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1. (2023·吉林)化学兴趣小组的同学用气密性良好的不同装置进行如图所示的三个实验，验证质量守恒定律。(资料:碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳气体)
（1）实验一:称量装置和药品的总质量为$ m_1 $且保持装置密闭;使红磷燃烧,待装置冷却后,再次称量装置和药品的总质量为$ m_2 $。$ m_1 $与$ m_2 $的大小关系是$ m_1 $
（2）实验二:将气球中的碳酸钠粉末倒入锥形瓶中,观察到的现象是
（3）为克服实验二中受到的气球浮力的影响,在实验三中利用硬塑料瓶改进实验装置,用电子秤称量装置和药品的总质量,接下来的实验操作是
（4）化学反应遵循质量守恒定律,其微观原因是
（1）实验一:称量装置和药品的总质量为$ m_1 $且保持装置密闭;使红磷燃烧,待装置冷却后,再次称量装置和药品的总质量为$ m_2 $。$ m_1 $与$ m_2 $的大小关系是$ m_1 $
=
(填“＞”“＜”或“=”)$ m_2 $。（2）实验二:将气球中的碳酸钠粉末倒入锥形瓶中,观察到的现象是
有气泡产生,气球膨胀,电子秤示数减小
。（3）为克服实验二中受到的气球浮力的影响,在实验三中利用硬塑料瓶改进实验装置,用电子秤称量装置和药品的总质量,接下来的实验操作是
倾斜硬塑料瓶,使稀盐酸与碳酸钠粉末接触
,待反应结束后,再次称量装置和药品的总质量,电子秤示数不变。（4）化学反应遵循质量守恒定律,其微观原因是
化学反应前后,原子的种类、个数和质量都不变
。答案
（1）=
（2）有气泡产生,气球膨胀,电子秤示数减小
（3）倾斜硬塑料瓶,使稀盐酸与碳酸钠粉末接触
（4）化学反应前后,原子的种类、个数和质量都不变
（2）有气泡产生,气球膨胀,电子秤示数减小
（3）倾斜硬塑料瓶,使稀盐酸与碳酸钠粉末接触
（4）化学反应前后,原子的种类、个数和质量都不变
解析
【分析】
本题围绕质量守恒定律的验证展开，需结合三个实验的装置特点、反应原理逐一分析问题：
1. 实验一为红磷燃烧的密闭装置，依据质量守恒定律，密闭体系内反应前后总质量不变；
2. 实验二是碳酸钠与稀盐酸反应生成二氧化碳气体，结合装置中气球的变化分析实验现象；
3. 实验三需让两种药品接触发生反应，操作要实现药品混合且保证装置密闭；
4. 质量守恒的微观本质从原子的种类、数目、质量的变化角度分析。
【解析】
（1）实验一装置密闭，红磷燃烧在密闭体系内进行，参加反应的红磷和氧气的质量总和等于生成的五氧化二磷的质量，装置内无物质逸出，因此反应前后总质量不变，故$m_1 = m_2$；
（2）碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳气体，因此会观察到有气泡产生；反应生成气体使锥形瓶内压强增大，气球膨胀；同时气球膨胀会受到空气浮力影响，导致电子秤示数减小；
（3）实验三需要让稀盐酸和碳酸钠粉末接触发生反应，操作是倾斜硬塑料瓶，使稀盐酸与碳酸钠粉末接触，保证反应顺利进行且装置密闭；
（4）化学反应的本质是原子的重新组合，反应前后原子的种类、个数和质量都不变，因此化学反应遵循质量守恒定律。
【答案】
（1）=；（2）有气泡产生，气球膨胀，电子秤示数减小；（3）倾斜硬塑料瓶，使稀盐酸与碳酸钠粉末接触；（4）化学反应前后，原子的种类、个数和质量都不变
【知识点】
质量守恒定律；化学实验现象；化学反应微观本质
【点评】
本题通过三个不同装置的实验考查质量守恒定律的验证，涵盖质量守恒的应用、实验现象分析、实验操作设计及微观本质，是质量守恒定律相关的基础考查题，需理解密闭体系对质量守恒验证的重要性。
【难度系数】
0.6
本题围绕质量守恒定律的验证展开，需结合三个实验的装置特点、反应原理逐一分析问题：
