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例1植物光合作用可表示为：二氧化碳+水$\xrightarrow[叶绿体]{光}$X+氧气，推测X中一定含有的元素是
C、H(或碳、氢)
。答案
C、H(或碳、氢)
解析
【分析】本题可依据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变进行分析。先明确反应物二氧化碳和水的组成元素，再结合生成物氧气的组成元素，即可推断出X中一定含有的元素。
【解析】根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不发生改变。反应物二氧化碳（$\ce{CO_2}$）由碳元素和氧元素组成，水（$\ce{H_2O}$）由氢元素和氧元素组成，因此反应物中共含有碳、氢、氧三种元素；生成物氧气（$\ce{O_2}$）仅由氧元素组成，所以X中一定含有的元素是碳元素和氢元素。
【答案】C、H(或碳、氢)
【知识点】质量守恒定律、元素种类
【点评】本题是质量守恒定律的基础应用，核心是利用反应前后元素种类不变进行推断，难度较低，属于初中化学基础题型。
【难度系数】0.8
【解析】根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不发生改变。反应物二氧化碳（$\ce{CO_2}$）由碳元素和氧元素组成，水（$\ce{H_2O}$）由氢元素和氧元素组成，因此反应物中共含有碳、氢、氧三种元素；生成物氧气（$\ce{O_2}$）仅由氧元素组成，所以X中一定含有的元素是碳元素和氢元素。
【答案】C、H(或碳、氢)
【知识点】质量守恒定律、元素种类
【点评】本题是质量守恒定律的基础应用，核心是利用反应前后元素种类不变进行推断，难度较低，属于初中化学基础题型。
【难度系数】0.8
练习1（2025·烟台）在修复三星堆青铜器时，可用稀盐酸除去青铜器表面的锈蚀物$\ce{[Cu_{2}(OH)_{2}CO_{3}]}$。从物质的性质、元素守恒及要达到的目的分析，稀盐酸与锈蚀物反应的产物可能是（
A.$\ce{Cu}$、$\ce{H_{2}O}$、$\ce{CO_{2}}$
B.$\ce{CuO}$、$\ce{H_{2}O}$、$\ce{CO_{2}}$、$\ce{Cl_{2}}$
C.$\ce{CuCl_{2}}$、$\ce{H_{2}O}$、$\ce{CO_{2}}$
D.$\ce{CuSO_{4}}$、$\ce{H_{2}O}$、$\ce{CO_{2}}$
C
）A.$\ce{Cu}$、$\ce{H_{2}O}$、$\ce{CO_{2}}$
B.$\ce{CuO}$、$\ce{H_{2}O}$、$\ce{CO_{2}}$、$\ce{Cl_{2}}$
C.$\ce{CuCl_{2}}$、$\ce{H_{2}O}$、$\ce{CO_{2}}$
D.$\ce{CuSO_{4}}$、$\ce{H_{2}O}$、$\ce{CO_{2}}$
答案
C
解析
【分析】首先明确反应物的元素组成，结合复分解反应的特点及元素守恒判断产物：反应物为碱式碳酸铜（含Cu、O、H、C）和稀盐酸（含H、Cl），产物只能由这些元素组成；酸与碱式碳酸盐发生复分解反应，反应前后元素化合价不变，不会生成单质或含额外元素的物质，据此逐一排除错误选项。
【解析】1. 元素守恒分析：反应物中不含S元素，故不可能生成含S的$\ce{CuSO_{4}}$，排除选项D；2. 反应类型分析：稀盐酸与碱式碳酸铜发生复分解反应，反应前后元素化合价不变，不会生成单质$\ce{Cu}$（选项A），也不会生成$\ce{Cl_{2}}$（$\ce{Cl_{2}}$中Cl为0价，反应物中Cl为-1价，无氧化剂无法生成），排除选项A、B；3. 复分解反应规律：酸与碳酸盐反应生成盐、水和$\ce{CO_{2}}$，因此产物为$\ce{CuCl_{2}}$、$\ce{H_{2}O}$、$\ce{CO_{2}}$，对应选项C。
