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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．我国明代宋应星所著的《天工开物》已记载有炼锡(锡的元素符号为Sn)的方法，用化学方程式可表示为：。下列关于该反应的描述不正确的是
A．该炼锡方法会污染环境
B．该化学反应后，固体质量减小
C．反应前后Sn元素的质量没有发生改变
D．该反应中和C的质量比为
2．孔雀石主要成分是Cu2（OH）2CO3，与稀硫酸反应的化学方程式为Cu2（OH）2CO3+2H2SO4=2CuSO4+X+3H2O。则X的化学式为
A．CO2 B．CO C．O2 D．SO2
3．一定条件下，甲、乙、丙、丁四种物质在密闭的容器中发生了化学反应，测得反应前后各物质的质量如下表所示。下列说法正确的是
物质 甲 乙 丙 丁
反应前质量/g 20 20 20 20
反应后质量/g 13 16 20 x
A． B．丁一定是化合物
C．丙一定是该反应的催化剂 D．参加反应的甲和乙的质量比为
阅读下列材料，完成下列2个小题。
2026年1月8日，我国非常规油气勘查获新突破。鄂西恩施二叠系页岩层系，成功实现工业气流突破，新增页岩气地质资源量1329.5亿立方米。页岩气是从页岩中开采出来的天然气(主要成分为)，是一种重要的资源。甲烷催化重整制氢的微观过程示意图如图所示。催化重整制得的中常混有少量CO，利用铜-铈氧化物可催化除去CO。
4．有关该反应的说法中，正确的是
A．反应过程中涉及3种氧化物 B．参加反应的和质量比为
C．反应前后催化剂的质量和性质均不变 D．反应结束后氢原子的个数减少了
5．下图为元素周期表中铈元素的信息。下列说法错误的是
A．铈属于金属元素 B．铈原子的核电荷数是58
C．铈和铜的化学性质有差异 D．1个铈原子的质量为140.1 g
6．下列图像不能正确反映其对应变化关系的是
A．在密闭容器中加热铜粉 B．通电分解水
C．加热高锰酸钾制取氧气 D．红磷燃烧测定空气中氧气含量的实验
A．A B．B C．C D．D
7．甲醇俗称“木精”，是重要的化工原料，一种合成甲醇的微观反应过程如图，根据图示分析，下列说法正确的是
A．反应前后原子的质量发生改变 B．反应中甲和乙的质量比为
C．反应前后分子的个数不变 D．该反应遵守质量守恒定律
8．我国科研人员用含氮气和二氧化碳的烟气高效合成了尿素。该反应的物质种类变化示意图如图，有关说法正确的是
A．物质甲由3个原子构成 B．保持化学性质的最小粒子是氢原子与氧原子
C．反应前后分子种类不变 D．参加反应的乙和丙分子个数比为
9．工业生产硫酸中的某一步反应用微观模型图表示如图所示，下列说法不正确的是
A．反应前后硫元素的化合价从+4价变成+6价
B．该反应前后分子的种类发生了改变
C．参加反应的反应物间分子个数比是1:1
D．该反应中有两种氧化物
10．下列有关电解水实验（如图所示）的说法正确的是
A．b管产生的气体能燃烧，火焰为淡蓝色
B．电解水得到的氢气和氧气质量比为
C．通电一段时间后，装置中液面高度为：
D．得出的结论：水是由氢气和氧气组成的
11．在化学反应A+2B=C+2D中，若12gA与一定量的B恰好反应，生成28gC和2gD，则参加反应的A与B的质量比是
A．1：2 B．2：3 C．3：2 D．2：5
12．有关化学方程式：H2+Cl22HCl的下列说法正确的是
A．氢气加氯气等于氯化氢
B．反应前后分子个数变了
C．该反应前后原子种类和个数没变
D．1份质量的氢气和1份质量的氯气在点燃条件下反应生成2份质量的氯化氢
13．科学家利用新研制的含钐催化剂，实现了如图所示的物质转化。下列说法错误的是
