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浙教版八下科学第三章 空气与生命
3.3化学方程式
知识点一 质量守恒定律
1、概念：在化学反应中，参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。
2、实质：参加反应的各物质分子分解成原子，原子重新组合成新的分子的过程。反应前后元素的种类没变；原子的种类和数量都没有改变，原子间只是进行重新组合，因此反应前后各物质的质量总和必然相等。
3、理解：五个不变，两个一定改变，一个可能改变：
质量守恒定律的应用：（1）求反应物与生成物的质量（2）反应物或生成物的化学式（3）判断是否全部反应
注意：蜡烛燃烧虽然质量为0也满足质量守恒。
知识点二 化学方程式
1、定义：用物质的化学式表示化学反应的式子(能直接反映质量守恒定律)。
例如：碳在氧气中点燃 磷在氧气中点燃 双氧水的分解
2、化学方程式表示的意义：
①、表示什么物质参加反应，结果生成了什么物质。
②、表示反应在什么条件下进行。
③、表示各物质之间原子和分子的个数比。
④、表示反应物、生成物各物质间的质量比。（结合上面化学方程式说明）
3、化学方程式的读法：
“+”读作“和”、“与”或“跟”，“===”读作“生成”
4、化学方程式的书写：
（1）书写原则：（1）以客观事实为依据；（2）遵循质量守恒定律。
（2）书写规则：左写反应物，右写生成物；写对化学式，系数要配平；中间连等号，条件须注明，气体和沉淀。
5、化学方程式的配平：反应前后原子种类和数目保持不变
注意点：配平时只要在化学式前加数字（即化学计量数），不能改变化学式
常见的方法：
(1)最小公倍数法
如：配平Al + Fe3O4 → Fe + Al2O3
求出每一种原子在反应前后的最小公倍数；
使该原子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。
第一步：配平氧原子 Al + 3Fe3O4 → Fe + 4Al2O3
第二步：配平铁和铝原子 8Al + 3Fe3O4 → 9Fe + 4Al2O3
第三步：配平的化学方程式： 8Al + 3Fe3O49Fe + 4Al2O3
观察法
如：配平H2O + Fe →Fe3O4 + H2
从化学式较复杂的一种生成物推求有关反应物化学式的化学计量数和这一生成物的化学计量数；
根据求得的化学式的化学计量数，再找出其它化学式的倾泄计量数，这样即可配平。
第一步：配平氧原子 4H2O + Fe →Fe3O4 + H2
第二步：配平氢原子、铁原子 4H2O + 3Fe →Fe3O4 + 4H2
第三步：配平后的化学方程式： 4H2O + Fe Fe3O4 + 4H2
(3)奇数配偶法
如：配平FeS2 + O2 → Fe2O3 + SO2
适用条件：方程式中所配元素的原子个数的奇数只出现一次。
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。
第一步：在Fe2O3前乘2 FeS2 + O2 → 2Fe2O3 + SO2
第二步：配平铁原子 4FeS2 + O2 → 2Fe2O3 + SO2
第三步：配平硫原子 4FeS2 + O2 → 2Fe2O3 + 8SO2
第四步：配平氧原子。配平后的化学方程式为：4FeS2 + 11O22Fe2O3 + 8SO2
归一法
如：配平：
适用条件：如大多数碳氢化合物或含碳氢氧的化合物与氧气的反应，以及某些分解反应。
先设定的系数为1，则确定CO2的系数为2，H2O的系数为3。
因为方程式右边氧原子总数为7，中有一个氧原子，可确定O2的系数为3。
配得结果为
知识点三 依据化学方程式进行计算
1、由于化学方程式能表示反应前后各物质的质量关系，因此可以利用化学方程式计算化学反应中各成分的 质量 。
2、根据化学方程式计算的一般步骤：设未知量→写出 化学方程式 →写出相关物质的 相对分子质量 和已知量→列出 比例式 、求解→对问题做出简明回答。
题型一 质量守恒定律
例1．2022年4月，浙江余姚某公司发生硫化氢气体泄漏事故，造成3名伤员因抢救无效死亡。硫化氢在空气中燃烧时的微观示意图如图所示：下列说法正确的是（　　）
A．硫化氢中硫的化合价是+4价
B．生成的气体中硫、氧元素的质量比为1：2
C．上述反应是置换反应
D．该反应前后没有发生改变的粒子是原子
【答案】D
【解析】【分析】 根据硫化氢在空气中燃烧时的微观示意图写出方程式，根据方程式的意义、化合价原则、微粒的变化等分析有关的说法。
【解答】 由硫化氢在空气中燃烧时的微观示意图可写出方程式为：2H2S+3O22SO2+2H2O。
A.硫化氢中硫的化合价是-2价，故A错误；
B.生成的有毒气体是二氧化硫，二氧化硫中硫、氧元素的质量比为32：（16×2）=1：1，故B错误；
C.上述反应的生成物是两种化合物，不符合置换反应的特点，故C错误；
D.由微粒的变化可知，该反应前后没有发生改变的粒子是原子，故D正确。
故选D。
例2． “神舟六号”载人飞船的成功发射与回收，表明我国的载人航天技术已经达到了国际领先水平。在飞船的火箭推进器中常装有液态肼(用A表示)和过氧化氢 ，它们混合时的反应化学方程式为 则肼(A)的化学式为 (　　)
A． B． C． D．
【答案】B
【解析】【分析】 质量守恒定律是指参加化学反应的各物质的质量总和，等于反应后生成各物质的质量总和．从微观来说，该定律成立的原因是：“在化学反应前后，原子的种类、数目和质量三不变”。该定律的含义是：“宏观上的‘反应前后物质总质量、元素的种类、各元素质量’和微观上的‘原子的种类、原子的数目、原子的质量不变’六不变。
【解答】 由反应的化学方程式，反应前氮、氢、氧原子个数分别为0、4、4，反应后的生成物中氮、氢、氧原子个数分别为2、8、4，根据化学反应前后原子种类、数目不变，则每个A分子由2个氮原子和4个氢原子构成，则物质A的化学式为N2H4。
故答案为：B。
例3．关于化学方程式2H2＋O22H2O，四位同学表达了如下图所示的说法，其中错误的是(　　)。
A． B．
C． D．
【答案】A
【解析】【分析】化学反应的最小微粒是原子，在反应前后原子的种类和个数不变。
【解答】A、方程式系数表示的是数量比，不是质量比，质量比为1：8：9，故A符合题意；
B、氧气和氢气都只含有一种元素，都属于单质，故B不符合题意；
C、生成物只有一种，属于化合反应，故C不符合题意；
D、反应前后原子的种类和个数均不变，遵循质量守恒定律，故D不符合题意。
故答案为：A。
例4．将m克过氧化氢溶液和n克的二氧化锰混合加热，使之完全反应。
（1）若反应后容器中水的质量为a克，则可得氧气为　 　克；
（2）若得到剩余物b克，则可得氧气为　 　克。
【答案】（1）m-a
（2）m+n-b
【解析】【分析】（1）根据质量守恒定律可知，参加反应的过氧化氢的质量等于生成水的质量与氧气的质量之和；
（2）根据质量守恒定律可知，反应前后物质总质量的差就是生成氧气的质量，据此分析计算。
【解答】（1）根据质量守恒定律可知，参加反应的过氧化氢的质量等于生成水的质量与氧气的质量之和，所以生成氧气的质量为（m-a）克；
（2）根据质量守恒定律可知，反应前后物质总质量的差就是生成氧气的质量，即生成氧气的质量为 （m+n-b）克。
（1）若反应后容器中水的质量为a克，根据质量守恒定律，参加反应的过氧化氢的质量等于生成水的质量与氧气的质量之和，所以生成氧气的质量为（m-a）克；
（2）若得到剩余物b克，因为反应前过氧化氢溶液和二氧化锰的总质量为（m +n）克，根据质量守恒定律，生成氧气的质量为 （m+n-b）克。
题型二 化学方程式
例1． “三效催化转换器”能将汽车尾气中的有毒气体转为无毒气体。图为其反应的微观示意图，下列说法正确的是(　　)
A．反应前后原子的种类发生了改变
B．该反应属于置换反应
C．该反应能将有毒的NO2和CO气体转化为N2和CO2
D．参加反应的NO2和CO的个数比为2： 5
【答案】C
【解析】【分析】 根据变化微观示意图及粒子构成模拟图，利用分子由原子构成等特点，分析反应生成物，写出反应的方程式，根据方程式回答有关的问题。
【解答】 由微观反应示意图可知，在“三效催化转换器”作用下，一氧化碳和二氧化氮反应生成二氧化碳和氮气，该反应的化学方程式：。
A.由质量守恒定律可知，化学反应前后，原子的种类不变，故A错误；
B.该反应的反应物均为化合物，因此该反应不属于置换反应，故B错误；
C.该反应能将有毒的NO2和CO气体转化为N2和CO2，故C正确；
D.由化学方程式可知，参加反应的NO2和CO的个数比为2：4=1：2，故D错误。
故选C。
例2．含铬废水对环境污染极大，处理过程中的一个反应方程式为 其中X 的化学式是 (　　)
A． B． C．Cr2O3 D．
【答案】B