【答案】C
【知识点】酸的化学性质、复分解反应、元素守恒
【点评】本题考查酸与碱式碳酸盐的反应，需结合元素守恒和复分解反应的特点判断产物，属于基础题型，难度适中。
【难度系数】0.7
【解析】1. 元素守恒分析：反应物中不含S元素，故不可能生成含S的$\ce{CuSO_{4}}$，排除选项D；2. 反应类型分析：稀盐酸与碱式碳酸铜发生复分解反应，反应前后元素化合价不变，不会生成单质$\ce{Cu}$（选项A），也不会生成$\ce{Cl_{2}}$（$\ce{Cl_{2}}$中Cl为0价，反应物中Cl为-1价，无氧化剂无法生成），排除选项A、B；3. 复分解反应规律：酸与碳酸盐反应生成盐、水和$\ce{CO_{2}}$，因此产物为$\ce{CuCl_{2}}$、$\ce{H_{2}O}$、$\ce{CO_{2}}$，对应选项C。
【答案】C
【知识点】酸的化学性质、复分解反应、元素守恒
【点评】本题考查酸与碱式碳酸盐的反应，需结合元素守恒和复分解反应的特点判断产物，属于基础题型，难度适中。
【难度系数】0.7
例2 碳酸氢钠（$\ce{NaHCO_{3}}$）是焙制糕点所用发酵粉的主要成分之一。碳酸氢钠受热易分解：$\ce{2NaHCO_{3}\xlongequal{\Delta}Na_{2}CO_{3} + CO_{2}\uparrow + X}$，则X的化学式是（
A.$\ce{SO_{2}}$
B.$\ce{H_{2}}$
C.$\ce{H_{2}O}$
D.$\ce{O_{2}}$
C
）A.$\ce{SO_{2}}$
B.$\ce{H_{2}}$
C.$\ce{H_{2}O}$
D.$\ce{O_{2}}$
答案
C
解析
【分析】
要确定化学反应中未知物X的化学式，需依据质量守恒定律：化学反应前后，原子的种类、数目均不发生改变。解题时先统计反应物中各原子的总数，再减去生成物中已知物质的原子总数，剩余的原子组合即为X的化学式。
【解析】
根据质量守恒定律，反应前后原子的种类和数目不变：
1. 反应物：2个$\ce{NaHCO_{3}}$，含有的原子总数为：Na：2×1=2；H：2×1=2；C：2×1=2；O：2×3=6。
2. 生成物中已知物质的原子总数：$\ce{Na_{2}CO_{3}}$含Na：2、C：1、O：3；$\ce{CO_{2}}$含C：1、O：2；两者合计：Na：2、C：2、O：5。
3. 对比反应物与生成物已知原子，剩余原子为H：2、O：1，组合为$\ce{H_{2}O}$，故X的化学式为$\ce{H_{2}O}$。
【答案】
C
【知识点】
质量守恒定律；化学式的推断
【点评】
本题考查质量守恒定律的基础应用，是化学方程式相关的核心基础题，只要掌握反应前后原子守恒的规律即可快速解答，难度较低。
【难度系数】
0.8
要确定化学反应中未知物X的化学式，需依据质量守恒定律：化学反应前后，原子的种类、数目均不发生改变。解题时先统计反应物中各原子的总数，再减去生成物中已知物质的原子总数，剩余的原子组合即为X的化学式。
【解析】
根据质量守恒定律，反应前后原子的种类和数目不变：
1. 反应物：2个$\ce{NaHCO_{3}}$，含有的原子总数为：Na：2×1=2；H：2×1=2；C：2×1=2；O：2×3=6。
2. 生成物中已知物质的原子总数：$\ce{Na_{2}CO_{3}}$含Na：2、C：1、O：3；$\ce{CO_{2}}$含C：1、O：2；两者合计：Na：2、C：2、O：5。
3. 对比反应物与生成物已知原子，剩余原子为H：2、O：1，组合为$\ce{H_{2}O}$，故X的化学式为$\ce{H_{2}O}$。
