12. (10 分)利用如图所示装置进行如下实验探究。在锥形瓶中放入一小粒白磷,塞好瓶塞后玻璃管下端刚好能与白磷接触,将整套装置放在托盘天平上调节至平衡,取下橡皮塞,将玻璃管放在酒精灯火焰上灼烧至红热,迅速塞紧瓶塞,将白磷引燃,待锥形瓶冷却后观察天平是否平衡。

(1)实验时,气球的变化是。
(2)实验前后天平保持平衡,实验后,松开橡皮塞,则天平指针(填“向左偏”“向右偏”或“指向中间”)。
(3)白磷$ (P_{4}) $燃烧生成 $ P_{2}O_{5} $,写出该反应的化学方程式：。

(1)先膨胀后缩小；(2)向左偏；(3)${4P + 5O_{2}\xlongequal{点燃}2P_{2}O_{5}}$

(1)白磷燃烧放热，锥形瓶内气体膨胀，气球膨胀；反应消耗氧气，冷却后瓶内压强减小，气球缩小。(2)实验后瓶内氧气被消耗，压强小于外界大气压，松开橡皮塞，空气进入瓶中，质量增加，天平指针向左偏。(3)白磷燃烧生成五氧化二磷，化学方程式为${4P + 5O_{2}\xlongequal{点燃}2P_{2}O_{5}}$。

13. (6 分)2023 年杭州第 19 届亚运会的主火炬,为杭州亚运会浓郁的“绿色”底蕴再添厚重的一笔。随着科技的进步,现在人们已经可以将二氧化碳和氢气在热催化的条件下生成甲醇,化学方程式为 $ CO_{2} + xH_{2}\xlongequal{热催化}CH_{4}O + H_{2}O $,$ x $ 为；甲醇燃烧的化学方程式为 $ 2CH_{4}O + yO_{2}\xlongequal{点燃}2CO_{2} + 4H_{2}O $,则 $ y $ 为。

3；3

根据质量守恒定律，化学反应前后原子种类和数目不变。
对于$CO_{2} + xH_{2}\xlongequal{热催化}CH_{4}O + H_{2}O$，反应前H原子个数为$2x$，反应后H原子个数为$4 + 2 = 6$，则$2x = 6$，$x = 3$；
对于$2CH_{4}O + yO_{2}\xlongequal{点燃}2CO_{2} + 4H_{2}O$，反应前O原子个数为$2×1 + 2y = 2 + 2y$，反应后O原子个数为$2×2 + 4×1 = 8$，则$2 + 2y = 8$，$y = 3$。

14. (15 分)化学兴趣小组的同学在老师的指导下设计了一款简易制氧器,其原理如图所示。取 $ 34 g $ 过氧化氢溶液放在 $ A $ 中,加入一定量的二氧化锰,完全反应后,称得 $ A $ 内剩余物质的总质量是 $ 33.8 g $,将剩余物质过滤、洗涤、干燥后得滤渣 $ 3 g $。请回答下列问题：
(1)发生反应的化学方程式为。
(2)制得氧气的质量是。
(3)根据氧气的质量列出求解参加反应的过氧化氢质量$ (X) $的比例式为。
(4)该过氧化氢溶液中过氧化氢的质量分数是。
(5)用该制氧器制氧时,观察到 $ A $ 中的黑色粉末翻腾,液体变得浑浊,瓶壁变得温热,$ B $ 中底部导气管口有气泡冒出的现象。则 $ B $ 中的水可以起到的作用是()(填序号)。

① 通过观察气泡了解生成氧气的速率
② 降低氧气的温度
③ 加快氧气的生成

(1) $ 2H_2O_2 \xrightarrow{MnO_2} 2H_2O + O_2 \uparrow $
(2) 3.2 g
(3) $ \frac{68}{32} = \frac{X}{3.2} $
(4) 20%
(5) ①②

(1) 过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气，化学方程式为：
$ 2H_2O_2 \xrightarrow{MnO_2} 2H_2O + O_2 \uparrow $
(2) 根据质量守恒定律，反应前后物质的总质量不变，因此生成的氧气质量为：
$ 34 g + 3 g - 33.8 g = 3.2 g $
(3) 设参加反应的过氧化氢质量为 $ X $，根据化学方程式：
$ 2H_2O_2 \xrightarrow{MnO_2} 2H_2O + O_2 \uparrow $
反应中，68 g 过氧化氢生成 32 g 氧气，
则 $ \frac{X}{3.2 g} = \frac{68}{32} $，
所以比例式为：
$ \frac{68}{32} = \frac{X}{3.2} $
(4) 解比例式：
$ X = \frac{68}{32} × 3.2 = 6.8 g $
过氧化氢溶液中过氧化氢的质量分数为：
$ \frac{6.8 g}{34 g} × 100\% = 20\% $
(5) B 中的水可以起到的作用是：
① 通过观察气泡了解生成氧气的速率
② 降低氧气的温度

15. (20 分)科学家经过研究,发现二氧化碳也是一种宝贵的碳氧资源。以 $ CO_{2} $ 和 $ NH_{3} $ 为原料合成尿素$ [CO(NH_{2})_{2}] $是固定和利用 $ CO_{2} $ 的成功范例。它还可以与氢气反应生成多种有机物,如甲烷$ (CH_{4}) $、乙烯$ (C_{2}H_{4}) $等。试计算：
(1)$ CH_{4} $ 中碳、氢元素的质量比为。
(2)$ CO(NH_{2})_{2} $ 中氮元素的质量分数为。(计算结果精确到 $ 0.1\% $)
(3)$ CO_{2} $ 转化为 $ C_{2}H_{4} $ 的化学方程式为 $ 2CO_{2} + 6H_{2}\xlongequal{一定条件}C_{2}H_{4} + 4H_{2}O $,若用 $ 24 g H_{2} $ 转化 $ CO_{2} $,则理论上能生成 $ C_{2}H_{4} $ 的质量是多少？(列式计算)

(1) $CH_4$中碳、氢元素的质量比为：
$12:(1 × 4) = 3:1$
答案：$3:1$
(2) $CO(NH_2)_2$的相对分子质量为：
$12 + 16 + (14 + 1 × 2) × 2 = 60$
氮元素的质量分数为：
$\frac{14 × 2}{60} × 100\% \approx 46.7\%$
答案：$46.7\%$
(3) 设理论上能生成$C_2H_4$的质量为$x$。
根据化学方程式：
$2CO_2 + 6H_2 \xlongequal{一定条件} C_2H_4 + 4H_2O$
氢气与乙烯的质量关系为：
$6 × 2 : 28 = 24 g : x$
即：
$\frac{12}{28} = \frac{24 g}{x}$
解得：
$x = \frac{28 × 24 g}{12} = 56 g$
答案：$56 g$