内容正文:
人教版(2024)九年级上册 第五单元 化学反应的定量关系课题2 化学方程式 寒假巩固
【题型1】化学方程式的书写原则
【典型例题】下列有关化学方程式的书写原则或步骤中,叙述错误的是( )
A.必须遵循质量守恒定律
B.一定要注明反应条件
C.要注明生成物的状态(气体、沉淀)
D.化学方程式配平的过程中,需要改动化学式中元素符号的下标,这样配平容易一些
【举一反三1】下列关于书写化学方程式的说法中,错误的是 ( )
A.应符合客观事实
B.只要不是在常温、常压下发生的反应,均要注明条件
C.应遵循质量守恒定律
D.生成物中的气体一定要用“↑”标注
【举一反三2】下列关于化学方程式书写的说法不正确的是 ( )
A.以客观事实为基础
B. 遵守质量守恒定律
C. 式子左边写反应物,右边写生成物
D. 反应中若有气体,前后都需标注气体符号
【举一反三3】下列书写化学方程式的原则和步骤中,叙述错误的是 ( )
A.必须遵循质量守恒定律
B.一定要注明反应条件
C.不用注明生成物的颜色
D.在方程式配平的过程中,可以改动物质的化学式,这样可以使配平容易些
【举一反三4】质量守恒定律是自然界的普遍规律,请你回答下列问题:
(1)化学反应过程,从微观方面说就是反应物的原子 成新的分子而生成新物质的过程,反应前后 、 、 守恒(没有发生改变)。
(2)由质量守恒定律可知,在“蜡烛燃烧”的反应中,生成的二氧化碳和水的质量总和与 相等。
(3)化学方程式描述的是物质发生化学反应的客观事实,因此,在书写化学方程式时要遵守两条原则:一是必须 ,二是必须 。
【举一反三5】“化学是在分子、原子层次上研究物质的性质、组成,结构与变化规律的科学”。请根据你对“化学”这门科学的认识解答以下问题:
(1)通过电解水的实验,可以推断水是由 (填元素符号)元素组成。
(2)金刚石和石墨组成元素相同,而它们的物理性质却有很大差异,其微观解释是 。
(3)以下符合化学方程式书写原则的是 (填序号)。
①
②
③
④
【举一反三6】质量守恒定律是自然界的普遍规律,请你回答下列问题:
(1)化学反应过程,从微观方面说就是反应物的原子 成新的分子而生成新物质的过程,反应前后 、 、 守恒(没有发生改变)。
(2)由质量守恒定律可知,在“蜡烛燃烧”的反应中,生成的二氧化碳和水的质量总和与 相等。
(3)化学方程式描述的是物质发生化学反应的客观事实,因此,在书写化学方程式时要遵守两条原则:一是必须 ,二是必须 。
【题型2】化学方程式的书写
【典型例题】下列化学方程式书写错误的是( )
A.4Al+3O22Al2O3
B.Cu+2AgNO3═2Ag+Cu(NO3)2
C.MgCl2+Ca(OH)2═Mg(OH)2↓+CaCl2
D.2NaHCO3═Na2CO3+H2O+CO2↑
【举一反三1】氧化铁-硫化亚铁循环脱硫工艺如图所示,下列说法正确的是( )
A.过程Ⅰ中,Fe2O3的质量不变
B.过程Ⅱ中,有多种元素的化合价发生了改变
C.该工艺的总反应方程式为:H2S+O2=SO2+S+H2O
D.该工艺没有产生污染环境的气体
北京2022年冬奥会火种灯独具中国文化特色,其造型灵感来自“中华第一灯”——西汉长信宫灯,借“长信”之意,表达人们对光明与希望的追求和向往。
【举一反三2】(1)火种灯燃料是丙烷(C3H8)气体,丙烷中碳元素与氢元素的质量比为 。
(2)C3H8燃烧产生CO2和水,反应的化学方程式为 。
【举一反三3】如图实验甲、乙用于验证质量守恒定律。
(1)实验甲反应后天平不平衡,原因是什么?
(2)实验乙加热后锥形瓶内反应的化学方程式为: 。
【举一反三4】小虎同学做了两个实验:(1)氧化汞(HgO)受热分解生成汞和氧气;(2)镁条在氧气中燃烧生成氧化镁。他认真收集起反应后的生成物,并准确称量了这些反应物和生成物的质量,得到如下数据:
(1)他看了这些数据后认为:实验(1)中生成物的质量减少了:实验(2)中生成物的质量增加了。他的说法正确吗?请写出你的观点。 。
(2)请你为小虎完成实验(1)、实验(2)的化学方程式。 、 。
【题型3】化学方程式的配平
【典型例题】在书写磷与氧气反应的化学方程式时,配平之前,首先要对原子的种类和数目进行观察。如图所示,方框内应填写的数字为( )
A.3
B.4
C.7
D.9
【举一反三1】配平化学方程式,判断化学式前所配化学计量数是否恰当的依据是( )
A.各元素的种类是否相同
B.各化学式前的化学计量数是否相等
C.反应前后各物质的质量是否相同
D.反应前后各元素的原子总数是否相等
【举一反三2】经过研发团队11年的不懈努力,全球首颗全系统集成的、支持高效片上学习的忆阻器存算一体芯片在清华诞生。硅是制取芯片的主要材料之一,其生产过程涉及的主要化学反应为2C+SiO2Si+nCO↑。则n等于( )
A.1
B.2
C.3
D.4
【举一反三3】配平下列化学方程式(化学计量数“1”也要填写):
(1) C3H6+ O2 CO2+ H2O
(2) Cu+ HNO3= Cu(NO3)2+ NO+ H2O↑
(3) K2Cr2O8 K2CrO4+ Cr2O5+ O2
按要求填空:
【举一反三4】(1)写出氢氧化钙的化学式 。
(2)两个水分子 。
(3)配平下列化学方程式。
① Al+ O2═ Al2O3。
② Fe3O4 CO Fe+ CO2。
【举一反三5】氯化亚铜CuCl是一种难溶于水和乙醇且在潮湿空气中易变质的物质,广泛应用于冶金、电镀、医药等行业、CuCl的制备流程如下:
(1)“操作X”名称是 ;
(2)请配平“反应Ⅱ”的化学方程式:
CuCl2+ Na2SO3+ H2O= CuCl↓+ NaCl+ H2SO4;
(3)在“滤液Ⅱ”中可以循环利用的物质(水除外)是 (填化学式);
(4)“醇洗”的目的是 ,防止后续过程中氯化亚铜变质。
【举一反三6】配平下列化学方程式。
(1)C2H4 + O2 点燃 CO2 + H2O
(2)CuSO4 + NaOH —— Cu(OH)2 ↓ + Na2SO4
(3)WO3 + H2 高温 W + H2O
(4)Fe2O3 + CO 高温 Fe + CO2
【题型4】化学方程式的正误判断
【典型例题】下列化学方程式中,正确的是( )
A.C+O2CO2
B.2HgO2Hg+O2↑
C.4P+O22P2O3
D.P+O2P2O5
【举一反三1】下列化学方程式书写错误的是( )
A.4Fe+3O22Fe2O3
B.2Mg+O22MgO
C.4Al+3O22Al2O3
D.2H2+O22H2O
【举一反三2】下列化学方程式书写正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【举一反三3】下列化学方程式书写正确的是( )
A.Mg+O2MgO2
B.C+O2CO2
C.2H2↑+O2↑2H2O
D.4Fe+3O22Fe2O3
【举一反三4】请你根据化学方程式的不同错误,将其序号填入以下相应的空白处。
①C+O2↑CO2↑
②H2O2H2O+O2↑
③CH4+2OCO2+2H2O
④4Fe+3O22Fe2O3
(1)违背客观事实的是________。
(2)化学方程式未配平的是________。
(3)未注明反应条件或写错的是_______。
(4)“↓”“↑”号使用不当或遗漏的是_______。
【举一反三5】下列是某同学写的五个化学方程式:
① S+O2SO2↑ ②H2O2H₂↑+O₂↑ ③C+O₂═CO₂
④Mg+O2MgO2 ⑤3Fe+2O2Fe3O4
其中化学式写错的有 (填序号,下同);没有配平的有 ;反应条件未注明的有 ;“↑”“↓”使用不当或遗漏的有 。
【举一反三6】下列是某同学写的五个化学方程式:
① S+O2SO2↑ ②H2O2H₂↑+O₂↑ ③C+O₂═CO₂
④Mg+O2MgO2 ⑤3Fe+2O2Fe3O4
其中化学式写错的有 (填序号,下同);没有配平的有 ;反应条件未注明的有 ;“↑”“↓”使用不当或遗漏的有 。
【举一反三7】某学生写了下面四个化学方程式:
①Al+O₂↑=== AlO₂
②KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
③4P+5O₂===2P₂O5
④2H2 O2H2+O2↑
根据下列问题填写答案(填写序号):
(1)化学式写错的有 。
(2)化学式正确但未配平的有 。
(3)未注明反应条件的有 。
(4)气体符号使用不当或有遗漏的有 。
【题型5】化学方程式的综合考查
【典型例题】某无色气体含有中的一种或几种,在足量中充分燃烧,生成4.4g的与,该无色气体不可能是( )
A.
