5.1 化学反应是有条件的（分层作业）-【上好课】2024-2025学年九年级化学上册同步精品课堂（仁爱科普版2024）

课题1 化学反应是有条件的 1．下列有关催化剂的理解错误的是 A．同一物质可做多个化学反应的催化剂 B．对于同一化学反应，可以有几种不同的催化剂 C．催化剂能改变化学反应速率，也能增加或减少生成物的质量 D．催化剂在化学反应前后质量和化学性质没有改变 2．近年来，科学家用X射线激光技术观察到一氧化碳分子与氧原子在催化剂表面相互作用的过程(如下图)。下列关于该过程的说法不正确的是 A．发生了化学变化 B．分子发生了改变 C．原子核没有发生改变 D．催化剂的化学性质发生了改变 3．科学家设计了“人造树叶”模拟光合作用，其反应的微观示意图如图。下列说法错误的是 A．该过程伴随着能量的变化 B．反应前后氢元素的化合价降低 C．反应最终生成两种分子 D．反应前后催化剂的化学性质不变 4．实验室用过氧化氢制氧气的实验中，应加入少量二氧化锰。下列说法中正确的是 A．催化剂在化学反应中一定是加快反应速率 B．二氧化锰在反应前后中的质量和化学性质都没有改变 C．能作过氧化氢分解的催化剂只有二氧化锰这一种物质 D．加入二氧化锰可以增加过氧化氢分解产生氧气的质量 5．我国科学家研制了一种新型催化剂，实现了甲烷向重要化工原料甲醇的高效转化。反应过程的微观示意图如图所示。下列说法正确的是 A．该反应属于置换反应 B．反应前后分子个数不变 C．反应前后催化剂的性质不变 D．反应物中的一种气体可供给呼吸 6．我国自主设计的石油化工催化剂有效提高了石油的利用率。下列说法不正确的是 A．催化剂的质量在化学反应前后不变 B．催化剂的化学性质在化学反应前后不变 C．能加快化学反应速率的物质就是催化剂 D．催化剂并不能增加化学反应生成物的质量 7．在硫酸铜溶液催化过氧化氢分解的实验中，为探究温度对该反应的影响，同学们按照图1所示操作完成了几组不同温度下的实验，并将不同温度下的反应速率绘制成曲线（如图2）。以下分析正确的是 A．图1烧杯中水的作用是散热 B．图1每次实验中只需控制过氧化氢溶液的质量相同 C．由图2可知，温度越高，反应速率越快 D．反应后，硫酸铜溶液中溶质质量不变 8．下列说法正确的是 A．凡是氧化反应都是化合反应 B．氧气是可燃物燃烧的催化剂 9．物质的变化需要在一定条件下进行，通过控制反应条件可以控制化学反应的快慢。下列做法是为了使化学反应变慢的是 A．过氧化氢溶液中加入少量二氧化锰制取氧气 B．某些食品密封包装时充入氮气 C．面团发酵时放在温热处 D．煤燃烧时向煤炉中不断地鼓入空气 10．某化学兴趣小组阅读课外资料得知，双氧水分解除了用二氧化锰作为催化剂，还可以用氧化铜等物质作为催化剂，于是对氧化铜产生了探究兴趣。 【提出问题】氧化铜是否也能作为氯酸钾分解的催化剂？它是否比二氧化锰的催化效果更好？ 【设计实验】以生成等体积的氧气为标准，设计了下列三组实验：(其他可能影响实验的因素均忽略) 实验序号 氯酸钾的质量 其他物质的质量 待测数据 ① 1.2g ② 1.2g 氧化铜0.5g ③ 1.2g 二氧化锰0.5g (1)上述实验测量的“待测数据”是收集等量氧气所需的 。 (2)若实验②比实验①的“待测数据”更小，说明 。 (3)对实验②反应后的固体加水溶解、过滤、洗涤、干燥，称得剩余0.5g黑色粉末，这是为了证明氧化铜的 在反应前后没有改变。 【预期结论】氧化铜能作为氯酸钾分解的他化剂。 【评价设计】 (4)你认为设计实验③和实验②对比的目的是 ；上述实验探究不能证明氧化铜能作为氯酸钾分解的催化剂的理由是 。 【实验拓展】 (5)大家从课外资料上还获得下列信息：氧化铁、硫酸铜、猪肝、马铃薯等也可以作为过氯化氢分解的催化剂。下列有关催化剂的说法正确的是___________(填序号)。 A．二氧化锰可作任何反应的催化剂 B．同一个反应可能有多种催化剂 C．催化剂一定能加快反应速率 D．没有催化剂化学反应不能发生 E．对很多工业反应，加入催化剂能起到增加生成物的质量的效果 11．I.空气是一种用途很多的自然资源，可用于工业上制取氧气，其流程如图：    【查阅资料】常压下，氧气的沸点是-183℃，氮气的沸点是-196℃。 (1)操作1的变化属于 (填“化学变化”或“物理变化”)。 (2)如果将燃着的木条置于盛满液态空气的容器口，观察到的现象是木条 (填“熄灭”或“燃烧更旺”)。 (3)除分离液态空气外，现在还有一种膜分离技术制氧气，原理是在一定压力下，让空气通过薄膜，氧气能透过薄膜，从而达到分离空气的目的。据此推测氮分子比氧分子体积 (填“大”或“小”)。 II.运用所学知识回答问题。 (4)氢气和氧气在Pd基催化剂表面可反应生成H2O2，其微观示意图如图：    “解离”时，结构被破坏的分子是 (用化学符号表示)。 (5)过氧化氢的分解受多种因素的影响。如：浓度、温度、pH值、重金属离子、酰胺类化合物、过氧化氢酶、其它物质。 ①为探究含氯化物对双氧水分解的影响，某小组做了以下实验： 反应条件：6.0mL30%双氧水，0.1g氯化物，室温；实验时间：1.5h。实验数据如表所示： 氯化物 NaCl MgCl2 CuCl2 放出氧气的体积/mL 2.0 4.0 420.0 双氧水的分解率% 0.30 0.60 63.18 由表可知，双氧水保存时应绝对避免引入的离子是 (写离子符号)。 ②为了探究双氧水浓度对双氧水分解的影响，某小组利用手持技术进行实验： 反应条件：水浴温度为21℃，二氧化锰均为0.5g，过氧化氢溶液均为5mL。实验结果如下：    从温度测量数据看，可知双氧水分解时的能量变化是 (填“放出热量”或“吸收热量”)，综合分析图2、图3的数据，说明过氧化氢溶液浓度与反应速率的关系是：其他条件相同时， 。 1．我国科学家在CO低温氧化的研究上取得了突破性进展，利用四氧化三钴纳米棒作催化剂，可将汽车尾气中的CO在低温下氧化为，示意图如下。下列关于该反应的说法错误的是 A．含氧量大于CO B．反应前后四氧化三钴纳米棒的化学性质发生变化 C．反应前后碳元素化合价升高 D．可有效降低汽车尾气对大气的污染 2．某研究团队研发了一种金属有机框架化合物MFM-520，可以快速、高效、可逆吸附二氧化氮，并将二氧化氮转化为硝酸，其反应的微观示意图如图所示。下列说法中错误的是 A．二氧化氮转化为硝酸的反应属于化合反应 B．HNO3中氮元素的化合价为+5价 C．该技术可减缓二氧化氮带来的污染问题 D．有机化合物MFM-520在反应前后性质一定不变 3．下列实验设计、现象或评价均正确且能达到实验目的的是 实验目的 A．比较空气和呼出气体中CO2的含量 B．证明MnO2是H2O2分解的催化剂 C．验证水不是由一种元素组成 D．探究温度对分子运动快慢的影响 实验装置 现象或评价 换为燃着的木条也可以达到实验目的 气球变大，说明MnO2的催化作用 a管气体能使带火星木条复燃，b管气体能燃烧 40℃的烧杯中品红扩散更快 A．A B．B C．C D．D 4．氮气具有广泛用途，氮气和氢气反应的微观示意图如下。下列说法正确的是    A．反应前后分子数目不变 B．除了催化剂外，反应前后化合物分子只有1种 C．丙中氮元素的化合价为+3价 D．反应后催化剂的化学性质发生改变 5．关于催化剂研究是一项重要的课题，某小组开展了“探究催化剂的奥秘”项目式学习。 【任务一】认识催化剂 (1)催化剂在化工生产中起着重要作用，下列说法正确的是___________(填字母)。 A．不加入催化剂化学反应就不能发生 B．在化学反应前后催化剂的化学性质不发生改变 C．用作催化剂的物质不可能是其他反应的反应物或生成物 【任务二】探究催化剂：查阅资料发现氧化铜也可以作为过氧化氢分解的催化剂，于是进行相应探究。称量0.2g氧化铜，取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，进行下图所示实验 (2)填写下表： 步骤①现象 步骤⑥结果 步骤③现象 实验结论 试管中有极少量气泡产生，带火星的木条没有复燃 称得氧化铜的质量为 。 氧化铜是过氧化氢分解反应的催化剂 (3)重复实验②③是为了证明氧化铜的 。 6．某兴趣小组利用压强传感器进行了如下实验探究 实验一：某兴趣小组对“空气中氧气含量”的实验进行了改进： 将数显设备、气体压强传感器、温度传感器和空气中氧气含量测量装置按下图1连接。