【解析】【分析】根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类、原子的个数不变，则可得出X的化学式。
【解答】根据质量守恒定律可知，反应前后原子的种类没有改变，数目没有增减。反应前已知的原子及个数：铁原子6个、硫原子13个、氧原子52个、氢原子14个；反应后原子及个数：铬原子2个、硫原子13个、氧原子59个、铁原子6个、钾原子2个、氢原子14个，故可知一个X分子中含有2个钾原子、2个铬原子和7个氧原子，故物质X的化学式为K2Cr2O7。
故答案为：B。
例3．如图为某化学反应的微观示意图，下列说法正确的是（　　）
A．甲是有机物，化学式为CH
B．丙物质由碳原子和氧原子构成
C．甲在反应中体现出氧化性
D．参加反应的甲、乙的分子个数比为2∶5
【答案】D
例4．下列指定反应的化学方程式书写正确的是（　　）
A．白磷在空气中燃烧：
B．铁粉在氧气中燃烧：
C．甲烷在空气中燃烧：
D．氢氧化钠和硫酸铜反应：
【答案】C
【解析】【分析】根据质量守恒定律，反应前后原子的种类和个数不变。书写化学方程式时，反应物中有气体，生成物中气体不用标气体符号。【解答】A、白磷在氧气中燃烧生成五氧化二磷，化学方程式为，故A错误；
B、铁粉在氧气中燃烧生成四氧化三铁，化学方程式为，故B错误；
C、甲烷在氧气中燃烧生成二氧化碳和水，化学方程式为，故C正确；
D、氢氧化钠与硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠，化学方程式为，故D错误。
故答案为：C。
题型三 依据化学方程式进行计算
例1． 乙醇发生不完全燃烧，可表示为： 假设得到燃烧产物CO、CO2、H2O的总质量为25.2g，其中 H2O为10.8g，则产物中CO的质量为 (　　)
A．5.60g B．6.53g C．16.8g D．不确定的
【答案】A
【解析】【分析】根据反应的化学方程式可确定反应中生成水与生成一氧化碳的质量关系，利用这一质量关系可由生成水的质量计算产生中一氧化碳的质量。
【解答】 设产生中CO的质量为x，
C2H5OH+ 5O2= 2CO+2CO2 +6H2O
56 108
X 10.8g
x=5.6g
故答案为：A。
例2．实验室常用过氧化氢溶液与二氧化锰混合制取氧气。某化学探究小组将常见气体制备装置置于电子天平上进行相关的实验，测得数据如下流程所示：
（1）当反应结束后，过滤，洗涤并烘干滤渣，称得滤渣的质量为　 　g；
（2）根据质量守恒定律，反应生成氧气的质量为　 　g；
（3）请计算参加反应的过氧化氢的质量，并要求写出必要的计算过程。
【答案】（1）1.0
（2）1.6
（3）解：设参加反应的过氧化氢的质量为x
2H2O22H2O+O2↑
68 32
x 1.6g
x=3.4g
答：参加反应的过氧化氢的质量为3.4g
【解析】【分析】（1）二氧化锰是催化剂，反应前后质量不变。
（2）氧气会从体系中逸出，所以减少的质量即为氧气的质量。
（3）根据化学方程式，由氧气的质量计算过氧化氢的质量。
【解答】（1）过氧化氢是溶液，反应生成水和氧气，滤渣为二氧化锰，质量为1g。
（2）氧气的质量。
例3．加热20g高锰酸钾制取氧气，经一段时间后，称量剩余固体的质量为18.4g。计算：
（1）制得氧气的质量是多少？
（2）消耗了多少克高锰酸钾？
（3）若改用加热氯酸钾和二氧化锰混合物来制取等质量的氧气，需要多少克氯酸钾？（计算结果精确到0.01）
【答案】（1）由质量守恒定律可知，制得氧气的质量为：20g-18.4g=1.6g。
（2）解：设参加反应的KMnO4质量为x
x=15.8g
答：消耗了15.8克高锰酸钾。
（3）解：设所需氯酸钾质量为y
y=4.08g
答：需要4.08克氯酸钾。
【解析】【分析】（1）氧气的质量等于反应前后固体的质量差。
（2）根据氧气的质量，通过化学方程式计算高锰酸钾的质量。
（3）根据氧气的质量，通过化学方程式计算氯酸钾的质量。【解答】（1）加热20g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、氧气，化学方程式为：，经一段时间后，称量剩余固体的质量为18.4g，由质量守恒定律可知，制得氧气的质量为：20g-18.4g=1.6g。
（1）加热20g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、氧气，化学方程式为：，经一段时间后，称量剩余固体的质量为18.4g，由质量守恒定律可知，制得氧气的质量为：20g-18.4g=1.6g。
（2）制得氧气的质量为1.6g，据此可通过化学方程式计算出消耗了多少克高锰酸钾，详见答案。
（3）氯酸钾在二氧化锰催化作用、加热条件下分解生成氯化钾、氧气，化学方程式为：，制得1.6g氧气，据此可通过化学方程式计算所需氯酸钾的质量，详见答案。
例4．在煤中加入适量的生石灰(CaO)制成供居民采暖用的“环保煤”，以减少二氧化硫的排放，减弱二氧化硫对空气的污染。燃烧时生石灰吸收二氧化硫的化学方程式为：
2CaO+mSO2+O2mCaSO4
请回答下列问题：
（1）m值是　 　。
（2）该反应属于基本反应类型中的　 　。
（3）若煤厂一次共加入含氧化钙80%的生石灰1400吨，则理论上最多可吸收二氧化硫
　 　吨。
【答案】（1）2
（2）化合反应
（3）1280吨
【解析】【分析】（1）根据质量守恒定律，化学反应前后，原子种类不变，原子数目不变。
（2）由两种或两种以上的物质生成一种物质的反应叫做化合反应。
（3）根据化学方程式计算
【解答】（1）反应前，钙原子数目2个，所以反应后钙原子数目也是2个，所以m=2，故答案为：2
（2）三种反应物反应生成一种生成物，属于化合反应，故答案为：化合反应
（3）解：设最多可吸收二氧化硫的质量为x
2CaO + 2SO2 + O2 2CaSO4
112 128
80%×1400吨 x
112∶128 = 80%×1400吨 ∶x x=1280吨 故答案为：1280吨
一、单选题
1．以下是某化学反应的微观示意图 (○、○分别表示不同元素的原子)。下列对图示反应的理解不正确的是 （　　）
A．反应物和生成物中共含有两种元素
B．参加反应的物质分子个数之比为2：1
C．反应物和生成物中只有一种单质
D．反应前后元素种类不变
【答案】C
【解析】【分析】 依据图示及有关说明可假设：用x元素表示，用y元素表示，然后依据反应前后物质分子的结构书写出该过程的反应方程式，即2x2+y2=2x2y，据此对选项进行分析探讨即可。
【解答】 A.由图示可以看出该反应中共有两种元素参与，故A正确不合题意；
B.由该反应的方程式2x2+y2=2x2y可以看出，参加反应的物质分子个数之比为2：1，故B正确不合题意；
C.从图示情况可以看出该反应的反应物是两种单质，而生成物是一种化合物，故C错误符合题意；
D.由微粒的变化可知，反应前后原子的种类不变，元素的种类也不变，故D正确不合题意。
故选C。
2．科学家最近开发出了一种捕获二氧化碳并将其转化为甲烷的创新方法，如图所示是该反应的微观示意图，下列说法中不正确的是（　　）
A．镍催化剂在反应前后质量不变
B．反应物和生成物中都有有机物
C．反应前后原子种类和原子个数均不变
D．参加反应的CO2和H2的分子个数比为1：4
【答案】B
【解析】【分析】有机物：含碳化合物，除了碳的氧化物、碳酸和碳酸盐。
【解答】A、镍是反应的催化剂，能加快反应的速度，但反应前后质量和化学性质保持不变，故A不符合题意；
B、反应物是二氧化碳和氢气，生成物是甲烷和水，反应物中没有有机物，故B符合题意；
C、由质量守恒定律可知，化学反应前后原子的种类和个数保持不变，故C不符合题意；
D、方程式为，可知参加反应的CO2和H2的分子个数比为1：4，故D不符合题意。
故答案为：B。
3．中国空间站已实现有人长期驻留，空间站的水气整合系统利用“萨巴蒂尔反应”，利用镍作为催化剂，将CO2转化为CH4和水蒸气，配合O2生成系统可实现O2的再生。如图为将CO2转化成水的微观示意图，据此分析正确的是
A．生成物都是氧化物
B．反应前后镍的质量和化学性质不变
C．反应前后原子的种类改变
D．参加反应的甲、乙物质的质量比为1：22
【答案】B
【解析】【分析】氧化物：含有两种元素，其中一种元素为氧元素的化合物。
【解答】A、生成物为和，中不含氧元素，不属于氧化物，故A错误；
B、镍是反应的催化剂，反应前后质量和化学性质不变，故B正确；
C、由质量守恒定律可知，化学反应前后，原子的种类和个数不变，故C错误；
D、方程式为，可知甲乙的质量比为，故D错误。
故答案为：B。
4．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，下列说法错误的是（　　）
A．甲、丙一定是生成物 B．乙一定是该反应的催化剂
C．丁一定是化合物 D．该反应一定是分解反应