B.分子数比为2:1的混合气体
C.分子数比为2:1的混合气体
D.分子数比为2:1:1的混合气体
【举一反三1】下列说法正确的是 ( )
A.符号“↑”:表示生成物中有气体
B.化学方程式配平时可以改动化学式中元素符号右下角的数字
C.符号“△”:表示点燃
D.化学方程式中的等号表示反应物与生成物的分子数相等
【举一反三2】四位同学正在讨论某一个化学方程式的意义,他们所描述的化学方程式是( )
A.C+O2CO2
B.2CO+O22CO2
C.H2+Cl22HCl
D.2Mg+O22MgO
【举一反三3】化学方程式是重要的化学用语,质量守恒定律是化学反应中的重要定律。
(1)根据化学方程式能获得的信息是 (填字母)。
A.反应的条件
B.反应中物质的质量比
C.反应的快慢
D.反应物和生成物
(2)在一密闭容器里放入X、Y、Z、W四种物质,四种物质在一定条件下发生化学反应,一段时间后,测得有关数据如下表:
①表中 m的数值为 。
②反应中Y和Z变化的质量比为 。
③若X、Z的相对分子质量之比为7:8,则它们的化学计量数之比为 。
图A、B是测定化学反应前后质量变化的情况的实验,用以验证质量守恒定律。
(1)图A中锥形瓶底部预先铺一层薄薄的细沙的目的是 。
(2)图A中锥形瓶内红磷燃烧的化学方程式为 。
(3)图A 中锥形瓶内红磷燃烧的现象是 ,气球 。待装置冷却后放回天平,发现天平示数 (填“相同”或“不相同”),这么做的原因是 。
(4)图B中,反应前后天平示数不相同的原因是 。
(5)图A、B所示实验中的反应遵循质量守恒定律的是 。
[拓展延伸]图A所示实验结束后,将锥形瓶倒放在水槽中,在液面以下拔下胶塞,观察到如图C所示的现象,产生该现象是因为 ,测量进入锥形瓶中水的体积,发现进入水的体积小于锥形瓶容积的 (忽略细沙的体积),可能的原因是 (写一点)。
【举一反三5】高锰酸钾是一种常见的消毒防腐药,用于急性皮炎或急性湿疹,特别是伴继发感染的湿敷,清洗小面积溃疡。以下是工业液相法生产高锰酸钾的流程简图。
(1)加热混合器中发生的变化是 (填“物理变化”或“化学变化”)。
(2)氧化反应器中,参加反应,同时生成,反应化学方程式为 。
(3)电解槽中发生反应的化学方程式为,的化学式是 。
(4)该工艺流程中,能被循环利用的物质是 。
【题型6】微观反应示意图
处理汽车尾气的某反应微观示意图如图所示,对该反应的下列错误的是( )
【典型例题】
A.可以减少有毒气体的排放
B.可以减少温室气体的排放
C.该反应方程式:2CO+2NO2CO2+N2
D.该反应遵循质量守恒定律
如图所示,将二氧化碳转化为附加值更高的产物是实现“碳中和”最直接有效的途径。二氧化碳在Cu和ZnO2的催化作用下可以实现以下转化(Zr表示锆元素)。下列正确的是( )
【举一反三1】
A.该反应前后分子和原子的数目均不变
B.如图涉及的所有物质中有三种氧化物
C.该反应中两种反应物的质量比为3:1
D.该反应前后Cu和ZnO2的质量发生了变化
根据下列图示回答问题:
【举一反三2】
(1)图甲是氯离子的结构示意图,X的值是 。
(2)图乙是元素周期表中的部分信息,可推测出原子序数甲 乙(填“大于”或“小于”);氟原子的最外层电子数为 。
(3)图丙是乙醇燃烧的微观示意图。写出该反应的化学方程式 。
零碳能源—氨气
【举一反三3】 氨气(NH3)被广泛认为是未来理想的零碳燃料,在一定条件下,氨气能燃烧生成水和氮气。氨气很容易液化,是一种极易溶于水、无色、有刺激性气味的气体,对黏膜有刺激作用,其水溶液呈碱性。某化学家的研究中揭示了氮气与氢气在催化剂表面合成氨气的反应过程,该反应过程的微观示意图如图所示。
(1)氨气燃烧时发生的化学反应方程式为 。
(2)上图为氮气与氢气在催化剂表面合成氨气的反应过程微观示意图,合理的顺序为 (填序号)。
(3)实验室可用加热熟石灰和氯化铵的混合物来制取氨气,以下关于氨气的正确的是 (填字母)。
a.实验室制备氨气的发生装置与用过氧化氢制氧气的相同
b.若需要干燥的氨气,可将气体通过浓硫酸干燥
c.能使湿润的红色石蕊试纸变蓝
【题型7】根据化学方程式计算质量比
在反应2CO+O22CO2中,各物质间的质量比为 ( )
A.2: 1:2
B.7:4:11
C.28:32:44
D.1:1:2
【举一反三1】甲烷裂解是制备碳纳米管的重要步骤,其反应前后微观粒子变化示意图如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.反应前后原子种类不变
B.反应中甲和丙的分子个数比为
C.该反应生成乙与丙的质量比为
D.反应过程中催化剂的质量逐渐减少
【举一反三2】从分子、原子的角度认识化学反应是化学研究的基本方法。如图是某密闭容器中氢气燃烧并降至室温的微观示意图。
(1)从微观过程可分析出,变化I的变化过程属于 (填“物理”或“化学”)变化,变化中的与质量比为 (填最简质量比)。
(2)变化I的过程中,没有发生变化的最小微粒的名称是 ,从微观的角度看,变化I和变化II的本质区别是 。
(3)下列关于变化II的说法中,正确的是 (填字母)。
A.分子的种类不变 B.分子大小不变
C.分子的数目改变 D.分子的化学性质不变
(4)根据如图能获得很多信息,写出一条与化学反应有关的信息 。
【举一反三3】在我国空间站中通过萨巴蒂埃反应,用航天员排出的水及二氧化碳制取氧气,反应的微观示意图如图。
(1)该反应涉及的物质中,属于氧化物的有 种。
(2)该反应的化学方程式是 。
(3)参加反应的甲、乙的质量比为 (填最简整数比)。
【举一反三4】人工固氮即合成氨工艺:在高温高压铁催化剂的条件下,成功地将氮气和氢气合成氨实现工业化。工业合成氨的流程如下图所示。
(1)空气中氮气的体积分数为 ;氨气中氮元素的化合价为 。
(2)写出工业合成氨“合成塔”中发生反应的化学方程式: ,该反应中氮气和氢气的质量比为 (填最简整数比)。
(3)“合成塔”中出来的混合气体,经过“冷却”后,形成液态氨,此变化属于 (填“物理变化”或“化学变化”)。
【题型8】利用化学方程式进行计算的步骤
【典型例题】根据化学方程式进行计算的依据是 ( )
A.化学方程式表示了一种化学反应的过程
B.化学方程式表示了反应物和生成物各是什么物质
C.化学方程式反映了反应物和生成物各物质之间的质量比
D.化学方程式反映了质量守恒定律
【举一反三1】根据化学方程式进行计算时的步骤先后顺序正确的是 ( )
①列比例式,求未知量 ②写出相关物质的化学计量数与相对分子质量的乘积以及已知量、未知量 ③写出反应的化学方程式 ④简明地写出答案 ⑤设未知量
A.①③④②⑤
B.⑤③②①④
C. ⑤③①②④
D.③①②⑤④
【举一反三2】化学方程式计算的解题步骤
设:根据题意设出 。
写:正确地写出反应的 。
标:找出比例关系,写出相关物质的化学计量数与 的乘积以及 、 。
列:列出 ,求解。
答:简明地写出答案。
【举一反三3】在一节复习课的当堂达标检测中,老师请小明同学在黑板上完成了一道计算题的书写,其内容如下,请你仔细观察,帮助小明同学发现并纠正错误。
[仔细观察]你发现解题过程中的错误有_________处。
[纠正错误]老师点拨后,请你将该题正确的解答过程重新完整的写下来。
【举一反三4】物质甲发生某反应的微观示意图如图所示。
(1)该反应的化学方程式是 ,加入二氧化锰 (填“能”或“不能”)增加生成丙的质量。
(2)含物质甲3.4 g的溶液完全反应可生成物质丙的质量是多少?(写出计算过程)
【题型9】利用化学方程式的简单计算
【典型例题】下列叙述符合质量守恒定律的是( )
A.水结成冰前后,质量保持不变
B.50 mL水和50 mL乙醇混合后总体积小于100 mL
C.镁带燃烧后,生成物质量比镁带质量增加了
D.3 g碳与9 g氧气充分反应后生成12 g二氧化碳
【举一反三1】在化学反应A+2B=C+2D中,已知C和D的相对分子质量之比是22:9,当6.4 gB与足量A完全反应后,生成3.6 gD。则在此反应中,B和C的质量比是( )
A.8:11
B.2:11
C.16:11
D.16:9
在点燃条件下,4.8 g CH4与16.0 g O2恰好完全反应,生成10.8 gH2O、4.4 g CO2和物质X,则X的质量为 g;化学方程式为 。
【举一反三3】生产乙醇(C2H6O)的反应如下:C2H4+H2OC2H6O。若用该反应制取23g乙醇,理论上至少需要乙烯(C2H4)的质量是多少?
