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第五单元 化学反应的定量关系综合素质评价
限时：45分钟 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 Si—28 S—32
Cl—35. 5 K—39 Ca—40 Fe—56
一、选择题(本题包括14 小题，1~10 题每题2 分，11~14 题每题3 分，共32 分)
1. 下列现象不能用质量守恒定律解释的是 ( )
A. 蜡烛燃烧后质量变小
B. 镁条燃烧，生成物的质量比原镁条的质量大
C. 酒精敞口放置一段时间后质量变小
D. 纸燃烧化为灰烬，灰烬的质量比原来纸的质量小
2. 下列可用于验证质量守恒定律的是 ( )
3. 已知亚硝酸钠(NaNO2)的外观与食盐很相似，有咸味，误食会使人中毒。亚硝酸钠易分解，放出有刺激性气味的气体，你认为此气体可能是 (　　)
A. O2 B. N2 C. SO2 D. NO2
4. 下列化学方程式书写正确的是 ( )
A. P+O2P2O5 B. C+O2CO2 ↑
C. 2H2O2H2 ↑ +O2 ↑ D. Mg+O2MgO2
5. 用如图所示装置验证质量守恒定律。反应前称得装置总质量为m1，加热铜粉，冷却后称得装置总质量为m2。下列说法正确的是 ( )
A. 实验中铜粉一定要过量
B. 实验过程中气球膨胀会影响最终的实验结果
C. 若装置气密性良好，则 m1 = m2
D. 反应生成CuO 的质量一定等于装置中铜粉和氧气的质量和
6. 制取芯片的主要材料是硅，其生产过程涉及的主要化学反应为2C+SiO2 Si+2CO ↑。关于该反应叙述正确的是 ( )
A. 2C 表示2 个碳元素
B. 化学反应前后原子数目不变
C. 反应前后硅元素的化合价不变
D. 参加反应的C 和SiO2 的质量比为2 ∶ 1
7. 某纯净物3. 2 g 在氧气中完全燃烧，生成4. 4 g 二氧化碳和3. 6 g 水，关于该物质的下列说法中正确的是 ( )
A. 该物质是由碳原子、氢原子、氧原子构成的
B. 该物质由碳、氢两种元素组成
C. 该物质由碳、氢、氧三种元素组成
D. 该物质中碳、氢原子的个数比为3： 1
8. 载人航天器中利用“萨巴蒂尔反应”和“氧气生成系统”可回收CO2，再生O2，其微观示意图如图所示，下列说法不正确的是 ( )
A. 图中共涉及4 种物质
B. 过程②中两种反应物的分子个数比为1 ∶ 4
C. 过程③中发生的反应属于分解反应
D. 过程①中原子的种类不变
9. 在化学反应A2+BC====B+A2C 中，反应物BC 与生成物B 的质量关系如图所示。若2 g A2 和80 g BC 恰好完全反应，则生成A2C 的质量为 ( )
A. 64 g B. 18 g C. 80 g D. 9 g
10. 化学中常常出现“1+1 ≠ 2”的有趣现象，但也有例外，下列符合“1+1=2”的事实是 (　　)
A. 1 L 水与1 L 酒精混合后总体积等于2 L
B. 1 g 过氧化氢溶液和1 g 二氧化锰混合，在敞口容器中充分反应后，容器内剩余物质的总质量为2 g
C. 1 g 铁在1 g 氧气中完全燃烧会得到2 g 四氧化三铁
D. 1 g 硫粉在1 g 氧气中完全燃烧后生成2 g 二氧化硫
11. 将20 g H2、O2、N2 的混合气体点燃，完全反应后生成18 g 水，则剩余气体不可能是 ( )
A. N2和H2 B. O2和N2 C. 2 g N2 D. H2、O2和N2
12. 在反应2A+3B===2C+ 4D 中，A与B的相对分子质量之比为1：1，用一定质量的A与12gB 恰好完全反应，生成11gC，则下列说法中错误的是 ( )
A. 若A 的相对分子质量是32，则C 的相对分子质量是88
B. B 与D 的相对分子质量之比是16： 9
C. 同时生成D 的质量是9 g
D. 反应中，A 与C 的质量之比是8：11
13. 分别加热等质量的两种样品,固体质量随温度变化的曲线如图所示。样品1反应前后各物质的质量如下表所示。分离出样品1反应后的固体乙,与24. 0g 甲混合并加热,固体质量的变化曲线与样品1的相同。下列说法正确的是 ( )
物质 甲 乙 丙 丁
