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第五单元 化学反应的定量关系
课题2 化学方程式
学习导航
01核心素养目标——明确内容要求，落实学习任务
02知识思维导图——构建知识体系，加强学习记忆
03课题知识梳理——梳理教材内容，掌握基础知识
04知识当堂检测——课堂自我检测，发现知识盲点
05重难点强训练——探究重点难点，突破学习任务
06巩固分层练习——课后训练巩固，提升能力素养
01核心素养目标——明确内容要求，落实学习任务
通过运用化学方程式描述化学变化，形成“宏观-微观-符号”相结合的化学思维方。
通过化学方程式的计算，从量的角度研究物质及其变化规律。
通过探究质量守恒定律的发展历程，感悟严谨求实、坚持真理的科学精神，认识定量研究对化学学科发展的重大意义。
02知识思维导图——明确内容要求，落实学习任务
03课题知识梳理——梳理教材内容，掌握基础知识
化学方程式的意义
1.化学方程式定义：用 来表示化学反应的式子。
2.化学方程式包含的信息：
化学方程式 C ＋ O2 点燃 CO2
客观事实 反应物 ___________________________
生成物 _____________________
反应条件 __________
量的关系 物质的相对质量关系 C ＋ O2 点燃 CO2 相对质量： 12 32 44 每 份质量的碳和 份质量的氧气恰好完全反应，生成 份质量的二氧化碳（在此反应中，碳、氧气、二氧化碳的质量比为 ）
粒子的相对数量关系 每 个碳原子和 个氧分子恰好完全反应，生成 个二氧化碳分子（参加反应的各粒子的个数比为 ）
化学方程式的书写
1．书写化学方程式要遵守的原则
要以 为基础，写出反应物、生成物和反应条件。
要遵守 ，使等号两边各原子的种类与数目相等。
书写化学方程式的步骤
【注意事项】
（1）如果生成物中有气体，在气体物质的化学式右边要注“↑”号，如2KMnO4 K2MnO4＋MnO2＋O2↑。对于溶液中的反应，如果生成物中有固体，在固体物质的化学式右边要注“↓”号，如CuSO4+2NaOH==Cu(OH)2↓+Na2SO4。
（2）如果反应物和生成物中都有气体，气体生成物就不注“↑”号，如C＋O2 点燃 CO2。同样，对于溶液中的反应，如果反应物和生成物中都有固体，固体生成物也不注“↓”号，如Fe＋CuSO4==FeSO4＋Cu。
3．化学方程式的配平方法
（1）最小公倍数法
找出两边各出现一次的元素，选择同种原子的个数最多的原子，求最小公倍数，得分子个数；
使该原子数目在反应前后都为所求出的最小公倍数；
一般先从氧原子入手，再配平其他原子。
例1： KClO3——KCl+ O2
例2： Al + Fe3 O4—— Fe + Al2O3
（2）奇数配偶法
【注意事项】|：
这种方法适用于化学方程式两边某一元素多次出现，并且两边的该元素原子总数有一奇一偶。
找出在化学反应中出现次数最多的元素；
从原子数为单数的元素入手（一般为氧元素），即乘2；
由已推求出的化学计量数决定其它化学式的化学计量数。
例1： C2 H2 +O2 ——CO2 +H2 O
例2： FeS2+ O2 ——Fe2O3 + SO2
（3）定一法
找到化学方程式中关键的化学式，定其化学式前计量数为1，然后根据关键化学式去配平其他化学式前的化学计量数。若出现计量数为分数，再将各计量数同乘以同一整数，化分数为整数，这种先定关键化学式计量数为1的配平方法，称为归一法。
例1： CH3OH＋O2——H2O＋CO2
例2： C2H5OH＋O2——H2O＋CO2
【注意事项】：
一般来说，观察和配平的顺序为：有氢看氢，无氢看氧，原子团优先配平，单质最后配平.
根据化学方程式进行简单计算
1．根据化学方程式计算的依据
理论依据：质量守恒定律。
基本依据：参与化学反应的各物质间存在固定的 。
2．利用化学方程式计算的步骤及格式
例：加热分解31.6 g高锰酸钾，可以得到氧气的质量是多少？
步骤说明 完整步骤 注意以下是常见的扣分点
（1）设未知量 ____________________ 设未知量时，x后面加了单位
（2）写化学方程式 ______________________ 未配平，漏标或标错“↑”“↓”
（3）标相关量 相对质量 ______ _______ 相对分子质量算错，漏乘化学计量数
实际质量 _______ _______ 实际质量写错位置，漏写单位
（4）列出比例式，求解 __________________ 数据位置混乱，漏单位
（5）简明地写出答案 ____________________ 用“略”字或用省略号作答，未表达完整
【注意事项】
（1）设未知量时一定要注意质量单位，已知量和未知量单位不一致的一定要进行单位换算，单位必须一致才能计算。
（2）写出方程式要注意配平，而且要注意方程式的完整，反应条件、气体和沉淀的符号要注意标明。
（3）相关物质的相对分子质量写在相应化学式的下面，一定要注意用相对分子质量乘以化学式前面的系数，已知量和未知量写在相应相对分子质量的下边。
（4）计算结果的小数位保留按题中要求进行，若题中没有要求，一般保留一位小数。
04知识当堂检测——课堂自我检测，发现知识盲点
1.拉瓦锡为揭示水的组成，将水蒸气通过烧红的铁管，发生反应：.则X的化学式为
A．FeO B．Fe2O3 C．Fe3O4 D．Fe(OH)3
2．化学观念是认识物质及其变化的基础。下列认识不正确的是
A．元素观：物质是由元素组成的
B．分类观：水和三氧化二铁都是氧化物
C．守恒观：碳与氧气充分反应，生成二氧化碳
D．转化观：在一定条件下通过化学反应可以实现物质转化
3.碳酸乙二酯可用于生产可降解塑料，我国未来科学工作者以为主要原料合成的过程如图所示，下列说法正确的是
A．反应前后分子种类不变
B．反应后催化剂质量减小
C．参与反应的与质量比为
D．保持化学性质的最小粒子是碳原子与氧原子
4.某小组成员为了测定大理石中碳酸钙的质量分数，进行了下图实验。(已知，杂质不溶于水也不与酸反应，氯化钙易溶于水。)
(1)从物质的分类上看，大理石属于 (填“纯净物”或“混合物”)。
(2)大理石中碳酸钙的质量分数是 。
(3)实验中生成二氧化碳的质量是 。(写出计算过程)
5.阅读下列材料。
我国科学家对“嫦娥五号”取回的月壤进行分析，获得月壤主要成分的质量分数如图1所示。月球表面具有高真空、低重力和强光照的环境条件。研究发现，在地球表面环境下稳定的金属氧化物，在月球表面高真空环境下会变得不稳定。目前我国科学家对月球进行原位资源开发的设想之一是将月壤加热，发生化学反应，从而获得金属单质和氧气。月球上获得铁的设想如图2所示。
我国科学家还提出可利用月夜极低温度，通过凝结将二氧化碳从人类呼吸的空气中直接分离，然后将月壤作为水分解的电催化剂和二氧化碳加氢的光热催化剂，将呼吸废气、月球表面开采的水资源等转化为氧气、氢气、甲烷和甲醇。
依据上述材料内容，回答下列问题。
(1)月壤主要成分中质量分数最大的物质是 。
(2)从呼吸的空气中分离二氧化碳的过程属于 (填“物理”或“化学”)变化。
(3)图2反应所需热量来源于 ，反应的化学方程式是 。
05重难点强训练——探究重点难点，突破学习任务
问题一 化学方程式的意义
【解题技巧】：
1.宏观物质：表示 ；
