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4. (2025·甘孜州)加热铜粉(反应的化学方程式为 $2CuO_{2}\xlongequal{\Delta}CuO$)验证质量守恒定律的装置如图1所示。实验过程中瓶内物质的质量和时间的关系与图2相符的是（
A.铜粉的质量
B.氧化铜的质量
C.氮气的质量
D.固体的总质量
B
）A.铜粉的质量
B.氧化铜的质量
C.氮气的质量
D.固体的总质量
答案
4.B
解析
【分析】
要解决本题，需先明确加热铜粉的反应原理，再逐一分析各选项中物质的质量随时间的变化趋势：铜在加热条件下与氧气反应生成氧化铜，反应物铜的质量会减少，生成物氧化铜的质量会增加，不参与反应的物质质量不变，固体总质量因结合氧气会增加，据此判断符合图2趋势的选项。
【解析】
加热铜粉时，铜与空气中的氧气发生反应，正确的化学方程式为$\ce{2Cu + O_{2}\xlongequal{\Delta} 2CuO}$（题目所给反应式书写有误）。对各选项分析如下：
1. 选项A：铜粉是该反应的反应物，反应过程中不断被消耗，其质量随时间逐渐减小，不符合图2的变化趋势；
2. 选项B：氧化铜是该反应的生成物，反应初始时质量为0，随着反应进行，质量逐渐增大，反应完全后质量保持不变，符合图2的变化趋势；
3. 选项C：氮气不参与铜与氧气的反应，其质量在反应前后始终不变，不符合；
4. 选项D：反应前固体为铜，反应后固体为氧化铜，根据质量守恒定律，固体总质量等于参加反应的铜的质量与氧气的质量之和，因此固体总质量会增加，但并非对应图2的趋势，不符合。
【答案】
B
【知识点】
质量守恒定律、化学方程式应用、物质质量变化分析
【点评】
本题结合实验情境考查质量守恒定律的应用，核心是明确反应中各物质的质量变化规律，易错点在于混淆反应物与生成物的质量变化，或忽略反应的正确反应物与生成物，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
要解决本题，需先明确加热铜粉的反应原理，再逐一分析各选项中物质的质量随时间的变化趋势：铜在加热条件下与氧气反应生成氧化铜，反应物铜的质量会减少，生成物氧化铜的质量会增加，不参与反应的物质质量不变，固体总质量因结合氧气会增加，据此判断符合图2趋势的选项。
【解析】
加热铜粉时，铜与空气中的氧气发生反应，正确的化学方程式为$\ce{2Cu + O_{2}\xlongequal{\Delta} 2CuO}$（题目所给反应式书写有误）。对各选项分析如下：
1. 选项A：铜粉是该反应的反应物，反应过程中不断被消耗，其质量随时间逐渐减小，不符合图2的变化趋势；
2. 选项B：氧化铜是该反应的生成物，反应初始时质量为0，随着反应进行，质量逐渐增大，反应完全后质量保持不变，符合图2的变化趋势；
3. 选项C：氮气不参与铜与氧气的反应，其质量在反应前后始终不变，不符合；
4. 选项D：反应前固体为铜，反应后固体为氧化铜，根据质量守恒定律，固体总质量等于参加反应的铜的质量与氧气的质量之和，因此固体总质量会增加，但并非对应图2的趋势，不符合。
【答案】
B
【知识点】
质量守恒定律、化学方程式应用、物质质量变化分析
【点评】
本题结合实验情境考查质量守恒定律的应用，核心是明确反应中各物质的质量变化规律，易错点在于混淆反应物与生成物的质量变化，或忽略反应的正确反应物与生成物，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
5. (2025·无锡)在一密闭容器中发生某反应,容器中各物质的质量变化如下表所示。其中未知数据正确的是
（
A.$m_1 = 17.2$
B.$m_2 = 8$
C.$m_3 = 8.8$
D.$m_4 = 2$
（
A
）A.$m_1 = 17.2$
B.$m_2 = 8$
C.$m_3 = 8.8$
D.$m_4 = 2$
答案
5.A
解析
【分析】
本题需利用质量守恒定律解题，步骤如下：1. 根据反应前后总质量相等计算反应后乙的质量；2. 计算各物质反应前后的总质量变化，确定反应中各物质的质量变化比例；3. 结合反应中丙的质量，按比例求出反应中的未知量，再对应选项判断。
【解析】
根据质量守恒定律，密闭容器内反应前后总质量相等：
反应前总质量 = 20g + 20g + 0 + 0 = 40g，因此反应后总质量也为40g，可得：
