5.3 化学反应中的有关计算 同步练习 ---2023-2024学年九年级化学鲁教版上册

5.3 化学反应中的有关计算
一、单选题
1．双氢青蒿素为青蒿素的衍生物，对疟原虫红内期有强大且快速的杀灭作用。现有2.84g双氢青蒿素燃烧生成6.6gCO2和2.16gH2O，则双氢青蒿素中氧的质量与其燃烧消耗氧气的质量之比为
A．5：62 B．63：5 C．5：36 D．5：37
2．在一个密闭容器中，有a、b、c、d四种物质，化学反应前后各物质的质量关系如下图刻度纸所示（例如：c的质量为3g）。下列说法正确的是
A．c一定是该反应的催化剂 B．反应结束后，d的质量为14g
C．该反应为化合反应 D．参加反应的a、b质量比为3：17
3．2022年2月21日，我国科研人员领衔的国际科研团队攻克了催化研究中的世界性难题一甲烷的选择性氧化，其微观反应过程如图所示。下列说法不正确的是
A．虚线框内应补充的是“”
B．反应生成丙、丁两物质的质量比为2：1
C．在化学变化中，分子可分，原子不可再分
D．该反应与甲烷燃烧相比，条件不同产物不同
4．在一密闭容器中有氧气、氮气、水蒸气和W，在一定条件下充分反应，测得反应前后各物质的质量如表所示。下列说法中不正确的是
物质 W 氧气 氮气 水蒸气
反应前质量/g 68 100 2 2
反应后质量/g X 4 58 110
A．X的值为0
B．该反应为化合反应
C．W中一定含有氮元素和氢元素
D．生成的氮气和水蒸气质量之比为56：108
5．在密闭容器内有甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下充分混合反应，测得反应前后各物质的质量分数如图所示，有关说法错误的是
A．该反应属于分解反应
B．参加反应的丙和丁的质量比为9：8
C．乙可能是该反应的催化剂
D．消耗丁的质量等于生成甲和丙的质量之和
6．工业上以CaO和HNO3为原料制备Ca（NO3）2 6H2O晶体．为确保制备过程中既不补充水，也无多余的水，所用硝酸的溶质质量分数约为（ ）
A．41.2% B．53.8% C．58.3% D．70.0%
7．在密闭容器内加入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。下列说法正确的是
物质 X Y Z W
反应前的质量/g 20 12 1 10
反应后的质量/g x 6 1 24
A．x=8
B．该反应属于化合反应
C．Z一定是该反应的催化剂
D．该反应中Y、W的质量比为6：5
8．已知硫化氢（H2S）燃烧的化学方程式为：2H2S+3O22SO2+2H2O。下列说法正确的是
A．该反应体现硫化氢的可燃性 B．硫化氢中硫元素的化合价是+2
C．参加反应的硫化氢与氧气的质量比为2:3 D．反应前后分子的种类没变
9．2H2+O22H2O，在这个反应中，氢气、氧气、水的质量比是（　　）
A．2:32:18 B．4:32:18 C．2:32:36 D．4:32:36
10．在A+2B＝2C+D中，将A、B两种物质各10g加热，生成6gC和8gD，若A完全反应，则A与B的相对分子质量之比为（　　）
A．1：1 B．5：2 C．5：1 D．2：1
11．甲、乙、丙、丁4种物质在密闭容器中充分反应，测得反应前后各物质的质量如下表所示。下列说法正确的是（ ）
物质 甲 乙 丙 丁
反应前质量/g 30 3 6 8
反应后质量/g 16 m 4 24
A．该反应是分解反应 B．乙一定是反应的催化剂
C．参加反应的甲、丙的质量比是7:1 D．甲、丁一定都是单质
12．在一密闭容器中加入甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下发生化学反应，测得反应前及t1、t2时各物质质量如图所示，下列说法中正确的是
A．该反应表示为：甲+乙+丙→丁
B．丙一定为该反应的催化剂
C．甲和丁的质量总和等于乙的质量
D．该反应中，丁与乙的质量比为5∶7
13．铝在氧气中燃烧生成氧化铝，参加反应的铝、氧气与生成的氧化铝之间的质量比为
A．27:32:102 B．108:96:204
C．4:3:2 D．27:32:59
