2024年中考化学二轮专题复习：质量守恒定律解释微观示意

2024年中考化学二轮专题复习：质量守恒定律解释微观示意 一、选择题 1．纳米复合物是一种新型的复合光催化剂，它可以利用太阳光实现高效分解水，其原理如图所示。下列有关说法错误的是 A．反应过程中原子种类没有改变 B．反应I消耗的水分子等于反应Ⅱ产生的水分子 C．反应过程中，催化剂的化学性质没有改变 D．该反应将太阳能转化为化学能 2．科研人员发明一种合成氨的新方法，其微观示意图如下，下列说法正确的是    A．二碘化钐反应前后性质不变 B．反应前后原子种类发生变化 C．属于置换反应 D．反应前后分子数目不变 3．甲和乙在一定条件下反应生成丙和丁，下表是四种分子的微观示意图和部分物质的化学式。下列说法正确的是 物质 甲 乙 丙 丁 微观示意图 化学式 NO CO ? N2 A．物质丙的化学式为NO2 B．参加反应的乙和生成的丙分子个数比为1:2 C．该反应中各元素的化合价均发生了改变 D．甲、乙、丙三种物质均属于氧化物 4．将宏观、微观以及化学符号联系在一起是化学特有的思维方式。如图是某化学反应的微观模型示意图，根据图示得到的信息正确的是 A．该反应前后各原子的种类和数目以及分子的数目都没有发生改变 B．该反应能实现由无机物向有机物的转化 C．反应过程中乙和丙物质的质量比为 D．反应过程中甲和丁两物质的化学计量数之比为 5．两种单质X2、Y2发生反应的微观示意图如下，下列说法正确的是 A．该反应属于置换反应 B．反应前后原子个数不变 C．参加反应的X2与Y2的物质的量之比为3：2 D．该反应生成了2种物质 6．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： 7．亚洲亚运会主火炬全球首创采用零碳甲醇(CH3OH))燃料。零碳甲醇实现了二氧化碳的资源化利用，是符合“碳中和”属性的绿色能源。如图是甲醇燃烧的微观示意图，下列有关说法错误的是 A．该反应属于氧化反应 B．物质丙、丁都属于空气成分 C．反应前后原子种类和分子种类都没变 D．一个甲醇分子由1个碳原子、4个氢原子和1个氧原子构成 8．我国科学家成功研制出天然气（主要成分为甲烷）在液态锡催化作用下的高效制氢设备，该设备中发生反应的微观原理如图所示。下列说法中正确的是 A．反应前后分子种类不发生改变 B．反应前后液态锡不断减少 C．参加反应的CH4分子与生成的H2分子个数比为1:2 D．反应前后物质的总质量发生改变 9．微观示意图可以帮助我们更好地认识化学反应。下列相关认识中，不正确的是 A．图1反应的实质是H+和OH-结合成水分子 B．图2表示的反应中组成物质的元素的化合价既有升高也有下降 C．图3反应中水分解为氢气和氧气，说明水是由氢气和氧气组成的 D．图3表示的反应若在通电的条件下发生，说明电能可以转化为化学能 10．如图是以甲烷为原料合成甲醇的微观示意图，甲醇的生产使用节约了石油资源。下列说法正确的是 A．该反应的生成物甲醇的化学式为 B．反应前后催化剂的性质不变 C．参加反应的分子个数比为 D．反应前后原子个数发生改变 11．下图是密闭体系中某反应的微观示意图，“”和“”分别表示两种不同元素的原子，下列说法错误的是（　　） A．参加反应的“ ”和“ ”个数比为2：1 B．反应前后原子种类没有改变 C．反应后该密闭体系中没有单质存在 D．该反应是化合反应 12．二氧化碳和氢气在一定条件下转换为化工原料乙烯(C2H4)，是我国科学研究的又一重大突破，其反应微观过程如图所示。下列说法正确的是 A．该反应前后分子的个数不变 B．反应前后原子的种类没有改变 C．催化剂在反应前后的性质和质量不变 D．参加反应的二氧化碳和氢气的分子个数 二、填空与简答 13．某大学研究人员成功研制出一种纳米纤维催化剂，可以将二氧化碳转化成液体燃料甲醇，其微观反应示意图如图所示（图中的微粒恰好完全反应），则丙中的碳、氢、氧三种原子的个数比是 ；丁的化学式为 。 