1. 实验一为红磷燃烧的密闭装置，依据质量守恒定律，密闭体系内反应前后总质量不变；
2. 实验二是碳酸钠与稀盐酸反应生成二氧化碳气体，结合装置中气球的变化分析实验现象；
3. 实验三需让两种药品接触发生反应，操作要实现药品混合且保证装置密闭；
4. 质量守恒的微观本质从原子的种类、数目、质量的变化角度分析。
【解析】
（1）实验一装置密闭，红磷燃烧在密闭体系内进行，参加反应的红磷和氧气的质量总和等于生成的五氧化二磷的质量，装置内无物质逸出，因此反应前后总质量不变，故$m_1 = m_2$；
（2）碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳气体，因此会观察到有气泡产生；反应生成气体使锥形瓶内压强增大，气球膨胀；同时气球膨胀会受到空气浮力影响，导致电子秤示数减小；
（3）实验三需要让稀盐酸和碳酸钠粉末接触发生反应，操作是倾斜硬塑料瓶，使稀盐酸与碳酸钠粉末接触，保证反应顺利进行且装置密闭；
（4）化学反应的本质是原子的重新组合，反应前后原子的种类、个数和质量都不变，因此化学反应遵循质量守恒定律。
【答案】
（1）=；（2）有气泡产生，气球膨胀，电子秤示数减小；（3）倾斜硬塑料瓶，使稀盐酸与碳酸钠粉末接触；（4）化学反应前后，原子的种类、个数和质量都不变
【知识点】
质量守恒定律；化学实验现象；化学反应微观本质
【点评】
本题通过三个不同装置的实验考查质量守恒定律的验证，涵盖质量守恒的应用、实验现象分析、实验操作设计及微观本质，是质量守恒定律相关的基础考查题，需理解密闭体系对质量守恒验证的重要性。
【难度系数】
0.6
2. 钠在二氧化碳中燃烧生成炭黑和一种白色固体，白色固体可能是 （
A.碳酸钠
B.硫酸钠
C.碳酸氢钠
D.氢氧化钠
A
）A.碳酸钠
B.硫酸钠
C.碳酸氢钠
D.氢氧化钠
答案
A
解析
【分析】
首先依据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，确定反应物钠（Na）和二氧化碳（CO₂）的元素组成为Na、C、O，无其他元素。再逐一分析选项：B选项硫酸钠含S元素，反应物中无S，排除；C选项碳酸氢钠含H元素，反应物中无H，排除；D选项氢氧化钠含H元素，反应物中无H，排除；剩余A选项碳酸钠，元素组成为Na、C、O，符合反应物元素种类，故为正确答案。
【解析】
根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变。反应物为Na和CO₂，仅含Na、C、O三种元素，因此生成的白色固体只能由这三种元素组成：
1. 选项B：硫酸钠含S元素，反应物中无S元素，不可能生成，排除；
2. 选项C：碳酸氢钠含H元素，反应物中无H元素，不可能生成，排除；
3. 选项D：氢氧化钠含H元素，反应物中无H元素，不可能生成，排除；
4. 选项A：碳酸钠由Na、C、O三种元素组成，符合反应物元素种类，故白色固体为碳酸钠。
【答案】
A
【知识点】
质量守恒定律，钠的化学性质
【点评】
本题通过钠与二氧化碳的反应，考查质量守恒定律的应用，核心是利用反应前后元素种类不变判断产物，属于基础题型，难度较低。
【难度系数】
0.7
首先依据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，确定反应物钠（Na）和二氧化碳（CO₂）的元素组成为Na、C、O，无其他元素。再逐一分析选项：B选项硫酸钠含S元素，反应物中无S，排除；C选项碳酸氢钠含H元素，反应物中无H，排除；D选项氢氧化钠含H元素，反应物中无H，排除；剩余A选项碳酸钠，元素组成为Na、C、O，符合反应物元素种类，故为正确答案。
【解析】
根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变。反应物为Na和CO₂，仅含Na、C、O三种元素，因此生成的白色固体只能由这三种元素组成：
