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C
C
B
$\ce{C + O_{2}\xlongequal{点燃}CO_{2}}$
$\ce{Zn + H_{2}SO_{4}\xlongequal{\;\;}ZnSO_{4} + H_{2}\uparrow}$
$\ce{Fe_{2}O_{3} + 3CO\xlongequal{高温}2Fe + 3CO_{2}}$
分子
D
分子构成不同
$\ce{4NH_{3} + 3O_{2}\xlongequal{点燃}2N_{2} + 6H_{2}O}$
遵守
【分析】首先根据催化剂反应前后质量不变确定丁物质;利用密闭容器总质量守恒计算未知量a;结合反应中各物质的质量变化关系,确定反应物、生成物,进而计算c的值;最后逐一分析选项得出结论。
【解析】
1. 确定丁物质:$\ce{V_2O_5}$是反应的催化剂,反应前后质量不变,表格中丁在$t_1$、$t_3$时刻质量均为5g,故丁为$\ce{V_2O_5}$。
2. 计算$a$的值:密闭容器总质量守恒,$t_1$时刻总质量为$80\ \mathrm{g}+5\ \mathrm{g}+100\ \mathrm{g}+5\ \mathrm{g}=190\ \mathrm{g}$;$t_2$时刻总质量为$a+55\ \mathrm{g}+60\ \mathrm{g}+5\ \mathrm{g}=190\ \mathrm{g}$,解得$a=190-55-60-5=70\ \mathrm{g}$。
3. 确定反应物和生成物:反应$\ce{2SO_2 + O_2\xlongequal[\Delta ]{V_2O_5} 2SO_3}$中,$\ce{SO_2}$、$\ce{O_2}$为反应物,$\ce{SO_3}$为生成物。$t_1$到$t_2$,乙质量增加$55\ \mathrm{g}-5\ \mathrm{g}=50\ \mathrm{g}$(生成物$\ce{SO_3}$);甲减少$80\ \mathrm{g}-70\ \mathrm{g}=10\ \mathrm{g}$,丙减少$100\ \mathrm{g}-60\ \mathrm{g}=40\ \mathrm{g}$,两者减少总质量等于乙增加的质量,符合质量守恒,故甲为$\ce{O_2}$,丙为$\ce{SO_2}$。
4. 计算$c$的值:$t_2$到$t_3$,丙($\ce{SO_2}$)减少$60\ \mathrm{g}-40\ \mathrm{g}=20\ \mathrm{g}$,根据反应中$\ce{SO_2}$与$\ce{O_2}$质量比为$(2×64):32=4:1$,得反应的$\ce{O_2}$质量为$20\ \mathrm{g}÷4=5\ \mathrm{g}$,故甲($\ce{O_2}$)$t_3$时刻$c=70\ \mathrm{g}-5\ \mathrm{g}=65\ \mathrm{g}$。
5. 分析选项:
A:丙是$\ce{SO_2}$,不是$\ce{O_2}$,错误;
B:$t_3$时刻生成$\ce{SO_3}$总质量为$50\ \mathrm{g}+25\ \mathrm{g}=75\ \mathrm{g}$,不是80g,错误;
C:$a=70\ \mathrm{g}$,$c=65\ \mathrm{g}$,正确;
D:参加反应的$\ce{SO_2}$、$\ce{O_2}$质量比为$4:1$,不是$2:1$,错误。
【答案】
C
【知识点】
催化剂的性质、质量守恒定律、化学方程式计算
【点评】
本题结合反应特点,利用催化剂质量不变、质量守恒定律分析各物质变化,关键是确定物质种类并计算未知量,需掌握反应中物质质量关系,难度适中。
【难度系数】
0.5
【分析】首先利用铜元素守恒计算原氧化铜中铜元素的质量,确定另一氧化物中铜元素的质量;再根据质量守恒定律计算生成气体的质量,结合另一氧化物的质量算出其中氧元素质量,进而确定另一氧化物的化学式;然后分析气体成分,最后逐一判断各选项的正误。
【解析】
