第五单元 化学反应的定量关系
第五单元 化学反应的定量关系 素养检测卷
时间：45 min 满分：100 分
可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 Mg 24 Cu 64
一、选择题（每小题 3 分）
1. 宋代名画《千里江山图》历经千年色彩依然。其青色部分来自蓝铜矿颜料，蓝铜矿主要成
分可表示为 Cu OH 2 CuCO3，加热可分解为三种常见化合物，则加热该物质不可能生成的
是( )
A. CuO B. H2O C. CO2 D. CuCl2
2. 制作氧自救呼吸器可用一种名为超氧化钾（KO2） 的黄色固体作生氧剂，其反应原理为
4KO2 + 2CO2 == 2K2CO3 + aO2，该反应中 a 的值是 ( )
A. 4 B. 3
C. 2 D. 1
3. 下列叙述能用质量守恒定律解释且正确的是( )
A. 水结成冰前后，质量保持不变
B. 氢气燃烧，参加反应的氢气和氧气的体积之和等于生成液态水的体积
C. 10 克铜与 10 克氧气完全反应生成 20 克氧化铜
D. 蜡烛燃烧，生成物的质量之和等于蜡烛减少的质量与消耗氧气的质量之和
4. 下列装置及实验（天平未画出）能直接用于验证质量守恒定律的是( )
A. 镁条燃烧 B. 红磷燃烧
C. 蒸馏水与食盐水混合 D. 制取氧气
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5. N2H4（肼）和N2O4 是长征系列运载火箭的推进剂之一。二者反应原理为 2N2H4 + N2O4 =
3N2 + 4H2O。下列说法错误的是( )
A. 1 个肼分子由 2 个氮原子和 4 个氢原子构成
B. 肼中氢元素的质量分数为 12.5%
C. 高于沸点肼会汽化，其分子体积会变大
D. 参加反应的N2H4和N2O4的分子个数比为 2:1
阅读下列材料，完成 6 - 7 题。
我国科研人员以水滑石为载体，通过一种复杂的催化剂，在阳光的作用下使甲烷和水发生反应
生成氢气和 X ，其微观反应示意图如图所示。
6. X 物质的名称是( )
A. 二氧化硫 B. 二氧化碳 C. 一氧化碳 D. 氧气
7. 分析下列相关说法，其中错误的是( )
A. 该反应类型既不是化合反应也不是分解反应
B. 该反应前后分子的种类和数量都发生了改变
C. 催化剂的使用增加了此反应生成物的质量
D. 该反应充分利用太阳能，可达到节能的目的
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8. 已知白醋能与鸡蛋壳反应生成二氧化碳气体，同学们利用内有过滤网的带盖塑料杯，设计
如图实验验证质量守恒定律。实验前试剂和装置的总质量为m1，倒立杯子充分反应后称量总
质量为m2，打开杯盖后称量总质量为m3，三者的关系为m1 = m2 > m3，下列说法不正确的是
( )
A. m1 = m2，说明该反应遵守质量守恒定律
B. m1 > m3，是因为打开杯盖后气体逸出
C. 白醋是否过量，不影响对质量守恒定律的验证结果
D. 通过该实验可知，验证质量守恒定律必须使用密闭容器
9. 下列关于化学反应 2X + Y = 2Z 的叙述正确的是 ( )
A. X、Y 一定为单质，Z 为化合物
B. 参与反应的 X、Y、Z 三种物质的质量比为 2:1:2
C. 若 X 和 Y 的相对分子质量分别为 m 和 n，则 Z 的相对分子质量为 m + n
D. 若 a g X 完全反应生成 b g Z，则同时消耗(b - a)g Y
10. 已知一定质量的纯净物 X 跟 6.4 g 氧气进行充分燃烧，恰好完全反应后，生成 4.4 g 二氧化
碳和 3.6 g 水，下列结论错误的是( )
A. 参加反应的物质 X 的质量是 1.6 g
B. 组成物质 X 的元素中，一定有 C 和 H 元素
C. 物质 X 中 C、H 元素的质量比为 3:1
D. 物质 X 的化学式为 CH3OH
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11. 密闭容器中有甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下发生化学反应，测得反应前及反应
