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1. (2024·山西节选)目前，氢燃料电池在公共交通中应用已较为成熟，其工作原理如图所示。
发生化学反应的化学方程式为
发生化学反应的化学方程式为
2H₂ + O₂$\stackrel{催化剂}{=}$2H₂O
。答案
1.$2H_{2} + O_{2}\stackrel{催化剂}{=}2H_{2}O$
解析
【分析】
要书写氢燃料电池反应的化学方程式，需从图示中提取反应物、生成物和反应条件：左侧通入氢气（$\ce{H_{2}}$），右侧通入氧气（$\ce{O_{2}}$），反应后生成水（$\ce{H_{2}O}$），反应条件为催化剂，再结合化学方程式的配平规则完成书写。
【解析】
根据图示可知，氢燃料电池中，氢气和氧气在催化剂作用下反应生成水，配平后化学方程式为$\ce{2H_{2} + O_{2}\xlongequal{催化剂}2H_{2}O}$。
【答案】
$\ce{2H_{2} + O_{2}\xlongequal{催化剂}2H_{2}O}$
【知识点】
化学方程式书写、氢燃料电池原理
【点评】
本题考查氢燃料电池的反应原理，属于基础题型，需学生从图示中准确提取反应相关信息，正确书写化学方程式，难度较低。
【难度系数】
0.8
要书写氢燃料电池反应的化学方程式，需从图示中提取反应物、生成物和反应条件：左侧通入氢气（$\ce{H_{2}}$），右侧通入氧气（$\ce{O_{2}}$），反应后生成水（$\ce{H_{2}O}$），反应条件为催化剂，再结合化学方程式的配平规则完成书写。
【解析】
根据图示可知，氢燃料电池中，氢气和氧气在催化剂作用下反应生成水，配平后化学方程式为$\ce{2H_{2} + O_{2}\xlongequal{催化剂}2H_{2}O}$。
【答案】
$\ce{2H_{2} + O_{2}\xlongequal{催化剂}2H_{2}O}$
【知识点】
化学方程式书写、氢燃料电池原理
【点评】
本题考查氢燃料电池的反应原理，属于基础题型，需学生从图示中准确提取反应相关信息，正确书写化学方程式，难度较低。
【难度系数】
0.8
2. 200 多年前，拉瓦锡通过加热氧化汞的定量实验研究了空气的组成。有关氧化汞分解的微观过程如下，生成物方框内应填的微观粒子是(
C
)答案
2.C
解析
【分析】要确定方框内的微观粒子，需依据质量守恒定律：化学反应前后原子的种类、数目均不变。先分析反应物的原子总数，再结合生成物已有的原子，推导方框内的粒子构成。
【解析】反应物为2个氧化汞（HgO）分子，共包含2个Hg原子和2个O原子；生成物中右侧的氧分子（O₂）含有2个O原子，根据质量守恒定律，反应前后原子数目不变，因此方框内应补充2个Hg原子，对应选项C的微观粒子。
【答案】C
【知识点】质量守恒定律、微观粒子示意图
【点评】本题考查质量守恒定律在微观反应中的应用，核心是利用反应前后原子的种类和数目不变推导未知粒子，属于基础题型。
【难度系数】0.6
【解析】反应物为2个氧化汞（HgO）分子，共包含2个Hg原子和2个O原子；生成物中右侧的氧分子（O₂）含有2个O原子，根据质量守恒定律，反应前后原子数目不变，因此方框内应补充2个Hg原子，对应选项C的微观粒子。
【答案】C
【知识点】质量守恒定律、微观粒子示意图
【点评】本题考查质量守恒定律在微观反应中的应用，核心是利用反应前后原子的种类和数目不变推导未知粒子，属于基础题型。
【难度系数】0.6
3. 下列关于化学反应的说法错误的是(
A.化学反应前后，分子种类发生改变，原子种类不变
B.化学反应前后，分子数目发生改变，原子数目不变
C.化学反应前后，物质种类发生改变，元素种类不变
D.化学反应的过程就是参加反应的各物质的原子重新组合生成其他物质的过程
B
)A.化学反应前后，分子种类发生改变，原子种类不变
B.化学反应前后，分子数目发生改变，原子数目不变
C.化学反应前后，物质种类发生改变，元素种类不变
D.化学反应的过程就是参加反应的各物质的原子重新组合生成其他物质的过程
答案
3.B
解析
【分析】
本题考查化学反应的本质与质量守恒定律的应用，解题思路是：先明确化学反应的微观过程，再梳理化学反应前后各要素的“变”与“不变”，逐一分析选项，找出错误说法。