反应前的质量/g 2 4. 0 2.0 0 0
反应后的质量/g 0 2.0 x 1.9
A. 该反应是化合反应
B. x=20. 1
C. 该条件下丙和丁均为气体
D. 乙是该反应的催化剂
14. 工业上，高温煅烧石灰石可制取生石灰(CaCO3CaO+CO2↑)。现有100 g碳酸钙，高温煅烧一段时间后，剩余固体的质量为67 g。下列推断不符合客观事实的是 ( )
A. 生成CO2的质量是33 g B. 生成物中CaO的质量是42 g
C. 剩余固体中钙元素的质量分数大于40%
D. 剩余固体中碳元素与氧元素的质量比大于1：4
二、填空题(本题包括2小题，共24分)
15. (12分)质量守恒定律是定量研究化学反应的基础，而定量研究对于化学科学发展有重大作用，因此我们应该透彻理解有关质量守恒定律的知识。
(1)在化学变化前后一定不变的是_________(填字母)。
A. 原子数目 B. 原子种类 C. 分子数目
D. 物质种类 E. 元素种类 F. 元素质量
(2)某纯净物R在氧气中燃烧生成二氧化碳、二氧化硫和水，从化学反应前后元素种类变化情况的角度分析可知，纯净物R中一定含有__________元素，可能含有__________元素。
(3) 2024年5月3日，长征五号火箭携带重达8吨多的嫦娥六号月球探测器，从中国文昌航天发射场成功发射。发射“嫦娥六号”的火箭用偏二甲肼(C2H8N2)和四氧化二氮(N2O4)作常规推进剂，其完全反应的化学方程式为C2H8N2+2N2O43X+2CO2+4H2O，则X的化学式为__________。
16. (12分)[2024·东营] 在宏观、微观和符号之间建立联系是学习化学的重要思维方式。“●”表示汞原子，“○”表示氧原子，请回答下列问题：
(1)上图中，表示同一种物质的是_________(填字母，下同)，表示化合物的是__________。
(2)①请写出下图中变化2的化学方程式：________________________________；
②关于上述变化过程的理解，正确的有_________(填字母)。
A. 物质都是由分子构成的
B. 化学变化的实质是原子重新组合的过程
C. 化学变化前后分子、原子数目均不变
D. 控制反应条件，可以实现反应物和生成物的相互转化
三、探究实验题(本题包括1小题，共28分)
17. (28分)兴趣小组为验证质量守恒定律，做了镁在空气中燃烧的实验。
【资料】镁能与氮气反应生成黄色的氮化镁(Mg3N2)固体；氮化镁可与水反应生成氨气。
(1)镁在空气中燃烧，能验证质量守恒定律的是________(填“图1”或“图2”)，请写出镁与氧气反应的化学方程式__________________________________。
(2)小明认为根据质量守恒定律，燃烧产物的质量应大于反应物镁的质量。镁完全燃烧后，称量图1陶土网上燃烧产物的质量，比反应前镁的质量小，其主要原因是____________________________________________________。
(3)图2装置中镁条燃烧后，玻璃管中发现还有一些黄色固体，于是进行实验探究。取燃烧产物于烧杯B中，加入适量水，然后用大烧杯罩住小烧杯A和B(如图3所示)，烧杯A中的现象是_________________________________，说明燃烧产物中含Mg3N2。
(4)空气中N2的含量远大于O2的含量，而镁在空气中燃烧生成的MgO的质量却远大于Mg3N2，请给出合理的解释_______________________________ ________________________________________________________________。
(5)用图2所示装置测定空气中氧气含量(镁粉足量)，该实验所测得的氧气体积分数__________(填“大于”“小于”或“等于”)1/5。
(6)若将2. 4 g镁在氮气、氧气的混合气体中充分燃烧，生成物的质量为m g，则m的取值范围是_____________(结果精确到小数点后一位)。
四、计算题(本题包括2小题，共16分)
18. (8分)“化学氧自救呼吸器”是人在缺氧环境或出现高浓度有毒有害气体环境中使用的一种安全防护装置。制氧剂的主要成分是超氧化钾(KO2)，反应原理为4KO2 + mCO2====mK2CO3 + 3O2。计算：