2.微观粒子：表示各物质的 个数比。（化学方程式中化学式前面的数字比）。
3.质量：表示各物质的 。（化学方程式中化学式前面的数字乘以相对分子质量）
例：二氧化氯是目前采用的一种新型、高效饮用水消毒剂，制备的原理是。下列说法不正确的是
A．X的化学式为NaClO B．化学反应前后元素的质量和种类均不变
C．是一种氧化物 D．中氯元素和氧元素的质量比为
【答案】A
【详解】A、根据质量守恒定律，反应前后各原子数目和种类不变。反应前有4个Cl、2个Na、4个O，反应后有2个Cl、4个O，相差2个Na和2个Cl，则X的化学式为NaCl，故A符合题意；
B、根据质量守恒定律，化学反应前后元素的质量和种类均不变，故B不符合题意；
C、ClO2是由氯、氧两种元素组成的化合物，属于氧化物，故C不符合题意；
D、ClO2中氯元素和氧元素的质量比为，故D不符合题意。
故选A。
变式1：物质X在氧气中充分燃烧的化学方程式为X+3O22CO2+aH2O，下列说法错误的是
A．X一定含有C、H元素 B．若a=2，X为C2H4
C．X可能是乙醇 D．该反应后分子数目可能减少
变式2：2025年2月哈尔滨亚冬会使用“零碳甲醇”作为火炬燃料。合成“零碳甲醇”的微观示意图如图，下列说法中正确的是
A．转化过程中原子和分子数目都不变
B．反应前后氢原子个数不相等
C．参加反应的二氧化碳和氢气质量比为22∶3
D．该反应共涉及3种氧化物
变式3：硅芯片是很多电子产品的核心。下图是某种制取硅反应的微观示意图，说法正确的是
A．该反应的化学方程式为
B．参加反应的甲、乙分子个数比为
C．该反应前后分子数目不变
D．反应前后乙与丁变化的质量比是
问题二 化学方程式配平
【解题技巧】：
1.在等号的上方或下方注明反应 （点燃、加热“△”、高温、通电、催化剂等）；
2.标出生成物中气体（反应物无 ，生成物中有 ，在气体的化学式右边标 ）
反应物和生成物中都有气体，气体生成物就不需注 号；
3.标出生成物中沉淀（溶液中反应如果 ，在固体生成物的化学式右边标 ，如果 都有固体，固体生成物也不需注 号）
例：下列反应的化学方程式书写正确的是
A．2H2O2H2+O2 B．CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O
C．P+O2P2O5 D．4Fe+3O22Fe2O3
变式1：下列叙述和对应化学方程式均正确的是
A．用氢氧化镁中和胃酸 Mg(OH)2+2HCl=MgCl+2H2O
B．酒精燃烧 C2H5OH+3O2 2CO2+3H2O
C．实验室验证二氧化碳 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O
D．铝具有很好的抗腐蚀能力 2Al + 3O2 = 2Al2O3
变式2：化学方程式书写正确的是
A． B．
C． D．
变式3：化学方程式可以描述化学反应中的物质转化关系，帮助我们认识化学反应的定量关系，对生产、生活和科学研究具有重要意义。按要求回答下列问题。
配平下列化学方程式(反应条件省略)
(1) ；
(2) ；
(3) 。
问题三 根据化学方程式计算
【解题技巧】：
1.由于方程式只能反映物质间的质量比，因此代入方程式中的各个量必须是 。
2.由于方程式中各物质是纯净物，因此 质量。
3.单位必须 。
例：过氧化钠(Na2O2)可在呼吸面具中作供氧剂，久置易变质。为了测定某呼吸面具供氧剂中过氧化钠的质量分数，小吴同学进行了如下实验：向5.0g供氧剂样品中加入适量的水，使其充分反应，化学反应方程式为(无其它产生氧气的反应)，测得产生氧气的质量与时间关系如图所示：
(1)充分反应后，产生氧气的质量为 g。
(2)计算该供氧剂样品中过氧化钠的质量分数。(写出计算过程，6分)
【答案】(1)0.8
(2)解：设该供氧剂样品中过氧化钠的质量为x。
x=3.9g
该供氧剂样品中过氧化钠的质量分数为
答：该供氧剂样品中过氧化钠的质量分数为78%。
【详解】（1）由图可知，横坐标为时间，纵坐标为氧气的质量，当反应结束后，氧气质量不再随时间变化，此时对应的纵坐标数值就是产生氧气的质量，即0.8g。
（2）根据氧气的质量计算，见答案。
变式1：《天工开物》记载了用锡砂(主要成分为)冶炼金属锡(Sn)的方法，其反应原理为：，用含的锡砂，理论上可炼出锡的质量是多少？(写出计算过程)
变式2：项目小组利用如图所示装置电解水并收集干燥的氢气和氧气。
(1)接通电源，收集a气体，靠近火焰，观察到气体燃烧，发出淡蓝色火焰，说明该气体是 (填“氢气”或“氧气”)。
(2)一段时间后断开电源，实验前后整个装置的质量减少了0.9g，写出通电过程中反应的化学方程式并计算生成氧气的质量 (不考虑水的蒸发)。
变式3：实验室用锌粒与足量的稀硫酸反应制取氢气，在标准状况下，理论上可以制得多少升氢气？(已知标准状况下，氢气的密度约为0.09g/L)
(1)反应前后，氢元素的化合价 (填“改变”或“不变”)。……
(2)根据题目要求，完成计算过程(计算结果保留一位小数)。
06巩固分层练习——课后训练巩固，提升能力素养
【巩固基础】：
1.生产中用氧炔焰切割金属，其反应原理：。x的值是
A．1 B．2 C．3 D．4
阅读以下材料，完成下面小题。
氢气是理想的清洁能源，目前已有多种制氢方式。
2．甲酸(HCOOH)制氢的微观示意图如图所示。下列说法正确的是
A．甲酸分子中含有1个氧分子 B．生成物都是由分子构成
C．反应前后元素种类发生改变 D．反应的化学方程式是
3．用电解水的方法制取氢气，理论上至少需要水的质量是
A． B． C． D．
4.小明和小安同学在实验室选用下列装置制取并收集氧气。
回答下列问题：
I．小明同学使用溶液进行实验。
(1)仪器①的名称是 。
(2)反应的化学方程式为 。
Ⅱ．小安同学使用固体进行实验。
(3)在实验方案中，下列图标需要标注的是 （填字母序号，下同）。
(4)向试管中加入正确的操作是 。
(5)氧气收集完毕，将导管从水槽中取出，再熄灭酒精灯的原因是 。
5.吉林省位于黄金玉米带上。提高粮食产量，需要合理施用化肥。尿素是氮肥中最主要的一种，合成尿素的原理是。回答下列问题。
(1)中氮元素和氢元素质量的最简整数比为 。
(2)利用上述化学方程式计算：44吨能与多少吨恰好完全反应？
6.我国研制了世界最大口径碳化硅单体反射镜，应用于深空探测、气象观测等。碳化硅可用硅与碳在高温下反应制备：Si+CSiC。
(1)SiC中硅、碳元素的质量比为 。
(2)若要制得40kgSiC，至少需要Si的质量是多少？(写出计算过程)
7.碳化钛(TiC)具有高熔点、高硬度和高电导率的特点，在航空航天、电子工业等领域应用广泛。一种制备碳化钛的反应原理为：TiO2+3CTiC+2CO↑。
(1)TiC中Ti、C原子个数比为 ，Ti、C元素的质量比为 。
(2)用该方法制备90gTiC至少需要C的质量是多少？(写出计算过程)
8.近年来，我国载人航天事业取得了举世瞩目的成就，氧气和水是维持航天员生命的必需物质。
(1)站内部分氧气从地球直接携带。若采用工业制取氧气的方法，原理是利用氮气和氧气的 (填“沸点”或“密度”)不同将其分离；若采用实验室制法，可加热高锰酸钾制取氧气，其化学方程式为 。
(2)空间站的呼吸和水循环系统中都会用到活性炭去除杂质，主要利用其 性。
