课题2 化学方程式（第3课时）（分层作业）-【上好课】九年级化学上册同步高效课堂（人教版2024）

课题2 化学方程式 第3课时 【基础达标】 1．（2024·广西·模拟预测）硫在空气中点燃生成的反应中，S、、三者的质量之比是（ ） A．1：1：2 B．2：2：1 C．1：2：1 D．1：2：3 2．化学中常常出现“1+1≠2”的有趣现象，但也有例外，下列符合“1+1=2”的事实是（ ） A．20℃，1L水与1L酒精混合后的体积等于2L B．20℃，1g二氧化锰和烧杯中1g过氧化氢溶液混合，烧杯中物质质量为2g C．20℃，1g硫粉在1g氧气中完全燃烧后生成2g二氧化硫 D．20℃，1g水加入1g氯化钠固体能得到2g食盐水 3．烟道气中含有大量 CO2，经“捕捉”可用于生产甲醇等产品，根据图示信息，下列说法不正确的是（ ） A．该反应的反应物均为化合物 B．该反应中每 6 克的氢气完全反应可生成 18 克水 C．化学反应前后原子的种类不变 D．生成物的分子个数比为 1:1 4．（2024·重庆·模拟预测）电解H2O与催化分解H2O2都可产生氧气。下列有关说法错误的是（ ） A．前者电能转化为化学能 B．后者制氧气更节能、更简便 C．等质量H2O与H2O2，H2O2中氧元素质量分数更大 D．等质量H2O与H2O2完全分解，H2O2生成氧气质量更大 5．下列对化学方程式：，表示的含义或说法正确的是（ ） A．氢气加氯气在点燃的条件下等于氯化氢 B．参加反应的H2、Cl2和生成的HCl的分子个数比是1∶1∶2 C．2g氢气和35.5g氯气反应，会生成37.5g氯化氢 D．每1份质量的氢气和1份质量的氯气在点燃的条件下反应生成2份质量的氯化氢 6．电解水实验如图。下列说法不正确的是（ ） A．管a中得到 B．产生与的质量比约为2：1 C．该实验说明水是由氢元素和氧元素组成 D．可用带火星的木条检验生成的 7．在一个密闭容器中放入甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下发生化学反应，一段时间后，测得有关数据如表，下列说法中，不正确的是（ ） 物质 甲 乙 丙 丁 反应前质量/g 18 1 2 32 反应后质量/g X（未知） 26 2 12 A．反应后物质甲的质量为 B．反应中乙、丁的质量比为 C．物质丙可能是该反应的催化剂 D．丁一定是化合物 8．下列对“C+O2CO2”这一反应的理解，不正确的是（ ） A．反映碳能在点燃条件下与氧气反应生成二氧化碳这一事实 B．每1个碳原子和1个氧分子结合形成1个二氧化碳分子 C．每12份质量的碳与32份质量的氧气反应生成44份质量的二氧化碳 D．在该反应中，碳、氧气、二氧化碳的质量比是1: 1: 1 9．我国科学家利用高效催化剂进行人工固氮，如图是反应的微观示意图。 (1)该反应的化学方程式为 。 (2)物质乙和丁的质量之比为 。 10．电解水时常在水中加入少量的硫酸钠 Na2SO4。如图，某兴趣小组把少许Na2SO4固体加入水中，充分溶解后进行电解。一段时间后停止通电，在试管A中收集到1.2g气体。回答下列问题：    (1)硫酸钠的作用是 。 (2)B管中收集到的气体的质量是 g。(请写出计算过程) 【能力提升】 11．已知在反应2A+B=3C+D中，A和B的相对分子质量之比为5︰1，且20gA与一定量B恰好完全反应生成7gD。则生成C的质量为（ ） A．20g B．2g C．5g D．15g 12．下图是治理汽车尾气时发生反应的微观示意图．下列有关说法不正确的是（ ） A．该反应能使有害气体转化为无害物质 B．该反应前后原子的种类、数目不变 C．参加反应的甲和乙的质量比为 D．该反应的化学方程式为： 13．