2023年中考化学必备解题模板系列-专题01质量守恒定律的应用(解析版)

质量守恒定律的应用一、关于密闭容器中化学反应的数据分析步骤具体方法①确定待测质量“x”的值：根据反应前物质的质量总和=反应后物质的质量总和（或反应前各种物质的质量减少=反应后各种物质的质量增加）②判断反应物和生成物：计算表格中反应前后各物质质量变化(反应后－反应前)，(结果负值为反应物；结果正值为生成物；结果为0可能是催化剂，也可能是与反应无关的物质或杂质)③写出反应的符号表达式，确定反应类型④标注反应前后各物质的质量变化关系⑤根据质量守恒定律及化学方程式的计算原理，结合所学知识，逐项进行分析判断正误例1（2022湖南邵阳中考）把一定质量的甲、乙、丙、丁四种物质放入密闭容器中，在一定条件下反应一段时间后，测得各物质的质量如下表所示，下列说法正确的是（）物质甲乙丙丁反应前的质量/g7102837反应后的质量/g141033xA.x的值是25B.乙一定是催化剂C.甲和丁都是反应物D.反应中，甲与丙发生改变的质量比是14：33变式一柱状图1.（2022湖南常德中考）一定条件下，密闭容器中发生了某一化学反应，涉及的物质为甲、乙、丙、丁，如图为各物质在反应前和反应后某时刻的质量关系。下列说法不正确的是（）A.x的值是31B.甲、丁的相对分子质量之比可能为7：11C.丁可能为单质D.反应中消耗甲和乙的质量比为7：4变式二饼状图2．（2022年江苏省扬州市中考）将一定量的N2、H2和物质M置于密闭容器中，在特定条件下发生化学反应，反应前后各物质的质量分数如图所示。下列说法不正确的是（）反应前后原子的数目不变 B．参加反应的N2和H2分子个数比为1：3C．M可能是该反应的催化剂 D．反应后H2和NH3质量分数之比为1：1变式三坐标曲线型3.（2022年上海中考化学模拟）在一个密闭容器内，一定条件下发生某个反应，其各物质质量与时间的关系如图所示。据图判断下列正确的是（）A.甲属于反应物B.甲一定是化合物C.反应停止时，m7＝m3+m5D.丁一定是催化剂二、有关质量守恒定律的微观反应示意图步骤具体方法①观察反应前后是否有相同的分子，若有则消除相同数目的同种分子；若无则省去此步②根据图注分别写出反应前后各物质的化学式，并配平方程式(如图注没给出原子的图示符号，可直接用物质的图示符号配平)③根据书写的化学方程式进行逐项判断正误例2（2022湖北潜江等中考）“宏观-微观-符号”之间建立联系，能帮助我们更好地认识物质及变化的本质。某化学反应的微观示意图如图所示，下列说法正确的是（）A.该反应前后，各元素的化合价没有发生改变B.该反应中，实际参加反应的两种物质的分子个数比为2：3C.该反应前后，原子的种类和数目都没有发生改变D.该微观示意图中共有三种氧化物变式一反应物有剩余1.（2022湖南岳阳中考）基于“宏观一微观一符号”建立联系是化学学科重要的思维方法，结合图示分析正确的是（）A.从物质类别上看：图示物质中有2种氧化物B.从微观构成上看：图示物质均由分子构成C.从元素价态上看：反应前后没有元素化合价改变D.从表示方法上看：化学方程式为：变式二反应需配平2.（2022广州市中考）载人航天器中利用下图所示的“氧再生系统”处理宇航员排出的H2O和CO2.下列说法不正确的是A.排到舱外的物质是甲烷B.反应器2中消耗和生成的个数比为1：1C.反应器2中生成和的质量比为9：8D.该系统在产生O2同时降低了舱内CO2的浓度3．（2022年浙江省宁波市中考）中国科学院首创室温制氢方案，其反应原理如图所示。下列说法错误的是（）A．该反应的化学方程式是CO+H2OH2+CO2B．该反应前后分子数目不变C．该反应前后氢元素的化合价不变D．反应物CO和H2O都是氧化物三、运用质量守恒定律推断化学式或元素组成根据质量守恒定律，反应前后元素的种类、原子的数目均不改变，由此确定出未知物质的组成(或化学式)。例3（2022四川乐山中考）北京2022年冬奥会火种灯的造型灵感来自“中华第一灯”一西汉长信宫灯，火种灯燃料是一种气体燃料X，点燃X发生反应的化学方程式是：X+5O23CO2+4H2O，则X的化学式为（）A.H2 B.CO C.C3H8 D.CH4变式定量推断物质的元素组成1.（2022广西贺州中考）将138g酒精（C2H5OH）点燃，酒精燃烧全部变为CO、CO2和H2O，恢复到室温，测得所得气体中氧元素质量分数为64%，则燃烧所耗氧气的质量为（）A.96g B.128g C.136g D.224g2.