【题型10】化学方程式的概念、读法和含义
【典型例题】我国科研团队实现了从二氧化碳到淀粉的合成,其中利用二氧化碳制取甲醇 (CH4O) 的化学方程式:CO2+3H2CH4O+H2O。下列说法正确的是 ( )
A.反应前后分子个数守恒
B.反应物的相对分子质量之和等于生成物的相对分子质量之和
C.1克二氧化碳和1克氢气反应时,生成甲醇和水总质量为2克
D.生成的甲醇和水中氢元素质量之和等于参加反应的氢气质量
【举一反三1】氯乙烷(化学式:C2H5Cl)是世界杯足球赛的“化学大夫”,能迅速治疗伤痛。其制备方法之一为:C2H6+Cl2C2H5Cl+HCl。下列说法错误的是( )
A.氯乙烷的相对分子质量为64.5
B.氯乙烷中碳元素和氢元素的质量比为2:5
C.该反应条件是光照
D.反应过程中原子的种类没有发生变化
【举一反三2】关于化学方程式2CO+O22CO2的说法错误的是( )
A.一氧化碳和氧气在点燃的条件下反应生成二氧化碳
B.两份质量的一氧化碳与一份质量的氧气完全反应生成两份质量的二氧化碳
C.反应前后原子的种类、数目均不变
D.在点燃条件下,每两个一氧化碳分子和一个氧气分子反应生成两个二氧化碳分子
【举一反三3】卡塔尔世界杯指定用球的芯片传感器产自中国。制取芯片的主要材料是硅,其生产过程涉及的主要化学反应为2C+SiO2Si+2CO↑。关于该反应叙述正确的是( )
A.2C表示2个碳元素
B.该过程涉及两种单质
C.反应前后硅元素的化合价不变
D.参加反应的C和SiO2的质量比为2:1
【举一反三4】关于化学方程式2Mg+O22MgO,获得的信息错误的是( )
A.镁和氧气在点燃的条件下生成氧化镁
B.该反应属于化合反应
C.参加反应的镁和氧气的质量总和等于生成的氧化镁的质量
D.点燃条件下,每24份质量的镁和32份质量的氧气反应生成56份质量的氧化镁
氨气和一氧化氮反应的文字表达式为:氨气+一氧化氮氮气+水,在该反应中,反应物为 ,生成物为 ,反应条件为 。
【举一反三6】做电解水实验时,加入少量硫酸钠可以增强水的导电性。请用化学用语填空:
(1)4个氧原子: 。
(2)钠离子: 。
(3)硫酸钠中硫元素的化合价: 。
(4)电解水的化学方程式为 。
【举一反三7】在天然气净化和石油炼制过程中回收硫,不仅能减少空气污染,还能为工业制硫酸提供原料。制硫酸时,硫与氧气反应生成二氧化硫,该反应的化学方程式是 。这个式子不仅表明反应物是 ,生成物是 ,反应条件是 ,而且表示参与反应的各物质之间的质量比例关系,即在点燃条件下,每 份质量的硫与 份质量的氧气恰好完全反应,生成64份质量的二氧化硫。
【举一反三8】对知识的归纳与整理是学习化学的一种方法。通过学习我们知道下列三个化学反应:
①C+O2CO2
②2CO+O22CO2
③CH4+2O22H2O+CO2
(1)通过分析,我们发现反应①和②都属于 反应。(填基本反应类型)
(2)通过比较,我们发现上述三个化学反应在反应物、反应条件和生成物三个方面都有相似之处: 。(写出其中的两点)
(3)化学反应2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑与上述三个化学反应的相似之处为 。
人教版(2024)九年级上册 第五单元 化学反应的定量关系课题2 化学方程式 寒假巩固(参考答案)
【题型1】化学方程式的书写原则
【典型例题】下列有关化学方程式的书写原则或步骤中,叙述错误的是( )
A.必须遵循质量守恒定律
B.一定要注明反应条件
C.要注明生成物的状态(气体、沉淀)
D.化学方程式配平的过程中,需要改动化学式中元素符号的下标,这样配平容易一些
【答案】D
【解析】化学方程式的书写必须遵守质量守恒定律,故A正确;若反应有反应条件,则一定要注明反应条件,故B正确;书写化学方程式时,要注明生成物的状态,即有气体或沉淀生成时要标注气体或沉淀符合,故C正确;在方程式配平的过程中,不能改动物质的化学式的角码,否则违背了客观事实,故D错误。
【举一反三1】下列关于书写化学方程式的说法中,错误的是 ( )
A.应符合客观事实
B.只要不是在常温、常压下发生的反应,均要注明条件
C.应遵循质量守恒定律
D.生成物中的气体一定要用“↑”标注
【答案】D
【解析】当反应物中有气体时,生成物中的气体不标气体符号。
【举一反三2】下列关于化学方程式书写的说法不正确的是 ( )
A.以客观事实为基础
B. 遵守质量守恒定律
C. 式子左边写反应物,右边写生成物
D. 反应中若有气体,前后都需标注气体符号
【答案】D
【举一反三3】下列书写化学方程式的原则和步骤中,叙述错误的是 ( )
A.必须遵循质量守恒定律
B.一定要注明反应条件
C.不用注明生成物的颜色
D.在方程式配平的过程中,可以改动物质的化学式,这样可以使配平容易些
【答案】D
【解析】书写化学方程式要以客观事实为依据,不能改动物质的化学式。
【举一反三4】质量守恒定律是自然界的普遍规律,请你回答下列问题:
(1)化学反应过程,从微观方面说就是反应物的原子 成新的分子而生成新物质的过程,反应前后 、 、 守恒(没有发生改变)。
(2)由质量守恒定律可知,在“蜡烛燃烧”的反应中,生成的二氧化碳和水的质量总和与 相等。
(3)化学方程式描述的是物质发生化学反应的客观事实,因此,在书写化学方程式时要遵守两条原则:一是必须 ,二是必须 。
【答案】(1)重新组合 原子的数目 原子的种类 原子的质量
(2)参加反应的蜡烛的质量和消耗的氧气的质量总和
(3)以客观事实为基础 遵循质量守恒定律
【解析】(1)化学反应的过程就是分子分成原子,原子不再分,而是重新组合得新的分子的过程,因此,一切化学反应前后,原子的种类、原子的数目、原子的质量都没有改变,所以化学反应中存在质量守恒;
(2)蜡烛和氧气点燃生成的二氧化碳和水,由质量守恒定律,生成的二氧化碳和水的质量总和与参加反应的蜡烛的质量和消耗的氧气的质量总和相等。
(3)在书写化学方程式时要遵守两条原则:一是必须以客观事实为基础,二是必须遵循质量守恒定律。
【举一反三5】“化学是在分子、原子层次上研究物质的性质、组成,结构与变化规律的科学”。请根据你对“化学”这门科学的认识解答以下问题:
(1)通过电解水的实验,可以推断水是由 (填元素符号)元素组成。
(2)金刚石和石墨组成元素相同,而它们的物理性质却有很大差异,其微观解释是 。
(3)以下符合化学方程式书写原则的是 (填序号)。
①
②
③
④
【答案】(1)H、O
(2)金刚石和石墨中碳原子的结合排列方式不同
(3)①④/ ④①
【解析】(1)水在电解条件下生成了氢气与氧气,氧气是由氧元素组成的,氢元素是由氢元素组成的,根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变,故水是由氢元素(H)与氧元素(O)组成的;
(2)金刚石和石墨组成元素相同,而它们的物理性质却有很大差异,其微观解释是碳原子的排列方式不同;
(3)①铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁,符合化学方程式书写原则;
②一氧化碳与氧化铜在加热条件下反应生成二氧化碳与铜,反应物中有气体,生成物中气体不需要打向上箭头,,该选项化学方程式不符合化学方程式书写原则;
③铝和稀盐酸反应生成氯化铝与氢气,没有配平,,该选项化学方程式不符合化学方程式书写原则;
④氢氧化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀与氢氧化钠,符合化学方程式书写原则;
故选①④。
