5.1质量守恒定律
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、选择题
1．下列关于水的说法正确的是
A．电解水时与负极相连的电极产生的气体是氧气
B．过滤可将硬水转化成软水
C．水电解实验可证明水是由氢、氧元素组成的
D．用特殊催化剂可将水变成汽油
2．将某物质R和氧气置于密闭容器中引燃，测得反应前后各物质的质量如下：
物质（纯净物） 某物质R 氧气 二氧化碳 水 CO
反应前质量/g 2.3 4 0 0 0
反应后质量/g 0 0 2.2 2.7 待测
下列说法正确的是（ ）
A．反应后CO的质量为1.5 g
B．R中一定含有碳元素、氢元素，可能含有氧元素
C．R中C、H元素的质量比为1：3
D．根据题中信息确定R的化学式为C2H6O
3．在密闭容器内，有甲、乙、丙、丁四种物质在一定条件下充分混合反应，一段时间后测得反应前后各物质的质量如下表所示。下列说法错误的是
物质 甲 乙 丙 丁
反应前质量/g 25 48 17 10
反应后质量/g 33 39 18 10
A．这是一个分解反应 B．乙一定是化合物
C．甲、乙的质量比为8:9 D．丁一定是该反应的催化剂
4．如图是用比例模型来表示某物质发生化学变化的微观示意图。图中“○”和“●”分别表示两种元素的原子，能用该图式表示的化学反应是
A．H2＋Cl22HCl B．N2＋3H22NH3
C．2H2＋O22H2O D．2CO＋O22CO2
5．一定条件下，一定质量的化合物R和O2恰好完全反应，生成44gCO2和9gH2O，下列说法不正确的是
A．化合物R的相对分子质量可能为40 B．44gCO2中碳元素的质量为12g
C．化合物R中一定含有碳元素和氢元素 D．化合物R中碳、氢原子个数比一定为1：1
6．一种新型火箭推进剂在火箭发射过程中，发生反应的微观过程如图所示：
下列说法不正确的是
A．反应前后分子种类改变 B．反应前后原子种类不变
C．反应前后氧元素质量减小 D．甲和丁都属于氧化物
7．在密闭容器中有甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下反应，测得反应前后各物质的质量分数如图所示。下列说法正确的是
A．丙可能是单质
B．丁一定是该反应的催化剂
C．若消耗6g的乙，则生成34g的丙
D．甲、乙的质量之和一定等于生成丙的质量
8．一定条件下，H2S与SO2反应前后各物质的质量如图，下列说法不正确的是
A．x值为19 B．物质M中只含S元素
C．反应前后构成物质的粒子数目不变 D．反应物中S元素化合价均发生改变
9．下列方案设计不能达到实验目的的是
A．探究蜡烛燃烧是否有水生成 B．验证质量守恒定律
C．探究分子运动现象 D．比较MnO2和Fe2O3
10．4.6g某物质在足量的氧气中燃烧，生成8.8g二氧化碳和5.4g水，对该物质的组成的说法，正确的是
A．一定含碳、氢元素，可能含氧元素 B．一定只含碳、氢元素
C．一定含碳、氢、氧三种元素 D．一定含氧元素，可能含碳、氢元素
二、判断题
11．10g的酒精和10g的水混合之后的质量为20g，能用质量守恒定律解释( )
12．质量守恒定律揭示了化学变化中宏观物质间的质量关系，与微观过程无关( )
13．某化合物在氧气中完全燃烧生成二氧化碳和水，则该化合物中一定含有碳、氢、氧三种元素( )
14．我们肉眼看得见的宏观变化，实际是因肉眼看不到的微观变化引起的，在化学反应前后，原子的种类、数目、质量均保持不变，因此质量守恒。( )
15．在一个密闭容器中，2.4g甲烷在氧气不足的情况下燃烧，完全转化为一氧化碳、二氧化碳和水蒸气，测得一氧化碳和二氧化碳的总质量为5.8g。反应生成的一氧化碳和二氧化碳的质量比为7：22( )
三、综合应用题
16．用下列实验探究镁的性质。