$m_4 = 40g - 13g - 16g - 11g = 0g$。
计算各物质反应前后的总质量变化：
甲减少的质量 = $20g - 13g = 7g$；
乙减少的质量 = $20g - 0g = 20g$；
丙增加的质量 = $16g - 0 = 16g$；
丁增加的质量 = $11g - 0 = 11g$；
验证：$7g + 20g = 27g$，$16g + 11g = 27g$，符合质量守恒。
反应中，丙生成6.4g，占丙总生成量的比例为：$\frac{6.4g}{16g}=0.4$，即反应进行了40%，因此反应中各物质的质量变化为总变化的40%：
甲反应中减少的质量 = $7g×0.4=2.8g$，故$m_1=20g - 2.8g=17.2g$；
乙反应中减少的质量 = $20g×0.4=8g$，故$m_2=20g - 8g=12g$；
丁反应中生成的质量 = $11g×0.4=4.4g$，故$m_3=4.4g$。
对应选项：A选项$m_1=17.2$，正确；B、C、D错误。
【答案】
A
【知识点】
质量守恒定律、化学计算
【点评】
本题考查质量守恒定律的应用，核心是利用反应前后总质量不变，结合反应中物质的质量比例关系计算未知量，需准确分析各物质的质量变化，难度适中。
【难度系数】
0.5
本题需利用质量守恒定律解题，步骤如下：1. 根据反应前后总质量相等计算反应后乙的质量；2. 计算各物质反应前后的总质量变化，确定反应中各物质的质量变化比例；3. 结合反应中丙的质量，按比例求出反应中的未知量，再对应选项判断。
【解析】
根据质量守恒定律，密闭容器内反应前后总质量相等：
反应前总质量 = 20g + 20g + 0 + 0 = 40g，因此反应后总质量也为40g，可得：
$m_4 = 40g - 13g - 16g - 11g = 0g$。
计算各物质反应前后的总质量变化：
甲减少的质量 = $20g - 13g = 7g$；
乙减少的质量 = $20g - 0g = 20g$；
丙增加的质量 = $16g - 0 = 16g$；
丁增加的质量 = $11g - 0 = 11g$；
验证：$7g + 20g = 27g$，$16g + 11g = 27g$，符合质量守恒。
反应中，丙生成6.4g，占丙总生成量的比例为：$\frac{6.4g}{16g}=0.4$，即反应进行了40%，因此反应中各物质的质量变化为总变化的40%：
甲反应中减少的质量 = $7g×0.4=2.8g$，故$m_1=20g - 2.8g=17.2g$；
乙反应中减少的质量 = $20g×0.4=8g$，故$m_2=20g - 8g=12g$；
丁反应中生成的质量 = $11g×0.4=4.4g$，故$m_3=4.4g$。
对应选项：A选项$m_1=17.2$，正确；B、C、D错误。
【答案】
A
【知识点】
质量守恒定律、化学计算
【点评】
本题考查质量守恒定律的应用，核心是利用反应前后总质量不变，结合反应中物质的质量比例关系计算未知量，需准确分析各物质的质量变化，难度适中。
【难度系数】
0.5
1. (2024·徐州)为了实现碳的资源化利用，我国科学家以纳米镍粒子作催化剂用二氧化碳合成甲烷，反应的化学方程式为$CO_{2} + 4H_{2}\xlongequal{催化剂}CH_{4} + 2X$。下列说法正确的是（
A.$\mathrm{X}$的化学式为$H_{2}O_{2}$
B.甲烷中碳、氢元素的质量比为$3:1$
C.反应前后分子的数目不变
D.参加反应的$CO_{2}$和$H_{2}$的质量比为$22:1$
B
）A.$\mathrm{X}$的化学式为$H_{2}O_{2}$
B.甲烷中碳、氢元素的质量比为$3:1$
C.反应前后分子的数目不变
D.参加反应的$CO_{2}$和$H_{2}$的质量比为$22:1$
答案
1.B
解析
【分析】
本题是化学用语的综合题，需结合质量守恒定律、元素质量比、反应中分子数目及物质质量比的计算逐一分析选项：首先根据质量守恒定律推导X的化学式，再分别计算甲烷中碳氢元素质量比、反应前后分子数目、反应物的质量比，判断各选项正误。
【解析】
1. 推导X的化学式：根据质量守恒定律，反应前后原子种类、数目不变。反应前原子：C1个、O2个、H8个；反应后现有C1个、H4个，因此2个X分子含O2个、H4个，即X的化学式为$\ce{H_{2}O}$，故A错误。