1. 选项B：硫酸钠含S元素，反应物中无S元素，不可能生成，排除；
2. 选项C：碳酸氢钠含H元素，反应物中无H元素，不可能生成，排除；
3. 选项D：氢氧化钠含H元素，反应物中无H元素，不可能生成，排除；
4. 选项A：碳酸钠由Na、C、O三种元素组成，符合反应物元素种类，故白色固体为碳酸钠。
【答案】
A
【知识点】
质量守恒定律，钠的化学性质
【点评】
本题通过钠与二氧化碳的反应，考查质量守恒定律的应用，核心是利用反应前后元素种类不变判断产物，属于基础题型，难度较低。
【难度系数】
0.7
3. (2024·青海)《天工开物》中有我国古代炼铁的记载，炼铁的主要原理是$\ce{Fe_{2}O_{3} + 3CO\xlongequal{高温} 2Fe + 3X}$，X的化学式为（
A.$\ce{H_{2}O}$
B.$\ce{CO}$
C.$\ce{Fe_{3}O_{4}}$
D.$\ce{CO_{2}}$
D
）A.$\ce{H_{2}O}$
B.$\ce{CO}$
C.$\ce{Fe_{3}O_{4}}$
D.$\ce{CO_{2}}$
答案
D
解析
【分析】要确定化学反应中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、数目均保持不变。通过计算反应前后各原子的总数，对比得出X的原子构成，即可确定其化学式。
【解析】根据质量守恒定律，反应前后原子的种类和数目不变。反应前：Fe原子2个，C原子3个，O原子总数为3（来自$\ce{Fe_{2}O_{3}}$）+3（来自$\ce{CO}$）=6个；反应后：已生成2个Fe原子，剩余的3个X分子中应含有3个C原子和6个O原子，因此每个X分子由1个C原子和2个O原子构成，即X的化学式为$\ce{CO_{2}}$。
【答案】D
【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应用，是化学基础考点，解题核心是准确数出反应前后各原子的数目，难度较低，适合巩固化学基础。
【难度系数】0.8
【解析】根据质量守恒定律，反应前后原子的种类和数目不变。反应前：Fe原子2个，C原子3个，O原子总数为3（来自$\ce{Fe_{2}O_{3}}$）+3（来自$\ce{CO}$）=6个；反应后：已生成2个Fe原子，剩余的3个X分子中应含有3个C原子和6个O原子，因此每个X分子由1个C原子和2个O原子构成，即X的化学式为$\ce{CO_{2}}$。
【答案】D
【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应用，是化学基础考点，解题核心是准确数出反应前后各原子的数目，难度较低，适合巩固化学基础。
【难度系数】0.8
4. 在反应A+3B=2C+3D中，已知2.3 g A跟4.8 g B恰好完全反应生成4.4 g C。又知D的相对分子质量为18，则A的相对分子质量为 （
A.23
B.46
C.92
D.96
B
）A.23
B.46
C.92
D.96
答案
B
解析
【分析】
首先根据质量守恒定律计算出生成D的质量，再利用化学方程式中各物质的质量比等于相对分子质量与化学计量数乘积之比的关系，设A的相对分子质量为未知数，列比例式求解即可。
【解析】
1. 根据质量守恒定律，反应前后物质的总质量相等，因此生成D的质量为：$2.3g + 4.8g - 4.4g = 2.7g$；
2. 设A的相对分子质量为$x$，在反应$A + 3B = 2C + 3D$中，A与D的质量比等于其相对分子质量与化学计量数乘积之比，即：
$\frac{x}{3×18} = \frac{2.3g}{2.7g}$
解得：$x = \frac{2.3g × 54}{2.7g} = 46$
【答案】
B
【知识点】
质量守恒定律；化学方程式计算；相对分子质量
【点评】