一段时间后各物质的质量变化如图所示。下列说法正确的是( )
A. 乙一定是该反应的催化剂
B. 该反应属于化合反应
C. 甲、丙相对分子质量比为 4:15
D. 若继续反应至丙为 55 g ，参与反应的甲的质量刚好等于乙的质量
12. 镁条在空气中燃烧时，不仅与氧气发生反应生成氧化镁，也与氮气发生反应生成氮化镁
（Mg3N2）。将 22.2 g 镁条在盛有足量空气的密闭容器中点燃，经检测有 10 g 氧化镁生成，则
容器中氮气的质量减小( )
A. 5 g B. 4.36 g C. 6.3 g D. 5.6 g
二、填空及简答题（共 4 小题，共 34 分）
13. （6 分）回答问题。
（1）科学家发现通过加热苦土（主要成分为 MgO）和木炭的混合物可制得金属镁，同时生成
一种温室气体，该反应的化学方程式为_________________________。
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（2）海洋是人类巨大的资源宝库，从海水中可以提取金属镁，将海水通过复杂的化学变化，
得到纯净的氯化镁，电解氯化镁可制得镁和氯气（Cl2），请写出该步的化学方程式：
___________________。
（3）我国早在西汉时期就发现铁和硫酸铜溶液反应会生成铜，该反应的化学方程式为
_________________________。
14. （8 分）利用化学方法可消除家居装修过程中产生的甲醛，其反应的微观示意图如下。回
答下列问题。
（1）甲醛的化学式为 CH2O，图中表示甲醛分子的是___（填序号）；
（2）甲醛中碳元素与氢元素的质量比为_____；
（3）该反应的化学方程式为_________________________；
（4）反应物和生成物中共有____种氧化物。
15. （12 分）硝酸（HNO3） 是一种重要的化工原料，某工厂制备硝酸的主要工艺流程如图
甲。
甲
（1）硝酸中，氮元素的化合价为____。
（2）合成塔中的反应是在高温、高压和催化剂条件下进行的，反应的化学方程式为
_____________________。
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（3）氧化炉中，在不同温度和催化剂条件下会生成不同产物（如图乙）。900℃时发生的主要
反应如下，请将反应的化学方程式补充完整（［ ］中填数字）。
900℃
4NH3 +[___]O2 [___]____+[___]H2O
催化剂
16. （8 分）在密闭容器中，有 M、N、P、Q 四种物质，在一定条件下充分反应，测得反应
前后各物质的质量分数如图所示。请回答问题。
（1）图中 x 为_____。
（2）容器中 N 物质可能是该反应的________，也可能是不参与反应的杂质。
（3）参加反应的 M、P 两物质的质量比为_____（填最简整数比）。
（4）请结合所学知识写出一个符合图中变化关系的化学方程式：__________________。
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三、实验及探究题（共 2 小题，共 22 分）
17. （9 分）氧烛是一种简易制氧机，广泛应用于航海、航空航天。装置原理如图甲。
【资料信息】
①产氧药块由氯酸钠（NaClO3）和一定量的铁粉、二氧化锰等固体均匀混合制成。
②使用时，按压点火装置，药块中铁粉会持续氧化放热，为氯酸钠分解反应提供热量。
【原理探析】
（1）氯酸钠（NaClO3）在加热和二氧化锰作催化剂两个条件下分解生成氧气和氯化钠（NaCl），
写出该反应的化学方程式：_____________________，若实验室用氯酸钠制取氧气，收集装置
选择图乙中的（填序号）。
（2）大家一致认为剩余的物质中一定有二氧化锰，理由是____________________，另外，剩
余的物质还有氯化钠、氧化铁。
【反思拓展】
（3）对氧烛在储存运输过程中的合理建议是________________。
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18. （13 分）化学小组的同学为验证质量守恒定律，分别设计了下列实验，请你参与探究。
