内容正文:
专题08 化学反应及质量守恒定律
大高频考点概览
考点01 质量守恒定律
考点02 化学方程式
地 城
考点01
质量守恒定律
1.(24-25九上·贵州黔东南苗族侗族剑河县剑河县第四中学·期中)将宏观、微观以及化学符号联系在一起是化学特有的思维方式。下图是某化学反应过程的微观示意图,下列有关说法正确的是
A.反应前后分子的个数不变 B.生成物有三种
C.反应前后汞原子和氧原子的个数不变 D.汞和氧气都由分子构成
【答案】C
【分析】根据图示可知,该反应为氧化汞在一定条件下分解生成氧气和汞。
【详解】A、由微观图可看出反应前微粒的个数为2,反应后微粒个数为3,故A错误;
B、由微观图可看出生成物是两种,分别为氧气和汞,故B错误;
C、该反应属于化学反应,化学反应前后原子的种类、个数不变,故C正确;
D、氧气是由分子构成,金属汞是由原子构成,故D错误;
故选C。
2.(24-25九上·贵州六盘水·期中)下列图像表示的对应变化关系正确的是
A.木炭在充满氧气的密闭容器中燃烧,碳原子总数随时间的变化
B.电解水生成氢气、氧气的质量与反应时间的关系
C.用等质量、等浓度的过氧化氢溶液制取氧气
D.红磷燃烧测定空气中氧气的含量
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A、根据质量守恒定律可知,化学反应前后原子的种类和数目不变,所以木炭在充满氧气的密闭容器中燃烧,碳原子总数保持不变,故A正确;
B、水在通电的条件下生成氢气和氧气,氢气与氧气的质量比为1:8,故B错误;
C、过氧化氢分解生成水和氧气,利用催化剂时,反应速率快一些,由于使用的是等质量、等浓度的过氧化氢溶液制氧气,因此最终生成氧气质量相等,故C错误;
D、红磷燃烧,放出大量的热,装置内气体受热膨胀,压强增大,待完全反应后,逐渐冷却至室温,且消耗了氧气,装置内压强减小,最后压强低于原气压,故D错误。
故选A。
3.(23-24九上·贵州贵阳·期中)构建化学观念是学好化学的基础。下列说法正确的是
A.元素观:水是由水元素组成的
B.微粒观:保持氨气化学性质的最小粒子是氮原子
C.守恒观:用于制备氧气的物质必须含有氧元素
D.分类观:冰和水混合后属于混合物
【答案】C
【分析】根据元素观、微粒观、守恒观、分类观的本质对物质的组成、构成及其变化规律进行分析。
【详解】A.水是由氢元素和氧元素组成的,故A错误;
B.氮气是由氮分子构成的,保持氮气化学性质的最小粒子是氮分子,故B错误;
C.根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变,用于制备氧气的物质必须含有氧元素,故C正确;
D.冰和水是同种物质,冰和水混合后属于纯净物,故D错误;
故选C。
【点睛】本题难度不大,主要考查了物质的组成、构成及其变化规律的知识,掌握基础知识是解题的关键。
4.(23-24九上·贵州贵阳南明区·期中)下列实验方案设计合理的是
序号
实验目的
实验方案
A
区别二氧化碳和氮气
伸入燃着的木条
B
验证石蜡中含有碳元素
点燃,在火焰上方罩一只干冷的烧杯
C
检验氢气的纯度
用小试管收集氢气,管口向下靠近火焰
D
除去氮气中混有的少量氧气
加足量红热的木炭充分反应
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A、二氧化碳和氮气都不具有可燃性,都能使燃着的木条熄灭,故选项实验方案设计不合理;
B、化学反应前后元素的种类不变,因此在蜡烛火焰上方罩一个干冷的玻璃杯,若有水雾产生,证明石蜡中含有氢元素,不能证明石蜡中含有碳元素,故选项实验方案设计不合理;
C、氢气密度比空气小,所以用小试管收集氢气,管口向下靠近火焰,移开拇指点火,如果发出尖锐的爆鸣声表明气体不纯,声音很小则表示气体较纯,故选项实验方案设计合理;
D、红热的木炭与氧气充分反应会生成二氧化碳,能除去氧气但引入了新的杂质,故选项实验方案设计不合理。
故选C。
5.(23-24九上·贵州贵阳多区联考·期中)如图是某化学反应的微观示意图,其中不同的圆球代表不同种类的原子。下列说法中正确的是
A.该反应涉及到四种原子
B.该反应属于化合反应
C.参加反应的两种分子的个数比为 1∶1
D.化学反应前后,原子的个数改变
【答案】C
【详解】A、由微观示意图可知,该反应涉及三种原子,不符合题意;
B、由微观示意图可知,该是由两种物质生成两种物质的反应,不属于分解反应,不符合题意;
C、由微观示意图可知,反应物有一个分子未参加反应,参加反应的两种分子的个数比为2:2=1:1,符合题意;
D、由质量守恒定律可知,在化学反应中,原子的个数前后不发生改变,不符合题意。
故选C。
二、实验题
6.(24-25九上·贵州兴仁三校(金成、黔龙、黔峰)·期中)兴趣小组的同学利用如下实验验证质量守恒定律,请结合图示回答下列问题。
(1)实验1:将铜粉平铺于锥形瓶底,按照如图所示组装仪器,并称量质量为;再将锥形瓶置于陶土网上加热,发生反应的文字表达式为 ,一段时间后停止加热,待装置冷却后再次称量质量为m2,则 (填“>”“=”或“<”)m2.
(2)实验2:倾斜锥形瓶使硫酸铜溶液与打磨光亮的铁丝接触,可观察到的现象是 。
(3)实验1和实验2均能用于验证质量守恒定律,从微观角度分析,化学反应中质量守恒的原因是在化学反应前后,原子的 都不改变。
(4)实验3:倾斜锥形瓶使过氧化氢溶液流入锥形瓶中,一段时间后,比较该操作前后电子秤读数发现反应前后的质量并不相等,其原因是 。
(5)如实验3这类有气体生成和其他有气体参与的反应要用于验证质量守恒定律,反应需在 中进行。
(6)实验4是铁丝在氧气中燃烧实验。集气瓶中水的作用是 ,该反应的文字表达式为: 。
(7)实验5是过滤实验。过滤时玻璃棒的作用是 ;过滤后发现液体仍然浑浊,原因可能是 (写出一点,)。
【答案】(1) =
(2)铁丝表面有红色固体析出,溶液由蓝色变为浅绿色
(3)种类、数目和质量
(4)反应生成的氧气会逸散到空气中,反应后剩余物质的总质量减少
(5)密闭容器
(6) 防止高温熔融物溅落下来,使集气瓶底炸裂
(7) 引流 滤纸破损(合理即可)
【详解】(1)铜和氧气在加热的条件下反应生成氧化铜,文字表达式为;
依据质量守恒定律,反应前后物质的总质量不变,实验在密闭容器内进行,故m1=m2。
(2)铁和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,观察到铁丝表面有红色固体析出,溶液由蓝色变为浅绿色。
(3)从微观角度分析,化学反应中质量守恒的原因是在化学反应前后,原子的种类、数目和质量都不改变,所以反应前后物质的总质量不变。
(4)过氧化氢在二氧化锰的作用下分解生成水和氧气,氧气会从烧杯中逸散到空气中,反应后剩余物质的总质量减少,故反应后电子秤读数会偏小。
(5)如实验3这类有气体生成和其他有气体参与的反应要用于验证质量守恒定律,反应需在密闭容器中进行。
(6)实验四是铁丝在氧气中燃烧实验。集气瓶中水的作用是防止高温熔融物溅落炸裂瓶底;
该反应是铁和氧气在点燃的条件下生成四氧化三铁,反应的文字表达式为:。
(7)实验五是过滤实验。过滤时玻璃棒的作用是引流;
过滤后发现液体仍然浑浊,原因可能是滤纸破损、液面高于滤纸边缘、仪器不干净(合理即可)。
7.(23-24九上·贵州贵阳·期中)多视角认识化学反应有助于学习和理解化学。如某学习小组通过对蜡烛燃烧的探究认识化学反应,请你参与。
(1)用冷而干燥的烧杯罩在蜡烛火焰上方,如图1所示。
①蜡烛燃烧属于化学变化,理由是 。
②能说明蜡烛燃烧伴随着能量变化的实验现象是 。
(2)一段时间后,烧杯底部出现黑色固体。用图2所示装置对黑色固体进行探究。黑色固体与足量氧气充分反应,并测得相关数据如表所示。
物质
甲试管中黑色固体
乙试管中混合物
反应前质量/g
m1
m2
反应后质量/g
0
m3
①甲中反应的化学方程式为 。
②乙中的现象为 。
③经分析判断,黑色固体为单质碳。其判断依据是 (用表中反应前后质量m1、m2、m3表示)。
(3)进一步实验发现,罩在火焰上方的烧杯位置越低,产生黑色固体越多。
查阅资料可知:蜡烛+氧气(足量)→二氧化碳+水;蜡烛+氧气(少量)→一氧化碳+水;……
由此推测:蜡烛燃烧产生黑色固体的原因是 。
(4)根据以上实验,你感受到对化学反应的认识视角有 。
【答案】(1) 有新物质生成 烧杯壁发热
(2) 澄清石灰水变浑浊
(3)烧杯位置降低使氧气的量减少,氧气的量少到一定程度时,蜡烛和氧气反应产生黑色固体碳;
(4)宏观和微观
【详解】(1)①判断是否为化学变化的依据是:是否有新物质生成。所有燃烧均属于化学反应,蜡烛燃烧反应生成了二氧化碳和水,故理由是:有新物质生成;
②说明蜡烛燃烧伴随着能量变化的实验现象为:烧杯壁发热,说明燃烧放热,故填:烧杯壁发热;
(2)①黑色固体是碳,碳燃烧生成二氧化碳,其化学方程式为:;
②有二氧化碳生成,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,故澄清石灰水变浑浊;
③黑色固体是单质碳,其化学方程式为:,根据质量守恒定律,m3- m2为生成的CO2的质量。反应后黑色团体质量为0,m 1为反应物的质量,二者的比值若等于碳燃烧方程式中, C 与CO2相对原子(分子)质量和化学计量数乘积的比值,则说明黑色固体为单质碳,计算如下:
故填:
(3)烧杯位置降低使氧气的量减少,氧气的量少到一定程度时,蜡烛和氧气不充分反应产生黑色固体碳;
(4)在进行化学探究时,宏观上:肉眼观察反应现象,微观上:从分子原子层面分析化学反应,故填:宏观和微观。
三、科学探究题
8.(24-25九上·贵州遵义·期中)质量守恒定律是自然界的基本定律之一,化学兴趣小组以“探究质量守恒定律”为主题开展实验探究。
【提出问题】化学反应前后各物质的质量总和是否相等?
