内容正文:
沪教版(2024)九年级上册 第4章 认识化学反应第3节 化学方程式的书写及应用 寒假巩固
【题型1】化学方程式的概念、读法和含义
【典型例题】根据化学方程式CH4+2O22H2O+CO2,获得的相关信息不正确的是( )
A.甲烷和氧气在点燃条件下,生成水和二氧化碳
B.每1份质量的甲烷和2份质量的氧气在点燃条件下生成2份质量的水和1份质量的二氧化碳
C.每1个甲烷分子和2个氧分子在点燃条件下生成2个水分子和1个二氧化碳分子
D.参加反应的氧气与生成的二氧化碳的质量比是16:11
【举一反三1】化学方程式中蕴含着丰富的化学反应信息,从化学方程式H2+CuOCu+H₂O 中获得的信息,错误的是( )
A.反应物有两种
B.生成物有两种
C.反应中有水生成
D.反应条件是点燃
【举一反三2】小新同学在 S+O2SO2 中获得以下信息:①该反应发生的条件是点燃,②该反应中反应物是硫和氧气,③反应前后元素种类和原子个数保持不变,④反应后生成的 SO2 的质量是参加反应的 O2 的质量的2倍,⑤参加反应的 S 和 O2 的质量比为 2:1。其中正确的信息是( )
A.①②③④
B.①②⑤
C.①②③④⑤
D.①②③⑤
【举一反三3】关于化学方程式CH4+2O2CO2+2H2O的正确的是( )
A.甲烷加氧气在点燃条件下反应,生成二氧化碳加水
B.1个甲烷和2个氧气在点燃条件下反应,生成1个二氧化碳和2个水
C.1个甲烷分子和2个氧气分子在点燃条件下反应,生成1个二氧化碳分子和2个水分子
D.1份质量甲烷和2份质量氧气在点燃条件下反应,生成1份质量二氧化碳和2份质量水
【举一反三4】从化学方程式中,不能获得的信息是( )
A.反应物和生成物
B.反应的快慢
C.反应发生所需要的条件
D.反应物和生成物的分子个数比
【举一反三5】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 。
【举一反三6】质量守恒定律与化学方程式都是定量研究化学反应的重要理论与用语。
(1)甲烷(CH4)燃烧的化学方程式是CH4+2O2CO2+2H2O。该式子的宏观含义是_____________,同时也表示参与反应的各物质之间的质量关系,即CH4、O2、CO2、H2O的质量之比是 __________(填字母,下同)。
A.1:2:1:2 B.8:16:22:9 C.4:16:11:9
(2)化学反应前后肯定没有变化的是___________。
①原子数目 ②分子数目 ③元素种类 ④物质种类 ⑤原子种类 ⑥物质的总质量
A.①④⑥ B.①③⑤⑥
C.①②⑥ D.②③⑤
【举一反三7】对知识进行归纳和整理是学习化学的一种重要方法。现有三个化学反应如下:
通过比较可以发现它们有许多相似之处,其一是___________,其二是___________;请你写出另一个符合这两点的化学方程式:_________________________________。
【举一反三8】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 份质量的二氧化硫。
【题型2】化学方程式的书写
【典型例题】下列化学方程式正确的是( )
A.细铁丝在氧气中燃烧:4Fe+3O22Fe2O3
B.水通电分解:2H2O2H2↑+O2↑
C.红磷在空气中燃烧:2P+O2P2O5
D.实验室用高锰酸钾制取氧气:2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
【举一反三1】下列化学方程式错误的是( )
A.3Fe+2O2Fe3O4
B.CaCO3CaO+CO2↑
C.S+O2SO2↑
D.4P+5O22P2O5
【举一反三2】质量守恒定律与化学方程式都是定量研究化学反应的重要理论与用语。
(1)甲烷在氧气中燃烧的化学方程式是CH4+2O2CO2+2H2O。这个式子表示了参与反应的各物质之间的质量关系,即在点燃条件下,每______份质量的甲烷与______份质量的氧气恰好完全反应生成 ______份质量的二氧化碳和 ______份质量的水。
(2)配平下列化学方程式(化学计量数为1的省略不写):
①______Na+O2═______Na2O;
②______CuO+C______Cu+CO2↑;
③______C3H6+______O2______CO2+______H2O。
【举一反三3】向双氧水中加入少量二氧化锰固体,反应的化学方程式是 。
【举一反三4】完成下列小题:
(1)围炉煮茶的“今日重现”使喝茶变得富有仪式感,煮茶后闻到茶香,因为分子 。
(2)甲烷和水蒸气催化重整是制氢气的方法之一,如图(已知反应CaO+CO2=CaCO3)
图中反应I的化学方程式为 。
写出下列反应的化学方程式。
(1)氢气在空气中燃烧。
(2)磷在空气中燃烧。
(3)加热高锰酸钾制氧气。
(4)碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]受热分解生成氧化铜、二氧化碳和水。
【题型3】化学方程式的正误判断
【典型例题】化学方程式书写正确的是( )
A.4Fe+3O22Fe2O3
B.Mg+O2MgO2
C.C+O2CO2
D.2P+5O2P2O5
【举一反三1】用氯酸钾制取氧气,下列化学方程式正确的是( )
A.KClO4KCl+2O2↑
B.KClO3KCl+O2↑
C.2KClO32KCl+3O2↑
D.2KClO32KCl+3O2↑
【举一反三2】下列化学方程式中书写完全正确的是( )
A.铁丝在氧气中燃烧:4Fe+3O22Fe2O3
B.镁在空气中燃烧生成氧化镁:2Mg+O22MgO
C.过氧化氢分H2O2H2↑+O2↑
D.硫在氧气中燃烧:S+O2SO2
【举一反三3】下列化学方程式与客观事实相符,且书写完全正确的是( )
A.用过氧化氢溶液制氧气:H2O2H2↑+O2↑
B.铁丝在氧气中燃烧:4Fe+3O2 2Fe2O3
C.碳在氧气中燃烧:2C+3O22CO2
D.用澄清石灰水检验二氧化碳:CO₂+Ca(OH)₂═CaCO₃↓ +H₂O
【举一反三4】下列是某同学写的五个化学方程式:
①S+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________________________________。
【举一反三5】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_________。
【举一反三6】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_________。