【答案】
C
【知识点】
质量守恒定律；化学式的推断
【点评】
本题考查质量守恒定律的基础应用，是化学方程式相关的核心基础题，只要掌握反应前后原子守恒的规律即可快速解答，难度较低。
【难度系数】
0.8
练习2（2025·扬州）汽车尾气净化装置中发生反应：$2CO+2X\stackrel{催化剂}{=\!=\!=}N_{2}+2CO_{2}$。X的化学式为
方法指导
根据质量守恒定律，化学反应前后原子种类和数目不变，确定化学反应中未知物的原子种类和数目，从而推断出该物质的化学式。
NO
。方法指导
根据质量守恒定律，化学反应前后原子种类和数目不变，确定化学反应中未知物的原子种类和数目，从而推断出该物质的化学式。
答案
NO
解析
【分析】
本题需利用质量守恒定律解题，核心思路是化学反应前后原子的种类和数目不变。先分别统计反应前后各原子的总数，再对比左右两边原子的差异，确定2个X分子所含的原子种类和数目，最终推导X的化学式。
【解析】
根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类和数目不变。
反应式为：$2CO + 2X\stackrel{催化剂}{=\!=\!=}N_{2} + 2CO_{2}$
右边原子总数：N原子2个，C原子2个，O原子4个；
左边已知原子总数：C原子2个，O原子2个；
左右原子对比，差值为：N原子2个，O原子$4-2=2$个，该差值对应2个X分子，因此1个X分子含1个N原子和1个O原子，故X的化学式为$NO$。
【答案】
NO
【知识点】
质量守恒定律、化学式的推断
【点评】
本题是质量守恒定律的基础应用题型，难度较低，只要掌握反应前后原子种类和数目不变的规律，即可快速推导未知物质的化学式，属于化学用语部分的常规考题。
【难度系数】
0.9
本题需利用质量守恒定律解题，核心思路是化学反应前后原子的种类和数目不变。先分别统计反应前后各原子的总数，再对比左右两边原子的差异，确定2个X分子所含的原子种类和数目，最终推导X的化学式。
【解析】
根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类和数目不变。
反应式为：$2CO + 2X\stackrel{催化剂}{=\!=\!=}N_{2} + 2CO_{2}$
右边原子总数：N原子2个，C原子2个，O原子4个；
左边已知原子总数：C原子2个，O原子2个；
左右原子对比，差值为：N原子2个，O原子$4-2=2$个，该差值对应2个X分子，因此1个X分子含1个N原子和1个O原子，故X的化学式为$NO$。
【答案】
NO
【知识点】
质量守恒定律、化学式的推断
【点评】
本题是质量守恒定律的基础应用题型，难度较低，只要掌握反应前后原子种类和数目不变的规律，即可快速推导未知物质的化学式，属于化学用语部分的常规考题。
【难度系数】
0.9
例3 在一个密闭容器中放入A、B、C、D四种物质，一定条件下发生反应，测得有关数据如表：
(1)表中x的值为
(2)分析表中数据可知，B可能没有参与该反应，也可能是该反应的
(3)该反应的基本反应类型为
(4)该反应中A和C的质量变化之比为
(1)表中x的值为
9
，A属于生成物
（填“反应物”或“生成物”）。(2)分析表中数据可知，B可能没有参与该反应，也可能是该反应的
催化剂
。(3)该反应的基本反应类型为
分解
反应；D
（填“A”“B”“C”或“D”）一定是化合物。(4)该反应中A和C的质量变化之比为
1:4
（填最简整数比）。答案
(1) 9 生成物
(2) 催化剂
(3) 分解 D
(4) 1:4
(2) 催化剂
(3) 分解 D
(4) 1:4
解析
【分析】
首先利用质量守恒定律计算反应后A的质量x；再根据反应前后各物质的质量变化，判断反应物、生成物；结合B的质量不变分析其可能的作用；根据反应物和生成物的种类判断反应类型，分解反应的反应物一定是化合物；最后计算A和C的质量变化之比。
