内容正文:
主题一 物质的化学变化
专题02 质量守恒定律 化学方程式(10~15分)
01考情透视·目标导航
02知识导图·思维引航
03知识建构·考法探究
考点一 质量守恒定律
考点突破
实验 质量守恒定律的验证
题型精研
►考向01 质量守恒定律的理解
►考向02 质量守恒定律的验证
►考向03 微观示意图
►考向04 质量守恒定律的应用
考点二 化学方程式
考点突破
题型精研
►考向01 化学方程式的意义
►考向02 化学方程式的书写与配平
考点三 根据化学方程式计算
考点突破
题型精研
►考向01 根据化学方程式计算的依据
►考向02 根据化学方程式计算的类型
05分层训练·巩固提升
基础巩固
能力提升
考点要求
课标要求
命题预测
质量守恒定律
· 理解质量守恒定律内容,能用质量守恒定律解决实际问题。
质量守恒定律内容、化学方程式定义及化学方程式的意义考点常以选择题的形式进行考查,考查的命题点有:对质量守恒定律内容的理解、质量守恒定律的验证、质量守恒定律应用、化学方程式的意义、读法、化学方程式的正误判断等,常结合生活中的应用、化学实验等以文字或图片结合的形式呈现。
根据化学方程式简单计算考点通常以选择题或实验探究题的形式进行考查。
化学方程式
· 了解化学方程式定义,掌握化学方程式的意义,能正确书写化学方程式。
根据化学方程式的计算
· 理解化学方程式的质量方面意义,掌握化学方程式的计算步骤,能利用化学方程式进行简单的计算。
考点一 质量守恒定律
1.内容
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,这个规律叫做质量守恒定律。
①“化学反应”是前提。任何化学变化都遵循质量守恒定律。
②“参加反应”是基础。只计算“参加反应”的各物质的质量总和。
③“质量总和”是核心。质量总和包括参加反应的物质的质量和反应后生成的物质的质量。如沉淀、肉眼看不见的气体也应考虑。
④“质量守恒”是目的。定律只适用于质量守恒,不包括体积守恒、分子数守恒等。
2.化学变化中的“变”和“不变”
3.质量守恒定律的验证
(1)反应:必须发生化学反应。
(2)装置:如有气体参加或生成,则必须在密闭容器中进行。
实验1:红磷燃烧P + O2 → P2O5
(1)实验装置
(2)实验现象
红磷燃烧,产生大量白烟,放出大量的热,气球膨胀,待装置冷却后,气球变瘪。
反应后的物质总质量m2与反应前的物质总质量m1相等,天平保持平衡。
(3)实验分析
①气球变化的原因?
结论:气球先胀大是因为红磷燃烧放热,后缩小是因为消耗了锥形瓶内氧气,使瓶内气体压强小于外界大气压;
②气球的作用是什么?
红磷燃烧的实验中要用橡皮塞塞紧锥形瓶。因为红磷燃烧后产生的五氧化二磷是微小的固体颗粒,能扩散到空气中,从而损失五氧化二磷;另外瓶外的空气也会补充消耗的氧气的体积,从而使实验测定的结果不准。所以气球的作用是形成密闭体系并缓冲气压。
实验2:铁和硫酸铜反应 Fe+CuSO4→FeSO4+Cu
(1)实验装置
步骤1:铁钉放在锥形瓶外称量纸上称量
步骤2:将铁钉小心放入硫酸铜溶液中,观察天平的平衡情况
(2)实验现象:铁钉表面覆盖一层红色的物质,溶液由蓝色变为浅绿色,反应前后,物质的总质量不变,天平保持平衡。
实验3:盐酸与碳酸钠粉末的反应 Na2CO3+HCl→ NaCl+H2O+CO2
(1)实验过程
步骤1:小烧杯放碳酸钠粉末,小试管盛稀盐酸放入烧杯称量总质量m1。
步骤2:倾斜试管,倒入稀盐酸,发生反应。
步骤3:实验完成,称量m2。
(2)实验现象
白色粉末溶解,有大量气泡迅速产生。天平向右偏转。
【实验结论】反应后各物质质量总和m2 = 反应前各物质质量总和m1;化学反应前后物质总质量不变;有气体参加或气体生成(或者有烟、雾状物质生成的反应),要验证质量守恒定律,必须在密闭容器里进行。
4.质量守恒定律的应用
(1)推断反应物或生成物的化学式(依据:反应前后原子种类、数目不变)。
(2)确定物质的元素组成(依据:反应前后元素种类不变)。
(3)解释化学反应前后物质的质量变化及用质量差确定某一物质的质量(依据:参加反应的各物质的质量总和等于反应生成的各物质的质量总和)。
(4)进行各物质间量的计算(依据:反应物的总质量和生成物的总质量不变)。
(5)对微观反应示意图的分析、判断。
(6)处理表格数据。
(1)质量守恒定律应用于化学变化,不能应用于物理变化。
(2)质量守恒定律说的是“质量守恒”而 不是其他方面的守恒。
(3)化学反应中,各反应物之间要按一定的质量比相互作用,因此参加反应的各物质的质量总和不是任意比例的反应物质量的简单加和。
►考向01 质量守恒定律的理解
例1 【新考向】(2024·江苏常州一模)我国某科研团队研究了一种利用半导体LDH光催化氮气制备氨气的方法,该方法因具有高效、清洁的优点而引起极大的关注,其过程示意图如图所示。下列说法错误的是
A.该反应的生成物NH3和O2
B.工业上通过分离液态空气得到氮气
C.该反应前后元素的种类没有发生变化
D.该反应中半导体LDH加快了反应并增加了氨气产量
举一反三
1、【新考向】(2024·江苏扬州一模)2024年,我国载人航天将实施4次飞行任务。如图是航天飞行器座舱内空气更新过程示意图,下列说法不正确的是
A.装置Ⅰ的作用是将空气和CO2、H2O分离 B.装置Ⅱ中分子和原子的种类发生了改变
C.装置Ⅲ可以为座舱不断地提供O2 D.整个过程中H2O可以循环利用
2、【新考法】(2024•徐州一模)下列是徐州博物馆的藏品,其制作过程发生化学变化的是( )
A.新石器时烧制的“彩陶钵”
B.东汉时雕刻的“庖厨图画像石”
C.西汉时缝制的“金缕玉衣”
D.西周时铸造的“青铜飞鸟盖壶”
3、【新考法】(2024•南通一模)下图是自然界中碳、氧循环简图。下列说法不正确的是
A.从分类的角度看,X属于酸,Y属于有机物
B.从能量的角度看,两种循环只涉及化学能转化为热能
C.从平衡的角度看,大气中二氧化碳和氧气含量基本不变
D.从微观的角度看,光合作用不会使自然界中的氧原子总数增加
►考向02 质量守恒定律的验证
例2 【新考向】(2024·江苏宿迁二模)实验探究是化学研究的重要方法,下列实验设计能实现相应实验目的是
实验设计
选项
A.常温下配制20%的氢氧化钙溶液
B.验证质量守恒定律
C.测定空气中氧气的含量
D.检查装置的气密性
举一反三
1、【新考向】(2024·江苏无锡一模)由下列实验及现象可推出相应结论的是
选项
实验
现象
结论
A
检验氢气的纯度
点燃氢气时发出尖锐爆鸣声
氢气较纯
B
称量盐酸和碳酸钠粉末反应前后的质量
反应前后称量结果不同
参加该反应的反应物质量总和不等于生成物质量总和
C
检验某混合气体的成分
黑色粉末变红,澄清石灰水变浑浊
混合气体中可能含有CO
D
探究铁生锈的条件
左边试管中铁钉生锈,右边试管中铁钉未生锈
水是铁生锈的条件之一
2、【新考向】(2024·江苏宿迁一模)如图所示实验设计不合理的是
A.称量一定的氯化钠 B.稀释浓硫酸
C.验证质量守恒定律 D.检验装置气密性
►考向03 微观示意图
例3 【新考向】(2024•南通中考)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
举一反三
1、【新素材】(2024•宿迁中考)二氧化碳的捕集与综合利用是实现“碳中和”的重要途径。捕集工业废气中的并与反应制甲醇(化学式为)的微观示意图如图所示。下列说法错误的是
A. 参加反应的与的分子个数比为 B. 该反应实现了无机物向有机物的转变
C. 反应前后原子的种类和数目都不变 D. 反应生成的甲醇和氧气的质量比为
2、【新考向】(2024•无锡中考)一定条件下,甲和乙反应的微观过程如图所示。下列叙述正确的是
A. 甲、乙、丙、丁中有3种氧化物
B. 反应前后原子种类改变
C. 参加反应的甲和乙的分子个数比为1:1
D. 反应生成的丙和丁的质量比为5:3
3、【新考向】(2024•常州中考)乙烷和二氧化碳反应制乙烯()有助于实现“碳中和”,其反应微观示意图如下(相同小球表示同种原子),下列说法不正确的是
A. 甲的化学式为 B. 参加反应的甲乙质量比为1∶1
C. 分子的种类发生改变 D. 丙与丁的分子个数之比为1∶1
►考向04 质量守恒定律的应用
例4 (2024•徐州中考)为了实现碳的资源化利用,我国科学家用纳米镍粒子作催化剂将二氧化碳合成甲烷,反应的化学方程式为。下列说法正确的是
A. X的化学式为H2O2 B. 甲烷中碳、氢元素的质量比为3∶1
C. 反应前后分子的数目不变 D. 参加反应的CO2和H2的质量比为22∶1
举一反三
1、(2024·江苏宿迁·一模)莲花清瘟胶囊具有清瘟解毒,宣肺泄热的功效,其成分中含有一种名为绿原酸的物质,下列有关绿原酸的说法正确的是
A.绿原酸由16个碳原子、18个氢原子和9个氧原子构成
B.绿原酸的相对分子质量(或化学式量)是
C.绿原酸中氢元素的质量分数最大
D.根据质量守恒定律可知绿原酸在空气中充分燃烧能生成和
2、(2024•无锡中考)可燃物R由碳、氢、氧中的一种或几种元素组成。一定质量的R和氧气在密闭容器中燃烧,反应前后各物质的质量如表。
物质
R
氧气
二氧化碳
水
一氧化碳
反应前质量
m1
m2
0
0
0
反应后质量
0
0
m3
m4
m5
下列叙述错误的是
A. m3=0,m5=0时,R中一定含有氢元素
B. 时,R中一定含有碳元素,可能含有氧元素
C. 时,R中一定含有碳元素和氢元素,可能含有氧元素
D. 时,R中一定含有碳、氢、氧三种元素
考点二 化学方程式
1.意义和读法
意义(以2H2+O22H2O为例)
读法
质的方面
表示反应物、生成物和反应条件
反应物是氢气和氧气,生成物是水,反应条件是点燃
氢气和氧气在点燃的条件下反应生成水
量的方面
表示反应物、生成物之间的质量化
4∶32∶36
每4份质量的氢气与32份质量的氧气在点燃的条件下反应,生成36份质量的水
表示反应物、生成物之间的粒子个数比
2∶1∶2
每2个氢分子和1个氧分子在点燃的条件下反应生成2个水分子
2.书写
(1)书写原则:
①以客观事实为依据,不能臆造事实上不存在的物质和化学反应。
②遵守质量守恒定律,即等号两边各种原子的数目必须相等。对于书写化学方程式就是配平,但不能改变物质的化学式。
(2)书写步骤
(1)写:根据事实写出反应物和生成物的化学式,中间用短横线相连。 P+O2—— P2O5
(2)配:配平化学方程式,并检验(就是等号两边各种原子的数目必须相等) 4P+5O2—— 2P2O5
(3)等:将短横线写成“===” 4P+5O2=== 2P2O5
(4)标:标明反应发生条件以及生成物状态“↑”或“↓” 4P+5O22P2O5
(5)查:检查化学式是否写错,化学方程式是否配平,条件和物质状态标注是否标了,标了是否恰当。
1.是否符合客观事实
2.是否滥用“↑”或“↓”等符号
3.是否配平化学方程式
4.是否错写或漏写反应条件
5.不能更改化学式中下标的数字
►考向01 化学方程式的意义
例1 【新考向】(2024·江苏宿迁二模)将生产中产生的转化为甲醇可减少的排放。如图是将转化为甲醇的微观反应示意图,下列有关说法正确的是
A.参加反应的和的质量比为3:22
B.甲醇中碳、氢、氧原子个数比为12:4:16
C.反应前后催化剂的化学性质发生改变
D.反应前后原子种类和数目都发生了变化
举一反三
1、【新素材】(2024•镇江中考)已知:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,将16.8gNaHCO3固体加热一段时间后,剩余固体质量为13.7g。下列说法正确的是
A. 原固体加热生成3.1gCO2
B. 加热后,固体中钠元素的质量分数减小
C. 剩余固体中NaHCO3和Na2CO3的质量比为42:53
D. 将13.7g剩余固体溶于足量盐酸后,蒸发结晶,得11.7gNaCl
2、【新素材】(2023•无锡中考)如图是“光催化固氮合成氨”反应前后分子种类变化的示意图。下列叙述正确的是
A. 乙和丙都是氧化物
B. 参加反应的甲和乙的分子个数比为
C. 反应后原子数目增加
D. 反应生成的丙和丁的质量比为
►考向02 化学方程式的书写和配平
例2 【新考向】(2024·镇江中考)下列指定反应的化学方程式正确的是
A. 甲烷完全燃烧:CH4+O2CO2+H2O
B. 湿法炼铜:2Fe+3CuSO4═Fe2(SO4)3+3Cu
C. 小苏打治疗胃酸过多:Na2CO3+2HCl═2NaCl+CO2↑+H2O
D. 汽车尾气中CO和NO催化转化为无毒气体:2NO+2CON2+2CO2
1、【新考法】(2023·镇江中考)下列指定反应的化学方程式不正确的是
A. 实验室用KClO3制备:2KClO3=2KCl+3O2↑
B. 乙炔(C2H2)燃烧形成氧炔焰:2C2H2+5O24CO2+2H2O
C. 用石灰石浆吸收烟气中的二氧化硫:CaCO3+SO2+O2=CaSO4+CO2
D. 用氨水中和废水中的硫酸得到氮肥:2NH3•H2O+H2SO4=(NH4)2SO4+2H2O
考点三 根据化学方程式计算
1.理论依据:质量守恒定律,即各物质间有确定的质量比。
2.计算步骤:设、写、找、列、求、答。
举例:山队员常用的能源是氢气,可用氢化钙(CaH2)固体和水反应制得,其反应的化学方程式为CaH2+2H2O===Ca(OH)2+2H2↑。若制得20 g H2,则需要多少克氢化钙?