【举一反三7】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_______。
【题型4】微观反应示意图
【典型例题】科学家研制出“TM-LiH”双催化剂体系,显著提高氮气和氢气合成氨的效率,反应的微观示意图如下所示。下列说法不正确的是( )
A.反应物的分子个数比为1:3
B.反应前后分子的种类和数目都改变
C.反应前后原子的种类和数目都不变
D.反应过程中催化剂没有参加反应
【举一反三1】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原子。下列说法中正确的是( )
A.该反应中参加反应的反应物分子个数比为2:3
B.图中反应前是混合物,反应后是纯净物
C.该反应是化合反应
D.反应前后,原子的种类和数目不变
【举一反三2】燃料的变革预示着文明的进步,人类使用燃料的大致顺序为:木柴﹣木炭﹣煤﹣石油﹣天然气。
(1)木柴:柴火灶是古代劳动人民智慧的结晶,其结构如图1。从燃烧条件分析,通风口作用是 。
下列正确的是 (填字母)。
a.排走烟气,改善燃烧条件
b.若排烟口出现浓黑烟,则证明燃烧不充分
c.烟因建高可以消除污染
(2)石油:家庭使用的石油气能够被压缩到钢瓶,是因为分子之间有 。南海油气资源丰富,石油加工可得到液化石油气,假设某液化石油气主要成分为C3H8,写出其完全燃烧的化学方程式 。
(3)天然气:水和天然气重整可以得到合成气,其反应的微观示意图如图2所示:
①在微观模型D中,表示甲烷分子的是 (填字母代号)。
②生成物中,C和D的质量比为 。
【举一反三3】建立宏观,微观和符号之间的联系是化学学科的特点。
(1)物质的组成及构成关系如图1所示,图中①表示的是 。
(2)从宏观角度看,水、二氧化碳和氧气三种物质的组成中都含有 。
(3)核电荷数大于核外电子数的粒子一定是 。
A.分子
B.原子
C.阳离子
D.阴离子
(4)经研究发现,NH3燃烧的产物没有污染且释放大量能量,有一定应用前景。其微观过程如图2所示:
①上述反应中,发生改变的微粒是 (填“分子”或“原子”)。
②写出上述反应的化学方程式 。
③NH3中氮元素的化合价为 价。
【举一反三4】以下示意图中,哪一幅较准确地描述了电解水的反应?请说明原因。
(1)
(2)
(3)
【题型5】化学方程式的配平
【典型例题】制作氧自救呼吸器可用一种名为超氧化钾的黄色固体作生氧剂,其反应原理为:,该反应中的值是( )
A.4
B.3
C.2
D.1
【举一反三1】为了保护环境,我国的城市燃气和集中供暖已广泛使用较为清洁的天然气。天然气的主要成分X在空气中完全燃烧,反应的化学方程式为。其中,X只含有两种元素,则a的值为( )
A.1
B.2
C.3
D.4
【举一反三2】配平下列化学方程式。
(1)P + O2 __________ P2O5
(2)P2O5 + H2O __________ H3PO4
(3)C + CO2 高温 CO
(4)CH3OH + O2 点燃 CO2+ H2O
【举一反三3】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。
【题型6】化学方程式的综合考查
【典型例题】我国科学家进行了如题图的氧循环研究,实现了空间站中氧气的循环。下列说法不正确的是( )
A.空间站内循环的氢原子利用率为100%
B.太阳能可作为反应②的能量来源
C.反应①为
D.反应②为分解反应
【举一反三1】用NO生产HNO3过程中,物质转化关系如图。下列说法正确的是( )
①氮元素的质量分数:NO2>NO>HNO3
②反应II中,NO2与HNO3的分子个数之比为3:2
③转化过程中,需要不断补充水
④反应I中,参加反应的NO与生成的NO2含有等质量的氮元素
A.①②③④
B.①②③
C.①②④
D.②③④
【举一反三2】“我们比历史上任何时期都更需要建设世界科技强国!”习近平同志在两院院士大会上再次强调了建设世界科技强国的奋斗目标,为我们大力发展科学技术指明了方向。科技兴则民族兴,科技强则国家强。近几年我国在航天领域方面取得了一定的成就。
(1)硅单质制作的太阳能电池为探测器提供能源,已知硅的结构与金刚石相似,则硅单质由 (填“分子”“原子”或“离子”)构成。
(2)我国长征五号使用高能燃料液氢和助燃剂液氧,其反应的化学方程式为 ,已知MgH₂ 可与水反应得到氢气和氢氧化镁,其化学方程式 。
(3)天问一号火星探测器上薄膜电池用到了铟,图1是铟元素在元素周期表中的相关信息,图2是铟原子的结构示意图。根据信息回答问题:
①铟元素位于元素周期表中第 周期。
②在化学反应中,铟原子容易失去最外层电子形成铟离子,那么氧化铟的化学式是 。
(4)2020年11月6日,长征六号运载火箭成功将 NewSat9 -18 卫星送入预定轨道,提供动力的化学反应为:C₂H8N₂+2N₂O₄ 3X+2CO2+4H2 O,判断X的化学式为 。
硅(Si)是太阳能电池和电脑芯片不可缺少的材料。利用石英砂(主要成分为SiO2)生产高纯硅(Si)的流程图如下(整个制备过程必须达到无水、无氧气)。据图回答下列问题。(提示:Si+3HClSiHCl3+H2↑)
(1)三氯硅烷(SiHCl3)是由 种元素组成的物质。
(2)在H2和SiHCl3反应的过程中若混入O2,可能引起的后果是 。
(3)以上生产高纯硅的流程中,可循环使用的物质是 。
【举一反三4】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7】根据化学方程式计算质量比
【典型例题】3g的碳和10g的氧气完全反应,产生二氧化碳的质量是( )
A.13g
B.11g
C.大于11g
D.小于11g
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
【举一反三2】A、B、C三种物质各 15 g,它们发生化合反应时只能生成30 g新物质D,若增加10 g A,则反应停止后,原反应物中只剩余C。根据上述条件推断下列说法中正确的是( )
A.第一次反应停止后,B剩余9 g
B.第二次反应后,D的质量为50 g
C.反应中A和B的质量比是3﹕2
D.反应中A和C的质量比是1﹕1
【举一反三3】电解水的简易实验装置如图所示。下列说法错误的是( )
A.乙管中的电极连接的是电源正极
B.甲管中的气体能使带火星的木条复燃
C.该实验中甲管与乙管中气体的质量比为1:8
D.该实验可证明水是由氢、氧两种元素组成的
【举一反三4】对化石燃料的综合利用是目前研究的热点问题之一。煤的气化是一种重要的综合利用技术,其过程如图1所示,合成气中的物质A和B在一定条件下反应可生成物质C和D,其反应的微观过程如图2所示。
(1)气化炉中主要发生了 (填“物理”或“化学”)变化。
