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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、单选题
1．将22g纯净物R在足量氧气中完全燃烧，生成44g二氧化碳和18g水。下列判断不正确的是
A．R含碳、氢、氧三种元素 B．R的化学式可能为C2H4O2
C．R中碳元素与氢元素的质量比为6:1 D．反应过程中消耗氧气40g
2．下列实验不能达到目的的是
A．图1：证明蜡烛中含有氢元素
B．图2：测定空气里氧气的含量
C．图3：比较MnO2和CuO对H2O2分解的影响
D．图4：证明分子在不断地运动
3．下列实验方案不能达到实验目的的是
选项 实验目的 实验方案
A 工业制取氧气 分离液态空气法
B 验证蜡烛组成中含有碳元素 将干燥的烧杯罩在蜡烛的火焰上方，观察现象
C 鉴别氮气和氧气 将燃着的小木条分别伸入两瓶气体中
D 从氯化钾和二氧化锰的混合物中回收二氧化锰 加入足量的水溶解、过滤、洗涤、干燥
A．A B．B C．C D．D
4．一定条件下，甲、乙、丙、丁四种物质在密闭容器内发生反应，测得反应前后各物质的质量分数如图所示。下列有关说法不正确的是
A．参加反应的甲与乙质量比为
B．物质丙一定是化合物
C．物质丁可能是该反应的催化剂
D．该反应属于化合反应
5．下列现象不能用质量守恒定律解释的是
A．镁在空气中燃烧后物质质量增加
B．木炭在氧气中燃烧比在空气中燃烧更旺
C．小树苗经过几年生长后变为参天大树
D．氢氧化钠和硫酸铜溶液反应前后物质总质量不变
6．下列叙述正确的是
A．10g氢气和32g氧气充分反应所得水的质量比42g少
B．张青莲等化学家发现了元素周期律，使化学研究和学习变得有规律可循
C．我国通过跨流域调水解决了很多地区严重缺水等问题，因此我们无需再节约用水
D．二氧化碳有剧毒，极易与血液中的血红蛋白结合导致人中毒身亡
7．某兴趣小组为验证质量守恒定律，按图1装置采用过量的红磷燃烧实验来进行，整个实验过程装置气密性良好，则实验过程中下列质量变化与图2相符的是
A．氧元素的质量 B．氮气的质量
C．固体物质的质量 D．红磷的质量
8．实验小组取4.6 g某物质，在足量氧气中充分燃烧，只生成5.4 g水和8.8 g二氧化碳。下列对于这种物质的判断准确的是
A．可能含有氧元素 B．含有C、H、O三种元素
C．碳、氢元素质量比是3∶1 D．参加反应的氧气质量为9.6g
阅读下列材料，完成下列小题：
空间站和潜水艇等密闭环境中的氧气从何而来？一方面通过地面携带加压氧气罐，另一方面可通过化学方法进行制氧，例如：
空间站利用太阳能电池板供电，电解水制氧；
潜水艇利用氧烛(主要含氯酸钠)制氧，反应的化学方程式为
9．氯酸钠(NaClO3)中氯元素的化合价为
A．-1 B．+1 C．+3 D．+5
10．下列相关说法不正确的是
A．利用氯酸钠制取氧气的反应属于分解反应
B．空间站利用太阳能电池板供电制氧时太阳能最终转化为化学能
C．水和氧烛均可以制氧的原因是两者都含有氧元素
D．氧烛中加入催化剂可以产生更多氧气
11．对下列事实的微观解释中，不正确的是
A．遥知不是雪，为有暗香来——微观粒子在不断运动
B．过氧化氢分解生成水和氧气——分子分成原子，原子重新组合成新分子
C．O3属于空气污染物，而O2供给呼吸——构成氧气和臭氧的分子不同
D．变瘪的乒乓球放入热水中能鼓起来——气体分子的大小随温度的升高而变大
12．下列图象能正确反映其对应关系的是
A B C D
A．电解水
B．加热高锰酸钾制氧气
C．向一定量H2O2溶液中加入MnO2固体
D．在密闭容器中用红磷测定空气中氧气的含量
13．下列四个实验设计能达到目的的是
A．如图甲所示，测定空气中氧气的含量
B．如图乙所示，用碳酸钠和稀盐酸验证质量守恒定律
C．如图丙所示，实验探究温度对分子运动快慢的影响
D．如图丁所示，实验比较不同催化剂对分解速率的影响
二、填空题
14．我们的星球因水而美丽，水是人类不可缺少的宝贵资源。如下图所示是有关水的两个重要实验及微观示意图。请填空：