装置气密性良好，调节右边敞口容器和集气瓶里的水面相平，此时集气瓶内气体的体积为V1，关闭活塞，点燃燃烧匙内的红磷，立即塞进瓶塞，待火焰熄灭后，过一段时间打开活塞，观察到集气瓶中的水位上升。待集气瓶内的水面不再上升时，集气瓶内的气体体积为V2.然后向右边容器内加入一定量的水至两边水面再次相平，此时集气瓶内的气体体积为V3，在点燃红磷至打开活塞这一过程中，观察到数显设备显示集气瓶内的气体压强变化如图2。 (1)写出红磷燃烧的符号表达式 。 (2)曲线X表示的是 (填“温度”或“氧气的浓度”)。 (3)实验结束打开活塞的过程中，压强曲线对应的线段是_______(填序号)。 A．be B．cd C．de D．ef (4)在整个实验过程中，集气瓶中减少的氧气体积为 。(填“V1-V2”或“V1-V3”或“V2-V3”) (5)几次实验之后，圆圆的土豆同学发现进入集气瓶中的水有时会少于集气瓶中空气体积的1/5，导致原因可能有_______(填序号) A．装置漏气 B．将点燃的红磷伸入集气瓶的速度太慢 C．红磷的量过多 D．实验中未等冷却到室温就打开止水夹 实验二：该兴趣小组还利用压强传感器，对MnO2、CuO、Fe2O3、Cr2O3四种金属氧化物中。哪一种更适宜作过氧化氢制取氧气的催化剂，做了如下数字化实验探究。 实验方案如下： Ⅰ.用MnO2、CuO、Fe2O3、Cr2O3)四种催化剂分别与海藻酸钠溶液混合，滴入氯化钙溶液制成含等质量催化剂、大小相同的海藻酸钠微球，备用。 Ⅱ.取30粒含有MnO2海藻酸钠微球，采用下图3装置进行实验。改用其他三种微球，分别重复上述实验，得到锥形瓶内压强随时间变化的曲线图如下图4。 (6)每次实验时，海藻酸钠微球数应相同的原因是控制 相同。 (7)从实验曲线看，催化效果较好、反应温和的催化剂是 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 课题1 化学反应是有条件的 1．下列有关催化剂的理解错误的是 A．同一物质可做多个化学反应的催化剂 B．对于同一化学反应，可以有几种不同的催化剂 C．催化剂能改变化学反应速率，也能增加或减少生成物的质量 D．催化剂在化学反应前后质量和化学性质没有改变 【答案】C 【分析】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。 【详解】A、同一物质可做多个化学反应的催化剂，例如二氧化锰可以用作氯酸钾、过氧化氢分解的催化剂，理解正确，不符合题意； B、对于同一化学反应，可以有几种不同的催化剂，例如二氧化锰、氧化铜、氧化铁都可以用作过氧化氢分解的催化剂，理解正确，不符合题意； C、催化剂能改变化学反应速率，但不能改变生成物的质量，理解错误，符合题意； D、催化剂在化学反应前后化学性质没有改变，但物理性质可能改变，理解正确，不符合题意。 故选C。 2．近年来，科学家用X射线激光技术观察到一氧化碳分子与氧原子在催化剂表面相互作用的过程(如下图)。下列关于该过程的说法不正确的是 A．发生了化学变化 B．分子发生了改变 C．原子核没有发生改变 D．催化剂的化学性质发生了改变 【答案】D 【详解】A、图示表示一氧化碳与氧原子反应生成了二氧化碳，属于化学变化，A正确； B、图示表示一氧化碳分子变为二氧化碳分子，B正确； C、化学反应中原子不发生改变，C正确； D、催化剂在化学变化中化学性质不发生改变，D错误。 故选D。 3．科学家设计了“人造树叶”模拟光合作用，其反应的微观示意图如图。下列说法错误的是 A．该过程伴随着能量的变化 B．反应前后氢元素的化合价降低 C．反应最终生成两种分子 D．反应前后催化剂的化学性质不变 【答案】C 【分析】由图可知，反应物是水和二氧化碳，生成物是一氧化碳、氢气和氧气， 【详解】A、该过程将太阳能转化为化学能，说法正确； B、反应前水中的氢元素显+1价，反应后的氢气属于单质，氢元素的化合价为零，反应前后氢元素的化合价降低，说法正确； C、由图可知，反应物是水和二氧化碳，生成物是一氧化碳、氢气和氧气，最终生成三种分子，说法错误； D、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；催化剂在化学反应前后质量和化学性质不变，说法正确。 