实验一：将打磨后的镁条插入装有空气的集气瓶中做燃烧的实验时，生成的白色固体中有少许淡黄色固体。
(1)生成白色固体的反应符号表达式为 。
(2)针对淡黄色固体，提出猜想：镁能与N2反应生成淡黄色的氮化镁固体。
将1.44g镁在N2中充分燃烧，生成淡黄色固体2.00g。氮化镁的化学式为 。但在空气中燃烧镁条时很难观察到生成物中有淡黄色固体，原因是 。
实验二：2.4g镁条与足量稀盐酸的反应，充分反应后，将所得溶液蒸发，实验装置如下图所示。
(3)实验甲中看见大量气泡迅速冒出，用燃着的木条检验听到尖锐的爆鸣声，则该气体为 。
(4)将实验甲得到的溶液进行实验乙，若得到固体为MgCl2，该固体质量是 g，实验甲中反应的符号表达式为 。
(5)拓展延伸：在实验乙将溶液蒸干的过程中MgCl2会转变为MgO，蒸干后得到固体为MgCl2和MgO的混合物6.75g，该混合物中MgCl2和MgO的质量之比为 。
17．化学使世界更美好，通过学习，我们有很多的收获。我们学会了从宏观和微观的角度认识物质世界。
（1）“○”和“●”表示不同元素的原子，以下图示表示混合物的是 （选填编号）；
a. b. c. d.
（2）如图是某密闭容器中物质变化过程的微观示意图（“●”表示氧原子，“○”表示氢原子）：
请回答：
①写出变化I的化学方程式是 ；
②变化I的过程中，没有发生变化的最小微粒是 （填微粒名称）；
③下列关于变化II的说法中，正确的是 （填写序号）；
a.分子的化学性质没有改变
b.分子变小了
c.分子间的距离变小了
d.分子的种类发生了改变
（3）食品中常加入防腐剂——苯甲酸钠（C6H5COONa）。该防腐剂由 种元素组成。摩尔质量为 ，0.5 mol的苯甲酸钠中约含有 个氧原子。
（4）“洁厕灵”与“漂白精”不能混用，二者混合易产生一种有毒气体X。反应原理为：NaClO+2HCl→NaCl+X↑+H2O，则X的化学式为 。反应后氯元素的存在形态为 （填编号）。
a.游离态 b.化合态 c.既有游离态又有化合态
18．如图是电解水的实验：
(1)从宏观上观察：m端是电源的 极，a、b试管中产生的气体的体积比约为 ，可用 检验b试管中产生的气体。电解水的文字表达式是 。电解水的过程伴随的能量变化是 能转化为化学能。
(2)从微观上分析：电解水的反应中变化的粒子是 ，不变的粒子是 （用化学符号填写，上同）。由此得出化学变化的实质是 。
(3)有关水通电分解时没有发生变化的是______（填字母序号，下同）。
A．水的化学性质 B．水分子的组成和结构
C．构成水分子的原子种类 D．水分子的能量
(4)下图能表示水在空气中放置时发生变化的微观示意图是______。（图中表示氧原子，表示氢原子）
A． B． C． D．
参考答案：
1．C
【详解】A、在电解水实验中，“正氧负氢”，故电解水时与负极相连的电极产生的气体是氢气，不符合题意；
B、过滤只能除去水中的难溶性杂质，不能除去水中的可溶性钙、镁化合物，不能将硬水软化，不符合题意；
C、水在通电的条件下反应生成氢气和氧气，氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，可得出，水是由氢元素和氧元素组成，符合题意；
D、根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，水含H、O两种元素，汽油含C，故水不可能变成汽油，不符合题意。
故选C。
2．D
【详解】A、根据质量守恒定律可知，生成的一氧化碳的质量=2.3g+4g 2.2g 2.7g=1.4g，选项错误；
B、生成的2.2g二氧化碳中碳元素的质量=2.2g××100%=0.6g，生成的一氧化碳中碳元素的质量=1.4g××100%=0.6g，生成的水中的氢元素的质量=2.7g××100%=0.3g，生成物中，碳元素与氢元素的质量和=0.6g+0.6g+0.3g=1.5g<2.3g，所以R中一定含有碳元素、氢元素和氧元素，选项错误；