【答案】B
【解析】【分析】A、根据反应后质量分数增加的物质为生成物分析；
B、根据反应前后质量不变的物质可能是催化剂，也可能是杂质未参与反应分收入
C、根据分解反应的反应物一定是化合物分析；
D、根据“一变多”的反应为分解反应分析。
【解答】化学反应前后物质质量总和不变，反应后物质质量分数增加，则该物质为反应物，反应后质量分数减小，是为生成物，质量分数改变之比即为物质质量之比。
A、 甲、丙反应后质量分数增加，为生成物，不符合题意；
B、 乙反应后质量分数未变，则可能是该反应的催化剂，也可能是杂质，未发生反应 ，符合题意；
C、该反应为丁甲+丙，则丁一定是化合物，不符合题意；
D、 该反应一定是分解反应 ，不符合题意；
故选B。
5． 建设社会主义新农村的新目标之一是让农民饮用清洁的自来水。 自来水消毒过程中常会发生甲、乙两个化学反应，其反应的微观过程可用如图表示
下列说法正确的是 (　　)
A．宏观角度：生成物都是化合物
B．微观角度：反应物都是由原子构成
C．符号角度：D的化学式是 HClO
D．反应角度：反应前后分子个数一定改变
【答案】C
【解析】【分析】A.由多种元素组成的纯净物叫化合物；
B.根据物质组成的知识判断；
C.根据模型图确定D的化学式；
D.根据反应的方程式判断。
【解答】根据模型图得到：
甲：；
乙：2HClO=2HCl↑+O2↑；
A.Cl2和O2都是单质，故A错误；
B.水由分子构成，故B错误；
C.D的化学式为HClO，故C正确；
D.根据甲方程式可知，反应前后分子数不变，故D错误。
故选C。
6．1.6g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，其中正确的是(　　)
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
A．①②⑤ B．①②⑥ C．①③⑥ D．①④⑤
【答案】B
【解析】【分析】在化学反应中遵循质量守恒定律，即反应前后元素的种类不变，原子的种类、个数不变。
【解答】根据1.6g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为：4.4g+3.6g-1.6g=6.4g；
4.4g二氧化碳中碳元素的质量为：，氧元素的质量为：4.4g-1.2g=3.2g；
3.6g水氢元素的质量为：，氧元素的质量为：3.6g-0.4g=3.2g；
分子中C、H的原子个数比为：。
由以上计算可知，该物质中含有碳元素和氢元素，不含有氧元素，分子中C、H的原子个数比为1：4。
故ACD错误，B正确。
故答案为：B。
7．已知A、B两种物质反应生成C：A+B=C。用7gA和2gB或4gA和5gB充分反应后都可以得到6gC。现取A、B固体混合物共9g，充分反应后得到7.5gC，此混合物中A、B的质量分别是 (　　)
A．6.5g、2g B．4g、5g C．3.5g、5.5g D．5g、4g
【答案】D
【解析】【分析】根据用7gA和2gB或4gA和5gB充分反应后都可以得到6gC，则一组是A过量，另一组是B过量。由A：B相对比例的变化可知，反应1中是A过量，反应2中是B过量，进行分析判断。
【解答】本题中两组反应（反应1：7gA+2gB；反应2：4gA+7gB）都得到6gC，可见一组是A过量，另一组是B过量。由A：B相对比例的变化，可知反应1中是A过量，反应2中是B过量，则可得4gA和2gB能恰好完全反应得6gC；即A和B的质量比为4g：2g=2：1。当A、B恰好反应得到7.5gC时，需要A的质量为；B的质量为。9g混合物要得到7.5gC，需要B恰好为2.5gB或A恰好5g，故有两种可能：A=6.5g，B=2.5g或A=5g，B=4g。
故答案为：D。
8．下列各组内的有机物等分子数燃烧时所消耗氧气质量相等的是 (　　)
A．C2H2，C6H6 B．C3H8，C3H6
C．C2H4，C2H5OH D．CH3CHO，C2H4
【答案】C
【解析】【分析】根据化学反应前后原子的种类和数目不变，元素的种类不变来分析。
【解答】1个碳原子能够和2个氧原子结合成1个二氧化碳分子，2个氢原子能够和1个氧原子结合成1个水分子；
A.1个C2H2分子完全燃烧消耗氧气的原子个数是5个，1个C6H6分子完全燃烧消耗氧气的原子个数是15个，故A不符合题意。
B.1个C3H8分子完全燃烧消耗氧气的原子个数是10个，1个C3H6分子完全燃烧消耗氧气的原子个数是9个，故B不符合题意。
C.1个C2H4分子完全燃烧消耗氧气的原子个数是6个，1个C2H5OH分子完全燃烧消耗氧气的原子个数是6个，故C符合题意。
D.1个CH3CHO分子完全燃烧消耗氧气的原子个数是5个，1个C2H4分子完全燃烧消耗氧气的原子个数是6个，故D不符合题意。
故答案为：C。
9．中国芯片蚀刻技术国际领先。进行硅芯片蚀刻时的产物均为气体，在蚀刻物表面不留任何残留物。该反应微观示意图如图，下列说法正确的是（　　）
A．物质丁由2个原子构成
B．物质甲、乙是由分子构成
C．物质丁在空气中的质量分数为
D．参加反应的原子种类没有变
【答案】D
【解析】【分析】原子构成分子，分子构成物质；原子也可以直接构成物质。【解答】A、由图可知，物质丁是氮气，一个氮气分子由2个原子构成，故A错误；
B、物质甲为NF3，该物质是由氟化氮分子构成；物质乙是硅，硅是由硅原子构成，故B错误；
C、物质丁是氮气，氮气在空气中的体积分数约为78%，故C错误；
D、根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类不变，故D正确。
故答案为：D。
10．a g A物质、b g B物质和c g C物质在某密闭容器中发生如下反应：，若充分反应后，容器中物质为混合物，则生成D物质的质量（　　）
A．等于g B．不小于g
C．小于g D．不大于g
【答案】D
【解析】【分析】由质量守恒定律可知，参加反应的反应物的总质量等于反应生成的生成物的总质量。【解答】根据质量守恒定律，若所有物质完全反应，则生成D的质量为（a+b+c）g，若有部分物质没有反应完，则D的质量小于（a+b+c）g，故生成的D的质量不大于（a+b+c）g。
故答案为：D。
二、填空题
11．实验室常用溶质质量分数为6%的H2O2溶液（MnO2作催化剂）制取氧气。
（1）制取氧气（装置如图所示）
①用H2O2制取O2的化学方程式　 　，可选择的发生装置为　 　。
②用D装置收集氧气，气体应从导管　 　（“a”或“b”）端通入。
（2）拓展延伸
若直接用30%的H2O2溶液制取氧气，反应速率太快，为获得平稳的气流，如图所示发生装置能达到最佳效果的是　 　（填标号）。
【答案】（1）2H2O22H2O+O2↑；B；a
（2）G
【解析】【分析】（1）密度小于空气的气体使用排空气法收集时，应短进长出，密度大于空气的气体应长进短出。
（2）分液漏斗可以控制液体的流速，从而控制反应速率；H中双氧水已经和二氧化锰混合，反应已开始。
【解答】（1）双氧水制取氧气时，二氧化锰是催化剂，方程式为：2H2O22H2O+O2↑。
双氧水是液体，所以应选择的发生装置是B。
氧气的密度大于水的密度，所以应采用向上排空气法收集，即从a端通入氧气。
（2）为了平稳气流，即减慢反应的速度，应稀释双氧水，应采用分液漏斗，控制双氧水流下的速度。
故答案为：G。
12．已知金属镁可以在某种气体中燃烧，用化学方程式表示为：2Mg+X2MgO+C，则X的化学式为　 　；若参加反应的金属镁质量为m1，完全反应后生成碳的质量为m2，则m1　 　m2（填＞、=、＜）。
【答案】CO2；＞
【解析】【分析】化学反应中最小的微粒是原子，化学反应都符合质量守恒定律。
【解答】由质量守恒定律可知，反应前后原子的种类和个数不变，故X为。
2Mg+2MgO+C
48 12
，可知。
13．（1）制腈纶的原料是丙烯腈，丙烯腈的分子结构如图所示，则丙烯腈的化学式是　 　。
（2）丙烯腈（X）是丙烯（C3H6）经过氨氧化后制得，其主要反应的化学方程式为：，则Y的化学式是　 　。
【答案】（1）（C、N、H顺序调换也对）
（2）H2O
【解析】【分析】（1）分子由原子构成，对照分子的结构图判断分子的化学式。
（2）根据化学反应前后原子的种类和个数保持不变确定X和Y的化学式。【解答】（1）由图可以看出，一个丙烯腈分子是由3个碳原子、3个氢原子和1个氮原子构成的，所以丙烯腈的化学式为：C3H3N。
故答案为：C3H3N。
（2）由质量守恒定律：化学反应前后，原子的种类、数目都不变，丙烯腈X的化学式为：C3H3N，由反应的化学方程式：可以知道，反应前碳、氮、氢、氧原子的个数分别为6、2、18、6，反应后的生成物中碳、氮、氢、氧原子的个数分别为6、2、6、0，根据反应前后，原子种类、数目不变，6Y中含有12个氢原子和6个氧原子，则每个Y分子由2个氢原子和1个氧原子构成，则Y的化学式为H2O。