【猜想与假设】猜想1:不相等;猜想2:相等。
【实验探究】
(1)甲、乙两组同学用托盘天平分别称量反应前后装置的质量。
实验方案
方案一
方案二
实验装置
实验过程
分别将反应物及反应容器放在托盘天平上用砝码平衡
取下烧杯并将其倾斜,将两种溶液混合,观察到烧杯中 ,一段时间后再放回托盘天平
取下烧杯并将其倾斜,使小试管中的盐酸倒入烧杯中,充分反应后再放回托盘天平,天平的指针 (填“向左”或“向右”)偏转
(2)方案一中发生反应的化学方程式为 ,请讨论分析导致方案二实验结果的原因: 。
【得出结论】
(3)同学们经过讨论分析,得出猜想2正确,请从微观角度解释原因: 。
【反思评价】
(4)通过以上实验,在选有气体参加或生成的化学反应来验证质量守恒定律时应在 进行。
【答案】(1) 产生蓝色沉淀 向右
(2) 反应生成的二氧化碳逸出装置
(3)化学反应前后,原子的种类、数目和质量不变
(4)密闭装置
【详解】(1)方案一:取下烧杯并将其倾斜,将两种溶液混合,氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜和硫酸钠,观察到烧杯中产生蓝色沉淀;
方案二:取下烧杯并将其倾斜,使小试管中的盐酸倒入烧杯中,大理石的主要成分碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,充分反应后再放回托盘天平,由于生成了二氧化碳,二氧化碳是气体,会散逸到空气中,导致左边质量减小,故天平的指针向右偏转;
(2)方案一中发生反应为氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜和硫酸钠,该反应的化学方程式为:;
实验二中大理石的主要成分碳酸钙和稀盐酸反应生成了二氧化碳,二氧化碳是气体,会散逸到空气中,故天平不平衡;
(3)同学们经过讨论分析,得出猜想2正确,即化学反应前后各物质的质量总和相等,从微观角度看是因为:化学反应前后,原子的种类、数目和质量不变;
(4)通过以上实验可知,在选有气体参加或生成的化学反应来验证质量守恒定律时应在密闭装置中进行,防止影响实验。
9.(24-25九上·贵州清镇·期中)蜡烛的主要成分是石蜡,某化学兴趣小组的同学们对蜡烛的性质、燃烧后的产物进行了探究。
(1)用小刀切一小块蜡烛投入水中,观察到蜡烛浮在水面上,由此得出石蜡的物理性质是 。
(2)同学们将一个内壁涂有澄清石灰水的烧杯罩在蜡烛火焰的上方(如图所示)。一段时间后观察到 现象证明有二氧化碳生成。欲证明蜡烛燃烧有水生成,应进行的操作是 。从而得出结论蜡烛燃烧生成了二氧化碳和水。
(3)同学们在做实验时发现,蜡烛刚熄灭时有一缕白烟冒出,立即用燃着的火柴去点燃白烟(如图所示)发现蜡烛重新被点燃,此现象说明白烟具有的化学性质是 。
(4)同学们又利用传感器采集密闭容器中蜡烛燃烧至熄灭过程中氧气和二氧化碳浓度的变化,实验结果如图。以下分析中合理的是______。(填字母)
A.该实验说明当氧气的浓度低于一定值时蜡烛熄灭
B.曲线1表示氧气的体积分数变化,曲线2表示二氧化碳的体积分数变化
C.蜡烛燃烧有时会有黑烟产生,说明石蜡中含有碳元素
D.燃着的蜡烛能在浓度为15%O2、5%CO2和80%N2的混合气体中保持燃烧
【答案】(1)石蜡硬度小、密度小于水
(2) 澄清的石灰水变浑浊 在火焰上方罩一个干冷的烧杯
(3)助燃性
(4)ABC
【详解】(1)用小刀切一小块蜡烛,说明蜡烛硬度小,投入水中,观察到蜡烛浮在水面上,说明蜡烛密度比水小,故填:蜡烛硬度小、密度比水小;
(2)二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,故一段时间后观察到烧杯内壁的石灰水变浑浊,证明有二氧化碳生成;
要证明蜡烛燃烧有水生成,可以在火焰上方罩一个干冷的烧杯,观察到烧杯内壁出现水雾,说明生成了水;
(3)将蜡烛熄灭,瞬间可观察到一缕“白烟”轻轻升起,立即用燃着的火柴去点燃“白烟”,“白烟”能燃烧,发现蜡烛重新被点燃,说明白烟具有可燃性;
(4)A、由图可知,当氧气体积分数为15.6%时不再继续减少,说明当氧气的浓度低于一定值时蜡烛熄灭,选项正确;
B、曲线1初始值约为20%,反应过程中逐渐减少,表示氧气的体积分数变化,曲线2初始值不足1%,反应过程中逐渐增多,表示二氧化碳的体积分数变化,选项正确;
C、蜡烛燃烧有时会有黑烟产生,黑烟为炭黑,说明石蜡中含有碳元素,选项正确;
D、当氧气含量为15.6%及以下时,蜡烛不能燃烧,选项错误;
故选ABC。
10.(23-24九上·贵州贵阳·期中)用如图所示实验验证质量守恒定律,请你参与。
【实验步骤】
①利用甲、乙、丙装置进行实验。②反应前称量药品及仪器质量。③待反应结束且甲装置冷却后,将仪器及仪器内物质放在反应前使用的托盘天平上,观察天平是否平衡。
【实验分析】
(1)请仿照示例,补充完成表中内容。
方案
实验现象
化学方程式
结论
甲
该反应遵守质量守恒定律
乙
生成无色气体,天平不平衡。
2HCl+Na2CO3=2NaCl+H2O+CO2↑
该反应不遵守质量守恒定律
丙
(2)通过分析上述实验,发现乙同学的实验现象正确,但结论不正确。在实验操作正确的情况下,导致乙同学实验前后天平不平衡的原因是 。
【实验结论】化学反应都遵守质量守恒定律。
【方案改进】
(3)若实验药品不变,改进装置乙,可成功验证质量守恒定律,改进方案是 。
【答案】(1) 白磷燃烧,产生浓厚的白烟,放出热量,气球先变大后又变小,天平平衡 铁的表面覆盖一层红色物质,溶液由蓝色变成浅绿色,天平平衡 该反应遵守质量守恒定律
(2)没有在密闭容器中进行,反应有气体生成,气体逸散到空气中,无法称量
(3)将实验在密闭容器内进行
【详解】(1)白磷在空气中燃烧生成五氧化二磷;铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,实验现象是铁的表面覆盖一层红色物质,溶液由蓝色变成浅绿色,天平平衡,根据实验现象可知,该反应遵循质量守恒定律。因此:
方案
实验现象
化学方程式
结论
甲
白磷燃烧,产生浓浓的白烟,放出热量,气球先变大后又变小,天平平衡
该反应遵守质量守恒定律
乙
生成无色气体,天平不平衡。
2HCl+Na2CO3=2NaCl+H2O+CO2↑
该反应不遵守质量守恒定律
丙
铁的表面覆盖一层红色物质,溶液由蓝色变成浅绿色,天平平衡
该反应遵守质量守恒定律
(2)在实验操作正确的情况下,导致乙同学实验前后天平不平衡的原因是没有在密闭环境中进行,反应有气体生成,气体逸散到空气中,无法称量;
(3)若实验药品不变,改进装置乙,可成功验证质量守恒定律,改进方案是将实验在密闭容器内进行,使得产生的气体不能逸出。
11.(23-24九上·贵州贵阳多区联考·期中)建立基本的化学观念可以让我们更好的理解化学知识,如形成守恒的观念,可以让我们更好的理解质量守恒定律。某科学兴趣小组的同学设计了如下三个实验装置(天平略)来验证质量守恒律。
(1)A 中的实验现象是 。其中,实验 (填序号)不能用来验证质量守恒定律。
(2)若用图中装置 C 验证质量守恒定律(不改变装置),要达到实验目的,你的改进是 。
(3)为了深入理解和掌握质量守恒定律,某同学又做了密闭条件下 12g 镁条在氧气中充分燃烧的实验,他看到了 现象,请写出该反应化学方程式 。
(4)实验中,他收集整理了几组数据(见下表)。
组数
第一组
第二组
第三组
所用氧气质量/g
4
8
12
生成氧化镁质量/g
16
20
24
其中,数据不符合质量守恒定律的组数是 ,原因是 。
【答案】(1) 红磷燃烧产生大量白烟,放热,气球先膨胀后变瘪 BC
(2)将药品改为铁钉和硫酸铜溶液(合理即可)
(3) 镁条燃烧,产生耀眼的白光,生成大量白烟,放热
(4) 第一组、第三组 根据方程式可知:消耗4g、12g氧气要分别生成10g、30gMgO
【详解】(1)红磷燃烧瓶内气体体积增大,气球膨胀,由于反应消耗了氧气,当锥形瓶逐渐冷却后,总体积变小,气球变瘪,故实验现象为,红磷燃烧产生大量白烟,放热,气球先膨胀后变瘪;
B没有发生化学变化,不能用来验证质量守恒定律;C实验有气体产生,应在密闭容器中进行,此装置不密闭,不能用来验证质量守恒定律;
(2)若用图中装置 C 验证质量守恒定律(不改变装置),要达到实验目的可以选用没有气体参加和没有气体生成的反应,故可将药品改为铁钉和硫酸铜溶液;(合理即可)
(3)镁条燃烧,产生耀眼的白光,生成大量白烟,放热;
镁燃烧是与氧气在点燃的条件下反应生成氧化镁,故方程式为:;
(4)其中,数据不符合质量守恒定律的组数是第一组、第三组;
根据方程式,可知氧气与氧化镁的质量比为32:80=2:5,可以求出消耗4g、8g、12g氧气,应分别生成10g、20g、30gMgO,故第一组和第三组不正确。
四、填空与简答
12.(24-25九上·贵州遵义部分校·期中)2024年“中国水周”活动主题为“精打细算用好水资源,从严从细管好水资源”。
(1)如图为电解水的实验示意图。
①在电解器玻璃管中加满水。通电,观察到玻璃管中有气泡冒出,一段时间后,a、b管内气体体积比约为 。
②切断电源,用燃着的木条分别检验两个玻璃管中的气体,观察到 (填“a”或“b”)中气体使木条燃烧更旺。
③通过该实验,证明了水是由 组成。
(2)“生命吸管”是一种便携式户外净水装置,其主要部件及作用如图所示。
①活性炭可去除异味、色素等,是因为其具有 性。
②使用“生命吸管”时,水应从 (填“A”或“B”)处进入其中。
(3)某新能源汽车以氢气为燃料,使用1kg氢气平均可行驶150km。若通过电解水产生氢气,18kg水分解产生的氢气理论上可供这辆汽车行驶 km。
