压轴题01 质量守恒定律及其应用-【压轴题】2025年中考化学培优训练（苏州专用）

压轴题01 质量守恒定律及其应用 一、质量守恒定律内容的要点 （1）“化学反应”是前提。任何化学变化都遵循质量守恒定律，不能应用于物理变化。 （2） “参加反应”是基础。反应剩余的和原来体系中就有的不能计算在内（未参加反应的质量不计入总和）。 （3） “质量总和”是核心。沉淀、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。 二、从宏观和微观角度理解质量守恒定律 （1）宏观：化学反应前后，元素的质量和元素的种类都不变，所以化学反应前后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。 （2）微观：化学反应的本质是分子的破裂、原子的重组，反应过程中原子的种类、数目和质量均不变，所以化学反应前后参加反应的各物质的质量总和与反应生成的各物质的质量总和相等。 三、化学方程式书写的要点 （1）根据实验事实，在式子的左、右两边分别写出反应物和生成物的化学式，并在式子的左、右两边之间画一条短线；当反应物或生成物有多种时，中间用加号（即“+”）连接起来． （2）配平化学方程式，并检查后，将刚才画的短线改写成等号（表示式子左、右两边每一种元素原子的总数相等）． （3）标明化学反应发生的条件（因为化学反应只有在一定的条件下才能发生）；如点燃、加热（常用“△”号表示）、催化剂、通电等．并且，一般都写在等号的上面，若有两个条件，等号上面写一个下面写一个，等等． （4）注明生成物中气体或固体的状态符号（即“↑”、“↓”）；一般标注在气体或固体生成物的化学式的右边．但是，如果反应物和生成物中都有气体或固体时，其状态符号就不用标注了。 三、解题要领归纳 1. 质量守恒定律的应用 （1） 运用质量守恒定律推断物质的化学式或元素组成 步骤 具体方法 ① 观察反应方程式，锁定“未知”物质x ② 推断化学式 根据质量守恒定律，反应前后元素的种类、原子的数目均不改变，由此确定出未知物质的组成(或化学式)。 确定元素组成 根据已知的反应物和生成物的质量进行计算 ③ 根据推断或计算进行逐项判断 （2）关于在密闭容器中化学反应的数据分析 步骤 具体方法 ① 确定待测质量“x”的值：根据反应前物质的质量总和=反应后物质的质量总和（或反应前各种物质的质量减少=反应后各种物质的质量增加） ② 确定反应物和生成物：计算表格中反应前后各物质质量变化。反应后质量减小的为反应物；反应后质量增加的为生成物；反应后质量不变的是催化剂或不参与反应的杂质 ③ 写出反应的符号表达式，确定反应类型 ④ 标注反应前后各物质的质量变化关系 ⑤ 根据质量守恒定律及化学方程式的计算原理，结合所学知识，逐项进行分析判断 （3）关于质量守恒定律的微观反应示意图 步骤 具体方法 ① 观察反应前后是否有相同的分子，若有则消除相同数目的同种分子；若无则省去此步 ② 根据图注分别写出反应前后各物质的化学式，并配平方程式 (如图注没给出原子的图示符号，可直接用物质的图示符号配平) ③ 根据书写的化学方程式进行逐项判断 2.根据质量守恒定律进行简单计算 （1）守恒法 ①依据：根据质量守恒定律，指参加化学反应的各物质质量总和等于生成物的各物质质量总和相等(不包括未参加反应的物质的质量，也不包括杂质)。 A. 反应物、生成物总质量不变； B. B.元素种类、质量不变； C. C.原子的种类、数目、质量都不变 ②适用范围： A. 题目涉及多个反应，反应过程复杂，无法用化学方程式计算求解；   B. 题目中有元素质量、元素质量分数等明显提示； C. 出现“恰好完全反应”的字眼等。 例：已知Mg和Mg(OH)2的混合物中镁元素的质量分数为40%，取该混合物20g加入适量的稀硫酸，恰好完全反应所得溶液中溶质质量为（ ） A．40g B．24g C．20g D．44g 【答案】A 【思路引导】第一步：已知 Mg和 Mg(OH)2的混合物中镁元素的质量分数，考虑用守恒法计算。 第二步：分析题中涉及的反应可知，恰好完全反应所得溶液中溶质只有MgSO4。将反应前后物质中相同元素进行关联，如下 根据图示知，反应后MgSO4中的镁元素全部来自Mg和Mg(OH)2，则 Mg和Mg(OH)2的混合物中镁元素的质量=溶质硫酸镁中镁元素的质量=20g×40%=8g，然后根据某物质中元素质量分数的计算公式反推硫酸镁的质量=8g ÷（24/120×100%）=40g （2）极值法 ①适用范围：混合物与同一物质发生反应，且有一种相同的气体生成物 ②分析思路 第一步：分析题中所涉及的反应，考虑极限状态，分别假设混合物是组成它的其中一种纯净物 第二步：将题目提供的数据代入进行计算，找到极端情况下的最大值、最小值，分别计算出所求物质的质量 第三步：结合题干信息确定答案区间(最大值~最小值)，答案一定在答案区间内。 例：将一定量的镁粉、铝粉、锌粉的混合物与足量的稀硫酸完全反应，生成0.4 g氢气，则金属混合物的质量不可能是(　　) A．4.8 g B．5.4 g C．9.2 g D．13.0 g 【答案】D 【思路引导】解：设生成0.4g氢气时需要铝的质量是x，锌的质量是y 2Al+3H2SO4===Al2(SO4)3+3H2↑ 54 6 x 0.4g 54/6 =x/0.4g x=3.6g Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑ 65 2 y 0.4g 65/2 =y/0.4g y=13.0g 故原混合物质量范围是大于3.6g小于13.0g，所以金属混合物的质量不可能是13.0g。故选D （3）差量法 ①依据：依据化学反应前后的质量或体积差，与反应物或生成物的变化量成正比而建立比例关系的一种解题方法 ②适用范围：有关反应前后相同状态的物质质量变化的问题 ③分析思路 第一步：列出题目中所给物质之间的联系，找“差量”（如固体质量差、溶液质量差等） 第二步：列出已知差量(实际差量)与化学方程式中的对应差量（理论差量）的关系，列式求解 （4）转化关系法 ①依据：利用化学反应方程式中的物质间的质量关系列出比例式，通过已知的量来求未知的量。 ②适用范围：多步反应发生 ③分析思路 第一步：通过多步反应方程式，找出已知量和未知量之间的计量数关系 第二步：根据微粒个数与相对原子质量的乘积计算相关物质的质量比 第三步：再列出比例式，求解。 （5）平均值法 ①依据：如混合物中各组分均能与某一物质反应，且得到的产物中有同一种物质或混合物中各组分均含有同一种元素，要确定其成分 ②适用范围：最适合求出混合物的可能成分，不用考虑各组分的含量 ③分析思路 第一步：找出混合物中各成分的平均值，如平均二价相对原子质量、平均相对分子质量、平均质量、平均质量分数等 第二步：此平均值总是介于组分中对应值的最大值与最小值之间 题型01 质量守恒定律的微观解释 1．（2024·江苏徐州）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 题型02 根据反应的微观示意图分析 2．（2024·江苏无锡）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.