故选C。 4．实验室用过氧化氢制氧气的实验中，应加入少量二氧化锰。下列说法中正确的是 A．催化剂在化学反应中一定是加快反应速率 B．二氧化锰在反应前后中的质量和化学性质都没有改变 C．能作过氧化氢分解的催化剂只有二氧化锰这一种物质 D．加入二氧化锰可以增加过氧化氢分解产生氧气的质量 【答案】B 【详解】A.催化剂在化学反应中改变化学反应速率，不一定是加快反应速率，故选项说法错误； B.过氧化氢制氧气的实验中，加入少量二氧化锰起催化作用，二氧化锰在反应前后中的质量和化学性质都没有改变，故选项说法正确； C.其它的物质也可以作催化剂，如硫酸铜溶液、氧化铁也能作过氧化氢分解的催化剂，故选项说法错误； D.催化剂只能改变化学反应速率，但对生成物质量无影响，使用催化剂不能增加生成物的量，加入二氧化锰不能增大过氧化氢分解的氧气的质量，故选项说法错误； 故选：B。 【点睛】本题考查催化剂的知识，根据催化剂的特点：“一变”（改变化学反应速率）、“二不变”（质量和化学性质都没有改变），进行分析判断。 5．我国科学家研制了一种新型催化剂，实现了甲烷向重要化工原料甲醇的高效转化。反应过程的微观示意图如图所示。下列说法正确的是 A．该反应属于置换反应 B．反应前后分子个数不变 C．反应前后催化剂的性质不变 D．反应物中的一种气体可供给呼吸 【答案】D 【分析】由反应过程的微观示意图可知，该反应的化学方程式为：。 【详解】A、由可知，该反应的生成物均是化合物，反应物有三种，不属于置换反应，故说法错误； B、由可知，反应前后分子个数发生了改变，故说法错误； C、化学反应前后，催化剂的质量和化学性质不变，物理性质可能改变，故说法错误， D、由微观示意图可知，反应物中有氧气，氧气能供给呼吸，故说法正确。 故选D。 6．我国自主设计的石油化工催化剂有效提高了石油的利用率。下列说法不正确的是 A．催化剂的质量在化学反应前后不变 B．催化剂的化学性质在化学反应前后不变 C．能加快化学反应速率的物质就是催化剂 D．催化剂并不能增加化学反应生成物的质量 【答案】C 【分析】催化剂是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化学反应前后都没有变化的物质； 【详解】A、催化剂的质量在化学反应前后不变，故A正确； B、催化剂的化学性质在化学反应前后保持不变，故B正确 C、催化剂能提高反应的速率或减慢反应速率，故C错误； D、催化剂只能改变物质的化学反应速率而不能提高生成物的质量，故D正确。 故选C。 7．在硫酸铜溶液催化过氧化氢分解的实验中，为探究温度对该反应的影响，同学们按照图1所示操作完成了几组不同温度下的实验，并将不同温度下的反应速率绘制成曲线（如图2）。以下分析正确的是 A．图1烧杯中水的作用是散热 B．图1每次实验中只需控制过氧化氢溶液的质量相同 C．由图2可知，温度越高，反应速率越快 D．反应后，硫酸铜溶液中溶质质量不变 【答案】D 【详解】A、分析图2数据可知，水的作用是影响反应速率的因素，是提供热量，故说法错误； B、为探究温度对该反应的影响，过氧化氢溶液的质量和浓度必须相同，故说法错误； C、由图2可知，在一定温度范围内，温度越高，反应速率越快；高于一定温度后，反应速率又减慢，故说法错误； D、硫酸铜是该反应的催化剂，反应前后质量不变，故说法正确。 故选D。 8．下列说法正确的是 A．凡是氧化反应都是化合反应 B．氧气是可燃物燃烧的催化剂 C．灭火需要同时消除燃烧的两个条件 D．控制化学反应的条件有可能改变反应的产物 【答案】D 【详解】A、氧化反应是指物质与氧气发生的反应，化合反应是指两种或两种以上物质反应化合生成一种物质，两者之间没有必然的联系，氧化反应不一定是化合反应，化合反应也不一定是氧化反应，不符合题意； B、催化剂在化学反应前后其化学性质和质量保持不变，而氧气在可燃物燃烧时是反应物，其反应后质量减少、化学性质发生变化，不符合题意； C、灭火只需要消除燃烧的一个条件即可，可燃物只有在燃烧三要素全部满足时才能燃烧，不符合题意； D、化学反应条件不同，化学反应的反应程度、产物都可能发生改变，如一氧化碳还原氧化铜时需要加热，如果不加热则反应不会发生，符合题意。 