内容正文:
题型06 微观示意图
1.(2025·河北唐山·二模)2025年4月24日,神舟二十号载人飞船成功发射,标志着中国空间站进入常态化运营阶段。我国空间站中利用如图所示的“氧再生系统”处理航天员排出的和。
(1)反应器1中的反应在一定条件下进行,可生成一种气体,其化学式为 ,此反应中产生的该气体与另一种气体的体积比为 。
(2)反应器2中生成和的质量比为 (填最简整数比),其在一定条件下发生反应的化学方程式为 。
(3)上述反应中属于新能源的物质是 ,该系统中可循环使用的物质是 。
2.(2025·河北唐山·二模)低“碳”生活,“氢”装上阵。
(1)低碳。2025年我国非化石燃料消费占比将达到20.7%,化石燃料包括煤、石油和 。发展太阳能、风能、氢能等新能源可缓解的环境问题是 。
(2)制氢。中国是世界上最大的甲醇生产国,占全球甲醇产能的60%。甲醇来源丰富、成本低廉,常温常压下为液态,便于储存和运输。保持甲醇化学性质的最小粒子是 (填微观粒子名称)。如图所示是利用甲醇和水蒸气重整制氢的微观反应示意图。请在方框中补充画出丁的微观粒子,使该微观示意图完整 。
(3)储氢。储氢装置应具备良好的密封性能。氢气作为一种清洁能源,在燃料电池中通过化学反应释放能量,该反应的主要优点是产物为 ,对环境无污染。
3.(2025·河北石家庄·二模)甲醇被称为液态的“氢”,现在随着科技的进步,我国一些企业可以将高硫高灰的劣质煤经气化后在一定条件下合成燃料甲醇,变废为宝。下图是其中一步反应的微观示意图。
(1)从微观角度分析,该化学反应遵循质量守恒定律的原因是 。
(2)该反应中化合价升高的元素是 (填元素符号)
(3)该反应的化学方程式为 。
(4)劣质煤不经处理,直接燃烧可能带来的环境问题是 。(写出1点即可)
4.(2025·河北唐山·二模)传统乙醇制氢工艺化学反应原理为:。2025年2月《科学》杂志刊发了北京大学马丁团队研发的制氢技术成果,他们创造性使用铂-铱双金属催化剂,使乙醇与水在下反应,生成醋酸()和氢气。其微观示意图如图所示:
(1)该变化前后发生改变的微观粒子是 (选填“分子”或“原子”)
(2)氢气被人们称为最清洁的燃料,原因是 (用化学方程式表示)。
(3)反应过程中乙、丁分子的个数比为 。
(4)该反应使用铂-铱双金属催化剂,以下有关此催化剂的说法正确的是_____。
A.降低了反应所需温度 B.使生成氢气的质量增加 C.反应后质量会减少
(5)对比两种工艺,马丁团队技术的核心优势是 ,助力碳中和目标的实现。
5.(2025·河北邯郸·二模)甲醇具有燃烧高效、排放清洁、可再生等特点。利用某种纳米纤维作催化剂,将从燃煤电厂锅炉烟气中捕集到的二氧化碳转化成甲醇,其过程微观示意图如图所示(图中甲与乙表示的物质恰好完全反应)。
(1)丁的化学式为 。
(2)根据催化剂的特性可知,纳米纤维在化学反应前后 不变。
(3)从微观角度分析,甲醇和乙醇()化学性质不同的原因是 。
(4)上图反应的化学方程式为 。
(5)两种反应物中,参加反应的化合物与单质的质量比为 (填最简比)。
(6)甲醇是一种清洁燃料,也可用于生产多种化工产品。将燃煤电厂锅炉烟气中捕集到的二氧化碳转化为甲醇,除了从经济效益上可提供高附加值的产品,从环保角度分析其意义是 。
6.(2025·河北沧州·二模)古有《齐民要术》记载“粟米曲作酢”,“酢”即醋酸也;今有我国科研人员研究出制取醋酸(CH3COOH)的新方法。新方法的反应微观示意图如图所示:
(1)古法酿醋是用粮食经过发酵而成,发酵属于 变化。
(2)新方法反应前后种类和数目不变的是 (选填“分子”或“原子”)。
(3)保持醋酸化学性质的最小微粒是 。
(4)新方法的反应化学方程式是 ;两种反应物共含有18g碳元素,当生成醋酸质量最多时,消耗CO2的质量是 g。
(5)这一新方法的重要意义除了制取醋酸外,还有助于减缓 效应。
7.(2025·河北保定·二模)甲醇()被誉为“液态阳光”。图所示为利用太阳能制甲醇某环节反应的微观示意图。
请回答下列问题:
(1)生产“液态阳光”时,利用的可再生能源是 。
(2)甲醇属于 (选填“有机物”或“无机物”)。
(3)反应前后不变的微粒是 (选填“分子”或“原子”)。
(4)该反应的化学方程式为 。
(5)该反应前后氢元素的化合价变化情况为 (选填“升高”或“降低”)。
(6)若生成48kg甲醇,理论上消耗二氧化碳的质量为 kg。
8.(2025·河北邯郸·二模)在航天飞机内部,利用二氧化碳与氢气反应生成水和甲烷,其中所得的水被分解成氢气和可呼吸的氧气,氢气被回收以将更多的二氧化碳转化为水。一定条件下用二氧化碳与氢气反应生成水和甲烷的微观示意如图所示。
回答下列问题:
(1)该反应前后种类和数目一定不变的是 (选填“分子”“原子”)。
(2)使用催化剂对该反应生成物的多少 (选填“有”“没有”)影响。
(3)该反应的化学方程式为 。
(4)若反应消耗了22g甲和4g乙,则生成8g丙和 g丁。
(5)从环境保护的角度考虑,乙作为较理想燃料的原因是 。
(6)航天飞机上的这个反应对太空探索意义重大,化学家正在研究类似的反应优化地球上的人类生活环境,其主要解决的环境问题是缓解 。
9.(2025·河北唐山·二模)宏观和微观相结合是认识物质结构与性质的重要方法之一。请回答下列问题:
(1)图-甲是钙元素在元素周期表中的部分信息和钙原子的结构示意图,由图可知钙的相对原子质量是 ,发生化学反应时钙元素容易 (填“得”或“失”)电子。
(2)科学家发现,通过化学反应可以将树木纤维素转变成超级储能装置,图-乙是其中主要反应的微观示意图。该反应的基本反应类型是 。反应过程中发生化合价改变的元素有 (填元素符号)。
(3)图-乙所示的反应中,构成丙物质的基本粒子是 ,反应中甲、乙两种物质的微粒个数比是 。
10.(2025·河北石家庄·二模)我国力争在2060年前实现碳中和,如图为科学家用捕捉的CO2生产甲醇(CH3OH)的微观示意图。请回答下列问题:
(1)该化学反应前后 (选填“分子”或“原子”)的种类没有发生改变。
(2)保持物质丁的化学性质的最小粒子是 (填名称)。
(3)该反应的化学方程式为 。
(4)参加反应的甲的质量 (选填“大于”“等于”或“小于”)生成的丙中氢元素的质量。
(5)物质甲作燃料的优点是 (写一条即可)。
(6)丁在实验室中的用途为 (写一条即可)。
11.(2025·河北沧州·二模)碳-12指的是核内有6个质子和6个中子的碳原子,表示为;氘()和氚()是核聚变的原料,聚变中产生巨大能量,氘、氚原子核转变为氦原子核。
