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13.随着科学的发展,新能源的开发不断取得突破,清华大学研究人员成功研制出一种纳米纤维催化剂,可将二氧化碳转化为液体燃料甲醇,其微观示意图如下图所示(图中的粒子恰好完全反应)。下列说法不正确的是 【 】
A.丁的化学式是$\ce{H_{2}O}$
B.甲是单质,乙、丙、丁均为化合物
C.反应生成丙和丁的质量比为$16:9$
D.反应前后分子种类和原子种类均发生变化
A.丁的化学式是$\ce{H_{2}O}$
B.甲是单质,乙、丙、丁均为化合物
C.反应生成丙和丁的质量比为$16:9$
D.反应前后分子种类和原子种类均发生变化
答案
13.D
解析
【分析】首先根据微观示意图确定各物质的粒子构成，结合质量守恒定律推出丁的化学式，再逐一分析选项：先通过反应前后原子的种类和数目不变确定反应的化学方程式，再判断各选项关于物质类别、化学式、质量比、分子与原子变化的描述是否正确。
【解析】根据微观示意图，甲为$\ce{H_{2}}$（单质），乙为$\ce{CO_{2}}$，丙为$\ce{CH_{3}OH}$；根据质量守恒定律，反应前后原子种类、数目不变：反应前$\ce{H}$原子总数为$3×2=6$，$\ce{C}$原子1个，$\ce{O}$原子2个；反应后丙中含$\ce{H}$原子4个、$\ce{C}$原子1个、$\ce{O}$原子1个，因此丁中含$\ce{H}$原子$6-4=2$个、$\ce{O}$原子$2-1=1$个，故丁为$\ce{H_{2}O}$，反应的化学方程式为：$\ce{3H_{2} + CO_{2}\xlongequal{催化剂} CH_{3}OH + H_{2}O}$。
选项A：丁的化学式为$\ce{H_{2}O}$，正确；
选项B：甲是$\ce{H_{2}}$（单质），乙（$\ce{CO_{2}}$）、丙（$\ce{CH_{3}OH}$）、丁（$\ce{H_{2}O}$）均由不同种元素组成，属于化合物，正确；
选项C：丙（$\ce{CH_{3}OH}$）的相对分子质量为$12+4×1+16=32$，丁（$\ce{H_{2}O}$）的相对分子质量为$2×1+16=18$，反应生成丙和丁的质量比为$32:18=16:9$，正确；
选项D：化学反应的本质是分子破裂、原子重新组合，反应前后分子种类一定改变，原子种类不变，错误。
【答案】D
【知识点】质量守恒定律、化学方程式、物质分类
【点评】本题通过微观粒子示意图考查化学反应的核心知识，关键是利用质量守恒定律确定未知物质的化学式，再结合化学方程式分析各选项，属于基础题型，需注意区分分子和原子的变化规律。
【难度系数】0.5
【解析】根据微观示意图，甲为$\ce{H_{2}}$（单质），乙为$\ce{CO_{2}}$，丙为$\ce{CH_{3}OH}$；根据质量守恒定律，反应前后原子种类、数目不变：反应前$\ce{H}$原子总数为$3×2=6$，$\ce{C}$原子1个，$\ce{O}$原子2个；反应后丙中含$\ce{H}$原子4个、$\ce{C}$原子1个、$\ce{O}$原子1个，因此丁中含$\ce{H}$原子$6-4=2$个、$\ce{O}$原子$2-1=1$个，故丁为$\ce{H_{2}O}$，反应的化学方程式为：$\ce{3H_{2} + CO_{2}\xlongequal{催化剂} CH_{3}OH + H_{2}O}$。
选项A：丁的化学式为$\ce{H_{2}O}$，正确；
选项B：甲是$\ce{H_{2}}$（单质），乙（$\ce{CO_{2}}$）、丙（$\ce{CH_{3}OH}$）、丁（$\ce{H_{2}O}$）均由不同种元素组成，属于化合物，正确；
选项C：丙（$\ce{CH_{3}OH}$）的相对分子质量为$12+4×1+16=32$，丁（$\ce{H_{2}O}$）的相对分子质量为$2×1+16=18$，反应生成丙和丁的质量比为$32:18=16:9$，正确；