3. 利用化学方程式进行简单计算的基本类型
(1)已知某反应物或生成物的质量,求另一生成物或反应物的质量;
(2)有关含有杂质的反应物或生成物的计算。
纯净物的质量=不纯物质的质量-杂质的质量=不纯物质的质量×纯净物的质量分数(纯度)=不纯物质的质量×(1-杂质的质量分数)。
物质的纯度=×100%
物质的纯度=×100%
1.“设”要规范,“设某物质的质量为x”,(x是个有单位的物理量,后面无需再带单位);如果一个题目需要求几个未知量,且这几个量出现在一个化学方程式中,要一并“设”,并用不同的未知数表示。
2.化学方程式是否正确关系到整个解题的正确性,所以首先保证方程式配平。如果不配平,则物质之间的质量比就是错误的。其次不要忘记反应条件和气体、沉淀符号。
3.标已知量和未知量时,要把相对分子质量与化学计量数的乘积写在相应物质化学式的正下方;已知量和未知量写在相应物质的相对分子质量总和的下方,且已知量带有单位。有关物质的量左右对应,上下对齐。
4.比例式和求解过程中以及最后的结果要带单位。
5.化学方程式是纯净物之间发生的反应,因此已知量一定是纯净物的质量,如果题目提供的是一种混合物的质量,一定不能直接代入,要通过换算或利用质量守恒定律求出一种纯净物的质量,作为解题的突破口。
6.计算结果要根据相应的题目要求,保留相应的位数。如果没有说明,计算结果精确到0.1%。
7.根据题目实际写出简要答案。
►考向01 根据化学方程式计算的步骤
例1 (2023·南京一模)在空气中煅烧生成铁的氧化物和。现煅烧11.6g的,得到和FeO的固体混合物,下列叙述正确的是
A.该反应有氧气参与且质量为0.8g
B.该过程产生的质量为2.2g
C.反应前后固体中的氧元素质量增加
D.生成的固体混合物中含有氧化亚铁0.72g
举一反三
1、(2024·南通中考)学习小组为探究氢气还原氧化铜所得固体产物X组成,设计如下实验:
步骤1 观察产物X的颜色为红色。
步骤2 向产物X中加入过量的盐酸充分反应,过滤得到9.6g红色固体和蓝色溶液。
步骤3 向步骤2所得蓝色溶液中加入过量的Na2H2Y溶液,测得与CuCl2反应的Na2H2Y的质量为33.6g。
已知:①Na2H2Y的相对分子质量为336 ②Cu2O为红色固体
③Cu2O+2HCl=Cu+CuCl2+H2O CuCl2+Na2H2Y=CuH2Y+2NaCl
下列说法正确的是
A. 产物X为Cu单质 B. 步骤2所得蓝色溶液中仅含有Cu2+、Cl﹣两种离子
C. 步骤3中参加反应的CuCl2的质量为27g D. 产物X中Cu元素的质量分数为90.9%
2、(2023·泰州一模)我国湿法炼铜的工艺在宋、元时期已相当成熟。某化学兴趣小组在实验室模拟湿法炼铜,他们取46g铁片放入一定质量的氯化铜溶液中,反应一段时间后,得到50g固体则所得固体中铁的质量分数为
A.8% B.18% C.36% D.92%
►考向02 根据化学方程式计算的类型
例1 (2024·南通二模)乙烯(CaHb)是一种重要的基本化工原料。能燃烧;在一定条件下,可与H2O发生加成反应(属于化合反应)制备乙醇;由乙烯之间的相互加成可以得到聚乙烯[(CaHb)n],聚乙烯制品在现代生活中用途很广。请你完成下列问题,体会“科学思维”的魅力。
(1)乙烯完全燃烧的化学方程式为:CaHb+3O22CO2+xH2O;则乙烯的化学式为 ,聚乙烯中C、H元素的质量比为 (填最简整数)。
(2)已知完全燃烧7份质量的乙烯生成22份质量的CO2。若完全燃烧14kg乙烯经加成反应制备的乙醇,则会生成CO2 kg。
(3)化工厂用560kg乙烯与H2O发生加成反应,最多可制备出多少乙醇?(请写出计算过程)
举一反三
1、(2024·宿迁二模)你仔细分析如图所示的实验过程和提供的数据,铁样品中杂质既不溶于水,也不与酸反应,进行计算。
(1)反应后生成氢气质量为 g。
(2)反应后所得的不饱和溶液溶质质量分数。(写出计算过程)
2、【新素材】(2024•徐州中考)我国化工专家侯德榜创立了“侯氏联合制碱法”,为纯碱(Na2CO3)制造作出了重大贡献,促进了世界制碱技术的发展。化学小组对制碱过程进行项目化学习。
任务1:认识原理
;
。
任务2:制备原料
(1)配制饱和氯化钠溶液。常温下,NaCl的溶解度为36g。该温度下,将______g NaCl固体完全溶解于50g水配得饱和溶液,此溶液的溶质质量分数为______(结果精确到0.1%)。从微观角度分析,下列图示中最接近NaCl溶液真实情况的是______(填字母)。
(2)获取气体。加热硫酸铵和氢氧化钙的固体混合物,将湿润的红色石蕊试纸放在导管a端,当观察到________时,连接ab,收集NH3,待储气袋集满后关闭弹簧夹,如图1。再用相同规格的储气袋集满一袋CO2气体。
任务3:探秘变化
用注射器抽取约5mL饱和食盐水,从导管b端注入盛有NH3的储气袋中,关闭弹簧夹,振荡至储气袋完全变瘪。再将该袋内全部液体用注射器吸出,注入盛有CO2的储气袋中,关闭弹簧夹充分振荡,静置后观察到袋内有白色固体析出。请结合图2溶解度曲线,回答下列问题。
(3)析出的白色固体为NaHCO3的主要原因是___________。袋内溶液中是否含有NaHCO3?请设计实验方案证明:____________(不可使用酸碱指示剂,写出操作、现象和结论)。
(4)NaHCO3的溶解度在60℃后无数据,原因可能是____________。
任务4:应用产品
(5)析出得到的NaHCO3固体加热分解即制得产品——纯碱。工业上可用纯碱和熟石灰反应制取氢氧化钠,反应的化学方程式为_______________。
(6)副产品NH4Cl在农业上可用作________。某工厂用65吨NaCl(利用率在90%以上)生产纯碱,同时得到NH4Cl的质量至少是多少吨?________(写出计算过程,结果保留一位小数)
1.(2023•南京中考)化学反应前后肯定没有变化的是
①原子数目 ②分子数目 ③元素种类 ④物质种类 ⑤原子种类 ⑥物质的总质量
A. ①③④⑥ B. ①③⑤⑥ C. ①②⑤⑥ D. ②③⑤⑥
2.(2024·江苏盐城·一模)下列实验设计能达到实验目的的是
实验目的
探究Fe、Cu、Ag的金属活动性强弱
验证质量守恒定律
验证甲烷由碳、氢元素组成
验证的催化作用
实验设计
选项
A
B
C
D
3.(2023•常州中考)银器在使用过程中逐渐失去光泽是因为发生了化学反应:4Ag+O2+2H2S=2X+2H2O。根据质量守恒定律可推测X是
A. Ag2S B. Ag2SO4 C. SO2 D. SO3
4.(2024·南通二模)下列涉及到化学学科观念的说法正确的是
A.变化观:一氧化碳和二氧化碳在一定条件下可相互转化
B.微粒观:保持氧气化学性质的最小粒子是氧原子
C.元素观:某塑料燃烧生成二氧化碳和水,则该塑料由碳、氢、氧元素组成
D.守恒观:32克S和16克O2生成48克SO2
5.(2023•镇江中考)如图表示甲转化为丙的微观过程。下列有关说法不正确的是
A. 转化②为化合反应
B. 转化①中甲与O2的分子个数比为3:2
C. 丙的稀溶液可用于除铁锈
D. 整个转化过程中硫元素的化合价升高
6.(2023•扬州中考)Ca(OH)2与H2O2溶液反应可制备CaO2。反应过程包括:
步骤—:,其中O代表氧原子;
步骤二:主要发生,少量发生。
下列说法不正确的是
A. 为增大反应混合物中Ca(OH)2的含量,应使用石灰乳而非石灰水
B. 生成CaO2的总反应为
C. 增加Ca(OH)2的用量,可以消耗更多O,减少O2的生成
D. 制备时反应每生成72gCaO2,同时生成32gO2
7.(2023•无锡中考)柠檬酸()能与碳酸氢钠反应生成二氧化碳。向4份等质量、等浓度柠檬酸溶液中分别加入一定质量的碳酸氢钠,充分反应,4次实验数据记录见下表。
实验序号
①
②
③
④
柠檬酸质量/g
0.96
0.96
0.96
0.96
加入的碳酸氢钠质量/g
0.42
二氧化碳体积/mL(标准状况下)
112
224
336
336
则实验④中参加反应的碳酸氢钠的质量为
A. 0.84g B. 1.26g C. 1.68g D. 2.10g
8.(2024·江苏扬州·一模)图为一种新型合成氨气的反应机理。下列说法正确的是
A.过程①实现了氮的固定
B.图中共涉及氮、氧两种元素化合价发生改变
C.理论上每制得的氨气需要消耗的氮气
