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3.3 化学方程式（分层训练）
【基础达标】
1．载人航天器中处理CO2的反应原理之一是2Li2O2+2CO2＝2X+O2，X的化学式为（ ）
A．Li B．Li2O C．LiOH D．Li2CO3
2．下列不遵循质量守恒定律的是（ ）
A．蜡烛燃烧后剩下的烛油的质量比原来少
B．镁条燃烧后质量比原来镁条质量增加：
C．2g食盐溶于 10g 水得到 12g食盐溶液
D．12g碳燃烧生成44g二氧化碳
3．化学反应前后，给出下列各项：①原子数目；②分子数目；③元素种类；④物质的总质量；⑤物质种类；⑥原子种类；⑦电子数目。其中没有变化的是（ ）
A．②③④⑤⑥ B．①③④⑥⑦ C．②③④⑥⑦ D．①③⑤⑥⑦
4．下列实验能用于验证质量守恒定律的是（ ）
A． B． C． D．
5．下列有关对质量守恒定律的理解，正确的是（ ）
A．将5g铁和5g铜混合加热后，物质的总质量为10g，遵循质量守恒定律
B．化学反应前后分子的总数一定不会发生变化
C．5g硫和5g氧气完全反应后，生成物质量为10g
D．镁条燃烧后质量增加，不遵循质量守恒定律
6．用作漂白剂等的过二硫酸钾（K2S2O8）在高于100℃的条件下能发生反应：，则有（ ）
A．K2S2O8中的硫元素显﹣6价 B．该反应属于化合反应
C．生成物K2SO4属于氧化物 D．反应前后氧原子数目不变
7．2023年，世界瞩目的杭州亚运会顺利进行。此次火炬使用的燃料是丙烷（C3H8），其燃烧的化学方程式为：其中分别为（ ）
A． B． C． D．
8．如图是水分子在一定条件下分解的示意图，从中获得的信息不正确的是（ ）
A．一个水分子由二个氢原子和一个氧原子构成
B．水分解后生成氢气和氧气的分子数比为2：1
C．水分解过程中，分子的种类不变
D．水分解过程中，原子的数目不变
9．氯气是一种有毒气体，实验室用二氧化锰与浓盐酸在加热的条件下制取氯气（Cl2），化学方程式为MnO2+4HCl（浓）MnCl2+Cl2↑+2X。则下列说法错误的是（ ）
A．该实验可以采用实验室制取氧气或者氢气的发生装置
B．该反应中有两种元素化合价发生了改变
C．此实验需要加装尾气处理装置
D．X的化学式为H2O
10．图为一组物质发生化学反应的示意图，其中“”“”“”“”分别表示 M、N、R、S四种不同元素的原子，由图分析下列结论正确的是 （ ）
A．该反应属于分解反应
B．可能是氢气与氧化铜的反应
C．该反应可表示为： N2+2S2M=2M+2S2N
D．R在该反应中一定未参加反应
11．在硫酸中加入足量的金属镁至反应完全，反应的微观模型如图所示。
（1）写出该反应的化学方程式 。
（2）图中的“”“”“”表示溶液中由溶质电离产生的不同离子，则“”表示 。（填写离子符号）
12．小科同学利用如图装置，进行相关实验．请回答：
(1)实验过程中，可观察到气球体积变化情况是 。
(2)实验结束后，天平仍能保持平衡，请你从微观的角度解释 。
(3)图中，锥形瓶中固态物质的质量m随时间t的变化关系正确的是 。
A、 B、 C、 D、
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试卷第6页，共15页
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【巩固提升】
13．稳态平衡观是一种科学观念，质量守恒定律是其中的一个概念，相关说法正确的是（ ）
A．化学反应过程中，反应物中分子的种类等于生成物中分子的种类
B．化学方程式不能表达出各物质间原子与分子的个数比
C．化学反应的过程就是反应物的原子分裂重新组合成新原子的过程
D．一定质量的铁生锈后总质量变大，符合质量守恒定律
14．有甲、乙、丙、丁四种物质，在一密闭容器内先后测得反应过程中t1、t2时刻各物质的质量分数如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A．乙一定是该反应的催化剂
B．该反应属于化合反应
C．参加反应的甲和丙质量之比为1∶8
D．t1时刻，丁的质量分数为38%
15．如图是通过白磷燃烧来验证质量守恒定律的实验，下列关于该实验的说法正确的是（ ）
A．实验过程中气球一直变大
B．该反应遵循质量守恒定律
C．白磷燃烧结束，立即将锥形瓶放在天平上称量
D．反应前锥形瓶内白磷和氧气的总质量一定等于反应后生成五氧化二磷的质量
16．W、X、Y、Z四种物质在一定条件下充分反应后，测得反应前后各物质的质量如表。下列说法错误的是（ ）
物 质 X Y Z W
反应前质量/克 2 22 34 0
反应后质量/克 2 40 待测 16