故答案为：H2O。
（1）由图可以看出，一个丙烯腈分子是由3个碳原子、3个氢原子和1个氮原子构成的，所以丙烯腈的化学式为：C3H3N。故填：C3H3N；
（2）由质量守恒定律：化学反应前后，原子的种类、数目都不变，丙烯腈X的化学式为：C3H3N，由反应的化学方程式：可以知道，反应前碳、氮、氢、氧原子的个数分别为6、2、18、6，反应后的生成物中碳、氮、氢、氧原子的个数分别为6、2、6、0，根据反应前后，原子种类、数目不变，6Y中含有12个氢原子和6个氧原子，则每个Y分子由2个氢原子和1个氧原子构成，则Y的化学式为H2O。故填：H2O。
14．最近，“铬超标胶囊”事件引起社会强烈关注，实际上铬（Cr）的毒性与其价态及含量有关。铬及其化合物在生产生活中有很多的应用。
（1）有的铁制品如水龙头镀铬，可以耐锈蚀，铁制品镀铬、表面刷漆都能防止锈蚀的原理是　 　。
（2）酒精检测仪中使用了CrO3，CrO3中Cr的化合价为　 　。其检测原理为C2H5OH+4CrO3+6H2SO4=2Cr2（SO4）3+2X↑+9H2O，则物质X的化学式为　 　。
（3）铬是一种重要的金属材料．某同学把表面用砂纸打磨过的铬片放入稀盐酸中，观察到铬片表面有气泡缓慢产生．由此可判断：Cr　 　（填“能”或“不能”）跟硝酸银溶液反应。
【答案】（1）隔绝空气和水
（2）+6；CO2
（3）能
三、计算题
15．小红称取5.0g某品牌化肥(商标如图1)于烧杯中，加水完全溶解，滴入 溶液进行该化肥中( 含量的测定(杂质溶于水但不参加反应)。测定数据如表和图2所示。
滴入 Ba(OH)2溶液质量/g 50 100 150 200
生成沉淀质量/g 2.33 4.66 6.99 6.99
已知：
（1）坐标上的a 数值为　 　。
（2）通过计算发现该化肥属于　 　(填“合格”或“不合格”)产品。
（3）计算所用 溶液中的溶质质量分数。(写出计算过程)
【答案】（1）1.02
（2）不合格
（3）解：设氢氧化钡的质量分数为x，则
171 233
x×50g 2.33g
解得x=3.42%
【解析】【分析】（1）由表中数据可知，当加入氢氧化钡溶液的质量为150g时，产生沉淀的质量为6.99g，代入方程式计算氨气的质量。
（2）根据硫酸钡的质量计算硫酸铵的质量，在除以样品的质量，计算质量分数判断是否合格。
（3）第一次实验中加入的氢氧化钡溶液中的溶质一定被消耗完了，所以用第一组数据计算氢氧化钡溶液中溶质的质量分数。
【解答】（1）设生成氨气的质量为x
233 34
6.99g x
，解得x=1.02g。
（2）设硫酸铵的质量为y
132 233
y 6.99
，解得y=3.96g，则硫酸铵的质量分数为，不合格。
16． 常用燃烧法测定有机物的组成。现取2.3g某有机物在足量的氧气中完全燃烧， 生成4.4gCO2 和2.7 gH2 O。对该物质的组成有下列推断， 其中正确的是(　　)
①一定含 C、H 元素 ②一定不含 O 元素 ③可能含 O 元素 ④一定含O 元素⑤分子中C、H的原子个数比为2：5 ⑥分子中C、H、O的元素质量比为12：3：8
A．①②⑤ B．①④⑥ C．①③⑤ D．①④⑤
【答案】B
【解析】【分析】化合物中元素的质量=元素的质量分数×化合物的质量。
【解答】 ①由质量守恒定律可知，有机物中一定含有碳氢两种元素，故①正确；
②③④ 二氧化碳中碳元素的质量为，水中氢元素的质量为，则碳、氢元素的质量之和为1.5g，小于2.3g，所以有机物中含有氧元素，质量为，故②③错误，④正确；
⑤分子中C、H的原子的个数比，故⑤错误；
⑥分子中C、H、O的元素质量比为，故⑥正确。
故答案为：B。
17．某兴趣小组为测定实验室中一瓶久置的双氧水溶液中过氧化氢溶质的质量分数，进行了以下测验，实验测得相关数据如图所示：问：
（1）反应生成氧气的质量为　 　g。
（2）请通过计算求出该过氧化氢溶液中溶质质量分数　 　；
【答案】（1）1.6
（2）5%
【解析】【分析】（1）实验前总质量减去实验后剩余质量等于氧气的质量。
（2）通过氧气的质量，借助化学方程式计算过氧化氢中溶质的质量，再用溶质质量除以溶液质量计算溶质的质量分数。【解答】（1）由质量守恒定律可知，产生氧气质量为68.0g+1.0g-67.4g=1.6g。
（2）设原过氧化氢溶液中过氧化氢的质量为x，
x=3.4g，则原溶液中溶质的质量分数=5%。
（1）由质量守恒定律可知，产生氧气质量为68.0g+1.0g-67.4g=1.6g；
（2）设原过氧化氢溶液中过氧化氢的质量为x，
x=3.4g，
则原溶液中溶质的质量分数=5%。
18．实验室制取氧气时，某同学取质量为15.0g的氯酸钾和二氧化锰的固体混合物加热，固体质量与反应时间的关系如图甲所示。
（1） τ0 τ11时段固体质量不变，是因为　 　。
（2）t1时，制得氧气质量是　 　克。
（3）t2时MnO2的质量为多少 (写出计算过程)
【答案】（1）温度没有达到分解的温度
（2）4.8
（3）解：设原固体混合物中氯酸钾的质量为x
2KClO3 = 2KCl+3O2↑。
245 96
x 4.8g
解得：x=12.25g
由于二氧化锰是该反应的催化剂，质量不变，所以t5时MnO2的质量为则二氧化锰的质量为15.0g-12.25g=2.75g。
【解析】【分析】根据质量守恒定律可知，过程中质量的减少是因为生成了氧气，所以可以求算氧气的质量，根据氧气的质量和对应的化学方程式求算原固体混合物中氯酸钾的质量。
【解答】 （1）由于氯酸钾分解要达到一定的温度，t0～t1 时段固体质量不变，是因为温度没有达到分解的温度；
（2）由质量守恒定律可得，t4 时，制得氧气质量是：15.0g-10.2g=4.8g。
19．为测定实验室中氯酸钾样品(杂质不参与反应)的纯度，取一定量该样品进行加热，不同时刻固体质量数据如图所示。
（1）t1时刻产生的氧气质量是　 　。
（2） t3——t4时段剩余固体质量不变的原因　 　。
（3）列式计算该样品中氯酸钾的纯度
【答案】（1）1.68克
（2）氯酸钾已反应完全
（3）氧气质量=6.5 克-4.58克=1.92克
设反应掉氯酸钾的质量为x
245 96
x 1.92克
245/x=96/1.92 克
x=4.9克
克/5 克×100%=98%
【解析】【分析】根据氯酸钾加热生成氯化钾和氧气，因此固体减少的质量即生成氧气的质量分析数据计算；
【解答】（1）根据题意， t1时刻产生的氧气质量是
（2） 根据分析可知氯酸钾分解氧气即固体质量减少，因此t3——t4时段剩余固体质量不变的原因 是 氯酸钾已反应完全 ；
（3）根据题意可知最终生成的氧气质量用反应前总质量减去最终剩余固体的质量即 6.5 克-4.58克=1.92克 ，带入化学方程式利用质量关系比计算。
20．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1所示，请回答下列问题：
（1）t0~t1和 t4~t5时段固体质量都不变，为什么
（2）请根据图中数据计算高锰酸钾的质量 x为多少 (写出计算过程)
（3）请在图2坐标中，画出固体中锰元素质量在 t0~t5时段变化示意图。
【答案】（1）根据图中信息可知：t0t1时段固体质量不变，是因为反应还未进行；t4-t5时段固体质量不变，是因为反应已进行完全。
（2）由图像可知该反应生成的氧气质量是3.2g，
2KMnO4K2MnO4 + MnO2 + O2↑
316 32
x 3.2g
X=31.6g
（3）31.6g高锰酸钾中锰元素的质量是 故锰元素质量在 t4~t5时段变化示意图如图所示。
【解析】【分析】（1）根据高锰酸钾需温度达到一定时才能发生分解反应生成氧气，当高锰酸钾完全反应后氧气质量不再增加分析；
（2）根据生成氧气质量及方程式中物质间质量关系计算高锰酸钾质量分析；
（3）根据反应前后锰元素始终存在于固体中，质量不变分析。
【解答】（1）高锰酸钾需温度达到一定时才能发生分解反应生成氧气，t0~t1段质量未变是由于反应还未发生，反应发生后氧气质量开始增加，t4-t5时段固体质量不变，是因为反应已进行完全。
（3）反应时只部分氧元素生成氧气逸出，锰元素仍在固体中，即反应前后固体中锰元素保持不变，始终是，由此画出图像。
故答案为：（1）根据图中信息可知：t0t1时段固体质量不变，是因为反应还未进行；t4-t5时段固体质量不变，是因为反应已进行完全；（2）31.6g；（3）。
21．实验室常用一定质量分数的过氧化氢溶液制取氧气。某同学实验前称得一定质量分数的过氧化氢溶液42.5克，加入1克MnO2，完全反应后称得剩余物质的质量总和为41.9克。计算：
（1）反应后MnO2的质量。
（2）反应中放出氧气的质量。
（3）实验中加入的过氧化氢溶液的质量分数。
【答案】（1）1g
（2）由质量守恒定律可知，反应产生氧气质量为42.5+1－41.9＝1.6g.
