5.1.1 质量守恒定律（1）
一、单选题
1．下列叙述完全符合质量守恒定律的是
A．1.2 g碳与3.2 g氧气恰好完全反应可生成4.4 g二氧化碳
B．水结成冰前后，质量保持不变
C．50水和50乙醇混合后总体积小于100
D．在100 g过氧化氢溶液中，含有30 g过氧化氢和70 g水
2．下列说法不符合质量守恒定律的是
A．反应前后元素种类不变
B．反应前后各种原子的数目没有增减
C．100g干冰汽化后变成100g二氧化碳气体
D．镁在空气中燃烧，生成物的质量大于镁的质量
3．某密闭容器内有X、Y、Z、W四种物质，在一定条件下充分反应，测得反应前后各物质的质量如下表下列说法不正确的是
物质 X Y Z W
反应前质量/g 4 1 14 2
反应后质量/g 待测 5 4 8
A．X可能是催化剂
B．该反应的反应类型为置换反应
C．该反应中Y与W变化的质量比是2∶3
D．Z中所含元素类别与Y和W两物质所含元素类别相同
4．下列描述错误的是
A．由同种分子构成的物质是纯净物，则纯净物一定由同种分子构成
B．催化剂在反应前后质量不变，但反应前后质量不变的物质不一定是催化剂
C．化合物至少由两种元素组成，但由两种元素组成的物质不一定是化合物
D．CH4燃烧生成H2O和CO2，则在O2中燃烧生成H2O和CO2的物质一定含有C、H
5．下列描述符合质量守恒定律的是
A．5ml酒精与5ml水混合后，总体积小于成10ml B．水结成冰前后质量保持不变
C．10g的镁与10g氧气完全反应生成20g氧化镁 D．煤块在空气中燃烧质量变小
6．在密闭容器中有甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下充分反应，测得反应前后各物质的质量分数如图所示。下列说法中正确的是
A．甲可能是单质，也可能是化合物
B．丁一定是该反应的催化剂
C．反应后，甲、乙的质量和一定等于丙的质量
D．该反应可能是氢气在氧气中燃烧的反应
7．下图为某化学反应的微观示意图，下列说法正确的是
A．的分子式是CO2 B．图示中共有3种化合物
C．该化学反应中分子不可分 D．该反应不符合质量守恒定律
8．下列说法中，不正确的是
A．化学变化的过程常会伴随能量变化
B．一切化学变化都遵循质量守恒定律
C．我国规定食盐中必须加碘，“碘”是指“碘元素”
D．铁丝能在氧气中燃烧生成红色的氧化铁粉末
9．在一密闭容器中加入甲、乙、丙、丁四种物质，在适当条件下发生化学反应，测得反应前及t1、t2时各物质质量如图所示，下列说法中不正确的是
A．该反应为化合反应，丙可能为该反应的催化剂
B．t1至t2时，容器中各物质的质量保持不变
C．该反应中，乙、丁的质量变化之比为7：5
D．该反应中，甲、乙的质量变化之比为1：4
10．镁带在耐高温的密封容器中（内含空气）加热，下图中，能正确地表示容器里所盛物质总质量变化的是
A． B．
C． D．
11．根据质量守恒定律，下列说法正确的是
A．燃烧的镁带和生成的白色粉末质量相等
B．12g碳在60g氧气中充分燃烧，一定能生成72g二氧化碳
C．水分解的质量等于生成的氢气和氧气的质量总和
D．蜡烛燃烧，固体质量减小，不符合质量守恒定律
12．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下：
物质 a b c d
反应前质量（g） 6.4 3.2 4.0 0.5
反应后质量（g） 待测 2.56 7.2 0.5
下列说法中错误的是
A．a和b是反应物，d可能是催化剂。
B．反应后a物质的质量为4.64g
C．c物质中元素的种类，一定等于a、b二种物质中元素的种类
