1. 【易错题】下列对质量守恒定律的理解,正确的是 ()
A.12 g碳和100 g氧气充分反应可以生成44 g二氧化碳,符合质量守恒定律
B.因“质量守恒”,蜡烛完全燃烧后生成的水和二氧化碳的质量之和等于蜡烛减小的质量
C.1 L氢气与1 L氯气反应生成2 L氯化氢气体,符合质量守恒定律
D.铁丝在氧气中燃烧后,生成物的质量比铁丝的质量大,不符合质量守恒定律
A.12 g碳和100 g氧气充分反应可以生成44 g二氧化碳,符合质量守恒定律
B.因“质量守恒”,蜡烛完全燃烧后生成的水和二氧化碳的质量之和等于蜡烛减小的质量
C.1 L氢气与1 L氯气反应生成2 L氯化氢气体,符合质量守恒定律
D.铁丝在氧气中燃烧后,生成物的质量比铁丝的质量大,不符合质量守恒定律
答案
碳充分燃烧时,消耗碳和氧气的质量比是12:32,12 g碳和100 g氧气充分反应会消耗32 g O₂,生成44 g二氧化碳,有氧气剩余,符合质量守恒定律,A正确;蜡烛完全燃烧后生成的水和二氧化碳的质量之和等于蜡烛减小的质量和消耗氧气的质量之和,B错误;质量守恒定律是指化学反应前后物质的质量关系,与体积无关,C错误;铁丝在氧气中燃烧后,生成物的质量等于消耗铁丝的质量与消耗氧气的质量之和,所以生成物的质量比铁丝的质量大,符合质量守恒定律,D错误。
解析
【分析】
拿到这道题我们首先锚定核心考点是质量守恒定律的准确理解,先回忆质量守恒定律的核心规则:第一,它描述的是化学反应中“实际参加反应”的所有反应物的质量总和,等于全部生成物的质量总和,没有参与反应的剩余物质质量不能计入;第二,它的研究对象只有质量,和体积等其他物理量无关;第三,所有化学变化都一定符合质量守恒定律,出现质量看似不相等的情况,往往是遗漏了参与反应或者生成的气体的质量。接下来我们用这几个规则逐个核对四个选项,就能快速判断正误。
【解析】
我们结合质量守恒定律的定义逐一分析选项:
1. 分析选项A:碳燃烧生成二氧化碳的反应方程式为$\ce{C + O_{2}\xlongequal{点燃}CO_{2}}$,反应中碳、氧气、二氧化碳的质量比为12:32:44。因此12g碳充分反应时,只会消耗32g氧气,剩余100g-32g=68g氧气没有参与反应,实际参与反应的反应物总质量为12g+32g=44g,和生成的二氧化碳质量相等,完全符合质量守恒定律,A选项正确。
2. 分析选项B:蜡烛燃烧是蜡烛和氧气共同反应生成水和二氧化碳,根据质量守恒,生成物水和二氧化碳的总质量等于参加反应的蜡烛质量加上参加反应的氧气质量,因此生成物质量之和大于蜡烛减小的质量,B选项错误。
3. 分析选项C:质量守恒定律仅描述化学反应前后的质量关系,和体积没有关联,不能用反应前后气体体积的数值来验证质量守恒定律,C选项错误。
4. 分析选项D:铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁,其质量等于参加反应的铁丝质量加上参加反应的氧气质量,因此生成物质量比原铁丝质量大,该反应依然符合质量守恒定律,D选项错误。
【答案】
A
【知识点】
质量守恒定律的理解,质量守恒定律适用范围
【点评】
本题是质量守恒定律章节的经典易错题,专门针对学生的常见误区设置选项:不少同学会误把题目给出的全部反应物质量直接代入质量守恒计算,忽略了部分反应物可能过量未参与反应;还有同学会混淆质量守恒的研究对象,误将体积关系套用在质量守恒上,或是遗漏参与反应的气态物质的质量,误以为部分反应不满足质量守恒。做完这道题可以帮助大家厘清质量守恒的核心边界,避开常见的理解陷阱。
【难度系数】
0.5
拿到这道题我们首先锚定核心考点是质量守恒定律的准确理解,先回忆质量守恒定律的核心规则:第一,它描述的是化学反应中“实际参加反应”的所有反应物的质量总和,等于全部生成物的质量总和,没有参与反应的剩余物质质量不能计入;第二,它的研究对象只有质量,和体积等其他物理量无关;第三,所有化学变化都一定符合质量守恒定律,出现质量看似不相等的情况,往往是遗漏了参与反应或者生成的气体的质量。接下来我们用这几个规则逐个核对四个选项,就能快速判断正误。
【解析】
我们结合质量守恒定律的定义逐一分析选项:
1. 分析选项A:碳燃烧生成二氧化碳的反应方程式为$\ce{C + O_{2}\xlongequal{点燃}CO_{2}}$,反应中碳、氧气、二氧化碳的质量比为12:32:44。因此12g碳充分反应时,只会消耗32g氧气,剩余100g-32g=68g氧气没有参与反应,实际参与反应的反应物总质量为12g+32g=44g,和生成的二氧化碳质量相等,完全符合质量守恒定律,A选项正确。
2. 分析选项B:蜡烛燃烧是蜡烛和氧气共同反应生成水和二氧化碳,根据质量守恒,生成物水和二氧化碳的总质量等于参加反应的蜡烛质量加上参加反应的氧气质量,因此生成物质量之和大于蜡烛减小的质量,B选项错误。
3. 分析选项C:质量守恒定律仅描述化学反应前后的质量关系,和体积没有关联,不能用反应前后气体体积的数值来验证质量守恒定律,C选项错误。
4. 分析选项D:铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁,其质量等于参加反应的铁丝质量加上参加反应的氧气质量,因此生成物质量比原铁丝质量大,该反应依然符合质量守恒定律,D选项错误。
【答案】
A
【知识点】
质量守恒定律的理解,质量守恒定律适用范围
【点评】