【解析】
化学反应的本质是：参加反应的各物质的分子破裂为原子，原子重新组合成新分子（或新物质）的过程。根据质量守恒定律，化学反应前后，原子的种类、数目、质量均不变，元素种类不变；分子种类、物质种类一定改变，分子数目可能改变。
对各选项分析如下：
A选项：化学反应生成新物质，分子种类改变，原子种类不变，说法正确；
B选项：化学反应前后分子数目不一定改变（如$\ce{H_{2} + Cl_{2}\xlongequal{点燃} 2HCl}$，反应前后分子数目均为2），“分子数目发生改变”的表述错误；原子数目不变，这部分正确，但整体说法错误；
C选项：化学反应生成新物质，物质种类改变，元素种类不变，符合质量守恒，说法正确；
D选项：化学反应的过程就是原子重新组合生成其他物质的过程，符合反应本质，说法正确。
综上，错误的是B选项。
【答案】
B
【知识点】
化学反应的本质；质量守恒定律
【点评】
本题为初中化学基础概念题，考查化学反应前后的“变”与“不变”，需准确掌握反应的微观本质和质量守恒定律内容，难度较低，是常考题型。
【难度系数】
0.8
本题考查化学反应的本质与质量守恒定律的应用，解题思路是：先明确化学反应的微观过程，再梳理化学反应前后各要素的“变”与“不变”，逐一分析选项，找出错误说法。
【解析】
化学反应的本质是：参加反应的各物质的分子破裂为原子，原子重新组合成新分子（或新物质）的过程。根据质量守恒定律，化学反应前后，原子的种类、数目、质量均不变，元素种类不变；分子种类、物质种类一定改变，分子数目可能改变。
对各选项分析如下：
A选项：化学反应生成新物质，分子种类改变，原子种类不变，说法正确；
B选项：化学反应前后分子数目不一定改变（如$\ce{H_{2} + Cl_{2}\xlongequal{点燃} 2HCl}$，反应前后分子数目均为2），“分子数目发生改变”的表述错误；原子数目不变，这部分正确，但整体说法错误；
C选项：化学反应生成新物质，物质种类改变，元素种类不变，符合质量守恒，说法正确；
D选项：化学反应的过程就是原子重新组合生成其他物质的过程，符合反应本质，说法正确。
综上，错误的是B选项。
【答案】
B
【知识点】
化学反应的本质；质量守恒定律
【点评】
本题为初中化学基础概念题，考查化学反应前后的“变”与“不变”，需准确掌握反应的微观本质和质量守恒定律内容，难度较低，是常考题型。
【难度系数】
0.8
4. 载人飞船中处理 CO₂的原理为 2Li₂O₂ + 2CO₂ = 2X + O₂，若锂元素的化合价为+1，下列说法正确的是(
A.X 的化学式为 LiCO₃
B.该反应为化合反应
C.Li₂O₂中氧元素的化合价为-2 价
D.该反应把 CO₂转变成了 O₂
D
)A.X 的化学式为 LiCO₃
B.该反应为化合反应
C.Li₂O₂中氧元素的化合价为-2 价
D.该反应把 CO₂转变成了 O₂
答案
4.D
解析
【分析】
本题需结合质量守恒定律、化合价计算、反应类型的概念逐一分析选项：首先根据反应前后原子种类和数目不变确定X的化学式，再逐一判断各选项的正误。
【解析】
1. 确定X的化学式：根据质量守恒定律，反应前后原子种类、数目不变。反应前：Li原子共4个，O原子共（2×2 + 2×2）=8个，C原子共2个；反应后O₂含2个O原子，因此2X中需含Li4个、C2个、O6个，即每个X为Li₂CO₃，故A选项（LiCO₃）错误。
2. 判断反应类型：化合反应的特征是“多变一”，该反应生成物为2种（Li₂CO₃和O₂），不属于化合反应，B选项错误。
3. 计算Li₂O₂中O的化合价：Li为+1价，设O化合价为x，根据化合物中正负化合价代数和为0：2×(+1) + 2x = 0 → x=-1，故C选项（O为-2价）错误。
4. 分析D选项：反应生成物有O₂，说明该反应将CO₂转化为O₂，D选项正确。
【答案】
D
【知识点】
质量守恒定律、化合价计算、反应类型判断
【点评】
本题考查化学基础核心概念，需熟练掌握质量守恒定律的应用、化合价计算规则及反应类型的判断方法，难度适中，属于基础题型。
【难度系数】
0.6
本题需结合质量守恒定律、化合价计算、反应类型的概念逐一分析选项：首先根据反应前后原子种类和数目不变确定X的化学式，再逐一判断各选项的正误。
