内容正文:
专题04 化学反应定量关系
1.(2025·池州市·二模)乙烯是合成纤维、合成橡胶的基本化工原料。工业上可用乙烷和二氧化碳反应制备乙烯(C2H4), 其反应的微观示意图如图所示(相同的小球表示同种原子)。下列说法中正确的是
A. 乙烷的化学式可表示为CH8
B. 参加反应的乙烷和二氧化碳的质量比为1:1
C. 反应前后分子种类和原子种类都发生改变
D. 该反应有助于实现“碳中和”目标
【答案】D
【解析】A、由微观示意图可知,一个乙烷分子由2个碳原子和6个氢原子构成,所以乙烷的化学式为C2H6,而不是CH8,错误;
B、根据微观示意图,该反应是乙烷和二氧化碳在一定条件下反应乙烯(C2H)、一氧化碳(CO)和水(H2O),反应化学方程式为C2H6+CO2C2H4+CO+H2O,参加反应的乙烷和二氧化碳的质量比=(12×2+1×6):(12+16×2)=30:44=15:22,而不是1:1,错误;
C、化学反应的实质是分子破裂、原子重新组合的过程。在这个反应中,反应前后分子种类发生了改变,因为反应物是乙烷分子和二氧化碳分子,生成物是乙烯分子、一氧化碳分子和水分子;但原子种类不变,反应前后都只有碳、氢、氧三种原子,错误;
D、“碳中和” 是指通过各种方式抵消自身产生的二氧化碳排放量,实现二氧化碳 “零排放”;该反应消耗了二氧化碳,有助于减少大气中二氧化碳的含量,从而有助于实现 “碳中和” 目标,正确。
故选D。
2.(2025·合肥高新区·二模)【新情境-复合催化剂】我国科研人员设计构筑了高性能基钙钛矿/氧化钙复合催化剂,对还原制的催化效果优于已报道的基催化剂,其微观示意图如下图所示。下列说法错误的是
A.该反应实现了二氧化碳的资源化利用 B.丁的化学式为
C.反应中的甲和丙的质量比为 D.该反应属于置换反应
【答案】D
【解析】根据微观示意图可知,甲是CO2、乙是H2、丙是CH4,反应前有8个氢原子、2个氧原子、1个碳原子,反应后有4个氢原子、1个碳原子,化学反应中原子种类和数目保持不变,“”中应含有4个氢原子和2个氧原子,存在2个H2O,丁的化学式为H2O, 该反应的化学方程式为CO2+4H2 CH4+2H2O。
A、该反应将二氧化碳转化为甲烷,甲烷是一种可利用的能源物质,所以实现了二氧化碳的资源化利用,选项说法正确,不符合题意;
B、根据分析可知,丁的化学式为H2O,选项说法正确,不符合题意;
C、根据化学方程式可知,反应中甲(CO2)和丙(CH4)的质量比=(12+16×2):(12+1×4)=44:16=11:4,选项说法正确,不符合题意;
D、置换反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应。该反应的反应物是CO2和H2,其中CO2是化合物,H2是单质;生成物是CH4和H2O,都是化合物,不符合置换反应的定义,选项说法错误,符合题意。
3.(2025·亳州市·二模)传统燃油汽车在行驶时产生的尾气中含有一氧化碳和一氧化氮,会污染空气。工业上利用氢气消除一氧化氮污染的微观示意图如图所示。下列说法不正确的是
A.化学反应前后分子数目不同
B.反应中涉及到的含氮化合物有2种
C.该反应体现了氢气的还原性
D.参加反应的一氧化氮和氢气的分子个数比为
【答案】B
【解析】由微观示意图可知,该反应为一氧化氮与氢气在催化剂作用下反应生成氮气和水,化学方程式为。
A、由分析可知,该反应的化学方程式为,则化学反应前后分子数目不同,说法正确,不符合题意;
B、化合物是由多种元素组成的纯净物,由微观示意图可知,该反应只涉及一氧化氮一种含氮化合物,说法错误,符合题意;
C、由分析可知,该反应的化学方程式为,在该反应中,氢气结合氧元素,是还原剂,体现了氢气的还原性,说法正确,不符合题意;
D、由分析可知,该反应的化学方程式为,则参加反应的一氧化氮和氢气的分子个数比为,说法正确,不符合题意。
故选:B。
