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7. (2025·北京西城区期末)“氢冶金”技术有助于钢铁行业绿色化转型，其主要生产流程如下：
(1)电解池中另一种产物为O₂，发生的反应为
(2)氢气压缩后的微观图示是
(3)富氢竖炉内，氢气与铁矿石反应冶炼铁。计算生产56 kg铁，需消耗H₂的质量(补全化学方程式和计算过程)。
解：设需消耗H₂的质量为x。
Fe₂O₃ + 3H₂ $\xlongequal{高温}$ 2Fe +
(
x 56 kg
$\frac{($
x =
答：需消耗H₂的质量为
(1)电解池中另一种产物为O₂，发生的反应为
分解反应
(填反应类型)。(2)氢气压缩后的微观图示是
A
(填字母序号)。(3)富氢竖炉内，氢气与铁矿石反应冶炼铁。计算生产56 kg铁，需消耗H₂的质量(补全化学方程式和计算过程)。
解：设需消耗H₂的质量为x。
Fe₂O₃ + 3H₂ $\xlongequal{高温}$ 2Fe +
3H₂O
(
6
) (112
)x 56 kg
$\frac{($
6
$)}{($112
$)}$ = $\frac{($x
$)}{($56 kg
$)}$x =
3
kg答：需消耗H₂的质量为
3
kg。答案
7.
(1)分解反应$ (2)A (3)Fe₂O₃+3H₂\stackrel{高温}{=\!=\!=}2Fe+3H₂O (6)(112) x 56 kg \frac{(6)}{(112)}=\frac{(x)}{(56 kg)} x=3 kg $答：需消耗H₂的质量为3 kg。
(1)分解反应$ (2)A (3)Fe₂O₃+3H₂\stackrel{高温}{=\!=\!=}2Fe+3H₂O (6)(112) x 56 kg \frac{(6)}{(112)}=\frac{(x)}{(56 kg)} x=3 kg $答：需消耗H₂的质量为3 kg。
解析
【分析】
本题围绕氢冶金生产流程，分三个小问考查化学核心基础知识：
1. 电解池反应类型判断：电解水生成两种物质，属于“一变多”的分解反应；
2. 氢气压缩的微观本质：压缩是物理变化，氢分子本身不变，仅分子间间隔减小，据此匹配微观图示；
3. 根据化学方程式计算：先配平反应的化学方程式，再找出相关物质的相对质量，结合已知铁的质量列比例式计算氢气质量。
【解析】
(1) 电解池内水通电分解生成氢气和氧气，反应符合“一变多”的特征，属于分解反应；
(2) 氢气压缩过程中，氢分子本身不变，仅分子间间隔变小，符合该特征的微观图示为A；
(3) 首先配平化学方程式：$\ce{Fe_{2}O_{3} + 3H_{2}\xlongequal{高温} 2Fe + 3H_{2}O}$；
计算时，$\ce{H_{2}}$的总相对质量为$3×2=6$，$\ce{Fe}$的总相对质量为$2×56=112$；
设需消耗$\ce{H_{2}}$的质量为$x$，列比例式：$\frac{6}{112} = \frac{x}{56\ \mathrm{kg}}$；
解得$x=3\ \mathrm{kg}$。
【答案】
(1)分解反应；(2)A；(3)$\ce{3H_{2}O}$；6；112；$x$；$56\ \mathrm{kg}$；3；3
【知识点】
分解反应、分子的性质、根据化学方程式的计算
【点评】
本题结合工业绿色转型的实际场景，将化学基础知识点与应用结合，考查反应类型判断、微观粒子性质、化学方程式计算等核心内容，难度适中，注重基础应用，体现化学的实用价值。
【难度系数】
0.6
本题围绕氢冶金生产流程，分三个小问考查化学核心基础知识：
1. 电解池反应类型判断：电解水生成两种物质，属于“一变多”的分解反应；
2. 氢气压缩的微观本质：压缩是物理变化，氢分子本身不变，仅分子间间隔减小，据此匹配微观图示；
3. 根据化学方程式计算：先配平反应的化学方程式，再找出相关物质的相对质量，结合已知铁的质量列比例式计算氢气质量。
【解析】
(1) 电解池内水通电分解生成氢气和氧气，反应符合“一变多”的特征，属于分解反应；
(2) 氢气压缩过程中，氢分子本身不变，仅分子间间隔变小，符合该特征的微观图示为A；
(3) 首先配平化学方程式：$\ce{Fe_{2}O_{3} + 3H_{2}\xlongequal{高温} 2Fe + 3H_{2}O}$；