D.该过程实现了化学能到电能的转变
9.(2023·镇江中考)氢气是理想的“绿色能源”,近年来我国制氢量位居世界第一。
(1)水光解制氢。水在半导体光催化剂作用下制备氢气的原理如图1所示。光解水时,光能转化为______能。
(2)甲烷水化制氢。以甲烷为原料制备氢气的一种流程如图2。
①16.0g甲烷理论上可制备氢气的质量为______g。
②“分离“时发生反应的化学方程式为______。
(3)贮氢与释氢。已知:HCOOK+H2O=KHCO3+H2↑;HCOOH=CO2↑+H2↑。通过如图3流程可实现氢气的贮存和释放。
①催化加氢室发生反应的化学方程式为______。
②采用HCOOK溶液释氢优于HCOOH释氢,原因有产生H2的速率快和______。
③在氢气的贮存和释放中可循环使用的物质是______。
1.(2024·连云港中考)一种以黄铜渣(含Zn、Cu、ZnO、CuO)为原料获取Cu和ZnSO4溶液的实验流程如下。下列说法正确的是
A. 加入H2SO4生成H2的化学方程式为
B. 根据流程可以判断Zn的金属活动性比Cu的强
C. 判断加入的Zn如已过量的依据是溶液中有固体剩余
D. 流程中涉及的化学反应类型均为置换反应
2.(2024·无锡二模)某研究小组以CO和H2为原料合成清洁能源二甲醚:4H2+2COCH3OH+H2O向固定容积的密闭容器中充入4gH2和28gCO,经过一段时间后容器内压强稳定不变,反应过程中各物质均为气态。反应过程中测得的部分数据如表:
时间
0min
20min
40min
80min
100min
m(H2)/g
4
2.8
—
0.8
m1
m(CO)/g
28
m2
11.9
5.6
5.6
m(CH3OH)/g
0
—
m3
—
18.4
m(H2O)/g
0
—
—
m4
—
下列说法正确的是
A.压强稳定后,H2和CO恰好完全反应
B.表中缺少的数据:m2、m3、m4无法确定
C.20min时,容器中有30%的CO发生反应
D.随着反应的进行混合气体的密度先变小后不变
3.(2024·苏州二模)工业上以甲烷()为原料生产的一种工艺流程如图所示,下列说法正确的是
A.属于有机高分子化合物
B.变换塔中,反应前后元素化合价发生改变的有C、H、O等元素
C.整个流程中,理论上消耗16g能够得到8g
D.常温下,洗涤液与氯化钙溶液反应能生成碳酸钙沉淀
4.(2024·苏州中考)氨气是制备各类含氮化合物的基础原料,在生产和使用过程中会产生氨氮废水,需处理达标后才能排放。
I.氨的合成
(1)工业上利用N2+3H22NH3合成氨气。
①可通过分离液态空气获得原料N2,该过程属于______(填“物理变化”或“化学变化”)。
②催化剂可用Fe3O4。高温下,部分Fe3O4被H2还原为FeO,转化过程中固体所含铁元素的质量分数_______(填“升高”或“降低”)。
Ⅱ.氨的应用
(2)液氨可用作制冷剂。氨气转化为液氨过程中,发生改变的是_______(从微观角度解释)。
(3)利用NH3去除汽车尾气中的NO,生成水和一种气体单质。该过程中化合价发生变化的元素是_______(填元素符号)。
Ⅲ.氨氮测定
(4)测定氨氮含量:取200mL氨氮废水,将氮元素完全转化为NH3,完全吸收所得NH3需要消耗9.8g10%的稀硫酸[反应原理2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4]。计算该废水中的氮元素含量。(含量以g•L-1表示,写出计算过程。H2SO4的相对分子质量为98)_______。
Ⅳ.氨氮废水处理
某工厂的氨氮废水处理流程如图:
已知:水体中的氮元素通常以氨氮(NH或NH3)、硝氮(NO或NO)形式存在。
(5)“吹脱”时,加入物质X,将NH转化为NH3,并通入热空气将NH3吹出。物质X可选用_______(填字母)。
A. 稀盐酸 B. NaOH溶液 C. NaCl溶液 D. 生石灰
(6)“氧化”时,次氯酸钠投入质量m(NaClO)对废水中的氨氮去除率(×100%)和总氮残留率(×100%)的影响如图所示。
①NaClO将NH3反应转化为N2的化学方程式为_______。
②当m(NaClO)>m1时,废水中总氮残留率上升的原因是______。
5.(2024·无锡中考)低碳行动是人类应对全球变暖的重要举措,二氧化碳的资源化利用有多种途径。
Ⅰ.CO2转化为CO
炼铁的一种原理示意图如下(括号内化学式表示相应物质的主要成分):
(1)写出还原反应室中炼铁的化学方程式:______。
(2)Fe3O4可作为CH4和CO2反应的催化剂,在反应过程中Fe3O4与合成气反应可转化为Fe。写出能使Fe转化为Fe3O4(催化剂再生)的一条可能途径:_____。
Ⅱ.CO2转化为甲醇(CH3OH)
我国科研人员已实现CO2和H2在加热和MoS2催化剂的条件下合成甲醇,反应如下:
(3)合成甲醇是人工合成淀粉[(C6H10O5)n]的关键一步,反应原理示意图如下:
X的化学式为______。
(4)CO2和H2可合成甲醇,甲醇燃烧又生成CO2。氢气、甲醇都被认为是“零碳”燃料,甲醇被认为是“零碳”燃料的理由是______。
Ⅲ. CO2转化为葡萄糖(C6H12O6)
我国科研人员已成功将CO2还原合成葡萄糖,其过程可分为“电催化还原”和“生物合成”两个阶段。第一阶段的部分反应原理如图所示。
(5)写出如图所示反应的化学方程式:______。
(6)绿色植物的光合作用能吸收二氧化碳,释放氧气。计算4.4gCO2通过光合作用可得到葡萄糖的质量(写出计算过程)。
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主题一 物质的化学变化
专题02 质量守恒定律 化学方程式(10~15分)
01考情透视·目标导航
02知识导图·思维引航
03知识建构·考法探究
考点一 质量守恒定律
考点突破
实验 质量守恒定律的验证
题型精研
►考向01 质量守恒定律的理解
►考向02 质量守恒定律的验证
►考向03 微观示意图
►考向04 质量守恒定律的应用
考点二 化学方程式
考点突破
题型精研
►考向01 化学方程式的意义
►考向02 化学方程式的书写与配平
考点三 根据化学方程式计算
考点突破
题型精研
►考向01 根据化学方程式计算的依据
►考向02 根据化学方程式计算的类型
05分层训练·巩固提升
基础巩固
能力提升
考点要求
课标要求
命题预测
质量守恒定律
· 理解质量守恒定律内容,能用质量守恒定律解决实际问题。
质量守恒定律内容、化学方程式定义及化学方程式的意义考点常以选择题的形式进行考查,考查的命题点有:对质量守恒定律内容的理解、质量守恒定律的验证、质量守恒定律应用、化学方程式的意义、读法、化学方程式的正误判断等,常结合生活中的应用、化学实验等以文字或图片结合的形式呈现。
根据化学方程式简单计算考点通常以选择题或实验探究题的形式进行考查。
化学方程式
· 了解化学方程式定义,掌握化学方程式的意义,能正确书写化学方程式。
根据化学方程式的计算
· 理解化学方程式的质量方面意义,掌握化学方程式的计算步骤,能利用化学方程式进行简单的计算。
考点一 质量守恒定律
1.内容
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,这个规律叫做质量守恒定律。
①“化学反应”是前提。任何化学变化都遵循质量守恒定律。
②“参加反应”是基础。只计算“参加反应”的各物质的质量总和。
③“质量总和”是核心。质量总和包括参加反应的物质的质量和反应后生成的物质的质量。如沉淀、肉眼看不见的气体也应考虑。
④“质量守恒”是目的。定律只适用于质量守恒,不包括体积守恒、分子数守恒等。
2.化学变化中的“变”和“不变”
3.质量守恒定律的验证
(1)反应:必须发生化学反应。
(2)装置:如有气体参加或生成,则必须在密闭容器中进行。
实验1:红磷燃烧P + O2 → P2O5
(1)实验装置
(2)实验现象
红磷燃烧,产生大量白烟,放出大量的热,气球膨胀,待装置冷却后,气球变瘪。
反应后的物质总质量m2与反应前的物质总质量m1相等,天平保持平衡。
(3)实验分析
①气球变化的原因?
结论:气球先胀大是因为红磷燃烧放热,后缩小是因为消耗了锥形瓶内氧气,使瓶内气体压强小于外界大气压;
②气球的作用是什么?