【实验分析】
（1）甲组实验加入盐酸后，观察到有大量气泡产生，当不再冒气泡后，天平示数______（填“变
大”“变小”或“不变”）。
（2）乙组同学用电子天平称量，读取反应前后的总质量。
①锥形瓶内发生反应的化学方程式为______________________。
②有同学认为该实验会产生误差，理由是气球膨胀后不可忽略______的影响。
（3）丙组同学在一根用细铜丝吊着的玻璃棒两端分别绕上 10 cm 长的粗铜丝，并使玻璃棒保
持水平，然后用酒精灯加热 a 端的粗铜丝 2 min。冷却后观察到的现象是 a 端铜丝由红色变
为黑色，_________。所以该实验不能用来验证质量守恒定律。
【实验总结】化学反应都遵守质量守恒定律，但要验证该定律，需选择合适的装置。
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【实验改进】丁组的同学设计了如图丁方案，既能探究质量守恒定律，还能测定空气中氧气的
含量。连接好装置后，检查装置的气密性。关闭弹簧夹，强光引燃白磷，待白磷熄灭并冷却至
室温后，打开弹簧夹。
①用此装置探究质量守恒定律时，若取用白磷的量不足，对实验结果____（填“有”或“无”）影
响。
②为测定空气中氧气的含量，实验中需要测定的数据是锥形瓶（含导管）的容积、
______________________。
四、计算题（共 1 小题，共 8 分）
19. （8 分）固定和利用二氧化碳能有效减少空气中的温室气体。工业上利用二氧化碳和物质
高温、高压
X 反应生产尿素，化学方程式为CO2 + 2X CO NH2 2 + H2O
（1）X 的化学式为_____。
（2）工业上利用 88 kg 二氧化碳和物质 X 反应，理论上可生产多少千克尿素？（写出计算
过程）
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时间：45 min 满分：100 分
可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 Mg 24 Cu 64
一、选择题（每小题 3 分）
1. 宋代名画《千里江山图》历经千年色彩依然。其青色部分来自蓝铜矿颜料，蓝铜矿主要成
分可表示为 Cu OH 2 CuCO3，加热可分解为三种常见化合物，则加热该物质不可能生成的
是( )
A. CuO B. H2O C. CO2 D. CuCl2
答案：D
解析：蓝铜矿主要成分可表示为 Cu OH 2 CuCO3 ，加热可分解为三种常见化合物，
Cu OH 2 CuCO3由铜 Cu 、氢 H 、氧 O 、碳 C 四种元素组成，根据质量守恒定律，化
学反应前后元素的种类不变，则加热分解后的产物也应该由这四种元素组成。CuO 由铜和氧两
种元素组成；H2O 由氢和氧两种元素组成；CO2 由碳和氧两种元素组成。以上均可能是
Cu OH 2 CuCO3加热分解的产物。CuCl2 由铜和氯两种元素组成，而蓝铜矿的主要成分中
并不含有氯元素，CuCl2 不可能是加热分解的产物。故选 D。
2. 制作氧自救呼吸器可用一种名为超氧化钾（KO2） 的黄色固体作生氧剂，其反应原理为
4KO2 + 2CO2 == 2K2CO3 + aO2，该反应中 a 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，由化学方程式可得 4 × 2 + 2 × 2 =
2 × 3 + a × 2，a = 3。故选 B。
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3. 下列叙述能用质量守恒定律解释且正确的是( )
A. 水结成冰前后，质量保持不变
B. 氢气燃烧，参加反应的氢气和氧气的体积之和等于生成液态水的体积
C. 10 克铜与 10 克氧气完全反应生成 20 克氧化铜
D. 蜡烛燃烧，生成物的质量之和等于蜡烛减少的质量与消耗氧气的质量之和
答案：D
解析：水结成冰为物理变化，故不能用质量守恒定律解释，A 不正确。氢气燃烧，参加反应的
氢气和氧气的质量之和等于生成液态水的质量，B 不正确。根据铜与氧气反应的化学方程式：
2Cu + O △2 2CuO，可知参加反应的铜与氧气的质量比为 4:1 ，10 克铜与 10 克氧气完全反
