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4.3化学方程式
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．我国科学家在国际上首次实现了二氧化碳到淀粉的从头合成。下图是将二氧化碳先转化为甲醇的微观过程。下列有关说法错误的是
A．该反应遵守质量守恒定律
B．该反应说明分子可分
C．参加反应的甲和乙的分子个数比为
D．生成的丙和丁的质量比为
2．下列有关叙述、对应的表达式、所属反应基本类型都正确的是
A．拉瓦锡测得空气中氧气含量： 化合反应
B．木炭燃烧放热用于烧烤： 氧化反应
C．蜡烛燃烧： 氧化反应
D．氢氧化铜加热变红： 分解反应
3．有关的叙述正确的是
A．一个硫原子加一个氧分子等于两个水分子
B．硫磺和氧气在点燃条件下生成二氧化硫
C．硫磺加氧气点燃等于二氧化硫
D．1g硫磺和2g氧气反应生成3g二氧化硫
4．一种利用太阳能分解水的原理如图所示。下列说法不正确的是
A．反应I的化学方程式为I2+SO2+2H2O=2HI+H2SO4
B．反应II属于分解反应
C．反应III中生成的SO2和O2的质量比是2：1
D．反应I、II和III在反应前后均有元素化合价发生改变
5．根据化学方程式不能获得的信息是
A．反应发生所需要的条件 B．各反应物、生成物之间的质量比
C．各反应物和生成物的微粒个数比 D．化学反应速率的快慢程度
6．《齐民要术》记载“粟米曲作酢”，“酢”即醋酸。我国科研人员研究出制取醋酸（CH3COOH）的新方法，新方法的微观反应示意图如图所示。下列说法正确的是
A．反应过程中原子数目减少
B．反应前后催化剂的性质不变
C．古法酿醋是用粮食发酵而成，发酵属于物理变化
D．新方法反应的化学方程式：
7．常做水果催熟剂的乙烯(C2H4)是一种可燃性气体，它完全燃烧的微观示意图如图所示，下列说法不正确的是
A．图示中X的数值为3 B．反应前后分子总数不变
C．氧元素的化合价反应前后没有发生改变 D．乙与丁的质量比为8：3
8．下列化学方程式中符合题意且书写正确的是
A．用含氢氧化镁的药物治疗胃酸过多：
B．用稀硫酸除铁锈：
C．正常雨水呈弱酸性的原因：
D．铁在氧气中燃烧：
9．在一密闭的容器中，12g炭粉与64g氧气点燃后充分反应，容器内各相关量与时间（从反应开始计时）的对应关系如图所示，其中不正确的是
A． B． C． D．
10．我国“神舟”系列载人飞船使用的某种发动机利用了N2H4的分解反应：3N2H42N2↑+3x↑+2NH3↑，下列说法错误的是
A．方程式中x为H2
B．氨气中氮元素的质量分数约为82.4%
C．该反应前后只有一种元素化合价发生改变
D．N2H4中氮、氢元素的质量比为7：1
11．工业上制备次氯酸钠的反应原理是X+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O，则X的化学式为
A．Cl2 B．HCl C．O2 D．HClO
12．火药是我国古代四大发明之一，《天工开物》记载：“凡硫黄配硝而后，火药成声”。其反应的化学方程式为：。则X的化学式为
A．2N B．N2 C．NO2 D．N
二、填空题
13．能源、材料与技术的更新迭代推动了人类文明进步和社会发展。
(1)2017年5月18日中国首次开采“可燃冰”。可燃冰是由_____和水在低温、高压条件下形成的冰状固体。可燃冰与常规化石燃料相比，优点是_____。(写出一点即可)
(2)海水晒盐时可在结晶池中分离出粗盐和母液。粗盐在精制过程中除去其中MgCl2、CaCl2、Na2SO4等杂质，常用两种方法。一是物理方法，即用氯化钠______(填“饱和”或“不饱和”)溶液浸洗粗盐：二是化学方法，常用过量NaOH溶液、过量Na2CO3溶液、过量BaCl2溶液来除杂。有同学认为加入这三种溶液的顺序中，必须保证加入________溶液之后才能加入过量Na2CO3溶液。