（3）解：设过氧化氢溶液质量分数为x
2H2O22H2O+ O2↑
68 32
42.5gx 1.6g
68：32=42.5gx：1.6g
x=8%。
【解析】【分析】（1）根据二氧化锰为催化剂反应前后质量不变分析；
（2）根据反应后容器内减少质量为生成氧气质量分析；
（3）根据氧气质量及方程式中物质间质量关系分析。
【解答】（1）反应后二氧化锰质量不变，仍为1克。
22．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）当前，原料气H2可用天然气来制取，理论上每生产1吨H2会同时产生5.5吨CO2。有科学家正在研究一种不生成CO2的新方法来制取原料气H2。若需要合成8.5万吨氨，改用新方法制取原料气H2可以减少排放多少万吨CO2
（3）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200亿吨的CO2，理论上可以将转化为几亿吨甲醇？(结果保留一位小数)。注：CO2+3H2=CH3OH+H2O，(反应条件略)
【答案】（1）氮气
（2）解：设需要的氢气的质量为x。
N2+3H22NH3
6 34
x 8.5万吨
x=1.5万吨
原料气H2可用天然气来制取，理论上每生产1吨H2会同时产生5.5吨CO2，
若需要合成8.5万吨氨改用新方法制取原料气H2可以减少排放CO2的质量为1.5万吨×5.5=8.25万吨。
答：可以减少排放CO2的质量为8.25万吨。
（3）解：设200亿吨的CO2生成甲醇的质量为x。
CO2+3H2=CH3OH+H2O
44 32
200亿吨 x
x≈145.5亿吨；
答：理论上可以转化为145.5亿吨甲醇。
【解析】【分析】（1）根据空气的分离分析；
（2）根据生成的氨气的质量和对应的化学方程式求算消耗的氢气的质量，进而推断减排的二氧化碳的质量；
（3）根据二氧化碳的质量结合化学方程式计算甲醇的质量。
【解答】 （1）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）。
23．学习完实验室制取氧气的方法后，山山和小组同学想参考该方法，用身边易得的材料设计并制作一台速度可调的家用制氧机。
【收集资料】
①相关反应的化学方程式：
②过碳酸钠分解的影响因素表
组别 温度设置 二氧化锰 水 过碳酸钠 10s收集的氧气体积
1 5℃ 5g 100mL 20g 22mL
2 25℃ 5g 100mL 20g 50mL
3 25℃ 5g 100mL 15g 40mL
【制氧机模型】
（1）项目化小组设计的一代产品如图，该产品可通过选择不同的水位线实现冬夏两季的制氧速度一致。根据小组收集资料分析，冬季水位线是　 　。
（2）小组利用该装置一次制得氧气32升，请计算所需过碳酸钠（Na2CO4）的质量。（氧气的密度取1.4g/L，结果保留两位小数）
（3）小组同学研讨改进设计了二代产品如图所示，指出二代产品的一个优点：　 　。
【答案】（1）b
（2）解：m(O2)=pV=44.8g 2H2O2=2H2O+O2↑ Na2CO4+H2O=Na2CO3+H2O2 所以
2Na2CO4~ O2↑
244 32
X 44.8g
x=341.6g
答：所需过碳酸钠（Na2CO4）的质量为341.6g。
（3）可以通过加料口以及注射器调节制氧速度；通过右侧浸入水中导管观察出氧速度；加料方便
【解析】【分析】 （1）根据夏季和冬季的温度差异，以及温度高或低时生成氧气的速率高低即可判断；
（2）根据质量守恒定律利用化学方程式即可求解；
（3）观察二代产品和一代的结构区别，即可得出优点。
【解答】 （1）由表格内容可知，温度高时，生成氧气的速度快，又由于夏季温度高，该反应为放热反应，故需要更多的水来吸热，即冬天的水更少，水位线为：b；
（3）可以通过加料口以及注射器调节制氧速度；通过右侧浸入水中导管观察出氧速度；加料方便
24．取 MnO 和KClO 的固体混合物25g，加热至恒重。在一定温度下，将残留的固体加入 12g水中，有12g固体未溶，再加入 5g水，仍有10g固体未溶，KCl在不同温度下的溶解度见右表。
温度(C) 0 20 40 60 80 100
溶解度(g) 28.0 34.4 40.3 45.8 51.1 56.3
（1）试通过计算分析原“10g固体未溶”中的固体成分是　 　。(要求写出过程)
（2）求原混合物中 KClO 的质量。
【答案】（1）若10g未溶固体全是二氧化锰，则氯酸钾的质量为：25g- 10g= 15g；则设可以生成氯化钾的质量为x，2KClO32KCl + 3O2↑245 14915g x .245：149=15克：X解得：x = 9.12g，假设12g水中溶解氯化钾后得到的溶液为饱和溶液，则此时氯化钾的溶解度为：[9.12g - (12g - 10g)]/12g×100g= 59.3g；而表格中给的氯化钾的溶解度即使是在100° C的水也只有56.3g，所以可以判断10g固体不可能全部是二氧化锰，即假设②成立。
（2）由题意可知，5g水可以溶解2g固体，因而12g水溶解了4.8g固体，所以“残留的固体“质量为： 12g+ 4.8g = 16.8g，根据质量守恒定律，可以知道生成氧气为：25g - 16.8g= 8.2g ；
设生成8.2g氧气需氯酸钾的质量为y，则 设生成8.2g氧气需氯酸钾的质量为y，则
2KClO32KCl + 3O2↑
245 96
y 8.2g
245 ：96 =y：8.2g
解得： y = 20.93g 解得：y=20.93g
答：原混合物中可能含有KClO3的质量为20.93g ；
【解析】【分析】 溶质的质量分数= (溶质质量/溶液质量)×100% = [溶质质量/ (溶质质量+溶剂质量)]×100% .