本题是质量守恒定律章节的经典易错题,专门针对学生的常见误区设置选项:不少同学会误把题目给出的全部反应物质量直接代入质量守恒计算,忽略了部分反应物可能过量未参与反应;还有同学会混淆质量守恒的研究对象,误将体积关系套用在质量守恒上,或是遗漏参与反应的气态物质的质量,误以为部分反应不满足质量守恒。做完这道题可以帮助大家厘清质量守恒的核心边界,避开常见的理解陷阱。
【难度系数】
0.5
2. [2025 西宁]利用氨气$\ce{(NH_{3})}$处理汽车尾气中某污染物的化学方程式为$\ce{4NH_{3} + 6X\xlongequal{\mathrm{一定条件}} 5N_{2} + 6H_{2}O}$。下列说法中,不正确的是 ()
A.$\mathrm{X}$的化学式为$\ce{NO}$
B.该反应前后元素的化合价均无变化
C.该反应的产物均为无毒物质
D.氨气中氮元素和氢元素的质量比为$14:3$
A.$\mathrm{X}$的化学式为$\ce{NO}$
B.该反应前后元素的化合价均无变化
C.该反应的产物均为无毒物质
D.氨气中氮元素和氢元素的质量比为$14:3$
答案
根据质量守恒定律,化学反应前后原子种类、数目均不变,则6X中含有6个氮原子和6个氧原子,即每个X分子由1个氮原子和1个氧原子构成,则物质X的化学式为NO,A正确;单质中元素的化合价为0,化合物中正、负化合价的代数和为零,生成物中氮气属于单质,则氮元素在反应前后化合价发生了变化,B错误;该反应的产物均为无毒物质,C正确;氨气中氮元素和氢元素的质量比为14:3,D正确。
解析
【分析】
这是一道化学方程式相关的综合选择题,解题思路可以按顺序推进:首先利用质量守恒定律的原子守恒规则,对比反应前后已知物质的原子种类和数量,推算出未知物X的化学式,先验证A选项;接下来结合单质化合价为0、化合物化合价代数和为0的规则,判断反应前后元素化合价的变化情况,验证B选项;再结合常见物质的性质判断产物是否有毒,验证C选项;最后根据化学式元素质量比的计算方法验证D选项,最终选出描述不正确的选项。
【解析】
1. 验证A选项:根据质量守恒定律,化学反应前后原子种类、数目均不变。反应前已知的$\ce{4NH_{3}}$中含4个N原子、12个H原子,不含O原子;反应后$\ce{5N_{2}}$和$\ce{6H_{2}O}$中共含10个N原子、12个H原子、6个O原子。对比可知6个X分子中总共含有6个N原子和6个O原子,因此每个X分子由1个N原子和1个O原子构成,X的化学式为$\ce{NO}$,A选项说法正确。
2. 验证B选项:单质中元素化合价为0,化合物中正负化合价代数和为0。反应前$\ce{NH_{3}}$中N元素为-3价,$\ce{NO}$中N元素为+2价,生成物$\ce{N_{2}}$是单质,其中N元素化合价为0,可见反应前后氮元素化合价发生了变化,并非所有元素化合价都无变化,B选项说法错误。
3. 验证C选项:该反应的产物为$\ce{N_{2}}$和$\ce{H_{2}O}$,二者都是常见的无毒物质,C选项说法正确。
4. 验证D选项:氨气中氮元素和氢元素的质量比为$14:(1×3)=14:3$,D选项说法正确。
综上,不正确的是B。
【答案】
B
【知识点】
质量守恒定律应用,化合价规则,元素质量比计算
【点评】
本题属于化学基础综合题,覆盖多个九年级化学核心基础考点,整体难度偏低,易错点是忽略单质的化合价为0,误判有单质生成的反应中元素化合价不发生变化,解题时要注意反应前后出现单质时,对应化合态的元素化合价必然发生改变。
【难度系数】
0.8
这是一道化学方程式相关的综合选择题,解题思路可以按顺序推进:首先利用质量守恒定律的原子守恒规则,对比反应前后已知物质的原子种类和数量,推算出未知物X的化学式,先验证A选项;接下来结合单质化合价为0、化合物化合价代数和为0的规则,判断反应前后元素化合价的变化情况,验证B选项;再结合常见物质的性质判断产物是否有毒,验证C选项;最后根据化学式元素质量比的计算方法验证D选项,最终选出描述不正确的选项。
【解析】
1. 验证A选项:根据质量守恒定律,化学反应前后原子种类、数目均不变。反应前已知的$\ce{4NH_{3}}$中含4个N原子、12个H原子,不含O原子;反应后$\ce{5N_{2}}$和$\ce{6H_{2}O}$中共含10个N原子、12个H原子、6个O原子。对比可知6个X分子中总共含有6个N原子和6个O原子,因此每个X分子由1个N原子和1个O原子构成,X的化学式为$\ce{NO}$,A选项说法正确。
2. 验证B选项:单质中元素化合价为0,化合物中正负化合价代数和为0。反应前$\ce{NH_{3}}$中N元素为-3价,$\ce{NO}$中N元素为+2价,生成物$\ce{N_{2}}$是单质,其中N元素化合价为0,可见反应前后氮元素化合价发生了变化,并非所有元素化合价都无变化,B选项说法错误。
3. 验证C选项:该反应的产物为$\ce{N_{2}}$和$\ce{H_{2}O}$,二者都是常见的无毒物质,C选项说法正确。
4. 验证D选项:氨气中氮元素和氢元素的质量比为$14:(1×3)=14:3$,D选项说法正确。
综上,不正确的是B。
【答案】
B
【知识点】
质量守恒定律应用,化合价规则,元素质量比计算
【点评】
本题属于化学基础综合题,覆盖多个九年级化学核心基础考点,整体难度偏低,易错点是忽略单质的化合价为0,误判有单质生成的反应中元素化合价不发生变化,解题时要注意反应前后出现单质时,对应化合态的元素化合价必然发生改变。