4.(2025·巢湖市·二模)甲醛清除剂可以利用催化剂在光照条件下将甲醛转化成水和二氧化碳,从而消除甲醛对人体的危害。其微观示意图如下,有关该反应的说法正确的是
A.反应前后分子个数减少
B.反应前后原子种类和数目不变
C.反应前后催化剂的化学性质改变
D.丙和丁的质量比为
【答案】B
【解析】由微观示意图可知,甲醇和氧气反应生成二氧化碳和水,化学方程式:
A、由分析可知,反应前后分子个数没有减少,A错误;
B、根据质量守恒定律,反应前后原子种类不变,B正确;
C、催化剂改变反应速率,反应前后本身质量和化学性质不变,C错误;
D、该反应的化学方程式为,丙和丁的质量比为44:18,D错误。
故选:B。
5.(2025·滁州全椒县·二模)开采的天然气中含有的硫化氢,是一种无色、具有臭鸡蛋气味的剧毒气体,故天然气使用前需进行脱硫处理。下图为脱硫过程中某化学反应的微观示意图,下列有关说法错误的是
A. 该反应属于置换反应
B. 参加反应的两种物质的分子个数比为2:1或1:2
C. 该反应前后各原子的种类和数目都不变
D. 该反应前后S、O化合价均未发生改变
【答案】D
【解析】由微观反应示意图的信息可知,该反应是由硫化氢和氧气在一定条件下反应生成硫和水,化学方程式为:。
A、由分析可知,该反应单质和化合物反应,生成单质和化合物,属于置换反应,正确;
B、由方程式的意义可知,参加反应的反应物分子个数比为2:1或1:2,正确;
C、根据质量守恒定律,该反应前后各原子的种类和数目都不变,正确;
D、该反应中,硫元素的化合价由-2价变成0,氧元素的化合价由0变成-2价,氢元素的化合价没有改变,错误;
故选:D。
6.(2025·亳州利辛县·二模)如图是某化学反应的微观过程示意图。下列说法不正确的是
A.该反应的化学方程式为
B.催化剂在反应前后质量和化学性质不变
C.化学反应前后原子个数及种类均不改变
D.该反应可以消除温室效应对环境的影响
【答案】D
【解析】A、由反应的微观示意图可知,一氧化氮与氨气在催化剂的作用下生成氮气和水,反应的化学方程式为,故选项说法正确;
B、根据催化剂的特点可知,催化剂在反应前后质量和化学性质不变,故选项说法正确;
C、根据质量守恒定律,化学反应前后原子个数及种类均不改变,故选项说法正确;
D、一氧化氮、氨气都不属于温室气体,该反应不可以消除温室效应对环境的影响,故选项说法不正确。
故选D。
7.(2025·合肥瑶海区·二模)利用天然气合成氨是工业获取氨气的主要来源之一,其第一步利用甲烷制取氢气和一氧化碳的反应微观示意图如图所示,下列说法正确的是
A.生产过程实现了甲烷的综合化利用
B.乙物质的化学式为
C.生成的丙和丁的质量之比为
D.反应前后分子总数不变
【答案】A
【解析】由反应的微观示意图可知,甲烷和水在一定条件下反应生成氢气和一氧化碳,反应的化学方程式为:;
A、该反应将甲烷转化为氢气和一氧化碳等有用物质,实现了甲烷的综合化利用,故选项说法正确;
B、由反应的微观示意图可知,乙物质的化学式为H2O,故选项说法错误;
C、由反应的化学方程式可知,反应生成的丙和丁的质量之比为,故选项说法错误;
D、由反应的化学方程式可知,反应前后分子总数增多,故选项说法错误;
故选:A。
8.(2025·淮北西园中学·二模)“人造树叶”是一利新型材料。光照时,H2O和CO2在“人造树叶”的催化下反应,其微观过程如图。下列说法不正确的是
A.反应前后元素的种类没有发生改变
B.反应前后“人造树叶”的化学性质和质量不变
C.该反应既能缓解全球变暖,又能产生燃料
D.参加反应的H2O和CO2的分子个数比为3:1
【答案】D
【解析】A、由图可知,反应前后原子的种类不变,则反应前后元素的种类没有发生改变,选项正确;
B、由题文可知,“人造树叶”是反应的催化剂,则反应前后“人造树叶”的化学性质和质量不变,选项正确;
C、该反应消耗二氧化碳,能够缓解全球变暖,生成的乙醇具有可燃性,能产生燃料,选项正确;
