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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．以下关于质量守恒定律的说法中正确的是
A．在化学反应中，反应前后分子的种类不会变化
B．在化学反应中，反应前后原子的种类会变化
C．通过质量守恒定律我们可以得出：碳在氧气中充分燃烧时，根据化学方程式，每1g碳必然要消耗1g氧气
D．在任何化学反应中，参与反应前的各物质质量总和一定等于生成物的质量总和
2．液氢、液氧可作为火箭发动机的推进剂，其反应如示意图。下列说法正确的是
A．甲物质的化学符号为O2 B．丙物质是水
C．该反应吸收热量 D．反应前后氢分子、氧分子不变
3．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
4．电解氯化钠NaCl的水H2O溶液,不可能得到的物质是
A．NaOH B．H2 C．Cl2 D．NH3
5．我国科学家制备出“人造树叶”，可将二氧化碳变成氧气，二氧化碳能产生氧气的原因是含有
A．氧原子 B．氧分子 C．氧离子 D．氧元素
6．下图是表示气体微粒的示意图，图中“”和“”分别表示两种不同元素的原子。下列说法错误的是
A．①和②只能表示氧化物
B．③组成的物质达到一定条件，可能发生反应
C．①通过一定条件，可能会生成④代表的单质
D．①②③④中均含有一种相同的元素
7．84消毒液（有效成分为NaClO）和洁厕灵（有效成分为HCl）混合使用时，会生成一种有毒的气体单质，该气体是
A．O2 B．ClO2 C．N2 D．Cl2
8．下列所示的四个图像中，能正确反映对应变化关系的是
A．电解水
B．红磷在密闭容器中燃烧
C．加热高锰酸钾
D．在密闭容器中点燃镁条
9．下列实验事实中不符合质量守恒定律的是
A．水杯内饮用水敞口放置质量减少
B．煤燃烧后，留下煤渣的质量比煤的质量减少了
C．镁燃烧后，生成的氧化镁的质量大于反应前镁的质量
D．铁丝在氧气中燃烧，生成的固体质量应等于参加反应的铁丝和氧气的质量
10．我国科研人员将二氧化碳高效合成为可供微生物直接利用的物质X，合成过程中主要物质转化的微观示意图如图，下列说法错误的是
A．催化剂提高了合成反应的速度 B．X的化学式为CH2O
C．CO2合成的过程中常伴随能量变化 D．一定有含氢元素的物质参加化学反应
二、非选择题
11．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。
12．参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。
13．某化学课外小组同学用下图所示实验探究质量守恒定律：
(1)甲同学用图A所示实验，在瓶中先铺一层细沙，再引燃白磷，目的是 ，气球的作用是 。
(2)乙同学用B装置探究质量守恒定律，开始时天平平衡，取下烧杯然后倾斜烧杯使盐酸与碳酸钠粉末接触，一段时间后再把烧杯放到天平上，发现天平的指针向右偏转，其原因是 。
(3)丙同学认为C实验证明了质量守恒定律，由质量守恒定律可知，化学反应前后，一定不变的是 (填序号)。
①原子种类②原子数目③分子种类④分子数目⑤元素种类⑥物质种类
(4)综上所述，在探究质量守恒定律时，若利用有气体参加或生成的化学反应来设计实验，在实验设计方面应做到在 装置中进行。
14．填空
(1)实验与探究是化学学习的重要方法和内容。
①小强同学设计了如下四个实验，并按如图实验操作来验证质量守恒定律。
实验中观察到实验前后天平依然保持平衡，他认为实验都能验证质量守恒定律，你认为他的说法 (填“是”或“不”)正确；而实验天平不平衡，其中D实验天平不平衡的原因是 。
②小强同学对①中D装置进行了如图所示的改进，实验时，先将装有药品的装置放在天平上，调至天平平衡。然后取下装置，将滴管中的盐酸滴入盛有大理石的小试管中，反应后再将装置放置于天平上，观察到天平平衡，从而验证了质量守恒定律。该实验体系中发生的化学反应有 个；其中澄清石灰水的作用是 (用化学方程式表示)。小强认为：实验时，即使锥形瓶中未盛装石灰水，实验前后天平也将会保持平衡。老师在赞许小强积极发言的同时，指明了如果不使用石灰水可能会存在一定的问题，该问题是 。
(2)分析和推理是化学学习常用的思维方法。
如图中的A-E均为初中化学常见的物质，其中B、E是单质，A、C、D是氧化物，D中两种元素的质量比为1:16，图中“—”表示两端的物质间能发生化学反应，“”表示物质间存在转化关系，反应条件、部分反应物和生成物已略去。
①写出符合条件的D、E的化学式 、 。
