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精练 03 质量守恒定律的应用
公式、知识点回顾（时间：5分钟）
知识点一：质量守恒定律
1．质量守恒定律的概念：在化学反应中， 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
2．化学反应的过程就是组成反应物分子的原子 重新组合 成生成物分子的过程。
3．化学反应前后原子的 种类 和 数目 不变，所以化学反应前后物质的质量总和必然相等。而物质
的 分子数和物态可能改变。
→
知识点二：化学方程式
1．化学方程式的概念：用 化学式 表示化学反应的方程式叫做化学方程式。
2．化学方程式的读法：如C＋O=====CO，可读作“ 碳和氧气在点燃的条件下，反应生成二
2 2
氧化碳 ”。
3．化学方程式的意义：(1)表明了反应物 反应物 、 生成物 和 反应条件 ；(2)表示各物质间
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原子与分子的 个数比 ；(3)表示反应物、生成物各物质间的 质量比 。
4．书写化学方程式的原则：(1)以 客观事实 为依据；(2)遵守 质量守恒定律 ，即在化学方程
式左、右两边各原子的种类和数目必须 相等 。
5．书写化学方程式的步骤
(1)根据反应事实，在式子的左边写 反应物 的化学式，在式子的右边写 生成物 的化学式，中
间连一条 短线 。如果反应物或生成物不止一种，就分别用“ ＋ ”连接。
(2)配平化学方程式。在化学式前配上合适的 化学计量数 ，使式子两边每种元素的原子总数
相等。一般可用 最小公倍数 来确定化学计量数。配平后把短线改为 等号。
(3)注明 反应条件 和生成物的 状态 。把条件写在等号的 上方 或下方。如果反应物中没有气
体，而生成物中有气体产生，则在气体的化学式旁边用“ ↑ ”号表示；如果是溶液中发生的反应，
反应物中无固体，而生成物中有固体，则在固体的化学式旁边用“ ↓ ”号表示。如
2HO=====O↑＋2H↑、CO＋Ca(OH) =====CaCO ↓＋HO。
2 2 2 2 2 3 2
【题型一】推断物质的化学式
[例题1] （2023•二道区校级模拟）我国古代典籍中有“银针验毒”的记载，如果银针表面
变黑，则说明遇到有毒物质。其化学反应原理之一是：4Ag+2H S+O ═2X+2H O。下列对该反
2 2 2
应的说法不正确的是（ ）
A．X的化学式为Ag S
2
B．H S中硫元素的化合价为﹣2价
2
C．生成物X颜色是银白色
D．此反应中验的有毒物质是H S
2
[例题2] （2023•陵水县一模）2022年10月31日梦天实验舱由长征五号B运载火箭托举升
空。长征五号 B 运载火箭以偏二甲肼（C H N ）和 X 作推进剂，反应的化学方程式为：
2 8 2
点燃
2X+C 2 H 8 N 2 ¯ 3N 2 +4H 2 O+2CO 2 ，则X的化学式是（ ）
❑
A．N O B．NO C．N O D．N O
2 4 2 3 2 5
【题型二】微观反应示意图
[例题3] （多选）（2023•长沙模拟）从“宏观”和“微观”认识化学反应，是化学学科的
基本思想。如图是电解水的微观反应示意图，下列说法正确的是（ ）
A．该反应为分解反应
B．化学反应中分子可分，原子也可分
C．反应生成的H 与O 的质量比为2：1
2 2
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D．该反应说明水由氢元素和氧元素组成
[例题4] （2023•顺德区校级三模）近日，中国科学技术大学研究团队设计构筑了黑磷负载
的金单原子催化剂（Au /BP），实现了甲烷在温和条件下高选择性氧化制甲醇。如图为甲烷制
1
甲醇的微观反应示意图，下列有关说法正确的是（ ）
A．甲醇属于无机物
B．反应前后催化剂的性质不变
C．反应前后原子的种类及数目发生改变
D．参与反应的甲烷和氧气分子个数比为2：1
【题型三】密闭容器中数据分析
[例题5] （2023•双峰县一模）在一密闭容器内有A、B、C、D四种物质，在一定条件下发
生化学反应，一段时间后，测得反应前后各物质的质量如表，则下列说法中正确的是（ ）
物质 A B C D
反应前物质质量（g） 10 90 8 2
反应后物质质量（g） 38 56 14 X