【解析】
1. 计算x的值：根据质量守恒定律，反应前后物质总质量相等。反应前总质量为$5g+2g+6g+21g=34g$，反应后总质量为$x+2g+22g+1g=x+25g$，则$34g=x+25g$，解得$x=9$。A反应前质量为5g，反应后为9g，质量增加，属于生成物。
2. B反应前后质量均为2g，质量不变，因此B可能未参与反应，也可能是该反应的催化剂。
3. 分析各物质质量变化：D反应前21g，反应后1g，质量减少20g，是反应物；A质量增加$9g-5g=4g$，C质量增加$22g-6g=16g$，是生成物。该反应为一种物质生成两种物质，属于分解反应，分解反应的反应物一定是化合物，故D一定是化合物。
4. A的质量变化为$9g-5g=4g$，C的质量变化为$22g-6g=16g$，二者最简整数比为$4:16=1:4$。
【答案】
(1) 9 生成物
(2) 催化剂
(3) 分解 D
(4) 1:4
【知识点】
质量守恒定律、分解反应、催化剂
【点评】
本题围绕质量守恒定律展开，通过反应前后物质质量变化判断反应类型、物质角色，需准确应用质量守恒定律，理解分解反应和催化剂的概念，是化学基础题型。
【难度系数】
0.5
首先利用质量守恒定律计算反应后A的质量x；再根据反应前后各物质的质量变化，判断反应物、生成物；结合B的质量不变分析其可能的作用；根据反应物和生成物的种类判断反应类型，分解反应的反应物一定是化合物；最后计算A和C的质量变化之比。
【解析】
1. 计算x的值：根据质量守恒定律，反应前后物质总质量相等。反应前总质量为$5g+2g+6g+21g=34g$，反应后总质量为$x+2g+22g+1g=x+25g$，则$34g=x+25g$，解得$x=9$。A反应前质量为5g，反应后为9g，质量增加，属于生成物。
2. B反应前后质量均为2g，质量不变，因此B可能未参与反应，也可能是该反应的催化剂。
3. 分析各物质质量变化：D反应前21g，反应后1g，质量减少20g，是反应物；A质量增加$9g-5g=4g$，C质量增加$22g-6g=16g$，是生成物。该反应为一种物质生成两种物质，属于分解反应，分解反应的反应物一定是化合物，故D一定是化合物。
4. A的质量变化为$9g-5g=4g$，C的质量变化为$22g-6g=16g$，二者最简整数比为$4:16=1:4$。
【答案】
(1) 9 生成物
(2) 催化剂
(3) 分解 D
(4) 1:4
【知识点】
质量守恒定律、分解反应、催化剂
【点评】
本题围绕质量守恒定律展开，通过反应前后物质质量变化判断反应类型、物质角色，需准确应用质量守恒定律，理解分解反应和催化剂的概念，是化学基础题型。
【难度系数】
0.5
练习3 密闭容器内有甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下发生某一化学反应，反应前后各物质质量如图所示。下列说法不正确的是（
A.该反应遵循质量守恒定律
B.丙可能为该反应的催化剂
C.反应前后乙和丁的质量变化之比为$3:2$
D.甲和丁的相对分子质量之比为$1:2$
D
）A.该反应遵循质量守恒定律
B.丙可能为该反应的催化剂
C.反应前后乙和丁的质量变化之比为$3:2$
D.甲和丁的相对分子质量之比为$1:2$
答案
D
解析
【分析】
首先利用质量守恒定律计算反应后丙的质量，再通过反应前后各物质的质量变化确定反应物、生成物，逐一分析选项。步骤：1. 计算反应前总质量，根据质量守恒求出反应后丙的质量；2. 分析各物质质量增减，判断是反应物还是生成物；3. 结合选项内容，逐一验证说法是否正确。
【解析】
根据质量守恒定律，密闭容器内化学反应前后物质总质量相等。