【答案】(1) 2:1 b 氢元素和氧元素
(2) 吸附 B
(3)300
【详解】(1)①电解水实验中,与电源正极相连的一端产生氧气,与电源负极相连的一端产生氢气,产生氢气与氧气的体积比约为2:1,则a、b管产生的气体分别是氢气、氧气,其体积比约为2:1;
②由上述分析可知,a、b管产生的气体分别是氢气、氧气,氧气具有助燃性,则b中气体能使燃着的木条燃烧更旺;
③电解水生成氢气和氧气,根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变,氢气由氢元素组成,氧气由氧元素组成,由此证明水是由氢元素和氧元素组成的;
(2)①活性炭可去除异味、色素等,是因为其具有吸附性;
②由图可知,预过滤系统的作用是过滤,MIR高聚碘树脂的作用是杀菌,颗粒活性炭的作用是除异味、色素,碳纤维活性炭的作用是除去有机污染物,超滤膜的作用是阻拦细菌,则使用“生命吸管”时,水应从B处进入其中,使水和各层物质充分接触,净化效果更好;
(3)水在通电条件下分解生成氢气和氧气,化学方程式为,水、氢气的质量比为,则18kg水分解产生氢气的质量为,已知某新能源汽车以氢气为燃料,使用1kg氢气平均可行驶150km,则18kg水分解产生的2kg氢气理论上可供这辆汽车行驶。
13.(24-25九上·贵州六盘水·期中)下图为验证质量守恒定律的三个实验,请回答下列问题。
(1)实验一中观察到的实验现象是 ,该反应的化学方程式是
(2)实验二结束后天平指针会向 (填“左”或“右”)偏转,原因是
(3)从原子的角度分析化学变化遵循质量守恒定律的原因是
(4)实验三在一根用细铜丝吊着的长玻璃棒两端分别绕上粗铜丝,并使玻璃棒保持水平。用酒精灯给a端粗铜丝加热数分钟,停止加热后冷却。观察到的现象是 ,发生反应的化学方程式为 。
(5)某物质R完全燃烧需要12.8g氧气,可生成13.2g二氧化碳和5.4g水。则该物质的化学式为 。
【答案】(1) 铁丝表面有红色固体析出,溶液由蓝色变为浅绿色
(2) 右 碳酸钠与稀盐酸反应生成的二氧化碳扩散到空气中,导致质量减小
(3)反应前后原子种类、质量和个数都不变
(4) a端铜丝变黑,玻璃棒a端下沉
(5)C3H6O
【详解】(1)实验一中铁丝与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,反应的化学方程式为,可观察到铁丝表面有红色固体析出,溶液由蓝色变为浅绿色,故填:铁丝表面有红色固体析出,溶液由蓝色变为浅绿色;;
(2)碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,二氧化碳是气体,会散逸到空气中,导致质量减小,所以托盘天平的指针向右偏转,故填:右;碳酸钠与稀盐酸反应生成的二氧化碳扩散到空气中,导致质量减小;
(3)在化学反应前后原子种类、质量和个数都不变,都遵循质量守恒定律,故填:反应前后原子种类、质量和个数都不变;
(4)铜和氧气在加热的条件下反应生成氧化铜(化学方程式为),生成氧化铜的质量等于参加反应的铜的质量与参加反应的氧气的质量之和,a端质量变大,故观察到的现象是:a端铜丝变黑,玻璃棒a端下沉,故填:a端铜丝变黑,玻璃棒a端下沉;;
(5)根据质量守恒定律,反应前后元素的种类和质量不变,某物质R完全燃烧需要12.8g氧气,可生成13.2g二氧化碳和5.4g水,则水中氢元素的质量=物质R中氢元素的质量=,二氧化碳中碳元素的质量=物质R中碳元素的质量=,则生成物中氧元素的质量=二氧化碳中氧元素的质量+水中氧元素的质量=,故物质R中含有氧元素,氧元素的质量=,物质R中碳、氢、氧原子个数比为,则物质R的化学式为C3H6O,故填:C3H6O。
14.(24-25九上·贵州遵义部分校·期中)科学家曾研发的“人工树叶”在光照条件下放入水中就能不断产生气泡,将水转变为氢气和氧气。如图是“人工树叶”工作时化学原理的微观示意图。
(1)请按它们在化学变化过程中出现的顺序排列 (用图中甲、乙、丙表示)。
(2)甲、乙、丙中属于纯净物的是 。
(3)微观上:水是由 构成的(填“分子”、“原子”或“离子”)。在化学反应前后分子种类 (填“改变”或“不变”,下同)。宏观上:在化学反应前后元素种类 (填“改变”或“不变”,下同)。
【答案】(1)丙→甲→乙
(2)丙
(3) 分子 改变 不变
【详解】(1)化学变化的微观实质是分子分裂成原子,原子重新组合成新分子的过程,“人工树叶”在光照条件下放入水中就能不断产生气泡,将水转变为氢气和氧气,即水分子分裂成氢原子、氧原子,氢原子、氧原子分别重新组合形成氢分子、氧分子,则它们在化学变化过程中出现的顺序排列为丙→甲→乙;
(2)甲图表示的是水分子分裂成的氢原子和氧原子,不属于物质,乙图是由不同分子构成的物质,属于混合物,丙图是由同种分子构成的物质,属于纯净物,故图甲、乙、丙中,属于纯净物的图例是丙;
(3)①水是由水分子构成的。
②依据此图可以看出,水分子先分裂成氢原子和氧原子,氢原子和氧原子再重新组合成氢分子和氧分子,所从微观角度揭示化学反应的本质为:分子分裂为原子,原子重新结合成新分子。
③化学反应的本质为:分子分裂为原子,原子重新结合成新分子。原子种类不变,所以元素种类也不变。
15.(23-24九上·贵州贵阳·期中)建立宏观与微观的联系是学习化学的重要素养。请根据图示回答下列问题。
(1)图1为水蒸气液化的微观示意图,该变化属于 (选填“物理”或“化学”)变化。
(2)图2为电解水的微观示意图。该反应的化学方程式为 ,反应的基本类型是 。
(3)从微观视角解释图1、图2所示两个变化的本质区别是 。
(4)图3中,A、B、C三种物质属于氧化物的是 (填化学式);若一定质量的物质D和12.8gA恰好完全反应,可生成8.8gB和7.2gC,则物质D中组成元素的原子个数比为 。
【答案】(1)物理
(2) 分解反应
(3)①中水分子本身没有改变,②水分子变为氢分子和氧分子
(4) CO2、H2O C:H=1:4
【详解】(1)水蒸气液化,只是分子间的间隔发生改变,分子本身没有发生改变,即没有新物质生成,该变化属于物理变化;
(2)水通电分解生成氢气和氧气,该反应的化学方程式为:,该反应是一种物质生成两种物质,符合“一变多”的特点,属于分解反应;
(3)从微观视角解释,图1、图2的本质区别是:①中水分子本身没有改变,只是分子间隔变小,发生了物理变化;②水分子变为氢分子和氧分子,分子种类发生了改变,发生了化学变化;
(4)A为O2,B为CO2,C为H2O,其中CO2、H2O均是由两种元素组成,其中一种是氧元素的化合物,属于氧化物;
若一定质量的物质D和12.8gA恰好完全反应,可生成8.8gB和7.2gC,根据质量守恒定律,则D的质量为8.8g+7.2g-12.8g=3.2g,根据反应前后元素的质量守恒,则D中碳元素的质量即为B中碳元素的质量:,D中氢元素的质量即为C中氢元素的质量:,0.8g+2.4g=3.2g,则说明D中只含有碳元素和氧元素,则物质D中碳原子和氢原子的个数比为。
16.(23-24九上·贵州从江县贯洞中学·期中)如图是氢气和氧气发生反应的微观示意图,请回答下列问题。
(1)将B图中相关微粒图形补充完整: 。
(2)A图所示物质属于 (填物质的类别),从微观角度说明理由: 。
(3)该反应中最小微粒是 (填化学符号),一共涉及 种元素。
(4)写出该反应的符号表达式: 。
【答案】(1)
(2) 混合物 由不同种分子构成
(3) O、H/H、O 2/两
(4)H2+O2H2O
【详解】(1)
氢气和氧气反应生成水,根据质量守恒定律知,B图中还少一个水分子,B图中相关微粒图形补充完整如图:;
(2)A图所示物质为氢气和氧气两种物质,属于混合物,理由是由不同种分子构成;
(3)原子是化学变化中最小的粒子,故该反应中最小微粒是O、H,一共涉及到氢元素和氧元素两种元素;
(4)氢气和氧气反应生成水,反应的符号表达式:H2+O2H2O。
地 城
考点02
化学方程式
一、选择题
1.(23-24九上·贵州毕节金沙县第四中学·期中)空气是人类宝贵的自然资源。空气中氮气在高温、高能量条件下可与某些物质发生反应。 如图所示是以空气和其他必要的原料合成氮肥碳酸氢铵(NH4HCO3)的流程图,下列相关说 法错误的是
A.空气里氮气、氧气等分子均匀地混合在一起
B.① 发生的是物理变化
C.②发生反应的符号表达式是
D.③发生的是氧化反应
【答案】D
【详解】A、空气是混合物,由氮气、氧气、稀有气体等物质混合而成,因此其构成的分子均匀混合在一起,选项正确;
B、步骤①中是根据物质的沸点不同将空气成分分离,无新物质生成,属于物理变化,选项正确;
C、氮气和氧气在一定的条件下生成氨气,符号表达式为:,选项真确;
D、反应③是氨气、二氧化碳和水反应生成碳酸氢铵,反应过程中的物质没有与氧气发生化学反应,反应③不是氧化反应,选项错误;
故选:D。
2.(23-24九上·贵州铜仁第十一中学·期中)化学学习者常用化学思维去认识和理解世界。下列选项正确的是
A.变化与守恒:依据化学方程式X+2O22CO2+2H2O,可推测X的化学式为C2H4O
B.模型与推理:氧化物中含有氧元素,因此含有氧元素的纯净物一定是氧化物
C.宏观与微观:CO和CO2虽然元素组成相同,但二者性质不同,原因是分子构成不同
D.探究与创新:探究氧化铜是否为过氧化氢分解的催化剂,只需设计实验证明氧化铜能否改变反应速率