计算时，$\ce{H_{2}}$的总相对质量为$3×2=6$，$\ce{Fe}$的总相对质量为$2×56=112$；
设需消耗$\ce{H_{2}}$的质量为$x$，列比例式：$\frac{6}{112} = \frac{x}{56\ \mathrm{kg}}$；
解得$x=3\ \mathrm{kg}$。
【答案】
(1)分解反应；(2)A；(3)$\ce{3H_{2}O}$；6；112；$x$；$56\ \mathrm{kg}$；3；3
【知识点】
分解反应、分子的性质、根据化学方程式的计算
【点评】
本题结合工业绿色转型的实际场景，将化学基础知识点与应用结合，考查反应类型判断、微观粒子性质、化学方程式计算等核心内容，难度适中，注重基础应用，体现化学的实用价值。
【难度系数】
0.6
8. （2024·深圳）中国天宫空间站三名航天员每日需要O₂ 2.4 kg，固体燃料氧气发生器制氧气，是航天员安全可靠的供氧途径之一。向氧气发生器加入粉末状的铁粉和氯酸钠（NaClO₃），点燃铁粉，铁粉剧烈燃烧，放出大量的热，NaClO₃受热分解生成NaCl和O₂。三名航天员4天所需O₂共9.6 kg，则理论上至少需要加热分解NaClO₃的质量为多少？（NaClO₃的相对分子质量为106.5。写出完整的计算过程）
答案
8.解：设理论上至少需要加热分解NaClO₃的质量为x。$ 2NaClO₃\stackrel{\triangle}{=\!=\!=}2NaCl+3O₂↑ 213 96 x 9.6 kg \frac{213}{96}=\frac{x}{9.6 kg} x=21.3 kg $答：理论上至少需要加热分解NaClO₃的质量为21.3 kg。
解析
【分析】本题要求计算制取9.6kg氧气所需分解的氯酸钠质量，解题思路为：①正确书写氯酸钠受热分解的化学方程式；②确定反应中氯酸钠与氧气的相对质量比；③设未知量，将已知氧气质量和未知氯酸钠质量代入比例式求解；④得出结果并规范作答。
【解析】解：设理论上至少需要加热分解NaClO₃的质量为x。
氯酸钠受热分解的化学方程式为：$2NaClO₃\stackrel{△}{=\!=\!=}2NaCl + 3O₂↑$
2个NaClO₃的相对质量为$2×106.5=213$，生成O₂的相对总质量为$3×32=96$。
根据化学方程式中各物质的质量比等于相对质量之比，可得：
$\frac{213}{96} = \frac{x}{9.6\ \mathrm{kg}}$
解得：$x = \frac{213×9.6\ \mathrm{kg}}{96} = 21.3\ \mathrm{kg}$
答：理论上至少需要加热分解NaClO₃的质量为21.3 kg。
【答案】21.3 kg
【知识点】根据化学方程式计算，相对分子质量的应用
【点评】本题结合航天实际情境，考查初中化学基础的化学方程式计算，步骤清晰，难度适中，能有效检验学生对化学计算基本方法的掌握情况。
【难度系数】0.6
【解析】解：设理论上至少需要加热分解NaClO₃的质量为x。
氯酸钠受热分解的化学方程式为：$2NaClO₃\stackrel{△}{=\!=\!=}2NaCl + 3O₂↑$
2个NaClO₃的相对质量为$2×106.5=213$，生成O₂的相对总质量为$3×32=96$。
根据化学方程式中各物质的质量比等于相对质量之比，可得：
$\frac{213}{96} = \frac{x}{9.6\ \mathrm{kg}}$
解得：$x = \frac{213×9.6\ \mathrm{kg}}{96} = 21.3\ \mathrm{kg}$
答：理论上至少需要加热分解NaClO₃的质量为21.3 kg。
【答案】21.3 kg
【知识点】根据化学方程式计算，相对分子质量的应用
【点评】本题结合航天实际情境，考查初中化学基础的化学方程式计算，步骤清晰，难度适中，能有效检验学生对化学计算基本方法的掌握情况。
【难度系数】0.6
9. 点燃H₂、O₂、N₂的混合气体20 g，充分反应后生成18 g水，则剩余气体不可能是(
A.H₂、O₂和N₂的混合气体
B.O₂和N₂的混合气体
C.2 g N₂
D.H₂和N₂的混合气体
A
)A.H₂、O₂和N₂的混合气体
B.O₂和N₂的混合气体
C.2 g N₂
D.H₂和N₂的混合气体
答案
