新版九上化学 分层练习 5.1 质量守恒定律（含答案）

第第页新版九上化学分层练习5.1质量守恒定律一、基础达标知识点1质量守恒定律的探究1．下列有关质量守恒定律说法正确的是（）A．蜡烛燃烧后固体质量减小，该反应不遵循质量守恒定律B．100g水中加入10g蔗糖，得到溶液110g，遵循质量守恒定律C．3g碳和10g氧气充分反应生成11g二氧化碳D．一定量的氢气和氧气混合后质量不变，能用来验证质量守恒定律2．在学习质量守恒定律的内容时，我们曾经做了如图所示的实验，请回答下列问题。（1）先将装置放在电子天平上称量，记录所称得的质量为m1，再将图甲中锥形瓶置于陶土网上，用酒精灯加热，观察到铜粉由色逐渐变成色，反应的符号表达式为。待装置冷却后再次称得的质量为m2，比较m1（填“>”“=”或“<”）m2。（2）图甲中橡胶塞的作用是，若没有橡胶塞，则m1（填“>”“=”或“<”）m2。小气球的作用是。（3）图乙中反应后天平的指针（填“偏左”“偏右”或“不变”），原因是，该反应（填“遵守”或“不遵守”）质量守恒定律，（填“能”或“不能”）验证质量守恒定律。二、知识点2质量守恒定律的微观解释3．如图是电解水反应的微观示意图。（1）分析：反应前有个氢原子，个氧原子，它们构成个水分子。重组后有个氢原子，它们构成个氢分子；个氧原子，它们构成个氧气分子。（2）结论：化学反应前后原子的和不变，原子的也没有改变。（3）拓展：化学反应前后分子的种类（填“一定改变”“可能改变”或“一定不变”，下同），分子的数目，元素的化合价。三、知识点3质量守恒定律的理解与应用4．下列现象不能用质量守恒定律解释的是（）A．铜丝在空气中加热，生成物的质量比原来铜丝的质量大B．石蜡熔化前后，其质量不变C．铁钉与硫酸铜溶液反应后，总质量不变D．1g硫和1g氧气反应后生成了2g二氧化硫5．《天工开物》中记载了用黏土烧制砖的过程，如图所示为该过程中某反应的示意图（其中“”“”和“”分别代表不同元素的原子）。则粒子X中（）A．只含有 B．一定含有和C．一定含有和 D．一定含有、和四、能力提升6．下列对质量守恒定律的理解错误的是（）A．质量守恒定律只适用于化学反应，不适用于物理变化B．质量守恒定律研究的内容仅是指“质量”，不能推广到其他物理量C．催化剂可以改变其他物质的化学反应速率，有催化剂参加的反应也遵守质量守恒定律D．某可燃物燃烧后生成二氧化碳和水，该可燃物中一定不含氧元素7．过氧化钠（Na2O2）是一种供氧剂，它与二氧化碳反应后的生成物中除了氧气外还有（）A．Na2CO3 B．NaOH C．NaCl D．Na2O8．甲、乙、丙、丁四种物质在反应前后的质量关系如图表示，下列说法错误的是（）A．该反应是化合反应B．甲可能是化合物C．丙一定是该反应的催化剂D．反应前后乙和丁变化的质量比为8∶159．如图表示两种气体发生化学反应的微观示意图，其中相同的球代表同种原子，下列说法正确的是（）A．反应物中包含两种化合物B．该反应属于分解反应C．该反应有两种化合物生成D．该反应生成物的分子个数比为1∶310．某反应的微观示意图如图。下列说法错误的是（）A．对应物质的化学式是NH3B．该反应前后原子总数不变C．该反应前后分子总数不变D．参加该反应的与的个数比为1∶311．镁带在耐高温的密闭容器中（内含空气）加热，能正确表示容器里所盛物质总质量变化的图像是（）A． B．C． D．12．一段蜡烛燃烧前质量为mg，燃烧后质量为ng，生成二氧化碳ag，水蒸气bg，则反应后生成各物质的质量之和为g，参加反应的石蜡的质量是g，消耗氧气的质量是g。五、核心素养13．请你准备火柴、干燥的白纸、澄清的石灰水和一只干燥的大烧杯。设计一个小实验证明纸张中含某两种元素，并完成下列实验报告。实验步骤实验现象实验结论用火柴点燃白纸，在火焰上方罩一只干燥的大烧杯纸张中含元素向上述烧杯中加入少量，振荡纸张中含元素【反思交流】有同学认为此实验同时也能证明纸张中含有氧元素，你认同该同学的看法吗?请解释说明原因：。

