳原子和氧原子两种不同原子构成，氢分子由氢原子构成，所以a为CO，b为，故选项说法正确；
B、由可知，该反应是由一种物质生成两种新物质，发生的属于分解反应，故选项说法正确；
C、由可知，反应前后原子的种类和数目不变，故选项说法正确；
D、由可知，生成物的分子个数比为1:2或2:1，故选项说法错误。
故选D。
2．（2025·山西吕梁·一模）2024年10月30日，神舟十九号载人飞船成功发射。火箭助推器使用偏二甲肼和四氧化氮作为推进剂，燃烧时发生反应的微观示意图如下。下列说法正确的是
A．从微观构成看：偏二甲肼由12个原子构成 B．从量的角度看：反应物的分子个数比为1:1
C．从符号表征看：生成物中有CO、和 D．从宏观组成看：反应前后元素的种类不变
【答案】D
【分析】由图可知，偏二甲肼与四氧化氮在点燃的条件下反应生成二氧化碳、氮气和水，方程式为：。
【详解】A、偏二甲肼是由偏二甲肼分子构成的，一个偏二甲肼分子由两个碳原子、两个氮原子和八个氢原子构成的，选项错误；
B、有方程式可知，反应物的分子个数比为1:2，选项错误；
C、生成无有二氧化碳、氮气和水，化学式为：CO2、N2、H2O，选项错误；
D、化学反应前后元素的种类不变，选项正确；
故选D。
一、选择题
1．（2024·湖北随州·一模）中国计划在2060年实现“碳中和”，彰显了大国担当。资源化利用CO2是实现“碳中和”的重要途径，下图是CO2转化为甲醇（CH3OH）的微观示意图，关于该反应的说法错误的是
A．该反应体系中共有3种化合物
B．该反应体现了无机物在一定条件下可以转化为有机物
C．参加反应的CO2、H2分子个数比为1:4
D．反应前后原子的个数保持不变
【答案】C
【分析】由图可知，氢气与二氧化碳在一定条件下反应生成甲醇和水；
【详解】A、由图可知，H2是由氢元素组成的纯净物，属于单质，CO2、CH3OH、H2O均是由不同种元素组成的纯净物，属于化合物，故该反应体系中共有3种化合物，故A正确；
B、由反应的化学方程式可知，生成物甲醇属于有机物，所以该反应体现了无机物在一定条件下可以转化为有机物，故B正确；
C、由微观示意图可知，参加反应的 CO2 、 H2 分子个数比为1∶3，故C错误；
D、根据质量守恒定律可知，反应前后原子的个数保持不变，故D正确。
故选C。
2．（2025·广东深圳·一模）兴趣小组用图1所示的密闭装置探究铜在空气中加热的反应，一段时间后停止加热。装置内体积分数随时间变化的曲线如图2所示，下列说法不正确的是
A．加热时，铜片表面逐渐变黑 B．停止加热后，气球会逐渐变瘪
C．100s时，装置内体积分数为85% D．100~200s，装置内物质总质量不变
【答案】C
【详解】A、加热时，铜与空气中的氧气反应生成黑色的氧化铜，所以铜片表面逐渐变黑，该选项正确；
B、停止加热后，装置内温度降低，且铜与氧气反应消耗了氧气，使装置内压强减小，气球会逐渐变瘪，该选项正确；
C、空气中除了氧气和氮气外，还含有稀有气体、二氧化碳等其他气体，所以即使氧气的体积分数为 15%，氮气的体积分数也不是 85%，该选项错误；
D、因为装置是密闭的，根据质量守恒定律，在 100~200s，装置内物质总质量不变，该选项正确。
故选：C。
3．（24-25九年级上·湖北武汉·阶段练习）下列图像能正确反映对应变化关系的是
A．向等质量的碳酸钙中加入足量质量分数相同的稀盐酸 B．向过氧化氢溶液中加入二氧化锰 C．高温煅烧一定质量的碳酸钙 D．在密闭容器中燃烧镁条
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【详解】A、碳酸钙的质量相等，与足量的稀盐酸反应最终生成二氧化碳的质量相等；反应物的接触面积越大，反应越剧烈，粉末状的碳酸钙与稀盐酸反应的速率快，至完全反应所需时间短，图像错误，不符合题意；