（2024·江苏宿迁）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 题型03 质量守恒定律的应用 4．（2024·江苏盐城）同学们课后走进实验室，回收处理金属Mg、Cu与氧气反应的废弃物。取和粉末的混合物5g，加入一定量的稀硫酸恰好完全反应，得到100g含硫元素质量分数为的不饱和溶液；经多步处理后，得13g晶体（不含结晶水）。则原混合物中Mg、Cu两种元素质量分数之和为 A． B． C． D． 5.（2024·江苏镇江·节选）碱式碳酸铜加热到220℃会分解为三种常见的氧化物。取碱式碳酸铜固体充分加热，将生成气体依次用足量的浓硫酸和碱石灰充分吸收。实验测得浓硫酸增重0.36g，碱石灰增重0.88g。则碱式碳酸铜的化学式为 。 题型04 根据化学方程式求化学式 6．（2024·江苏常州）在电化学储能领域拥有巨大潜力的可由以下化学反应制得：，则可推测X是 A． B． C． D． 题型05 根据化学方程式计算 7．（2024·江苏南通）利用CO2合成甲醇（CH3OH）是捕集CO2的一种方法。 (1)CO2催化加氢合成CH3OH的反应为CO2+3H2CH3OH+H2O。 ①该反应 （填“属于”或“不属于”）置换反应。 ②以17.6吨CO2为原料反应制得3.2吨CH3OH，计算CO2的转化率。 （CO2的转化率＝×100%CO2，请将计算过程写到答题卡上） (2)CO和H2在高温、催化剂作用下也能合成CH3OH，该反应的化学方程式为 。 1.（2024·江苏苏州）捕集空气中CO2加氢制甲醇(CH3OH)，可实现CO2资源化利用和“零碳”排放，其转化流程如图所示。下列说法不正确的是 A．反应①中，电解水生成的H2和O2的分子个数比为2：1 B．反应②中，生产1.6kgCH3OH理论上要消耗2.2kgCO2 C．转化过程中，H2O和H2循环转化，无需额外补充 D．等质量的甲醇制取时消耗的CO2与燃烧时生成的CO2相等，实现“零碳”排放 2.（2024·江苏盐城）将小块钠放入水中，会发生剧烈反应，原理为。下列说法中不正确的是 A．钠离子的符号为 B．X的化学式为 C．小块钠放入水中，熔化成闪亮的小球浮游在水面上，说明钠的熔点很高 D．向反应后的溶液中滴加几滴酚酞溶液，观察到溶液由无色变为红色 3．（2023·江苏镇江·中考真题）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 4．（23-24九年级上·江苏南京·期末）我国科学家利用化学方法人工合成淀粉，是实现碳的资源化利用的有效途径之一，主要过程如图。下列说法正确的是 A．CO2和H2生成甲醇(CH3OH)的反应是化合反应 B．反应Ⅱ的化学方程式为2CH3OH+O2 = 2HCHO+2H2O C．为使反应持续发生，反应Ⅰ需要不断补充H2O2以提供氧气 D．人工合成淀粉过程中分子和原子的种类都发生了改变 5.（2024·江苏无锡·中考真题）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 6．（2024·江苏南通·中考真题）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 7．（2024·江苏宿迁·中考真题）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 8．（2024·江苏常州·中考真题）在电化学储能领域拥有巨大潜力的可由以下化学反应制得：，则可推测X是 A． B． C． D． 9．（2024·江苏盐城·中考真题）同学们课后走进实验室，回收处理金属Mg、Cu与氧气反应的废弃物。取和粉末的混合物5g，加入一定量的稀硫酸恰好完全反应，得到100g含硫元素质量分数为的不饱和溶液；经多步处理后，得13g晶体（不含结晶水）。则原混合物中Mg、Cu两种元素质量分数之和为 A． B． C． D． 10．（2024·安徽·中考真题）某实验小组按图a装置验证质量守恒定律，一段时间后，发现锥形瓶内部分固体变为红棕色。实验过程中瓶内物质或元素质量变化与图b相符的是 A．铁粉的质量 B．氮气的质量 C．氧元素的质量 D．固态物质的质量 11．（2024·广东·中考真题）我国科学家利用光催化技术实现了绿色制取H2O2，反应的微观示意图如图所示。下列说法正确的是 A．反应后氧原子个数减少 B．反应后催化剂的质量增加 C．b的化学式为H2O D．参加反应的a、b分子个数比为1∶1 12．（2024·江苏常州·中考真题）兴趣小组对我国的太空舱制取氧气系统(其剖面如图所示)进行了研究性学习。 I．多角度认识制氧原理电源 (1)太空舱制氧系统中电源A极是 极；将燃着的蜡烛放入b管收集的气体中，看到燃烧 。 (2)太空舱制氧原理的化学方程式为 ，反应过程中种类和数目均没有发生变化的微粒是 (用符号表示)。 (3)太空舱制氧过程中消耗的水和生成的氧气的质量关系是___________(填序号)。 A．  B．  C． D．   II．多措施提高制氧效率 【查阅资料】 提高电解效率的措施主要包括：增强水的导电性、改变电解温度、设置超声波场等。 【讨论分析】 (4)用30%的KOH溶液代替水进行电解，增大了水中 的浓度，增强了水的导电性。 (5)升高电解温度能提高制氧效率的原因之一是：温度升高，微粒 。 (6)如图分别为两种不同条件下不锈钢电极表面的气泡直径分布情况图。    ①气泡覆盖在电极表面使电解反应界面 (选填“增大”或“减小”)，降低了电解效率。 ②超声波振动能提高电解效率的原因是 。 13．（2024·福建·中考真题）生产乙醇（C2H6O）的两个反应如下： ①    ② (1)若用反应①制取23g乙醇，理论上至少需要乙烯（C2H4）的质量是多少? (2)，它是绿色化学的重要指标。上述两个反应中，原子经济性更好的是反应 （填“①”或“②”）。 14．（2024·江苏无锡·一模）中国将力争“碳排放”于2030年前达到峰值，争取在2060年前实现“碳中和”。 (1)降低“碳排放”有利于实现“碳中和”。下列措施合理的有 (填字母)。 a.禁止化石燃料的使用   b.植树造林，增大植被面积 c.采用节能技术   d.利用太阳能、风能 (2)“碳中和”目的是使碳排放与碳吸收达平衡，最终实现零碳排放。结合如图1，提出一种可行的碳吸收方式： 。 (3)“碳捕获”并封存被认为是目前减缓全球变暖最经济可行的方式。小张同学利用化学知识，设计了一个简易CO2捕捉器，其捕捉CO2的流程如图2所示。 ①此方法中采用“喷雾”的优点是 。 ②流程中可循环利用的物质为丁，请写出丁与水反应的化学方程式： 。 ③该流程虽然简单，但从节能减排的角度看，存在的不足是 ，这将是小张同学以后运用化学知识需改进的地方。 (4)“碳”的转化与利用 【转化Ⅰ】以CO2为碳源，与H2经催化可转化为高附加值的有机物，此方法具有重要的战略意义。中国化学家使用特殊催化剂实现了CO2和H2转化为A或B等有机物和水，原理如图3所示： ①B的化学式是 。 ②根据催化剂的特性可知，催化剂在该反应前后的质量和 不变。 【转化Ⅱ】2020年哥伦比亚大学化学团队开发出了镍基双金属催化剂，用来将二氧化碳和甲烷两种温室气体在一定条件下进行重整得到两种气体燃料。