25．小金取氯酸钾与二氧化锰的混合物30g放在大试管中加热，过一段时间后，停止加热，冷却，称得剩余固体的质量为26.16g，然后继续加热，至不再有气体释放为止，第二次收集到的氧气为5.76g。
（1）共收集到O2多少克？
（2）原混合物中有多少克MnO2
（3）第一次加热后剩余的26.16g固体中含有几种物质？各多少克？
【答案】（1）9.6g
（2）解：设要生成9.6g氧气需要参加反应的氯酸钾的质量为X。
2KClO32KCl+3O2↑
245 96
X 9.6g
X=24.5g，
所以原混合物中MnO2质量为：30g-24.5g=5.5g；
（3）含有氯酸钾14.7g；氯化钾5.96g；二氧化锰5.5g
【解析】【分析】根据第一次加热后固体质量的减少量就是生成的氧气的质量，再加上第二次加热生成氧气的质量就是总的氧气的质量，根据氧气的质量算出氯酸钾的质量，用30g减去氯酸钾的质量就是二氧化锰的质量，再根据第一次加热产生的氧气质量，可算出第一次加热分解的氯酸钾的质量，再进一步算出其它量来。
【解答】 （1）根据固体质量的减少量就是生成氧气的质量，所以第一次加热后生成氧气质量为：30g-26.16g=3.84g，所以共收集到氧气：3.84g+5.76g=9.6g；
（3）根据题意可知第一次产生氧气质量为3.84g，设要生成3.84g氧气同时生成氯化钾的质量为Z则：
2KClO32KCl+3O2↑
149 96
Z 3.84g
Z=5.96g；
第一次加热后剩余的26.16g固体中含有二氧化锰，质量不变还是5.5g，还含有生成的氯化钾5.96g，还含有没反应的氯酸钾：26.16g-5.5g-5.96g=14.7g。
26．最近网络有一个很有趣的实验：用一定比例的过氧化氢溶液和碘化钾、洗洁精为原料，在量筒中混合后竟然出现了大量细腻的泡沫，因此形象的比喻为“大象牙膏”。此实验对过氧化氢溶液的溶质质量分数有一定要求。小军想通过设计实验测定所用过氧化氢溶液的溶质质量分数。分别准备两个烧杯，一个烧杯放入40g一定浓度的双氧水，另外一个烧杯放入20mL水、10mL 洗洁精和10mL饱和的碘化钾溶液。用电子天平称得水槽、量筒、烧杯和反应物的总质量为525.5g。将两个烧杯中的物质全部倒入量筒中，反应结束后，用电子天平称得水槽、量筒、烧杯和剩余物质总质量为519.1g。根据上述实验回答下列问题：
（1）写出检验产生气体的方法：　 　。
（2）请计算该样品中过氧化氢的质量分数
（3）该实验中，测出双氧水的溶质质量分数比标注的偏小，原因可能是　 　。(至少写出一条)
【答案】（1）用带火星木条靠近量筒口处的泡沫附近，若木条复燃，则证明是氧气
（2）由实验可知，反应后产生氧气质量为525.5g-519.1g=6.4g
设过氧化氢溶液质量分数为x
2H2O2=2H2O+O2↑
68 32
40gx 6.4g
68：32＝40gx：6.4g
x=34%
（3）部分氧气还残留在量筒内的泡沫中
【解析】【分析】（1）根据氧气的验证方法分析；
（2）根据反应后减少质量为生成氧气质量，利用方程式中物质间质量关系计算过氧化氢溶液的浓度分析；
（3）根据反应后氧气可能会残留在量筒内分析。
【解答】（1）过氧化氢分解会产生氧气，用用带火星木条靠近量筒口处的泡沫附近，若木条复燃，则证明是氧气；
（2）由实验可知，反应后产生氧气质量为525.5g-519.1g=6.4g
设过氧化氢溶液质量分数为x
2H2O2=2H2O+O2↑
68 32
40gx 6.4g
68：32＝40gx：6.4g
x=34%
（3）反应后装置内可能有氧气残留，若部分氧气还残留在量筒内的泡沫中，会使得结果偏小。
故答案为：（1）用带火星木条靠近量筒口处的泡沫附近，若木条复燃，则证明是氧气；（3） 部分氧气还残留在量筒内的泡沫中。
27．为测定实验室中氯酸钾样品(杂质不参与反应)的纯度，取一定量该样品进行加热，记录不同时刻固体质量数据，如图甲。氯酸钾制取氧气的化学方程式为：2KClO3 2KCl+3O2↑
（1）t1时刻产生的氧气质量是　 　。
（2）t3~t4时段剩余固体质量不变的原因　 　。
（3）计算该样品中氯酸钾的纯度。
（4）请在图乙中画出固体中二氧化锰质量在t1~t3时段的变化曲线。
【答案】（1）1.64克
（2）氯酸钾已完全分解
（3）解：设5克样品中含有氯酸钾的质量为x，
由图甲可知，氯酸钾完全分解生成的氧气质量m=5克+1克-4.68克=1.92克 ．
2KClO3 2KCl+ 3O2↑
245 　 　 96
x 　 　 1.92克
x=4.9克
氯酸钾的质量分数=4.9克/5克X100%= =98%
（4）
【解析】【分析】（1）根据质量守恒定律可知，生成氧气的质量等于反应前后固体质量的减小量；
（2）氯酸钾分解生成氯化钾和氧气，因此固体的质量会逐渐减小。当氯酸钾完全反应后，不再有氧气产生，因此固体的质量不再减小。
（3）将反应结束后固体的质量和原来的固体质量比较，从而计算出生成氧气的质量，写出氯酸钾反应的方程式，利用质量之间的比例关系计算出参加反应的氯酸钾的质量，最后根据计算出氯酸钾的质量分数即可。
（4）根据催化剂的性质分析解答。
【解答】（1）根据图甲可知，t1时刻生成氧气的质量为：5g+1.6g-4.96g=1.64g；
（2）t3~t4时段剩余固体质量不变的原因是：氯酸钾已完全分解；
（4）在反应过程中，二氧化锰为催化剂，它的质量和化学性质保持不变，如下图所示：
28．在煤中加入适量的生石灰（CaO）制成供居民采暖用的“环保煤”，以减少二氧化硫的排放，减弱二氧化硫对空气的污染．燃烧时生石灰吸收二氧化硫的化学方程式为：请回答下列问题：
（1）m的值是　 　；
（2）该反应属于基本反应类型中的　 　；
（3）若煤厂一次加入含氧化钙80%的生石灰1400t，则理论上最多可吸收二氧化硫多少吨？
【答案】（1）2
（2）化合反应
（3）设理论上最多可吸收二氧化硫质量为x
112 128
1400t × 80% x
112：128=(1400t × 80%)：x
x=1280t。
【解析】【分析】（1）根据化学反应前后原子种类不变分析；
（2）根据民“多变一” 的反应为化合反应分析；
（3）根据反应的氧化钙质量及方程式中物质间质量关系计算二氧化硫质量分析。
【解答】（1）化学反应前后原子种类不变，由方程式中所给钙原子个数可知，m值为2；
（2）该反应为多种物质生成一种物质，属于化合反应；
故答案为：（1）2；（2）化合反应；（3）1280t。
01 思维导图
02 基础知识
03 经典例题
04 强化提升
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浙教版八下科学第三章 空气与生命
3.3化学方程式
知识点一 质量守恒定律
1、概念：在化学反应中， 。
2、实质：参加反应的各物质分子分解成 ， 的过程。反应前后 的种类没变； 的种类和数量都没有改变，原子间只是进行重新组合，因此反应前后各物质的 总和必然相等。
3、理解：五个不变，两个一定改变，一个可能改变：
质量守恒定律的应用：（1）求反应物与生成物的质量（2）反应物或生成物的化学式（3）判断是否全部反应
注意：蜡烛燃烧虽然质量为0也满足质量守恒。
知识点二 化学方程式
1、定义：用物质的化学式表示化学反应的式子(能直接反映质量守恒定律)。
例如：碳在氧气中点燃 磷在氧气中点燃 双氧水的分解
2、化学方程式表示的意义：
①、表示什么物质参加反应，结果生成了什么物质。
②、表示反应在什么条件下进行。
③、表示各物质之间原子和分子的个数比。
④、表示反应物、生成物各物质间的质量比。（结合上面化学方程式说明）
3、化学方程式的读法：
“+”读作“和”、“与”或“跟”，“===”读作“生成”
4、化学方程式的书写：
（1）书写原则：（1）以客观事实为依据；（2）遵循质量守恒定律。
（2）书写规则：左写 ，右写 ；写对化学式，系数要配平；中间连 ， 须注明， 和 。
5、化学方程式的配平：反应前后原子种类和数目保持不变
注意点：配平时只要在化学式前加数字（即化学计量数），不能改变化学式
常见的方法：
(1)最小公倍数法
如：配平Al + Fe3O4 → Fe + Al2O3
求出每一种原子在反应前后的最小公倍数；
使该原子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。
第一步：配平氧原子 Al + 3Fe3O4 → Fe + 4Al2O3