红磷燃烧的实验中要用橡皮塞塞紧锥形瓶。因为红磷燃烧后产生的五氧化二磷是微小的固体颗粒,能扩散到空气中,从而损失五氧化二磷;另外瓶外的空气也会补充消耗的氧气的体积,从而使实验测定的结果不准。所以气球的作用是形成密闭体系并缓冲气压。
实验2:铁和硫酸铜反应 Fe+CuSO4→FeSO4+Cu
(1)实验装置
步骤1:铁钉放在锥形瓶外称量纸上称量
步骤2:将铁钉小心放入硫酸铜溶液中,观察天平的平衡情况
(2)实验现象:铁钉表面覆盖一层红色的物质,溶液由蓝色变为浅绿色,反应前后,物质的总质量不变,天平保持平衡。
实验3:盐酸与碳酸钠粉末的反应 Na2CO3+HCl→ NaCl+H2O+CO2
(1)实验过程
步骤1:小烧杯放碳酸钠粉末,小试管盛稀盐酸放入烧杯称量总质量m1。
步骤2:倾斜试管,倒入稀盐酸,发生反应。
步骤3:实验完成,称量m2。
(2)实验现象
白色粉末溶解,有大量气泡迅速产生。天平向右偏转。
【实验结论】反应后各物质质量总和m2 = 反应前各物质质量总和m1;化学反应前后物质总质量不变;有气体参加或气体生成(或者有烟、雾状物质生成的反应),要验证质量守恒定律,必须在密闭容器里进行。
4.质量守恒定律的应用
(1)推断反应物或生成物的化学式(依据:反应前后原子种类、数目不变)。
(2)确定物质的元素组成(依据:反应前后元素种类不变)。
(3)解释化学反应前后物质的质量变化及用质量差确定某一物质的质量(依据:参加反应的各物质的质量总和等于反应生成的各物质的质量总和)。
(4)进行各物质间量的计算(依据:反应物的总质量和生成物的总质量不变)。
(5)对微观反应示意图的分析、判断。
(6)处理表格数据。
(1)质量守恒定律应用于化学变化,不能应用于物理变化。
(2)质量守恒定律说的是“质量守恒”而 不是其他方面的守恒。
(3)化学反应中,各反应物之间要按一定的质量比相互作用,因此参加反应的各物质的质量总和不是任意比例的反应物质量的简单加和。
►考向01 质量守恒定律的理解
例1 【新考向】(2024·江苏常州一模)我国某科研团队研究了一种利用半导体LDH光催化氮气制备氨气的方法,该方法因具有高效、清洁的优点而引起极大的关注,其过程示意图如图所示。下列说法错误的是
A.该反应的生成物NH3和O2
B.工业上通过分离液态空气得到氮气
C.该反应前后元素的种类没有发生变化
D.该反应中半导体LDH加快了反应并增加了氨气产量
【答案】D
【解析】由反应过程示意图可知氮气和水在催化剂和光照条件下反应生成氨气和氧气;
A、该反应的生成物有氨气和氧气,故A正确;
B、氮气和氧气沸点不同,工业上通过分离液态空气得到氮气,故B正确;
C、反应前后元素的种类没有发生变化,故C正确。
D、该半导体LDH是该反应的催化剂,加快了反应但并没有增加了氨气产量,故D错误;
故选:D。
举一反三
1、【新考向】(2024·江苏扬州一模)2024年,我国载人航天将实施4次飞行任务。如图是航天飞行器座舱内空气更新过程示意图,下列说法不正确的是
A.装置Ⅰ的作用是将空气和CO2、H2O分离 B.装置Ⅱ中分子和原子的种类发生了改变
C.装置Ⅲ可以为座舱不断地提供O2 D.整个过程中H2O可以循环利用
【答案】B
【解析】A、由图可知,进入装置I的是空气、二氧化碳和水,从左侧出来的是空气,下侧出来的是水,缺少二氧化碳,由于没有其他物质生成,所以从右侧出来的是二氧化碳气体,所以装置I的目的是将空气和CO2、H2O分离,故A不符合题意;
B、由图可知,装置Ⅱ中反应是二氧化碳和氢气在一定条件下反应生成碳和水,根据质量守恒定律可知,化学反应前后原子的种类、个数均不变,分子种类发生改变,故B符合题意;
C、由图可知,装置Ⅲ进入的是水,出来的是氢气和氧气,则可不断提供氧气,故C不符合题意;
D、由图可知,整个过程中可以循环利用的是水,故D不符合题意。
故选B。
2、【新考法】(2024•徐州一模)下列是徐州博物馆的藏品,其制作过程发生化学变化的是( )
A.新石器时烧制的“彩陶钵”
B.东汉时雕刻的“庖厨图画像石”
C.西汉时缝制的“金缕玉衣”
D.西周时铸造的“青铜飞鸟盖壶”
【答案】A
【解析】A、黏土烧制“彩陶钵”的过程中有新物质生成,属于化学变化,故正确;
B、雕刻“庖厨图画像石”的过程中没有新物质生成,属于物理变化,故错误;
C、缝制“金缕玉衣”的过程中没有新物质生成,属于物理变化,故错误;
D、铸造“青铜飞鸟盖壶”的过程中没有新物质生成,属于物理变化,故错误。
故选:A。
3、【新考法】(2024•南通一模)下图是自然界中碳、氧循环简图。下列说法不正确的是
A.从分类的角度看,X属于酸,Y属于有机物
B.从能量的角度看,两种循环只涉及化学能转化为热能
C.从平衡的角度看,大气中二氧化碳和氧气含量基本不变
D.从微观的角度看,光合作用不会使自然界中的氧原子总数增加
【答案】B
【分析】二氧化碳和水反应生成碳酸,碳酸分解生成二氧化碳和水,则X为碳酸;植物的光合作用是把二氧化碳和水在光照下合成氧气与葡萄糖的过程,呼吸作用中,氧气与葡萄糖反应生成水和二氧化碳,故Y为葡萄糖。
【解析】A、X为碳酸,属于酸,Y为葡萄糖,是含有碳元素的化合物,属于有机物,故A说法正确;
B、 植物的光合作用是把二氧化碳和水在光照下合成氧气与葡萄糖的过程,该过程中涉及太阳能转化为化学能,葡萄糖参与的呼吸作用涉及化学能转化为热能,以及故B说法错误;
C、碳、氧循环过程中二氧化碳与氧气可以相互转化,则有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定,故大气中二氧化碳和氧气含量基本不变,故C说法正确;
D、根据质量守恒定律,反应前后原子种类和数目不变,则光合作用不会使自然界中的氧原子总数增加,故D说法正确;
故选:B。
►考向02 质量守恒定律的验证
例2 【新考向】(2024·江苏宿迁二模)实验探究是化学研究的重要方法,下列实验设计能实现相应实验目的是
实验设计
选项
A.常温下配制20%的氢氧化钙溶液
B.验证质量守恒定律
C.测定空气中氧气的含量
D.检查装置的气密性
【答案】C
【解析】A、氢氧化钙是微溶物,说明20℃时100g水中最多溶解1g的氢氧化钙,因此不可能配置20%的氢氧化钙溶液,故A不符合题意;
B、质量守恒定律适用于化学反应,硝酸钾与氯化钠不反应,故不能验证质量守恒定律,故B不符合题意;
C、红磷燃烧消耗氧气,装置中的气体减少,冷却后打开弹簧夹,烧杯中的水进入集气瓶中,且进入的水的体积即为消耗的氧气的体积,该设计能达到实验目的,故C符合题意;
D、该装置未形成封闭体系,即长颈漏斗与大气相同,无论该装置气密性是否良好,导管口均不会出现气泡,故不能检查该装置的气密性,故D不符合题意。
故选C。
举一反三
1、【新考向】(2024·江苏无锡一模)由下列实验及现象可推出相应结论的是
选项
实验
现象
结论
A
检验氢气的纯度
点燃氢气时发出尖锐爆鸣声
氢气较纯
B
称量盐酸和碳酸钠粉末反应前后的质量
反应前后称量结果不同
参加该反应的反应物质量总和不等于生成物质量总和
C
检验某混合气体的成分
黑色粉末变红,澄清石灰水变浑浊
混合气体中可能含有CO
D
探究铁生锈的条件
左边试管中铁钉生锈,右边试管中铁钉未生锈
水是铁生锈的条件之一
【答案】C
【解析】A、检验氢气纯度时,用拇指堵住试管口,管口向下移近酒精灯火焰,松开拇指点火,如果听到尖锐的爆鸣声,表明氢气不纯,需要再收集,再检验,直到听到轻微的响声,才表明氢气已经纯净,实验及现象不能推出相应结论,不符合题意;
B、盐酸和碳酸钠粉末反应,称量烧杯中反应前后的质量不同,是因为反应后生成了二氧化碳,从体系中扩散出去,造成质量减少,若加上二氧化碳的质量,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,实验及现象不能推出相应结论,不符合题意;
C、一氧化碳和氧化铜加热反应生成铜和二氧化碳。黑色粉末变红,是氧化铜变为铜,澄清石灰水变浑浊,是生成了二氧化碳气体,说明混合气体中可能含有CO,实验及现象可推出相应结论,符合题意;
D、左边试管中铁钉生锈,右边试管中铁钉未生锈,左边试管铁钉同时和氧气、水接触,右边铁钉只与水接触,氧气是铁生锈的条件之一,实验及现象不能推出相应结论,不符合题意;
故选:C。
2、【新考向】(2024·江苏宿迁一模)如图所示实验设计不合理的是
A.称量一定的氯化钠 B.稀释浓硫酸
C.验证质量守恒定律 D.检验装置气密性
【答案】B
【解析】A、用托盘天平称量物品时,应遵循“左物右码”的原则,图中操作正确,不符合题意;
B、稀释浓硫酸:将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中,并用玻璃棒不断搅拌,使热量尽快散发出去,不能将水注入浓硫酸中,图中操作错误,符合题意;
C、该实验中,白磷燃烧生成五氧化二磷,有新物质生成,属于化学变化,该反应消耗了氧气,但是该反应在密闭容器中进行,待完全反应,冷却至室温后,天平平衡,可以验证质量守恒定律,不符合题意;
D、检验装置气密性:关闭弹簧夹,向长颈漏斗中注水至形成一段水柱,一段时间后,水柱不下降,说明装置气密性良好,不符合题意。
故选B。
►考向03 微观示意图
例3 【新考向】(2024•南通中考)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:;
【解析】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。
举一反三
1、【新素材】(2024•宿迁中考)二氧化碳的捕集与综合利用是实现“碳中和”的重要途径。捕集工业废气中的并与反应制甲醇(化学式为)的微观示意图如图所示。下列说法错误的是
A. 参加反应的与的分子个数比为 B. 该反应实现了无机物向有机物的转变
C. 反应前后原子的种类和数目都不变 D. 反应生成的甲醇和氧气的质量比为
【答案】A
【分析】由图可知,该反应为二氧化碳和水在催化剂和加热的条件下反应生成甲醇和氧气,该反应的化学方程式为:。
【解析】A、由化学方程式可知,参加反应的二氧化碳和水的分子个数比为:2:4=1:2,符合题意;
B、该反应中,二氧化碳和水均属于无机物,甲醇含碳元素,属于有机物,故该反应实现了无机物向有机物的转变,不符合题意;
C、根据质量守恒定律,化学反应前后,原子的种类和数目不变,不符合题意;
D、反应生成的甲醇和氧气的质量比为:,不符合题意。
故选A。
2、【新考向】(2024•无锡中考)一定条件下,甲和乙反应的微观过程如图所示。下列叙述正确的是
A. 甲、乙、丙、丁中有3种氧化物
B. 反应前后原子种类改变
C. 参加反应的甲和乙的分子个数比为1:1
D. 反应生成的丙和丁的质量比为5:3
【答案】C
【解析】A、甲、乙、丙、丁都是纯净物,其中乙、丁含有两种元素,且其中一种元素是氧元素,属于氧化物;甲含两种元素,但不含氧元素、丁含有三种元素,甲、丁不属于氧化物,说法不正确;
B、反应前后原子种类不改变,说法不正确;
C、参加反应的甲和乙的分子个数比为1:1,说法正确;
D、反应生成的丙和丁的质量比为,说法不正确。
故选:C。
3、【新考向】(2024•常州中考)乙烷和二氧化碳反应制乙烯()有助于实现“碳中和”,其反应微观示意图如下(相同小球表示同种原子),下列说法不正确的是