A．根据质量守恒定律，X的值为0
B．D一定是催化剂
C．该反应是分解反应
D．在这个反应中A、B、C之间的质量比为38：56：14
[例题6] （2023•夏津县一模）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31
B．丙可能为催化剂
C．丁可能为单质
D．反应中消耗甲和乙的质量比为7：4
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难度：★★★ 建议时间：25分钟
1. （2023•河南一模）人类很早便学会了使用氧化锌作涂料或外用药。氧化锌能溶于浓
氢氧化钠溶液，发生反应的化学方程式为 ZnO+2NaOH═Na ZnO +X。推断X的化学式为（
2 2
）
A．H O B．H O C．H D．Zn（OH）
2 2 2 2 2
2. （2023•襄阳模拟）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表所示：
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 2.6 7.2 0.5
下列说法中错误的是（ ）
A．反应后a物质的质量为3.8g
B．a和b是反应物，d可能是催化剂
C．c物质中元素的种类，一定与a、b两种物质中元素的种类相同
D．若物质a与b的相对分子质量之比为2：1，则a与b充分反应时的质量之比为2：1
3. （2021•天心区校级模拟）下列对课本中的原理、图表、数据的使用，叙述不正确的
是（ ）
A．根据质量守恒定律，可确定参加反应的各物质的质量比
B．根据“酸、碱和盐溶解性表”，可以帮助判断复分解反应能否发生
C．根据金属活动性顺序，可以判断金属能否与稀盐酸、稀硫酸发生置换反应
D．根据物质溶解度曲线图，可确定该物质在某一温度时溶液中溶质与溶剂的质量关系
4. （2023•宁江区校级模拟）钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料，工业生产金
△
属钛的过程中有一种反应的化学方程式如下：TiF +2H SO 4HF+2X+TiO ，其中X的化学式
4 2 4 2
¯
❑
为（ ）
A．H SO B．SO C．H SO D．SO
2 4 2 2 3 3
5. （2023•殷都区模拟）铜是一种不活泼金属，不与稀盐酸、稀硫酸反应，但在加热条
件下可与浓硫酸发生反应生成一种无色有刺激性气味的气体，该气体可能是（ ）
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A．H B．NO C．SO D．CO
2 2 2 2
6. （2023•方城县模拟）北宋名画《千里江山图》中用到的矿物颜料之一是石青，其主
要成分为Cu （CO ） （OH） ，石青易受热分解生成三种氧化物。下列可能是其分解产物的
3 3 2 2
是（ ）
A．Cu（OH） B．CuO C．O D．Fe O
2 2 3 4
7. （2023•柳州三模）2021 年 12 月 17 日，Nature Catalysis 期刊报道了 Edward
H.Sargent课题组利用催化剂将二氧化碳高效转化为乙醇的最新研究成果。该过程的微观反应
示意图如下，下列有关说法错误的是（ ）
A．图中丁的微观示意图为
B．参加反应的甲和乙的质量比为3：2
C．该反应中分子种类发生了改变
D．该反应能够有效地解决能源和环境问题
8. （2023•合肥二模）科学团队开发了一种具有双功能的分子筛膜催化反应器。其用于
二氧化碳高效合成甲醇的微观反应示意图如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．该反应前后分子数目不变
B．分子筛膜反应后性质不变
C．该反应涉及到两种氧化物
D．该反应不利于促进碳中和
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9. （2023•青秀区三模）如图为二氧化碳在Cu﹣CuI复合催化剂的催化作用下制备乙烯
（C H ）的微观反应示意图，关于该反应的说法正确的是（ ）
2 4
A．生成物的微粒个数比为1：1
B．该反应前后分子总数发生了变化
C．两种反应物之间的质量比为22：9
D．催化剂在反应中被消耗，质量变轻
