内容正文:
专题02 浩瀚的大气
题型1空气的成分和用途
题型2空气中氧气含量的测定
题型3氧气的性质和用途
题型4氧气的制备
题型5化合反应、分解反应、氧化反应
题型6分子和原子
题型7元素和周期表
题型8化学式及意义、化合价
题型9相对原子质量、物质的量
题型10质量守恒定律
题型11化学方程式的意义和书写
题型12根据化学方程式计算
题型13化学反应微观示意图
题型14 催化剂、催化作用
▉考点01 空气的成分和用途
空气成分
氮气
氧气
稀有气体
二氧化碳
体积分数
78%
21%
0.94%
0.03%
(1)氧气的用途:供给呼吸,支持燃烧,钢铁冶炼,金属焊接等。
(2)氮气的性质:物理性质:无色、无味的气体,密度比空气小,难溶于水;化学性质:不支持燃烧,化学性质不活泼;用途:氮气 工业生产硝酸和氮肥,食品防腐,液态氮气用作制冷剂;
(3)稀有气体,化学性质很不活泼,用作保护气;制作多用途电光源;氦可用于制造低温环境。
▉考点02 空气中氧气含量的测定
1.拉瓦锡研究空气成分
(1)实验1:把少量汞放在密闭的容器里连续加热12天,反应的化学方程式为 2HgO 2Hg+O2↑
(2)实验2:把汞表面上所生成的红色粉末收集起来,放在另一个较小的容器里再加强热,反应的化学方程式为 2HgO 2Hg+O2 ↑
(3)实验结论:空气由氧气和氮气组成,氧气占体积1/5
(4)拉瓦锡用定量的方法实验,第一次明确提出了“空气是由氧气和氮气组成”。其中氧气约占空气总体积的1/5的结论。
2.空气中氧气含量的测定
(1)实验现象①红磷燃烧,放出热量,产生大量白烟;②装置冷却到室温后打开弹簧夹,烧杯内的水倒流入集气瓶,约占集气瓶内气体体积的1/5。
(2)实验结论:氧气约占空气总体积的1/5。
(3)反应原理:
(4)问题分析
实际测得的结果比真实值小,其原因可能是:A红磷量不足;B装置气密性差;C未冷却至室温就打开弹簧夹
(5)集气瓶中水的作用:(1)主要是吸收有毒的五氧化二磷(固体)。(2)还可以吸热加快降温,和防止热的燃烧物溅落炸裂瓶底。
(6)瓶中剩余的主要气体是:氮气(化学性质:不可燃不助燃;物理性质:难溶于水)
3. 空气污染
空气中的有害物:细颗粒物、SO2、CO、NO2、O3和可吸入颗粒物;
空气污染指数越高,污染越严重;
CO2不属于空气污染物,但含量增多会引起温室效应。
▉考点03 氧气的性质和用途
1、如何检验氧气?
把带火星的木条伸入集气瓶中,带火星的木条复燃,证明这是一瓶氧气。
2、木炭的燃烧
实验现象
在空气中
燃烧,发出红光,放出热量,生成无色气体
在氧气中
燃烧得更旺,发出白光,放出热量,生成无色气体
化学方程式
C+O2CO2
3、硫的燃烧
实验现象
在空气中
燃烧,发出微弱的淡蓝色火焰,放出热量,生成有刺激性气味的气体
在氧气中
燃烧得更旺,发出明亮的蓝紫色火焰,放出热量,生成有刺激性气味的气体
表达式
S+O2SO2
4、铁丝的燃烧
实验现象
在空气中
不燃烧
在氧气中
剧烈燃烧,火星四射,放出热量,生成黑色固体
表达式
3Fe+2O2Fe3O4
①在铁丝燃烧的实验中,为什么要用光亮的铁丝,而不用生锈的铁丝?
光亮的铁丝,铁和氧气才能直接接触,才确保实验成功。
②为什么要等火柴即将燃尽再插入氧气瓶中?
火柴燃烧也会消耗氧气,避免消耗过多的氧气导致铁丝不能燃烧。
③硫、铁在充满氧气的集气瓶中燃烧时,为什么在集气瓶中都要装水?
在做铁丝在氧气中燃烧实验时,在集气瓶里预先装少量的水是为防止高温熔融物炸裂瓶底;
在做硫在氧气中燃烧实验时,在集气瓶里预先装少量的水是为了吸收二氧化硫,防止二氧化硫污染空气.
5、氧气的用途:供给呼吸、支持燃烧
正常人过度吸氧会产生副作用,甚至会引起氧中毒。在 100 kPa 的纯氧环境中,人只能存活 24 小时。此外,过量吸氧还会加速人体衰老
▉考点04氧气的制备
1.氧气的工业制法
方法
分离液态空气法
原理
利用液氮和液氧的沸点不同的性质
变化类型
物理变化
2.氧气的实验室制法
药品
高锰酸钾
氯酸钾和二氧化锰
过氧化氢和二氧化锰
反应原理
2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
2KClO32KCl+3O2↑
2H2O22H2O+O2 ↑
发生装置
收集装置
①排水法:氧气不易溶于水。
②向上排空法:氧气密度比空气大。
①排水法收集时,要等到气泡连续均匀冒出时,再进行收集。因为开始加热时导管口冒出的气泡主要是装置内的空气,此时收集,会导致收集的氧气不纯;
②用向上排空法收集时导管应伸入集气瓶底部(排尽瓶内空气),用排水法收集时,导管放在集气瓶口。
检验和验满
①检验:将带火星的木条伸入集气瓶内,若木条复燃,说明是氧气。
②验满:
a. 排水法:当集气瓶口有大气泡冒出时,证明已满。
b. 向上排空气法:将带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃,证明已满。
操作步骤
①检查装置气密性
②将氯酸钾和二氧化锰以质量比为 3:1 的比例均匀混合
③实验开始时先对固体混合物均匀加热,再用酒精灯外焰对固体混合物集中加热。
④实验结束,先将导管移出水面,再停止加热。
①检查装置气密性
②在锥形瓶中加入少量二氧化锰。
③在分液漏斗中加入质量分数为3%的过氧化氢溶液(俗称双氧水)。
④调节加入过氧化氢溶液的速率,使反应平稳地进行
⑤收集气体。
注意事项
①导管应刚刚露出橡胶塞,便于氧气排出;
②试管口应放一团棉花,防止加热时高锰酸钾粉末进入导管;
③试管口应略向下倾斜,防止冷凝水回流到试管底部,使试管炸裂;
④停止反应时,应先将导管移出水面,再熄灭酒精灯,否则易使水槽内的水倒吸回试管,引起试管炸裂。
①氯酸钾制取氧气为何要提前将两种药品混合均匀再装入试管:增大反应物接触面积,提高化学反应速率,使反应更充分。
②先对试管进行预热,然后对准有药品的部位集中加热。否则会产生的后果受热不均导致试管炸裂。
①使用长颈漏斗时,应使长颈漏斗下端伸入液面下
▉考点05 化合反应、分解反应、氧化反应
1.氧化反应:物质与氧气发生的化学反应。如乙炔+氧气二氧化碳+水
2.化合反应:两种或两种以上物质生成一种新物质的反应,称为化合反应。如氢气+氧气 水
3.分解反应:由一种物质生成两种或两种以上新物质的反应,称为分解反应。氯酸钾和双氧水产生氧气的反应都属于分解反应。
4.氧化物:由两种元素组成,其中一种是氧元素的化合物称为氧化物。如二氧化碳、氧化镁、四氧化三铁、二氧化硫等。
5.含氧化合物是指含有氧元素的化合物,如MgO、Ca(OH)2、KMnO4等。
▉考点06 分子和原子
1.构成物质的微粒:分子、原子、离子
大多数物质由分子构成,如水由水分子构成;
少数物质金属、稀有气体、部分非金属固体由原子构成,如铁由铁原子构成;
一些物质是由离子构成的,如氯化钠由氯离子和钠离子构成。离子是化学变化中原子得失电子后形成的带电粒子,分为阴离子和阳离子。
2.分子
(1)分子是保持物质化学性质的一种微粒。意大利科学家阿伏伽德罗首先提出分子概念。
(2)分子的性质:①分子的质量和体积都很小。②分子在不停地做无规则运动的运动。温度升高,分子运动速率加快。③分子间有间隙
(3)应用:用分子不停地运动解释闻到气味、溶解、扩散、挥发、蒸发等生活现象。用分子运动受温度的影响解释太阳下晒湿衣服比阴凉处干得快。
(4)分子是由原子构成的,原子的种类和数目的不同构成了不同的分子。例如,二氧化碳是由二氧化碳分子构成的,一个二氧化碳分子是由两个氧原子和一个碳原子构成的。不同的物质具有不同的化学性质,其主要原因是构成物质的微粒不同。
3.原子:原子是化学变化中的最小微粒。原子论是由英国科学家道尔顿首先提出。
4.化学反应的微观实质:在化学反应中分子分裂为原子,原子重新组合成新的分子。
5.分子与原子的关系:
分子
原子
定义
分子是保持物质化学性质的一种微粒。
原子是化学变化中的最小微粒
不同点
在化学反应中,分子可以分解为原子,原子又可以重新组成新的分子,变成另外一种或几种分子。
在化学反应中原子不可再分,不能变成另外一种原子。
相同点
1.都是构成物质的基本粒子;质量、体积都很小,都有间隙,都在不断地做无规则运动。
2.都是构成物质的微粒。
3.都具有种类和数目的含义。
联系
分子是由原子构成的,分子可以分解为原子。
▉考点07 元素和周期表
1、元素:质子数(即核电荷数)相同的一类原子的总称。
说明:(1)不同元素的根本区别是质子数不同;(2)质子数决定元素的种类;
2.元素的分类:元素分为金属元素、非金属元素、稀有气体元素。
3.元素符号的意义:①宏观:表示一种元素;②微观:表示该元素的一个原子
如:H:表示氢元素,一个氢原子;
注:①某些由原子构成的物质,元素符号还表示物质。如Fe:表示铁元素,一个铁原子,铁这种物质。
②数字+元素符号,只表示微观意义:几个原子。如:5O:表示5个氧原子; 3Ne:3个氖原子。
4.元素周期表
原子序数与元素原子核电荷数在数值上相同。原子序数=质子数=核电荷数=核外电子数
5.物质的简单分类
单质:由同种元素组成的纯净物,如氧气(O2)、氮气(N2)、铁(Fe)
化合物:由两种或两种以上元素组成的纯净物,如二氧化碳(CO2)、水(H2O)
氧化物:由两种元素组成的化合物,其中有一种元素是氧元素的叫做氧化物,如水(H2O)、二氧化碳(CO2)和五氧化二磷(P2O5)都是氧化物。
6、自然界中元素的存在
(1)地壳中前五位:氧、硅、铝、铁、钙;其中含量最多的元素是氧元素,最多的非金属元素是氧元素,最多的金属元素是铝元素
(2)海水中:氧、氢、氯、钠;其中含量最多的元素是氧元素,最多的非金属元素是氧元素,最多的金属元素是钠元素
7.元素和原子区别与联系
元素
原子
含义
同一类原子的总称(集合体)
微粒
区别
只论种类,不论个数
既论种类,又论个数
适用范围
宏观
微观
▉考点08 化学式及意义、化合价
1.化学式
(1)概念:用元素符号和数字表示物质组成的式子
(2)化学式表示的意义:
如H2O:
①表示水这种物质;
②表示水由氢元素和氧元素组成;
③表示一个水分子;
④表示一个水分子由一个氧原子和两个氢原子构成;
⑤表示水由水分子构成。
2.有关化学式的计算(以AmBn为例)
(1)相对分子质量(Ar)的计算 Mr(AmBn)=Ar(A)×m+Ar(B)×n
(2)各元素的质量比: A元素质量与B元素质量的比=[ Ar(A)×m] :[Ar(B)×n ]
(3)元素质量分数ω:
某元素的质量分数 = ×100%
公式ω= ×100%
3.化合价
(1)表示方法:在元素符号正上方标出化合价。符号在前,数字在后。若数字为1时,不能省略。
例如:标出物质中元素的化合价:氯化镁:Mg (+2)Cl (-1)2; 硫酸钠:Na (+1)2SO4
(2)常见元素、原子团的化合价
钾钠银氢+1价; 钙镁钡锌+2价; 氟氯溴碘-1价; 通常氧硫-2价; 亚铜+1,铜+2;
亚铁+2,铁+3; 铝+3,硅+4,磷+5; 氯化物中氯-1; 硫化物中硫-2;
还要记住根的价; -1氢氧硝酸根; -2碳酸磷酸根; 单质化合价为零。
4.根据化合价书写化学式(以水为例):
①写出组成水的元素的元素符号 H O(一般情况下正价元素符号写在左边,负价元素符号写在右边 );
②标出各元素的化合价 (化合价写在元素符号的正上方 );
③标出各元素原子的个数 H2O(化合物中正价总数和负价总数的代数和等于零,原子个数用阿拉伯数字写在元素符号的右下角 。
▉考点09 相对原子质量、物质的量
1.相对原子质量(Ar):一种原子质量对一种碳原子质量的1/12的比值。
2.式量:化学式中各原子的相对原子质量之和
Mg(OH)2的式量 =24 + (16 + 1 )×2 = 58
3.物质的量
(1)物质的量:表示微粒集合体的物理量。符号:n;单位:摩尔(mol)。1mol任何物质约含有6.02×1023个微粒。