14．下列关于质量守恒定律的说法正确的是
A．质量守恒定律揭示了化学变化中反应物和生成物之间的质量关系
B．根据质量守恒定律，2g氢气和2g氧气反应，一定生成4g水
C．某物质在空气中充分燃烧，只生成水和二氧化硫，则该物质一定含有硫、氢、氧元素
D．镁条在空气中燃烧后，生成物质量比镁条大，该反应不遵循质量守恒定律
二、填空题
15．点燃条件下，下列物质在密闭容器内充分反应，测得反应前后各物质的质量如下表所示：
纯净物 C2H5OH O2 CO2 H2O CO
反应前质量/g 4.6 8.8 1.1 0 0
反应后质量/g 0 0 7.7 5.4 X
(1)表格中X= 。
(2)该反应的化学方程式是 。
16．下图为某反应在同一容器内反应前后部分分子种类的示意图，回答下列问题：
（1）氮元素和氢元素的本质区别是 ，C代表的物质是 。
（2）反应物中缺少某种物质，在反应前方框内应补充的微粒是 （填序号）。
（3）该反应中B和C的质量比为 。
17．如图为某化学反应在催化剂作用下的微观示意图，其中“ ”“” 分别表示氢原子和氧原子。
(1)画出虚线框内的微观图 ；
(2)该反应中生成物的质量比为 。
三、实验题
18．根据下列装置图回答问题：
（1）写出图中②表示的仪器名称 。
（2）若用A装置制取氧气，其化学反应方程式为 ，通过排水量测定所收集到的氧气体积，则可用装置选用A、F、G，且各装置的管口连接顺序是：a→b→c→d，则F装置图内导管b和c的长短情况是 （填“b长c短”或“c长b短”）；如实验过程发现F瓶中的水变红了，则在A装置组装时出现的错误是 。
（3）若选用A、E装置制取氧气，主要操作步骤有：①加入药品，②加热，③检验装置的气密性，④收集气体，⑤停止加热，⑥将导管移出水面，正确的顺序是 （写序号）。
（4）用C装置收集氧气，验满方法是 ；用收集到的氧气做细铁丝燃烧的实验时，发现瓶底炸裂，发生失误的操作原因可能是 。
（5）实验室需少量甲烷气体，可用加热无水醋酸钠与碱石灰的固体混合物制得。制甲烷气体的发生装置应选用 （填字母）装置；收集甲烷气体可选用D或E装置，由此推断甲烷气体具有的物理性质是 。
（6）将30.9g氯酸钾（KClO3）和二氧化锰的固体混合物装入试管中，加热制取氧气，同时生成氯化钾。待反应完全后，将试管冷却、称量，可得到21.3g固体物质。请计算原固体混合物中氯酸钾的质量分数。（精确到0.1%）。
四、计算题
19．实验室有一瓶含杂质的氯酸钾，某兴趣小组用该药品和二氧化锰混合制取氧气(杂质不参加反应)，待完全反应结束后，收集到氧气9.6g，则反应分解的氯酸钾的质量是多少？(写出完整的计算过程)。
20．实验室常用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳。现取12g石灰石和100g稀盐酸恰好完全反应，气体全部逸出后，得到107.6g混合物，(石灰石中的杂质不与稀盐酸反应)。()，求：
(1)生成二氧化碳的质量为 克？
(2)该石灰石中碳酸钙的质量分数(写出计算过程，精确到0.1%)
五、综合应用题
21．某化学兴趣小组在实验室加热高锰酸钾制取氧气。
(1)如图表示反应过程中有关量y随反应时间的变化趋势。则y可以表示的是 。
A 生成O2的质量
B 剩余固体中金属元素的质量
C .剩余固体中氧元素的质量
D 剩余固体中氧元素的质量分数
(2)该小组同学将所取高锰酸钾加热至完全反应，生成氧气1.6g.计算完全反应后剩余固体的质量(写出必要的计算过程)。
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参考答案：
1．D
【详解】6.6gCO2含有的碳元素的质量为 ，2.16gH2O含有的氢元素的质量为，6.6gCO2和2.16gH2O中含有的氧元素的质量为6.6g+2.16g-1.8g-0.24g=6.72g，又双氢青蒿素燃烧后仅生成二氧化碳和水，则双氢青蒿素必定含有C、H元素，可能含有氧元素，根据质量守恒定律得知，故双氢青蒿素中氧元素质量为2.84g-1.8g-0.24g=0.8g，燃烧消耗氧气的质量为6.72g-0.8g=5.92g，故双氢青蒿素中氧的质量与其燃烧消耗氧气的质量之比为 ，故选D。