9.A
解析
【分析】首先明确H₂与O₂在点燃条件下反应生成H₂O，N₂不参与反应。根据生成水的质量，计算参加反应的H₂和O₂的质量，剩余气体中一定含N₂，且H₂和O₂会发生反应不能共存，据此判断剩余气体的可能组成，选出不可能的选项。
【解析】解：H₂与O₂反应的化学方程式为：$\ce{2H_{2} + O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}}2H_{2}O}$。设生成18g水时，参加反应的H₂质量为$x$，O₂质量为$y$。
根据化学方程式的质量比：$(2×2):32:(2×18)=4:32:36$，即生成36g水需4g H₂和32g O₂，则生成18g水时：
$x=\frac{4}{36}×18g=2g$，$y=\frac{32}{36}×18g=16g$。
参加反应的气体总质量为$2g+16g=18g$，原混合气体共20g，故剩余气体质量为$20g-18g=2g$，且剩余气体中一定含不反应的N₂。
由于H₂和O₂会继续反应，不能共存，因此剩余气体的可能情况：
①H₂过量：剩余气体为H₂和N₂（对应选项D）；
②O₂过量：剩余气体为O₂和N₂（对应选项B）；
③H₂和O₂恰好完全反应：剩余气体只有N₂（对应选项C）；
因此剩余气体不可能是H₂、O₂和N₂的混合气体（选项A）。
【答案】A
【知识点】根据化学方程式计算；物质的反应共存
【点评】本题结合化学方程式计算考查反应后剩余气体的判断，核心是明确H₂与O₂不能共存，需先计算反应的物质质量，再分析剩余气体的组成，难度适中。
【难度系数】0.6
【解析】解：H₂与O₂反应的化学方程式为：$\ce{2H_{2} + O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}}2H_{2}O}$。设生成18g水时，参加反应的H₂质量为$x$，O₂质量为$y$。
根据化学方程式的质量比：$(2×2):32:(2×18)=4:32:36$，即生成36g水需4g H₂和32g O₂，则生成18g水时：
$x=\frac{4}{36}×18g=2g$，$y=\frac{32}{36}×18g=16g$。
参加反应的气体总质量为$2g+16g=18g$，原混合气体共20g，故剩余气体质量为$20g-18g=2g$，且剩余气体中一定含不反应的N₂。
由于H₂和O₂会继续反应，不能共存，因此剩余气体的可能情况：
①H₂过量：剩余气体为H₂和N₂（对应选项D）；
②O₂过量：剩余气体为O₂和N₂（对应选项B）；
③H₂和O₂恰好完全反应：剩余气体只有N₂（对应选项C）；
因此剩余气体不可能是H₂、O₂和N₂的混合气体（选项A）。
【答案】A
【知识点】根据化学方程式计算；物质的反应共存
【点评】本题结合化学方程式计算考查反应后剩余气体的判断，核心是明确H₂与O₂不能共存，需先计算反应的物质质量，再分析剩余气体的组成，难度适中。
【难度系数】0.6
10. (2024·苏州)捕集空气中的CO₂加氢制甲醇(CH₃OH)，可实现CO₂资源化利用和“零碳”排放，其转化流程如图所示。下列说法不正确的是(
A.反应①中，电解水生成的H₂和O₂的分子个数比为2 : 1
B.反应②中，生产1.6 kg CH₃OH理论上要消耗2.2 kg CO₂
C.转化过程中，H₂O和H₂循环转化，无须额外补充
D.等质量的甲醇制取时消耗的CO₂与燃烧时生成的CO₂相等，实现“零碳”排放
C
)A.反应①中，电解水生成的H₂和O₂的分子个数比为2 : 1
B.反应②中，生产1.6 kg CH₃OH理论上要消耗2.2 kg CO₂
C.转化过程中，H₂O和H₂循环转化，无须额外补充
D.等质量的甲醇制取时消耗的CO₂与燃烧时生成的CO₂相等，实现“零碳”排放
答案
10.C
解析
【分析】
要判断各选项是否正确，需结合转化流程中的反应，写出对应化学方程式，再根据方程式的意义、物质循环的特点逐一分析：先明确反应①为电解水，反应②为CO₂与H₂制甲醇的反应，再逐一验证选项表述是否符合反应规律与计算结果。
【解析】
反应①为电解水，化学方程式为$\ce{2H_{2}O\xlongequal{通电} 2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow}$，生成$\ce{H_{2}}$和$\ce{O_{2}}$的分子个数比为$2:1$，故A正确；