(1)实验Ⅰ中水从A经B转移到C的过程中，水分子本身______（填“有”或“没有”）发生变化，水分子间的间隙发生变化。
(2)实验Ⅱ的实验目的是为了探究______。高锰酸钾、过氧化氢、水都能用于制取氧气，是因为这几种物质的组成中都含有______。
(3)试管b中收集的气体可以使带火星的木条复燃，当a中气体的分子数目为n时，b中气体的分子数为______。（提示：相同条件下气体的体积和分子个数成正比）
(4)利用微观示意图可以帮助我们理解物质组成、结构、性质、变化等化学知识。
宏观上：在化学反应前后物质的种类______（填改变或不变，后同），元素种类______。依据______将物质分为混合物和纯净物；依据______将纯净物分为单质和化合物（填“组成物质”或“组成元素”）。
微观上：水与过氧化氢（俗称双氧水）都由分子构成，但二者化学性质不同的原因______。
化学反应过程：分子分成原子，原子组合成为新分子。分子和原子的本质区别是______。实验Ⅱ中所发生化学变化的符号表达式为______，（以下化学变化均用符号表达式表示）
结构决定性质，性质决定应用。微观探析是化学学习的特有方式。
15．为应对全球变暖这一重大环境问题，2020年，我国提出“碳达峰”、“碳中和”的战略目标，体现大国担当。请回答下列问题：
(1)图甲所示为采用CO2跨临界直冷制冰技术，实现CO2循环利用和碳排放几乎为零的简化技术原理，该变化过程中发生改变的是分子间的间隔_____。
(2)捕集空气中的CO2加氢制甲醇（CH3OH），可实现CO2资源化利用和“零碳”排放，其微观转化流程如图乙所示。
①I中应补充的粒子图形是_____（填字母）。
A． B．
②I→Ⅲ变化的微观实质是：每4个氢原子、1个碳原子和1个氧原子结合成1个甲醇分子，______。
③判断下列有关说法错误的是____（填字母）。
A．图乙I中物质属于混合物，依据是它由不同种分子构成
B．使用催化剂能提高生成物的产量
④合成气（CO2和H2）在不同催化剂的作用下，可以合成不同的物质。如果仅用合成气为原料，不可能得到的物质是_____（填字母）。
A．葡萄糖(C6H12O6) B．甲醛(CH2O) C．尿素[CO(NH2)2]
16．一种以辉铜矿为原料制精铜工艺的主要流程如下图。
(1)将辉铜矿粉碎的目的是______。
(2)焙烧氧化釜中，辉铜矿被空气中的氧化。从元素守恒角度推测，辉铜矿中一定含有的两种元素是______。
(3)还原熔炼炉中发生了多个反应，其中一个是。该反应中铜元素的化合价___________(填“升高”“降低”或“不变”)。
17．零碳能源一氨气
氨气(NH3)燃烧时生成水和空气中含有的一种气体，作为一种零碳能源具有广泛应用前景。氨气很容易液化，将氨气常温下加压到1MPa，或者常压下温度降到-33℃，均可将其液化。氨气是极易溶于水、无色、碱性的刺激性气体，对黏膜有刺激作用。传统的工业合成氨气是将氮气和氢气在20～50MPa的高压和500℃的高温条件下，用铁作催化剂合成的。德国化学家格哈德 埃特尔在固体表面化学的研究中取得了非凡的成就，揭示了氮气与氢气在催化剂表面合成氨气的反应过程。如图是该反应过程的微观示意图(图中“表示氮原子，“”表示氢原子，“”表示催化剂)。
阅读分析，解决问题：
(1)氨气燃烧时，除生成水外，生成的另一种气体是_____；写出一条氨气的物理性质：______。
(2)从微观角度看，氨气液化的过程中，发生改变的是______。
(3)传统工业合成氨气中反应前后发生变化的微粒是______。
18．下图为两种气体发生反应的示意图，其中相同的球表示同一种原子。下列说法中，正确的是______。
A．该反应的反应物分子不可分
B．该反应既不是化合反应也不是分解反应
C．该反应前后的原子种类没有发生变化
D．该反应的生成物属于_______(填“混合物”或“纯净物”)
三、实验题
19．四位同学设计了如下A、B、C、D四个实验，并在实验前后分别测定装置的总质量来验证质量守恒定律。
