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5.1化学反应中的质量守恒
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、选择题
1．2024年1月11日，全球最大固体燃料运载火箭“引力一号”在我国成功发射。已知某种固体燃料为高氯酸铵(NH4ClO4)与铝粉的混合物，则该固体燃料燃烧后的生成物中不可能有
A．N2 B．CO2 C．Al2O3 D．AlCl3
2．如图是某化学反应的微观过程示意图，下列说法错误的是
A．参加反应的甲、乙两物质的微粒个数比为
B．该反应属于化合反应
C．从宏观角度看，物质丙属于混合物
D．化学反应前后原子的种类、数目均不变
3．用电子秤进行如图所示的两个称量实验：经过一段时间后，两个电子秤示数都变小。下列有关说法正确的是
A．实验①表明酒精不具有可燃性
B．实验②中，蜡烛的热能转化为化学能
C．实验①可说明构成物质的微粒在不停运动
D．实验②减少的质量等于生成的二氧化碳和水的质量
4．化学反应前后肯定没有变化的是
①原子数目；②分子数目；③元素种类；④物质种类；⑤物质的总质量；⑥原子种类
A．①②③④⑤⑥ B．②④⑥ C．①②③④ D．①③⑤⑥
5．以下是一个化学反应前后分子变化的微观示意图，下列有关说法错误的是
A．反应前后原子个数总和相等 B．反应前后氧元素的化合价不变
C．图①对应物质的元素质量比为14：3 D．图④对应物质由两种元素组成
6．烧碱是一种重要的化工原料，工业上用电解饱和食盐水的方法制取烧碱，下列物质不可能是电解饱和食盐水产品的是
A．H2 B．Cl2 C．NaOH D．Na2CO3
7．下列实验能够直接用于验证质量守恒定律的是
A．碳酸钠和盐酸制取二氧化碳 B．酒精与水混合
C．镁条燃烧 D．铁置换出金属铜
8．合成气（和）在不同催化剂的作用下，可合成不同的物质，从物质组成的角度考虑，仅用合成气为原料不能得到的物质是
A．甲醇 B．乙醇 C．尿素 D．甲烷
9．下图发生的化学反应，其中相同的球代表同种原子。下列说法正确的是
A．化学反应前后分子种类不变 B．分子在化学变化中不可分
C．化学反应前后原子种类改变 D．该反应是分解反应
10．在养鱼塘的水中加入增氧剂过氧化钙（化学式为）可以增加水中氧含量，它与水反应后的生成物可能是
A．MgO和 B．和
C．和 D．和
11．质量守恒定律是化学学科重要的定律，它揭示了化学反应中各物质之间的质量关系。下列实验可以用于验证质量守恒定律的是
A．干冰升华变为二氧化碳气体质量不变
B．电解水，得到氢气和16克氧气
C．2克蔗糖溶于水得到蔗糖溶液
D．氧气与氮气常温下混合得到混合气体
12．某密闭容器中有甲、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．乙一定是该反应的催化剂 B．该反应属于化合反应
C．甲、丙的相对分子质量比为4：15 D．若继续反应至丙为55g，则此时甲和丁的质量比为25：11
二、非选择题
13．元素与化学变化的关系：在物质发生化学变化时，元素的种类 （填“会”或“不会”）改变。
14．参加化学反应的各物质的质量总和， 反应后生成的各物质的质量总和。这个规律叫作质量守恒定律。
15．科学探究与实践化学兴趣小组用气密性良好的不同装置进行下列实验，验证质量守恒定律。
(1)实验一：将气球中的碳酸钠粉末倒入锥形瓶中，观察到 ，电子天平示数减小。示数减小的原因是 。
(2)实验二：利用硬塑料瓶改进实验装置，用电子天平称量装置和试剂的总质量，接下来的实验操作是 ，待反应结束后，再次称量装置和试剂的总质量，电子天平示数不变。
(3)化学反应遵守质量守恒定律，其微观原因是 。
16．“近代化学之父”拉瓦锡的杰出成就之一就是将化学研究从定性转向定量。
(1)测定空气成分：拉瓦锡利用汞在空气中加热产生氧化汞等实验，第一次明确得出空气是由氧气和 (填写物质名称)组成的结论，并测定了空气中氧气的含量。
【模拟拓展】
(2)实验小组模拟拉瓦锡的实验，用红磷测定空气中氧气含量，取容积为集气瓶，实验前加入水，如图所示(实验误差忽略不计)。
①实验结束后打开止水夹时，水倒吸回瓶内的体积约为 mL。
