内容正文:
微专题 微观示意图分析(二)
十分钟练习
一、选择题
1.CH4与CO2在催化剂作用下可得到合成气(CO和H2),反应过程中催化剂表面还同时存在积碳反应和消碳反应,原理如图1所示。以下说法错误的是
A.消碳反应的产物“”是CO
B.积碳反应为分解反应
C.为减少催化剂表面的积碳,可在原料气中加入适量二氧化碳
D.图2中温度高于600℃,催化剂表面积碳量减少的原因是生成的碳多于消耗的碳
2.在“宏观-微观-符号”之间建立联系,是化学学科特有的思维方式。如图是某化学反应的微观示意图,从中获取的相关信息正确的是
A.甲物质的化学式是CH2
B.丙和丁均属于氧化物
C.该反应中有4种化合物
D.丙和丁的分子个数比为1:1
3.硼氢化钠(NaBH4)催化释氢,为便捷式电源提供移动氢能,该反应原理如图。下列分析正确的是
A.该反应过程中共出现4种含硼(B)的微观粒子
B.过程①微观实质是2个氧原子结合成1个氧分子
C.过程②中各微粒的数目比为1:1:1:1,则X为H2O
D.若Y与Z发生化合反应,则微粒Z为
4.下图是甲转化为丁的微观过程。下列说法不正确的是
A.转化中原子种类、个数不变
B.转化①是实现碳中和的一种途径
C.转化②是化合反应
D.丁中碳、氢、氧的质量比为6:1:8
5.某化肥厂生产丁时有下列转化。下列说法不正确的是
A.转化①、②均为化合反应
B.整个过程中共有2种氧化物
C.整个转化中,甲与丁的分子个数之比为1︰1
D.丁中氮元素质量分数小于丙
6.尿素[CO(NH2)2]进入土壤,在土壤中脲酶催化作用下的反应机理如图:
下列说法不正确的是
A.这四步反应机理中共涉及到四种氧化物
B.脲酶在反应前后质量和化学性质皆不变
C.过程①中各微粒的数目比为1:1:1:1,则X的化学式为NH3
D.过程③生成碳酸属于化合反应
7.硝酸是一种重要的工业原料。如图所示是工业制硝酸过程中某步反应的微观示意图。下列说法正确的是
A.参加反应的甲和生成的丙的质量之比为17:30
B.甲分子中两种原子的质量比为1:3
C.向食品袋中充入乙可以防止食品变质
D.该反应中共有4种氧化物
8.下图为某化学反应的微观示意图,图中“”表示硫原子。“”表示氧原子。下列说法错误的是
A.“”和“”是该反应中的最小微粒
B.保持甲物质化学性质的最小微粒是
C.参加反应的甲、乙两种物质的分子个数比为1:1
D.反应前后元素的化合价都发生了改变
9.单晶硅和有机硅因其特殊的性能被广泛应用在集成电路、通信、航天等高科技产业。如图是工业制取高纯硅的微观示意图,下列说法正确的是
A.反应前后硅元素的化合价发生了改变
B.该反应是化合反应
C.X的化学式为H2O
D.参加反应的甲、乙两种物质的质量比为85:1
10.一种新型复合光催化剂(C3N4/CQDs),利用太阳光分解水的原理如图。下列说法正确的是
A.反应I的化学方程式为
B.催化剂C3N4在反应后质量减小
C.反应Ⅱ属于置换反应
D.该技术的应用有望降低制取氢气的成本
11.用CO2与H2O合成丙时有下列转化。下列说法正确的是
A.炼铁高炉中也发生转化①的反应
B.转化②是化合反应
C.整个转化中,甲与丙的分子个数之比为2:1
D.乙、丙在O2中完全燃烧,产物相同
二、填空与简答
12.科学技术的进步,证明宏观物质世界由分子、原子、离子等微观粒子构成。
(1)根据图示,按要求回答问题:
①图甲是氯元素在元素周期表中的部分信息,氯元素的相对原子质量是 ;
②图乙是某原子的结构示意图,该元素处在元素周期表第 周期;