(1)A、B、C、D四个实验中不能用于验证质量守恒定律的是实验________（填字母）。
(2)实验B中，铁和硫酸铜反应，生成一种红色金属铜和________（填物质名称）。该实验________（填“能”或“不能”）直接证明质量守恒定律。
(3)实验C中盐酸和碳酸钠粉末反应后，天平指针________（选填：“向左偏转”、“向右偏转”、“指向中间”）。将实验C中的烧杯替换成带有气球的锥形瓶，如下图所示，其他操作不变，最终天平仍不平衡。原因可能是，气球受到向上的________，影响了称量结果。
(4)实验D中发现一定质量的镁完全燃烧后留下的固体质量比反应前镁条的质量小，联系实验现象，可能的原因是________。
(5)从微观角度分析化学反应遵守质量守恒定律的原因是：在化学反应前后，________（填序号）保持不变。
①原子种类 ②原子数目 ③原子质量 ④分子种类 ⑤分子数目
四、综合应用题
20．氧气是初中化学学习中的重要物质。
【识氧】
(1)如图是氧原子结构示意图和在元素周期表中的信息。x=___________，氧原子的相对原子质量为___________。
(2)氧气能和许多物质发生反应，如图所示(→表示氧气经一步反应转变成另一种物质)：
①反应①②属于___________(填基本反应类型)。
②图中X物质可以是___________。
③可燃物在氧气中燃烧通常比在空气中燃烧更剧烈。由图可知，氧气的化学性质___________活泼(填“比较”或“非常”)。
【制氧】
(3)分离液态空气法制取氧气发生的变化属于___________(填“物理”或“化学”)。
(4)化学试剂法制取氧气时可供选择的反应物较多，下列物质中，有可能通过分解反应制取氧气的是___________(填字母)。
A．氯酸钾(KClO3) B．氯化铵(NH4Cl) C．乙炔(C2H2) D．氧化汞(HgO)
(5)实验室常用以下装置制取氧气。
①加热高锰酸钾制取氧气的化学方程式为___________，可选用的发生装置是___________(填字母序号)。
②B装置和E装置组合制取氧气时，B装置中产生大量气泡，E装置中导管口无气泡产生，可能的原因___________。
(6)小组同学设计并制作如图所示的氧自救呼吸器。已知超氧化钾(KO2)为黄色固体，可分别与CO2、H2O发生反应生成O2和白色固体，原理为：4KO2+2CO2=2K2CO3+3O2，4KO2+2H2O=4X+3O2↑。
①X的化学式为___________。
②使用一段时间后，通过观察窗看到___________，则该呼吸器基本失效。
《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 C B A B A D B D D
题号 11 12 13
答案 D B C
1．B
【详解】A、根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类和质量不变，生成物中含C、H、O，反应物氧气由氧元素组成，则R中一定含C、H元素，碳元素的质量为：，氢元素的质量为：，12g+2g=14g小于22g，则R中含氧元素，氧元素的质量为：22g-14g=8g，正确；
B、R中C、H、O三种元素的原子个数比为：，则R的最简式为，化学式不可能是，错误；
C、R中碳元素与氢元素的质量比为：12g：2g=6:1，正确；
D、根据质量守恒定律，化学反应前后物质的总质量不变，则反应过程中消耗氧气的质量为：44g+18g-22g=40g，正确。
2．C
【详解】A、在蜡烛火焰上方罩一个冷而干燥的烧杯，观察到烧杯内壁有水雾，说明蜡烛燃烧生成了水，根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，生成物水中含有氢元素和氧元素，反应物氧气中含有氧元素，由此证明蜡烛中含有氢元素，能达到实验目的，不符合题意；
B、红磷燃烧消耗氧气，生成五氧化二磷固体，使得装置内压强差变化明显，反应结束冷却至室温后打开弹簧夹，烧杯中的水进入集气瓶中，进入集气瓶中水的体积即为红磷燃烧消耗的氧气体积，能测定空气里氧气的含量，能达到实验目的，不符合题意；