选项D：化学反应的本质是分子破裂、原子重新组合，反应前后分子种类一定改变，原子种类不变，错误。
【答案】D
【知识点】质量守恒定律、化学方程式、物质分类
【点评】本题通过微观粒子示意图考查化学反应的核心知识，关键是利用质量守恒定律确定未知物质的化学式，再结合化学方程式分析各选项，属于基础题型，需注意区分分子和原子的变化规律。
【难度系数】0.5
14.在化学反应A+2B===C+2D中,已知16 g A与64 g B恰好完全反应,生成C和D的质量比为11:9,又知B的相对分子质量为32,则D的相对分子质量为
【 】
A.9
B.12
C.18
D.36
【 】
A.9
B.12
C.18
D.36
答案
14.C
解析
【分析】首先，根据质量守恒定律，反应前后物质总质量相等，可先算出C和D的总质量；再结合C、D的质量比求出D的质量；最后利用化学方程式中各物质的相对质量与实际质量的比例关系，设D的相对分子质量为未知数，列比例式求解。
【解析】
1. 根据质量守恒定律，参加反应的A、B总质量等于生成的C、D总质量，因此C和D的总质量为：16g + 64g = 80g。
2. 已知C、D质量比为11:9，则D的质量为：80g × (9/(11+9)) = 36g。
3. 设D的相对分子质量为x，化学方程式中B的相对分子质量为32，则2B的相对质量为2×32=64，2D的相对质量为2x。根据化学方程式中各物质质量比等于相对质量之比，列比例式：
(2×32)/(2x) = 64g/36g
化简得：32/x = 16/9，解得x=18。
【答案】C
【知识点】质量守恒定律、化学方程式计算
【点评】本题结合质量守恒定律与化学方程式计算，考查基础应用能力，解题步骤清晰，掌握相关定律和计算方法即可解答，属于中等难度的基础题。
【难度系数】0.6
【解析】
1. 根据质量守恒定律，参加反应的A、B总质量等于生成的C、D总质量，因此C和D的总质量为：16g + 64g = 80g。
2. 已知C、D质量比为11:9，则D的质量为：80g × (9/(11+9)) = 36g。
3. 设D的相对分子质量为x，化学方程式中B的相对分子质量为32，则2B的相对质量为2×32=64，2D的相对质量为2x。根据化学方程式中各物质质量比等于相对质量之比，列比例式：
(2×32)/(2x) = 64g/36g
化简得：32/x = 16/9，解得x=18。
【答案】C
【知识点】质量守恒定律、化学方程式计算
【点评】本题结合质量守恒定律与化学方程式计算，考查基础应用能力，解题步骤清晰，掌握相关定律和计算方法即可解答，属于中等难度的基础题。
【难度系数】0.6
15. 乙炔($\ce{C_{2}H_{2}}$)可用作燃料,当氧气不足时,乙炔燃烧会生成二氧化碳、一氧化碳和水。若一定质量的乙炔燃烧生成了3.3 g二氧化碳、0.9 g水和m g一氧化碳,则m的数值为
0.7
。答案
15.0.7 【解析】根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类和质量不变,则乙炔中氢元素质量=水中氢元素的质量=0.9 g×$(\dfrac{1×2}{18}×100\%)$=0.1 g,所以乙炔的质量=0.1 g÷$(\dfrac{1×2}{26}×100\%)$=1.3 g;乙炔中碳元素质量=1.3 g-0.1 g=1.2 g。乙炔中碳元素质量等于生成物一氧化碳和二氧化碳中碳元素的质量之和,二氧化碳中碳元素质量=3.3×$(\dfrac{12}{44}×100\%)$=0.9 g,则一氧化碳中碳元素质量=1.2 g-0.9 g=0.3 g,所以一氧化碳的质量=0.3 g÷$(\dfrac{12}{28}×100\%)$=0.7 g,即m的值为0.7 g。
解析
【分析】
要解决这道题，需利用化学反应前后元素的种类和质量不变（质量守恒定律）：首先，乙炔燃烧时，氢元素全部转化为水中的氢元素，可通过水的质量算出氢元素质量，进而求出乙炔的总质量；再根据乙炔的组成算出其中碳元素的总质量；最后，乙炔中的碳元素分配到二氧化碳和一氧化碳中，用总碳质量减去二氧化碳中的碳质量，得到一氧化碳中的碳质量，再换算成一氧化碳的质量，即可求出m的值。