(3)海水可以制镁。镁铝合金是一种特殊的储氢材料，完全吸收氢气后得到MgH2和Al，请标出MgH2中氢元素的化合价______。
(4)图甲是模拟侯氏制碱法，图甲烧杯中的冰水的作用是_______；
图乙中温度高于60℃时，NalHCO3溶解度曲数据没有的原因是______。(用化学方程式解释)
14．已知A、B、C、D、E是初中化学常见的5种物质，它们有如下图所示的转化关系（部分条件和产物已略去）。已知A、C是无色液体，是固体。
(1)请写化学式：E可能是________。
(2)请写出反应①的化学反应方程式：________。
(3)C在通电条件下的基本反应类型是________。
(4)请写出一条物质B在生活或生产中的用途________。
15．中东战局导致国际油价剧烈波动，我国煤炭资源丰富，通过“煤液化”技术，用煤炭和水制取液体燃料甲醇(CH3OH)。主要流程如图：
已知：①甲醇易溶于水，熔点为-97.8℃，沸点为64.7℃。
②按照绿色化学思想，反应物中的原子全部转化为期望的最终产物，这时原子利用率为100%。
(1)从微观角度解释“冷却器”中发生的变化：_____。
(2)一定条件下，“合成塔”中反应的化学方程式为_____。
(3)流程中可循环利用的物质甲是_____。
(4)CO2与H2也可以合成甲醇，但产物还有水。常压下，能从甲醇与水的混合产物中分离得到甲醇的方法是_____(填序号，下同)。
A．吸附 B．过滤 C．升华 D．蒸馏
(5)从原子利用率的角度分析，选用_____，合成甲醇更好并说明理由：_____。
A．CO与H2 B．CO2与H2
16．阅读下面短文，回答问题
喝自来水真能补钙吗？
我国生活饮用水卫生标准规定，饮用水（包括自来水）中含有铁、锰、铜、锌、钙等多种矿物质。我们不建议生喝自来水，自来水在出厂的时候是达标的，但中间经过管道、水箱等多个环节的运输和储存到达家庭中的水龙头时，很容易被微生物、细菌、重金属污染，所以，自来水一定要烧开后再饮用。自来水中的钙大都以碳酸氢钙的形式存在，常温下碳酸氢钙的溶解度较高。自来水在烧开的过程中，部分碳酸氢钙会变成碳酸钙沉积下来，这是水垢的成分，与碳酸钙一起形成水垢的，还有微量的金属元素，包括铅、锌等重金属，所以，水垢是不能食用的，其中的钙自然也“浪费”了，只有少量溶于水的钙，才能被人体摄入。因此，自来水虽然可为人体补充钙等矿物质，但不能作为人体所需矿物质的主要来源。
(1)饮用水中含有的铁、锰、铜、锌、钙等是指___________（填“单质”“原子”或“元素”），写出其中任意两种的符号____________、_____________。
(2)将自来水烧开可以降低水的硬度，原因是_____________；碳酸氢钙分解除了生成碳酸钙之外，还生成了两种氧化物，该反应的化学方程式为______________。
(3)以下说法不正确的是________（填字母，多选）。
A．自来水是人体补钙的主要来源 B．自来水属于混合物
C．自来水中的钙大都以碳酸氢钙的形式存在 D．食用水垢可以补钙
17．工业生产硫酸中的某一步反应用微观模型图表示如下，下列说法正确的是______
A．反应前后硫元素的化合价从+2价变成+3价
B．该反应的产物中有两种不同的分子
C．参加反应的反应物间分子个数比是1:2
D．该反应属于______（填基本反应类型）
三、实验题
18．如图是实验室制取氧气的实验。
(1)请写出用A装置制取氧气的化学方程式。
(2)若甲中试管口向上倾斜，实验时可能造成试管炸裂，请解释原因。
(3)若选择B装置，用排水法来收集氧气，应如何操作？
四、综合应用题
19．水是一种重要的资源。