(2)摩尔质量:1mol物质(即单位物质的量的物质)的质量叫做摩尔质量。符号:M;单位:克/摩;符号 g/mol。摩尔质量在数值上=物质的式量。摩尔质量单位:g/mol ;式量单位为1,省略。
(3)摩尔质量、质量、物质的量的关系
▉考点10 质量守恒定律
1.内容: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。
2.内涵和外延
(1)质量守恒定律适用于一切化学反应,只适用于化学反应,不适用于解释物理变化。
(2)质量守恒定律只适用于质量守恒,不包括体积守恒、分子数守恒等。
3.从微观角度分析化学反应遵守质量守恒的原因
化学反应前后,原子种类、数目、质量都不变。故化学反应前后各物质的质量总和必然相等。
4.六不变:①宏观:物质总质量不变;元素种类不变;元素质量不变;微观:原子种类不变;原子数量不变;原子质量不变;
②两个一定变:物质的种类;分子种类;
③两个可能变:分子数目;元素化合价;
5.探究硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液反应前后的质量变化
(1)实验现象:产生蓝色沉淀,天平平衡;反应的符号表达式为NaOH+CuSO4→Na2SO4+Cu(OH)2
(2)实验结论:参加化学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。
▉考点11 化学方程式的意义和书写
1.化学方程式的书写
(1)书写原则:以客观事实为依据;符合质量守恒定律。
(2)书写步骤
写——左写反应物,右写生成物,中间连短线;
配——配平;使反应前后各原子总数相等;
等——短线改等号;
标(注)——在等号的上方或下方注明反应条件,标出生成物中气体与沉淀;
①反应条件:如:点燃、加热“△”、高温、通电、催化剂等;
②气体符号“↑”:反应物无气体,生成物中有气体,在生成气体的化学式右边标)反应物和生成物中都有气体,气体生成物就不需注“↑”号;
③沉淀符号“↓”:溶液中反应如果生成物有固体,在固体生成物的化学式右边标,如果反应物和生成物中都有固体,固体生成物也不需注“↓”号)
查——检查化学式是否写错、是否配平、条件和生成物状态是否标注准确。
2.化学方程式的读法和含义
(1)表明反应物、生成物和反应条件;
(2)表示反应物与生成物之间物质的量之比或反应物与生成物间的微粒数(分子数、原子数)之比,即化学式前面的系数比(计量数);
(3)表明反应物、生成物之间的质量比(相对质量=相对分子质量乘以系数);
宏观物质读法:碳和氧气在点燃的条件下生成二氧化碳
微观微粒读法:每1个碳原子和1个氧分子在点燃的条件下反应生成1个二氧化碳分子
物质的量读法:每1mol碳原子和1mol 氧分子在点燃的条件下反应生成了1mol 二氧化碳分子
质量读法: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
▉考点12 根据化学方程式计算
1.计算依据:①利用化学方程式能反映物质间的质量比,且质量比呈正比例关系。
②依据质量守恒定律
2.计算步骤:①设未知数;②根据题意写出方程式;③根据化学方程式找出已知量与未知量的质量比;④列出比例式,并求算出未知数;⑤答
注意:①由于方程式只能反映物质间的质量比,因此代入方程式中的各个量必须是质量。
②由于方程式中各物质是纯净物,因此代入方程式中的量必须是纯净物的质量。
③单位必须统一。
▉考点13 化学反应微观示意图
角度1 所给图示反应已配平
【技巧】图中微粒数目即为化学方程式中的计量数。根据图示写出微粒代表的物质化学式,进而写出反应的化学方程式(或字母表达式),据此判断选项正误。
角度2 所给图示反应物有剩余
【技巧】找出反应前后相同的分子(或原子),先等个数消除相同的分子(或原子);再根据图示写出微粒代表的物质化学式,进而写出反应的化学方程式,据此判断选项正误。
角度3 所给图示反应未配平
【技巧】根据图示写出微粒代表的物质化学式,进而写出反应的化学方程式,注意配平,据此判断选项正误。
角度4 补全微观反应示意图
【技巧】根据化学反应前后原子的种类和数目不变,推断微观示意图中缺少的微粒,也可以根据反应的化学方程式补全微观反应示意图,再判断选项正误。
角度5 根据反应模型书写化学方程式
▉考点14 催化剂、催化作用
催化剂
①概念:在化学反应中,能改变其他物质的化学反应的速率,而本身的质量和化学性质在反应前后都没有变化的物质叫催化剂。
②催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用
在上述反应中, 二氧化锰起了加速过氧化氢分解的作用所以这个反应中的二氧化锰是催化剂,是反应条件。
一、选择题
1.(23-24八年级下·山东泰安·期末)空气是一种宝贵的自然资源。下列说法正确的是
A.饼干放在空气中会变软是因为空气中有氧气
B.空气中各成分的含量固定不变
C.稀有气体可用于制作霓虹灯由于稀有气体化学性质稳定
D.空气中的二氧化碳可用作气体肥料
【答案】D
【详解】A、饼干敞口放置变软是因为空气中有水蒸气,故A错误;
B、空气中各成分的含量不是固定不变的,空气的组成比例随高度、气压等因素改变,且在不同地区或同一地区的不同时间,空气中各成分的含量可能会有所不同,故B错误;
C、稀有气体通电时能发出不同颜色的光,因此可用于制作霓虹灯,不是因为其化学性质稳定,故C错误;
D、二氧化碳是绿色植物进行光合作用的原料,可用作气体肥料,故D正确。
故选D。
2.(23-24九年级上·四川成都·期末)温江区12月10日空气质量报告如图,下列说法正确的是
A.这天空气质量优 B.二氧化硫是空气中的首要污染物
C.空气污染指数越小表明空气质量越好 D.空气主要污染物还有,但未计入
【答案】C
【详解】A、根据图示,这天的空气质量为良,故A说法错误;
B、根据图示,当日PM10含量最高,则当日的首要污染物为可吸入颗粒物(PM10),故B说法错误;
C、空气污染指数越小,说明空气质量越好,故C说法正确;
D、二氧化碳属于空气的成分之一,不属于空气污染物,则空气质量报告中不计入二氧化碳,故D说法错误;
故选:C。
3.(23-24八年级下·山东泰安·期末)下列关于氧气的描述不正确的是
A.通常状况下,氧气是一种无色、无味的气体
B.氧气是一种密度比空气密度略小的气体
C.氧气化学性质活泼,能与很多物质发生化学反应
D.氧气常用于医疗急救和支持物质燃烧
【答案】B
【详解】A、通常状况下,氧气是一种无色、无味的气体,A正确;
B、氧气是一种密度比空气密度略大的气体,B错误;
C、氧气化学性质活泼,能与很多物质发生化学反应,C正确;
D、氧气可供给呼吸、具有助燃性,所以氧气常用于医疗急救和支持物质燃烧,D正确。
故选:B。
4.(23-24九年级上·内蒙古通辽·期末)用“”和“”代表两种不同的单质分子,它们在一定条件下能发生反应,反应前后的微观示意图如下所示,下列说法正确的是
A.该反应是化合反应 B.每个生成物分子由3个原子构成
C.该反应有2种生成物 D.参加反应的“”和“”分子的个数比是
【答案】A
【详解】A、由图可知,该反应符合“多变一”的特点,属于化合反应,符合题意;
B、由图可知,每个生成物分子由3个原子,1个原子共4个原子构成,不符合题意;
C、由图可知,该反应有一种生成物,不符合题意;
D、由图可知,参加反应的和的分子个数比为:,不符合题意。
故选A。
5.(23-24九年级上·四川德阳·期末)工业制取氧气主要有下列步骤,将经过除尘、除二氧化碳、除水的空气进行下列操作:
下列有关说法正确的是
A.以上步骤①②③涉及有化学变化
B.氮气的沸点比氧气的沸点高
C.上述变化中,气体分子结构没变
D.蓝色钢瓶里的“工业液氧”是纯净物
【答案】C
【详解】A、工业制取氧气方法是分离液态空气法,工业制氧气的过程中没有新物质生成,发生的属于物理变化,故A错误;
B、由图示可知,氮气先蒸发出来,说明氮气的沸点比氧气的沸点低,故B错误;
C、工业制氧气的过程中没有新物质生成,发生的属于物理变化,分子不变,气体分子结构没变,故C正确;
D、储存在蓝色钢瓶里的“工业液氧”中含有氧气、稀有气体等多种物质,属于混合物,故D错误。
故选C。
6.(24-25九年级上·安徽宿州·期中)下列各组物质中,前者属于单质,后者属于氧化物的是
A.液氮 蒸馏水 B.稀有气体 硬水
C.氧气 氯化钠 D.高锰酸钾 二氧化碳
【答案】A
【分析】纯净物:由一种物质组成的物质; 混合物:由两种或多种物质组成的物质。 单质:由一种元素组成的纯净物; 化合物:由两种或两种以上元素组成的纯净物。 氧化物: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。
【详解】A.液氧是氧气的液态形式,是由氧元素组成的纯净物,是单质;蒸馏水是由氢元素和氧元素组成的化合物,是氧化物,故A正确;
B、稀有气体是由氦气、氖气、氩气等气体组成的,是混合物;硬水是含有较多可溶性钙镁物质的水,是混合物,故B错误;
C、氧气是由氧元素组成的纯净物,是单质;氯化钠是由多种元素组成的纯净物,为化合物,不含氧元素,所以不是氧化物,故C错误;
D、高锰酸钾是钾、锰、氧三种元素组成的纯净物,属于化合物;二氧化碳所以碳、氧元素组成的化合物,属于氧化物,故D错误。
故选:A。
7.(23-24九年级上·甘肃天水·期末)密闭容器中有M、N、Q、P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,关于此反应认识正确的是
物质
M
N
Q
P
反应前质量(g)
6
2
14
36
反应后质量(g)
待测
2
22
13
A.该反应是分解反应 B.该物质N一定是该反应的催化剂
C.待测数值是14 D.反应中M与Q变化的质量比是4∶7
【答案】A
【分析】根据质量守恒定律可以知道:在化学反应中,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;密闭容器,反应前后总质量不变,可求出反应后M的待测值为:6g+2g+14g+36g-2g-22g-13g=21g;由表中数据分析可知,反应前后M的质量增加了21g-6g=15g,则M为生成物,反应前后N的质量不变,则N可能是该反应的催化剂,也可能是没有参与反应的杂质;反应前后Q的质量增加了22g-14g=8g,则Q为生成物;反应前后P的质量减少了36g-13g=23g,则P为反应物,该反应为P在一定条件下反应生成M和N。
【详解】A、该反应为P在一定条件下反应生成M和N,该反应符合“一变多”的特点,是分解反应,故正确;
B、反应前后N的质量不变,则N可能是该反应的催化剂,也可能是没有参与反应的杂质,故错误;
C、根据分析,待测数值是21,故错误;
D、反应中M与Q变化的质量比是(21g-6g):(22g-14g)=15∶8,故错误;
故选A。
8.(23-24八年级下·广西南宁·期末)如图是四种微粒的结构示意图。下列有关说法错误的是
A.③④属于不同种元素 B.当X的数值为10时,①表示一种原子
C.②④粒子都达到相对稳定结构 D.④在化学反应中易得电子形成阴离子
【答案】C
【详解】A、元素是质子数相同的一类原子的总称,③④质子数不同,不属于同种元素,不符合题意;
B、当X的数值为10时,①中质子数=核外电子数,表示一种原子,不符合题意;
C、②粒子的最外层电子数为8,达到了相对稳定结构,④粒子的最外层电子数为6,大于4,在化学反应中,容易得到电子,没有达到相对稳定结构,符合题意;
D、④粒子的最外层电子数为6,大于4,在化学反应中,容易得到电子形成阴离子,不符合题意。
故选C。
9.(23-24九年级上·四川德阳·期末)下列有关化学观念的例证,说法正确的是
A.微粒观:水由2个氢原子和1个氧原子构成
B.守恒观:16g木炭在32g氧气中充分燃烧生成CO2的质量为48g
C.结构观:氧原子与硫原子的最外层电子数相同,因而它们的化学性质相似
