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17 以化合价为纵坐标、物质类别为横坐标所绘制的图像叫价类图。如图是硫及其化合物中硫元素对应化合价与物质类别的关系图,请回答下列问题:
(1) A 点对应的物质类别 X 是
(2) B 点表示的物质能与 $\ce{H_{2}S}$ 在一定条件下反应生成 A 点表示的物质和一种氧化物,写出该反应的化学方程式:
(1) A 点对应的物质类别 X 是
单质
;请写出 C 点表示的物质的化学式:$\ce{SO_{3}}$
。(2) B 点表示的物质能与 $\ce{H_{2}S}$ 在一定条件下反应生成 A 点表示的物质和一种氧化物,写出该反应的化学方程式:
$\ce{SO_{2} + 2H_{2}S\xlongequal{一定条件}3S + 2H_{2}O}$
。答案
17. (1) 单质 $\ce{SO_{3}}$
(2) $\ce{SO_{2} + 2H_{2}S\xlongequal{一定条件}3S + 2H_{2}O}$
(2) $\ce{SO_{2} + 2H_{2}S\xlongequal{一定条件}3S + 2H_{2}O}$
解析
【分析】
要解决这道题，需结合价类图的定义：纵坐标为元素化合价，横坐标为物质类别。首先，单质中元素化合价为0，可判断A点对应的物质类别；其次，根据氧化物中元素化合价代数和为0，推导C点的化学式；最后，确定B点的物质，结合反应的生成物（A点物质和氧化物），利用元素守恒和化学方程式配平规则写出反应式。
【解析】
(1) 单质中元素的化合价为0，A点硫元素化合价为0，因此对应的物质类别X是单质；C点属于氧化物，硫元素化合价为+6价，氧元素化合价为-2价，设其化学式为$\ce{S_{x}O_{y}}$，根据化合物中正负化合价代数和为0，得：$x×(+6) + y×(-2)=0$，取$x=1$，则$y=3$，故C点物质的化学式为$\ce{SO_{3}}$。
(2) B点属于氧化物，硫元素化合价为+4价，对应物质为$\ce{SO_{2}}$；该反应的反应物为$\ce{SO_{2}}$和$\ce{H_{2}S}$，生成物为A点的$\ce{S}$（单质）和一种氧化物，根据元素守恒，该氧化物为$\ce{H_{2}O}$；配平化学方程式：$\ce{SO_{2} + 2H_{2}S\xlongequal{一定条件}3S + 2H_{2}O}$。
【答案】
(1) 单质；$\ce{SO_{3}}$
(2) $\ce{SO_{2} + 2H_{2}S\xlongequal{一定条件}3S + 2H_{2}O}$
【知识点】
化合价与物质类别；化学式书写；化学方程式书写
【点评】
本题考查价类图的应用，结合硫及其化合物的化合价、类别和反应性质，需要学生掌握单质化合价特点、氧化物化学式推导及化学方程式配平，是常见的化学基础题型。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，需结合价类图的定义：纵坐标为元素化合价，横坐标为物质类别。首先，单质中元素化合价为0，可判断A点对应的物质类别；其次，根据氧化物中元素化合价代数和为0，推导C点的化学式；最后，确定B点的物质，结合反应的生成物（A点物质和氧化物），利用元素守恒和化学方程式配平规则写出反应式。
【解析】
(1) 单质中元素的化合价为0，A点硫元素化合价为0，因此对应的物质类别X是单质；C点属于氧化物，硫元素化合价为+6价，氧元素化合价为-2价，设其化学式为$\ce{S_{x}O_{y}}$，根据化合物中正负化合价代数和为0，得：$x×(+6) + y×(-2)=0$，取$x=1$，则$y=3$，故C点物质的化学式为$\ce{SO_{3}}$。
