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5.3化学反应中的有关计算
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．一氧化氮是一种大气污染物。工业上利用氢气消除一氧化氮污染的微观示意图如图所示。关于该反应说法正确的是
A．分子数目保持不变
B．该反应是化合反应
C．生成物中氮气和水的分子个数比为1：2
D．参加反应的氢气和一氧化氮的质量比为2：15
2．电解水的简易实验装置如图所示。下列说法不正确的是
A．甲管中的电极连接的是电源负极
B．乙管中的气体能使燃着的木条燃烧更旺
C．该实验生成的氢气与氧气的质量比为2∶1
D．该实验可证明水是由氢、氧两种元素组成
3．厦门大学谢素原等教授团队借助C60富勒烯生成合成氨的催化剂推动合成氨产业开启绿色革命，其微观反应示意图如图，下列说法正确的是
A．反应物均可由空气直接分离制得，来源广泛
B．催化剂改变了氮气的化学性质
C．该反应的化学方程式为
D．参加反应的两种物质的质量比为 14:3
4．下图是利用两种无机物制得有机物甲醇的反应的微观示意图，下列说法正确的是
A．甲和丁都属于氧化物 B．该反应属于复分解反应
C．每个甲醇分子中含有4个氢原子 D．参加反应的甲和乙的质量比为2：1
5．厦门大学某团队借助C60富勒烯生成合成氨的催化剂，推动合成氨产业开启绿色革命，其微观示意图如图所示。下列说法中，正确的是
A．催化剂改变了氮气的化学性质 B．反应物均可由空气直接分离制得
C．该反应的化学方程式为 D．参加反应的H2和N2的质量比为3∶14
6．CO2的捕集、利用是实现“碳中和”的重要途径。利用逆水煤气变换反应可捕集CO2并催化转化为CO。逆水煤气变换反应的微观过程如图所示。下列说法正确的是
A．“吸附”时发生了化学变化 B．反应过程中CO2 “解离”为C和O
C．反应前后分子总数发生变化 D．生成的CO和H2O的质量比为14：9
7．“宏观—微观—符号”是学习化学的重要内容和方法，下图是某一化学反应的微观示意图，请根据图示选择正确的判定
A．甲和乙都是氧化物
B．该反应前后分子的个数没有发生改变
C．丙的化学式是
D．反应后生成的丙与丁的质量比为3：4
8．电解水及收集气体的装置如图所示，下列说法不正确的是
A．a、b端分别是直流电源的负极、正极
B．收集的气体有可燃性，点燃前须验纯
C．加入少量NaOH，可以增强水的导电性
D．c、d中收集气体的质量之比约为1：2
9．形成化学观念，发展科学思维。下列推理正确的是
A．能量观：化学变化伴随能量改变，因此有能量改变的变化一定是化学变化
B．转化观：H2O和H2可以互相转化
C．结构观：H2O和H2O2的组成元素相同，所以他们的化学性质相同
D．守恒观：12g碳和18g氧气反应，一定生成30g二氧化碳
10．如图是和在Ni纳米催化剂作用下反应的微观示意图。下列说法正确的是
A．生成物的分子个数比为1：1 B．反应前后原子的个数改变
C．参加反应的甲、乙质量比为2：11 D．保持丙化学性质的最小微粒是氢原子
11．使用特殊的催化剂在光照条件下将和转化为，实现了能量的储存。转化关系如图所示，下列说法不正确的是
A．转化过程①→②中，含碳物质碳元素质量分数逐渐变大
B．从到的转化中，光能转化为化学能
C．理论上，每88t完全转化为，需消耗13t
D．过程③中，理论上参加反应的和的分子个数比是
12．甲烷（CH4）和水反应可以制水煤气（混合气体）。其反应的微观示意图如图所示，有关判断正确的是
A．x为6
B．反应前后氢元素的化合价没有发生改变
C．参加反应的甲与乙的质量比为8：9
D．反应前后，分子数目不变
二、填空题
13．光催化固氮是一种简单、灵活的合成氨技术，该反应的微观过程如图所示。
请回答下列问题：
(1)甲、乙、丙、丁四种物质中，_____能使带火星的木条复燃。