A．X在反应中可能是催化剂 B．该反应中生成Y的质量为40克
C．该反应属于分解反应 D．该反应中Z全部参加反应
17．某化学反应的微观示意图如下，根据该图得出的结论，不正确的是（ ）
A．物质甲的化学式为NH3
B．该反应前后分子的数目发生了改变
C．该化学反应方程式为
D．该反应前后O元素的化合价发生变化
18．质量为10克的蜡烛，燃烧后将各生成物和未燃烧的蜡油收集起来，其总质量可能是（ ）
A．6克 B．8克 C．10克 D．12克
19．一定条件下，在一密闭容器内发生某化学反应，并测得反应前后各物质的质量如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．x的值为9
B．该反应中氧气与水的质量变化之比为6：5
C．W由碳、氢两种元素组成
D．W中碳、氢元素质量比为3：1
20．在反应A＋3B=2C＋3D中，C和D的相对分子质量比为22∶9，若2.3gA与足量B充分反应，生成2.7g D，则在此反应中，参加反应的B与生成的C之间的质量比为（ ）
A．22∶9 B．44∶27 C．3∶2 D．12∶11
21．已知2A+3B=C+3D，用足量的A和49gB恰好完全反应，其生成57gC和1gD，若B的相对分子质量为98，则A的相对分子质量为（ ）
A．18 B．27 C．46 D．54
22．1.69克某物质在氧气中完全燃烧生成4.4g二氧化碳和3.6g水，关于该物质的组成有下列论断：①一定含C、H；②一定不含O；③可能含O；④一定含O；⑤分子中C、H的原子个数比为1：2；⑥分子中C、H的原子个数比为1：4.其中正确的是（ ）
A．①②⑥ B．①②⑤ C．①③⑥ D．①④⑥
23．用氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气、混合物的质量变化情况如图，下列分析正确的是（ ）
A．反应到t2时生成了b克氧气
B．P点处固体成分是KCl和MnO2
C．0 ~ t1时段固体混合物质量不变可能是温度没有达到氯酸钾分解温度
D．在0 ~ t2时段，MnO2在混合物中的质量分数不断增大
24．在一个密闭容器中，92g酒精（C2H5OH）不完全燃烧，全部变成CO、CO2和H2O，恢复至室温，所得气体中氧元素质量分数为36%，则参与反应的氧气的质量为（ ）
A． B． C． D．
25．通过本学期的学习，我们知道制取氧气可以有多种途径。以下是制取氧气的化学方程式，请你仔细观察并回答以下问题：
①2H2O22H2O+O2 ② KClO3KCl+O2 ↑
③2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ ④2H2OH2↑+O2↑
（1）没配平的是 ；
（2）“↑”“↓”没写或写错的有 ；
（3）反应条件没写或写错的是 。
26．小滨利用如图所示的实验验证质量守恒定律，步骤如下：
①将装置放置在已调平的天平左盘上，右盘添加砝码至天平平衡；
②取下装置，然后使稀盐酸和大理石粉末充分接触；
③充分反应后，将装置放回左盘，观察天平是否平衡。
回答下列问题：
（1）步骤②中使稀盐酸和大理石粉末充分接触，其操作是 ，观察到装置瓶中出现的现象是 。
（2）在步骤③中小滨发现天平不平衡，出现该现象的原因可能是 。
（3）下列关于上述实验的说法正确的是 。
A．使用气球的目的，是防止生成物从密封系统中逸出
B．若大理石粉末质量不足，则不能验证质量守恒定律
C．天平不平衡，是因为反应前后原子的种类和数目发生改变
27．某校科学兴趣小组的同学在阅读资料时发现，18世纪末，法国科学家拉瓦锡曾经做了这样一个实验：让水蒸气通过一根烧红的铁管，生成了一种气体，同学们对这个实验很感兴趣。
【问题】红热的铁与水蒸气反应生成的气体是什么？
【猜想】猜想一：生成的气体可能是氧气。
猜想二：生成的气体可能是氢气。
【探究】为验证生成的气体是什么，该组同学在老师的指导下，设计了如图实验装置，并收集反应产生的气体（注：装置中必要的铁架台、铁夹、铁圈、石棉网、加热设备等在图中均已略去）。A试管内装有铁粉，B烧瓶中装有一定量的水，提供反应所需水蒸气。
（1）该装置中需加热的仪器为 （填字母）。
（2）根据已有的知识推测，图中C装置在实验中起到的作用是 。
A．收集气体 B．保护实验装置 C．干燥气体
（3）经实验分析发现，该反应生成一种不溶于水，比空气轻并且能燃烧的气体的同时还生成了一种黑色的粉末状固体，则黑色固体中一定含有元素并说明理由 。
（4）写出A试管中发生反应的化学方程式 。
28．能源结构和技术的更新是实现碳中和的关键。
（1）工业合成氨的相关反应式为：，合成氨的原料气中可以通过分离空气直接得到的是 ；