Ⅰ．水的净化
(1)下列净化水的操作中，单一操作净化程度较高的是___________(填字母)，活性炭具有___________性。
A．沉降 B．吸附 C．过滤 D．蒸馏
(2)有些公共场所提供经过物质X消毒处理的直饮水。
①工业上制取X的反应为：，则X的化学式是___________。
②该直饮水是软水，___________的水叫作软水。
Ⅱ．水的组成
(3)图1是电解水实验。
①该反应的化学方程式是___________，验证了水是由___________组成的。
②玻璃管a中电极连接的是电源___________极(选填“正”或“负”)，将燃着的木条靠近玻璃管b尖嘴口，并缓慢打开活塞，观察到___________，反应的化学方程式是___________。
(4)图2是分解水制取氢的一种原理。
①写出反应i的化学方程式___________。
②该转化中生成氢气和氧气的质量比为___________。
Ⅲ．水的作用：下图实验中都用到水，请按要求填空。
A．测定空气中氧气的含量 B．铁丝在氧气中燃烧 C．排水法收集氧气 D．硫在氧气中燃烧
(5)A中红磷燃烧的化学方程式___________。
(6)D中水的作用是___________。
《4.3化学方程式》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C A B C D D C A D C
题号 11 12
答案 A B
1．C
【分析】该反应是由氢气与二氧化碳反应生成甲醇与水，该反应的化学方程式为：CO2+3H2CH3OH+H2O；
【详解】A、该过程生成了新物质，属于化学变化，遵守质量守恒定律；该选项说法正确；
B、该反应说明分子可分；该选项说法正确；
C、根据分析，参加反应的甲和乙的分子个数比为3:1；该选项说法错误；
D、生成的丙和丁的质量比为32:18=16:9；该选项说法正确；
故选C。
2．A
【详解】A、拉瓦锡测得空气中氧气含量，其表达式为属于化合反应，表达式正确，符合题意。
B、反应条件应为 “点燃”（“燃烧” 是反应现象，不是反应条件）；且 “氧化反应” 不属于基本反应类型（基本反应类型仅包括化合、分解、置换、复分解），因此错误，不符合题意。
C、“氧化反应” 不属于基本反应类型，不符合题目对 “反应基本类型” 的要求，因此错误，不符合题意。
D、氢氧化铜加热分解的表达式和分解反应类型正确，但氢氧化铜加热变黑而非变红，不符合题意。
故选：A。
3．B
【详解】A、在反应中“+”读作“和”，“=”读应作“生成”，从微观上，在点燃条件下，每一个硫原子和1个氧分子反应生成1个二氧化硫分子，选项A错误；
B、该反应可读作：硫磺和氧气在点燃条件下生成二氧化硫，选项B正确；
C、在反应中“+”读作“和”，“=”读应作“生成”，选项C错误。
D、参加反应的硫磺和氧气的质量比为32：32=1：1，1g硫磺和1g氧气反应生成2g二氧化硫，选项D错误。
故选：B。
4．C
【详解】A、由图可知，反应Ⅰ为碘、水、二氧化硫反应生成HI和硫酸，反应的化学方程式为：，该选项说法正确；
B、反应Ⅱ为HI在太阳能作用下生成氢气和碘，该反应符合“一变多”的规律，属于分解反应，该选项说法正确；
C、反应Ⅲ为二氧化硫、氧气和水反应生成硫酸，反应的化学方程式为：，该反应中，二氧化硫和氧气的质量比为[（32+16×2）×2]：（16×2）=4：1，该选项说法不正确；
D、单质中元素化合价为0，而化合物中元素化合价不为零，三个反应中均涉及单质，则均有元素化合价发生改变，该选项说法正确。
故选C。
5．D
【详解】A、由化学方程式，等号左边的是反应物，右边的是生成物，等号上方的是反应条件，根据化学方程式能确定该反应中的反应物、生成物和反应条件，说法正确；
B、由化学方程式，可以计算出各反应物、生成物之间的质量比，说法正确；