A. 甲的化学式为 B. 参加反应的甲乙质量比为1∶1
C. 分子的种类发生改变 D. 丙与丁的分子个数之比为1∶1
【答案】B
【解析】A.由微观示意图可知,甲的化学式为,故A正确;
B.由微观示意图可知,该反应是(甲)与CO2(乙)在一定条件下反应生成(丙)、CO(丁)和H2O(戊),该反应的化学方程式为:,参加反应的甲乙质量比为:30:44=15:22,故B错误;
C.该反应有新物质生成,分子的种类发生改变,故C正确;
D.由反应的方程式可知,丙与丁的分子个数之比为1∶1,故D正确。
故选:B。
►考向04 质量守恒定律的应用
例4 (2024•徐州中考)为了实现碳的资源化利用,我国科学家用纳米镍粒子作催化剂将二氧化碳合成甲烷,反应的化学方程式为。下列说法正确的是
A. X的化学式为H2O2 B. 甲烷中碳、氢元素的质量比为3∶1
C. 反应前后分子的数目不变 D. 参加反应的CO2和H2的质量比为22∶1
【答案】B
【解析】A、反应前碳、氢、氧原子个数分别为1、8、2,反应后的生成物中碳、氢、氧原子个数分别为1、4、0,根据化学反应前后原子种类、数目不变,则2X分子中含有4个氢原子和2个氧原子,则每个X分子由2个氢原子和1个氧原子构成,则物质X的化学式为H2O,,故A错误;
B、甲烷中碳、氢元素的质量比为:12∶4=3∶1,故B正确;
C、微观上,该反应是1个二氧化碳分子和4个氢分子反应生成1个甲烷分子和2个水分子,反应前后分子的数目减少,故C错误;
D、参加反应的CO2和H2的质量比为:44∶(4×2)=11∶2,故D错误。
故选B。
举一反三
1、(2024·江苏宿迁·一模)莲花清瘟胶囊具有清瘟解毒,宣肺泄热的功效,其成分中含有一种名为绿原酸的物质,下列有关绿原酸的说法正确的是
A.绿原酸由16个碳原子、18个氢原子和9个氧原子构成
B.绿原酸的相对分子质量(或化学式量)是
C.绿原酸中氢元素的质量分数最大
D.根据质量守恒定律可知绿原酸在空气中充分燃烧能生成和
【答案】D
【解析】A、绿原酸是由绿原酸分子构成的,1个绿原酸分子中含有16个碳原子、18个氢原子和9个氧原子,错误;
B、相对分子质量单位是“1”,不是“克”,常常省略不写,错误;
C、根据绿原酸中碳、氢、氧元素的质量比为(12×16):(1×18):(16×9)=32:3:24可知,碳元素的质量分数最大,错误;
D、绿原酸是由碳、氢、氧三种元素组成的,由质量守恒定律可知,绿原酸在空气中充分燃烧可生成CO2和H2O,正确。
故选D。
2、(2024•无锡中考)可燃物R由碳、氢、氧中的一种或几种元素组成。一定质量的R和氧气在密闭容器中燃烧,反应前后各物质的质量如表。
物质
R
氧气
二氧化碳
水
一氧化碳
反应前质量
m1
m2
0
0
0
反应后质量
0
0
m3
m4
m5
下列叙述错误的是
A. m3=0,m5=0时,R中一定含有氢元素
B. 时,R中一定含有碳元素,可能含有氧元素
C. 时,R中一定含有碳元素和氢元素,可能含有氧元素
D. 时,R中一定含有碳、氢、氧三种元素
【答案】D
【解析】A、m3=0,m5=0时,说明R和氧气反应生成水,根据反应前后元素种类不变,则说明其中一定含有氢元素,该选项叙述正确;
B、若m1+m2=m3,则说明R和氧气反应生成二氧化碳,则R中一定含有碳元素,可能含有氧元素,该选项叙述正确;
C、若m3:m4=11:9 时,说明R和氧气反应生成二氧化碳和水,则R中一定含有碳元素和氢元素,可能含有氧元素,该选项叙述正确;
D、m3g二氧化碳中,氧元素的质量为,m4g水中氧元素质量为,m5g一氧化碳中氧元素的质量为,若,则氧气中氧元素的质量等于生成物中氧元素的质量,则R中不含氧元素,该选项叙述错误。
故选D。
考点二 化学方程式
1.意义和读法
意义(以2H2+O22H2O为例)
读法
质的方面
表示反应物、生成物和反应条件
反应物是氢气和氧气,生成物是水,反应条件是点燃
氢气和氧气在点燃的条件下反应生成水
量的方面
表示反应物、生成物之间的质量化
4∶32∶36
每4份质量的氢气与32份质量的氧气在点燃的条件下反应,生成36份质量的水
表示反应物、生成物之间的粒子个数比
2∶1∶2
每2个氢分子和1个氧分子在点燃的条件下反应生成2个水分子
2.书写
(1)书写原则:
①以客观事实为依据,不能臆造事实上不存在的物质和化学反应。
②遵守质量守恒定律,即等号两边各种原子的数目必须相等。对于书写化学方程式就是配平,但不能改变物质的化学式。
(2)书写步骤
(1)写:根据事实写出反应物和生成物的化学式,中间用短横线相连。 P+O2—— P2O5
(2)配:配平化学方程式,并检验(就是等号两边各种原子的数目必须相等) 4P+5O2—— 2P2O5
(3)等:将短横线写成“===” 4P+5O2=== 2P2O5
(4)标:标明反应发生条件以及生成物状态“↑”或“↓” 4P+5O22P2O5
(5)查:检查化学式是否写错,化学方程式是否配平,条件和物质状态标注是否标了,标了是否恰当。
1.是否符合客观事实
2.是否滥用“↑”或“↓”等符号
3.是否配平化学方程式
4.是否错写或漏写反应条件
5.不能更改化学式中下标的数字
►考向01 化学方程式的意义
例1 【新考向】(2024·江苏宿迁二模)将生产中产生的转化为甲醇可减少的排放。如图是将转化为甲醇的微观反应示意图,下列有关说法正确的是
A.参加反应的和的质量比为3:22
B.甲醇中碳、氢、氧原子个数比为12:4:16
C.反应前后催化剂的化学性质发生改变
D.反应前后原子种类和数目都发生了变化
【答案】A
【分析】由图可知,该反应为二氧化碳和氢气在催化剂的作用下反应生成甲醇和水,化学方程式为:。
【解析】A、参加反应的 H2 和 CO2 的质量比为6:44=3:22,故A说法正确;
B、甲醇的化学式为CH3OH,甲醇中碳、氢、氧原子个数比为1:4:1,故B说法错误;
C、反应前后催化剂的化学性质不发生改变,故C说法错误;
D、根据质量守恒定律,化学反应前后原子种类和数目都不发生改变,故D说法错误;
故选:A。
举一反三
1、【新素材】(2024•镇江中考)已知:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,将16.8gNaHCO3固体加热一段时间后,剩余固体质量为13.7g。下列说法正确的是
A. 原固体加热生成3.1gCO2
B. 加热后,固体中钠元素的质量分数减小
C. 剩余固体中NaHCO3和Na2CO3的质量比为42:53
D. 将13.7g剩余固体溶于足量盐酸后,蒸发结晶,得11.7gNaCl
【答案】D
【解析】A、解:设原固体加热生成二氧化碳的质量为x
x=2.2g,不符合题意;
B、碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,根据质量守恒定律,化学反应前后,元素的种类和质量不变,故固体中钠元素的质量不变,由于生成了气体,加热后,固体的质量减小,故加热后,固体中钠元素的质量分数增大,不符合题意;
C、解:设参加反应的碳酸氢钠的质量为y,反应生成碳酸钠的质量为z
y=8.4g
z=5.3g,则剩余固体中碳酸氢钠和碳酸钠的质量比为:(16.8g-8.4g):5.3g=84:53,不符合题意;
D、碳酸氢钠受热分解:,碳酸氢钠和稀盐酸反应:,碳酸钠和稀盐酸反应:,根据质量守恒定律,化学反应前后,元素的种类和质量不变,由化学方程式可知,最后得到氯化钠中钠元素的质量与16.8g碳酸氢钠中钠元素的质量相同,则生成氯化钠的质量为:,符合题意。
故选D。
2、【新素材】(2023•无锡中考)如图是“光催化固氮合成氨”反应前后分子种类变化的示意图。下列叙述正确的是
A. 乙和丙都是氧化物
B. 参加反应的甲和乙的分子个数比为
C. 反应后原子数目增加
D. 反应生成的丙和丁的质量比为
【答案】B
【分析】由图可知甲由2个氮原子构成,即N2,乙 由1个氧原子和2个氢原子构成,即H2O,丙 由2个氧原子构成,即O2,丁 由1个氮原子和3个氢原子构成,即NH3,所以该示意图表示的化学反应为。
【解析】A.由两种元素组成,其中一种元素是氧元素的化合物是氧化物,所以乙是氧化物,丙不是,A错误,不符合题意;
B.由分析可知参加反应的甲和乙的分子个数比为 1:3,B正确,符合题意;
C.化学反应前后原子的种类、个数不变,C错误,不符合题意;
D.反应生成的丙和丁的质量比=,D错误,不符合题意;
故选B。
►考向02 化学方程式的书写和配平
例2 【新考向】(2024·镇江中考)下列指定反应的化学方程式正确的是
A. 甲烷完全燃烧:CH4+O2CO2+H2O
B. 湿法炼铜:2Fe+3CuSO4═Fe2(SO4)3+3Cu
C. 小苏打治疗胃酸过多:Na2CO3+2HCl═2NaCl+CO2↑+H2O
D. 汽车尾气中CO和NO催化转化为无毒气体:2NO+2CON2+2CO2
【答案】D
【解析】A、甲烷完全燃烧生成二氧化碳和水,该反应的化学方程式为:,错误是:未配平,不符合题意;
B、湿法炼铜为铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,该反应的化学方程式为:,错误是:生成物错误,不符合题意;
C、小苏打是碳酸氢钠的俗称,碳酸氢钠能与胃液中的盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,故小苏打可用于治疗胃酸过多,小苏打不是碳酸钠,该反应的化学方程式为:,不符合题意;
D、汽车尾气中CO和NO催化转化为无毒气体,根据质量守恒定律,化学反应前后,元素的种类不变,反应物中含C、N、O,生成物中也应含C、N、O,故生成的无毒气体是氮气和二氧化碳,该反应的化学方程式为:,符合题意。
故选D。
1、【新考法】(2023·镇江中考)下列指定反应的化学方程式不正确的是
A. 实验室用KClO3制备:2KClO3=2KCl+3O2↑
B. 乙炔(C2H2)燃烧形成氧炔焰:2C2H2+5O24CO2+2H2O
C. 用石灰石浆吸收烟气中的二氧化硫:CaCO3+SO2+O2=CaSO4+CO2
D. 用氨水中和废水中的硫酸得到氮肥:2NH3•H2O+H2SO4=(NH4)2SO4+2H2O
【答案】C
【分析】根据化学方程式判断正误的方法需考虑:应用的原理是否正确;化学式书写是否正确;是否配平;反应条件是否正确;↑和↓的标注是否正确。
【解析】A、氯酸钾在二氧化锰催化作用下受热分解生成氯化钾和氧气,该化学方程式书写完全正确,不符合题意;
B、乙炔在氧气中燃烧生成二氧化碳和水,该化学方程式书写完全正确,不符合题意;
C、该化学方程式没有配平,正确的化学方程式应为2CaCO3+2SO2+O2=2CaSO4+2CO2,符合题意;
D、用氨水中和废水中的硫酸得到氮肥,发生了复分解反应,该化学方程式书写完全正确,不符合题意。
故选C。
考点三 根据化学方程式计算
1.理论依据:质量守恒定律,即各物质间有确定的质量比。
2.计算步骤:设、写、找、列、求、答。
举例:山队员常用的能源是氢气,可用氢化钙(CaH2)固体和水反应制得,其反应的化学方程式为CaH2+2H2O===Ca(OH)2+2H2↑。若制得20 g H2,则需要多少克氢化钙?