【难度系数】
0.8
3. [2025 无锡锡山四模]$\ce{MnCO_{3}}$在空气中加热易生成锰的氧化物。现有$\ce{690\ g\ MnCO_{3}}$在空气中加热,测得最终生成的锰的氧化物质量为$\ce{458\ g}$,则反应所得的这种锰的氧化物的化学式为 ()
A.$\ce{MnO}$
B.$\ce{MnO_{2}}$
C.$\ce{Mn_{3}O_{4}}$
D.$\ce{Mn_{2}O_{3}}$
A.$\ce{MnO}$
B.$\ce{MnO_{2}}$
C.$\ce{Mn_{3}O_{4}}$
D.$\ce{Mn_{2}O_{3}}$
答案
MnCO₃在空气中加热易生成锰的氧化物。现有690 g MnCO₃在空气中加热,测得最终反应后生成的锰的氧化物质量为458 g,根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类和质量不变,则最终生成锰的氧化物中锰元素的质量等于MnCO₃中锰元素的质量,即$m(\mathrm{Mn})=690\ \mathrm{g}×(\dfrac{55}{115}×100\%)=330\ \mathrm{g}$。氧化物是由两种元素组成并且其中一种元素是氧元素的化合物,则锰的氧化物中含有锰元素和氧元素,生成锰的氧化物中氧元素的质量为458 g-330 g=128 g,则生成锰的氧化物中锰元素、氧元素的原子个数比为$\dfrac{330\ \mathrm{g}}{55}:\dfrac{128\ \mathrm{g}}{16}=3:4$,所以反应所得的这种锰的氧化物的化学式为Mn₃O₄。
解析
【分析】
这道题的核心解题思路是利用化学反应前后元素质量守恒的规律推导氧化物的化学式,不需要书写复杂的反应方程式。首先,MnCO₃中的Mn元素在加热后全部转移到生成的锰的氧化物中,因此可以先通过已知的MnCO₃总质量,计算出其中含有的Mn元素总质量,也就是最终锰的氧化物中Mn元素的质量。接着用锰的氧化物的总质量减去Mn元素的质量,就能得到氧化物中O元素的质量。最后将两种元素的质量分别除以各自的相对原子质量,得到原子个数比,即可推出该锰的氧化物的化学式。
【解析】
1. 先计算MnCO₃的相对分子质量:$M(\ce{MnCO3})=55+12+16×3=115$
2. 根据锰元素质量守恒,锰的氧化物中Mn元素的质量等于690g MnCO₃中Mn元素的质量:
$m(\ce{Mn})=690\ \mathrm{g}×\frac{55}{115}×100\%=330\ \mathrm{g}$
3. 锰的氧化物仅由Mn和O两种元素组成,因此其中O元素的质量为:
$m(\ce{O})=458\ \mathrm{g}-330\ \mathrm{g}=128\ \mathrm{g}$
4. 计算氧化物中Mn、O的原子个数比:
$N(\ce{Mn}):N(\ce{O})=\frac{330\ \mathrm{g}}{55}:\frac{128\ \mathrm{g}}{16}=6:8=3:4$
因此该锰的氧化物中Mn、O原子个数比为3:4,对应化学式为$\ce{Mn3O4}$。
【答案】
C
【知识点】
质量守恒定律,元素质量守恒,化学式推导
【点评】
本题是守恒法在化学计算中的典型应用,避开了复杂的氧化还原反应配平计算,仅通过元素守恒的核心思想就能快速推导未知氧化物的化学式,能够有效考察学生对化学反应中元素守恒规律的理解和基础化学式计算的能力,属于常规的基础计算题。
【难度系数】
0.7
这道题的核心解题思路是利用化学反应前后元素质量守恒的规律推导氧化物的化学式,不需要书写复杂的反应方程式。首先,MnCO₃中的Mn元素在加热后全部转移到生成的锰的氧化物中,因此可以先通过已知的MnCO₃总质量,计算出其中含有的Mn元素总质量,也就是最终锰的氧化物中Mn元素的质量。接着用锰的氧化物的总质量减去Mn元素的质量,就能得到氧化物中O元素的质量。最后将两种元素的质量分别除以各自的相对原子质量,得到原子个数比,即可推出该锰的氧化物的化学式。
【解析】
1. 先计算MnCO₃的相对分子质量:$M(\ce{MnCO3})=55+12+16×3=115$
2. 根据锰元素质量守恒,锰的氧化物中Mn元素的质量等于690g MnCO₃中Mn元素的质量:
$m(\ce{Mn})=690\ \mathrm{g}×\frac{55}{115}×100\%=330\ \mathrm{g}$
3. 锰的氧化物仅由Mn和O两种元素组成,因此其中O元素的质量为:
$m(\ce{O})=458\ \mathrm{g}-330\ \mathrm{g}=128\ \mathrm{g}$
4. 计算氧化物中Mn、O的原子个数比:
$N(\ce{Mn}):N(\ce{O})=\frac{330\ \mathrm{g}}{55}:\frac{128\ \mathrm{g}}{16}=6:8=3:4$
因此该锰的氧化物中Mn、O原子个数比为3:4,对应化学式为$\ce{Mn3O4}$。
【答案】
C
【知识点】
质量守恒定律,元素质量守恒,化学式推导
【点评】
本题是守恒法在化学计算中的典型应用,避开了复杂的氧化还原反应配平计算,仅通过元素守恒的核心思想就能快速推导未知氧化物的化学式,能够有效考察学生对化学反应中元素守恒规律的理解和基础化学式计算的能力,属于常规的基础计算题。
【难度系数】
0.7