③图丙是某化学反应的微观示意图,写出该反应的化学方程式 。
(2)下图为金属Zn和NaHSO4溶液反应的微观示意图,实际与Zn发生反应且得到电子的粒子是 (填符号)。
(3)以化合价为纵坐标、物质类别为横坐标绘制成下图。图中A、B、C、D、E是初中常见物质且都含有氧元素,各物质中均有某种组成元素的化合价与纵坐标的数值相对应。“→”表示物质间的转化关系,其中B通常为无色无味气体,D的水溶液呈蓝色。
①D→E的化学方程式是 。
②B→A的实现路径可以是 。
13.一种新型火箭推进剂在火箭发射过程中发生反应的微观过程如下图所示。
(1)该过程中涉及的化合物有 种。
(2)该变化中发生改变的粒子是 (填“分子”或“原子”)。
(3)该反应中生成丙和丁的分子个数比为 。
(4)物质丙用于填充食品包装袋的原因是 。
14.多角度认识物质的变化,有助于我们更好地理解化学知识。
(1)从微观角度:(图1为某化学反应的微观示意图,据图回答下列问题)
①微观上看,该化学变化中发生根本改变的微粒是 (选填“原子”或“分子);
②参加反应的A2与B2两种物质的分子个数比为 。
(2)从能量变化角度:(借用图2装置分别进行下列实验,认识物质变化中的能量变化)
①往烧杯中加入一定量生石灰会引起白磷燃烧,从燃烧条件分析,此时生石灰的作用是 。
②将一定量的下列某物质溶于烧杯中的冷水,其中能引起白磷燃烧的是 (选填字母序号) 。
A.氯化钠 B.硝酸铵 C.浓盐酸 D.氢氧化钠
15.大气中二氧化碳含量过高会对环境和气候造成重大影响,因此“减排增汇”、“实现碳中和”成为全社会关注的重点话题。
(1)请据图回答:
导致近年来大气中二氧化碳含量逐年升高的直接原因是 ,自然界中消耗二氧化碳的主要途径是 。
(2)二氧化碳的捕获和转化是实现碳中和的有效途径。如图是利用NaOH溶液实现“碳捕集”的主要流程。
①吸收器中,NaOH溶液通常用喷淋的方式加入,这样做的目的是 。
②反应分离器中,Na2CO3溶液发生反应的化学方程式是 。
③用该技术进行“碳捕集”有效利用了原材料,在该过程中被循环利用的物质是 。
(3)中国科学家将二氧化碳催化转化为有机物的微观反应原理如图所示。
①甲物质的化学式为 ,其中碳、氢元素的质量比为 。
②整个反应过程中共涉及 种氧化物,参加反应的二氧化碳和氢气的分子个数比为 。
(4)中国在实现“碳中和”上体现大国担当。2023年杭州亚运会零碳甲醇(CH3OH)点燃火炬惊艳世界,下列关于零碳燃料的理解正确的是_____。
A.燃料分子中不含碳原子
B.燃料燃烧不产生二氧化碳
C.通过碳循环使碳排放无限接近于零
D.生产燃料的原料中不含碳元素
参考答案
1.D
【详解】A、甲烷和二氧化碳反应生成一氧化碳和氢气,一氧化碳分子由两种不同的原子构成,所以是一氧化碳气体,故A正确;
B、从图1可知,积碳反应是甲烷在催化剂的作用下转化为碳和氢气,该反应符合“一变多”,属于分解反应,故B正确;
C、从图1可以看出,甲烷先转化为碳和氢气,碳和二氧化碳反应生成一氧化碳,所以为减少积碳,可在原料气中适当增加二氧化碳气体的量,使催化剂表面的碳更快的转化为一氧化碳,故C正确;
D、图2中温度高于600℃,催化剂表面积碳量减少的原因可能是温度升高,消碳反应所消耗的碳的量多于积碳反应产生的碳,故D错误。
故选D。
2.B
【详解】A、根据微观示意图,甲的化学式是CH4,A错误;
B、氧化物由两种元素组成,其中一种元素为氧元素的化合物,根据微观示意图,丙和丁分别是二氧化碳和水,均属于氧化物,B正确;
