Question

5．質(zhì)量守恒定律是自然界的普遍規(guī)律，請用相關(guān)知識完成下列問題．

（1）某化合物在氧氣中完全燃燒生成二氧化碳和水，推測該化合物中一定含有的元素是C、H；
（2）衛(wèi)星運(yùn)載火箭的動(dòng)力由高氯酸銨（NH₄ClO₄）發(fā)生反應(yīng)提供，化學(xué)方程式為：2NH₄ClO₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$N${\;}_{{2}_{\;}}$↑+Cl₂↑+2O₂↑+4X．則X的化學(xué)式為H₂O；
（3）用圖1所示的三個(gè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證質(zhì)量守恒定律，其中實(shí)驗(yàn)前后天平不能保持平衡的是B（填序號），理由是B是在敞口的容器中反應(yīng)且生成了氣體；
（4）從微觀角度分析化學(xué)反應(yīng)有助于我們理解質(zhì)量守恒定律，在一密閉容器內(nèi)有4種物質(zhì)A、B、C、D，它們在一定條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，經(jīng)過一段時(shí)間后停止反應(yīng)．A、B、C、D的微觀示意圖和反應(yīng)前后物質(zhì)的質(zhì)量如下表所示．

物質(zhì)	A	B	C	D
微觀示意圖
反應(yīng)前質(zhì)量/g	100	20	y	x
反應(yīng)后質(zhì)量/g	32	140	108	0

①反應(yīng)中A、B、C、D四種物質(zhì)屬于生成物的是BC；
②表中x的值是108；
③從微觀角度分析，化學(xué)反應(yīng)中質(zhì)量守恒的原因是原子的種類、原子的數(shù)目和原子的質(zhì)量都沒有發(fā)生改變．
（5）鎂帶在一密閉容器中與氧氣完全燃燒后生成氧化鎂，其固體質(zhì)量變化可用圖2表示，則質(zhì)量差（M₂-M₁）表示的意義是參加反應(yīng)的氧氣的質(zhì)量．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)質(zhì)量守恒定律，在化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類沒有改變來推斷；
（2）由質(zhì)量守恒定律：反應(yīng)前后，原子種類、數(shù)目均不變，據(jù)此由反應(yīng)的化學(xué)方程式推斷生成物X的化學(xué)式；
（3）根據(jù)三個(gè)實(shí)驗(yàn)中所發(fā)生的反應(yīng)的來完成解答；
（4）①根據(jù)反應(yīng)前后原子的種類不變來書寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式，然后計(jì)算出反應(yīng)中B、C的質(zhì)量比值即可；
②根據(jù)Ⅲ中計(jì)算的質(zhì)量比結(jié)合B的質(zhì)量變化進(jìn)行解答即可；
③根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)進(jìn)行分析；
（5）根據(jù)質(zhì)量守恒定律及其應(yīng)用回答，鎂在空氣中燃燒是與氧氣反應(yīng)，反應(yīng)后生成氧化鎂，氧化鎂的質(zhì)量等于鎂和參加反應(yīng)的氧氣的質(zhì)量和．

解答 解：（1）根據(jù)“化合物在氧氣中完全燃燒生成二氧化碳和水”，則可知：生成物二氧化碳、水中含有C，H，O元素，則反應(yīng)物中也一定含有這三種元素．物質(zhì)在空氣中燃燒是和空氣中的氧氣反應(yīng)，氧氣由O元素組成，則C，H定是從某物質(zhì)中來，而某物質(zhì)中也可能含有O元素；
（2）根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式2NH₄ClO₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$N₂↑+Cl₂↑+2O₂↑+4X，反應(yīng)物中氮、氫、氯、氧原子個(gè)數(shù)分別為2、8、2、8，反應(yīng)后的生成物中氮、氫、氯、氧原子個(gè)數(shù)分別為2、0、2、4，根據(jù)反應(yīng)前后原子種類、數(shù)目不變，則4X分子中含有8個(gè)氫原子和4個(gè)氧原子，則每個(gè)X分子由2個(gè)氫原子和1個(gè)氧原子構(gòu)成，則物質(zhì)X的化學(xué)式為H₂O；
（3）分析三個(gè)實(shí)驗(yàn)可以知道，反應(yīng)A中是在密閉的容器中反應(yīng)，B是在敞口的容器中反應(yīng)且生成了氣體，而C雖然是敞口的容器中反應(yīng)但是沒有生成氣體，所以可以判斷反應(yīng)前后B實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)前后天平不能保持平衡；
（4）①根據(jù)表格中的信息可以知道，反應(yīng)前后B的質(zhì)量增加了，所以B為生成物，而反應(yīng)前后A物質(zhì)的質(zhì)量減少了，所以A為反應(yīng)物，結(jié)合反應(yīng)前后元素的種類不變可以知道，反應(yīng)物為A和D，而生成物為B和C；
②反應(yīng)中生成B的質(zhì)量為：140g-20g=120g，而B：C=10：9，所以可以判斷反應(yīng)中生成C的質(zhì)量為108g，x=108．
③根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)可以知道，在反應(yīng)的過程中是分子裂解成原子，原子進(jìn)行了重新組合而得到新的分子，所以該過程中原子的種類、原子的數(shù)目和原子的質(zhì)量都沒有發(fā)生改變，所以化學(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量守恒．
（5）從圖示看出，M₁表示反應(yīng)前固體的質(zhì)量，就是鎂條的質(zhì)量，M₂表示反應(yīng)后固體的質(zhì)量，是氧化鎂的質(zhì)量，則，M₂-M₁就表示參加反應(yīng)的氧氣的質(zhì)量．
故答案為：
（1）C、H；
（2）H₂O；
（3）B；B是在敞口的容器中反應(yīng)且生成了氣體；
（4）108；原子的種類、原子的數(shù)目和原子的質(zhì)量都沒有發(fā)生改變；
（5）參加反應(yīng)的氧氣的質(zhì)量

點(diǎn)評 要想解答好這類題目，首先，要理解和熟記微粒觀點(diǎn)及模型圖的應(yīng)用，以及與之相關(guān)的知識．然后，根據(jù)所給的問題情景或圖表信息等，結(jié)合所學(xué)的相關(guān)知識和技能，并細(xì)心地探究、推理后，按照題目要求進(jìn)行認(rèn)真地選擇或解答即可．