3. 利用化学方程式进行简单计算的基本类型
(1)已知某反应物或生成物的质量,求另一生成物或反应物的质量;
(2)有关含有杂质的反应物或生成物的计算。
纯净物的质量=不纯物质的质量-杂质的质量=不纯物质的质量×纯净物的质量分数(纯度)=不纯物质的质量×(1-杂质的质量分数)。
物质的纯度=×100%
物质的纯度=×100%
1.“设”要规范,“设某物质的质量为x”,(x是个有单位的物理量,后面无需再带单位);如果一个题目需要求几个未知量,且这几个量出现在一个化学方程式中,要一并“设”,并用不同的未知数表示。
2.化学方程式是否正确关系到整个解题的正确性,所以首先保证方程式配平。如果不配平,则物质之间的质量比就是错误的。其次不要忘记反应条件和气体、沉淀符号。
3.标已知量和未知量时,要把相对分子质量与化学计量数的乘积写在相应物质化学式的正下方;已知量和未知量写在相应物质的相对分子质量总和的下方,且已知量带有单位。有关物质的量左右对应,上下对齐。
4.比例式和求解过程中以及最后的结果要带单位。
5.化学方程式是纯净物之间发生的反应,因此已知量一定是纯净物的质量,如果题目提供的是一种混合物的质量,一定不能直接代入,要通过换算或利用质量守恒定律求出一种纯净物的质量,作为解题的突破口。
6.计算结果要根据相应的题目要求,保留相应的位数。如果没有说明,计算结果精确到0.1%。
7.根据题目实际写出简要答案。
►考向01 根据化学方程式计算的步骤
例1 (2023·南京一模)在空气中煅烧生成铁的氧化物和。现煅烧11.6g的,得到和FeO的固体混合物,下列叙述正确的是
A.该反应有氧气参与且质量为0.8g
B.该过程产生的质量为2.2g
C.反应前后固体中的氧元素质量增加
D.生成的固体混合物中含有氧化亚铁0.72g
【答案】D
【解析】A、FeCO3在空气中煅烧生成铁的氧化物和CO2,设11.6g的FeCO3完全分解生成二氧化碳的质量为x,则有如下质量关系: ,,x=4.4g,根据质量守恒定律化学反应前后物质的总质量不变,则有7.92g+4.4g=12.32g>11.6g,则该反应有氧气参与,其质量为12.32g-11.6g=0.72g,故A错误;
B、由A中的分析可知,该过程产生CO2的质量为4.4g,故B错误;
C、11.6gFeCO3中氧元素的质量为11.6g××100%=4.8 g,反应后固体中氧元素的质量=11.6gFeCO3中氧元素的质量+参加反应的氧气的质量-4.4g二氧化碳中氧元素的质量,4.4g二氧化碳中氧元素的质量为4.4g××100%=3.2 g,则反应后固体中氧元素的质量=4.8g+0.72g-3.2g=2.32g<4.8g,故反应前后固体中的氧元素质量减小,故C错误;
D、11.6gFeCO3中铁元素的质量为11.6g××100%=5.6g,设生成的固体混合物中氧化亚铁的质量为y,氧化铁的质量为z,则有y+z=7.92g、y××100%+z××100%=5.6g,解得y=0.72g、z=7.2g,故D正确;
故选:D。
举一反三
1、(2024·南通中考)学习小组为探究氢气还原氧化铜所得固体产物X组成,设计如下实验:
步骤1 观察产物X的颜色为红色。
步骤2 向产物X中加入过量的盐酸充分反应,过滤得到9.6g红色固体和蓝色溶液。
步骤3 向步骤2所得蓝色溶液中加入过量的Na2H2Y溶液,测得与CuCl2反应的Na2H2Y的质量为33.6g。
已知:①Na2H2Y的相对分子质量为336 ②Cu2O为红色固体
③Cu2O+2HCl=Cu+CuCl2+H2O CuCl2+Na2H2Y=CuH2Y+2NaCl
下列说法正确的是
A. 产物X为Cu单质 B. 步骤2所得蓝色溶液中仅含有Cu2+、Cl﹣两种离子
C. 步骤3中参加反应的CuCl2的质量为27g D. 产物X中Cu元素的质量分数为90.9%
【答案】D
【解析】A、由D中的分析可知,产物X为Cu单质和Cu2O,而不是产物X为Cu单质,故A错误;
B、由于步骤2中向产物X中加入过量的盐酸,所以溶液中的溶质含有HCl,则骤2所得蓝色溶液中含有H+、Cu2+、Cl﹣三种离子,故B错误;
C、设步骤3中参加反应的CuCl2的质量为x;
即步骤3中参加反应的CuCl2的质量为13.5g,而不是27g,故C错误;
D、设生成13.5gCuCl2时,参加反应的Cu2O质量为,同时生成铜的质量为z;
即产物X中Cu的质量为9.6g﹣6.4g=3.2g,Cu2O质量为14.4g,14.4gCu2O中铜元素的质量为,故产物X中Cu元素的质量分数为,故D正确。
故选D。
2、(2023·泰州一模)我国湿法炼铜的工艺在宋、元时期已相当成熟。某化学兴趣小组在实验室模拟湿法炼铜,他们取46g铁片放入一定质量的氯化铜溶液中,反应一段时间后,得到50g固体则所得固体中铁的质量分数为
A.8% B.18% C.36% D.92%
【答案】C
【解析】设参加反应的铁的质量为x,则:
则所得固体中铁的质量分数为
故选C。
►考向02 根据化学方程式计算的类型
例1 (2024·南通二模)乙烯(CaHb)是一种重要的基本化工原料。能燃烧;在一定条件下,可与H2O发生加成反应(属于化合反应)制备乙醇;由乙烯之间的相互加成可以得到聚乙烯[(CaHb)n],聚乙烯制品在现代生活中用途很广。请你完成下列问题,体会“科学思维”的魅力。
(1)乙烯完全燃烧的化学方程式为:CaHb+3O22CO2+xH2O;则乙烯的化学式为 ,聚乙烯中C、H元素的质量比为 (填最简整数)。
(2)已知完全燃烧7份质量的乙烯生成22份质量的CO2。若完全燃烧14kg乙烯经加成反应制备的乙醇,则会生成CO2 kg。
(3)化工厂用560kg乙烯与H2O发生加成反应,最多可制备出多少乙醇?(请写出计算过程)
【答案】(1)C2H4 6:1
(2)44
(3)解设可以制备出乙醇的质量为x
x=920kg
答:最多可制备出920kg乙醇。
【解析】(1)化学变化前后原子种类不变,原子数目不变,故a=2,x=2,b=4,故乙烯的化学式为C2H4;
聚乙烯中C、H原子个数比为2:4,故聚乙烯中C、H元素的质量比为;
(2)乙烯中的碳原子全部转化到乙醇中,乙醇中碳原子全部转化到二氧化碳中,故乙烯中碳原子质量与乙醇中碳原子质量相等,完全燃烧7份质量的乙烯生成22份质量的CO2,完全燃烧14kg乙烯经加成反应制备的乙醇,则会生成44kgCO2,故填44;
(3)见答案。
举一反三
1、(2024·宿迁二模)你仔细分析如图所示的实验过程和提供的数据,铁样品中杂质既不溶于水,也不与酸反应,进行计算。
(1)反应后生成氢气质量为 g。
(2)反应后所得的不饱和溶液溶质质量分数。(写出计算过程)
【答案】(1)0.2
(2)解:设参加反应的铁的质量为x,生成氯化亚铁的质量为y
,x=5.6g;,y=12.7g
则反应后所得的不饱和溶液溶质质量分数为:
答:反应后所得的不饱和溶液溶质质量分数为10%。
【解析】(1)铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,根据质量守恒定律,生成氢气的质量为:7g+121.6g-128.4g=0.2g;
(2)见答案。
2、【新素材】(2024•徐州中考)我国化工专家侯德榜创立了“侯氏联合制碱法”,为纯碱(Na2CO3)制造作出了重大贡献,促进了世界制碱技术的发展。化学小组对制碱过程进行项目化学习。
任务1:认识原理
;
。
任务2:制备原料
(1)配制饱和氯化钠溶液。常温下,NaCl的溶解度为36g。该温度下,将______g NaCl固体完全溶解于50g水配得饱和溶液,此溶液的溶质质量分数为______(结果精确到0.1%)。从微观角度分析,下列图示中最接近NaCl溶液真实情况的是______(填字母)。
(2)获取气体。加热硫酸铵和氢氧化钙的固体混合物,将湿润的红色石蕊试纸放在导管a端,当观察到________时,连接ab,收集NH3,待储气袋集满后关闭弹簧夹,如图1。再用相同规格的储气袋集满一袋CO2气体。
任务3:探秘变化
用注射器抽取约5mL饱和食盐水,从导管b端注入盛有NH3的储气袋中,关闭弹簧夹,振荡至储气袋完全变瘪。再将该袋内全部液体用注射器吸出,注入盛有CO2的储气袋中,关闭弹簧夹充分振荡,静置后观察到袋内有白色固体析出。请结合图2溶解度曲线,回答下列问题。
(3)析出的白色固体为NaHCO3的主要原因是___________。袋内溶液中是否含有NaHCO3?请设计实验方案证明:____________(不可使用酸碱指示剂,写出操作、现象和结论)。
(4)NaHCO3的溶解度在60℃后无数据,原因可能是____________。
任务4:应用产品
(5)析出得到的NaHCO3固体加热分解即制得产品——纯碱。工业上可用纯碱和熟石灰反应制取氢氧化钠,反应的化学方程式为_______________。
(6)副产品NH4Cl在农业上可用作________。某工厂用65吨NaCl(利用率在90%以上)生产纯碱,同时得到NH4Cl的质量至少是多少吨?________(写出计算过程,结果保留一位小数)
【答案】(1) ①. 18 ②. 26.5% ③. A
(2)湿润的红色湿润试纸变蓝色
(3) ①. 相同温度下,NaHCO3的溶解度小于NH4Cl的溶解度 ②. 取少量袋内溶液于试管中,滴加适量的稀盐酸,若有气泡冒出,说明袋内溶液中含有NaHCO3
(4)60℃时溶液中的碳酸氢钠受热分解
(5)Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH
(6)①. 氮肥 ②. 设得到NH4Cl的质量为
答:同时得到NH4Cl的质量至少是53.5吨。
【解析】(1)常温下,NaCl的溶解度为36g,则该温度下,将 18gNaCl固体完全溶解于50g水配得饱和溶液,此溶液的溶质质量分数为,NaCl溶液中含有钠离子、氯离子和水分子三种微粒,则从微观角度分析,图示中最接近NaCl溶液真实情况的是A;
(2)加热硫酸铵和氢氧化钙的固体混合物生成硫酸钙、氨气和水,氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色,则将湿润的红色石蕊试纸放在导管a端,当观察到湿润的红色石蕊试纸变蓝色时,连接ab,收集NH3;
(3)由于相同温度下,NaHCO3溶解度小于NH4CI的溶解度,所以析出的白色固体为NaHCO3,碳酸氢钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,则证明袋内溶液中是否含有 NaHCO3的实验方案为:取少量袋内溶液于试管中,滴加适量的稀盐酸,若有气泡冒出,说明袋内溶液中含有NaHCO3;