14．丙烷(C3H8)是一种重要的有机物，常作燃料，其燃烧前后的微观示意图如图所示。请根据图示回答下列问题： (1)甲中碳、氢元素间的质量比是多少？ (2)根据上图，你能获取到什么信息？ (写出一条) 三、实验题 15．物质发生化学变化的前后，总质量是否发生改变?是增加、减小还是不变?小刘、小李按下面的步骤进行探究： 提出假设：物质发生化学变化前后总质量不变。 设计并进行实验：小刘设计的实验装置和选用药品如A所示，小李设计的实验装置和选用药品如B所示，他们在反应前后都进行了规范的操作、准确的称量和细致的观察。 (1)这两个实验所发生的化学反应方程式为： 小刘的实验： 。 小李的实验： 。 实验结论：小刘认为：在化学反应中，生成物的总质量与反应物的总质量相等；小李认为：在化学反应中，生成物总质量与反应物总质量不相等。 (2)你认为 的结论正确，导致另一个实验结论错误的原因是： 。 (3)请从原子的角度分析你认为正确的结论的原因： 。 (4)使用上述实验装置，请你选择另外两种药品进行实验达到实验目的，这两种药品可以是 和 (填化学式)[注：以上四种药品均不能再用] (5)上述实验探究的主要步骤有 。 四、填空与简答 16．烟道气中含有大量CO2，经“捕捉”可用于生产甲醇（CH3OH）。主要流程如下： (1)“捕捉”CO2：在高压时将烟道气中的CO2溶解于甲醇，得到CO2的甲醇溶液。所得溶液中溶质是 。 (2)Ⅱ中反应中化合价降低的元素是H和 。 (3)Ⅲ中反应的微观示意图如下。该反应中参加反应的甲、乙的分子个数比为 。 五、科学探究题 17．某实践活动小组用铁与硫酸铜反应验证质量守恒定律，实验前称量铁钉和盛有硫酸铜溶液的烧杯总质量为m1，将铁钉放入硫酸铜溶液中，称量总质量为m2，且m1=m2。 (1)反应的化学方程式为 。 (2)下列有关质量守恒定律的微观解释正确的是______。 A．化学反应前后原子种类不变 B．化学反应前后原子数目不变 C．化学反应前后原子质量不变 D．化学反应前后分子种类不变 (3)同学们发现反应过程中铁钉表面有细小气泡产生，根据已掌握的铁与酸反应的知识，同学们推断出硫酸铜溶液呈酸性。验证产生气体是氢气的方法是 。 【提出问题】随着铁与硫酸铜溶液的反应进行，溶液的pH如何变化呢？ 【提出猜想】随着反应的进行，酸性物质被消耗，溶液pH增大。 【进行实验】在老师指导下，同学们利用pH数字传感器，电脑绘出铁钉与硫酸铜溶液反应一段时间内溶液pH变化，如图。 【获取结论】 (4)分析数据，得出的结论是：随着铁钉与硫酸铜反应，溶液pH逐渐减小，酸性增强，溶液中氢离子浓度逐渐 （填“减少”或“增加”）。a点溶液中的溶质有 （写化学式）。 【实验反思】是什么导致溶液酸性逐渐增强呢？ 同学们考虑到反应在敞口容器中进行，猜想可能是空气中氧气影响了实验。于是用手持技术进行数字实验，数据如下： (5)通过观察图像发现，随着反应进行 ，证明氧气的确参与了反应。 【设计实验】 (6)为排除空气中氧气溶解在硫酸铜溶液中对实验的干扰，请从药品和装置角度对实验进行改进 。 六、计算题 18．黄铁矿（主要成分是FeS2）是生产H2SO4的重要原料。利用黄铁矿生产H2SO4的第一步反应为4FeS2+nO22Fe2O3+8SO2，生成的二氧化硫经进一步反应得到H2SO4。请计算： (1)n= 。 (2)用120 kg含FeS2 50%的黄铁矿经上述反应，理论上生成二氧化硫的质量。 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： 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B C D A B C C C C A 题号 11 12 答案 C B 1．