（2）杭州亚运主火炬燃料使用的是废碳再生的“绿色零碳甲醇”．若这项技术得以推广，则人类每年因能源消费而向大气排放约220亿吨的CO2，理论上可以将转化为几亿吨甲醇（CH3OH） （要求写出计算过程）【注： CO2+3H2= CH3OH+H2O（反应条件略）】
29．某化学小组想计算不纯净的高锰酸钾的纯度，取干燥样品39.5g（杂质不参与任何化学反应）装入大试管中，加热，待反应完全后，将试管冷却，称量，得到36.3g固体物质。试计算：
（1）生成氧气的质量多少克？
（2）原固体混合物中高锰酸钾的质量分数是多少？
30．实验室制取氧气时，某同学取质量为x的高锰酸钾（KMnO4）加热，记录产生氧气的质量与反应时间的关系如图甲所示，请回答下列问题。
（1）高锰酸钾中，钾、锰和氧元素的质量比为 。
（2）已知2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑，请根据图甲数据计算高锰酸钾的质量。
（3）请在图乙所示坐标图中，大致画出固体中锰元素的质量分数在时段内的变化。
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3.3 化学方程式（分层训练）
【基础达标】
1．载人航天器中处理CO2的反应原理之一是2Li2O2+2CO2＝2X+O2，X的化学式为（ ）
A．Li B．Li2O C．LiOH D．Li2CO3
【答案】D
【详解】由反应的化学方程式，反应前锂、氧、碳原子个数分别为4、8、2，反应后的生成物中锂、氧、碳原子个数分别为0、2、0，根据反应前后原子种类、数目不变，则2X分子中含有4个锂原子、2个碳原子和6个氧原子，则每个X分子由2个锂原子、1个碳原子和3个氧原子构成，则物质X的化学式为Li2CO3。
故选D。
2．下列不遵循质量守恒定律的是（ ）
A．蜡烛燃烧后剩下的烛油的质量比原来少
B．镁条燃烧后质量比原来镁条质量增加：
C．2g食盐溶于 10g 水得到 12g食盐溶液
D．12g碳燃烧生成44g二氧化碳
【答案】C
【详解】A、蜡烛燃烧属于化学变化，遵循质量守恒定律，蜡烛燃烧时，生成的二氧化碳和水蒸气扩散到空气中，因此蜡烛燃烧后剩下的烛油的质量比原来少，遵循质量守恒定律；
B、镁条燃烧属于化学变化，遵循质量守恒定律，镁带在空气中燃烧后，生成物的质量应等于镁带的质量加上参加反应的氧气的质量，因此生成物的质量比镁带的质量增加了，遵循质量守恒定律；
C、2g食盐溶于10g水得到12g食盐溶液，发生的是物理变化，不能用质量守恒定律解释，不遵循质量守恒定律；
D、碳和氧气反应的化学方程式为：可知，碳、氧气、二氧化碳的质量比为12：32：44，12g碳燃烧生成44g二氧化镁，遵循质量守恒定律。
故选C。
3．化学反应前后，给出下列各项：①原子数目；②分子数目；③元素种类；④物质的总质量；⑤物质种类；⑥原子种类；⑦电子数目。其中没有变化的是（ ）
A．②③④⑤⑥ B．①③④⑥⑦ C．②③④⑥⑦ D．①③⑤⑥⑦
【答案】B
【详解】化学反应前后，①原子数目、③元素种类、④物质的总质量、⑥原子种类、⑦电子数目没有变化；⑤物质种类一定发生改变；②分子数目可能改变。
故选B。
4．下列实验能用于验证质量守恒定律的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【详解】A、白磷燃烧生成五氧化二磷，由于通过玻璃管能与外界空气相通，不能直接用于验证质量守恒定律，故选项错误；
B、稀盐酸和碳酸钠反应生成二氧化碳气体逸出，反应后烧杯中的物质质量减少，不能直接用于验证质量守恒定律，故选项错误；
C、铁与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁溶液和铜，没有物质逸出，反应前后容器中物质的总质量不变，能直接用于验证质量守恒定律，故选项正确；
D、蜡烛在空气中燃烧生成二氧化碳和水蒸气，由于有空气中的气体参加反应，生成的二氧化碳和水蒸气逸散到空气中，不能直接用于验证质量守恒定律，故选项错误。
故选C。
5．下列有关对质量守恒定律的理解，正确的是（ ）
A．将5g铁和5g铜混合加热后，物质的总质量为10g，遵循质量守恒定律
B．化学反应前后分子的总数一定不会发生变化
C．5g硫和5g氧气完全反应后，生成物质量为10g
D．镁条燃烧后质量增加，不遵循质量守恒定律
【答案】C
【详解】A. 质量守恒定律应用于所有的化学变化，不包括物理变化，将5g铁和5g铜混合加热后，没有发生化学变化，所以不遵循质量守恒定律，此选项错误；
B. 化学反应前后分子总数可能发生改变，此选项错误；
C. 根据化学反应方程式可知，5g硫和5g氧气恰好完全反应后，则生成物二氧化硫的质量为10g，符合质量守恒定律，此选项正确；