(2)该反应中参加反应的乙和生成的丁分子个数比为_____。
(3)该反应的基本反应类型是_____。
(4)该反应前后一定不变的是_____(选填字母)。
A．催化剂的质量 B．单个原子的质量
C．氮气的质量 D．物质的总质量
14．“液态阳光”绿色甲醇()示范项目在我国成功运行，该项目所用的电能主要来自太阳能光伏发电。制备甲醇的转化关系如下图，其中A、B、C是初中化学常见的物质，A是最常用的溶剂，C是一种能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体。(“—”表示相连的两种物质能发生反应，“→”表示物质间存在转化关系，部分生成物已省略)
(1)反应①属于_______反应(填基本反应类型)。
(2)写出反应②的化学方程式______。
(3)采用“液态阳光”技术来制备甲醇除物质可循环利用外，还有的优点是______(任写一条即可)。
(4)上图转化关系中，为了节约资源可循环利用物质。每制备甲醇，理论上最终消耗物质A的质量为____t。
15．煤是我国制氢气的主要原料之一。煤制氢气的过程是先将煤炭在高温下与水发生反应，得到氢气和一氧化碳（CO）为主要成分的气态产品，然后经过脱硫净化，一氧化碳继续与水蒸气发生变换反应生成更多的氢气，最后经变压分离、提纯等过程得到一定纯度的产品氢气。如图1是煤气化制氢技术工艺流程图。
(1)煤气净化脱硫处理，有利于减少空气污染，防止_____的产生。（写化学式）
(2)PAS提纯中常用氧化镁作为吸附剂，从物质的分类角度，氧化镁属于_____（填“单质”、“混合物”、“氧化物”或者“化合物”）。
(3)写出在高温、催化剂条件下，CO变换中发生反应的化学方程式_____。
(4)若1吨煤经过气化、净化和变换，得到0.9吨，假设提纯率能达到80%，则理论上最终得到的产品的质量应该不少于_____千克（保留一位小数）。
16．阅读下面科普短文，回答问题。
甲醇是一种可替代传统化石燃料的新型液体燃料。储存和运输甲醇可直接使用现有的以汽油、柴油为主的燃料储存运输设施。
“液态阳光甲醇”，是指利用太阳能等可再生能源制取绿色氢气，并结合二氧化碳加氢技术，合成以甲醇为代表的液态燃料。目前规模化应用的合成过程如图1所示。其中，加氢制甲醇是该技术中的一个关键步骤，其核心是保证催化剂的效率和稳定性。近年来，基于金属氧化物的催化剂得到广泛关注，部分研究成果如图2所示。
(1)下列说法正确的是___________
a．甲醇沸点较低，是一种常见的气体
b．与氢气相比，液体燃料甲醇储存和运输的成本较低
c．甲醇完全燃烧的产物与甲烷相同
(2)如下图所示工艺合成的甲醇，___________(填“能”或“不能”)称作“液态阳光甲醇”。
(3)根据如图1，回答下列问题：
①理论上“电解装置”中消耗的中氢元素质量___________(填“<”、“>”或“=”)“合成装置”中生成的甲醇中氢元素质量。
②写出“合成装置”中发生反应的化学方程式___________。
③生产960t甲醇，理论上至少需要的质量是___________。
(4)如图2中，加氢制甲醇过程中最适合的催化剂为___________(填字母序号)。
A． B． C．
17．下列关于的理解中，正确的是____
A．表示过氧化氢和二氧化锰反应后生成水和氧气
B．反应后比反应前减少一种原子
C．反应生成的水与氧气的分子个数比是2:1
D．参加反应的过氧化氢与生成的水的质量比为______
三、实验题
18．下图是实验室制取气体的常用装置，回答下列问题。
(1)写出仪器a的名称___________。
(2)实验室常用加热高锰酸钾的方法制，并用排水法收集。
①发生反应的化学方程式为___________。
②可选择的气体发生装置是___________。
③观察到导管口有___________冒出时开始收集。