【举一反三6】质量守恒定律是自然界的普遍规律,请你回答下列问题:
(1)化学反应过程,从微观方面说就是反应物的原子 成新的分子而生成新物质的过程,反应前后 、 、 守恒(没有发生改变)。
(2)由质量守恒定律可知,在“蜡烛燃烧”的反应中,生成的二氧化碳和水的质量总和与 相等。
(3)化学方程式描述的是物质发生化学反应的客观事实,因此,在书写化学方程式时要遵守两条原则:一是必须 ,二是必须 。
【答案】(1)重新组合 原子的数目 原子的种类 原子的质量
(2)参加反应的蜡烛的质量和消耗的氧气的质量总和
(3)以客观事实为基础 遵循质量守恒定律
【解析】(1)化学反应的过程就是分子分成原子,原子不再分,而是重新组合得新的分子的过程,因此,一切化学反应前后,原子的种类、原子的数目、原子的质量都没有改变,所以化学反应中存在质量守恒;
(2)蜡烛和氧气点燃生成的二氧化碳和水,由质量守恒定律,生成的二氧化碳和水的质量总和与参加反应的蜡烛的质量和消耗的氧气的质量总和相等。
(3)在书写化学方程式时要遵守两条原则:一是必须以客观事实为基础,二是必须遵循质量守恒定律。
【题型2】化学方程式的书写
【典型例题】下列化学方程式书写错误的是( )
A.4Al+3O22Al2O3
B.Cu+2AgNO3═2Ag+Cu(NO3)2
C.MgCl2+Ca(OH)2═Mg(OH)2↓+CaCl2
D.2NaHCO3═Na2CO3+H2O+CO2↑
【答案】D
【解析】D化学方程式缺少反应条件,正确的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑。
【举一反三1】氧化铁-硫化亚铁循环脱硫工艺如图所示,下列说法正确的是( )
A.过程Ⅰ中,Fe2O3的质量不变
B.过程Ⅱ中,有多种元素的化合价发生了改变
C.该工艺的总反应方程式为:H2S+O2=SO2+S+H2O
D.该工艺没有产生污染环境的气体
【答案】B
【解析】由图可知,过程Ⅰ中,与反应生成、S和水,则的质量减少,说法错误;由图可知,过程Ⅱ中,与氧气反应生成二氧化硫和氧化铁,铁元素化合价由+2价变为+3价,硫元素化合价由-2价变为+4价,氧元素化合价由0价变为-2价,有多种元素的化合价发生了改变,说法正确;由图可知,过程Ⅰ中,与反应生成、S和水,过程Ⅱ中,与氧气反应生成二氧化硫和氧化铁,则该工艺的总反应为与氧气反应生成二氧化硫、硫和水,化学方程式为,说法错误;由图可知,该工艺会产生有毒的二氧化硫气体,会造成环境污染,说法错误。
北京2022年冬奥会火种灯独具中国文化特色,其造型灵感来自“中华第一灯”——西汉长信宫灯,借“长信”之意,表达人们对光明与希望的追求和向往。
【举一反三2】(1)火种灯燃料是丙烷(C3H8)气体,丙烷中碳元素与氢元素的质量比为 。
(2)C3H8燃烧产生CO2和水,反应的化学方程式为 。
【答案】(1)9:2;
(2)C3H8+5O23CO2+4H2O。
【解析】(1)丙烷中碳元素与氢元素的质量比为(12×3):(1×8)=9:2。
(2)C3H8燃烧产生CO2和水,反应的化学方程式为C3H8+5O23CO2+4H2O。
【举一反三3】如图实验甲、乙用于验证质量守恒定律。
(1)实验甲反应后天平不平衡,原因是什么?
(2)实验乙加热后锥形瓶内反应的化学方程式为: 。
【答案】(1)反应生成的二氧化碳气体逸出,剩余质量减少(合理即可)
(2)2Cu+O22CuO
【解析】(1)实验甲中,将盐酸倒入烧杯中与碳酸钠充分反应生成氯化钠、水和二氧化碳,观察到反应后天平不平衡,其原因是反应生成的二氧化碳气体逸出,剩余质量减少。
(2)实验乙加热后锥形瓶内铜和氧气反应生成氧化铜,该反应的化学方程式为。
【举一反三4】小虎同学做了两个实验:(1)氧化汞(HgO)受热分解生成汞和氧气;(2)镁条在氧气中燃烧生成氧化镁。他认真收集起反应后的生成物,并准确称量了这些反应物和生成物的质量,得到如下数据:
(1)他看了这些数据后认为:实验(1)中生成物的质量减少了:实验(2)中生成物的质量增加了。他的说法正确吗?请写出你的观点。 。
(2)请你为小虎完成实验(1)、实验(2)的化学方程式。 、 。
【答案】(1)他的说法不正确,因为根据质量守恒定律,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,实验(1)中他没有称量生成氧气的质量:实验(2)他没有称量参加反应的氧气质量,故实验(1)中生成物的质量减少了,实验(2)中生成物的质量增加了 (2) 。
【解析】(1)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,实验(1)中氧化汞受热分解生成汞和氧气,参加反应的氧化汞的质量等于生成汞的质量与生成氧气的质量之和,氧气是气体,会散逸到空气中,该实验中没有称量生成氧气的质量,故测得生成物的质量减小;实验(2)镁和氧气在点燃的条件下反应生成氧化镁,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,该实验中没有称量参加反应的氧气的质量,故测得生成物的质量增加,故他的说法不正确,因为根据质量守恒定律,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,实验(1)中他没有称量生成氧气的质量:实验(2)他没有称量参加反应的氧气质量,故实验(1)中生成物的质量减少了,实验(2)中生成物的质量增加了;
(2)实验(1)中反应为氧化汞受热分解生成汞和氧气,该反应的化学方程式为:;
实验(2)中反应为镁和氧气在点燃的条件下反应生成氧化镁,该反应的化学方程式为:。
【题型3】化学方程式的配平
【典型例题】在书写磷与氧气反应的化学方程式时,配平之前,首先要对原子的种类和数目进行观察。如图所示,方框内应填写的数字为( )
A.3
B.4
C.7
D.9
【答案】A
【解析】配平化学方程式时,首先要对反应物和生成物的原子种类和数目进行观察,未配平状况下P原子个数为1,O原子个数为2,反应物原子总个数为3。
【举一反三1】配平化学方程式,判断化学式前所配化学计量数是否恰当的依据是( )
A.各元素的种类是否相同
B.各化学式前的化学计量数是否相等
C.反应前后各物质的质量是否相同
D.反应前后各元素的原子总数是否相等
【答案】D
【解析】配平化学方程式,判断化学式前所配化学计量数是否恰当的依据是质量守恒定律,在化学反应中,反应前后原子的种类和个数不变,即反应前后各元素的原子总数是否相等。
【举一反三2】经过研发团队11年的不懈努力,全球首颗全系统集成的、支持高效片上学习的忆阻器存算一体芯片在清华诞生。硅是制取芯片的主要材料之一,其生产过程涉及的主要化学反应为2C+SiO2Si+nCO↑。则n等于( )
A.1
B.2
C.3
D.4
【答案】B
【解析】反应前Si、O的原子个数分别为:2、1、2,反应后Si、O的原子个数分别为:n、1、n根据化学反应前后原子的种类、数目不变,可知n等于2。
【举一反三3】配平下列化学方程式(化学计量数“1”也要填写):
(1) C3H6+ O2 CO2+ H2O
(2) Cu+ HNO3= Cu(NO3)2+ NO+ H2O↑
(3) K2Cr2O8 K2CrO4+ Cr2O5+ O2
【答案】(1)2 9 6 6
(2)3 8 3 2 4
(3)4 4 2 3
【解析】(1)本题可利用“定一法”进行配平,把C3H6的化学计量数定为1,则氧气、二氧化碳、水前面的化学计量数分别为:、3、3,同时扩大2倍,则C3H6、O2、CO2、H2O前面的化学计量数分别为2、9、6、6;