B 【详解】A、根据质量守恒定律和如图所示，反应前后原子的种类不变，选项正确； B、如图所示，反应I消耗4个水分子，而反应II只生成了2个水分子，因此不相等，选项错误； C、反应过程中，催化剂的化学性质和质量不会改变，选项正确； D、如图所示，在阳光的照射下物质发生反应，说明该反应是将太阳能转化为化学能，选项正确； 故选：B 2．C 【详解】A、在该反应中，二碘化钐是催化剂，在反应前后的“化学”性质不变， A项错误; B、根据质量守恒定律，化学反应前后原子的数目、种类不变，B项错误； C、由图可知，该反应是氮气和水在催化剂的作用下反应生成氧气和氨气，化学方程式为，该反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物，属于置换反应，C项正确； D、由图可得，化学方程式为，反应前分子数为8，反应后分子数为7，反应前后分子数目改变，D选项错误。 故该题选C。 3．D 【详解】A、由图可知，1个丙物质分子这含有1个碳原子和2个氧原子，不含有氮原子，故错误； B、由图可知，该反应的方程式为：2NO+2 CO2 CO2+ N2，故乙和丙的分子个数比为：1:1，故错误； C、由方程式可知，反应前后，氧元素的化合价不变，故错误； D、甲、乙、丙三种物质均是由两种元素组成，其中一种元素是氧元素，故属于氧化物，故正确。故选D。 4．A 【分析】根据题干，该反应是乙烯与氧气在一定条件下反应生成二氧化碳与水，化学方程式是：； 【详解】A、根据质量守恒定律，反应前后原子的种类和个数不变，而该反应的分子个数反应前后根据化学方程式可知也没有改变，选项正确； B、根据分析可知反应前乙烯是有机物，反应后没有有机物，因此该反应实现了由有机物想无机物的转化，选项错误； C、根据分析，该反应中乙和丙的质量比是，选项错误； D、根据分析，反应过程中甲和丁两物质的化学计量数之比1:2，选项错误； 故选：A。 5．B 【详解】A、该反应符合“多变一”的特点，属于化合反应，不符合题意； B、根据质量守恒定律，化学反应前后，原子的种类和数目不变，符合题意； C、由图可知，参加反应的X2与Y2的物质的量之比为：3：1，不符合题意； D、由图可知，该反应生成了一种物质，不符合题意。 故选B。 6．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。 7．C 【详解】A、由反应的微观示意图可知，该反应是甲醇和氧气发生的反应，属于氧化反应。故选项说法正确； B、由反应的微观示意图可知，丙为二氧化碳，丁为水，都属于空气成分，故选项说法正确； C、由反应可知，反应前后，分子种类一定发生改变，根据质量守恒定律，反应前后原子种类和数目不变，故选项说法错误； D、因为分子由原子构成，由反应的微观示意图可知，一个甲醇分子由1个碳原子、4个氢原子和1个氧原子构成，故选项说法正确； 故选：C。 8．C 【详解】A、根据分子的模型图分析可知，不同的分子结构不同，反应前是一种化合物分子，反应后是一种单质分子，由此可知该反应的前后分子种类发生了改变，故A选项错误； B、根据催化剂的特点分析，液态锡在反应中是催化剂，在化学反应前后质量不变，故B选项错误； C、根据发生的微观原理图可知，此反应的化学反应方程式为：，则参加反应的CH4分子与生成的H2分子个数比为1:2，故C选项正确； D、根据质量守恒定律可知，反应前后物质的总质量发生不变，故D选项错误； 故选：C。 【点睛】本题难度适中，主要考查化学反应微观示意图的相关问题，根据分子构成判断反应物与生成物的种类，写出反应的方程式，然后结合相关的知识分析解答即可。 9．C 【解析】图1是氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠和水，图2是镁与硫酸铜反应生成铜和硫酸镁，图3是水分解生成氢气和氧气。 