(3)为实现氧的循环，目前我国空间站利用氢气与航天员呼出的二氧化碳，在一定条件下转化为甲烷和水。正常情况下，一位航天员一天呼出的二氧化碳质量约1.1kg，若这些二氧化碳全部与氢气反应，会产生多少水？(列出化学方程式，写出完整过程计算)
【能力提升】：
1.我国科研人员研制出乙醇制氢零碳排放反应的催化剂，反应前后分子种类变化的微观示意图如图。下列说法错误的是
A．甲的化学式为 B．反应前后原子种类不变
C．生成物的分子个数比为1∶1 D．催化剂可以改变化学反应速率
2．氮气与氢气反应生成氨气对氮肥生产具有重要意义，相关研究曾三次获得诺贝尔化学奖。合成氨气的微观示意图如图，下列有关说法错误的是
A．丙物质的化学式为NH3
B．该反应属于化合反应
C．化学反应前后分子和原子的数目均保持不变
D．该反应中元素的化合价均发生了改变
3.制备漂白粉的化学方程式为。有关化学用语表示正确的是
A．X的化学式：
B．钙离子：
C．4个氯原子：
D．中氯元素的化合价：
4.我国成功发射搭载神舟十九号载人飞船的火箭，为调整空间站内气体成分，科学家利用反应消耗航天员呼出的CO2，该反应的微观示意图如图所示，下列说法正确的是
A．反应前后原子的个数改变 B．反应前后分子的种类不变
C．反应前后有元素的化合价改变 D．参与反应的H2与CO2的分子个数之比为4：1
5.某班同学在探究制取O2的多种方法时，通过查阅资料得知过氧化钠(Na2O2)能与H2O反应生成O2。为测定实验室中某过氧化钠样品的纯度(质量分数)，他们将2g该样品与足量水反应(反应原理为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，杂质不参与反应)，并测得生成气体的质量与时间的关系如图所示。请完成下列题目：
(1)生成氧气的质量是 g。
(2)计算该样品中过氧化钠的质量分数。
6.纳米铝粉作为火箭固体推进剂具有广阔的应用前景。一种纳米铝粉的制备与应用的过程如图所示。
(1)中铝、氧元素的质量比为 (填最简整数比)。
(2)反应1的化学方程式为，则的化学式为 。
(3)反应2在480℃以上时，发生的主要反应为。该反应中，若有发生反应，计算生成的质量是多少。(写出计算过程)
(4)纳米铝粉在储存过程中会与氧气反应生成，从而导致推进剂失效。若纳米铝粉中约有质量分数为的纳米铝粉被氧化，则此时的固体粉末中铝元素的质量分数为 (结果精确至0.1%)，保存纳米铝粉的方法是 。
7.海洋资源的综合利用是解决人类社会资源短缺的重要途径之一。工业上可通过电解饱和食盐水制取氢氧化钠，化学方程式为
(1)H2O中氢、氧元素的质量比为 。
(2)若要制取8kg氢氧化钠，至少需要氯化钠的质量是多少？（写出计算过程）
8.芯片被称为现代工业的粮食，在科技创新领域我国正阔步前行，厚积薄发。
(1)我国某科技有限公司正式量产第一代微型高光谱MEMS芯片，填补了国内在这个高精尖领域的空白，该芯片广泛采用硅（Si）作为晶圆衬底材料，硅（Si）生产过程如图所示：
①“冶炼炉”中发生的反应是：，其中化合价发生改变的元素是 。
②粗硅在“转化炉”中的反应是： ；加入的HCl可命名为 。
③三氯硅烷（）和氢气在“纯化炉”中反应获得超纯硅，该反应的化学方程式是 。
(2)我国已经推出了3nm芯片蚀刻机。芯片蚀刻过程中，三氟化氮气体与硅反应时生成的物质均为气体，其微观反应示意图如图。下列描述不正确的是______。
A．从守恒关系看：反应前后原子种类数目不变
B．从物质构成看：甲、乙、丙、丁四种物质均由分子构成
C．从宏观组成看：甲和丙的组成元素不相同
D．从表示方法看：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
课题2 化学方程式
学习导航
01核心素养目标——明确内容要求，落实学习任务
02知识思维导图——构建知识体系，加强学习记忆
03课题知识梳理——梳理教材内容，掌握基础知识
04知识当堂检测——课堂自我检测，发现知识盲点
05重难点强训练——探究重点难点，突破学习任务
06巩固分层练习——课后训练巩固，提升能力素养
01核心素养目标——明确内容要求，落实学习任务
通过运用化学方程式描述化学变化，形成“宏观-微观-符号”相结合的化学思维方。
通过化学方程式的计算，从量的角度研究物质及其变化规律。
通过探究质量守恒定律的发展历程，感悟严谨求实、坚持真理的科学精神，认识定量研究对化学学科发展的重大意义。
02知识思维导图——明确内容要求，落实学习任务
03课题知识梳理——梳理教材内容，掌握基础知识
化学方程式的意义
1.化学方程式定义：用 化学式 来表示化学反应的式子。
2.化学方程式包含的信息：
化学方程式 C ＋ O2 点燃 CO2
客观事实 反应物 C和O2（或碳和氧气）
生成物 CO2（或二氧化碳）
反应条件 点燃
量的关系 物质的相对质量关系 C ＋ O2 点燃 CO2 相对质量： 12 32 44 每 12 份质量的碳和 32 份质量的氧气恰好完全反应，生成44份质量的二氧化碳（在此反应中，碳、氧气、二氧化碳的质量比为3:8:11）
粒子的相对数量关系 每 1 个碳原子和 1 个氧分子恰好完全反应，生成 1 个二氧化碳分子（参加反应的各粒子的个数比为 1:1:1 ）
化学方程式的书写
1．书写化学方程式要遵守的原则
要以客观事实为基础，写出反应物、生成物和反应条件。
要遵守质量守恒定律，使等号两边各原子的种类与数目相等。
书写化学方程式的步骤
【注意事项】
（1）如果生成物中有气体，在气体物质的化学式右边要注“↑”号，如2KMnO4 K2MnO4＋MnO2＋O2↑。对于溶液中的反应，如果生成物中有固体，在固体物质的化学式右边要注“↓”号，如CuSO4+2NaOH==Cu(OH)2↓+Na2SO4。
（2）如果反应物和生成物中都有气体，气体生成物就不注“↑”号，如C＋O2 点燃 CO2。同样，对于溶液中的反应，如果反应物和生成物中都有固体，固体生成物也不注“↓”号，如Fe＋CuSO4==FeSO4＋Cu。
3．化学方程式的配平方法
（1）最小公倍数法
找出两边各出现一次的元素，选择同种原子的个数最多的原子，求最小公倍数，得分子个数；
使该原子数目在反应前后都为所求出的最小公倍数；
一般先从氧原子入手，再配平其他原子。
例1： KClO3——KCl+ O2
例2： Al + Fe3 O4—— Fe + Al2O3
（2）奇数配偶法
【注意事项】|：
这种方法适用于化学方程式两边某一元素多次出现，并且两边的该元素原子总数有一奇一偶。
找出在化学反应中出现次数最多的元素；
从原子数为单数的元素入手（一般为氧元素），即乘2；
由已推求出的化学计量数决定其它化学式的化学计量数。
例1： C2 H2 +O2 ——CO2 +H2 O
例2： FeS2+ O2 ——Fe2O3 + SO2
（3）定一法
找到化学方程式中关键的化学式，定其化学式前计量数为1，然后根据关键化学式去配平其他化学式前的化学计量数。若出现计量数为分数，再将各计量数同乘以同一整数，化分数为整数，这种先定关键化学式计量数为1的配平方法，称为归一法。
例1： CH3OH＋O2——H2O＋CO2
例2： C2H5OH＋O2——H2O＋CO2
【注意事项】：
一般来说，观察和配平的顺序为：有氢看氢，无氢看氧，原子团优先配平，单质最后配平.