(3)人类对太空的探索同样需要，科学家利用火星大气中的制取，其工作原理为。若1名宇航员平均每小时消耗，则每小时参加反应的的质量至少为___________g。
(4)都能制取，是因为它们都含有___________元素。
四、综合应用题
19．实验室中，利用下列装置可以制取某些气体，请回答下列问题。
(1)下列实验仪器中不能用于加热的是___________(填字母代号)。
A．烧杯 B．量筒 C．试管 D．蒸发皿
实验室可用高锰酸钾制取氧气。
(2)应选用的发生装置是___________，该反应属于___________反应(填基本反应类型)。
(3)若用制得的氧气做铁丝的燃烧实验，应在集气瓶中留少量的水，其作用是___________。
(4)用C装置收集氧气时，若得到的氧气不纯净，原因可能是___________(写出一条即可)；D装置也可用于收集，a为进气口。请将D中的玻璃导管补画完整___________。
(5)过氧化钠可用作舰载机飞行员供氧面罩的供氧剂。与反应生成和的化学方程式为___________。
(6)用高锰酸钾制取氧气时，若要制取1.6克的氧气，需要用到高锰酸钾的质量是多少克？
《5.3化学反应中的有关计算》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C C D C D D C D B A
题号 11 12
答案 D C
1．C
【分析】据图可以看出，该反应是NO和H2在一定条件下反应生成N2和H2O，反应的化学方程式为：。
【详解】A、由化学方程式可知，反应前的分子数为4，反应后的分子数目为3，则反应前后分子数目发生改变，故A错误；
B、由图可知，该反应是一氧化氮与氢气在一定条件下反应生成氮气和水，该反应不符合“多变一”的特点，不属于化合反应，故B错误；
C、由图可知，反应后生成的氮分子的数目为1，水分子的数目为2，即生成物中氮气和水的分子个数比为1：2，故C正确；
D、由图可知，反应前氢分子的数目为4，反应后氢分子的数目为2，即参加反应的氢分子的数目为2，参加反应的一氧化氮的分子数目为2，则参加反应的氢气和一氧化氮的质量比=（2×2）：（30×2）=1：15，故D错误；
故选：C。
2．C
【详解】A、在电解水实验中，“正氧负氢”，生成氢气和氧气的体积比约为2:1，甲管产生的气体较多，是氢气，乙管产生的气体较少，是氧气，故甲管中的电极连接的是电源负极，不符合题意；
B、乙管中产生的气体较少，是氧气，氧气具有助燃性，能使燃着的木条燃烧更旺，不符合题意；
C、水通电分解生成氢气和氧气，即，则生成的氢气与氧气的质量比为：4:32=1:8，符合题意；
D、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，不符合题意。
故选C。
3．D
【详解】由微观反应示意图可知，该反应的反应物是N2和H2，生成物是NH3。
A、空气中含有78%的氮气，故反应物N2可由空气直接分离制得，来源广泛；但空气中不含有H2，故反应物H2不能直接从空气中分离得到，说法错误；
B、由分子构成的物质，分子是保持其化学性质的最小粒子，催化剂能反应速率，不能改变氮气的化学性质，说法错误；
C、该反应的化学方程式为，C错误；
D、由可知，参加反应的氮气和氢气的质量比为，说法正确。
故选：D。
4．C
【分析】由图可知，二氧化碳和氢气生成甲醇和水，化学方程式。
【详解】A、氧化物是由两种元素组成的，且其中一种元素是氧元素的化合物，二氧化碳和水属于氧化物，CH4O是由三种元素组成的，不属于氧化物，故选项错误；
B、该反应的反应物是一种单质与一种化合物，所以该反应不属于复分解反应，故选项错误；
C、由化学式（CH4O）可知，每个甲醇分子中含有4个氢原子，故选项正确；
D、由化学方程式可知，参加反应的甲和乙的质量比为44：（2×3）=22：3，故选项错误。
故选：C。
5．D
