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8. 新情境 科技成就 2025年中国人工智能技术DeepSeek走红全球。人工智能的芯片主要成分是硅，工业上制取高纯硅的反应示意图如图所示。下列说法中，正确的是 （）
A.甲是由两个元素组成的
B.生成的丙和丁的微粒个数比是$1:4$
C.丙是地壳中含量第二位的金属元素
D.反应前后，分子的种类没有发生变化
A.甲是由两个元素组成的
B.生成的丙和丁的微粒个数比是$1:4$
C.丙是地壳中含量第二位的金属元素
D.反应前后，分子的种类没有发生变化
答案
由微观反应示意图可知，该反应的化学方程式为$\ce{SiCl_{4} + 2H_{2}\xlongequal{一定条件}Si + 4HCl}$。甲是由硅、氯两种元素组成的，元素是宏观概念，不能描述成“两个元素”，A错误；由化学方程式可知，生成丙和丁的微粒个数比是1：4，B正确；丙是硅，属于非金属元素，地壳中含量排第二位的金属元素是铁元素，C错误；反应前后，元素、原子的种类不变，分子种类改变，D错误。
解析
【分析】
拿到这类微观反应示意图的题目，首先第一步要根据右侧给出的原子图例，逐一确定甲、乙、丙、丁四种物质的化学式，第二步根据质量守恒定律配平化学反应方程式，第三步结合选项逐一对应知识点判断正误：首先明确元素是宏观概念，只讲种类不讲个数；配平后可直接通过化学计量数得到生成物的微粒个数比；再结合地壳中元素的含量排序、化学反应的本质相关知识点排除错误选项，就能得到正确答案。
【解析】
首先根据图例标识：斜线大球代表Si，灰色小球代表Cl，白色小球代表H，可确定各物质的化学式：甲为$\ce{SiCl_{4}}$，乙为$\ce{H_{2}}$，丙为$\ce{Si}$，丁为$\ce{HCl}$，配平后该反应的化学方程式为：
$\ce{SiCl_{4} + 2H_{2}\xlongequal{一定条件}Si + 4HCl}$
逐一分析选项：
A选项：元素属于宏观概念，只描述种类，不能用“个”来计数，甲是由硅、氯两种元素组成，不能表述为“两个元素”，A错误；
B选项：由配平的化学方程式可知，生成物丙（Si）和丁（HCl）的化学计量数之比为1:4，即二者的微粒个数比为1:4，B正确；
C选项：丙是硅单质，硅属于非金属元素，地壳中含量排第二位的金属元素是铁元素，C错误；
D选项：化学反应的本质是分子分裂为原子，原子重新组合形成新的分子，因此反应前后分子的种类一定发生改变，D错误。
【答案】
B
【知识点】
微观反应示意图，化学方程式含义，地壳元素分布
【点评】
本题结合工业制备高纯硅的科技新情境命题，考察化学基础概念的辨析，易错点集中在两处：一是对元素的描述规则理解不到位，误判A选项；二是混淆硅的元素类别，错将硅认定为金属元素误判C选项，整体属于中等偏易的基础考察题，能很好检验学生对化学反应微观本质的掌握程度。
【难度系数】
0.7
拿到这类微观反应示意图的题目，首先第一步要根据右侧给出的原子图例，逐一确定甲、乙、丙、丁四种物质的化学式，第二步根据质量守恒定律配平化学反应方程式，第三步结合选项逐一对应知识点判断正误：首先明确元素是宏观概念，只讲种类不讲个数；配平后可直接通过化学计量数得到生成物的微粒个数比；再结合地壳中元素的含量排序、化学反应的本质相关知识点排除错误选项，就能得到正确答案。
【解析】
首先根据图例标识：斜线大球代表Si，灰色小球代表Cl，白色小球代表H，可确定各物质的化学式：甲为$\ce{SiCl_{4}}$，乙为$\ce{H_{2}}$，丙为$\ce{Si}$，丁为$\ce{HCl}$，配平后该反应的化学方程式为：
$\ce{SiCl_{4} + 2H_{2}\xlongequal{一定条件}Si + 4HCl}$
逐一分析选项：
A选项：元素属于宏观概念，只描述种类，不能用“个”来计数，甲是由硅、氯两种元素组成，不能表述为“两个元素”，A错误；
