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第五单元化学反应的定量关系
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．我校化学社在探究水的组成时，完成了电解水实验，并绘制了如下微观示意图。下列说法正确的是
A．该变化属于物理变化，因为产生了新分子
B．实验证明了水由氢分子和氧分子构成
C．从定量角度看，2份质量的水分解生成2份质量的氢气和1份质量的氧气
D．从微观角度看，该变化中水分子分裂，氢、氧原子重新组合
2．在空气中煅烧会生成不同锰的氧化物，其质量分数随煅烧温度的变化关系如图所示。下列说法不正确的是(已知：酒精灯外焰的最高温度可达以上)
A．温度在时，的产率最高
B．煅烧时主要生成、
C．发生的主要反应为
D．用酒精灯加热和的混合物，质量减少的主要原因是转化为
3．下列实验能达到实验目的的是
A．加入肥皂水振荡，泡沫很少、浮渣多，说明试管中的水是蒸馏水
B．对着玻璃片哈气，玻璃片上出现水雾，说明空气中含有水蒸气
C．测定空气中氧气的含量时，可得出氧气约占空气总体积的
D．该实验可用于验证质量守恒定律
4．汽车尾气催化处理装置可将尾气中的有毒气体进行转化，其中发生的某化学反应的微观示意图如下图。下列说法正确的是
A．物质丙为空气污染物 B．反应前后，原子和分子的数目均保持不变
C．参与反应的甲和生成的丁的质量比为2:1 D．反应后，催化剂的质量减少
5．图中分别表示三种不同的分子，它们在一定条件下反应，反应前后的变化如图所示，下列叙述错误的是
A．该反应是化合反应
B．反应后的物质属于混合物
C．化学反应前后分子的种类发生改变
D．化学反应前后原子的种类发生改变
6．密闭容器内有甲、乙、丙、丁四种物质，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。下列说法错误的是
A．该反应基本反应类型为化合反应 B．该化学反应中乙和丙的质量比为
C．物质丙一定为单质 D．物质丁可能是该反应的催化剂
7．某化学探究小组运用手持技术探究“铁丝在O2中燃烧”，集气瓶内O2的体积分数随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A．反应的化学方程式是4Fe+3O22Fe2O3
B．铁丝绕成螺旋状是为了充分提高氧气的温度与含量
C．铁丝燃烧出现“火星四射”的现象应该在20秒之前
D．开始采集数据时，瓶内是纯净的O2
8．中国空间站中航天员生活所需的氧气来自电解水，下列关于如图电解水实验的说法正确的是
A．电解水时加入硫酸钠可增强水的导电性 B．水是由氢原子和氧原子构成的
C．负极与正极产生气体的质量之比为2∶1 D．与电源正极相连的一端产生的气体是氢气
9．生活中常见现象能用质量守恒定律解释的案例
A．水的蒸发 B．煤炭燃烧 C．干冰升华 D．糖块融化
10．氯化钠是重要的化工原料，电解饱和氯化钠溶液是氯碱工业的基础，则电解氯化钠饱和溶液时不可能得到的物质是
A．氢气 B．氯气 C．碳酸钠 D．氢氧化钠
11．红磷在耐高温的密闭容器中（内含空气）加热，某同学用下图来记录了实验过程中容器内物质质量随时间的变化，则纵坐标可以代表的是
A．装置内氧元素的质量
B．装置内固态物质的质量
C．装置内的氧分子总数
D．装置内气体总质量
12．安装催化转化器可将燃油汽车发动机排出的气体中含有CO和NO转化为无毒的CO2和N2（如图）。下列有关说法正确的是
A．表示一个NO分子
B．该转化的化学方程式为：CO + NON2 + CO2
C．没有催化剂该反应就不能发生
D．化学反应前后元素的种类与分子总数不改变
二、填空题
13．根据下图所示实验，回答下列问题：
(1)该反应证明水的组成元素是___________(填符号)。电解水的化学反应方程式为___________。家庭节水的具体措施有___________(写一条)。
(2)关于如图所示两个实验，下列说法正确的是___________。