B、向过氧化氢溶液中加入二氧化锰，过氧化氢溶液中含有水，所以水的质量一开始不为零，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，所以水的质量增加，直至过氧化氢完全分解不再变化，图像错误，不符合题意；
C、高温煅烧一定质量的碳酸钙，碳酸钙在高温条件下分解生成氧化钙和二氧化碳，因此氧化钙、二氧化碳的质量逐渐增加，碳酸钙的质量逐渐减少，直至碳酸钙完全分解不再变化，根据，生成氧化钙和二氧化碳的质量比为（40+16）：（12+16×2）=14：11，所以最终生成氧化钙的质量比二氧化碳大，图像错误，不符合题意；
D、在密闭容器中燃烧镁条，根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类及质量不变，所以镁元素的质量在反应前后保持不变，图像正确，符合题意。
故选：D。
【点睛】本题是一道图像坐标与化学知识相结合的综合题，解题的关键是结合所涉及的化学知识，正确分析各变化的过程，注意分析坐标轴表示的意义、曲线的起点、折点及变化趋势，进而确定正确的图像。
4．（24-25九年级上·重庆长寿·阶段练习）识图能力是学好化学的重要能力之一。下列图像与反应过程的变化趋势对应正确的有
蜡烛放在盛有空气的密闭容器中燃烧 表示加热一定量的高锰酸钾制氧气 表示一定量的石灰石在高温下煅烧 两份等质量等浓度的过氧化氢溶液在有、无二氧化锰下反应
A．1个 B．2个 C．3个 D．4个
【答案】C
【详解】蜡烛放在盛有空气的密闭容器中燃烧，氮气不参与反应，随着反应的进行，氮气的质量不变，该图像正确；
在化学反应过程中，元素的种类不变，元素的质量不变，因此加热一定量的高锰酸钾制氧气过程中，随着反应的进行，锰元素的质量不变，该图像正确；
一定量的石灰石在高温下煅烧分解生成氧化钙和二氧化碳，氧化钙是固体，二氧化碳是气体，因此随着反应的进行，固体质量逐渐减小直至反应结束，反应结束后固体质量不再变化，该图像正确；
两份等质量、等浓度的过氧化氢溶液在有、无二氧化锰下反应，有二氧化锰的反应速度比没有二氧化锰的快，但因为过氧化氢溶液等质量、等浓度，溶液中过氧化氢质量相等，再加上二氧化锰在此条件下不会产生氧气，所以两者完全反应得到的氧气质量应该相等，而图中两者产生的氧气不等，该图像不正确。
图像与反应过程的变化趋势对应正确的有3个，故选C。
5．（23-24九年级上·江西南昌·阶段练习）在一密闭容器中有四种物质，在一定条件下反应一段时间后，测得各物质的质量如下表，则关于该反应的下列说法中错误的是（ ）
物质 W X Y Z
反应前质量/g 5 10 4 22
反应后质量/g 4 7 8 m
A．Z可能是该反应的催化剂
B．若使反应完全进行，则容器中剩余W、Y、Z
C．反应中W和Y的质量比为1:4
D．X与Y的相对分子质量之比一定是3:4
【答案】D
【分析】根据题中表格可知，W在反应过程中质量减小1g，X在反应过程中质量减小3g，Y在反应过程中质量增大4g，W、X为反应物，Y为生成物，Z反应前后质量不变，Z可能为催化剂或未参与反应。
【详解】A、Z可能为催化剂或未参与反应，此项不符合题意；
B、根据分析可知，参加反应的W和X的质量比为，由表格可知，反应后W、X的质量比为，即W过量，故若使反应完全进行，则容器中剩余W、Y、Z，此项不符合题意；
C、根据分析可知，反应中W和Y的质量比为，此项不符合题意；
D、若化学方程式中X与Y的化学计量数之比为，反应过程中X与Y的质量比等于相对分子质量之比，即，但X与Y的化学计量数之比不一定为，此项符合题意。
故选D。
6．（2024·广西钦州·三模）密闭容器中有甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下发生化学反应，测得反应前及反应一段时间后各物质的质量变化如图所示，下列说法正确的是