B选项：由配平的化学方程式可知，生成物丙（Si）和丁（HCl）的化学计量数之比为1:4，即二者的微粒个数比为1:4，B正确；
C选项：丙是硅单质，硅属于非金属元素，地壳中含量排第二位的金属元素是铁元素，C错误；
D选项：化学反应的本质是分子分裂为原子，原子重新组合形成新的分子，因此反应前后分子的种类一定发生改变，D错误。
【答案】
B
【知识点】
微观反应示意图，化学方程式含义，地壳元素分布
【点评】
本题结合工业制备高纯硅的科技新情境命题，考察化学基础概念的辨析，易错点集中在两处：一是对元素的描述规则理解不到位，误判A选项；二是混淆硅的元素类别，错将硅认定为金属元素误判C选项，整体属于中等偏易的基础考察题，能很好检验学生对化学反应微观本质的掌握程度。
【难度系数】
0.7
9. [2025 武汉]利用捕集的$\ce{CO_{2}}$生产低碳、零碳燃料，既可缓解能源危机，又可助力实现“双碳”目标。我国科研人员研制出的新型催化剂，可催化$\ce{CO_{2}}$转化为甲醇，其转化过程如图所示。下列说法中，正确的是（）
A.![]()
与●●●的化学性质相同
B.Ⅰ中反应前后存在元素化合价的改变
C.Ⅱ中反应前后原子和分子的数目均保持不变
D.Ⅰ和Ⅱ中反应前后催化剂的质量均发生改变
A.
B.Ⅰ中反应前后存在元素化合价的改变
C.Ⅱ中反应前后原子和分子的数目均保持不变
D.Ⅰ和Ⅱ中反应前后催化剂的质量均发生改变
答案
解析
【分析】
首先我们先根据题给的原子图例，识别出转化过程中所有反应物、生成物的微观构成，推导对应物质的化学式：过程I的反应物为甲烷（CH₄）和二氧化碳（CO₂），生成物为一氧化碳（CO）和氢气（H₂）；过程II的反应物为一氧化碳（CO）和氢气（H₂），生成物为甲醇（CH₃OH）。接下来结合每个选项对应的化学基础概念逐一判断：判断A选项依据“不同种分子化学性质不同”的规律；判断B选项依据单质中元素化合价为0、化合物中元素化合价不为0的规律；判断C选项结合质量守恒定律，分别统计反应前后原子、分子的总数判断是否变化；判断D选项依据催化剂的定义即可得出结论。
【解析】
解：首先根据图例明确各粒子对应的物质：白球为H原子，黑球为O原子，斜线球为C原子。
1. 分析选项A：图示中两种分子的原子构成不同，属于不同种分子，不同种分子的化学性质不同，因此A说法错误。
2. 分析选项B：过程I的反应生成物中含有H₂单质，单质中氢元素化合价为0，而反应物CH₄中氢元素化合价为+1价，因此反应前后存在元素化合价的改变，B说法正确。
3. 分析选项C：过程II的反应化学方程式为$\ce{CO + 2H_{2}\xlongequal{催化剂}CH_{4}O}$，根据质量守恒定律，反应前后原子的数目保持不变；但反应前分子总个数为1+2=3，反应后分子总个数为1，分子数目发生了改变，C说法错误。
4. 分析选项D：根据催化剂的定义，化学反应前后催化剂的质量和化学性质均不发生改变，因此I和II中反应前后催化剂的质量都没有变化，D说法错误。
【答案】
B
【知识点】
催化剂的性质，质量守恒定律，分子的性质
【点评】
本题结合“双碳”热点背景，通过微观反应示意图考查化学反应相关的基础化学概念，解题核心是先准确识别微观粒子对应的物质，再结合对应概念逐一排查选项，能够很好地检验学生对催化剂特点、化合价规律、质量守恒微观本质等知识点的掌握程度，属于常规基础题型。
【难度系数】
0.7
首先我们先根据题给的原子图例，识别出转化过程中所有反应物、生成物的微观构成，推导对应物质的化学式：过程I的反应物为甲烷（CH₄）和二氧化碳（CO₂），生成物为一氧化碳（CO）和氢气（H₂）；过程II的反应物为一氧化碳（CO）和氢气（H₂），生成物为甲醇（CH₃OH）。接下来结合每个选项对应的化学基础概念逐一判断：判断A选项依据“不同种分子化学性质不同”的规律；判断B选项依据单质中元素化合价为0、化合物中元素化合价不为0的规律；判断C选项结合质量守恒定律，分别统计反应前后原子、分子的总数判断是否变化；判断D选项依据催化剂的定义即可得出结论。