（2022河南中考）天然气的主要成分是甲烷（CH4）。当氧气不足时，甲烷燃烧会生成CO2、CO和H2O，若16g甲烷燃烧生成CO2和CO的质量比为11：7，则参加反应的O2的质量为（）A.48g B.56g C.64g D.72g3.（2022黑龙江龙东中考）取一定质量的CaCO3固体高温加热一段时间后，冷却，测得剩余固体的质量为8.0g，其中，钙元素质量分数为50.0%。下列判断正确的是（）（多选）A.原来CaCO3的质量为14.5g B.生成2.0gCO2气体C.剩余8.0g固体为纯净物 D.剩余8.0g固体中加入稀盐酸有气泡产生答案解析一、关于密闭容器中化学反应的数据分析步骤具体方法①确定待测质量“x”的值：根据反应前物质的质量总和=反应后物质的质量总和（或反应前各种物质的质量减少=反应后各种物质的质量增加）②判断反应物和生成物：计算表格中反应前后各物质质量变化(反应后－反应前)，(结果负值为反应物；结果正值为生成物；结果为0可能是催化剂，也可能是与反应无关的物质或杂质)③写出反应的符号表达式，确定反应类型④标注反应前后各物质的质量变化关系⑤根据质量守恒定律及化学方程式的计算原理，结合所学知识，逐项进行分析判断正误例1（2022湖南邵阳中考）把一定质量的甲、乙、丙、丁四种物质放入密闭容器中，在一定条件下反应一段时间后，测得各物质的质量如下表所示，下列说法正确的是（）物质甲乙丙丁反应前的质量/g7102837反应后的质量/g141033xA.x的值是25B.乙一定是催化剂C.甲和丁都是反应物D.反应中，甲与丙发生改变的质量比是14：33【答案】A【解析】A、x=7+10+28+37-14-10-33=25，故选项正确；B、乙反应前后质量不变，可能为催化剂或没有参与反应，故选项错误；C、甲反应后质量增加，为生成物；丁质量减少，是反应物，故选项错误；D、反应中的甲、丙发生改变的质量比是:（14g-7g）：（33g-28g）=7：5，故选项错误。故选A.。例1的模板应用步骤具体方法实例①确定待测质量“x”的值：根据反应前物质的质量总和=反应后物质的质量总和（或反应前各种物质的质量减少=反应后各种物质的质量增加）7+10+28+37=14+10+33+x，x=25可判断A项正确②判断反应物和生成物：计算表格中反应前后各物质质量变化(反应后－反应前)，(结果负值为反应物；结果正值为生成物；结果为0可能是催化剂，也可能是与反应无关的物质或杂质)甲：14－7＝7>0，为生成物乙：10－10＝0催化剂或与反应无关丙：33－28＝5>0，为生成物丁：25－37＝－12<0，为反应物可判断B、C项错误③写出反应的符号表达式，确定反应类型丁→甲＋丙分解反应④标注反应前后各物质的质量变化关系丁→甲＋丙1275反应中，甲与丙发生改变的质量比是12：5；D项错误⑤根据质量守恒定律及化学方程式的计算原理，结合所学知识，逐项进行分析判断正误拓展问题丁一定是化合物甲、乙、丙不能确定物质类别变式一柱状图1.（2022湖南常德中考）一定条件下，密闭容器中发生了某一化学反应，涉及的物质为甲、乙、丙、丁，如图为各物质在反应前和反应后某时刻的质量关系。下列说法不正确的是（）A.x的值是31B.甲、丁的相对分子质量之比可能为7：11C.丁可能为单质D.反应中消耗甲和乙的质量比为7：4【答案】C【解析】根据质量守恒定律，化学反应前后，物质的总质量不变，故20+20+20+20=13+16+20+x，x=31，反应后，甲的质量减小，甲是反应物，乙的质量减小，乙是反应物，丙的质量不变，丙可能是催化剂，也可能是不参与反应的杂质，丁的质量增加，丁是生成物。A、由分析可知，x的值是31，不符合题意；B、参加反应的甲和生成丁的质量比为：（20-13）：（31-20）=7:11，如果甲、丁的化学计量数之比为1:1，则甲、丁的相对分子质量之比为7：11，不符合题意；C、甲、乙是反应物，丁是生成物，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，丁一定由两种或两种以上元素组成，丁一定是化合物，符合题意；D、反应中消耗甲和乙的质量比为：（20-13）：（20-16）=7:4，不符合题意。故选C。变式二饼状图2．