C、化合物是由不同种元素组成的纯净物,而乙是单质,反应中有3种化合物,C错误。
D、根据化学反应的微观示意图,该反应的化学方程式为:,丙和丁的分子个数比为1:2,D错误;
故选:B。
3.C
【详解】A、根据图片中含硼的微观粒子有5种,分别为BH4、BH3、BH3O、B(OH)3、B(OH)3,此选项不符合题意;
B、过程①微观实质是2个氢原子结合成1个氢分子,此选项不符合题意;
C、过程②中各微粒的数目比为1:1:1:1,根据原子种类不变、个数相等,则X为H2O,此选项符合题意;
D、若Y与Z发生化合反应,如果微粒Z为BO,无法生成B(OH)3,此选项不符合题意。
故选C。
4.C
【详解】A、根据质量守恒定律得知,化学反应前后原子种类数目保持不变,正确,不符合题意;
B、转化①即二氧化碳与氢气一定条件下反应生成甲醇,反应后二氧化碳被固定化变为甲醇,有利于减少碳排放,正确,不符合题意;
C、转化②是甲醇与过氧化氢一定条件下反应生成甲醛和水(化学反应前后原子的种类和数目不变,根据丙、丁的微观示意图可知每个丙分子去除2个氢原子转化为1个丁分子,结合过氧化氢中所含的原子推断有水生成),化合反应是有两种或两种以上的物质生成一种物质的化学反应,特征是:多变一;转化②不属于化合反应,错误,符合题意;
D、丁即甲醛,化学式为CH2O,碳、氢、氧的质量比为6:1:8,正确,不符合题意,故选C。
5.A
【详解】A、转化①是由两种物质生成一种物质的反应,属于化合反应,转化②NH3和CO2反应生成CO(NH2)2和H2O,不属于化合反应,A选项错误;
B、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。整个过程中水和二氧化碳属于氧化物,共有2种氧化物,B选项正确;
C、转化①化学反应方程式为,转化②的化学方程式为,根据转化①、②化学方程式可知,整个转化中,甲与丁的分子个数之比为1:1,C选项正确;
D、丁中氮元素质量分数为,丙中氮元素质量分数为,因此丁中氮元素质量分数小于丙,D选项正确。
故选:A。
6.A
【分析】图中可知,第一步反应是尿素和水在脲酶的作用下生成氨基甲酸,根据化学反应前后原子种类、个数不变可推测,X是NH3,反应是尿素和水在脲酶的作用下生成氨基甲酸和氨气;
第二步反应是氨基甲酸和水反应生成二氧化碳,根据化学反应前后原子种类、个数不变可推测,推测Y中含有氮元素、氢元素和氧元素,能产生铵根离子,推测是氨水NH3·H2O,反应是氨基甲酸和水反应生成二氧化碳和氨水;
第三步反应是二氧化碳和水反应。
【详解】A、氧化物是指含有两种元素,其中一种元素是氧元素的化合物,水、二氧化碳两种物质符合,错误;
B、脲酶作为反应的催化剂,在反应前后质量和化学性质不变,正确;
C、根据分析可知,反应方程式为,参加反应各分子个数比为1:1:1:1,X化学式为NH3,正确;
D、二氧化碳和水反应生成碳酸,两种物质反应生成一种物质,属于化合反应,正确。
故选:A。
7.A
【详解】A、由图示可写出化学方程式为,由此可知,参加反应的甲和生成的丙的质量之比为(17×4):(30×4)=17:30,故说法正确;
B、甲的化学式为NH3,甲分子中两种原子的质量比为14:3,故说法错误;
C、乙的化学式为O2,氧气具有氧化性,不能防止食品变质,故说法错误;
D、由化学方程式可知,一氧化氮和水是氧化物,该反应中有两种氧化物,故说法错误。
故选A。
8.C
【详解】
