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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$H_{2}O$
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
D
】A.丁的化学式是$H_{2}O$
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
D
解析
根据图示和题意，反应方程式可以表示为：
$3H_2+CO_2\xlongequal{催化剂}CH_3OH+H_2O$，
即甲是$H_2$，乙是$CO_2$，丙是$CH_3OH$（或$CH_4O$），丁是$H_2O$。
A选项：根据图示和反应方程式，丁的化学式确实是$H_2O$，所以A选项是正确的。
B选项：甲是氢气，属于单质；乙是二氧化碳，丙是甲醇，丁是水，它们都是化合物。所以B选项也是正确的。
C选项：根据反应方程式，反应生成丙（$CH_3OH$）和丁（$H_2O$）的质量比为$(12+1×4+16):(1×2+16)=16:9$，与C选项一致，所以C选项是正确的。
D选项：根据化学反应的实质，反应前后原子种类不变，但分子种类一定会发生变化（因为发生了化学反应）。然而D选项中说“反应前后分子种类和原子种类均发生变化”是不准确的，因为原子种类并没有变化。所以D选项是错误的。
$3H_2+CO_2\xlongequal{催化剂}CH_3OH+H_2O$，
即甲是$H_2$，乙是$CO_2$，丙是$CH_3OH$（或$CH_4O$），丁是$H_2O$。
A选项：根据图示和反应方程式，丁的化学式确实是$H_2O$，所以A选项是正确的。
B选项：甲是氢气，属于单质；乙是二氧化碳，丙是甲醇，丁是水，它们都是化合物。所以B选项也是正确的。
C选项：根据反应方程式，反应生成丙（$CH_3OH$）和丁（$H_2O$）的质量比为$(12+1×4+16):(1×2+16)=16:9$，与C选项一致，所以C选项是正确的。
D选项：根据化学反应的实质，反应前后原子种类不变，但分子种类一定会发生变化（因为发生了化学反应）。然而D选项中说“反应前后分子种类和原子种类均发生变化”是不准确的，因为原子种类并没有变化。所以D选项是错误的。
14. 在化学反应$A + 2B\xlongequal{}C + 2D$中,已知$16g$ $A与64g$ $B$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.$36$
C
】A.$9$
B.$12$
C.$18$
D.$36$
答案
C
解析
根据质量守恒定律，生成C和D的总质量为16g+64g=80g。已知C和D质量比为11:9，设C质量为11x，D质量为9x，则11x+9x=80g，解得x=4g，故D的质量为9×4g=36g。
设D的相对分子质量为M，B的相对分子质量为32，化学计量数B为2、D为2。由化学方程式中各物质质量比等于（相对分子质量×化学计量数）之比，可得：
$\frac{B的质量}{D的质量}=\frac{2×32}{2×M}$
即$\frac{64g}{36g}=\frac{64}{2M}$，解得$M=18$。
设D的相对分子质量为M，B的相对分子质量为32，化学计量数B为2、D为2。由化学方程式中各物质质量比等于（相对分子质量×化学计量数）之比，可得：
$\frac{B的质量}{D的质量}=\frac{2×32}{2×M}$
即$\frac{64g}{36g}=\frac{64}{2M}$，解得$M=18$。
15. 乙炔$(C_{2}H_{2})$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$3.3g$二氧化碳、$0.9g水和m g$一氧化碳,则$m$的数值为
0.7
。答案
0.7
解析
根据质量守恒定律，反应前后元素质量不变。
1. 水中氢元素质量：$0.9g×\frac{2}{18}=0.1g$，此为乙炔中氢元素质量。
2. 乙炔（$C_2H_2$）中碳、氢质量比为$12:1$，故乙炔中碳元素质量：$0.1g×12=1.2g$。
3. 二氧化碳中碳元素质量：$3.3g×\frac{12}{44}=0.9g$。
4. 一氧化碳中碳元素质量：$1.2g - 0.9g=0.3g$。
5. 一氧化碳质量：$0.3g÷\frac{12}{28}=0.7g$，即$m=0.7$。
1. 水中氢元素质量：$0.9g×\frac{2}{18}=0.1g$，此为乙炔中氢元素质量。
2. 乙炔（$C_2H_2$）中碳、氢质量比为$12:1$，故乙炔中碳元素质量：$0.1g×12=1.2g$。
3. 二氧化碳中碳元素质量：$3.3g×\frac{12}{44}=0.9g$。
4. 一氧化碳中碳元素质量：$1.2g - 0.9g=0.3g$。
5. 一氧化碳质量：$0.3g÷\frac{12}{28}=0.7g$，即$m=0.7$。
16. 将$16g$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$14.4g$。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
$(1)$ 计算生成氧气的质量
根据质量守恒定律，反应前后物质的总质量不变。
生成氧气的质量$m(O_{2}) = 16g - 14.4g = 1.6g$。
$(2)$ 计算剩余固体中各成分的质量
设参加反应的高锰酸钾的质量为$x$，生成锰酸钾的质量为$y$，生成二氧化锰的质量为$z$。
${2KMnO_{4}\xlongequal{\Delta}K_{2}MnO_{4} + MnO_{2} + O_{2}\uparrow}$
316 197 87 32
x y z 1.6g
则有：
$\dfrac{316}{32}=\dfrac{x}{1.6g}$，解得$x=\dfrac{316×1.6g}{32}=15.8g$；
$\dfrac{197}{32}=\dfrac{y}{1.6g}$，解得$y=\dfrac{197×1.6g}{32}=9.85g$；
$\dfrac{87}{32}=\dfrac{z}{1.6g}$，解得$z=\dfrac{87×1.6g}{32}=4.35g$。
剩余高锰酸钾的质量$m(KMnO_{4}) = 16g - 15.8g = 0.2g$。
所以剩余固体中：
高锰酸钾的质量为$0.2g$；
锰酸钾的质量为$9.85g$；
二氧化锰的质量为$4.35g$。
答：剩余固体中高锰酸钾$\boldsymbol{0.2g}$、锰酸钾$\boldsymbol{9.85g}$、二氧化锰$\boldsymbol{4.35g}$。
根据质量守恒定律，反应前后物质的总质量不变。
生成氧气的质量$m(O_{2}) = 16g - 14.4g = 1.6g$。
$(2)$ 计算剩余固体中各成分的质量
设参加反应的高锰酸钾的质量为$x$，生成锰酸钾的质量为$y$，生成二氧化锰的质量为$z$。
${2KMnO_{4}\xlongequal{\Delta}K_{2}MnO_{4} + MnO_{2} + O_{2}\uparrow}$
316 197 87 32
x y z 1.6g
则有：
$\dfrac{316}{32}=\dfrac{x}{1.6g}$，解得$x=\dfrac{316×1.6g}{32}=15.8g$；
$\dfrac{197}{32}=\dfrac{y}{1.6g}$，解得$y=\dfrac{197×1.6g}{32}=9.85g$；
$\dfrac{87}{32}=\dfrac{z}{1.6g}$，解得$z=\dfrac{87×1.6g}{32}=4.35g$。
剩余高锰酸钾的质量$m(KMnO_{4}) = 16g - 15.8g = 0.2g$。
所以剩余固体中：
高锰酸钾的质量为$0.2g$；
锰酸钾的质量为$9.85g$；
二氧化锰的质量为$4.35g$。
答：剩余固体中高锰酸钾$\boldsymbol{0.2g}$、锰酸钾$\boldsymbol{9.85g}$、二氧化锰$\boldsymbol{4.35g}$。
解析