应时，消耗氧气的质量是 2.5 克，故生成 12.5 克氧化铜，C 不正确。蜡烛燃烧，生成物的质量
之和等于蜡烛减少的质量与消耗氧气的质量之和，符合质量守恒定律，故可用质量守恒定律解
释，D 正确。
4. 下列装置及实验（天平未画出）能直接用于验证质量守恒定律的是( )
A. 镁条燃烧 B. 红磷燃烧
C. 蒸馏水与食盐水混合 D. 制取氧气
答案：B
解析：镁条在空气中燃烧生成氧化镁，由于有空气中的气体参加反应，A 不能直接用于验证质
量守恒定律；红磷与氧气在点燃条件下反应生成五氧化二磷，在密闭的装置中进行该实验，B
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第五单元 化学反应的定量关系
能直接用于验证质量守恒定律；蒸馏水不能与食盐水发生化学反应，发生的是物理变化，C 不
能直接用于验证质量守恒定律；双氧水在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，生成的氧气逸
出，D 不能直接用于验证质量守恒定律。
5. N2H4（肼）和N2O4 是长征系列运载火箭的推进剂之一。二者反应原理为 2N2H4 + N2O4 =
3N2 + 4H2O。下列说法错误的是( )
A. 1 个肼分子由 2 个氮原子和 4 个氢原子构成
B. 肼中氢元素的质量分数为 12.5%
C. 高于沸点肼会汽化，其分子体积会变大
D. 参加反应的N2H4和N2O4的分子个数比为 2:1
答案：C
解析：由肼的化学式可知，1 个肼分子由 2 个氮原子和 4 个氢原子构成，A 正确。
肼中氢元素的质量分数为 1×4 × 100% = 12.5% ，B 正确。分子之间有间隔，
14×2+1×4
肼汽化过程中肼分子间的间隔变大，其分子体积不变，C 错误。由反应的化学方程
式可知，参加反应的N2H4和N2O4的分子个数比为 2: 1 ，D 正确。
阅读下列材料，完成 6 - 7 题。
我国科研人员以水滑石为载体，通过一种复杂的催化剂，在阳光的作用下使甲烷和水发生反应
生成氢气和 X ，其微观反应示意图如图所示。
6. X 物质的名称是( )
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A. 二氧化硫 B. 二氧化碳 C. 一氧化碳 D. 氧气
答案：B
解析：
反应前 反应后
1 个碳原子、2 个氧原子和 8 个氢原子 8 个氢原子
由质量守恒定律可知，化学反应前后原子的种类与数目不变，则 X 为二氧化碳。故选 B。
7. 分析下列相关说法，其中错误的是( )
A. 该反应类型既不是化合反应也不是分解反应
B. 该反应前后分子的种类和数量都发生了改变
C. 催化剂的使用增加了此反应生成物的质量
D. 该反应充分利用太阳能，可达到节能的目的
答案：C
解析：催化剂的使用只能改变化学反应的速率，不能增加反应生成物的质量，C 错误。
8. 已知白醋能与鸡蛋壳反应生成二氧化碳气体，同学们利用内有过滤网的带盖塑料杯，设计
如图实验验证质量守恒定律。实验前试剂和装置的总质量为m1，倒立杯子充分反应后称量总
质量为m2，打开杯盖后称量总质量为m3，三者的关系为m1 = m2 > m3，下列说法不正确的是
( )
A. m1 = m2，说明该反应遵守质量守恒定律
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第五单元 化学反应的定量关系
B. m1 > m3，是因为打开杯盖后气体逸出
C. 白醋是否过量，不影响对质量守恒定律的验证结果
D. 通过该实验可知，验证质量守恒定律必须使用密闭容器
答案：D
解析：白醋和鸡蛋壳中的碳酸钙反应生成醋酸钙、水和二氧化碳，m1 = m2，说明该反应遵守
质量守恒定律，A 正确。m1 > m3，是因为打开杯盖后生成的二氧化碳气体逸出，B 正确。白
醋是否过量，不影响对质量守恒定律的验证结果，C 正确。通过该实验可知，用有气体参加或
生成的反应验证质量守恒定律必须使用密闭容器，D 错误。
9. 下列关于化学反应 2X + Y = 2Z 的叙述正确的是 ( )
A. X、Y 一定为单质，Z 为化合物
B. 参与反应的 X、Y、Z 三种物质的质量比为 2:1:2