C、由化学方程式，从微观上可以确定反应物、生成物之间的粒子个数之比，说法正确；
D、由化学方程式，无法确定化学反应速率的快慢程度，说法错误；
故选D。
6．D
【详解】A.化学变化的微观实质是分子分裂为原子，原子又重新组合的过程，在重组的过程中，原子种类、数目都不变，故A选项错误；
B.在化学反应里，能改变其他物质的反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都不变的物质叫做催化剂，题目提及的是性质，性质包括物理性质和化学性质，催化剂的物理性质在反应前后是可能改变的，如催化剂的状态，故B选项错误；
C.古法酿醋是用粮食发酵而成，发酵过程中糖类转化为醋酸等物质，有新物质生成，不属于物理变化，属于化学变化，故C选项错误；
D.由微观示意图可知，该反应为二氧化碳和甲烷在催化剂的作用下反应生成醋酸，反应的化学方程式为：，故D选项正确；
故选D。
7．C
【详解】A、根据反应前后原子的种类和个数不变，反应后含有6个氧原子，则反应前氧原子个数也为6，则X为3，该选项说法正确；
B、由图可知，每1个甲分子和3个乙分子反应生成2个丙分子和2个丁分子，则反应前后分子总数不变，该选项说法正确；
C、乙为O2，其中氧元素的化合价为0，而生成物中氧均为-2价，则反应前后元素种类改变，该选项说法不正确；
D、丁为H2O，则乙与丁的质量比为（16×6）：[（1×2+16）×2]=8：3，该选项说法正确。
故选C。
8．A
【详解】A.用含氢氧化镁的药物治疗胃酸过多:，正确符合题意；
B. 用稀硫酸除铁锈应为：，故错误，不符合题意；
C. 正常雨水呈弱酸性的原因应为：，故错误，不符合题意；
D. 铁在氧气中燃烧应为：，故错误，不符合题意。
故选：A。
9．D
【详解】A、根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类和质量不变，则反应前后碳元素的质量不变，仍为12g，故A图像正确；
B、炭粉与氧气在点燃的条件下反应生成二氧化碳，即，参加反应的碳与氧气的质量比为：12:32，12g炭粉与32g氧气恰好完全反应生成44g二氧化碳，氧气剩余，故B图像正确；
C、炭粉与氧气在点燃的条件下反应生成二氧化碳，反应后固体全部转化为气体，即随着反应的进行，固体的质量逐渐减小，充分反应后剩余固体的质量为零，故C图像正确；
D、炭粉与氧气在点燃的条件下反应生成二氧化碳，反应开始前容器内没有二氧化碳，即图中二氧化碳曲线起点的纵坐标应从零开始逐渐增大，待完全反应后不再变化，故D图像错误。
故选D。
10．C
【详解】A、根据质量守恒定律可知，反应前后原子的种类和数目不变，反应前有6个氮原子、12个氢原子，反应后有6个氮原子、6个氢原子，则3x中含有6个氢原子，则x为H2，A选项正确；
B、氨气中氮元素的质量分数为，B选项正确；
C、该反应前后氮元素的化合价由-2价变为0价，氢元素的化合价由+1价变为0价，C选项错误；
D、N2H4中氮、氢元素的质量比为（14×2）:（1×4）＝7:1，D选项正确。
故选：C。
11．A
【详解】根据质量守恒定律，反应前后原子的种类、数目均不变，反应后有2个Na、2个Cl、2个O和2个H，反应前有2个Na、2个H和2个O，相差2个Cl，则X的化学式为Cl2，故选A。
12．B
【详解】根据质量守恒定律，反应前后原子的种类、个数保持不变。
反应前有1个S原子、2个K原子、2个N原子、6个O原子、3个C原子；
反应后有2个K原子、1个S原子、3个C原子、6个O原子；
则X中有2个N原子。即X的化学式为：N2。
综上所述：选择B。
13．(1) 甲烷 清洁、无污染（合理即可）
(2) 饱和 过量的BaCl2
(3)
(4) 保持低温，有利于碳酸氢钠析出；