D.元素观:某物质在纯氧中完全燃烧只生成CO2和H2O,推知该物质由C、H、O元素组成
【答案】C
【详解】A、1个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成。A不正确;
B、设:质量为的木炭在32g氧气中充分燃烧生成CO2。
,,解得:=12g。则生成CO2的质量=12g+32g=44g。即12g木炭在32g氧气中充分燃烧生成CO2的质量为44g。B不正确;
C、在原子中,最外层电子数相同,化学性质相似。所以氧原子与硫原子的最外层电子数相同,因而它们的化学性质相似。C正确;
D、二氧化碳由碳、氧元素组成,水由氢、氧元素组成,所以某物质在纯氧中完全燃烧只生成CO2和H2O,推知该物质一定由C、H元素组成,可能含有氧元素。D不正确。
故选:C。
10.(23-24九年级上·山东临沂·期末)关于下列符号或图示的说法正确的是
①2H ②Al3+ ③ ④
A.①表示2个氢分子 B.②表示铝元素的化合价为+3价
C.③表示镁原子的结构示意图 D.由④可知钛的原子序数为22
【答案】D
【详解】A、化学式或元素符号前面的数字表示微粒的个数,所以2H表示的是两个氢原子,故A不符合题意;
B、数字在前,正负号在后写在元素符号的右上角表示的是离子,Al3+表示的是铝离子,故B不符合题意;
C、③中质子数是12,电子数是10,表示的是镁离子,故C不符合题意;
D、元素周期表中开头的数字表示质子数,即原子序数,所以钛的原子序数为22,故D符合题意;
故选D。
11.(23-24九年级上·河北石家庄·期末)分子、原子、离子都是构成物质的基本粒子,下列说法正确的是
A.分子由原子构成的,分子比原子大
B.在化学反应中,原子不能再分
C.同种元素的原子和离子的中子数相同
D.带电的粒子都是离子
【答案】B
【详解】A、分子由原子构成,分子比它的构成原子大,故说法错误;
B、在化学变中,分子可以分,原子不能再分,故说法正确;
C、原子得到或失去电子形成离子,同种元素的原子和离子中原子核内质子数一定相等,中子数不一定相等,故说法错误;
D、带电荷的粒子不一定是离子,例如质子带正电荷,电子带负电荷,故说法错误。
故选B。
12.(23-24九年级下·湖南长沙·期中)宏观辨识与微观探析是化学学科的核心素养之一、下列对宏观事实的微观解释错误的是
A.一滴水中大约有1.67×1021个水分子—水分子很小
B.湿衣服在阳光下晾干—水分子在不断地运动
C.水蒸发为水蒸气,所占体积变大—水分子体积变大
D.水可以通电分解—分子在化学变化中可以再分
【答案】C
【详解】A、一滴水中大约有1.67×1021个水分子是因为分子的质量和体积都很小的缘故,故选项解释正确;
B、湿衣服在阳光下干得快,是因为温度越高,分子运动速率越快,故选项解释正确;
C、水蒸发为水蒸气,由于水分子间有间隔,受热时分子间隔变大,故选项解释错误;
D、水通电分解生成氢气和氧气,水分子分成了氢原子和氧原子,然后氢原子、氧原子分别重新组合形成氢分子、氧分子,可以说明分子在化学变化中可以再分,故选项解释正确。
故选C。
13.(23-24八年级上·山东潍坊·期末)如图是水电解过程示意图,下列说法正确的是
A.水的电解属于物理变化 B.水是由原子直接构成的
C.水分子是由氢分子和氧分子构成的 D.化学变化中分子可分,原子不能再分
【答案】D
【详解】A、由水电解过程示意图可知,水分子分成氢原子和氧原子,氢原子和氧原子重新组合成氢分子和氧分子,宏观上电解水产生了新物质,属于化学变化,故选项说法不正确;
B、水是由水分子构成的,故选项说法不正确;
C、分子是由原子构成的,水分子是由氢原子和氧原子构成的,不含有氢分子和氧分子,故选项说法不正确;
D、由水电解过程示意图可知,水分子分成氢原子和氧原子,氢原子和氧原子重新组合成氢分子和氧分子,由此可得出化学变化中分子可分,原子不能再分,故选项说法正确。
故选D。
14.(23-24九年级上·福建莆田·期末)科学思维是在化学学习中基于事实与逻辑进行独立思考和判断,对不同信息、观点和结论进行质疑与批判,提出创造性见解的能力,是化学核心素养。下列示例说法正确的是
A.比较:二氧化碳和一氧化碳的组成元素相同,故两者的性质相同
B.分类:氮气、二氧化碳都能用作食品包装时的保护气,故它们的化学性质都相同
C.分析:载人飞艇用氦气而不用氢气,因为氦气密度比空气小,性质比氢气更稳定
D.归纳:氢分子是由氢原子构成的,氧分子是由氧原子构成的,所以氨分子是由氨原子构成的
【答案】C
【详解】A、二氧化碳和一氧化碳的组成元素相同,但是二者的分子构成不同,所以化学性质不同,说法错误;
B、氮气的化学性质不活泼,可用作食品包装时的保护气;氮气和二氧化碳的化学性质不同,如二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊,而氮气不能,说法错误;
C、载人飞艇用氦气而不用氢气,因为氦气不仅密度比空气小,性质还比氢气更稳定,说法正确;
D、氢分子是由氢原子构成的,氧分子是由氧原子构成的,所以氨分子是由氮原子与氢原子构成的,不存在氨原子,说法错误。
故选C。
15.(23-24九年级上·陕西咸阳·期末)下列化学符号中的数字“2”表示的含义不正确的是
A.2Na:表示两个钠元素
B.2O:表示两个氧原子
C.:表示1个镁离子带2个单位的正电荷
D.:表示一个二氧化氮分子中含有两个氧原子
【答案】A
【详解】A、元素符号表示原子,在元素符号前加上数字表示原子的个数,2Na中的“2”表示2个钠原子,元素属于宏观概念,只讲种类,不讲个数,故A符合题意;
B、元素符号表示原子,在元素符号前加上数字表示原子的个数,2O中的“2”表示两个氧原子,故B不符合题意;
C、离子符号右上角的数字,表示一个该离子所带的电荷数,Mg2+中的“2”表示1个镁离子带2个单位的正电荷,故C不符合题意;
D、化学符号右下角的数字,表示一个该微粒中所含该原子的数目,NO2中的“2”表示一个二氧化氮分子中含有两个氧原子,故D不符合题意。
故选A。
16.(24-25九年级上·陕西渭南·期中)将一定质量炭粉在密闭容器中引燃(如图1),一段时间后炭粉消失。用压强传感器测得容器内压强随时间的变化关系如图2。下列分析不正确的是
A.AB段炭粉开始燃烧
B.反应放热以及生成气体导致BC段压强增大
C.装置内发生反应的文字表达式为:碳+氧气二氧化碳
D.可向装置内加澄清石灰水检验燃烧产物
【答案】A
【详解】A、根据图2,AB段容器内压强小幅上升,说明AB段是加热过程,炭粉温度仍未达到燃烧所需温度,容器内气体温度升高,导致压强小幅上升,A选项错误;
B、BC段压强迅速升高,说明BC段是炭粉燃烧放出大量的热并生成二氧化碳气体,导致容器内气体温度迅速升高,压强迅速增大,B选项正确;
C、装置内炭粉燃烧生成二氧化碳,反应的文字表达式为:,C选项正确;
D、炭粉燃烧生成二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰变浑浊,可向装置内加澄清石灰水检验燃烧产物,D选项正确。
故选:A。
17.(23-24九年级上·山东德州·期末)如图①是三种元素在元素周期表中的信息,如图②④分别表示三种微粒的结构示意图。下列有关说法正确的是
A.③④对应的微粒属于同一种元素
B.②对应的微粒易得电子,形成阳离子
C.④对应的微粒达到了稳定结构,符号是Cl+
D.①中硫、氯元素属于同一周期,其原子电子层数相同
【答案】D
【详解】A、元素是具有相同质子数的一类原子的总称,③、④质子数不同,③、④对应的微粒不属于同一种元素,错误;
B、②对应的微粒最外层有6个电子,大于4,容易得到电子,带负电荷形成阴离子,错误;
C、最外层电子数为8(只有一层为2)的结构属于稳定结构,④对应的微粒达到稳定结构,其质子数为17,属于氯元素,质核外电子数=2+8+8=18,质子数<核外电子数,表示带一个单位的负电荷的氯离子,符号是Cl-,错误;
D、处于同一周期的元素原子电子层数相同,图示①中硫、氯元素属于同一周期,其原子电子层数相同,正确。
故选D。
18.(22-23九年级上·广东广州·期中)如图是硫和铁在空气中和氧气中燃烧的实验,铁丝在空气中不能燃烧,但是纳米铁粉在空气中稍加热即可剧烈燃烧。下列说法正确的是
A.实验甲和乙观察到的现象不一样,是因为反应物的种类不一样
B.实验甲和乙的生成物相同,但是实验丙和丁的生成物不同
C.从四个实验中可以看出,增大反应物的浓度和反应物接触面积,可以使反应更剧烈
D.四个实验中,水的主要作用是防止集气瓶炸裂
【答案】C
【详解】A、硫在空气中燃烧发出淡蓝色火焰,在氧气中燃烧发出蓝紫色火焰,其反应物都是硫与氧气反应,现象不同的原因是氧气的浓度不同,故错误;
B、硫在空气和氧气中燃烧生成物都是二氧化硫,铁燃烧生成物均是四氧化三铁,故错误;
C、硫在氧气中燃烧更剧烈,铁丝在空气中不能燃烧但能在氧气中燃烧,而纳米铁在空气中可以燃烧,从甲、乙,丙、丁实验中可以看出增大反应物的浓度和反应物接触面可以使反应更充分更剧烈,故正确;
D、实验甲和实验乙中水的作用是吸收生成有毒的二氧化硫气体,防止空气污染,实验丙、丁中水的主要作用是防止高温熔融物直接掉落导致集气瓶炸裂,故错误;
故选:C。
二、实验题
19.(24-25九年级上·陕西汉中·期中)装置甲和乙均可用于空气中氧气含量的测定,同时用压力传感器测出乙中集气瓶内的气压变化,如图丙所示。(白磷比红磷易燃,白磷燃烧产物与红磷相同)
(1)甲中红磷的燃烧产物是 (填化学式)。
(2)乙中集气瓶的容积为220mL,待白磷熄灭且装置冷却至室温后打开止水夹,从烧杯流入集气瓶中水的体积为39mL。计算测得空气中氧气的体积分数为 %。
(3)丙中BC段气压增大的原因是 (填字母,下同),DE段气压增大的原因是 。
A.燃烧消耗瓶中的氧气 B.打开止水夹后水进入瓶中
C.集气瓶中温度恢复到室温 D.白磷燃烧放热
(4)与装置甲相比,装置乙的优点是 (写一点即可)。
【答案】(1)P2O5
(2)19.5
(3) D B
(4)环保或结果更准确
【详解】(1)红磷燃烧的产物是五氧化二磷,化学式为P2O5;
(2)红磷燃烧消耗氧气,乙中集气瓶的容积为220mL,待白磷熄灭且装置冷却至室温后打开止水夹,从烧杯流入集气瓶中水的体积为39mL,则测得空气中氧气的体积分数为=19.5%;
(3)丙中BC段气压增大,是因为白磷燃烧放热,装置内温度升高,气压增大,故选D;
DE段气压增大,是因为打开止水夹后水进入瓶中,故选B;
(4)与装置甲相比,装置乙不需要在外面点燃红磷,可防止伸入红磷的过程中气体受热膨胀逸出,可以使实验结果更准确,也可以避免生成的五氧化二磷逸出造成污染,可以减少污染,更加环保。
20.(24-25九年级上·河北沧州·期末)图1是实验室制取气体常用的仪器,请回答问题。
(1)认识仪器:仪器G的名称是 。
(2)制取气体:实验室用高锰酸钾制氧气反应的文字表达式是 ;组装用过氧化氢溶液和二氧化锰制取并收集氧气的装置,需选择的仪器是 (填字母)。
(3)探究性质:图2为铁丝在氧气中燃烧实验,集气瓶中放少量水的作用是 ,通过该实验可知氧气的化学性质是 。
【答案】(1)水槽
(2) ABDE
(3) 防止高温熔融物溅落,从而炸裂瓶底 助燃性
【详解】(1)仪器G的名称是水槽。
(2)高锰酸钾受热分解成锰酸钾、二氧化锰和氧气,文字表达式为:;
组装用过氧化氢溶液和二氧化锰制取并收集氧气的装置所需的仪器包括:铁架台、试管、导管和集气瓶,故填:ABDE。
(3)铁丝在氧气中燃烧实验中,集气瓶中放少量水的主要作用是防止高温熔融物溅落,从而炸裂瓶底;
通过这个实验,可以得出氧气的化学性质是支持燃烧。铁丝在氧气中能够剧烈燃烧,生成黑色的四氧化三铁,这说明氧气具有助燃性。
21.(23-24八年级上·山东淄博·期末)近年来我国航天事业取得飞速发展,航天科技涉及很多气体制备的知识,这些知识也与实验室、工业制气体密切相关.