D. 镁条燃烧后质量增加，是因为多了参加反应的氧气的质量，该反应遵循质量守恒定律，此选项错误。
故选C。
6．用作漂白剂等的过二硫酸钾（K2S2O8）在高于100℃的条件下能发生反应：，则有（ ）
A．K2S2O8中的硫元素显﹣6价 B．该反应属于化合反应
C．生成物K2SO4属于氧化物 D．反应前后氧原子数目不变
【答案】D
【详解】A、化合物中各元素化合价的代数和为零，该化合物中钾为+1价，氧为 2价，设硫的化合价为x，则有(+1)×2+x+( 2)×4=0，x=+6，错误；
B、该反应为“一变多”形式，属于分解反应，错误；
C、氧化物是指由两种元素组成，其中一种元素是氧元素的化合物，K2SO4中含有三种元素，不属于氧化物，错误；
D、据质量守恒定律可得，化学反应前后原子数目不变，正确。
故选D。
7．2023年，世界瞩目的杭州亚运会顺利进行。此次火炬使用的燃料是丙烷，其燃烧的化学方程式为：其中分别为（ ）
A． B． C． D．
【答案】D
【详解】根据质量守恒定律中元素种类不变、原子个数不变的规律可知：反应前碳原子的个数是3，生成物二氧化碳的化学式前的化学计量数x为3，反应前氢原子的个数是8，所以水的化学式前的化学计量数y为4。
故选D。
8．如图是水分子在一定条件下分解的示意图，从中获得的信息不正确的是（ ）
A．一个水分子由二个氢原子和一个氧原子构成
B．水分解后生成氢气和氧气的分子数比为2：1
C．水分解过程中，分子的种类不变
D．水分解过程中，原子的数目不变
【答案】C
【详解】A、由图中可以看出一个水分子由二个氢原子和一个氧原子构成，正确；
B、由图中可以看出水分解后生成氢气和氧气的分子数比为2：1，正确；
C、由图中可以看出反应前只有水分子，反应后有氧分子和氢分子，故水分解过程中，分子的种类改变，错误；
D、由图中可以看出反应前有6个原子，反应后也有6个原子，故水分解过程中，原子的数目不变，正确。
故选C。
9．氯气是一种有毒气体，实验室用二氧化锰与浓盐酸在加热的条件下制取氯气（Cl2），化学方程式为MnO2+4HCl（浓）MnCl2+Cl2↑+2X。则下列说法错误的是（ ）
A．该实验可以采用实验室制取氧气或者氢气的发生装置
B．该反应中有两种元素化合价发生了改变
C．此实验需要加装尾气处理装置
D．X的化学式为H2O
【答案】A
【详解】A、实验室采用二氧化锰与浓盐酸在加热的条件下反应制取氯气，采用固液加热型装置，而实验室可利用加热高锰酸钾或加热氯酸钾和二氧化锰制取氧气，这两个反应都是采用固体加热装置，或利用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，该反应采用固液常温装置，所以不能采用实验室制取氧气的反应装置；实验室制取氢气用锌粒和稀硫酸，该反应采用固液常温装置，所以不能采用实验室制取氢气气的反应装置，说法错误；
B、反应前二氧化锰中氧元素显-2，根据化学式中正负化合价的代数和为零，锰元素显+4价，氯化氢中氢元素为+1价，氯元素化合价为-1价；反应后氯化锰中氯元素显-1价，根据化学式中正负化合价的代数和为零，锰元素显+2价，故该反应中锰元素的化合价由+4价变为了+2价，氯气单质中氯元素为0价，故该反应中氯元素的化合价由-1价变为了0价，因此该反应中有两种元素化合价发生了改变，说法正确；
C、该实验有氯气生成，氯气有毒，所以需要加装尾气处理装置，说法正确；
D、根据质量守恒定律，化学反应前后，原子的种类和数目不变，反应物中含Mn、O、H、Cl的数目分别是1、2、4、4，生成物中含Mn、O、H、Cl的个数分别是1、0、0、4，故生成物X中还应含2个O、4个H，故X的化学式为：H2O，说法正确。
故选A。
10．图为一组物质发生化学反应的示意图，其中“”“”“”“”分别表示 M、N、R、S四种不同元素的原子，由图分析下列结论正确的是 （ ）
A．该反应属于分解反应
B．可能是氢气与氧化铜的反应
C．该反应可表示为： N2+2S2M=2M+2S2N
D．R在该反应中一定未参加反应
【答案】C
【分析】通过图示分析，反应物有两种，一种是双原子分子构成单质，一种是两种元素组成的三原子分子构成的化合物，生成物也是两种，一种是由原子构成的单质，另一种是由两种元素组成的三原子分子构成的化合物，除外，还有一种物质可能与反应无关，也可能是催化剂。
【详解】A、分解反应是由一种物质生成多种物质的反应，而该反应的反应物和生成物都是两种，错误；
B、氢气与氧化铜反应生成铜和水，氢气是双原子分子构成单质，氧化铜不是两种元素组成的三原子分子构成的化合物，错误；
C、在N2+2S2M＝2M+2S2N中，N2是双原子分子构成单质，S2M是两种元素组成的三原子分子构成的化合物，M是由原子构成的单质，S2N是由两种元素组成的三原子分子构成的化合物，R可能是催化剂，与图示意义相符，正确；