(1) m的值为_________。
(2)同学查阅资料得知人每小时约呼出二氧化碳44 g，若“化学氧自救呼吸器”中KO2的质量为142 g，则理论上该“化学氧自救呼吸器”可使用多少小时？
19. (8分)[2024·襄阳期末]石灰石是重要的矿石之一。某学校学习小组为了测定当地石灰石矿中碳酸钙的质量分数，取来了25 g石灰石样品,并取稀盐酸300 g，平均分成6份，依次加入样品进行实验，结果如下：
实验 1 2 3 4 5 6
加入盐酸的质量/g 50 100 150 200 250 300
生成CO2的质量/g 2 4 6 x 8.8 y
(1)上表中x=_______，25 g石灰石样品共能产生CO2的质量y=_______ g。
(2)试计算这种石灰石矿中碳酸钙的质量分数。(写出计算过程)
答案
一、1. C
2. A 【点拨】验证质量守恒定律时，有气体参加或生成的反应需在密闭容器中进行，如C、D；B 是物理变化，不能用于验证质量守恒定律。
3. D
4. C 【点拨】书写化学方程式必须遵守两个原则，即尊重客观事实和遵守质量守恒定律，A 未配平，B、D 违背客观事实。
5. C 【点拨】验证质量守恒定律，实验中铜粉不一定要过量，A 说法错误；实验过程中气球膨胀，停止加热冷却后，气球会变瘪，不会影响最终的实验结果，B 说法错误；C 说法正确；反应生成CuO 的质量一定等于装置中参加反应的铜粉和参加反应的氧气的质量和，D 说法错误。故选C。
6. B
7. C 【点拨】3. 2 g 该物质中所含碳元素的质量为4. 4 g××100%=1. 2 g， 所含氢元素的质量为3. 6 g××100%=0. 4 g，1. 2 g+0. 4 g=1. 6 g<3. 2 g，则该物质中含C、H、O三种元素，所含碳、氢原子的个数比为：=1： 4，故C 正确。
8. A 【点拨】根据微观示意图，①是呼吸作用，②中二氧化碳与氢气在一定条件下反应生成甲烷(CH4)和水，③中水电解或光解生成氢气和氧气。图中涉及的物质有二氧化碳、氢气、水、甲烷(CH4)和氧气五种物质，A不正确；根据微观示意图，②中二氧化碳与氢气在一定条件下反应生成甲烷(CH4)和水，反应的方程式是CO2+4H2CH4+2H2O，过程中参加反应的二氧化碳与氢气的分子个数比为1 ∶ 4，B 正确；③中水电解或光解生成氢气和氧气，该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应，C 正确；过程①中发生呼吸作用，是化学变化，在化学变化中原子的种类不变，D 正确。
9. B 【点拨】本题采用图像分析法解答。分析图像可知，参加反应的BC 与生成的B 的质量比为5： 4，则80 g BC 完全反应生成B 的质量为64 g，根据质量守恒定律，生成A2C 的质量为2 g+80 g-64 g=18 g。
10. D 【点拨】分子之间有一定的间隔，1 L 水与1 L 酒精混合后总体积小于2 L，A 错误；1 g 过氧化氢溶液和1 g 二氧化锰混合充分反应后，生成氧气，剩余物质的总质量小于2 g，B 错误；根据化学方程式，反应的铁和氧气的质量比为(3×56) ∶(2×32)=21 ∶ 8，1 g 铁在1 g 氧气中燃烧，氧气有剩余，生成四氧化三铁的质量小于2 g，C 错误；根据S+O2SO2 可知，反应的硫与氧气的质量比为1 ∶ 1，1 g 硫粉在1 g 氧气中恰好完全燃烧生成2 g二氧化硫，D 正确。
11. D 【点拨】混合气体点燃，完全反应后生成18 g 水，则参加反应的H2、O2 总质量为18 g，剩余气体可能为N2 或N2 与过量的H2 或N2 与过量的氧气，D 错误。
12. A 【点拨】根据已知“在反应2A+3B 2C+4D 中，A与B 的相对分子质量之比为1： 1”，则可假设A 和B 的相对分子质量均为a，设反应的A 的质量为x，则=，故x=8 g；根据质量守恒定律可求得生成D 的质量为8 g+12 g-11 g=9 g。若A 的相对分子质量为32， 则=，解得Mr(C)=44，则C 的相对分子质量是44，故A错误；= ，则= ，B 正确；生成D的质量为9 g，C 正确；反应中A与C 的质量之比是8 g ：11 g=8 ：11，D 正确。