(2)在图2虚线框中补充B缺失的相关粒子,则应补充的粒子为 (填字母)。
A.3个 B.2个 C.3个 D.1个
(3)在图2反应中,参加反应的A和C的质量比为 (填最简整数比)。
【举一反三5】完成下列各题:
(1)已知氨气与氧化铜在加热的条件下反应生成金属铜、空气中含量最多的气体单质和一种氧化物X,写出该反应的化学方程式: ;该化学方程式中,NH3与X的质量比为 (填最简整数比)。
(2)C2H6完全燃烧时生成二氧化碳和一种氧化物,写出该反应的化学方程式: 。
在一定条件下,B能发生化学反应生成C和D,其微观示意图如图所示。
(3)若D为空气中体积分数最大的气体,则该反应的化学方程式为 。
(4)若D为氧化物,且反应中B的分子个数比为5∶4,则该反应的化学方程式为 。
【举一反三6】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 。
【举一反三7】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)。
【题型8】利用化学方程式的简单计算
【典型例题】消防员在进入火灾现场时,佩戴的呼吸面罩中有过氧化钠,过氧化钠与二氧化碳发生反应:。在真空密闭容器中,将与一定质量的固体充分反应后,收集到气体M质量为。下列说法错误的是( )
A.若,气体M中不含有
B.若,生成的的质量为
C.若,反应后可能有剩余
D.若,气体M中有与O2
在一密闭容器内加入X、Y、Z、W四种物质,一定条件下发生化学反应。一段时间后,测得反应前后各物质的质量如下表(已知X、Y的相对分子质量之比为14:1)。下列说法正确的是 ( )
A. W可能是单质
B.反应中 X、W两物质变化的质量比是3:11
C. Z一定是该反应的催化剂
D.该反应的化学方程式可能是 X +3Y2W
【举一反三2】根据我们目前所学知识,获取氧气的途径有多种。如果采用以下物质分解的方法制取相同质量的氧气,消耗原料质量最小的是( )
A.H2O
B.H2O2
C.HgO
D.KMnO4
【举一反三3】将16 g硫在给定质量的氧气中燃烧,有如表所示的实验数据。
分析数据回答:
(1)在三次实验中,实验__________恰好完全反应。
(2)在实验__________中氧气有剩余,剩余__________g。
(3)实验__________中硫有剩余,剩余__________g。
【举一反三4】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。
【举一反三5】 “三寸粉笔,三尺讲台系国运”是对教师的礼赞。教师授课离不开粉笔,粉笔主要成分为石灰石(CaCO₃)和石膏(CaSO₄)。如图,将16 g制作好的粉笔末放于硬质玻璃管中加热使其充分反应,冷却后称量剩余固体的质量为 11.6 g。已知:CaSO₄受热不分解,也不与 CaCO3反应;其他杂质不参与反应。回答下列问题:
(1)CaSO₄的相对分子质量为________。
(2)CaSO₄中硫元素和氧元素的质量比为________。
(3)计算16 g粉笔末中 CaCO₃的质量分数。(写出计算过程)
【题型9】利用化学方程式进行计算的步骤
在一次作业批改中,王老师发现4位同学在同一题中出现了不同的错误,为帮大家理清思路,老师将错误的解题过程写在黑板上,请同学们仔细观察,发现问题,纠正错误。
【典型例题】
(1)仔细观察:你发现解题过程中的错误:其中有方程式没配平导致的计算结果错误之外,还有一处明显的错误是 。
(2)纠正错误:老师点拨后,请将正确的解题过程写在答题卡上。
【举一反三1】根据化学方程式计算一定要按照一定的步骤和格式解题,步骤要完整,单位要一致,具体的计算步骤如下:
(1)设 ,求什么就设什么。
(2)写出反应的 。
(3)找出反应物与生成物之间的质量关系,并将与之成比例的 与 写在相应的位置上。
(4)列出 ,求解。
(5) 后简明地写出答案。
【举一反三2】依据化学方程式计算步骤。
加热分解31.6g高锰酸钾,可以得到氧气的质量多少(计算结果保留一位小数)?
【举一反三3】我是小老师——指出下列计算过程中的错误并改正。
某工厂需要100 kg氧气作原料。若用电解水的方法制取这些氧气,消耗水的质量是多少?同时可以得到的氢气的质量是多少?
解:设消耗水xkg,可以得到氢气ykg,则错误① ;
错误② ;
错误③ ;
错误④ ;
,解得 x=160;错误⑤ ;
解得 y=800;错误⑥ 。
沪教版(2024)九年级上册 第4章 认识化学反应第3节 化学方程式的书写及应用 寒假巩固(参考答案)
【题型1】化学方程式的概念、读法和含义
【典型例题】根据化学方程式CH4+2O22H2O+CO2,获得的相关信息不正确的是( )
A.甲烷和氧气在点燃条件下,生成水和二氧化碳
B.每1份质量的甲烷和2份质量的氧气在点燃条件下生成2份质量的水和1份质量的二氧化碳
C.每1个甲烷分子和2个氧分子在点燃条件下生成2个水分子和1个二氧化碳分子
D.参加反应的氧气与生成的二氧化碳的质量比是16:11
【答案】B
【解析】根据化学方程式可知,每16份质量的甲烷和64份质量的氧气在点燃条件下生成36份质量的水和44份质量的二氧化碳。
【举一反三1】化学方程式中蕴含着丰富的化学反应信息,从化学方程式H2+CuOCu+H₂O 中获得的信息,错误的是( )
A.反应物有两种
B.生成物有两种
C.反应中有水生成
D.反应条件是点燃
【答案】D
【举一反三2】小新同学在 S+O2SO2 中获得以下信息:①该反应发生的条件是点燃,②该反应中反应物是硫和氧气,③反应前后元素种类和原子个数保持不变,④反应后生成的 SO2 的质量是参加反应的 O2 的质量的2倍,⑤参加反应的 S 和 O2 的质量比为 2:1。其中正确的信息是( )
A.①②③④
B.①②⑤
C.①②③④⑤
D.①②③⑤
【答案】A
【解析】根据S+O2SO2可知,该反应的反应物是硫和氧气,反应条件是点燃,反应前后元素种类和原子个数不变,反应过程中硫、氧气、二氧化硫的质量比为32:(16×2):(32+16×2)=1:1:2,反应后生成的 SO2 的质量是参加反应的 O2 的质量的2倍,参加反应的 S 和 O2 的质量比为 1:1。正确的信息是①②③④。
【举一反三3】关于化学方程式CH4+2O2CO2+2H2O的正确的是( )
A.甲烷加氧气在点燃条件下反应,生成二氧化碳加水
B.1个甲烷和2个氧气在点燃条件下反应,生成1个二氧化碳和2个水
C.1个甲烷分子和2个氧气分子在点燃条件下反应,生成1个二氧化碳分子和2个水分子
D.1份质量甲烷和2份质量氧气在点燃条件下反应,生成1份质量二氧化碳和2份质量水
【答案】C
