1 下列燃料在 $\ce{O_2}$ 中充分燃烧时，不会产生 $\ce{CO_2}$ 的是（）

A.$\ce{CH_4}$
B.$\ce{CO}$
C.$\ce{C_2H_5OH}$
D.$\ce{H_2}$

D 根据质量守恒定律可知,化学反应前后元素种类不变。A、B、C(√):CH4、CO、C2H5OH中均含有碳元素,在O2中充分燃烧时,会产生CO2。D(×):H2中不含碳元素,在O2中充分燃烧时,生成水,不会产生CO2。

【分析】首先明确解题思路：根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，燃料在氧气中充分燃烧时，若燃料含有碳元素，燃烧会生成含碳的物质（如CO₂）；若燃料不含碳元素，则不会生成含碳的CO₂。接下来逐一分析各选项中燃料的元素组成，判断是否含碳元素，进而确定燃烧产物是否有CO₂。
【解析】根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变：
选项A：$\ce{CH_4}$（甲烷）含碳元素，在$\ce{O_2}$中充分燃烧生成$\ce{CO_2}$和$\ce{H_2O}$，不符合题意；
选项B：$\ce{CO}$（一氧化碳）含碳元素，在$\ce{O_2}$中充分燃烧生成$\ce{CO_2}$，不符合题意；
选项C：$\ce{C_2H_5OH}$（乙醇）含碳元素，在$\ce{O_2}$中充分燃烧生成$\ce{CO_2}$和$\ce{H_2O}$，不符合题意；
选项D：$\ce{H_2}$（氢气）只含氢元素，不含碳元素，在$\ce{O_2}$中充分燃烧只生成$\ce{H_2O}$，不会产生$\ce{CO_2}$，符合题意。
【答案】D
【知识点】质量守恒定律、燃料燃烧的产物判断
【点评】本题考查质量守恒定律在燃料燃烧反应中的应用，属于化学基础知识点的考查，难度较低，旨在巩固学生对化学反应前后元素种类不变的理解。
【难度系数】0.9

2 CH₄与CO₂在一定条件下反应生成H₂和CO，该反应的微观示意图如图所示：

图中丁的微观图示为（）

D 根据质量守恒定律可知,反应前后原子种类、数目均不变。CH4与CO2在一定条件下反应生成H2和CO,由反应的微观示意图可知,反应前碳、氢、氧原子个数分别为2、4、2,已知反应后的生成物丙中碳、氢、氧原子个数分别为0、4、0,根据反应前后原子种类、数目不变,则缺少2个碳原子和2个氧原子,因为生成的是CO,1个一氧化碳分子中含有1个碳原子和1个氧原子,则图丁中应是2个一氧化碳分子,微观示意图为。

【分析】
要确定丁的微观图示，需依据质量守恒定律：化学反应前后原子的种类、数目保持不变。首先统计反应前各原子的总数，再对比已知生成物（丙）的原子构成，计算出丁中应含有的原子种类和数目，进而确定丁的微观结构。
【解析】
根据质量守恒定律，反应前后原子的种类、数目均不变。
1. 统计反应前的原子总数：反应前碳、氢、氧原子个数分别为2、4、2；
2. 已知反应后的生成物丙（H₂）中碳、氢、氧原子个数分别为0、4、0，因此反应后缺少的原子为2个碳原子和2个氧原子；
3. 由于反应生成的是CO，1个一氧化碳分子含有1个碳原子和1个氧原子，故丁应由2个一氧化碳分子构成，对应的微观图示为。
【答案】

【知识点】
质量守恒定律、微观示意图、化学微观构成
【点评】
本题结合微观示意图考查质量守恒定律的应用，核心是利用反应前后原子的种类和数目不变推导未知生成物的构成，是化学中常见的基础题型，需准确数清原子数目即可解题。
【难度系数】
0.5

3 [2026岳阳临湘期中] 密闭容器内有甲、乙、丙、丁四种物质，一定条件下发生了化学反应，反应前后各物质质量分数如图。下列说法错误的是（）


A.$x=8\%$
B.丁可能是催化剂
C.参加反应的甲、乙质量比为$3:2$
D.丙不一定是化合物

D A(√):由题图数据可知,反应后乙的质量分数x = 1 -12% -70% -10% =8%。B(√):反应前后丁的质量分数不变,则丁可能是该反应的催化剂,也可能是杂质。C(√):参加反应的甲、乙质量比为(48% -12%):(32% -8%) =3:2。D(×):该反应是甲 + 乙$\xrightarrow{一定条件}$丙,属于化合反应,丙是化合反应的生成物,至少含有两种元素,则丙一定是化合物。