根据化学方程式进行简单计算
1．根据化学方程式计算的依据
理论依据：质量守恒定律。
基本依据：参与化学反应的各物质间存在固定的 质量比 。
2．利用化学方程式计算的步骤及格式
例：加热分解31.6 g高锰酸钾，可以得到氧气的质量是多少？
步骤说明 完整步骤 注意以下是常见的扣分点
（1）设未知量 解：设可以得到氧气的质量为x。 设未知量时，x后面加了单位
（2）写化学方程式 2KMnO4 K2MnO4 ＋MnO2 ＋O2↑ 未配平，漏标或标错“↑”“↓”
（3）标相关量 相对质量 316 32 相对分子质量算错，漏乘化学计量数
实际质量 31.6g x 实际质量写错位置，漏写单位
（4）列出比例式，求解 = x==3.2g 数据位置混乱，漏单位
（5）简明地写出答案 答：加热分解31.6 g高锰酸钾，可以得到3.2g氧气。 用“略”字或用省略号作答，未表达完整
【注意事项】
（1）设未知量时一定要注意质量单位，已知量和未知量单位不一致的一定要进行单位换算，单位必须一致才能计算。
（2）写出方程式要注意配平，而且要注意方程式的完整，反应条件、气体和沉淀的符号要注意标明。
（3）相关物质的相对分子质量写在相应化学式的下面，一定要注意用相对分子质量乘以化学式前面的系数，已知量和未知量写在相应相对分子质量的下边。
（4）计算结果的小数位保留按题中要求进行，若题中没有要求，一般保留一位小数。
04知识当堂检测——课堂自我检测，发现知识盲点
1.拉瓦锡为揭示水的组成，将水蒸气通过烧红的铁管，发生反应：.则X的化学式为
A．FeO B．Fe2O3 C．Fe3O4 D．Fe(OH)3
【答案】C
【详解】根据质量守恒定律，化学反应前后，原子的种类和个数不变。反应前Fe、H、O的个数分别是3、8、4，反应后除X外Fe、H、O的个数分别是0、8、0，则X含有3个Fe、4个O，X的化学式为Fe3O4。
故选C。
2．化学观念是认识物质及其变化的基础。下列认识不正确的是
A．元素观：物质是由元素组成的
B．分类观：水和三氧化二铁都是氧化物
C．守恒观：碳与氧气充分反应，生成二氧化碳
D．转化观：在一定条件下通过化学反应可以实现物质转化
【答案】C
【详解】A、物质是由元素组成的，如水由氢、氧元素组成，正确；
B、氧化物是由两种元素组成，其中一种元素是氧元素的化合物，水是由H、O元素组成的化合物，氧化铁是由Fe、O元素组成的化合物，它们均属于氧化物，正确；
C、碳和氧气充分燃烧生成二氧化碳，即，参加反应的碳与氧气的质量比为：12:32=3:8，则1g碳与1g氧气充分反应，碳剩余，不可能生成2g二氧化碳，错误；
D、化学变化有新物质生成，在一定条件下通过化学反应可以实现物质转化，如木炭燃烧生成二氧化碳。正确。
故选C。
3.碳酸乙二酯可用于生产可降解塑料，我国未来科学工作者以为主要原料合成的过程如图所示，下列说法正确的是
A．反应前后分子种类不变
B．反应后催化剂质量减小
C．参与反应的与质量比为
D．保持化学性质的最小粒子是碳原子与氧原子
【答案】C
【详解】A、化学反应前后，分子种类改变，故A错误；
B、根据催化剂的定义可知，催化剂的质量在化学反应前后不变，故B错误；
C、由图可知，该反应为二氧化碳和C2H4O在催化剂作用下反应生成C3H4O3，反应的化学方程式为，参与反应的CO2与C2H4O质量比为，故C正确；
D、由分子构成的物质，分子是保持物质化学性质的最小微粒。二氧化碳是由二氧化碳分子构成，则保持CO2化学性质的最小粒子是二氧化碳分子，故D错误。
故选C。
4.某小组成员为了测定大理石中碳酸钙的质量分数，进行了下图实验。(已知，杂质不溶于水也不与酸反应，氯化钙易溶于水。)
(1)从物质的分类上看，大理石属于 (填“纯净物”或“混合物”)。
(2)大理石中碳酸钙的质量分数是 。
(3)实验中生成二氧化碳的质量是 。(写出计算过程)
【答案】(1)混合物
(2)80%
(3)解：设生成二氧化碳的质量为x。
，
答：生成二氧化碳的质量是3.52g。
【详解】（1）大理石的主要成分是碳酸钙，还含有其他杂质，所以大理石属于混合物（混合物：含有两种或两种物质以上）。故填混合物。
（2）大理石总质量：10g ，滤渣质量：2g（即不与盐酸反应的杂质）， 参与反应的碳酸钙质量：10g - 2g = 8g，
碳酸钙的质量分数=
（3）解析过程如答案。
5.阅读下列材料。
我国科学家对“嫦娥五号”取回的月壤进行分析，获得月壤主要成分的质量分数如图1所示。月球表面具有高真空、低重力和强光照的环境条件。研究发现，在地球表面环境下稳定的金属氧化物，在月球表面高真空环境下会变得不稳定。目前我国科学家对月球进行原位资源开发的设想之一是将月壤加热，发生化学反应，从而获得金属单质和氧气。月球上获得铁的设想如图2所示。
我国科学家还提出可利用月夜极低温度，通过凝结将二氧化碳从人类呼吸的空气中直接分离，然后将月壤作为水分解的电催化剂和二氧化碳加氢的光热催化剂，将呼吸废气、月球表面开采的水资源等转化为氧气、氢气、甲烷和甲醇。
依据上述材料内容，回答下列问题。
(1)月壤主要成分中质量分数最大的物质是 。
(2)从呼吸的空气中分离二氧化碳的过程属于 (填“物理”或“化学”)变化。
(3)图2反应所需热量来源于 ，反应的化学方程式是 。
【答案】(1)二氧化硅
(2)物理
(3) 太阳光
【详解】（1）由图1可知，月壤中质量分数最大的是二氧化硅；
（2）“利用月夜极低温度，通过凝结将二氧化碳从人类呼吸的空气中直接分离”，由此可知该过程没有新物质生成，属于物理变化；
（3）由图2可知该反应所需热量来自太阳光；
如图所示，氧化亚铁在加热下生成铁和氧气，反应的化学方程式为：；
05重难点强训练——探究重点难点，突破学习任务
问题一 化学方程式的意义
【解题技巧】：
1.宏观物质：表示反应物、生成物、反应条件；
2.微观粒子：表示各物质的微粒个数比。（化学方程式中化学式前面的数字比）。
3.质量：表示各物质的质量比。（化学方程式中化学式前面的数字乘以相对分子质量）
例：二氧化氯是目前采用的一种新型、高效饮用水消毒剂，制备的原理是。下列说法不正确的是
A．X的化学式为NaClO B．化学反应前后元素的质量和种类均不变
C．是一种氧化物 D．中氯元素和氧元素的质量比为
【答案】A
【详解】A、根据质量守恒定律，反应前后各原子数目和种类不变。反应前有4个Cl、2个Na、4个O，反应后有2个Cl、4个O，相差2个Na和2个Cl，则X的化学式为NaCl，故A符合题意；