②写出的化学方程式 。
③若时火星四射，有黑色固体产生，则发生反应的化学方程式是 。
15．探索物质的组成与结构
I.构建原子模型，认识物质组成规律
为了揭示原子结构的奥秘，人类经历了漫长的探索。
材料一：1803年，道尔顿在原子论中提出：物质由微小的不可再分的原子构成。
材料二：1897年，汤姆生发现原子内有带负电的微粒，否定了“原子不可再分”。
材料三：1911年，卢瑟福进行了著名的α粒子(α粒子由2个质子和2个中子构成)轰击金箔实验。结果发现：绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原方向前进，但是有少数α粒子却发生了较大角度的偏转，并且有极少数α粒子被金箔弹了回来。
材料四：1919年，卢瑟福用加速了的高能α粒子轰击氮原子，发现一个α粒子留在了一个氮原子中，使氮原子变成了氧原子，同时有微粒从氮原子中被打出。
(1)汤姆生实验中，带负电的微粒是 。
(2)卢瑟福实验中使用的金箔是由 (填微观粒子的名称)构成的；通过卢瑟福实验，可推出的原子结构模型为 (填图1中字母)。
(3)当α粒子轰击金箔时，图2所示的运动轨迹不可能是 (填图2中字母)。
(4)请你分析材料四，推测被打出的微粒是 。该过程是否属于化学变化？请结合化学变化的微观本质进行回答： 。
(5)万物皆原子，原子是构成一切化学物质的基本单元。
图中是氢、氖、钠和氯的原子结构示意图。请以氖气、氯化氢和氯化钠三种物质为例，从原子直接或间接构成物质的角度，简要谈谈你对“原子是构成一切化学物质的基本单元”的理解： 。
Ⅱ.探索分子构成的奥秘
十九世纪初，科学家们提出早期的分子学说，部分观点如下：
观点1：分子不能用物理方法分割，化学方法可使它解离。
观点2：单质分子由同种原子构成，化合物分子由质子数不同的不同种原子构成。
观点3：分子质量大，原子质量小。
观点4：分子质量等于组成它的原子质量总和。
(6)根据以上材料回答问题：
①举例说明观点1是正确的 。
②从元素角度谈谈你对观点2的认识 。
③举例说明观点3的局限性 。
④原子、分子质量很小，为计算和使用方便引入相对原子质量，结合观点4判断下列说法正确的是(填字母序号) 。
A．相对原子质量是采用以小比小使数值变大的计量原理
B．相对原子质量是一个原子质量与一个碳-12原子质量的比值
C．两种原子的相对原子质量之比与相对质量比没有必然联系。
(7)图中A、B是汽油中所含物质的分子结构模型。
观察A和B两种物质的分子结构模型，A分子和B分子的 构成相同(填“元素”、“原子”或“离子”)。你认为A和B的化学性质 (填“是”或“否”)相同。
Ⅲ.探究元素与物质组成的奥秘
1783年，拉瓦锡研究水的组成，装置示意图如图，将水加热成蒸气通过灼热的铁管，一段时间后，在出口处收集到一种可燃性气体。实验后称量发现水的质量减少，铁管质量增加。
(8)下列说法正确的是______。
A．实验中收集到的可燃性气体是氢气
B．铁在该实验中起催化作用
C．实验中水蒸气减少的质量等于铁管增加的质量
D．由该实验可得出“水不是一种元素”
《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 D B D D D A D B A B
1．D
【详解】A、化学反应的实质是分子分成原子，原子重新组合成新分子，分子种类一定会发生改变，故选项说法错误；
B、由质量守恒定律，在化学反应前后，元素种类、原子种类一定不变，故选项说法错误；
C、碳和氧气点燃生成二氧化碳，化学方程式为：，每12份质量的碳和32份质量的氧气在点燃条件下反应生成44份质量的二氧化碳，恰好完全反应时，参加反应的碳和氧气的质量比为12：32=3：8，所以1g碳与1g氧气充分反应后，碳有剩余，故选项说法错误；
D、根据质量守恒定律可知，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，故选项说法正确。
故选D。
2．B
【分析】氢气燃烧生成水，反应的化学方程式是：。
【详解】A、甲是氢气，化学式为H2，该选项说法不正确；
B、由分子结构可知，丙物质的化学式为H2O，是水，该选项说法正确；
C、氢气燃烧生成水的过程中会放出大量的热，该选项说法不正确；
D、在化学变化中分子会破裂成原子，原子重新组合成新分子，所以在化学变化中分子会变化，原子不会变化，该选项说法不正确。
故选B。
3．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。
4．D
【详解】化学反应前后，元素的种类不变。反应物中无氮元素，故无法生成含氮产物（如 NH ）。