故选D。 9．物质的变化需要在一定条件下进行，通过控制反应条件可以控制化学反应的快慢。下列做法是为了使化学反应变慢的是 A．过氧化氢溶液中加入少量二氧化锰制取氧气 B．某些食品密封包装时充入氮气 C．面团发酵时放在温热处 D．煤燃烧时向煤炉中不断地鼓入空气 【答案】B 【详解】A、过氧化氢溶液中加入少量二氧化锰制取氧气，在该反应中二氧化锰是催化剂，可以加快反应速率，不符合题意； B、某些食品密封包装时充入氮气，氮气化学性质稳定，可减缓氧化反应，符合题意； C、面团发酵时放在温热处，温度升高，会加快化学反应速率，不符合题意； D、煤燃烧时向煤炉中不断地鼓入空气，增加了氧气的含量，会加快燃烧速率，使煤充分燃烧，不符合题意。 故选B。 二、科学探究题 10．某化学兴趣小组阅读课外资料得知，双氧水分解除了用二氧化锰作为催化剂，还可以用氧化铜等物质作为催化剂，于是对氧化铜产生了探究兴趣。 【提出问题】氧化铜是否也能作为氯酸钾分解的催化剂？它是否比二氧化锰的催化效果更好？ 【设计实验】以生成等体积的氧气为标准，设计了下列三组实验：(其他可能影响实验的因素均忽略) 实验序号 氯酸钾的质量 其他物质的质量 待测数据 ① 1.2g ② 1.2g 氧化铜0.5g ③ 1.2g 二氧化锰0.5g (1)上述实验测量的“待测数据”是收集等量氧气所需的 。 (2)若实验②比实验①的“待测数据”更小，说明 。 (3)对实验②反应后的固体加水溶解、过滤、洗涤、干燥，称得剩余0.5g黑色粉末，这是为了证明氧化铜的 在反应前后没有改变。 【预期结论】氧化铜能作为氯酸钾分解的他化剂。 【评价设计】 (4)你认为设计实验③和实验②对比的目的是 ；上述实验探究不能证明氧化铜能作为氯酸钾分解的催化剂的理由是 。 【实验拓展】 (5)大家从课外资料上还获得下列信息：氧化铁、硫酸铜、猪肝、马铃薯等也可以作为过氯化氢分解的催化剂。下列有关催化剂的说法正确的是___________(填序号)。 A．二氧化锰可作任何反应的催化剂 B．同一个反应可能有多种催化剂 C．催化剂一定能加快反应速率 D．没有催化剂化学反应不能发生 E．对很多工业反应，加入催化剂能起到增加生成物的质量的效果 【答案】(1)时间 (2)氧化铜能加快氯酸钾的分解速率 (3)质量 (4) 探究相同条件下二氧化锰和氧化铜哪个对氯酸钾分解的催化效果更好 没有验证氧化铜的化学性质在反应前后是否改变 (5)B 【详解】（1）该实验是验证氧化铜是否也能作氯酸钾分解的催化剂，因此需要比较3个实验中生成等体积氧气所需时间，因此由表格数据可知：上述实验应测量的“待测数据”是收集等量氧气所需的收集等量氧气所需的时间。 （2）若实验②比实验①的“待测数据”更小，说明加入氧化铜后生成等体积氧气所需时间更少反应更快，氧化铜能加快氯酸钾的分解速率。 （3）催化剂不但能够改变反应速率，且在反应前后质量和化学性质均不发生变化，因此对实验②反应后的固体加水溶解、过滤、洗涤、干燥，用托盘天平称量得到0.5g黑色粉末，这是为了证明氧化铜的质量在反应前后没有改变。 （4）设计实验③和实验②对比的目的是探究相同条件下二氧化锰和氧化铜哪个对过氧化氢分解的催化效果好；上述实验探究不能证明氧化铜能作氯酸钾分解的催化剂的理由是没有验证氧化铜的化学性质在反应前后是否改变。 （5）A、二氧化锰是过氧化氢和氯酸钾分解制取氧气的催化剂，但二氧化锰不能作任何反应的催化剂，故A选项说法不正确； B、由题干信息可知，氧化铁、硫酸铜、猪肝、马铃薯等也可以作过氧化氢分解的催化剂，因此同一个反应可能有多种催化剂，故B选项说法正确； C、催化剂能改变化学反应速率，可以加快反应速率，也可以减慢反应速率，故C选项说法不正确； D、没有催化剂，化学反应也能发生，如过氧化氢没有加二氧化锰也能分解，但是分解速率较慢，故D选项说法不正确； E、加入催化剂不能起到增加生成物的质量的效果，故E选项说法不正确。 故选B。 三、综合应用题 11．I.空气是一种用途很多的自然资源，可用于工业上制取氧气，其流程如图：    【查阅资料】常压下，氧气的沸点是-183℃，氮气的沸点是-196℃。 (1)操作1的变化属于 (填“化学变化”或“物理变化”)。 (2)如果将燃着的木条置于盛满液态空气的容器口，观察到的现象是木条 (填“熄灭”或“燃烧更旺”)。 (3)除分离液态空气外，现在还有一种膜分离技术制氧气，原理是在一定压力下，让空气通过薄膜，氧气能透过薄膜，从而达到分离空气的目的。据此推测氮分子比氧分子体积 (填“大”或“小”)。 II.运用所学知识回答问题。 (4)氢气和氧气在Pd基催化剂表面可反应生成H2O2，其微观示意图如图：    “解离”时，结构被破坏的分子是 (用化学符号表示)。 (5)过氧化氢的分解受多种因素的影响。如：浓度、温度、pH值、重金属离子、酰胺类化合物、过氧化氢酶、其它物质。 ①为探究含氯化物对双氧水分解的影响，某小组做了以下实验： 反应条件：6.0mL30%双氧水，0.1g氯化物，室温；实验时间：1.5h。实验数据如表所示： 氯化物 NaCl MgCl2 CuCl2 放出氧气的体积/mL 2.0 4.0 420.0 双氧水的分解率% 0.30 0.60 63.18 由表可知，双氧水保存时应绝对避免引入的离子是 (写离子符号)。 ②为了探究双氧水浓度对双氧水分解的影响，某小组利用手持技术进行实验： 反应条件：水浴温度为21℃，二氧化锰均为0.5g，过氧化氢溶液均为5mL。实验结果如下：    从温度测量数据看，可知双氧水分解时的能量变化是 (填“放出热量”或“吸收热量”)，综合分析图2、图3的数据，说明过氧化氢溶液浓度与反应速率的关系是：其他条件相同时， 。 【答案】(1)物理变化 (2)熄灭 (3)大 (4)H2 (5) Cu2+ 放出热量 过氧化氢溶液浓度越高，反应速率越快 【详解】（1）操作1是分离液态空气制氧气，没有产生新物质，属于物理变化； （2）液氮的沸点低，首先蒸发出来，氮气不支持燃烧，所以将燃着的木条置于盛满液态空气的烧杯口，观察到的现象是燃着的木条熄灭； （3）在一定压力下，让空气通过薄膜，氧气能透过薄膜，从而达到分离空气的目的，据此推测氮分子比氧分子体积大； （4）根据图像可以看出，是氢气变为原子，与氧气分子结合为过氧化氢，故填H2； （5）①氯化钠和氯化镁含有钠离子、镁离子和氯离子，氯化铜含有铜离子和氯离子，不同的是铜离子，因此说明铜离子对反应速率影响大，所以要排除铜离子，符号为：Cu2+； ②可以看出温度升高，所以反应放出热量；在图中信息可以看出，随着浓度增大，压强和温度都升高，说明产生的气体和放出的热量多，因此证明反应快。 1．我国科学家在CO低温氧化的研究上取得了突破性进展，利用四氧化三钴纳米棒作催化剂，可将汽车尾气中的CO在低温下氧化为，示意图如下。下列关于该反应的说法错误的是 A．含氧量大于CO B．反应前后四氧化三钴纳米棒的化学性质发生变化 C．反应前后碳元素化合价升高 D．可有效降低汽车尾气对大气的污染 【答案】B 【详解】A、二氧化碳中氧元素的质量分数为：，一氧化碳中氧元素的质量分数为：，故CO2 含氧量大于CO，不符合题意； B、在该反应中，四氧化三钴纳米棒是催化剂，化学反应前后，催化剂的质量和化学性质不变，符合题意； C、一氧化碳中碳元素显+2价，二氧化碳中碳元素显+4价，故反应前后碳元素化合价升高，不符合题意； D、该反应可将汽车尾气中的CO在低温下氧化为CO2 ，可有效降低汽车尾气对大气的污染，不符合题意。 故选B。 2．某研究团队研发了一种金属有机框架化合物MFM-520，可以快速、高效、可逆吸附二氧化氮，并将二氧化氮转化为硝酸，其反应的微观示意图如图所示。下列说法中错误的是 A．二氧化氮转化为硝酸的反应属于化合反应 B．HNO3中氮元素的化合价为+5价 C．该技术可减缓二氧化氮带来的污染问题 D．有机化合物MFM-520在反应前后性质一定不变 【答案】D 【分析】由微观反应示意图可知，该反应是由二氧化氮、水和氧气在催化剂的作用下反应生成硝酸，化学方程式为：。 