（2024·天津西青·二模）我国的四大发明之一黑火药是由硫黄、木炭粉和硝酸钾混合制作而成，其反应原理为S+2KNO3+3C=3CO2↑+K2S+X，下列说法合理的是（ ） A．X的化学式为NO B．氮元素的化合价由+5降为+2 C．参加反应的三种物质的质量比为16：101：18 D．该反应涉及的元素种类有4种 14．（2024·北京·中考真题）甲烷水蒸气重整制氢的反应为，下列说法不正确的是（ ） A．反应涉及两种氧化物 B．反应前后氢原子个数不变 C．生成的CO、的分子个数比为1：1 D．参加反应的、的质量比为8：9 15．科学家成功研制出一种合成甲醇（化学式为）的新工艺，其反应过程的微观示意图如图所示。下列有关说法正确的是（ ） A．该反应中生成物有两种 B．该反应中的最小微粒是氢分子 C．参加反应的两种物质的分子个数比为1：1 D．参加反应的甲烷和氧气的质量比为1：1 16．化学学科的核心素养之一是证据推理，推理过程必须严谨科学，下列推理正确的是（ ） A．化学反应遵循质量守恒定律，所以6gS与12g完全反应可以生成18g B．单质只含有一种元素，所以只含有一种元素的物质就是单质 C．质量的单位是g，所以相对原子质量和相对分子质量的单位也是g D．从氯化钠的形成过程中我们可以这样从微观认识化学变化：化学变化中，原子并非完全不发生任何变化，其原子核不发生变化，电子可能会有得失 17．如图是某反应的微观示意图，回答下列问题。 (1)图中参加反应的A和B的分子个数比为 。 (2)反应后生成物的质量比为 。 (3)反应前后， （填元素符号）元素的化合价发生了变化。 18．实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气（过氧化氢溶液由过氧化氢和水两部分组成，只有过氧化氢参与反应）。反应前，将68g过氧化氢溶液放入烧杯中，再向其中加入2g二氧化锰，烧杯中物质的总质量随时间的变化如下图。请回答： (1)该反应完成后，二氧化锰的质量为 g。 (2)反应生成氧气的质量是 g。 (3)参加反应的过氧化氢的质量是多少克？（写出计算过程） 【直击中考】 19．（2024·江苏南通·中考真题）SO2与O2反应制备SO3是硫酸工业中的重要反应，其微观变化过程如图所示。下列说法正确的是（ ） A．该反应属于氧化反应 B．反应后催化剂的质量减少 C．参加反应的SO2和O2的质量比为2：1 D．该反应的化学方程式为SO2+O2SO3 20．（2024·四川德阳·中考真题）天然气的主要成分是甲烷(CH4)，甲烷参与某反应的微观示意图如图，下列说法错误的是（ ） A．微粒“R”的化学式为CO2 B．反应前后，原子和分子数目均保持不变 C．参加反应的与的质量之比为1:2 D．天然气是不可再生的化石燃料 21．（2024·江苏苏州·二模）中国将在2023年前实现“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”。目前碳转化是实现碳中和的主要途径之一，科学家已经研究出多种方式来实现二氧化碳的转化。 【方法1】以CO2为碳源，与H2经催化可转化为富有价值的有机物，原理如题图所示。 (1)反应前后Fe3O4的质量和 不变。 (2)写出CO2转化为产物A的化学反应方程式 。 (3)理论上，原料气中碳、氢元素质量比为 （填最简整数比）时，CO2转化为产物B。 【方法2】2020年哥伦比亚大学化学团队开发出了镍基双金属催化剂，用来催化CH4和CO2制取合成气，反应过程如题图所示。 (4)该反应的最终生成物是 。 (5)反应一段时间后该催化剂的催化效果降低的原因是 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 课题2 化学方程式 第3课时 【基础达标】 1．