(一)实验室制取气体
(1)写出如图所示装置中标有序号的仪器名称:① ,② ;
(2)组装仪器时,将玻璃管插入胶皮管或带孔橡胶塞前,要先把玻璃管口 ,然后稍稍用力旋转,将其插入;
(3)若实验室用装置B制取氧气,装置B中应加入过氧化氢溶液的量至少要 ,防止生成的气体从长颈漏斗中逸出.该方法制取氧气的文字表达式为 ;
(4)实验室用高锰酸钾制取,若收集较为纯净的可以选择装置 (填字母序号).用高锰酸钾制取氧气的过程有多步操作,部分操作如下:a.当导管口出现连续均匀气泡时开始收集气体:b.实验结束后,先熄灭酒精灯,后将导管移出水面.其中相对合理的是 (填“a”或“b”);
(5)若用E装置收集氧气,检验已收集满的方法是 ;
(6)氨气()是一种重要的化工原料,氨气极易溶于水,密度比空气小.实验室用氯化铵固体和氢氧化钙的固体加热来制取氨气,选择的发生装置为 (填字母序号),收集装置为 (填字母序号);
(二)工业制取气体
【工业制气】工业制取氧气时,一般将除尘净化后的空气按下列流程进行操作
根据流程图回答下列问题:
(7)从步骤②可以得出,相同条件下氮气比氧气的沸点 (填“高”或“低”)。
【答案】(1) 试管 长颈漏斗
(2)用水润湿
(3) 没过长颈漏斗下口 过氧化氢氧气+水
(4) C a
(5)用带火星的木条靠近集气瓶口,若木条复燃,则已收集满
(6) A D
(7)低
【详解】(1)由图可知,仪器①为试管,仪器②为长颈漏斗。
(2)组装仪器时,先把玻璃管润湿,再稍稍用力旋转,将其插入胶皮管或带孔橡胶塞中。
(3)B装置中,为了防止气体从长颈漏斗中逸出,则长颈漏斗下端需浸入液面以下,即过氧化氢溶液的量至少要没过长颈漏斗下口;
过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气,反应的文字表达式为:。
(4)高锰酸钾制取氧气的反应为加热固体的反应,发生装置选A,排水法收集的气体较纯,且氧气不易溶于水,收集装置选C;
a、由于刚产生的气泡中混有空气,则应待导管口出现连续均匀气泡时开始收集气体,合理;
b、实验结束后,为了防止水槽中的水倒吸入热的试管中,引起试管炸裂,应先将导管移出水面,再熄灭酒精灯,不合理。
故选a。
(5)E为向上排空气法,氧气具有助燃性,则验满方法为:用带火星的木条靠近集气瓶口,若木条复燃,则已收集满。
(6)实验室制取氨气的反应为加热固体的反应,发生装置选A;
氨气极易溶于水,密度比空气小,选向下排空气法收集,收集装置选D。
(7)由流程可知,氮气先蒸发出来,说明氮气的沸点比氧气低。
三、填空与简答
22.(23-24九年级上·河北廊坊·期末)在宏观、微观和符号之间建立联系是学习化学的重要思维方式。
(1)化学用语是重要的化学知识。
①3个钾原子: 。
②2个铝离子: 。
(2)从宏观角度分析,水由氢、氧两种 (填“元素”或“原子”)组成。
(3)从微观角度分析,如图所示为部分粒子的结构示意图,回答下列问题:
①属于非金属元素的有 种(填数字)。
②与氧元素具有相似化学性质的是 (填元素符号)。
③由镁和氯两种元素组成化合物的化学式为 。
【答案】(1) 3K 2Al3+
(2)元素
(3) 3 S MgCl2
【详解】(1)①元素符号前的数字表示原子个数,则3个钾原子表示为3K。
②离子的表示方法:在表示该离子的元素符号右上角,标出该离子所带正负电荷数,数字在前,正负符号在后,带1个电荷时,1要省略,2个铝离子表示为2Al3+。
(2)从宏观角度分析,水由氢元素、氧元素两种元素组成。
(3)①图示元素分别为氧元素、钠元素、镁元素、硫元素、氯元素,钠、镁为“钅”字旁,属于金属元素,氧、氟、氯属于非金属元素,即属于非金属元素的有3种。
②原子的最外层电子数决定元素的化学性质,由原子结构示意图可知,硫元素和氧元素的原子最外层电子数均为6,具有相似的化学性质。
③Mg的最外层有2个电子,在化学反应中易失去最外层的2个电子从而显+2价,Cl的最外层有7个电子,在化学反应中易得到1个电子从而显-1价,则由镁和氯两种元素组成化合物的化学式为MgCl2。
23.(23-24八年级上·山东烟台·期末)某小组以“过氧化氢分解的催化剂”为研究主题展开学习活动。
【活动一】小组同学对淀粉能做过氧化氢分解的催化剂进行了下列实验。
(1)证明淀粉能加快过氧化氢分解速率的实验现象是 。
(2)Ⅳ中过滤需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和 ,称得的固体质量为 g。
(3)下列对催化剂所表现的性质理解正确的是_____(填字母代号)。
A.催化剂一定能加快化学反应的速率
B.不加入催化剂化学反应就不能发生
C.催化剂在化学反应前后的质量和化学性质都不变
【活动二】比较淀粉和二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果。
实验序号
5%过氧化氢溶液体积/mL
其他物质质量
待测数据
①
20
/
a
②
20
淀粉0.5g
b
③
20
二氧化锰0.5g
c
(4)如图甲,小组同学可通过观察 来定性比较二者的催化效果。
【定量探究】为了定量比较二者的催化效果,实验时小明用图乙所示装置做对照实验,以生成40ml气体为标准(其他可能影响实验的因素均已忽略)设计了三组实验(如上表所示)。
(5)上述实验中“待测数据”是指 。最后结果表明二氧化锰的催化效果较好,则b c(填“<”、“>”或“=”)。
【活动三】继续探究发现硫酸铜溶液也能显著加快过氧化氢的分解速率。在常温下,向a、b、c三支试管中分别加入等量浓度5%的过氧化氢溶液,在其他条件相同时,各滴2滴浓度为5%、10%、20%的硫酸铜溶液。绘制了产生的氧气体积随时间变化的曲线a、b和c如图所示。(提示:浓度指的是混合物溶液中所含过氧化氢或硫酸铜的含量)
(6)请你写出两条规律性结论 、 。
【答案】(1)Ⅰ中带火星的木条不复燃,而Ⅲ中带火星的木条复燃
(2) 漏斗 0.5
(3)C
(4)产生气泡的快慢
(5) 收集40mL气体的时间 >
(6) 硫酸铜溶液浓度越大,过氧化氢的分解速率越快 硫酸铜溶液的浓度不同,但生成氧气的质量相同
【详解】(1)Ⅰ中带火星的木条不复燃,而Ⅲ中带火星的木条复燃,可以说明淀粉能加快过氧化氢分解速率;
(2)过滤需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗,淀粉为催化剂,化学反应前后质量不变,称得的固体质量为0.5g;
(3)A、催化剂不一定能加快化学反应的速率,也可能是减慢化学反应,故错误;
B、不加入催化剂化学反应也能发生,只是反应速率较慢,故错误;
C、催化剂在化学反应前后质量不变和化学性质不变,故正确,故选:C;
(4)甲图实验中,可通过比较产生气泡的速率比较二者的催化效果;
(5)以生成40ml气体为标准,则若想比较催化效果,应比较收集相同体积气体的时间长短,即“待测数据”是指时间;若二氧化锰催化效果好,则反应较快,需要时间较短,即b>c;
(6)a、b、c三支试管中分别加入等量浓度5%的过氧化氢溶液,各滴2滴浓度为5%、10%、20%的硫酸铜溶液,绘制出曲线a、b、c,由图可知,硫酸铜溶液浓度越大时,反应时间越短,即过氧化氢的分解速率越快;硫酸铜溶液的浓度不同,但生成氧气的质量相同。
四、综合应用题
24.(23-24九年级上·山东枣庄·期末)学习小组开展了“设计和制作简易供氧器”的实践活动。
某品牌制氧机的制氧剂为过碳酸钠(化学式2Na2CO33H2O2,相对分子质量为314,白色固体)和二氧化锰。制氧过程的反应为:,该反应为放热反应。
【活动一】认识制氧机:
(1)观察窗的作用是 。
【活动二】选择制氧剂:
实验一:过氧化氢
编号
浓度/%
体积/mL
①
5
9.11
②
15
2.89
③
25
1.66
④
30
1.37
小组设计了图2实验装置,用表中溶质质量相等的四组过氧化氢溶液进行实验。在集气瓶中加满水,锥形瓶中加入0.2gMnO2,注入溶液,记录并处理20min内数据如图3。
(2)图2中反应的化学方程式为 。
(3)图3中④比③产氧量少,可能的原因是 。
实验二:过碳酸钠
往锥形瓶中加入ag过碳酸钠、0.2gMnO2和9.11mL水,待反应完全后收集到约159.1mL水(产生氧气的量与上表中药品得到氧气的最大量相等)。其它药品质量不变,再分别用不同体积的水进行实验。记录并处理20min内数据如图4。
(4)a= g。(氧气密度为1.43g/L,忽略其它因素的影响)。
(5)由图4可得出的结论是 。
【活动三】制作供氧器
(6)综合分析,选用过碳酸钠作制氧剂的理由是 。
(7)学习小组利用身边物品自制了如图5的简易供氧器。与真实产品对比中,形成的观点不正确的是______(填字母)。
A.产氧和洗气装置组合不用一体化
B.内部气体流向采用高进低出方式
C.特定需求是选择制氧方法的重要依据
D.制氧机要符合美学、工程、安全等标准
【答案】(1)观察是否有气泡和产生气体的快慢
(2)
(3)反应放出大量热,使反应物减少
(4)1.4
(5)过碳酸钠的产氧速率随加水量的增加而增大
(6)便于携带,能持续平稳地提供氧气
(7)A
【详解】(1)通过观察窗,可观察到是否有气泡产生,以及产生气泡的快慢。
(2)过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气,反应的化学方程式为:。
(3)④比③的浓度大,但④比③产氧量少,可能的原因是反应放出大量热,使反应物减少。
(4)设加入的过碳酸钠的质量为x,由于产生氧气的质量为(159.1mL-9.11mL)×10-3L/mL×1.43g/L≈0.2145g,则
解得x≈1.4g
则a=1.4g。
(5)由图4可知,过碳酸钠的产氧速率随加水量的增加而增大。
(6)过碳酸钠为固体,易于携带,且由图可知,反应能持续平稳地提供氧气。
(7)A、产氧和洗气装置组合更便于使用,所以需要一体化;该选项观点错误;
B、图5的简易供氧器与真实产品都是内部气体流向采用高进低出方式;该选项观点正确;
C、实验室和生活中的制氧方式不同,则特定需求是选择制氧方法的重要依据;该选项观点正确;
D、制氧机是工业生产的民用商品,则要符合美学、工程、安全等标准,该选项观点正确。
故选A。
五、科学探究题
25.(24-25九年级上·陕西·期末)质量守恒定律是化学学习和研究的重要定律。化学实验小组设计了如下实验进行探究,请分析并回答相关问题。
【提出问题】化学反应前后各物质的质量总和是否相等?