D．若物质a与物质b的相对分子质量之比为2：1，则反应中a与b的化学计量数之比为2：1
13．已知：。如图表示一定质量的NaHCO3受热过程中变量y随时间的变化趋势（该过程中Na2CO3不分解）。则变量y表示
A．固体质量 B．碳元素质量
C．水的质量 D．二氧化碳的体积
14．在一个密闭容器中，有a、b、c三种物质，在一定条件下充分反应，测得反应前后各物质质量的变化情况如表所示，下列说法正确的是
物质 a b c
反应前质量/g 100 100 200
反应后质量变化百分比 减少10% 减少10% 增加10%
A．该反应不遵守质量守恒定律
B．反应中a、b、c三种物质的质量比为1：1：1
C．该反应属于分解反应
D．该反应可能为
二、填空题
15．为了探究化学反应前后物质的总质量是否发生改变，甲、乙、丙3位同学分别设计了A、B、C实验。已知A、B、C的反应化学方程式，C的反应化学方程式为（注：Cu(OH)2为蓝色），请根据图示回答：
(1)如图A，小妍将烧杯放在天平左盘，使天平重新平衡。然后使稀盐酸与石灰石粉末混合，一段时间后再把烧杯放回天平左盘，发现托盘天平的指针_______（选填“向左”、“向右”或“不”）偏转，其原因是_________；
(2)如图B，小芳通过白磷燃烧前后质量的测定验证质量守恒定律。用红热的玻璃管引燃白磷，发生反应的的化学方程式为__________；实验时若取用白磷的量不足，对实验的结果_______（填“有”或“没有”）影响。
(3)如图C，实验时将试管中的硫酸铜溶液倒入烧杯中的氢氧化钠溶液中，试管仍然放回烧杯，反应时烧杯中的现象是________。
(4)①镁条在空气中完全燃烧后生成氧化镁（只考虑氧气参加反应，下同），若固体质量变化如图D表示，则m2与m1之差表示________的质量。
②如图E所示，根据质量守恒定律，镁条在空气中燃烧后生成物的质量应该大于镁条的质量，而实际镁条完全燃烧后，称量得知石棉网上留下固体质量反而比反应前镁条还轻，其原因可能是_______。
16．质量守恒定律的发现对化学的发展做出了重要贡献。
(1)化学反应前后肯定没有变化的是 （填字母序号）；
①原子数目 ②分子数目 ③元素种类 ④物质种类 ⑤原子种类 ⑥物质的总质量
A．①④⑥ B．①③⑤⑥ C．①②⑥ D．②③⑤
(2)某纯净物 X 在空气中完全燃烧，反应的化学方程式为：X+3O2=2CO2+3H2O（反应条件已略去），则 X 的化学式为_________；
(3)在氧气中点燃红磷的实验过程，固体质量变化如图所示。
①请写出红磷在氧气中燃烧时的现象_________；
②该反应的化学方程式为_________；
③参加反应的氧气质量为_________g。
17．水在通电的条件下能分解，其微观过程如下图。
(1)该反应过程示意图的正确顺序是______（填标号）。
(2)该反应的化学方程式为______。
(3)该反应遵循质量守恒定律，是因为化学反应前后原子的种类、质量和______不变。
18．“见著知微，见微知著”是化学的思维方法。
(1)汞是由_________构成的。
(2)元素周期表中铈元素的有关信息如下图所示，下列说法正确的是 （填字母）。
A．铈属于非金属元素
B．铈原子的核外电子数为58
C．铈的相对原子质量是140.1g
(3)根据下列四种粒子的结构示意图，回答问题。
①它们属于同种元素的是________（填字母）；
②B和C两种粒子的_________相同，所以它们具有相似的化学性质；
③D表示的粒子是_________（填“原子”、“阳离子”或“阴离子”）；
(4)下图表示两种气体发生化学反应，其中相同的球代表同种原子。根据图示信息，下列说法正确的是 （填字母）。