反应过程如图4所示，写出反应的化学方程式 ，反应一段时间后该催化剂的催化效果降低的原因是 。 15．（2024·江苏无锡·一模）天然气是一种重要的能源。我国开采的天然气除含CH4外，还含有少量的H2S，为减少对环境的影响，在使用之前必须对天然气进行脱硫处理。脱硫的方法主要有以下3种： 方法一：金属氧化物催化法 Fe2O3脱硫和Fe2O3再生的反应如图1所示。 (1)Fe2O3脱硫过程。 ①脱硫后生成的物质除S、FeS固体外，还有 。 ②持续使用会使Fe2O3的脱硫效果减弱的原因可能是：生成的FeS附着在Fe2O3表面 。 (2)Fe2O3再生过程。在一定条件下，该过程反应的化学方程式为 。 方法二：热分解法 将H2S和CH4的混合气体通入反应容器中，发生的反应分两步进行，分别为： 反应1：            反应2： 在一定条件下，当反应相同时间后，测得容器中H2S、CH4、H2、S2和CS2五种气体分子的百分含量随温度的变化关系如图2所示。 已知： (3)图2中虚线X表示的反应物是 （选填“H2S”或“CH4”）。 (4)温度低于1000℃时，CS2气体的含量几乎为0。原因可能是 。 (5)在1100℃~1150℃范围内，其他条件不变，随着温度的升高，S2气体的含量下降的原因可能是 。 方法三：光电催化法 (6)光电催化脱除H2S气体的原理如图，图3中总反应的化学方程式为 。 (7)与热分解法相比，光电催化法的优点是 。 16．（2024·江苏南通·中考真题）氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。 Ⅰ制取氢气 (1)相同温度下，相同大小的Fe片、Zn片，投入到等体积等浓度的稀盐酸中制取H2，反应更剧烈的是 （填“Fe”或“Zn”）。 (2)高温下C与水蒸气反应生成CO和H2，CO和水蒸气继续反应得到CO2和H2。 ①CO和水蒸气反应的化学方程式为 。 ②反应后的气体中含有H2、CO、CO2及水蒸气，向其中加入一定量的CaO可提高H2在混合气体中的百分含量，原因是 。 (3)利用太阳能电厂富余电力电解水制氢，电极上微观粒子的变化情况如图1所示。太阳能属于 （填“可再生能源”或“不可再生能源”）。B电极表面生成H2的过程可描述为 。 Ⅱ储存氢气 (4)碳纳米管（图2）与活性炭均具有疏松多孔的结构，研究表明碳纳米管吸附储氢的能力是活性炭的10倍。碳纳米管吸附储氢属于 变化。 (5)Mg2Cu是一种储氢合金。350℃时，Mg2Cu与H2反应生成MgHn，MgHn中Mg与H的质量比为12：1，则n＝ 。 17．（2024·江苏苏州·中考真题）天然气的综合利用是重要的研究课题。 天然气是重要的化石燃料和能源，主要成分为甲烷(CH4)，还含有少量硫化氢(H2S)等气体。硫化氢可在催化剂作用下与甲烷反应而除去，其反应微观示意图如图1所示。 利用甲烷催化制取氢气。一种甲烷水蒸气催化制氢的透氢膜反应器如图2所示，通入的甲烷和水蒸气在高温和催化剂作用下反应生成一氧化碳和氢气(该反应是吸热反应)，一部分氢气通过透氢膜与膜外侧通入的氧气反应。 利用甲烷在高温、Cu-Pd催化作用下分解可制取新型碳单质材料——石墨烯，石墨烯具有很高的强度和优良的导电性能。 (1)甲烷完全燃烧生成CO2和H2O的化学方程式为 。 (2)结合图1，分析甲烷与硫化氢的反应。 ①产物“”中，碳元素和硫元素的质量比为 (填最简整数比)。 ②该反应过程中变化的是 (填字母)。 A．分子的数目          B．原子的种类         C．物质的总质量 (3)结合图2，分析甲烷水蒸气制氢反应。 ①甲烷水蒸气制氢反应的化学方程式为 。 ②在反应器的膜外侧通入氧气的主要目的是 。 (4)下列说法正确的是________(填字母)。 A．天然气属于纯净物 B．天然气和氢气均属于可再生能源 C．透氢膜反应器内生成的CO与H2未被完全分离 D．石墨烯具有优良的导电性能，是一种金属单质 18．（2024·湖北·中考真题）半导体等产业对超纯氢气需求旺盛。我国工程师研发了具有自主知识产权的多通道钯膜纯化组件，可以将99.92%原料氢气提纯至99.99995%，实现了超纯氢气装置国产化。该装置核心组件工作原理如下图4所示，其工作温度在300℃以上，用字母标注的端口有“产品氢气出口”“尾气出口”“吹扫气入口”。 (1)由图1可知，透过钯膜的最小粒子是 。 (2)由图2可知，氢气分子透过钯膜的推动力是膜两侧的 差。 (3)图4中，纯化组件开始工作时，须先通排净装置中空气，再通原料氢气，其目的是 。“产品氢气出口”是 （填字母标号）。 19．（2024·江苏无锡·中考真题）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）。 20．（2024·广东广州·中考真题）甲醛是一种重要的化工原料，同时也是一种常见的室内空气污染物。利用羟基磷灰石【Ca5（PO4）3OH】可将空气中的甲醛转化为无污染的物质，反应过程的微观示意图如下： (1)羟基磷灰石在甲醛的转化反应前后质量和化学性质都没有发生变化，羟基磷灰石的作用是 。 (2)甲醛的化学式为 ，上述转化反应的化学方程式为 。 (3)将1.5g甲醛完全转化为无污染的物质，需要消耗氧气的质量为 g。 (4)羟基磷灰石可用机械球磨法制备：将Ca（OH）2和P2O5按照一定比例加入到球磨机中，球磨一段时间，发生反应。机械球磨法的工作原理如图所示。 ①机械球磨的目的是 。球磨过程中常加入一定比例的生石灰用于吸水，发生反应的化学方程式为 。 ②按照绿色化学思想，反应物中的原子全部转化为期望的最终产物，这时原子利用率为100%。为使反应物中的原子全部转化为羟基磷灰石，理论上CaO、Ca（OH）2、P2O5作为原料加入的质量比为 。 【相对分子质量：CaO56 Ca（OH）274 P2O5142】 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 压轴题01 质量守恒定律及其应用 一、质量守恒定律内容的要点 （1）“化学反应”是前提。任何化学变化都遵循质量守恒定律，不能应用于物理变化。 （2） “参加反应”是基础。反应剩余的和原来体系中就有的不能计算在内（未参加反应的质量不计入总和）。 （3） “质量总和”是核心。沉淀、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。 二、从宏观和微观角度理解质量守恒定律 （1）宏观：化学反应前后，元素的质量和元素的种类都不变，所以化学反应前后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。 （2）微观：化学反应的本质是分子的破裂、原子的重组，反应过程中原子的种类、数目和质量均不变，所以化学反应前后参加反应的各物质的质量总和与反应生成的各物质的质量总和相等。 三、化学方程式书写的要点 （1）根据实验事实，在式子的左、右两边分别写出反应物和生成物的化学式，并在式子的左、右两边之间画一条短线；当反应物或生成物有多种时，中间用加号（即“+”）连接起来． （2）配平化学方程式，并检查后，将刚才画的短线改写成等号（表示式子左、右两边每一种元素原子的总数相等）． （3）标明化学反应发生的条件（因为化学反应只有在一定的条件下才能发生）；如点燃、加热（常用“△”号表示）、催化剂、通电等．