【分析】
本题考查质量守恒定律的应用，解题思路为：①利用反应前后各物质质量分数总和为100%，计算反应后乙的质量分数x；②对比反应前后各物质质量分数，判断反应物、生成物及可能的催化剂；③计算参加反应的甲、乙质量比；④结合反应类型分析丙的物质类别，逐一判断选项正误。
【解析】
根据质量守恒定律，反应前后各物质质量分数之和为100%，因此反应后乙的质量分数：$x = 1 - 12\% - 70\% - 10\% = 8\%$，故A选项正确；反应前后丁的质量分数均为10%，不变，说明丁可能是该反应的催化剂，也可能是未参与反应的杂质，故B选项正确；参加反应的甲的质量分数变化为$48\% - 12\% = 36\%$，参加反应的乙的质量分数变化为$32\% - 8\% = 24\%$，则参加反应的甲、乙质量比为$36\%:24\% = 3:2$，故C选项正确；该反应中，甲、乙质量减少，为反应物，丙质量增加，为生成物，反应可表示为“甲+乙$\xrightarrow{一定条件}$丙”，属于化合反应，化合反应的生成物至少含两种元素，因此丙一定是化合物，故D选项错误。
【答案】
D
【知识点】
质量守恒定律、催化剂、化合反应
【点评】
本题通过柱状图呈现反应前后各物质的质量分数，考查质量守恒定律的应用，需学生准确计算质量分数变化、判断反应类型及物质类别，属于基础应用类题目，难度适中。
【难度系数】
0.5

4 化学兴趣小组用气密性良好的不同装置进行下列实验(如图),验证质量守恒定律。

实验1 实验2 实验3
(1)实验1:称量装置和试剂的总质量为 $ m_1 $,保持装置密闭,加热铜粉,待装置冷却后,再次称量装置和试剂的总质量为 $ m_2 $, $ m_1 $ 与 $ m_2 $ 的大小关系是 $ m_1 $ (填“＜”“＞”或“=”) $ m_2 $。
(2)实验2:将气球中的碳酸钠粉末倒入锥形瓶后,观察到的现象是 ,电子天平示数减小。
(3)为克服实验2中气球受浮力的影响。在实验3中利用硬塑料瓶改进实验装置,用电子天平称量装置和试剂的总质量,接下来的实验操作为 ,待反应结束后,再次称量装置和试剂的总质量,电子天平示数不变。

(1) =
(2)锥形瓶中反应剧烈,有大量气泡生成,白色固体消失,气球膨胀
(3)倾斜塑料瓶,使稀盐酸与碳酸钠混合

【分析】
本题围绕验证质量守恒定律的三个实验展开，需结合反应原理、装置特点分析质量变化、实验现象及操作：
(1) 实验1为密闭装置中铜粉与氧气的反应，根据质量守恒定律，密闭体系内反应前后总质量不变，据此判断质量关系；
(2) 实验2中碳酸钠与稀盐酸反应生成二氧化碳气体，结合反应特点分析现象，同时注意气球膨胀的浮力对天平示数的影响；
(3) 实验3为改进装置，需让两种反应物接触发生反应，结合塑料瓶装置的特点明确操作方法。
【解析】
(1) 实验1中，铜粉在密闭装置中加热，发生反应$\ce{2Cu + O_{2}\xlongequal{\Delta} 2CuO}$，反应前后装置内物质总质量不变，因此$m_1 = m_2$；
(2) 碳酸钠与稀盐酸反应：$\ce{Na_{2}CO_{3} + 2HCl = 2NaCl + H_{2}O + CO_{2}\uparrow}$，反应时产生大量二氧化碳气体，观察到锥形瓶内反应剧烈，有大量气泡生成，白色碳酸钠固体消失，气球因内部气体增多而膨胀；由于气球膨胀受到空气浮力，导致电子天平示数减小；
(3) 实验3中，要让稀盐酸和碳酸钠粉末混合发生反应，需倾斜塑料瓶，使瓶内的稀盐酸与碳酸钠粉末接触，保证反应在密闭体系中进行，反应前后总质量不变。
【答案】
(1) =
(2) 锥形瓶中反应剧烈，有大量气泡生成，白色固体消失，气球膨胀
(3) 倾斜塑料瓶，使稀盐酸与碳酸钠混合
【知识点】
质量守恒定律、化学反应现象、实验操作
【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，同时涉及碳酸盐与酸的反应现象，以及实验装置的改进思路，帮助学生理解密闭体系对验证质量守恒定律的重要性，是基础实验题，注重实验细节的分析。
【难度系数】
0.7