(2) B点属于氧化物，硫元素化合价为+4价，对应物质为$\ce{SO_{2}}$；该反应的反应物为$\ce{SO_{2}}$和$\ce{H_{2}S}$，生成物为A点的$\ce{S}$（单质）和一种氧化物，根据元素守恒，该氧化物为$\ce{H_{2}O}$；配平化学方程式：$\ce{SO_{2} + 2H_{2}S\xlongequal{一定条件}3S + 2H_{2}O}$。
【答案】
(1) 单质；$\ce{SO_{3}}$
(2) $\ce{SO_{2} + 2H_{2}S\xlongequal{一定条件}3S + 2H_{2}O}$
【知识点】
化合价与物质类别；化学式书写；化学方程式书写
【点评】
本题考查价类图的应用，结合硫及其化合物的化合价、类别和反应性质，需要学生掌握单质化合价特点、氧化物化学式推导及化学方程式配平，是常见的化学基础题型。
【难度系数】
0.6
18 [2024 南通期末]我国科学家研制出以石墨烯为载体的催化剂,在$25\ °\mathrm{C}$条件下将$\ce{CH_{4}}$转化为甲醇$(\ce{CH_{3}OH})$、甲醛$(\ce{CH_{2}O})$等,主要原理如图所示:
(1) 图中“$∞∞$”表示
(2) 步骤Ⅰ、Ⅱ的总反应化学方程式是
(3) 这一系列的催化反应中(不考虑催化剂),没有发生变化的粒子是
(4) 步骤Ⅵ与步骤Ⅱ反应类似,试推步骤Ⅵ的产物是
(1) 图中“$∞∞$”表示
过氧化氢分子
(填微观粒子名称)。(2) 步骤Ⅰ、Ⅱ的总反应化学方程式是
$\ce{CH_{4} + H_{2}O_{2}\xlongequal[催化剂]{25\ °C}CH_{3}OH + H_{2}O}$
。(3) 这一系列的催化反应中(不考虑催化剂),没有发生变化的粒子是
原子
(填“原子”“分子”或“离子”)。(4) 步骤Ⅵ与步骤Ⅱ反应类似,试推步骤Ⅵ的产物是
$\ce{HCOOH}$
(填化学式)和$\ce{H_{2}O}$。答案
18. (1) 过氧化氢分子
(2) $\ce{CH_{4} + H_{2}O_{2}\xlongequal[催化剂]{25\ °C}CH_{3}OH + H_{2}O}$
(3) 原子
(4) $\ce{HCOOH}$
(2) $\ce{CH_{4} + H_{2}O_{2}\xlongequal[催化剂]{25\ °C}CH_{3}OH + H_{2}O}$
(3) 原子
(4) $\ce{HCOOH}$
解析
【分析】
首先根据图例明确各原子：○为氢原子（H），●为碳原子（C），大的白圈为氧原子（O）。（1）观察“∞∞”的微观结构，结合反应中与CH₄反应生成含氧物质，可判断其为过氧化氢分子；（2）步骤Ⅰ、Ⅱ中，反应物是CH₄和H₂O₂，生成物是CH₃OH和H₂O，据此推导总反应；（3）化学变化的本质是分子破裂、原子重新组合，反应前后原子不变，分子改变；（4）步骤Ⅱ是含碳物质与H₂O₂反应引入氧生成醇和水，步骤Ⅵ反应类似，结合转化规律推导产物。
【解析】
（1）由图例及反应关系可知，“∞∞”的微观构成对应过氧化氢分子（H₂O₂）；
（2）步骤Ⅰ、Ⅱ的反应物为CH₄和H₂O₂，生成物为CH₃OH和H₂O，反应条件为25℃、催化剂，总反应化学方程式为$\ce{CH_{4} + H_{2}O_{2}\xlongequal[催化剂]{25\ °C}CH_{3}OH + H_{2}O}$；
（3）化学反应中，原子是化学变化的最小粒子，反应前后原子的种类、数目均不改变，分子种类一定改变，该反应无离子参与，故不变的粒子是原子；
（4）步骤Ⅱ的反应规律为含碳物质与H₂O₂反应引入氧生成含氧有机物和水，步骤Ⅵ类似，最终产物为甲酸（HCOOH）和H₂O。
【答案】
(1) 过氧化氢分子
(2) $\ce{CH_{4} + H_{2}O_{2}\xlongequal[催化剂]{25\ °C}CH_{3}OH + H_{2}O}$