2．D
【分析】反应后a物质的质量增加7-4=3，属于生成物，b物质的质量减少21-4=17，属于反应物，c物质的质量不变，可能没有参加反应，可能属于催化剂，d物质的质量增加22-8=14，属于生成物。
【详解】A、c反应前后质量不变，可能是催化剂，也可能是没有参加反应的杂质，故A错误；
B、反应结束后c的质量为3g，故B错误；
C、b物质质量减少，是反应物；a、d物质的质量增加，是生成物，反应符合一变多的特色，所以该反应是分解反应，故C错误；
D、a、b变化的质量比一定为：（7-4）：（21-4）=3：17，故D正确。
故选D。
3．B
【详解】A、由微观反应过程图，根据质量守恒定律，反应前，16H、6O，反应后，4C、16H、6O，故甲中虚线框内应补充的是“”，说法正确；
B、反应生成丙、丁两物质的质量比为2×﹙12+16+1×4﹚∶﹙12×2+16×2+1×4﹚=16∶15，说法错误；
C、在化学变化中，分子可分成原子，原子不可再分，说法正确；
D、甲烷点燃后生成二氧化碳和水，反应方程式为，条件不同，产物不同，说法正确。
故选B。
4．B
【分析】根据质量守恒定律，化学反应前后，物质的总质量不变，故68+100+2+2=X+4+58+110，X=0，反应后，W的质量减小，W是反应物，氧气的质量减小，氧气是反应物，氮气的质量增加，氮气是生成物，水蒸气的质量增加，水蒸气是生成物。
【详解】A、由分析可知，X的值为0，不符合题意；
B、W、氧气是反应物，氮气和水蒸气是生成物，该反应不属于化合反应，符合题意；
C、根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，生成物氮气中含氮元素，水中含氢元素和氧元素，反应物氧气中含氧元素，故W中一定含氮元素和氢元素，不符合题意；
D、生成的氮气和水蒸气的质量比为：（58-2）：（110-2）=56:108，不符合题意。
故选B。
5．B
【分析】反应后质量增多的物质是生成物，质量减少的物质是反应物，差量是生成的质量或参加反应的质量。甲反应后质量增加，是生成物，丙反应后质量增加，是生成物，丁的质量减少，是反应物，乙反应前后质量不变，可能是催化剂，也可能没有参加反应；
【详解】A、由分析可知，丁为反应物，甲、丙是生成物，该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应，故选项说法正确；
B、参加反应的丙和丁的质量比为(41%-25%):(48%-30%) =8:9，故选项说法不正确；
C、乙反应前后质量不变，可能是催化剂，也可能没有参加反应，故选项说法正确；
D、由A可知，该反应为丁分解生成甲和丙，所以消耗丁的质量等于生成甲和丙的质量之和，故选项说法正确。
故选B。
6．C
【详解】工业上以CaO和HNO3为原料制备Ca（NO3）2 6H2O晶体．为确保制备过程中既不补充水分，也无多余的水分，也就是硝酸溶液中的水全部参与化学反应生成Ca（NO3）2 6H2O晶体，反应方程式为CaO+2HNO3+5H2O═Ca（NO3）2 6H2O．
设硝酸的质量为126g，则：
CaO+2HNO3+5H2O═Ca（NO3）2 6H2O
126 90
126g 90g
所以硝酸溶液中溶质的质量分数是
故选C．
7．B
【分析】反应在密闭容器中进行，根据质量守恒定律，反应前后物质的总质量不变，即20g+12g+1g+10g=xg+6g+1g+24g，则x=12，反应前后X的质量减少了20g-12g=8g，故X是反应物，反应前后Y的质量减少了12g-6g=6g，故Y是反应物；反应前后Z的质量不变，所以Z可能是该反应的催化剂，也可能没有参与反应；反应前后W的质量增加了24g-10g=14g，故W是生成物，故该反应为X与Y反应生成W。
【详解】A、由分析可知，x=12，故A说法不正确；
B、由分析可知，X是反应物，Y是反应物，W是生成物，故该反应为X与Y反应生成W，符合多变一的特点，属于化合反应，故B说法正确；
C、反应前后Z的质量不变，所以Z可能是该反应的催化剂，也可能没有参与反应，故C说法不正确；