D、R在该反应中，可能未参与反应，也可能是催化剂，错误。
故选C。
二、填空题
11．在硫酸中加入足量的金属镁至反应完全，反应的微观模型如图所示。
（1）写出该反应的化学方程式 。
（2）图中的“”“”“”表示溶液中由溶质电离产生的不同离子，则“”表示 。（填写离子符号）
【答案】 Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑ Mg2+
【详解】（1）在硫酸中加入足量的金属镁，煤与稀硫酸反应生成硫酸镁和氢气，故反应的化学方程式写为：Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑。
（2）反应前的溶液是稀硫酸，溶液中的离子是氢离子和硫酸根离子，反应后溶液中的溶质是硫酸镁，硫酸镁再水中解离出镁离子和硫酸根离子，由图可知，“”是反应后出现的新离子，为镁离子，故填Mg2+。
12．小科同学利用如图装置，进行相关实验．请回答：
(1)实验过程中，可观察到气球体积变化情况是 。
(2)实验结束后，天平仍能保持平衡，请你从微观的角度解释 。
(3)图中，锥形瓶中固态物质的质量m随时间t的变化关系正确的是 。
A、 B、
C、 D、
【答案】(1)先变大后变小
(2)化学反应前后，原子的种类、数目、质量不变
(3)C
【详解】（1）该实验中，白磷燃烧，放出大量的热，装置内气体受热膨胀，压强增大，气球变大，待完全反应后，逐渐冷却至室温，由于消耗了氧气，装置内压强减小，气球变小，故气球先变大后变小；
（2）实验结束后，天平仍能保持平衡，是因为化学反应前后，原子的种类、数目、质量不变，故化学反应前后，物质的总质量不变；
（3）白磷燃烧生成五氧化二磷，生成五氧化二磷的质量等于参加反应的白磷的质量与参加反应的氧气的质量之和，故锥形瓶中固态物质的质量随反应的进行不断增大，待完全反应后，不再变化。
故选C。
【巩固提升】
13．稳态平衡观是一种科学观念，质量守恒定律是其中的一个概念，相关说法正确的是（ ）
A．化学反应过程中，反应物中分子的种类等于生成物中分子的种类
B．化学方程式不能表达出各物质间原子与分子的个数比
C．化学反应的过程就是反应物的原子分裂重新组合成新原子的过程
D．一定质量的铁生锈后总质量变大，符合质量守恒定律
【答案】D
【详解】A、原子是化学变化学中的最小粒子，化学反应过程中，反应物中原子的种类与生成物中原子的种类相同，说法错误；
B、由化学方程式可知：化学方程式能表达出各物质间原子与分子的个数比，说法错误；
C、化学反应的实质：分子分裂成原子，原子自由组合生成新的分子，说法错误；
D、质量守恒定律适用于一切化学反应，一定质量的铁生锈后总质量变大，是因为结合了空气中的氧气和水蒸气，符合质量守恒定律，说法正确；
答案：D。
14．有甲、乙、丙、丁四种物质，在一密闭容器内先后测得反应过程中、时刻各物质的质量分数如图所示，下列说法中正确的是
A．乙一定是该反应的催化剂
B．该反应属于化合反应
C．参加反应的甲和丙质量之比为1∶8
D．时刻，丁的质量分数为38%
【答案】C
【分析】由图可计算出反应前丁的质量分数为1-17%-10%-25%=48%，反应前后甲的质量分数增加了19%-17%=2%，故甲是生成物；反应前后乙的质量分数不变，可能作该反应的催化剂，也可能没有参加反应；反应前后丙的质量分数增加了41%-25%=16%，故丙是生成物；反应前后丁的质量分数减少了48%-30%=18%，故丁是反应物，该反应为丁反应生成甲和丙。
【详解】A、反应前后乙的质量分数不变，可能作该反应的催化剂，也可能没有参加反应，故A说法错误；
B、由分析可知，该反应为丁反应生成甲和丙，符合一变多的特点，属于分解反应，故B说法错误；
C、参加反应的甲和丙的质量之比为2%：16%=1:8，故C说法正确；
D、反应前即t1时刻，丁的质量分数为1-17%-10%-25%=48%，故D说法错误；
故选C。
15．如图是通过白磷燃烧来验证质量守恒定律的实验，下列关于该实验的说法正确的是（ ）
A．实验过程中气球一直变大
B．该反应遵循质量守恒定律
C．白磷燃烧结束，立即将锥形瓶放在天平上称量
D．反应前锥形瓶内白磷和氧气的总质量一定等于反应后生成五氧化二磷的质量
【答案】B
【详解】A、白磷燃烧放热，导致气球膨胀，完全反应后降低至室温，由于氧气消耗，气球缩小，该选项说法不正确；
B、该反应遵循质量守恒定律，该选项说法正确；
C、白磷燃烧结束，不能立即将锥形瓶放在天平上称量，是因为此时气球膨胀，产生向上的浮力，导致天平失去平衡，该选项说法不正确；