(3) 原子
(4) $\ce{HCOOH}$
【知识点】
化学微观示意图、化学方程式书写、化学反应微观本质
【点评】
本题通过微观反应示意图考查化学反应的核心知识，需准确识别原子种类，结合原子守恒分析反应，理解化学变化的微观规律，属于中等难度的期末题型。
【难度系数】
0.5
首先根据图例明确各原子：○为氢原子（H），●为碳原子（C），大的白圈为氧原子（O）。（1）观察“∞∞”的微观结构，结合反应中与CH₄反应生成含氧物质，可判断其为过氧化氢分子；（2）步骤Ⅰ、Ⅱ中，反应物是CH₄和H₂O₂，生成物是CH₃OH和H₂O，据此推导总反应；（3）化学变化的本质是分子破裂、原子重新组合，反应前后原子不变，分子改变；（4）步骤Ⅱ是含碳物质与H₂O₂反应引入氧生成醇和水，步骤Ⅵ反应类似，结合转化规律推导产物。
【解析】
（1）由图例及反应关系可知，“∞∞”的微观构成对应过氧化氢分子（H₂O₂）；
（2）步骤Ⅰ、Ⅱ的反应物为CH₄和H₂O₂，生成物为CH₃OH和H₂O，反应条件为25℃、催化剂，总反应化学方程式为$\ce{CH_{4} + H_{2}O_{2}\xlongequal[催化剂]{25\ °C}CH_{3}OH + H_{2}O}$；
（3）化学反应中，原子是化学变化的最小粒子，反应前后原子的种类、数目均不改变，分子种类一定改变，该反应无离子参与，故不变的粒子是原子；
（4）步骤Ⅱ的反应规律为含碳物质与H₂O₂反应引入氧生成含氧有机物和水，步骤Ⅵ类似，最终产物为甲酸（HCOOH）和H₂O。
【答案】
(1) 过氧化氢分子
(2) $\ce{CH_{4} + H_{2}O_{2}\xlongequal[催化剂]{25\ °C}CH_{3}OH + H_{2}O}$
(3) 原子
(4) $\ce{HCOOH}$
【知识点】
化学微观示意图、化学方程式书写、化学反应微观本质
【点评】
本题通过微观反应示意图考查化学反应的核心知识，需准确识别原子种类，结合原子守恒分析反应，理解化学变化的微观规律，属于中等难度的期末题型。
【难度系数】
0.5
19 某化学兴趣小组为验证质量守恒定律,做了镁条在空气中燃烧的实验。
第19题图甲
(1)镁与氧气在点燃的条件下生成氧化镁,理论上得到的生成物的质量(填“大于”“小于”或“等于”)镁条的质量;经分析可知出现这一结果的原因是。
(2)兴趣小组按图乙装置改进实验后,验证了质量守恒定律,同时发现燃烧产物中有少量黄色固体。
【提出问题】黄色固体是什么?
【查阅资料】① 氧化镁为白色固体,常温下与水不反应。
② 镁能与氮气反应生成黄色的氮化镁$( \ce{Mg_{3}N_{2}} )$固体。
③ 氮化镁可与水剧烈反应产生氨气,该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
第19题图乙
【作出猜想】黄色固体为氮化镁。
【进行实验】同学们通过实验对猜想进行了验证,请你将实验记录表补充完整。
|实验操作|实验现象|结 论|
| ---- | ---- | ---- |
|将镁粉燃烧的产物放在一支试管中,加入少量的蒸馏水,微热,然后将湿润的红色石蕊试纸放在试管口,观察现象|闻到刺激性气味, |黄色固体为氮化镁|
【反思与交流】① 空气中氮气的含量远大于氧气的含量,而镁条在空气中燃烧生成的氧化镁却远多于氮化镁,是因为。
② 镁条(填“能”或“不能”)替代红磷做测定空气中氧气含量的实验,理由是。
第19题图甲
(1)镁与氧气在点燃的条件下生成氧化镁,理论上得到的生成物的质量(填“大于”“小于”或“等于”)镁条的质量;经分析可知出现这一结果的原因是。
(2)兴趣小组按图乙装置改进实验后,验证了质量守恒定律,同时发现燃烧产物中有少量黄色固体。
【提出问题】黄色固体是什么?