4. [2025 安徽]科学家发明了一种利用二氧化碳的新技术:$\ce{2CO_{2} + 6H_{2}\xlongequal{\mathrm{一定条件}}4H_{2}O + X}$。在密闭容器中加入$\ce{CO_{2}}$和$\ce{H_{2}}$模拟该反应,反应物的总质量、各生成物的质量随时间的变化如图所示。下列说法中,正确的是 ()
A.$m=0.28$
B.$\mathrm{X}$的化学式为$\ce{CH_{4}}$
C.反应前后分子种类不变
D.容器中碳、氧元素的质量比为$1:2$

(第4题图)
A.$m=0.28$
B.$\mathrm{X}$的化学式为$\ce{CH_{4}}$
C.反应前后分子种类不变
D.容器中碳、氧元素的质量比为$1:2$
(第4题图)
答案
根据化学方程式可推知X为C₂H₄,B不正确。由图示可知,1.00 g二氧化碳和氢气完全反应生成0.72 g水和m g X(C₂H₄),根据质量守恒定律,化学反应前后物质的总质量不变,则生成X(C₂H₄)的质量为1.00 g-0.72 g=0.28 g,即m=0.28,A正确。化学反应前后分子种类一定改变,C不正确。由图示可知,1.00 g二氧化碳和氢气恰好完全反应,根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类和质量不变,碳、氧元素全部来自二氧化碳,则容器中碳、氧元素的质量比为12:(16×2)=3:8,D不正确。
解析
【分析】
这道题需要结合质量守恒定律的多个维度逐一判断选项,解题思路如下:1. 首先根据化学反应前后原子的种类、数目不变,配平反应方程式推导未知物X的化学式;2. 结合图像给出的反应物总质量、生成水的质量,利用化学反应前后总质量守恒,计算生成物X的质量m;3. 根据化学反应的本质判断分子种类的变化情况;4. 利用反应前后元素质量不变,计算容器内碳氧元素的质量比,最终选出正确选项。
【解析】
解:
① 推导X的化学式:根据质量守恒定律,反应前后原子的种类、数目不变。反应前2CO₂和6H₂共含2个C原子、4个O原子、12个H原子;生成物中4H₂O已经含有8个H原子、4个O原子,因此X中含有2个C原子和4个H原子,即X的化学式为C₂H₄。
② 计算m的数值:由图像可知,参与反应的CO₂和H₂总质量为1.00g,完全反应后生成H₂O的质量为0.72g,根据质量守恒,生成物总质量等于反应物总质量,因此生成X的质量m=1.00g - 0.72g = 0.28g。
③ 逐一判断选项:
选项A:经计算m=0.28,该选项正确;
选项B:推导得到X的化学式为C₂H₄,不是CH₄,该选项错误;
选项C:化学反应的本质是分子破裂为原子,原子重新组合为新分子,因此反应前后分子种类一定发生改变,该选项错误;
选项D:容器内的碳、氧元素全部来自反应物中的CO₂,因此碳、氧元素的质量比等于CO₂中碳、氧元素质量比,即12:(16×2)=3:8,不等于1:2,该选项错误。
综上,正确选项为A。
【答案】
A
【知识点】
质量守恒定律,原子守恒,化学反应实质
【点评】
本题结合变化图像综合考察质量守恒定律的多维度应用,既涉及未知生成物化学式的推导,也涉及质量、元素质量比的计算,易错点是忽略反应方程式的配平系数,误将X判断为CH₄,需要学生熟练掌握质量守恒的不同应用场景,理清反应前后原子、元素、总质量的守恒关系。
【难度系数】
0.6
这道题需要结合质量守恒定律的多个维度逐一判断选项,解题思路如下:1. 首先根据化学反应前后原子的种类、数目不变,配平反应方程式推导未知物X的化学式;2. 结合图像给出的反应物总质量、生成水的质量,利用化学反应前后总质量守恒,计算生成物X的质量m;3. 根据化学反应的本质判断分子种类的变化情况;4. 利用反应前后元素质量不变,计算容器内碳氧元素的质量比,最终选出正确选项。
【解析】
解:
① 推导X的化学式:根据质量守恒定律,反应前后原子的种类、数目不变。反应前2CO₂和6H₂共含2个C原子、4个O原子、12个H原子;生成物中4H₂O已经含有8个H原子、4个O原子,因此X中含有2个C原子和4个H原子,即X的化学式为C₂H₄。
② 计算m的数值:由图像可知,参与反应的CO₂和H₂总质量为1.00g,完全反应后生成H₂O的质量为0.72g,根据质量守恒,生成物总质量等于反应物总质量,因此生成X的质量m=1.00g - 0.72g = 0.28g。
③ 逐一判断选项:
选项A:经计算m=0.28,该选项正确;
选项B:推导得到X的化学式为C₂H₄,不是CH₄,该选项错误;
选项C:化学反应的本质是分子破裂为原子,原子重新组合为新分子,因此反应前后分子种类一定发生改变,该选项错误;
选项D:容器内的碳、氧元素全部来自反应物中的CO₂,因此碳、氧元素的质量比等于CO₂中碳、氧元素质量比,即12:(16×2)=3:8,不等于1:2,该选项错误。
综上,正确选项为A。
【答案】
A
【知识点】
质量守恒定律,原子守恒,化学反应实质
【点评】
本题结合变化图像综合考察质量守恒定律的多维度应用,既涉及未知生成物化学式的推导,也涉及质量、元素质量比的计算,易错点是忽略反应方程式的配平系数,误将X判断为CH₄,需要学生熟练掌握质量守恒的不同应用场景,理清反应前后原子、元素、总质量的守恒关系。
【难度系数】
0.6
5. [2025 绵阳涪城期中]将一定质量的 a、b、c、d 四种物质放入一密闭容器中,在一定条件下反应一段时间后,测得反应后各物质的质量如图所示。下列说法中,正确的是