反应前总质量：$8\ \mathrm{g} + 20\ \mathrm{g} + 6\ \mathrm{g} + 8\ \mathrm{g} = 42\ \mathrm{g}$；
反应后总质量：$12\ \mathrm{g} + 8\ \mathrm{g} + x + 16\ \mathrm{g} = 36+x\ \mathrm{g}$，因此$36+x=42$，解得$x=6\ \mathrm{g}$。
分析各物质质量变化：甲质量增加$12\ \mathrm{g}-8\ \mathrm{g}=4\ \mathrm{g}$（生成物）；乙质量减少$20\ \mathrm{g}-8\ \mathrm{g}=12\ \mathrm{g}$（反应物）；丙质量不变（$6\ \mathrm{g}$），可能为催化剂；丁质量增加$16\ \mathrm{g}-8\ \mathrm{g}=8\ \mathrm{g}$（生成物）。
对选项判断：
A. 所有化学反应都遵循质量守恒定律，该反应在密闭容器中，说法正确；
B. 丙反应前后质量不变，可能是该反应的催化剂，说法正确；
C. 反应前后乙质量变化为$12\ \mathrm{g}$，丁质量变化为$8\ \mathrm{g}$，二者之比为$12:8=3:2$，说法正确；
D. 相对分子质量之比需结合化学计量数计算，题目未给出化学计量数，无法确定甲和丁的相对分子质量之比，说法错误。
【答案】
D
【知识点】
质量守恒定律、催化剂、化学方程式计算
【点评】
本题核心是利用质量守恒定律分析反应中各物质的变化，需注意相对分子质量之比不能直接由质量变化得出，需结合化学计量数，易错点是误将质量变化比当作相对分子质量比。
【难度系数】
0.5
首先利用质量守恒定律计算反应后丙的质量，再通过反应前后各物质的质量变化确定反应物、生成物，逐一分析选项。步骤：1. 计算反应前总质量，根据质量守恒求出反应后丙的质量；2. 分析各物质质量增减，判断是反应物还是生成物；3. 结合选项内容，逐一验证说法是否正确。
【解析】
根据质量守恒定律，密闭容器内化学反应前后物质总质量相等。
反应前总质量：$8\ \mathrm{g} + 20\ \mathrm{g} + 6\ \mathrm{g} + 8\ \mathrm{g} = 42\ \mathrm{g}$；
反应后总质量：$12\ \mathrm{g} + 8\ \mathrm{g} + x + 16\ \mathrm{g} = 36+x\ \mathrm{g}$，因此$36+x=42$，解得$x=6\ \mathrm{g}$。
分析各物质质量变化：甲质量增加$12\ \mathrm{g}-8\ \mathrm{g}=4\ \mathrm{g}$（生成物）；乙质量减少$20\ \mathrm{g}-8\ \mathrm{g}=12\ \mathrm{g}$（反应物）；丙质量不变（$6\ \mathrm{g}$），可能为催化剂；丁质量增加$16\ \mathrm{g}-8\ \mathrm{g}=8\ \mathrm{g}$（生成物）。
对选项判断：
A. 所有化学反应都遵循质量守恒定律，该反应在密闭容器中，说法正确；
B. 丙反应前后质量不变，可能是该反应的催化剂，说法正确；
C. 反应前后乙质量变化为$12\ \mathrm{g}$，丁质量变化为$8\ \mathrm{g}$，二者之比为$12:8=3:2$，说法正确；
D. 相对分子质量之比需结合化学计量数计算，题目未给出化学计量数，无法确定甲和丁的相对分子质量之比，说法错误。
【答案】
D
【知识点】
质量守恒定律、催化剂、化学方程式计算
【点评】
本题核心是利用质量守恒定律分析反应中各物质的变化，需注意相对分子质量之比不能直接由质量变化得出，需结合化学计量数，易错点是误将质量变化比当作相对分子质量比。
【难度系数】
0.5
