内容正文:
第五单元 化学反应的定量关系
考点1 质量守恒定律
1.(2024·青海)某化学反应的微观示意图如下(反应条件已省略),根据图示,下列选项正确的是( D )
A.反应前后分子总数不变
B.生成物中共有3种单质
C.该反应的反应物是H2O2
D.反应前后原子种类不变
2.(2024·山西)在一次实验课上,同学们通过小组合作,完成了对密闭容器中少量小苏打与少量白醋反应的质量测定。以下分析正确的是( C )
A.反应后小苏打的质量增加
B.反应过程中各物质的质量都不变
C.反应前后各物质的质量总和相等
D.反应前称量的是小苏打和白醋的总质量
3.密闭容器里有甲、乙、丙、丁四种物质在一定条件下反应,测得反应前及反应过程中的某个时刻各物质的质量分数如图所示。下列说法不正确的是( C )
A.b=8%
B.丁可能是该反应的催化剂
C.参加反应的甲和乙的质量比为5∶1
D.该反应可以表示工业合成氨:N2+3H22NH3
4.(2024·安徽)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 )
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
5.(2024·白银)密闭容器中有甲、乙、丙、丁四种物质,在一定条件下发生化学反应,测得反应前后有关数据如下。
物质
甲
乙
丙
丁
反应前质量/g
6
2
14
35
反应后质量/g
待测
2
22
13
下列关于此反应说法不正确的是( D )
A.表中待测数值是20
B.物质乙可能是该反应的催化剂
C.该反应是分解反应
D.反应中甲与丙变化的质量比为5∶2
考点2 化学方程式的意义和书写
6.在汽油中加入适量乙醇作为汽车燃料,可节省石油资源,并在一定程度上减少汽车尾气污染。乙醇在空气中充分燃烧的化学方程式为C2H5OH+3O22CO2+3X,试推测X的化学式是( B )
A.H2 B.H2O
C.CO D.H2O2
7.(2024·青海)《天工开物》中有我国古代炼铁的记载,炼铁的主要原理是Fe2O3+3CO2Fe+3X,X的化学式为( D )
A.H2O B.CO
C.Fe3O4 D.CO2
8.(2024·吉林)海洋资源的综合利用是解决人类社会资源短缺的重要途径之一。工业上电解饱和食盐水时发生如下反应:2NaCl+2X2NaOH+H2↑+Cl2↑。下列说法正确的是( D )
A.X的化学式为O2
B.NaCl和Cl2中氯元素化合价都为0
C.该反应的基本反应类型是分解反应
D.生成的H2是一种清洁的高能燃料
9.(2024·江西)我国科研人员实现了用高效催化剂将甲烷与氧气在常温下制甲酸。该反应的微观示意图如图,有关说法正确的是( C )
A.反应过程中共有两种氧化物
B.高效催化剂的作用是增加生成物质量
C.物质丙中氢元素的质量分数最小
D.参加反应的甲和乙的分子个数比为1∶1
10.(2024·河南)某反应的微观示意图如下,该反应可用于汽车尾气处理。下列说法正确的是( B )
A.图中的单质为氧气
B.反应的产物均为无毒物质
C.反应前后元素的化合价均无变化
D.反应的化学方程式为NH3+NON2+H2O
11.下列描述涉及反应的化学方程式正确的是( D )
A.服用含氢氧化铝的药物治疗胃酸过多:2Al(OH)3+3H2SO4===Al2(SO4)3+6H2O
B.用过氧化氢溶液制氧气:H2O2O2↑+H2O
C.将铁丝浸入稀盐酸中:2Fe+6HCl===2FeCl3+3H2↑
D.用食醋清洗水壶中的水垢:CaCO3+2CH3COOH===(CH3COO)2Ca+CO2↑+H2O
考点3 化学方程式的计算
12.(2024·南通)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 )
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
13.(2024·深圳)中国天宫空间站三名航天员每日需要O2 2.4 kg,固体燃料氧气发生器制氧,是航天员安全可靠的供氧途径之一。向氧气发生器加入粉末状的铁粉和氯酸钠(NaClO3);点燃铁粉,铁粉剧烈燃烧,放出大量的热,NaClO3受热分解为NaCl和O2。
(1)氯酸钠受热分解所需的能量来自__铁粉的剧烈燃烧__。
(2)三名航天员4天所需O2共9.6 kg,则理论上至少需要加热分解NaClO3的质量为多少?(NaClO3的相对分子质量为106.5,列出化学方程式写出完整计算过程)
解:设理论上至少需要加热分解NaClO3的质量为x,
2NaClO32NaCl+3O2↑
213 96
x 9.6 kg
=
x==21.3 kg
答:理论上至少需要加热分解NaClO3的质量为21.3 kg。
14.(2024·吉林)1839年,林则徐在虎门海滩主持销烟,显示了中华民族反抗外来侵略的坚强意志。这次销烟过程利用了生石灰(CaO)与水反应的原理。化学活动小组依据这一原理设计了系列实验,请参与计算。
(1)CaO中钙元素和氧元素质量的最简整数比为__5∶2__。
