中考质量守恒定律型试题分类解析_质量守恒定律分类习题
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中招“质量守恒定律”试题分类解析
质量守恒定律是化学课程中的重要定律,它使化学学科的学习由定性研究转入定量研究,是初中化学课程的里程碑,因此成为各省市历年来中考的热点。所以,并能够灵活应用质量守恒定律解决问题对同学们来说是非常重要的。对质量守恒定律的理解和应用要把握住三个“守恒”:元素守恒(元素的种类不变)、原子守恒(原子的种类和数目、质量不变)、质量守恒(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)(高中增加电子守恒)。在复习中应做到以下几个方面:下面把近年来各地考查质量守恒定律的方法分为如下几个类型:
一、正确理解理解质量守恒定律
参加化学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 ....
1、注意是“化学变化”
例1:将100 g酒精和50 g水混后得到150 g酒精溶液,由此说明化学变化是符合质量守恒定律的。
解析:酒精和水混合,这一变化虽然前后质量不变,但它在初中范围内认为是物理变化,不能说明化学变化是符合质量守恒定律的。
2、注意是“质量定恒”
质量守恒定律强调的是“质量”守恒,不包括其它方面的守恒,如:“体积”、“重量”等方面不一定守恒。
如:一氧化碳和氧气在点燃条件下恰好完全反应:2CO + O2
2CO2,这个反应前后都是气体,参加反应的一氧化碳质量和氧气质量总和等于反应后生成的二氧化碳质量,质量是守恒的,从体积方面来看,在相同条件下是2体积的一氧化碳和1体积的氧气发生反应,只能生成2体积的二氧化碳,其体积在反应前后并不相等。有的反应体积可能守恒。
例2:用A、B、C、D四个相同的封闭装置进行某物质在氧气中缓慢氧化实验。实验前用弹簧秤称重,四个装置的重量均恰好等于10牛。A装置留于本地观察,假设B装置运到月球称重,C装置运至南极称量,D装置在太空轨道上的神舟七号飞船上称重。结果A装置仍为10牛,B装置重量小于10牛,C装置重量大于10牛,D装置重量为0牛。由此说明化学反应前后质量不一定守恒,你认为正确吗?
解析:质量守恒定律中强调的质量守恒,而题中四个装置在实验前后称量的是却是重量。由于地球上不同的位置物质所受重力不等,月球重力约为地球重力的六分之一,太空为失重状态,所以重量当然不一定守恒,但是其质量是永远守恒的。
3、注意“参加反应”和“反应后生成” 这是理解质量守恒定律的关键,反应物的质量总和不包括反应物过量的部分。生成物的质量总和是指反应后新生成的,不包括原先就存在的。
例3:11 g碳和33 g氧气充分反应,可以生成44 g二氧化碳,对吗?
解析:判断是否正确的关键,就是要看11 g碳和33 g氧气是否都参加了反应。由化学方程式:
C + O2CO2可知,每12份质量的碳和32份质量的氧气在点燃条件下完全反应可生成44份质量的二氧化碳。很显然,33 g氧气并没有全部参加反应,所以生成二氧化碳的质量要小于(11+33)g,即小于44 g。此题的说法是不对的。
例4:现有A、B、C三种物质的混合物,A为25 g,B为10 g,C为5 g,将混合物置于密闭容器中共热至反应停止后,发现容器内含有A为10 g,B为21 g,并有新物质D生成,求该反应中反应物与生成物之间的质量比。
解析:本题的解题突破口是由题目条件确定利用第一种理解形式,关键是弄清反应物有哪些,生成物有哪些,以及参加反应的各物质质量与生成的各物质质量分别是多少,很明显,A和C质量减少,为反应物。
A、C参加反应的质量分别是: A:25 g-10 g=15 g C:5 g B、D质量增加,为生成物。B生成的质量为:21 g-10 g=11 g 由质量守恒定律,设生成D的质量为x。则:15 g+5 g=11 g+x ∴x = 9 g 故反应中A、B、C、D之间的质量比为15:11:5:9