1. 计算原氧化铜中铜元素的质量:$\ce{CuO}$的相对分子质量为$64+16=80$,16g $\ce{CuO}$中铜元素质量$=16\ \mathrm{g} × \frac{64}{80}=12.8\ \mathrm{g}$,根据铜元素守恒,分解后固体(铜的另一氧化物)中铜元素质量也为12.8g,故B选项正确。
2. 计算生成气体的质量:根据质量守恒定律,气体质量$=16\ \mathrm{g} -14.4\ \mathrm{g}=1.6\ \mathrm{g}$。
3. 确定铜的另一氧化物的化学式:该氧化物质量为14.4g,其中氧元素质量$=14.4\ \mathrm{g} -12.8\ \mathrm{g}=1.6\ \mathrm{g}$,$\ce{Cu}$与$\ce{O}$的原子个数比$=\frac{12.8\ \mathrm{g}}{64}:\frac{1.6\ \mathrm{g}}{16}=0.2:0.1=2:1$,故化学式为$\ce{Cu_{2}O}$,D选项正确。
4. 分析气体成分:$\ce{CuO}$高温分解的反应为$\ce{4CuO\xlongequal{高温}2Cu_{2}O + O_{2}↑}$,生成的气体是$\ce{O_{2}}$,能使带火星的木条复燃,故A选项正确。
5. 分析C选项:原$\ce{CuO}$中铜元素质量分数$=\frac{64}{80} × 100\%=80\%$;分解后固体($\ce{Cu_{2}O}$)中铜元素质量分数$=\frac{12.8\ \mathrm{g}}{14.4\ \mathrm{g}} × 100\% \approx 88.9\%$,比原来大,因此固体中铜元素的质量分数变大,C选项错误。
【答案】C
【知识点】质量守恒定律、化学式计算、元素质量分数
【点评】本题结合分解反应考查化学计算与物质推断,核心是利用元素守恒和质量守恒定律推导物质组成,易错点为固体铜元素质量分数的变化判断,需注意反应前后固体质量减少但铜元素质量不变。
【难度系数】0.5
【分析】
要解决本题,需依次分析每个选项:首先利用质量守恒定律确定反应②中X的化学式;再分析反应①中碳元素的化合价变化;接着判断涉及的氧化物种类;最后根据质量守恒定律判断锌元素的质量变化,从而找出错误选项。
【解析】
1. 确定X的化学式: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②为$\ce{C + 2ZnO\xlongequal{高温}2Zn + X\uparrow}$,反应前原子总数:$\ce{Zn}$2个、$\ce{O}$2个、$\ce{C}$1个;反应后已有$\ce{Zn}$2个,故X中含1个$\ce{C}$和2个$\ce{O}$,即$\ce{X}$为$\ce{CO_{2}}$,A选项说法正确。
2. 分析反应①中碳元素的化合价:反应①为$\ce{ZnCO_{3}\xlongequal{高温}ZnO + CO_{2}\uparrow}$,$\ce{ZnCO_{3}}$中$\ce{Zn}$为+2价,$\ce{O}$为-2价,设$\ce{C}$化合价为$x$,则$(+2) + x + 3×(-2)=0$,解得$x=+4$;生成物$\ce{CO_{2}}$中$\ce{C}$化合价也为+4价,故碳元素化合价未降低,B选项说法错误。
3. 判断氧化物种类:氧化物是由两种元素组成且其中一种为氧元素的化合物。反应涉及的氧化物为$\ce{ZnO}$、$\ce{CO_{2}}$,共两种,C选项说法正确。
4. 判断锌元素质量:根据质量守恒定律,化学反应前后元素的质量不变,锌元素在反应中仅发生形态变化,总质量不变,D选项说法正确。
【答案】
B
【知识点】
质量守恒定律、化合价计算、氧化物概念
【点评】
本题结合古代制黄铜的反应,考查化学基本概念与定律的应用,需要学生熟练掌握原子守恒、化合价规则、氧化物定义及质量守恒的核心内容,属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.6
【分析】
本题围绕与煮茶相关的化学反应,考查化学方程式的书写方法。解题时需明确每个反应的反应物、生成物、反应条件,再按照化学方程式的书写规则(配平、标注气体符号等)完成书写:
1. 木炭充分燃烧:木炭主要成分为碳,充分燃烧时与氧气反应生成二氧化碳,反应条件为点燃;