故选D。
5．D
【详解】根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，氧气由氧元素组成，则二氧化碳能产生氧气，是因为二氧化碳中含有氧元素。
故选D。
6．A
【详解】A、①和②中只含有两种不同元素的原子，但不一定是氧原子，不一定是氧化物，故A错误；
B、③中可能是CO和O2，在点燃的条件下可以发生反应，故B正确；
C、①、④中含有相同的原子，所以①通过一定条件，可能会生成④代表的单质，故C正确；
D、①②③④中均含有相同的原子，所以含有一种相同的元素，故D正确。
故选A。
7．D
【详解】A、氧气是一种无毒气体单质，不符合题意；
B、二氧化氯是一种有毒气体，但它不是单质，不符合题意；
C、氮气是一种无毒气体单质，不符合题意；
D、氯气是一种有毒气体单质，符合题意。
故选D。
8．B
【详解】A、水通电分解生成氢气和氧气，即，生成氢气和氧气的质量比为：4:32=1:8，生成氢气和氧气的体积比约为2:1，不符合题意；
B、红磷在密闭容器中燃烧生成五氧化二磷，根据质量守恒定律，化学反应前后物质的总质量不变，符合题意；
C、加热高锰酸钾，高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，由于生成了氧气，故固体中氧元素的质量逐渐减小，待完全反应后，不再变化，不符合题意；
D、在密闭容器中点燃镁条，镁和氧气在点燃的条件下反应生成氧化镁，即，则参加反应的镁、氧气与生成氧化镁的质量比为：，故56g的镁与32g氧气反应生成80g氧化镁，反应后镁剩余，剩余镁的质量为：56g-48g=8g，不符合题意。
故选B。
9．A
【详解】A、水杯内饮用水敞口放置质量减少，是因为水蒸发了，属于物理变化，不能用质量守恒定律来解释，故选项正确。
B、煤燃烧后，留下煤渣的质量比煤的质量减少了，是因为反应后生成的气体逸出，属于化学变化，能用质量守恒定律来解释，故选项错误。
C、得到的氧化镁的质量比镁带的质量增加是因为氧气参加了化学反应，属于化学变化，能用质量守恒定律来解释，故选项错误。
D、铁丝在氧气中燃烧，是铁与氧气反应生成四氧化三铁，铁燃烧后，参加反应的铁的质量加上参加反应的氧气的质量，等于生成的四氧化三铁的质量，属于化学变化，能用质量守恒定律来解释，故选项错误。
故选A。
10．B
【详解】A、由题干信息以及催化剂的概念可知，催化剂能提高合成效率，故选项说法正确；
B、由分子结构模型可知，X的化学式为，故选项说法错误；
C、反应过程中需要通电，合成的过程中一定伴随能量变化，故选项说法正确；
D、根据质量守恒定律可知，化学反应前后元素的种类不变，该反应中生成物只有一种且含有氢元素，因此一定有含氢元素的物质参与合成反应，故选项说法正确；
故选：B．
11．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。
12．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。
13．(1) 防止锥形瓶底部炸裂 平衡气压，防止橡胶塞冲出
(2)产生的二氧化碳气体逸出
(3)①②⑤
(4)密闭
【详解】（1）图A所示实验，在瓶中先铺一层细沙，再引燃白磷，目的是防止锥形瓶底部因受热不均匀而炸裂；气球的作用是平衡气压，防止橡胶塞冲出；
（2）盐酸与碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳，该实验是在烧杯中进行的，生成的二氧化碳扩散到空气中，所以天平的指针向右偏转；其原因是产生的二氧化碳气体逸出；
（3）化学变化的实质是分子分成原子，原子重新组合成新的分子，所以化学反应前后原子种类和原子数目不变，原子的种类不变，所以元素的种类也不变，但分子种类和物质种类一定变，分子的数目可能变，所以一定不变的是①②⑤；
（4）综上所述，在探究质量守恒定律时，若利用有气体参加或生成的化学反应来设计实验，在实验设计方面应做到在密闭装置中进行。
14．(1) 不 反应生成的二氧化碳逸出装置 2 瓶塞飞出
(2)
【详解】（1）①B实验中，食盐溶于水没有发生化学反应，不能用质量守恒定律解释，故填：不；D实验天平不平衡的原因是产生的二氧化碳逸散到空气中；
②实验过程中，该体系中发生的化学反应有2个（碳酸钙和盐酸反应、二氧化碳和氢氧化钙反应）；碳酸钙和盐酸反应生成的二氧化碳和石灰水反应生成碳酸钙沉淀和水，反应的化学方程式为：；如果不使用石灰水可能会存在一定问题，该问题是二氧化碳增多，气体膨胀，气压增大，导致瓶塞飞出；