（2024·广西·模拟预测）硫在空气中点燃生成的反应中，S、、三者的质量之比是（ ） A．1：1：2 B．2：2：1 C．1：2：1 D．1：2：3 【答案】A 【详解】根据化学方程式可知，每32份质量的碳和32份质量的氧气完全反应能生成64份质量的二氧化硫，参加反应的硫、氧气与生成的二氧化硫的质量比为1：1：2，故选：A。 2．化学中常常出现“1+1≠2”的有趣现象，但也有例外，下列符合“1+1=2”的事实是（ ） A．20℃，1L水与1L酒精混合后的体积等于2L B．20℃，1g二氧化锰和烧杯中1g过氧化氢溶液混合，烧杯中物质质量为2g C．20℃，1g硫粉在1g氧气中完全燃烧后生成2g二氧化硫 D．20℃，1g水加入1g氯化钠固体能得到2g食盐水 【答案】C 【解析】略 3．烟道气中含有大量 CO2，经“捕捉”可用于生产甲醇等产品，根据图示信息，下列说法不正确的是（ ） A．该反应的反应物均为化合物 B．该反应中每 6 克的氢气完全反应可生成 18 克水 C．化学反应前后原子的种类不变 D．生成物的分子个数比为 1:1 【答案】A 【详解】A、反应物中的氢气是由一种元素组成的纯净物，属于单质，此选项错误； B、由反应的微观示意图可知，该反应的化学方程式为：，设6克的氢气可以生成xg水，则： 此选项正确； C、根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类不变，此选项正确； D、由反应的微观示意图可知，该反应的化学方程式为：，由反应的化学方程式可知，生成物的分子个数比为1:1，此选项正确。 故选A。 4．（2024·重庆·模拟预测）电解H2O与催化分解H2O2都可产生氧气。下列有关说法错误的是（ ） A．前者电能转化为化学能 B．后者制氧气更节能、更简便 C．等质量H2O与H2O2，H2O2中氧元素质量分数更大 D．等质量H2O与H2O2完全分解，H2O2生成氧气质量更大 【答案】D 【详解】A、电解H2O生成氢气和氧气，此过程中是电能转化为化学能，故说法正确； B、用H2O2制氧气在常温下反应，产物是水和氧气，较其他两种更节能、更简便，故说法正确； C、假设H2O与H2O2的质量都是1，则： 质量为1的H2O中氧元素质量分数为：， 质量为1的H2O2中氧元素质量分数为：， 所以H2O2中氧元素质量分数更大，故说法正确； D、根据、可知，等质量H2O与H2O2完全分解，H2O生成氧气质量更大，故说法错误。 故选D。 5．下列对化学方程式：，表示的含义或说法正确的是（ ） A．氢气加氯气在点燃的条件下等于氯化氢 B．参加反应的H2、Cl2和生成的HCl的分子个数比是1∶1∶2 C．2g氢气和35.5g氯气反应，会生成37.5g氯化氢 D．每1份质量的氢气和1份质量的氯气在点燃的条件下反应生成2份质量的氯化氢 【答案】B 【详解】A、该化学方程式表示氢气和氯气在点燃的条件下反应生成氯化氢，在化学方程式中，“+”读作“和”，不符合题意； B、根据化学方程式可知，参加反应的H2、Cl2和HCl的分子个数比为1：1：2，符合题意； C、根据化学方程式可知，参加反应的氢气、氯气和生成氯化氢的质量比为：2：（35.5×2）：（36.5×2）=2：71：73，即2g氢气和35.5g氯气反应，氢气有剩余，生成氯化氢的质量小于37.5g，不符合题意； D、根据化学方程式可知，每2份质量的氢气和71份质量的氯气在点燃的条件下反应生成73份质量的氯化氢，不符合题意； 故选B。 6．电解水实验如图。下列说法不正确的是（ ） A．管a中得到 B．产生与的质量比约为2：1 C．该实验说明水是由氢元素和氧元素组成 D．