B、根据质量守恒定律，化学反应前后元素的质量和种类均不变，故B不符合题意；
C、ClO2是由氯、氧两种元素组成的化合物，属于氧化物，故C不符合题意；
D、ClO2中氯元素和氧元素的质量比为，故D不符合题意。
故选A。
变式1：物质X在氧气中充分燃烧的化学方程式为X+3O22CO2+aH2O，下列说法错误的是
A．X一定含有C、H元素 B．若a=2，X为C2H4
C．X可能是乙醇 D．该反应后分子数目可能减少
【答案】D
【详解】A、根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，根据化学方程式，生成物二氧化碳、水中含有碳元素、氧元素和氢元素，反应物氧气中含有氧元素，则X中一定含有C、H元素，说法正确，不符合题意；
B、若a=2，根据质量守恒定律，化学反应前后原子种类及数目不变，根据化学方程式，反应前有1个X分子和6个氧原子，反应后有2个碳原子、6个氧原子和4个氢原子，则1个X分子中含有2个碳原子和4个氢原子，故X的化学式为，说法正确，不符合题意；
C、乙醇在氧气中燃烧生成二氧化碳和水，化学方程式为，则X可能是乙醇，说法正确，不符合题意；
D、根据质量守恒定律，化学反应前后原子种类及数目不变，根据化学方程式，反应前氧原子数目，则，因此反应前后分子数目不可能减少，说法错误，符合题意。
故选：D。
变式2：2025年2月哈尔滨亚冬会使用“零碳甲醇”作为火炬燃料。合成“零碳甲醇”的微观示意图如图，下列说法中正确的是
A．转化过程中原子和分子数目都不变
B．反应前后氢原子个数不相等
C．参加反应的二氧化碳和氢气质量比为22∶3
D．该反应共涉及3种氧化物
【答案】C
【详解】A、根据质量守恒定律，化学反应前后原子数目不变；由微观示意图可知，该反应为二氧化碳与氢气在催化剂作用下反应生成甲醇和水，化学方程式为，则反应前后分子数目发生了改变，说法错误，不符合题意；
B、根据质量守恒定律，化学反应前后原子种类及数目不变，则反应前后氢原子个数相等，说法错误，不符合题意；
C、由A选项分析可知，该反应的化学方程式为，则参加反应的二氧化碳和氢气质量比为，说法正确，符合题意；
D、由微观示意图可知，甲为二氧化碳、乙为氢气、丙为甲醇、丁为水，二氧化碳、水均是由两种元素组成且其中一种元素为氧元素的化合物，属于氧化物；氢气是由氢元素组成的纯净物，属于单质；甲醇是由碳、氢、氧三种元素组成的纯净物，属于化合物，不属于氧化物，故该反应共涉及2种氧化物，说法错误，不符合题意。
故选：C。
变式3：硅芯片是很多电子产品的核心。下图是某种制取硅反应的微观示意图，说法正确的是
A．该反应的化学方程式为
B．参加反应的甲、乙分子个数比为
C．该反应前后分子数目不变
D．反应前后乙与丁变化的质量比是
【答案】B
【详解】
A、由图可知，甲为SiCl4、乙为H2、丙为Si、丁为HCl，反应的方程式为：，选项错误；
B、由A中的方程式可知，参加反应的甲、乙分子个数比为1:2，选项正确；
C、由方程式可知，该反应前后分子数目改变，选项错误；
D、反应前后乙与丁变化的质量比为（2×2）：（36.5×4）=2:73，选项错误；
故选B。
问题二 化学方程式配平
【解题技巧】：
1.在等号的上方或下方注明反应条件（点燃、加热“△”、高温、通电、催化剂等）；
2.标出生成物中气体（反应物无气体，生成物中有气体，在气体的化学式右边标“↑”）
反应物和生成物中都有气体，气体生成物就不需注“↑”号；
3.标出生成物中沉淀（溶液中反应如果生成物是固体，在固体生成物的化学式右边标“↓”，如果反应物和生成物中都有固体，固体生成物也不需注“↓”号）
例：下列反应的化学方程式书写正确的是
A．2H2O2H2+O2 B．CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O
C．P+O2P2O5 D．4Fe+3O22Fe2O3
【答案】B
【详解】A、化学方程式的书写是否正确，包括反应事实、配平、状态符号和条件等，该化学反应方程式表示水在通电条件下生成氧气和氢气，反应事实正确，但生成物氢气和氧气均为气体，而反应物水为液体，生成物中的气体应标注“↑”符号，此处未标注气体符号，书写不完整，正确化学方程式为：,此选项错误；
B、该化学反应方程式表示碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，反应事实正确，反应前后各原子的数目相等，已配平，状态符号正确，二氧化碳为气体，标注“↑”，水为液体，不标注符号，反应在常温下进行，无需写条件，使用“=”合理，此选项正确；
C、该化学反应方程式表示磷的燃烧，磷在氧气中燃烧生成五氧化二磷，符合反应事实，但未配平，正确化学方程式为,此选项错误；
D、该化学反应方程式表示铁的燃烧，铁在氧气中燃烧的产物是四氧化三铁，而不是氧化铁，虽然原子配平，但反应事实错误，正确化学方程式为：，此选项错误。
故选B。
变式1：下列叙述和对应化学方程式均正确的是
A．用氢氧化镁中和胃酸 Mg(OH)2+2HCl=MgCl+2H2O
B．酒精燃烧 C2H5OH+3O2 2CO2+3H2O
C．实验室验证二氧化碳 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O
D．铝具有很好的抗腐蚀能力 2Al + 3O2 = 2Al2O3
【答案】B
【详解】A、用氢氧化镁中和胃酸 ，MgCl2化学式错误，正确的化学方程式为 Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O，错误。
B、酒精燃烧化学方程式正确， C2H5OH+3O2 2CO2+3H2O，正确。
C、实验室验证二氧化碳用澄清石灰水，化学方程式为Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O，错误。
D、铝具有很好的抗腐蚀能力，配平错误，正确的化学方程式 4Al + 3O2 = 2Al2O3，错误。
故选B。
变式2：化学方程式书写正确的是
A． B．
C． D．
【答案】D
【详解】A、镁在氧气中燃烧生成氧化镁，该反应的化学方程式为：，错误是：氧化镁的化学式错误，不符合题意；