本题考查质量守恒定律的应用及化学方程式的简单计算，属于基础题型，解题关键是先利用质量守恒求出未知物D的质量，再结合化学方程式的比例关系列式计算，难度较低。
【难度系数】
0.7
首先根据质量守恒定律计算出生成D的质量，再利用化学方程式中各物质的质量比等于相对分子质量与化学计量数乘积之比的关系，设A的相对分子质量为未知数，列比例式求解即可。
【解析】
1. 根据质量守恒定律，反应前后物质的总质量相等，因此生成D的质量为：$2.3g + 4.8g - 4.4g = 2.7g$；
2. 设A的相对分子质量为$x$，在反应$A + 3B = 2C + 3D$中，A与D的质量比等于其相对分子质量与化学计量数乘积之比，即：
$\frac{x}{3×18} = \frac{2.3g}{2.7g}$
解得：$x = \frac{2.3g × 54}{2.7g} = 46$
【答案】
B
【知识点】
质量守恒定律；化学方程式计算；相对分子质量
【点评】
本题考查质量守恒定律的应用及化学方程式的简单计算，属于基础题型，解题关键是先利用质量守恒求出未知物D的质量，再结合化学方程式的比例关系列式计算，难度较低。
【难度系数】
0.7
5. 在反应A+3B=2C+2D中，28 g A与一定质量的B恰好完全反应，生成88 g C。若C、D的相对分子质量之比为22:9，则A、B的相对分子质量之比为（
A.7:8
B.8:7
C.7:24
D.24:7
A
）A.7:8
B.8:7
C.7:24
D.24:7
答案
A 解析:设生成 D 的质量为 x,假设 C 的相对分子质量为 22,D 的相对分子质量为 9。
A+3B==== 2C + 2D
2×22 2×9
88 g x
$\frac{2×22}{2×9}=\frac{88\ \mathrm{g}}{x}$ x=36 g
参加反应的 B 的质量为 88 g+36 g-28 g=96 g,设 A 的相对分子质量为 y,B 的相对分子质量为 z。
A + 3B ====2C+2D
y 3z
28 g 96 g
$\frac{y}{3z}=\frac{28\ \mathrm{g}}{96\ \mathrm{g}}$ $\frac{y}{z}=\frac{7}{8}$
A+3B==== 2C + 2D
2×22 2×9
88 g x
$\frac{2×22}{2×9}=\frac{88\ \mathrm{g}}{x}$ x=36 g
参加反应的 B 的质量为 88 g+36 g-28 g=96 g,设 A 的相对分子质量为 y,B 的相对分子质量为 z。
A + 3B ====2C+2D
y 3z
28 g 96 g
$\frac{y}{3z}=\frac{28\ \mathrm{g}}{96\ \mathrm{g}}$ $\frac{y}{z}=\frac{7}{8}$
解析
【分析】
本题需分三步解题：第一步，利用C、D的相对分子质量比及化学方程式中C、D的计量数，结合生成C的质量，求出生成D的质量；第二步，根据质量守恒定律，计算参加反应的B的质量；第三步，设A、B的相对分子质量，结合化学方程式中A、B的质量关系，推导二者的相对分子质量之比。
【解析】
设C的相对分子质量为22，D的相对分子质量为9，生成D的质量为x。
反应式：$\ce{A + 3B = 2C + 2D}$
各物质的相对质量：$\ce{2×22}$ $\ce{2×9}$
对应质量：$\ce{88 g}$ $\ce{x}$
列比例式：$\frac{2×22}{2×9} = \frac{88\ \mathrm{g}}{x}$，解得$x=36\ \mathrm{g}$。
根据质量守恒定律，参加反应的B的质量 = 生成C的质量 + 生成D的质量 - 参加反应的A的质量 = $88\ \mathrm{g} + 36\ \mathrm{g} - 28\ \mathrm{g} = 96\ \mathrm{g}$。
设A的相对分子质量为$y$，B的相对分子质量为$z$。