(2)Cu 由0价升为+2价,HNO3中的N由+5降为NO中的+2价;2-0=2,5-2=3,2和3的最小公倍数为6;那么Cu前写上3,NO前写上2(不在HNO3前写上2是因为有一部分的HNO3中的N没有改变化合价。即HNO3在这个反应里一部分充当酸,一部分充当氧化剂);然后Cu(NO3)2之前也要写上3(Cu守恒);然后,计算右边的N有8个,那就在左边的HNO3前写上8;最后计算左边的H或者O(显然H较简单),H有8个,那么右边H2O前就写上4;
(3)Cr由+7价降为+6价、+5价,氧由-2价升为0价,7-6+(7-5)×2=5,(2-0)×2=4,4和5的最小公倍数为20,而由部分氧元素的化合价没有变,那么K2Cr2O8前写上4,K2CrO4前写上4,则Cr2O5前写上2,O2前写上3。
按要求填空:
【举一反三4】(1)写出氢氧化钙的化学式 。
(2)两个水分子 。
(3)配平下列化学方程式。
① Al+ O2═ Al2O3。
② Fe3O4 CO Fe+ CO2。
【答案】(1)Ca(OH)2;
(2)2H2O;
(3)①4、3、2;②1、4、3、4。
【解析】(1)氢氧化钙中钙元素显+2价,氢氧根显﹣1价,所以氢氧化钙的化学式为:Ca(OH)2;
(2)由分子的表示方法,正确书写物质的化学式,表示多个该分子,就在其分子符号前加上相应的数字,则两个水分子可表示为:2H2O;
(3)①利用最小公倍数法进行配平,以氧原子作为配平的起点,氧气、氧化铝前面的化学计量数分别为:3、2,最后调整氧化铝前面的化学计量数为4;
②本题可从得失氧的角度配平,一个CO分子反应中获得一个氧原子变为二氧化碳分子,由于一个Fe3O4分子中氧原子的数目为4个,所以CO与CO2前面的化学计量数都为4,最后配平其他元素的原子,Fe3O4、Fe前面的化学计量数分别为1、3。
【举一反三5】氯化亚铜CuCl是一种难溶于水和乙醇且在潮湿空气中易变质的物质,广泛应用于冶金、电镀、医药等行业、CuCl的制备流程如下:
(1)“操作X”名称是 ;
(2)请配平“反应Ⅱ”的化学方程式:
CuCl2+ Na2SO3+ H2O= CuCl↓+ NaCl+ H2SO4;
(3)在“滤液Ⅱ”中可以循环利用的物质(水除外)是 (填化学式);
(4)“醇洗”的目的是 ,防止后续过程中氯化亚铜变质。
【答案】(1)过滤
(2)2 1 1 2 2 1
(3)NaCl
(4)除去水
【解析】(1)“操作Y”是将固体和液体分开,故为过滤;
(2)根据钠原子守恒,亚硫酸钠与氯化钠的化学计量数之比为1:2,根据硫原子守恒,亚硫酸钠与硫酸的化学计量数之比为1:1,根据氢原子守恒,硫酸与水的化学计量数之比为1:1,最后根据氯原子守恒,氯化铜与氯化亚铜的化学计量数之比为2:1,该反应的化学方程式为,故填2、1、1、2、2、1;
(3)既是反应物,又是生成物的物质可以循环利用,“滤液Ⅱ”中含有氯化钠,正好是溶解硫酸铜可以用的物质,可以循环利用,故填NaCl;
(4)氯化亚铜在潮湿空气中易变质,“醇洗”的目的是除去水洗后残留的水,防止氯化亚铜变质。
【举一反三6】配平下列化学方程式。
(1)C2H4 + O2 点燃 CO2 + H2O
(2)CuSO4 + NaOH —— Cu(OH)2 ↓ + Na2SO4
(3)WO3 + H2 高温 W + H2O
(4)Fe2O3 + CO 高温 Fe + CO2
【答案】(1)C2H4+3O22CO2+2H2O (2)CuSO₄+2NaOH===Cu(OH)₂↓+Na₂SO₄
(3)WO3+3H2W+3H2O (4)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
【题型4】化学方程式的正误判断
【典型例题】下列化学方程式中,正确的是( )
A.C+O2CO2
B.2HgO2Hg+O2↑
C.4P+O22P2O3
D.P+O2P2O5
【答案】B
【解析】该反应的反应条件是点燃,正确的化学方程式应为C+O2CO2,A错误;该化学方程式书写完全正确,B正确;红磷在空气中燃烧生成五氧化二磷,正确的化学方程式为4P+5O22P2O5,C错误;该化学方程式没有配平,正确的化学方程式应为4P+5O22P2O5,D错误。
【举一反三1】下列化学方程式书写错误的是( )
A.4Fe+3O22Fe2O3
B.2Mg+O22MgO
C.4Al+3O22Al2O3
D.2H2+O22H2O
【答案】A
【解析】铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁,正确的化学方程式为3Fe+2O2Fe3O4,A错误。
【举一反三2】下列化学方程式书写正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】铁和氧气在点燃的条件下反应生成四氧化三铁,反应的化学方程式为;反应物中没有气体,生成物中有气体需要在气体后面加气体符号,即;碳酸钙在高温的条件下反应生成氧化钙和二氧化碳,反应方程式为;该化学方程式没有配平,即。
【举一反三3】下列化学方程式书写正确的是( )
A.Mg+O2MgO2
B.C+O2CO2
C.2H2↑+O2↑2H2O
D.4Fe+3O22Fe2O3
【答案】B
【解析】A化学方程式氧化镁的化学式书写错误,正确的化学方程式应为2Mg+O22MgO,A错误;C化学方程式氢气、氧气是反应物,后面不需要标注↑,正确的化学方程式应为2H2+O22H2O,C错误;铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁,正确的化学方程式应为3Fe+2O2Fe3O4,D错误。
【举一反三4】请你根据化学方程式的不同错误,将其序号填入以下相应的空白处。
①C+O2↑CO2↑
②H2O2H2O+O2↑
③CH4+2OCO2+2H2O
④4Fe+3O22Fe2O3
(1)违背客观事实的是________。
(2)化学方程式未配平的是________。
(3)未注明反应条件或写错的是_______。
(4)“↓”“↑”号使用不当或遗漏的是_______。
【答案】(1)④ (2)② (3)③ (4)①
【举一反三5】下列是某同学写的五个化学方程式:
① S+O2SO2↑ ②H2O2H₂↑+O₂↑ ③C+O₂═CO₂
④Mg+O2MgO2 ⑤3Fe+2O2Fe3O4
其中化学式写错的有 (填序号,下同);没有配平的有 ;反应条件未注明的有 ;“↑”“↓”使用不当或遗漏的有 。
【答案】④ ② ③ ①
【举一反三6】下列是某同学写的五个化学方程式:
① S+O2SO2↑ ②H2O2H₂↑+O₂↑ ③C+O₂═CO₂
④Mg+O2MgO2 ⑤3Fe+2O2Fe3O4
其中化学式写错的有 (填序号,下同);没有配平的有 ;反应条件未注明的有 ;“↑”“↓”使用不当或遗漏的有 。
【答案】④ ② ③ ①
【举一反三7】某学生写了下面四个化学方程式:
①Al+O₂↑=== AlO₂
②KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
③4P+5O₂===2P₂O5
④2H2 O2H2+O2↑
根据下列问题填写答案(填写序号):
(1)化学式写错的有 。
(2)化学式正确但未配平的有 。
(3)未注明反应条件的有 。
(4)气体符号使用不当或有遗漏的有 。
【答案】(1)① (2)② (3)③ (4)①④
【题型5】化学方程式的综合考查
【典型例题】某无色气体含有中的一种或几种,在足量中充分燃烧,生成4.4g的与,该无色气体不可能是( )
A.