并且，一般都写在等号的上面，若有两个条件，等号上面写一个下面写一个，等等． （4）注明生成物中气体或固体的状态符号（即“↑”、“↓”）；一般标注在气体或固体生成物的化学式的右边．但是，如果反应物和生成物中都有气体或固体时，其状态符号就不用标注了。 三、解题要领归纳 1. 质量守恒定律的应用 （1） 运用质量守恒定律推断物质的化学式或元素组成 步骤 具体方法 ① 观察反应方程式，锁定“未知”物质x ② 推断化学式 根据质量守恒定律，反应前后元素的种类、原子的数目均不改变，由此确定出未知物质的组成(或化学式)。 确定元素组成 根据已知的反应物和生成物的质量进行计算 ③ 根据推断或计算进行逐项判断 （2）关于在密闭容器中化学反应的数据分析 步骤 具体方法 ① 确定待测质量“x”的值：根据反应前物质的质量总和=反应后物质的质量总和（或反应前各种物质的质量减少=反应后各种物质的质量增加） ② 确定反应物和生成物：计算表格中反应前后各物质质量变化。反应后质量减小的为反应物；反应后质量增加的为生成物；反应后质量不变的是催化剂或不参与反应的杂质 ③ 写出反应的符号表达式，确定反应类型 ④ 标注反应前后各物质的质量变化关系 ⑤ 根据质量守恒定律及化学方程式的计算原理，结合所学知识，逐项进行分析判断 （3）关于质量守恒定律的微观反应示意图 步骤 具体方法 ① 观察反应前后是否有相同的分子，若有则消除相同数目的同种分子；若无则省去此步 ② 根据图注分别写出反应前后各物质的化学式，并配平方程式 (如图注没给出原子的图示符号，可直接用物质的图示符号配平) ③ 根据书写的化学方程式进行逐项判断 2.根据质量守恒定律进行简单计算 （1）守恒法 ①依据：根据质量守恒定律，指参加化学反应的各物质质量总和等于生成物的各物质质量总和相等(不包括未参加反应的物质的质量，也不包括杂质)。 A. 反应物、生成物总质量不变； B. B.元素种类、质量不变； C. C.原子的种类、数目、质量都不变 ②适用范围： A. 题目涉及多个反应，反应过程复杂，无法用化学方程式计算求解；   B. 题目中有元素质量、元素质量分数等明显提示； C. 出现“恰好完全反应”的字眼等。 例：已知Mg和Mg(OH)2的混合物中镁元素的质量分数为40%，取该混合物20g加入适量的稀硫酸，恰好完全反应所得溶液中溶质质量为（ ） A．40g B．24g C．20g D．44g 【答案】A 【思路引导】第一步：已知 Mg和 Mg(OH)2的混合物中镁元素的质量分数，考虑用守恒法计算。 第二步：分析题中涉及的反应可知，恰好完全反应所得溶液中溶质只有MgSO4。将反应前后物质中相同元素进行关联，如下 根据图示知，反应后MgSO4中的镁元素全部来自Mg和Mg(OH)2，则 Mg和Mg(OH)2的混合物中镁元素的质量=溶质硫酸镁中镁元素的质量=20g×40%=8g，然后根据某物质中元素质量分数的计算公式反推硫酸镁的质量=8g ÷（24/120×100%）=40g （2）极值法 ①适用范围：混合物与同一物质发生反应，且有一种相同的气体生成物 ②分析思路 第一步：分析题中所涉及的反应，考虑极限状态，分别假设混合物是组成它的其中一种纯净物 第二步：将题目提供的数据代入进行计算，找到极端情况下的最大值、最小值，分别计算出所求物质的质量 第三步：结合题干信息确定答案区间(最大值~最小值)，答案一定在答案区间内。 例：将一定量的镁粉、铝粉、锌粉的混合物与足量的稀硫酸完全反应，生成0.4 g氢气，则金属混合物的质量不可能是(　　) A．4.8 g B．5.4 g C．9.2 g D．13.0 g 【答案】D 【思路引导】解：设生成0.4g氢气时需要铝的质量是x，锌的质量是y 2Al+3H2SO4===Al2(SO4)3+3H2↑ 54 6 x 0.4g 54/6 =x/0.4g x=3.6g Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑ 65 2 y 0.4g 65/2 =y/0.4g y=13.0g 故原混合物质量范围是大于3.6g小于13.0g，所以金属混合物的质量不可能是13.0g。故选D （3）差量法 ①依据：依据化学反应前后的质量或体积差，与反应物或生成物的变化量成正比而建立比例关系的一种解题方法 ②适用范围：有关反应前后相同状态的物质质量变化的问题 ③分析思路 第一步：列出题目中所给物质之间的联系，找“差量”（如固体质量差、溶液质量差等） 第二步：列出已知差量(实际差量)与化学方程式中的对应差量（理论差量）的关系，列式求解 （4）转化关系法 ①依据：利用化学反应方程式中的物质间的质量关系列出比例式，通过已知的量来求未知的量。 ②适用范围：多步反应发生 ③分析思路 第一步：通过多步反应方程式，找出已知量和未知量之间的计量数关系 第二步：根据微粒个数与相对原子质量的乘积计算相关物质的质量比 第三步：再列出比例式，求解。 （5）平均值法 ①依据：如混合物中各组分均能与某一物质反应，且得到的产物中有同一种物质或混合物中各组分均含有同一种元素，要确定其成分 ②适用范围：最适合求出混合物的可能成分，不用考虑各组分的含量 ③分析思路 第一步：找出混合物中各成分的平均值，如平均二价相对原子质量、平均相对分子质量、平均质量、平均质量分数等 第二步：此平均值总是介于组分中对应值的最大值与最小值之间 题型01 质量守恒定律的微观解释 1．（2024·江苏徐州）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 【详解】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。 题型02 根据反应的微观示意图分析 2．（2024·江苏无锡）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 【分析】 发生反应为： 【详解】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.（2024·江苏宿迁）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：。 【详解】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。 题型03 质量守恒定律的应用 4．（2024·江苏盐城）同学们课后走进实验室，回收处理金属Mg、Cu与氧气反应的废弃物。取和粉末的混合物5g，加入一定量的稀硫酸恰好完全反应，得到100g含硫元素质量分数为的不饱和溶液；经多步处理后，得13g晶体（不含结晶水）。则原混合物中Mg、Cu两种元素质量分数之和为 A． B． C． D． 【答案】C 【详解】金属Mg、Cu与氧气反应的废弃物中含有氧化镁和氧化铜，稀硫酸与氧化镁反应生成硫酸镁和水，与氧化铜反应生成硫酸铜和水；完全反应后的溶液中硫元素的质量为：100×3.2%=3.2g；13g 晶体为硫酸镁和硫酸铜的混合物，根据质量守恒定律，其中硫酸根的质量为 ；则镁元素和铜元素的质量之和为 13g-9.6g=3.4g；原混合物的质量为 5g，所以原混合物中 Mg、Cu 两种元素质量分数之和为 。 