【详解】A.催化剂的作用是改变化学反应速率，自身化学性质和质量在反应前后不变，也不会改变反应物的化学性质，错误。
B.反应物为N2和H2，空气中H2含量极低，无法通过空气直接分离得到H2，错误。
C.该反应需要C60富勒烯作催化剂，给出的化学方程式未标注反应条件，错误。
D.反应方程式为，参加反应的H2和N2的质量比为(3×2):28=3:14，正确。
6．D
【详解】A、由图可知，“吸附”时分子种类没有发生改变，即无新物质生成，不属于化学变化，不符合题意；
B、由图可知，反应过程中CO2 “解离”为CO和O，不符合题意；
C、由图可知，该反应为二氧化碳和氢气在催化剂的作用下反应生成CO和水，该反应的化学方程式为：，由化学方程式可知，化学反应前后分子的总数没有发生变化，不符合题意；
D、由化学方程式可知，反应生成的一氧化碳和水的质量比为：28:18=14:9，符合题意。
故选D。
7．C
【分析】由图可知，该反应为N2O4和N2H4在点燃的条件下反应生成氮气和水，该反应的化学方程式为：。
【详解】A、甲是由N、O元素组成的化合物，属于氧化物，乙是由N、H元素组成的化合物，不含氧元素，不属于氧化物，不符合题意；
B、由化学方程式可知，化学反应前后，分子的个数发生了改变，反应前是3个，反应后是7个，不符合题意；
C、由图可知，每个丙分子由2个氮原子构成，化学式为：N2，符合题意；
D、反应后生成的丙与丁的质量比为：，不符合题意。
故选C。
8．D
【详解】A、读图可知，试管c、d分别采用向下排空气法、向上排空气法，说明收集的气体分别是密度比空气小的氢气、密度比空气大的氧气，因此直流电源的a、b端分别是负极、正极，A不符合题意；
B、试管c收集的是密度比空气小的氢气，氢气具有可燃性，点燃可燃性气体之前，必须先检验其纯度，可以避免安全事故，B不符合题意；
C、水是电的弱导体，加入少量NaOH，可以增强水的导电性，C不符合题意；
D、电解水的化学方程式为，试管、中分别收集到的气体是氢气、氧气，二者的质量之比约为，二者的体积之比约为，D符合题意。
故选D。
9．B
【详解】A、有能量改变的变化不一定是化学变化（如灯泡发光放热是物理变化），推理错误。
B、H2O通电分解可生成H2，H2燃烧可生成H2O，二者可以相互转化，推理正确。
C、H2O和H2O2的分子结构不同，因此化学性质不同（如H2O2有氧化性，H2O没有），推理错误。
D、根据化学方程式，12g碳完全燃烧需32g氧气，18g氧气不足，碳有剩余，无法生成30g二氧化碳，推理错误。
故选B。
10．A
【分析】根据微观示意图，该反应是CH4（甲）、CO2（乙）在Ni纳米催化剂条件下反应生成H2（丙）、CO（丁），化学方程式为。
【详解】A、生成物H2和CO的分子个数比为，该说法正确。
B、根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类、个数均不变，该说法错误。
C、参加反应的甲（CH4）、乙（CO2）质量比为，该说法错误。
D、丙是H2，H2由氢分子构成，保持其化学性质的最小微粒是氢分子，不是氢原子，该说法错误。
故选A。
11．D
【详解】A、过程①中的含碳物质为CO2，CO2中，碳元素与氧元素的质量比=12：（16×2）=3：8，过程②中的含碳物质是CO，其中碳元素与氧元素的质量比=12：16=3：4，所以转化过程①→②中，含碳物质碳元素质量分数逐渐变大，选项正确；
B、使用特殊的催化剂在光照条件下将CO2和H2转化为C4H10，该过程中，光能转化为化学能，选项正确；
C、从CO2到C4H10的转化中，反应的化学方程式为：4CO2+13H2C4H10+8H2O，其中二氧化碳与氢气的质量比=（44×4）：（2×13）=88：13，则理论上，每88tCO2完全转化为C4H10，需消耗13t H2，选项正确；
D、过程③中，C4H10与O2发生燃烧生成CO2和H2O，反应的化学方程式为：2C4H10+13O28CO2+10H2O，理论上参加反应的C4H10和O2的分子个数比是2：13，选项错误，故选D。