二、如果在封闭容器中进行化学反应,不管反应进行如何,反应前后质量始终保持不变
这个可以看作是质量守恒定律的一个扩展,由质量定恒定律发展而来,也不难理解。这种理解可以快速有效地解决一些实际问题。例5:纯净的锌片6.5 g恰好和93.7 g稀盐酸完全反应,求反应后所得溶液中溶质质量分数。
解析:根据化学方程式:Zn + 2HCl === ZnCl2 + H2↑可知,6.5 g锌可生成0.2 g氢气和13.6 g氯化锌,反应后所得溶液为氯化锌溶液,如果反应在封闭容器中完成,反应前后质量始终为(6.5+93.7)g,反应后物质为氯化锌溶液和氢气,所以氯化锌溶液质量=(6.5+93.7)g-0.2 g=100 g,所以溶液中溶质质量分数=13.6 g/100 g×100%=13.6%。
例6:现有100 g澄清石灰水和20 g碳酸钠溶液恰好完全反应,生成沉淀质量为2 g,求过滤后所得溶液中溶质的质量分数。
解析:根据反应前后质量总和不变,反应后所有物质总质量等于反应前各物质质量总和。所以反应后所得溶液质量与沉淀质量总和等于(100+20)g即120 g。所以过滤后所得溶液质量为(120-2)g即118 g。根据化学方程式:Ca(OH)2 + Na2CO3 === CaCO3↓+ 2NaOH可知,过滤所得溶液为氢氧化钠溶液,根据沉淀质量2 g不难求出生成碳酸钠质量为2.12 g,所以过滤所得溶液中溶质质量分数=2.12 g/118 g×100%=1.80%。
三、反应前后,元素种类不变,同种元素质量相等
这实际上是质量定恒定律的基础,即化学反应前后质量为什么守恒的原因。
例7:某物质在氧气中燃烧后只生成水和二氧化碳,关于该物质的组成,下列说法中正确的是()
A.一定含有C、H、O三种元素 B.一定含有C、H元素,不含O元素 C.一定含有C、H元素,可能含有O元素 D.可能含有C、H、O元素
解析:从燃烧产物水和CO2的组成来看,共含有三种元素,即碳、氢、氧元素.根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类不会改变,可知反应物中必定也含有碳、氢、氧三种元素.由于可燃物是在氧气中燃烧的,即氧气中肯定含有氧元素,而且也只含氧元素,所以可燃物中就一定含有碳、氢元素,而是否含氧元素就不能确定了。
解答:选C
例8:某有机物4.6 g完全燃烧,需耗氧9.6 g,生成CO28.8 g,水5.4 g,试判断该有机物中()
A.只含C、H元素 B.只含C、H、O元素. C.不只含C、H、O元素 D.不含氧元素
解析: 本题初看与例7差不多,学生很容易做错,实际上须通过计算来判断该有机物中所含元素.根据质量守恒定律,可知该有机物中含有C、H两种元素,关键是判断该有机物中有无氧元素和其它元素.计算可知:
8.8 gCO2中含C质量 8.8 g×O质量 8.8 g-2.4 g = 6.4 g
=2.4 g 5.4 gH2O中含H质量 5.4 g×O质量 5.4 g-0.6 g = 4.8 g
= 0.6 g ∵产物中C、H两种元素的质量总和为:24g + 0.6g=3.0g<4.6g ∴该有机物中不只含有C、H两种元素.四、反应前后,各原子种类不变,各类原子个数也不变
既然反应前后元素种类不变,元素是同一类原子的总称,当然原子种类也就不变了。各类原子个数不变,这实际上是质量守恒定律的微观含义,也是配平化学方程式的依据。
例9:黑火药是我国石代四大发明之一,黑火药爆炸的原理可以用化学反应方程式表示: S + 2KNO3 +3C ==== K2S + N2 + 3X↑,则X的化学式是()A、CO B、SO2 C、NO D、CO2