故选C。 5.（2024·江苏镇江·节选）碱式碳酸铜加热到220℃会分解为三种常见的氧化物。取碱式碳酸铜固体充分加热，将生成气体依次用足量的浓硫酸和碱石灰充分吸收。实验测得浓硫酸增重0.36g，碱石灰增重0.88g。则碱式碳酸铜的化学式为 。 【答案】 【详解】碱式碳酸铜加热到220℃会分解为三种常见的氧化物，取碱式碳酸铜固体充分加热，将生成气体依次用足量的浓硫酸和碱石灰充分吸收，浓硫酸具有吸水性，碱石灰能吸收二氧化碳，则生成物为氧化铜、二氧化碳和水，实验测得浓硫酸增重0.36g，碱石灰增重0.88g，则生成水的质量为0.36g，生成二氧化碳的质量为0.88g，根据质量守恒定律可知，化学反应前后元素种类及质量不变，则碱式碳酸铜中氢元素的质量等于水中氢元素的质量，即，碱式碳酸铜中碳元素的质量等于二氧化碳中碳元素的质量，即，根据化合物中原子的个数比等于元素质量与相对原子质量的商之比，则碱式碳酸铜中碳、氢原子的个数比为，则氢氧根与碳酸根的个数比，已知在化合物中铜元素常显+2价、氢氧根为-1价、碳酸根为-2价，根据在化合物中各元素化合价的代数和为零，则，解得，由于，则，则碱式碳酸铜的化学式为。 题型04 根据化学方程式求化学式 6．（2024·江苏常州）在电化学储能领域拥有巨大潜力的可由以下化学反应制得：，则可推测X是 A． B． C． D． 【答案】B 【详解】根据化学方程式可知，反应后有 1 个铜原子、1 个铁原子、2 个硫原子、4 个氮原子、16 个氢原子、4 个氯原子， 反应前有 1 个铜原子、1 个铁原子、4 个氯原子和2X，化学反应前后原子种类和数目不变。所以 2X 中含有 2 个硫原子、4 个氮原子、16 个氢原子，即 X 为(NH4)2S。 故选B。 题型05 根据化学方程式计算 7．（2024·江苏南通）利用CO2合成甲醇（CH3OH）是捕集CO2的一种方法。 (1)CO2催化加氢合成CH3OH的反应为CO2+3H2CH3OH+H2O。 ①该反应 （填“属于”或“不属于”）置换反应。 ②以17.6吨CO2为原料反应制得3.2吨CH3OH，计算CO2的转化率。 （CO2的转化率＝×100%CO2，请将计算过程写到答题卡上） (2)CO和H2在高温、催化剂作用下也能合成CH3OH，该反应的化学方程式为 。 【答案】(1) 不属于 解：设消耗CO2的质量为x。 则CO2的转化率为 答：CO2的转化率为25%。 (2) 【详解】（1）①根据化学方程式，该反应不符合一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物，不属于置换反应； ②计算过程见答案； （2）CO和H2在高温、催化剂作用下也能合成CH3OH，该反应的化学方程式为 1.（2024·江苏苏州）捕集空气中CO2加氢制甲醇(CH3OH)，可实现CO2资源化利用和“零碳”排放，其转化流程如图所示。下列说法不正确的是 A．反应①中，电解水生成的H2和O2的分子个数比为2：1 B．反应②中，生产1.6kgCH3OH理论上要消耗2.2kgCO2 C．转化过程中，H2O和H2循环转化，无需额外补充 D．等质量的甲醇制取时消耗的CO2与燃烧时生成的CO2相等，实现“零碳”排放 【答案】C 【详解】A、反应①水通电分解生成氢气和氧气，化学方程式为：，由化学方程式可知，电解水生成的H2和O2的分子个数比为2：1，故A说法正确； B、反应②中，二氧化碳和氢气反应生成甲醇和水，根据碳元素质量守恒，则生产1.6kgCH3OH理论上要消耗CO2的质量为，故B说法正确； C、反应①水通电分解生成氢气和氧气，化学方程式为： ，反应②为二氧化碳和氢气反应生成甲醇和水，化学方程式为：，综合方程式为：，故转化过程中，H2O和H2虽然可循环转化，但是也需额外补充，故C说法错误； D、甲醇和氧气点燃生成二氧化碳和水，化学方程式为：，二氧化碳和氢气反应生成甲醇和水，化学方程式为： ，由化学方程式可知，甲醇和二氧化碳的分子个数比均为1：1，故等质量的甲醇制取时消耗的CO2与燃烧时生成的CO2相等，可实现“零碳”排放，故D说法正确； 故选：C。 2.（2024·江苏盐城）将小块钠放入水中，会发生剧烈反应，原理为。下列说法中不正确的是 A．钠离子的符号为 B．X的化学式为 C．小块钠放入水中，熔化成闪亮的小球浮游在水面上，说明钠的熔点很高 D．向反应后的溶液中滴加几滴酚酞溶液，观察到溶液由无色变为红色 【答案】C 【详解】A、离子的表示方法：在该离子元素符号的右上角标上该离子所带的正负电荷数，数字在前，正负号在后，带一个电荷时，1通常省略，多个离子，就是在元素符号前面加上相应的数字；故钠离子表示为：Na+，不符合题意； B、根据质量守恒定律，化学反应前后，原子的种类和数目不变，反应物中含Na、H、O的个数分别是2、4、2，生成物中含Na、H、O的个数分别是2、2、2，故生成物中还应含2个H，故X的化学式为：H2，不符合题意； C、小块钠放入水中，熔化成闪亮的小球，说明该反应放热，且钠的熔点较低，符合题意； D、钠和水反应生成氢氧化钠和氢气，氢氧化钠溶液显碱性，能使无色酚酞试液变红，故溶液由无色变为红色，不符合题意。 故选C。 3．（2023·江苏镇江·中考真题）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 【详解】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。 4．（23-24九年级上·江苏南京·期末）我国科学家利用化学方法人工合成淀粉，是实现碳的资源化利用的有效途径之一，主要过程如图。下列说法正确的是 A．CO2和H2生成甲醇(CH3OH)的反应是化合反应 B．反应Ⅱ的化学方程式为2CH3OH+O2 = 2HCHO+2H2O C．为使反应持续发生，反应Ⅰ需要不断补充H2O2以提供氧气 D．人工合成淀粉过程中分子和原子的种类都发生了改变 【答案】C 【详解】A.和反应生成甲醇的化学方程式为，不符合多变一的特点，不属于化合反应，故选项说法错误； B.分析图示可知，反应Ⅱ的化学方程式为，故选项说法错误； C.反应Ⅰ为化学方程式为，反应Ⅱ的化学方程式为，反应Ⅱ消耗1个分子的同时生成1个分子，而反应Ⅰ生成1个分子需要消耗2个分子，则为使反应持续发生，反应Ⅰ需要不断补充以提供氧气，故选项说法正确； D.人工合成淀粉过程中分子的种类发生改变，原子的种类不发生改变。故选项说法错误； 故选：C。 5.（2024·江苏无锡·中考真题）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 【详解】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。 6．（2024·江苏南通·中考真题）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：； 【详解】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。 7．（2024·江苏宿迁·中考真题）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：。 