A．该反应属于化合反应
B．甲、丙的相对分子质量之比为4：15
C．乙一定是该反应的催化剂
D．若继续反应至丙为55g，反应中生成的甲的质量刚好等于乙的质量
【答案】D
【分析】根据质量守恒定律，化学反应前后，物质的总质量不变，则17g+8g+25g+ag=21g+8g+40g+30g，a=49，反应后，甲的质量增加，甲是生成物，乙的质量不变，乙可能是催化剂，也可能是不参与反应的杂质，丙的质量增加，丙是生成物，丁的质量减小，丁是反应物。
【详解】A、由分析可知，丁是反应物，甲、丙是生成物，该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应，不符合题意；
B、该反应中，甲、丙的质量比为：（21g-17g）：（40g-25g）=4:15，化学计量数未知，甲、丙的相对分子质量之比无法确定，不符合题意；
C、化学反应前后乙的质量不变，乙可能是该反应的催化剂，也可能是不参与反应的杂质，不符合题意；
D、由分析可知，a为49，反应中丁、甲、丙的质量变化比为：(49g-30g):(21g-17g):(40g-25g) =19:4:15，若继续反应至丙为55g，即又生成15g丙，则同时生成4g甲，则反应中生成甲的质量为：21g-17g+4g=8g，则反应中生成的甲的质量刚好等于乙的质量，符合题意。
故选D。
7．（2024·云南楚雄·三模）将下列四种物质放入密闭容器中充分反应，测得反应前后各物质的质量如下表。下列说法错误的是
物 质 甲 乙 丙 丁
反应前质量/g 30 20 1 0
反应后质量/g 12 22 a 16
A．a=1 B．甲为反应物
C．丙可能是催化剂 D．该反应可能是CaCO3CaO+CO2↑
【答案】D
【分析】根据质量守恒定律，化学反应前后，物质的总质量不变，则30g+20g+1g+0g=12g+22g+ag+16g，a=1，反应后，甲的质量减小，甲是反应物，乙的质量增加，乙是生成物，丙的质量不变，丙可能是催化剂，也可能是不参与反应的杂质，丁的质量增加，丁是生成物。
【详解】A、由分析可知，a=1，不符合题意；
B、反应后，甲的质量减小，甲是反应物，不符合题意；
C、化学反应前后，丙的质量不变，丙可能是催化剂，也可能是不参与反应的杂质，不符合题意；
D、该反应中，甲是反应物，乙、丁是生成物，参加反应的甲与生成乙和丁的质量比为：，中参加反应的碳酸钙与生成氧化钙和二氧化碳的质量比为：，故该反应不可能是碳酸钙高温煅烧生成氧化钙和二氧化碳的反应，符合题意。
故选D。
8．（2024·山东泰安·一模）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．容器中甲、乙、丙、丁的质量变化情况如下表格所示，下列说法错误的
甲 乙 丙 丁
反应前质量/g a 16 8 16
反应后质量/g 10 x 8 0
A．a的值为0， B．丁一定属于化合物
C．参加反应的甲、丁质量比为5：8 D．该反应为化合反应
【答案】D
【分析】某密闭容器中只有乙、丙、丁三种物质，则甲物质的初始质量为0g，即a=0；根据质量守恒定律，化学反应前后物质的总质量不变，由表中数据可知，0g+16g+8g+16g=10g+xg+8g+0g，解得：x=22；反应后甲的质量增加了10g-0g=10g,，则甲是生成物；反应后乙的质量增加了22g-16g=6g，则乙是生成物；丙的质量在反应前后不变，则丙可能是该反应的催化剂，也可能是没有参与反应的杂质；反应后丁的质量减小了16g-0g=16g，则丁是反应物；该反应是丁反应生成甲和乙，符合“一变多”的特点，属于分解反应。
【详解】A、根据分析，a=0，x=22，故选项说法正确；