【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,反应前有4个O,反应后有2个C、6个O、4个H,故X中含有2个C、4个H、2个O,化学式为C2H4O2,故A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,氧化物中含有氧元素,但是含有氧元素的纯净物不一定是氧化物,例如高锰酸钾中含有氧元素,但不属于氧化物,故B错误;
C、CO和CO2虽然元素组成相同,但二者分子构成不同,不同种分子的化学性质不同,故二者的化学性质不同,故C正确;
D、探究氧化铜是否为过氧化氢分解的催化剂,不能只设计实验证明氧化铜能否改变反应速率,还需验证其质量和化学性质在反应前后不变,故D错误;
故选:C。
二、实验题
3.(24-25九上·贵州六盘水·期中)氧气的化学性质比较活泼,下图分别是木炭、硫粉和细铁丝在氧气中的燃烧实验。
(1)甲中发生反应的化学方程式为 ;小华将乙图所示装置改装为丁图所示装置直接用于测定空气中氧气的体积分数,你认为他的实验 (填“能”或“不能”)成功,理由是 。
(2)写出丙中铁丝在氧气中燃烧的化学方程式 ;集气瓶底部水的作用是 。
(3)做实验甲和乙时,木炭、硫粉在氧气中燃烧比在空气中燃烧剧烈;做丙实验时,细铁丝在氧气中剧烈燃烧,而在空气中只是红热并未燃烧。据此说明可燃物能否燃烧或燃烧的剧烈程度与 有关。
【答案】(1) 不能 硫燃烧生成二氧化硫气体,反应前后气体体积变化不大,无法形成压强差
(2) 防止高温熔融物溅落炸裂集气瓶
(3)氧气的浓度
【详解】(1)甲中发生的反应为碳燃烧生成二氧化碳,反应的化学方程式为;硫燃烧生成二氧化硫,前后无法形成压强差,所以看不到倒吸现象,因此不能用于测定空气中氧气的体积分数,故填:;不能;硫燃烧生成二氧化硫气体,反应前后气体体积变化不大,无法形成压强差;
(2)铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁,反应的化学方程式为,现象为火星四射,放出大量的热,生成黑色固体,则集气瓶底部水的作用是防止高温熔融物溅落炸裂集气瓶,故填:;防止高温熔融物溅落炸裂集气瓶;
(3)做实验甲和乙时,木炭、硫粉在氧气中燃烧比在空气中燃烧剧烈;做丙实验时,细铁丝在氧气中剧烈燃烧,而在空气中只是红热并未燃烧,说明反应的剧烈程度与氧气浓度有关,氧气浓度越高,反应越剧烈,故填:氧气的浓度。
4.(24-25九上·贵州六盘水·期中)请根据下列装置图,回答有关问题。
(1)写出图中仪器a的名称: ;
(2)用A装置制取氧气,发生反应的化学方程式为 ;属于 反应(填基本反应类型);若要收集一瓶纯净的氧气,则应选择的收集装置是 (填字母);
(3)若用过氧化氢溶液制取氧气则反应的化学方程式为 ;
(4)实验室在常温下用块状电石与水反应制取微溶于水,密度比空气小的乙炔气体,该反应必须严格控制加水的速度,以免剧烈反应放热引起发生装置炸裂。上图中最适合制取乙炔的发生装置是 (填字母);若用G装置收集乙炔气体,则气体应从 (填“b”或“c”)端通入。
【答案】(1)锥形瓶
(2) 分解 F
(3)
(4) C c
【详解】(1)由图可知,仪器a的名称是锥形瓶,故填:锥形瓶;
(2)试管口有棉花团,则该装置适用于高锰酸钾制氧气,高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的化学方程式为,该反应符合“一变多”的特点,属于分解反应;氧气的密度比空气大,不易溶于水也不与水反应,可采用向上排空气法或排水法进行收集,其中排水法收集的气体较为纯净,即收集装置选F,故填:;分解;F;
(3)过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气,反应的化学方程式为,故填:;
(4)实验室在常温下用块状电石与水反应制取微溶于水的乙炔气体,反应物状态是固体与液体,发生装置应选择固-液常温型装置,即B或者 C,而此实验需严格控制加水的速度,以免剧烈反应放热引起发生装置炸裂,所以只能选择装置C,采用分液漏斗控制水的滴加速度,乙炔的密度比空气小,应采用向下排空气法进行收集,若用G装置收集乙炔气体,则气体应从c端通入,故填:C;c。
5.(23-24九上·贵州铜仁第十一中学·期中)化学是一门以实验为基础的学科。
(1)用图1、图2装置进行氧气实验室制取及性质实验。
①a仪器的名称是
②加热高锰酸钾制取氧气,往试管中加入高锰酸钾粉末的操作是 ,反应的化学方程式为 ,反应的基本类型是 。
③用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,应选择的发生和收集装置是 (填字母序号)。检验氧气的方法是 。
④图2中发生化学反应的现象为 。
(2)图3是一种紧急供氧设备内部结构示意图。使用时按动点火装置,金属粉末反应放热,使药块分解持续供氧,并有氯化钠生成。其中产生氧气的化学方程式为 。
【答案】(1) 长颈漏斗 将试管倾斜,用药匙将高锰酸钾粉末伸到试管内,慢慢将试管直立,让药品掉入试管底部 分解反应 BC或BE 将带火星木条伸到集气瓶中,若复燃则为氧气 剧烈燃烧,火星四射,放热,生成黑色固体
(2)
【详解】(1)①a仪器的名称是:长颈漏斗;
②高锰酸钾粉末属于固体,取用的操作方法是:将试管倾斜,用药匙将高锰酸钾粉末伸到试管内,慢慢将试管直立,让药品掉入试管底部;
高锰酸钾在加热条件下反应生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,化学反应方程式为:;
该反应反应物为高锰酸钾一种,生成物有锰酸钾、二氧化锰、氧气三种,故该反应为分解反应;
③过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气为固液不加热型,故发生装置选择B,氧气密度比空气大,不易溶于水且不和水反应,故收集装置可以选择C或E,故发生和收集装置可以是BC或BE;
氧气具有助燃性,能使带火星木条复燃,故检验氧气的方法:将带火星木条伸到集气瓶中,若复燃则为氧气;
④铁丝燃烧的现象是:剧烈燃烧,火星四射,放热,生成黑色固体;
(2)氯酸钠在二氧化锰催化和加热条件下反应生成氯化钠和氧气,化学反应方程式为:。
6.(23-24九上·贵州贵阳·期中)实验室制取气体是重要的实验技能。制取氧气的装置如图所示,请回答下列问题。
(1)装置B中①所对应的仪器名称是 。
(2)若用A、C装置制取氧气,反应的化学方程式为 ,能说明氧气已收集满的现象是 。
(3)用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,反应的化学方程式为 ,应选择的发生装置是 (填字母序号)。若向该装置中加入30%的过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,发现产生氧气的速率较快不便于收集。若要得到平缓的氧气流,你的改进方案是 。
(4)已知氢气密度比空气的小,难溶于水。实验室制取氢气时,若用装置D收集氢气,你的操作是 。
【答案】(1)长颈漏斗
(2) 集气瓶口有大气泡冒出
(3)
B 把B装置中的长颈漏斗换成分液漏斗
(4)将气体从a管通入
【详解】(1)装置B中①所对应的仪器名称是长颈漏斗;
(2)若用A、C装置制取氧气,A装置为固体加热型发生装置,且试管口没有棉花,即为氯酸钾在二氧化锰的催化下加热分解生成氯化钾和氧气,该反应的化学方程式为:,
用C装置排水法收集氧气,当观察到集气瓶口有大气泡冒出时,说明氧气已收集满;
(3)过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成氧气和水,该反应的化学方程式为:,该反应为固液常温型,发生装置可选择B;
若要得到平缓的氧气流,可以把B装置中的长颈漏斗换成分液漏斗,通过分液漏斗控制液体的滴加速度,从而控制反应速率,以获得平缓气流;
(4)实验室制取氢气时,若用装置D收集氢气,氢气密度比空气大,则应该将气体从a管通入。
7.(23-24九上·贵州贵阳多区联考·期中)现提供了下列 A、B、C、D、E、F 六种实验装置,请回答下列问题。
(1)写出仪器的名称 a: 。
(2)写出实验室利用 A 装置制取氧气的反应方程式 ;该反应的基本反应类型为 。
(3)若要收集一瓶氧气,供“铁丝在氧气中燃烧”实验使用,最好选择的气体收集装置是 ,理由是 。
(4)利用过氧化氢溶液制取氧气所选择的制取装置是 ,反应的方程式为 。
【答案】(1)长颈漏斗
(2) 分解反应
(3) F 排水法收集的氧气较纯净,且便于保留少量的水
(4) BD、BF、CD、CF
【详解】(1)写出仪器的名称 a是长颈漏斗。
(2)因为A 装置属于固体加热型,且在试管口塞了一团棉花,所以实验室用加热高锰酸钾的方法制取氧气的,同时生成锰酸钾和二氧化锰,反应的反应方程式为,符合“一变多”的特点,属于分解反应。
(3)铁丝燃烧实验需要氧气纯度较高,且集气瓶内要放少量的水或细砂(为了防止生成的固体熔融物掉到瓶底,使瓶底炸裂)。氧气不易溶于水,F排水法收集的气体较为纯净,且便于保留少量的水,所以最好选择的收集装置是F。
(4)用过氧化氢溶液制取氧气发生装置属于固液常温型,氧气的密度比空气略大,不易溶于水,可用向上排空气法和排水法收集,故选择的制取装置是BD、BF、CD、CF。过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气,化学方程式为。
三、科学探究题
8.(24-25九上·贵州遵义·期中)质量守恒定律是自然界的基本定律之一,化学兴趣小组以“探究质量守恒定律”为主题开展实验探究。
【提出问题】化学反应前后各物质的质量总和是否相等?