D、该变化是二氧化碳和水在光照和人造树叶作催化剂的条件下反应生成乙醇和氧气,反应的化学方程式为:2CO2+3H2OC2H5OH+3O2,参加反应的H2O和CO2的分子个数比为3:2,选项错误;
故选D。
9.(2025·芜湖镜湖区·二模)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。科学家用甲烷和二氧化碳在的催化下制取合成气,其原理见图。下列说法不正确的是
A.该工艺有利于降低大气中的含量
B.催化剂在反应前后的质量和性质都不变
C.该制取合成气的化学方程式为
D.反应物甲烷中的氢元素全部转化到了氢气中
【答案】B
【解析】A、该工艺消耗了二氧化碳,有利于降低大气中二氧化碳的含量,不符合题意;
B、在该反应中,氧化铝是催化剂,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,符合题意;
C、由图可知,该反应为甲烷和二氧化碳在氧化铝的催化下反应生成一氧化碳和氢气,该反应的化学方程式为:,不符合题意;
D、由化学方程式可知,反应物甲烷中的氢元素完全转化到了氢气中,不符合题意。
故选B。
10.(2025·铜陵市第15中学·二模)金属氧化物纳米纤维能够显著提升气体传感器的选择性。下图为纳米纤维气体传感器的传感机理。当传感器接触某气体时,表面会生成,随后与空气中接触后会重新生成和。下列相关说法不正确的是
A.可循环利用的物质是
B.该传感器可用来检测
C.反应中和的分子个数比为
D.该传感器中总反应的化学方程式为
【答案】D
【解析】A、由题干信息可知,当传感器接触某气体时,表面会生成,随后与空气中接触后会重新生成和,既作为反应物、又作为生成物,可循环利用,说法正确,不符合题意;
B、由微观示意图可知,与某气体反应生成和水,根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变,生成物和水中含有铜元素、硫元素、氢元素和氧元素,反应物中含有铜元素和氧元素,则该气体可以是,故该传感器可用来检测,说法正确,不符合题意;
C、由B选项分析可知,该传感器可用来检测,发生的反应是与反应生成和水,与氧气反应生成二氧化硫和氧化铜,化学方程式为、,则该反应的总反应方程式为,则反应中和的分子个数比为,说法正确,不符合题意;
D、由C选项分析可知,该传感器中总反应的化学方程式为,说法错误,符合题意。
故选:D。
11.(2025·马鞍山市花园初级中学·二模)【新情境-载人航天器】载人航天器中利用“萨巴蒂尔反应”和“氧气生成系统”可回收CO2再生O2,其微观示意图如图所示,下列说法正确的是
A.①宇航员呼吸为剧烈氧化
B.②反应后催化剂的性质不变
C.③的反应物化学式为H2O
D.②反应物的分子数比为1:1
【答案】C
【分析】根据微观示意图,①是呼吸作用,②中二氧化碳与氢气在催化作用下反应生成甲烷和水,反应的化学方程式为:;③中太阳能电解水生成氢气和氧气,反应的化学方程式为:。
【解析】A、①是呼吸作用,是缓慢氧化,故说法错误;
B、有催化剂的概念可知,催化剂在化学反应前后质量和化学性质不变,但物理性质可能会改变,故说法错误;
C、③中太阳能电解水生成氢气和氧气,反应物化学式为H2O,故说法正确;
D、由可知,反应物的分子数比为1:4或4:1,故说法错误。
故选C。
12.(2025·蚌埠五河县·二模)下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①中原子个数不变、分子个数改变 B.转化②为化合反应
C.整个转化过程中共有2种氧化物 D.乙、丙在中完全燃烧的产物相同
【答案】C
【分析】由微观反应示意图可知,转化①是二氧化碳和氢气在一定条件下反应生成甲醇和水,化学方程式为;转化②是甲醇与一氧化碳在一定条件下反应生成乙酸,化学方程式为。
【解析】A、转化①是二氧化碳和氢气在一定条件下反应生成甲醇和水,化学方程式为,则转化①中分子个数改变,根据质量守恒定律,则转化①中原子个数不变,故选项说法正确;