B、由分析可知，该反应是丁反应生成甲和乙，符合“一变多”的特点，属于分解反应，丁是分解反应的反应物，则丁一定是化合物，故选项说法正确；
C、由分析可知，参加反应的甲丁质量比为（10g-0g）：（16g-0g）=5：8，故选项说法正确；
D、由分析可知，该反应是丁反应生成甲和乙，符合“一变多”的特点，属于分解反应，故选项说法错误。
故选：D。
9．（2022·山东滨州·一模）一定条件下，甲、乙、丙、丁四种物质在密闭容器中反应，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．丁一定是该反应的催化剂 B．该反应的基本类型是分解反应
C．参加反应的乙，丙的质量比为3：17 D．参加反应的甲、丙的质量比为7：4
【答案】C
【分析】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，故甲是反应物；同理可以确定反应后乙的质量分数为，乙的质量分数减少了，故乙是反应物；丙反应前质量分数为，丙的质量分数增加了，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，则该反应为甲+乙丙。
【详解】A、反应前后丁的质量分数没有改变，说明丁的质量不变，可能是催化剂，也可能是杂质没有参加反应，故A错误；
B、由分析可知，该反应为甲+乙丙，符合“多变一”的特征，属于化合反应，故B错误；
C、参与反应的乙、丙质量比为，故C正确；
D、参与反应的甲、丙质量比为，故D错误。
故选C。
10．（2022·广东梅州·模拟预测）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．该反应一定是分解反应
C．丙可能为该反应的催化剂
D．参加反应的乙和丁的质量比为2∶7
【答案】B
【详解】A、根据质量守恒定律，反应前后物质的总质量不变，根据图示数据，2+12+6+16=X+8+6+2，X=20，选项A正确；
B、由图可知，反应过程中，甲质量增加，是生成物。乙和丁质量减少，是反应物。丙质量不变，既不是反应物也不是生成物。该反应中反应物是两种，生成物是一种，符合化合反应的特征，属于化合反应，选项B不正确；
C、因为丙反应前后质量不变，既不是反应物也不是生成物，可能是催化剂，选项C正确；
D、该反应中，参加反应的乙质量为：12g-8g=4g，参加反应的丁质量为：16g-2g=14g，因此参加反应的乙和丁的质量比为：4g∶14g=2∶7，选项D正确。
故选B。
11．（2025·河北秦皇岛·一模）密闭容器中有甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下发生化学反应，测得反应前后有关数据如下：下列关于此反应说法不正确的是
物质 甲 乙 丙 丁
反应前质量/g 6 2 14 35
反应后质量/g 待测 2 22 13
A．表中待测数值是20
B．物质乙可能是该反应的催化剂
C．该反应是分解反应
D．反应中丙与丁变化的质量比为
【答案】D
【分析】根据质量守恒定律，反应前物质的总质量等于反应后物质的总质量，则6g+2g+14g+35g=待测+2g+22g+13g，待测=20g，反应后丙物质的质量增加，是生成物，丁物质的质量减小，是反应物，乙物质的质量不变，可能未参加反应或是催化剂，甲物质的质量增加，是生成物。
【详解】A、由分析可知，表中待测数值是20，选项正确；
B、物质乙可能是该反应的催化剂，也可能未参加反应，选项正确；
C、该反应中反应物是丁，生成物是甲和丙，符合分解反应“一变多”的特征，故该反应是分解反应，选项正确；
D、反应中丙与丁变化的质量比为（22g-14g）：（35g-13g）=4:11，选项错误；
故选D。
12．（2024·重庆大渡口·一模）下列图像不能正确表示其对应的实验操作的是