A．丙为通常情况下为气体
B．甲与乙的组成元素相同
C．生成物的分子个数比为1:1
D．反应前后含钐催化剂质量不变
二、填空题
14．2025年1月，北京大学科研团队首次开发出一种新型电解质材料，并研制出具有优异快充性能和超长循环寿命的全固态锂硫电池。图1为锂元素在元素周期表中的信息，图2为硫元素的微观粒子结构示意图。
(1)根据图1可知，锂的原子序数为___________。
(2)若图2中微观粒子为，则x=___________。
(3)动力电池领域对氢氧化锂的需求量越来越大，锂遇水反应生成氢氧化锂(LiOH)和氢气，该反应的化学方程式为：___________。
15．X、Y、Z三种物质中均含有地壳中含量最多的元素，它们之间有如图所示的转化关系，“→”表示反应一步实现，部分物质和反应条件已略去。若X、Y是组成元素完全相同的液体，Z为气体单质，则X转化为Y的基本反应类型为______；Y转化为Z的化学方程式为______；从微观角度解释X、Y性质有差异的原因是______。
16．合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，对社会发展与科技进步做出了巨大贡献。合成氨工艺的主要流程如下图1：

(1)合成塔中的反应必须在高温、高压、催化剂条件下进行，该反应的文字表达式是：____。
(2)生产过程中从合成塔中输出的气体属于______（填“纯净物”或“混合物”）。
(3)生产过程中可重复使用的物质是___。
(4)根据表中的数据回答问题。
物质 H2 N2 NH3
沸点/℃（1.01×105 Pa） -252 -195.8 -33.35
在1.01×105 Pa时，欲将NH3与N2、H2分离，最好将温度控制在_______之间。
(5)下图是合成塔中发生反应的微观粒子示意图：

由图可知该变化中的最小粒子是___。
(6)当合成塔中氨的含量不再发生变化时，测得氨的含量分别于温度和压强的关系如上图2所示。按下列条件进行合成氨反应，平衡时氨的含量最高的是______（填字母）
a.200大气压、300℃
b.200大气压、500℃
c.400大气压、300℃
d.400大气压、500℃
17．细菌“种”衣服
细菌“种”纤维服的核心原理是将选定的产纤细菌如醋酸菌接种到发酵罐中，通过调控温度(30℃左右，以防止蛋白质变性)、选择合适的营养配比(葡萄糖及其他)等，使葡萄糖(C6H12O6)在醋酸菌体内酶的催化下分解为丙酮酸(C3H4O3)，再经过一系列反应生成细菌纤维素[(C6H10O )n] 细菌纤维素形成后，会凝结成类似凝胶的膜状物质。将其取出，经过清洗去除残留的葡萄糖和菌体，清洗时未反应的葡萄糖可能在酶的催化下缓慢氧化为二氧化碳和水。清洗后通过物理压榨去除水分，生产出完整的细菌纤维素纺织面料只需5~10天。细菌纤维素纺织面料具有天然三维纳米结构，单根纤维强力高，具有优良的可拉伸性、耐水洗性，且更亲肤、丝滑、耐磨。更神奇的是，细菌纤维素可生物降解，不污染环境。未来，调整醋酸菌培养条件，还能“种”出更多功能性服装，让微生物成为“纺织小工厂”。
结合图文信息，分析思考，解决问题：
(1)细菌“种”纤维服的过程中，要将温度调控到30℃左右，其目的是______。
(2)葡萄糖与丙酮酸均属于________(填物质类别)，在生物体内具有不同的功能，是因为______。
(3)清洗时未反应的葡萄糖可能被氧化，反应的化学方程式为______。
(4)细菌纤维素纺织面料单根纤维强力高，其优良的可拉伸性是因为_______。
(5)与传统制衣工艺相比，细菌“种”纤维服的明显优势有______(写一条)。
18．在一个密闭容器中放入甲、乙、丙、丁四种物质，使其在一定条件下发生化学反应，一段时间后测得反应数据如下表所示，下列说法正确的是_________。