②实验小组的同学利用数字设备分别测定了温度、压强随时间变化的情况，绘制曲线如图所示，a点代表打开止水夹的时刻，下列说法不正确的是 。
A．a点处的压强等于大气压 B．反应开始时压强增大是因为温度升高
C．a点的温度已经接近室温 D．a点后气压增大是由于水倒吸入集气瓶
(3)拉瓦锡用精确的定量实验，研究了氧化汞的分解与合成的反应过程。
请依据氧化汞分解的微观示意图，从微观角度解释化学反应的本质： ，该反应属于 反应(填基本类型)。
拉瓦锡通过实验同时发现：在化学反应中，不仅物质的总质量在反应前后保持不变，而且物质中所含的任一元素的质量在反应前后保持不变。
【应用拓展】实验小组同学利用质量守恒定律对“蔗糖的组成”进行探究。实验开始先通入一会儿氨气，然后关闭弹簧夹，点燃酒精灯给蔗糖加强热。
实验原理：蔗糖隔绝空气受热发生分解反应
【定性实验】
(4)①实验开始先通入一会儿氮气的目的是 。
②实验时观察到干冷的小烧杯内壁有无色液滴，说明蔗糖中含有 元素。
③实验结束观察到玻璃管中残留有黑色固体，小组同学猜测该黑色固体是碳单质，并利用实验验证了自己的猜想。
【定量实验】
(5)准确测量出蔗糖与足量氧气反应后生成和水，则蔗糖中氧元素质量为 g，蔗糖中碳、氢元素的原子个数比为 (最简整数比)。
【实验结论】蔗糖是由碳、氢、氧元素组成，其质量比和原子个数比为定值。
《5.1化学反应中的质量守恒》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B A C D B D D C D B
题号 11 12
答案 B D
1．B
【分析】高氯酸铵（NH4ClO4）是由氮元素、氢元素、氯元素与氧元素组成的，铝粉是由铝元素组成。
【详解】A、反应物中含有氮元素，由反应前后元素种类不变，此反应的产物中可能存在氮气，不符合题意；
B、反应物中不含碳元素，由反应前后元素种类不变，此反应的产物中不可能存在二氧化碳，符合题意；
C、反应物中含有铝元素和氧元素，由反应前后元素种类不变，此反应的产物中可能存在Al2O3，不符合题意；
D、反应物中含有铝元素和氯元素，由反应前后元素种类不变，此反应的产物中可能存在AlCl3，不符合题意。
故选B。
2．A
【分析】
由微观反应示意图以及质量守恒定律可知，该反应的微观反应示意图表示为。
【详解】A、由微观反应示意图可知，参加反应的甲、乙两物质的微粒个数比为2：2=1：1，选项说法错误；
B、由微观反应示意图可知，该反应是由两种物质生成另一种新物质，符合“多变一”的特点。属于化合反应，选项说法正确；
C、物质丙中含有两种分子，从宏观角度看，丙属于混合物，选项说法正确；
D、由质量守恒定律可知，化学反应前后原子的种类、数目均不变，选项说法正确。
故选A。
3．C
【详解】A、实验①电子秤示数变小，说明酒精具有挥发性，故选项说法不正确；
B、实验②中，蜡烛燃烧的过程中化学能转化为热能，故选项说法不正确；
C、实验①量筒内的酒精会减少，这是因为分子在不断运动，故选项说法正确；
D、蜡烛燃烧生成二氧化碳和水，根据质量守恒定律，蜡烛减少的质量与参加反应的氧气质量之和等于生成的二氧化碳和水的质量和，故选项说法不正确。
故选C。
4．D
【详解】 根据质量守恒定律，在化学反应中，参加反应前各物质的质量总和等于反应后生成各物质的质量总和．化学反应的过程，就是参加反应的各物质（反应物）的原子，重新组合而生成其他物质的过程．在化学反应中，反应前后原子的种类没有改变，数目没有增减，原子的质量也没有改变．所以①原子数目：不变（原子只是重新排列，数目不变）。②分子数目：可能变化，③元素种类：不变（元素由原子种类决定，原子种类不变）。④物质种类：一定变化（化学反应的本质是生成新物质）。⑤物质的总质量：不变（质量守恒定律）， ⑥原子种类：不变。
故选D。
5．B
【详解】A、根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类、数目和质量都不变，所以反应前后原子个数总和相等，A 正确；
B、反应前氧气（O2）中氧元素化合价为0价，反应后生成的水（H2O）中氧元素化合价为 2价，反应前后氧元素化合价改变，B 错误；
C、图①对应物质是NH3，其中氮、氢元素质量比为，C 正确；
D、图④对应物质是H2O，由氢、氧两种元素组成，D 正确。