D、反应前锥形瓶内白磷和氧气的总质量不一定等于反应后生成五氧化二磷的质量，例如白磷或氧气过量时，生成的五氧化二磷质量小于反应前锥形瓶内白磷和氧气的总质量，该选项说法不正确。
故选：B。
16．W、X、Y、Z四种物质在一定条件下充分反应后，测得反应前后各物质的质量如表。下列说法错误的是（ ）
物 质 X Y Z W
反应前质量/克 2 22 34 0
反应后质量/克 2 40 待测 16
A．X在反应中可能是催化剂 B．该反应中生成Y的质量为40克
C．该反应属于分解反应 D．该反应中Z全部参加反应
【答案】B
【详解】A. X在反应前后质量不变，因为不能确定它的化学性质是否改变，所以X在反应中可能是催化剂，此选项正确；
B. 该反应中生成Y的质量为40g-22g=18g，此选项错误；
C. 根据质量守恒定律，2+22g+34g+0g=2g+40g+待测+16g，待测=0，则该反应为：Z→Y+W,该反应属于分解反应，此选项正确；
D. 因为待测=0，所以该反应中Z全部参加反应，此选项正确。
故选B。
17．某化学反应的微观示意图如下，根据该图得出的结论，不正确的是（ ）
A．物质甲的化学式为NH3
B．该反应前后分子的数目发生了改变
C．该化学反应方程式为
D．该反应前后O元素的化合价发生变化
【答案】C
【详解】由化学反应的微观示意图可知，该反应是氨气和氧气反应生成了一氧化氮和水，反应的方程式是：4NH3+5O24NO+6H2O。
A、由微粒的构成可知，1个物质甲分子是由1个氮原子和3个氢原子构成，其化学式为NH3，结论正确，不符合题意；
B、由化学方程式可知，该反应前后分子的数目发生了改变，结论正确，不符合题意；
C、该反应的化学方程式没有配平，正确的化学方程式是：4NH3+5O24NO+6H2O，结论错误，符合题意；
D、该反应有氧气单质参加反应，氧元素的化合价一定发生了变化，结论正确，不符合题意。
故选C。
18．质量为10克的蜡烛，燃烧后将各生成物和未燃烧的蜡油收集起来，其总质量可能是（ ）
A．6克 B．8克 C．10克 D．12克
【答案】D
【详解】由质量守恒定律可知，生成物的质量等于燃烧的蜡烛的质量与参加反应的氧气的质量和，所以燃烧后将各生成物和未燃烧的蜡油收集起来，其总质量大于燃烧前蜡烛的质量，即大于10克，可能是12克，故选D。
19．一定条件下，在一密闭容器内发生某化学反应，并测得反应前后各物质的质量如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．x的值为9
B．该反应中氧气与水的质量变化之比为6：5
C．W由碳、氢两种元素组成
D．W中碳、氢元素质量比为3：1
【答案】D
【分析】根据质量守恒定律，1g+8g+20g=8g+11g+x，x=10g。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。反应后水的质量增多，水是生成物，生成的质量为：10g-1g=9g，反应后氧气的质量减少，氧气是反应物，参加反应的质量为：20g-8g=12g，W反应后质量减少为零，是反应物，参加反应的质量为8g，反应前无二氧化碳，反应后有二氧化碳，所以二氧化碳是生成物，该反应为：W+O2→CO2+H2O。
【详解】A. x的值为10，此选项错误；
B. 该反应中氧气与水的质量变化之比为（20g-8g）:(10g-1g)=22：9，此选项错误；
C. 生成的水中氢元素的质量为：9g×=1g，二氧化碳中碳元素的质量为：11g×=3g，根据化学反应前后各种元素的质量相等，W中碳、氢元素的质量之和为：1g+3g=4g<8g，所以W由碳、氢、氧三种元素组成，此选项错误；
D. W中碳、氢元素质量比为3g ：1g =3：1，此选项正确。
故选D。
20．在反应A＋3B=2C＋3D中，C和D的相对分子质量比为22∶9，若2.3gA与足量B充分反应，生成2.7g D，则在此反应中，参加反应的B与生成的C之间的质量比为（ ）
A．22∶9 B．44∶27 C．3∶2 D．12∶11
【答案】D
【详解】设C和D的相对分子质量分别为22w、9w，生成的C的质量为x。
则，x=4.4g，根据质量守恒定律，参加反应的B的质量为：4.4g+2.7g-2.3g=4.8g，则参加反应的B与生成的C之间的质量比为4.8g：4.4g=12∶11，故选D。
21．已知2A+3B=C+3D，用足量的A和49gB恰好完全反应，其生成57gC和1gD，若B的相对分子质量为98，则A的相对分子质量为（ ）
A．18 B．27 C．46 D．54
【答案】B
【详解】根据质量守恒定律可知，化学反应前后，物质的总质量不变，参加反应的A的质量=57g+1g 49g=9g，设A的相对分子质量为x，由化学方程式的含义可知，2x：（3×98）=9g：49g，x=27。