12．C
【分析】根据微观示意图可得，。
【详解】A、根据化学方程式，x为3，故A错误；
B、反应前氢元素的化合价为+1，反应后生成氢气，氢气中氢元素的化合价为0，反应前后氢元素的化合价发生改变，故B错误；
C、反应中甲和乙的质量之比为 16:18=8:9，故C正确；
D、依据化学方程式，一个甲烷分子和一个水分子在一定条件下反应生成一个一氧化碳分子和三个氢分子，反应后分子数增多，故D错误。
故选C。
13．(1)丙
(2)3：2
(3)置换反应
(4)ABD
【详解】（1）由微观示意图可知，甲为氮气、乙为水、丙为氧气、丁为氨气，氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃；
（2）由微观示意图可知，甲为氮气、乙为水、丙为氧气、丁为氨气，该反应为氮气与水在光和催化剂作用下反应生成氧气和氨气，化学方程式为，则该反应中参加反应的乙和生成的丁分子个数比为；
（3）由第(2)小问分析化学方程式可知，符合一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物特点，属于基本反应类型中的置换反应；
（4）A. 催化剂在化学反应前后的质量不变，符合题意；
B. 根据质量守恒定律，化学反应前后原子质量不变，符合题意；
C. 氮气作为反应物，其质量在化学反应前后一定改变，不符合题意；
D. 根据质量守恒定律，化学反应前后物质的总质量不变，符合题意。
14．(1)
分解
(2)
(3)
可减少二氧化碳排放，缓解温室效应（或节约化石能源、绿色环保等，合理即可）
(4)
【详解】（1）反应①是水通电分解生成氢气和氧气，由一种物质生成两种物质，符合分解反应“一变多”的特点，属于分解反应。
（2）反应②是二氧化碳和氢气在催化剂条件下反应生成甲醇和水，化学方程式略。
（3）该技术消耗二氧化碳，且电能来自太阳能，可以缓解温室效应（或减少化石能源的使用，绿色环保等，合理即可）。
（4）根据流程图，物质A（水）可以循环利用，根据元素守恒，甲醇中的氢元素全部来自消耗的水中。1个分子含4个氢原子，对应2个水分子的氢原子数（每个水分子含2个氢原子）。即反应的关系式为：～。
设消耗水的质量为x。
为：
15．(1)
(2)氧化物、化合物
(3)
(4)51.4
【详解】（1）硫燃烧生成二氧化硫会导致酸雨的发生，煤气净化脱硫处理，有利于减少空气污染，防止的产生；
（2）氧化镁是由一种物质组成的，属于纯净物，氧化镁是由镁元素和氧元素组成的纯净物，属于化合物，属于氧化物；
（3）在高温、催化剂条件下，一氧化碳和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气，化学方程式为；
（4）若1吨煤经过气化、净化和变换，得到0.9吨，设生成氢气的质量为x，则有，解得x≈0.0643t，假设提纯率能达到80%，则理论上最终得到的产品的质量应该不少于0.0643t×80%≈0.0514t≈51.4kg。
16．(1)bc
(2)不能
(3) > 1320t
(4)A
【详解】（1）a、根据短文，甲醇是一种可替代传统化石燃料的新型液体燃料，甲醇是一种常见的液体（而不是气体），故a说法错误；
b、氢气是气体，具有密度小、易燃易爆等特点，储存需要高压容器等特殊设备，运输也有较高的安全要求和成本。而甲醇是液体，在常温常压下相对稳定，储存和运输不需要像氢气那样特殊的高压设备等，成本相对较低，故b说法正确；
c、根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，甲醇完全燃烧的产物与甲烷相同，都是二氧化碳和水，故c说法正确；
故选bc；