答案解析部分1．【答案】C【解析】【解答】A、蜡烛燃烧是化学变化，燃烧生成二氧化碳和水蒸气扩散到空气中，蜡烛固体质量减小，但蜡烛与参与氧气的总质量等于全部生成物总质量，仍然遵循质量守恒定律，A表述错误，不符合题意；

B、100g水加入10g蔗糖溶解得到110g糖水，该过程只是物质简单混合，没有新物质生成，属于物理变化；质量守恒定律仅适用于化学反应，物理变化不能用该定律解释，B表述错误，不符合题意；

C、碳完全燃烧反应方程式C+O2=点燃CO2，三种物质质量比m(C)：m(O2)：m(CO2)=12：32：44=3：8：11；3g碳完全反应只消耗8g氧气，剩余2g氧气不参与反应，恰好生成11g二氧化碳，完全符合质量守恒定量关系，C表述正确，符合题意；

D、氢气和氧气只是单纯混合，没有发生化学反应，不存在原子重新组合的过程，无法验证质量守恒定律，验证该定律必须发生化学变化，D表述错误，不符合题意。

故答案为：C。

【分析】A、根据质量守恒定律适用于全部化学变化，气体生成物逸出只会造成固体质量减少，不会违背守恒规律解答；

B、根据质量守恒定律适用范围仅限化学反应，溶解、熔化等物理变化不适用该定律解答；

C、根据化学方程式固定质量比例计算，区分过量反应物与参与反应物质，定量验证质量守恒关系解答；

2．【答案】（1）红；黑；Cu+O2→Δ（2）形成密闭环境；<；缓冲气压，防止加热时橡胶塞被冲开（3）偏右；盐酸和碳酸钠反应生成的二氧化碳扩散到空气中；遵守；不能【解析】【解答】（1）在图甲的实验中，铜粉是紫红色（或红色）的固体。当用酒精灯加热时，铜（Cu）会与锥形瓶内空气中的氧气（O2）发生化学反应，生成氧化铜（CuO）。氧化铜是一种黑色的固体。因此，观察到的现象是铜粉由红色逐渐变成黑色。该反应的符号表达式为：Cu+O2→ΔCuO

由于该装置是一个密闭系统（有橡胶塞和小气球密封），根据质量守恒定律，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。在反应过程中，没有任何物质逸出到瓶外，也没有外界物质进入瓶内。因此，反应前后装置的总质量保持不变。待装置冷却后再次称量，质量m2应该等于加热前的质量m1，即m1=m2。

（2）图甲中橡胶塞的主要作用是形成密闭环境（或密封装置），防止加热时气体膨胀逸出或冷却时外界空气进入，从而确保实验在密闭体系中进行，以验证质量守恒定律。若没有橡胶塞，装置就变成了敞口体系。在加热过程中，铜与空气中的氧气反应生成氧化铜，外界的氧气会不断进入锥形瓶参与反应，导致反应后固体的质量增加（因为结合了氧元素的质量）。虽然部分气体受热可能逸出，但主要影响是氧气的结合，且冷却后由于氧气消耗气压降低，外界空气会补充进来，导致最终称量的总质量m2大于初始质量m1。所以m1＜m2。

小气球连接在玻璃管上，其作用是缓冲气压，防止加热时橡胶塞被冲开。因为加热时瓶内气体受热膨胀，压强增大，气球鼓起可以容纳膨胀的气体，减小瓶内压强；冷却后气球变瘪，又能防止外界空气倒吸（虽然此题主要是防冲开）。