C、R中碳元素的质量=0.6g+0.6g=1.2g，氢元素的质量为0.3g，则碳元素与氢元素的质量比=1.2g：0.3g=4：1，选项错误；
D、R中氧元素的质量=2.3g 1.5g=0.8g，则R中碳原子、氢原子和氧原子的个数比=：：=2：6：1，即R的化学式为C2H6O，选项正确，故选D。
3．D
【分析】由表中数据知，乙是反应物，参加反应乙的质量为，甲、丙是生成物，生成甲的质量为，生成丙的质量为，丁反应前后质量不变，可能是反应的催化剂，可能不参与反应。
【详解】A、由分析知，该反应是一种物质生成两种物质的反应，属于分解反应，故A不符合题意；
B、由分析知，乙物质分解生成甲、丙两种物质，所以乙一定是化合物，故B不符合题意；
C、由分析知，该反应中甲、乙的质量比为8：9，故C不符合题意；
D、由分析知，丁可能是反应的催化剂，可能不参与反应，故D符合题意。
故选D。
4．C
【详解】图中所示为一个单质分子和两个其他的单质分子生成两个化合物分子的反应。
A.一个氢气分子和一个氯气分子在点燃的条件下生成两个氯化氢分子，不符合题意；
B.一个氮气分子和三个氢分子在高温高压、催化剂的条件下生成两个氨气分子，不符合题意；
C.两个氢气分子和一个氧气分子在点燃的条件下生成两个水分子，符合题意；
D.两个一氧化碳分子和一个氧气分子在点燃的条件下生成两个二氧化碳分子，不符合题意；
故选：C。
5．A
【详解】A、根据质量守恒定律，化合物R一定含有碳元素和氢元素，可能含有氧元素。44g二氧化碳中的碳元素的质量为：，9g水中氢元素的质量是：，因此化合物中碳、氢元素的原子个数比为1：1，所以该物质化学式可表示为（CH）mOn，相对分子质量=13m+16n，无论m、n取何值时，R物质的相对分子质量不可能是40，说法错误，故A符合题意；
B、44g二氧化碳中的碳元素的质量为：，说法正确，故B不符合题意；
C、化学反应前后元素种类和原子个数均守恒，分析反应物和产物可知，化合物R中一定含有碳元素和氢元素，可能有氧元素，说法正确，故C不符合题意；
D、化合物中．碳氢元素质量比是12g：1g=12：1，因此个数比一定为1：1，说法正确，故D不符合题意。
故选A。
6．C
【详解】A、该反应中有新物质的生成，故分子种类一定改变，正确；
B、原子是化学变化中的最小微粒，在化学反应前后，原子的种类、质量、个数均不变，正确；
C、在化学反应中，根据质量守恒定律，反应前后元素的种类和质量都不变，错误；
D、由图示可知甲、丁化学式分别为N2O4、H2O，可见甲、丁均是氧化物，正确；
故选C。
7．C
【分析】根据前后质量的变化判断是反应物还是生成物，甲反应前含70%，反应后变为42%，说明质量减少了，是反应物，乙反应前含14%，反应后可推出含：1-42%-40%-10%=8%，说明质量也减少了，而丁的含量不变，同时可判断丙为生成物，故反应可表示为：甲+乙→丙。
【详解】A.该反应为化合反应，丙又为生成物，故丙一定是化合物，不可能是单质，故A错误；
B.物质丁在反应前后的质量不变，但并不知道是否改变了化学反应速率，故可能是该反应的催化剂，不是一定，故B错误；
C.丙反应前含：1-70%-14%-10%=6%，乙、丙的质量关系为：（14%-8%）：（40%-6%）=6:34，根据乙、丙的质量关系为6:34，故若消耗6g的乙，则生成34g的丙，故C正确；
D.根据质量守恒定律，参加反应甲、乙的质量之和一定等于生成丙的质量，没有参加反应的物质质量不能计算在反应物中，故D错误。
故选：C。
8．C
【详解】A、根据质量守恒定律，34g+32g+1g=48g+x，解得x =19g，选项正确；