A.由题干可知,“”表示硫原子,“”表示氧原子,根据“化学变化中,原子不可分”得出,“”和“”是该反应中的最小微粒,因此,选项A正确,故不符合题意;
B.由图甲可知,甲中的图形都是“”和“”的结合,是由分子构成的物质,根据“分子是保持物质的化学性质的最小微粒”可知, 保持甲物质化学性质的最小微粒是,因此,选项B正确,故不符合题意;
C.由图乙和丙可知,两图中存在一组相同的图形,即两个 “”的结合,说明反应物乙剩余一组没反应,所以,把图乙和丙中相同的图形去掉,我们很容易从图甲和乙中观察到,参加反应的甲、乙两种物质的分子个数比为2:1,因此,选项C错误,故符合题意;
D. 由图可知,图甲表示2SO2,图乙表示O2(C选项去掉的图形不算),图丙表示2SO3,由此得出该反应的化学方程式为:,氧元素的化合价从氧气中的0价变为三氧化硫的-2价,化合价发生了改变,硫元素的化合价从二氧化硫的+4价变为了三氧化硫的+6价化合价发生了改变,该反应中只有硫元素和氧元素,因此,反应前后元素的化合价都发生了改变,选项D正确,故不符合题意,故选C。
【点睛】本题主要考查了微观反应示意图的意义,掌握微观反应示意图的信息,分析反应物、生成物,写出化学式及化学方程式是解题的关键。
9.A
【分析】根据反应前后原子的种类、数目都不变,反应前硅、氯、氢原子的个数分别为1、4、4,反应后硅原子个数为1,则4X中含有4个氢原子和4个氯原子,X的化学式为HCl,该反应的化学方程式为: 。
【详解】A、分析化学方程式知,反应前硅元素的化合价+4,反应后硅元素的化合价为0,则反应前后硅元素的化合价发生了改变,故A符合题意;
B、由化学方程式知,该反应中反应物有两种,生成物有两种,不属于化合反应,故B不符合题意;
C、由分析知,X的化学式为HCl,故C不符合题意;
D、由化学方程式知,参加反应的甲、乙两种物质的质量比为,故D不符合题意。
故选A。
10.D
【详解】A、反应I发生的化学方程式为 ,故选项A错误;
B、催化剂在反应前后化学性质不变,故选项B错误;
C、反应Ⅱ发生的化学方程式为 ,符合“一变多”的特征,此反应的基本类型为分解反应,故选项C错误;
D、整个过程是利用太阳光实现高效分解水,所以该技术的应用有望降低制取氢气的成本,故选项D正确;
故选:D。
11.A
【详解】A、炼铁高炉中也发生转化①的反应,即二氧化碳和C在高温下反应产生CO,正确;
B、转化②是CO和H2O的反应产生C2H4O2,根据质量守恒定律,发生化合反应反应物的所有原子转移到生成物中,则生成物应该是的形式,当m=n=2时,化学式是,与实际不符,转化②不是化合反应,错误;
C、整个转化中,转化①中一个二氧化碳分子反应产生了2个CO分子,一个丙分子中含有2个碳原子,则根据质量守恒定律,甲与丙的分子个数之比为1:1,错误;
D、乙是CO完全燃烧产生二氧化碳;根据质量守恒定律,丙物质是C2H4O2,完全燃烧产生二氧化碳和水,错误;
故选A。
12.(1) 35.45 三
(2)H+
(3) 光合作用
【详解】(1)①元素周期表中元素名称下方的数字表示相对原子质量,根据元素周期表可知,氯元素的相对原子质量是35.45;
②原子的核外电子层数等于元素所处的周期数,由图乙可知,该原子核外有三个电子层,因此位于第三周期;
③由图丙可知,该反应为氢气和氯气在点燃条件下生成氯化氢,反应的化学方程式为:;
(2)由微观示意图可知,Zn转化为Zn2+,H+转化为H2,其他离子不发生改变,因此实际与Zn发生反应且得到电子的粒子是H+;