故选B。
6．D
【详解】饱和食盐水中有水和氯化钠，含有的元素有氢元素、氧元素、钠元素和氯元素，根据质量守恒定律可知：反应前后元素的种类不变，生成物中应该含有氢元素、氧元素、钠元素和氯元素，而碳酸钠中含有碳元素，碳酸钠不可能是电解饱和食盐水的产品；
故选：D。
7．D
【详解】A、碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，反应在敞口容器中进行，生成的二氧化碳会散逸到空气中，使反应后的质量减小，不能直接用于验证质量守恒定律，故选项不符合题意；
B、质量守恒定律适用于一切化学变化，酒精与水混合没有新物质生成，属于物理变化，不能用于验证质量守恒定律，故选项不符合题意；
C、镁条和氧气在点燃的条件下成氧化镁，由于空气中的氧气参与了反应，所以反应前后固体的质量不相等，不能直接用于验证质量守恒定律，故选项不符合题意；
D、铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，该反应在密闭容器中进行，反应前后物质的总质量不变，能直接用于验证质量守恒定律，故选项符合题意。
故选D。
8．C
【详解】A、根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，反应物中含C、H、O元素，甲醇由C、H、O元素组成，则仅用合成气为原料可以得到甲醇，不符合题意；
B、根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，反应物中含C、H、O元素，乙醇由C、H、O元素组成，则仅用合成气为原料可以得到乙醇，不符合题意；
C、根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，反应物中含C、H、O元素，不含氮元素，仅用合成气为原料不能得到尿素，符合题意；
D、 根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，反应物中含C、H、O元素，甲烷由C、H元素组成，则仅用合成气为原料可以得到甲烷，不符合题意。
故选C。
9．D
【分析】根据化学反应的微观示意图，对比反应前后微粒的变化，分析分子、原子的变化，生成物的种类。反应的特点等，据此解答即可。
【详解】A、由反应的微观示意图可知，该反应由一种物质反应生成了两种新物质，因此在化学反应前后分子的种类发生改变，故A说法错误；
B、化学变化的实质为：分子分成原子，原子重新组合成新的分子。由反应前后微粒的变化可知，分子在化学变化中发生了变化，即分子在化学变化中可分，故B说法错误；
C、由质量守恒定律可知，化学反应前后原子的种类不发生改变，故C说法错误；
D、由反应的微观示意图可知，该反应是一种物质反应生成两种新物质的反应，符合“一变多”的特点，属于分解反应，故D说法正确。
故选D。
【点睛】本题难度不大，主要考查化学反应的微观模型图，理解和掌握微观示意图的意义、化学反应类型的判断是解答的关键。
10．B
【分析】反应前后，元素的种类不变。过氧化钙含有钙、氧元素，水含有氢、氧元素，则生成物含有钙、氢、氧元素。
【详解】A、反应物中不含镁元素，则不可能生成MgO，该选项不符合题意；
B、反应物中含有钙、氢、氧元素，则生成物可能为氢氧化钙和氧气，该选项符合题意；
C、反应物中不含碳元素，则不可能生成CaCO3，该选项不符合题意；
D、反应物中不含氯元素，则不可能生成CaCl2，该选项不符合题意。
故选B。
11．B
【详解】A、干冰升华变为二氧化碳气体质量不变，只是状态的改变，没有新物质生成，属于物理变化，不是化学变化，不能用于验证质量守恒定律，故选项错误；
B、水通电分解生成氢气和氧气，根据反应的化学方程式，反应中参加反应的水和生成的氢气、氧气质量比为（2×18）：（2×2）：32：=9：1：8，电解18g水，得到2g氢气和16g氧气，能用于验证质量守恒定律，故选项正确；
C、2克蔗糖溶于100g水得到102g蔗糖溶液，没有新物质生成，属于物理变化，不是化学变化，不能用于验证质量守恒定律，故选项错误；
D、100g氧气与100g氮气常温下混合得到200g混合气体，没有新物质生成，属于物理变化，不是化学变化，不能用于验证质量守恒定律，故选项错误；