【解析】
解：首先根据图例明确各粒子对应的物质：白球为H原子，黑球为O原子，斜线球为C原子。
1. 分析选项A：图示中两种分子的原子构成不同，属于不同种分子，不同种分子的化学性质不同，因此A说法错误。
2. 分析选项B：过程I的反应生成物中含有H₂单质，单质中氢元素化合价为0，而反应物CH₄中氢元素化合价为+1价，因此反应前后存在元素化合价的改变，B说法正确。
3. 分析选项C：过程II的反应化学方程式为$\ce{CO + 2H_{2}\xlongequal{催化剂}CH_{4}O}$，根据质量守恒定律，反应前后原子的数目保持不变；但反应前分子总个数为1+2=3，反应后分子总个数为1，分子数目发生了改变，C说法错误。
4. 分析选项D：根据催化剂的定义，化学反应前后催化剂的质量和化学性质均不发生改变，因此I和II中反应前后催化剂的质量都没有变化，D说法错误。
【答案】
B
【知识点】
催化剂的性质，质量守恒定律，分子的性质
【点评】
本题结合“双碳”热点背景，通过微观反应示意图考查化学反应相关的基础化学概念，解题核心是先准确识别微观粒子对应的物质，再结合对应概念逐一排查选项，能够很好地检验学生对催化剂特点、化合价规律、质量守恒微观本质等知识点的掌握程度，属于常规基础题型。
【难度系数】
0.7
10. 甲、乙、丙、丁是某反应中的物质，甲溶液在实验室保存在棕色瓶中，乙由空气中含量最高的元素和地壳中含量最高的元素组成，有毒，丁是最简单的氧化物。如表所示为在光照条件下该反应前后物质的质量及部分分子模型。下列说法中，不正确的是 （）
| 物 质 | 甲 | 乙 | 丙 | 丁 |
|-------------|-----|-----|-----|-----|
| 分子模型 | |
| ? | |
| 反应前的质量/g | 80 | 0 | 0 | 80 |
| 反应后的质量/g | 17 | m | 8 | 89 |
A.$m=46$
B.甲物质见光易分解
C.该实验应该在通风橱内进行
D.丙的分子模型为
| 物 质 | 甲 | 乙 | 丙 | 丁 |
|-------------|-----|-----|-----|-----|
| 分子模型 | |
| ? | || 反应前的质量/g | 80 | 0 | 0 | 80 |
| 反应后的质量/g | 17 | m | 8 | 89 |
A.$m=46$
B.甲物质见光易分解
C.该实验应该在通风橱内进行
D.丙的分子模型为
答案
空气中含量最高的元素是氮元素，地壳中含量最高的元素是氧元素，则乙由氮、氧元素组成，根据题意及分子模型图可知，乙为二氧化氮，最简单的氧化物是水，即丁是水，m=80+80-89-8-17=46，在该反应中甲的质量减小，乙、丙、丁的质量增大，因此甲是反应物，乙、丙、丁是生成物，即甲分解生成乙、丙、丁，由于反应前后元素种类不变，因此甲是硝酸，反应的硝酸中含氢元素、氮元素、氧元素的质量分别是$(80\ \mathrm{g}-17\ \mathrm{g})×(\dfrac{1}{63}×100\%)=1\ \mathrm{g}$、$(80\ \mathrm{g}-17\ \mathrm{g})×(\dfrac{14}{63}×100\%)=14\ \mathrm{g}$、$(80\ \mathrm{g}-17\ \mathrm{g})×(\dfrac{48}{63}×100\%)=48\ \mathrm{g}$，生成的二氧化氮中氮元素质量是$46\ \mathrm{g}×(\dfrac{14}{46}×100\%)=14\ \mathrm{g}$，氧元素质量是46 g-14 g=32 g，生成的水中氢元素质量是$(89\ \mathrm{g}-80\ \mathrm{g})×(\dfrac{2}{18}×100\%)=1\ \mathrm{g}$，氧元素质量是9 g-1 g=8 g，则丙中氮元素质量是14 g-14 g=0，氢元素质量是1 g-1 g=0，氧元素质量是48 g-32 g-8 g=8 g，即丙是氧气，即在光照条件下硝酸分解生成二氧化氮、氧气和水。m=46，A选项正确。甲是硝酸，硝酸见光易分解，在实验室保存在棕色瓶中，B选项正确。乙是二氧化氮，二氧化氮有毒，该实验应该在通风橱内进行，C选项正确。是一氧化氮的分子模型，而丙是氧气，D选项不正确。