可用带火星的木条检验生成的 【答案】B 【详解】A、在电解水实验中，“正氧负氢”，生成氢气和氧气的体积比约为2:1，管a中产生的气体较多，是氢气，不符合题意； B、水通电分解生成氢气和氧气，即，生成氢气和氧气的质量比为：4:32=1:8，符合题意； C、电解水生成氢气和氧气，氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，可得水是由氢元素和氧元素组成，不符合题意； D、氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，可用带火星的木条检验生成的氧气，不符合题意。 故选B。 7．在一个密闭容器中放入甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下发生化学反应，一段时间后，测得有关数据如表，下列说法中，不正确的是（ ） 物质 甲 乙 丙 丁 反应前质量/g 18 1 2 32 反应后质量/g X（未知） 26 2 12 A．反应后物质甲的质量为 B．反应中乙、丁的质量比为 C．物质丙可能是该反应的催化剂 D．丁一定是化合物 【答案】D 【分析】根据质量守恒定律，则18g+1g+2g+32g= Xg +26g+2g+12g, X =13；反应后质量增加的物质是生成物，质量减少的物质是反应物，甲反应后质量减少，是反应物，乙反应后质量增加，是生成物，丁反应后的质量减少，是反应物，丙反应前后质量不变，可能是催化剂，也可能是没有参加反应的杂质。 【详解】A.由上述解析可知，反应后物质甲的质量为13g，故选项说法正确。 B.反应中乙、丁的质量比为（26g-1g):(32g-12g)=5:4，故选项说法正确。 C.丙反应前后质量不变，可能是催化剂，也可能是没有参加反应的杂质，故选项说法正确。 D.由上述解析可知，丁反应后的质量减少，是反应物，可以是单质，也可以是化合物，故选项说法错误。 故选：D。 8．下列对“C+O2CO2”这一反应的理解，不正确的是（ ） A．反映碳能在点燃条件下与氧气反应生成二氧化碳这一事实 B．每1个碳原子和1个氧分子结合形成1个二氧化碳分子 C．每12份质量的碳与32份质量的氧气反应生成44份质量的二氧化碳 D．在该反应中，碳、氧气、二氧化碳的质量比是1: 1: 1 【答案】D 【详解】A、在点燃的条件下，碳与氧气反应生成二氧化碳，该选项正确； B、从微观上，在点燃条件下，每1个碳原子与1个氧分子反应生成1个二氧化碳分子，该选项正确； C、在点燃条件下，每12份质量的碳和32份质量的氧气反应生成44份质量的二氧化碳，该选项正确； D、该反应中碳、氧气、二氧化碳的质量比为12:32:44=3:8:11，该选项不正确。 故选D。 9．我国科学家利用高效催化剂进行人工固氮，如图是反应的微观示意图。 (1)该反应的化学方程式为 。 (2)物质乙和丁的质量之比为 。 【答案】(1)2N2+6H2O4NH3+3O2 (2)9：8 【分析】根据图示以及化学方程式的书写原则可知，该反应是氮气和水在催化剂和光照的条件下反应生成氨气和氧气，化学方程式是据此分析 【详解】（1）根据分析可得该方程式是 （2）根据化学方程式物质的质量关系可得乙和丁即水与氧气的质量比是 10．电解水时常在水中加入少量的硫酸钠 Na2SO4。如图，某兴趣小组把少许Na2SO4固体加入水中，充分溶解后进行电解。一段时间后停止通电，在试管A中收集到1.2g气体。回答下列问题：    (1)硫酸钠的作用是 。 (2)B管中收集到的气体的质量是 g。(请写出计算过程) 【答案】(1)增强水的导电性 (2)由图可知，试管A与电源负极相连，根据“正氧少，负氢多”的原则，试管A收集的是氢气，试管B收集的是氧气； 解：设B管中收集到的气体的质量是x 故填写：9.6 g。 