【详解】（1）可燃冰是由甲烷（CH4）和水在低温、高压条件下形成的冰状固体；可燃冰作为新型能源，相比常规的化石燃料具有很多优势，如储量丰富、燃烧值大、清洁、无污染；
（2）在粗盐精制过程中，要除去其中的MgCl2、CaCl2和Na2SO4等可溶性杂质，常见的方法有两种，一是物理方法：由于饱和氯化钠溶液不能再溶解氯化钠，但可以溶解MgCl2、CaCl2和Na2SO4等可溶性杂质，故浸洗溶液应选用NaCl的饱和溶液；二是化学方法：操作步骤为：加水溶解，依次加入加过量的NaOH（除去氯化镁），过量的BaCl2（除去硫酸钠），过量的Na2CO3三种溶液，然后过滤，再加入适量稀盐酸，其中加入过量的Na2CO3溶液的目的是：与CaCl2、过量的BaCl2溶液反应，生成CaCO3和BaCO3白色沉淀，以达到除去粗盐中的Ca2+、过量的Ba2+的目的，故必须保证加入过量的BaCl2溶液之后才能加入过量Na2CO3溶液；
（3）MgH2中镁元素的化合价为+2，根据化合物中正负化合价代数和为零，所以氢元素的化合价为-1，表示为；
（4）由图乙可知，温度越低，碳酸氢钠的溶解度越小，则烧杯中冰水的作用是保持低温，有利于碳酸氢钠结晶析出；碳酸氢钠受热会分解生成碳酸钠、水、和二氧化碳，碳酸氢钠的溶解度在60℃后无数据，可能原因为温度高于或等于60℃时，碳酸氢钠分解，化学方程式为。
14．(1)
(2)
(3)分解反应
(4)供给人和动物的呼吸（或用于炼钢、焊接与切割金属等合理答案）
【分析】A、C是无色液体，A在二氧化锰的催化作用下生成B和C，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，则A为过氧化氢、B为氧气、C为水；水在通电条件下分解生成氢气和氧气，则D为氢气；是固体，在加热条件下分解生成氧气，则E可以为高锰酸钾，将答案代入原题，符合题意。
【详解】（1） 由分析可知，E为高锰酸钾，化学式为：；
（2）反应①为过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，反应的化学反应方程式为：；
（3）由分析可知，C为水，水在通电条件下分解生成氢气和氧气，该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应；
（4）由分析可知，B为氧气，可供给人和动物的呼吸，也可用于炼钢、焊接与切割金属等。
15．(1)温度降低，水分子间的间隔减小，水蒸气液化为液态水
(2)CO+2H2CH3OH
(3)水/H2O
(4)D
(5) A 甲醇中碳氧的原子个数比为1:1，CO与H2反应时反应物的原子全部转化为甲醇分子，原子利用率为100%，CO2 和H2 合成甲醇还会生成副产物水，原子利用率低于100%
【详解】（1）冷却器中发生水蒸气液化的物理变化，分子本身种类不变，温度降低导致水分子间间隔变小，气态水变为液态水。
（2）合成塔中一氧化碳和氢气在一定条件下反应生成甲醇，该反应的化学方程式为CO+2H2CH3OH。
（3）从流程可知，汽化炉排出的混合气中混有水蒸气，经冷却后水蒸气液化为水，水被送回汽化炉循环使用，因此可循环的甲是水。
（4）甲醇和水互溶，且二者沸点差异较大，分离沸点不同的互溶液体用蒸馏；吸附只能除去色素异味，过滤分离固体和液体，升华用于提纯易升华的固体，故选D。
（5）略。
16．(1) 元素 Fe Mn（或Cu、Ca、Zn）
(2) 部分碳酸氢钙会变成碳酸钙沉积下来
(3)AD
【详解】（1）饮用水中含有的铁、锰、铜、锌、钙等是指元素，而不是指其具体的存在形式。铁符号为Fe，锰符号Mn，铜符号Cu，锌符号Zn，钙符号Ca。
（2）从文中可知，将自来水烧开可以降低水的硬度，原因是：部分碳酸氢钙会变成碳酸钙沉积下来。化学反应前后元素的种类不变，生成物必然含有氢元素，所以一定有水，根据化学反应前后原子种类和数目不变，确定另一种氧化物为二氧化碳。所以化学方程式为。