B、由A的分析可知，该化学方程式的错误是：氧气无需标注气体符号，不符合题意；
C、由A的分析可知，该化学方程式的错误是：未配平，不符合题意；
D、由A的分析可知，该化学方程式正确，符合题意。
故选D。
变式3：化学方程式可以描述化学反应中的物质转化关系，帮助我们认识化学反应的定量关系，对生产、生活和科学研究具有重要意义。按要求回答下列问题。
配平下列化学方程式(反应条件省略)
(1) ；
(2) ；
(3) 。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】（1）根据质量守恒定律，化学反应前后原子种类及数目不变，设氯气的化学计量数为1，根据氯原子守恒，则氯化铵的化学计量数为2；根据氢原子守恒，则氨气的化学计量数为；根据氮原子守恒，则氮气的化学计量数为，因为存在分数，所以化学计量数同时扩大3倍，则配平后的化学方程式为：。
（2）根据质量守恒定律，化学反应前后原子种类及数目不变，观察化学方程式，硫酸根看为一个整体，设的化学计量数为1，中含有3个硫酸根，则的化学计量数为3；中含有2个铁离子，则的化学计量数为2；根据氢原子守恒，则的化学计量数为，则配平后的化学方程式为：。
（3）根据质量守恒定律，化学反应前后原子种类及数目不变，设的化学计量数为1，根据碳原子守恒，则二氧化碳的化学计量数为4；根据氢原子守恒，则水的化学计量数为5；根据氧原子守恒，则氧气的化学计量数为，因为存在分数，所以化学计量数同时扩大2倍，则配平后的化学方程式为：。
问题三 根据化学方程式计算
【解题技巧】：
1.由于方程式只能反映物质间的质量比，因此代入方程式中的各个量必须是质量。
2.由于方程式中各物质是纯净物，因此代入方程式中的量必须是纯净物的质量。
3.单位必须统一。
例：过氧化钠(Na2O2)可在呼吸面具中作供氧剂，久置易变质。为了测定某呼吸面具供氧剂中过氧化钠的质量分数，小吴同学进行了如下实验：向5.0g供氧剂样品中加入适量的水，使其充分反应，化学反应方程式为(无其它产生氧气的反应)，测得产生氧气的质量与时间关系如图所示：
(1)充分反应后，产生氧气的质量为 g。
(2)计算该供氧剂样品中过氧化钠的质量分数。(写出计算过程，6分)
【答案】(1)0.8
(2)解：设该供氧剂样品中过氧化钠的质量为x。
x=3.9g
该供氧剂样品中过氧化钠的质量分数为
答：该供氧剂样品中过氧化钠的质量分数为78%。
【详解】（1）由图可知，横坐标为时间，纵坐标为氧气的质量，当反应结束后，氧气质量不再随时间变化，此时对应的纵坐标数值就是产生氧气的质量，即0.8g。
（2）根据氧气的质量计算，见答案。
变式1：《天工开物》记载了用锡砂(主要成分为)冶炼金属锡(Sn)的方法，其反应原理为：，用含的锡砂，理论上可炼出锡的质量是多少？(写出计算过程)
【答案】解：设可以炼出锡的质量为x。
解得x=11.9t
答：理论上可炼出锡的质量是11.9t。
变式2：项目小组利用如图所示装置电解水并收集干燥的氢气和氧气。
(1)接通电源，收集a气体，靠近火焰，观察到气体燃烧，发出淡蓝色火焰，说明该气体是 (填“氢气”或“氧气”)。
(2)一段时间后断开电源，实验前后整个装置的质量减少了0.9g，写出通电过程中反应的化学方程式并计算生成氧气的质量 (不考虑水的蒸发)。
【答案】(1)氢气
(2)实验前后整个装置的质量减少了0.9g，即水的质量减少了0.9g，根据可知，水、氢气、氧气的质量比为，则生成氢气的质量为0.1g，生成氧气的质量为0.8g。
【详解】（1）接通电源，收集a气体，靠近火焰，观察到气体燃烧，发出淡蓝色火焰，说明该气体是氢气；
（2）水在通电条件下分解生成氢气和氧气，化学方程式为，根据质量守恒定律，化学反应前后物质的总质量不变，说明生成氢气和氧气的总质量为0.9g，计算过程见答案。
变式3：实验室用锌粒与足量的稀硫酸反应制取氢气，在标准状况下，理论上可以制得多少升氢气？(已知标准状况下，氢气的密度约为0.09g/L)
(1)反应前后，氢元素的化合价 (填“改变”或“不变”)。……
(2)根据题目要求，完成计算过程(计算结果保留一位小数)。
【答案】(1)改变
(2)解：设生成氢气的质量为
答：生成氢气的体积为。
【详解】（1）根据化学方程式可知，反应前氢元素显+1价，反应后氢气中氢元素显0价，故填：改变；
（2）见答案。
06巩固分层练习——课后训练巩固，提升能力素养
【巩固基础】：
1.生产中用氧炔焰切割金属，其反应原理：。x的值是
A．1 B．2 C．3 D．4
【答案】B
【详解】根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类和数目不变。反应前碳原子的个数为2x，反应后碳原子的个数为4，所以，解得x=2。
故选B。
阅读以下材料，完成下面小题。
氢气是理想的清洁能源，目前已有多种制氢方式。
2．甲酸(HCOOH)制氢的微观示意图如图所示。下列说法正确的是
A．甲酸分子中含有1个氧分子 B．生成物都是由分子构成
C．反应前后元素种类发生改变 D．反应的化学方程式是
3．用电解水的方法制取氢气，理论上至少需要水的质量是
A． B． C． D．
【答案】2．B 3．D
【解析】2．A、由化学式可知，每个甲酸分子中含2个氧原子，不含氧分子，不符合题意；
B、生成物为二氧化碳和氢气，二氧化碳是由非金属元素组成的化合物，氢气属于气态非金属单质，它们均是由分子构成，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，不符合题意；
D、由图可知，该反应为甲酸在一定条件下反应生成二氧化碳和氢气，该反应的化学方程式为：，不符合题意。
故选B；
3．水通电分解生成氢气和氧气，该反应的化学反应方程式为：，参加反应的水与生成氢气的质量比为：36:4=9:1，故用电解水的方法制取氢气，理论上至少需要水的质量是9g。
故选D。
4.小明和小安同学在实验室选用下列装置制取并收集氧气。
回答下列问题：
I．小明同学使用溶液进行实验。
(1)仪器①的名称是 。
(2)反应的化学方程式为 。
Ⅱ．小安同学使用固体进行实验。
(3)在实验方案中，下列图标需要标注的是 （填字母序号，下同）。
(4)向试管中加入正确的操作是 。
(5)氧气收集完毕，将导管从水槽中取出，再熄灭酒精灯的原因是 。
【答案】(1)长颈漏斗
(2)
(3)b
(4)bc