物质 甲 乙 丙 丁
反应前的质量/g 33 4 5 5
反应后的质量/g 待测 19 5 18
A．丙一定是该反应的催化剂
B．该反应可能是分解反应
C．待测值为5
D．已知乙、丁的相对分子质量分别是30和13，则该反应化学方程式中乙与丁的化学计量数之比为___________
三、实验题
19．用下图所示实验验证质量守恒定律。
(1)实验1中，发生反应的化学方程式为_____；该实验能验证质量守恒定律，证据是当观察到____时，天平仍然保持平衡。
(2)实验2中，用红热玻璃管将红磷引燃，冷却到室温后再次称量，天平不平衡。该实验未能验证质量守恒定律，可能的原因是_____。
四、综合应用题
20．化学链燃烧技术指用载氧体（金属氧化物）将空气中的氧传输至燃料的新技术。基于CuO/Cu2O载氧体的甲烷化学链燃烧技术如1图所示：
(1)空气反应器中Cu2O与空气中的______发生反应生成CuO，该反应的基本类型是______。
(2)在燃料反应器中发生如下反应：8CuO+CH44Cu2O+CO2+2H2O，若要使1.6kgCH4充分反应，至少需要CuO的质量为多少？（写出计算过程）
(3)从空气反应器排出的气体中O2体积分数随反应温度的变化关系如2图所示。空气反应器中最适宜的反应温度范围是______（填字母）。
A．800~900℃ B．900~1000℃ C．1000~1030℃ D．1030~1100℃
《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 A B B D B D D C C
题号 11 12 13
答案 B C C
1．D
【详解】A、结合方程式可知，该反应的生成物中有一氧化碳，一氧化碳有毒，会污染空气，故A正确；
B、该反应有气体生成，根据质量守恒，固体质量减小，故B正确；
C、依据质量守恒定律，反应前后元素的质量不变，则反应前后Sn元素的质量没有发生改变，故C正确；
D、该反应中 SnO2 和C的质量比为：=151:24，故D错误。
故选D。
2．A
【详解】由反应的化学方程式Cu2（OH）2CO3+2H2SO4═2CuSO4+X+3H2O可知，反应前有2个Cu，6个H，2个S，1个C，13个O，反应后有2个Cu，6个H，2个S，0个C，11个O，根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类和数目不变，则X中含有1个C，2个O，所以X的化学式为：CO2。
故选A。
3．B
【详解】A、根据质量守恒，密闭容器内反应前后总质量相等： 反应前总质量为，则，解得，说法错误。
B、分析物质质量变化： 甲质量减少，乙质量减少，二者均为反应物；丙质量不变，丁质量增加，丁是生成物，则该反应为化合反应：，因此生成物丁一定是化合物，说法正确。
C、丙反应前后质量不变，只能说明可能不参与反应，也可能是催化剂，不能确定一定是催化剂，说法错误。
D、参加反应的甲质量为，乙质量为，质量比为，是反应后剩余质量比，不是参加反应的质量比，说法错误。
故选：B。
4．B 5．D
【详解】4．由图可知，该反应为甲烷和水在催化剂和500℃条件下反应生成二氧化碳和氢气，该反应的化学方程式为：。
A、该反应过程中涉及物质为甲烷、水、二氧化碳和氢气，甲烷是由C、H元素组成的化合物，不属于氧化物，水是由H、O元素组成的化合物，属于氧化物，二氧化碳是由C、O元素组成的化合物，属于氧化物，氢气是由氢元素组成的纯净物，属于单质，涉及2种氧化物，不符合题意；
B、该反应中，参加反应的甲烷和水的质量比为：，符合题意；
C、化学反应前后催化剂的质量和化学性质不变，物理性质可能改变，不符合题意；