C、该实验中过氧化氢溶液的浓度和催化剂的种类均不同，变量不唯一，不能比较和CuO对分解的影响，不能达到实验目的，符合题意；
D、浓氨水具有挥发性，挥发出的氨分子运动到滴有酚酞试液的滤纸条上，与水结合形成氨水，氨水显碱性，能使酚酞试液变红，因此观察到滤纸条从右至左依次变红，证明分子在不断地运动，能达到实验目的，不符合题意。
故选：C。
3．B
【详解】A、工业上利用液态氮和液态氧沸点的不同，采用分离液态空气法制取氧气，该实验方案能达到目的，不符合题意。
B、将干燥的烧杯罩在蜡烛的火焰上方，能观察到烧杯内壁有水雾，证明蜡烛燃烧生成水，说明蜡烛中含有氢元素。要验证蜡烛组成中含有碳元素，应在火焰上方罩一个内壁涂有澄清石灰水的烧杯，若石灰水变浑浊，说明蜡烛燃烧生成二氧化碳，从而证明蜡烛中含有碳元素，该实验方案不能达到验证蜡烛含碳元素的目的，符合题意。
C、氧气能支持燃烧，能使燃着的木条燃烧更旺；氮气不支持燃烧，能使燃着的木条熄灭，将燃着的小木条分别伸入两瓶气体中，可以鉴别氮气和氧气，该实验方案能达到目的，不符合题意。
D、氯化钾易溶于水，二氧化锰难溶于水，从氯化钾和二氧化锰的混合物中回收二氧化锰，可加入足量的水溶解、过滤，得到二氧化锰固体，再经过洗涤、干燥，可得到纯净的二氧化锰，该实验方案能达到目的，不符合题意。
故选B。
4．A
【分析】反应前丙的质量分数为：1-70%-14%-10%=6%，反应后乙的质量分数为：1-42%-40%-10%=8%，反应后，甲的质量减小，甲是反应物，乙的质量减小，乙是反应物，丙的质量增加，丙是生成物，丁的质量不变，丁可能是催化剂，也可能是不参与反应的杂质。
【详解】A、参加反应的甲与乙的质量比为：，符合题意；
B、该反应中，甲、乙是反应物，丙是生成物，根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，则丙一定是由不同种元素组成的纯净物，一定是化合物，不符合题意；
C、化学反应前后丁的质量不变，丁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、该反应中，甲、乙是反应物，丙是生成物，该反应符合“多变一”的特点，属于化合反应，不符合题意。
故选A。
5．B
【详解】A.镁带在空气中燃烧后物质质量增加，是因为氧气参加了反应，可以用质量守恒定律解释，该选项不符合题意；
B.木炭在氧气中燃烧比在空气中燃烧更旺，是因为氧气浓度影响燃烧剧烈程度，与质量守恒无关，不可以用质量守恒定律解释，该选项符合题意；
C.树苗生长，涉及生物过程，本质是吸收外界物质（二氧化碳、水等）转化为有机物，发生了化学变化，可以用质量守恒定律解释，该选项不符合题意；
D.氢氧化钠和硫酸铜溶液反应生成硫酸钠和氢氧化铜，反应前后物质的总质量不变，可以用质量守恒定律解释，该选项不符合题意；
故选：B。
6．A
【详解】A、 氢气和氧气反应生成水，根据质量守恒定律，反应前后物质总质量不变。4份质量的氢气和32份质量的氧气反应生成36份质量的水，但本题中，反应物比例不匹配，所以32g氧气只能消耗4g氢气，反应所得水的质量比42g少。正确。
B、元素周期律是俄国化学家门捷列夫于1869年发现的，他首次系统排列元素并预测新元素，使化学研究有规律可循。张青莲是中国著名化学家，主要贡献是精确测定原子量，而非发现元素周期律。错误。
C、跨流域调水（如南水北调）可缓解局部缺水，但水资源总量有限，且调水工程无法完全解决所有问题（如污染、浪费）。节约用水是可持续发展原则，能减少资源浪费和保护环境，因此仍需提倡。错误。
D、二氧化碳本身无毒，但高浓度时会降低氧气浓度，导致窒息（如密闭空间）。与血红蛋白结合的是一氧化碳（CO），它形成稳定的碳氧血红蛋白，阻碍氧气运输，引起中毒。错误。
故选A。
7．D
【详解】A、红磷燃烧消耗氧气，生成五氧化二磷，氧气中的氧元素全部转化到五氧化二磷中。根据质量守恒定律，反应前后元素质量不变，所以氧元素质量不变，质量变化与图2不相符，不符合题意。