【详解】A、图1反应的实质是H+和OH-结合成水分子，正确，不符合题意； B、图2所示反应中，镁元素的化合价由0价升高到+2价，铜元素的化合价由+2价降低到0价，故正确，不符合题意； C、图3反应中水分解为氢气和氧气，氢气是由氢元素组成的，氧气是由氧元素组成的，由质量守恒定律可知，水是由氢元素和氧元素组成的，不含氢气和氧气，错误，符合题意； D、图3表示的反应若在通电的条件下发生，说明电能可以转化为化学能，正确，不符合题意； 故选C。 10．A 【分析】由微观反应示意图可知，该反应为甲烷和氧气在催化剂的作用下转化为甲醇，该反应的化学方程式为2CH4+O22CH3OH。 【详解】A、由微观反应示意图可知，该反应的生成物是甲醇，1个甲醇分子是由1个碳原子、4个氢原子和1个氧原子构成，其化学式为，正确； B、在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂；反应前后催化剂的化学性质不变，物理性质可能发生改变，错误； C、由化学方程式可知，反应中反应物的分子个数比为2：1（或1：2），错误； D、由质量守恒定律可知，反应前后原子个数不发生改变，错误。 故选A。 11．C 【分析】因为该反应的图示前后中存在相同的分子，所以说明反应过程中有部分分子没有参与反应，所以该图示可以转化为： 【详解】A、由转化的图示可知参加反应的“ ”和“ ”个数比为2：1，选项正确； B、由图示或质量守恒定律都可知反应前后原子种类没有改变，选项正确； C、反应后的生成物中没有同种原子构成的单质分子生成，但部分不反应的属于单质分子，反应后该密闭体系中有单质存在，选项错误； D、由图示可知反应前物质中存在两种分子，而反应后为一种分子，所以该反应符合“多变一”的分解反应特征，故该反应属于化合反应，选项正确； 故选C。 12．B 【分析】由反应微观过程可知，二氧化碳和氢气在催化剂和加热条件下反应生成乙烯（C2H4）和水，化学方程式为：。 【详解】A、由化学方程式可知，该反应前后分子的个数发生改变，选项说法错误； B、由质量守恒定律可知，反应前后原子的种类没有改变，选项说法正确； C、催化剂在反应前后的化学性质和质量不变，物理性质可能改变，选项说法错误； D、参加反应的二氧化碳和氢气的分子个数比为2：6=1：3，选项说法错误； 故选：B。 13． 1∶4∶1 H2O 【详解】根据丙微观示意图，1个丙分子中碳、氢、氧三种原子的个数比是1∶4∶1；由微观反应示意图（图中的微粒恰好完全反应）可知，反应的前的碳原子、氢原子和氧原子的数目分别为1、6、2，反应的后的丙物质中碳原子、氢原子和氧原子的数目分别为1、4、1，因为化学反应前后原子的种类和数目保持不变，所以1个丁分子中含有2个氢原子和1个氧原子，故丁的化学式为H2O。 14．(1)9：2 (2)丙烷燃烧生成二氧化碳和水等 【详解】（1）由图可知，甲的化学式为C3H8，则其中碳、氢元素间的质量比是（12×3）：（1×8）=36：8=9：2。 （2）由图可知，丙烷与氧气在点燃条件下可生成二氧化碳和水，且反应前后，原子种类不变，但分子种类改变等。 15．(1) (2) 小刘 反应后生成的气体逸散到空气中去了 (3)在化学反应中，反应前后原子的种类没有改变，数目没有增减，原子的质量也没有改变 (4) NaCl AgNO3 (5)先用托盘天平称出反应前氯化钠溶液和硝酸银溶液质量和，再用托盘天平称出氯化钠溶液和硝酸银溶液反应后生成物的质量和，比较反应前氯化钠溶液和硝酸银溶液质量和与氯化钠溶液和硝酸银溶液反应后生成物的质量和。 【详解】（1）小刘的实验： 氯化钡与硫酸钠反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠，化学方程式。故填：。 小李的实验： 碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，化学方程式。故填：。 （2）由于质量守恒定律中，反应物的总质量等于生成物的总质量，所以小刘的结论正确；由于小李的实验中反应后生成的气体逸散到空气中去了，所以导致实验结论错误。故填：小刘；反应后生成的气体逸散到空气中去了。 （3）由于化学反应前后原子的种类没有改变，数目没有增减，原子的质量也没有改变，所以质量守恒定律成立。故填：在化学反应中，反应前后原子的种类没有改变，数目没有增减，原子的质量也没有改变。 （4）选择药品验证质量守恒定律时，由于装置不是密闭的，所以两种药品反应不能生成气体物质。故可以选择氯化钠与硝酸银溶液或铁与硫酸铜溶液等。故填：NaCl；AgNO3。 （5）选用氯化钠与硝酸银溶液进行实验，实验探究的主要步骤有先用托盘天平称出反应前氯化钠溶液和硝酸银溶液质量和，再用托盘天平称出氯化钠溶液和硝酸银溶液反应后生成物的质量和，比较反应前氯化钠溶液和硝酸银溶液质量和与氯化钠溶液和硝酸银溶液反应后生成物的质量和。故填：先用托盘天平称出反应前氯化钠溶液和硝酸银溶液质量和，再用托盘天平称出氯化钠溶液和硝酸银溶液反应后生成物的质量和，比较反应前氯化钠溶液和硝酸银溶液质量和与氯化钠溶液和硝酸银溶液反应后生成物的质量和。 16．(1)CO2 (2)C (3)1:2 【详解】（1）气体溶于液体中，液体是溶剂，气体是溶质。CO2的甲醇溶液中溶质是CO2； （2）由流程图可知，高浓度CO2和H2O在催化剂和光照的条件下，生成CO、H2和O2，反应前C显+4价，H显+1价，O显-2价；反应后C显+2价，H显0价，O显0价，故Ⅱ中反应中化合价降低的元素是H和C； （3）由流程图可知，CO和H2在催化剂和加热的条件下生成CH3OH，根据质量守恒定律和反应的微观示意图可推出反应的方程式为，Ⅲ中反应中参加反应的甲、乙的分子个数比为1:2　。 17．(1) (2)ABC (3)用排水法收集一试管气体，用拇指堵住集满气体的试管口，将试管口向下靠近火焰，移开拇指点火，若听到轻微的“噗”声，证明该气体是氢气 (4) 增加 CuSO4、FeSO4和H2SO4 (5)溶液中溶解氧含量不断下降 (6)将硫酸铜溶液煮沸并迅速冷却，以除去溶液中溶解的氧气；将反应放在密闭容器中进行，排除空气中氧气对实验的干扰（合理即可） 【详解】（1）铁和硫酸铜会生成硫酸亚铁和铜，故填：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu； （2）质量守恒定律的微观解释正确的是：化学反应前后原子种类不变、化学反应前后原子数目不变、化学反应前后原子质量不变；化学反应前后有新物质生成分子种类一定改变，故选 ABC； （3）氢气具有可燃性，验证产生气体是氢气的方法是用排水法收集一试管气体，用拇指堵住集满气体的试管口，将试管口向下靠近火焰，移开拇指点火，若听到轻微的“噗”声，证明该气体是氢气； （4）随着铁钉与硫酸铜反应，溶液 pH 逐渐减小，酸性增强，溶液中氢离子浓度逐渐增加；a 点时铁还没有将硫酸铜完全反应，溶液中的溶质有生成的硫酸亚铁（FeSO₄）和未反应完的硫酸铜（CuSO₄），溶液中存在氢离子，因此溶液中还存在硫酸（H2SO4）； （5）通过观察图像发现，随着反应进行溶液中溶解氧含量不断下降，证明氧气的确参与了反应； （6）为排除空气中氧气溶解在硫酸铜溶液中对实验的干扰，可将药品中氧气除去，也可以将化学反应在密闭容器中进行；改进方法是将硫酸铜溶液煮沸并迅速冷却，以除去溶液中溶解的氧气；将反应放在密闭容器中进行，排除空气中氧气对实验的干扰（合理即可）。 18．(1)11 (2)解：120 kg黄铁矿中 FeS2的质量为 120 kg ×50%=60kg 设理论上生成二氧化硫的质量为x。 答：理论上生成二氧化硫的质量为64 kg。 【详解】（1）由质量守恒定律：化学反应前后，原子种类、数目均不变，由反应的化学方程式：，反应前铁、硫、氧原子个数分别为4、8、2n，反应后的生成物中铁、硫、氧原子个数分别为4、8、22，根据反应前后原子种类、数目不变，则2n= 22，n=11，故填写：11。 （2）详解见答案。 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 $$