【详解】A、由化学方程式可知，该反应是由三种物质反应生成另一种新物质，符合“多变一”的特征，属于化合反应，选项说法正确； B、在硝酸中，氢元素显+1价，氧元素显-2价，设其中氮元素的化合价为x，由化合物中各元素正负化合价的代数和为零可知：（+1）+x+（-2）×3=0，x=+5，选项说法正确； C、二氧化氮是该反应的反应物，该反应将二氧化氮转化为硝酸，因此该技术可减缓二氧化氮带来的污染问题，选项说法正确； D、有机化合物MFM-520是该反应的催化剂，在反应前后化学性质一定不变，物理性质可能改变，选项说法错误； 故选：D。 3．下列实验设计、现象或评价均正确且能达到实验目的的是 实验目的 A．比较空气和呼出气体中CO2的含量 B．证明MnO2是H2O2分解的催化剂 C．验证水不是由一种元素组成 D．探究温度对分子运动快慢的影响 实验装置 现象或评价 换为燃着的木条也可以达到实验目的 气球变大，说明MnO2的催化作用 a管气体能使带火星木条复燃，b管气体能燃烧 40℃的烧杯中品红扩散更快 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A、向空气和呼出气体中加入相同滴数的澄清石灰水，空气不能使澄清石灰水变浑浊，呼出气体能使澄清石灰水变浑浊，说明呼出气体中二氧化碳含量比空气中二氧化碳含量高，换为燃着的木条，燃着的木条在空气中继续安静燃烧，在呼出气体中熄灭，说明空气中氧气含量比呼出气体中氧气含量高，不能达到实验目的，不符合题意； B、滴入过氧化氢溶液后，气球变大，是因为过氧化氢分解生成了氧气，该实验缺少对比实验，不能说明二氧化锰的催化作用，且要想证明二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂，还需要证明化学反应前后，二氧化锰的质量和化学性质不变，不符合题意； C、a管气体能使带火星木条复燃，说明该气体是氧气，b管气体能燃烧，说明该气体是氢气，电解水生成氢气和氧气，氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，说明水是由氢元素和氧元素组成，符合题意； D、该实验中，液体的种类不同，变量不唯一，无法探究温度对分子运动快慢的影响，不符合题意。 故选C。 4．氮气具有广泛用途，氮气和氢气反应的微观示意图如下。下列说法正确的是    A．反应前后分子数目不变 B．除了催化剂外，反应前后化合物分子只有1种 C．丙中氮元素的化合价为+3价 D．反应后催化剂的化学性质发生改变 【答案】B 【分析】根据微观示意图，该反应是N2（甲）、H2（乙）在催化剂作用下反应生成NH3（丙），化学方程式为：。 【详解】A、根据化学方程式，该反应由4个分子反应生成2个分子，反应前后分子数目改变，A错误； B、化合物是由两种或两种以上元素组成的纯净物。根据化学方程式，反应前后化合物分子只有NH3这1种，B正确； C、化合物中元素化合价之和为零。丙是NH3，其中H显+1价，设N的化合价为x，则有，解得x=-3，所以丙中氮元素的化合价为-3价，C错误； D、反应前后催化剂的化学性质不变，D错误。 故选：B。 5．关于催化剂研究是一项重要的课题，某小组开展了“探究催化剂的奥秘”项目式学习。 【任务一】认识催化剂 (1)催化剂在化工生产中起着重要作用，下列说法正确的是___________(填字母)。 A．不加入催化剂化学反应就不能发生 B．在化学反应前后催化剂的化学性质不发生改变 C．用作催化剂的物质不可能是其他反应的反应物或生成物 【任务二】探究催化剂：查阅资料发现氧化铜也可以作为过氧化氢分解的催化剂，于是进行相应探究。称量0.2g氧化铜，取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，进行下图所示实验 (2)填写下表： 步骤①现象 步骤⑥结果 步骤③现象 实验结论 试管中有极少量气泡产生，带火星的木条没有复燃 称得氧化铜的质量为 。 氧化铜是过氧化氢分解反应的催化剂 (3)重复实验②③是为了证明氧化铜的 。 【答案】(1)B (2) 0.2g 带火星木条复燃 (3)化学反应前后化学性质不变 【详解】（1）A、催化剂只能改变反应速率，不加催化剂化学反应也能发生，例如高锰酸钾分解时，没有使用催化剂，反应也能发生，错误； B、催化剂在化学反应前后质量和化学性质不变，正确； C、用作催化剂的物质可能是其他反应的反应物或生成物，如二氧化锰在过氧化氢分解中作催化剂，但在高锰酸钾分解中作生成物，错误。 