【解析】在化学方程式中“+”读作“和”,该反应可读作:甲烷和氧气在点燃条件下,反应生成二氧化碳和水,A错误;B.从微观上,该化学方程式表示1个CH4分子和2个O2分子在点燃条件下,生成1个CO2分子和2个H2O分子,B错误;C.从微观上,该化学方程式表示1个CH4分子和2个O2分子在点燃条件下,生成1个CO2分子和2个H2O分子,C正确;D.该化学方程式可读作:每16份质量的甲烷和64份质量的氧气在点燃条件下恰好反应生成44份质量的二氧化碳和36份质量的水,D错误。
【举一反三4】从化学方程式中,不能获得的信息是( )
A.反应物和生成物
B.反应的快慢
C.反应发生所需要的条件
D.反应物和生成物的分子个数比
【答案】B
【解析】由化学方程式,可知反应物和生成物是什么;无法判断化学反应的快慢;可确定反应发生所需要的条件;反应物和生成物的分子个数比。
【举一反三5】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。
【举一反三6】质量守恒定律与化学方程式都是定量研究化学反应的重要理论与用语。
(1)甲烷(CH4)燃烧的化学方程式是CH4+2O2CO2+2H2O。该式子的宏观含义是_____________,同时也表示参与反应的各物质之间的质量关系,即CH4、O2、CO2、H2O的质量之比是 __________(填字母,下同)。
A.1:2:1:2 B.8:16:22:9 C.4:16:11:9
(2)化学反应前后肯定没有变化的是___________。
①原子数目 ②分子数目 ③元素种类 ④物质种类 ⑤原子种类 ⑥物质的总质量
A.①④⑥ B.①③⑤⑥
C.①②⑥ D.②③⑤
【答案】(1)甲烷和氧气在点燃条件下反应生成二氧化碳和水 C
(2)B
【解析】(1)化学方程式的左边表示反应物,右边表示生成物,则该式子表示甲烷和氧气在点燃条件下反应生成二氧化碳和水。
由化学方程式可知,该反应中CH4、O2、CO2、H2O的质量之比是16:(32×2):44:(18×2)=4:16:11:9。
(2)化学变化的实质是分子分成原子,原子再重新组合成新分子,原子的种类、数目、质量均不变,元素的种类不变。分子种类一定会发生改变,分子的数目可能发生改变,也可能不变。化学变化有新物质生成,物质种类一定会发生改变;反应前后物质的总质量不变。
【举一反三7】对知识进行归纳和整理是学习化学的一种重要方法。现有三个化学反应如下:
通过比较可以发现它们有许多相似之处,其一是___________,其二是___________;请你写出另一个符合这两点的化学方程式:_________________________________。
【答案】反应条件都是点燃 生成物都是氧化物 S+O₂ (其他合理答案也可)
【举一反三8】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 份质量的二氧化硫。
【答案】S+O2点燃 SO2 硫和氧气 二氧化硫 点燃 32 2 64
【题型2】化学方程式的书写
【典型例题】下列化学方程式正确的是( )
A.细铁丝在氧气中燃烧:4Fe+3O22Fe2O3
B.水通电分解:2H2O2H2↑+O2↑
C.红磷在空气中燃烧:2P+O2P2O5
D.实验室用高锰酸钾制取氧气:2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
【答案】B
【解析】细铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁,化学方程式为,A选项错误;水通电分解生成氢气和氧气,化学方程式为,B选项正确;红磷在空气中燃烧生成五氧化二磷,化学方程式为,C选项错误;高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰、氧气,化学方程式为,D选项错误。
【举一反三1】下列化学方程式错误的是( )
A.3Fe+2O2Fe3O4
B.CaCO3CaO+CO2↑
C.S+O2SO2↑
D.4P+5O22P2O5
【答案】C
【解析】铁和氧气在点燃条件下生成四氧化三铁,反应的化学方程式为3Fe+2O2Fe3O4,A正确;碳酸钙高温条件下分解生成氧化钙和二氧化碳气体,反应的化学方程式为,B正确;硫在空气中点燃生成二氧化硫,反应的化学方程式为,C错误;磷在空气中点燃生成五氧化二磷,反应的化学方程式为,D正确。
【举一反三2】质量守恒定律与化学方程式都是定量研究化学反应的重要理论与用语。
(1)甲烷在氧气中燃烧的化学方程式是CH4+2O2CO2+2H2O。这个式子表示了参与反应的各物质之间的质量关系,即在点燃条件下,每______份质量的甲烷与______份质量的氧气恰好完全反应生成 ______份质量的二氧化碳和 ______份质量的水。
(2)配平下列化学方程式(化学计量数为1的省略不写):
①______Na+O2═______Na2O;
②______CuO+C______Cu+CO2↑;
③______C3H6+______O2______CO2+______H2O。
【答案】(1)16 64 44 36 (2)①4 2 ②2 2 ③2 9 6 6
【解析】(2)根据质量守恒定律:反应前后各原子的数目不变,选择相应的配平方法(最小公倍数法、定一法等)进行配平即可;配平时要注意化学计量数必须加在化学式的前面,配平过程中不能改变化学式中的下标;配平后化学计量数必须为整数。
【举一反三3】向双氧水中加入少量二氧化锰固体,反应的化学方程式是 。
【答案】2H2O22H2O+O2↑。
【解析】双氧水是过氧化氢的水溶液,过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解为水和氧气,化学方程式为2H2O22H2O+O2↑。
【举一反三4】完成下列小题:
(1)围炉煮茶的“今日重现”使喝茶变得富有仪式感,煮茶后闻到茶香,因为分子 。
(2)甲烷和水蒸气催化重整是制氢气的方法之一,如图(已知反应CaO+CO2=CaCO3)
图中反应I的化学方程式为 。
【答案】(1)在不断运动
(2)
【解析】(1)能闻到花香,是因为分子在不断运动。
(2)由流程可知,反应Ⅰ中,甲烷和水在催化剂、650℃时反应生成二氧化碳和氢气,反应的化学方程式为:。
写出下列反应的化学方程式。
(1)氢气在空气中燃烧。
(2)磷在空气中燃烧。
(3)加热高锰酸钾制氧气。
(4)碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]受热分解生成氧化铜、二氧化碳和水。
【答案】
(1)2H2+O22H2O
(2)4P+5O22P2O5
(3)2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