A．等质量的Mg和O2在密闭容器中充分反应 B．向等质量、不同形状的大理石中分别滴加足量相同的稀盐酸
C．向两份等质量、等浓度的稀盐酸中分别逐渐加入铝粉和铁粉至过量 D．加热一定质量KMnO4固体制取O2
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【详解】A、48g镁与32g氧气完全反应生成80g氧化镁，故等质量的Mg和O2在密闭容器中充分反应镁完全反应，氧气有剩余，A正确；
B、向等质量、不同形状的大理石中分别滴加足量相同的稀盐酸，粉末状大理石与盐酸接触面积大反应快，但是生成二氧化碳的质量相等，B正确；
C、向两份等质量、等浓度的稀盐酸中分别逐渐加入铝粉和铁粉至过量，稀盐酸完全反应，金属有剩余，故最终生成氢气的质量相等，但铝的金属活动性强于铁，故铝与稀盐酸反应快，C正确；
D、加热一定质量KMnO4固体制取O2，生成锰酸钾和二氧化锰，固体质量减小，但钾元素的质量不变，故固体中钾元素的质量分数增大，D错误。
故选D。
13．（2024·山东日照·二模）一定量的木炭在盛有氮气和氧气的混合气体的密闭容器中燃烧后生成和，测得反应后所得、、的混合气体中碳元素的质量分数为，则反应后氮气的质量分数可能为
A． B． C． D．
【答案】B
【分析】求反应后氮气质量分数“可能”的范围，此类题目用极限方法计算。燃烧中影响氮气质量分数的是一氧化碳和二氧化碳的含量，而木炭燃烧碳元素全部转化为一氧化碳或二氧化碳，一氧化碳和二氧化碳存在竞争关系，一氧化碳多二氧化碳就少，所以确定两个极限气体的成分是：一氧化碳和氮气、二氧化碳和氮气，结合方程式可以计算出氮气的质量分数。
【详解】根据分析，假设反应后所得气体质量为100g；
如果气体中成分是一氧化碳和氮气，设一氧化碳的质量为x
氮气的质量分数=
若气体中成分是二氧化碳和氮气，设二氧化碳的质量为y
氮气的质量分数=
所以氮气的质量分数在56%~72%之间，因为是混合气体，所以不可能等于56%、72%。
故选：B。
14．（2024·全国·二模）在某密闭容器内有四种物质，在一定条件下充分反应，测得反应前后各物质的质量如下表，下列说法正确的是
物质 X Y Z Q
反应前质量/g 8 2 20 5
反应后质量/g 待测 10 8 13
A．反应后 X的质量为6g
B．Y和Z的质量变化量之比是1:1
C．X、Y是化合物
D．Q中元素种类与X、Z中元素种类之和相同
【答案】B
【分析】根据质量守恒定律可以知道，待测值为：8g+2g+20g+5g-10g-8g-13g=4g，反应后X质量减少，所以X为反应物，比较Y、Q、Z的质量在反应前后的变化情况可以知道Y、Q的质量均增加，所以可以判断Y、Q均为生成物，而Z为反应物，则该反应的表达式为。
【详解】A、根据质量守恒定律可知，反应后X的质量=8g+2g+20g+5g-10g-8g-13g=4g，错误；
B、Y和Z的质量变化量之比是（10g 2g）：（13g 5g）=1：1，正确；
C、该反应是两种物质反应生成另外两种物质，根据该密闭容器中充分反应后各物质的质量变化无法推断出X、Y是否是化合物，错误；
D、由分析可知，则该反应的表达式为，根据质量守恒定律可知，化学反应前后元素的质量、种类均不变，故X和Z中的元素种类之和一定与Y、Q中元素种类之和相同，错误。
故选B。
15．（2024·陕西西安·模拟预测）将甲、乙、丙、丁四种物质放入同一密闭容器中，充分反应，四种物质在反应前后的质量如图所示。下列说法正确的是
A．x=20 B．丁物质一定属于化合物
C．丙物质一定是该反应的催化剂 D．甲与丁的相对分子质量之比为4：9
【答案】B
【分析】根据质量守恒定律得出x=30g+40g+30g+25g-10g-30g-70g=15g；故甲、乙的质量 增加，为反应物，丁的质量增加，为生成物，故该过程是甲与乙反应生成丁。