()

A.d 一定是催化剂
B.c 一定是化合物
C.a 参与反应的质量为 3.84 g
D.该反应中物质 a 和 b 的化学计量数之比 3:1
()
A.d 一定是催化剂
B.c 一定是化合物
C.a 参与反应的质量为 3.84 g
D.该反应中物质 a 和 b 的化学计量数之比 3:1
答案
根据质量守恒定律,化学反应前后物质的总质量不变,由图中数据可知,待测值=6.4+3.2+4.0+0.5-2.56-7.2-0.5=3.84。对比反应前后各物质的质量变化,a的质量由6.4 g变为3.84 g,质量减小,是反应物;b的质量由3.2 g变为2.56 g,质量减小,是反应物;c的质量由4.0 g变为7.2 g,质量增大,是生成物;d的质量在反应前后均为0.5 g,质量不变,则d可能是该反应的催化剂,也可能是杂质,A不正确。由以上分析可知,该反应是a和b反应生成c,属于化合反应,c是化合反应的生成物,一定是化合物,B正确。a的质量由6.4 g变为3.84 g,则a参与反应的质量为6.4 g-3.84 g=2.56 g,C不正确。a参与反应的质量为2.56 g,b参加反应的质量为3.2 g-2.56 g=0.64 g,则参加反应的a、b的质量之比为2.56 g:0.64 g=4:1,由于不知道a和b的相对分子质量(或相互关系),所以无法得出它们的化学计量数之比,D不正确。
解析
【分析】
解题时首先要利用质量守恒定律,化学反应前后所有物质的总质量相等,先计算出反应后a的待测质量。之后逐一对比四种物质反应前后的质量变化:质量减小的是反应物,质量增大的是生成物,质量不变的物质可能是催化剂也可能是不参与反应的杂质。接下来逐个验证选项:首先判断d的身份,质量不变不能直接认定是催化剂;再判断反应类型,若多种物质生成一种物质属于化合反应,化合反应的生成物必然是化合物;计算a实际参与反应的质量时,要注意是反应前质量减去反应后剩余的质量,不是反应后剩余的待测质量;要得到两种物质的化学计量数之比,需要同时知道二者的反应质量比和相对分子质量之比,仅知道反应的质量比无法推出计量数之比。
【解析】
1. 根据质量守恒定律计算待测值:
反应前所有物质总质量 = 6.4g + 3.2g + 4.0g + 0.5g = 14.1g
反应后已知物质总质量 = 2.56g +7.2g +0.5g =10.26g
因此反应后a的待测质量 = 14.1g - 10.26g = 3.84g
2. 判断各物质的反应角色:
a:反应前6.4g,反应后3.84g,质量减少6.4g-3.84g=2.56g,属于反应物
b:反应前3.2g,反应后2.56g,质量减少3.2g-2.56g=0.64g,属于反应物
c:反应前4.0g,反应后7.2g,质量增加7.2g-4.0g=3.2g,属于生成物
d:反应前后质量均为0.5g,质量不变
3. 逐一分析选项:
A选项:d质量不变,可能是催化剂,也可能是不参与反应的杂质,并非“一定是催化剂”,A错误;
B选项:该反应是a和b两种物质反应生成c一种物质,属于化合反应,化合反应的生成物一定含有两种及以上元素,因此c一定是化合物,B正确;
C选项:a参与反应的质量是反应前减去反应后剩余的质量,即6.4g-3.84g=2.56g,不是3.84g,C错误;
D选项:参加反应的a、b质量比为2.56g:0.64g=4:1,化学计量数之比=(质量比)÷(各自相对分子质量之比),题目未给出a、b的相对分子质量,无法推出二者化学计量数之比,D错误。
【答案】B
【知识点】质量守恒定律,催化剂判断,化合反应特征
【点评】本题是质量守恒定律在密闭容器反应质量变化类的典型题型,设置了多个易错陷阱:容易误将a反应后剩余的待测质量当成参与反应的质量,容易误以为反应前后质量不变的物质一定是催化剂,也容易混淆反应质量比和化学计量数的换算关系,需要学生准确掌握质量守恒的内涵,理清反应物、生成物的质量变化逻辑,区分相关化学概念。
【难度系数】0.6
解题时首先要利用质量守恒定律,化学反应前后所有物质的总质量相等,先计算出反应后a的待测质量。之后逐一对比四种物质反应前后的质量变化:质量减小的是反应物,质量增大的是生成物,质量不变的物质可能是催化剂也可能是不参与反应的杂质。接下来逐个验证选项:首先判断d的身份,质量不变不能直接认定是催化剂;再判断反应类型,若多种物质生成一种物质属于化合反应,化合反应的生成物必然是化合物;计算a实际参与反应的质量时,要注意是反应前质量减去反应后剩余的质量,不是反应后剩余的待测质量;要得到两种物质的化学计量数之比,需要同时知道二者的反应质量比和相对分子质量之比,仅知道反应的质量比无法推出计量数之比。
【解析】
1. 根据质量守恒定律计算待测值:
反应前所有物质总质量 = 6.4g + 3.2g + 4.0g + 0.5g = 14.1g
反应后已知物质总质量 = 2.56g +7.2g +0.5g =10.26g
因此反应后a的待测质量 = 14.1g - 10.26g = 3.84g
2. 判断各物质的反应角色:
a:反应前6.4g,反应后3.84g,质量减少6.4g-3.84g=2.56g,属于反应物
b:反应前3.2g,反应后2.56g,质量减少3.2g-2.56g=0.64g,属于反应物
c:反应前4.0g,反应后7.2g,质量增加7.2g-4.0g=3.2g,属于生成物
d:反应前后质量均为0.5g,质量不变