第二步：配平铁和铝原子 8Al + 3Fe3O4 → 9Fe + 4Al2O3
第三步：配平的化学方程式： 8Al + 3Fe3O49Fe + 4Al2O3
观察法
如：配平H2O + Fe →Fe3O4 + H2
从化学式较复杂的一种生成物推求有关反应物化学式的化学计量数和这一生成物的化学计量数；
根据求得的化学式的化学计量数，再找出其它化学式的倾泄计量数，这样即可配平。
第一步：配平氧原子 4H2O + Fe →Fe3O4 + H2
第二步：配平氢原子、铁原子 4H2O + 3Fe →Fe3O4 + 4H2
第三步：配平后的化学方程式： 4H2O + Fe Fe3O4 + 4H2
(3)奇数配偶法
如：配平FeS2 + O2 → Fe2O3 + SO2
适用条件：方程式中所配元素的原子个数的奇数只出现一次。
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。
第一步：在Fe2O3前乘2 FeS2 + O2 → 2Fe2O3 + SO2
第二步：配平铁原子 4FeS2 + O2 → 2Fe2O3 + SO2
第三步：配平硫原子 4FeS2 + O2 → 2Fe2O3 + 8SO2
第四步：配平氧原子。配平后的化学方程式为：4FeS2 + 11O22Fe2O3 + 8SO2
归一法
如：配平：
适用条件：如大多数碳氢化合物或含碳氢氧的化合物与氧气的反应，以及某些分解反应。
先设定的系数为1，则确定CO2的系数为2，H2O的系数为3。
因为方程式右边氧原子总数为7，中有一个氧原子，可确定O2的系数为3。
配得结果为
知识点三 依据化学方程式进行计算
1、由于化学方程式能表示反应前后各物质的质量关系，因此可以利用化学方程式计算化学反应中各成分的 。
2、根据化学方程式计算的一般步骤：设未知量→写出 →写出相关物质的 和已知量→列出 、求解→对问题做出简明回答。
题型一 质量守恒定律
例1．2022年4月，浙江余姚某公司发生硫化氢气体泄漏事故，造成3名伤员因抢救无效死亡。硫化氢在空气中燃烧时的微观示意图如图所示：下列说法正确的是（　　）
A．硫化氢中硫的化合价是+4价
B．生成的气体中硫、氧元素的质量比为1：2
C．上述反应是置换反应
D．该反应前后没有发生改变的粒子是原子
例2． “神舟六号”载人飞船的成功发射与回收，表明我国的载人航天技术已经达到了国际领先水平。在飞船的火箭推进器中常装有液态肼(用A表示)和过氧化氢 ，它们混合时的反应化学方程式为 则肼(A)的化学式为 (　　)
A． B． C． D．
例3．关于化学方程式2H2＋O22H2O，四位同学表达了如下图所示的说法，其中错误的是(　　)。
A． B．
C． D．
例4．将m克过氧化氢溶液和n克的二氧化锰混合加热，使之完全反应。
（1）若反应后容器中水的质量为a克，则可得氧气为　 　克；
（2）若得到剩余物b克，则可得氧气为　 　克。
题型二 化学方程式
例1． “三效催化转换器”能将汽车尾气中的有毒气体转为无毒气体。图为其反应的微观示意图，下列说法正确的是(　　)
A．反应前后原子的种类发生了改变
B．该反应属于置换反应
C．该反应能将有毒的NO2和CO气体转化为N2和CO2
D．参加反应的NO2和CO的个数比为2： 5
例2．含铬废水对环境污染极大，处理过程中的一个反应方程式为 其中X 的化学式是 (　　)
A． B． C．Cr2O3 D．
例3．如图为某化学反应的微观示意图，下列说法正确的是（　　）
A．甲是有机物，化学式为CH
B．丙物质由碳原子和氧原子构成
C．甲在反应中体现出氧化性
D．参加反应的甲、乙的分子个数比为2∶5
例4．下列指定反应的化学方程式书写正确的是（　　）
A．白磷在空气中燃烧：
B．铁粉在氧气中燃烧：
C．甲烷在空气中燃烧：
D．氢氧化钠和硫酸铜反应：
题型三 依据化学方程式进行计算
例1． 乙醇发生不完全燃烧，可表示为： 假设得到燃烧产物CO、CO2、H2O的总质量为25.2g，其中 H2O为10.8g，则产物中CO的质量为 (　　)
A．5.60g B．6.53g C．16.8g D．不确定的
例2．实验室常用过氧化氢溶液与二氧化锰混合制取氧气。某化学探究小组将常见气体制备装置置于电子天平上进行相关的实验，测得数据如下流程所示：
（1）当反应结束后，过滤，洗涤并烘干滤渣，称得滤渣的质量为　 　g；
（2）根据质量守恒定律，反应生成氧气的质量为　 　g；
（3）请计算参加反应的过氧化氢的质量，并要求写出必要的计算过程。
例3．加热20g高锰酸钾制取氧气，经一段时间后，称量剩余固体的质量为18.4g。计算：
（1）制得氧气的质量是多少？
（2）消耗了多少克高锰酸钾？
（3）若改用加热氯酸钾和二氧化锰混合物来制取等质量的氧气，需要多少克氯酸钾？（计算结果精确到0.01）
例4．在煤中加入适量的生石灰(CaO)制成供居民采暖用的“环保煤”，以减少二氧化硫的排放，减弱二氧化硫对空气的污染。燃烧时生石灰吸收二氧化硫的化学方程式为：
2CaO+mSO2+O2mCaSO4
请回答下列问题：
（1）m值是　 　。
（2）该反应属于基本反应类型中的　 　。
（3）若煤厂一次共加入含氧化钙80%的生石灰1400吨，则理论上最多可吸收二氧化硫
　 　吨。
一、单选题
1．以下是某化学反应的微观示意图 (○、○分别表示不同元素的原子)。下列对图示反应的理解不正确的是 （　　）
A．反应物和生成物中共含有两种元素
B．参加反应的物质分子个数之比为2：1
C．反应物和生成物中只有一种单质
D．反应前后元素种类不变
2．科学家最近开发出了一种捕获二氧化碳并将其转化为甲烷的创新方法，如图所示是该反应的微观示意图，下列说法中不正确的是（　　）
A．镍催化剂在反应前后质量不变
B．反应物和生成物中都有有机物
C．反应前后原子种类和原子个数均不变
D．参加反应的CO2和H2的分子个数比为1：4
3．中国空间站已实现有人长期驻留，空间站的水气整合系统利用“萨巴蒂尔反应”，利用镍作为催化剂，将CO2转化为CH4和水蒸气，配合O2生成系统可实现O2的再生。如图为将CO2转化成水的微观示意图，据此分析正确的是
A．生成物都是氧化物
B．反应前后镍的质量和化学性质不变
C．反应前后原子的种类改变
D．参加反应的甲、乙物质的质量比为1：22
4．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，下列说法错误的是（　　）
A．甲、丙一定是生成物 B．乙一定是该反应的催化剂
C．丁一定是化合物 D．该反应一定是分解反应
5． 建设社会主义新农村的新目标之一是让农民饮用清洁的自来水。 自来水消毒过程中常会发生甲、乙两个化学反应，其反应的微观过程可用如图表示
下列说法正确的是 (　　)
A．宏观角度：生成物都是化合物
B．微观角度：反应物都是由原子构成
C．符号角度：D的化学式是 HClO
D．反应角度：反应前后分子个数一定改变
6．1.6g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，其中正确的是(　　)
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
A．①②⑤ B．①②⑥ C．①③⑥ D．①④⑤
7．已知A、B两种物质反应生成C：A+B=C。用7gA和2gB或4gA和5gB充分反应后都可以得到6gC。现取A、B固体混合物共9g，充分反应后得到7.5gC，此混合物中A、B的质量分别是 (　　)
A．6.5g、2g B．4g、5g C．3.5g、5.5g D．5g、4g
8．下列各组内的有机物等分子数燃烧时所消耗氧气质量相等的是 (　　)
A．C2H2，C6H6 B．C3H8，C3H6
C．C2H4，C2H5OH D．CH3CHO，C2H4
9．中国芯片蚀刻技术国际领先。进行硅芯片蚀刻时的产物均为气体，在蚀刻物表面不留任何残留物。该反应微观示意图如图，下列说法正确的是（　　）
A．物质丁由2个原子构成
B．物质甲、乙是由分子构成
C．物质丁在空气中的质量分数为
D．参加反应的原子种类没有变
10．a g A物质、b g B物质和c g C物质在某密闭容器中发生如下反应：，若充分反应后，容器中物质为混合物，则生成D物质的质量（　　）
A．等于g B．不小于g
C．小于g D．不大于g
二、填空题
11．实验室常用溶质质量分数为6%的H2O2溶液（MnO2作催化剂）制取氧气。
（1）制取氧气（装置如图所示）