2. 判断B选项：甲烷（$\ce{CH_{4}}$）中碳、氢元素质量比为$12:(1×4)=3:1$，故B正确。
3. 判断C选项：反应前分子总数为$1+4=5$，反应后分子总数为$1+2=3$，分子数目改变，故C错误。
4. 判断D选项：参加反应的$\ce{CO_{2}}$和$\ce{H_{2}}$的质量比为$44:(4×2)=11:2$，不是$22:1$，故D错误。
【答案】
B
【知识点】
质量守恒定律、化学式计算、化学方程式相关计算
【点评】
本题考查化学基础知识点，需熟练掌握质量守恒定律的应用、元素质量比及反应中物质质量比的计算，属于基础题型，难度较低。
【难度系数】
0.7
本题是化学用语的综合题，需结合质量守恒定律、元素质量比、反应中分子数目及物质质量比的计算逐一分析选项：首先根据质量守恒定律推导X的化学式，再分别计算甲烷中碳氢元素质量比、反应前后分子数目、反应物的质量比，判断各选项正误。
【解析】
1. 推导X的化学式：根据质量守恒定律，反应前后原子种类、数目不变。反应前原子：C1个、O2个、H8个；反应后现有C1个、H4个，因此2个X分子含O2个、H4个，即X的化学式为$\ce{H_{2}O}$，故A错误。
2. 判断B选项：甲烷（$\ce{CH_{4}}$）中碳、氢元素质量比为$12:(1×4)=3:1$，故B正确。
3. 判断C选项：反应前分子总数为$1+4=5$，反应后分子总数为$1+2=3$，分子数目改变，故C错误。
4. 判断D选项：参加反应的$\ce{CO_{2}}$和$\ce{H_{2}}$的质量比为$44:(4×2)=11:2$，不是$22:1$，故D错误。
【答案】
B
【知识点】
质量守恒定律、化学式计算、化学方程式相关计算
【点评】
本题考查化学基础知识点，需熟练掌握质量守恒定律的应用、元素质量比及反应中物质质量比的计算，属于基础题型，难度较低。
【难度系数】
0.7
2.（2025·宿迁）我国首次将太阳能规模转化为液体燃料甲醇，称为“液态阳光”技术。其合成流程示意图如图所示，下列有关说法不正确的是（
A.反应Ⅰ的化学方程式为 $2H_{2}O\xlongequal{通电}2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow$
B.反应Ⅱ中$○●○$和$○○$的分子个数比为 $1:1$
C.生产 $48\ \mathrm{t}$ 甲醇，理论上可以吸收 $66\ \mathrm{t}\ CO_{2}$
D.实现了 $CO_{2}$ 的资源化利用和“零碳”排放
B
）A.反应Ⅰ的化学方程式为 $2H_{2}O\xlongequal{通电}2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow$
B.反应Ⅱ中$○●○$和$○○$的分子个数比为 $1:1$
C.生产 $48\ \mathrm{t}$ 甲醇，理论上可以吸收 $66\ \mathrm{t}\ CO_{2}$
D.实现了 $CO_{2}$ 的资源化利用和“零碳”排放
答案
2.B
解析
【分析】首先根据微观示意图确定各粒子对应的物质：○为H原子，斜线○为O原子，黑球●为C原子，因此反应Ⅰ是水（H₂O）分解生成氢气（H₂）和氧气（O₂）；反应Ⅱ的反应物是CO₂和H₂，生成物是甲醇（CH₃OH）和H₂O。解题时需逐一分析选项：先判断反应Ⅰ的化学方程式是否正确，再配平反应Ⅱ的化学方程式确定反应物分子个数比，接着利用化学方程式进行质量计算，最后判断技术的意义。
【解析】1. 反应Ⅰ：水通电分解生成氢气和氧气，化学方程式为$2H_{2}O\xlongequal{通电}2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow$，故A选项正确。
2. 反应Ⅱ：配平后化学方程式为$CO_{2} + 3H_{2}\xlongequal{一定温度、催化剂}CH_{3}OH + H_{2}O$，反应物$CO_{2}$和$H_{2}$的分子个数比为$1:3$，不是$1:1$，故B选项错误。
3. 质量计算：甲醇（$CH_{3}OH$）的相对分子质量为$12+4×1+16=32$，$CO_{2}$的相对分子质量为$12+2×16=44$。设生产$48\ \mathrm{t}$甲醇需要吸收$CO_{2}$的质量为$x$，根据反应关系$CO_{2} ∼ CH_{3}OH$，可得$\frac{44}{32}=\frac{x}{48\ \mathrm{t}}$，解得$x=66\ \mathrm{t}$，故C选项正确。