(1)氘原子和氚原子都属于氢元素,原因是 。
(2)下图中表示氚原子的结构示意图的是______(填字母序号)。
A. B. C. D.
(3)工业上目前常采用甲烷和水蒸气经催化重整制取氢气,如图是甲烷和水蒸气反应的微观示意图。
①写出该反应的化学方程式: 。
②参加反应的甲、乙两物质的质量比为 。
③图中的物质属于有机化合物的是 (填化学式)。
④甲和丁均可用作燃料,从环境保护的角度考虑,你认为最理想的燃料是 (选填“甲”或“丁”)。
12.(2025·河北张家口·二模)“宏微结合”是化学学科的特点之一。图所示为金刚石、石墨、、石墨烯的微观结构示意图。
(1)金刚石是天然存在最坚硬的物质,石墨质软滑腻,导致金刚石和石墨物理性质不同的本质原因为 。
(2)所属的物质类别为 (选填“单质”或“化合物”),其相对分子质量为 。
(3)石墨烯具有优异的导电性、导热性。依据石墨烯的性能,推测其一种用途为 。
(4)图所示四种物质均可以与足量氧气反应生成,原因为 。
13.(2025·河北廊坊·二模)氨气()的能源化应用逐渐成为当前的研究热点。在催化剂的作用下,密闭容器中发生某反应,反应过程中涉及各物质的微观模型、化学式及反应前后的质量如下表所示。
物质
甲
乙
丙
丁
微观粒子模型
化学式
?
反应前质量/g
9.6
0
10.0
10.0
反应后质量/g
0
5.6
x
3.2
(1)由表可知甲的化学式为 。
(2)根据表中物质反应前后的质量变化,可知物质乙为 (填“反应物”或“生成物”)。
(3)在化学反应前后,原子的质量 (填“不变”或“改变”)。
(4)依据质量守恒定律,可以求出x= 。
(5)该反应的化学方程式为______(填字母)。
A.
B.
C.
(6)写出一条用氨气替代传统化石燃料的优点: 。
14.(2025·河北廊坊·二模)光催化固氮是一种简单、灵活的合成氨技术,该反应的微观过程如图所示。
请回答下列问题:
(1)甲、乙、丙、丁四种物质中, 能使带火星的木条复燃。
(2)该反应中参加反应的甲和生成的丁分子个数比为 。
(3)该反应的基本反应类型是 。
(4)该反应前后一定不变的是______(选填字母)。
A.催化剂的质量 B.单个原子的质量 C.氮气的质量 D.物质的总质量
(5)反应生成的丙和丁的质量比为 。
15.(2025·河北石家庄·二模)开采出的天然气中会混有硫化氢(化学式H2S),硫化氢是一种无色的剧毒气体,天然气使用前需进行脱硫处理。图为天然气脱硫过程中某化学反应的微观示意图,据图请回答问题。
(1)硫化氢由 (填元素名称)组成;H2S中硫元素的化合价为 。
(2)化学反应前后,原子的种类和数目均 (选填“改变”或“不变”)。
(3)该反应中参加反应的反应物分子个数比为 。
(4)该微观示意图表示的反应的化学方程式为 。
(5)天然气的主要成分是甲烷(CH4),写出甲烷在空气中充分燃烧的化学方程式: 。
16.(2025·河北唐山·二模)我国中科院大连物化所的科学家们变废为宝点碳成油,以二氧化碳和氢气为原料在催化剂的作用下直接制得了汽油。汽油的一种主要成分为。此项技术处于国际领先水平,为世界首创。其微观示意图如图所示,请回答下列问题:
(1)甲在化学变化中的最小微观粒子是 (填微观粒子名称)。
(2)该反应前后催化剂的______一定没有发生改变(填序号)。
A.质量 B.状态 C.体积 D.化学性质
(3)请写出上述反应的化学方程式 ,该反应属于 反应(填基本反应类型)。
(4)此反应中参加反应的乙和生成的丁的质量比为 。
(5)请说出此项技术的一个优点 。
17.(2025·河北石家庄·二模)我国科学家研发“液态太阳燃料合成”项目制备甲醇()的工艺流程如下图,请回答有关问题。
(1)甲中存在的能量转化形式是 。
(2)乙装置中发生的化学反应方程式为 ;若该反应得到了4g“”和32g“”,则消耗了 g“”。
(3)丙装置中,化学反应前后一定不变的微粒是 (选填“原子”或“分子”);制得的甲醇属于 (选填“有机物”或“无机物”)
(4)下列对该合成工艺的说法正确的是______(填序号)。
A.该工艺可降低碳排放,有利于实现“碳达峰、碳中和”的目标
B.该流程中的水可以循环使用
C.合成装置里中的氧元素全部转化到了甲醇()中
18.(2025·河北唐山·二模)甲醇(CH3OH)常用作火炬燃料,科学家成功研制出一种合成甲醇的新工艺、其反应过程的微观示意图如图所示。
(1)中氧元素的化合价为 。
(2)反应前后 (选填“分子”或“原子”)的种类和数目都不变。
(3)CH3OH中碳、氢元素的质量比为 。
(4)反应过程中和的分子个数比为 。
(5)上述反应的化学方程式为 。
(6)32g和 g反应,生成64g。
19.(2025·河北石家庄·二模)中国科学家让“喝西北风”成为现实,在国际上首次实现了二氧化碳到淀粉的人工合成,其中二氧化碳制取甲醇()环节的微观示意图如图所示(图中的微观粒子恰好完全反应)。
(1)该变化前后不发生改变的微观粒子是 (选填“分子”“原子”或“离子”)。
(2)参加反应的与的分子个数比为 。
(3)物质丁的化学式为 、判断的依据是 。
(4)依据图中所示微观示意图,写出该反应的化学方程式: 。
(5)你认为人工合成淀粉技术从环保的角度看还有助于 。
20.(2025·河北邯郸·二模)我国科学工作者在淀粉人工合成方面取得突破性进展,最关键的步骤是二氧化碳和氢气在无机催化剂(化学式为)的作用下转化为甲醇(化学式为)和水,反应的微观示意图如图所示。
(1)反应过程中发生变化的是 (填序号)。
①分子种类 ②原子种类 ③原子个数 ④元素种类 ⑤物质种类
(2)甲醇中碳、氢元素的质量比为 。
(3)该反应的化学方程式为 ,图中四种物质中属于氧化物的是 (填字母)。
(4)寻找合适的催化剂可以提高反应速率,降低能耗。作为催化剂,在该反应前后的 不变。