B.分子数比为2:1的混合气体
C.分子数比为2:1的混合气体
D.分子数比为2:1:1的混合气体
【答案】B
【解析】某无色气体含有中的一种或几种,在足量中充分燃烧,生成4.4g的与,生成的CO2与H2O的质量比为11:9。甲烷充分燃烧生成水和二氧化碳,一氧化碳充分燃烧生成二氧化碳,氢气充分燃烧生成水,反应的化学方程式为:、、,甲烷燃烧生成的CO2与H2O的质量比是11:9,气体可能是甲烷,CO、H2分子数比为1:2的混合气体,CH4、CO、H2分子数比为1:1:2的混合气体,不可能是CH4、H2分子数比为1:2的混合气体。
【举一反三1】下列说法正确的是 ( )
A.符号“↑”:表示生成物中有气体
B.化学方程式配平时可以改动化学式中元素符号右下角的数字
C.符号“△”:表示点燃
D.化学方程式中的等号表示反应物与生成物的分子数相等
【答案】A
【解析】符号“↑”:表示生成物中有气体,反应物中无气体,A正确;化学方程式配平时,需要在化学式前面添加适当的系数,绝不能改动化学式中元素符号右下角的数字,B错误;“△”表示加热,C错误;化学方程式中的“═”表示反应物与生成物中的各原子数相等,反应前后分子的个数有可能相等,也有可能不相等,D 错误。
【举一反三2】四位同学正在讨论某一个化学方程式的意义,他们所描述的化学方程式是( )
A.C+O2CO2
B.2CO+O22CO2
C.H2+Cl22HCl
D.2Mg+O22MgO
【答案】C
【解析】由题意,该反应是化合反应,反应在点燃条件下进行,各物质的分子个数比为1:1:2,各物质的质量比2:71:73。该反应符合“多变一”的特点,该反应的条件是点燃,各物质的质量比是12:32:44=3:8:11;该反应符合“多变一”的特点,该反应的条件是点燃,各物质的质量比是56:32:88=5:4:11;该反应符合“多变一”的特点,该反应的条件是点燃,且各物质的质量比是2:71:73;该反应符合“多变一”的特点,该反应的条件是点燃,各物质的质量比是48:32:80=3:2:5。
【举一反三3】化学方程式是重要的化学用语,质量守恒定律是化学反应中的重要定律。
(1)根据化学方程式能获得的信息是 (填字母)。
A.反应的条件
B.反应中物质的质量比
C.反应的快慢
D.反应物和生成物
(2)在一密闭容器里放入X、Y、Z、W四种物质,四种物质在一定条件下发生化学反应,一段时间后,测得有关数据如下表:
①表中 m的数值为 。
②反应中Y和Z变化的质量比为 。
③若X、Z的相对分子质量之比为7:8,则它们的化学计量数之比为 。
【答案】(1)ABD
(2)11.6 11:12 1:3
【解析】(1)
根据化学方程式能获得反应条件,符合题意;
根据化学方程式能获得反应中物质的质量比,符合题意;
根据化学方程式不能获得反应的快慢,不符合题意;
根据化学方程式能获得反应物和生成物,符合题意。
故选:ABD;
(2)根据质量定律,,解得m=11.6
则该反应可以表示为
由以上分析可知:
①表中 m的数值为11.6;
②反应中Y和Z变化的质量比为;
③X、Z的化学计量数为b,则,则它们的化学计量数之比()为1:3。
图A、B是测定化学反应前后质量变化的情况的实验,用以验证质量守恒定律。
(1)图A中锥形瓶底部预先铺一层薄薄的细沙的目的是 。
(2)图A中锥形瓶内红磷燃烧的化学方程式为 。
(3)图A 中锥形瓶内红磷燃烧的现象是 ,气球 。待装置冷却后放回天平,发现天平示数 (填“相同”或“不相同”),这么做的原因是 。
(4)图B中,反应前后天平示数不相同的原因是 。
(5)图A、B所示实验中的反应遵循质量守恒定律的是 。
[拓展延伸]图A所示实验结束后,将锥形瓶倒放在水槽中,在液面以下拔下胶塞,观察到如图C所示的现象,产生该现象是因为 ,测量进入锥形瓶中水的体积,发现进入水的体积小于锥形瓶容积的 (忽略细沙的体积),可能的原因是 (写一点)。
【答案】
(1)防止锥形瓶因受热不均匀而炸裂
(3)产生大量白烟,放出热量先变大后变小相同防止气球变大,造成装置所受浮力增大
(4)过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成氧气,逸散到空气中
(5)A、B
[拓展延伸]锥形瓶中的氧气被消耗,恢复至室温后气压减小,小于大气压,水在大气压的作用下进入锥形瓶中 红磷的量不足(合理即可)
【举一反三5】高锰酸钾是一种常见的消毒防腐药,用于急性皮炎或急性湿疹,特别是伴继发感染的湿敷,清洗小面积溃疡。以下是工业液相法生产高锰酸钾的流程简图。
(1)加热混合器中发生的变化是 (填“物理变化”或“化学变化”)。
(2)氧化反应器中,参加反应,同时生成,反应化学方程式为 。
(3)电解槽中发生反应的化学方程式为,的化学式是 。
(4)该工艺流程中,能被循环利用的物质是 。
【答案】(1)物理变化
(2)
(3)H2
(4)氢氧化钾
【解析】(1)加热混合器中没有生成新物质,发生的变化是物理变化;
(2)氧化反应器中参加反应的物质是二氧化锰、氢氧化钾、氧气,生成物为锰酸钾和水,化学方程式为:;
(3)根据质量守恒定律,反应前后原子的种类和个数都没有改变,反应前有4个钾原子、2个锰原子、10个氧原子、4个氢原子,反应后4个钾原子、2个锰原子、10个氧原子,2个氢原子,因此X分子中含有两个氢原子,化学式为H2;
(4)在该工艺流程中,氢氧化钾参与反应,最终又生成氢氧化钾,故能循环利用的物质是氢氧化钾。
【题型6】微观反应示意图
处理汽车尾气的某反应微观示意图如图所示,对该反应的下列错误的是( )
【典型例题】
A.可以减少有毒气体的排放
B.可以减少温室气体的排放
C.该反应方程式:2CO+2NO2CO2+N2
D.该反应遵循质量守恒定律
【答案】B
【解析】由反应的微观过程示意图可知,该反应的方程式是:2CO+2NON2+2CO2。该反应为CO和NO在催化剂条件下反应生成CO2和N2,一氧化碳和一氧化氮有毒,二氧化碳和氮气无毒,则可以减少有毒气体的排放,故A正确;该反应生成了二氧化碳,因此不能减少温室气体的排放,故B错误;该反应为CO和NO在催化剂条件下反应生成CO2和N2,化学方程式是:2CO+2NON2+2CO2,故C正确;所有化学反应均遵循质量守恒定律,故D正确。
如图所示,将二氧化碳转化为附加值更高的产物是实现“碳中和”最直接有效的途径。二氧化碳在Cu和ZnO2的催化作用下可以实现以下转化(Zr表示锆元素)。下列正确的是( )
【举一反三1】
A.该反应前后分子和原子的数目均不变
B.如图涉及的所有物质中有三种氧化物
C.该反应中两种反应物的质量比为3:1
D.该反应前后Cu和ZnO2的质量发生了变化
【答案】B
【解析】由反应的微观示意图可写出该反应的化学方程式是:CO2+3H2CH3OH+H2O。由化学方程式的可知,该反应前后分子的数目发生了变化,原子的数目不变,故A错误;氧化物是由氧元素和另一种元素组成的化合物,由物质的组成可知,该反应涉及的氧化物有ZrO2、CO2、H2O三种,故B正确;由化学方程式的意义可知,该反应中两种反应物氢气和二氧化碳的质量比为(2×3):44=3:22,故C错误;Cu和ZrO2是该反应的催化剂,反应前后Cu和ZrO2的质量不发生变化,故D错误。
根据下列图示回答问题:
【举一反三2】
(1)图甲是氯离子的结构示意图,X的值是 。
(2)图乙是元素周期表中的部分信息,可推测出原子序数甲 乙(填“大于”或“小于”);氟原子的最外层电子数为 。
(3)图丙是乙醇燃烧的微观示意图。写出该反应的化学方程式 。
【答案】(1)8。
(2)小于;7。
(3)
【解析】(1)氯原子质子数=核外电子数=17,氯原子最外层有7个电子,易得到1个电子形成带有1个单位负电荷的阴离子(氯离子),因此X的值是8;
(2)同一周期从左到右,原子序数逐渐增大,氯为17号元素,所以甲的原子序数为16,乙的原子序数为18,即甲的原子序数小于乙的原子序数;氯元素、氟元素属于同一主族元素,原子的最外层电子数相同,因此氟原子的最外层电子数为7;
(3)乙醇和氧气点燃生成二氧化碳和水,化学方程式为:。
零碳能源—氨气
【举一反三3】 氨气(NH3)被广泛认为是未来理想的零碳燃料,在一定条件下,氨气能燃烧生成水和氮气。氨气很容易液化,是一种极易溶于水、无色、有刺激性气味的气体,对黏膜有刺激作用,其水溶液呈碱性。某化学家的研究中揭示了氮气与氢气在催化剂表面合成氨气的反应过程,该反应过程的微观示意图如图所示。
(1)氨气燃烧时发生的化学反应方程式为 。
(2)上图为氮气与氢气在催化剂表面合成氨气的反应过程微观示意图,合理的顺序为 (填序号)。
(3)实验室可用加热熟石灰和氯化铵的混合物来制取氨气,以下关于氨气的正确的是 (填字母)。
a.实验室制备氨气的发生装置与用过氧化氢制氧气的相同
b.若需要干燥的氨气,可将气体通过浓硫酸干燥
c.能使湿润的红色石蕊试纸变蓝
【答案】(1);
(2)①③②;
(3)c。
【解析】(1)由题干信息可知,氨气和氧气在点燃的条件下反应生成氮气和水,该反应的化学方程式为:;(2)氮气与氢气在催化剂表面合成氨气,首先是氮分子和氢分子运动到催化剂表面,氮分子分为氮原子,氢分子分为氢原子,氮原子和氢原子结合生成氨分子;