B、氮气不参与红磷燃烧反应，且装置气密性良好，氮气质量始终不变，不会像图 2 中先减少后不变，质量变化与图2不相符，不符合题意。
C、红磷燃烧生成五氧化二磷固体，固体质量逐渐增加，不是先减少后不变，质量变化与图2不相符，不符合题意。
D、该反应中红磷过量，作为反应物，其质量会随着反应的进行而减少。当容器内的氧气被完全消耗后，反应停止，红磷有剩余，其质量不再改变。因此红磷的质量变化为先减少后保持不变（且最终质量不为零），与图2相符，符合题意。
故选D。
8．B
【详解】质量守恒定律，反应前后元素种类、质量均不变。生成物总质量为，参加反应的氧气质量为，该物质中C元素全部来自：，该物质中H元素全部来自：，C、H总质量为，说明该物质一定含O元素，O元素质量为，碳、氢元素质量比为。
故选B。
9．D 10．D
【解析】9．氯酸钠(NaClO3)中钠元素显+1价，氧元素显-2价，设氯元素的化合价为x，根据化合物中正负化合价代数和为零，得，即氯元素显+5价，故选D；
10．A、根据反应的化学方程式可知，该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应，故A不符合题意；
B、空间站利用太阳能电池板供电制氧时太阳能最终转化为化学能，故B不符合题意；
C、根据质量守恒定律可知，化学反应前后元素的种类不变，则水和氧烛均可以制氧的原因是两者都含有氧元素，故C不符合题意；
D、催化剂只能改变反应速率，不能增加生成物的质量，故D符合题意。
故选D。
11．D
【详解】A、微观粒子在不断运动，花开后，具有花香味的物质的分子运动到远处，使远处的人闻到花香味，不符合题意；
B、过氧化氢分解生成水和氧气，有新物质生成，属于化学变化，该变化中，分子分成原子，原子重新组合成新分子，不符合题意；
C、臭氧由臭氧分子构成，氧气由氧分子构成，即构成氧气和臭氧的分子不同，两种物质的性质不同，不符合题意；
D、变瘪的乒乓球放入热水中能鼓起来，原因是气体分子间的间隔随温度的升高而变大，而分子本身不变，符合题意。
故选D。
12．B
【详解】A、电解水的实验中产生氢气与氧气的体积比为2:1，不是质量比，图像不符；
B、高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰、氧气，当高锰酸钾未反应完时，固体为高锰酸钾、锰酸钾、二氧化锰，当高锰酸钾反应完后，固体为锰酸钾、二氧化锰，图像相符；
C、过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，根据质量守恒定律 ，氧气不断逸出，故液体中氧元素的质量分数不断减小，但不会为0，水中含有氧元素，图像不符；
D、在密闭容器中用红磷测定空气中氧气的含量，红磷燃烧会消耗掉容器内的氧气，最后装置内的压强小于原气压，图像不符；
故选B。
13．C
【详解】A、木炭燃烧生成气体（消耗氧气的同时生成等体积气体），装置内压强几乎不变，水无法进入集气瓶，不能测定空气中氧气含量，无法达到目的。
B、碳酸钠与稀盐酸反应生成气体，装置敞口，气体逸出导致天平不平衡，无法验证质量守恒定律，无法达到目的。
C、实验变量为温度（冷水/热水），其他条件（水量、品红量）相同，可通过品红扩散快慢探究温度对分子运动速率的影响，能达到目的。
D、实验中溶液的浓度（）和催化剂（）均为变量，变量不唯一，无法比较不同催化剂的影响，无法达到目的。
故选C。
14．(1)没有
(2) 水的组成 O元素（或氧元素等）
(3)（合理表述即可）
(4) 改变 不变 组成物质 组成元素 分子构成不同 在化学反应中分子可分，原子不可分
【详解】（1）实验Ⅰ中水从A经B转移到C的过程中，只是水的状态的改变，只是水分子之间的间隔发生了改变，水分子本身没有发生变化；
（2）实验Ⅱ是电解水实验，实验目的是为了探究水的组成，该实验中电解水生成氢气和氧气，氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，可得水是由氢元素和氧元素组成；