D、该反应中Y、W的质量比为6g：14g=3:7，故D说法不正确；
故选B。
8．A
【详解】A. 该反应体现硫化氢的可燃性，此选项正确；
B. 在硫化氢中，氢元素的化合价为+1价，根据化学式中正负化合价的代数和为零，硫化氢中硫元素的化合价是-2，此选项错误；
C. 根据化学方程式可知，参加反应的硫化氢与氧气的质量比为（2×34）：（3×32）=17:24，此选项错误；
D. 反应前后分子的种类发生改变，此选项错误。
故选A。
9．D
【分析】在反应中，物质的质量比等于化学计量数之比乘以相对分子质量之比。
【详解】氢气、氧气、水的质量比为，故选D。
10．C
【详解】设A、B的相对分子质量分别为x、y，
根据质量守恒定律可知，参加反应的B的质量为：6g+8g﹣10g＝4g，
故选C。
【点睛】本题主要考查学生运用质量守恒定律进行推断的能力，需认真分析，找出质量关系，就可以求解。
11．C
【分析】由表可知，甲反应前的质量为30g，反应后质量为16g，质量减少为反应物，丙反应前的质量为6g，反应后质量为4g，质量减少为反应物，丁反应前质量为8g，反应后质量为24g，质量增加为生成物；根据质量守恒定律可知，m=30+3+6+8-16-4-24=3，反应前后，m值不变，乙可能为催化剂或不参加反应；该反应中反应物有两种，生成物只有一种，反应基本类型为化合反应，据此思路进行解答。
【详解】A、由分析可知，该反应为化合反应，故不符合题意；
B、由分析可知，乙可能为催化剂或不参加反应，故不符合题意；
C、参加反应的甲、丙的质量比是30-16:6-4=14:2=7:1，故符合题意；
D、由分析可知，丁为生成物，该反应为化合反应，因此，丁一定为化合物，故不符合题意。
【点睛】根据化学反应前后，反应物的质量减少，生成物的质量增加，再由表格信息，就可以判断甲、乙、丙、丁是生成物还是反应物，及反应类型和质量比。
12．C
【分析】由图示可知，t1时恰好完全反应。反应前后甲的质量减少了16g 8g＝8g，故是反应物，参加反应的甲的质量为8g；同理可以确定乙是生成物，生成的乙的质量为32g 4g＝28g；丙的质量不变，可能作该反应的催化剂，也可能没有参加反应；丁是反应物，参加反应的丁的质量为28g 8g＝20g。
【详解】A、该反应的反应物为甲和丁，生成物是乙，故选项说法错误；
B、丙的质量不变，可能作该反应的催化剂，也可能没有参加反应，故选项说法错误；
C、根据质量守恒定律，甲和丁的质量总和等于乙的质量，正确；
D、该反应中，丁、乙的质量变化之比为20g:28g＝5:7，而不是丁与乙的质量比，故选项说法错误；
故选C。
13．B
【详解】由铝在氧气反应的化学方程式为：4Al+3O22Al2O3知，在此反应中铝、氧气和氧化铝的质量比为108：96：204＝27：24：51。
故选：B。
14．A
【详解】A、质量守恒定律揭示了化学变化中反应物和生成物之间的质量关系，A正确。
B、氢气和氧气反应质量比为1：8，2g氢气和2g氧气反应，不会生成4g水，因为氧气不足，氢气过量有剩余，B错误。
C、某物质在空气中充分燃烧，只生成水和二氧化硫，根据质量守恒定律，则该物质一定含有硫、氢元素可能含有氧元素，因为空气中含有氧元素，故某物之中不一定含氧元素，C错误。
D、镁条燃烧属于化学变化，一切化学变化都遵循质量守恒定律，D错误。
故选：A。
15．(1)1.4
(2)
【详解】（1）根据质量守恒定律，反应前后总质量不变，可得X=4.6+8.8+1.1-7.7-5.4=1.4；
（2）C2H5OH、O2、CO2、H2O、CO五种物质的分子个数比是，化简后得到4：11：6：12：2，所以化学方程式为：。
16． 质子数不同 水 ③ 10：9
【详解】（1）不同元素区别在于质子数不同，氮元素和氢元素的本质区别是质子数不同，C一个分子含有两个氢原子和一个氧原子，为水，故填：质子数不同；水。
（2）根据反应的微观示意图，反应后的分子中含N、H、O三种原子，而图中反应前的分子中只有N、H两种原子，故反应前应有含O原子的分子，而①、②两种分子都是生成物的分子故应排除，故选③氧气分子，故选：③。