C. 若 X 和 Y 的相对分子质量分别为 m 和 n，则 Z 的相对分子质量为 m + n
D. 若 a g X 完全反应生成 b g Z，则同时消耗(b - a)g Y
答案：D
解析：该反应符合“多变一”的特征，属于化合反应，化合反应的生成物一定是化合物，即 Z 一
定是化合物，但反应物不一定都是单质，A 错误；由于不知道各物质的相对分子质量，因此无
法计算参与反应的 X、Y、Z 的质量比，B 错误；根据质量守恒定律，若 X 和 Y 的相对分子质
量分别为 m 和 n，Z 的相对分子质量是2 + ，C 错误；根据质量守恒定律，反应前后物质的总
2
质量不变，参与反应的 X 和 Y 的质量之和等于生成 Z 的质量，因此若 a g X 完全反应生成 b g
Z，同时消耗(b - a)g Y ，D 正确。
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第五单元 化学反应的定量关系
10. 已知一定质量的纯净物 X 跟 6.4 g 氧气进行充分燃烧，恰好完全反应后，生成 4.4 g 二氧化
碳和 3.6 g 水，下列结论错误的是( )
A. 参加反应的物质 X 的质量是 1.6 g
B. 组成物质 X 的元素中，一定有 C 和 H 元素
C. 物质 X 中 C、H 元素的质量比为 3:1
D. 物质 X 的化学式为 CH3OH
答案：D
解析：根据质量守恒定律，反应前后物质的总质量不变，则参加反应的物质 X 的质量为 4.4 g +
3.6 g 6.4 g = 1.6 g ，A 正确；根据反应前后元素的种类不变，二氧化碳中含有碳、氧元素，
水中含有氢、氧元素，氧气中含有氧元素，则 X 中一定含有碳、氢元素，B 正确；4.4 g 二氧
化碳中碳元素的质量为 4.4 g × 12 × 100% = 1.2 g，3.6 g 水中氢元素质量为
12+16×2
3.6 g × 1×2 × 100% = 0.4 g，根据反应前后元素的种类和质量不变，则 X 中含有 1.2 g 碳
1×2+16
元素和 0.4 g 氢元素，其中 C、H 元素的质量比为 1.2 g: 0.4 g = 3: 1 ，C 正确；
由于 1.2 g + 0.4 g = 1.6 g，则 X 中不含氧元素，D 错误。
11. 密闭容器中有甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下发生化学反应，测得反应前及反应
一段时间后各物质的质量变化如图所示。下列说法正确的是( )
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第五单元 化学反应的定量关系
A. 乙一定是该反应的催化剂
B. 该反应属于化合反应
C. 甲、丙相对分子质量比为 4:15
D. 若继续反应至丙为 55 g ，参与反应的甲的质量刚好等于乙的质量
答案：D
解析：乙反应前后质量不变，可能是该反应的催化剂，也可能是不参与反应的杂质，A 错误；
a = 21 + 8 + 40 + 30 17 8 25 = 49，甲、丙反应后质量增大，是生成物，丁反应后质量
减小，是反应物，该反应是分解反应，B 错误；不知道化学计量数，不能确定甲、丙相对分子
质量比，C 错误；参与反应的丁、甲、丙的质量比是 49g 30g : 21g 17g : 40g 25g =
19: 4: 15，若继续反应至丙为 55 g，即又生成 15 g 丙，同时生成 4 g 甲，此时甲的质量为 21g +
4g = 25g，反应中甲增加的质量为 25g 17g = 8g，参与反应的甲的质量刚好等于乙的质量，
D 正确。
12. 镁条在空气中燃烧时，不仅与氧气发生反应生成氧化镁，也与氮气发生反应生成氮化镁
（Mg3N2）。将 22.2 g 镁条在盛有足量空气的密闭容器中点燃，经检测有 10 g 氧化镁生成，则
容器中氮气的质量减小( )
A. 5 g B. 4.36 g C. 6.3 g D. 5.6 g
答案：C
解析：设有 10 g 氧化镁生成时参与反应的镁的质量为 x。
点燃
2Mg + O2 2MgO
48 80
10g
48 =
80 10 g
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第五单元 化学反应的定量关系