(4)Cu2(OH)2CO32CuO+H2O+CO2↑
【题型3】化学方程式的正误判断
【典型例题】化学方程式书写正确的是( )
A.4Fe+3O22Fe2O3
B.Mg+O2MgO2
C.C+O2CO2
D.2P+5O2P2O5
【答案】C
【解析】铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁,化学方程式为,书写错误;
镁在氧气中燃烧生成氧化镁,化学方程式为,书写错误;红磷在氧气中燃烧生成五氧化二磷,化学方程式为,书写错误。
【举一反三1】用氯酸钾制取氧气,下列化学方程式正确的是( )
A.KClO4KCl+2O2↑
B.KClO3KCl+O2↑
C.2KClO32KCl+3O2↑
D.2KClO32KCl+3O2↑
【答案】C
【解析】氯酸钾在二氧化锰的催化作用下加热生成氯化钾和氧气,正确的化学方程式为2KClO32KCl+3O₂↑。
【举一反三2】下列化学方程式中书写完全正确的是( )
A.铁丝在氧气中燃烧:4Fe+3O22Fe2O3
B.镁在空气中燃烧生成氧化镁:2Mg+O22MgO
C.过氧化氢分H2O2H2↑+O2↑
D.硫在氧气中燃烧:S+O2SO2
【答案】D
【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;该反应的条件是点燃,正确的化学方程式应为2Mg+O22MgO,B错误;过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气,正确的化学方程式应为2H2O22H2O+O2↑,C错误;该化学方程式书写完全正确,D正确。
【举一反三3】下列化学方程式与客观事实相符,且书写完全正确的是( )
A.用过氧化氢溶液制氧气:H2O2H2↑+O2↑
B.铁丝在氧气中燃烧:4Fe+3O2 2Fe2O3
C.碳在氧气中燃烧:2C+3O22CO2
D.用澄清石灰水检验二氧化碳:CO₂+Ca(OH)₂═CaCO₃↓ +H₂O
【答案】D
【解析】A.过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气,反应的化学方程式为2H2O22H2O+O2↑B.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;C.碳在氧气中燃烧,正确的化学方程式为C+O2CO2,;D.该化学方程式书写完全正确。
【举一反三4】下列是某同学写的五个化学方程式:
①S+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
【举一反三5】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
【举一反三6】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
【举一反三7】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
【题型4】微观反应示意图
【典型例题】科学家研制出“TM-LiH”双催化剂体系,显著提高氮气和氢气合成氨的效率,反应的微观示意图如下所示。下列说法不正确的是( )
A.反应物的分子个数比为1:3
B.反应前后分子的种类和数目都改变
C.反应前后原子的种类和数目都不变
D.反应过程中催化剂没有参加反应
【答案】D
【解析】由图可知,该反应为氢气和氮气在催化剂作用下生成氨气,反应的化学方程式为:。结合方程式可知,该反应的氮气和氢气的分子个数比为1:3;化学反应前后,分子种类肯定改变,结合方程式可知,该反应前后分子数目也改变;化学反应前后,原子的种类和个数均不变;由图可知,虽然催化剂反应前后质量和化学性质不变,但它要先与反应物发生中间变化后再恢复原状,实质上是“参加”了反应过程,只是没有被消耗。
【举一反三1】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原子。下列说法中正确的是( )
A.该反应中参加反应的反应物分子个数比为2:3
B.图中反应前是混合物,反应后是纯净物
C.该反应是化合反应
D.反应前后,原子的种类和数目不变
【答案】D
【解析】由微观反应示意图可知,该反应中参加反应的反应物分子个数比为2:2=1:1,故A错误;反应前和反应后均有两种物质,因此反应物与生成物均为混合物,故B错误;该反应的生成物有两种,因此该反应不属于化合反应,故C错误;所有化学反应均遵循质量守恒定律,因此反应前后,原子的种类和数目不变,故D正确。
【举一反三2】燃料的变革预示着文明的进步,人类使用燃料的大致顺序为:木柴﹣木炭﹣煤﹣石油﹣天然气。
(1)木柴:柴火灶是古代劳动人民智慧的结晶,其结构如图1。从燃烧条件分析,通风口作用是 。
下列正确的是 (填字母)。
a.排走烟气,改善燃烧条件
b.若排烟口出现浓黑烟,则证明燃烧不充分
c.烟因建高可以消除污染
(2)石油:家庭使用的石油气能够被压缩到钢瓶,是因为分子之间有 。南海油气资源丰富,石油加工可得到液化石油气,假设某液化石油气主要成分为C3H8,写出其完全燃烧的化学方程式 。
(3)天然气:水和天然气重整可以得到合成气,其反应的微观示意图如图2所示:
①在微观模型D中,表示甲烷分子的是 (填字母代号)。
②生成物中,C和D的质量比为 。
【答案】(1)使木材与空气(或氧气)充分接触;ab;
(2)间隔;C3H8+5O23CO2+4H2O;
(3)①A;
②14:3。
【解析】(1)从燃烧条件分析,通风口的作用是使木材与空气(或氧气)充分接触;排走烟气,改善燃烧条件,故a正确;若排烟口出现浓黑烟,则证明燃烧不充分,有炭黑生成,故b正确;烟囱建高,只是将污染物排向高空,不可以消除污染,故c错误;
(2)家庭使用的石油气能够被压缩到钢瓶,是因为分子之间有间隔。丙烷和氧气在点燃条件下生成二氧化碳和水,反应的化学方程式为C3H8+5O23CO2+4H2O;
(3)根据反应的微观示意图可知,甲烷和水在高温条件下生成一氧化碳和氢气,反应的化学方程式为CH4+H2OCO+3H2。
①1个甲烷分子是由1个碳原子与4个氢原子构成的,则在微观模型D中,表示甲烷分子的是A;
②由化学方程式可知,生成物中,C和D的质量比为28:(2×3)=14:3。
【举一反三3】建立宏观,微观和符号之间的联系是化学学科的特点。
(1)物质的组成及构成关系如图1所示,图中①表示的是 。
(2)从宏观角度看,水、二氧化碳和氧气三种物质的组成中都含有 。
(3)核电荷数大于核外电子数的粒子一定是 。
A.分子
B.原子
C.阳离子
D.阴离子
(4)经研究发现,NH3燃烧的产物没有污染且释放大量能量,有一定应用前景。其微观过程如图2所示:
①上述反应中,发生改变的微粒是 (填“分子”或“原子”)。
②写出上述反应的化学方程式 。
③NH3中氮元素的化合价为 价。
【答案】(1)原子;(2)氧元素;(3)C;(4)①分子;②4NH3+3O22N2+6H2O;③﹣3。
【解析】(1)由物质的组成及构成关系图可知,汞是由原子构成的,图中①表示的是原子。
(2)物质的宏观组成常用元素来描述,在水、二氧化碳和氧气三种物质的组成中都含有氧元素。
(3)核电荷数大于核外电子数的粒子一定是阳离子,所以C正确;
(4)①由微粒的变化可知,上述反应中,发生改变的微粒是分子。
②由反应的微观过程图可知,该反应是氨气燃烧生成了氮气和水,化学方程式为:4NH3+3O22N2+6H2O。
③在NH3中氢元素的化合价为+1价,由化合价原则可知,氮元素的化合价为﹣3价。
【举一反三4】以下示意图中,哪一幅较准确地描述了电解水的反应?请说明原因。
(1)
(2)
(3)
【答案】(3)。化学反应的过程,是参加反应的各物质(反应物)的原子重新组合生成新物质(生成物)的过程。化学反应前后,原子的种类、数目和质量不变。电解水生成氢气和氧气的反应中,水是反应物,构成水分子的氢原子和氧原子重新组合,每两个氢原子结合生成1个氢分子,每两个氧原子结合生成1个氧分子;大量氢分子聚集成氢气,大量氧分子聚集成氧气。在这一过程中,氢原子和氧原子的数目没有改变。故(3)从微观角度较准确地描述了电解水的反应。
【题型5】化学方程式的配平
【典型例题】制作氧自救呼吸器可用一种名为超氧化钾的黄色固体作生氧剂,其反应原理为:,该反应中的值是( )
A.4
B.3
C.2
D.1
【答案】B
【解析】根据质量守恒定律,化学反应前后,氧原子数目不变,则:4×2+2×2=2×3+α×2,得:α=3。
【举一反三1】为了保护环境,我国的城市燃气和集中供暖已广泛使用较为清洁的天然气。天然气的主要成分X在空气中完全燃烧,反应的化学方程式为。其中,X只含有两种元素,则a的值为( )
A.1
B.2
C.3
D.4
【答案】B
【解析】生成物中含有碳、氧、氢三种元素,反应物中的氧气只含有氧元素,已知X只含有两种元素,根据化学反应前后元素的种类不变,X含有碳元素、氢元素。反应前有4个氧原子,反应后有2+a个氧原子,根据化学反应前后各种原子个数相等,则有4=2+a,得a=2。
【举一反三2】配平下列化学方程式。
(1)P + O2 __________ P2O5
(2)P2O5 + H2O __________ H3PO4
(3)C + CO2 高温 CO
(4)CH3OH + O2 点燃 CO2+ H2O
【答案】(1)4P+5O22P2O5
(2)P2O5+3H2O2H3PO4
(3)C+CO22CO
(4)2CH3OH+3O22CO2+4H2O
【举一反三3】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。
【题型6】化学方程式的综合考查
【典型例题】我国科学家进行了如题图的氧循环研究,实现了空间站中氧气的循环。下列说法不正确的是( )
A.空间站内循环的氢原子利用率为100%
B.太阳能可作为反应②的能量来源
C.反应①为
D.反应②为分解反应
【答案】A
【解析】由图可知,反应①为CO2+4H2CH4+2H2O,反应②中电解水又生成氢气,但是反应①反应发生后甲烷释放到空气中,因此整个过程中氢原子有损耗,所以空间站内循环的氢原子利用率小于100%;反应②是电解水,电解水需要消耗电能,而太阳能可以转化为电能,所以太阳能可作为反应②的能量来源;由反应流程图可知,反应①为二氧化碳与氢气在一定条件下反应生成甲烷和水,反应的化学方程式为CO2+4H2CH4+2H2O。
【举一反三1】用NO生产HNO3过程中,物质转化关系如图。下列说法正确的是( )
①氮元素的质量分数:NO2>NO>HNO3
②反应II中,NO2与HNO3的分子个数之比为3:2
③转化过程中,需要不断补充水
④反应I中,参加反应的NO与生成的NO2含有等质量的氮元素
A.①②③④
B.①②③
C.①②④
D.②③④
【答案】D
【解析】①二氧化氮中氮元素的质量分数为,一氧化氮中氮元素的质量分数为,硝酸中氮元素的质量分数为,则氮元素质量分数:NO>NO2>HNO3,故①错误;
②反应II为二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮,反应的化学方程式为,则NO2与HNO3的分子个数之比为3:2,故②正确;
③根据流程图可知,水是反应物,则在转化过程中,需要不断补充水,故③正确;
④由图可知,反应I为一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮,根据质量守恒定律可知,化学反应前后元素种类及质量不变,因此反应I中,参加反应的NO与生成的NO2含有等质量的氮元素,故④正确。
【举一反三2】“我们比历史上任何时期都更需要建设世界科技强国!”习近平同志在两院院士大会上再次强调了建设世界科技强国的奋斗目标,为我们大力发展科学技术指明了方向。科技兴则民族兴,科技强则国家强。近几年我国在航天领域方面取得了一定的成就。
(1)硅单质制作的太阳能电池为探测器提供能源,已知硅的结构与金刚石相似,则硅单质由 (填“分子”“原子”或“离子”)构成。
(2)我国长征五号使用高能燃料液氢和助燃剂液氧,其反应的化学方程式为 ,已知MgH₂ 可与水反应得到氢气和氢氧化镁,其化学方程式 。
(3)天问一号火星探测器上薄膜电池用到了铟,图1是铟元素在元素周期表中的相关信息,图2是铟原子的结构示意图。根据信息回答问题:
①铟元素位于元素周期表中第 周期。
②在化学反应中,铟原子容易失去最外层电子形成铟离子,那么氧化铟的化学式是 。
(4)2020年11月6日,长征六号运载火箭成功将 NewSat9 -18 卫星送入预定轨道,提供动力的化学反应为:C₂H8N₂+2N₂O₄ 3X+2CO2+4H2 O,判断X的化学式为 。
【答案】(1)原子 (2)2H2+O22H2O MgH2+2H2O═Mg(OH)₂+2H₂↑ (3)①五 ②In₂O₃ (4)N₂
硅(Si)是太阳能电池和电脑芯片不可缺少的材料。利用石英砂(主要成分为SiO2)生产高纯硅(Si)的流程图如下(整个制备过程必须达到无水、无氧气)。据图回答下列问题。(提示:Si+3HClSiHCl3+H2↑)
(1)三氯硅烷(SiHCl3)是由 种元素组成的物质。
(2)在H2和SiHCl3反应的过程中若混入O2,可能引起的后果是 。
(3)以上生产高纯硅的流程中,可循环使用的物质是 。
【答案】
(1)三 (2)发生爆炸 (3)H2和HCl
【解析】