【详解】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。 8．（2024·江苏常州·中考真题）在电化学储能领域拥有巨大潜力的可由以下化学反应制得：，则可推测X是 A． B． C． D． 【答案】B 【详解】根据化学方程式可知，反应后有 1 个铜原子、1 个铁原子、2 个硫原子、4 个氮原子、16 个氢原子、4 个氯原子， 反应前有 1 个铜原子、1 个铁原子、4 个氯原子和2X，化学反应前后原子种类和数目不变。所以 2X 中含有 2 个硫原子、4 个氮原子、16 个氢原子，即 X 为(NH4)2S。 故选B。 9．（2024·江苏盐城·中考真题）同学们课后走进实验室，回收处理金属Mg、Cu与氧气反应的废弃物。取和粉末的混合物5g，加入一定量的稀硫酸恰好完全反应，得到100g含硫元素质量分数为的不饱和溶液；经多步处理后，得13g晶体（不含结晶水）。则原混合物中Mg、Cu两种元素质量分数之和为 A． B． C． D． 【答案】C 【详解】金属Mg、Cu与氧气反应的废弃物中含有氧化镁和氧化铜，稀硫酸与氧化镁反应生成硫酸镁和水，与氧化铜反应生成硫酸铜和水；完全反应后的溶液中硫元素的质量为：100×3.2%=3.2g；13g 晶体为硫酸镁和硫酸铜的混合物，根据质量守恒定律，其中硫酸根的质量为 ；则镁元素和铜元素的质量之和为 13g-9.6g=3.4g；原混合物的质量为 5g，所以原混合物中 Mg、Cu 两种元素质量分数之和为 。 故选C。 10．（2024·安徽·中考真题）某实验小组按图a装置验证质量守恒定律，一段时间后，发现锥形瓶内部分固体变为红棕色。实验过程中瓶内物质或元素质量变化与图b相符的是 A．铁粉的质量 B．氮气的质量 C．氧元素的质量 D．固态物质的质量 【答案】A 【详解】A、食盐水中的铁粉生锈，铁粉的质量将随时间的增加而减少，锥形瓶中氧气反应完，铁粉的质量不变。A符合题意； B、食盐水中的铁粉生锈过程中，氮气不参与反应，氮气的质量不变。B不符合题意； C、食盐水中的铁粉生锈过程中，氧气转化到铁锈中，氧元素的质量不变。C不符合题意； D、原固态物质是铁粉，生锈后固态物质变为铁锈，固态物质的质量先增加后不变。D不符合题意。 综上所述：选择A。 11．（2024·广东·中考真题）我国科学家利用光催化技术实现了绿色制取H2O2，反应的微观示意图如图所示。下列说法正确的是 A．反应后氧原子个数减少 B．反应后催化剂的质量增加 C．b的化学式为H2O D．参加反应的a、b分子个数比为1∶1 【答案】C 【详解】A、根据质量守恒定律，反应前后原子种类和数目不变，则反应后氧原子个数不变，故A说法错误； B、在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂，则反应后催化剂的质量不变，故B说法错误； C、由图可知，一个b分子是由1个氧原子和2个氢原子构成的，则b的化学式为H2O ，故C说法正确； D、由图可知，氧气和水在催化剂的作用下反应生成过氧化氢，化学方程式为：，则参加反应的a、b分子个数比为1∶2，故D说法错误； 故选：C。 12．（2024·江苏常州·中考真题）兴趣小组对我国的太空舱制取氧气系统(其剖面如图所示)进行了研究性学习。 I．多角度认识制氧原理电源 (1)太空舱制氧系统中电源A极是 极；将燃着的蜡烛放入b管收集的气体中，看到燃烧 。 (2)太空舱制氧原理的化学方程式为 ，反应过程中种类和数目均没有发生变化的微粒是 (用符号表示)。 (3)太空舱制氧过程中消耗的水和生成的氧气的质量关系是___________(填序号)。 A．  B．  C． D．   II．多措施提高制氧效率 【查阅资料】 提高电解效率的措施主要包括：增强水的导电性、改变电解温度、设置超声波场等。 【讨论分析】 (4)用30%的KOH溶液代替水进行电解，增大了水中 的浓度，增强了水的导电性。 (5)升高电解温度能提高制氧效率的原因之一是：温度升高，微粒 。 (6)如图分别为两种不同条件下不锈钢电极表面的气泡直径分布情况图。    ①气泡覆盖在电极表面使电解反应界面 (选填“增大”或“减小”)，降低了电解效率。 ②超声波振动能提高电解效率的原因是 。 【答案】(1) 负 更旺 (2) H、O (3)A (4)离子（或带电粒子等） (5)运动速率加快 (6) 减小 超声波振动能减少电极表面的气泡 【详解】（1）在电解水实验中，“正氧负氢”，a管中产生的是氢气，故太空舱制氧系统中电源A极是负极； b管收集的气体是氧气，氧气具有助燃性，故将燃着的蜡烛放入b管收集的气体中，看到燃烧更旺； （2）太空舱制氧原理为水通电分解生成氢气和氧气，该反应的化学方程式为：； 根据质量守恒定律，化学反应前后，原子的种类和数目不变，故反应过程中种类和数目均没有发生变化的微粒是氢原子和氧原子，故填：H、O； （3）水通电分解生成氢气和氧气，即，消耗水和生成氧气的质量比为：。 故选A； （4）用30%的KOH溶液代替水进行电解，氢氧化钾溶液中含自由移动的钾离子和氢氧根离子，故增大了水中离子的浓度，增强了水的导电性； （5）升高电解温度能提高制氧效率的原因之一是：温度升高，微粒的运动速率加快，微粒之间的接触机会变大； （6）①气泡覆盖在电极表面，阻碍了电极与水的接触，使电解反应界面减小，降低了电解效率； ②由图可知，与静音条件下相比，超声条件下，不锈钢电极表面的气泡较少，说明超声波振动能减少电极表面的气泡，故可以提高电解效率。 13．（2024·福建·中考真题）生产乙醇（C2H6O）的两个反应如下： ①    ② (1)若用反应①制取23g乙醇，理论上至少需要乙烯（C2H4）的质量是多少? (2)，它是绿色化学的重要指标。上述两个反应中，原子经济性更好的是反应 （填“①”或“②”）。 【答案】(1)解：设制取23g乙醇，理论上至少需要乙烯的质量为x。 x=14g 答：制取23g乙醇，理论上至少需要乙烯的质量为14g。 (2)① 【详解】（1）见答案。 （2）根据原子经济性公式，①中反应物完全转化为生成物，原子经济性百分之百，②中反应物未完全转化为生成物，原子经济性小于百分之百，故原子经济性更好的是反应①。 14．（2024·江苏无锡·一模）中国将力争“碳排放”于2030年前达到峰值，争取在2060年前实现“碳中和”。 (1)降低“碳排放”有利于实现“碳中和”。下列措施合理的有 (填字母)。 a.禁止化石燃料的使用   b.植树造林，增大植被面积 c.采用节能技术   d.利用太阳能、风能 (2)“碳中和”目的是使碳排放与碳吸收达平衡，最终实现零碳排放。结合如图1，提出一种可行的碳吸收方式： 。 (3)“碳捕获”并封存被认为是目前减缓全球变暖最经济可行的方式。小张同学利用化学知识，设计了一个简易CO2捕捉器，其捕捉CO2的流程如图2所示。 ①此方法中采用“喷雾”的优点是 。 ②流程中可循环利用的物质为丁，请写出丁与水反应的化学方程式： 。 ③该流程虽然简单，但从节能减排的角度看，存在的不足是 ，这将是小张同学以后运用化学知识需改进的地方。 (4)“碳”的转化与利用 【转化Ⅰ】以CO2为碳源，与H2经催化可转化为高附加值的有机物，此方法具有重要的战略意义。中国化学家使用特殊催化剂实现了CO2和H2转化为A或B等有机物和水，原理如图3所示： ①B的化学式是 。 ②根据催化剂的特性可知，催化剂在该反应前后的质量和 不变。 【转化Ⅱ】2020年哥伦比亚大学化学团队开发出了镍基双金属催化剂，用来将二氧化碳和甲烷两种温室气体在一定条件下进行重整得到两种气体燃料。反应过程如图4所示，写出反应的化学方程式 ，反应一段时间后该催化剂的催化效果降低的原因是 。 【答案】(1)bcd (2)多植树造林 (3) 增大气体与液体的接触面积，使反应快速充分 碳酸钙高温分解，耗能较多 (4) C6H6 化学性质 反应过程中有C覆盖在催化剂表面，阻碍了反应的进行 【详解】（1）a、为降低“碳排放”，可减少化石燃料的使用。不能禁止化石燃料的使用。a措施不合理； b、绿色植物光合作用大量消耗二氧化碳，为降低“碳排放”，可植树造林，增大植被面积。b措施合理； c、采用节能技术，可减少化石燃料的使用，降低“碳排放”。c措施合理； d、利用太阳能、风能，使用新能源，可减少化石燃料的使用，降低“碳排放”。d措施合理。 综上所述：选择bcd。故填：bcd。 （2）从图1可以看出，生产、生活中产生的二氧化碳与绿色植物光合作用吸收的二氧化碳大致平衡，所以可行的一种碳吸收方式是多植树造林，让绿色植物光合作用尽可能多的吸收二氧化碳。故填：多植树造林。 （3）①为增大气体与液体的接触面积，使反应快速充分，此方法中采用“喷雾”。故填：增大气体与液体的接触面积，使反应快速充分。 ②二氧化碳捕捉器中氢氧化钙溶液与二氧化碳反应生成固体碳酸钙，碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳，所以丁是氧化钙，氧化钙与水反应生成氢氧化钙，化学方程式为。故填：。 ③由于碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳，所以耗能较多，且生成二氧化碳，所以从节能减排的角度看，存在的不足是能较多，且生成二氧化碳等。故填：碳酸钙高温分解，耗能较多。 （4）转化Ⅰ：①据图3可知，B的化学式是C6H6。故填：C6H6。 ②根据催化剂的特性可知，催化剂在该反应前后的质量和化学性质不变。故填：化学性质。 转化Ⅱ：据图4可知，二氧化碳和甲烷两种温室气体在镍基双金属催化剂和在一定条件下反应生成一氧化碳和氢气，化学方程式为。由于反应过程中有C覆盖在催化剂表面，阻碍了反应的进行，所以反应一段时间后该催化剂的催化效果降低。 故填：；反应过程中有C覆盖在催化剂表面，阻碍了反应的进行。 15．（2024·江苏无锡·一模）天然气是一种重要的能源。我国开采的天然气除含CH4外，还含有少量的H2S，为减少对环境的影响，在使用之前必须对天然气进行脱硫处理。脱硫的方法主要有以下3种： 方法一：金属氧化物催化法 Fe2O3脱硫和Fe2O3再生的反应如图1所示。 (1)Fe2O3脱硫过程。 ①脱硫后生成的物质除S、FeS固体外，还有 。 ②持续使用会使Fe2O3的脱硫效果减弱的原因可能是：生成的FeS附着在Fe2O3表面 。 (2)Fe2O3再生过程。在一定条件下，该过程反应的化学方程式为 。 方法二：热分解法 将H2S和CH4的混合气体通入反应容器中，发生的反应分两步进行，分别为： 反应1：            反应2： 在一定条件下，当反应相同时间后，测得容器中H2S、CH4、H2、S2和CS2五种气体分子的百分含量随温度的变化关系如图2所示。 已知： (3)图2中虚线X表示的反应物是 （选填“H2S”或“CH4”）。 (4)温度低于1000℃时，CS2气体的含量几乎为0。原因可能是 。 (5)在1100℃~1150℃范围内，其他条件不变，随着温度的升高，S2气体的含量下降的原因可能是 。 方法三：光电催化法 (6)光电催化脱除H2S气体的原理如图，图3中总反应的化学方程式为 。 (7)与热分解法相比，光电催化法的优点是 。 【答案】(1) 二氧化硫/SO2 阻止了硫化氢与氧化铁的接触 (2) (3)CH4 (4)较低温度下，反应2没有发生 (5)高温下，主要发生反应2 (6) (7)利用太阳能催化法脱除H2S，耗能低 【详解】（1）①根据图示，脱硫时，硫化氢还原部分氧化铁生成硫酸亚铁和S，脱硫剂再生时，硫化亚铁被氧气氧化生成氧化铁和二氧化硫，脱硫后生成的物质除S、FeS固体外，还有SO2； ②生成的FeS附着在Fe2O3表面上，阻止了硫化氢与氧化铁的接触，减弱了Fe2O3的脱硫效果； （2）根据图示信息可知：Fe2O3再生过程是在一定条件下硫化亚铁与氧气反应生成氧化铁和二氧化硫，反应的化学方程式为 ：； （3）硫化氢高温下分解得到氢气和S2气体，此时甲烷还没有反应，随着第一个反应结束，甲烷才与S2气体高温下发生反应，因此图2中虚线X表示的反应物是CH4； （4）温度低于1000℃时，CS2气体的含量几乎为0，原因可能是较低温度下，反应2没有发生； （5）在1100℃～1150℃范围内，其他条件不变，随着温度的升高，S2气体的含量下降的原因可能是主要发生反应2； （6）根据图3提供信息可知，硫化氢与氧气在一定条件下反应生成过氧化氢和S2，总反应的化学方程式为：； （7）与受热分解法相比，光电催化法的优点是利用太阳能催化法脱除H2S，耗能低。 16．（2024·江苏南通·中考真题）氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。 Ⅰ制取氢气 (1)相同温度下，相同大小的Fe片、Zn片，投入到等体积等浓度的稀盐酸中制取H2，反应更剧烈的是 （填“Fe”或“Zn”）。 (2)高温下C与水蒸气反应生成CO和H2，CO和水蒸气继续反应得到CO2和H2。 ①CO和水蒸气反应的化学方程式为 。 ②反应后的气体中含有H2、CO、CO2及水蒸气，向其中加入一定量的CaO可提高H2在混合气体中的百分含量，原因是 。 (3)利用太阳能电厂富余电力电解水制氢，电极上微观粒子的变化情况如图1所示。太阳能属于 （填“可再生能源”或“不可再生能源”）。B电极表面生成H2的过程可描述为 。 Ⅱ储存氢气 (4)碳纳米管（图2）与活性炭均具有疏松多孔的结构，研究表明碳纳米管吸附储氢的能力是活性炭的10倍。碳纳米管吸附储氢属于 变化。 (5)Mg2Cu是一种储氢合金。350℃时，Mg2Cu与H2反应生成MgHn，MgHn中Mg与H的质量比为12：1，则n＝ 。 【答案】(1)Zn (2) 氧化钙与水蒸气反应，消耗了水蒸气，使氢气的百分含量提高 (3) 可再生能源 氢离子在B电极上得到电子生成氢气分子 (4)物理 (5)2 【详解】（1）在金属活动性顺序中，金属的位置越靠前，与酸反应的速度就越快，由于锌（Zn）在铁（Fe）的前面，因此相同温度下，相同大小的Fe片、Zn片投入到等体积等浓度的稀盐酸中，Zn与稀盐酸的反应会更剧烈。 （2）①在高温条件下，一氧化碳（CO）与水蒸气（H2O）反应生成二氧化碳（CO2）和氢气（H2），这个反应的化学方程式为。 ②反应后的气体中含有H2、CO、CO2及水蒸气，当向其中加入一定量的氧化钙（CaO）时，氧化钙会与水蒸气反应生成氢氧化钙[Ca（OH）2]，这个反应会消耗掉水蒸气，从而使混合气体中氢气的百分含量提高。 （3）太阳能是一种可再生能源，因为它来源于太阳，而太阳的能量是无穷无尽的，在电解水的过程中，B电极是负极，负极上氢离子（H+）得到电子生成氢气（H2），这个过程可以描述为：水分子在电流的作用下被分解为氢离子和氢氧根离子，氢离子在B电极上得到电子生成氢气分子；故答案为：可再生能源；氢离子在B电极上得到电子生成氢气分子。 （4）碳纳米管与活性炭均具有疏松多孔的结构，这使得它们都具有很强的吸附能力，当它们用于吸附储氢时，只是将氢气分子吸附在表面或孔隙中，并没有改变氢气的化学性质，因此这个过程属于物理变化。 （5）在MgHn中，镁（Mg）与氢（H）的质量比为12：1，设MgHn中氢原子的个数为n，则镁与氢的质量比可以表示为（因为镁的相对原子质量为24），根据题目给出的质量比12：1，我们可以列出等式：，解这个等式得到n＝2。 17．（2024·江苏苏州·中考真题）天然气的综合利用是重要的研究课题。 天然气是重要的化石燃料和能源，主要成分为甲烷(CH4)，还含有少量硫化氢(H2S)等气体。硫化氢可在催化剂作用下与甲烷反应而除去，其反应微观示意图如图1所示。 利用甲烷催化制取氢气。一种甲烷水蒸气催化制氢的透氢膜反应器如图2所示，通入的甲烷和水蒸气在高温和催化剂作用下反应生成一氧化碳和氢气(该反应是吸热反应)，一部分氢气通过透氢膜与膜外侧通入的氧气反应。 利用甲烷在高温、Cu-Pd催化作用下分解可制取新型碳单质材料——石墨烯，石墨烯具有很高的强度和优良的导电性能。 (1)甲烷完全燃烧生成CO2和H2O的化学方程式为 。 (2)结合图1，分析甲烷与硫化氢的反应。 ①产物“”中，碳元素和硫元素的质量比为 (填最简整数比)。 ②该反应过程中变化的是 (填字母)。 A．分子的数目          B．原子的种类         C．物质的总质量 (3)结合图2，分析甲烷水蒸气制氢反应。 ①甲烷水蒸气制氢反应的化学方程式为 。 ②在反应器的膜外侧通入氧气的主要目的是 。 (4)下列说法正确的是________(填字母)。 A．天然气属于纯净物 B．天然气和氢气均属于可再生能源 C．透氢膜反应器内生成的CO与H2未被完全分离 D．石墨烯具有优良的导电性能，是一种金属单质 【答案】(1) (2) 3：16 A (3) H2与O2反应放热，为制氢提供热量 (4)C 【详解】（1）甲烷完全燃烧生成二氧化碳和水，该反应的化学方程式为：； （2）①产物“ ”的化学式为：CS2，CS2中碳元素和硫元素的质量比为：； ②A、由图可知，该反应为甲烷和硫化氢在催化剂的作用下反应生成CS2和氢气，该反应的化学方程式为：，由化学方程式可知，化学反应前后，分子的数目发生了改变，反应前是3个，反应后是5个，符合题意； B、根据质量守恒定律，化学反应前后，原子的种类和数目不变，不符合题意； C、根据质量守恒定律，化学反应前后，物质的总质量不变，不符合题意。 故选A； （3）①由图2可知，甲烷水蒸气制氢反应为甲烷和水蒸气在高温和催化剂的作用下反应生成一氧化碳和氢气，该反应的化学方程式为：； ②氢气和氧气反应生成水，该反应放出大量的热，故在反应器的膜外侧通入氧气的主要目的是：H2与O2反应放热，为制氢提供热量； （4）A、天然气的主要成分是甲烷，还含有其它物质，属于混合物，不符合题意； B、天然气属于化石燃料，短期内不能再生，属于不可再生能源，氢气可通过电解水等制得，属于可再生能源，不符合题意； C、一氧化碳和氢气均是气体，透氢膜反应器内生成的CO与H2混合在一起，未被完全分离，符合题意； D、石墨烯具有优良的导电性能，但是石墨烯是由碳元素组成的纯净物，属于碳单质，不符合题意。 故选C。 18．（2024·湖北·中考真题）半导体等产业对超纯氢气需求旺盛。我国工程师研发了具有自主知识产权的多通道钯膜纯化组件，可以将99.92%原料氢气提纯至99.99995%，实现了超纯氢气装置国产化。该装置核心组件工作原理如下图4所示，其工作温度在300℃以上，用字母标注的端口有“产品氢气出口”“尾气出口”“吹扫气入口”。 (1)由图1可知，透过钯膜的最小粒子是 。 (2)由图2可知，氢气分子透过钯膜的推动力是膜两侧的 差。 (3)图4中，纯化组件开始工作时，须先通排净装置中空气，再通原料氢气，其目的是 。“产品氢气出口”是 （填字母标号）。 【答案】(1)氢原子/H (2)压强 (3) 防止升温（或加热）时氢气与空气混合发生爆炸 B 【详解】（1）由图1可知，透过钯膜的最小粒子为氢原子； （2）由图2不同氢气压强下钯膜的透氢量可知，氢气分子透过钯膜的推动力是膜两侧的压强差； （3）图4中，纯化组件开始工作时，须先通 N2 排净装置中空气，再通原料氢气，氢气具有可燃性，其目的是防止升温（或加热）时氢气与空气混合发生爆炸； 氢气密度比空气小，通过多通道钯膜纯化组件，则“产品氢气出口”是B。 19．（2024·江苏无锡·中考真题）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。 【详解】（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。 20．（2024·广东广州·中考真题）甲醛是一种重要的化工原料，同时也是一种常见的室内空气污染物。利用羟基磷灰石【Ca5（PO4）3OH】可将空气中的甲醛转化为无污染的物质，反应过程的微观示意图如下： (1)羟基磷灰石在甲醛的转化反应前后质量和化学性质都没有发生变化，羟基磷灰石的作用是 。 (2)甲醛的化学式为 ，上述转化反应的化学方程式为 。 (3)将1.5g甲醛完全转化为无污染的物质，需要消耗氧气的质量为 g。 (4)羟基磷灰石可用机械球磨法制备：将Ca（OH）2和P2O5按照一定比例加入到球磨机中，球磨一段时间，发生反应。机械球磨法的工作原理如图所示。 ①机械球磨的目的是 。球磨过程中常加入一定比例的生石灰用于吸水，发生反应的化学方程式为 。 ②按照绿色化学思想，反应物中的原子全部转化为期望的最终产物，这时原子利用率为100%。为使反应物中的原子全部转化为羟基磷灰石，理论上CaO、Ca（OH）2、P2O5作为原料加入的质量比为 。 【相对分子质量：CaO56 Ca（OH）274 P2O5142】 【答案】(1)催化 (2) CH2O (3)1.6 (4) 增大反应物的接触面积，加快反应速率 252∶37∶213 【详解】（1）羟基磷灰石在甲醛的转化反应前后质量和化学性质都没有发生变化，说明羟基磷灰石是该反应的催化剂，其作用是催化。 （2）根据微观示意图，该反应是CH2O、O2在羟基磷灰石的催化作用下反应生成CO2、H2O，所以甲醛的化学式为CH2O，该反应的化学方程式为：。 （3）设需要消耗氧气的质量为x x=1.6g，故填：1.6。 （4）①反应物的接触面积越大，反应速率越快，所以机械球磨的目的是：增大反应物的接触面积，加快反应速率。 生石灰（CaO）与水反应生成氢氧化钙，化学方程式为：。 ②为使反应物中的原子全部转化为羟基磷灰石，则理论上CaO、Ca(OH)2、P2O5完全转化为Ca5(PO4)3OH。根据题目信息，将Ca(OH)2和P2O5按照一定比例加入到球磨机中，球磨一段时间，发生反应，将此化学方程式与联立，得出总化学方程式为：，则理论上CaO、Ca(OH)2、P2O5作为原料加入的质量比为252：37：213。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$