【详解】（1）‌硫酸钠在水中电离出硫酸根离子和钠离子，增加了溶液中的离子浓度，从而增强了水的导电性，使得电解反应更快进行，故填写：增强水的导电性。 （2）详解见答案。 【能力提升】 11．已知在反应2A+B=3C+D中，A和B的相对分子质量之比为5︰1，且20gA与一定量B恰好完全反应生成7gD。则生成C的质量为（ ） A．20g B．2g C．5g D．15g 【答案】D 【详解】结合方程式及A、B的相对分子质量，可知该反应中，A、B的质量比为（2×5）：1=10：1，则消耗的B的质量为，则生成的C的质量为20g+2g-7g=15g，故选D。 12．下图是治理汽车尾气时发生反应的微观示意图．下列有关说法不正确的是（ ） A．该反应能使有害气体转化为无害物质 B．该反应前后原子的种类、数目不变 C．参加反应的甲和乙的质量比为 D．该反应的化学方程式为： 【答案】C 【分析】如图所示，该反应是一氧化碳和一氧化氮在催化剂条件下反应生成氮气和二氧化碳，化学方程式是：。 【详解】A. 该反应的反应物一氧化碳和一氧化氮都是气体污染物，生成物二氧化碳和氮气是空气中的成分，不是污染物，故该反应能使有害气体转化为无害物质，选项正确； B. 原子是化学变化中最小的微粒，所有化学反应前后原子的种类、数目都不变，选项正确； C. 由分析中的化学方程式，反应生成丙和丁的质量比为28：（2×44）=7:22，选项错误； D. 据质量守恒定律可知反应前后原子的种类、数目不变，故该反应的化学方程式为，选项正确。 故选C。 13．（2024·天津西青·二模）我国的四大发明之一黑火药是由硫黄、木炭粉和硝酸钾混合制作而成，其反应原理为S+2KNO3+3C=3CO2↑+K2S+X，下列说法合理的是（ ） A．X的化学式为NO B．氮元素的化合价由+5降为+2 C．参加反应的三种物质的质量比为16：101：18 D．该反应涉及的元素种类有4种 【答案】C 【详解】A、由反应的化学方程式，反应前钾、氮、氧、碳、硫原子个数分别为2、2、6、3、1，反应后的生成物中钾、氮、氧、碳、硫原子个数分别为2、0、6、3、1，根据质量守恒定律，化学反应前后原子种类、数目不变，则X分子中含有2个氮原子，则物质X的化学式为N2，故选项说法错误； B、KNO3中钾元素显+1价，氧元素显-2价，设氮元素的化合价是x，根据在化合物中正负化合价代数和为零，可得：（+1）+x+（-2）×3=0，则x=+5价；N2中氮元素的化合价为0，氮元素的化合价由+5降为0，故选项说法错误； C、根据化学方程式，参加反应的S、KNO3、C之间的质量比为32：[2×（39+14+48）]：（3×12）=16：101：18，故选项说法正确； D、由质量守恒定律：反应前后，元素种类不变，由反应的化学方程式可知，反应物中一共含钾、氮、氧、碳、硫五种元素，所以该反应涉及的元素种类有5种，故选项说法错误； 故选：C。 14．（2024·北京·中考真题）甲烷水蒸气重整制氢的反应为，下列说法不正确的是（ ） A．反应涉及两种氧化物 B．反应前后氢原子个数不变 C．生成的CO、的分子个数比为1：1 D．参加反应的、的质量比为8：9 【答案】C 【详解】A、氧化物是由两种元素组成，其中一种元素是氧元素的化合物，反应中有甲烷（CH4）和水（H2O），一氧化碳（CO）和氢气（H2）生成，其中水和一氧化碳属于氧化物，说法正确，不符合题意； B、根据质量守恒定律，反应前后原子种类和数目不变，氢原子个数不变，说法正确，不符合题意； C、根据化学方程式可知，生成的 CO 和 H2的分子个数比为 1:3，而不是 1:1，说法错误，符合题意； D、根据化学方程式可知，参加反应的 CH4、H2O 的质量比=（12+1×4）：（1×2+16）=16:18=8:9，说法正确，不符合题意。 故选C。 15．