【提出猜想】猜想1:不相等;猜想2:相等
【设计实验】甲、乙、丙、丁四位同学分别设计了如下四组实验。
(1)经过讨论,甲、乙、丙三位同学一致认为丁同学的实验不能用来证明质量守恒定律,理由是 。
【进行实验】
(2)小组同学按照甲、乙、丙三位同学的设计进行了如下探究。
实验方案
甲
乙
丙
实验现象
红磷燃烧,①______,小气球先变鼓后变瘪,天平指针不偏转
有大量气泡产生,天平指针向右偏转
铁钉表面有红色固体析出,溶液由蓝色逐渐变为浅绿色,天平指针不偏转。
结论
猜想1正确
猜想2正确
猜想1正确
甲方案中①处的现象是 。
【交流讨论】
(3)究竟哪种猜想正确?通过对实验现象的分析讨论,同学们发现乙实验方案产生的气体逸散到了空气中,导致质量减少,指针向右偏转。在质量守恒定律的验证实验中,凡有气体生成或参加的反应一定要在 中进行。
【优化改进】
(4)乙同学按照讨论的结果对其实验方案进行了如图的改进,实验结束后发现球完全鼓起,但天平指针仍然向右偏转了。对此他感到很困惑,为什么实验操作没问题,结果却和预想的不一致?你认为下列选项中合理的解释为_______。
A.该反应前后原子的种类和数目减少了
B.生成气体的反应可能不遵守质量守恒定律
C.气球受到的浮力对实验结果有干扰
D.生成物的质量比反应物质量少
【得出结论】
(5) 的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。
【答案】(1)酒精与蒸馏水不能发生化学反应
(2)产生大量白烟
(3)密闭装置
(4)C
(5)参加反应各物质
【详解】(1)质量守恒定律适用于所有的化学变化,不适应于物理变化,丁同学的实验不能用来证明质量守恒定律,理由是酒精与蒸馏水不能发生化学反应;
(2)甲方案中红磷燃烧的现象是产生大量白烟;
(3)在质量守恒定律的验证实验中,凡有气体生成或参加的反应一定要在密闭装置中进行,保证装置中的物质的质量不变;
(4)A、根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类和数目保持不变,说法错误,不符合题意;
B、质量守恒定律是化学反应中的一种规律,所有的化学反应都遵守质量守恒定律,说法错误,不符合题意;
C、碳酸钠与盐酸反应生成二氧化碳气体,气体增多,气球膨胀,浮力增大,使左端装置上升,从而使天平指针偏右,对实验结果有干扰,说法正确,符合题意;
D、所有的化学反应都遵守质量守恒定律,根据质量守恒定律,参加反应各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和,说法错误,不符合题意。
故选:C;
(5)由质量守恒定律的概念可知,参加反应各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。
26.(24-25九年级上·陕西·期末)某化学研究小组在利用课本上的实验装置测定空气中氧气含量时,多次实验后发现集气瓶内上升的水体积始终小于瓶内原有空气体积的。为了找出原因,他们继续进行探究。
【提出问题】足量的红磷燃烧能否耗尽空气中的氧气?
【查阅资料】白磷能与氧气发生反应,生成物为五氧化二磷。
【设计实验】在老师的指导下,研究小组的同学利用如图1装置进行实验(红磷和白磷均过量)。他们利用高能激光笔照射燃烧匙上的红磷,红磷被点燃。待红磷熄灭且装置完全冷却后,将装有白磷的燃烧匙提出水面,再次用高能激光笔照射白磷,白磷被点燃。
【记录数据】研究小组同学从开始实验到最后装置冷却后的整个实验过程中,氧气浓度传感器与数显设备相连,测量的容器内氧气浓度变化曲线如图2。
【实验分析】
(1)图1中红磷燃烧的现象为 。
(2)图2中DE段氧气浓度变化的主要原因是 。
【实验结论】
(3)红磷燃烧 (填“能”或“不能”)耗尽空气中的氧气。
【再次探究】研究小组的同学再次查阅资料发现,食品脱氧剂(以铁粉为主的物质组成)能通过化学反应除去密闭包装袋中的氧气,使食品处于无氧状态。他们尝试用图3装置进行实验来测定空气中氧气的体积分数,量筒中装有50mL水,记录相关数据如表所示:
实验时间/min
0
5
10
30
35
45
量筒中液面的刻度/mL
50
35
27.5
19.7
19.7
19.7
(4)根据表中实验数据计算空气中氧气的体积分数约为 。
(5)若实验结束时,俯视读取量筒中液体的体积,则测得的氧气体积分数会 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)产生大量白烟,放热
(2)白磷燃烧消耗氧气
(3)不能
(4)20.2%
(5)偏小
【详解】(1)红磷燃烧产生大量白烟,放热;
(2)图2中C点时红磷燃烧熄灭;曲线DE段氧气浓度变化的主要原因为白磷燃烧消耗氧气;
(3)红磷燃烧熄灭后,白磷继续燃烧,说明红磷不能耗尽空气中的氧气;
(4)进入集气瓶中水的体积为,所以瓶内消耗氧气的体积为30.3mL,所以广口瓶中氧气的体积分数约为。
(5)若实验结束时,俯视读取量筒中液体的体积,剩余水的体积读数偏大,根据消耗氧气的体积为量筒内减少的气体体积,则消耗氧气的体积偏小,测得氧气的体积分数偏小。
27.(24-25九年级上·安徽·期末)某小组以“探究催化剂的奥秘”为题展开了项目式学习。
【任务一】定量探究催化剂的催化效果
某研究小组发现,将适量淀粉放入过氧化氢溶液中,过氧化氢溶液的分解速率加快。为比较淀粉和二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果,该小组同学进行了如图探究:
【定性探究】
(1)如图甲,可通过观察 来定性比较二者的催化效果。
【定量探究】为了定量比较二者的催化效果,实验时小明用图乙所示装置做对照实验,以生成40mL气体为标准(其他可能影响实验的因素均已忽略)设计了三组实验(如表所示)。
实验序号
5%过氧化氢溶液体积/mL
其他物质质量
待测数据
①
20
/
a
②
20
淀粉0.5g
b
③
20
二氧化锰0.5g
c
(2)实验前检查图乙装置气密性的方法是 。
(3)上述实验中“待测数据”是指 。最后结果表明二氧化锰的催化效果较好,则b c(填“<”、“>”或“=”)。
【任务二】继续探究
【拓展与延伸】继续探究发现硫酸铜溶液也能显著加快过氧化氢的分解速率。于是同学们根据下面提供的药品继续探究实验。(供选择的试剂:5%过氧化氢溶液、15%过氧化氢溶液、30%过氧化氢溶液;5%的硫酸铜溶液、10%的硫酸铜溶液、20%的硫酸铜溶液)
在常温下,向a、b、c三支试管中分别加入等量5%的过氧化氢溶液,在其他条件相同时,各滴2滴5%、10%、20%的硫酸铜溶液。绘制了产生的氧气体积随时间变化的曲线a、b和c如图所示。
(4)请你写出两条规律性结论 、 。
(5)若根据提供的药品重新实验,得到的曲线如图中虚线所示,请推测其可能的原因 。
【答案】(1)产生气泡的快慢
(2)关闭分液漏斗的活塞,推动注射器,松手后注射器活塞恢复原位置,则说明装置气密性良好
(3) 收集40mL气体的时间 >
(4) 硫酸铜溶液浓度越大,过氧化氢的分解速率越快 硫酸铜溶液的浓度不同,但生成氧气的质量相同
(5)过氧化氢溶液的体积不变,过氧化氢溶液的浓度为15%或30%
【详解】(1)甲为对照试验,为比较淀粉和二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果,可通过观察两试管产生气泡的快慢来定性比较二者的催化效果;
(2)实验前检查图乙装置气密性的方法:可采用先关闭分液漏斗的活塞,形成密闭装置,再推动注射器,松手后若注射器活塞恢复原位置,则说明装置气密性良好;
(3)根据对照试验的控制变量法,可知生成40mL气体时所用的时间,用时越少,说明催化效果更佳。最后结果表明二氧化锰的催化效果较好,说明二氧化锰0.5g用时较少,即b>c;
(4)由题中图像可知,①硫酸铜溶液浓度越大,过氧化氢分解产生的气体速率越快;②硫酸铜溶液的浓度不同,但生成气体的质量相同;
(5)根据题意分析可知:提供的药品重新实验,得到的曲线如图中虚线,说明实验反应结束后产生的气体较多,从而推测出可能是过氧化氢溶液的体积不变,过氧化氢溶液的浓度为15%或30%。
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专题02 浩瀚的大气
题型1空气的成分和用途
题型2空气中氧气含量的测定
题型3氧气的性质和用途
题型4氧气的制备
题型5化合反应、分解反应、氧化反应
题型6分子和原子
题型7元素和周期表
题型8化学式及意义、化合价
题型9相对原子质量、物质的量
题型10质量守恒定律
题型11化学方程式的意义和书写
题型12根据化学方程式计算
题型13化学反应微观示意图
题型14 催化剂、催化作用
▉考点01 空气的成分和用途
空气成分
氮气
氧气
稀有气体
二氧化碳
体积分数
78%
21%
0.94%
0.03%
(1)氧气的用途:供给呼吸,支持燃烧,钢铁冶炼,金属焊接等。
(2)氮气的性质:物理性质:无色、无味的气体,密度比空气小,难溶于水;化学性质:不支持燃烧,化学性质不活泼;用途:氮气 工业生产硝酸和氮肥,食品防腐,液态氮气用作制冷剂;
(3)稀有气体,化学性质很不活泼,用作保护气;制作多用途电光源;氦可用于制造低温环境。
▉考点02 空气中氧气含量的测定
1.拉瓦锡研究空气成分
(1)实验1:把少量汞放在密闭的容器里连续加热12天,反应的化学方程式为
(2)实验2:把汞表面上所生成的红色粉末收集起来,放在另一个较小的容器里再加强热,反应的化学方程式为
(3)实验结论:空气由氧气和氮气组成,氧气占体积1/5
(4)拉瓦锡用定量的方法实验,第一次明确提出了“空气是由氧气和氮气组成”。其中氧气约占空气总体积的1/5的结论。
2.空气中氧气含量的测定
(1)实验现象①红磷燃烧,放出热量,产生大量白烟;②装置冷却到室温后打开弹簧夹,烧杯内的水倒流入集气瓶,约占集气瓶内气体体积的1/5。
(2)实验结论:氧气约占空气总体积的1/5。
(3)反应原理:
(4)问题分析
实际测得的结果比真实值小,其原因可能是:A红磷量不足;B装置气密性差;C未冷却至室温就打开弹簧夹
(5)集气瓶中水的作用:(1)主要是吸收有毒的五氧化二磷(固体)。(2)还可以吸热加快降温,和防止热的燃烧物溅落炸裂瓶底。
(6)瓶中剩余的主要气体是:氮气(化学性质:不可燃不助燃;物理性质:难溶于水)
3. 空气污染
空气中的有害物:细颗粒物、SO2、CO、NO2、O3和可吸入颗粒物;
空气污染指数越高,污染越严重;
CO2不属于空气污染物,但含量增多会引起温室效应。
▉考点03 氧气的性质和用途
1、如何检验氧气?