B、H2S中氢元素质量为34g××100%=2g，生成的水中氢元素质量为(19g-1g) ××100%=2g，生成的水中氧元素质量为19g-1g-2g=16g；SO2中氧元素质量为32g××100%=16g，M中不含氢元素和氧元素，根据质量守恒定律，反应前后元素的种类不变，所以物质M中只含S元素，选项正确；
C、该反应中H2S、SO2、H2O、S的个数比为:::=2:1:2:3，反应的化学方程式为2H2S+SO2=2H2O+3S↓，反应前后构成物质的粒子数目发生了改变，选项不正确；
D、H2S中氢元素化合价为+1价，则硫元素化合价为-2价；SO2中氧元素化合价为-2价，则硫元素化合价为+4价，反应后硫元素的化合价为0价，所以反应物中S元素化合价均发生改变，选项正确。
故选C。
9．D
【详解】A、若观察到干冷的烧杯内壁有水雾产生，可以探究蜡烛燃烧有水生成，若无则否，故A正确；
B、白磷燃烧生成五氧化二磷，该反应在密闭容器中进行，待完全反应，冷却至室温后，质量不变，可以验证质量守恒定律，故B正确；
C、浓氨水具有挥发性，挥发出的氨分子不断运动，当运动到酚酞溶液中时，氨气溶于水形成氨水，氨水显碱性，能使无色酚酞试液变红，而大烧杯外的酚酞溶液不变红，说明空气中的物质不能使酚酞试液变红，可以探究分子在不断运动，故C正确；
D、该实验中过氧化氢的浓度不同，变量不唯一，无法比较二氧化锰和氧化铁的催化效果，故D错误。
故选D。
10．C
【详解】8.8g二氧化碳中C元素的质量=，5.4g水中H元素的质量= ，2.4g+0.6g=3g＜4.6g，所以该物质一定含有C、H、O三种元素，故选C。
11．错误
【详解】10g的酒精和10g的水混合之后的质量为20g，没有新物质生成，属于物理变化，不能用质量守恒定律解释，故填：错误。
12．错误
【详解】质量守恒定律揭示了化学变化中宏观物质间的质量关系，守恒的原因是反应前后原子的种类、数目和质量均不变，与微观过程有关，故填：错误。
13．错误
【详解】根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，生成物中含C、H、O元素，故该化合物中一定含C、H元素，可能含氧元素，氧元素可能来自于氧气，故错误。
14．正确
【详解】化学变化过程中，分子拆分为原子之后重新组合成新的分子，宏观上表现为新物质的形成，而在此过程中，原子种类、数目、质量都保持不变，宏观上表现为物质的总质量不变，故该说法正确；
故填正确。
15．正确
【详解】甲烷中碳元素的质量为：，根据质量守恒定律， 化学反应前后，元素的种类和质量不变，故生成的一氧化碳和二氧化碳中碳元素的质量为1.8g，设一氧化碳的质量为x，则二氧化碳的质量为5.8g-x，则一氧化碳和二氧化碳中碳元素的质量为：，x=1.4g，则反应生成的一氧化碳和二氧化碳的质量比为：1.4g：（5.8g-1.4g）=7:22，故正确。
16．(1)
(2) Mg3N2 氮气化学性质不活泼，不易于其它物质反应
(3)氢气/H2
(4) 9.5
(5)19:8
【详解】（1）镁与氧气在点燃条件下生成白色固体氧化镁，该反应符号表达式为：。故填：。
（2）参加反应的氮气的质量为：2.00g-1.44g=0.56g，根据化学反应前后元素质量不变，氮化镁中氮元素、镁元素的质量分别为0.56g、1.44g，氮化镁中镁原子和氮原子的个数比是：，所以氮化镁的化学式为Mg3N2；在空气中燃烧镁条时很难观察到生成物中有淡黄色固体，原因是氮气化学性质不活泼，不易于其它物质反应。故填：Mg3N2；氮气化学性质不活泼，不易于其它物质反应。
（3）实验甲中看见大量气泡迅速冒出，用燃着的木条检验听到尖锐的爆鸣声，说明生成气体为氢气。故填：氢气或H2。