2. 锌与稀硫酸反应:锌和稀硫酸发生置换反应,生成硫酸锌和可燃气体氢气,氢气为气体需标注气体符号;
3. 一氧化碳还原氧化铁炼铁:反应物为氧化铁和一氧化碳,反应条件为高温,生成物为铁和二氧化碳,需配平反应式。
【解析】
1. 木炭(主要成分$\ce{C}$)充分燃烧,反应物为$\ce{C}$和$\ce{O_{2}}$,生成物为$\ce{CO_{2}}$,反应条件为点燃,化学方程式为:$\ce{C + O_{2}\xlongequal{点燃}CO_{2}}$;
2. 锌($\ce{Zn}$)与稀硫酸($\ce{H_{2}SO_{4}}$)反应,生成硫酸锌($\ce{ZnSO_{4}}$)和氢气($\ce{H_{2}}$),氢气为气体需标注$\uparrow$,化学方程式为:$\ce{Zn + H_{2}SO_{4}\xlongequal{\;\;}ZnSO_{4} + H_{2}\uparrow}$;
3. 氧化铁($\ce{Fe_{2}O_{3}}$)与一氧化碳($\ce{CO}$)在高温下反应,生成铁($\ce{Fe}$)和二氧化碳($\ce{CO_{2}}$),配平后化学方程式为:$\ce{Fe_{2}O_{3} + 3CO\xlongequal{高温}2Fe + 3CO_{2}}$。
【答案】
$\ce{C + O_{2}\xlongequal{点燃}CO_{2}}$;$\ce{Zn + H_{2}SO_{4}\xlongequal{\;\;}ZnSO_{4} + H_{2}\uparrow}$;$\ce{Fe_{2}O_{3} + 3CO\xlongequal{高温}2Fe + 3CO_{2}}$
【知识点】
化学方程式书写、碳的可燃性、炼铁原理
【点评】
本题结合传统文化与生活情境,考查初中化学核心的化学方程式书写,涉及常见物质的反应规律,属于基础题型,要求学生掌握方程式书写的基本规范,难度较低。
【难度系数】
0.8
【分析】
首先根据微观示意图确定各物质的化学式:A为$\ce{NH_{3}}$,B为$\ce{O_{2}}$,C为$\ce{N_{2}}$,D为$\ce{H_{2}O}$。(1)化学反应的本质是分子破裂、原子重新组合,据此判断分子种类的变化;(2)对比$\ce{H_{2}O_{2}}$的元素组成,找出图中组成元素相同的物质,再根据物质的结构决定性质分析化学性质不同的原因;(3)依据质量守恒定律,结合各物质的化学式配平反应的化学方程式;(4)根据质量守恒定律的适用范围判断反应是否遵守该定律。
【解析】
(1)化学反应中,分子会分解为原子,原子再重新组合成新分子,因此反应前后分子的种类一定改变,原子种类不变,故填“分子”。
(2)$\ce{H_{2}O_{2}}$由氢元素和氧元素组成,图中D物质是$\ce{H_{2}O}$,其组成元素也为氢元素和氧元素,因此与$\ce{H_{2}O_{2}}$组成元素相同的是D;物质的化学性质由构成它的分子决定,$\ce{H_{2}O_{2}}$由过氧化氢分子构成,$\ce{H_{2}O}$由水分子构成,二者分子构成不同,所以化学性质不同。
(3)先确定各物质化学式,再根据原子守恒配平:氮原子:左边需2个N原子,故$\ce{NH_{3}}$系数为2,$\ce{N_{2}}$系数为1;氢原子:2个$\ce{NH_{3}}$含6个H原子,故$\ce{H_{2}O}$系数为3;氧原子:右边3个$\ce{H_{2}O}$含3个O原子,左边$\ce{O_{2}}$系数为$\frac{3}{2}$,两边同乘2消去分数,最终配平为$\ce{4NH_{3} + 3O_{2}\xlongequal{点燃}2N_{2} + 6H_{2}O}$。
(4)质量守恒定律适用于所有化学反应,该反应是化学反应,因此一定遵守质量守恒定律。
【答案】
分子;D;分子构成不同;$\ce{4NH_{3} + 3O_{2}\xlongequal{点燃}2N_{2} + 6H_{2}O}$;遵守
【知识点】
化学变化的实质;物质的构成;化学方程式书写
【点评】
本题结合微观示意图考查化学基础知识点,涵盖化学反应本质、物质性质与结构的关系、化学方程式配平及质量守恒定律,属于常规基础题,需学生准确建立微观粒子与宏观物质的对应关系,掌握化学方程式配平方法。
【难度系数】
0.8