（2）煤经过加工合成的甲醇不能称作“液态阳光甲醇”，理由是：“液态阳光甲醇” 是利用太阳能等可再生能源制取绿色氢气，并结合二氧化碳加氢技术合成的，而该方法是煤经过加工合成甲醇，没有利用太阳能等可再生能源 ；
（3）①根据质量守恒定律，“电解装置”中水通电分解生成氢气和氧气，“合成装置”中氢气与二氧化碳反应生成甲醇和水，由于“合成装置”中生成的水中含有一部分氢元素，所以电解装置中消耗的H2O中氢元素质量＞合成装置中生成的甲醇中氢元素质量；
②“合成装置”中氢气与二氧化碳在催化剂作用下反应生成甲醇和水，化学方程式为；
③根据化学方程式可知，参加反应的二氧化碳和生成的甲醇的质量比为44：32=11：8，故生产960t甲醇，理论上至少需要的质量是；
（4）从图 2 中可以看出，在ZnO - ZrO2作为催化剂时，甲醇的生成量相对较高且在较长时间内保持较稳定，所以加氢制甲醇过程中最适合的催化剂为ZnO ZrO2，故选A；
17． C 17∶9
【详解】A、表示过氧化氢在二氧化锰催化作用下反应生成水和氧气，A选项错误；
B、反应前后含有的原子都是氢原子和氧原子，种类没有减少，B选项错误；
C、反应生成的水与氧气的分子个数比是2∶1，C选项正确；
D、参加反应的过氧化氢与生成的水的质量比为。
故填：C；17∶9。
18．(1)集气瓶
(2) A 气泡连续均匀
(3)82.5
(4)氧
【详解】（1）根据仪器的特征和用途可知，仪器a的名称是集气瓶。故填：集气瓶。
（2）①加热高锰酸钾生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的化学方程式为：。故填：。
②根据反应物的状态为固体，反应条件需加热，用加热高锰酸钾的方法制，可选择的气体发生装置是固体加热型发生装置A。故填：A。
③用排水法收集氧气观察到气泡连续均匀冒出时开始收集，否则会使收集到的气体不纯。故填：气泡连续均匀。
（3）解：设每小时参加反应的的质量至少为x。
解得：x=82.5g
故填：82.5。
（4）根据化学反应前后元素种类不变，都能制取，是因为它们都含有氧元素。故填：氧。
19．(1)B
(2) A 分解
(3)防止高温熔融物溅落，炸裂集气瓶底部
(4) 集气瓶未装满水/未等气泡连续均匀冒出就开始收集
(5)2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
(6)设需要高锰酸钾的质量为x。
x =15.8g
答：需要用到高锰酸钾的质量是15.8g。
【详解】（1）A、烧杯可垫石棉网加热，不符合题意；
B、量筒是用于量取液体体积的仪器，不能用于加热，符合题意
C、试管可直接加热，不符合题意；
D、蒸发皿可直接加热，不符合题意。
故选B。
（2）高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，高锰酸钾制取氧气，反应物是固体，反应条件是加热，应选用的发生装置是A。该反应是一种物质生成多种物质，属于分解反应；
（3）铁丝在氧气中燃烧时，放出大量的热，生成物的温度较高，应在集气瓶中留少量的水，其作用是防止高温熔融物溅落，炸裂集气瓶底部。
（4）用 C 装置（排水法）收集氧气时，若得到的氧气不纯净，原因可能是集气瓶未装满水（或未等气泡连续均匀冒出就开始收集）。D 装置是向上排空气法收集氧气，氧气密度比空气大，a 为进气口，则a管为伸入接近集气瓶底部长管，补画玻璃导管应是长进短出，图如下：。
（5）Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2的化学方程式为 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2。
（6）见答案。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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