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，则高锰酸钾、过氧化氢、水都能用于制取氧气，是因为这几种物质的组成中都含有氧元素；
（3）在电解水实验中，“正氧负氢”，生成氢气和氧气的体积比约为2:1，试管b中收集的气体可以使带火星的木条复燃，则该气体为氧气，则a中气体为氢气，当a中气体的分子数目为n时，b中气体的分子数为；
（4）宏观上：化学变化有新物质生成，故化学反应前后物质的种类改变；
根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变；
混合物由不同种物质组成，纯净物由同种物质组成，故依据组成物质将物质分为混合物和纯净物；
单质是由同种元素组成的纯净物，化合物是由不同种元素组成的纯净物，故依据组成元素将纯净物分为单质和化合物；
微观上：由分子构成的物质，分子是保持物质化学性质的最小粒子，水与过氧化氢（俗称双氧水）都由分子构成，但二者化学性质不同的原因：分子构成不同；
化学反应过程：分子分成原子，原子组合成为新分子。分子和原子的本质区别是：在化学变化中，分子可分，原子不可分；
实验Ⅱ中所发生化学变化为水通电分解生成氢气和氧气，该反应的符号表达式为：。
15．(1)随压强的改变而变化，随压强增大而减小，随压强减小而增大
(2) A 每2个氢原子和1个氧原子结合成1个水分子 B C
【详解】（1）图甲所示为采用CO2跨临界直冷制冰技术，实现CO2循环利用和碳排放几乎为零的简化技术原理，该变化过程中发生改变的是分子间的间隔随压强的改变而变化，随压强增大而减小，随压强减小而增大；
（2）①化学反应的实质是分子分为原子，原子再重新组合成新的分子，根据质量守恒定律，化学反应前后原子种类和数目不变，故Ⅱ中应补充两个氢原子，即；故选：A；
②Ⅱ→Ⅲ变化的微观实质是：每4个氢原子、1个碳原子和1个氧原子结合成1个甲醇分子，每2个氢原子和1个氧原子结合成1个水分子；
③A、图乙Ⅰ中物质是由不同种分子构成，属于混合物，故A说法正确；
B、使用催化剂能改变化学反应的速率，但不能提高生成物的产量，故B说法错误；
故选：B；
④由质量守恒定律可知化学反应前后元素的种类不变，反应物合成气中含有碳、、氧三种元素，则反应后不会出现氮元素，所以尿素不可能产生；故选：C。
16．(1)
增大反应物接触面积，加快反应速率，使反应更充分
(2)
铜元素、硫元素（或、）
(3)
降低
【详解】（1）固体反应物的颗粒越小，与其他反应物的接触面积越大，既可以加快反应速率，也能让反应进行得更完全。
（2）根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变。焙烧时反应物只有辉铜矿和氧气，生成物中的、含、、三种元素，氧气只能提供氧元素，因此、一定来自辉铜矿。
（3）化合物中正负化合价代数和为0，中为-2价，可算出为+1价；单质中元素化合价为0，生成物单质中为0价，因此铜元素化合价降低。
17．(1) 氮气 易液化或极易溶于水或无色或有刺激性的气体
(2)氨分子之间的间隔
(3)氢分子和氮分子
【详解】（1）氨气燃烧时生成水和空气中含有的一种气体，反应物中含有氮、氢、氧三种元素，水是由氢元素和氧元素组成的，由空气的成分和质量守恒定律可知，该气体是氮气。物理性质是不需要通过化学变化就能表现出来的性质，氨气的物理性质有易液化、极易溶于水、无色、有刺激性的气体。
（2）氨气液化的过程中氨分子没有发生改变，改变的是氨分子之间的间隔。
（3）传统的工业合成氨气是将氮气和氢气在20~50MPa的高压和500℃的高温条件下，用铁作催化剂合成的，该反应的微观实质是氢分子破裂成氢原子，氮分子破裂成氮原子，氢原子和氮原子重新组合成氨气分子，故该反应前后发生变化的微粒是氮分子和氢分子。
18． C 纯净物
【详解】A、化学反应的本质是分子破裂、原子重新组合，该反应中反应物分子可再分，错误 。
B、该反应是由两种物质反应生成一种物质，符合 “多变一”，属于化合反应 ，错误 。