解析
【分析】
解题时首先从题目给出的特征描述入手找题眼：1. 先根据“丁是最简单的氧化物”直接确定丁为水，根据“乙由空气中含量最高的氮元素、地壳中含量最高的氧元素组成且有毒”结合分子模型确定乙是二氧化氮，再结合甲保存在棕色瓶、光照下分解的特征推断甲为硝酸。2. 利用质量守恒定律的总质量不变，直接计算得到m的数值。3. 再通过反应前后元素质量守恒，计算出丙的元素组成，确定丙为氧气，之后逐一核对四个选项，选出描述不正确的选项即可。
【解析】
步骤1：推导已知物质
最简单的氧化物是H₂O，因此丁为水；空气中含量最高的元素为N，地壳中含量最高的元素为O，二者组成的有毒物质、且分子模型为1个中心原子连接2个其他原子，可确定乙为NO₂（二氧化氮）；甲溶液需保存在棕色瓶，光照下分解生成二氧化氮、水和丙，结合元素守恒可推断甲为HNO₃（硝酸）。
步骤2：根据质量守恒计算m
反应前所有物质总质量为80g+0g+0g+80g=160g，反应后总质量也等于160g，因此：
$17\ \mathrm{g} + m + 8\ \mathrm{g} + 89\ \mathrm{g} = 160\ \mathrm{g}$
解得$m=46$，因此A选项描述正确。
步骤3：判断B选项
甲为硝酸，硝酸见光易分解，因此实验室需要将硝酸保存在棕色避光试剂瓶中，符合题目给出的储存特征，B选项描述正确。
步骤4：判断C选项
乙是有毒的二氧化氮，为避免有毒气体扩散危害人体健康，该实验必须在通风橱内进行，C选项描述正确。
步骤5：推导丙的组成判断D选项
参加反应的甲的质量为$80\ \mathrm{g}-17\ \mathrm{g}=63\ \mathrm{g}$，63g HNO₃中：
H元素质量 = $63\ \mathrm{g} × \frac{1}{63} = 1\ \mathrm{g}$
N元素质量 = $63\ \mathrm{g} × \frac{14}{63} =14\ \mathrm{g}$
O元素质量 =$63\ \mathrm{g} × \frac{48}{63}=48\ \mathrm{g}$
生成的46g NO₂中：N元素质量14g，O元素质量32g；生成水的质量为$89\ \mathrm{g}-80\ \mathrm{g}=9\ \mathrm{g}$，9g水中H元素质量1g，O元素质量8g。
根据元素守恒，丙中不含H、N元素，仅含O元素，质量为$48\ \mathrm{g}-32\ \mathrm{g}-8\ \mathrm{g}=8\ \mathrm{g}$，因此丙为氧气（O₂），而D选项给出的分子模型为一氧化氮的结构，和氧气的双原子分子结构不符，D选项描述错误。
【答案】D
【知识点】质量守恒定律，常见物质推断，物质性质应用
【点评】本题将微观分子模型、质量守恒的宏观总质量守恒和微观元素守恒结合考察，解题的核心是先通过特征性质快速锁定已知物质，再通过元素质量计算推导未知产物的组成，避免直接凭经验猜测物质，对学生的定量分析能力有一定要求。
【难度系数】0.5
解题时首先从题目给出的特征描述入手找题眼：1. 先根据“丁是最简单的氧化物”直接确定丁为水，根据“乙由空气中含量最高的氮元素、地壳中含量最高的氧元素组成且有毒”结合分子模型确定乙是二氧化氮，再结合甲保存在棕色瓶、光照下分解的特征推断甲为硝酸。2. 利用质量守恒定律的总质量不变，直接计算得到m的数值。3. 再通过反应前后元素质量守恒，计算出丙的元素组成，确定丙为氧气，之后逐一核对四个选项，选出描述不正确的选项即可。