【解析】
根据质量守恒定律，化学反应前后元素的质量不变：
1. 计算水中氢元素的质量：水的化学式为$\ce{H_{2}O}$，氢元素质量分数为$\frac{1×2}{18}×100\%$，则水中氢元素质量 = $0.9\ \mathrm{g}×\frac{1×2}{18}×100\% = 0.1\ \mathrm{g}$；
2. 计算乙炔的质量：乙炔的化学式为$\ce{C_{2}H_{2}}$，氢元素质量分数为$\frac{1×2}{26}×100\%$，则乙炔的质量 = $0.1\ \mathrm{g}÷\frac{1×2}{26}×100\% = 1.3\ \mathrm{g}$；
3. 计算乙炔中碳元素的质量：乙炔中碳元素质量 = 乙炔质量 - 氢元素质量 = $1.3\ \mathrm{g} - 0.1\ \mathrm{g} = 1.2\ \mathrm{g}$；
4. 计算二氧化碳中碳元素的质量：二氧化碳的化学式为$\ce{CO_{2}}$，碳元素质量分数为$\frac{12}{44}×100\%$，则二氧化碳中碳元素质量 = $3.3\ \mathrm{g}×\frac{12}{44}×100\% = 0.9\ \mathrm{g}$；
5. 计算一氧化碳中碳元素的质量：一氧化碳中碳元素质量 = 乙炔中总碳质量 - 二氧化碳中碳质量 = $1.2\ \mathrm{g} - 0.9\ \mathrm{g} = 0.3\ \mathrm{g}$；
6. 计算一氧化碳的质量：一氧化碳的化学式为$\ce{CO}$，碳元素质量分数为$\frac{12}{28}×100\%$，则一氧化碳的质量 = $0.3\ \mathrm{g}÷\frac{12}{28}×100\% = 0.7\ \mathrm{g}$，即m的值为0.7。
【答案】
0.7
【知识点】
质量守恒定律、根据化学式计算元素质量
【点评】
本题考查质量守恒定律的应用，核心是利用化学反应前后元素质量不变解题，无需书写化学方程式，属于初中化学基础计算题型，重点巩固了元素守恒的应用，难度适中。
【难度系数】
0.7
要解决这道题，需利用化学反应前后元素的种类和质量不变（质量守恒定律）：首先，乙炔燃烧时，氢元素全部转化为水中的氢元素，可通过水的质量算出氢元素质量，进而求出乙炔的总质量；再根据乙炔的组成算出其中碳元素的总质量；最后，乙炔中的碳元素分配到二氧化碳和一氧化碳中，用总碳质量减去二氧化碳中的碳质量，得到一氧化碳中的碳质量，再换算成一氧化碳的质量，即可求出m的值。
【解析】
根据质量守恒定律，化学反应前后元素的质量不变：
1. 计算水中氢元素的质量：水的化学式为$\ce{H_{2}O}$，氢元素质量分数为$\frac{1×2}{18}×100\%$，则水中氢元素质量 = $0.9\ \mathrm{g}×\frac{1×2}{18}×100\% = 0.1\ \mathrm{g}$；
2. 计算乙炔的质量：乙炔的化学式为$\ce{C_{2}H_{2}}$，氢元素质量分数为$\frac{1×2}{26}×100\%$，则乙炔的质量 = $0.1\ \mathrm{g}÷\frac{1×2}{26}×100\% = 1.3\ \mathrm{g}$；
3. 计算乙炔中碳元素的质量：乙炔中碳元素质量 = 乙炔质量 - 氢元素质量 = $1.3\ \mathrm{g} - 0.1\ \mathrm{g} = 1.2\ \mathrm{g}$；
4. 计算二氧化碳中碳元素的质量：二氧化碳的化学式为$\ce{CO_{2}}$，碳元素质量分数为$\frac{12}{44}×100\%$，则二氧化碳中碳元素质量 = $3.3\ \mathrm{g}×\frac{12}{44}×100\% = 0.9\ \mathrm{g}$；