解析:由题给的化学方程式可知:反应前后硫元素、钾元素、氮元素的原子数目均已守恒,反应物中还有3个碳原子、6个氧原子,生成物X显然是由碳元素和氧元素组成。又X前有系数3,所以每个X分子中有一个碳原子和2个氧原子。故正确答案为D。
总之,质量守恒定律有着广泛的应用,以上只是初中化学中的一些基本应用,以期起到抛砖引玉的作用。
通过对2009年全国中考题中应用这部分知识的分析,可以把质量守恒定律在中考中的考查方法分为如下几个类型:(2009 黔东南)下列叙述完全符合质量守恒定律的是()
A.水结成冰前后,质量保持不变
B.50mL水和50mL乙醇混合后总体积小于100mL
C.在100g过氧化氢溶液中,含有30g过氧化氢和70g水
D.1.2g碳与3.2g氧气恰好完全反应可生成4.4g二氧化碳
解析:质量守恒定律研究的范畴是化学反应,因此其他变化中即使存在质量相等的情况,也不能说符合质量守恒定律。A项水变成冰是物理变化,因此质量虽然不变,但不属于质量守恒定律研究的范畴;B项两种等体积的液体混合后,体积小于两倍体积的原因是分子间有间隙,与质量守恒定律无关;C项中30g过氧化氢和70g水混合成了100g溶液,也没有发生化学反应,因此错误;D项是一个化学反应,而且质量关系符合化学方程式的比例关系,遵守质量守恒定律,因此D正确。
一、对质量守恒的理解
二、根据质量守恒定律判断反应物生成物的化学式
(2009娄底)修建“娄新高速”公路是娄底市“十一五”期间的重大建设项目,在修建公路的土石方爆破中要用到黑火药,黑火药爆炸时反应如下:S+2KNO3+3C=K2S+X+3CO2。其中X的化学式为()
A、N2 B、NO2
C、NO D、N2O
解析:该题目考查了同学将质量守恒定律和化学变化的微观实质结合的能力,通过“原子是化学变化中的最小粒子,在化学变化中原子种类没有改变,数目没有增减”这一重要知识,来解决问题。通过简单计算发现,反应物中有一个硫原子、两个钾原子、两个氮原子、六个氧原子,因此生成物中应该有相同数目相同种类的粒子。因此未知物X为N2,故选择A。
(2009德州)2008年4月8日,安徽省阜南县一所小学发生一起误把亚硝酸钠当食盐的中毒事件,确保食品安全的警钟再次敲响,亚硝酸钠(NaNO2)外观与食盐极相似,有咸味,区别它们的有效方法是隔绝空气加热,没有明显变化的是食盐,能分解放出刺激性气味气体的是亚硝酸钠,此气体可能是()
A、SO2 B、NH3
C、N2 D、NO2
解析:根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变,亚硝酸钠中含有钠、氮、氧三种元素,因此隔绝空气加热发生分解反应后的生成物中也应含有三种元素,因此A项中出现了原来没有的S,B项中出现原来没有的H,因此两项错误。通过阅读题目得知,分解释放出的气体有刺激性气味,而C项氮气是无味道的气体,因此选择D。
物质 M N Q P
反应前质量(g)18 1 2 32
反应后质量(g)x 26 2 12
三、读图分析题型
(2009年肇庆)图是“尾气催化转换器”将汽车尾气中有毒气体转变为无毒气体的微观示意图,其中不同的圆球代表不同原子。下列说法错误的是()
A。此反应有单质生成B。原子在化学变化中是不可分的C。图中生成物全部是化合物
D。参加反应的两种分子的个数比为1∶1
解析:图形可以将抽象的概念形象地表示出来,同时也考查了同学们思维的转换能力。通过阅读题目发现,生成物中有同种微粒排列成的图例,因此在反应中有单质生成,故A项正确,同时C项错误。根据化学变化的微观实质,可以知道原子作为化学变化中的最小粒子,在化学变化中是不可分的,因此B项正确。D项考查同学们对质量守恒定律关键词“参加”的理解,只有反应中被消耗的物质才是真正参加化学反应的物质。观察图例,发现参加反应的两种物质粒子个数比为1:1,因此D正确。
四、应用质量守恒定律进行计算
(2009年徐州)在一个密闭容器中放入M、N、Q、P四种物质,在一定条件下发生化学反应,一段时间后,测得有关数据如下表,则关于此反应认识不正确的是()