A．该反应生成两种物质 B．该反应是置换反应
C．化学反应前后元素的化合价不变 D．化学反应前后元素的质量不变
19．根据图所示的实验回答有关问题。
(1)利用甲装置进行实验的目的是_________，红磷燃烧的现象是________。若实验中红磷用量太少，对实验结果_______(选填“有”或“无”)影响。
(2)乙装置是气体X燃烧的实验。干冷的烧杯内壁出现水雾，则气体X可能是______(填序号)。
①氧气 ②氢气 ⑤一氧化碳 ④甲烷
(3)丙装置a试管生成的气体是________(填物质的名称)。该实验得出的结论是_______。
20．社会发展离不开通讯技术的发展以及新能源的开发和利用。
(1)近期化学家首次制造出纯碳环（如图a），将极大推动分子晶体管的发展。科学家操作“氧—碳”分子()逐步除去其多余的含氧部分(如图b)，得到一种环碳分子，制造该环碳的各步骤中，每次去除的物质M为__________(填化学式)。
(2)商用5G通信已经开始启用。5G通信芯片用氮化镓材料制成，如图c是镓(Ga)原子的结构示意图，其中X=_____，氮化镓的化学式是_________；(氮化镓中氮元素显-3价)。
(3)科学家发现，可以将树木纤维素转变成超级储能装置。如图是转化过程中发生反应的微观示意图，请写出该反应的化学方程式：__________。
1
答案解析
1．A
【解析】A、由碳与氧气反应化学方程式可知，碳、氧气、二氧化碳的质量比为12：32：44=3：8：11，则1.2g碳与3.2g氧气反应可生成4.4g二氧化碳；故选项说法正确；
B、水结成冰是物理变化，不是化学变化，不能用质量守恒定律来解释；故选项说法错误；
C、50mL水和50mL乙醇混合后总体积小于100mL，是因为分子间有间隔，此变化为物理变化，不能用质量守恒定律解释；故选项说法错误；
D、在100g过氧化氢溶液中，含有30g过氧化氢和70g水，不是化学变化，不能用质量守恒定律来解释；故选项说法错误；
故选A。
2．C
【解析】A、根据质量守恒定律可知，物质发生化学反应前后元素的种类不变，该说法符合质量守恒定律，不符合题意；
B、根据质量守恒定律可知，反应前后各种原子的数目没有增减，该说法不符合质量守恒定律，不符合题意；
C、质量守恒定律只适用于对化学变化，100g干冰汽化后变成l00g二氧化碳气体发生的是物理变化，该说法不符合质量守恒定律，符合题意；
D、铁在氧气中燃烧，和氧气发生了化合反应，根据质量守恒定律可知，生成物的质量应等于参加反应的镁的质量与消耗的氧气的质量之和，即镁在空气中燃烧，生成物的质量大于镁的质量，该说法符合质量守恒定律，不符合题意。
故选：C。
3．B
【解析】由质量守恒定律可知，待测=4g+1g+14g+2g-5g-4g-8g=4g，X反应前后质量不变，可能是催化剂可能不参与反应；Y、W质量变大为反应物，Z质量减小为反应物；反应为Z生成Y、W，符合一变多特点属于分解反应；
A. 由分析可知，X可能是催化剂，正确；
B. 该反应的反应类型为分解反应，错误；
C. 该反应中Y与W变化的质量比是（5g-1g）：（8g-2g）=2∶3，正确；
D. 反应为Z生成YW，反应前后元素种类不变，则Z中所含元素类别与Y和W两物质所含元素类别相同，正确；
故选B。
4．A
【解析】A、由同种分子构成的物质是纯净物，则纯净物不一定由同种分子构成，例如碳是由碳原子构成的纯净物，故描述错误；
B、催化剂在反应前后质量不变，但反应前后质量不变的物质不一定是催化剂，例如不参与反应的物质，其质量和化学性质也不变的，故描述正确；
C、化合物至少由两种元素组成，但由两种元素组成的物质不一定是化合物，例如，爆鸣气含有两种元素，是混合物不是化合物，故描述正确；