10. （2023•孟津县一模）尿素是农业上一种常用的氢肥。如图是工业上生产尿素的微观
反应示意图，下列说法不正确的是（ ）
A．框内丁的微观模型图是
B．参加反应甲和乙的质量比为2：1
C．生成丙和丁的质量比为10：3
D．该反应不属于复分解反应
11. （2023•东莞市二模）从微观上看，化学反应是微观粒子按一定的数目关系进行的。
某碳氢化合物（化学式为CxHy）在密闭容器内充分燃烧，生成二氧化碳和水。部分物质的分
子数随反应过程的变化如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．该反应前后分子数目不变
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B．t时刻，容器中O 和CO 的质量相等
2 2
C．该碳氢化合物的化学式为C H
3 8
D．该反应生成的二氧化碳和水的质量之比为22：9
12. （2023•广陵区一模）我国发射卫星的火箭常用N H 作燃料，N H 在点燃时与助燃剂
2 4 2 4
点燃
X能发生如下反应：2N H +X 3N +4H O，其中X的化学式是（ ）
2 4 2 2
¯
❑
A．O B．N O C．NO D．N O
2 2 2 2 4
13. （2023•永兴县校级模拟）一定条件下，在密闭容器中发生某化学反应，测得反应过
程中各物质的质量数据如表：
物质 甲 乙 丙 丁
反应前的质量/g 10 16 0 2
反应中的质量/g 7 8 a 2
反应后的质量/g b 0 22 c
下列选项正确的是（ ）
A．a＝12 B．丁一定是催化剂
C．该反应为化合反应 D．b＝3
14. （2023•衡阳县模拟）工业甲醇是一种有毒液体，略有酒精的气味，误饮会使人中毒，
当氧气不足时，甲醇（CH OH）燃烧会生成CO 、CO和H O，若12g甲醇燃烧生成CO 和
3 2 2 2
CO的质量比为22：7，则参加反应的O 的质量为（ ）
2
A．8g B．16g C．18g D．32g
15. （2023•广西模拟）2023年2月16日，空间站梦天实验舱燃烧科学实验柜成功执行首
次在轨点火测试。
（1）此次点火实验采用甲烷作为燃料，甲烷完全燃烧的微观反应示意图如下，参加反应的甲和
生成丙的质量比为 （写最简比）。
（2）飞船往返过程中，宇航员要穿上压力服，当舱内压力突变时，压力服会迅速充满气体，这
就需要压力服必须具有良好的 性，头盔的面窗两层之间充有高纯氮气，通过分离液态
空气得到氮气是利用氮气和氧气的 不同。空间站电池翼上的光伏太阳能电池板，为核
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心舱提供源源不断的动力。光伏发电用到的高纯硅可用二氧化硅（SiO ）和碳在高温条件下反应
2
制取，同时生成一种可燃性气体，该反应的化学方程式是
。
16. （2023•建邺区校级三模）我国研制的“天问一号”飞船载着“祝融”号火星车成功
着陆乌托邦平原，标志着中国航天探索再创里程碑。
（1）火星车采用钛合金、铝合金、复合记忆纤维等材料制造，钛合金和铝合金属于
（选填“合成材料”、“复合材料”或“金属材料”）。
（2）工业制钛过程中的一个反应：TiF
4
+2H
2
SO
4
＝4HF+2X+TiO
2
，X的化学式为 。
（3）国际上为了减少汽车尾气排放，通常在燃油汽车上安装尾气处理转化器，在催化剂（钯）
的作用下将氮氧化物与一氧化碳转化为无污染的物质。该反应的微观反应模型如图所示：
①汽车燃料可通过石油分馏获取，是利用石油中各成分的 不同，将它们分离。
②根据微观反应模型写出尾气处理的化学方程式： 。
17. （2023•金水区校级二模）为方便推测某些复杂物质的化学性质，可将其化学式改用
常见物质的化学式表示如碱式碳酸铜[Cu （OH） CO ]可改为Cu（OH） •CuCO ，推测其兼
2 2 3 2 3
具Cu（OH） 和CuCO 的化学性质。
2 3
（1）参照上述方法，碱式碳酸镁[Mg
2
（OH）
2
CO
3
]的化学式可改写为
。
△
（2）该物质分解的化学方程式为 Mg （OH） CO 2X+H O+CO ↑，X 的化学式为
2 2 3 2 2
¯
❑
。
（3）充分加热100g混有氧化镁的碱式碳酸镁固体，若反应前固体中镁元素的质量分数为
42%，则该反应生成水和二氧化碳的质量为 g。
18. （2023•秀英区校级模拟）海南五指山少数民族地区的酒文化源远流长，民间常有