故选B。
22．1.69克某物质在氧气中完全燃烧生成4.4g二氧化碳和3.6g水，关于该物质的组成有下列论断：①一定含C、H；②一定不含O；③可能含O；④一定含O；⑤分子中C、H的原子个数比为1：2；⑥分子中C、H的原子个数比为1：4.其中正确的是（ ）
A．①②⑥ B．①②⑤ C．①③⑥ D．①④⑥
【答案】D
【详解】根据1.69g某物质在氧气中完全燃烧生成4.4g二氧化碳和3.6g水，根据质量守恒定律可知，参加反应的氧气的质量=4.4g+3.6g 1.69g＝6.31g，4.4g二氧化碳中碳元素的质量=4.4g××100%＝1.2g，氧元素的质量=4.4g 1.2g＝3.2g，3.6g水氢元素的质量=3.6g××100%＝0.4g，其中氧元素的质量=3.6g﹣0.4g＝3.2g，生成的二氧化碳与水中的氧元素的质量=3.2g+3.2g=6.4g>6.31g，所以该化合物中含有氧元素，分子中C、H的原子个数比为：＝1：4，由以上计算可知，该物质中含有碳元素和氢元素，含有氧元素，分子中C、H的原子个数比为1：4，即正确选项为①④⑥，故选D。
23．用氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气、混合物的质量变化情况如图，下列分析正确的是（ ）
A．反应到时生成了b克氧气
B．P点处固体成分是和
C．时段固体混合物质量不变可能是温度没有达到氯酸钾分解温度
D．在时段，在混合物中的质量分数不断增大
【答案】C
【详解】A、氯酸钾在二氧化锰的催化作用下加热生成氯化钾和氧气，所以反应中固体混合物减少的质量就是生成的氧气的质量，所以反应到t2时生成氧气的质量为（a-b）g，错误；
B、P点处氯酸钾还没有完全分解，固体成分是KCl、KClO3和MnO2，错误；
C、0~t1时段固体混合物质量不变,此时氯酸钾还没有分解，可能是温度没有达到氯酸钾分解温度，正确；
D、二氧化锰作为发应的催化剂，反应前后质量不变，加热到一定温度氯酸钾才能分解，0~t1时固体质量不变，二氧化锰的质量分数不变，随着反应的进行，氧气逸出，剩余固体的质量逐渐减少，t1~t2时二氧化锰质量分数增大，所以在0～t2时段，MnO2在混合物中的质量分数先不变，后不断增大，错误。
故选C。
24．在一个密闭容器中，酒精不完全燃烧，全部变成和，恢复至室温，所得气体中氧元素质量分数为，则参与反应的氧气的质量为（ ）
A． B． C． D．
【答案】D
【详解】设参与反应氧气质量为x；
92g酒精(C2H5OH)不完全燃烧，全部变成CO、CO2和H2O，乙醇中氢元素全部转化为水，根据质量守恒定律，生成水的质量92g×÷=108g；
恢复至室温，所得气体（CO、CO2）中氧元素质量分数为36%，根据质量守恒，反应前后氧元素质量不变，故（92g+x-108g）×36%=x+92g× 108g×，x=91；
故选D。
四、填空2
25．通过本学期的学习，我们知道制取氧气可以有多种途径。以下是制取氧气的化学方程式，请你仔细观察并回答以下问题：
①2H2O22H2O+O2 ② KClO3KCl+O2 ↑
③2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ ④2H2OH2↑+O2↑
（1）没配平的是 ；
（2）“↑”“↓”没写或写错的有 ；
（3）反应条件没写或写错的是 。
【答案】 ② ① ④
【详解】（1）KClO3KCl+O2 ↑ ，该化学方程式没有配平，故填②；
（2）2H2O22H2O+O2，该化学方程式中氧气的后面没有标注↑，故填①；
（3）2H2OH2↑+O2↑，该反应的反应条件是通电，不是加热，故填④。
26．小滨利用如图所示的实验验证质量守恒定律，步骤如下：
①将装置放置在已调平的天平左盘上，右盘添加砝码至天平平衡；
②取下装置，然后使稀盐酸和大理石粉末充分接触；
③充分反应后，将装置放回左盘，观察天平是否平衡。
回答下列问题：
（1）步骤②中使稀盐酸和大理石粉末充分接触，其操作是 ，观察到装置瓶中出现的现象是 。
（2）在步骤③中小滨发现天平不平衡，出现该现象的原因可能是 。
（3）下列关于上述实验的说法正确的是 。
A．使用气球的目的，是防止生成物从密封系统中逸出
B．若大理石粉末质量不足，则不能验证质量守恒定律
C．天平不平衡，是因为反应前后原子的种类和数目发生改变
【答案】 将气球中的大理石粉末倒入锥形瓶中并振荡 有气泡产生 反应产生二氧化碳充满气球，导致向上的浮力增大 A
【详解】（1）步骤②中使稀盐酸和大理石粉末充分接触，其操作是将气球中的大理石粉末倒入锥形瓶中并振荡，大理石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，因此看到的现象是有气泡产生；