= 48×10 g = 6 g
80
因此与氮气反应的镁的质量为 22.2 g 6 g = 16.2 g 。
设参加反应的氮气的质量为 。
3Mg + N 点燃2 Mg3N2
72 28
16.2g
72 = 16.2 g
28
= 28×16.2 g = 6.3 g 故选 C。
72
二、填空及简答题（共 4 小题，共 34 分）
13. （6 分）回答问题。
（1）科学家发现通过加热苦土（主要成分为 MgO）和木炭的混合物可制得金属镁，同时生成
一种温室气体，该反应的化学方程式为_________________________。
答案： C + 2MgO △ 2Mg + CO2 ↑
解析：加热苦土（主要成分为 MgO）和木炭的混合物可制得金属镁，同时生成一种温室气体，
根据反应前后元素种类不变，可知该温室气体为二氧化碳，
化学方程式为C + 2MgO △ 2Mg + CO2 ↑
（2）海洋是人类巨大的资源宝库，从海水中可以提取金属镁，将海水通过复杂的化学变化，
得到纯净的氯化镁，电解氯化镁可制得镁和氯气（Cl2），请写出该步的化学方程式：
___________________。
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第五单元 化学反应的定量关系
通电
答案： MgCl2 Mg + Cl2 ↑
通电
解析：电解氯化镁可制得镁和氯气，化学方程式为MgCl2 Mg + Cl2 ↑
（3）我国早在西汉时期就发现铁和硫酸铜溶液反应会生成铜，该反应的化学方程式为
_________________________。
答案：Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu
解析：铁和硫酸铜溶液反应会生成铜和硫酸亚铁，化学方程式为 Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu。
14. （8 分）利用化学方法可消除家居装修过程中产生的甲醛，其反应的微观示意图如下。回
答下列问题。
（1）甲醛的化学式为 CH2O，图中表示甲醛分子的是___（填序号）；
答案：A
解析：由甲醛的化学式 CH2O 可知，一个甲醛分子中有一个碳原子、两个氢原子、一个氧原子，
由分子的模型图可知，A 表示甲醛分子。
（2）甲醛中碳元素与氢元素的质量比为_____；
答案：6:1
解析：甲醛中碳元素与氢元素的质量比为 12: 1 × 2 = 6: 1。
（3）该反应的化学方程式为_________________________；
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第五单元 化学反应的定量关系
催化剂
答案： CH2O+ O2 CO2 + H2O
解析：由反应的微观示意图可知，该反应为甲醛与氧气在催化剂的作用下生成二氧化碳和水，
催化剂
化学方程式为CH2O+ O2 CO2 + H2O
（4）反应物和生成物中共有____种氧化物。
答案：两
解析：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，反应物中甲醛是由
三种元素组成的化合物，氧气属于单质，均不属于氧化物，生成物中二氧化碳和水都是氧化物，
故氧化物一共有两种。
15. （12 分）硝酸（HNO3） 是一种重要的化工原料，某工厂制备硝酸的主要工艺流程如图
甲。
甲
（1）硝酸中，氮元素的化合价为____。
答案：+5
解析： 硝酸中氢元素显 +1 价，氧元素显 -2 价，设硝酸中氮元素的化合价为 x，根据在化
合物中各元素正、负化合价代数和为 0，则有 +1 + x + 2 × 3 = 0，解得 x =+ 5。
（2）合成塔中的反应是在高温、高压和催化剂条件下进行的，反应的化学方程式为
_____________________。
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第五单元 化学反应的定量关系
高温、高压
答案： N2 + 3H2 2NH3
催化剂
解析： 合成塔中氮气和氢气在高温、高压和催化剂条件下反应生成氨气，
高温、高压