D、根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类和数目不变，则反应结束后氢原子的个数不变，不符合题意。
故选B；
5．A、由“金”字旁可知，铈属于金属元素，表述正确，不符合题意；
B、在元素周期表中，元素名称左上角的数字表示原子序数，原子序数=质子数=核电荷数，故铈原子的核电荷数是58，表述正确，不符合题意；
C、由原子构成的物质，原子是保持物质化学性质的最小粒子，铈和铜原子构成不同，故化学性质有差异，表述正确，不符合题意；
D、在元素周期表中，元素名称下方的数字表示相对原子质量，相对原子质量是一个比值，单位为“1”，常省略不写，故铈的相对原子质量为140.1，原子的实际质量很小，1个铈原子的质量为140.1 g是错误的，符合题意。
故选D。
6．B
【详解】A、化学反应前后元素的种类不变，在密闭容器中加热铜粉，铜元素的质量不变。此选项正确。
B、通电分解水时，产生的氢气和氧气的体积比应为2：1，图像中为1：2.此选项错误。
C、高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气。横坐标为加热时间，刚开始加热时，没有发生反应，固体物质种类为一种（高锰酸钾）。反应发生后固体物质种类为三种（高锰酸钾、锰酸钾、二氧化锰）。完全反应后固体物质种类为两种（锰酸钾和二氧化锰）。此选项正确。
D、红磷燃烧测定空气中氧气含量的实验中，初始时间，红磷燃烧虽然消耗氧气，但由于燃烧放热，瓶内气体膨胀，气压增大。燃烧停止，温度下降，气体收缩，瓶内气压减小，由于生成的五氧化二磷是固体，所占体积可以忽略不计，最终瓶内气压小于外界大气压。此选项正确。
故选：B。
7．D
【详解】A、根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类、数目、质量均不发生改变，A错误。
B、由微观示意图可知，氢气和一氧化碳反应生成甲醇，化学方程式：，甲为H2、乙为CO，二者质量比为(2×2):(12+16)=4:28=1:7，不是4:7，B错误。
C、反应前分子总数为2+1=3，反应后分子总数为1，分子个数发生改变，C错误。
D、所有化学反应都遵守质量守恒定律，D正确。
8．D
【详解】A、物质甲是二氧化碳，由二氧化碳分子构成，一个二氧化碳分子由3个原子构成，物质是宏观概念，由大量的微观粒子构成，不能说由3个原子构成，该选项不符合题意。
B、戊物质由水分子构成，故保持戊的化学性质的最小粒子是水分子，该选项不符合题意。
C、反应前有二氧化碳分子、氮分子和氢分子，反应后有水分子和尿素分子，分子种类发生改变，该选项不符合题意。
D、由图可知，该反应的化学方程式为：，此时参加反应的乙和丙分子个数比为1：3，该选项符合题意。
故选D。
9．C
【分析】根据微观示意图，该反应是SO2、O2在一定条件下反应生成SO3，化学方程式为。
【详解】A、化合物中元素正负化合价代数和为0，化合物中氧元素通常显-2价，反应前SO2中硫元素化合价为+4价，反应后SO3中硫元素化合价为+6价，硫元素的化合价由+4价变为+6价，该说法正确。
B、化学反应的本质是分子分裂为原子、原子重新组合为新分子，因此反应前后分子种类发生改变，该说法正确。
C、由方程式可知，参加反应的SO2与O2的分子个数比为，并非，该说法不正确。
D、氧化物是由两种元素组成且其中一种是氧元素的化合物，该反应中的SO2、SO3均属于氧化物，共两种，该说法正确。
故选C。
10．C
【详解】A、电解水实验中，根据“正氧负氢”，b管与正极相连，产生的是氧气，氧气具有助燃性，a管与负极相连，产生的是氢气，氢气具有可燃性，则a管产生的气体能燃烧，火焰为淡蓝色，故说法错误；