D、根据质量守恒定律可知，甲烷完全燃烧生成二氧化碳和水，则在O2中燃烧生成二氧化碳和水的物质中一定含有碳元素和氢元素，故描述正确。
故选A。
5．D
【解析】A. 5ml酒精与5ml水混合后，发生的是物理变化，不符合质量守恒定律，此选项不符合题意；
B. 水结成冰，发生的是物理变化，不符合质量守恒定律，此选项不符合题意；
C. 根据化学方程式可知，镁与氧气反应时的质量比为48:32，则10g的镁与10g氧气完全反应生成氧化镁的质量<20g，此选项不符合题意；
D. 煤块在空气中燃烧生成二氧化碳等逸散到空气中去了，所以质量变小，该反应遵守质量守恒定律，此选项符合题意。
故选D。
6．A
【解析】观察图示可发现四种物质质量分数变化为：甲和乙减少，丙增多，丁不变，则是甲与乙反应生成丙，丁可能是不参与反应的杂质，也可能是催化剂，以此作答。
A、，根据反应式可知丙一定是化合物，但甲不能确定，甲可能是单质，也可能是化合物，故说法正确；
B、丁可能是不参与反应的杂质，也可能是催化剂，故说法错误；
C、根据图示可知反应后甲、乙质量分数和=42%+8%=50%≠40%，故原说法错误；
D、，根据图示可知参与反应的甲、乙质量比=（70%-42%）∶（14%-8%）=14∶3，氢气在氧气中燃烧的氧气、氢气质量比=（16×2）∶（2×1×2）=8∶1≠14∶3，故原说法错误。
故选A
7．B
【解析】由图可知，该反应为二氧化碳和氢气在200℃～280℃和催化剂的条件下反应生成甲醇和水，该反应的化学方程式为：。
A、每个分子由2个氢原子和1个氧原子构成，分子数为H2O，不符合题意；
B、 由图可知，图中涉及四种物质，分别是二氧化碳、氢气、甲醇和水，二氧化碳是由C、O元素组成的纯净物，属于化合物，氢气是由氢元素组成的纯净物，属于单质，甲醇是由C、H、O三种元素组成的纯净物，属于化合物，水是由H、O元素组成的纯净物，属于化合物，故图示中共有3种化合物，符合题意；
C、由图可知，在该反应中，分子分为原子，原子重新组合为新的分子，不符合题意；
D、该反应有甲醇等新物质生成，属于化学变化，遵循质量守恒定律，不符合题意。
故选B。
8．D
【解析】A、化学变化不但生成其他物质，还伴随着能量的变化。A正确。
B、质量守恒定律仅适用于化学变化，一切化学变化都遵循质量守恒定律。B正确。
C、食盐中加碘，“碘”是指“碘元素”。C正确。
D、铁丝能在氧气中燃烧生成黑色的四氧化三铁固体。D错。
综上所述：选择D。
9．D
【解析】反应后质量增加的是生成物，减少的是反应物，由图中信息可知：反应后乙的质量增加了32g-4g=28g，是生成物；丁的质量减少了24g-4g=20g，是反应物；丙质量不变，可能做催化剂；根据质量守恒定律，反应物还少8克，甲减少的质量为16g-8g=8g，所以甲是反应物，反应物是甲和丁，生成物是乙。
A、该反应物是甲和丁，生成物是乙，该反应是由两种物质生成一种物质，属于化合反应；丙的质量在化学反应前后不变，可能做催化剂，也可能既不是催化剂，也不是反应物和生成物，故A正确；
B、由图可知，t1至t2时，容器中各物质的质量保持不变 ，故B正确；
C、该反应中乙、丁的质量变化之比=28g：20g=7：5，故C正确；
D、该反应中甲、乙的质量变化之比=8g：28g=2：7，故D错误；
故选D。
10．B
【解析】镁带在耐高温的密封容器中（内含空气）加热，发生化学反应镁和氧气反应生成氧化镁，根据质量守恒定律：化学反应中参加反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和，所以容器里所盛物质总质量不会改变。
故选：B。
11．C