反应②为CO₂制甲醇，化学方程式为$\ce{CO_{2} + 3H_{2}\xlongequal{一定条件} CH_{3}OH + H_{2}O}$。设生产$1.6\ \mathrm{kg}\ \ce{CH_{3}OH}$消耗$\ce{CO_{2}}$的质量为$x$，则：
$\ce{CO_{2} ~ CH_{3}OH}$
$44\ \ \ \ \ \ \ \ 32$
$x\ \ \ \ \ \ \ \ 1.6\ \mathrm{kg}$
$\frac{44}{32} = \frac{x}{1.6\ \mathrm{kg}}$，解得$x=2.2\ \mathrm{kg}$，故B正确；
转化的总反应为$\ce{CO_{2} + H_{2}O = CH_{3}OH + O_{2}}$，该过程消耗$\ce{H_{2}O}$，因此需要额外补充$\ce{H_{2}O}$，并非无须补充，故C错误；
甲醇燃烧的化学方程式为$\ce{2CH_{3}OH + 3O_{2}\xlongequal{点燃} 2CO_{2} + 4H_{2}O}$，由反应②可知，制取$1\ \mathrm{mol}\ \ce{CH_{3}OH}$消耗$1\ \mathrm{mol}\ \ce{CO_{2}}$，燃烧$1\ \mathrm{mol}\ \ce{CH_{3}OH}$生成$1\ \mathrm{mol}\ \ce{CO_{2}}$，等质量的甲醇对应消耗和生成的$\ce{CO_{2}}$相等，可实现“零碳”排放，故D正确。
【答案】
C
【知识点】
化学方程式、根据化学方程式计算、物质循环转化
【点评】
本题结合CO₂资源化利用的转化流程，考查化学方程式的应用与物质循环判断，需准确分析反应关系，掌握化学方程式的基本计算，难度适中。
【难度系数】
0.6
要判断各选项是否正确，需结合转化流程中的反应，写出对应化学方程式，再根据方程式的意义、物质循环的特点逐一分析：先明确反应①为电解水，反应②为CO₂与H₂制甲醇的反应，再逐一验证选项表述是否符合反应规律与计算结果。
【解析】
反应①为电解水，化学方程式为$\ce{2H_{2}O\xlongequal{通电} 2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow}$，生成$\ce{H_{2}}$和$\ce{O_{2}}$的分子个数比为$2:1$，故A正确；
反应②为CO₂制甲醇，化学方程式为$\ce{CO_{2} + 3H_{2}\xlongequal{一定条件} CH_{3}OH + H_{2}O}$。设生产$1.6\ \mathrm{kg}\ \ce{CH_{3}OH}$消耗$\ce{CO_{2}}$的质量为$x$，则：
$\ce{CO_{2} ~ CH_{3}OH}$
$44\ \ \ \ \ \ \ \ 32$
$x\ \ \ \ \ \ \ \ 1.6\ \mathrm{kg}$
$\frac{44}{32} = \frac{x}{1.6\ \mathrm{kg}}$，解得$x=2.2\ \mathrm{kg}$，故B正确；
转化的总反应为$\ce{CO_{2} + H_{2}O = CH_{3}OH + O_{2}}$，该过程消耗$\ce{H_{2}O}$，因此需要额外补充$\ce{H_{2}O}$，并非无须补充，故C错误；
甲醇燃烧的化学方程式为$\ce{2CH_{3}OH + 3O_{2}\xlongequal{点燃} 2CO_{2} + 4H_{2}O}$，由反应②可知，制取$1\ \mathrm{mol}\ \ce{CH_{3}OH}$消耗$1\ \mathrm{mol}\ \ce{CO_{2}}$，燃烧$1\ \mathrm{mol}\ \ce{CH_{3}OH}$生成$1\ \mathrm{mol}\ \ce{CO_{2}}$，等质量的甲醇对应消耗和生成的$\ce{CO_{2}}$相等，可实现“零碳”排放，故D正确。
【答案】
C
【知识点】
化学方程式、根据化学方程式计算、物质循环转化
【点评】
本题结合CO₂资源化利用的转化流程，考查化学方程式的应用与物质循环判断，需准确分析反应关系，掌握化学方程式的基本计算，难度适中。
【难度系数】
0.6