（3）根据反应的微观示意图可以知道，该反应为NH3和O2在加热及催化的条件下反应生成NO和H2O，该反应为B为NO、C为H2O ,该反应中两者的质量比= 120: 108= 10:9，故填：10：9。
17．(1)
(2)8：9（或9：8）
【分析】根据微观示意图可知，所进行的化学反应为，根据反应前后原子的种类和数目不变，可推测X为O2。
【详解】（1）根据分析，可画出虚线框内的微观图；
（2）该反应中生成物水与氧气质量比为。（或生成物氧气与水质量比为8:9)。
18． 水槽 c长b短 试管口没有放一团棉花 ③①②④⑥⑤ 将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，则收集满 瓶底没有预先放入一些水或一层细砂 A 密度比空气小，难溶于水 解：根据质量守恒定律，反应中生成氧气的质量为：30.9g-21.3g=9.6g
设原固体混合物中氯酸钾的质量为x。
解得x=24.5g
原固体混合物中氯酸钾的质量分数为：
答：原固体混合物中氯酸钾的质量分数为79.3%。
【详解】（1）根据图示，仪器②的名称是：水槽。
（2）若用A装置制取氧气，反应物必须是固体且需要加热，因为试管口还有一团棉花，所以是用高锰酸钾制取氧气，高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，化学反应方程式为：。通过排水量测定所收集到的氧气体积，可用装置选用A、F、G，因为各装置的管口连接顺序是：a→b→c→d，所以F装置内，气体从导管b进入，水从导管c排出，由于氧气的密度比水小，则导管b和c的长短情况是：c长b短。如实验过程发现F瓶中的水变红了，说明实验过程中有高锰酸钾进入水槽，则在A装置组装时出现的错误是：试管口没有放一团棉花。
（3）若选用A、E装置制取氧气时，要注意实验开始时应该先检查装置的气密性，然后装药品，结束时要先将导气管移出水面，然后熄灭酒精灯，故主要操作步骤正确的顺序是：③①②④⑥⑤。
（4）因为氧气能使带火星的木条复燃，所以用C装置（向上排空气法）收集氧气，验满方法是：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，则收集满。铁丝在氧气中燃烧放出大量的热，实验过程中生成物熔化后会溅落下来，如果直接溅落在瓶底，瓶底会因为受热不均匀而炸裂，因此用收集到的氧气做细铁丝燃烧的实验时，发现瓶底炸裂，发生失误的操作原因可能是：瓶底没有预先放入一些水或一层细砂。
（5）实验室需少量甲烷气体，可用加热无水醋酸钠与碱石灰的固体混合物制得。因为反应物是固体，反应条件是加热，所以制甲烷气体的发生装置应选用A装置；密度比空气小的气体可用D装置收集，难溶于水的气体可用E装置收集，因为收集甲烷气体可选用D或E装置，由此推断甲烷气体具有的物理性质是：密度比空气小，难溶于水。
（6）见答案。
19．解：设反应分解的氯酸钾的质量为x，
答：反应分解的氯酸钾的质量为24.5g。
【详解】见答案。
20．(1)4.4
(2)解：设该石灰石中碳酸钙的质量分数为x
x≈83.3%
答：该石灰石中碳酸钙的质量分数为83.3%
【详解】（1）根据质量守恒定律，化学反应前后，物质的总质量不变，则生成二氧化碳的质量为：12g+100g-107.6g=4.4g；
（2）见答案。
21． CD 设所取高锰酸钾的质量为x，则
解得x=15.8g；
根据质量守恒定律，完全反应后剩余固体的质量为15.8g-1.6g=14.2g。
【详解】(1)A、加热高锰酸钾制取氧气，氧气的质量应该逐渐增加，不符合题意；
B、加热高锰酸钾制取氧气，生成锰酸钾、二氧化锰和氧气；故固体的质量从反应就不断减少，而金属元素钾元素、锰元素反应前后质量不变，因此金属元素的质量不变，不符合题意。
C、加热高锰酸钾制取氧气，氧气会溢出，剩余固体中氧元素的质量不断减小，当反应停止时不再减小，符合题意。
D、加热高锰酸钾制取氧气，氧气会溢出，溢出氧元素的质量会减少，氧元素的质量分数也会减少，到完全反应，由于二锰酸钾、二氧化锰中含有氧元素，氧元素的质量不再发生改变，质量分数也保持不变，符合题意。
故选：CD。
(2)见答案。