“以酒会客”的习俗，其中家酿的“山兰酒”还拥有“茅台”的美称，称之为“biang”，是
采用所居山区一种旱糯稻山兰稻酿制，是真正的绿色酒类。请你回答下列问题：
（1）旱糯稻山兰稻酿制成酒属于 变化，“山兰酒”开瓶十里香，这表明分子具有
的性质；
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（2）“山谷酒”的主要成分之一是乙醇（化学式为C H OH），乙醇中C、H、O三种元素的质
2 5
量比为 ；
（3）“开车不喝酒，喝酒不开车”。国家对“酒驾”给予了更严厉的处罚。交警用“酒精检测
仪”很快可以检测出司机的饮酒程度，其化学反应原理是：C H OH+4X+6H SO ═2Cr （SO ）
2 5 2 4 2 4
3
+2CO
2
↑+9H
2
O，化学方程式中X的化学式是 。
19. （2023•唐河县一模）央视栏目《典籍里的中国》展现了中国智慧，其中有许多古今
对比。净水—明代《天工开物》一书记载了明矾净水，明矾中钾离子的符号是 ；如
今使用高铁酸钾（K FeO ）不仅能净水，还能消毒，其中涉及反应的化学方程式为
2 4
4K
2
FeO
4
+10X═4Fe（OH）
3
↓+8KOH+3O
2
↑，则X的化学式为 。
20. （2023•汉中模拟）名画《千里江山图》是一匹整绢创作的青绿山水画长卷，画中的
颜料选用各色天然矿石加工而成。一些矿石的主要成分及颜色如表：
矿石 孔雀石 朱砂 雌黄 赭石
主要成分 Cu （OH） CO HgS As S Fe O
2 2 3 2 3 2 3
颜色 绿色 红色 黄色 红色
（1）四种矿石的主要成分由四种元素组成的是 （填字母）。
A.Cu （OH） CO B.HgS C.As S D.Fe O
2 2 3 2 3 2 3
（2）朱砂中硫元素的原子结构示意图为 。
（3）这幅山水画流传千年依然色彩鲜艳，由此推测该画所用的颜料在常温下化学性质
（填“稳定”或“不稳定”）。
（4）《天工开物》记载，绿矾（FeSO •7H O）可制备红色颜料 Fe O ，反应原理如下
4 2 2 3
高温
2FeSO
4
•7H
2
O Fe
2
O
3
+SO
2
↑+SO
3
↑+14X，则X的化学式为 。
¯
❑
21. （2023•昭平县模拟）化学与生活。
（1）在新冠肺炎疫情防控期间，人们广泛使用医用口罩和消毒液进行防护。
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①口罩的防护原理与化学中的 （填实验操作名称）相似。
②如图是某品牌医用口罩的外观及剖面图，标识的部件所使用的材料有 。（填序号）
A．天然有机高分子材料 B．金属材料 C．合成材料
③次氯酸钠（NaClO）是“84”消毒液的有效成分，次氯酸钠中Cl化合价为 价。
④医用酒精与次氯酸钠消毒液不能混合使用。二者混合能发生复杂的化学反应，其中一个反应
的化学方程式是：C
2
H
5
OH+7NaClO＝5NaCl+2X+Cl
2
↑+2H
2
O，则X的化学式为
。
（ 2 ） 生 活 中 常 用 二 氧 化 碳 灭 火 而 不 用 氮 气 灭 火 的 原 因 是
。
（3）北宋《浸铜要略序》载“山麓有胆泉（硫酸铜溶液），土人汲以浸铁，数日辄类朽木，刮
取其屑，锻炼成铜”，请用化学方程式表示其原理 。
22. （2023•昂仁县二模）2012年6月24日，中国载人航天工程实现新突破，神舟九号航
天员成功驾驶飞船与天宫一号目标飞行器对接，这标志着中国成为世界上第三个完整掌握空间
交会对接技术的国家。四氧化二氮（N O ）是运载神舟九号的长征2号F运载火箭的推进剂之
2 4
一。在室温、101kPa时，四氧化二氮是无色气体，易转化为二氧化氮（NO ）。二氧化氮有毒，
2
在紫外线的作用下能破坏臭氧层。因此，我国将于2014年投入使用的长征5号运载火箭将全
部使用无毒无污染的新型环保燃料。
（1）二氧化氮（NO ）中氮元素的化合价为 ；
2
（2）四氧化二氮（N O ）中氮元素与氧元素的质量比为 ；
2 4
（3）液态四氧化二氮的化学性质与气态四氧化二氮相同，请从微观的角度分析其原因
；
（4）为减少二氧化氮对环境的污染，可用氢氧化钠溶液进行吸收处理，其反应的化学方程式为；
2NO
2
+2NaOH＝NaNO
3
+X+H
2
O，其中X的化学式为 。
10
