2024年中考化学专题训练——化学方程式的有关计算

2024年中考化学专题训练——化学方程式的有关计算 一、选择题 1．水蒸气与灼热的铁粉反应，生成一种黑色固体（Fe3O4）和一种气体单质。若生成气体单质的质量为4g，则参加反应的水蒸气的质量为 A．36g B．18g C．1.8g D．3.6g 2．已知A、B、C、D四种物质中有如下转化关系：，已知A的质量是16g，B的质量是8.4g，生成的C和D的质量比是28：33，又知B的相对分子质量是28，则C的相对分子质量是 A．37 B．44 C．56 D．132 3．下列有关说法不正确的是 A．二氧化碳和一氧化碳可以相互转化 B．金刚石、石墨的碳原子排列方式相同，所以物理性质相似 C．木炭有疏松多孔的结构，具有吸附性 D．碳与氧气质量比为3：5时燃烧产物既有CO又有CO2 4．如图是工业制取氨气反应的微观示意图，下列说法不正确的是    A．氮气、氢气、氨气都是由分子构成的 B．氨气中氮元素的化合价为-3价 C．参加反应的氢气和生成的氨气质量比为3:2 D．该反应的化学方程式为 5．如图为治理汽车尾气反应的微观示意图，下列有关说法正确的是    A．图中只有两种氧化物 B．该反应属于化合反应 C．相对分子质量最大的物质是 CO D．生成丙和丁的质量比为 7:22 6．2022年4月29日《科技日报》报道“我国科学家实现CO2到葡萄糖和油脂的人工合成”，合成过程中的一个重要反应微观示意图如下，下列有关说法正确的是    A．反应前后分子的个数不变 B．该反应前后共涉及两种氧化物 C．丙物质由8个原子构成 D．参加反应的甲和生成丁的质量比是7:8 7．某化学反应的微观示意图如图（反应条件已省略），根据该图得出的下列结论错误的是    A．化学反应前后原子种类、个数没有发生变化 B．甲和乙反应的质量比为17：32 C．反应前后有两种元素的化合价发生了变化 D．反应中甲和丙的分子个数比为1：1 8．水蒸气和天然气（主要成分是甲烷）可用于制备氢气，该反应的微观示意图如下，有关说法不正确的是    A．反应物和生成物都是由分子构成的 B．参加反应的甲烷与生成的氢气质量比为8：3 C．化学反应的过程就是原子重新组合的过程 D．参加反应的甲、乙的质量比等于生成的丙、丁的质量比 9．北宋沈括在《梦溪笔谈》中记载了用“苦泉水”制取铜的方法，其主要生产流程如图所示。某实验小组模拟湿法炼铜，向50.0gCuSO4溶液中加入10.0g铁粉(铁粉过量)，待溶液中CuSO4反应完全后，过滤，所得滤渣的质量为10.4g。下列说法不正确的是    A．①通过蒸发溶剂可获得晶体 B．③所得硫酸铜溶液不一定是饱和的 C．反应生成铜的质量为10.4g D．原CuSO4溶液中CuSO4的质量分数为16% 10．下列实验与对应的图像正确的是    A．①表示完全相同的两份过氧化氢溶液在有、无催化剂条件下分解制取氧气 B．②实验室电解水 C．③在密闭容器中点燃红磷 D．④镁条在密闭容器中（内含空气）燃烧，容器里物质的总质量 二、计算题 11．将24.5g氯酸钾和4g二氧化锰的混合物加热至完全反应，固体质量与加热时间的关系如图所示。请回答： (1)完全反应后，剩余固体中二氧化锰的质量为 g。 (2)根据题目信息计算m的值（写出完整的计算过程）。 12．某兴趣小组用氯酸钾与二氧化锰的混合物制取氧气，试管中固体的质量随时间变化的数据见表。 加热时间/min 0 t1 t2 t3 固体质量/g 13.0 11.7 8.2 8.2 计算： (1)共制得氧气的质量为 。 (2)原混合物中氯酸钾的质量是 。（请写出具体计算过程） 13．化学兴趣小组的同学进行了如图的实验探究。 (1)上述实验中， ，过程中产生的氧气的质量为 。 (2)计算参加反应的过氧化氢的质量（写出计算过程）。 (3)画出烧杯中水的质量与生成氧气质量之间的关系曲线图，并进行必要的标注。 (4)下列物质均可作为制取氧气的原料。理论上，等质量的下列物质完全分解制得氧气最多的是 （填字母序号）。 a．    b．    c． 三、填空与简答 14．我国提出2060年前要实现“碳中和”。CO2减排战略即CO2捕集、利用与储存。如图是CO2利用的一种方法。 (1)CH3OH中碳、氢元素的质量比为 (填最简整数比)。 (2)反应I中，理论上产生的H2和O2体积比为 (填最简整数比)。检验电源正极产生的气体的方法为 。 (3)上述流程中可循环利用的物质是 。 (4)已知反应Ⅱ的化学方程式为，要产生8kg的CH3OH，理论上可消耗CO2的质量是多少？(写出计算过程) 15．18世纪，拉瓦锡通过定量实验揭示了质量守恒定律，甲、乙、丙、丁四个小组的同学分别做了A、B、C、D四个实验来验证质量守恒。他们都进行了规范的操作，准确的称量和细致的观察。 (1)A实验：在实验过程中观察到气球的变化是 。 (2)丙组同学通过C实验验证质量守恒，在第一次称量完成后的实验操作是： 。 (3)乙、丁两组同学得到的结论是：化学反应前后总质量不守恒。老师引导学生分析了B、D两个实验。你认为B实验天平不平衡的原因是 ，实验D中理论上镁条燃烧后的质量应该比反应前增重，原因是 。 (4)实验C中发生的反应方程式为：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu，请根据该反应方程式计算，利用11.2g铁与足量硫酸铜溶液反应，最多可以得到铜多少克？ 16．稀土永磁材料已广泛应用于国防军工领域，Sm2Fe17N3有望成为新一代永磁材料，制备工艺流程如题图。 查阅资料：纳米铁粉容易发生自燃。 (1)Sm2O3中Sm、O元素的质量比为 ；反应①需持续通入氩气，其作用是 。 (2)反应①的方程式为Sm2O3+3Ca2Sm+3CaO，要制得100kg含Sm75%的Sm-Fe合金纳米粉，理论上需要Ca的质量是多少？（写出计算过程） (3)反应②的方程式为2Sm+17FeSm2Fe17N3。Sm2Fe17N3颗粒过大会导致Sm2Fe17N3的磁性能减弱，为得到磁性能强且颗粒半径相对均匀的不同温度下形成的Sm2Fe17颗粒，根据下图，应把温度控制在 ℃。 (4)若不考虑损耗，用（2）题中合金纳米粉，最多得到Sm2Fe17N3（相对分子质量为1294）的质量为 kg。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．A 【详解】根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类和质量不变，反应物中含Fe、H、O元素，生成物中含Fe、O元素，故生成物中还应含氢元素，故生成的气体单质是氢气，氢气中的氢元素完全来自水蒸气，由反应前后氢元素的质量不变，则参加反应的水蒸气的质量为：，故选A。 2．C 【详解】根据质量守恒定律，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，由此可知反应后生成的C和D的质量总和为16g+8.4g=24.4g，由生成的C和D的质量比为28：33可知，生成的C的质量为24.4g×=11.2g，设C的相对分子质量为x，则，列比例式为，解得x=56。 故选C。 3．B 【详解】A、二氧化碳与碳高温下反应生成一氧化碳，一氧化碳与氧气点燃可生成二氧化碳，故二氧化碳和一氧化碳可以相互转化。故A说法正确； B、金刚石、石墨的碳原子排列方式不同，所以二者的物理性质差异很大，故B说法错误； C、木炭有疏松多孔的结构，具有吸附性，故C说法正确； D、碳完全燃烧生成二氧化碳，该反应的化学方程式为：，此时碳与氧气的质量比是：12：32=3：8，碳不完全燃烧生成一氧化碳，该反应的化学方程式为：，此时碳与氧气的质量比是：（12×2）：32=3：4，所以碳与氧气质量比为3：5，介于3：4和3：8之间，燃烧产物既有CO又有CO2，故D说法正确； 故选B。 4．C 【分析】由反应的微观示意图可知，氮气与氢气在一定条件下生成氨气，反应的化学方程式为N2+3H22NH3。 【详解】A、氮气是由氮分子构成，氢气是由氢分子构成，氨气是由氨分子构成，故选项说法正确； B、氨气中，氢元素化合价为+1价，根据化合物中正负化合价的代数和为零，则氮元素化合价显-3价，故选项说法正确； C、由化学方程式可知，参加反应的氢气和生成的氨气质量比为(2×3):(17×2)=3:17，故选项说法不正确； D、由分析可知，该反应的化学方程式为N2+3H22NH3，故选项说法正确。 