5 科普阅读题 质量守恒定律的发现对化学的发展作出了重要贡献，为人们从定量角度研究化学变化提供了基本依据。请阅读下列4个材料，回答有关问题。
材料1:出刊于1637年的《天工开物》记载:“每升水银一斤得朱十四两,次朱三两五钱,出数藉硫质而生。”
材料2:1673年,波义耳在密闭容器中煅烧不同金属,煅烧后立即打开容器盖称量金属灰,发现金属灰的质量比原来金属的质量大。
材料3:1756年,罗蒙诺索夫把锡放在密闭容器中煅烧,冷却后不打开容器盖称量,发现容器和容器中物质的总质量与煅烧前相等。
材料4:1772~1775年,拉瓦锡分别把汞、磷、硫黄、锡、铅等物质放在密闭容器中煅烧,冷却后不打开容器盖称量,发现容器和容器中物质的总质量与煅烧前相等。
(1)中国古代计量中一斤为十六两,所以《天工开物》记载的内容是指十六两水银通过提炼得到十七两五钱银朱(硫化汞),书中认为多出来的质量是硫的质量,则参加反应的硫的质量是。
(2)对比波义耳和罗蒙诺索夫的实验,结论存在差异的原因是。
(3)与罗蒙诺索夫相比,拉瓦锡得出的实验结论更可靠,其原因是。

(1)一两五钱
(2)反应结束后,波义耳打开容器盖,空气进入,因反应过程中消耗氧气,故总质量增加,而罗蒙诺索夫的实验始终在密闭容器中进行
(3)用多种物质进行实验,得出普遍规律

【分析】
本题围绕质量守恒定律的化学史展开，需结合材料信息逐一分析问题：
1. 第(1)题：根据题目给出的计量换算（1斤=16两），明确反应物水银质量和产物硫化汞（朱）的质量，利用质量守恒定律，产物质量等于参加反应的水银与硫的质量和，因此硫的质量为产物质量减去水银质量。
2. 第(2)题：对比波义耳和罗蒙诺索夫的实验操作差异，波义耳煅烧后打开容器盖，罗蒙诺索夫始终密闭，需分析打开容器盖对总质量的影响（空气进入），进而解释结论差异的原因。
3. 第(3)题：对比罗蒙诺索夫和拉瓦锡的实验对象，罗蒙诺索夫仅用锡实验，拉瓦锡用多种物质，从实验样本的广泛性分析结论可靠性的原因。
【解析】
(1) 已知中国古代1斤=16两，参加反应的水银质量为16两，生成的硫化汞（朱）质量为17两5钱。根据质量守恒定律，参加反应的各物质质量总和等于反应后生成的各物质质量总和，因此参加反应的硫的质量=硫化汞质量 - 水银质量=17两5钱 -16两=1两5钱。
(2) 波义耳的实验在煅烧后立即打开容器盖，金属煅烧过程消耗了容器内的氧气，打开容器盖后外界空气进入容器，导致称量的总质量包含了进入空气的质量，因此金属灰质量比原金属大；而罗蒙诺索夫的实验始终在密闭容器中进行，无外界物质进入，容器和容器内物质的总质量不变，因此两人结论存在差异。
(3) 罗蒙诺索夫仅用锡一种物质进行煅烧实验，结论可能存在偶然性；拉瓦锡用汞、磷、硫黄、锡、铅等多种物质进行密闭容器煅烧实验，实验样本更广泛，避免了偶然性，因此得出的结论更可靠。
【答案】
(1)一两五钱
(2)反应结束后，波义耳打开容器盖，空气进入，因反应过程中消耗氧气，故总质量增加，而罗蒙诺索夫的实验始终在密闭容器中进行
(3)用多种物质进行实验，得出普遍规律
【知识点】
质量守恒定律、化学实验探究、化学史
【点评】
本题以质量守恒定律的发现史为载体，考查学生对质量守恒定律的理解及实验分析能力，需仔细阅读材料提取关键信息，对比不同实验的操作差异和结论差异，难度适中，有助于学生巩固质量守恒定律的相关知识。
【难度系数】
0.6