(4)NaHCO3的溶解度在60℃后无数据,原因可能是60C时溶液中的碳酸氢钠受热分解;
(5)纯碱是碳酸钠的俗称,熟石灰是氢氧化钙的俗称,碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,反应的化学方程式为:Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH;
(6)NH4Cl含氮元素,农业上可用作氮肥;
计算过程见答案。
1.(2023•南京中考)化学反应前后肯定没有变化的是
①原子数目 ②分子数目 ③元素种类 ④物质种类 ⑤原子种类 ⑥物质的总质量
A. ①③④⑥ B. ①③⑤⑥ C. ①②⑤⑥ D. ②③⑤⑥
【答案】B
【解析】化学反应前后,原子的种类、质量和个数不变,元素的种类、质量不变,物质的总质量不变,物质的种类、分子的种类肯定改变,分子的数目可能改变,故①③⑤⑥,故选B。
2.(2024·江苏盐城·一模)下列实验设计能达到实验目的的是
实验目的
探究Fe、Cu、Ag的金属活动性强弱
验证质量守恒定律
验证甲烷由碳、氢元素组成
验证的催化作用
实验设计
选项
A
B
C
D
【答案】D
【解析】A、铁和硫酸铜、硝酸银均能发生反应,说明了活动性Fe>Cu,Fe> Ag,无法比较银和铜的金属活动性,故A错误;
B、锌和稀硫酸反应生成氢气,反应后氢气逸出,反应后烧杯中的物质质量减少,不能直接用于验证质量守恒定律,故B错误;
C、甲烷燃烧生成二氧化碳和水,干冷的烧杯内壁有水珠出现,说明有水生成,依据质量守恒定律,可证明甲烷中含有氢元素,但无法确定是否含有碳元素,故C错误;
D、图中实验,加入二氧化锰的试管中有大量气泡产生,可验证MnO2的催化作用,故D正确。
故选D。
3.(2023•常州中考)银器在使用过程中逐渐失去光泽是因为发生了化学反应:4Ag+O2+2H2S=2X+2H2O。根据质量守恒定律可推测X是
A. Ag2S B. Ag2SO4 C. SO2 D. SO3
【答案】A
【解析】根据质量守恒定律,化学反应前后,原子的种类和数目不变,反应物中含Ag、O、H、S的个数分别是4、2、4、2,生成物中含Ag、O、H、S的个数分别是0、2、4、0,故生成物中还应含4个Ag、2个S,故X的化学式为:Ag2S。
故选A。
4.(2024·南通二模)下列涉及到化学学科观念的说法正确的是
A.变化观:一氧化碳和二氧化碳在一定条件下可相互转化
B.微粒观:保持氧气化学性质的最小粒子是氧原子
C.元素观:某塑料燃烧生成二氧化碳和水,则该塑料由碳、氢、氧元素组成
D.守恒观:32克S和16克O2生成48克SO2
【答案】A
【解析】A、CO和CO2在一定条件下可以相互转化,一氧化碳燃烧生成二氧化碳,二氧化碳与碳在高温下反应生成一氧化碳,故选项说法正确;
B、氧气是由氧分子构成的,保持氧气化学性质的最小粒子是氧分子,故选项说法错误;
C、某塑料燃烧生成二氧化碳和水,CO2和H2O两种物质中含有碳、氢、氧三种元素,根据质量守恒定律,反应前后,元素种类不变,反应物氧气中只含有氧元素,则该塑料中一定含有碳、氢两种元素,可能含有氧元素,故选项说法错误;
D、硫和氧气反应的化学方程式为:S+O2SO2可知,硫、氧气、二氧化硫的质量比为32:32:64=1:1:2,32克S和16克O2反应,硫有剩余,生成的SO2的质量小于48g,故选项说法错误。
故选A。
5.(2023•镇江中考)如图表示甲转化为丙的微观过程。下列有关说法不正确的是
A. 转化②为化合反应
B. 转化①中甲与O2的分子个数比为3:2
C. 丙的稀溶液可用于除铁锈
D. 整个转化过程中硫元素的化合价升高
【答案】B
【解析】A、由微观示意图可知,转化②的化学方程式为 SO2+H2O2=H2SO4,该反应由两种物质生成另一种物质,属于化合反应,故A正确;
B、转化①的化学方程式为2H2S+3O2=2H2O+2SO2,甲与氧气的分子个数比为2:3,故B错误;
C、丙是H2SO4,硫酸能与铁锈的主要成分Fe2O3发生反应,可用于除铁锈,故C正确;
D、H2S中硫元素的化合价为﹣2,SO2中硫元素的化合价为+4,H2SO4中硫元素的化合价为+6,整个转化过程中硫元素的化合价升高,故D正确;
故选B。
6.(2023•扬州中考)Ca(OH)2与H2O2溶液反应可制备CaO2。反应过程包括:
步骤—:,其中O代表氧原子;
步骤二:主要发生,少量发生。
下列说法不正确的是
A. 为增大反应混合物中Ca(OH)2的含量,应使用石灰乳而非石灰水
B. 生成CaO2的总反应为
C. 增加Ca(OH)2的用量,可以消耗更多O,减少O2的生成
D. 制备时反应每生成72gCaO2,同时生成32gO2
【答案】D
【解析】A、氢氧化钙微溶于水,石灰乳中氢氧化钙的浓度远大于石灰水中氢氧化钙的浓度,所以为增大反应混合物中Ca(OH)2的含量,应使用石灰乳而非石灰水,选项正确;
B、由题文可知,初始的反应物是氢氧化钙和过氧化氢,最终的生成物是过氧化钙和水,即生成CaO2的总反应为Ca(OH)2+H2O2=CaO2+2H2O,选项正确;
C、由步骤二可知,增加Ca(OH)2的用量,可以消耗更多O,减少O2的生成,选项正确;
D、由题文可知,反应中,少量发生O+O=O2↑,主要反应是Ca(OH)2+H2O2=CaO2+2H2O,制备时反应每生成72gCaO2,同时生成氧气的质量小于32g,选项错误,故选D。
阅读下列材料,完成下面小题。
有机物DMF是一种水污染物,在疏松多孔Al2O3的催化下,O3先将其转化为小分子化合物,最终降解为CO2而去除。制备O3时,将O2通过臭氧发生器,O2部分转化为O3,得到O3与O2的混合气体。为研究Al2O3和O3对DMF的去除效果,取四份DMF溶液,控制其他条件相同,分别进行四个实验:①向溶液中通入O3与O2的混合气体并加入Al2O3;②向溶液中通入O3与O2的混合气体;③向溶液中加入Al2O3;④向溶液中通入O2并加入Al2O3。
7.(2023•无锡中考)柠檬酸()能与碳酸氢钠反应生成二氧化碳。向4份等质量、等浓度柠檬酸溶液中分别加入一定质量的碳酸氢钠,充分反应,4次实验数据记录见下表。
实验序号
①
②
③
④
柠檬酸质量/g
0.96
0.96
0.96
0.96
加入的碳酸氢钠质量/g
0.42
二氧化碳体积/mL(标准状况下)
112
224
336
336
则实验④中参加反应的碳酸氢钠的质量为
A. 0.84g B. 1.26g C. 1.68g D. 2.10g
【答案】B
【解析】柠檬酸过量时,柠檬酸和碳酸氢钠反应生成柠檬酸钠、二氧化碳和水,生成的二氧化碳的体积与加入碳酸氢钠的质量成正比。从表格数据中可知,前三次实验中,生成气体的体积比为112mL:224mL:336mL=1:2:3,所以前三次实验中加入的碳酸氢钠的质量比为1:2:3。而第四次实验中产生的气体体积与第三次实验产生的气体体积相同,所以第四次实验中消耗的碳酸氢钠与第三次实验中消耗的碳酸氢钠的质量相同,所以第四次实验中消耗的碳酸氢钠质量为;
故选B。
8.(2024·江苏扬州·一模)图为一种新型合成氨气的反应机理。下列说法正确的是
A.过程①实现了氮的固定
B.图中共涉及氮、氧两种元素化合价发生改变
C.理论上每制得的氨气需要消耗的氮气
D.该过程实现了化学能到电能的转变
【答案】A
【解析】A、过程①是将氮气转化为氮化锂,将氮单质转化为氮的化合物,实现了氮的固定,故A正确;
B、在单质种,元素化合价为0,在化合物中,元素显正价或负价,图中共涉及氮气、氧气、锂三种单质,及其化合物,所以共有三种元素化合价发生改变,故B错误;
C、根据元素守恒定律,设理论上每制得34 kg的氨气需要消耗氮气的质量为x。
故C错误;
D、过程③是氢氧化锂在通电条件下分解为锂、氧气、水,将电能转化为化学能,故D错误;
故选A。
9.(2023·镇江中考)氢气是理想的“绿色能源”,近年来我国制氢量位居世界第一。
(1)水光解制氢。水在半导体光催化剂作用下制备氢气的原理如图1所示。光解水时,光能转化为______能。
(2)甲烷水化制氢。以甲烷为原料制备氢气的一种流程如图2。
①16.0g甲烷理论上可制备氢气的质量为______g。
②“分离“时发生反应的化学方程式为______。
(3)贮氢与释氢。已知:HCOOK+H2O=KHCO3+H2↑;HCOOH=CO2↑+H2↑。通过如图3流程可实现氢气的贮存和释放。
①催化加氢室发生反应的化学方程式为______。
②采用HCOOK溶液释氢优于HCOOH释氢,原因有产生H2的速率快和______。
③在氢气的贮存和释放中可循环使用的物质是______。
【答案】(1)化学 (2)①. 8 ②. K2CO3+CO2+H2O=2KHCO3
(3)①. ②. 产生的氢气纯度高(或释氢气生成的气体无需分离等合理答案均可) ③. 碳酸氢钾##KHCO3
【解析】(1)水在半导体光催化剂作用下发生化学反应制备出氢气,所以光解水时是光能转化成化学能;
(2)①根据反应的流程可知,CH4+H2O=3H2+CO,3H2+CO+H2O=4H2+CO2,K2CO3+CO2+H2O=2KHCO3;所以对应的关系式为CH4~4H2,设16.0g甲烷可生成氢气的质量为x,则有:,,解得x=8g;所以16.0g甲烷可生成8.0g氢气;
②发生分离时,主要是碳酸钾将二氧化碳吸收变成碳酸氢钾,化学方程式为:K2CO3+CO2+H2O=2KHCO3;
(3)①催化加氢室内氢气和碳酸氢钾反应生成HCOOK和水,发生反应的化学方程式为:;
②HCOOH释氢会产生二氧化碳和氢气两种气体,采用HCOOK溶液释氢,只生成氢气一种气体,故采用HCOOK溶液释氢优于HCOOH释氢,原因有产生H2的速率快和产生的氢气纯度高(或释氢气生成的气体无需分离等);
③由流程图看出,碳酸氢钾既是反应物,又是生成物,可循环使用,故在氢气的贮存和释放中可循环使用的物质是KHCO3。
1.(2024·连云港中考)一种以黄铜渣(含Zn、Cu、ZnO、CuO)为原料获取Cu和ZnSO4溶液的实验流程如下。下列说法正确的是
A. 加入H2SO4生成H2的化学方程式为
B. 根据流程可以判断Zn的金属活动性比Cu的强
C. 判断加入的Zn如已过量的依据是溶液中有固体剩余
D. 流程中涉及的化学反应类型均为置换反应
【答案】B
【分析】黄铜渣中的锌、氧化铜、氧化锌和硫酸均能反应,铜不与硫酸反应。锌和硫酸反应生成硫酸锌和氢气,氧化锌和硫酸反应生成硫酸锌和水,氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜和水。过滤后的滤液中有硫酸锌和硫酸铜。加入过量的锌,锌和硫酸铜反应生成硫酸锌,过滤的滤渣中有生成的铜和过量的锌。