A．在图1中，氢气与氧气的质量比约为
B．在图1中，点燃a气体前需要检验其纯度
C．在图1中，与玻璃管b相连的是电源的负极
D．在图2中，氢气在空气中燃烧产生黄色火焰
14．甲、乙、丙是初中化学中常见的物质，其转化关系如图所示（反应条件已省略）；若乙是相对分子质量最小的氧化物，甲、乙均由两种相同的元素组成，写出甲到乙的化学方程式为________，写出丙到乙的化学方程式为________。
15．二氧化钛广泛用于涂料、塑料、化妆品等方面，以钛铁矿为原料生产二氧化钛的工艺流程如下图。
(1)钛铁矿的主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3)，其中钛元素的化合价是___________。
(2)要除去反应釜中的不溶性杂质，得到需要的滤液，可以采用___________操作。
(3)煅烧炉中发生分解反应，另一种产物是水，该反应的化学方程式为___________。
(4)上述流程中，除煅烧炉外，有新物质生成的是___________(填字母序号)。
a．反应釜 b．水解池
储氢是实现氢能广泛应用的重要环节，分为物理储氢和化学储氢，前者包括高压气态、低温液态、吸附等储存方式，后者将氢气转化为其他化合物进行储存。“液氨储氢”的原理是氢气与氮气在一定条件下生成氨气，进行储存。需要氢气时再将氨气分解生成氢气和氮气。
16．写出“液氨储氢”对应的化学方程式______。
17．氢气降温液化进行储存的成本很高，而将氨气液化储存更容易，这证明氢气的沸点比氨气的沸点更_______(填“低”或“高”)。
18．氨气液化的过程中发生变化的是______(不定项)。
A．分子的种类 B．分子个数 C．分子间的间隔 D．分子大小
19．氨气释放的微观示意图如下，请把B对应框中的微观粒子补充完整。
20．用液氨进行储氢和释氢，若储氢消耗a g氢气，释氢放出b g氢气，则根据质量守恒定律，理论上应有a_______(填“<”“>”或者“=”)b。
21．我国科学家利用新型催化技术实现了绿色制取CH4，反应的微观示意图如图所示。下列说法正确的是_______
A．反应生成c、d的质量比为4:9
B．催化剂在反应前后性质不变
C．反应后氢原子的个数增多
D．a、b按分子个数_______进行该反应
三、实验题
22．如图实验甲、乙用于验证质量守恒定律。
(1)实验甲反应后天平不平衡，原因是什么？
(2)实验乙加热后锥形瓶内反应的化学方程式为：_________。
四、综合应用题
23．水是生命之源，生产和生活都离不开水。
(1)2024年世界水日的主题是“以水促和平”。下列说法正确的是
A．地球上的淡水资源十分丰富 B．部分结冰的蒸馏水属于混合物
C．水是由氢分子和氧原子构成的 D．硬水中含有较多可溶性钙、镁化合物
(2)某实验小组收集浑浊的河水进行净化，最终得到蒸馏水。净化过程如下图所示。
操作①的名称是______，若经操作①后得到的水依然浑浊，可能的原因是______。（写一条即可）
(3)为探究水的组成，某同学进行了如图1所示的电解水实验。图1中，与电源正极相连的试管内产生的气体是______，检验该气体的方法是______（写出操作、现象和结论）。
(4)根据电解水过程中产生气体体积的理论值，某同学画出了如图2所示的坐标曲线，请在该图中将氧气的曲线补画完整。
(5)某新能源汽车以氢气为燃料，使用氢气平均可行驶。若通过电解水产生氢气，当该汽车行驶，理论上
①需要氢气的质量是______。
②需要水的质量是多少？______
《第五单元化学反应的定量关系》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D C C C D C C A B B
题号 11 12
答案 A A
1．D
【详解】A、该变化有新分子（氢分子、氧分子）生成，属于化学变化，而非物理变化，说法错误。
B、氢气只含氢元素、氧气只含氧元素，电解水生成氢气和氧气，根据化学反应前后元素种类不变，证明水由氢元素和氧元素组成，水是由水分子构成的，并非由氢分子、氧分子构成，说法错误。