【猜想与假设】猜想1:不相等;猜想2:相等。
【实验探究】
(1)甲、乙两组同学用托盘天平分别称量反应前后装置的质量。
实验方案
方案一
方案二
实验装置
实验过程
分别将反应物及反应容器放在托盘天平上用砝码平衡
取下烧杯并将其倾斜,将两种溶液混合,观察到烧杯中 ,一段时间后再放回托盘天平
取下烧杯并将其倾斜,使小试管中的盐酸倒入烧杯中,充分反应后再放回托盘天平,天平的指针 (填“向左”或“向右”)偏转
(2)方案一中发生反应的化学方程式为 ,请讨论分析导致方案二实验结果的原因: 。
【得出结论】
(3)同学们经过讨论分析,得出猜想2正确,请从微观角度解释原因: 。
【反思评价】
(4)通过以上实验,在选有气体参加或生成的化学反应来验证质量守恒定律时应在 进行。
【答案】(1) 产生蓝色沉淀 向右
(2) 反应生成的二氧化碳逸出装置
(3)化学反应前后,原子的种类、数目和质量不变
(4)密闭装置
【详解】(1)方案一:取下烧杯并将其倾斜,将两种溶液混合,氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜和硫酸钠,观察到烧杯中产生蓝色沉淀;
方案二:取下烧杯并将其倾斜,使小试管中的盐酸倒入烧杯中,大理石的主要成分碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,充分反应后再放回托盘天平,由于生成了二氧化碳,二氧化碳是气体,会散逸到空气中,导致左边质量减小,故天平的指针向右偏转;
(2)方案一中发生反应为氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜和硫酸钠,该反应的化学方程式为:;
实验二中大理石的主要成分碳酸钙和稀盐酸反应生成了二氧化碳,二氧化碳是气体,会散逸到空气中,故天平不平衡;
(3)同学们经过讨论分析,得出猜想2正确,即化学反应前后各物质的质量总和相等,从微观角度看是因为:化学反应前后,原子的种类、数目和质量不变;
(4)通过以上实验可知,在选有气体参加或生成的化学反应来验证质量守恒定律时应在密闭装置中进行,防止影响实验。
9.(23-24九上·贵州贵阳·期中)用如图所示实验验证质量守恒定律,请你参与。
【实验步骤】
①利用甲、乙、丙装置进行实验。②反应前称量药品及仪器质量。③待反应结束且甲装置冷却后,将仪器及仪器内物质放在反应前使用的托盘天平上,观察天平是否平衡。
【实验分析】
(1)请仿照示例,补充完成表中内容。
方案
实验现象
化学方程式
结论
甲
该反应遵守质量守恒定律
乙
生成无色气体,天平不平衡。
2HCl+Na2CO3=2NaCl+H2O+CO2↑
该反应不遵守质量守恒定律
丙
(2)通过分析上述实验,发现乙同学的实验现象正确,但结论不正确。在实验操作正确的情况下,导致乙同学实验前后天平不平衡的原因是 。
【实验结论】化学反应都遵守质量守恒定律。
【方案改进】
(3)若实验药品不变,改进装置乙,可成功验证质量守恒定律,改进方案是 。
【答案】(1) 白磷燃烧,产生浓厚的白烟,放出热量,气球先变大后又变小,天平平衡 铁的表面覆盖一层红色物质,溶液由蓝色变成浅绿色,天平平衡 该反应遵守质量守恒定律
(2)没有在密闭容器中进行,反应有气体生成,气体逸散到空气中,无法称量
(3)将实验在密闭容器内进行
【详解】(1)白磷在空气中燃烧生成五氧化二磷;铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,实验现象是铁的表面覆盖一层红色物质,溶液由蓝色变成浅绿色,天平平衡,根据实验现象可知,该反应遵循质量守恒定律。因此:
方案
实验现象
化学方程式
结论
甲
白磷燃烧,产生浓浓的白烟,放出热量,气球先变大后又变小,天平平衡
该反应遵守质量守恒定律
乙
生成无色气体,天平不平衡。
2HCl+Na2CO3=2NaCl+H2O+CO2↑
该反应不遵守质量守恒定律
丙
铁的表面覆盖一层红色物质,溶液由蓝色变成浅绿色,天平平衡
该反应遵守质量守恒定律
(2)在实验操作正确的情况下,导致乙同学实验前后天平不平衡的原因是没有在密闭环境中进行,反应有气体生成,气体逸散到空气中,无法称量;
(3)若实验药品不变,改进装置乙,可成功验证质量守恒定律,改进方案是将实验在密闭容器内进行,使得产生的气体不能逸出。
10.(23-24九上·贵州贵阳多区联考·期中)建立基本的化学观念可以让我们更好的理解化学知识,如形成守恒的观念,可以让我们更好的理解质量守恒定律。某科学兴趣小组的同学设计了如下三个实验装置(天平略)来验证质量守恒律。
(1)A 中的实验现象是 。其中,实验 (填序号)不能用来验证质量守恒定律。
(2)若用图中装置 C 验证质量守恒定律(不改变装置),要达到实验目的,你的改进是 。
(3)为了深入理解和掌握质量守恒定律,某同学又做了密闭条件下 12g 镁条在氧气中充分燃烧的实验,他看到了 现象,请写出该反应化学方程式 。
(4)实验中,他收集整理了几组数据(见下表)。
组数
第一组
第二组
第三组
所用氧气质量/g
4
8
12
生成氧化镁质量/g
16
20
24
其中,数据不符合质量守恒定律的组数是 ,原因是 。
【答案】(1) 红磷燃烧产生大量白烟,放热,气球先膨胀后变瘪 BC
(2)将药品改为铁钉和硫酸铜溶液(合理即可)
(3) 镁条燃烧,产生耀眼的白光,生成大量白烟,放热
(4) 第一组、第三组 根据方程式可知:消耗4g、12g氧气要分别生成10g、30gMgO
【详解】(1)红磷燃烧瓶内气体体积增大,气球膨胀,由于反应消耗了氧气,当锥形瓶逐渐冷却后,总体积变小,气球变瘪,故实验现象为,红磷燃烧产生大量白烟,放热,气球先膨胀后变瘪;
B没有发生化学变化,不能用来验证质量守恒定律;C实验有气体产生,应在密闭容器中进行,此装置不密闭,不能用来验证质量守恒定律;
(2)若用图中装置 C 验证质量守恒定律(不改变装置),要达到实验目的可以选用没有气体参加和没有气体生成的反应,故可将药品改为铁钉和硫酸铜溶液;(合理即可)
(3)镁条燃烧,产生耀眼的白光,生成大量白烟,放热;
镁燃烧是与氧气在点燃的条件下反应生成氧化镁,故方程式为:;
(4)其中,数据不符合质量守恒定律的组数是第一组、第三组;
根据方程式,可知氧气与氧化镁的质量比为32:80=2:5,可以求出消耗4g、8g、12g氧气,应分别生成10g、20g、30gMgO,故第一组和第三组不正确。
四、计算题
11.(24-25九上·贵州遵义·期中)中国天宫空间站三名航天员每日需要O22.4kg,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。三名航天员4天所需O2共9.6kg,则理论上至少需要加热分解NaClO3的质量为多少?(写出完整计算过程)
【答案】21.3kg
解:设理论上至少需要加热分解NaClO3的质量为x。
答:理论上至少需要加热分解NaClO3的质量为21.3kg。
【详解】见答案。
12.(24-25九上·贵州六盘水·期中)4g氢气完全燃烧生成水的质量为多少克?
【答案】解:设生成水的质量为x。
解得
答:4g氢气完全燃烧生成水的质量为36g。
【详解】详见答案。
13.(23-24九上·贵州贵阳多区联考·期中)若将 0.4g 氢气完全燃烧,请问生成水的质量为多少?
【答案】
解:设生成水的质量为x
解得x=3.6g
答:生成水的质量为3.6g。
【详解】见答案。
五、综合应用题
14.(24-25九上·贵州遵义·期中)化学在我国工业发展中发挥着重要作用。
I.化学与航天——火箭的动力来源(以液氧液氢为例)
(1)工业上利用分离液态空气的方法制取氧气,是利用液氧与液氮的 不同。
(2)氢气被认为是理想的燃料,理由为 (写出一条即可)。
Ⅱ.化学与化工
甲烷(CH4)可作为清洁燃料和化工原料。煤综合利用获得甲烷的一种简化工艺流程图如图所示。
(3)煤属于 (填“纯净物”或“混合物”),在进入“反应室1"前,通常进行粉碎处理,目的是 。
(4)“反应室1”中产生的氢气经净化后,可通入反应室 (填“2”或“3”)直接参与反应。
(5)在“反应室2”中,一氧化碳和水在催化剂、加热条件下反应生成二氧化碳和氢气,该反应的化学方程式为 。
【答案】(1)沸点
(2)氢气燃烧产物只有水,比较环保,且燃烧值大
(3) 混合物 增大反应物之间的接触面积,使反应更快更充分
(4)3
(5)
【详解】(1)工业上利用分离液态空气的方法制取氧气,是利用液氧与液氮的沸点不同,将其分离,液氮的沸点低,加热过程中,氮气先分离出来;
(2)氢气燃烧产物只有水,比较环保,且燃烧值大,是比较理想的燃料;
(3)煤的主要成分是碳,还含有其它物质,属于混合物;
在进入“反应室1"前,通常进行粉碎处理,目的是:增大反应物之间的接触面积,使反应更快更充分;
(4)由图可知,反应室3中氢气是反应物,故“反应室1”中产生的氢气经净化后,可通入反应室3直接参与反应;
(5)在“反应室2”中,一氧化碳和水在催化剂、加热条件下反应生成二氧化碳和氢气,该反应的化学方程式为:。
六、填空与简答
15.(24-25九上·贵州六盘水·期中)化学与生活、生产、科技息息相关,请运用化学知识回答下列问题。
(1)用化学用语填空
①两个氧原子 ;
②相对分子质量最小的氧化物 ;
③标出氧化镁中镁元素的化合价 ;
④地壳中含量最高的元素和最高的金属元素形成的化合物 ;
(2)“墙内开花墙外香”的原因 (用微观知识解释);
(3)加碘食盐中的“碘”指的是 (填“分子”、“原子”或“元素”);
(4)已知是一种生命体系信号分子,它在中燃烧的化学方程式为。根据质量守恒定律可推测X的化学式为 ;
(5)实验室常用酒精灯给物质加热,酒精的化学名称为乙醇,乙醇燃烧的微观示意图如下图所示:
该反应中不变的粒子是 (填名称),生成物二氧化碳中碳元素和氧元素的质量比是 ;该反应的化学方程式为 。
【答案】(1) 2O H2O Al2O3
(2)分子在不断地运动
(3)元素
(4)SO2
(5) 氢原子、氧原子、碳原子 3:8
【详解】(1)①原子的表示方法:用元素符号来表示一个原子,表示多个该原子,就在其元素符号前加上相应的数字,则两个氧原子表示为2O,故填:2O;
②氧化物是由两种元素组成,其中一种是氧元素的化合物,相对分子质量最小的氧化物是水,化学式为H2O,故填:H2O;
③元素化合价的表示方法:确定出化合物中所要标出的元素的化合价,然后在其化学式该元素的上方用正负号和数字表示,正负号在前,数字在后,则氧化镁中镁元素的化合价可表示为,故填:;
④地壳中含量最高的元素是氧元素,最高的金属元素是铝元素,两者形成的化合物为氧化铝,氧化铝中铝元素显+3价,氧元素显-2价,根据化学式书写原则,正价在左负价在右,正负化合价代数和为零,化合价数值约到最简交叉写在元素右下角,则氧化铝的化学式为Al2O3,故填:Al2O3;
(2)“墙内开花墙外香”是因为带有香味的分子在不断地运动,向四周扩散,使人能够闻到,故填:分子在不断地运动;
(3)物质由元素组成,加碘食盐里的“碘”指的是元素,而非元素的具体存在形式,故填:元素;