故选B； （2）由于反应前后催化剂的质量不变，则反应后称得氧化铜的质量仍为0.2g；由于实验结论是氧化铜为过氧化氢分解反应的催化剂，而过氧化氢分解生成水和氧气，则步骤⑦现象为有大量气泡产生，且带火星的木条复燃； （3）重复实验②③是为了证明氧化铜的化学反应前后化学性质不变。 6．某兴趣小组利用压强传感器进行了如下实验探究 实验一：某兴趣小组对“空气中氧气含量”的实验进行了改进： 将数显设备、气体压强传感器、温度传感器和空气中氧气含量测量装置按下图1连接。装置气密性良好，调节右边敞口容器和集气瓶里的水面相平，此时集气瓶内气体的体积为V1，关闭活塞，点燃燃烧匙内的红磷，立即塞进瓶塞，待火焰熄灭后，过一段时间打开活塞，观察到集气瓶中的水位上升。待集气瓶内的水面不再上升时，集气瓶内的气体体积为V2.然后向右边容器内加入一定量的水至两边水面再次相平，此时集气瓶内的气体体积为V3，在点燃红磷至打开活塞这一过程中，观察到数显设备显示集气瓶内的气体压强变化如图2。 (1)写出红磷燃烧的符号表达式 。 (2)曲线X表示的是 (填“温度”或“氧气的浓度”)。 (3)实验结束打开活塞的过程中，压强曲线对应的线段是_______(填序号)。 A．be B．cd C．de D．ef (4)在整个实验过程中，集气瓶中减少的氧气体积为 。(填“V1-V2”或“V1-V3”或“V2-V3”) (5)几次实验之后，圆圆的土豆同学发现进入集气瓶中的水有时会少于集气瓶中空气体积的1/5，导致原因可能有_______(填序号) A．装置漏气 B．将点燃的红磷伸入集气瓶的速度太慢 C．红磷的量过多 D．实验中未等冷却到室温就打开止水夹 实验二：该兴趣小组还利用压强传感器，对MnO2、CuO、Fe2O3、Cr2O3四种金属氧化物中。哪一种更适宜作过氧化氢制取氧气的催化剂，做了如下数字化实验探究。 实验方案如下： Ⅰ.用MnO2、CuO、Fe2O3、Cr2O3)四种催化剂分别与海藻酸钠溶液混合，滴入氯化钙溶液制成含等质量催化剂、大小相同的海藻酸钠微球，备用。 Ⅱ.取30粒含有MnO2海藻酸钠微球，采用下图3装置进行实验。改用其他三种微球，分别重复上述实验，得到锥形瓶内压强随时间变化的曲线图如下图4。 (6)每次实验时，海藻酸钠微球数应相同的原因是控制 相同。 (7)从实验曲线看，催化效果较好、反应温和的催化剂是 。 【答案】(1) (2)温度 (3)C (4)V1-V3 (5)AD (6)催化剂质量 (7)氧化铜/CuO 【详解】（1）红磷燃烧生成五氧化二磷，反应的符号表达式为：。 （2）红磷燃烧放热，则装置中的温度先升高，反应结束后温度降低至常温，红磷燃烧消耗氧气，则氧气的浓度不断减小，由图可知，X先升高后降低，则表示温度。 （3）红磷燃烧放热，装置中温度瞬间升高，压强增大，但随着氧气的消耗，压强又会慢慢降低，冷却后，压强小于外界大气压，烧杯中的水会进入集气瓶中，压强增大，变为常压，故选C。 （4）结合前面分析可知，进入的水的体积即为氧气的体积，且由于液面差会引起压强差，应待液面相平时再读数，则集气瓶中减少的氧气的体积为V1-V3。 （5）A、装置漏气，由于装置中的气体减少，压强减小，会有气体进入装置中，则会使结果偏小，该选项符合题意； B、将点燃的红磷伸入集气瓶过慢，则装置中的气体受热膨胀逸出，则会使结果偏大，该选项不符合题意； C、红磷足量，能将氧气完全消耗，不能使结果偏小，该选项不符合题意； D、若未等冷却到室温就打开止水夹，气体受热膨胀，则进入的水的体积偏小，会使结果偏小，该选项符合题意。 故选AD。 （6）对比实验中，要控制变量，则每次实验时，海藻酸钠微球数应相同，是为了保证催化剂的质量相同。 （7）由图可知，用二氧化锰催化时，反应速率较快，但是用Fe2O3、Cr2O3催化时，反应速率较慢，使用氧化铜作催化时，反应速率适中，则催化效果较好、反应温和的催化剂是氧化铜。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$