【解析】A、根据质量守恒定律，燃烧的镁带和参加反应的氧气质量和与生成的白色粉末氧化镁质量相等。A错。
B、根据化学方程式可知，12g碳在32g氧气中充分燃烧，一定能生成44g二氧化碳。B错。
C、根据质量守恒定律，水分解的质量等于生成的氢气和氧气的质量总和。C正确。
D、蜡烛燃烧，生成水蒸气和二氧化碳，固体质量减小，仍符合质量守恒定律。D错。
综上所述：选择C。
12．B
【解析】由质量守恒定律：化学反应前后各物质质量总和相等，推知待测值为6.4+3.2+4.0+0.5-2.56-7.2-0.5=3.84。所以可知a的质量减小了2.56g，b的质量减小了0.64g，c的质量增加了3.2g，d的质量不变。由此可知该反应的方程式为。
A.a和b是反应物，d可能是催化剂，选项说法正确。
B.反应后a物质的质量为3.84g，选项说法错误。
C. 由质量守恒定律：化学反应前后元素种类不变可知，c物质中元素的种类，一定等于a、b二种物质中元素的种类，选项说法正确。
D.物质a与物质b的质量比为2.56:0.64=4:1，若物质a与物质b的相对分子质量之比为2：1，则反应中a与b的化学计量数之比为2：1，选项说法正确。
故选：B。
13．A
【解析】A、加热到一定温度，碳酸氢钠才能分解，随着反应的进行，二氧化碳和水蒸气逸出，固体的质量逐渐减小，至完全反应不再发生改变，由故选项正确。
B、由质量守恒定律，反应前后碳元素的质量不变，故选项错误。
C、加热到一定温度，碳酸氢钠才能分解，随着反应的进行，水的质量逐渐增加，至完全反应不再发生改变，故选项错误。
D、加热到一定温度，碳酸氢钠才能分解，随着反应的进行，二氧化碳的体积逐渐增加，至完全反应不再发生改变，故选项错误。
故选：A
14．D
【解析】根据反应前后质量变化可知，a、b反应后质量减少，c质量增加，所以a、b为反应物，c为生成物，质量关系为10g的a与10g的b反应生成20g的c。
A、任何化学反应都应遵守质量守恒定律，故A不符合题意；
B、反应中a、b、c三种物质的质量比为10:10:20，即1:1:2，故B不符合题意；
C、根据分析可知，a、b为反应物，c为生成物，反应特点为多变一，应该属于化合反应，故C不符合题意；
D、硫和氧气反应生成二氧化硫的质量关系为32g的硫与32g的氧气反应生成64g的二氧化硫，质量比为1:1:2，该反应符合题目要求，故D符合题意。
故选D。
15．(1) 向右 左侧烧杯中石灰石与稀盐酸发应产生二氧化碳，二氧化碳逸散到空气中使左侧托盘中物质总质量减少；
(2) 4P+5O22P2O5 没有
(3)溶液中产生蓝色沉淀
(4) 参加反应的氧气 燃烧的产物MgO部分变成粉尘漂到空气中
【解析】本题考查对质量守恒定律的实验探究。
(1)石灰石的主要成分为碳酸钙，碳酸钙与稀盐酸反应生成二氧化碳，二氧化碳气体逸散到空气中，使反应后物质的总质量变小，反应物放在天平的左侧，故天平向右侧倾斜；
(2)磷与氧气反应生成五氧化磷，化学反应方程式为4P+5O22P2O5；反应在密闭的空间中发生，反应前后物质的总质量不发生变化，白磷的用量多少不影响探究质量守恒的结果；
(3)硫酸铜与氢氧化钠反应生成氢氧化铜沉淀与硫酸钠，氢氧化铜沉淀为蓝色，故观察到实验现象为溶液中产生蓝色沉淀；
(4)镁与氧气反应生成氧化镁，根据质量守恒定律反应前物质的总质量等于反应后物质的总质量，则m2与m1的差值为参加反应的氧气的质量；部分氧化镁可能变成粉末状漂到空气中，使保留下来的固体总质量减小。
16．(1)B
(2)C2H6O##C2H5OH
(3) 剧烈燃烧,放出热量，生成大量白烟 8