【解析】
1. 确定X的化学式：根据质量守恒定律，反应前后原子种类、数目不变。反应前：Li原子共4个，O原子共（2×2 + 2×2）=8个，C原子共2个；反应后O₂含2个O原子，因此2X中需含Li4个、C2个、O6个，即每个X为Li₂CO₃，故A选项（LiCO₃）错误。
2. 判断反应类型：化合反应的特征是“多变一”，该反应生成物为2种（Li₂CO₃和O₂），不属于化合反应，B选项错误。
3. 计算Li₂O₂中O的化合价：Li为+1价，设O化合价为x，根据化合物中正负化合价代数和为0：2×(+1) + 2x = 0 → x=-1，故C选项（O为-2价）错误。
4. 分析D选项：反应生成物有O₂，说明该反应将CO₂转化为O₂，D选项正确。
【答案】
D
【知识点】
质量守恒定律、化合价计算、反应类型判断
【点评】
本题考查化学基础核心概念，需熟练掌握质量守恒定律的应用、化合价计算规则及反应类型的判断方法，难度适中，属于基础题型。
【难度系数】
0.6
5. (2020·山西)飞船发射时为增加发射动力和发射过程的有效性，选用偏二甲肼(C₂H₈N₂)和四氧化二氮(N₂O₄)组成双元动力推进剂，二者反应可生成对环境无污染的 CO₂、H₂O 和
N₂
。答案
5.$N_{2}$
解析
【分析】本题需运用质量守恒定律的元素守恒来推断未知生成物。首先明确化学反应前后元素种类不变，先确定反应物的所有元素种类，再对比已知生成物的元素，剩余元素组成的无污染物质即为所求。
【解析】根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不发生改变。反应物偏二甲肼（C₂H₈N₂）含C、H、N元素，四氧化二氮（N₂O₄）含N、O元素，因此反应物共含C、H、N、O四种元素。已知生成物为CO₂（含C、O）和H₂O（含H、O），已覆盖C、H、O三种元素，剩余元素为N；结合题目要求生成物对环境无污染，氮气（N₂）是无污染的气体单质，符合条件，故未知生成物为N₂。
【答案】N₂
【知识点】质量守恒定律、元素守恒
【点评】本题考查质量守恒定律的基础应用，核心是利用反应前后元素种类不变的规律推断物质，属于基础题型，难度较低。
【难度系数】0.8
【解析】根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不发生改变。反应物偏二甲肼（C₂H₈N₂）含C、H、N元素，四氧化二氮（N₂O₄）含N、O元素，因此反应物共含C、H、N、O四种元素。已知生成物为CO₂（含C、O）和H₂O（含H、O），已覆盖C、H、O三种元素，剩余元素为N；结合题目要求生成物对环境无污染，氮气（N₂）是无污染的气体单质，符合条件，故未知生成物为N₂。
【答案】N₂
【知识点】质量守恒定律、元素守恒
【点评】本题考查质量守恒定律的基础应用，核心是利用反应前后元素种类不变的规律推断物质，属于基础题型，难度较低。
【难度系数】0.8
6. 科技缔造生活。南京首创了“会呼吸”的车库，车库中的还原模块能通过化学反应除去汽车尾气中的氮氧化物，反应原理为 2NO + 2CO = 2CO₂ +
N₂
。答案
6.$N_{2}$
解析
【分析】
本题考查质量守恒定律的应用，解题思路是依据化学反应前后原子的种类、数目不变，通过统计反应前后各原子的数量，确定未知生成物的化学式。
【解析】
根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类、数目均不变。反应前：N原子共2个，O原子共（2×1 + 2×1）=4个，C原子共2个；反应后已知的2CO₂中，C原子2个、O原子4个，因此未知生成物需提供2个N原子，对应物质为N₂。
【答案】
N₂
【知识点】
质量守恒定律、化学方程式书写
【点评】
本题结合实际场景考查基础化学知识，核心是运用原子守恒推导化学式，属于常规基础题型，难度较低。
【难度系数】
0.8
本题考查质量守恒定律的应用，解题思路是依据化学反应前后原子的种类、数目不变，通过统计反应前后各原子的数量，确定未知生成物的化学式。
【解析】