C、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，所以该反应前后原子种类没有发生变化，正确 。
D、该反应的生成物只有一种分子（），由一种物质组成，属于纯净物 。
故填：C；纯净物。
19．(1)ACD
(2) 硫酸亚铁 能
(3) 向右偏转 浮力
(4)有氧化镁以白烟形式扩散到空气中未被称量
(5)①②③
【详解】（1）质量守恒定律适用于化学变化，实验A中没有新物质生成，属于物理变化，实验C、D中均属于化学变化，但由于涉及生成气体以及有气体参与反应而未在密闭容器内反应，故实验ACD不能用于验证质量守恒定律。
（2）铁和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁；实验B中，反应前后天平仍平衡，则能直接证明质量守恒定律。
（3）碳酸钠和稀盐酸反应生成的二氧化碳会逸散到空气中，则反应后质量减小，天平指针向右偏转；
反应后气球变鼓，则受到向上的浮力，故也可能影响实验结果。
（4）镁燃烧消耗氧气，生成氧化镁，且镁燃烧生成的白烟（氧化镁固体小颗粒）会扩散到空气中，有氧化镁以白烟形式扩散到空气中未被称量，可能导致一定质量的镁完全燃烧后留下的固体质量比反应前镁条的质量小。
（5）化学变化的实质为原子的重新组合，而反应前后原子的种类、数目、质量都不变，则物质的总质量不变，故选①②③。
20．(1) 6 16.00
(2) 化合反应 石蜡（酒精、甲烷等） 比较
(3)物理
(4)AD
(5) A 装置漏气
(6) KOH 黄色固体消失（表述合理即可）
【详解】（1）在原子中，质子数等于核外电子数，原子结构示意图中圆圈内的数字为质子数，氧原子的质子数为8，所以其核外电子数也为8，则x的值为：8-2=6；元素周期表中，靠下方的小数为相对原子质量，氧原子的相对原子质量为16.00。
（2）①反应①、②分别为硫和氧气反应生成二氧化硫、磷和氧气反应生成五氧化二磷，都是多变一的反应，基本反应类型都是化合反应；
②x在氧气中燃烧生成二氧化碳和水，根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，x中应该一定含有碳元素和氢元素，所以x可是石蜡、酒精、甲烷等可燃性物质；
③在常温下，氧气能使一些物质发生缓慢氧化，由图中信息可知，在点燃的条件下，氧气可以和一些物质发生剧烈氧化，所以氧气是一种化学性质比较活泼的气体。
（3）工业上制取氧气的方法是根据液态氧和液态氮的沸点不同，液态氧沸点比液态氮的沸点高，将温度控制在高于液氮的沸点，低于液氧的沸点，液氮先蒸发出去，剩余的主要就是液氧了，故该过程没有新物质生成，属于物理变化。
（4）根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，制取氧气的原料中要含有氧元素，通过分解反应制备氧气，分解反应是一变多的反应，反应物只有一种，那么这种物质中必须含有氧元素，氯酸钾和氧化汞中含有氧元素，氯化铵和乙炔中不含氧元素，所以答案选氯酸钾和氧化汞，故选AD。
（5）①高锰酸钾固体在加热的条件下反应生成氧气，反应方程式为：；该种方法制氧气属于固固加热型，所以发生装置选A；
②BE装置组合制备氧气，B装置中产生大量气泡，E装置中导管口无气泡产生，说明没有气体进入 集气瓶中，也就是装置连接处漏气，故答案填：装置漏气。
（6）①化学反应前后各原子种类和数目是不变的，在超氧化钾与水的反应中，反应前K、O、H的原子个数分别为：4、10、4，反应后三种原子个数分别为：0、6、0，所以反应后三种原子的原子个数都是缺少4个，因此4X中含有K、O、H的原子个数都为4，即X中三种原子的原子个数各为1，所以X为KOH。
②超氧化钾为黄色固体，与二氧化碳、水反应生成的固体碳酸钾、氢氧化钾都为白色固体，所以当观察到黄色固体消失（或黄色固体变为白色），说明该呼吸器基本失效。
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