(5)防止水槽中的水倒吸入试管，使试管因骤然冷却而炸裂
【详解】（1）由图可知，仪器①为长颈漏斗。
（2）过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气，反应的化学方程式为：。
（3）高锰酸钾制取氧气的反应为加热固体的反应，则需要标注热烫，但不需要用电和排风，故选b。
（4）取用高锰酸钾时，先将试管横放，用药匙或纸槽将药品送至试管底，再将试管竖立，故选bc。
（5）实验结束后，为了防止水槽中的水倒吸，引起热的试管炸裂，则应先将导管从水槽中取出，再熄灭酒精灯。
5.吉林省位于黄金玉米带上。提高粮食产量，需要合理施用化肥。尿素是氮肥中最主要的一种，合成尿素的原理是。回答下列问题。
(1)中氮元素和氢元素质量的最简整数比为 。
(2)利用上述化学方程式计算：44吨能与多少吨恰好完全反应？
【答案】(1)
(2)解：设所需NH3的质量为x
x=34t
答：44吨CO2能与34吨NH3恰好完全反应。
【详解】（1）中氮元素和氢元素质量的最简整数比为。
（2）根据CO2的质量计算，见答案。
6.我国研制了世界最大口径碳化硅单体反射镜，应用于深空探测、气象观测等。碳化硅可用硅与碳在高温下反应制备：Si+CSiC。
(1)SiC中硅、碳元素的质量比为 。
(2)若要制得40kgSiC，至少需要Si的质量是多少？(写出计算过程)
【答案】(1)7:3
(2)解：设若要制得40kgSiC，至少需要Si的质量是x
x=28kg
答：若要制得40kgSiC，至少需要Si的质量是28kg。
【详解】（1）SiC中硅、碳元素的质量比为：28:12=7:3；
（2）见答案。
7.碳化钛(TiC)具有高熔点、高硬度和高电导率的特点，在航空航天、电子工业等领域应用广泛。一种制备碳化钛的反应原理为：TiO2+3CTiC+2CO↑。
(1)TiC中Ti、C原子个数比为 ，Ti、C元素的质量比为 。
(2)用该方法制备90gTiC至少需要C的质量是多少？(写出计算过程)
【答案】(1) 1:1 4:1
(2)解：设至少需要C的质量为x。
x=54g
答：至少需要C的质量约为54g。
【详解】（1）TiC中Ti、C原子个数比为1:1；Ti、C元素的质量比为48:12=4:1。
（2）见答案。
8.近年来，我国载人航天事业取得了举世瞩目的成就，氧气和水是维持航天员生命的必需物质。
(1)站内部分氧气从地球直接携带。若采用工业制取氧气的方法，原理是利用氮气和氧气的 (填“沸点”或“密度”)不同将其分离；若采用实验室制法，可加热高锰酸钾制取氧气，其化学方程式为 。
(2)空间站的呼吸和水循环系统中都会用到活性炭去除杂质，主要利用其 性。
(3)为实现氧的循环，目前我国空间站利用氢气与航天员呼出的二氧化碳，在一定条件下转化为甲烷和水。正常情况下，一位航天员一天呼出的二氧化碳质量约1.1kg，若这些二氧化碳全部与氢气反应，会产生多少水？(列出化学方程式，写出完整过程计算)
【答案】(1) 沸点
(2)吸附
(3)设生成水的质量是x。
x=0.9kg
答：生成水的质量是0.9kg。
【详解】（1）工业制取氧气是利用空气中氮气和氧气的沸点不同，将其分离。先将空气加压降温变为液态，然后升温，由于氮气沸点低，先汽化逸出，从而得到氧气。 加热高锰酸钾制取氧气的化学方程式为：。 故本问答案依次为：沸点；。
（2）活性炭具有吸附性，能够吸附色素和异味等杂质，所以空间站的呼吸和水循环系统中用活性炭去除杂质是利用其吸附性。 故本问答案为：吸附。
（3）详见答案。
【能力提升】：
1.我国科研人员研制出乙醇制氢零碳排放反应的催化剂，反应前后分子种类变化的微观示意图如图。下列说法错误的是
A．甲的化学式为 B．反应前后原子种类不变
C．生成物的分子个数比为1∶1 D．催化剂可以改变化学反应速率
【答案】C
【详解】A、由微观示意图可知，甲为氢气，其化学式为，说法正确，不符合题意；
B、根据质量守恒定律，化学反应前后原子种类不变，说法正确，不符合题意；
C、由微观示意图可知，该反应为乙醇与水在催化剂作用下反应生成和氢气，化学方程式为，则生成物的分子个数比为或，说法错误，符合题意；
D、催化剂可以改变化学反应速率，说法正确，不符合题意。
故选：C。
2．氮气与氢气反应生成氨气对氮肥生产具有重要意义，相关研究曾三次获得诺贝尔化学奖。合成氨气的微观示意图如图，下列有关说法错误的是
A．丙物质的化学式为NH3
B．该反应属于化合反应
C．化学反应前后分子和原子的数目均保持不变
D．该反应中元素的化合价均发生了改变
【答案】C
【详解】A、由微观示意图可知，丙为氨气，其化学式为，说法正确，不符合题意；
B、由微观示意图可知，该反应为氮气与氢气在一定条件下反应生成氨气，符合“多变一”的特点，属于化合反应，说法正确，不符合题意；
C、根据质量守恒定律，化学反应前后原子数目不变；由B选项分析可知，该反应为氮气与氢气在一定条件下反应生成氨气，化学方程式为，则反应前后分子数目发生了变化，说法错误，符合题意；
D、由C选项分析可知，该反应的化学方程式为，该反应中氮元素的化合价由0价变为-3价，氢元素的化合价由0价变为+1价，则该反应中元素的化合价均发生了改变，说法正确，不符合题意。
故选：C。
3.制备漂白粉的化学方程式为。有关化学用语表示正确的是
A．X的化学式：
B．钙离子：
C．4个氯原子：
D．中氯元素的化合价：
【答案】A
【详解】A、反应式左边有4个H和4个O，右边X需含H和O。2个H O含4个H和2个O，使O和H均平衡，故X为H O根据质量守恒定律，化学反应前后原子种类和数目不变，反应前有：4个氯原子、2个钙原子、4个氧原子和4个氢原子；反应后有：4个氯原子、2个钙原子、2个氧原子，则2X中含有4个氢原子与2个氧原子，则X的化学式为H2O，选项正确；
B、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，若表示多个该离子，就在其离子符号前加上相应的数字，钙离子符号应为Ca ，选项错误；
C、2Cl 表示两个Cl 分子（共4个Cl原子），但“4个氯原子”应写作4Cl，选项错误；
D、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，数值为1时，不能省略；氯酸钙，其化学式是Ca(ClO)2中钙元素显+2价，氧元素显-2价，设氯元素的化合价为x，根据在化合物中各元素正负化合价代数和为0，则有（+2）+2x+（-2）×2=0，x=+1，选项错误。