(3)实验室可用加热熟石灰和氯化铵的混合物来制取氨气,属于固体加热反应,用过氧化氢制氧气,属于固液不加热反应,发生装置不相同,a不符合题意;浓硫酸具有吸水性,但是浓硫酸能与氨气反应,不能用浓硫酸干燥氨气,b不符合题意;氨气溶于水形成氨水,氨水显碱性,能使红色石蕊试纸变蓝,c符合题意。
【题型7】根据化学方程式计算质量比
在反应2CO+O22CO2中,各物质间的质量比为 ( )
A.2: 1:2
B.7:4:11
C.28:32:44
D.1:1:2
【答案】B
【举一反三1】甲烷裂解是制备碳纳米管的重要步骤,其反应前后微观粒子变化示意图如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.反应前后原子种类不变
B.反应中甲和丙的分子个数比为
C.该反应生成乙与丙的质量比为
D.反应过程中催化剂的质量逐渐减少
【答案】A
【解析】根据图示,甲烷在催化剂和加热条件下分解生成碳和氢气,化学方程式为:。根据质量守恒定律,反应前后原子种类不变;由化学方程式可知,反应中甲和丙的分子个数比为1:2;该反应生成乙与丙的质量比为12:4=3:1;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作催化剂,则该反应中,催化剂的质量不变。
【举一反三2】从分子、原子的角度认识化学反应是化学研究的基本方法。如图是某密闭容器中氢气燃烧并降至室温的微观示意图。
(1)从微观过程可分析出,变化I的变化过程属于 (填“物理”或“化学”)变化,变化中的与质量比为 (填最简质量比)。
(2)变化I的过程中,没有发生变化的最小微粒的名称是 ,从微观的角度看,变化I和变化II的本质区别是 。
(3)下列关于变化II的说法中,正确的是 (填字母)。
A.分子的种类不变 B.分子大小不变
C.分子的数目改变 D.分子的化学性质不变
(4)根据如图能获得很多信息,写出一条与化学反应有关的信息 。
【答案】(1)化学 8:1
(2)氢原子和氧原子 分子是否发生改变
(3)ABD
(4)化学反应前后,原子的种类、数目都不发生改变(合理即可)
【解析】(1)由变化Ⅰ的微观示意图可知,氢气和氧气在点燃的条件下生成水,此过程中有新物质生成,属于化学变化;由反应的微观示意图可知,“”表示的是氧气,“”表示的是氢气,根据可知,参加反应氧气和氢气的质量比为;
(2)从微观示意图看出,变化Ⅰ的过程中,没有发生变化的最小微粒的名称是氢原子和氧原子;由变化Ⅰ的微观示意图可知,氢气和氧气在点燃的条件下生成水,属于化学变化;变化Ⅱ是水分子间的间隔变小,属于物理变化;从宏观的角度看,变化Ⅰ和变化Ⅱ的本质区别为是否生成新物质;从微观的角度微粒的变化可知,变化I、变化Ⅱ的本质区别是分子是否发生改变;
(4)根据如图与化学反应有关的信息是化学反应前后,原子的种类、数目都不发生改变等,故填:化学反应前后,原子的种类、数目都不发生改变(合理即可)。
【举一反三3】在我国空间站中通过萨巴蒂埃反应,用航天员排出的水及二氧化碳制取氧气,反应的微观示意图如图。
(1)该反应涉及的物质中,属于氧化物的有 种。
(2)该反应的化学方程式是 。
(3)参加反应的甲、乙的质量比为 (填最简整数比)。
【答案】(1)两/2
(2)
(3)9:11
【解析】(1)由图可知,甲为H2O、乙为CO2、丙为CH4、丁为O2,氧化物是指含有两种元素,且一种元素为氧元素的化合物,则水、二氧化碳属于氧化物,共两种。
(3)结合方程式可知,参加反应的甲和乙的质量比为[2×(1×2+16)]:(12+16×2)=9:11。
【举一反三4】人工固氮即合成氨工艺:在高温高压铁催化剂的条件下,成功地将氮气和氢气合成氨实现工业化。工业合成氨的流程如下图所示。
(1)空气中氮气的体积分数为 ;氨气中氮元素的化合价为 。
(2)写出工业合成氨“合成塔”中发生反应的化学方程式: ,该反应中氮气和氢气的质量比为 (填最简整数比)。
(3)“合成塔”中出来的混合气体,经过“冷却”后,形成液态氨,此变化属于 (填“物理变化”或“化学变化”)。
【答案】(1)78% -3
(2)
(3)物理变化
【解析】(1)空气中氮气的体积分数为78%,是空气中含量最多的气体;
氨气中氢元素显+1价,设氮元素的化合价为x,根据化合物中,正、负化合价的代数和为零,可得:,x=-3;
(2)工业合成氨“合成塔”中发生反应为氮气和氢气在高温、高压和铁催化剂的作用下反应生成氨气,该反应的化学方程式为:;
该反应中氮气和氢气的质量比为:。
【题型8】利用化学方程式进行计算的步骤
【典型例题】根据化学方程式进行计算的依据是 ( )
A.化学方程式表示了一种化学反应的过程
B.化学方程式表示了反应物和生成物各是什么物质
C.化学方程式反映了反应物和生成物各物质之间的质量比
D.化学方程式反映了质量守恒定律
【答案】C
【解析】根据化学方程式计算的依据是:化学方程式所体现的反应物、生成物之间的质量比。
【举一反三1】根据化学方程式进行计算时的步骤先后顺序正确的是 ( )
①列比例式,求未知量 ②写出相关物质的化学计量数与相对分子质量的乘积以及已知量、未知量 ③写出反应的化学方程式 ④简明地写出答案 ⑤设未知量
A.①③④②⑤
B.⑤③②①④
C. ⑤③①②④
D.③①②⑤④
【答案】B
【举一反三2】化学方程式计算的解题步骤
设:根据题意设出 。
写:正确地写出反应的 。
标:找出比例关系,写出相关物质的化学计量数与 的乘积以及 、 。
列:列出 ,求解。
答:简明地写出答案。
【答案】未知量 化学方程式 相对分子质量 已知量 未知量 比例式
【解析】用化学方程式求解时,先根据题意设未知数,然后正确的书写化学方程式,根据题意分析已知量和未知量,求出已知量和未知量的相对分子质量和化学计量数的乘机,列比例式,求解,最后再答即可。
【举一反三3】在一节复习课的当堂达标检测中,老师请小明同学在黑板上完成了一道计算题的书写,其内容如下,请你仔细观察,帮助小明同学发现并纠正错误。
[仔细观察]你发现解题过程中的错误有_________处。
[纠正错误]老师点拨后,请你将该题正确的解答过程重新完整的写下来。
【答案】[仔细观察]6(或六)
[纠正错误]
解:设参加反应的高锰酸钾的质量是x
2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
316 32
x 1. 6 g
=
x=15.8 g
答:参加反应的高锰酸钾的质量是 15.8 g。
【举一反三4】物质甲发生某反应的微观示意图如图所示。
(1)该反应的化学方程式是 ,加入二氧化锰 (填“能”或“不能”)增加生成丙的质量。
(2)含物质甲3.4 g的溶液完全反应可生成物质丙的质量是多少?(写出计算过程)
【答案】(1)2H2O22H2O+O2↑ 不能
(2)丙是氧气,设生成物质丙的质量是。
2H2O22H2O+O2↑
68 32
3.4 g
=1.6 g
答:可生成物质丙的质量是1.6 g。
【解析】(1)由某反应的微观示意图图可知,该反应是2个过氧化氢分子在二氧化锰的催化作用下分解生成2个水分子和1个氧分子,该反应的化学方程式是2H2O22H2O+O2↑;二氧化锰在反应中作催化剂,催化剂只能影响反应速率,不影响产生氧气的质量。
【题型9】利用化学方程式的简单计算
【典型例题】下列叙述符合质量守恒定律的是( )
A.水结成冰前后,质量保持不变
B.50 mL水和50 mL乙醇混合后总体积小于100 mL
C.镁带燃烧后,生成物质量比镁带质量增加了
D.3 g碳与9 g氧气充分反应后生成12 g二氧化碳
【答案】C
【解析】水结成冰前后,质量保持不变,只是状态的改变,没有新物质生成,是物理变化,不符合质量守恒定律,A错误;50 mL水和50 mL乙醇混合后总体积小于100 mL,没有新物质生成,是物理变化,不符合质量守恒定律,B错误 ;镁带燃烧生成氧化镁,生成物的质量比镁带质量增加,是因为空气中的氧气参加了反应,符合质量守恒定律,C正确;碳和氧气点燃生成二氧化碳,化学方程式为:C+O2CO2,碳、氧气、二氧化碳的质量比为12:32:44=3:8:11,3 g碳与9 g氧气充分反应后,碳反应完全,氧气过量,生成二氧化碳的质量<12 g,D错误。
【举一反三1】在化学反应A+2B=C+2D中,已知C和D的相对分子质量之比是22:9,当6.4 gB与足量A完全反应后,生成3.6 gD。则在此反应中,B和C的质量比是( )
A.8:11
B.2:11
C.16:11
D.16:9
【答案】C
【解析】解:设生成C的质量为x。
A+2B=C+ 2D
22 2×9
X 3.6 g
=
x=4.4 g
则生成C的质量为4.4 g,所以在此反应中B和C的质量比是6.4 g:4.4 g=16:11。
在点燃条件下,4.8 g CH4与16.0 g O2恰好完全反应,生成10.8 gH2O、4.4 g CO2和物质X,则X的质量为 g;化学方程式为 。
【答案】5.6,3CH4+5O2CO2+6H2O+2CO
【解析】反应前后质量总和不变列等式:4.8 g+16.0 g=10.8 g+4.4 g+X,解得X=5.6 g;甲烷不完全燃烧时会产生一氧化碳,所以X是一氧化碳,
::::=3:5:1:6:2,
所以将甲烷燃烧的方程式配平得:3CH4+5O2CO2+6H2O+2CO。
【举一反三3】生产乙醇(C2H6O)的反应如下:C2H4+H2OC2H6O。若用该反应制取23g乙醇,理论上至少需要乙烯(C2H4)的质量是多少?