（2022年江苏省扬州市中考）将一定量的N2、H2和物质M置于密闭容器中，在特定条件下发生化学反应，反应前后各物质的质量分数如图所示。下列说法不正确的是（）反应前后原子的数目不变 B．参加反应的N2和H2分子个数比为1：3C．M可能是该反应的催化剂 D．反应后H2和NH3质量分数之比为1：1【答案】D【解析】A、根据化学反应前后质量守恒的微观原因，原子的种类、数目和质量不变，可以知道化学化学前后原子数目不变，不符合题意；B、根据反应表达式为N2+H2→NH3，结合质量守恒定律进行方程式配平分析，可以知道参加反应的N2:H2:NH3的个数比为1:3:2，不符合题意；C、根据催化剂的性质，化学反应前后化学性质和质量不变的特点，图中M的质量反应前后质量不变，故M可能是该反应的催化剂，不符合题意；D、根据化学反应前后质量守恒，求出NH3的质量分数100%-14%-63%-6%=17%，那么a的数值为17，反应后H2和NH3的质量分数应为14%:17%=14:17，而不是1:1，故符合题意。变式三坐标曲线型3.（2022年上海中考化学模拟）在一个密闭容器内，一定条件下发生某个反应，其各物质质量与时间的关系如图所示。据图判断下列正确的是（）A.甲属于反应物B.甲一定是化合物C.反应停止时，m7＝m3+m5D.丁一定是催化剂【答案】B【解析】A、反应后质量增多的物质是生成物，质量减少的物质是反应物。反应后甲的质量增多，所以甲属于生成物，此选项错误；B、甲是生成物，乙、丙反应后质量减少，乙、丙是反应物，丁的质量不变，既不是反应物，也不是生成物，该反应是：乙+丁=甲，故甲一定是化合物，此选项正确；C、根据质量守恒定律，反应停止时m7＝（m3-m1）+m5，此选项错误；D、催化剂在化学反应前后质量和化学性质不变，丁在化学反应前后质量不变，从该题中无法知道丁的化学性质是否发生改变，所以丁可能是催化剂，此选项错误。故选B。二、有关质量守恒定律的微观反应示意图步骤具体方法①观察反应前后是否有相同的分子，若有则消除相同数目的同种分子；若无则省去此步②根据图注分别写出反应前后各物质的化学式，并配平方程式(如图注没给出原子的图示符号，可直接用物质的图示符号配平)③根据书写的化学方程式进行逐项判断正误例2（2022湖北潜江等中考）“宏观-微观-符号”之间建立联系，能帮助我们更好地认识物质及变化的本质。某化学反应的微观示意图如图所示，下列说法正确的是（）A.该反应前后，各元素的化合价没有发生改变B.该反应中，实际参加反应的两种物质的分子个数比为2：3C.该反应前后，原子的种类和数目都没有发生改变D.该微观示意图中共有三种氧化物【答案】C【解析】由微观示意图可知，该反应的是甲醛和氧气在催化条件下反应生成水和二氧化碳，反应方程式为CH2O+O2CO2+H2O；A、氧气属于单质，氧元素的化合价为0价；生成物中，二氧化碳中氧元素的化合价为-2价，水中氢元素的化合价为+1价，氧元素的化合价为-2价。所以该反应前后，氧元素的化合价发生改变，故选项错误；B、根据该反应方程式：CH2O+O2CO2+H2O，实际参加反应的两种物质的分子个数比为1：1，故选项错误；C、根据质量守恒定律，反应前后原子的种类和数目均不改变，该反应是化学反应，故反应前后，原子的种类和数目都没有发生改变，故选项正确；D、氧化物是含有两种元素且其中一种是氧元素的化合物，该微观示意图中共有二氧化碳和水两种氧化物，故选项错误。故选C。例2的模板应用步骤具体方法实例①观察反应前后是否有相同的分子，若有则消除相同个数的同种分子，若无则省去此步例上图左右两边应各消除一个②根据图注分别写出反应前后各物质的化学式，并配平方程式；(如图注没给出原子的图示符号，可直接用物质的图示符号配平)CH2O＋O2CO2＋H2O；根据图注分别写出反应前后各物质的化学式，并配平方程式但如上图没有给出图示符号，直接用图示符号配平：++③根据书写的化学方程式进行逐项判断正误A(×)：反应前有单质氧气参加反应，后变成化合物，氧元素化合价有变化B(×)：该反应中，实际参加反应的两种物质的分子个数比为1：1C(√)：该反应前后，原子的种类和数目都没有发生改变D(×)：该微观示意图中共有两种氧化物；虽然含有氧元素，但是由三种元素组成，不是氧化物；是氧气单质变式一反应物有剩余1.（2022湖南岳阳中考）基于“宏观一微观一符号”建立联系是化学学科重要的思维方法，结合图示分析正确的是（）A.