3. 逐一分析选项:
A选项:d质量不变,可能是催化剂,也可能是不参与反应的杂质,并非“一定是催化剂”,A错误;
B选项:该反应是a和b两种物质反应生成c一种物质,属于化合反应,化合反应的生成物一定含有两种及以上元素,因此c一定是化合物,B正确;
C选项:a参与反应的质量是反应前减去反应后剩余的质量,即6.4g-3.84g=2.56g,不是3.84g,C错误;
D选项:参加反应的a、b质量比为2.56g:0.64g=4:1,化学计量数之比=(质量比)÷(各自相对分子质量之比),题目未给出a、b的相对分子质量,无法推出二者化学计量数之比,D错误。
【答案】B
【知识点】质量守恒定律,催化剂判断,化合反应特征
【点评】本题是质量守恒定律在密闭容器反应质量变化类的典型题型,设置了多个易错陷阱:容易误将a反应后剩余的待测质量当成参与反应的质量,容易误以为反应前后质量不变的物质一定是催化剂,也容易混淆反应质量比和化学计量数的换算关系,需要学生准确掌握质量守恒的内涵,理清反应物、生成物的质量变化逻辑,区分相关化学概念。
【难度系数】0.6
6. [2025 日照期中]现有 4.6 g 某物质和足量氧气反应后,得到 8.8 g 二氧化碳和 5.4 g 水。下列说法中,正确的是()
A.得到二氧化碳和水的分子个数比为$2:3$
B.该物质中碳元素和氢元素的质量比为$3:1$
C.参加反应的氧气的质量是 11.2 g
D.该物质中碳原子和氢原子的个数比为$1:4$
A.得到二氧化碳和水的分子个数比为$2:3$
B.该物质中碳元素和氢元素的质量比为$3:1$
C.参加反应的氧气的质量是 11.2 g
D.该物质中碳原子和氢原子的个数比为$1:4$
答案
根据质量守恒定律,化学反应前后物质的总质量不变,则参加反应的氧气的质量为8.8 g+5.4 g-4.6 g=9.6 g。二氧化碳和水中含有碳、氢、氧元素,而氧气中只含有氧元素,化学反应前后元素的种类和质量不变,则该物质中一定含有碳、氢元素;二氧化碳中碳元素的质量为$8.8\ \mathrm{g}×(\dfrac{12}{44}×100\%)=2.4\ \mathrm{g}$,5.4 g水中氢元素的质量为$5.4\ \mathrm{g}×(\dfrac{2}{18}×100\%)=0.6\ \mathrm{g}$,2.4 g+0.6 g=3.0 g<4.6 g,则该物质中还含有氧元素4.6 g-3.0 g=1.6 g。得到二氧化碳和水的分子个数比为$\dfrac{8.8\ \mathrm{g}}{44}:\dfrac{5.4\ \mathrm{g}}{18}=2:3$,A正确。该物质中碳元素和氢元素的质量比为2.4 g:0.6 g=4:1,B错误。参加反应的氧气的质量是9.6 g,C错误。该物质中碳原子和氢原子的个数比为$\dfrac{2.4\ \mathrm{g}}{12}:\dfrac{0.6\ \mathrm{g}}{1}=1:3$,D错误。
解析
【分析】
这是一道利用质量守恒定律对燃烧反应进行定量分析的典型题型,解题思路非常清晰:
1. 首先根据质量守恒的总质量守恒规则,先算出参加反应的氧气的总质量;
2. 再分别计算生成物二氧化碳里的碳元素总质量、水里的氢元素总质量,利用反应前后元素种类、质量不变的规律,得到原物质中碳、氢元素的实际质量;
3. 最后逐个验证四个选项:分子个数比等于物质质量除以对应相对分子质量的比值,元素质量比直接用算出的碳氢质量作比,原子个数比等于元素质量除以对应相对原子质量的比值,代入数值就能逐一判断正误。
【解析】
解:
① 由质量守恒定律,化学反应前后物质总质量不变,可得参加反应的氧气质量为:
$m(\ce{O_2})=8.8\ \mathrm{g}+5.4\ \mathrm{g}-4.6\ \mathrm{g}=9.6\ \mathrm{g}$
② 计算生成物中碳、氢元素的质量:
二氧化碳中碳元素质量:$m(\mathrm{C})=8.8\ \mathrm{g}×\dfrac{12}{44}×100\%=2.4\ \mathrm{g}$
水中氢元素质量:$m(\mathrm{H})=5.4\ \mathrm{g}×\dfrac{2}{18}×100\%=0.6\ \mathrm{g}$
根据反应前后元素质量不变,可知原物质中碳元素质量为2.4g,氢元素质量为0.6g,二者总质量3.0g<4.6g,说明原物质还含有氧元素。
③ 逐一判断选项:
选项A:二氧化碳和水的分子个数比$=\dfrac{8.8\ \mathrm{g}}{44}:\dfrac{5.4\ \mathrm{g}}{18}=0.2:0.3=2:3$,该选项正确;
选项B:该物质中碳氢元素质量比$=2.4\ \mathrm{g}:0.6\ \mathrm{g}=4:1≠3:1$,该选项错误;
选项C:参加反应的氧气质量为9.6g,不是11.2g,该选项错误;
选项D:该物质中碳原子和氢原子的个数比$=\dfrac{2.4\ \mathrm{g}}{12}:\dfrac{0.6\ \mathrm{g}}{1}=0.2:0.6=1:3≠1:4$,该选项错误。
【答案】A
【知识点】质量守恒定律;元素质量计算;物质组成推断
【点评】本题是初中化学燃烧法推断物质组成的经典基础题型,核心考察质量守恒定律的定量应用,易错点集中在原子/分子个数比的计算逻辑混淆、碳氢元素质量比计算失误,只要严格按照“先算总质量、再算元素质量、最后算个数比”的步骤推导,就能避免出错。