(4)根据质量守恒定律,反应前后原子的种类和个数均不变,反应前有4个H、2个S、6个O,反应后有4个H、2个O,相差2个S和4个O,则一个X中含有1个S和2个O,即X的化学式为SO2,故填:SO2;
(5)根据质量守恒定律,反应前后原子的种类不变,则该反应中不变的粒子是氢原子、氧原子、碳原子;生成物二氧化碳(CO2)中碳元素和氧元素的质量比是;该反应为乙醇与氧气在点燃的条件下反应生成二氧化碳和水,反应的化学方程式为,故填:氢原子、氧原子、碳原子;3:8;。
16.(24-25九上·贵州毕节三联教育集团、赫章乌蒙山学校·期中)按要求写出下列反应的文字表达式(也可写化学方程式):
(1)木炭充分燃烧: 。
(2)加热高锰酸钾制氧气: 。
(3)将过氧化氢和二氧化锰混合: 。
(4)石蜡燃烧 。
【答案】(1)或
(2)或
(3)或
(4)
【详解】(1)木炭充分燃烧生成二氧化碳,该反应的文字表达式为:,化学方程式为:;
(2)高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,该反应的文字表达式为:,化学方程式为:;
(3)将过氧化氢和二氧化锰混合,过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气,该反应的文字表达式为:,化学方程式为:;
(4)石蜡燃烧生成二氧化碳和水,该反应的文字表达式为:。
17.(24-25九上·贵州六盘水·期中)下图为验证质量守恒定律的三个实验,请回答下列问题。
(1)实验一中观察到的实验现象是 ,该反应的化学方程式是
(2)实验二结束后天平指针会向 (填“左”或“右”)偏转,原因是
(3)从原子的角度分析化学变化遵循质量守恒定律的原因是
(4)实验三在一根用细铜丝吊着的长玻璃棒两端分别绕上粗铜丝,并使玻璃棒保持水平。用酒精灯给a端粗铜丝加热数分钟,停止加热后冷却。观察到的现象是 ,发生反应的化学方程式为 。
(5)某物质R完全燃烧需要12.8g氧气,可生成13.2g二氧化碳和5.4g水。则该物质的化学式为 。
【答案】(1) 铁丝表面有红色固体析出,溶液由蓝色变为浅绿色
(2) 右 碳酸钠与稀盐酸反应生成的二氧化碳扩散到空气中,导致质量减小
(3)反应前后原子种类、质量和个数都不变
(4) a端铜丝变黑,玻璃棒a端下沉
(5)C3H6O
【详解】(1)实验一中铁丝与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,反应的化学方程式为,可观察到铁丝表面有红色固体析出,溶液由蓝色变为浅绿色,故填:铁丝表面有红色固体析出,溶液由蓝色变为浅绿色;;
(2)碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,二氧化碳是气体,会散逸到空气中,导致质量减小,所以托盘天平的指针向右偏转,故填:右;碳酸钠与稀盐酸反应生成的二氧化碳扩散到空气中,导致质量减小;
(3)在化学反应前后原子种类、质量和个数都不变,都遵循质量守恒定律,故填:反应前后原子种类、质量和个数都不变;
(4)铜和氧气在加热的条件下反应生成氧化铜(化学方程式为),生成氧化铜的质量等于参加反应的铜的质量与参加反应的氧气的质量之和,a端质量变大,故观察到的现象是:a端铜丝变黑,玻璃棒a端下沉,故填:a端铜丝变黑,玻璃棒a端下沉;;
(5)根据质量守恒定律,反应前后元素的种类和质量不变,某物质R完全燃烧需要12.8g氧气,可生成13.2g二氧化碳和5.4g水,则水中氢元素的质量=物质R中氢元素的质量=,二氧化碳中碳元素的质量=物质R中碳元素的质量=,则生成物中氧元素的质量=二氧化碳中氧元素的质量+水中氧元素的质量=,故物质R中含有氧元素,氧元素的质量=,物质R中碳、氢、氧原子个数比为,则物质R的化学式为C3H6O,故填:C3H6O。
18.(24-25九上·贵州六盘水·期中)水是地球上最普通、最常见的物质之一,各种生物体内也都含有水。
(1)水的净化过滤时玻璃棒的作用是 ,生活中通过 的方法降低水的硬度。
(2)试管1中的气体是 (填化学式),正极与负极产生气体的体积之比为 。
(3)电解水的方程式为 ,该实验证明水是由 组成的。
(4)作为中学生要节约用水,写出一条节约用水的方法 。
【答案】(1) 引流 煮沸
(2) H2 1:2
(3) 氢元素和氧元素
(4)用淘米水浇花(合理即可)
【详解】(1)水的净化过滤时玻璃棒的作用是引流;煮沸能够使水中的部分可溶性钙镁化合物转化为难溶性固体从水中沉降下来,从而降低水的硬度,因此生活中,常用煮沸的方法降低水的硬度,故填:引流;煮沸;
(2)根据电解水“正氧负氢,氢二氧一”,试管1中生成的气体较多,则为氢气,化学式为H2;正极产生的是氧气,负极产生的是氢气,氧气与氢气的体积之比为1:2,故填:H2;1:2;
(3)水在通电的条件下生成氢气和氧气,反应的化学方程式为,氢气是由氢元素组成,氧气是由氧元素组成,根据质量守恒定律,反应前后元素的种类不变,则该实验说明水是由氢元素和氧元素组成,故填:;氢元素和氧元素;
(4)节约用水的方法:用淘米水浇花、洗菜水冲马桶等,故填:用淘米水浇花(合理即可)。
19.(24-25九上·贵州遵义·期中)加快能源转型升级,发展新质生产力。氢气是最理想的清洁能源,依据不同制取方式,可分为“绿氢”“灰氢”“蓝氢”“紫氢”和“金氢”等。下图带你认识“多彩”的氢。
储氢是实现氢能广泛应用的重要环节,分为物理储氢和化学储氢,前者包括高压气态、低温液态、吸附等储存方式,后者将氢气转化为其他化合物进行储存。“液氨储氢”的原理是氢气与氮气在一定条件下生成液氨,进行储存。
依据上文,回答问题。
(1)电解水制氢的化学方程式为 。
(2)属于“绿氢”和“紫氢”的分别是 和 (填字母序号)。
a.风能发电制氢 b.煤燃烧发电制氢 c.核能发电制氢
(3)从微观角度解释,氢气能被压缩储存的原因是 。
(4)“液氨储氢”属于 (填“物理”或“化学”)储氢。
【答案】(1)
(2) a c
(3)分子之间存在间隔
(4)化学
【详解】(1)电解水制氢的反应为水通电分解生成氢气和氧气,该反应的化学方程式为:;
(2)a、绿氢是可再生能源发电制氢,风能属于可再生能源,故风能发电制氢属于绿氢;
b、化石燃料制氢属于灰氢,煤属于化石燃料,故煤燃烧发电制氢属于灰氢;
c、核能发电制氢属于紫氢。
故属于“绿氢”和“紫氢”的分别是a和c;
(3)从微观角度解释,氢气能被压缩储存的原因是:分子之间存在间隔,受压后分子之间的间隔变小;
(4)“液氨储氢”的原理是氢气与氮气在一定条件下生成液氨,进行储存,有新物质生成,属于化学储氢。
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专题08 化学反应及质量守恒定律
大高频考点概览
考点01 质量守恒定律
考点02 化学方程式
地 城
考点01
质量守恒定律
1.(24-25九上·贵州黔东南苗族侗族剑河县剑河县第四中学·期中)将宏观、微观以及化学符号联系在一起是化学特有的思维方式。下图是某化学反应过程的微观示意图,下列有关说法正确的是
A.反应前后分子的个数不变 B.生成物有三种
C.反应前后汞原子和氧原子的个数不变 D.汞和氧气都由分子构成
2.(24-25九上·贵州六盘水·期中)下列图像表示的对应变化关系正确的是
A.木炭在充满氧气的密闭容器中燃烧,碳原子总数随时间的变化
B.电解水生成氢气、氧气的质量与反应时间的关系
C.用等质量、等浓度的过氧化氢溶液制取氧气
D.红磷燃烧测定空气中氧气的含量
A.A B.B C.C D.D
3.(23-24九上·贵州贵阳·期中)构建化学观念是学好化学的基础。下列说法正确的是
A.元素观:水是由水元素组成的
B.微粒观:保持氨气化学性质的最小粒子是氮原子
C.守恒观:用于制备氧气的物质必须含有氧元素
D.分类观:冰和水混合后属于混合物
4.(23-24九上·贵州贵阳南明区·期中)下列实验方案设计合理的是
序号
实验目的
实验方案
A
区别二氧化碳和氮气
伸入燃着的木条
B
验证石蜡中含有碳元素
点燃,在火焰上方罩一只干冷的烧杯
C
检验氢气的纯度
用小试管收集氢气,管口向下靠近火焰
D
除去氮气中混有的少量氧气
加足量红热的木炭充分反应
A.A B.B C.C D.D
5.(23-24九上·贵州贵阳多区联考·期中)如图是某化学反应的微观示意图,其中不同的圆球代表不同种类的原子。下列说法中正确的是
A.该反应涉及到四种原子
B.该反应属于化合反应
C.参加反应的两种分子的个数比为 1∶1
D.化学反应前后,原子的个数改变
二、实验题
6.(24-25九上·贵州兴仁三校(金成、黔龙、黔峰)·期中)兴趣小组的同学利用如下实验验证质量守恒定律,请结合图示回答下列问题。
(1)实验1:将铜粉平铺于锥形瓶底,按照如图所示组装仪器,并称量质量为;再将锥形瓶置于陶土网上加热,发生反应的文字表达式为 ,一段时间后停止加热,待装置冷却后再次称量质量为m2,则 (填“>”“=”或“<”)m2.
(2)实验2:倾斜锥形瓶使硫酸铜溶液与打磨光亮的铁丝接触,可观察到的现象是 。
(3)实验1和实验2均能用于验证质量守恒定律,从微观角度分析,化学反应中质量守恒的原因是在化学反应前后,原子的 都不改变。
(4)实验3:倾斜锥形瓶使过氧化氢溶液流入锥形瓶中,一段时间后,比较该操作前后电子秤读数发现反应前后的质量并不相等,其原因是 。
(5)如实验3这类有气体生成和其他有气体参与的反应要用于验证质量守恒定律,反应需在 中进行。
(6)实验4是铁丝在氧气中燃烧实验。集气瓶中水的作用是 ,该反应的文字表达式为: 。
(7)实验5是过滤实验。过滤时玻璃棒的作用是 ;过滤后发现液体仍然浑浊,原因可能是 (写出一点,)。
7.(23-24九上·贵州贵阳·期中)多视角认识化学反应有助于学习和理解化学。如某学习小组通过对蜡烛燃烧的探究认识化学反应,请你参与。
(1)用冷而干燥的烧杯罩在蜡烛火焰上方,如图1所示。
①蜡烛燃烧属于化学变化,理由是 。
②能说明蜡烛燃烧伴随着能量变化的实验现象是 。
(2)一段时间后,烧杯底部出现黑色固体。用图2所示装置对黑色固体进行探究。黑色固体与足量氧气充分反应,并测得相关数据如表所示。
物质
甲试管中黑色固体
乙试管中混合物
反应前质量/g
m1
m2
反应后质量/g
0
m3
①甲中反应的化学方程式为 。
②乙中的现象为 。
③经分析判断,黑色固体为单质碳。其判断依据是 (用表中反应前后质量m1、m2、m3表示)。
(3)进一步实验发现,罩在火焰上方的烧杯位置越低,产生黑色固体越多。
查阅资料可知:蜡烛+氧气(足量)→二氧化碳+水;蜡烛+氧气(少量)→一氧化碳+水;……
由此推测:蜡烛燃烧产生黑色固体的原因是 。
(4)根据以上实验,你感受到对化学反应的认识视角有 。
三、科学探究题
8.(24-25九上·贵州遵义·期中)质量守恒定律是自然界的基本定律之一,化学兴趣小组以“探究质量守恒定律”为主题开展实验探究。
【提出问题】化学反应前后各物质的质量总和是否相等?