A。该变化的基本反应类型是分解反应
B。反应后物质M的质量为l3g
C。反应中N、P的质量比为5:4
D。物质Q可能是该反应的催化剂
解析:我们知道在化学反应进行的过程中,反应物的质量将不断减少,而生成物则不断增多,因此如果我们发现一种物质的质量随着反应的进行在不断增加,我们就可以判断该物质是此反应的生成物,若某物质随反应的进行在不断减少,则该物质是此反应的反应物。通过观察和简单的计算我们得知,物质N质量增加了25g,物质P质量减少了20g。故反应中N、P的质量比为5:4,C项正确。根据质量守恒定律,反应消耗的物质质量应等于反应生成物的质量,因此判断出M也是反应物,在反应中消耗5g,因此反应后物质M的质量为l3g,此反应可用如下式子表示该反应M+P→N,而物质Q的质量在反应前后没有发生改变,有可能是该反应的催化剂或者与该反应无关,因此D项正确。故选A。
质量守恒定律还有一个非常重要的考查形式,就是应用化学方程式进行计算,此类型的考题形式繁多,涉及的知识面也很广,我们将在今后的内容中学习。质量守恒定律除了知识的考查外,同学们还要注意计算格式的规范。通过反复练习,积累解题的经验方法
类型一:应用质量守恒定律判断反应物或生成物的化学式
此类型题目要求同学们将质量守恒定律和化学变化的微观实质相结合,通过“原子是化学变化中的最小粒子,在化学变化中原子种类没有改变,数目没有增减”这一重要知识,来解决问题。
(2006年河南.8题)煤气中加入有特殊臭味的乙硫醇可提示煤气是否泄漏。乙硫醇(用X表示)燃烧时发生的反应为:2X+9O2()
A.C4H12S2 B.C2H6S C.C2H6O2S D.C2H6
青岛11)2008年奥运会“祥云”火炬中燃料燃烧后不会对环境造成污染,体现了“绿色奥运”的理念。反应的化学方程式为CxH8+5O2■ 3CO2+4H2O,则x的数值是[ ]
A.1 B.2 C.3 D.4
解析:该反应生成物一共有3个碳原子、8个氢原子和10个氧原子,根据质量守恒定律得知,在参加此反应的物质中也应该有相同种类、同样数目的原子。通过简单的计算得出答案:C。
点燃
4CO2+2SO2+6H2O,则X是
与此考查方式相似的还有如下几题:
(江苏盐城13)我国新一代气象卫星“风云三号”于今年5月27日成功发射,运载火箭的燃料是偏二甲肼(用R表示),其燃烧的化学方程式为:R+2N2O4=3N2+4H2O+2CO2,则偏二甲肼的化学式是[ ]
A.C2H8N2 B.N2H4
C.CH4 D.C6H7N
答案:A
(湖北咸宁10)下列四个反应的生成物都是C,如果C的化学式为A2B5,则该反应的化学方程式为[ ]
A.2AB2+B2=2C B.3AB2+B2=2C
C.4AB2+B2=2C D.AB2+4B2=2C
答案:C
类型二:对质量守恒定律中关键词“参加”和“生成”的考查
此类型题目是考查同学们对质量守恒定律含义的理解,要求大家把握住什么是真正“参加”化学反应的物质,哪些又真正是反应“生成”的物质,并解决问题。
(海南35)1g镁条在空气中完全燃烧,生成物的质量[ ]
A.等于1g B.小于1g C.大于1g D.无法确定
解析:金属镁和空气中的氧气在点燃的条件下生成白色粉末氧化镁。根据质量守恒定律,生成的氧化镁的质量应该等于参加反应的镁和消耗的空气中氧气的质量。因此如果参加反应的镁条质量是1g,那么生成物的质量应该大于1g,故选C,同学们往往会忽视氧气这一看不到的反应物的存在,误选错误答案A。
类型三:应用质量守恒定律进行计算
此类题在中考中一般以文字叙述或图表的方式进行考查,要求同学们把握住关键词并保持清晰的思路,深刻理解质量守恒定律,并应用定律进行计算。
(青岛15)在一个密闭容器中,有甲、乙、丙、丁四种物质在一定条件下充分反应后,测得反应前后各物质的质量如下表:
下列说法错误的是[ ]