B、转化②是甲醇与一氧化碳在一定条件下反应生成乙酸,化学方程式为,该反应是两种物质生成一种物质,符合“多变一”的特点,属于化合反应,故选项说法正确;
C、氧化物是指由两种元素组成,其中一种是氧元素的化合物,整个转化过程中共有CO2、H2O、CO三种氧化物,故选项说法不正确;
D、乙为CH3OH,丙为CH3COOH,两种物质都是由碳、氢、氧三种元素组成的,根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变,则乙、丙在中完全燃烧的产物相同,都是二氧化碳和水,故选项说法正确;
故选C。
13.(2025·宿州市·二模)科学家利用太阳光和新型催化剂将CO2转化为乙烯,反应的微观变化过程如图所示,下列说法正确的是
A.反应①前后分子总数保持不变
B.反应②生成的水可以循环利用
C.反应②中参与反应的甲、乙质量比为1:22
D.整个反应过程中涉及到3种氧化物
【答案】B
【解析】A、反应①为水在太阳光和催化剂Ⅰ的作用下生成氧气和氢气,化学方程式为,由化学方程式可知,反应①前后分子总数发生改变,故错误;
B、反应②生成的水可以用作反应①的反应物,因此可以循环利用,故正确;
C、反应②是氢气和二氧化碳在催化剂Ⅱ的作用下反应生成乙烯和水,化学方程式为,由化学方程式可知,反应②中参与反应的甲、乙质量比为(2×6):(44×2)=3:22,故错误;
D、氧化物是指由两种元素组成,且其中一种是氧元素的化合物,该反应中涉及到的氧化物有水、二氧化碳两种氧化物,故错误;
故选:B。
14.(2025·宿州萧县·二模)二氧化碳在和的催化作用下可以实现如下图转化。下列说法正确的是
A.反应前后原子、分子数目均不变
B.该反应的反应物和生成物中均有一种氧化物
C.反应前后各元素的化合价均无变化
D.反应前后催化剂的化学性质不变,质量减少
【答案】B
【解析】A、根据质量守恒定律,反应前后原子数目不变。根据微观示意图,该反应是H2、CO2在催化剂条件下反应生成H2O、CH3OH,化学方程式为,则反应前后分子数目发生了变化,该选项错误;
B、氧化物是由两种元素组成,其中一种是氧元素的化合物。该反应中,二氧化碳、水都是氧化物,反应物和生成物中均有一种氧化物,该选项正确;
C、反应前二氧化碳(CO2)中碳元素化合价为+4价,反应后生成的CH3OH中碳元素化合价为-2价;反应前氢气(H2)中氢元素化合价为0价,反应后水(H2O)中氢元素化合价为+1价,元素化合价发生了变化,该选项错误;
D、催化剂在化学反应前后化学性质不变,质量也不变,该选项错误。
故选B。
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专题04 化学反应定量关系
1.(2025·池州市·二模)乙烯是合成纤维、合成橡胶的基本化工原料。工业上可用乙烷和二氧化碳反应制备乙烯(C2H4), 其反应的微观示意图如图所示(相同的小球表示同种原子)。下列说法中正确的是
A. 乙烷的化学式可表示为CH8
B. 参加反应的乙烷和二氧化碳的质量比为1:1
C. 反应前后分子种类和原子种类都发生改变
D. 该反应有助于实现“碳中和”目标
2.(2025·合肥高新区·二模)【新情境-复合催化剂】我国科研人员设计构筑了高性能基钙钛矿/氧化钙复合催化剂,对还原制的催化效果优于已报道的基催化剂,其微观示意图如下图所示。下列说法错误的是
A.该反应实现了二氧化碳的资源化利用 B.丁的化学式为
C.反应中的甲和丙的质量比为 D.该反应属于置换反应
3.(2025·亳州市·二模)传统燃油汽车在行驶时产生的尾气中含有一氧化碳和一氧化氮,会污染空气。工业上利用氢气消除一氧化氮污染的微观示意图如图所示。下列说法不正确的是
A.化学反应前后分子数目不同
B.反应中涉及到的含氮化合物有2种
C.该反应体现了氢气的还原性
D.参加反应的一氧化氮和氢气的分子个数比为