故选C。 5．D 【分析】由图可知，该反应是NO与CO在催化剂的作用下反应生成氮气和二氧化碳，该反应的化学方程式为：。 【详解】A、NO、CO、CO2都是由两种元素组成，且其中一种元素是氧元素的化合物，属于氧化物，故图中有三种氧化物，不符合题意； B、该反应的反应物是两种化合物、生成物是一种化合物和一种单质，不符合“多变一”特征，不属于化合反应，不符合题意； C、NO的相对分子质量为：14+16=30，CO的相对分子质量为：12+16=28；N2的相对分子质量为：14×2=28；CO2的相对分子质量为：12+16×2=44，故相对分子质量最大的是CO2，不符合题意； D、根据化学方程式可知，生成丙（氮气）和丁（二氧化碳）的质量比为：（14×2）：（2×44）=7:22，符合题意。 故选D。 6．B 【分析】由图可知，甲为CO、乙为H2O、丙为CH3COOH、丁为O2，反应的化学方程式为。 【详解】A、由方程式可知，每2个一氧化碳分子和2个水分子反应生成1个乙酸分子和1个氧分子，则反应前后分子个数改变，该选项说法不正确； B、氧化物是指含有两种元素，且一种元素为氧元素的化合物，则该反应前后共涉及CO、H2O两种氧化物，该选项说法正确； C、由图可知，丙物质是由分子构成，1个丙分子中含有8个原子，该选项说法不正确； D、参加反应的甲和生成的丁的质量为[2×（12+16）：（16×2）=7：4，该选项说法不正确。 故选B。 7．B 【分析】由图可知，甲为NH3，乙为O2，丙为NO，丁为H2O，氨气与氧气反应生成一氧化氮和水，该反应的化学方程式为：。 【详解】A、根据质量守恒定律的微观解释，化学反应前后原子种类、个数没有发生变化，故A正确； B、由化学方程式可知，甲和乙反应的质量比为（17×4）：（32×5）=17：40，故B错误； C、由化学方程式可知，反应物NH3中氢元素显示+1价，氮元素显示-3价，氧气中氧元素为0价，生成物NO中氧元素显示-2价，氮元素显示+2价，H2O中氢元素显示+1价，氧元素显示-2价，故反应前后有氮、氧两种元素的化合价发生了变化，故C正确； D、由化学方程式可知，反应中甲和丙的分子个数比为4：4=1：1，故D正确； 故选B。 8．D 【分析】由微观反应示意图可知，该反应是由甲烷和水蒸气在一定条件下反应生成氢气和一氧化碳，化学方程式为。 【详解】A.分析图示，反应物是甲烷和水，是分子构成的，生成物是CO和氢气，也是分子构成的，正确； B.根据方程式，参加反应的甲烷与生成的氢气质量比为（12+1×4）：（3×1×2）=8：3，正确； C.分析示意图知道，化学变化的本质是分子破裂，原子重新组合的过程，正确； D.根据方程式参加反应的甲、乙的质量比（12+1×4）：（16+1×2）=8：9，生成的丙、丁的质量比（12+16）：（3×1×2）=14：3，参加反应的甲、乙的质量比不等于生成的丙、丁的质量比，错误； 故选：D。 9．C 【详解】A、由图可知，①通过加热，蒸发溶剂得到硫酸铜晶体，不符合题意； B、③将硫酸铜晶体加水溶解得到硫酸铜溶液，所得硫酸铜溶液是否饱和无法确定，故不一定是饱和溶液，不符合题意； C、解：设反应生成铜的质量为x   x=3.2g，符合题意； D、解：设原CuSO4溶液中CuSO4的质量分数为y     y=16%，不符合题意。 故选C。 10．D 【详解】A、完全相同的两份过氧化氢溶液在有、无催化剂条件下分解制取氧气，有催化剂的反应速率快，但是最后生成氧气的质量相同，不符合题意； B、水在通电的条件下反应生成氢气和氧气，即，生成氢气和氧气的质量比为：4:32=1:8，不符合题意； C、在密闭容器中点燃红磷，红磷燃烧放出热量，装置内气体受热膨胀，压强增大，待完全反应后，逐渐冷却至室温，且由于消耗了氧气，装置内压强减小，由于消耗了氧气，最后压强低于原来的压强，不符合题意； D、镁条在密闭容器中（内含空气）燃烧生成氧化镁，根据质量守恒定律，化学反应前后，物质的总质量不变，则容器内物质的总质量不变，符合题意。 故选D。 11．(1)4 (2)解：设生成氧气的质量为。 所以完全反应后剩余固体的质量：m=24.5g+4g-9.6g=18.9g. 