【解析】
步骤1：推导已知物质
最简单的氧化物是H₂O，因此丁为水；空气中含量最高的元素为N，地壳中含量最高的元素为O，二者组成的有毒物质、且分子模型为1个中心原子连接2个其他原子，可确定乙为NO₂（二氧化氮）；甲溶液需保存在棕色瓶，光照下分解生成二氧化氮、水和丙，结合元素守恒可推断甲为HNO₃（硝酸）。
步骤2：根据质量守恒计算m
反应前所有物质总质量为80g+0g+0g+80g=160g，反应后总质量也等于160g，因此：
$17\ \mathrm{g} + m + 8\ \mathrm{g} + 89\ \mathrm{g} = 160\ \mathrm{g}$
解得$m=46$，因此A选项描述正确。
步骤3：判断B选项
甲为硝酸，硝酸见光易分解，因此实验室需要将硝酸保存在棕色避光试剂瓶中，符合题目给出的储存特征，B选项描述正确。
步骤4：判断C选项
乙是有毒的二氧化氮，为避免有毒气体扩散危害人体健康，该实验必须在通风橱内进行，C选项描述正确。
步骤5：推导丙的组成判断D选项
参加反应的甲的质量为$80\ \mathrm{g}-17\ \mathrm{g}=63\ \mathrm{g}$，63g HNO₃中：
H元素质量 = $63\ \mathrm{g} × \frac{1}{63} = 1\ \mathrm{g}$
N元素质量 = $63\ \mathrm{g} × \frac{14}{63} =14\ \mathrm{g}$
O元素质量 =$63\ \mathrm{g} × \frac{48}{63}=48\ \mathrm{g}$
生成的46g NO₂中：N元素质量14g，O元素质量32g；生成水的质量为$89\ \mathrm{g}-80\ \mathrm{g}=9\ \mathrm{g}$，9g水中H元素质量1g，O元素质量8g。
根据元素守恒，丙中不含H、N元素，仅含O元素，质量为$48\ \mathrm{g}-32\ \mathrm{g}-8\ \mathrm{g}=8\ \mathrm{g}$，因此丙为氧气（O₂），而D选项给出的分子模型为一氧化氮的结构，和氧气的双原子分子结构不符，D选项描述错误。
【答案】D
【知识点】质量守恒定律，常见物质推断，物质性质应用
【点评】本题将微观分子模型、质量守恒的宏观总质量守恒和微观元素守恒结合考察，解题的核心是先通过特征性质快速锁定已知物质，再通过元素质量计算推导未知产物的组成，避免直接凭经验猜测物质，对学生的定量分析能力有一定要求。
【难度系数】0.5
11. [2025 泉州质检]硼氢化钠($\ce{NaBH_{4}}$)催化释氢,为便捷式电源提供移动氢能,该反应原理如图所示。
(1) 该反应过程中共出现________种含硼的微观粒子。
(2) 过程①体现了微观粒子间的关系是________。
(3) 过程②中各微粒的数目比为$1:1:1:1$,则 X 的化学式为________。
(4) 若 Y 与 Z 发生化合反应,则 Z 的微观模型图为________。
(第 11 题图)
(1) 该反应过程中共出现________种含硼的微观粒子。
(2) 过程①体现了微观粒子间的关系是________。
(3) 过程②中各微粒的数目比为$1:1:1:1$,则 X 的化学式为________。
(4) 若 Y 与 Z 发生化合反应,则 Z 的微观模型图为________。
(第 11 题图)
答案
(1) 5
(2) 原子构成分子
(3) $\ce{H_{2}O}$
(4)
〔解析〕(1) 由题图可知，反应过程中含硼的微观粒子有5种。
(2) 过程①为2个氢原子结合形成氢分子，体现了微观粒子间的关系是原子构成分子。
(3) 过程②为$\ce{BH_{3}}$和X反应生成$\ce{H_{2}}$和$\ce{BH_{3}O}$，各微粒的数目比为1：1：1：1，根据质量守恒定律可知，反应前后原子的种类和数目不变，则X的化学式为$\ce{H_{2}O}$。