4.(2025·巢湖市·二模)甲醛清除剂可以利用催化剂在光照条件下将甲醛转化成水和二氧化碳,从而消除甲醛对人体的危害。其微观示意图如下,有关该反应的说法正确的是
A.反应前后分子个数减少
B.反应前后原子种类和数目不变
C.反应前后催化剂的化学性质改变
D.丙和丁的质量比为
5.(2025·滁州全椒县·二模)开采的天然气中含有的硫化氢,是一种无色、具有臭鸡蛋气味的剧毒气体,故天然气使用前需进行脱硫处理。下图为脱硫过程中某化学反应的微观示意图,下列有关说法错误的是
A. 该反应属于置换反应
B. 参加反应的两种物质的分子个数比为2:1或1:2
C. 该反应前后各原子的种类和数目都不变
D. 该反应前后S、O化合价均未发生改变
6.(2025·亳州利辛县·二模)如图是某化学反应的微观过程示意图。下列说法不正确的是
A.该反应的化学方程式为
B.催化剂在反应前后质量和化学性质不变
C.化学反应前后原子个数及种类均不改变
D.该反应可以消除温室效应对环境的影响
7.(2025·合肥瑶海区·二模)利用天然气合成氨是工业获取氨气的主要来源之一,其第一步利用甲烷制取氢气和一氧化碳的反应微观示意图如图所示,下列说法正确的是
A.生产过程实现了甲烷的综合化利用
B.乙物质的化学式为
C.生成的丙和丁的质量之比为
D.反应前后分子总数不变
8.(2025·淮北西园中学·二模)“人造树叶”是一利新型材料。光照时,H2O和CO2在“人造树叶”的催化下反应,其微观过程如图。下列说法不正确的是
A.反应前后元素的种类没有发生改变
B.反应前后“人造树叶”的化学性质和质量不变
C.该反应既能缓解全球变暖,又能产生燃料
D.参加反应的H2O和CO2的分子个数比为3:1
9.(2025·芜湖镜湖区·二模)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。科学家用甲烷和二氧化碳在的催化下制取合成气,其原理见图。下列说法不正确的是
A.该工艺有利于降低大气中的含量
B.催化剂在反应前后的质量和性质都不变
C.该制取合成气的化学方程式为
D.反应物甲烷中的氢元素全部转化到了氢气中
10.(2025·铜陵市第15中学·二模)金属氧化物纳米纤维能够显著提升气体传感器的选择性。下图为纳米纤维气体传感器的传感机理。当传感器接触某气体时,表面会生成,随后与空气中接触后会重新生成和。下列相关说法不正确的是
A.可循环利用的物质是
B.该传感器可用来检测
C.反应中和的分子个数比为
D.该传感器中总反应的化学方程式为
11.(2025·马鞍山市花园初级中学·二模)【新情境-载人航天器】载人航天器中利用“萨巴蒂尔反应”和“氧气生成系统”可回收CO2再生O2,其微观示意图如图所示,下列说法正确的是
A.①宇航员呼吸为剧烈氧化
B.②反应后催化剂的性质不变
C.③的反应物化学式为H2O
D.②反应物的分子数比为1:1
12.(2025·蚌埠五河县·二模)下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①中原子个数不变、分子个数改变 B.转化②为化合反应
C.整个转化过程中共有2种氧化物 D.乙、丙在中完全燃烧的产物相同
13.(2025·宿州市·二模)科学家利用太阳光和新型催化剂将CO2转化为乙烯,反应的微观变化过程如图所示,下列说法正确的是
A.反应①前后分子总数保持不变
B.反应②生成的水可以循环利用
C.反应②中参与反应的甲、乙质量比为1:22
D.整个反应过程中涉及到3种氧化物
14.(2025·宿州萧县·二模)二氧化碳在和的催化作用下可以实现如下图转化。下列说法正确的是
A.反应前后原子、分子数目均不变
B.该反应的反应物和生成物中均有一种氧化物
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D.反应前后催化剂的化学性质不变,质量减少
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