(1)三氯硅烷是由硅、氢、氯三种元素组成的。(2)氢气具有可燃性,与氧气混合后点燃可能发生爆炸,在H2和SiHCl3反应的过程中若混入O2,可能发生爆炸。(3)由题意,Si+3HClSiHCl3+H2↑,氢气与SiHCl3反应生成高纯硅和M(由质量守恒定律,反应前后元素种类不变,则该物质为氯化氢),既是反应物,也是生成物的物质可以循环使用,则生产过程中可循环使用的物质是H2和HCl。
【举一反三4】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7】根据化学方程式计算质量比
【典型例题】3g的碳和10g的氧气完全反应,产生二氧化碳的质量是( )
A.13g
B.11g
C.大于11g
D.小于11g
【答案】B
【解析】由可知,碳与氧气的质量比是3:8,则3g碳与8g氧气恰好完全反应,有2g氧气没有反应,根据质量守恒定律,产生二氧化碳的质量是:3g+8g=11g。
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
【举一反三2】A、B、C三种物质各 15 g,它们发生化合反应时只能生成30 g新物质D,若增加10 g A,则反应停止后,原反应物中只剩余C。根据上述条件推断下列说法中正确的是( )
A.第一次反应停止后,B剩余9 g
B.第二次反应后,D的质量为50 g
C.反应中A和B的质量比是3﹕2
D.反应中A和C的质量比是1﹕1
【答案】B
【解析】A、B、C三种物质各 15 g,它们发生化合反应时只能生成30 g新物质D,若增加10 g A,则反应停止后,原反应物中只剩余C,可知第一次反应时B、C过量,A 完全反应;第二次参加反应的 A 的总质量为10 g+15 g=25 g,参加反应的B的总质量为 15 g,参加反应的A与B的质量比为25 g:15 g=5:3;第一次参加反应的 A 的质量为 15 g,则可算出第一次参加反应的 B的质量为9 g,剩余B的质量为 15 g-9 g=6 g,A、C错误;根据质量守恒定律可知,第一次参加反应的C的质量为30 g-15 g-9 g=6 g,则第一次参加反应的A、C 的质量比为15 g:6 g =5:2,D错误;第二次参加反应的C的总质量为25 g×=10 g,第二次反应后,生成D的质量为25 g+15 g+10 g=50 g,B正确。
【举一反三3】电解水的简易实验装置如图所示。下列说法错误的是( )
A.乙管中的电极连接的是电源正极
B.甲管中的气体能使带火星的木条复燃
C.该实验中甲管与乙管中气体的质量比为1:8
D.该实验可证明水是由氢、氧两种元素组成的
【答案】B
【解析】电解水实验中,根据“正氧负氢、氧一氢二”,乙管中产生的气体较少,为氧气,则乙管中的电极连接的是电源正极,故A说法正确;甲管中的气体较多,为氢气,氢气具有可燃性,乙管中的气体较少,为氧气,氧气具有助燃性,能使带火星的木条复燃,故B说法错误;水通电分解生成氢气和氧气,化学方程式为,则该实验生成的氢气与氧气的质量比为4:32=1:8,故C说法正确;水通电分解生成氢气和氧气,氢气是由氢元素组成的,氧气是由氧元素组成的,根据质量守恒定律,反应前后元素种类不变,则该实验可证明水是由氢、氧两种元素组成的,故D说法正确。
【举一反三4】对化石燃料的综合利用是目前研究的热点问题之一。煤的气化是一种重要的综合利用技术,其过程如图1所示,合成气中的物质A和B在一定条件下反应可生成物质C和D,其反应的微观过程如图2所示。
(1)气化炉中主要发生了 (填“物理”或“化学”)变化。
(2)在图2虚线框中补充B缺失的相关粒子,则应补充的粒子为 (填字母)。
A.3个 B.2个 C.3个 D.1个
(3)在图2反应中,参加反应的A和C的质量比为 (填最简整数比)。
【答案】(1)化学
(2)C
(3)7:4
【解析】(1)气化炉中通入原材料和氢气、水,合成气中有一氧化碳,有新物质生成,主要发生了化学变化;
(2)化学反应前后原子的种类和个数不变,反应后碳、氢、氧原子的个数分别为:1、6、1,反应前A中含有1个碳原子和1个氢原子,故B中含有6个氢原子,一个氢分子中含有2个氢原子,故B中含有3个氢分子;
故选C;
(3)由微观示意图可知,参加反应的A(CO)和生成C(CH4)的分子个数比为1:1,故质量比为:(28×1):(16×1)=7:4。
【举一反三5】完成下列各题:
(1)已知氨气与氧化铜在加热的条件下反应生成金属铜、空气中含量最多的气体单质和一种氧化物X,写出该反应的化学方程式: ;该化学方程式中,NH3与X的质量比为 (填最简整数比)。
(2)C2H6完全燃烧时生成二氧化碳和一种氧化物,写出该反应的化学方程式: 。
在一定条件下,B能发生化学反应生成C和D,其微观示意图如图所示。
(3)若D为空气中体积分数最大的气体,则该反应的化学方程式为 。
(4)若D为氧化物,且反应中B的分子个数比为5∶4,则该反应的化学方程式为 。
【答案】(1) 17:27
(2)
(3)
(4)
【解析】(1)已知氨气与氧化铜在加热的条件下反应生成金属铜、空气中含量最多的气体单质和一种氧化物X,空气中含量最多的气体单质是氮气,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Cu、O、N、H,生成物中含Cu、N,故生成物中还应含H、O,故生成的氧化物是水,该反应的化学方程式为:;
该反应中,氨气和水的质量比为:;
(2)和氧气在点燃的条件下反应生成二氧化碳和一种氧化物,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,故生成的氧化物是水,该反应的化学方程式为:;
(3)若D为空气中体积分数最大的气体,则D为氮气,氮气是空气中含量最多的气体,约占空气体积的78%,则该反应为氨气和氧气在一定条件下反应生成氮气和水,该反应的化学方程式为:;
(4)若D为氧化物,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N、H、O,生成物中含H、O,故生成物中还应含N,则D为氮的氧化物,该反应中B的分子个数比为5∶4,设D的化学式为,则该反应的化学方程式可表示为:,根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类和数目不变,则a=4,b=4,则D为NO,则该反应的化学方程式为:。
【举一反三6】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)。
【举一反三7】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。
【题型8】利用化学方程式的简单计算
【典型例题】消防员在进入火灾现场时,佩戴的呼吸面罩中有过氧化钠,过氧化钠与二氧化碳发生反应:。在真空密闭容器中,将与一定质量的固体充分反应后,收集到气体M质量为。下列说法错误的是( )