反应式：$\ce{A + 3B = 2C + 2D}$
各物质的相对质量：$\ce{y}$ $\ce{3z}$
对应质量：$\ce{28 g}$ $\ce{96 g}$
列比例式：$\frac{y}{3z} = \frac{28\ \mathrm{g}}{96\ \mathrm{g}}$，化简得$\frac{y}{z} = \frac{7}{8}$。
【答案】
A
【知识点】
化学方程式的计算、质量守恒定律
【点评】
本题结合质量守恒定律与化学方程式的计算，考查学生对相对分子质量与反应质量比例关系的掌握，解题步骤清晰，关键在于先求出D的质量，再推导A、B的相对分子质量之比，属于基础计算题型。
【难度系数】
0.6
本题需分三步解题：第一步，利用C、D的相对分子质量比及化学方程式中C、D的计量数，结合生成C的质量，求出生成D的质量；第二步，根据质量守恒定律，计算参加反应的B的质量；第三步，设A、B的相对分子质量，结合化学方程式中A、B的质量关系，推导二者的相对分子质量之比。
【解析】
设C的相对分子质量为22，D的相对分子质量为9，生成D的质量为x。
反应式：$\ce{A + 3B = 2C + 2D}$
各物质的相对质量：$\ce{2×22}$ $\ce{2×9}$
对应质量：$\ce{88 g}$ $\ce{x}$
列比例式：$\frac{2×22}{2×9} = \frac{88\ \mathrm{g}}{x}$，解得$x=36\ \mathrm{g}$。
根据质量守恒定律，参加反应的B的质量 = 生成C的质量 + 生成D的质量 - 参加反应的A的质量 = $88\ \mathrm{g} + 36\ \mathrm{g} - 28\ \mathrm{g} = 96\ \mathrm{g}$。
设A的相对分子质量为$y$，B的相对分子质量为$z$。
反应式：$\ce{A + 3B = 2C + 2D}$
各物质的相对质量：$\ce{y}$ $\ce{3z}$
对应质量：$\ce{28 g}$ $\ce{96 g}$
列比例式：$\frac{y}{3z} = \frac{28\ \mathrm{g}}{96\ \mathrm{g}}$，化简得$\frac{y}{z} = \frac{7}{8}$。
【答案】
A
【知识点】
化学方程式的计算、质量守恒定律
【点评】
本题结合质量守恒定律与化学方程式的计算，考查学生对相对分子质量与反应质量比例关系的掌握，解题步骤清晰，关键在于先求出D的质量，再推导A、B的相对分子质量之比，属于基础计算题型。
【难度系数】
0.6
6. (2024·河北改编)当前，氨气($\ce{NH_{3}}$)的能源化应用逐渐成为研究热点。工业上常用氮气和氢气合成氨气，一定条件下，在密闭容器中加入反应物和催化剂进行该反应，反应前后各物质的质量如图所示，图中有两处被墨迹遮盖。下列说法正确的是（
A.反应后催化剂的质量为8 g
B.参加反应的氢气质量为6 g
C.氨分子的微观示意图为
D.参加反应的氮气和生成的氨气的分子个数比为$4:1$
B
）A.反应后催化剂的质量为8 g
B.参加反应的氢气质量为6 g
C.氨分子的微观示意图为
D.参加反应的氮气和生成的氨气的分子个数比为$4:1$
答案
B 解析:催化剂在反应前后质量不变,所以反应后催化剂的质量为 5 g,故 A 选项的说法不正确;由图示知,参加反应的氮气质量为 80 g-52 g=28 g,反应生成的氨气质量为 34 g,则参加反应的氢气质量为 34 g-28 g=6 g,故 B 选项的说法正确;由氨气的化学式 $\ce{NH_{3}}$ 可知,一个氨分子由一个氮原子和三个氢原子构成,故 C 选项的说法不正确;参加反应的氮气和生成的氨气的分子个数比为 $\frac{28\ \mathrm{g}}{28}:\frac{34\ \mathrm{g}}{17}=1:2$,故 D 选项的说法不正确。
解析
【分析】