（4）2.4g镁条与足量稀盐酸的反应生成氯化镁和氢气，根据化学反应前后元素质量不变，氯化镁（MgCl2）中镁元素质量为2.4g，设氯化镁中氯元素的质量为x，则：2.4g：x=24：71，解得x=7.1g，所以氯化镁的质量为：2.4g+7.1g=9.5g；镁与盐酸的反应生成氯化镁和氢气，该反应的符号表达式为：。故填：9.5；。
（5）MgCl2转变为MgO，固体质量减少：9.5g-6.75g=2.75g，设MgO的质量为y，根据反应的关系式：MgCl2→MgO，每95份质量的MgCl2反应生成40份质量的MgO，固体质量减少55份，则：，解得y=2g，所以该混合物中MgCl2和MgO的质量之比为：（6.75g-2g）：2g=19:8。故填：19:8。
17． AD 氢原子和氧原子 AC 四 144g/mol Cl2 C
【分析】根据图示信息及混合物、化学变化的本质概念进行分析解答。
【详解】（1）混合物从微观的角度分析为含有多种结构的物质，观察图示信息可知A、D中均含有两种结构，属于混合物，故表示混合物的是AD；
（2）①由图示信息可知变化I为氢气和氧气在点燃的条件下生成水，故其反应方程式为；
②化学变化中最小的粒子为原子，故变化I的过程中，没有发生变化的最小微粒是氢原子和氧原子；
③观察图示信息中变化II可知其变化过程为冷却到室温，其中没有新物质生成，为物理变化，因为是物理变化故分子种类不变，分子的化学性质也不变，故A 正确，D不正确；冷却到室温只是分子间距离变小而自身大小不会改变，故B不正确，C正确。
故选AC。
（3）食品中常加入防腐剂——苯甲酸钠（C6H5COONa），C6H5COONa中含有C、H、O、Na共四种元素，故该防腐剂由四种元素组成。摩尔质量在数值上与其相对分子质量相同，其单位为g/mol，而C6H5COONa相对分子质量为，故其摩尔质量为144g/mol，1mol微粒的个数大约为 个，而一个C6H5COONa分子中含有2个氧原子，故，0.5 mol的苯甲酸钠中约含有氧原子个数为个。
（4）根据化学变化中原子个数守恒可知NaClO+2HCl→NaCl+X↑+H2O中X含有2个氯原子，故X化学式为Cl2，反应后的NaCl属于化合态，而Cl2属于游离态，既有游离态又有化合态，故选C。
【点睛】本题由微观示意图来考查学生对物质的分类及化学变化与物质变化的理解掌握，更能体现出化学变化的本质。
18．(1) 负 2：1 带火星的木条 电
(2) H2O H、O 化学变化中分子分解，分成原子，原子重新组合成新的分子
(3)C
(4)D
【解析】(1)
从宏观上观察：m端是电源的负极，水电解生成氢气和氧气，a试管中产生的的气体是氢气，b试管中产生的的气体是氧气，气体的体积比约为2:1，可用带火星的木条检验b试管中产生的气体。电解水的文字表达式是：，电解水的过程伴随的能量变化是电能转化为化学能；
(2)
电解水的微观实质是水分子分解成氢原子和氧原子，氢原子和氧原子重新组合成氢分子和氧分子，反应中变化的粒子是水分子，其化学式为：H2O，不变的粒子是氢原子、氧原子，其化学式分别为：H、O，化学变化的实质是化学变化中分子分解，分成原子，原子重新组合成新的分子
(3)
A、水在直流电作用水分子被分解，所以水的化学性质发生了改变，故不符合题意；
B、水在直流电作用水分子被分解，所以水分子的组成和结构发生了改变，故不符合题意；
C、水在直流电作用水分子被分解，但是氢原子和氧原子不变，所以构成水分子的原子种类不变，故符合题意；
D、水在直流电作用水分子被分解，所以水分子的能量发生了改变，故不符合题意，故选：C；
(4)
水由水分子构成，一个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成，水在空气中放置，水分子向外扩散的过程中水分子间的间隔增大，水分子不变，ACB图示水分子的微观示意图错误，D图示正确。