(5)从环境保护角度分析该研究成果的意义: (写一条即可)。
21.(2025·河北唐山·二模)以为碳源,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和转化为A或B等有机物和水的过程,原理如图所示。
(1)图中物质属于氧化物的是 (填化学式)。
(2)保持氢气化学性质的最小微粒是 (填名称)。
(3)物质B中C、H元素的质量比为 。
(4)在催化剂I的作用下,将和转化为和的化学方程式为 。
(5)理论上讲,当参与反应的的分子数比为 时,最终产物是A。
(6)将二氧化碳转化为高附加值的有机物,从环保的角度分析,该反应的意义是 。
22.(2025·河北石家庄·二模)氨气易贮存、热值高,是一种可再生“零碳”燃料,在燃料电池领域有广阔的应用前景。图1是氨的合成及应用的部分流程图,其中催化剂能改变其它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。回答下列问题。
(1)采用分离液态空气法获取时,利用了物质的 (填“沸点”或“密度”)不同。
(2)图1获取的两条途径中,更符合绿色“零碳”理念的是途径 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
(3)根据图1所示,写出“合成塔”内的化学反应方程式为:
(4)图2是氮气与氢气在催化剂表面合成氨气的微观过程,其顺序应为 (用字母序号表示)。
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题型06 微观示意图
1.(2025·河北唐山·二模)2025年4月24日,神舟二十号载人飞船成功发射,标志着中国空间站进入常态化运营阶段。我国空间站中利用如图所示的“氧再生系统”处理航天员排出的和。
(1)反应器1中的反应在一定条件下进行,可生成一种气体,其化学式为 ,此反应中产生的该气体与另一种气体的体积比为 。
(2)反应器2中生成和的质量比为 (填最简整数比),其在一定条件下发生反应的化学方程式为 。
(3)上述反应中属于新能源的物质是 ,该系统中可循环使用的物质是 。
【答案】(1)
(2)
(3) 氢气/ 水/
【详解】(1)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H、O,生成物中含O,故生成物中还应含H,故生成的气体X是氢气,化学式为:H2;
水在一定条件下反应生成氢气和氧气,即,则生成氢气和氧气的体积比为2:1;
(2)反应器2中反应为二氧化碳和氢气在一定条件下反应生成甲烷和水,该反应的化学方程式为:,则生成水和甲烷的质量比为:36:16=9:4;
(3)上述反应中,氢气具有可燃性,可作燃料,且氢气属于新能源;
由图可知,该系统中水既是反应物,又是生成物,可以循环利用。
2.(2025·河北唐山·二模)低“碳”生活,“氢”装上阵。
(1)低碳。2025年我国非化石燃料消费占比将达到20.7%,化石燃料包括煤、石油和 。发展太阳能、风能、氢能等新能源可缓解的环境问题是 。
(2)制氢。中国是世界上最大的甲醇生产国,占全球甲醇产能的60%。甲醇来源丰富、成本低廉,常温常压下为液态,便于储存和运输。保持甲醇化学性质的最小粒子是 (填微观粒子名称)。如图所示是利用甲醇和水蒸气重整制氢的微观反应示意图。请在方框中补充画出丁的微观粒子,使该微观示意图完整 。
(3)储氢。储氢装置应具备良好的密封性能。氢气作为一种清洁能源,在燃料电池中通过化学反应释放能量,该反应的主要优点是产物为 ,对环境无污染。
【答案】(1) 天然气 温室效应(合理即可)
(2) 甲醇分子
(3)水/H2O
【详解】(1)化石燃料包括煤、石油和天然气;发展太阳能、风能、氢能等新能源可减少化石燃料的使用,减少二氧化碳的排放,可缓解的环境问题是温室效应;
(2)甲醇是由甲醇分子构成的,保持甲醇化学性质的最小粒子是甲醇分子,化学反应前后原子的种类和数目不变,根据微观示意图可知,反应前有6个氢原子、1个碳原子、2个氧原子,反应后有6个氢原子、0个碳原子、0个氧原子,缺少1个碳原子、2个氧原子,丁是二氧化碳,微观示意图为:;
(3)氢气燃烧只生成水,没有污染。
3.(2025·河北石家庄·二模)甲醇被称为液态的“氢”,现在随着科技的进步,我国一些企业可以将高硫高灰的劣质煤经气化后在一定条件下合成燃料甲醇,变废为宝。下图是其中一步反应的微观示意图。
(1)从微观角度分析,该化学反应遵循质量守恒定律的原因是 。
(2)该反应中化合价升高的元素是 (填元素符号)
(3)该反应的化学方程式为 。
(4)劣质煤不经处理,直接燃烧可能带来的环境问题是 。(写出1点即可)
【答案】(1)反应前后原子的种类、数目和质量均不变
(2)H
(3)
(4)酸雨(或温室效应等合理答案)
【详解】(1)化学变化的实质是分子分成原子,原子重新组合成新的分子,从微观角度分析,该化学反应遵循质量守恒定律的原因是反应前后原子的种类、数目和质量均不变;
(2)根据图示,氢气和二氧化碳反应生成甲醇和水;反应物中碳元素显+4价,氧元素显-2价,氢元素为0价,生成物中氢元素为+1价,氧元素为-2价,碳元素为-2价,则该反应中化合价升高的元素是H;
(3)根据图示,氢气和二氧化碳在纳米纤维、催化剂作用下反应生成甲醇和水,化学方程式为;
(4)煤燃烧会产生二氧化碳,则会引起温室效应,且高硫高灰的劣质煤直接燃烧会产生二氧化硫,会引起酸雨。
4.(2025·河北唐山·二模)传统乙醇制氢工艺化学反应原理为:。2025年2月《科学》杂志刊发了北京大学马丁团队研发的制氢技术成果,他们创造性使用铂-铱双金属催化剂,使乙醇与水在下反应,生成醋酸()和氢气。其微观示意图如图所示:
(1)该变化前后发生改变的微观粒子是 (选填“分子”或“原子”)
(2)氢气被人们称为最清洁的燃料,原因是 (用化学方程式表示)。
(3)反应过程中乙、丁分子的个数比为 。
(4)该反应使用铂-铱双金属催化剂,以下有关此催化剂的说法正确的是_____。
A.降低了反应所需温度 B.使生成氢气的质量增加 C.反应后质量会减少
(5)对比两种工艺,马丁团队技术的核心优势是 ,助力碳中和目标的实现。
【答案】(1)分子
(2)
(3)1:2
(4)A
(5)没有生成二氧化碳(合理即可)
【详解】(1)化学反应的实质是分子破裂、原子重新组合。在这个反应中,反应前是乙醇分子和水分子,反应后是醋酸分子和氢分子,分子发生了改变,而原子的种类和数目不变。所以该变化前后发生改变的微观粒子是分子;
(2)氢气燃烧生成水,无污染,其燃烧的化学方程式为;
(3)由微观示意图可知,甲是C2H5OH,乙是H2O,丙是CH3COOH,丁是H2,该反应的化学方程式为C2H5OH+H2O CH3COOH+2H2↑,所以乙(H2O)、丁(H2)分子的个数比为1:2;
(4)A、由题可知,使用铂 - 铱双金属催化剂,使反应能在260℃下进行,相比传统乙醇制氢工艺的高温条件,降低了反应所需温度,正确;
B、催化剂只能改变化学反应速率,不能改变生成物的质量,所以使用该催化剂不会使生成氢气的质量增加,错误;
C、催化剂在化学反应前后质量和化学性质不变,所以反应后催化剂质量不会减少,错误。
故选A。
(5)传统工艺生成二氧化碳,会增加碳排放,而马丁团队技术的反应产物中没有二氧化碳,核心优势是 没有生成二氧化碳,助力碳中和目标的实现。
5.(2025·河北邯郸·二模)甲醇具有燃烧高效、排放清洁、可再生等特点。利用某种纳米纤维作催化剂,将从燃煤电厂锅炉烟气中捕集到的二氧化碳转化成甲醇,其过程微观示意图如图所示(图中甲与乙表示的物质恰好完全反应)。
(1)丁的化学式为 。
(2)根据催化剂的特性可知,纳米纤维在化学反应前后 不变。
(3)从微观角度分析,甲醇和乙醇()化学性质不同的原因是 。
(4)上图反应的化学方程式为 。
(5)两种反应物中,参加反应的化合物与单质的质量比为 (填最简比)。
(6)甲醇是一种清洁燃料,也可用于生产多种化工产品。将燃煤电厂锅炉烟气中捕集到的二氧化碳转化为甲醇,除了从经济效益上可提供高附加值的产品,从环保角度分析其意义是 。
【答案】(1)H2O
(2)质量和化学性质
(3)分子构成不同
(4)
(5)22:3
(6)减少二氧化碳的排放,缓解温室效应
【详解】(1)根据质量守恒定律,化学反应前后原子种类和数目不变,反应前有6个H、1个C和2个O,反应后有4个H、1个C、1个O,则丁中含有2个H和1个O,化学式为H2O;
(2)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。根据催化剂的特性可知,纳米纤维在化学反应前后质量和化学性质不变;
(3)甲醇是由甲醇分子构成的,乙醇是由乙醇分子构成的,则从微观角度分析,甲醇和乙醇()化学性质不同的原因是分子构成不同;
(4)根据图示,氢气和二氧化碳在纳米纤维的催化下反应生成甲醇和水,化学方程式为;
(5)两种反应物中,参加反应的化合物(二氧化碳)与单质(氢气)的质量比为44:6=22:3;
(6)将燃煤电厂锅炉烟气中捕集到的二氧化碳转化为甲醇,除了从经济效益上可提供高附加值的产品,从环保角度分析,可以减少二氧化碳的排放,缓解温室效应。
6.(2025·河北沧州·二模)古有《齐民要术》记载“粟米曲作酢”,“酢”即醋酸也;今有我国科研人员研究出制取醋酸(CH3COOH)的新方法。新方法的反应微观示意图如图所示:
(1)古法酿醋是用粮食经过发酵而成,发酵属于 变化。
(2)新方法反应前后种类和数目不变的是 (选填“分子”或“原子”)。
(3)保持醋酸化学性质的最小微粒是 。
(4)新方法的反应化学方程式是 ;两种反应物共含有18g碳元素,当生成醋酸质量最多时,消耗CO2的质量是 g。
(5)这一新方法的重要意义除了制取醋酸外,还有助于减缓 效应。
【答案】(1)化学
(2)原子
(3)醋酸分子/CH3COOH
(4) 33
(5)温室
【详解】(1)古法酿醋是用粮食经过发酵而成,发酵过程中有新物质醋酸生成,属于化学变化;
(2)化学变化的实质是分子分成原子,原子重新组合成新的分子,则新方法反应前后种类和数目不变的是原子;
(3)醋酸由醋酸分子构成,醋酸分子(CH3COOH)是保持醋酸化学性质的最小微粒;
(4)该方法用二氧化碳与甲烷在催化剂作用下反应生成醋酸,反应的化学方程式为;
化学反应前后元素的质量不变,两种反应物共含有18g碳元素,生成醋酸质量最多为;
设生成45g醋酸时,消耗二氧化碳的质量为x,
x=33g;
(5)该方法用二氧化碳与甲烷反应生成醋酸,可减少二氧化碳的排放,有助于减缓温室效应。
7.(2025·河北保定·二模)甲醇()被誉为“液态阳光”。图所示为利用太阳能制甲醇某环节反应的微观示意图。
请回答下列问题:
(1)生产“液态阳光”时,利用的可再生能源是 。
(2)甲醇属于 (选填“有机物”或“无机物”)。
(3)反应前后不变的微粒是 (选填“分子”或“原子”)。
(4)该反应的化学方程式为 。
(5)该反应前后氢元素的化合价变化情况为 (选填“升高”或“降低”)。
(6)若生成48kg甲醇,理论上消耗二氧化碳的质量为 kg。
【答案】(1)太阳能
(2)有机物
(3)原子
(4)
(5)升高
(6)66
【详解】(1)根据题干信息可知,生产“液态阳光”时,利用的可再生能源是太阳能,故填:太阳能;
(2)甲醇是含碳化合物,属于有机物,故填:有机物;
(3)根据质量守恒定律,反应前后原子的个数和种类均不变,故填:原子;