【难度系数】0.6
这是一道利用质量守恒定律对燃烧反应进行定量分析的典型题型,解题思路非常清晰:
1. 首先根据质量守恒的总质量守恒规则,先算出参加反应的氧气的总质量;
2. 再分别计算生成物二氧化碳里的碳元素总质量、水里的氢元素总质量,利用反应前后元素种类、质量不变的规律,得到原物质中碳、氢元素的实际质量;
3. 最后逐个验证四个选项:分子个数比等于物质质量除以对应相对分子质量的比值,元素质量比直接用算出的碳氢质量作比,原子个数比等于元素质量除以对应相对原子质量的比值,代入数值就能逐一判断正误。
【解析】
解:
① 由质量守恒定律,化学反应前后物质总质量不变,可得参加反应的氧气质量为:
$m(\ce{O_2})=8.8\ \mathrm{g}+5.4\ \mathrm{g}-4.6\ \mathrm{g}=9.6\ \mathrm{g}$
② 计算生成物中碳、氢元素的质量:
二氧化碳中碳元素质量:$m(\mathrm{C})=8.8\ \mathrm{g}×\dfrac{12}{44}×100\%=2.4\ \mathrm{g}$
水中氢元素质量:$m(\mathrm{H})=5.4\ \mathrm{g}×\dfrac{2}{18}×100\%=0.6\ \mathrm{g}$
根据反应前后元素质量不变,可知原物质中碳元素质量为2.4g,氢元素质量为0.6g,二者总质量3.0g<4.6g,说明原物质还含有氧元素。
③ 逐一判断选项:
选项A:二氧化碳和水的分子个数比$=\dfrac{8.8\ \mathrm{g}}{44}:\dfrac{5.4\ \mathrm{g}}{18}=0.2:0.3=2:3$,该选项正确;
选项B:该物质中碳氢元素质量比$=2.4\ \mathrm{g}:0.6\ \mathrm{g}=4:1≠3:1$,该选项错误;
选项C:参加反应的氧气质量为9.6g,不是11.2g,该选项错误;
选项D:该物质中碳原子和氢原子的个数比$=\dfrac{2.4\ \mathrm{g}}{12}:\dfrac{0.6\ \mathrm{g}}{1}=0.2:0.6=1:3≠1:4$,该选项错误。
【答案】A
【知识点】质量守恒定律;元素质量计算;物质组成推断
【点评】本题是初中化学燃烧法推断物质组成的经典基础题型,核心考察质量守恒定律的定量应用,易错点集中在原子/分子个数比的计算逻辑混淆、碳氢元素质量比计算失误,只要严格按照“先算总质量、再算元素质量、最后算个数比”的步骤推导,就能避免出错。
【难度系数】0.6
7. [2025 南京期中]$t_{1}$时刻,在密闭容器内投入$\ce{SO_{2}}$、$\ce{O_{2}}$、$\ce{SO_{3}}$、$\ce{V_{2}O_{5}}$(五氧化二钒)四种物质,一定条件下发生反应的化学方程式为$\ce{2SO_{2} + O_{2}\xlongequal[△ ]{V_{2}O_{5}} 2SO_{3}}$,在不同时刻测得
容器内各物质的质量如表所示。下列说法中,正确的是 ()

A.丙是$\ce{O_{2}}$,丁是$\ce{V_{2}O_{5}}$
B.$t_{3}$时刻,共生成$80\ \mathrm{g}\ \ce{SO_{3}}$
C.$a=70\ \mathrm{g},c=65\ \mathrm{g}$
D.参加反应的$\ce{SO_{2}}$、$\ce{O_{2}}$的质量比为$2:1$
容器内各物质的质量如表所示。下列说法中,正确的是 ()
A.丙是$\ce{O_{2}}$,丁是$\ce{V_{2}O_{5}}$
B.$t_{3}$时刻,共生成$80\ \mathrm{g}\ \ce{SO_{3}}$
C.$a=70\ \mathrm{g},c=65\ \mathrm{g}$
D.参加反应的$\ce{SO_{2}}$、$\ce{O_{2}}$的质量比为$2:1$
答案
由表中数据可知,反应前后丁的质量不变,是五氧化二钒,反应后乙的质量增大,是生成物,即为三氧化硫,反应后丙的质量减小,是反应物,生成乙和消耗丙的质量比为(55 g-5 g):(100 g-60 g)=5:4,由化学方程式$\ce{2SO_{2} + O_{2}\xlongequal[△ ]{V_{2}O_{5}} 2SO_{3}}$可知,该反应中三氧化硫和二氧化硫的质量比为5:4,则丙是二氧化硫,甲是氧气,A错误;根据题意有(d-5 g):(100 g-40 g)=5:4,d=80 g,所以$t_3$时刻,共生成80 g-5 g=75 g SO₃,B错误;由题意可知,b=5 g,则由质量守恒定律可知,a=80 g+5 g+100 g+5 g-5 g-60 g-55 g=70 g,c=80 g+5 g+100 g+5 g-5 g-40 g-80 g=65 g,C正确;参加反应的SO₂、O₂的质量比为128:32=4:1,D错误。
解析
【分析】
解题时首先利用催化剂反应前后质量不变的特征,先确定质量始终为5g的丁是催化剂V₂O₅;接着统计t₁到t₂各物质的质量变化,得到质量增加的乙、质量减少的丙的质量变化比为5:4,再结合给出的化学方程式计算反应中各物质的理论质量比,匹配后即可推断出乙是生成物SO₃、丙是反应物SO₂,剩余的甲就是反应物O₂;之后利用密闭容器总质量守恒,计算出各未知量,最后逐一判断选项正误即可。
【解析】
1. 确定丁的物质种类:反应前后丁的质量始终为5g,符合催化剂V₂O₅反应前后质量不变的特点,因此丁是V₂O₅。