①用H2O2制取O2的化学方程式　 　，可选择的发生装置为　 　。
②用D装置收集氧气，气体应从导管　 　（“a”或“b”）端通入。
（2）拓展延伸
若直接用30%的H2O2溶液制取氧气，反应速率太快，为获得平稳的气流，如图所示发生装置能达到最佳效果的是　 　（填标号）。
12．已知金属镁可以在某种气体中燃烧，用化学方程式表示为：2Mg+X2MgO+C，则X的化学式为　 　；若参加反应的金属镁质量为m1，完全反应后生成碳的质量为m2，则m1　 　m2（填＞、=、＜）。
13．（1）制腈纶的原料是丙烯腈，丙烯腈的分子结构如图所示，则丙烯腈的化学式是　 　。
（2）丙烯腈（X）是丙烯（C3H6）经过氨氧化后制得，其主要反应的化学方程式为：，则Y的化学式是　 　。
14．最近，“铬超标胶囊”事件引起社会强烈关注，实际上铬（Cr）的毒性与其价态及含量有关。铬及其化合物在生产生活中有很多的应用。
（1）有的铁制品如水龙头镀铬，可以耐锈蚀，铁制品镀铬、表面刷漆都能防止锈蚀的原理是　 　。
（2）酒精检测仪中使用了CrO3，CrO3中Cr的化合价为　 　。其检测原理为C2H5OH+4CrO3+6H2SO4=2Cr2（SO4）3+2X↑+9H2O，则物质X的化学式为　 　。
（3）铬是一种重要的金属材料．某同学把表面用砂纸打磨过的铬片放入稀盐酸中，观察到铬片表面有气泡缓慢产生．由此可判断：Cr　 　（填“能”或“不能”）跟硝酸银溶液反应。
三、计算题
15．小红称取5.0g某品牌化肥(商标如图1)于烧杯中，加水完全溶解，滴入 溶液进行该化肥中( 含量的测定(杂质溶于水但不参加反应)。测定数据如表和图2所示。
滴入 Ba(OH)2溶液质量/g 50 100 150 200
生成沉淀质量/g 2.33 4.66 6.99 6.99
已知：
（1）坐标上的a 数值为　 　。
（2）通过计算发现该化肥属于　 　(填“合格”或“不合格”)产品。
（3）计算所用 溶液中的溶质质量分数。(写出计算过程)
16． 常用燃烧法测定有机物的组成。现取2.3g某有机物在足量的氧气中完全燃烧， 生成4.4gCO2 和2.7 gH2 O。对该物质的组成有下列推断， 其中正确的是(　　)
①一定含 C、H 元素 ②一定不含 O 元素 ③可能含 O 元素 ④一定含O 元素⑤分子中C、H的原子个数比为2：5 ⑥分子中C、H、O的元素质量比为12：3：8
A．①②⑤ B．①④⑥ C．①③⑤ D．①④⑤
17．某兴趣小组为测定实验室中一瓶久置的双氧水溶液中过氧化氢溶质的质量分数，进行了以下测验，实验测得相关数据如图所示：问：
（1）反应生成氧气的质量为　 　g。
（2）请通过计算求出该过氧化氢溶液中溶质质量分数　 　；
18．实验室制取氧气时，某同学取质量为15.0g的氯酸钾和二氧化锰的固体混合物加热，固体质量与反应时间的关系如图甲所示。
（1） τ0 τ11时段固体质量不变，是因为　 　。
（2）t1时，制得氧气质量是　 　克。
（3）t2时MnO2的质量为多少 (写出计算过程)
19．为测定实验室中氯酸钾样品(杂质不参与反应)的纯度，取一定量该样品进行加热，不同时刻固体质量数据如图所示。
（1）t1时刻产生的氧气质量是　 　。
（2） t3——t4时段剩余固体质量不变的原因　 　。
（3）列式计算该样品中氯酸钾的纯度
20．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1所示，请回答下列问题：
（1）t0~t1和 t4~t5时段固体质量都不变，为什么
（2）请根据图中数据计算高锰酸钾的质量 x为多少 (写出计算过程)
（3）请在图2坐标中，画出固体中锰元素质量在 t0~t5时段变化示意图。
21．实验室常用一定质量分数的过氧化氢溶液制取氧气。某同学实验前称得一定质量分数的过氧化氢溶液42.5克，加入1克MnO2，完全反应后称得剩余物质的质量总和为41.9克。计算：
（1）反应后MnO2的质量。
（2）反应中放出氧气的质量。
（3）实验中加入的过氧化氢溶液的质量分数。
22．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）当前，原料气H2可用天然气来制取，理论上每生产1吨H2会同时产生5.5吨CO2。有科学家正在研究一种不生成CO2的新方法来制取原料气H2。若需要合成8.5万吨氨，改用新方法制取原料气H2可以减少排放多少万吨CO2
（3）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200亿吨的CO2，理论上可以将转化为几亿吨甲醇？(结果保留一位小数)。注：CO2+3H2=CH3OH+H2O，(反应条件略)
23．学习完实验室制取氧气的方法后，山山和小组同学想参考该方法，用身边易得的材料设计并制作一台速度可调的家用制氧机。
【收集资料】
①相关反应的化学方程式：
②过碳酸钠分解的影响因素表
组别 温度设置 二氧化锰 水 过碳酸钠 10s收集的氧气体积
1 5℃ 5g 100mL 20g 22mL
2 25℃ 5g 100mL 20g 50mL
3 25℃ 5g 100mL 15g 40mL
【制氧机模型】
（1）项目化小组设计的一代产品如图，该产品可通过选择不同的水位线实现冬夏两季的制氧速度一致。根据小组收集资料分析，冬季水位线是　 　。
（2）小组利用该装置一次制得氧气32升，请计算所需过碳酸钠（Na2CO4）的质量。（氧气的密度取1.4g/L，结果保留两位小数）
（3）小组同学研讨改进设计了二代产品如图所示，指出二代产品的一个优点：　 。
24．取 MnO 和KClO 的固体混合物25g，加热至恒重。在一定温度下，将残留的固体加入 12g水中，有12g固体未溶，再加入 5g水，仍有10g固体未溶，KCl在不同温度下的溶解度见右表。
温度(C) 0 20 40 60 80 100
溶解度(g) 28.0 34.4 40.3 45.8 51.1 56.3
（1）试通过计算分析原“10g固体未溶”中的固体成分是　 　。(要求写出过程)
（2）求原混合物中 KClO 的质量。
25．小金取氯酸钾与二氧化锰的混合物30g放在大试管中加热，过一段时间后，停止加热，冷却，称得剩余固体的质量为26.16g，然后继续加热，至不再有气体释放为止，第二次收集到的氧气为5.76g。
（1）共收集到O2多少克？
（2）原混合物中有多少克MnO2
（3）第一次加热后剩余的26.16g固体中含有几种物质？各多少克？
26．最近网络有一个很有趣的实验：用一定比例的过氧化氢溶液和碘化钾、洗洁精为原料，在量筒中混合后竟然出现了大量细腻的泡沫，因此形象的比喻为“大象牙膏”。此实验对过氧化氢溶液的溶质质量分数有一定要求。小军想通过设计实验测定所用过氧化氢溶液的溶质质量分数。分别准备两个烧杯，一个烧杯放入40g一定浓度的双氧水，另外一个烧杯放入20mL水、10mL 洗洁精和10mL饱和的碘化钾溶液。用电子天平称得水槽、量筒、烧杯和反应物的总质量为525.5g。将两个烧杯中的物质全部倒入量筒中，反应结束后，用电子天平称得水槽、量筒、烧杯和剩余物质总质量为519.1g。根据上述实验回答下列问题：
（1）写出检验产生气体的方法：　 　。
（2）请计算该样品中过氧化氢的质量分数
（3）该实验中，测出双氧水的溶质质量分数比标注的偏小，原因可能是　 　。(至少写出一条)
27．为测定实验室中氯酸钾样品(杂质不参与反应)的纯度，取一定量该样品进行加热，记录不同时刻固体质量数据，如图甲。氯酸钾制取氧气的化学方程式为：2KClO3 2KCl+3O2↑
（1）t1时刻产生的氧气质量是　 　。
（2）t3~t4时段剩余固体质量不变的原因　 　。
（3）计算该样品中氯酸钾的纯度。
（4）请在图乙中画出固体中二氧化锰质量在t1~t3时段的变化曲线。
28．在煤中加入适量的生石灰（CaO）制成供居民采暖用的“环保煤”，以减少二氧化硫的排放，减弱二氧化硫对空气的污染．燃烧时生石灰吸收二氧化硫的化学方程式为：请回答下列问题：
（1）m的值是　 　；
（2）该反应属于基本反应类型中的　 　；
（3）若煤厂一次加入含氧化钙80%的生石灰1400t，则理论上最多可吸收二氧化硫多少吨？
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03 经典例题
04 强化提升
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