(4)由图可知,该反应为二氧化碳与氢气在一定条件下反应生成甲醇和水,反应的化学方程式为,故填:;
(5)氢气中氢元素显0价,甲醇(丙)、水(丁)中氢元素均显+1价,则该反应前后氢元素的化合价变化情况为升高,故填:升高;
(6)根据质量守恒定律,反应前后元素的质量不变,甲醇中碳元素的质量=参加反应的二氧化碳中碳元素的质量,则理论上消耗二氧化碳的质量为,故填:66。
8.(2025·河北邯郸·二模)在航天飞机内部,利用二氧化碳与氢气反应生成水和甲烷,其中所得的水被分解成氢气和可呼吸的氧气,氢气被回收以将更多的二氧化碳转化为水。一定条件下用二氧化碳与氢气反应生成水和甲烷的微观示意如图所示。
回答下列问题:
(1)该反应前后种类和数目一定不变的是 (选填“分子”“原子”)。
(2)使用催化剂对该反应生成物的多少 (选填“有”“没有”)影响。
(3)该反应的化学方程式为 。
(4)若反应消耗了22g甲和4g乙,则生成8g丙和 g丁。
(5)从环境保护的角度考虑,乙作为较理想燃料的原因是 。
(6)航天飞机上的这个反应对太空探索意义重大,化学家正在研究类似的反应优化地球上的人类生活环境,其主要解决的环境问题是缓解 。
【答案】(1)原子
(2)没有
(3)
(4)18
(5)燃烧产物是水,无污染,也不排放二氧化碳
(6)温室效应
【详解】(1)根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类和数目一定不变,而分子的种类一定改变,分子的数目可能改变。所以该反应前后种类和数目一定不变的是原子;
(2)催化剂只能改变化学反应的速率,对反应的生成物的多少 没有影响,它只是加快或减慢反应速率,但不改变最终生成物的量;
(3)由微观示意图可知,甲是CO2,乙是H2,丙是CH4,丁是H2O,该反应的化学方程式为;
(4)根据质量守恒定律,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。已知反应消耗了22g甲(CO2)和4g乙(H2),则参加反应的物质总质量为22g+4g=26g,生成丙(H2O)的质量为8g,所以生成丁(CH4)的质量为26g−8g=18g;
(5)从环境保护的角度考虑,氢气作为较理想燃料的原因是 氢气燃烧产物是水,无污染;
(6)该反应消耗二氧化碳,所以从环境保护的角度,化学家研究类似的反应优化地球上的人类生活环境,其主要解决的环境问题是缓解 温室效应(二氧化碳是造成温室效应的主要气体,消耗二氧化碳可缓解温室效应)。
9.(2025·河北唐山·二模)宏观和微观相结合是认识物质结构与性质的重要方法之一。请回答下列问题:
(1)图-甲是钙元素在元素周期表中的部分信息和钙原子的结构示意图,由图可知钙的相对原子质量是 ,发生化学反应时钙元素容易 (填“得”或“失”)电子。
(2)科学家发现,通过化学反应可以将树木纤维素转变成超级储能装置,图-乙是其中主要反应的微观示意图。该反应的基本反应类型是 。反应过程中发生化合价改变的元素有 (填元素符号)。
(3)图-乙所示的反应中,构成丙物质的基本粒子是 ,反应中甲、乙两种物质的微粒个数比是 。
【答案】(1) 40.08 失
(2) 置换反应 C、N
(3) 氮分子 3:4
【详解】(1)由元素周期表中的一格可知,汉字下方数字表示相对原子质量,相对原子质量单位为“1”,通常省略不写,故钙的相对原子质量为40.08;
由钙原子结构示意图可知,钙原子最外层电子数为,在化学反应中易失电子;
(2)由微观示意图可知,该反应为碳与氨气在高温和催化剂作用下反应生成氮气和甲烷,化学方程式为,该反应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,属于基本反应类型中的置换反应;该反应中碳元素化合价由0价变为-4价,氮元素化合价由-3价变为0,氢元素化合价在反应前后没有发生变化,故反应过程中发生化合价改变的元素有;
(3)由微观示意图可知,丙为氮气,氮气由氮分子构成;
由微观示意图可知,甲为碳、乙为氨气,由第(2)小问分析可知,该反应的化学方程式为,则反应中甲、乙两种物质的微粒个数比是。
10.(2025·河北石家庄·二模)我国力争在2060年前实现碳中和,如图为科学家用捕捉的CO2生产甲醇(CH3OH)的微观示意图。请回答下列问题:
(1)该化学反应前后 (选填“分子”或“原子”)的种类没有发生改变。
(2)保持物质丁的化学性质的最小粒子是 (填名称)。
(3)该反应的化学方程式为 。
(4)参加反应的甲的质量 (选填“大于”“等于”或“小于”)生成的丙中氢元素的质量。
(5)物质甲作燃料的优点是 (写一条即可)。
(6)丁在实验室中的用途为 (写一条即可)。
【答案】(1)原子
(2)水分子
(3)
(4)大于
(5)产物是水,无污染(合理即可)
(6)作溶剂(合理即可)
【详解】(1)根据质量守恒定律可知,化学反应前后原子的种类没有发生改变,故填:原子;
(2)由分子构成的物质,分子是保持物质化学性质的最小微粒。丁为水,水是由水分子构成,则保持物质丁的化学性质的最小粒子是水分子,故填:水分子;
(3)由图可知,该反应为二氧化碳与氢气在催化剂作用下反应生成甲醇和水,反应的化学方程式为,故填:;
(4)根据质量守恒定律,反应前后元素的质量不变,故甲的质量=丙中氢元素的质量+丁中氢元素的质量,即参加反应的甲的质量大于生成的丙中氢元素的质量,故填:大于;
(5)物质甲为氢气,则物质甲作燃料的优点是产物是水,无污染、燃烧热值高等,故填:产物是水,无污染(合理即可);
(6)丁为水,则丁在实验室中的用途为作溶剂、制取氢气等,故填:作溶剂(合理即可)。
11.(2025·河北沧州·二模)碳-12指的是核内有6个质子和6个中子的碳原子,表示为;氘()和氚()是核聚变的原料,聚变中产生巨大能量,氘、氚原子核转变为氦原子核。