【解析】A、根据分析,铜不和硫酸反应,和硫酸反应生成氢气的是锌,锌和硫酸反应生成硫酸锌和氢气。不符合题意;
B、活泼金属能将不活泼金属从其盐溶液中置换出来,通过加入锌能将铜置换出来可说明锌比铜活泼。锌能和稀硫酸反应生成氢气而铜不能,也可以说明活动性锌大于铜。符合题意;
C、因为锌和硫酸铜反应生成铜,不论锌是否过量溶液中都会有固体剩余。不符合题意;
D、置换反应是单质和化合物反应生成单质和化合物的反应。流程中氧化锌、氧化铜和硫酸的反应中反应物都是化合物,都不是置换反应,不符合题意;
故选B 。
2.(2024·无锡二模)某研究小组以CO和H2为原料合成清洁能源二甲醚:4H2+2COCH3OH+H2O向固定容积的密闭容器中充入4gH2和28gCO,经过一段时间后容器内压强稳定不变,反应过程中各物质均为气态。反应过程中测得的部分数据如表:
时间
0min
20min
40min
80min
100min
m(H2)/g
4
2.8
—
0.8
m1
m(CO)/g
28
m2
11.9
5.6
5.6
m(CH3OH)/g
0
—
m3
—
18.4
m(H2O)/g
0
—
—
m4
—
下列说法正确的是
A.压强稳定后,H2和CO恰好完全反应
B.表中缺少的数据:m2、m3、m4无法确定
C.20min时,容器中有30%的CO发生反应
D.随着反应的进行混合气体的密度先变小后不变
【答案】B
【解析】A、由题意可知,反应过程中各物质均为气态、压强稳定后、H2和CO的物质的量之和与CH3OCH3的物质的量相等,由化学方程式可知,氢气和一氧化碳恰好完全反应后分子个数减少,所以H2和CO没有恰好完全反应,故选项A错误;
B、根据表格数据可以知,每消耗4g-0.8g=3.2g氢气则会相应反应28-5.6=22.4g一氧化碳;则,反应过程中各物质均为气态,压强稳定后,H2和CO的物质的量之和与 CH3OCH3的物质的量相等,所以H2和CO没有恰好完全反应,所以表中缺少的数据,m1、m3、m4无法确定,故选项B错误;
C、所以20min时,消耗氢气的质量为4g-2.8g=1.2g,设消耗CO的质量为
所以容器中有的CO发生反应,故选项C正确;
D、由题意可知,,应过程中各物质均为气态,压强稳定后,H2和CO的物质的量之和与CH3OCH3的物质的量相等,所以H2和CO没有恰好完全反应,所以随着反应的进行混合气体的密度一直变小,故选项D错误;
故选:C。
3.(2024·苏州二模)工业上以甲烷()为原料生产的一种工艺流程如图所示,下列说法正确的是
A.属于有机高分子化合物
B.变换塔中,反应前后元素化合价发生改变的有C、H、O等元素
C.整个流程中,理论上消耗16g能够得到8g
D.常温下,洗涤液与氯化钙溶液反应能生成碳酸钙沉淀
【答案】C
【解析】A、有机高分子化合物是指相对分子质量很大的有机物,可达几万至几十万,甚至达几百万或更大,CH4的相对分子质量只有16,不属于有机高分子化合物,错误;
B、由图可知,交换塔中发生的反应为一定条件下一氧化碳和水反应生成二氧化碳和氢气,化学方程式为:,由化学方程式可知,碳从+2价变为+4价,碳元素的化合价升高,氢从+1价变为0价,氢元素化合价降低,因此,变换塔中,反应前后元素化合价发生改变的有C、H等元素,错误;
C、结合B项的分析,整个流程中,总的化学方程式为:,根据化学方程式的意义:每消耗16份质量的甲烷,生成8份质量的氢气可知,理论上消耗16g甲烷能够得到8g氢气,正确;
D、由图可知,常温下,洗涤液中含有二氧化碳与水反应的产物碳酸,碳酸与氯化钙溶液不会反应,不能生成碳酸钙沉淀和氯化氢,错误;
故选C。
4.(2024·苏州中考)氨气是制备各类含氮化合物的基础原料,在生产和使用过程中会产生氨氮废水,需处理达标后才能排放。
I.氨的合成
(1)工业上利用N2+3H22NH3合成氨气。
①可通过分离液态空气获得原料N2,该过程属于______(填“物理变化”或“化学变化”)。
②催化剂可用Fe3O4。高温下,部分Fe3O4被H2还原为FeO,转化过程中固体所含铁元素的质量分数_______(填“升高”或“降低”)。
Ⅱ.氨的应用
(2)液氨可用作制冷剂。氨气转化为液氨过程中,发生改变的是_______(从微观角度解释)。
(3)利用NH3去除汽车尾气中的NO,生成水和一种气体单质。该过程中化合价发生变化的元素是_______(填元素符号)。
Ⅲ.氨氮测定
(4)测定氨氮含量:取200mL氨氮废水,将氮元素完全转化为NH3,完全吸收所得NH3需要消耗9.8g10%的稀硫酸[反应原理2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4]。计算该废水中的氮元素含量。(含量以g•L-1表示,写出计算过程。H2SO4的相对分子质量为98)_______。
Ⅳ.氨氮废水处理
某工厂的氨氮废水处理流程如图:
已知:水体中的氮元素通常以氨氮(NH或NH3)、硝氮(NO或NO)形式存在。
(5)“吹脱”时,加入物质X,将NH转化为NH3,并通入热空气将NH3吹出。物质X可选用_______(填字母)。
A. 稀盐酸 B. NaOH溶液 C. NaCl溶液 D. 生石灰
(6)“氧化”时,次氯酸钠投入质量m(NaClO)对废水中的氨氮去除率(×100%)和总氮残留率(×100%)的影响如图所示。
①NaClO将NH3反应转化为N2的化学方程式为_______。
②当m(NaClO)>m1时,废水中总氮残留率上升的原因是______。
【答案】(1)物理变化 升高
(2)氨气分子间的间隙
(3)N
(4)设吸收氨气的质量为x
=
x=0.34g
氮元素的质量为:0.34g××100%=0.28g
废水中的氮元素含量==1.4g•L-1
答:废水中的氮元素含量为1.4g•L-1 (5)BD
(6)①. 3NaClO+2NH3=N2+3NaCl+3H2O ②. 部分氨气被转化为NO或NO,留在废水中
【解析】(1)①可通过分离液态空气获得原料N2,该过程中没有新物质生成,属于物理变化;
②Fe3O4中铁元素的质量分数为,FeO中铁元素的质量分数为,所以该转化过程中固体所含铁元素的质量分数升高;
(2)氨气转化为液氨过程中,氨气分子间的间隙变小;
(3)利用NH3去除汽车尾气中的NO,生成水和一种气体单质,由质量守恒定律可知,化学反应前后元素的种类不变,则该气体为氮气,反应前NH3中氮元素的化合价为-3价,氢元素的化合价为+1价,NO中氮元素的化合价为+2价,氧元素的化合价为-2价,反应后水中氢元素的化合价为+1价,氧元素的化合价为-2价,氮气中氮元素的化合价为0价,则该过程中化合价发生变化的元素是N;
(4)解析见答案;
(5)铵根和氢氧根结合可以生成氨气;
A、稀盐酸中不含氢氧根,故选项不符合题意;
B、NaOH溶液中含氢氧根,故选项符合题意;
C、NaCl溶液中不含氢氧根,故选项不符合题意;
D、生石灰与水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙溶液中含氢氧根,故选项符合题意;
故选:BD;
(6)①NaClO与NH3反应生成氮气、氯化钠和水,反应的化学方程式为:3NaClO+2NH3=N2+3NaCl+3H2O;
②从图可以看出,当m(NaClO)>m1时,废水中总氮残留率上升,但氨氮去除率为100%,则说明氮元素不以氨气或铵根离子的形式残留。结合“已知:水体中的氮元素通常以氨氮、硝氮形式存在。”可知,此时废水中的氮元素以硝氮形式存在。所以废水中总氮残留率上升,是因为部分氨气被转化为或,留在废水中。
5.(2024·无锡中考)低碳行动是人类应对全球变暖的重要举措,二氧化碳的资源化利用有多种途径。
Ⅰ.CO2转化为CO
炼铁的一种原理示意图如下(括号内化学式表示相应物质的主要成分):
(1)写出还原反应室中炼铁的化学方程式:______。
(2)Fe3O4可作为CH4和CO2反应的催化剂,在反应过程中Fe3O4与合成气反应可转化为Fe。写出能使Fe转化为Fe3O4(催化剂再生)的一条可能途径:_____。
Ⅱ.CO2转化为甲醇(CH3OH)
我国科研人员已实现CO2和H2在加热和MoS2催化剂的条件下合成甲醇,反应如下:
(3)合成甲醇是人工合成淀粉[(C6H10O5)n]的关键一步,反应原理示意图如下:
X的化学式为______。
(4)CO2和H2可合成甲醇,甲醇燃烧又生成CO2。氢气、甲醇都被认为是“零碳”燃料,甲醇被认为是“零碳”燃料的理由是______。
Ⅲ. CO2转化为葡萄糖(C6H12O6)
我国科研人员已成功将CO2还原合成葡萄糖,其过程可分为“电催化还原”和“生物合成”两个阶段。第一阶段的部分反应原理如图所示。
(5)写出如图所示反应的化学方程式:______。
(6)绿色植物的光合作用能吸收二氧化碳,释放氧气。计算4.4gCO2通过光合作用可得到葡萄糖的质量(写出计算过程)。
【答案】(1)##
(2)Fe与H2O或CO2反应生成Fe3O4
(3)H2O2
(4)甲醇燃烧产生的CO2与合成甲醇所需的CO2质量相等
(5)
(6)解:设通过光合作用得到葡萄糖的质量为。
答:通过光合作用得到葡萄糖的质量为3g。
【解析】(1)还原反应室中炼铁的反应有一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳、氢气与氧化铁在高温条件下反应生成铁与水,化学方程式为、;
(2)在反应过程中Fe3O4与合成气中的CO或H2反应转化为Fe和CO2或H2O,Fe与H2O或CO2反应可重新转化为Fe3O4,实现Fe3O4的再生,因此能使Fe转化为Fe3O4的一条可能途径:Fe与H2O或CO2反应生成Fe3O4;
(3)由图可知,与氧气反应生成和X,2X分解生成水和氧气,根据质量守恒定律可知,化学反应前后元素种类不变,则X是含有氢、氧两种元素的化合物且能分解生成水和氧气,则X为过氧化氢,其化学式为H2O2;
(4)CO2和H2可合成甲醇,化学方程式为,其中二氧化碳与甲醇的质量比为,甲醇燃烧又生成CO2,化学方程式为,其中甲醇与二氧化碳的质量比为,因此甲醇被认为是“零碳”燃料的理由是:甲醇燃烧产生的CO2与合成甲醇所需的CO2质量相等;
(5)由图可知,二氧化碳在催化剂和通电条件下分解生成一氧化碳和氧气,化学方程式为;
(6)计算过程见答案。
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