2. 推断其余物质:t₁到t₂过程中,乙的质量增加了55g-5g=50g,属于生成物;丙的质量减少了100g-60g=40g,属于反应物,二者质量变化比为50:40=5:4。结合反应$\ce{2SO_{2} + O_{2}\xlongequal[△ ]{V_{2}O_{5}} 2SO_{3}}$计算:生成2分子SO₃的总相对质量为$2×(32+16×3)=160$,消耗2分子SO₂的总相对质量为$2×(32+16×2)=128$,二者质量比为160:128=5:4,和上述变化比完全匹配,因此乙是生成物SO₃,丙是反应物SO₂,剩余的甲为反应物O₂,因此A选项说法错误。
3. 判断B选项:t₁到t₃过程中,丙(SO₂)消耗的质量为100g-40g=60g,根据SO₃和SO₂的质量变化比5:4,生成SO₃的总质量为$60\ \mathrm{g}×\frac{5}{4}=75\ \mathrm{g}$,并非80g,B选项说法错误。
4. 判断C选项:根据质量守恒定律,密闭容器内所有物质的总质量始终等于t₁时刻的总质量:$80\ \mathrm{g}+5\ \mathrm{g}+100\ \mathrm{g}+5\ \mathrm{g}=190\ \mathrm{g}$。已知丁是催化剂质量不变,因此t₂时刻b=5g,代入t₂总质量等式:$a+55\ \mathrm{g}+60\ \mathrm{g}+5\ \mathrm{g}=190\ \mathrm{g}$,解得a=70g;t₃时刻生成SO₃的总质量为75g,因此d=5g+75g=80g,代入t₃总质量等式:$c+80\ \mathrm{g}+40\ \mathrm{g}+5\ \mathrm{g}=190\ \mathrm{g}$,解得c=65g,因此a=70g,c=65g,C选项说法正确。
5. 判断D选项:反应中参加反应的SO₂和O₂的质量比为128:32=4:1,并非2:1,D选项说法错误。
【答案】C
【知识点】质量守恒定律,催化剂特点,化学反应质量比
【点评】本题属于质量守恒定律的表格型计算题,核心考点是通过质量变化特征推断物质身份,再结合总质量守恒计算未知量,解题的关键是先通过催化剂的特征锁定丁的身份,再利用方程式的理论质量比匹配变化量推导其余物质,避免直接主观臆断物质种类,整体综合性较强。
【难度系数】0.5
解题时首先利用催化剂反应前后质量不变的特征,先确定质量始终为5g的丁是催化剂V₂O₅;接着统计t₁到t₂各物质的质量变化,得到质量增加的乙、质量减少的丙的质量变化比为5:4,再结合给出的化学方程式计算反应中各物质的理论质量比,匹配后即可推断出乙是生成物SO₃、丙是反应物SO₂,剩余的甲就是反应物O₂;之后利用密闭容器总质量守恒,计算出各未知量,最后逐一判断选项正误即可。
【解析】
1. 确定丁的物质种类:反应前后丁的质量始终为5g,符合催化剂V₂O₅反应前后质量不变的特点,因此丁是V₂O₅。
2. 推断其余物质:t₁到t₂过程中,乙的质量增加了55g-5g=50g,属于生成物;丙的质量减少了100g-60g=40g,属于反应物,二者质量变化比为50:40=5:4。结合反应$\ce{2SO_{2} + O_{2}\xlongequal[△ ]{V_{2}O_{5}} 2SO_{3}}$计算:生成2分子SO₃的总相对质量为$2×(32+16×3)=160$,消耗2分子SO₂的总相对质量为$2×(32+16×2)=128$,二者质量比为160:128=5:4,和上述变化比完全匹配,因此乙是生成物SO₃,丙是反应物SO₂,剩余的甲为反应物O₂,因此A选项说法错误。
3. 判断B选项:t₁到t₃过程中,丙(SO₂)消耗的质量为100g-40g=60g,根据SO₃和SO₂的质量变化比5:4,生成SO₃的总质量为$60\ \mathrm{g}×\frac{5}{4}=75\ \mathrm{g}$,并非80g,B选项说法错误。
4. 判断C选项:根据质量守恒定律,密闭容器内所有物质的总质量始终等于t₁时刻的总质量:$80\ \mathrm{g}+5\ \mathrm{g}+100\ \mathrm{g}+5\ \mathrm{g}=190\ \mathrm{g}$。已知丁是催化剂质量不变,因此t₂时刻b=5g,代入t₂总质量等式:$a+55\ \mathrm{g}+60\ \mathrm{g}+5\ \mathrm{g}=190\ \mathrm{g}$,解得a=70g;t₃时刻生成SO₃的总质量为75g,因此d=5g+75g=80g,代入t₃总质量等式:$c+80\ \mathrm{g}+40\ \mathrm{g}+5\ \mathrm{g}=190\ \mathrm{g}$,解得c=65g,因此a=70g,c=65g,C选项说法正确。
5. 判断D选项:反应中参加反应的SO₂和O₂的质量比为128:32=4:1,并非2:1,D选项说法错误。
【答案】C
【知识点】质量守恒定律,催化剂特点,化学反应质量比
【点评】本题属于质量守恒定律的表格型计算题,核心考点是通过质量变化特征推断物质身份,再结合总质量守恒计算未知量,解题的关键是先通过催化剂的特征锁定丁的身份,再利用方程式的理论质量比匹配变化量推导其余物质,避免直接主观臆断物质种类,整体综合性较强。
【难度系数】0.5
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