5. 计算一氧化碳中碳元素的质量：一氧化碳中碳元素质量 = 乙炔中总碳质量 - 二氧化碳中碳质量 = $1.2\ \mathrm{g} - 0.9\ \mathrm{g} = 0.3\ \mathrm{g}$；
6. 计算一氧化碳的质量：一氧化碳的化学式为$\ce{CO}$，碳元素质量分数为$\frac{12}{28}×100\%$，则一氧化碳的质量 = $0.3\ \mathrm{g}÷\frac{12}{28}×100\% = 0.7\ \mathrm{g}$，即m的值为0.7。
【答案】
0.7
【知识点】
质量守恒定律、根据化学式计算元素质量
【点评】
本题考查质量守恒定律的应用，核心是利用化学反应前后元素质量不变解题，无需书写化学方程式，属于初中化学基础计算题型，重点巩固了元素守恒的应用，难度适中。
【难度系数】
0.7
16.将16 g高锰酸钾放在试管里加热,过一段时间后,撤去酒精灯,称得剩余固体的质量是14.4 g。求：
(1)生成氧气的质量。
(2)剩余固体中各成分的质量。
(1)生成氧气的质量。
(2)剩余固体中各成分的质量。
答案
16.(1)生成氧气的质量为16 g-14.4 g=1.6 g。
(2)解:设生成的锰酸钾和二氧化锰的质量分别为x、y。
$\ce{2KMnO_{4}\xlongequal{\Delta} K_{2}MnO_{4} +MnO_{2} +O_{2}\uparrow}$
197 87 32
x y 1.6 g
$\dfrac{197}{32}=\dfrac{x}{1.6\ \mathrm{g}}$
$x=\dfrac{197×1.6\ \mathrm{g}}{32}$
=9.85 g
$\dfrac{87}{32}=\dfrac{y}{1.6\ \mathrm{g}}$
$y=\dfrac{87×1.6\ \mathrm{g}}{32}$
=4.35 g
参加反应的高锰酸钾质量为9.85 g+4.35 g+1.6 g=15.8 g,
剩余高锰酸钾的质量是16 g-15.8 g=0.2 g。
答:剩余固体中各成分的质量分别是高锰酸钾0.2 g,锰酸钾9.85 g,二氧化锰4.35 g。
(2)解:设生成的锰酸钾和二氧化锰的质量分别为x、y。
$\ce{2KMnO_{4}\xlongequal{\Delta} K_{2}MnO_{4} +MnO_{2} +O_{2}\uparrow}$
197 87 32
x y 1.6 g
$\dfrac{197}{32}=\dfrac{x}{1.6\ \mathrm{g}}$
$x=\dfrac{197×1.6\ \mathrm{g}}{32}$
=9.85 g
$\dfrac{87}{32}=\dfrac{y}{1.6\ \mathrm{g}}$
$y=\dfrac{87×1.6\ \mathrm{g}}{32}$
=4.35 g
参加反应的高锰酸钾质量为9.85 g+4.35 g+1.6 g=15.8 g,
剩余高锰酸钾的质量是16 g-15.8 g=0.2 g。
答:剩余固体中各成分的质量分别是高锰酸钾0.2 g,锰酸钾9.85 g,二氧化锰4.35 g。
解析
【分析】首先根据质量守恒定律，反应前后固体的质量差即为生成氧气的质量，由此解决第一问；第二问需写出高锰酸钾分解的化学方程式，利用生成氧气的质量，通过化学方程式中各物质的质量比计算出生成的锰酸钾、二氧化锰的质量，再计算参加反应的高锰酸钾质量，最后用初始高锰酸钾质量减去反应的质量，得到剩余未反应的高锰酸钾质量，从而确定剩余固体的各成分质量。
【解析】(1) 根据质量守恒定律，生成氧气的质量 = 反应前高锰酸钾的质量 - 反应后剩余固体的质量 = $16\ \mathrm{g} - 14.4\ \mathrm{g} = 1.6\ \mathrm{g}$。
(2) 设生成锰酸钾的质量为$x$，生成二氧化锰的质量为$y$，参加反应的高锰酸钾质量为$z$。
高锰酸钾分解的化学方程式为：$\ce{2KMnO_{4}\xlongequal{\Delta} K_{2}MnO_{4} + MnO_{2} + O_{2}\uparrow}$