故选A。
4.我国成功发射搭载神舟十九号载人飞船的火箭，为调整空间站内气体成分，科学家利用反应消耗航天员呼出的CO2，该反应的微观示意图如图所示，下列说法正确的是
A．反应前后原子的个数改变 B．反应前后分子的种类不变
C．反应前后有元素的化合价改变 D．参与反应的H2与CO2的分子个数之比为4：1
【答案】C
【详解】A、根据质量守恒定律，化学反应前后原子数目不变，说法错误，不符合题意；
B、由微观示意图可知，该反应为二氧化碳与氢气在一定条件下反应生成甲醇和水，反应前后分子的种类发生了变化，说法错误，不符合题意；
C、由微观示意图可知，该反应为二氧化碳与氢气在一定条件下反应生成甲醇和水，反应前二氧化碳中碳元素的化合价为+4价，氢气中氢元素的化合价为0价，反应后甲醇中碳元素的化合价为-2价、氢元素的化合价为+1价，水中氢元素的化合价为+1价，而氧元素的化合价没有发生变化，故反应前后碳元素、氢元素的化合价发生改变，说法正确，符合题意；
D、由微观示意图可知，该反应为二氧化碳与氢气在一定条件下反应生成甲醇和水，化学方程式为，则参与反应的与的分子个数之比为，说法错误，不符合题意。
故选：C。
5.某班同学在探究制取O2的多种方法时，通过查阅资料得知过氧化钠(Na2O2)能与H2O反应生成O2。为测定实验室中某过氧化钠样品的纯度(质量分数)，他们将2g该样品与足量水反应(反应原理为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，杂质不参与反应)，并测得生成气体的质量与时间的关系如图所示。请完成下列题目：
(1)生成氧气的质量是 g。
(2)计算该样品中过氧化钠的质量分数。
【答案】(1)0.32
(2)解：设该样品中过氧化钠的质量分数为x
x=78%
答：该样品中过氧化钠的质量分数为78%。
6.纳米铝粉作为火箭固体推进剂具有广阔的应用前景。一种纳米铝粉的制备与应用的过程如图所示。
(1)中铝、氧元素的质量比为 (填最简整数比)。
(2)反应1的化学方程式为，则的化学式为 。
(3)反应2在480℃以上时，发生的主要反应为。该反应中，若有发生反应，计算生成的质量是多少。(写出计算过程)
(4)纳米铝粉在储存过程中会与氧气反应生成，从而导致推进剂失效。若纳米铝粉中约有质量分数为的纳米铝粉被氧化，则此时的固体粉末中铝元素的质量分数为 (结果精确至0.1%)，保存纳米铝粉的方法是 。
【答案】(1)
(2)LiCl
(3)解：设生成H2的质量是x
答：生成H2的质量是3kg。
(4) 92.6% 密封保存
【详解】（1）Al2O3中铝、氧元素质量比为。
（2）根据质量守恒定律，反应前后原子种类和数目不变。反应前Al、Cl、Li、H原子个数分别为4、3、3、12，反应后除3X外Al、Cl、Li、H原子个数分别为4、0、0、12，所以3X中含有3个Li原子和3个Cl原子，X中含有1个Li原子和1个Cl原子，X的化学式为LiCl。
（3）见答案。
（4）纳米铝粉与氧气反应生成Al2O3，化学方程式为。设纳米铝粉的质量为100g，其中9%的纳米铝粉被氧化，设生成Al2O3的质量为y，则
y=17g
则此时的固体粉末中铝元素的质量分数为
因为纳米铝粉易被氧化，所以保存方法是密封（或隔绝氧气，合理即可）。
7.海洋资源的综合利用是解决人类社会资源短缺的重要途径之一。工业上可通过电解饱和食盐水制取氢氧化钠，化学方程式为
(1)H2O中氢、氧元素的质量比为 。
(2)若要制取8kg氢氧化钠，至少需要氯化钠的质量是多少？（写出计算过程）
【答案】(1)1:8
(2)解：设制取8kg氢氧化钠，至少需要氯化钠的质量为x。
答：制取8kg氢氧化钠，至少需要氯化钠的质量为11.7kg。
【详解】（1）根据化合物中各元素质量比等于各原子的相对原子质量乘以原子个数之比。则氢、氧元素的质量比为(1×2):（16×1）= 1:8。故本问答案为：1:8。
（2）见答案。
8.芯片被称为现代工业的粮食，在科技创新领域我国正阔步前行，厚积薄发。
(1)我国某科技有限公司正式量产第一代微型高光谱MEMS芯片，填补了国内在这个高精尖领域的空白，该芯片广泛采用硅（Si）作为晶圆衬底材料，硅（Si）生产过程如图所示：
①“冶炼炉”中发生的反应是：，其中化合价发生改变的元素是 。
②粗硅在“转化炉”中的反应是： ；加入的HCl可命名为 。
③三氯硅烷（）和氢气在“纯化炉”中反应获得超纯硅，该反应的化学方程式是 。
(2)我国已经推出了3nm芯片蚀刻机。芯片蚀刻过程中，三氟化氮气体与硅反应时生成的物质均为气体，其微观反应示意图如图。下列描述不正确的是______。
A．从守恒关系看：反应前后原子种类数目不变
B．从物质构成看：甲、乙、丙、丁四种物质均由分子构成
C．从宏观组成看：甲和丙的组成元素不相同
D．从表示方法看：反应的化学方程式为
【答案】(1) 氯化氢
(2)BD
【详解】（1）①，反应前二氧化硅中硅元素的化合价为+4价、碳中碳元素的化合价为0价，反应后硅中硅元素的化合价为0价、一氧化碳中碳元素的化合价为+2价，而氧元素的化合价没有发生改变，故化合价发生改变的元素是；
②根据质量守恒定律，化学反应前后原子种类及数目不变，反应前有1个硅原子、3个氢原子和3个氯原子，反应后有1个硅原子、1个氢原子和3个氯原子，缺少2个氢原子，1个氢分子由2个氢原子构成，故横线上应补充；加入的HCl可命名为氯化氢；
③由流程图可知，三氯硅烷与氢气在高温条件下反应生成硅和氯化氢，化学方程式为；
（2）A、根据质量守恒定律，化学反应前后原子种类及数目不变，说法正确，不符合题意；
B、由微观示意图可知，甲为三氟化氮、乙为硅、丙为四氟化硅、丁为氮气，其中三氟化氮、四氟化硅、氮气均由分子构成，硅由硅原子构成，说法错误，符合题意；
C、由微观示意图可知，甲为三氟化氮，三氟化氮由氮元素、氟元素组成；丙为四氟化硅，四氟化硅由氟元素和硅元素组成，故甲和丙的组成元素不相同，说法正确，不符合题意；
D、由微观示意图可知，该反应为三氟化氮（气体）与硅在一定条件下反应生成四氟化硅和氮气，化学方程式为，说法错误，符合题意。
故选：BD。
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