把带火星的木条伸入集气瓶中,带火星的木条复燃,证明这是一瓶氧气。
2、木炭的燃烧
实验现象
在空气中
燃烧,发出红光,放出热量,生成无色气体
在氧气中
燃烧得更旺,发出白光,放出热量,生成无色气体
化学方程式
C+O2 CO2
3、硫的燃烧
实验现象
在空气中
燃烧,发出微弱的淡蓝色火焰,放出热量,生成有刺激性气味的气体
在氧气中
燃烧得更旺,发出明亮的蓝紫色火焰,放出热量,生成有刺激性气味的气体
表达式
S+O2 SO2
4、铁丝的燃烧
实验现象
在空气中
不燃烧
在氧气中
剧烈燃烧,火星四射,放出热量,生成黑色固体
表达式
3Fe+2O2Fe3O4
①在铁丝燃烧的实验中,为什么要用光亮的铁丝,而不用生锈的铁丝?
光亮的铁丝,铁和氧气才能直接接触,才确保实验成功。
②为什么要等火柴即将燃尽再插入氧气瓶中?
火柴燃烧也会消耗氧气,避免消耗过多的氧气导致铁丝不能燃烧。
③硫、铁在充满氧气的集气瓶中燃烧时,为什么在集气瓶中都要装水?
在做铁丝在氧气中燃烧实验时,在集气瓶里预先装少量的水是为防止高温熔融物炸裂瓶底;
在做硫在氧气中燃烧实验时,在集气瓶里预先装少量的水是为了吸收二氧化硫,防止二氧化硫污染空气.
5、氧气的用途:供给呼吸、支持燃烧
正常人过度吸氧会产生副作用,甚至会引起氧中毒。在 100 kPa 的纯氧环境中,人只能存活24小时。此外,过量吸氧还会加速人体衰老
▉考点04氧气的制备
1.氧气的工业制法
方法
分离液态空气法
原理
利用液氮和液氧的沸点不同的性质
变化类型
物理变化
2.氧气的实验室制法
药品
高锰酸钾
氯酸钾和二氧化锰
过氧化氢和二氧化锰
反应原理
发生装置
收集装置
①排水法:氧气不易溶于水。②向上排空法:氧气密度比空气大。
①排水法收集时,要等到气泡连续均匀冒出时,再进行收集。因为开始加热时导管口冒出的气泡主要是装置内的空气,此时收集,会导致收集的氧气不纯;
②用向上排空法收集时导管应伸入集气瓶底部(排尽瓶内空气),用排水法收集时,导管放在集气瓶口。
检验和验满
①检验:将带火星的木条伸入集气瓶内,若木条复燃,说明是氧气。
②验满:
a. 排水法:当集气瓶口有大气泡冒出时,证明已满。
b. 向上排空气法:将带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃,证明已满。
操作步骤
①检查装置气密性
②将氯酸钾和二氧化锰以质量比为 3:1 的比例均匀混合
③实验开始时先对固体混合物均匀加热,再用酒精灯外焰对固体混合物集中加热。
④实验结束,先将导管移出水面,再停止加热。
①检查装置气密性
②在锥形瓶中加入少量二氧化锰。
③在分液漏斗中加入质量分数为3%的过氧化氢溶液(俗称双氧水)。
④调节加入过氧化氢溶液的速率,使反应平稳地进行
⑤收集气体。
注意事项
①导管应刚刚露出橡胶塞,便于氧气排出;
②试管口应放一团棉花,防止加热时高锰酸钾粉末进入导管;
③试管口应略向下倾斜,防止冷凝水回流到试管底部,使试管炸裂;
④停止反应时,应先将导管移出水面,再熄灭酒精灯,否则易使水槽内的水倒吸回试管,引起试管炸裂。
①氯酸钾制取氧气为何要提前将两种药品混合均匀再装入试管:增大反应物接触面积,提高化学反应速率,使反应更充分。
②先对试管进行预热,然后对准有药品的部位集中加热。否则会产生的后果受热不均导致试管炸裂。
①使用长颈漏斗时,应使长颈漏斗下端伸入液面下
▉考点05 化合反应、分解反应、氧化反应
1.氧化反应:物质与氧气发生的化学反应。如乙炔+氧气二氧化碳+水
2.化合反应:两种或两种以上物质生成一种新物质的反应,称为化合反应。如氢气+氧气 水
3.分解反应:由一种物质生成两种或两种以上新物质的反应,称为分解反应。氯酸钾和双氧水产生氧气的反应都属于分解反应。
4.氧化物:由两种元素组成,其中一种是氧元素的化合物称为氧化物。如二氧化碳、氧化镁、四氧化三铁、二氧化硫等。
5.含氧化合物是指含有氧元素的化合物,如MgO、Ca(OH)2、KMnO4等。
▉考点06 分子和原子
1.构成物质的微粒:分子、原子、离子
大多数物质由分子构成,如水由水分子构成;
少数物质金属、稀有气体、部分非金属固体由原子构成,如铁由铁原子构成;
一些物质是由离子构成的,如氯化钠由氯离子和钠离子构成。离子是化学变化中原子得失电子后形成的带电粒子,分为阴离子和阳离子。
2.分子
(1)分子是保持物质化学性质的一种微粒。意大利科学家阿伏伽德罗首先提出分子概念。
(2)分子的性质:①分子的质量和体积都很小。②分子在不停地做无规则运动的运动。温度升高,分子运动速率加快。③分子间有间隙
(3)应用:用分子不停地运动解释闻到气味、溶解、扩散、挥发、蒸发等生活现象。用分子运动受温度的影响解释太阳下晒湿衣服比阴凉处干得快。
(4)分子是由原子构成的,原子的种类和数目的不同构成了不同的分子。例如,二氧化碳是由二氧化碳分子构成的,一个二氧化碳分子是由两个氧原子和一个碳原子构成的。不同的物质具有不同的化学性质,其主要原因是构成物质的微粒不同。
3.原子:原子是化学变化中的最小微粒。原子论是由英国科学家道尔顿首先提出。
4.化学反应的微观实质:在化学反应中分子分裂为原子,原子重新组合成新的分子。
5.分子与原子的关系:
分子
原子
定义
分子是保持物质化学性质的一种微粒。
原子是化学变化中的最小微粒
不同点
在化学反应中,分子可以分解为原子,原子又可以重新组成新的分子,变成另外一种或几种分子。
在化学反应中原子不可再分,不能变成另外一种原子。
相同点
1.都是构成物质的基本粒子;质量、体积都很小,都有间隙,都在不断地做无规则运动。
2.都是构成物质的微粒。
3.都具有种类和数目的含义。
联系
分子是由原子构成的,分子可以分解为原子。
▉考点07 元素和周期表
1、元素:质子数(即核电荷数)相同的一类原子的总称。
说明:(1)不同元素的根本区别是质子数不同;(2)质子数决定元素的种类;
2.元素的分类:元素分为金属元素、非金属元素、稀有气体元素。
3.元素符号的意义:①宏观:表示一种元素;②微观:表示该元素的一个原子如:H:表示氢元素,一个氢原子;
注:①某些由原子构成的物质元素符号还表示物质如Fe:表示铁元素,一个铁原子,铁这种物质。
②数字+元素符号,只表示微观意义:几个原子。如:5O:表示5个氧原子; 3Ne:3个氖原子。
4.元素周期表
原子序数与元素原子核电荷数在数值上相同。原子序数=质子数=核电荷数=核外电子数
5.物质的简单分类
单质:由同种元素组成的纯净物,如氧气(O2)、氮气(N2)、铁(Fe)
化合物:由两种或两种以上元素组成的纯净物,如二氧化碳(CO2)、水(H2O)
氧化物:由两种元素组成的化合物,其中有一种元素是氧元素的叫做氧化物,如水(H2O)、二氧化碳(CO2)和五氧化二磷(P2O5)都是氧化物。
6、自然界中元素的存在
(1)地壳中前五位:氧、硅、铝、铁、钙;其中含量最多的元素是氧元素,最多的非金属元素是氧元素,最多的金属元素是铝元素
(2)海水中:氧、氢、氯、钠;其中含量最多的元素是氧元素,最多的非金属元素是氧元素,最多的金属元素是钠元素
7.元素和原子区别与联系
元素
原子
含义
同一类原子的总称(集合体)
微粒
区别
只论种类,不论个数
既论种类,又论个数
适用范围
宏观
微观
▉考点08 化学式及意义、化合价
1.化学式
(1)概念:用元素符号和数字表示物质组成的式子
(2)化学式表示的意义:
如H2O:
①表示水这种物质;
②表示水由氢元素和氧元素组成;
③表示一个水分子;
④表示一个水分子由一个氧原子和两个氢原子构成;
⑤表示水由水分子构成。
2.有关化学式的计算(以AmBn为例)
(1)相对分子质量(Ar)的计算 Mr(AmBn)=Ar(A)×m+Ar(B)×n
(2)各元素的质量比: A元素质量与B元素质量的比=[ Ar(A)×m] :[Ar(B)×n ]
(3)元素质量分数ω =____________________
公式ω=______________________
3.化合价
(1)表示方法:在元素符号正上方标出化合价。符号在前,数字在后。若数字为1时,不能省略。
例如:标出物质中元素的化合价:氯化镁:; 硫酸钠:
(2)常见元素、原子团的化合价
钾钠银氢+1价; 钙镁钡锌+2价; 氟氯溴碘-1价; 通常氧硫-2价; 亚铜+1,铜+2;
亚铁+2,铁+3; 铝+3,硅+4,磷+5; 氯化物中氯-1; 硫化物中硫-2;
还要记住根的价; -1氢氧硝酸根; -2碳酸磷酸根; 单质化合价为零。
4.根据化合价书写化学式(以水为例):
①写出组成水的元素的元素符号 H O(一般情况下正价元素符号写在左边,负价元素符号写在右边 );
②标出各元素的化合价 (化合价写在元素符号的正上方 );
③标出各元素原子的个数 H2O(化合物中正价总数和负价总数的代数和等于零,原子个数用阿拉伯数字写在元素符号的右下角 。
▉考点09 相对原子质量、物质的量
1.相对原子质量(Ar):一种原子质量对一种碳原子质量的1/12的比值。
相对原子质量(Ar)=
2.式量:化学式中各原子的相对原子质量之和
Mg(OH)2的式量 =24 + (16 + 1 )×2 = 58
3.物质的量
(1)物质的量:表示微粒集合体的物理量。符号:n;单位:摩尔(mol)。1mol任何物质约含有6.02×1023个微粒。
(2)摩尔质量:1mol物质(即单位物质的量的物质)的质量叫做摩尔质量。符号:M;单位:克/摩;符号 g/mol。摩尔质量在数值上=物质的式量。摩尔质量单位:g/mol ;式量单位为1,省略。
(3)摩尔质量、质量、物质的量的关系
物质的量=
▉考点10 质量守恒定律
1.内容: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。
2.内涵和外延
(1)质量守恒定律适用于一切化学反应,只适用于化学反应,不适用于解释物理变化。
(2)质量守恒定律只适用于质量守恒,不包括体积守恒、分子数守恒等。
3.从微观角度分析化学反应遵守质量守恒的原因
化学反应前后,原子种类、数目、质量都不变。故化学反应前后各物质的质量总和必然相等。
4.六不变:①宏观:物质总质量不变;元素种类不变;元素质量不变;微观:原子种类不变;原子数量不变;原子质量不变;
②两个一定变:物质的种类;分子种类;
③两个可能变:分子数目;元素化合价;
5.探究硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液反应前后的质量变化
(1)实验现象:产生蓝色沉淀,天平平衡;反应的符号表达式为NaOH+CuSO4→Na2SO4+Cu(OH)2
(2)实验结论:参加化学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。