答：m的值为18.9g。 【详解】（1）二氧化锰为该反应的催化剂，在化学反应前后质量和化学性质都不变，所以剩余固体中二氧化锰的质量仍为4g。 （2）m为反应后剩余固体的质量，可以先求出反应后生成氧气的质量，再用氯酸钾和二氧化锰的质量和减去氧气的质量得到剩余固体的质量m（也可以求出反应后生成氯化钾的质量，用氯化钾的质量加上二氧化锰的质量求出m的值），详解见答案。 12．(1)4.8g (2)解：设原混合物中氯酸钾的质量是x   x=12.25g 答：原混合物中氯酸钾的质量是12.25g 【详解】（1）根据质量守恒定律，化学反应前后，物质的总质量不变，则制得氧气的质量为：13.0g-8.2g=4.8g； （2）见答案。 13．(1) 4 3.2 (2)设参加反应的过氧化氢的质量为x，则 解得x=6.8g 答：参加反应的过氧化氢的质量为6.8g。 (3) (4)b 【详解】（1）过氧化氢制取氧气的反应中，二氧化锰为催化剂，反应前后质量不变，则m=4； 根据反应前后物质的总质量不变，可知生成氧气的质量为136g+4g-136.8g=3.2g。 （2）见答案。 （3）开始时水的质量为136g-6.8g=129.2g，充分反应后水的质量为136.8g-4g=132.8g，则烧杯中水的质量与生成氧气质量之间的关系曲线图为：  。 （4）由于、、，生成等质量的氧气时，所需质量KMnO4>KClO3>H2O2，则等质量的三种物质，过氧化氢生成氧气的质量最多，故选b。 14．(1)3：1 (2) 2：1 将带火星的木条靠近正极，若复燃则正极产生的气体是氧气 (3)水/H2O (4)解：设产生8kg的CH3OH，理论上可消耗CO2的质量是x。 解得x=11kg。 答：要产生8kg的CH3OH，理论上可消耗CO2的质量是11kg。 【详解】（1）CH3OH中碳、氢元素的质量比为12:(1×4)=3:1； （2）电解水正氧负氢，氢二氧一，理论上产生的H2和O2体积比为2:1； 电解水正极产生的气体是氧气，氧气具有助燃性，将带火星的木条靠近正极，若复燃则正极产生的气体是氧气； （3）水是第一个反应的反应物，第二个反应的生成物，故可循环利用； （4）见答案。 15．(1)先膨胀，后缩小 (2)将铁钉放入硫酸铜溶液中，观察天平是否继续维持平衡 (3) 反应中有氧气生成，逸散到空气中去了 镁条与氧气反应生成固体氧化镁，固体中增加了氧元素的质量 (4)解：设利用11.2g铁与足量硫酸铜溶液反应，最多可以得到铜的质量为x 答：最多可以得到铜12.8g。 【详解】（1）在实验过程中观察到气球的变化是先膨胀后缩小，因为白磷燃烧放出热量，故气球先膨胀，冷却后，由于消耗了氧气，气压减少，故后缩小； （2）C实验是铁和硫酸铜溶液反应，从而验证质量守恒，所以在第一次称量之后，可以将铁钉放入硫酸铜溶液中接触从而发生反应，观察天平是否继续维持平衡； （3）B实验不守恒的原因是过氧化氢在二氧化锰的催化下反应生成氧气和水，氧气逸出，造成了烧杯内质量减轻； 实验D中理论上镁条燃烧后的质量应该比反应前增重，镁条和氧气反应生成了氧化镁，根据质量守恒定律，燃烧后的质量等于燃烧前镁条的质量和参加反应的氧气的质量之和，故质量变重； （4）见答案。 16．(1) 25:4 作保护气 (2)解：设需要Ca的质量为x, 答：理论上需要Ca的质量30kg。 (3)850 (4)323.5kg 【详解】（1）Sm2O3中Sm、O元素的质量比为(150×2)：（16×3）=25:4； 反应①需持续通入氩气作保护气，防止钙、铁被空气中的氧气氧化； （2）见答案； （3）由图可知，1000℃Sm2Fe17颗粒的过大，900℃时Sm2Fe17颗粒的不均匀，850℃使Sm2Fe17颗粒的较小且较均为，故为得到磁性能强且颗粒半径相对均匀的不同温度下形成的Sm2Fe17颗粒，应把温度控制在850℃； （4）由反应②的方程式可知，参加反应的金属Sm质量与Sm2Fe17N3中Sm元素的质量相等，故若不考虑损耗，用（2）题中合金纳米粉，最多得到Sm2Fe17N3的质量为：。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$