(1)氘原子和氚原子都属于氢元素,原因是 。
(2)下图中表示氚原子的结构示意图的是______(填字母序号)。
A. B. C. D.
(3)工业上目前常采用甲烷和水蒸气经催化重整制取氢气,如图是甲烷和水蒸气反应的微观示意图。
①写出该反应的化学方程式: 。
②参加反应的甲、乙两物质的质量比为 。
③图中的物质属于有机化合物的是 (填化学式)。
④甲和丁均可用作燃料,从环境保护的角度考虑,你认为最理想的燃料是 (选填“甲”或“丁”)。
【答案】(1)氘原子和氚原子的质子数相同,都为1
(2)C
(3) 4:9 丁
【详解】(1)由碳14的表示方法可知,元素符号左下角的数字表示原子的质子数,则氘和氚的质子数都为1,而决定元素种类的为质子数或核电核数,氢原子的质子数也为1,则氘原子和氚原子都属于氢元素;
(2)原子是由原子核和核外电子构成,原子核是由质子和中子构成,原子的质子数=核外电子数,则氚原子的质子数和核外电子数均为1,故选:C;
(3)①由图可知,甲为CH4、乙为H2O、丙为CO2、丁为H2,反应的化学方程式为:;
②参加反应的甲、乙两物质的质量比为(12+1×4):(1×4+16×2)=16:36=4:9,
③甲烷为含碳元素的化合物,属于有机物,化学式为CH4;
④甲是甲烷,燃烧反应生成二氧化碳和水,丁是氢气,氢气燃烧反应生成水,从环境保护的角度考虑,你认为最理想的燃料是丁。
12.(2025·河北张家口·二模)“宏微结合”是化学学科的特点之一。图所示为金刚石、石墨、、石墨烯的微观结构示意图。
(1)金刚石是天然存在最坚硬的物质,石墨质软滑腻,导致金刚石和石墨物理性质不同的本质原因为 。
(2)所属的物质类别为 (选填“单质”或“化合物”),其相对分子质量为 。
(3)石墨烯具有优异的导电性、导热性。依据石墨烯的性能,推测其一种用途为 。
(4)图所示四种物质均可以与足量氧气反应生成,原因为 。
【答案】(1)碳原子的排列方式不同
(2) 单质 720
(3)作电池材料(合理即可)
(4)四种物质均由碳元素组成
【详解】(1)金刚石和石墨都是由碳原子构成的,但它们的物理性质差异很大,这是因为它们的碳原子排列方式不同。金刚 石中的碳原子排列成非常紧密的三维结构,而石墨中的碳原子排列成层状结构。故答案为:碳原子的排列方式不同。
(2)C60是由碳元素组成的纯净物,属于单质。其相对分子质量为12×60=720。故答案为:单质;720。
(3)石墨烯是一种由碳原子构成的二维材料,具有优异的导电性和导热性。这些特性使得石墨烯可以用于制作电池材料,提高电池的性能。故答案为:作电池材料(答案不唯一)。
(4)图中四种物质均可以与足量氧气反应生成CO2,这是因为它们都是由碳元素组成的,燃烧时碳与氧气反应生成二氧化碳。故答案为:四种物质均由碳元素组成。
13.(2025·河北廊坊·二模)氨气()的能源化应用逐渐成为当前的研究热点。在催化剂的作用下,密闭容器中发生某反应,反应过程中涉及各物质的微观模型、化学式及反应前后的质量如下表所示。
物质
甲
乙
丙
丁
微观粒子模型
化学式
?
反应前质量/g
9.6
0
10.0
10.0
反应后质量/g
0
5.6
x
3.2
(1)由表可知甲的化学式为 。
(2)根据表中物质反应前后的质量变化,可知物质乙为 (填“反应物”或“生成物”)。
(3)在化学反应前后,原子的质量 (填“不变”或“改变”)。
(4)依据质量守恒定律,可以求出x= 。
(5)该反应的化学方程式为______(填字母)。
A.
B.
C.
(6)写出一条用氨气替代传统化石燃料的优点: 。
【答案】(1)
(2)生成物
(3)不变
(4)20.8
(5)B
(6)产物无污染(合理即可)
【详解】(1)从微观粒子模型可知,甲由两个氧原子构成,所以甲的化学式为O2;
(2)反应前乙的质量为0,反应后质量为5.6g,质量增加,所以物质乙为生成物;
(3)根据质量守恒定律,在化学反应前后,原子的种类、数目和质量都不变,所以在化学反应前后,原子的质量不变;
(4)根据质量守恒定律,反应前后物质的总质量不变。反应前总质量为9.6+0+10.0+10.0=29.6g,反应后总质量为0+5.6+x+3.2,则有:0+5.6+x+3.2=29.6,解得x=29.6−5.6−3.2=20.8;
(5)从表中可知,氧气(O2)和氨气(NH3)是反应物,氮气(N2)和水(H2O)是生成物;反应的氧气质量为9.6g,生成氮气质量为5.6g,生成水的质量为20.8−10.0=10.8g,参加反应的氨气质量为10.0−3.2=6.8g;则该化学方程式的化学计量数比=;故填B;
(6)氨气燃烧产物为氮气和水,无污染,所以优点可以是燃烧产物无污染(合理即可)。
14.(2025·河北廊坊·二模)光催化固氮是一种简单、灵活的合成氨技术,该反应的微观过程如图所示。
请回答下列问题:
(1)甲、乙、丙、丁四种物质中, 能使带火星的木条复燃。
(2)该反应中参加反应的甲和生成的丁分子个数比为 。
(3)该反应的基本反应类型是 。
(4)该反应前后一定不变的是______(选填字母)。
A.催化剂的质量 B.单个原子的质量 C.氮气的质量 D.物质的总质量
(5)反应生成的丙和丁的质量比为 。
【答案】(1)丙
(2)1:2
(3)置换反应
(4)ABD
(5)24:17
【详解】(1)从微观示意图可知,甲是N2,乙是H2O,丙是O2,丁是NH3;氧气具有助燃性,能使带火星的木条复燃,所以能使带火星木条复燃的是丙;
(2)该反应的化学方程式为2N2+6H2O 3O2+4NH3;从化学方程式可知,参加反应的甲(N2)和生成的丁(NH3)分子个数比为1:2;
(3)该反应是一种单质(N2)和一种化合物(H2O)反应生成另一种单质(O2)和另一种化合物(NH3),符合置换反应的特点,所以基本反应类型是 置换反应;
(4)A、催化剂在化学反应前后质量和化学性质不变,所以催化剂的质量一定不变,正确;
B、根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类、数目和质量都不变,所以单个原子的质量一定不变,正确;