本题围绕合成氨反应，需结合质量守恒定律、催化剂的性质、分子构成及化学方程式的相关计算来分析选项。解题思路：①根据催化剂反应前后质量不变判断A选项；②通过反应前后氮气的质量差算出参加反应的氮气质量，结合生成氨气的质量，利用质量守恒计算参加反应的氢气质量，判断B选项；③依据氨气的化学式判断氨分子的构成，判断C选项；④根据相对分子质量计算参加反应的氮气和生成氨气的分子个数比，判断D选项。
【解析】
工业合成氨的反应为$\ce{N_{2} + 3H_{2}\xlongequal{一定条件} 2NH_{3}}$。
1. 催化剂在化学反应前后质量不变，由题意可知反应前催化剂质量为5g，故反应后催化剂质量仍为5g，因此A选项错误；
2. 反应前氮气质量为80g，反应后氮气质量为52g，参加反应的氮气质量为$80\ \mathrm{g} - 52\ \mathrm{g} = 28\ \mathrm{g}$；由图可知生成氨气的质量为34g，根据质量守恒定律，参加反应的氢气质量为$34\ \mathrm{g} - 28\ \mathrm{g} = 6\ \mathrm{g}$，故B选项正确；
3. 氨气的化学式为$\ce{NH_{3}}$，1个氨分子由1个氮原子和3个氢原子构成，因此氨分子的微观示意图应符合该结构，故C选项错误；
4. 分子个数比等于物质质量与相对分子质量之比的比值，氮气相对分子质量为28，氨气相对分子质量为17，故参加反应的氮气和生成氨气的分子个数比为$\frac{28\ \mathrm{g}}{28}:\frac{34\ \mathrm{g}}{17}=1:2$，故D选项错误。
【答案】
B
【知识点】
质量守恒定律、化学方程式计算、分子的构成
【点评】
本题结合合成氨反应，综合考查质量守恒定律的应用、化学方程式相关计算及分子的构成，需要学生准确理解反应前后物质质量变化的意义，掌握分子个数比的计算方法，是一道注重基础应用的题目。
【难度系数】
0.6
本题围绕合成氨反应，需结合质量守恒定律、催化剂的性质、分子构成及化学方程式的相关计算来分析选项。解题思路：①根据催化剂反应前后质量不变判断A选项；②通过反应前后氮气的质量差算出参加反应的氮气质量，结合生成氨气的质量，利用质量守恒计算参加反应的氢气质量，判断B选项；③依据氨气的化学式判断氨分子的构成，判断C选项；④根据相对分子质量计算参加反应的氮气和生成氨气的分子个数比，判断D选项。
【解析】
工业合成氨的反应为$\ce{N_{2} + 3H_{2}\xlongequal{一定条件} 2NH_{3}}$。
1. 催化剂在化学反应前后质量不变，由题意可知反应前催化剂质量为5g，故反应后催化剂质量仍为5g，因此A选项错误；
2. 反应前氮气质量为80g，反应后氮气质量为52g，参加反应的氮气质量为$80\ \mathrm{g} - 52\ \mathrm{g} = 28\ \mathrm{g}$；由图可知生成氨气的质量为34g，根据质量守恒定律，参加反应的氢气质量为$34\ \mathrm{g} - 28\ \mathrm{g} = 6\ \mathrm{g}$，故B选项正确；
3. 氨气的化学式为$\ce{NH_{3}}$，1个氨分子由1个氮原子和3个氢原子构成，因此氨分子的微观示意图应符合该结构，故C选项错误；
4. 分子个数比等于物质质量与相对分子质量之比的比值，氮气相对分子质量为28，氨气相对分子质量为17，故参加反应的氮气和生成氨气的分子个数比为$\frac{28\ \mathrm{g}}{28}:\frac{34\ \mathrm{g}}{17}=1:2$，故D选项错误。
【答案】
B
【知识点】
质量守恒定律、化学方程式计算、分子的构成
【点评】
本题结合合成氨反应，综合考查质量守恒定律的应用、化学方程式相关计算及分子的构成，需要学生准确理解反应前后物质质量变化的意义，掌握分子个数比的计算方法，是一道注重基础应用的题目。
【难度系数】
0.6
