質(zhì)量守恒定律的應(yīng)用

趙培龍

[考點(diǎn)速覽]

考點(diǎn)1：確定未知物質(zhì)的化學(xué)式

例1 （2022·黑龍江·齊齊哈爾）利用催化劑將工廠廢氣中的二氧化碳轉(zhuǎn)化為燃料X，是實(shí)現(xiàn)“碳中和”的路徑之一，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO₂+ 3H₂[催化劑]X + H₂O，X的化學(xué)式為（）。

A. C B. CH4 C. CH3OH D. CH2O

解析：根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，化學(xué)反應(yīng)前后原子的種類和數(shù)目不變，反應(yīng)物中碳原子、氫原子、氧原子的個(gè)數(shù)分別為1、6、2，生成物中碳原子、氫原子、氧原子的個(gè)數(shù)分別為0、2、1，所以X中碳原子、氫原子、氧原子的個(gè)數(shù)分別為1、4、1。答案：C。

小結(jié)：確定未知化學(xué)式應(yīng)根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后原子的種類和數(shù)目不變進(jìn)行分析。

考點(diǎn)2：化學(xué)反應(yīng)微觀示意圖

例2 （2022·山東·泰安）如下圖為某反應(yīng)的微觀示意圖，關(guān)于該反應(yīng)的說(shuō)法不正確的是（）。

A. 該反應(yīng)屬于置換反應(yīng)

B. 反應(yīng)前后原子的種類和數(shù)目沒(méi)有改變

C. 生成物丙和丁都屬于氧化物

D. 反應(yīng)前后催化劑的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變

解析：由反應(yīng)的微觀示意圖可得，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH₂O + O₂ [催化劑] CO₂+ H₂O。該反應(yīng)的生成物是兩種化合物，因此該反應(yīng)不屬于置換反應(yīng)，A錯(cuò)誤；由質(zhì)量守恒定律可知，反應(yīng)前后原子的種類和數(shù)目沒(méi)有改變，B正確；氧化物是由兩種元素組成且其中一種元素是氧元素的化合物，因此生成的二氧化碳和水均屬于氧化物，C正確；化學(xué)反應(yīng)前后，催化劑的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變，D正確。答案：A。

小結(jié)：先根據(jù)微觀示意圖寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式，再根據(jù)化學(xué)方程式判斷反應(yīng)物或生成物的分子個(gè)數(shù)、質(zhì)量比，判斷所屬反應(yīng)的基本反應(yīng)類型，最后根據(jù)質(zhì)量守恒定律——化學(xué)反應(yīng)前后，元素的種類不變，原子的種類、數(shù)目不變，分子個(gè)數(shù)可能改變判斷選項(xiàng)正誤。

考點(diǎn)3：根據(jù)表格計(jì)算反應(yīng)前后各物質(zhì)質(zhì)量

例3 （2022·湖南·邵陽(yáng)）把一定質(zhì)量的甲、乙、丙、丁四種物質(zhì)放入密閉容器中，在一定條件下反應(yīng)一段時(shí)間后，測(cè)得各物質(zhì)的質(zhì)量如下表所示，下列說(shuō)法正確的是（）。

A. x的值是25? ? ? ? ? ? ? ? B. 乙一定是催化劑

C. 甲和丁都是反應(yīng)物 D. 反應(yīng)中，甲與丙發(fā)生改變的質(zhì)量比是14∶33

解析：分析表中數(shù)據(jù)可知，反應(yīng)后甲的質(zhì)量增加了14 g - 7 g = 7 g，故甲是生成物，生成的質(zhì)量為7 g；同理可以確定乙的質(zhì)量不變，則乙可能作該反應(yīng)的催化劑，也可能沒(méi)有參加反應(yīng)；丙是生成物，生成的質(zhì)量為33 g - 28 g = 5 g；由質(zhì)量守恒定律可得，丁是反應(yīng)物，參加反應(yīng)的質(zhì)量為7 g + 5 g = 12 g，故x的數(shù)值為37 - 12 = 25，由此可得，A正確，B、C錯(cuò)誤。反應(yīng)中，甲與丙發(fā)生改變的質(zhì)量比是7 g∶5 g = 7∶5，D錯(cuò)誤。答案：A。

小結(jié)：先根據(jù)反應(yīng)前后各物質(zhì)的質(zhì)量總和不變，計(jì)算未知物的質(zhì)量。再根據(jù)各物質(zhì)反應(yīng)前后質(zhì)量的變化情況確定該物質(zhì)屬于反應(yīng)物、生成物還是催化劑等：反應(yīng)后質(zhì)量減小→反應(yīng)物；反應(yīng)后質(zhì)量增大→生成物；反應(yīng)后質(zhì)量不變→催化劑或不參與反應(yīng)的雜質(zhì)。

[應(yīng)用提升]

1. （2022·江蘇·揚(yáng)州）北京冬奧會(huì)火種燈使用化合物X作燃料，其燃燒反應(yīng)方程式為X + 5O2[點(diǎn)燃]3CO2 + 4H2O。推斷X的化學(xué)式是（）。

A. C3H8 B. C3H6 C. C2H6O2 D. C3H8O3

2. （2022·云南·昆明）將下列四種物質(zhì)放入密閉容器中充分反應(yīng)，測(cè)得反應(yīng)前后各物質(zhì)的質(zhì)量如下表，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）。

A. a = 5 B. 甲和乙為反應(yīng)物

C. 丙可能是催化劑 D. 甲、乙、丁的相對(duì)分子質(zhì)量之比為2∶1∶2

答案：1. A 2. D