故选：B。
12．D
【详解】A、反应前后乙的质量不变，则乙可能是该反应的催化剂，故选项说法不正确；
B、该反应是丁在一定条件下生成甲和丙，符合一变多的特点，属于分解反应，故选项说法不正确；
C、反应中甲、丙的质量变化比为（21g-17g):(40g-25g)=4:15,由于不知道化学计量数，则不能确定甲、丙相对分子质量比， 故选项说法不正确；
D、根据质量守恒定律可知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，此时甲的质量为21g+4g=25g,丁的质量为30g-13g=11g,所以，若继续反应至丙为55g，则此时甲和丁的质量比为25：11，故选项说法正确；
故选D。
13．不会
【详解】根据质量守恒定律，在物质发生化学变化时，元素的种类不会改变。
14．等于
【详解】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质量总和，这个规律叫做质量守恒定律。
15．(1) 锥形瓶中产生大量气泡，气球膨胀 气球膨胀后装置受到的浮力增大
(2)取下硬塑料瓶并将其倾斜，使稀盐酸和碳酸钠混合
(3)化学反应前后原子种类、数目和质量都不变
【详解】（1）将气球中的碳酸钠粉末倒入锥形瓶中，碳酸钠和稀盐酸反应会产生二氧化碳气体，观察到的现象是锥形瓶中产生大量气泡，气球膨胀，装置受到的浮力增大，电子天平示数减小；
故答案为：锥形瓶中产生大量气泡，气球膨胀；气球膨胀后装置受到的浮力增大。
（2）为克服实验一中气球受浮力的影响。在实验二中利用硬塑料瓶改进实验装置，用电子天平称量装置和药品的总质量，若想使碳酸钠和稀盐酸混合，接下来的实验操作是取下硬塑料瓶并将其倾斜，使稀盐酸和碳酸钠混合，待反应结束后，再次称量装置和试剂的总质量，电子天平示数不变；
故答案为：取下硬塑料瓶并将其倾斜，使稀盐酸和碳酸钠混合。
（3）化学反应遵守质量守恒定律，其微观原因是化学反应前后原子种类、数目和质量都不变。
故答案为：化学反应前后原子种类、数目和质量都不变。
16．(1)氮气
(2) 40 A
(3) 分子分成原子，原子重新组合成新的分子 分解反应
(4) 排尽装置内的空气，防止干扰实验结果 H、O（或氢、氧）
(5) 8.8
【详解】（1）拉瓦锡利用汞在空气中加热产生氧化汞等实验，第一次明确得出空气是由氧气和氮气组成的结论，并测定了空气中氧气的含量。故填：氮气。
（2）①红磷燃烧消耗氧气，装置中的气体体积减少，压强减小，则实验结束后打开止水夹时，水倒吸回瓶内的体积约占集气瓶内空气体积的五分之一，即为：。故填：40。
②A．由图可知，a点处的压强小于开始时的压强，则小于大气压，故A错误；
B．反应开始时压强增大是因为红磷燃烧放热，温度升高，故B正确；
C．a点时压强几乎不变，则说明此时的温度已经接近室温，故C正确；
D．a点后气压增大，是由于打开止水夹，水倒吸入集气瓶，故D正确。
故选：A。
（3）在反应中，氧化汞分子分解成汞原子和氧原子，每两个氧原子结合成氧分子，许多汞原子聚集成金属汞，所以化学反应的本质是分子分成原子，原子重新组合成新的分子；该反应是由一种物质生成两种物质的反应，基本反应类型属于分解反应。故填：分子分成原子，原子重新组合成新的分子；分解反应。
（4）①实验开始先通入一会儿氮气的目的是排尽装置内的空气，防止干扰实验结果。故填：排尽装置内的空气，防止干扰实验结果。
②实验时观察到干冷的小烧杯内壁有无色液滴，说明有水生成，根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，说明蔗糖中含有氢、氧元素。故填：H、O（或氢、氧）。
（5）根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类和质量不变，则生成二氧化碳中碳元素的质量与蔗糖中碳元素的质量相同，则蔗糖中碳元素的质量为：，生成水中氢元素的质量与蔗糖中氢元素质量相同，则蔗糖中氢元素质量为：，则蔗糖中氧元素质量为：17.1g-7.2g-1.1g=8.8g；蔗糖中碳、氢元素的原子个数比为：。故填：8.8；。
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