【详解】A、根据分析，x=15g，该选项说法不正确；
B、根据分析，该过程是甲与乙反应生成丁，故丁物质一定属于化合物，该选项说法正确；
C、丙物质质量不变，可能是该反应的催化剂，也可能是杂质，该选项说法不正确；
D、参加反应的甲物质质量为：30g-10g=20g；参加反应的乙物质质量为：40g-15g=25g；生成丁物质质量为70g-25g=45g，若甲、丁分子个数比为1:1，则甲与丁的相对分子质量之比为20g:45g=4：9，若甲、丁分子个数比不为1:1，则甲与丁的相对分子质量之比不等于4：9，题中没有指明甲、丁的分子个数比，故无法判断，该选项说法不正确；
故选B。
16．（2024·湖南益阳·三模）甲和乙在点燃的条件下发生反应生成丙和丁，它们的微观示意图和在密闭容器内反应前后的质量如下表所示（乙的部分信息未显示），下列说法不正确的是
物质 甲 乙 丙 丁
微观示意图
反应前质量/g 64 128 4 0
反应后质量/g 32 40 60
A． B．由题中信息可推出乙的微观示意图为
C．该反应中甲和乙的化学计量数之比为1：2 D．参加反应的丙、丁质量之比为2：3
【答案】D
【分析】根据质量守恒定律，化学反应前后，元素种类不变。甲和乙在点燃的条件下发生反应生成丙和丁，丙和丁含有H、O、Si这三种元素，甲含有H、Si这两种元素，所以乙中一定含有氧元素，而反应条件是点燃，所以乙是氧气。则该反应是SiH4（甲）、O2（乙）在点燃条件下反应生成H2O（丙）、SiO2（丁），化学方程式为：。
【详解】A、根据质量守恒定律，化学反应前后，物质总质量不变。则有，解得x=64，A正确；
B、根据分析，乙是2个氧分子，微观示意图为，B正确；
C、根据化学方程式，该反应中甲和乙的化学计量数之比为1∶2，C正确；
D、根据化学方程式，参加反应的丙、丁质量之比为，D错误。
故选：D。
17．（2023·广东汕头·一模）一定条件下，甲、乙、丙、丁四种物质在密闭容器中进行反应，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．乙一定是该反应的催化剂 B．丙可能是单质
C．该反应中生成物质量比是1：3 D．甲、丙的相对分子质量之比为1：4
【答案】C
【分析】反应前丁的质量分数为：1-18%-9%-47%=26%，反应后，甲的质量分数增加，甲是生成物，乙的质量分数不变，乙可能是催化剂，也可能是不参与反应的杂质，丙的质量分数减小，丙是反应物，丁的质量分数增加，丁是生成物。
【详解】A、化学反应前后，乙的质量分数不变，乙可能是催化剂，也可能是不参与反应的杂质，不符合题意；
B、由分析可知，甲、丁是生成物，丙是反应物，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，丙一定由不同种元素组成，一定是化合物，不符合题意；
C、该反应中，生成物甲和丁的质量比为：（20%-18%）：（32%-26%）=1:3，符合题意；
D、该反应中，甲、丙的质量比为：（20%-18%）：（47%-39%）=1:4，但是化学计量数未知，故甲、丙的相对分子质量之比无法确定，不符合题意。
故选C。
18．（2024·河北沧州·一模）一定条件下，密闭容器内发生的某化学反应，测得和t1和t2时各物质的质量见下表。下列说法不正确的是
物质 M N Q
t1时的质量/g 51 9 17
t2时的质量/g 23 x 51
A．x的值等于3 B．Q一定是化合物
C．参加反应的各物质质量总和为 D．参加反应的M与生成的Q的质量比为14:17
【答案】C
【分析】根据质量守恒定律，则有51g+9g+17g=23g+xg+51g，x=3，反应前后M的质量减少了51g-23g=28g，则M为反应物；反应前后N的质量减少9g-3g=6g，则N为反应物；反应前后Q的质量增加了51g-17g=34g，则Q为生成物；该反应为M和N在一定条件下反应生成Q。