（2）A-E均为初中化学常见的物质，其中B、E是单质，A、C、D是氧化物，D中两种元素的质量比为1:16，D能生成A和B，A能生成B，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解成水和氧气，水在通电的条件下生成氢气和氧气，则A是水，B是氧气，E是氢气，D是过氧化氢，氧气能转化成许多物质，C是哪种物质具体情况再具体分析。
①D是过氧化氢，E是氢气，化学式为：、；
②A→B的反应是水在通电的条件下生成氢气和氧气，反应的化学方程式为：；
③若时火星四射，有黑色固体产生，则发生的反应是铁和氧气在点燃的条件下生成四氧化三铁，反应的化学方程式为：。
15．(1)电子
(2) 原子/金原子 C
(3)BC
(4) 质子 不属于化学变化，化学变化中原子种类不变
(5)氖原子可以直接构成氖气；氢原子和氯原子先构成氯化氢分子，再间接构成氯化氢这种物质；氯原子和钠原子先变成氯离子和钠离子，再间接构成氯化钠这种物质
(6) 氢气和氧气在点燃的条件下反应生成水，在该反应中，氢分子分为氢原子，氧分子分为氧原子，氢原子和氧原子结合为水分子 单质由同种元素组成，化合物由不同种元素组成 氢分子比铁原子质量小 A
(7) 原子 否
(8)AD
【详解】（1）汤姆生发现原子内有带负电的微粒，原子内部带负电的微粒是电子。
（2）金箔属于金属单质，是由原子构成的；
卢瑟福实验中，绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原方向前进，说明原子内部有很大的空间，有少数α粒子发生了较大角度的偏转，说明原子内部有带正电荷的微粒，有极少数α粒子被金箔弹了回来，说明原子内部存在质量较大的部分，故通过卢瑟福实验，可推出的原子结构模型为C。
（3）α粒子由2个质子和2个中子构成，则α粒子带正电，原子核也带正电，故当α粒子轰击金箔时，不可能出现被原子核吸引和靠近原子核的轨迹，故图2所示的运动轨迹不可能是BC。
（4）用加速了的高能α粒子轰击氮原子，发现一个α粒子留在了一个氮原子中，使氮原子变成了氧原子，一个α粒子由2个质子和2个中子构成，每个氮原子中含7个质子，每个氧原子中含8个质子，则被打出的微粒是质子；
原子是化学变化中的最小粒子，在化学变化中，原子种类不变，该过程中，原子种类发生了改变，故不属于化学变化。
（5）氖原子可以直接构成氖气；氢原子和氯原子先构成氯化氢分子，再间接构成氯化氢这种物质；氯原子和钠原子先变成氯离子和钠离子，再间接构成氯化钠这种物质，故原子是构成一切化学物质的基本单元。
（6）①在氢气和氧气在点燃的条件下反应生成水的反应中，氢分子分为氢原子，氧分子分为氧原子，氢原子和氧原子结合为水分子，说明化学方法可使分子解离。
②元素是质子数相同的一类原子的总称，单质分子由同种原子构成，说明单质由同种元素组成，化合物分子由质子数不同的不同种原子构成，则化合物由不同种元素组成。
③分子比组成它的原子质量大，但是不是所有分子都比原子大，如氢分子比铁原子质量小。
④A、原子的质量很小，书写和使用都不方便，故国际上一致同意采用相对原子质量，即以一种碳原子质量的为标准，其它原子的质量与它相比较所得到的比，作为这种原子的相对原子质量，故相对原子质量是采用以小比小使数值变大的计量原理，符合题意；
B、相对原子质量是以一种碳原子质量的为标准，其它原子的质量与它相比较所得到的比，不符合题意；
C、两种原子的相对质量比与两种原子的相对原子质量之比相等，不符合题意。
故选A。
（7）由图可知，A分子和B分子的原子构成相同，均是由碳原子和氢原子构成；
A和B的分子结构不同，故化学性质不相同，故填：否；
（8）A、将水加热成蒸气通过灼热的铁管，一段时间后，在出口处收集到一种可燃性气体，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Fe、H、O，生成物中也应含Fe、H、O，故生成的可燃性气体是氢气，符合题意；
B、反应后，铁管质量增加，而催化剂化学反应前后，质量不变，故铁不是催化剂，不符合题意；
C、该反应应是铁和水蒸气在高温下反应生成铁的氧化物和氢气，故实验中水蒸气减少的质量等于铁管增加的质量与生成氢气的质量和，不符合题意；
D、该反应应是铁和水蒸气在高温下反应生成铁的氧化物和氢气，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，生成物中含Fe、H、O，铁由铁元素组成，故水中一定含H、O元素，可得出“水不是一种元素”，符合题意。
故选AD。

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