4. 技术意义：该技术将$CO_{2}$转化为液体燃料甲醇，实现了$CO_{2}$的资源化利用，且利用太阳能发电，减少碳排放，符合“零碳”排放理念，故D选项正确。综上，不正确的是B。
【答案】B
【知识点】化学方程式书写、根据化学方程式计算、二氧化碳的资源化利用
【点评】本题结合“液态阳光”技术的微观示意图，考查化学方程式的书写、计算及二氧化碳的应用，需准确识别微观粒子对应的物质，配平反应方程式并进行相关计算，整体难度适中。
【难度系数】0.5
【解析】1. 反应Ⅰ：水通电分解生成氢气和氧气，化学方程式为$2H_{2}O\xlongequal{通电}2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow$，故A选项正确。
2. 反应Ⅱ：配平后化学方程式为$CO_{2} + 3H_{2}\xlongequal{一定温度、催化剂}CH_{3}OH + H_{2}O$，反应物$CO_{2}$和$H_{2}$的分子个数比为$1:3$，不是$1:1$，故B选项错误。
3. 质量计算：甲醇（$CH_{3}OH$）的相对分子质量为$12+4×1+16=32$，$CO_{2}$的相对分子质量为$12+2×16=44$。设生产$48\ \mathrm{t}$甲醇需要吸收$CO_{2}$的质量为$x$，根据反应关系$CO_{2} ∼ CH_{3}OH$，可得$\frac{44}{32}=\frac{x}{48\ \mathrm{t}}$，解得$x=66\ \mathrm{t}$，故C选项正确。
4. 技术意义：该技术将$CO_{2}$转化为液体燃料甲醇，实现了$CO_{2}$的资源化利用，且利用太阳能发电，减少碳排放，符合“零碳”排放理念，故D选项正确。综上，不正确的是B。
【答案】B
【知识点】化学方程式书写、根据化学方程式计算、二氧化碳的资源化利用
【点评】本题结合“液态阳光”技术的微观示意图，考查化学方程式的书写、计算及二氧化碳的应用，需准确识别微观粒子对应的物质，配平反应方程式并进行相关计算，整体难度适中。
【难度系数】0.5
3. (2024·天津,双选)2023年亚运会的主火炬采用废碳再生的“绿色零碳甲醇”作为燃料,生成
甲醇的化学方程式为 $CO_{2} + 3H_{2}\xlongequal[催化剂]{一定温度}CH_{3}OH + H_{2}O$。实验小组将一定质量的甲醇与
5.6 g氧气混合于密闭容器内,在一定条件下反应物完全耗尽,生成5.1 g一氧化碳和二氧化
碳的混合气体,同时生成水。下列说法正确的是（
A.生成8 t甲醇,理论上可以吸收二氧化碳的质量为11 t
B.密闭容器中生成一氧化碳的质量为1.4 g
C.密闭容器中参加反应的甲醇与生成的二氧化碳的质量比为$10:11$
D.密闭容器中一氧化碳全部转化为二氧化碳,还需要0.2 g氧气
甲醇的化学方程式为 $CO_{2} + 3H_{2}\xlongequal[催化剂]{一定温度}CH_{3}OH + H_{2}O$。实验小组将一定质量的甲醇与
5.6 g氧气混合于密闭容器内,在一定条件下反应物完全耗尽,生成5.1 g一氧化碳和二氧化
碳的混合气体,同时生成水。下列说法正确的是（
AC
）A.生成8 t甲醇,理论上可以吸收二氧化碳的质量为11 t
B.密闭容器中生成一氧化碳的质量为1.4 g
C.密闭容器中参加反应的甲醇与生成的二氧化碳的质量比为$10:11$
D.密闭容器中一氧化碳全部转化为二氧化碳,还需要0.2 g氧气
答案
3.AC
解析
【分析】
本题需结合质量守恒定律和化学方程式计算分析各选项：首先利用氢元素守恒（反应前后氢元素质量不变）计算参加反应的甲醇质量和生成水的质量；再根据碳元素守恒，结合CO和CO₂的总质量，列方程求出两者质量；最后逐一判断选项。
【解析】
1. 计算参加反应的甲醇质量和生成水的质量：
甲醇（CH₃OH）中氢元素质量分数为$\frac{4}{32}=\frac{1}{8}$，水中氢元素质量分数为$\frac{2}{18}=\frac{1}{9}$。设甲醇质量为$x$，生成水的质量为$y$，根据氢元素守恒：
$x×\frac{1}{8}=y×\frac{1}{9}$ → $y=\frac{9}{8}x$
根据质量守恒定律，反应前后总质量相等：
$x +5.6g=5.1g + y$