【详解】A、由分析可知，x的值等于3，故A说法正确；
B、由分析可知，该反应为M和N在一定条件下反应生成Q，符合“多变一”的特点，属于化合反应，Q作为化合反应的生成物，根据反应前后元素种类不变，则Q一定是化合物，故B说法正确；
C、由分析可知，该反应为M和N在一定条件下反应生成Q，参加反应的M和N的质量总和为 （51g-23g）+（9g-xg），生成Q的质量为51g-17g=34g，故C说法错误；
D、参加反应的M与生成的Q的质量比为（51g-23g）: （51g-17g）=28g：34g=14：17，故D说法正确；
故选：C。
二、填空与简答
19．（2024·广东·模拟预测）阅读材料，回答下列问题。
我国科研团队研发了一种纳米“蓄水”膜反应器，内部封装了特定催化剂，该催化剂能 实现在温和条件下(3MPa,240℃) 二氧化碳近100%高效稳定的转化(如图所示)。在国际上首次以 CO 和 H 为原料，在温和条件下实现二氧化碳一步转化为乙醇。
(1)举例说明氢气的用途： (写一个)。
(2)碳捕捉还可用雾状氢氧化钠溶液充分吸收 CO2，生成物中属于盐的化学式为 ；
(3)图中反应涉及的有机物的相对分子质量为 ；
(4)为了实现上述转化，理论上 CO2和 H2反应的分子个数比为 。
(5)纳米“蓄水”膜反应器中反应的化学方程式为 ；
(6)研发该技术的意义： (写一个)。
【答案】(1)做燃料
(2)Na2CO3
(3)46
(4)2:6/1:3
(5)
(6)利用二氧化碳，缓解温室效应（合理即可）
【详解】（1）氢气具有可燃性，产物是水无污染，是最理想的能源，故填：做燃料；
（2）氢氧化钠和二氧化碳反应会生成碳酸钠和水，碳酸钠是盐，故填：Na2CO3；
（3）有机物是含有碳元素的化合物，一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐等虽含有碳元素，但性质与无机化合物类似，归为无机化合物；图中乙醇含有碳元素，属于有机物，二氧化碳不属于有机物；图中可知乙醇的化学式为C2H6O，相对分子只来给你=12×2+1×6+16=46，故填：46；
（4）根据题目图可知，二氧化碳和氢气反应生成乙醇和水，方程式为 ，二氧化碳和氢气反应的分子个数比为2:6=1:3，故填：2:6或1:3；
（5）二氧化碳和氢气反应生成乙醇和水，条件是催化剂，温和条件（3MPa，240℃），故填：；
（6）该项技术能够将二氧化碳转化为乙醇，减少大气中二氧化碳的含量，缓解温室效应，故填：利用二氧化碳，缓解温室效应（合理即可）。
20．（2025·河南商丘·一模）氧气充足时，甲烷完全燃烧生成水和二氧化碳，反应的化学方程式为 ；氧气不足时，甲烷不完全燃烧会生成一氧化碳、二氧化碳和水。密闭容器内盛有4.8g甲烷和16g氧气，使其燃烧后甲烷和氧气均无剩余，则反应生成的质量为 g。
【答案】 5.6
【详解】氧气充足时，甲烷完全燃烧生成水和二氧化碳，反应的化学方程式为；
氧气不足时，甲烷不完全燃烧会生成一氧化碳、二氧化碳和水，先假设4.8g甲烷和x氧气完全反应生成二氧化碳，则
解得x=19.2g。
根据质量守恒：还需要19.2g-16g=3.2g的氧气才能完全反应生成二氧化碳。根据一氧化碳和氧气燃烧生成二氧化碳的反应，设一氧化碳的质量为y，则
解得y=5.6g
说明反应生成的一氧化碳的质量为5.6g。
三、科学探究题
21．（2023·福建·模拟预测）某同学用新买的铜壶烧水，发现与火焰接触的铜壶底部变黑了。
【提出问题】铜壶为什么会变黑？
【形成假设】
假设1：是燃料不充分燃烧产生了 附在铜壶底部；
假设2：是铜与氧气反应生成了黑色氧化铜；