化学方程式为 N2 + 3H2 2NH3
催化剂
（3）氧化炉中，在不同温度和催化剂条件下会生成不同产物（如图乙）。900℃时发生的主要
反应如下，请将反应的化学方程式补充完整（［ ］中填数字）。
900℃
4NH3 +[___]O2 [___]____+[___]H2O
催化剂
答案：5；4；NO；6
解析： 根据题图乙可知，900℃时，一氧化氮产率最大，则化学方程式中的未知生成物为 NO，
根据质量守恒定律，反应前后原子种类和数目不变，根据氢原子守恒，反应前有 12 个氢原子，
则H2O 前的化学计量数为 6，根据氮原子守恒，反应前有 4 个氮原子，则 NO 前的化学计量
数为 4，根据氧原子守恒，反应后有 4 + 6 = 10 个氧原子，则O2前的化学计量数为 5；故化
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第五单元 化学反应的定量关系
学方程式为 4NH 900℃3 + 5O2 4NO + 6H2O 。
催化剂
16. （8 分）在密闭容器中，有 M、N、P、Q 四种物质，在一定条件下充分反应，测得反应
前后各物质的质量分数如图所示。请回答问题。
（1）图中 x 为_____。
答案：41%
解析： 由题图可知， = 1 19% 10% 30% = 41% 。
（2）容器中 N 物质可能是该反应的________，也可能是不参与反应的杂质。
答案：催化剂
解析： 由题图可知，反应前后 N 的质量分数不变，则 N 可能是该反应的催化剂，也可能是
不参与反应的杂质。
（3）参加反应的 M、P 两物质的质量比为_____（填最简整数比）。
答案：1:8
解析：由题图可知，参加反应的 M、P 两物质的质量比为 19% 17% : 41% 25% = 1: 8 。
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第五单元 化学反应的定量关系
（4）请结合所学知识写出一个符合图中变化关系的化学方程式：__________________。
点燃
答案： 2H2 + O2 2H2O
解析： 由题图可知，反应后 M、P 质量减小，是反应物，Q 质量增加，是生成物，则该反
应是 M 和 P 反应生成 Q，且反应的 M、P 两物质的质量比为 1:8，氢气和氧气反应生成水，
点燃
反应的化学方程式为 2H2 + O2 2H2O ，参加反应的氢气和氧气的质量比为 1 × 4 : 16 ×
2 = 1: 8，该反应可能是氢气和氧气的反应。
三、实验及探究题（共 2 小题，共 22 分）
17. （9 分）氧烛是一种简易制氧机，广泛应用于航海、航空航天。装置原理如图甲。
【资料信息】
①产氧药块由氯酸钠（NaClO3）和一定量的铁粉、二氧化锰等固体均匀混合制成。 ②使用时，
按压点火装置，药块中铁粉会持续氧化放热，为氯酸钠分解反应提供热量。
【原理探析】
（1）氯酸钠（NaClO3）在加热和二氧化锰作催化剂两个条件下分解生成氧气和氯化钠（NaCl），
写出该反应的化学方程式：_____________________，若实验室用氯酸钠制取氧气，收集装置
选择图乙中的（填序号）。
答案： MnO2NaClO 23 2NaCl + 3O2 ↑ ；C
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第五单元 化学反应的定量关系
解析：氯酸钠（NaClO3）在加热和二氧化锰作催化剂两个条件下分解生成氧气和氯化钠（NaCl），
MnO
该反应的化学方程式是 2NaClO 23 2NaCl + 3O2 ↑ ，若实验室用氯酸钠制取氧气，应用排水法
或向上排空气法收集气体，故收集装置选择图乙中的 C。
（2）大家一致认为剩余的物质中一定有二氧化锰，理由是____________________，另外，剩
余的物质还有氯化钠、氧化铁。
答案：二氧化锰是催化剂，反应前后质量不变
解析： 大家一致认为剩余的物质中一定有二氧化锰，理由是二氧化锰是催化剂，反应前后质
量不变，另外，剩余的物质还有氯化钠、氧化铁。
【反思拓展】
（3）对氧烛在储存运输过程中的合理建议是________________。
答案：低温、密封保存
解析： 对氧烛在储存运输过程中的合理建议是低温、密封保存。