▉考点11 化学方程式的意义和书写
1.化学方程式的书写
(1)书写原则:以客观事实为依据;符合质量守恒定律。
(2)书写步骤
写——左写反应物,右写生成物,中间连短线;
配——配平;使反应前后各原子总数相等;
等——短线改等号;
标(注)——在等号的上方或下方注明反应条件,标出生成物中气体与沉淀;
①反应条件:如:点燃、加热“△”、高温、通电、催化剂等;
②气体符号“↑”:反应物无气体,生成物中有气体,在生成气体的化学式右边标)反应物和生成物中都有气体,气体生成物就不需注“↑”号;
③沉淀符号“↓”:溶液中反应如果生成物有固体,在固体生成物的化学式右边标,如果反应物和生成物中都有固体,固体生成物也不需注“↓”号)
查——检查化学式是否写错、是否配平、条件和生成物状态是否标注准确。
2.化学方程式的读法和含义
(1)表明反应物、生成物和反应条件;
(2)表示反应物与生成物之间物质的量之比或反应物与生成物间的微粒数(分子数、原子数)之比,即化学式前面的系数比(计量数);
(3)表明反应物、生成物之间的质量比(相对质量=相对分子质量乘以系数);
宏观物质读法:碳和氧气在点燃的条件下生成二氧化碳
微观微粒读法:每1个碳原子和1个氧分子在点燃的条件下反应生成1个二氧化碳分子
物质的量读法:每1mol碳原子和1mol 氧分子在点燃的条件下反应生成了1mol 二氧化碳分子
质量读法: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
▉考点12 根据化学方程式计算
1.计算依据:①利用化学方程式能反映物质间的质量比,且质量比呈正比例关系。
②依据质量守恒定律
2.计算步骤:①设未知数;②根据题意写出方程式;③根据化学方程式找出已知量与未知量的质量比;④列出比例式,并求算出未知数;⑤答
注意:①由于方程式只能反映物质间的质量比,因此代入方程式中的各个量必须是质量。
②由于方程式中各物质是纯净物,因此代入方程式中的量必须是纯净物的质量。
③单位必须统一。
▉考点13 化学反应微观示意图
角度1 所给图示反应已配平
【技巧】图中微粒数目即为化学方程式中的计量数。根据图示写出微粒代表的物质化学式,进而写出反应的化学方程式(或字母表达式),据此判断选项正误。
角度2 所给图示反应物有剩余
【技巧】找出反应前后相同的分子(或原子),先等个数消除相同的分子(或原子);再根据图示写出微粒代表的物质化学式,进而写出反应的化学方程式,据此判断选项正误。
角度3 所给图示反应未配平
【技巧】根据图示写出微粒代表的物质化学式,进而写出反应的化学方程式,注意配平,据此判断选项正误。
角度4 补全微观反应示意图
【技巧】根据化学反应前后原子的种类和数目不变,推断微观示意图中缺少的微粒,也可以根据反应的化学方程式补全微观反应示意图,再判断选项正误。
角度5 根据反应模型书写化学方程式
▉考点14 催化剂、催化作用
催化剂
①概念:在化学反应中,能改变其他物质的化学反应的速率,而本身的质量和化学性质在反应前后都没有变化的物质叫催化剂。
②催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用
在上述反应中, 二氧化锰起了加速过氧化氢分解的作用所以这个反应中的二氧化锰是催化剂,是反应条件。
一、选择题
1.(23-24八年级下·山东泰安·期末)空气是一种宝贵的自然资源。下列说法正确的是
A.饼干放在空气中会变软是因为空气中有氧气
B.空气中各成分的含量固定不变
C.稀有气体可用于制作霓虹灯由于稀有气体化学性质稳定
D.空气中的二氧化碳可用作气体肥料
2.(23-24九年级上·四川成都·期末)温江区12月10日空气质量报告如图,下列说法正确的是
A.这天空气质量优 B.二氧化硫是空气中的首要污染物
C.空气污染指数越小表明空气质量越好 D.空气主要污染物还有,但未计入
3.(23-24八年级下·山东泰安·期末)下列关于氧气的描述不正确的是
A.通常状况下,氧气是一种无色、无味的气体
B.氧气是一种密度比空气密度略小的气体
C.氧气化学性质活泼,能与很多物质发生化学反应
D.氧气常用于医疗急救和支持物质燃烧
4.(23-24九年级上·内蒙古通辽·期末)用“”和“”代表两种不同的单质分子,它们在一定条件下能发生反应,反应前后的微观示意图如下所示,下列说法正确的是
A.该反应是化合反应 B.每个生成物分子由3个原子构成
C.该反应有2种生成物 D.参加反应的“”和“”分子的个数比是
5.(23-24九年级上·四川德阳·期末)工业制取氧气主要有下列步骤,将经过除尘、除二氧化碳、除水的空气进行下列操作:
下列有关说法正确的是
A.以上步骤①②③涉及有化学变化
B.氮气的沸点比氧气的沸点高
C.上述变化中,气体分子结构没变
D.蓝色钢瓶里的“工业液氧”是纯净物
6.(24-25九年级上·安徽宿州·期中)下列各组物质中,前者属于单质,后者属于氧化物的是
A.液氮 蒸馏水 B.稀有气体 硬水
C.氧气 氯化钠 D.高锰酸钾 二氧化碳
7.(23-24九年级上·甘肃天水·期末)密闭容器中有M、N、Q、P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,关于此反应认识正确的是
物质
M
N
Q
P
反应前质量(g)
6
2
14
36
反应后质量(g)
待测
2
22
13
A.该反应是分解反应 B.该物质N一定是该反应的催化剂
C.待测数值是14 D.反应中M与Q变化的质量比是4∶7
8.(23-24八年级下·广西南宁·期末)如图是四种微粒的结构示意图。下列有关说法错误的是
A.③④属于不同种元素 B.当X的数值为10时,①表示一种原子
C.②④粒子都达到相对稳定结构 D.④在化学反应中易得电子形成阴离子
9.(23-24九年级上·四川德阳·期末)下列有关化学观念的例证,说法正确的是
A.微粒观:水由2个氢原子和1个氧原子构成
B.守恒观:16g木炭在32g氧气中充分燃烧生成CO2的质量为48g
C.结构观:氧原子与硫原子的最外层电子数相同,因而它们的化学性质相似
D.元素观:某物质在纯氧中完全燃烧只生成CO2和H2O,推知该物质由C、H、O元素组成
10.(23-24九年级上·山东临沂·期末)关于下列符号或图示的说法正确的是
①2H ②Al3+ ③ ④
A.①表示2个氢分子 B.②表示铝元素的化合价为+3价
C.③表示镁原子的结构示意图 D.由④可知钛的原子序数为22
11.(23-24九年级上·河北石家庄·期末)分子、原子、离子都是构成物质的基本粒子,下列说法正确的是
A.分子由原子构成的,分子比原子大
B.在化学反应中,原子不能再分
C.同种元素的原子和离子的中子数相同
D.带电的粒子都是离子
12.(23-24九年级下·湖南长沙·期中)宏观辨识与微观探析是化学学科的核心素养之一、下列对宏观事实的微观解释错误的是
A.一滴水中大约有1.67×1021个水分子—水分子很小
B.湿衣服在阳光下晾干—水分子在不断地运动
C.水蒸发为水蒸气,所占体积变大—水分子体积变大
D.水可以通电分解—分子在化学变化中可以再分
13.(23-24八年级上·山东潍坊·期末)如图是水电解过程示意图,下列说法正确的是
A.水的电解属于物理变化 B.水是由原子直接构成的
C.水分子是由氢分子和氧分子构成的 D.化学变化中分子可分,原子不能再分
14.(23-24九年级上·福建莆田·期末)科学思维是在化学学习中基于事实与逻辑进行独立思考和判断,对不同信息、观点和结论进行质疑与批判,提出创造性见解的能力,是化学核心素养。下列示例说法正确的是
A.比较:二氧化碳和一氧化碳的组成元素相同,故两者的性质相同
B.分类:氮气、二氧化碳都能用作食品包装时的保护气,故它们的化学性质都相同
C.分析:载人飞艇用氦气而不用氢气,因为氦气密度比空气小,性质比氢气更稳定
D.归纳:氢分子是由氢原子构成的,氧分子是由氧原子构成的,所以氨分子是由氨原子构成的
15.(23-24九年级上·陕西咸阳·期末)下列化学符号中的数字“2”表示的含义不正确的是
A.2Na:表示两个钠元素
B.2O:表示两个氧原子
C.:表示1个镁离子带2个单位的正电荷
D.:表示一个二氧化氮分子中含有两个氧原子
16.(24-25九年级上·陕西渭南·期中)将一定质量炭粉在密闭容器中引燃(如图1),一段时间后炭粉消失。用压强传感器测得容器内压强随时间的变化关系如图2。下列分析不正确的是
A.AB段炭粉开始燃烧
B.反应放热以及生成气体导致BC段压强增大
C.装置内发生反应的文字表达式为:碳+氧气二氧化碳
D.可向装置内加澄清石灰水检验燃烧产物
17.(23-24九年级上·山东德州·期末)如图①是三种元素在元素周期表中的信息,如图②④分别表示三种微粒的结构示意图。下列有关说法正确的是
A.③④对应的微粒属于同一种元素
B.②对应的微粒易得电子,形成阳离子
C.④对应的微粒达到了稳定结构,符号是Cl+
D.①中硫、氯元素属于同一周期,其原子电子层数相同
18.(22-23九年级上·广东广州·期中)如图是硫和铁在空气中和氧气中燃烧的实验,铁丝在空气中不能燃烧,但是纳米铁粉在空气中稍加热即可剧烈燃烧。下列说法正确的是
A.实验甲和乙观察到的现象不一样,是因为反应物的种类不一样
B.实验甲和乙的生成物相同,但是实验丙和丁的生成物不同
C.从四个实验中可以看出,增大反应物的浓度和反应物接触面积,可以使反应更剧烈
D.四个实验中,水的主要作用是防止集气瓶炸裂
二、实验题
19.(24-25九年级上·陕西汉中·期中)装置甲和乙均可用于空气中氧气含量的测定,同时用压力传感器测出乙中集气瓶内的气压变化,如图丙所示。(白磷比红磷易燃,白磷燃烧产物与红磷相同)
(1)甲中红磷的燃烧产物是 (填化学式)。
(2)乙中集气瓶的容积为220mL,待白磷熄灭且装置冷却至室温后打开止水夹,从烧杯流入集气瓶中水的体积为39mL。计算测得空气中氧气的体积分数为 %。
(3)丙中BC段气压增大的原因是 (填字母,下同),DE段气压增大的原因是 。
A.燃烧消耗瓶中的氧气 B.打开止水夹后水进入瓶中
C.集气瓶中温度恢复到室温 D.白磷燃烧放热
(4)与装置甲相比,装置乙的优点是 (写一点即可)。
20.(24-25九年级上·河北沧州·期末)图1是实验室制取气体常用的仪器,请回答问题。
(1)认识仪器:仪器G的名称是 。
(2)制取气体:实验室用高锰酸钾制氧气反应的文字表达式是 ;组装用过氧化氢溶液和二氧化锰制取并收集氧气的装置,需选择的仪器是 (填字母)。
(3)探究性质:图2为铁丝在氧气中燃烧实验,集气瓶中放少量水的作用是 ,通过该实验可知氧气的化学性质是 。
21.(23-24八年级上·山东淄博·期末)近年来我国航天事业取得飞速发展,航天科技涉及很多气体制备的知识,这些知识也与实验室、工业制气体密切相关.