假设3：既有燃料不充分燃烧产生的物质附在铜壶底部，也有铜与氧气反应生成的氧化铜。
【实验与事实】
操作 现象
实验一 用酒精灯外焰加热铜片后，用白色纸巾擦拭铜片表面 可擦去少量黑色物质，但铜表面仍是黑色
实验二 将铜片置于敞开的试管中，加热铜片 ___________
实验三 用铝箔包裹铜片后加热 冷却后打开发现铜片不变黑
实验二操作产生的现象是 。实验三中用铝箔包裹铜片的目的是 ，有的小组同学实验结束后，发现铜片仍旧变黑，可能的原因是 。
【解释与结论】结合证据分析，得出结论：铜壶变黑主要是因为 。
【反思与评价】未对反应物氧气和生成物氧化铜进行检验，说服力不强。于是，小组同学在教师的引导下，从“反应物的消耗”和“生成物的检验”两个角度对结论进行验证。
反应物的消耗：称量0.650g铜粉置于密闭的容器中加热，并用氧气传感器测量密闭容器内氧气的含量从20.99%降低至6.15%，实验结束后将粉末取出，称量其质量 (填大于、小于或等于)0.650g。
生成物的检验：学生们查阅资料，氧化铜可以与稀硫酸反应，写出反应的化学方程式为： 。于是同学们将黑色粉末放入试管中，加入足量稀硫酸并加热，产生 现象，证明黑色粉末是氧化铜。
【答案】 碳黑/C 铜片变黑 使铜片与氧气隔绝 铝箔中的空气没有排尽 铜和氧气反应生成氧化铜 大于 固体溶解，溶液由无色变蓝色
【详解】[形成假设]
假设1：是燃料不充分燃烧产生了碳附在铜壶底部；
假设2：是铜与氧气反应生成了黑色氧化铜；
假设3：既有燃料不充分燃烧产生的物质附在铜壶底部，也有铜与氧气反应生成的氧化铜。
故答案为：碳。
[实验与事实]
实验二操作产生的现象是铜片变黑。实验三中用铝箔包裹铜片的目的是使铜片与氧气隔绝，有的小组同学实验结束后，发现铜片仍旧变黑，可能的原因是铝箔中的空气没有排尽，其中的氧气和铜反应生成了氧化铜。
故答案为：铜片变黑；使铜片与氧气隔绝；铝箔中的空气没有排尽。
[解释与结论]
结合证据分析，得出结论：铜壶变黑主要是因为铜和氧气反应生成氧化铜。
故答案为：铜和氧气反应生成氧化铜。
[反思与评价]
反应物的消耗：称量0.650g铜粉置于密闭的容器中加热，并用氧气传感器测量密闭容器内氧气的含量从20.99%降低至6.15%，实验结束后将粉末取出，称量其质量大于0.650g，是因为氧气参加了反应。
生成物的检验：学生们查阅资料，氧化铜可以与稀硫酸反应()。于是同学们将黑色粉末放入试管中，加入足量稀硫酸并加热，固体溶解，溶液由无色变蓝色，是因为氧化铜和稀硫酸反应生成硫酸铜和水，证明黑色粉末是氧化铜。
故答案为：大于；固体溶解，溶液由无色变蓝色。
四、计算题
22．（2024·重庆永川·一模）将CO和21.6gFexOy组成的混合物置于密闭容器中，一定条件下充分反应后检测发现密闭容器中仍然有一氧化碳，反应过程中容器内部分物质和元素的质量变化如下图所示。（图中m1代表CO2的质量，m2代表CO和Fe的质量）
试计算：
(1)FexOy中x和y的比值。
(2)CO和21.6gFexOy组成的混合物中CO的质量。
【答案】(1)设发生反应的CO的质量为a ，根据碳元素守恒，可得关系式：CO~CO2，则
a=8.4g
根据氧元素守恒，可知FexOy中O的质量为生成的CO2质量减去反应的CO质量，即13.2g-8.4g=4.8g，则其中铁元素的质量为21.6g-4.8g=16.8g，则x ：y=
答：FexOy中x和y的比值为1：1。
(2)由图可知，反应过程中一氧化碳减少，铁生成，且生成铁的质量等于开始时加入的一氧化碳的质量，则开始时混合物中一氧化碳的质量为16.8g。
答： CO和21.6gFexOy组成的混合物中CO的质量为16.8g。
【详解】（1）见答案。
（2）见答案。
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