从物质类别上看：图示物质中有2种氧化物B.从微观构成上看：图示物质均由分子构成C.从元素价态上看：反应前后没有元素化合价改变D.从表示方法上看：化学方程式为：【答案】B【解析】由图可知，该反应为甲烷和氧气在催化剂的作用下转化为甲醇，该反应的化学方程式为：。A、图中涉及的物质为甲烷、氧气、甲醇，甲烷是由C、H元素组成的化合物，不属于氧化物，氧气是由氧元素组成的纯净物，属于单质，甲醇由C、H、O三种元素组成，不属于氧化物，不符合题意；B、图中涉及物质为甲烷、氧气、甲醇，甲烷由甲烷分子构成，氧气由氧分子构成，甲醇由甲醇分子构成，符合题意；C、由化学方程式可知，该反应中，氧元素由游离态转化为化合态，氧元素的化合价一定发生了改变，不符合题意；D、由分析可知，该反应的化学方程式为：，不符合题意。故选B。变式二反应需配平2.（2022广州市中考）载人航天器中利用下图所示的“氧再生系统”处理宇航员排出的H2O和CO2.下列说法不正确的是A.排到舱外的物质是甲烷B.反应器2中消耗和生成的个数比为1：1C.反应器2中生成和的质量比为9：8D.该系统在产生O2同时降低了舱内CO2的浓度【答案】C【解析】该系统用于处理二氧化碳和水，故表示水，每个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成，故表示H，表示O，表示二氧化碳，每个二氧化碳分子由1个碳原子和2个氧原子构成，故表示C。A、每个由1个碳原子和4个氢原子构成，表示甲烷，不符合题意；B、由图可知，反应器2中反应为二氧化碳和氢气在一定条件下反应生成甲烷和水，该反应的化学方程式为：，故消耗二氧化碳和生成甲烷的分子个数比为1:1，不符合题意；C、反应器2中生成水和甲烷的质量比为：（18×2）：16=9:4，符合题意；D、由图可知，该系统中生成了氧气，同时将二氧化碳和氢气转化为甲烷和水，降低了舱内二氧化碳的浓度，不符合题意。故选C。3．（2022年浙江省宁波市中考）中国科学院首创室温制氢方案，其反应原理如图所示。下列说法错误的是（）A．该反应的化学方程式是CO+H2OH2+CO2B．该反应前后分子数目不变C．该反应前后氢元素的化合价不变D．反应物CO和H2O都是氧化物【答案】C【解析】根据微观反应示意图的信息书写化学方程式，然后结合化学方程式以及选项内容进行分析解答。由微观反应示意图可知，该反应的化学方程式为A、该反应的化学方程式是，不符合题意；B、由化学方程式可知，该反应前后分子数目不变，不符合题意；C、在反应物水中，氢元素显+1价，在生成物氢气中，氢元素的化合价为零，因此反应前后氢元素的化合价发生了改变，符合题意；D、氧化物是由两种元素组成的，且其中一种元素是氧元素的化合物，因此反应物CO和H2O都是氧化物，正确，不符合题意。故选C。三、运用质量守恒定律推断化学式或元素组成根据质量守恒定律，反应前后元素的种类、原子的数目均不改变，由此确定出未知物质的组成(或化学式)。例3（2022四川乐山中考）北京2022年冬奥会火种灯的造型灵感来自“中华第一灯”一西汉长信宫灯，火种灯燃料是一种气体燃料X，点燃X发生反应的化学方程式是：X+5O23CO2+4H2O，则X的化学式为（）A.H2 B.CO C.C3H8 D.CH4【答案】C【解析】根据，由质量守恒定律可知，反应前后原子种类、原子数目不变，反应前C、H、O原子个数分别为0、0、10，反应后C、H、O原子个数分别为3、8、10，则X分子中含有3个碳原子和8个氢原子，X的化学式为C3H8，故选C。例3的模板应用步骤具体方法实例①观察反应前后元素（或原子）种类，计算出反应前、后各原子总数反应前：O-10反应后：O-10;C-3;H-8从以上比较可知，反应前缺少3C、8H，故C正确变式定量推断物质的元素组成1.（2022广西贺州中考）将138g酒精（C2H5OH）点燃，酒精燃烧全部变为CO、CO2和H2O，恢复到室温，测得所得气体中氧元素质量分数为64%，则燃烧所耗氧气的质量为（）A.96g B.128g C.136g D.224g【答案】D【解析】138g酒精中碳元素质量为：，氢元素的质量为：，则氧元素质量为：138g-72g-18g=48g。室温下CO、CO2呈气态，水呈液态。根据燃烧后恢复到室温所得气体（即CO、CO2的混合气体）中氧元素质量分数为64%，则该气体中碳元素质量分数为36%，由于酒精中碳元素质量