18. （13 分）化学小组的同学为验证质量守恒定律，分别设计了下列实验，请你参与探究。
【实验分析】
（1）甲组实验加入盐酸后，观察到有大量气泡产生，当不再冒气泡后，天平示数______（填“变
大”“变小”或“不变”）。
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第五单元 化学反应的定量关系
答案：变小
解析： 甲组实验中有气体逸出，装置总质量减轻，天平示数变小。
（2）乙组同学用电子天平称量，读取反应前后的总质量。
①锥形瓶内发生反应的化学方程式为______________________。
答案： MnO2H 22O2 2H2O+ O2 ↑
解析： 锥形瓶内发生的反应为过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下分解生成水和氧气，化
MnO
学方程式为 2H2O
2
2 2H2O+ O2 ↑
②有同学认为该实验会产生误差，理由是气球膨胀后不可忽略______的影响。
答案：浮力
解析： 过氧化氢分解的过程中有氧气生成，气球膨胀，造成向上的浮力，因此不可忽略浮力
的影响。
（3）丙组同学在一根用细铜丝吊着的玻璃棒两端分别绕上 10 cm 长的粗铜丝，并使玻璃棒保
持水平，然后用酒精灯加热 a 端的粗铜丝 2 min。冷却后观察到的现象是 a 端铜丝由红色变
为黑色，_________。所以该实验不能用来验证质量守恒定律。
答案：a 端下降
解析： 铜与氧气共热生成氧化铜，a 端质量增大，所以观察到 a 端铜丝由红色变为黑色，a 端
下降。
【实验总结】化学反应都遵守质量守恒定律，但要验证该定律，需选择合适的装置。
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第五单元 化学反应的定量关系
【实验改进】丁组的同学设计了如图丁方案，既能探究质量守恒定律，还能测定空气中氧气的
含量。连接好装置后，检查装置的气密性。关闭弹簧夹，强光引燃白磷，待白磷熄灭并冷却至
室温后，打开弹簧夹。
①用此装置探究质量守恒定律时，若取用白磷的量不足，对实验结果____（填“有”或“无”）影
响。
答案：无
解析： 白磷的量不影响锥形瓶内的物质总质量，所以对实验没有影响。
②为测定空气中氧气的含量，实验中需要测定的数据是锥形瓶（含导管）的容积、
______________________。
答案：注射器中剩余水的体积
解析： 白磷燃烧消耗氧气，冷却至室温后，打开弹簧夹，水会流入锥形瓶内，流入水的体积，
就是瓶内空气中氧气的体积，所以还需测定注射器中剩余水的体积。
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第五单元 化学反应的定量关系
四、计算题（共 1 小题，共 8 分）
19. （8 分）固定和利用二氧化碳能有效减少空气中的温室气体。工业上利用二氧化碳和物质
高温、高压
X 反应生产尿素，化学方程式为CO2 + 2X CO NH2 2 + H2O
（1）X 的化学式为_____。
答案：NH3
高温、高压
解析：由反应的化学方程式:CO2 + 2X3 CO NH2 2 + H2O 可知，反应后的生成物中有 1 个 C，
2 个 O，2 个 N，6 个 H，反应前已知的反应物中有 1 个 C，2 个 O ，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 2X 中含有 2 个 N ，6 个 H，所以 X 的化学式为NH3 ，反
高温、高压
应的化学方程式为CO2 + 2X3 CO NH2 2 + H2O 。
（2）工业上利用 88 kg 二氧化碳和物质 X 反应，理论上可生产多少千克尿素？（写出计算
过程）
答案： 解：设理论上可生产尿素的质量为 。
高温、高压
CO2 + 2NH3 CO NH2 2 + H2O
44 60
88 kg
44 = 88 kg
60
= 60×88 kg = 120 kg
44
答：工业上利用 88 kg 二氧化碳和物质 X 反应，理论上可生产 120 kg 尿素。
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