(3)A、B、C、D、E是初中常见物质且都含有氧元素,A为含氧元素的单质,为氧气;D含氧元素,属于盐,且水溶液为蓝色,可以是硫酸铜;硫酸铜能转化为E,E属于碱,则E为氢氧化铜;B通常为无色无味气体,其中非氧元素显+4价,且能转化为氧气,则B可以为二氧化碳;C为酸,且能转化为硫酸铜,C为硫酸;代入检验,推导正确;
①D为硫酸铜,E为氢氧化铜,硫酸铜和氢氧化铜反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸铵,则D→E的化学方程式为:;
②B为二氧化碳,A为氧气,二氧化碳可通过植物光合作用转化为氧气。
13.(1)三
(2)分子
(3)3:4
(4)化学性质不活泼
【详解】(1)由图知,甲是N2O4、乙是N2H4、丙是N2、丁是H2O,该过程中涉及的化合物是甲、乙、丁三种,故填:三。
(2)由图知该变化中没有改变的粒子是原子,发生改变的粒子是分子,故填:分子。
(3)由图知,该反应中的化学方程式为:,则反应中生成丙和丁的分子个数比为3:4,故填:3:4。
(4)物质的用途体现了物质的性质,物质丙用于填充食品包装,说明物质丙的化学性质不活泼,故填:化学性质不活泼。
14.(1) 分子 1:1
(2) 为白磷燃烧提供热量 D
【详解】(1)①微观上看,由微粒的变化可知,该化学变化中发生根本改变的微粒是分子;
②由微粒的变化可知,参加反应的A2与B2两种物质的分子个数比为1:1;
(2)①往烧杯中加入一定量生石灰会引起白磷燃烧,从燃烧条件分析,此时生石灰的作用是:生石灰与水反应放出大量的热,水温升高,达到了白磷的着火点;
②将一定量的下列某物质溶于烧杯中的冷水,能引起白磷燃烧,说明了物质在溶于水时能放出热量,氯化钠、浓盐酸溶于水,温度几乎不变,不能引起白磷燃烧,硝酸铵溶于水吸收热量,氢氧化钠在溶于水时能放出热量,能使溶液的温度升高。
15.(1) 化石燃料的燃烧 光合作用
(2) 增大反应物的接触面积,反应更充分 氢氧化钠和氧化钙
(3) C4H10 24:5 三/3 4:13
(4)C
【详解】(1)由图可知,导致近年来大气中二氧化碳含量逐年升高的直接原因是化石燃料的大量燃烧;
自然界中消耗二氧化碳的主要途径是植物的光合作用;
(2)吸收器中,NaOH溶液用喷淋方式加入,可以增大反应物的接触面积,使反应更充分;
②分离器中,氧化钙和水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,反应的化学方程式为:;
③反应器中生成的氧化钙,可以在分离器中使用;分离器中生成的氢氧化钠可以在吸收器中使用,故该过程中可循环利用的物质是氢氧化钠和氧化钙;
(3)①由图可知甲物质的一个分子中含有4个碳原子和10个氢原子,故化学式为:C4H10;
其中碳、氢元素的质量比为(12×4):(1×10)=24:5;
②由两种元素组成,其中一种元素是氧元素的化合物叫氧化物,整个反应过程中共涉及二氧化碳、水、一氧化碳三种;
二氧化碳与氢气在催化剂的作用下生成一氧化碳和水,方程式为:,,一氧化碳与氢气反应生成C4H10和水,方程式为:,参加反应的二氧化碳和氢气的分子个数比为4:(4+9)=4:13;
(4)A.甲醇分子中含有碳原子,故A错误;
B.生产燃料使用的原料二氧化碳含碳元素,故B错误;
C.零碳燃料通过碳循环使碳排放无限接近零,故C正确;
D.由于燃料甲醇中含有碳元素,根据质量守恒定律可知,生产燃料的原料中含碳元素故,故D错误;
故选:D。
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