【猜想与假设】猜想1:不相等;猜想2:相等。
【实验探究】
(1)甲、乙两组同学用托盘天平分别称量反应前后装置的质量。
实验方案
方案一
方案二
实验装置
实验过程
分别将反应物及反应容器放在托盘天平上用砝码平衡
取下烧杯并将其倾斜,将两种溶液混合,观察到烧杯中 ,一段时间后再放回托盘天平
取下烧杯并将其倾斜,使小试管中的盐酸倒入烧杯中,充分反应后再放回托盘天平,天平的指针 (填“向左”或“向右”)偏转
(2)方案一中发生反应的化学方程式为 ,请讨论分析导致方案二实验结果的原因: 。
【得出结论】
(3)同学们经过讨论分析,得出猜想2正确,请从微观角度解释原因: 。
【反思评价】
(4)通过以上实验,在选有气体参加或生成的化学反应来验证质量守恒定律时应在 进行。
9.(24-25九上·贵州清镇·期中)蜡烛的主要成分是石蜡,某化学兴趣小组的同学们对蜡烛的性质、燃烧后的产物进行了探究。
(1)用小刀切一小块蜡烛投入水中,观察到蜡烛浮在水面上,由此得出石蜡的物理性质是 。
(2)同学们将一个内壁涂有澄清石灰水的烧杯罩在蜡烛火焰的上方(如图所示)。一段时间后观察到 现象证明有二氧化碳生成。欲证明蜡烛燃烧有水生成,应进行的操作是 。从而得出结论蜡烛燃烧生成了二氧化碳和水。
(3)同学们在做实验时发现,蜡烛刚熄灭时有一缕白烟冒出,立即用燃着的火柴去点燃白烟(如图所示)发现蜡烛重新被点燃,此现象说明白烟具有的化学性质是 。
(4)同学们又利用传感器采集密闭容器中蜡烛燃烧至熄灭过程中氧气和二氧化碳浓度的变化,实验结果如图。以下分析中合理的是______。(填字母)
A.该实验说明当氧气的浓度低于一定值时蜡烛熄灭
B.曲线1表示氧气的体积分数变化,曲线2表示二氧化碳的体积分数变化
C.蜡烛燃烧有时会有黑烟产生,说明石蜡中含有碳元素
D.燃着的蜡烛能在浓度为15%O2、5%CO2和80%N2的混合气体中保持燃烧
10.(23-24九上·贵州贵阳·期中)用如图所示实验验证质量守恒定律,请你参与。
【实验步骤】
①利用甲、乙、丙装置进行实验。②反应前称量药品及仪器质量。③待反应结束且甲装置冷却后,将仪器及仪器内物质放在反应前使用的托盘天平上,观察天平是否平衡。
【实验分析】
(1)请仿照示例,补充完成表中内容。
方案
实验现象
化学方程式
结论
甲
该反应遵守质量守恒定律
乙
生成无色气体,天平不平衡。
2HCl+Na2CO3=2NaCl+H2O+CO2↑
该反应不遵守质量守恒定律
丙
(2)通过分析上述实验,发现乙同学的实验现象正确,但结论不正确。在实验操作正确的情况下,导致乙同学实验前后天平不平衡的原因是 。
【实验结论】化学反应都遵守质量守恒定律。
【方案改进】
(3)若实验药品不变,改进装置乙,可成功验证质量守恒定律,改进方案是 。
方案
实验现象
化学方程式
结论
甲
白磷燃烧,产生浓浓的白烟,放出热量,气球先变大后又变小,天平平衡
该反应遵守质量守恒定律
乙
生成无色气体,天平不平衡。
2HCl+Na2CO3=2NaCl+H2O+CO2↑
该反应不遵守质量守恒定律
丙
铁的表面覆盖一层红色物质,溶液由蓝色变成浅绿色,天平平衡
该反应遵守质量守恒定律
11.(23-24九上·贵州贵阳多区联考·期中)建立基本的化学观念可以让我们更好的理解化学知识,如形成守恒的观念,可以让我们更好的理解质量守恒定律。某科学兴趣小组的同学设计了如下三个实验装置(天平略)来验证质量守恒律。
(1)A 中的实验现象是 。其中,实验 (填序号)不能用来验证质量守恒定律。
(2)若用图中装置 C 验证质量守恒定律(不改变装置),要达到实验目的,你的改进是 。
(3)为了深入理解和掌握质量守恒定律,某同学又做了密闭条件下 12g 镁条在氧气中充分燃烧的实验,他看到了 现象,请写出该反应化学方程式 。
(4)实验中,他收集整理了几组数据(见下表)。
组数
第一组
第二组
第三组
所用氧气质量/g
4
8
12
生成氧化镁质量/g
16
20
24
其中,数据不符合质量守恒定律的组数是 ,原因是 。
四、填空与简答
12.(24-25九上·贵州遵义部分校·期中)2024年“中国水周”活动主题为“精打细算用好水资源,从严从细管好水资源”。
(1)如图为电解水的实验示意图。
①在电解器玻璃管中加满水。通电,观察到玻璃管中有气泡冒出,一段时间后,a、b管内气体体积比约为 。
②切断电源,用燃着的木条分别检验两个玻璃管中的气体,观察到 (填“a”或“b”)中气体使木条燃烧更旺。
③通过该实验,证明了水是由 组成。
(2)“生命吸管”是一种便携式户外净水装置,其主要部件及作用如图所示。
①活性炭可去除异味、色素等,是因为其具有 性。
②使用“生命吸管”时,水应从 (填“A”或“B”)处进入其中。
(3)某新能源汽车以氢气为燃料,使用1kg氢气平均可行驶150km。若通过电解水产生氢气,18kg水分解产生的氢气理论上可供这辆汽车行驶 km。
13.(24-25九上·贵州六盘水·期中)下图为验证质量守恒定律的三个实验,请回答下列问题。
(1)实验一中观察到的实验现象是 ,该反应的化学方程式是
(2)实验二结束后天平指针会向 (填“左”或“右”)偏转,原因是
(3)从原子的角度分析化学变化遵循质量守恒定律的原因是
(4)实验三在一根用细铜丝吊着的长玻璃棒两端分别绕上粗铜丝,并使玻璃棒保持水平。用酒精灯给a端粗铜丝加热数分钟,停止加热后冷却。观察到的现象是 ,发生反应的化学方程式为 。
(5)某物质R完全燃烧需要12.8g氧气,可生成13.2g二氧化碳和5.4g水。则该物质的化学式为 。
14.(24-25九上·贵州遵义部分校·期中)科学家曾研发的“人工树叶”在光照条件下放入水中就能不断产生气泡,将水转变为氢气和氧气。如图是“人工树叶”工作时化学原理的微观示意图。
(1)请按它们在化学变化过程中出现的顺序排列 (用图中甲、乙、丙表示)。
(2)甲、乙、丙中属于纯净物的是 。
(3)微观上:水是由 构成的(填“分子”、“原子”或“离子”)。在化学反应前后分子种类 (填“改变”或“不变”,下同)。宏观上:在化学反应前后元素种类 (填“改变”或“不变”,下同)。
15.(23-24九上·贵州贵阳·期中)建立宏观与微观的联系是学习化学的重要素养。请根据图示回答下列问题。
(1)图1为水蒸气液化的微观示意图,该变化属于 (选填“物理”或“化学”)变化。
(2)图2为电解水的微观示意图。该反应的化学方程式为 ,反应的基本类型是 。
(3)从微观视角解释图1、图2所示两个变化的本质区别是 。
(4)图3中,A、B、C三种物质属于氧化物的是 (填化学式);若一定质量的物质D和12.8gA恰好完全反应,可生成8.8gB和7.2gC,则物质D中组成元素的原子个数比为 。
16.(23-24九上·贵州从江县贯洞中学·期中)如图是氢气和氧气发生反应的微观示意图,请回答下列问题。
(1)将B图中相关微粒图形补充完整: 。
(2)A图所示物质属于 (填物质的类别),从微观角度说明理由: 。
(3)该反应中最小微粒是 (填化学符号),一共涉及 种元素。
(4)写出该反应的符号表达式: 。
地 城
考点02
化学方程式
一、选择题
1.(23-24九上·贵州毕节金沙县第四中学·期中)空气是人类宝贵的自然资源。空气中氮气在高温、高能量条件下可与某些物质发生反应。 如图所示是以空气和其他必要的原料合成氮肥碳酸氢铵(NH4HCO3)的流程图,下列相关说 法错误的是
A.空气里氮气、氧气等分子均匀地混合在一起
B.① 发生的是物理变化
C.②发生反应的符号表达式是
D.③发生的是氧化反应
2.(23-24九上·贵州铜仁第十一中学·期中)化学学习者常用化学思维去认识和理解世界。下列选项正确的是
A.变化与守恒:依据化学方程式X+2O22CO2+2H2O,可推测X的化学式为C2H4O
B.模型与推理:氧化物中含有氧元素,因此含有氧元素的纯净物一定是氧化物
C.宏观与微观:CO和CO2虽然元素组成相同,但二者性质不同,原因是分子构成不同
D.探究与创新:探究氧化铜是否为过氧化氢分解的催化剂,只需设计实验证明氧化铜能否改变反应速率
二、实验题
3.(24-25九上·贵州六盘水·期中)氧气的化学性质比较活泼,下图分别是木炭、硫粉和细铁丝在氧气中的燃烧实验。
(1)甲中发生反应的化学方程式为 ;小华将乙图所示装置改装为丁图所示装置直接用于测定空气中氧气的体积分数,你认为他的实验 (填“能”或“不能”)成功,理由是 。
(2)写出丙中铁丝在氧气中燃烧的化学方程式 ;集气瓶底部水的作用是 。
(3)做实验甲和乙时,木炭、硫粉在氧气中燃烧比在空气中燃烧剧烈;做丙实验时,细铁丝在氧气中剧烈燃烧,而在空气中只是红热并未燃烧。据此说明可燃物能否燃烧或燃烧的剧烈程度与 有关。
4.(24-25九上·贵州六盘水·期中)请根据下列装置图,回答有关问题。
(1)写出图中仪器a的名称: ;
(2)用A装置制取氧气,发生反应的化学方程式为 ;属于 反应(填基本反应类型);若要收集一瓶纯净的氧气,则应选择的收集装置是 (填字母);
(3)若用过氧化氢溶液制取氧气则反应的化学方程式为 ;
(4)实验室在常温下用块状电石与水反应制取微溶于水,密度比空气小的乙炔气体,该反应必须严格控制加水的速度,以免剧烈反应放热引起发生装置炸裂。上图中最适合制取乙炔的发生装置是 (填字母);若用G装置收集乙炔气体,则气体应从 (填“b”或“c”)端通入。
5.(23-24九上·贵州铜仁第十一中学·期中)化学是一门以实验为基础的学科。
(1)用图1、图2装置进行氧气实验室制取及性质实验。
①a仪器的名称是
②加热高锰酸钾制取氧气,往试管中加入高锰酸钾粉末的操作是 ,反应的化学方程式为 ,反应的基本类型是 。
③用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,应选择的发生和收集装置是 (填字母序号)。检验氧气的方法是 。
④图2中发生化学反应的现象为 。
(2)图3是一种紧急供氧设备内部结构示意图。使用时按动点火装置,金属粉末反应放热,使药块分解持续供氧,并有氯化钠生成。其中产生氧气的化学方程式为 。
6.(23-24九上·贵州贵阳·期中)实验室制取气体是重要的实验技能。制取氧气的装置如图所示,请回答下列问题。
(1)装置B中①所对应的仪器名称是 。
(2)若用A、C装置制取氧气,反应的化学方程式为 ,能说明氧气已收集满的现象是 。
(3)用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,反应的化学方程式为 ,应选择的发生装置是 (填字母序号)。若向该装置中加入30%的过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,发现产生氧气的速率较快不便于收集。若要得到平缓的氧气流,你的改进方案是 。
(4)已知氢气密度比空气的小,难溶于水。实验室制取氢气时,若用装置D收集氢气,你的操作是 。
7.(23-24九上·贵州贵阳多区联考·期中)现提供了下列 A、B、C、D、E、F 六种实验装置,请回答下列问题。
(1)写出仪器的名称 a: 。
(2)写出实验室利用 A 装置制取氧气的反应方程式 ;该反应的基本反应类型为 。
(3)若要收集一瓶氧气,供“铁丝在氧气中燃烧”实验使用,最好选择的气体收集装置是 ,理由是 。
(4)利用过氧化氢溶液制取氧气所选择的制取装置是 ,反应的方程式为 。
三、科学探究题
8.(24-25九上·贵州遵义·期中)质量守恒定律是自然界的基本定律之一,化学兴趣小组以“探究质量守恒定律”为主题开展实验探究。
【提出问题】化学反应前后各物质的质量总和是否相等?