将$y=\frac{9}{8}x$代入得：$x +5.6=5.1+\frac{9}{8}x$，解得$x=4g$，则$y=\frac{9}{8}×4g=4.5g$。
2. 计算CO和CO₂的质量：
甲醇中碳元素质量为$4g×\frac{12}{32}=1.5g$，设CO质量为$m$，CO₂质量为$5.1g -m$，根据碳元素守恒：
$m×\frac{12}{28}+(5.1g -m)×\frac{12}{44}=1.5g$
化简得：$\frac{3m}{7}+\frac{12(5.1 -m)}{44}=1.5$，解得$m=0.7g$，则CO₂质量为$5.1g -0.7g=4.4g$。
3. 逐一判断选项：
选项A：根据反应$CO_2 +3H_2\xlongequal{一定温度、催化剂}CH_3OH +H_2O$，CO₂与CH₃OH的质量比为$44:32$，设生成8t甲醇需吸收CO₂质量为$z$，则$\frac{44}{32}=\frac{z}{8t}$，解得$z=11t$，A正确。
选项B：由上述计算，生成CO质量为0.7g，不是1.4g，B错误。
选项C：参加反应的甲醇质量为4g，生成CO₂质量为4.4g，质量比为$4g:4.4g=10:11$，C正确。
选项D：CO转化为CO₂的反应为$2CO +O_2\xlongequal{点燃}2CO_2$，设需要O₂质量为$a$，则$\frac{56}{32}=\frac{0.7g}{a}$，解得$a=0.4g$，不是0.2g，D错误。
综上，正确选项为AC。
【答案】
AC
【知识点】
质量守恒定律、化学方程式计算
【点评】
本题是化学计算综合题，需灵活运用质量守恒定律（元素守恒、总质量守恒），步骤较多，对学生计算能力和逻辑分析能力要求较高，属于中等难度双选题。
【难度系数】
0.5
本题需结合质量守恒定律和化学方程式计算分析各选项：首先利用氢元素守恒（反应前后氢元素质量不变）计算参加反应的甲醇质量和生成水的质量；再根据碳元素守恒，结合CO和CO₂的总质量，列方程求出两者质量；最后逐一判断选项。
【解析】
1. 计算参加反应的甲醇质量和生成水的质量：
甲醇（CH₃OH）中氢元素质量分数为$\frac{4}{32}=\frac{1}{8}$，水中氢元素质量分数为$\frac{2}{18}=\frac{1}{9}$。设甲醇质量为$x$，生成水的质量为$y$，根据氢元素守恒：
$x×\frac{1}{8}=y×\frac{1}{9}$ → $y=\frac{9}{8}x$
根据质量守恒定律，反应前后总质量相等：
$x +5.6g=5.1g + y$
将$y=\frac{9}{8}x$代入得：$x +5.6=5.1+\frac{9}{8}x$，解得$x=4g$，则$y=\frac{9}{8}×4g=4.5g$。
2. 计算CO和CO₂的质量：
甲醇中碳元素质量为$4g×\frac{12}{32}=1.5g$，设CO质量为$m$，CO₂质量为$5.1g -m$，根据碳元素守恒：
$m×\frac{12}{28}+(5.1g -m)×\frac{12}{44}=1.5g$
化简得：$\frac{3m}{7}+\frac{12(5.1 -m)}{44}=1.5$，解得$m=0.7g$，则CO₂质量为$5.1g -0.7g=4.4g$。
3. 逐一判断选项：
选项A：根据反应$CO_2 +3H_2\xlongequal{一定温度、催化剂}CH_3OH +H_2O$，CO₂与CH₃OH的质量比为$44:32$，设生成8t甲醇需吸收CO₂质量为$z$，则$\frac{44}{32}=\frac{z}{8t}$，解得$z=11t$，A正确。
选项B：由上述计算，生成CO质量为0.7g，不是1.4g，B错误。
选项C：参加反应的甲醇质量为4g，生成CO₂质量为4.4g，质量比为$4g:4.4g=10:11$，C正确。
选项D：CO转化为CO₂的反应为$2CO +O_2\xlongequal{点燃}2CO_2$，设需要O₂质量为$a$，则$\frac{56}{32}=\frac{0.7g}{a}$，解得$a=0.4g$，不是0.2g，D错误。
综上，正确选项为AC。
【答案】
AC
【知识点】
质量守恒定律、化学方程式计算
【点评】
本题是化学计算综合题，需灵活运用质量守恒定律（元素守恒、总质量守恒），步骤较多，对学生计算能力和逻辑分析能力要求较高，属于中等难度双选题。
【难度系数】
0.5