(2)利用化学方程式计算:56 g的CaO与H2O恰好完全反应生成Ca(OH)2时,参加反应的H2O的质量。
解:设反应的水的质量是x,
CaO+H2O===Ca(OH)2
56 18
56 g x
= x=18 g
答:参加反应的H2O的质量是18 g。
15.N2是重要的化工原料,N2和H2反应的微观示意图如下,下列说法正确的是( D )
A.常温下N2的化学性质很活泼
B.和按个数比1∶1进行该反应
C.中N、H元素的质量比为1∶3
D.反应前后分子种类和数目发生变化
16.质量守恒定律的发现对化学的发展做出了重要贡献。
(1)通过称量下列各组试剂常温下在密闭容器内混合前后的总质量,能用来验证质量守恒定律的是__BC__(填字母)。
A.蔗糖和水
B.过氧化氢溶液和二氧化锰
C.氢氧化钠溶液和硫酸铜溶液
D.镁条和空气
(2)在质量守恒定律的课堂教学中,甲、乙、丙、丁四个组的同学分别做了A、B、C、D四个实验,他们都进行了规范的操作、准确的称量和细致的观察。
①A实验:在实验过程中观察到气球的变化是__气球先胀大后缩小__,小气球的作用是__缓冲作用__。
②有同学得到的错误结论是“B实验说明质量不守恒”。老师引导学生分析了B实验的原因。你认为B实验不平衡的原因是__反应生成了二氧化碳,二氧化碳是气体,散逸到了空气中__。
③如图C所示的小实验。在一根用细铜丝吊着的长玻璃棒两端分别绕上10 cm长的粗铜丝,并使玻璃棒保持水平。然后,用酒精灯给左边一端铜丝加热1~2分钟。冷却后,他们观察到的现象是__a端铜丝变黑,且a端铜丝下降__。其原因是 2Cu+O22CuO (用化学方程式说明)。
④如图D所示的小实验。先在托盘天平上称量一小段洁净的镁条的质量,在空气中点燃后再称量燃烧产物的质量。观察到反应后天平不平衡,其原因是__生成氧化镁的质量等于参加反应的镁的质量与参加反应的氧气的质量之和__。
⑤在四个实验中,是否有不遵循质量守恒定律的反应?__否__,请从原子的角度分析质量守恒的原因__化学反应前后,原子的种类、数目和质量不变__。
⑥通过上述实验,你得到的启示:有气体参加或生成的反应,在验证质量守恒定律时应该注意的事项是__在密闭容器中进行__。
17.(2024·烟台节选)固体火箭发射卫星。我国在海阳市附近海域使用引力一号运载火箭将3颗卫星顺利送入预定轨道,刷新了全球最大固体运载火箭记录。高氯酸铵、铝粉等是固体运载火箭的主要推进剂,发射时高氯酸铵发生的化学反应是2NH4ClO4N2↑+2O2↑+X↑+4H2O↑
(1)X的化学式是__Cl2__,NH4ClO4中氯元素的化合价是__+7__。
(2)铝粉在氧气中燃烧的化学方程式是 4Al+3O22Al2O3 。
18.(2024·长春节选)1828年维勒通过加热氰酸铵得到了尿素[化学式为CO(NH2)2]。尿素是第一种在生物体外合成的有机物,目前工艺有很大改进。某合成尿素的反应微观示意图如下。
(1)尿素中碳元素与氮元素的质量比为__3∶7__。
(2)该反应的化学方程式为 CO2+2NH3CO(NH2)2+H2O 。
(3)下列关于该反应的说法正确的是__A__(填序号)。
A.原子种类不变 B.原子数目改变
C.属于化合反应
19.(2024·北京)化学与生活息息相关。
(1)捞饺子对应的分离固液混合物的实验操作是__过滤__。
(2)发酵粉(含NaHCO3)可用于制作面包。NaHCO3的俗称是__小苏打__。
(3)盐酸可用于除铁锈(主要成分为Fe2O3),原理为 Fe2O3+6HCl===2FeCl3+3H2O (用化学方程式表示)。
20.(2024·湖北)钛(Ti)和钛合金广泛用于火箭、导弹、航天飞机和通信设备等。工业上生产钛的反应为TiCl4+2Mg2MgCl2+Ti。
(1)TiCl4中钛、氯元素的质量比为__24∶71__。
(2)若要生产12 t钛,至少需要镁的质量是多少?(写出计算过程)
解:设至少需要镁的质量为x,
TiCl4+2Mg2MgCl2+Ti
48 48
x 12 t
= x=12 t
答:至少需要镁的质量为12 t。
21.羰基铁粉在国防军工领域有重要应用,我国是少数几个掌握其生产技术的国家之一。制备羰基铁粉的过程如图1所示。
(1)Fe(CO)5中碳、氧元素的质量比为__3∶4__。
(2)反应1的化学方程式为Fe+5COFe(CO)5,用100 kg含铁96%的海绵铁,理论上可制备Fe(CO)5的质量是多少?(写出计算过程)
解:100 kg含铁96%的海绵铁中铁的质量为100 kg×96%=96 kg,
设理论上可制备Fe(CO)5的质量是x,
Fe+5COFe(CO)5
56 196
96 kg x
=
x=336 kg
答:理论上可制备Fe(CO)5的质量是336 kg。
(3)反应2的化学方程式为Fe(CO)5Fe+5CO↑。196 kg Fe(CO)5分解生成羰基铁粉的质量随时间的变化如图2所示,在t1时,剩余__98_kg__Fe(CO)5未分解;在__t3__时,Fe(CO)5恰好完全分解。
(4)制备羰基铁粉过程中循环利用的物质是__CO__。
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