【猜想与假设】猜想1:不相等;猜想2:相等。
【实验探究】
(1)甲、乙两组同学用托盘天平分别称量反应前后装置的质量。
实验方案
方案一
方案二
实验装置
实验过程
分别将反应物及反应容器放在托盘天平上用砝码平衡
取下烧杯并将其倾斜,将两种溶液混合,观察到烧杯中 ,一段时间后再放回托盘天平
取下烧杯并将其倾斜,使小试管中的盐酸倒入烧杯中,充分反应后再放回托盘天平,天平的指针 (填“向左”或“向右”)偏转
(2)方案一中发生反应的化学方程式为 ,请讨论分析导致方案二实验结果的原因: 。
【得出结论】
(3)同学们经过讨论分析,得出猜想2正确,请从微观角度解释原因: 。
【反思评价】
(4)通过以上实验,在选有气体参加或生成的化学反应来验证质量守恒定律时应在 进行。
9.(23-24九上·贵州贵阳·期中)用如图所示实验验证质量守恒定律,请你参与。
【实验步骤】
①利用甲、乙、丙装置进行实验。②反应前称量药品及仪器质量。③待反应结束且甲装置冷却后,将仪器及仪器内物质放在反应前使用的托盘天平上,观察天平是否平衡。
【实验分析】
(1)请仿照示例,补充完成表中内容。
方案
实验现象
化学方程式
结论
甲
该反应遵守质量守恒定律
乙
生成无色气体,天平不平衡。
2HCl+Na2CO3=2NaCl+H2O+CO2↑
该反应不遵守质量守恒定律
丙
(2)通过分析上述实验,发现乙同学的实验现象正确,但结论不正确。在实验操作正确的情况下,导致乙同学实验前后天平不平衡的原因是 。
【实验结论】化学反应都遵守质量守恒定律。
【方案改进】
(3)若实验药品不变,改进装置乙,可成功验证质量守恒定律,改进方案是 。
方案
实验现象
化学方程式
结论
甲
白磷燃烧,产生浓浓的白烟,放出热量,气球先变大后又变小,天平平衡
该反应遵守质量守恒定律
乙
生成无色气体,天平不平衡。
2HCl+Na2CO3=2NaCl+H2O+CO2↑
该反应不遵守质量守恒定律
丙
铁的表面覆盖一层红色物质,溶液由蓝色变成浅绿色,天平平衡
该反应遵守质量守恒定律
10.(23-24九上·贵州贵阳多区联考·期中)建立基本的化学观念可以让我们更好的理解化学知识,如形成守恒的观念,可以让我们更好的理解质量守恒定律。某科学兴趣小组的同学设计了如下三个实验装置(天平略)来验证质量守恒律。
(1)A 中的实验现象是 。其中,实验 (填序号)不能用来验证质量守恒定律。
(2)若用图中装置 C 验证质量守恒定律(不改变装置),要达到实验目的,你的改进是 。
(3)为了深入理解和掌握质量守恒定律,某同学又做了密闭条件下 12g 镁条在氧气中充分燃烧的实验,他看到了 现象,请写出该反应化学方程式 。
(4)实验中,他收集整理了几组数据(见下表)。
组数
第一组
第二组
第三组
所用氧气质量/g
4
8
12
生成氧化镁质量/g
16
20
24
其中,数据不符合质量守恒定律的组数是 ,原因是 。
四、计算题
11.(24-25九上·贵州遵义·期中)中国天宫空间站三名航天员每日需要O22.4kg,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。三名航天员4天所需O2共9.6kg,则理论上至少需要加热分解NaClO3的质量为多少?(写出完整计算过程)
12.(24-25九上·贵州六盘水·期中)4g氢气完全燃烧生成水的质量为多少克?
13.(23-24九上·贵州贵阳多区联考·期中)若将 0.4g 氢气完全燃烧,请问生成水的质量为多少?
五、综合应用题
14.(24-25九上·贵州遵义·期中)化学在我国工业发展中发挥着重要作用。
I.化学与航天——火箭的动力来源(以液氧液氢为例)
(1)工业上利用分离液态空气的方法制取氧气,是利用液氧与液氮的 不同。
(2)氢气被认为是理想的燃料,理由为 (写出一条即可)。
Ⅱ.化学与化工
甲烷(CH4)可作为清洁燃料和化工原料。煤综合利用获得甲烷的一种简化工艺流程图如图所示。
(3)煤属于 (填“纯净物”或“混合物”),在进入“反应室1"前,通常进行粉碎处理,目的是 。
(4)“反应室1”中产生的氢气经净化后,可通入反应室 (填“2”或“3”)直接参与反应。
(5)在“反应室2”中,一氧化碳和水在催化剂、加热条件下反应生成二氧化碳和氢气,该反应的化学方程式为 。
六、填空与简答
15.(24-25九上·贵州六盘水·期中)化学与生活、生产、科技息息相关,请运用化学知识回答下列问题。
(1)用化学用语填空
①两个氧原子 ;
②相对分子质量最小的氧化物 ;
③标出氧化镁中镁元素的化合价 ;
④地壳中含量最高的元素和最高的金属元素形成的化合物 ;
(2)“墙内开花墙外香”的原因 (用微观知识解释);
(3)加碘食盐中的“碘”指的是 (填“分子”、“原子”或“元素”);
(4)已知是一种生命体系信号分子,它在中燃烧的化学方程式为。根据质量守恒定律可推测X的化学式为 ;
(5)实验室常用酒精灯给物质加热,酒精的化学名称为乙醇,乙醇燃烧的微观示意图如下图所示:
该反应中不变的粒子是 (填名称),生成物二氧化碳中碳元素和氧元素的质量比是 ;该反应的化学方程式为 。
16.(24-25九上·贵州毕节三联教育集团、赫章乌蒙山学校·期中)按要求写出下列反应的文字表达式(也可写化学方程式):
(1)木炭充分燃烧: 。
(2)加热高锰酸钾制氧气: 。
(3)将过氧化氢和二氧化锰混合: 。
(4)石蜡燃烧 。
17.(24-25九上·贵州六盘水·期中)下图为验证质量守恒定律的三个实验,请回答下列问题。
(1)实验一中观察到的实验现象是 ,该反应的化学方程式是
(2)实验二结束后天平指针会向 (填“左”或“右”)偏转,原因是
(3)从原子的角度分析化学变化遵循质量守恒定律的原因是
(4)实验三在一根用细铜丝吊着的长玻璃棒两端分别绕上粗铜丝,并使玻璃棒保持水平。用酒精灯给a端粗铜丝加热数分钟,停止加热后冷却。观察到的现象是 ,发生反应的化学方程式为 。
(5)某物质R完全燃烧需要12.8g氧气,可生成13.2g二氧化碳和5.4g水。则该物质的化学式为 。
18.(24-25九上·贵州六盘水·期中)水是地球上最普通、最常见的物质之一,各种生物体内也都含有水。
(1)水的净化过滤时玻璃棒的作用是 ,生活中通过 的方法降低水的硬度。
(2)试管1中的气体是 (填化学式),正极与负极产生气体的体积之比为 。
(3)电解水的方程式为 ,该实验证明水是由 组成的。
(4)作为中学生要节约用水,写出一条节约用水的方法 。
19.(24-25九上·贵州遵义·期中)加快能源转型升级,发展新质生产力。氢气是最理想的清洁能源,依据不同制取方式,可分为“绿氢”“灰氢”“蓝氢”“紫氢”和“金氢”等。下图带你认识“多彩”的氢。
储氢是实现氢能广泛应用的重要环节,分为物理储氢和化学储氢,前者包括高压气态、低温液态、吸附等储存方式,后者将氢气转化为其他化合物进行储存。“液氨储氢”的原理是氢气与氮气在一定条件下生成液氨,进行储存。
依据上文,回答问题。
(1)电解水制氢的化学方程式为 。
(2)属于“绿氢”和“紫氢”的分别是 和 (填字母序号)。
a.风能发电制氢 b.煤燃烧发电制氢 c.核能发电制氢
(3)从微观角度解释,氢气能被压缩储存的原因是 。
(4)“液氨储氢”属于 (填“物理”或“化学”)储氢。
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