A.该反应是分解反应 B.甲可能是该反应的催化剂
C.乙、丙变化的质量比为9:8
D.反应后甲的质量为0g
解析:我们知道在化学反应进行的过程中,反应物的质量将不断减少,而生成物则不断增多,因此如果我们发现一种物质的质量随着反应的进行在不断增加,我们就可以判断该物质是此反应的生成物,若某物质随反应的进行在不断减少,则该物质是此反应的反应物。通过观察和简单计算我们得知,乙和丙物质在反应前后质量分别增加了9g和8g,因此两物质是该反应的生成物,而丁物质则在反应中减少了17g,所以判定它是此反应的反应物。依据质量守恒定律,反应消耗的反应物质量应与反应生成的物质质量相等。可用如下式子表示该反应:丁→乙+丙。而甲物质的质量在反应前后没有发生改变,有可能是该反应的催化剂或者与该反应无关,故选择D。
(南京15)在反应2A+5B=2C+4D中,C、D的相对分子质量之比为9:22。若2.6gA与B完全反应后,生成8.8gD,则在此反应中,B与D的质量比为[ ]
A.4:9 B.8:11 C.10:11 D.31:44
解析:2A+5B=2C+4D88
2.6g Y X 8.8g
■=■,X=1.8g
依据质量守恒定律2.6g+Y=1.8g+8.8g
所以Y=8g
根据化学反应计算出在生成8.8gD的同时,有1.8gC生成。再根据质量守恒定律,计算出反应消耗的B物质质量。最后得出结果,选C。
其他类似题目:
(湖北黄冈14)在一密闭容器中,有甲、乙、丙、丁四种物质,在一定的条件下,充分反应,测得反应前后各物质质量如下表:
关于此反应,下列认识正确的是[ ]
A.该变化的基本反应类型一定是置换反应
B.参加反应的甲、丙的质量比为1:9
C.乙、丁的相对分子质量比一定为10:9
D.甲反应后的质量为8g
答案:B
(恩州10)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:
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
答案:B
(四川南充8)现将10gA和足量的B混合加热,A和B发生化学反应。10gA完全反应后生成8gC和4gD,则参加反应的A与B的质量比是[ ]
A.1:l B.2:1 C.5:l D.4:l
答案:C
(江苏南通20)A、B、C三种物质各15g,它们化合时只生成新物质D30g,若增加10gA,则反应停止后,原反应物只剩余C,根据上述条件推断下列说法中正确的是[ ]
A.第一次反应停止后,B剩余9g
B.第二次反应后,D的质量为50g
C.反应中A和B的质量比为2:3
D.反应中A和C的质量比为5:2
答案:B、D 8.某物质在空气中完全燃烧生成8.8g二氧化碳和5.4g水,则关于这种物质的组成描述正确的是【 】
A.该物质只含有碳元素和氢元素
B.该物质中碳元素与氢元素的质量比为12∶1
C.该物质一定含有碳元素和氢元素,可能含有氧元素
D.该物质的分子中碳原子与氢原子的个数比为1∶2
思路点拨:本题重点考查元素和化合物的相关知识以及与化学式相关的判断和计算。根据物质在空气中燃烧生成了二氧化碳和水可以推知该物质中一定含有碳元素和氢元素,可能还有氧元素。从生成物的质量可知:二氧化碳中碳元素的质量=8.8g×■=2.4g;水中氢元素的质量=5.4g×■=0.6g,所以该物质中碳元素与氢元素的质量比=2.4g∶0.6g=4∶1,该物质的分子中碳原子与氢原子的个数比=■∶■=1∶3.所以正确答案只有C。
阅卷反馈信息:此题得分率不是很高。误选A的理由是学生对质量守恒定律的实质没有真正把握。误选B、C的理由是对化学相关的判断和计算欠缺。
建议:与化学式相关的判断和计算是我省历年中招考试的必考内容,在平时的教学中应加以重点训练。
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