(一)实验室制取气体
(1)写出如图所示装置中标有序号的仪器名称:① ,② ;
(2)组装仪器时,将玻璃管插入胶皮管或带孔橡胶塞前,要先把玻璃管口 ,然后稍稍用力旋转,将其插入;
(3)若实验室用装置B制取氧气,装置B中应加入过氧化氢溶液的量至少要 ,防止生成的气体从长颈漏斗中逸出.该方法制取氧气的文字表达式为 ;
(4)实验室用高锰酸钾制取,若收集较为纯净的可以选择装置 (填字母序号).用高锰酸钾制取氧气的过程有多步操作,部分操作如下:a.当导管口出现连续均匀气泡时开始收集气体:b.实验结束后,先熄灭酒精灯,后将导管移出水面.其中相对合理的是 (填“a”或“b”);
(5)若用E装置收集氧气,检验已收集满的方法是 ;
(6)氨气()是一种重要的化工原料,氨气极易溶于水,密度比空气小.实验室用氯化铵固体和氢氧化钙的固体加热来制取氨气,选择的发生装置为 (填字母序号),收集装置为 (填字母序号);
(二)工业制取气体
【工业制气】工业制取氧气时,一般将除尘净化后的空气按下列流程进行操作
根据流程图回答下列问题:
(7)从步骤②可以得出,相同条件下氮气比氧气的沸点 (填“高”或“低”)。
三、填空与简答
22.(23-24九年级上·河北廊坊·期末)在宏观、微观和符号之间建立联系是学习化学的重要思维方式。
(1)化学用语是重要的化学知识。
①3个钾原子: 。
②2个铝离子: 。
(2)从宏观角度分析,水由氢、氧两种 (填“元素”或“原子”)组成。
(3)从微观角度分析,如图所示为部分粒子的结构示意图,回答下列问题:
①属于非金属元素的有 种(填数字)。
②与氧元素具有相似化学性质的是 (填元素符号)。
③由镁和氯两种元素组成化合物的化学式为 。
23.(23-24八年级上·山东烟台·期末)某小组以“过氧化氢分解的催化剂”为研究主题展开学习活动。
【活动一】小组同学对淀粉能做过氧化氢分解的催化剂进行了下列实验。
(1)证明淀粉能加快过氧化氢分解速率的实验现象是 。
(2)Ⅳ中过滤需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和 ,称得的固体质量为 g。
(3)下列对催化剂所表现的性质理解正确的是_____(填字母代号)。
A.催化剂一定能加快化学反应的速率
B.不加入催化剂化学反应就不能发生
C.催化剂在化学反应前后的质量和化学性质都不变
【活动二】比较淀粉和二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果。
实验序号
5%过氧化氢溶液体积/mL
其他物质质量
待测数据
①
20
/
a
②
20
淀粉0.5g
b
③
20
二氧化锰0.5g
c
(4)如图甲,小组同学可通过观察 来定性比较二者的催化效果。
【定量探究】为了定量比较二者的催化效果,实验时小明用图乙所示装置做对照实验,以生成40ml气体为标准(其他可能影响实验的因素均已忽略)设计了三组实验(如上表所示)。
(5)上述实验中“待测数据”是指 。最后结果表明二氧化锰的催化效果较好,则b c(填“<”、“>”或“=”)。
【活动三】继续探究发现硫酸铜溶液也能显著加快过氧化氢的分解速率。在常温下,向a、b、c三支试管中分别加入等量浓度5%的过氧化氢溶液,在其他条件相同时,各滴2滴浓度为5%、10%、20%的硫酸铜溶液。绘制了产生的氧气体积随时间变化的曲线a、b和c如图所示。(提示:浓度指的是混合物溶液中所含过氧化氢或硫酸铜的含量)
(6)请你写出两条规律性结论 、 。
四、综合应用题
24.(23-24九年级上·山东枣庄·期末)学习小组开展了“设计和制作简易供氧器”的实践活动。
某品牌制氧机的制氧剂为过碳酸钠(化学式2Na2CO33H2O2,相对分子质量为314,白色固体)和二氧化锰。制氧过程的反应为:,该反应为放热反应。
【活动一】认识制氧机:
(1)观察窗的作用是 。
【活动二】选择制氧剂:
实验一:过氧化氢
编号
浓度/%
体积/mL
①
5
9.11
②
15
2.89
③
25
1.66
④
30
1.37
小组设计了图2实验装置,用表中溶质质量相等的四组过氧化氢溶液进行实验。在集气瓶中加满水,锥形瓶中加入0.2gMnO2,注入溶液,记录并处理20min内数据如图3。
(2)图2中反应的化学方程式为 。
(3)图3中④比③产氧量少,可能的原因是 。
实验二:过碳酸钠
往锥形瓶中加入ag过碳酸钠、0.2gMnO2和9.11mL水,待反应完全后收集到约159.1mL水(产生氧气的量与上表中药品得到氧气的最大量相等)。其它药品质量不变,再分别用不同体积的水进行实验。记录并处理20min内数据如图4。
(4)a= g。(氧气密度为1.43g/L,忽略其它因素的影响)。
(5)由图4可得出的结论是 。
【活动三】制作供氧器
(6)综合分析,选用过碳酸钠作制氧剂的理由是 。
(7)学习小组利用身边物品自制了如图5的简易供氧器。与真实产品对比中,形成的观点不正确的是______(填字母)。
A.产氧和洗气装置组合不用一体化
B.内部气体流向采用高进低出方式
C.特定需求是选择制氧方法的重要依据
D.制氧机要符合美学、工程、安全等标准
五、科学探究题
25.(24-25九年级上·陕西·期末)质量守恒定律是化学学习和研究的重要定律。化学实验小组设计了如下实验进行探究,请分析并回答相关问题。
【提出问题】化学反应前后各物质的质量总和是否相等?
【提出猜想】猜想1:不相等;猜想2:相等
【设计实验】甲、乙、丙、丁四位同学分别设计了如下四组实验。
(1)经过讨论,甲、乙、丙三位同学一致认为丁同学的实验不能用来证明质量守恒定律,理由是 。
【进行实验】
(2)小组同学按照甲、乙、丙三位同学的设计进行了如下探究。
实验方案
甲
乙
丙
实验现象
红磷燃烧,①______,小气球先变鼓后变瘪,天平指针不偏转
有大量气泡产生,天平指针向右偏转
铁钉表面有红色固体析出,溶液由蓝色逐渐变为浅绿色,天平指针不偏转。
结论
猜想1正确
猜想2正确
猜想1正确
甲方案中①处的现象是 。
【交流讨论】
(3)究竟哪种猜想正确?通过对实验现象的分析讨论,同学们发现乙实验方案产生的气体逸散到了空气中,导致质量减少,指针向右偏转。在质量守恒定律的验证实验中,凡有气体生成或参加的反应一定要在 中进行。
【优化改进】
(4)乙同学按照讨论的结果对其实验方案进行了如图的改进,实验结束后发现球完全鼓起,但天平指针仍然向右偏转了。对此他感到很困惑,为什么实验操作没问题,结果却和预想的不一致?你认为下列选项中合理的解释为_______。
A.该反应前后原子的种类和数目减少了
B.生成气体的反应可能不遵守质量守恒定律
C.气球受到的浮力对实验结果有干扰
D.生成物的质量比反应物质量少
【得出结论】
(5) 的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。
26.(24-25九年级上·陕西·期末)某化学研究小组在利用课本上的实验装置测定空气中氧气含量时,多次实验后发现集气瓶内上升的水体积始终小于瓶内原有空气体积的。为了找出原因,他们继续进行探究。
【提出问题】足量的红磷燃烧能否耗尽空气中的氧气?
【查阅资料】白磷能与氧气发生反应,生成物为五氧化二磷。
【设计实验】在老师的指导下,研究小组的同学利用如图1装置进行实验(红磷和白磷均过量)。他们利用高能激光笔照射燃烧匙上的红磷,红磷被点燃。待红磷熄灭且装置完全冷却后,将装有白磷的燃烧匙提出水面,再次用高能激光笔照射白磷,白磷被点燃。
【记录数据】研究小组同学从开始实验到最后装置冷却后的整个实验过程中,氧气浓度传感器与数显设备相连,测量的容器内氧气浓度变化曲线如图2。
【实验分析】
(1)图1中红磷燃烧的现象为 。
(2)图2中DE段氧气浓度变化的主要原因是 。
【实验结论】
(3)红磷燃烧 (填“能”或“不能”)耗尽空气中的氧气。
【再次探究】研究小组的同学再次查阅资料发现,食品脱氧剂(以铁粉为主的物质组成)能通过化学反应除去密闭包装袋中的氧气,使食品处于无氧状态。他们尝试用图3装置进行实验来测定空气中氧气的体积分数,量筒中装有50mL水,记录相关数据如表所示:
实验时间/min
0
5
10
30
35
45
量筒中液面的刻度/mL
50
35
27.5
19.7
19.7
19.7
(4)根据表中实验数据计算空气中氧气的体积分数约为 。
(5)若实验结束时,俯视读取量筒中液体的体积,则测得的氧气体积分数会 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
27.(24-25九年级上·安徽·期末)某小组以“探究催化剂的奥秘”为题展开了项目式学习。
【任务一】定量探究催化剂的催化效果
某研究小组发现,将适量淀粉放入过氧化氢溶液中,过氧化氢溶液的分解速率加快。为比较淀粉和二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果,该小组同学进行了如图探究:
【定性探究】
(1)如图甲,可通过观察 来定性比较二者的催化效果。
【定量探究】为了定量比较二者的催化效果,实验时小明用图乙所示装置做对照实验,以生成40mL气体为标准(其他可能影响实验的因素均已忽略)设计了三组实验(如表所示)。
实验序号
5%过氧化氢溶液体积/mL
其他物质质量
待测数据
①
20
/
a
②
20
淀粉0.5g
b
③
20
二氧化锰0.5g
c
(2)实验前检查图乙装置气密性的方法是 。
(3)上述实验中“待测数据”是指 。最后结果表明二氧化锰的催化效果较好,则b c(填“<”、“>”或“=”)。
【任务二】继续探究
【拓展与延伸】继续探究发现硫酸铜溶液也能显著加快过氧化氢的分解速率。于是同学们根据下面提供的药品继续探究实验。(供选择的试剂:5%过氧化氢溶液、15%过氧化氢溶液、30%过氧化氢溶液;5%的硫酸铜溶液、10%的硫酸铜溶液、20%的硫酸铜溶液)
在常温下,向a、b、c三支试管中分别加入等量5%的过氧化氢溶液,在其他条件相同时,各滴2滴5%、10%、20%的硫酸铜溶液。绘制了产生的氧气体积随时间变化的曲线a、b和c如图所示。
(4)请你写出两条规律性结论 、 。
(5)若根据提供的药品重新实验,得到的曲线如图中虚线所示,请推测其可能的原因 。
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