(4) 若Y与Z发生化合反应，即$\ce{B(OH)_{3} + Z -＞ B(OH)_{4}}$，由质量守恒定律可知，Z为$\ce{H_{2}O_{2}}$，一个$\ce{H_{2}O_{2}}$分子是由2个氢原子与2个氧原子构成的，则Z的微观模型图为
。解析
【分析】
这是一道结合微观反应示意图的化学综合题，我们可以逐问梳理解题思路：
1. 第一问只需遍历图中所有带有硼原子的微观粒子，逐一计数就能得到总数；
2. 第二问直接观察过程①的变化：单个氢原子结合形成氢分子，对应微观粒子的构成关系即可；
3. 第三问利用质量守恒定律，结合给定的微粒数目比，对比反应前后已知物质的原子种类和数量差，就能推导得到X的化学式；
4. 第四问先确定Y的组成，结合化合反应的特点，根据最终产物的原子构成，通过质量守恒推出Z的粒子结构，得到对应的微观模型。
【解析】
(1) 逐一识别图示中所有含硼的微观粒子，共计可以数出5种不同的含硼粒子。
(2) 过程①是2个独立的氢原子结合生成1个氢分子，该过程直接体现了原子构成分子的微观粒子关系。
(3) 过程②中反应物$\ce{BH_{3}}$和X，生成物$\ce{H_{2}}$和$\ce{BH_{3}O}$的数目比为1:1:1:1，反应后总原子为1个B、5个H、1个O，已知$\ce{BH_{3}}$含1个B、3个H，因此X需要提供2个H和1个O，对应化学式为$\ce{H_{2}O}$。
(4) Y为$\ce{B(OH)_{3}}$，二者发生化合反应得到最终含硼产物，根据质量守恒可推知Z为$\ce{H_{2}O_{2}}$，对应其微观模型即可。
【答案】
(1) 5
(2) 原子构成分子
(3) $\ce{H_{2}O}$
(4)
【知识点】
微观模型图应用，质量守恒定律，化学反应微观实质
【点评】
本题以硼氢化钠催化释氢的真实应用为情境，通过微观粒子示意图串联基础化学知识点，设问梯度平缓，既考察学生识别粒子结构的读图能力，也要求灵活运用守恒思想推导未知物质，能很好巩固微观化学相关的核心概念。
【难度系数】
0.7
这是一道结合微观反应示意图的化学综合题，我们可以逐问梳理解题思路：
1. 第一问只需遍历图中所有带有硼原子的微观粒子，逐一计数就能得到总数；
2. 第二问直接观察过程①的变化：单个氢原子结合形成氢分子，对应微观粒子的构成关系即可；
3. 第三问利用质量守恒定律，结合给定的微粒数目比，对比反应前后已知物质的原子种类和数量差，就能推导得到X的化学式；
4. 第四问先确定Y的组成，结合化合反应的特点，根据最终产物的原子构成，通过质量守恒推出Z的粒子结构，得到对应的微观模型。
【解析】
(1) 逐一识别图示中所有含硼的微观粒子，共计可以数出5种不同的含硼粒子。
(2) 过程①是2个独立的氢原子结合生成1个氢分子，该过程直接体现了原子构成分子的微观粒子关系。
(3) 过程②中反应物$\ce{BH_{3}}$和X，生成物$\ce{H_{2}}$和$\ce{BH_{3}O}$的数目比为1:1:1:1，反应后总原子为1个B、5个H、1个O，已知$\ce{BH_{3}}$含1个B、3个H，因此X需要提供2个H和1个O，对应化学式为$\ce{H_{2}O}$。
(4) Y为$\ce{B(OH)_{3}}$，二者发生化合反应得到最终含硼产物，根据质量守恒可推知Z为$\ce{H_{2}O_{2}}$，对应其微观模型即可。
【答案】
(1) 5
(2) 原子构成分子
(3) $\ce{H_{2}O}$
(4)
【知识点】
微观模型图应用，质量守恒定律，化学反应微观实质
【点评】
本题以硼氢化钠催化释氢的真实应用为情境，通过微观粒子示意图串联基础化学知识点，设问梯度平缓，既考察学生识别粒子结构的读图能力，也要求灵活运用守恒思想推导未知物质，能很好巩固微观化学相关的核心概念。
【难度系数】
0.7