A.若,气体M中不含有
B.若,生成的的质量为
C.若,反应后可能有剩余
D.若,气体M中有与O2
【答案】C
【解析】设,时反应的二氧化碳质量为m,生成碳酸钠质量为n,二氧化碳完全反应,气体M中不含有CO2,故选项说法正确;
根据上述质量关系计算可知,若x=4.8,生成的Na2CO3的质量为31.8g,故选项说法正确;
设,参加反应的二氧化碳的质量为a,
根据上述质量关系计算可知,参加反应的二氧化碳的质量有剩余,则Na2O2已经完全反应,反应后没有剩余,故选项说法错误;
由C分析可知,二氧化碳有剩余,M为二氧化碳和氧气的混合物,故选项说法正确。
在一密闭容器内加入X、Y、Z、W四种物质,一定条件下发生化学反应。一段时间后,测得反应前后各物质的质量如下表(已知X、Y的相对分子质量之比为14:1)。下列说法正确的是 ( )
A. W可能是单质
B.反应中 X、W两物质变化的质量比是3:11
C. Z一定是该反应的催化剂
D.该反应的化学方程式可能是 X +3Y2W
【答案】D
【举一反三2】根据我们目前所学知识,获取氧气的途径有多种。如果采用以下物质分解的方法制取相同质量的氧气,消耗原料质量最小的是( )
A.H2O
B.H2O2
C.HgO
D.KMnO4
【答案】A
【解析】水通电分解生成氢气和氧气,化学方程式为:,每36份质量水能生成32氧气;过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气,反应的化学方程式为:,每68份质量过氧化氢分解生成32份质量氧气;氧化汞受热分解生成汞和氧气,化学方程式为:,每434份质量氧化汞能生成32氧气;高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的化学方程式是
2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑,每316份质量高锰酸钾能生成32份质量氧气;
因此采用上述物质分解的方法制取相同质量的氧气,消耗原料质量最小的水。
【举一反三3】将16 g硫在给定质量的氧气中燃烧,有如表所示的实验数据。
分析数据回答:
(1)在三次实验中,实验__________恰好完全反应。
(2)在实验__________中氧气有剩余,剩余__________g。
(3)实验__________中硫有剩余,剩余__________g。
【答案】(1)乙 (2)丙 4 (3)甲 14.5
【解析】(1)参加反应的各物质的质量总和与反应生成的各物质的质量总和相等,符合这一要求的只有实验乙,所以实验乙中两种物质恰好完全反应。(2)根据实验乙恰好完全反应可知,硫和氧气按1﹕1 的质量比进行反应,16 g硫最多可消耗16 g氧气,因此实验丙中氧气有剩余,剩余质量为20 g-16 g=4 g。
(3)实验甲中,1.5 g氧气只能消耗1.5 g的硫,因此硫剩余16 g-1.5 g=14.5 g。
【举一反三4】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。
【举一反三5】 “三寸粉笔,三尺讲台系国运”是对教师的礼赞。教师授课离不开粉笔,粉笔主要成分为石灰石(CaCO₃)和石膏(CaSO₄)。如图,将16 g制作好的粉笔末放于硬质玻璃管中加热使其充分反应,冷却后称量剩余固体的质量为 11.6 g。已知:CaSO₄受热不分解,也不与 CaCO3反应;其他杂质不参与反应。回答下列问题:
(1)CaSO₄的相对分子质量为________。
(2)CaSO₄中硫元素和氧元素的质量比为________。
(3)计算16 g粉笔末中 CaCO₃的质量分数。(写出计算过程)
【答案】(1)136
(2)1︰2
(3)解:生成二氧化碳的质量为 16 g-11.6 g=4.4 g, 设16 g粉笔末中CaCO₃的质量为x。
100 44
x 4.4 g
=
x=10 g
×100%=62.5%
答:16 g粉笔末中 CaCO₃的质量分数为62.5%。
【题型9】利用化学方程式进行计算的步骤
在一次作业批改中,王老师发现4位同学在同一题中出现了不同的错误,为帮大家理清思路,老师将错误的解题过程写在黑板上,请同学们仔细观察,发现问题,纠正错误。
【典型例题】
(1)仔细观察:你发现解题过程中的错误:其中有方程式没配平导致的计算结果错误之外,还有一处明显的错误是 。
(2)纠正错误:老师点拨后,请将正确的解题过程写在答题卡上。
【答案】(1)没有列出比例式;
(2)4.8 g。
【解析】解:(1)由解题的过程和格式可知,解题过程中的错误除了方程式没配平导致的计算结果错误之外,还有一处明显的错误是没有列出比例式。
(2)设可制得氧气的质量为x。
2KClO32KCl+3O2↑
245 96
12.25 g x
x=4.8 g
【举一反三1】根据化学方程式计算一定要按照一定的步骤和格式解题,步骤要完整,单位要一致,具体的计算步骤如下:
(1)设 ,求什么就设什么。
(2)写出反应的 。
(3)找出反应物与生成物之间的质量关系,并将与之成比例的 与 写在相应的位置上。
(4)列出 ,求解。
(5) 后简明地写出答案。
【答案】(1)未知数
(2)化学方程式
(3)已知量/未知量 未知量/已知量
(4)比例式
(5)检查无误
【举一反三2】依据化学方程式计算步骤。
加热分解31.6g高锰酸钾,可以得到氧气的质量多少(计算结果保留一位小数)?
【答案】解:设31.6gKMnO4分解可以得到O2的质量为x。
2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
x=3.2g
答:31.6gKMnO4分解可以得到O2的质量为3.2g
【解析】
【举一反三3】我是小老师——指出下列计算过程中的错误并改正。
某工厂需要100 kg氧气作原料。若用电解水的方法制取这些氧气,消耗水的质量是多少?同时可以得到的氢气的质量是多少?
解:设消耗水xkg,可以得到氢气ykg,则错误① ;
错误② ;
错误③ ;
错误④ ;
,解得 x=160;错误⑤ ;
解得 y=800;错误⑥ 。
【答案】设未知量错误,应设为:设消耗水的质量为x,同时得到氢气的质量为y 化学方程式没有配平,应在H2O前添上化学计量数2 2H2O的相对分子质量计算错误,应为36 已知量100没有带单位,应为100kg 列比例式错误,计算结果未带单位,应为:,解得 x=112.5kg 列比例式错误,计算结果未带单位,应为:,解得 y=12.5kg;没有作答,应补上。
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