12.某物质4.6 g与氧气反应，生成8.8 g $\ce{CO_{2}}$和5.4 g $\ce{H_{2}O}$。下列说法正确的是()

A.参加反应的$\ce{O_{2}}$的质量为11.2 g
B.该物质中碳、氢元素的质量比为1：3
C.生成$\ce{CO_{2}}$和$\ce{H_{2}O}$的分子个数比为2：3
D.该物质一定含有碳、氢元素，可能含有氧元素

12.C

【分析】
本题考查质量守恒定律及化学式相关计算，解题思路如下：①根据质量守恒定律，参加反应的物质总质量等于生成物总质量，计算参加反应的氧气质量；②分别计算生成物中碳元素、氢元素的质量，判断原物质是否含有氧元素；③计算碳、氢元素的质量比，以及二氧化碳和水的分子个数比；④逐一分析各选项，确定正确答案。
【解析】
1. 计算参加反应的氧气质量：根据质量守恒定律，参加反应的$\ce{O_{2}}$质量 = 生成物$\ce{CO_{2}}$质量 + $\ce{H_{2}O}$质量 - 原物质质量 = $8.8\ \mathrm{g} + 5.4\ \mathrm{g} - 4.6\ \mathrm{g} = 9.6\ \mathrm{g}$，故选项A错误。
2. 判断原物质的元素组成：
$\ce{CO_{2}}$中碳元素质量：$8.8\ \mathrm{g} × \frac{12}{44} = 2.4\ \mathrm{g}$；
$\ce{H_{2}O}$中氢元素质量：$5.4\ \mathrm{g} × \frac{2}{18} = 0.6\ \mathrm{g}$；
碳、氢元素总质量：$2.4\ \mathrm{g} + 0.6\ \mathrm{g} = 3.0\ \mathrm{g}$，小于原物质质量$4.6\ \mathrm{g}$，说明原物质还含有氧元素，故选项D错误。
3. 计算碳、氢元素质量比：碳、氢元素质量比 = $2.4\ \mathrm{g}:0.6\ \mathrm{g} = 4:1$，故选项B错误。
4. 计算分子个数比：$\ce{CO_{2}}$的分子个数 = $\frac{8.8\ \mathrm{g}}{44\ \mathrm{g/mol}} = 0.2\ \mathrm{mol}$，$\ce{H_{2}O}$的分子个数 = $\frac{5.4\ \mathrm{g}}{18\ \mathrm{g/mol}} = 0.3\ \mathrm{mol}$，则二者分子个数比 = $0.2:0.3 = 2:3$，故选项C正确。
【答案】
C
【知识点】
质量守恒定律；化学式计算
【点评】
本题为化学基础题型，考查质量守恒定律应用、元素质量计算及分子个数比计算，需学生熟练掌握相关定律和公式，通过逐步分析各选项即可得出答案，侧重基础知识的应用能力考查。
【难度系数】
0.6

13.空气中含有大量的氮气，如何将氮气在常温下转化为氨气成为近年来研究的热点。一种将氮气转化为氨气的循环过程如图所示，据此回答下列问题。

(1)将液态空气升温，$\ce{N_{2}}$先变成气态，这说明$\ce{N_{2}}$的沸点比$\ce{O_{2}}$的 （填“高”或“低”）。
(2)该过程中能循环使用的物质有 。

13.(1)低
(2)水、锂

【分析】
第(1)问：液态空气升温时，沸点越低的物质越先汽化变为气态，根据N₂先变为气态的现象，可判断N₂与O₂的沸点高低；第(2)问：观察循环过程图，找出在反应中既参与反应、又最终生成的物质，即为循环使用的物质。
【解析】
(1) 液态空气升温时，沸点低的物质优先汽化。题目中N₂先变成气态，说明N₂的沸点比O₂的低，故填“低”。
(2) 分析循环图：Li在反应Ⅲ中生成，又参与反应Ⅰ（与N₂反应生成Li₃N），属于循环物质；H₂O在反应Ⅱ中参与反应，反应Ⅲ中又生成H₂O，属于循环物质，因此能循环使用的是水、锂。
【答案】
(1)低；(2)水、锂
【知识点】
物质沸点、物质循环
【点评】
本题结合物理沸点知识与化学物质循环的判断，难度不大，需准确理解沸点与汽化的关系，以及循环物质“既参与反应又生成”的特征。
【难度系数】
0.6

1.[新科技成果]我国科学家在全世界首次实现了由二氧化碳到淀粉的人工合成，其中二氧化碳制取甲醇(CH₃OH)环节的微观示意图如图所示(图中的微观粒子恰好完全反应)。

(1)该变化前后不发生改变的微观粒子是（填“分子”“原子”或“离子”）。
(2)物质丁的化学式为，该物质属于（填物质类别）。

1.(1)原子
(2)$\ce{H_{2}O}$ 纯净物(或化合物，或氧化物)