13. D 【点拨】该反应是甲在乙的催化作用下生成丙和丁，属于分解反应，A 错误，D 正确；由表中数据可知，x=24. 0+2. 0-2. 0-1. 9=22. 1，B 错误；该条件下丙为固体，C 错误。
14. D 【点拨】由质量守恒定律知，反应生成的CO2 的质量为100 g-67 g=33 g，故A 正确；设生成物中CaO 的质量为x，
CaCO3CaO+CO2 ↑
56 44
x 33 g
=，x=42 g，故B 正确；
碳酸钙中钙元素的质量分数为×100%=40%，反应后部分碳酸钙转化为氧化钙，固体中钙元素的质量不变，但固体的质量减小，所以剩余固体中钙元素的质量分数大于40%，故C 正确；碳酸钙中碳元素与氧元素的质量比为12：(16×3)=1：4，碳酸钙部分分解后，剩余固体中碳元素与氧元素的质量比小于1：4，故D 错误。故选D。
二、15. (1)A、B、E、F (2)碳、硫、氢；氧 (3)N2
【点拨】(1)化学反应的实质是原子的重新组合过程，化学反应前后原子的种类、数目不变，元素的种类及其质量也不会发生改变。(2)某纯净物R在空气中燃烧生成了二氧化碳、二氧化硫和水，根据质量守恒定律，反应前后，元素种类不变，可知物质R 中一定含有碳、硫、氢三种元素，可能含有氧元素。(3)根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类、数目不变，可知X 的化学式为N2。
16. (1)A、D；B (2)① 2Hg+O22HgO ② B、D
【点拨】(1)图A 表示的是氧分子构成的氧气，图B 表示的是氧化汞分子构成的氧化汞，图C 表示的是汞原子构成的汞，图D 表示的是氧分子构成的氧气，故表示同一种物质的是A、D，表示化合物的是B。(2)①由反应的微观示意图可知，变化2 是汞原子和氧分子在加热的条件下生成氧化汞分子，据此书写化学方程式。②物质不都是由分子构成的，如汞是由原子构成的，A 错误；化学变化的实质是分子的破裂和原子重新组合的过程，B 正确；化学变化前后原子的数目一定不变，但分子的数目可能改变，C 错误；由图可知，反应条件不同，可以实现反应物和生成物的相互转化，D 正确。
三、17. (1)图2；2Mg+O22MgO
(2)以白烟形式散逸到空气中的氧化镁的质量大于参加反应的氧气的质量
(3)烧杯A 中酚酞溶液变红色
(4)氧气的化学性质比氮气活泼
(5)大于 (6)3. 3【点拨】(3)根据实验结论，燃烧产物中含Mg3N2，氮化镁可与水反应生成氨气，氨气能使酚酞溶液变红，故烧杯A 中酚酞溶液变红色；(4)空气中氮气的含量远大于氧气的含量，而镁条在空气中燃烧生成的MgO 的质量却远大于Mg3N2，是因为氧气的化学性质比氮气活泼；(5)用图2 所示装置测定空气中氧气含量，镁能与空气中的氧气、氮气发生反应，则该实验所测得的氧气体积分数大于；(6)设2. 4 g 镁与氧气反应生成氧化镁的质量为x，2. 4 g 镁与氮气反应生成Mg3N2 的质量为y。
2Mg+O22MgO 3Mg+N2Mg3N2
48 80 72 100
2. 4 g x 2. 4 g y
=，x=4. 0 g =，y ≈ 3. 3 g
则2. 4 g 镁在氮气、氧气的混合气体中充分燃烧，生成物的质量m 的取值范围为3. 3四、18. 解：(1)2
(2)设142 g KO2 可消耗二氧化碳的质量为x。
4KO2+2CO2====2K2CO3+3O2
284 88
142 g x
=，x=44 g
142 g KO2 消耗二氧化碳的质量为44 g，已知人每小时约呼出二氧化碳44 g，则理论上该“化学氧自救呼吸器”可使用1 小时。
答：理论上该“化学氧自救呼吸器”可使用1 小时。
19. 解：(1)8；8. 8
(2)设25 g 这种石灰石矿中碳酸钙的质量为z。
CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2 ↑
100 44
z 8. 8 g
=，z=20 g 碳酸钙的质量分数为×100%=80%
答：这种石灰石矿中碳酸钙的质量分数为80%。

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