（3）图乙中发生的反应是碳酸钠（Na2CO3）粉末与盐酸（HCl）反应，生成氯化钠（NaCl）、水（H2O）和二氧化碳（CO2）气体。化学方程式为：Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑

由于该装置是敞口的（烧杯没有盖子），反应生成的二氧化碳气体逸散到了空气中，导致烧杯内剩余物质的总质量减少。天平左盘质量减小，右盘砝码质量不变，因此天平指针会向重的一侧偏转，即偏右。

尽管天平不平衡，但所有的化学反应都遵守质量守恒定律。这里天平不平衡是因为有生成物（气体）跑掉了，没有被称量到，而不是定律失效。由于有气体逸出导致无法直接通过称量反应前后总质量来验证守恒关系，所以该装置不能用来验证质量守恒定律（验证质量守恒定律若有气体参与或生成，必须在密闭容器中进行）。

【分析】（1）根据铜与氧气在加热条件下反应生成氧化铜的性质解答：铜是红色固体，氧化铜是黑色固体，反应需要加热条件；根据质量守恒定律的微观解释及宏观表现解答：在密闭容器中，化学反应前后原子的种类、数目、质量都不变，因此物质的总质量不变。

（2）根据探究质量守恒定律对实验装置的要求解答：对于有气体参加或生成的反应，或者像本实验中涉及气体热胀冷缩的情况，必须在密闭容器中进行，否则无法准确称量所有反应物和生成物的质量；根据物理压强知识解答：加热使气体膨胀，气球起到缓冲作用，防止胶塞崩开导致实验失败或危险。

3．【答案】（1）4；2；2；4；2；2；1（2）种类；数目；质量（3）一定改变；可能改变；可能改变【解析】【解答】（1）观察反应前微观模型，图中有2个水分子，每个水分子含有2个氢原子、1个氧原子，总计含有4个氢原子、2个氧原子；化学反应中分子拆分、原子重组，4个氢原子两两结合，构成2个氢分子；2个氧原子两两结合，构成1个氧分子；

（2）微观角度解释质量守恒定律：化学反应前后，原子的种类、原子的数目、原子的质量均不会发生改变；

（3）化学变化的本质是旧分子拆分、原子重新组合形成新分子，因此分子的种类一定改变；分子的数目有可能增多、减少或保持不变，属于可能改变；反应前后有单质生成或参与时，元素化合价会发生升降，因此化合价可能改变。

【分析】（1）根据微观模型直观数清反应前后氢、氧原子与分子数量，结合水分子、氢分子、氧分子的原子构成规律解答；

（2）根据质量守恒三大微观不变量：原子种类、原子数目、原子质量作答；

（3）根据化学变化分子必然拆分重组，分子种类一定改变；分子总数、元素化合价无固定变化规律，判定为可能改变解答。4．【答案】B【解析】【解答】A、铜丝在空气中加热，发生反应2Cu+O2=加热2CuO，生成物氧化铜质量等于铜与参与反应氧气的质量之和，属于化学变化，可以用质量守恒定律解释，A不符合题意；

B、石蜡熔化只是物质状态由固态变为液态，物质种类没有改变，无新物质生成，属于物理变化，质量守恒定律只针对化学反应，无法解释该现象，B符合题意；

C、铁钉与硫酸铜溶液发生置换反应Fe+CuSO4=FeSO4+Cu，反应体系无气体逸出，反应前后容器内总质量不变，属于化学变化，可用质量守恒解释，C不符合题意；

D、硫燃烧反应S+O2=点燃SO2，m(S)：m(O2)：m(SO2)=32：32：64=1：1：2，1g硫与1g氧气恰好完全反应生成2g二氧化硫，属于化学变化，符合质量守恒，D不符合题意。

故答案为：B。

【分析】A、根据金属与氧气化合的化学反应，生成物包含氧气的质量，满足反应前后总质量相等解答；

B、根据熔化属于物理变化，质量守恒定律不能用来解释物理变化的质量变化解答；

C、根据密闭体系内金属置换盐溶液的化学反应，反应前后体系总质量恒定不变解答；5．【答案】B【解析】【解答】该题为微观粒子守恒推断题，依据质量守恒微观本质：化学反应前后原子的种类、数目均不变。对比反应前、后出现的所有原子种类，反应前存在三种不同原子，反应后已知粒子仅含有两种原子，缺少的两种原子必须全部存在于粒子X中。