C、从定量角度，电解水的化学方程式为，36份质量的水分解生成4份质量的氢气和32份质量的氧气，并非 “2份质量的水分解生成2份质量的氢气和1份质量的氧气”，说法错误。
D、从微观角度，电解水时水分子分裂为氢原子、氧原子，氢原子、氧原子再重新组合成氢分子、氧分子，说法正确。
故选D。
2．C
【详解】A.由图可知，温度在时，的产率最高，故A正确；
B.由图可知，煅烧时主要生成、，故正确；
C.由图可知，发生的主要反应为，故C错误；
D.酒精灯外焰的最高温度可达以上，由图可知，用酒精灯加热和的混合物，质量减少的主要原因是转化为，故D正确。
故选：C。
3．C
【详解】A、肥皂水加入硬水中，会产生大量浮渣，加入软水中，会产生大量泡沫，加入肥皂水振荡，泡沫很少、浮渣多，说明试管中的水是硬水，含有较多的可溶性钙镁化合物，一定不是蒸馏水，错误；
B、玻璃片上的水雾是呼出气体中水蒸气液化形成的，由此可得出呼出气体中含有水蒸气含量多，错误；
C、磷与空气中氧气反应生成五氧化二磷固体，使容器内压强减小，让水进入容器，测定进入容器内水的体积，即为空气中氧气的体积，测定空气中氧气的含量时，可得出氧气约占空气总体积的，正确；
D、碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，反应过程中二氧化碳逸出，该实验不可用于验证质量守恒定律，错误。
故选C。
4．C
【分析】由反应的微观示意图可知，一氧化碳与一氧化氮在催化剂的条件下生成二氧化碳和氮气，反应的化学方程式为。
【详解】A、由微粒的构成可知，丙为二氧化碳，二氧化碳是空气的成分之一，不属于空气污染物，故选项说法不正确。
B、根据质量守恒定律，化学反应前后原子种类和数目不变；由反应的化学方程式可知，每2个一氧化碳分子和2个一氧化氮分子恰好完全反应，生成2个二氧化碳分子和1个氮分子，反应后分子数目减少，故选项说法不正确。
C、由反应的化学方程式可知，参与反应的甲（CO）和生成的丁（N2）的质量比为(2×28):(14×2)=56:28=2:1，故选项说法正确。
D、根据催化剂的特点，催化剂在化学反应前后质量和化学性质不变，故选项说法不正确。
故选C。
5．D
【详解】A、从微观示意图能看到，反应前是两种不同的分子，反应后生成了一种新分子，符合“多变一”的化合反应特征，A正确。
B、反应后的物质里，除了生成的新分子，还有未反应完的反应物分子，由多种分子构成的物质属于混合物，B正确。
C、化学反应的本质是分子破裂成原子，原子重新组合成新分子，所以反应前后分子的种类一定发生改变，C正确。
D、根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类、数目和质量都不会改变，D错误。
故选D。
6．C
【分析】由图可知，甲反应前质量分数为70%，反应后质量分数为42%，减小了28%，即甲为反应物；乙反应前质量分数为14%，反应后质量分数为8%，减小了6%，即乙为反应物；分析反应后各物质的质量分数可知，丁反应后的质量分数为1-42%-8%-40%=10%，即丁反应前后质量分数保持不变，则丁可能是催化剂，也可能没有参加反应；丙反应前质量分数为6%，反应后质量分数为40%，增长了34%，即丙为生成物，该反应为：甲+乙→丙；
【详解】A、由分析可知，该反应符合“多变一”的特点，属于化合反应，故选项说法正确；
B、该化学反应中乙、丙质量比为（14%-8%）：（40%-6%）=3：17，故选项说法正确；
C、由分析可知，该反应为：甲+乙→丙，属于化合反应，则丙一定是化合物，不可能是单质，故选项说法错误；
D、由分析可知，丁反应前后质量分数保持不变，则丁可能是催化剂，也可能没有参加反应，故选项说法正确；
故选：C。
7．C
【详解】A、铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁，反应的化学方程式为3Fe+2O2Fe3O4，故选项说法不正确；
B、铁丝绕成螺旋状是为了充分增大铁丝的受热面积，故选项说法不正确；