C、氮气作为反应物,反应后质量减少,错误;
D、根据质量守恒定律,化学反应前后物质的总质量不变,正确。
故选ABD。
(5)由化学方程式2N2+6H2O 3O2+4NH3可知,生成的丙(O2)和丁(NH3)的质量比为(3×32) :(4×17) =24:17。
15.(2025·河北石家庄·二模)开采出的天然气中会混有硫化氢(化学式H2S),硫化氢是一种无色的剧毒气体,天然气使用前需进行脱硫处理。图为天然气脱硫过程中某化学反应的微观示意图,据图请回答问题。
(1)硫化氢由 (填元素名称)组成;H2S中硫元素的化合价为 。
(2)化学反应前后,原子的种类和数目均 (选填“改变”或“不变”)。
(3)该反应中参加反应的反应物分子个数比为 。
(4)该微观示意图表示的反应的化学方程式为 。
(5)天然气的主要成分是甲烷(CH4),写出甲烷在空气中充分燃烧的化学方程式: 。
【答案】(1) 氢、硫 -2
(2)不变
(3)2:1/1:2
(4)
(5)
【详解】(1)由化学式可知,硫化氢由氢、硫元素组成;
硫化氢中氢元素显+1价,设硫元素的化合价为x,根据化合物中,正、负化合价的代数和为零,可得:,x=-2;
(2)根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类和数目均不变;
(3)由图可知,该反应中参加反应的硫化氢和氧气的分子个数比为:2:1,其中一个硫化氢分子没有参与反应;
(4)由图可知,该反应为硫化氢和氧气在一定条件下反应生成硫和水,该反应的化学方程式为:;
(5)甲烷在空气中充分燃烧生成二氧化碳和水,该反应的化学方程式为:。
16.(2025·河北唐山·二模)我国中科院大连物化所的科学家们变废为宝点碳成油,以二氧化碳和氢气为原料在催化剂的作用下直接制得了汽油。汽油的一种主要成分为。此项技术处于国际领先水平,为世界首创。其微观示意图如图所示,请回答下列问题:
(1)甲在化学变化中的最小微观粒子是 (填微观粒子名称)。
(2)该反应前后催化剂的______一定没有发生改变(填序号)。
A.质量 B.状态 C.体积 D.化学性质
(3)请写出上述反应的化学方程式 ,该反应属于 反应(填基本反应类型)。
(4)此反应中参加反应的乙和生成的丁的质量比为 。
(5)请说出此项技术的一个优点 。
【答案】(1)氢原子
(2)AD
(3) 置换
(4)11:8
(5)减缓温室效应(合理即可)
【详解】(1)据图可知,甲是H2,原子是化学变化中的最小粒子,所以甲在化学变化中的最小微观粒子是氢原子;
(2)在化学反应前后,催化剂的质量和化学性质都不会发生改变,故选AD;
(3)由反应的微观示意图可知,该反应是氢气和二氧化碳在催化作用下生成和氧气,反应的化学方程式为:;
(4)根据可知,参加反应的乙和生成的丁的质量比为:;
(5)此反应过程中将二氧化碳转化为,减少了二氧化碳的排放,此项技术的优点是:减缓温室效应。
17.(2025·河北石家庄·二模)我国科学家研发“液态太阳燃料合成”项目制备甲醇()的工艺流程如下图,请回答有关问题。
(1)甲中存在的能量转化形式是 。
(2)乙装置中发生的化学反应方程式为 ;若该反应得到了4g“”和32g“”,则消耗了 g“”。
(3)丙装置中,化学反应前后一定不变的微粒是 (选填“原子”或“分子”);制得的甲醇属于 (选填“有机物”或“无机物”)
(4)下列对该合成工艺的说法正确的是______(填序号)。
A.该工艺可降低碳排放,有利于实现“碳达峰、碳中和”的目标
B.该流程中的水可以循环使用
C.合成装置里中的氧元素全部转化到了甲醇()中
【答案】(1)太阳能转化为电能
(2) 36
(3) 原子 有机物
(4)AB
【详解】(1)甲中存在的能量转化形式是太阳能转化为电能;
(2)乙装置中水通电分解生成氢气和氧气,反应的化学方程式为:,反应的质量关系为:,若该反应得到了4g“”和32g“”,则消耗了36g“”;
(3)丙装置中二氧化碳和氢气在一定条件下反应生成甲醇和水,化学反应前后一定不变的微粒是原子;甲醇中含有碳元素,属于有机物;
(4)A、由流程图可知,二氧化碳与氢气在一定条件下能转化为水和甲醇,有利于降低大气中CO2含量,有利于实现“碳达峰、碳中和”的目标,故选项说法正确;
B、该流程中水是生成物又是反应物,可以循环使用,故选项说法正确;
C、合成装置里CO2中的氧元素一部分转化到了甲醇(CH3OH)中,另一部分转化到水中,故选项说法不正确,故选:AB。
18.(2025·河北唐山·二模)甲醇(CH3OH)常用作火炬燃料,科学家成功研制出一种合成甲醇的新工艺、其反应过程的微观示意图如图所示。
(1)中氧元素的化合价为 。
(2)反应前后 (选填“分子”或“原子”)的种类和数目都不变。
(3)CH3OH中碳、氢元素的质量比为 。
(4)反应过程中和的分子个数比为 。
(5)上述反应的化学方程式为 。
(6)32g和 g反应,生成64g。
【答案】(1)0
(2)原子
(3)3:1
(4)2:1
(5)2CH4+O22CH3OH
(6)32
【详解】(1)为氧气,属于单质,单质中元素化合价为0。
(2)化学反应的实质为原子的重新组合,则化学反应前后,原子的种类和个数都不变。
(3)CH3OH中碳、氢元素的质量比为12:(1×4)=3:1。
(4)删去两边相同的分子,可知该反应的 和 的个数比为(4-2):1=2:1。
(5)由图可知,该反应为CH4和O2反应生成CH3OH,反应的化学方程式为。
(6)结合方程式可知,反应的甲烷和氧气的质量比为[(12+1×4)×2]:(16×2)=32:32,则32g甲烷和32g氧气反应生成64g甲醇。
19.(2025·河北石家庄·二模)中国科学家让“喝西北风”成为现实,在国际上首次实现了二氧化碳到淀粉的人工合成,其中二氧化碳制取甲醇()环节的微观示意图如图所示(图中的微观粒子恰好完全反应)。
(1)该变化前后不发生改变的微观粒子是 (选填“分子”“原子”或“离子”)。
(2)参加反应的与的分子个数比为 。