【解析】(1)化学变化过程是反应物的分子分成原子，原子再重新组合成新的分子，所以化学反应中原子是最小的微粒，化学反应过程只是原子重新组合的过程；元素是有相同质子数的同一类原子的总称，化学反应前后肯定没有变化的是：原子数目、元素种类、原子种类、物质的总质量；故选：B；
(2)化学反应前后原子的种类、个数不变，某纯净物X在空气中完全燃烧，反应的化学方程式为：，反应前有6个氧原子，反应后有7个氧原子、6个氢原子和两个碳原子，所以X分子中含有两个碳原子、六个氢原子和一个氧原子，则X的化学式为（或）；
(3)①红磷在氧气中燃烧时的现象是剧烈燃烧，放出热量，生成大量白烟；
②磷燃烧生成五氧化二磷，反应的化学方程式为；
③五氧化二磷的质量等于参加反应的氧气和磷的质量和，参加反应的氧气质量为。
17．(1)cab
(2)
(3)数目
【解析】(1)水分子在通电条件下，分裂成氢原子、氧原子，氢原子、氧原子重新组合成氢分子、氧分子，大量的氢分子、氧分子聚集成氢气、氧气，a表示水分子分裂后形成的氢原子、氧原子，b表示氢分子、氧分子，c表示水分子，故正确顺序为：cab；
(2)水在通电的条件下生成氢气、氧气，反应的化学方程式为：；
(3)化学反应中应遵顼质量守恒定律，反应前后，元素的种类、原子的种类、质量和数目不变。
18．(1)原子
(2)B
(3) AD##DA 最外层电子数 阳离子
(4)D
【解析】(1)金属、稀有气体、固态非金属单质由原子构成，汞属于金属，故汞由原子构成。
(2)A、铈有金属旁，故属于金属，此选项错误；
B、电子数=质子数=核电荷数=原子序数，58为铈的质子数，故铈的核外电子数=58，此选项正确；
C、相对原子质量单位不是g，此选项错误。
故选B。
(3)质子数决定元素种类，质子数为圈内数字，故A、D为同种元素；最外层电子数决定粒子的化学性质，B、C最外层电子数为6个，故它们的化学性质相似；D中，电子数＜质子数，带正电荷，属于阳离子。
(4)A、生成物只有一种分子，该反应生成一种物质，此选项错误；
B、该反应为二变一，属于化合反应，此选项错误；
C、反应物为两种单质，单质化合价为0，反应后生成化合物，化合物中元素化合价不为0，故元素化合价改变，此选项错误；
D、反应前后原子个数，原子种类，元素种类，元素质量都不发生改变，此选项正确。
故选D 。
19．(1) 验证化学反应前后质量守恒 产生大量白烟 无
(2)②④
(3) 氢气 水是由氢元素和氧元素组成的
【解析】(1)由图可知，利用甲装置进行实验的目的是验证化学反应前后质量守恒；红磷燃烧的现象是剧烈燃烧，产生大量白烟。反应前后总质量相等即可验证质量守恒，若实验中红磷用量太少，对实验结果无影响。
(2)反应前后元素种类不变，干冷的烧杯内壁出现水雾，则气体X中含有氢元素，故选②④；
(3)水在通电的条件下可以分解生成氧气和氢气；正极得到氧气，负极得到氢气，两者体积比为1：2；丙装置a试管生成的气体体积较大，是氢气。该实验中水生成氢气和氧气，得出的结论是水是由氢元素和氧元素组成的。
20．(1)CO
(2) 18 GaN
(3)3C+4NH32N2+3CH4
【解析】(1)根据制备过程可知，2M含有2个碳原子和2个氧原子，故1个M分子中含有一个碳原子和一个氧原子，故M化学式为CO，故填：CO；
(2)原子中核外电子数等于核内质子数，即2+8+x+3=31，则x=18，镓原子最外层有三个电子，在化学变化中容易失去三个电子，在化合物中显+3价, 氮元素质子数为7，最外层电子数为5，在化合物中显-3价,化合物中正负化合价代数和为零，因此氮化镓化学式为GaN，故①填18，②填GaN；
(3)由微观示意图可知，碳与氨气在催化剂和高温条件下生成氮气和甲烷，反应的化学方程式为3C+4NH3 2N2+3CH4，故填3C+4NH32N2+3CH4。