C、铁丝燃烧出现“火星四射”的现象应该在20秒之前，是因为20秒之后反应停止，故选项说法正确；
D、开始采集数据时，瓶内不是纯净的氧气，是因为氧气体积分数是80%，故选项说法不正确。
故选C。
8．A
【详解】A、纯水不导电，电解水时加入硫酸钠可增强水的导电性，符合题意；
B、水由水分子构成，水分子由氢原子和氧原子构成，不符合题意；
C、在电解水实验中，“正氧负氢”，水通电分解生成氢气和氧气， 即，则负极与正极产生气体的质量之比为：4:32=1:8，不符合题意；
D、在电解水实验中，“正氧负氢”，则与电源正极相连的一端产生的气体是氧气，不符合题意。
故选A。
9．B
【详解】质量守恒定律是用来解释化学变化中物质质量关系的，水的蒸发 、 干冰升华、 糖块融化都是物理变化不能质量守恒定律是用来解释，煤炭燃烧是化学变化，可以用质量守恒定律是用来解释；
故选B。
10．B
【详解】饱和食盐水中含有钠元素、氯元素、氢元素、氧元素，不含有碳元素，根据质量守恒定律可知，因此电解饱和食盐水不可能得到碳酸钠。故选：B。
11．A
【详解】A、根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类和质量不变，红磷在耐高温的密闭容器中（内含空气）加热，反应过程中，装置内氧元素的质量始终不变，故选项正确；
B、红磷燃烧生成五氧化二磷，随着反应进行，固体质量逐渐增大，至完全反应不再发生变化，故选项不正确；
C、红磷燃烧消耗氧气，随着反应进行，装置中氧分子个数减少，故选项不正确；
D、红磷燃烧消耗氧气生成五氧化二磷固体，随着反应进行，氧气不断消耗，气体总质量减小，故选项不正确；
故选：A。
12．A
【分析】CO和NO转化为无毒的和，一个CO分子由1个碳原子和1个氧原子构成，一个NO分子由1个氮原子和1个氧原子构成，一个氮分子由2个氮原子构成，一个分子由1个碳原子和2个氧原子构成，则表示氧原子，表示碳原子，表示氮原子。
【详解】A、由分析可知，表示氧原子，表示氮原子，则表示一个NO分子，说法正确，符合题意；
B、该反应为一氧化碳与一氧化氮在催化剂作用下反应生成氮气和二氧化碳，化学方程式为，说法错误，不符合题意；
C、没有催化剂该反应也能发生，只是反应速率比较慢，说法错误，不符合题意；
D、根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，由B选项分析可知，该反应的化学方程式为，则反应前后分子总数发生了变化，说法错误，不符合题意。
故选：A。
13．(1) H、O 随手关水龙头(合理即可)
(2)B
【详解】（1）电解水生成氢气和氧气，氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，可得水是由氢元素和氧元素组成的，反应方程式为：。家庭节水的措施可以是随手关水龙头、淘米水浇花等（合理即可）。故填：H、O；；随手关水龙头（合理即可）。
（2）A、氢气与氧气的体积比约为2：1，而非质量比，A错误；
B、a管气体体积约是b管气体体积的2倍，a管产生的是氢气，点燃氢气前需要验纯，防止因不纯发生爆炸，B正确；
C、电解水过程中负极产生氢气，正极产生氧气，故与b管相连的是正极，C错误；
D、氢气在空气中燃烧发出淡蓝色火焰，D错误。
故选B。
14． 2H2O22H2O+O2↑ 2H2+O22H2O
【分析】乙是相对分子质量最小的氧化物，则乙为水；甲、乙均由两种相同的元素组成，且甲能生成乙、丙，乙能与丙相互转化，则甲为过氧化氢，丙为氧气，代入检验，推断合理。
【详解】甲为过氧化氢，乙为水，甲转化为乙即过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，反应的化学方程式为2H2O22H2O+O2↑；丙为氧气，乙为水，丙转化为乙可以为氢气在氧气中燃烧生成水，反应的化学方程式为2H2+O22H2O；故填：2H2O22H2O+O2↑；2H2+O22H2O。
15．(1)+4
(2)过滤
(3)
(4)ab