根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类、数目均不变。反应前：N原子共2个，O原子共（2×1 + 2×1）=4个，C原子共2个；反应后已知的2CO₂中，C原子2个、O原子4个，因此未知生成物需提供2个N原子，对应物质为N₂。
【答案】
N₂
【知识点】
质量守恒定律、化学方程式书写
【点评】
本题结合实际场景考查基础化学知识，核心是运用原子守恒推导化学式，属于常规基础题型，难度较低。
【难度系数】
0.8
7. 利用天平及下列物品，能够直接验证质量守恒定律的是(
B
)答案
7.B
解析
【分析】
要直接验证质量守恒定律，需保证反应前后所有物质的总质量不变：若反应有气体参与或生成，必须在密闭容器中进行，否则气体会逸出或外界气体进入，导致天平无法平衡；若无气体参与或生成，敞口容器也可验证。需逐一分析各装置的反应特点和装置密闭性：
1. 装置A：过氧化氢在二氧化锰催化下分解生成氧气，氧气是气体会逸出敞口烧杯，反应后总质量减小，无法直接验证；
2. 装置B：氢氧化钠与硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠，无气体参与或生成，反应在敞口烧杯中，所有物质都留在烧杯内，总质量不变，可直接验证；
3. 装置C：蜡烛燃烧生成二氧化碳和水蒸气，这些气体逸散到空气中，反应后总质量减小，无法直接验证；
4. 装置D：白磷燃烧放热，装置通过玻璃管与外界相通，燃烧时气体膨胀逸出，冷却后空气进入，反应前后总质量变化，无法直接验证。
【解析】
验证质量守恒定律的核心是反应前后总质量不变，需结合反应是否有气体参与/生成、装置是否密闭判断：
选项A：过氧化氢分解产生氧气，敞口装置使氧气逸出，反应后总质量减少，不能直接验证；
选项B：氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液反应，无气体生成，反应前后所有物质都在烧杯内，总质量不变，可直接验证质量守恒定律；
选项C：蜡烛燃烧生成的二氧化碳和水蒸气逸散到空气中，反应后总质量减少，不能直接验证；
选项D：白磷燃烧时，装置敞口，气体受热逸出，冷却后空气进入，反应前后总质量发生变化，不能直接验证。
【答案】
B
【知识点】
质量守恒定律的验证；化学变化的特征
【点评】
本题考查质量守恒定律的验证实验，关键在于明确“有气体参与或生成的反应需在密闭容器中进行”，是初中化学基础题型，需掌握常见反应的特点和装置要求。
【难度系数】
0.6
要直接验证质量守恒定律，需保证反应前后所有物质的总质量不变：若反应有气体参与或生成，必须在密闭容器中进行，否则气体会逸出或外界气体进入，导致天平无法平衡；若无气体参与或生成，敞口容器也可验证。需逐一分析各装置的反应特点和装置密闭性：
1. 装置A：过氧化氢在二氧化锰催化下分解生成氧气，氧气是气体会逸出敞口烧杯，反应后总质量减小，无法直接验证；
2. 装置B：氢氧化钠与硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠，无气体参与或生成，反应在敞口烧杯中，所有物质都留在烧杯内，总质量不变，可直接验证；
3. 装置C：蜡烛燃烧生成二氧化碳和水蒸气，这些气体逸散到空气中，反应后总质量减小，无法直接验证；
4. 装置D：白磷燃烧放热，装置通过玻璃管与外界相通，燃烧时气体膨胀逸出，冷却后空气进入，反应前后总质量变化，无法直接验证。
【解析】
验证质量守恒定律的核心是反应前后总质量不变，需结合反应是否有气体参与/生成、装置是否密闭判断：
选项A：过氧化氢分解产生氧气，敞口装置使氧气逸出，反应后总质量减少，不能直接验证；
选项B：氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液反应，无气体生成，反应前后所有物质都在烧杯内，总质量不变，可直接验证质量守恒定律；
选项C：蜡烛燃烧生成的二氧化碳和水蒸气逸散到空气中，反应后总质量减少，不能直接验证；
选项D：白磷燃烧时，装置敞口，气体受热逸出，冷却后空气进入，反应前后总质量发生变化，不能直接验证。
【答案】
B
【知识点】
质量守恒定律的验证；化学变化的特征
【点评】
本题考查质量守恒定律的验证实验，关键在于明确“有气体参与或生成的反应需在密闭容器中进行”，是初中化学基础题型，需掌握常见反应的特点和装置要求。
【难度系数】
0.6