B、水通电分解生成氢气和氧气，化学方程式为，生成氢气和氧气的体积比为2：1，生成氢气和氧气的质量比为4：32=1：8，故说法错误；
C、电解水实验中，根据“正氧负氢”，b管与正极相连，产生的是氧气，氧气具有助燃性，a管与负极相连，产生的是氢气，氢气与氧气对的体积比为2:1，ab管内产生气体，液面下降，且a管下降的比b管多，ab管内压强增大，可将水压入漏斗中，则漏斗内液面上升，故通电一段时间后，装置中液面高度为：，故说法正确；
D、水通电分解生成氢气和氧气，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，故说法错误；
故选C。
11．B
【详解】根据质量守恒定律，参加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。
对于反应A+2B=C+2D，12g A与B恰好完全反应，生成28gC和2gD，则参加反应的B的质量为，因此参加反应的A与B的质量比为。
故选：B。
12．C
【分析】化学方程式具有以下几方面的含义：
表示反应物、生成物和反应条件：化学方程式明确指出了参与反应的物质（反应物）以及反应生成的物质（生成物），同时还表明了反应进行所需的条件（如加热、点燃、催化剂等）；
表示各物质之间的质量比：化学方程式中各物质的化学式前面的系数，不仅表示了微粒的个数比，还反映了它们之间的质量比。通过相对原子质量或相对分子质量，可以计算出各物质之间的质量关系；
表示化学反应中粒子的个数比：化学方程式中各物质化学式前的系数，代表了参与反应和生成的粒子（原子、分子、离子等）的个数比例。
【详解】A 、该化学方程式应表示氢气和氯气在点燃条件下反应生成氯化氢，不能表示氢气加氯气等于氯化氢，错误；
B、根据化学方程式可知，每1个氢分子和1个氯分子反应生成2个氯化氢分子，反应前后分子个数不变，错误；
C 、化学反应都遵循质量守恒定律，该反应前后原子种类和个数没变，正确；
D、根据化学方程式可知，每2 份质量的氢气和 71 份质量的氯气在点燃条件下反应生成 73 份质量的氯化氢，错误。
故选C。
13．C
【分析】由图可知该反应是在含钐催化剂的作用下分解产生和，化学方程式为。
【详解】A.丙为氢气，通常状况下是气体，说法正确。
B.甲和乙，都只含C、H两种元素，组成元素相同，说法正确。
C.生成物和的分子个数比为，说法错误。
D.催化剂在化学反应前后质量不变，说法正确。
14．(1)3
(2)8
(3)
【详解】（1）元素周期表的信息中，左上角数字为原子序数。根据图1可知，锂的原子序数为3。故填：3。
（2）图2中，圆圈里的数字是质子数，括号上的数字和为核外电子总数。图2中微观粒子为，则有，即：，解得。故填：8；
（3）锂和水反应生成氢氧化锂和氢气。故该反应的化学方程式为：。
15． 分解反应 分子的构成不同
【分析】由题意可知，X、Y、Z三种物质中均含有地壳中含量最多的元素，即含有氧元素，若X、Y是组成元素完全相同的液体，Z为气体单质，由转化为关系可知，X为过氧化氢，Y为水，Z为氧气，带入验证符合题意。
【详解】根据分析可知，X转化为Y的反应是过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成了水和氧气，反应符合“一变多”特征，基本反应类型属于分解反应；
Y转化为Z的反应为水在通电的条件下反应生成氢气和氧气，化学方程式为；
由分子构成的物质，分子是保持物质化学性质的最小微粒，过氧化氢由过氧化氢分子构成，水由水分子构成，所以X、Y性质有差异的原因是分子的构成不同。
16．(1)
(2)混合物
(3)氮气、氢气
(4)-33.35℃~-195.8℃
(5)氢原子、氮原子
(6)c