【详解】（1）钛酸亚铁中氧元素化合价为-2价，铁元素化合价为+2价，假设钛元素化合价为x，根据化合物中化合价总和为0，可以列式：，解得，故钛元素的化合价为+4价。
（2）要除去反应釜中的不溶性杂质，得到需要的滤液，可以采用过滤的操作。
（3）煅烧炉中发生分解反应，另一种产物是水，可知该反应是偏钛酸分解生成二氧化钛和水，据此可以写出化学方程式：。
（4）由图可知，除煅烧炉外，有新物质生成的是反应釜和水解池，故选ab。
16．
17．
低 18．C 19．
1个由2个白球（氮原子）构成的分子（氮分子）和1个由2个黑球（氢原子）构成的分子（氢分子） 20．
=
【详解】16．储氢是氮气和氢气在给定条件下化合生成氨气，根据原子守恒配平即可。
17．气体沸点越低，越难液化，氢气比氨气难液化，说明氢气沸点更低。
18．氨气液化属于物理变化，分子种类、个数、大小均不变，仅分子间间隔减小。
19．根据反应前后原子守恒，A中2个共含2个原子、6个原子，分解生成1个和3个，C中已有2个，故B中需补充1个和1个。
20．根据质量守恒，储氢时消耗的氢气中的氢元素全部进入氨气，释氢时氨气中氢元素全部转化为氢气，理论上二者质量相等。
21． A 1：4
【详解】A、由反应的微观示意图可知，该反应是二氧化碳和氢气在催化剂的作用下生成了甲烷和水，该反应的化学方程式为CO2+4H2CH4+2H2O，由化学方程式可知，生成c（CH4）和d（H2O）的质量比为16：（1×2+16）×2=16：36=4：9，故A选项符合题意；
B、催化剂在反应前后化学性质不变，而不是性质不变，催化剂的物理性质在化学反应前后有可能改变，故B选项不符合题意；
C、根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类和数目不变，所以反应后氢原子的个数不变，故C选项不符合题意；
D、由化学方程式CO2+4H2CH4+2H2O可知，a（CO2）、b（H2）按分子个数1：4进行该反应。
故填：A；1：4。
22．(1)反应生成的二氧化碳气体逸出，剩余质量减少（合理即可）
(2)2Cu+O22CuO
【详解】（1）实验甲中，将盐酸倒入烧杯中与碳酸钠充分反应生成氯化钠、水和二氧化碳，观察到反应后天平不平衡，其原因是反应生成的二氧化碳气体逸出，剩余质量减少。
（2）实验乙加热后锥形瓶内铜和氧气反应生成氧化铜，该反应的化学方程式为。
23．(1)D
(2) 过滤 滤纸破损了（或液面高于滤纸边缘等）
(3) 氧气/ 将带火星的小木条放在试管中，若小木条复燃，则说明该气体是氧气
(4)
(5) 48 解设需要水的质量是。



答：需要水的质量是。
【详解】（1）A、地球上的淡水资源不到总水量的3%，所以地球上的淡水资源并不丰富，故选项说法错误；
B、部分结冰的蒸馏水是由水一种物质组成，属于纯净物，故选项说法错误；
C、水是由水分子构成的，水是由氢元素和氧元素组成的，故选项说法错误；
D、硬水是指含有较多可溶性钙、镁化合物的水，故选项说法正确。
故选：D。
（2）操作①是把固体和液体分离，名称是过滤；若经操作①后得到的水依然浑浊，可能的原因是滤纸破损了（或液面高于滤纸边缘等）。故填：①过滤；②滤纸破损了（或液面高于滤纸边缘等）；
（3）根据“正氧负氢、氢二氧一”可知，电解水时正极产生氧气，负极产生氢气，正、负极产生气体的体积比为1：2。图1中，与电源正极相连的试管内产生的气体是氧气（或）；氧气具有助燃性，则检验氧气的方法为：将带火星的小木条放在试管中，若小木条复燃，则说明该气体是氧气。故填：①氧气（或）；②将带火星的小木条放在试管中，若小木条复燃，则说明该气体是氧气；
（4）
理论上电解水过程中产生氢气和氧气的体积比为2：1，则图示为：。故填：；
（5）①由题意可知，该新能源汽车行驶，理论上需要氢气的质量为7200km÷150km/kg=48kg。故填：48；
②见答案
【点睛】本题难度不大，主要考查了水、水的净化、电解水实验和化学方程式的计算等，根据所学知识，结合题中信息，认真分析即可解答。

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