(3)物质丁的化学式为 、判断的依据是 。
(4)依据图中所示微观示意图,写出该反应的化学方程式: 。
(5)你认为人工合成淀粉技术从环保的角度看还有助于 。
【答案】(1)原子
(2)1:3
(3) H2O 根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类和数目不变
(4)
(5)减缓温室效应
【详解】(1)根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类和数目不变,该反应有新物质生成,属于化学变化,分子种类一定改变,该反应中不存在离子,故该变化前后不发生改变的微观粒子是原子;
(2)由图可知,该反应中参加反应的二氧化碳与氢气的分子个数比为:1:3;
(3)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C、H、O的个数分别是1、6、2,生成物中含C、H、O的个数分别是1、4、1,故生成物中还应含2个H、1个O,故丁的化学式为:H2O,判断的依据是:根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类和数目不变;
(4)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,该反应的化学方程式为:;
(5)该反应消耗了二氧化碳,可以减少二氧化碳的含量,有助于减缓温室效应。
20.(2025·河北邯郸·二模)我国科学工作者在淀粉人工合成方面取得突破性进展,最关键的步骤是二氧化碳和氢气在无机催化剂(化学式为)的作用下转化为甲醇(化学式为)和水,反应的微观示意图如图所示。
(1)反应过程中发生变化的是 (填序号)。
①分子种类 ②原子种类 ③原子个数 ④元素种类 ⑤物质种类
(2)甲醇中碳、氢元素的质量比为 。
(3)该反应的化学方程式为 ,图中四种物质中属于氧化物的是 (填字母)。
(4)寻找合适的催化剂可以提高反应速率,降低能耗。作为催化剂,在该反应前后的 不变。
(5)从环境保护角度分析该研究成果的意义: (写一条即可)。
【答案】(1)①⑤/⑤①
(2)
(3) AD/DA
(4)质量和化学性质
(5)减缓温室效应(或有利于实现碳中和等,合理即可)
【详解】(1)根据质量守恒定律可知,化学反应前后原子的种类、数目、质量不变,元素的种类不变、各元素的质量不变,反应前后物质的总质量不变。分子种类、物质种类一定改变,元素化合价、分子数目可能改变。所以反应过程中发生变化的是①⑤;
(2)甲醇中碳、氢元素的质量比=12:(1×4)=3:1;
(3)由微观示意图可知:二氧化碳与氢气在ZnO-ZrO2催化下反应生成甲醇和水,该反应化学方程式为:,由两种元素组成且一种元素是氧元素的化合物叫做氧化物,由微观示意图可知,此反应中属于氧化物的物质有A二氧化碳和D水;
(4)ZnO-ZrO2是该反应的催化剂,催化剂在反应前后质量和化学性质都不变;
(5)该反应的反应物是二氧化碳,可以通过消耗二氧化碳减缓温室效应,有利于实现碳中和等。
21.(2025·河北唐山·二模)以为碳源,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和转化为A或B等有机物和水的过程,原理如图所示。
(1)图中物质属于氧化物的是 (填化学式)。
(2)保持氢气化学性质的最小微粒是 (填名称)。
(3)物质B中C、H元素的质量比为 。
(4)在催化剂I的作用下,将和转化为和的化学方程式为 。
(5)理论上讲,当参与反应的的分子数比为 时,最终产物是A。
(6)将二氧化碳转化为高附加值的有机物,从环保的角度分析,该反应的意义是 。
【答案】(1)
(2)氢分子
(3)12:1
(4)
(5)4:13
(6)减缓温室效应
【详解】(1)由图知,属于氧化物的物质有。
(2)氢气由分子构成,保持氢气化学性质的最小微粒是氢分子。
(3)由图知,B分子由6个碳原子和6个氢原子构成的,化学式为C6H6,其中C、H元素的质量比为。
(4)由图知,在催化剂I的作用下,二氧化碳与氢气反应生成一氧化碳和水,反应的化学方程式为:。
(5)A由4个碳原子和10个氢原子构成,则物质A的化学式为C4H10,反应的化学方程式为:,所以当参与反应的的分子数比为4:13时,最终产物为A。
(6)将二氧化碳转化为高附加值的有机物,从环保的角度分析,减少二氧化碳的排放,减缓温室效应。
22.(2025·河北石家庄·二模)氨气易贮存、热值高,是一种可再生“零碳”燃料,在燃料电池领域有广阔的应用前景。图1是氨的合成及应用的部分流程图,其中催化剂能改变其它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。回答下列问题。
(1)采用分离液态空气法获取时,利用了物质的 (填“沸点”或“密度”)不同。
(2)图1获取的两条途径中,更符合绿色“零碳”理念的是途径 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
(3)根据图1所示,写出“合成塔”内的化学反应方程式为:
(4)图2是氮气与氢气在催化剂表面合成氨气的微观过程,其顺序应为 (用字母序号表示)。
【答案】(1)沸点
(2)Ⅱ
(3)
(4)cab
【详解】(1)采用分离液态空气法获取时,利用了物质的沸点不同,液态氮的沸点比液态氧低,氮气先蒸发出来;
(2)途径Ⅰ会生成一氧化碳而污染空气,途径Ⅱ生成氢气和氧气不会造成污染,所以更符合绿色“零碳”理念的是途径Ⅱ;
(3)根据图1所示,氮气与氢气在高温、高压和催化剂的共同作用下生成氨气,化学方程式为:;
(4)氮气与氢气在催化剂表面合成氨的微观过程,首先是氢气分子和氮气分子接近催化剂表面,然后氢气分子和氮气分子在催化剂表面分解成氢原子和氮原子,最后氢原子和氮原子重新组合成氨分子,顺序应为cab。
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