（2）在步骤③中发现天平不平衡，出现该现象的原因可能是反应产生二氧化碳充满气球，导致向上的浮力增大；
（3）A、使用气球的目的，是防止生成物从密封系统中逸出，和缓冲气压的作用，故A说法正确；
B、若大理石粉末质量不足，只是影响生成二氧化碳气体的质量由于该系统为密闭系统，所以不会影响物质的总质量，因此可以验证质量守恒定律，故B说法错误；
C、根据质量守恒定律的微观解释，化学反应前后原子的种类和数目不变，故C说法错误；
故选A。
五、探究题
27．某校科学兴趣小组的同学在阅读资料时发现，18世纪末，法国科学家拉瓦锡曾经做了这样一个实验：让水蒸气通过一根烧红的铁管，生成了一种气体，同学们对这个实验很感兴趣。
【问题】红热的铁与水蒸气反应生成的气体是什么？
【猜想】猜想一：生成的气体可能是氧气。
猜想二：生成的气体可能是氢气。
【探究】为验证生成的气体是什么，该组同学在老师的指导下，设计了如图实验装置，并收集反应产生的气体（注：装置中必要的铁架台、铁夹、铁圈、石棉网、加热设备等在图中均已略去）。A试管内装有铁粉，B烧瓶中装有一定量的水，提供反应所需水蒸气。
（1）该装置中需加热的仪器为 （填字母）。
（2）根据已有的知识推测，图中C装置在实验中起到的作用是 。
A．收集气体 B．保护实验装置 C．干燥气体
（3）经实验分析发现，该反应生成一种不溶于水，比空气轻并且能燃烧的气体的同时还生成了一种黑色的粉末状固体，则黑色固体中一定含有元素并说明理由 。
（4）写出A试管中发生反应的化学方程式 。
【答案】 AB B 铁元素、氧元素、氧元素，氢元素转化成氢气，铁元素和氧元素转化成黑色粉末中的元素
【详解】（1）该装置中需加热的仪器为AB，加热B时产生水蒸气，加热A时铁和水蒸气反应，故填AB；
（2）根据已有的知识推测，图中C装置在实验中起到的作用是：防止水槽中的水倒吸入A试管中，导致试管炸裂，保护实验装置，故填B；
（3）该反应生成一种不溶于水，比空气轻并且能燃烧的气体，该气体是氢气；组成黑色固体的元素是铁元素和氧元素，这是因为反应物中含有氢元素、氧元素、铁元素，氢元素转化成氢气，铁元素和氧元素转化成黑色粉末中的元素；
（4）A试管中，铁和水蒸气在高温条件下反应生成四氧化三铁和氢气，发生反应的化学方程式为：。
六、解答题
28．能源结构和技术的更新是实现碳中和的关键。
(1)工业合成氨的相关反应式为：，合成氨的原料气中可以通过分离空气直接得到的是 ；
(2)杭州亚运主火炬燃料使用的是废碳再生的“绿色零碳甲醇”．若这项技术得以推广，则人类每年因能源消费而向大气排放约220亿吨的，理论上可以将转化为几亿吨甲醇 （要求写出计算过程）注：（反应条件略）
【答案】(1)氮气/N2
(2)解：设220亿吨二氧化碳理论上可转化为甲醇的质量为x。
答：220亿吨二氧化碳理论上可转化为160亿吨甲醇。
【详解】（1）由化学方程式可知，合成氨的原料气中可以通过分离空气直接得到的是氮气（N2）；
（2）计算过程见答案。
29．某化学小组想计算不纯净的高锰酸钾的纯度，取干燥样品39.5g（杂质不参与任何化学反应）装入大试管中，加热，待反应完全后，将试管冷却，称量，得到36.3g固体物质。试计算：
（1）生成氧气的质量多少克？
（2）原固体混合物中高锰酸钾的质量分数是多少？
【答案】（1）解：根据质量守恒定律可知，生成氧气的质量=39.5g 36.3g=3.2g
答：生成氧气的质量为3.2g。
（2）解：设参加反应的高锰酸钾的质量为x
=
x=31.6g
原固体混合物中高锰酸钾的质量分数=×100%=80%
答：原固体混合物中高锰酸钾的质量分数80%。
【详解】（1）见答案
（2）见答案
30．实验室制取氧气时，某同学取质量为x的高锰酸钾（）加热，记录产生氧气的质量与反应时间的关系如图甲所示，请回答下列问题。
（1）高锰酸钾中，钾、锰和氧元素的质量比为 。
（2）已知，请根据图甲数据计算高锰酸钾的质量。( )
（3）请在图乙所示坐标图中，大致画出固体中锰元素的质量分数在时段内的变化。( )
【答案】 39：55：64 设高锰酸钾的质量是x，由图像可知该反应生成的氧气质量是3.2g，
x=31.6g
【详解】（1）高锰酸钾中钾、锰、氧三种元素的质量比39：55：（16×4）=39：55：64；
（2）见答案；
（3）31.6g高锰酸钾中锰元素的质量是31.6g××100%=11g，反应前后固体中锰元素质量不变，而反应过程中固体的质量不断减小到不变，所以固体中锰元素的质量分数不断变大到不变，因此在t0 t5时段变化如下图：
。
试卷第6页，共15页
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