A、粒子X只含一种原子，无法补齐反应缺失的两类原子，推导错误，不符合题意；

B、粒子X一定含有反应后缺失的两种原子，满足原子守恒，推导正确，符合题意；

C、粒子X缺少其中一类必需原子，原子种类不完整，推导错误，不符合题意；

D、反应后已有第三种原子对应的粒子，X不需要包含第三种原子，推导错误，不符合题意。

故答案为：B。

【分析】A、根据原子守恒，反应缺少两种原子，X不能只含一种，排除该选项；

B、根据反应前后原子种类、数目不变，对比前后粒子，确定X包含缺失的两种原子，推导正确；

C、根据原子总数匹配要求，该选项缺少一种必需原子，不满足守恒，排除；

D、根据图像粒子分布，第三种原子在生成物其他粒子中已经存在，X无需含有，排除。6．【答案】D【解析】【解答】A、质量守恒定律只针对化学反应，溶解、三态变化等物理变化不适用，表述正确，不符合题意；

B、质量守恒仅研究反应前后各物质的质量总和，体积、密度等其他物理量不存在守恒关系，表述正确，不符合题意；

C、催化剂只改变反应速率，反应前后自身质量、化学性质不变，整个反应体系总质量仍然守恒，有催化剂参与的反应也遵守质量守恒，表述正确，不符合题意；

D、可燃物燃烧生成CO2和H2O，根据元素守恒，可燃物一定含有碳、氢元素；生成物中的氧元素可能全部来自参与反应的氧气，也可能一部分来自可燃物，无法判定可燃物一定不含氧，表述错误，符合题意。

故答案为：D。

【分析】A、根据质量守恒定律适用范围：仅化学反应，物理变化不适用解答；

B、根据守恒物理量只有“质量”，其余物理量无守恒规律解答；

C、根据催化剂“一变两不变”特征，体系总质量依旧满足质量守恒解答；

D、根据反应前后元素种类不变，氧元素存在两种来源，不能确定可燃物无氧元素解答。7．【答案】A【解析】【解答】依据化学反应前后元素种类不变分析，反应物Na2O2、CO2含有Na、C、O三种元素；已知生成物O2只含氧元素，剩余生成物必须同时含有钠、碳、氧三种元素。

A、Na2CO3由Na、C、O三种元素组成，完全匹配反应物全部元素，符合元素守恒，符合题意；

B、NaOH含有氢元素，反应物原料中无氢元素，违背元素守恒，不符合题意；

C、NaCl含有氯元素，反应物原料中无氯元素，违背元素守恒，不符合题意；

D、Na2O只含钠、氧，缺少反应物中的碳元素，违背元素守恒，不符合题意。

故答案为：A。

【分析】A、根据反应前后元素种类不变，碳酸钠包含反应物全部元素，符合守恒规律解答；

B、根据反应物不存在氢元素，不可能生成含氢的氢氧化钠解答；

C、根据反应物不存在氯元素，不可能生成含氯的氯化钠解答；

D、根据反应物含有碳元素，氧化钠不含碳，无法满足元素守恒要求解答。8．【答案】C【解析】【解答】A、根据柱状图数据分析，甲物质反应前质量为40g，反应后为26g，质量减少了14g，是反应物；乙物质反应前质量为30g，反应后为14g，质量减少了16g，是反应物；丁物质反应前质量为20g，反应后为50g，质量增加了30g，是生成物。该反应可表示为：甲+乙→丁。该反应由两种物质生成一种物质，符合“多变一”的特征，属于化合反应，选项A说法正确，不符合题意；

B、由A项分析可知，该反应是化合反应（甲+乙→丁）。在化合反应中，反应物既可能是单质也可能是化合物（例如：CO2+H2O=H2CO3，反应物均为化合物），因此甲可能是化合物，选项B说法正确，不符合题意；