【分析】
要解决这道题，需明确两个核心知识点：一是化学变化的微观本质，二是质量守恒定律的应用。化学变化中分子会分裂为原子，原子重新组合成新分子，因此原子是化学变化中最小的粒子；根据质量守恒定律，反应前后原子的种类、数目均不变，可据此确定未知物质的化学式，再结合物质的组成判断其类别。
【解析】
(1) 化学变化的微观过程是分子破裂为原子，原子重新组合成新分子，因此变化前后不发生改变的微观粒子是原子（分子种类一定改变，本题未涉及离子）。
(2) 先确定各物质的化学式：甲为$\ce{H_{2}}$，乙为$\ce{CO_{2}}$，丙为$\ce{CH_{3}OH}$。根据质量守恒定律，反应前后原子种类和数目相等：
反应前原子总数：C：1，O：2，H：6；
反应后丙中原子：C：1，O：1，H：4；
因此丁中含有的原子为O：$2-1=1$，H：$6-4=2$，即丁的化学式为$\ce{H_{2}O}$；
$\ce{H_{2}O}$由一种物质组成，属于纯净物；由H、O两种元素组成，属于化合物；且其中一种元素为氧元素，也属于氧化物。
【答案】
(1) 原子
(2) $\ce{H_{2}O}$；纯净物(或化合物，或氧化物)
【知识点】
化学变化的微观实质；质量守恒定律；物质的分类
【点评】
本题结合微观示意图考查基础化学知识，需学生理解化学变化中原子的不变性，掌握原子守恒确定化学式的方法，以及物质分类的标准，属于难度适中的基础题。
【难度系数】
0.7

2. 早在十七世纪，英国化学家波义耳由于实验设计“失误”，错过了发现质量守恒定律的机会。请你改进他的实验方法，以验证质量守恒定律。
| 波义耳的实验（1673年） | 我的改进 |
| --- | --- |
| 在密闭的容器中燃烧金属，得到了金属灰 | 称量密闭的容器（连同里面的金属），进行燃烧实验 |
| 打开容器，称量金属灰的质量 | 燃烧结束后，称量 |
| 发现比原金属质量（填“增加”或“减少”或“不变”） | 发现总质量和燃烧前一样。若反应容器内的反应是镁带燃烧，则其反应的文字表达式是 |
(1)启发:用实验来研究化学反应前后反应物和生成物之间的质量关系时,应该在容器中进行。
(2)拓展:应用质量守恒定律验证石墨的元素组成
实验步骤:称量$a\ \mathrm{g}$石墨,放在盛有足量氧气的密闭容器中引燃;反应结束后,用足量的$b\ \mathrm{g}$澄清石灰水吸收生成的气体(吸收完全),称量石灰水的质量变为$c\ \mathrm{g}$。
(3)分析:根据（填实验现象）可知,石墨中含有碳元素。

2. 密闭的容器(连同里面的金属灰) 增加 镁＋氧气$\xrightarrow{点燃}$氧化镁 密闭 二氧化碳 澄清石灰水变浑浊

【分析】
要解决这道题，需结合质量守恒定律的验证原理分析：波义耳实验的失误是打开容器，导致外界空气进入，无法准确测量反应前后总质量。改进实验需保持密闭，反应后称量整个密闭容器的总质量；金属燃烧是金属与氧气反应生成氧化物，因此金属灰质量比原金属增加；镁燃烧是镁与氧气在点燃条件下反应生成氧化镁；验证质量守恒定律需在密闭容器中进行；石墨燃烧生成二氧化碳，用澄清石灰水检验二氧化碳，根据澄清石灰水变浑浊可证明石墨含碳元素。
【解析】
1. 改进实验中，燃烧结束后需称量密闭的容器(连同里面的金属灰)，确保反应前后总质量的测量准确；
2. 波义耳打开容器后，金属与氧气反应生成金属氧化物，因此金属灰质量比原金属增加；
3. 镁带燃烧的文字表达式为：镁＋氧气$\xrightarrow{点燃}$氧化镁；
4. 验证质量守恒定律时，为防止外界物质参与或内部物质逸出，应在密闭容器中进行；
5. 石墨在氧气中燃烧生成二氧化碳，因此用澄清石灰水吸收生成的二氧化碳气体；
6. 二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，根据澄清石灰水变浑浊的现象，说明生成了二氧化碳，根据反应前后元素种类不变，可知石墨中含有碳元素。
【答案】
密闭的容器(连同里面的金属灰)；增加；镁＋氧气$\xrightarrow{点燃}$氧化镁；密闭；二氧化碳；澄清石灰水变浑浊
【知识点】
质量守恒定律；化学文字表达式；二氧化碳的检验
【点评】
本题通过改进波义耳的经典实验，考察质量守恒定律的验证方法，同时结合物质的检验，是初中化学质量守恒定律部分的基础实验探究题，注重对实验原理和操作细节的理解。
【难度系数】
0.7