各物质的质量比：$2×158=316$（$\ce{KMnO_{4}}$）、$197$（$\ce{K_{2}MnO_{4}}$）、$87$（$\ce{MnO_{2}}$）、$32$（$\ce{O_{2}}$）。
列比例式计算：
$\dfrac{197}{32} = \dfrac{x}{1.6\ \mathrm{g}}$，解得$x = \dfrac{197×1.6\ \mathrm{g}}{32} = 9.85\ \mathrm{g}$；
$\dfrac{87}{32} = \dfrac{y}{1.6\ \mathrm{g}}$，解得$y = \dfrac{87×1.6\ \mathrm{g}}{32} = 4.35\ \mathrm{g}$；
$\dfrac{316}{32} = \dfrac{z}{1.6\ \mathrm{g}}$，解得$z = \dfrac{316×1.6\ \mathrm{g}}{32} = 15.8\ \mathrm{g}$；
剩余高锰酸钾的质量 = $16\ \mathrm{g} - 15.8\ \mathrm{g} = 0.2\ \mathrm{g}$。
【答案】(1) 生成氧气的质量为$1.6\ \mathrm{g}$；(2) 剩余固体中高锰酸钾$0.2\ \mathrm{g}$，锰酸钾$9.85\ \mathrm{g}$，二氧化锰$4.35\ \mathrm{g}$。
【知识点】质量守恒定律、根据化学方程式计算、高锰酸钾分解反应
【点评】本题是质量守恒定律与化学方程式计算结合的典型基础题，重点考查学生对质量守恒的理解和化学计算的规范步骤，需注意各物质质量比的对应关系，是化学计算的核心题型之一。
【难度系数】0.6
【解析】(1) 根据质量守恒定律，生成氧气的质量 = 反应前高锰酸钾的质量 - 反应后剩余固体的质量 = $16\ \mathrm{g} - 14.4\ \mathrm{g} = 1.6\ \mathrm{g}$。
(2) 设生成锰酸钾的质量为$x$，生成二氧化锰的质量为$y$，参加反应的高锰酸钾质量为$z$。
高锰酸钾分解的化学方程式为：$\ce{2KMnO_{4}\xlongequal{\Delta} K_{2}MnO_{4} + MnO_{2} + O_{2}\uparrow}$
各物质的质量比：$2×158=316$（$\ce{KMnO_{4}}$）、$197$（$\ce{K_{2}MnO_{4}}$）、$87$（$\ce{MnO_{2}}$）、$32$（$\ce{O_{2}}$）。
列比例式计算：
$\dfrac{197}{32} = \dfrac{x}{1.6\ \mathrm{g}}$，解得$x = \dfrac{197×1.6\ \mathrm{g}}{32} = 9.85\ \mathrm{g}$；
$\dfrac{87}{32} = \dfrac{y}{1.6\ \mathrm{g}}$，解得$y = \dfrac{87×1.6\ \mathrm{g}}{32} = 4.35\ \mathrm{g}$；
$\dfrac{316}{32} = \dfrac{z}{1.6\ \mathrm{g}}$，解得$z = \dfrac{316×1.6\ \mathrm{g}}{32} = 15.8\ \mathrm{g}$；
剩余高锰酸钾的质量 = $16\ \mathrm{g} - 15.8\ \mathrm{g} = 0.2\ \mathrm{g}$。
【答案】(1) 生成氧气的质量为$1.6\ \mathrm{g}$；(2) 剩余固体中高锰酸钾$0.2\ \mathrm{g}$，锰酸钾$9.85\ \mathrm{g}$，二氧化锰$4.35\ \mathrm{g}$。
【知识点】质量守恒定律、根据化学方程式计算、高锰酸钾分解反应
【点评】本题是质量守恒定律与化学方程式计算结合的典型基础题，重点考查学生对质量守恒的理解和化学计算的规范步骤，需注意各物质质量比的对应关系，是化学计算的核心题型之一。
【难度系数】0.6