（3）A、从文中可知自来水不是人体补钙的主要来源，错误。
B、自来水含多种物质，属于混合物，正确。
C、自来水中的钙大都以碳酸氢钙的形式存在，正确。
D、与碳酸钙一起形成水垢的，还有微量的金属元素，包括铅、锌等重金属，所以，水垢是不能食用的。错误。
故选AD。
17． C 化合反应
【分析】由反应的微观示意图可知，二氧化硫与氧气在一定条件下生成三氧化硫，反应的化学方程式为2SO2+O22SO3。
【详解】A、反应物SO2中氧元素化合价为-2价，硫元素的化合价为+4价；生成物SO3中氧元素化合价为-2价，硫元素的化合价为+6价，则反应前后硫元素的化合价从+4价变成+6价，故选项说法不正确；
B、由微粒构成可知，该反应的产物中只有SO3一种分子，故选项说法不正确；
C、由反应的化学方程式可知，参加反应的反应物间分子个数比是1:2，故选项说法正确；
D、由反应的化学方程式可知，该反应符合“多变一”的特点，属于化合反应；
故选C；填：化合反应。
18．(1)2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
(2)试管口的冷凝水流至热的试管底部，使试管炸裂
(3)先将B装置装满水，然后将发生装置与n相连接
【详解】（1）高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的化学方程式为：2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑；
（2）若甲中试管口向上倾斜，试管口的冷凝水流至热的试管底部，使试管炸裂；
（3）氧气的密度小于水，不易溶于水，若用甲装置采用排水法收集O2，操作步骤是：先将B装置装满水，然后将发生装置与n相连接。
19．(1) D 吸附
(2) ClO2 不含或含较少可溶性钙、镁化合物
(3) 氢元素和氧元素 正 气体燃烧，产生淡蓝色火焰
(4) 1:8
(5)
(6)吸收有毒物质
【详解】（1）沉降、过滤，主要去除的是难溶性杂质，吸附去除的是色素和异味部分可溶性杂质，蒸馏可除去所有杂质，则单一操作净化程度较高的是蒸馏，故选D；
活性炭疏松多孔，具有吸附性。
（2）①根据质量守恒定律，化学反应前后，原子的种类和数目不变，反应物中含Cl、Na、O的个数分别是4、2、4，生成物NaCl中含Cl、Na、O的个数分别是2、2、0，则生成物2X中还应含2个Cl、4个O，故X的化学式为ClO2；
②不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水是软水。
（3）①水电解生成氢气和氧气，化学方程式为；
氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，反应前后元素种类不变，则水是由氢元素和氧元素组成。
②电解水实验中，正极产生的是氧气，负极产生的是氢气，氧气与氢气的体积比是1:2，由图可知玻璃管a中的气体体积小，是氧气，由正极产生；
玻璃管b中的气体体积大，是氢气，氢气具有可燃性，所以将燃着的木条靠近玻璃管b尖嘴口，并缓慢打开活塞，观察到气体燃烧，产生淡蓝色火焰；
氢气燃烧生成水，化学方程式为。
（4）①反应ⅰ是四氧化三铁在太阳能的作用下生成氧气和氧化亚铁，化学方程式为。
②图2中四氧化三铁和氧化亚铁可循环利用，整个过程的反应实际与电解水类似，参考电解水的化学方程式，可计算生成氢气和氧气的质量比为4:32=1:8。
（5）红磷燃烧生成五氧化二磷，化学方程式为。
（6）硫在氧气中燃烧，集气瓶中水的作用是吸收有毒物质。

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