C、丙物质在反应前后的质量均为10g，质量没有发生改变。在化学反应中，质量不变的物质可能是催化剂，也可能是不参与反应的杂质。题目中没有提供关于丙是否改变反应速率的信息，因此无法确定丙一定是催化剂，选项C说法错误，符合题意；

D、反应前后乙变化的质量为30g-14g=16g，丁变化的质量为50g-20g=30g。乙和丁变化的质量比为16g：30g=8：15，选项D说法正确，不符合题意。

故答案为：C。

【分析】A、根据质量守恒定律及反应物、生成物的判断方法解答：反应后质量增加的是生成物，减少的是反应物。若反应形式为“多变一”，则为化合反应。

B、根据化合反应的反应物类别可能性解答：化合反应的反应物不一定是单质，完全可能是化合物。

C、根据催化剂的定义解答：催化剂必须同时满足“一变”（改变反应速率）和“二不变”（质量和化学性质不变）。仅凭质量不变无法确定是催化剂。

D、根据图表数据进行计算解答：直接读取反应前后的数值进行差值计算并化简比值。9．【答案】D【解析】【解答】根据题目给出的微观示意图，确定反应物和生成物，正确书写化学方程式为：4NH3+3O2=一定条件2N2+6H2O。

A、反应物是氨气（NH3）和氧气（O2）。氨气是由不同种元素组成的纯净物，属于化合物；氧气是由同种元素组成的纯净物，属于单质。因此反应物中包含一种化合物和一种单质，选项A说法错误，不符合题意；

B、该反应的反应物有两种（氨气和氧气），生成物也有两种（氮气和水），不符合分解反应“一变多”的特征，也不符合化合反应“多变一”的特征，该反应属于置换反应（一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物），选项B说法错误，不符合题意；

C、生成物是氮气（N2）和水（H2O）。氮气属于单质，水属于化合物。因此该反应只有一种化合物生成，选项C说法错误，不符合题意；

D、根据推导出的化学方程式4NH3+3O2=一定条件2N2+6H2O，生成物氮气分子和水分子的个数比为2：6=1：3，选项D说法正确，符合题意。

故答案为：D。

【分析】A、根据物质的微观构成及单质、化合物的定义解答：由同种原子构成的分子属于单质，由不同种原子构成的分子属于化合物。

B、根据化学反应类型的特征解答：分解反应的特征是“一变多”，而本题反应物有两种，显然不属于分解反应。

C、根据生成物的微观构成解答：观察右图中新生成的分子种类，判断其物质类别。10．【答案】C【解析】【解答】根据微观示意图，写出该反应对应化学方程式：N2+3H2=催化剂高温高压2NH3，逐项分析：

A、图示分子由1个氮原子、3个氢原子构成，化学式书写为NH3，说法正确，不符合题意；

B、质量守恒微观本质：化学反应前后原子的种类、总数、质量均不变，说法正确，不符合题意；

C、反应前分子总个数1+3=4，反应后分子总个数2，分子总数发生减少，并非不变，说法错误，符合题意；

D、方程式中氮气、氢气计量数之比1∶3，代表参加反应粒子个数比1∶3，说法正确，不符合题意。

故答案为：C。

【分析】A、根据分子内部原子种类、数量，规范书写氨气化学式解答；

B、根据质量守恒微观三大不变量：原子种类、原子数目、原子质量解答；

C、根据化学方程式左右两侧分子计量数相加，对比分子总数变化，判定表述错误解答；11．【答案】B【解析】【解答】A、图A表示随反应时间延长，密封容器内物质的质量总和在不断增大，这与反应前后密闭容器的质量不变的事实不相符，A不符合题意；

B、图B表示随反应时间延长，密封容器内物质的质量总和在不变，这与反应前后密闭容器的质量不变的事实相符，B符合题意；

C、图C表示随反应时间延长，密封容器内物质的质量总和在不断增大直到反应完成后质量不再改变，这与反应前后密闭容器的质量不变的事实不相符，C不符合题意；

D、图D表示随反应时间延长，密封容器内物质的质量总和不变，待一段时间后质量开始减小，这