科学家成功研制出一种合成甲醇（化学式为）的新工艺，其反应过程的微观示意图如图所示。下列有关说法正确的是（ ） A．该反应中生成物有两种 B．该反应中的最小微粒是氢分子 C．参加反应的两种物质的分子个数比为1：1 D．参加反应的甲烷和氧气的质量比为1：1 【答案】D 【分析】由微观示意图可知：该反应化学方程式为。 【详解】A、由化学方程式可知：该反应中生成物有一种，说法错误； B、原子是化学变化中的最小粒子，化学反应的微观实质为分子分成原子，原子重新组合成新分子，则该反应的最小微粒为碳原子、氢原子和氧原子，说法错误； C、由化学方程式可知：参加反应甲烷、氧气分子个数比=2:1，说法错误； D、参加反应的甲烷和氧气的质量比=，说法正确； 故选：D。 16．化学学科的核心素养之一是证据推理，推理过程必须严谨科学，下列推理正确的是（ ） A．化学反应遵循质量守恒定律，所以6gS与12g完全反应可以生成18g B．单质只含有一种元素，所以只含有一种元素的物质就是单质 C．质量的单位是g，所以相对原子质量和相对分子质量的单位也是g D．从氯化钠的形成过程中我们可以这样从微观认识化学变化：化学变化中，原子并非完全不发生任何变化，其原子核不发生变化，电子可能会有得失 【答案】D 【详解】A、化学反应遵循质量守恒定律，硫在氧气中燃烧生成二氧化硫，即，参加反应的硫与氧气的质量比为：32:32=1:1，故6gS与12g O2完全反应，氧气过量，不可能生成18g二氧化硫，不符合题意； B、单质是由同种元素组成的纯净物，故单质只含一种元素，但是只含有一种元素的物质不一定是单质，如氧气和臭氧的混合物由氧元素组成，属于混合物，不符合题意； C、质量的单位是g，但是相对原子质量和相对分子质量是一个比值，单位为“1”，不是g，不符合题意； D、氯化钠的形成过程中，钠原子失去电子形成钠离子，氯原子得到电子形成氯离子，钠离子与氯离子结合成氯化钠，由此可以看出，化学变化中，原子并非完全不发生任何变化，其原子核不发生变化，电子可能会有得失，符合题意。 故选D。 17．如图是某反应的微观示意图，回答下列问题。 (1)图中参加反应的A和B的分子个数比为 。 (2)反应后生成物的质量比为 。 (3)反应前后， （填元素符号）元素的化合价发生了变化。 【答案】(1)2∶3 (2)32∶9/9∶32 (3)S、O 【分析】根据微观示意图，该反应是H2S、O2在点燃条件下反应生成SO2、H2O，化学方程式为：。 【详解】（1）根据微观示意图，A是H2S，B是O2，结合分析可知A和B的分子个数比为2∶3。 （2）根据分析，反应生成的SO2和H2O的质量比为。 （3）化合物中元素正负化合价之和为零，单质中元素化合价为零。反应前H2S中H显+1价、S显-2价，O2中O显0价；反应后SO2中S显+4价、O显-2价，H2O中H显+1价、O显-2价，所以反应前后S、O元素的化合价发生了变化。 18．实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气（过氧化氢溶液由过氧化氢和水两部分组成，只有过氧化氢参与反应）。反应前，将68g过氧化氢溶液放入烧杯中，再向其中加入2g二氧化锰，烧杯中物质的总质量随时间的变化如下图。请回答： (1)该反应完成后，二氧化锰的质量为 g。 (2)反应生成氧气的质量是 g。 (3)参加反应的过氧化氢的质量是多少克？（写出计算过程） 【答案】(1)2 (2)1.6 (3)解：设参加反应的过氧化氢的质量为x。 解得：x=3.4g 答：参加反应的过氧化氢的质量为3.4g。 【详解】（1）催化剂的质量在化学反应前后不变，所以二氧化锰的质量为2g。故填：2。 （2）根据质量守恒定律，反应生成氧气的质量是：70g-68.4g=1.6g。故填：1.6。 （3）见答案。 【直击中考】 19．（2024·江苏南通·中考真题）SO2与O2反应制备SO3是硫酸工业中的重要反应，其微观变化过程如图所示。下列说法正确的是（ ） A．该反应属于氧化反应 B．反应后催化剂的质量减少 C．参加反应的SO2和O2的质量比为2：1 D．该反应的化学方程式为SO2+O2SO3 【答案】A 【分析】由微观反应示意图可知，二氧化硫和氧气在催化剂的催化作用下生成三氧化硫，反应的化学方程式为：； 【详解】A、该反应是物质与氧气发生的反应，属于氧化反应，故选项说法正确； B、催化剂可以改变化学反应的速率，但其质量与化学性质在反应前后保持不变，故选项说法错误； C、由反应的化学方程式可知，参加反应的SO2和O2的质量比为（64×2）：32＝4：1，故选项说法错误； D、由分析可知，该反应的化学方程式为，故选项说法错误； 故选：A。 20．（2024·四川德阳·中考真题）天然气的主要成分是甲烷(CH4)，甲烷参与某反应的微观示意图如图，下列说法错误的是（ ） A．微粒“R”的化学式为CO2 B．反应前后，原子和分子数目均保持不变 C．参加反应的与的质量之比为1:2 D．天然气是不可再生的化石燃料 【答案】C 【详解】A、根据图示可知，该反应反应物为甲烷和氧气，生成物之一为水，根据质量守恒定律，化学反应前后原子个数不变、种类不变，则微粒R的化学式为CO2，故A正确； B、根据图示可知，该反应的化学方程式为 ，则反应前分子数为3，反应后分子数也为3，则该反应反应前后原子、分子数目均不变，故B正确； C、根据图示可知，该反应的化学方程式为 ，则参加反应的甲烷和水的分子数目之比为1：2，则其质量之比为 ，故C错误； D、天然气为远古生物遗蜕在高温高压条件下反应生成，属于不可再生能源，故D正确； 故选C； 21．（2024·江苏苏州·二模）中国将在2023年前实现“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”。目前碳转化是实现碳中和的主要途径之一，科学家已经研究出多种方式来实现二氧化碳的转化。 【方法1】以CO2为碳源，与H2经催化可转化为富有价值的有机物，原理如题图所示。 (1)反应前后Fe3O4的质量和 不变。 (2)写出CO2转化为产物A的化学反应方程式 。 (3)理论上，原料气中碳、氢元素质量比为 （填最简整数比）时，CO2转化为产物B。 【方法2】2020年哥伦比亚大学化学团队开发出了镍基双金属催化剂，用来催化CH4和CO2制取合成气，反应过程如题图所示。 (4)该反应的最终生成物是 。 (5)反应一段时间后该催化剂的催化效果降低的原因是 。 【答案】(1)化学性质 (2) (3)12:5 (4)H2、CO (5)碳积在催化剂表面 【详解】（1）Fe3O4是该反应的催化剂，在化学反应前后质量和化学性质不变，故填：化学性质； （2）由微观示意图可知，一个A分子由4个碳原子和10个氢原子构成，A的化学式是C4H10，CO2转化为产物A，即二氧化碳与氢气在催化剂的作用下生成C4H10和水，反应的化学方程式为，故填：； （3）由微观示意图可知，一个B分子由6个碳原子和6个氢原子构成，B的化学式是C6H6，CO2和H2转化为B（C6H6），和水，反应的化学方程式为，则理论上，原料气中碳、氢元素质量比为(6×12):(1×2×15)=12:5，故填：12:5； （4）由微观示意图可知，CH4和CO2在催化剂的作用下生成氢气和一氧化碳，故填：H2、CO； （5）反应一段时间后该催化剂的催化效果降低的原因是反应过程中有碳覆盖在催化剂表面，阻碍了反应的进行，故填：碳积在催化剂表面。 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