【详解】（1）合成塔中氮气和氢气在高温、高压、催化剂条件下反应生成氨气，反应的文字表达式是。
（2）由图可知，从合成塔中输出的氨气中混有氢气和氮气，属于混合物。
（3）既是生成物又是反应物的物质可以循环利用，生产过程中可重复使用的物质是氮气和氢气。
（4）由表中数据可知，在1.01×105Pa时，欲将NH3与N2、H2分离，最好将温度控制在-33.35℃~-195.8℃。
（5）由图可知，化学变化中分子分成原子，原子重新组合成新的分子，则该变化中的最小粒子是氢原子和氮原子。
（6）由图2信息可知，压强越大、温度越低，氨含量越高，则平衡时氨的含量最高的是400大气压、300℃，选c。
17．(1)防止蛋白质变性
(2) 化合物 分子构成不同
(3)
(4)具有天然三维纳米结构
(5)环境友好（合理即可）
【详解】（1）题干明确说明调控30℃左右的目的是防止蛋白质变性，酶的主要成分为蛋白质，该温度下醋酸菌体内酶活性最高，利于发酵生产纤维素。
（2）葡萄糖和丙酮酸均为含碳的化合物；
物质的结构决定性质，二者分子结构不同，性质存在差异，因此功能不同。
（3）葡萄糖在酶的催化作用下和氧气反应生成二氧化碳和水，化学方程式为。
（4）题干明确说明细菌纤维素纺织面料具有天然三维纳米结构，该结构决定了其具备优良的可拉伸性。
（5）和传统制衣工艺相比，细菌“种”纤维服可生物降解，对环境友好，同时还有生产周期短、面料性能优异等明显优势。
18． C 1∶2
【分析】根据质量守恒定律，化学反应前后物质的总质量不变。由表中数据可知：，待测值=5。反应中，甲物质减少的质量为：，甲为反应物；乙物质质量增加：，丁物质质量增加：，乙物质、丁物质为生成物；丙物质质量不变，可能是反应的催化剂，也可能是不参加反应的其他物质。
【详解】A、丙物质的质量反应前后不变，可能是反应的催化剂，也可能不参加反应的其他物质，选项A错误；
B、根据分析，该反应的反应物为甲，生成物为乙、丁，由一种物质反应生成两种物质，符合分解反应的特征，属于分解反应，选项B错误；
C、根据分析可知，待测值为5，选项C正确；
D、根据分析，乙物质质量增加15g，丁物质质量增加13g，已知乙、丁的相对分子质量分别是30和13，则该反应化学方程式中乙与丁的化学计量数之比为：。
故填：C；1∶2。
19．(1) Fe+CuSO4═FeSO4+Cu 铁钉表面析出红色固体
(2)装置漏气或用橡胶塞塞紧锥形瓶速度太慢
【详解】（1）在实验1中，锥形瓶中可观察到的实验现象是铁钉表面析出红色固体，溶液有蓝色变成浅绿色，发生反应的化学方程式是：Fe+CuSO4═FeSO4+Cu；
（2）待红磷熄灭后冷却到室温后再次称量，天平不再平衡，其原因可能是装置漏气、用橡胶塞塞紧锥形瓶速度太慢。
20．(1) 氧气/ O2 化合反应
(2)②解：设至少需要CuO的质量为x
x=64kg
答：至少需要 CuO的质量为 64kg。
(3)A
【详解】（1）根据质量守恒定律和反应前后元素种类不变，Cu2O转化为CuO，需要与空气中能提供氧元素的物质反应，即氧气（O2）；
该反应是Cu2O和O2反应生成CuO，由两种物质生成一种物质，符合化合反应 “多变一” 的特征。
（2）CH4的质量为1.6kg，据此可通过化学方程式计算出需要CuO的质量，详见答案。
（3）从图 2 可知，在800~900℃时，从空气反应器排出的气体中O2体积分数为最小值，说明此时载氧体与氧气的反应最充分，更有利于化学链燃烧技术的进行，所以最适宜的反应温度范围是800~900℃。
故选：A。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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