【查阅资料】① 氧化镁为白色固体,常温下与水不反应。
② 镁能与氮气反应生成黄色的氮化镁$( \ce{Mg_{3}N_{2}} )$固体。
③ 氮化镁可与水剧烈反应产生氨气,该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
第19题图乙
【作出猜想】黄色固体为氮化镁。
【进行实验】同学们通过实验对猜想进行了验证,请你将实验记录表补充完整。
|实验操作|实验现象|结 论|
| ---- | ---- | ---- |
|将镁粉燃烧的产物放在一支试管中,加入少量的蒸馏水,微热,然后将湿润的红色石蕊试纸放在试管口,观察现象|闻到刺激性气味, |黄色固体为氮化镁|
【反思与交流】① 空气中氮气的含量远大于氧气的含量,而镁条在空气中燃烧生成的氧化镁却远多于氮化镁,是因为。
② 镁条(填“能”或“不能”)替代红磷做测定空气中氧气含量的实验,理由是。
答案
19. (1) 大于 生成物质量中多了参加反应的氧气的质量(合理答案均可)
(2) 【进行实验】湿润的红色石蕊试纸变成蓝色
【反思与交流】① 氧气的化学性质比氮气活泼
② 不能 镁条不仅能和氧气反应,还能和氮气反应
(2) 【进行实验】湿润的红色石蕊试纸变成蓝色
【反思与交流】① 氧气的化学性质比氮气活泼
② 不能 镁条不仅能和氧气反应,还能和氮气反应
解析
【分析】
本题围绕镁条燃烧的实验，结合质量守恒定律和实验探究展开。第(1)问需依据质量守恒定律，分析镁燃烧时反应物与生成物的质量关系；第(2)问需结合查阅的资料，推导氮化镁的检验方法，再分析镁与氧气、氮气的反应特性，解决实验猜想验证和替代红磷的问题。
【解析】
(1) 根据质量守恒定律，镁在空气中燃烧是镁与氧气反应生成氧化镁，反应的质量关系为：参加反应的镁的质量 + 参加反应的氧气的质量 = 生成氧化镁的质量，因此生成物氧化镁的质量大于镁条的质量，原因是生成物质量中包含了参加反应的氧气的质量。
(2) 【进行实验】根据查阅资料，氮化镁与水反应生成氨气，氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，因此实验中除闻到刺激性气味外，还会观察到湿润的红色石蕊试纸变成蓝色。
【反思与交流】① 氧气的化学性质比氮气活泼，镁更容易与氧气反应，因此空气中氮气含量远高于氧气，但生成的氧化镁远多于氮化镁；② 镁条不能替代红磷做测定空气中氧气含量的实验，因为镁条不仅能与氧气反应，还能与氮气反应，会消耗空气中的氮气，导致测得的氧气含量结果不准确。
【答案】
19. (1) 大于 生成物质量中多了参加反应的氧气的质量(合理答案均可)
(2) 【进行实验】湿润的红色石蕊试纸变成蓝色
【反思与交流】① 氧气的化学性质比氮气活泼
② 不能 镁条不仅能和氧气反应,还能和氮气反应
【知识点】
质量守恒定律，金属的化学性质，实验探究
【点评】
本题结合镁条燃烧的实验，考查质量守恒定律的应用和信息分析能力，需要学生结合资料推导实验现象，分析镁的反应特性，是初中化学的常规题型，侧重基础应用。
【难度系数】
0.6
本题围绕镁条燃烧的实验，结合质量守恒定律和实验探究展开。第(1)问需依据质量守恒定律，分析镁燃烧时反应物与生成物的质量关系；第(2)问需结合查阅的资料，推导氮化镁的检验方法，再分析镁与氧气、氮气的反应特性，解决实验猜想验证和替代红磷的问题。
【解析】
(1) 根据质量守恒定律，镁在空气中燃烧是镁与氧气反应生成氧化镁，反应的质量关系为：参加反应的镁的质量 + 参加反应的氧气的质量 = 生成氧化镁的质量，因此生成物氧化镁的质量大于镁条的质量，原因是生成物质量中包含了参加反应的氧气的质量。
(2) 【进行实验】根据查阅资料，氮化镁与水反应生成氨气，氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，因此实验中除闻到刺激性气味外，还会观察到湿润的红色石蕊试纸变成蓝色。
【反思与交流】① 氧气的化学性质比氮气活泼，镁更容易与氧气反应，因此空气中氮气含量远高于氧气，但生成的氧化镁远多于氮化镁；② 镁条不能替代红磷做测定空气中氧气含量的实验，因为镁条不仅能与氧气反应，还能与氮气反应，会消耗空气中的氮气，导致测得的氧气含量结果不准确。
【答案】
19. (1) 大于 生成物质量中多了参加反应的氧气的质量(合理答案均可)
(2) 【进行实验】湿润的红色石蕊试纸变成蓝色
【反思与交流】① 氧气的化学性质比氮气活泼
② 不能 镁条不仅能和氧气反应,还能和氮气反应
【知识点】
质量守恒定律，金属的化学性质，实验探究
【点评】
本题结合镁条燃烧的实验，考查质量守恒定律的应用和信息分析能力，需要学生结合资料推导实验现象，分析镁的反应特性，是初中化学的常规题型，侧重基础应用。
【难度系数】
0.6