【答案】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。
【题型10】化学方程式的概念、读法和含义
【典型例题】我国科研团队实现了从二氧化碳到淀粉的合成,其中利用二氧化碳制取甲醇 (CH4O) 的化学方程式:CO2+3H2CH4O+H2O。下列说法正确的是 ( )
A.反应前后分子个数守恒
B.反应物的相对分子质量之和等于生成物的相对分子质量之和
C.1克二氧化碳和1克氢气反应时,生成甲醇和水总质量为2克
D.生成的甲醇和水中氢元素质量之和等于参加反应的氢气质量
【答案】D
【解析】由化学方程式可知,反应前后分子个数不同,A错误;反应物的相对分子质量与化学计量数的乘积之和等于生成物的相对分子质量与化学计量数的乘积之和,B错误;由化学方程式可知,44 g二氧化碳与6 g氢气恰好反应,因此1克二氧化碳和1克氢气反应时,生成甲醇和水总质量不为2克,C错误;根据质量守恒定律,化学变化前后元素的质量不变,因此生成的甲醇和水中氢元素质量之和等于参加反应的氢气质量,D正确。
【举一反三1】氯乙烷(化学式:C2H5Cl)是世界杯足球赛的“化学大夫”,能迅速治疗伤痛。其制备方法之一为:C2H6+Cl2C2H5Cl+HCl。下列说法错误的是( )
A.氯乙烷的相对分子质量为64.5
B.氯乙烷中碳元素和氢元素的质量比为2:5
C.该反应条件是光照
D.反应过程中原子的种类没有发生变化
【答案】B
【解析】氯乙烷的相对分子质量为:12×2+5+35.5=64.5,故A正确;氯乙烷中碳元素和氢元素的质量比为:(12×2):5=24:5,故B错误;由化学方程式可知,该反应的反应条件是光照,故C正确;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D正确。
【举一反三2】关于化学方程式2CO+O22CO2的说法错误的是( )
A.一氧化碳和氧气在点燃的条件下反应生成二氧化碳
B.两份质量的一氧化碳与一份质量的氧气完全反应生成两份质量的二氧化碳
C.反应前后原子的种类、数目均不变
D.在点燃条件下,每两个一氧化碳分子和一个氧气分子反应生成两个二氧化碳分子
【答案】B
【解析】由化学方程式可知,该反应表示为一氧化碳和氧气在点燃的条件下反应生成二氧化碳,故A正确;
在点燃的条件下,每56份质量的一氧化碳与32份质量的氧气完全反应生成88份质量的二氧化碳,故B错误;化学反应都遵循质量守恒定律,因此化学反应前后原子的种类、数目均不变,故C正确;由化学方程式可知,该反应表示在点燃条件下,每两个一氧化碳分子和一个氧气分子反应生成两个二氧化碳分子,故D正确。
【举一反三3】卡塔尔世界杯指定用球的芯片传感器产自中国。制取芯片的主要材料是硅,其生产过程涉及的主要化学反应为2C+SiO2Si+2CO↑。关于该反应叙述正确的是( )
A.2C表示2个碳元素
B.该过程涉及两种单质
C.反应前后硅元素的化合价不变
D.参加反应的C和SiO2的质量比为2:1
【答案】B
【解析】由原子的表示方法,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,故2C表示2个碳原子,元素只讲种类、不讲个数,故A错误;由一种元素组成的纯净物属于单质。由化学方程式可知,该过程中涉及C和Si两种单质,故B正确;反应前二氧化硅中氧元素显﹣2价,根据在化合物中各元素的正负化合价代数和为0,则硅元素的化合价为+4,反应后硅单质中硅元素的化合价为0,反应前后硅元素的化合价发生了改变,故C错误;由化学方程式可知,参加反应的C和SiO2的质量比为(12×2):(28+16×2)=2:5≠2:1,故D错误。
【举一反三4】关于化学方程式2Mg+O22MgO,获得的信息错误的是( )
A.镁和氧气在点燃的条件下生成氧化镁
B.该反应属于化合反应
C.参加反应的镁和氧气的质量总和等于生成的氧化镁的质量
D.点燃条件下,每24份质量的镁和32份质量的氧气反应生成56份质量的氧化镁
【答案】D
【解析】由化学方程式可知,镁和氧气在点燃的条件下反应生成氧化镁,A正确;该反应符合“多变一”的形式,属于化合反应,B正确;由质量守恒定律可知,参加反应的镁和氧气的质量总和等于生成的氧化镁的质量,C正确;从质量角度看,每48份质量的镁和32份质量的氧气在点燃条件下恰好反应生成80份质量的氧化镁,D错误。
氨气和一氧化氮反应的文字表达式为:氨气+一氧化氮氮气+水,在该反应中,反应物为 ,生成物为 ,反应条件为 。
【答案】氨气和一氧化氮;氮气和水;400℃、催化剂。
【解析】氨气和一氧化氮反应的文字表达式为:氨气+一氧化氮氮气+水,在该反应中,反应物为氨气和一氧化氮,生成物为氮气和水,反应条件为400℃、催化剂;
【举一反三6】做电解水实验时,加入少量硫酸钠可以增强水的导电性。请用化学用语填空:
(1)4个氧原子: 。
(2)钠离子: 。
(3)硫酸钠中硫元素的化合价: 。
(4)电解水的化学方程式为 。
【答案】(1)4O (2)Na+ (3)Na2O4 (4)2H2O2H2↑+O2↑
【解析】(1)原子的表示方法就是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,所以4个氧原子可表示为:4O。(2)离子的表示方法:在表示该离子的元素符号右上角,标出该离子所带的正负电荷数,数字在前,正负符号在后,带1个电荷时,1要省略,故钠离子可表示为:Na+。(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,所以硫酸钠中硫元素的化合价为+6,故可表示为:Na2O4。(4)电解水生成氢气和氧气,反应的化学方程式为:2H2O2H2↑+O2↑。
【举一反三7】在天然气净化和石油炼制过程中回收硫,不仅能减少空气污染,还能为工业制硫酸提供原料。制硫酸时,硫与氧气反应生成二氧化硫,该反应的化学方程式是 。这个式子不仅表明反应物是 ,生成物是 ,反应条件是 ,而且表示参与反应的各物质之间的质量比例关系,即在点燃条件下,每 份质量的硫与 份质量的氧气恰好完全反应,生成64份质量的二氧化硫。
【答案】 硫和氧气(或S和O2) 二氧化硫(或SO2) 点燃 32 32
【解析】制硫酸时,硫与氧气反应生成二氧化硫,该反应的化学方程式是:S+O2SO2。这个式子不仅表明反应物是硫和氧气,生成物是二氧化硫,反应条件是点燃,而且表示参与反应的各物质之间的质量比例关系,即在点燃条件下,每32份质量的硫与32份质量的氧气恰好完全反应,生成64份质量的二氧化硫。
【举一反三8】对知识的归纳与整理是学习化学的一种方法。通过学习我们知道下列三个化学反应:
①C+O2CO2
②2CO+O22CO2
③CH4+2O22H2O+CO2
(1)通过分析,我们发现反应①和②都属于 反应。(填基本反应类型)
(2)通过比较,我们发现上述三个化学反应在反应物、反应条件和生成物三个方面都有相似之处: 。(写出其中的两点)
(3)化学反应2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑与上述三个化学反应的相似之处为 。
【答案】(1)化合;
(2)反应物中都有氧气、反应条件都是点燃(或生成物中都有二氧化碳、生成物都是氧化物);
(3)生成物中都有二氧化碳(或生成物中都有气体生成或每种生成物都含有氧元素等)。
【解析】(1)①和②的反应物是两种,生成物是一种,反应符合“多变一”的形式,符合化合反应的特征,属于化合反应;
(2)上述三个反应的反应物都是两种,都有氧气参加反应,反应条件都是点燃,生成物都是氧化物,生成物都有CO2;
(3)根据可知,与上述三个化学反应的相似之处为:生成物中都有二氧化碳或生成物中都有气体生成或每种生成物都含有氧元素等。
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