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9.同种物质在不同条件下可发生不同的反应,等质量的两份木炭粉,分别在氧气充足(生成$\ce{CO_{2}}$)和不充足的条件下(只生成$\ce{CO}$)燃烧,消耗氧气的质量比是
【 】
A.$1:1$
B.$2:1$
C.$11:7$
D.$1:2$
【 】
A.$1:1$
B.$2:1$
C.$11:7$
D.$1:2$
答案
B
解析
【分析】
要解决该问题，需先写出碳在氧气充足和不充足条件下燃烧的化学方程式，再利用等质量的木炭，分别计算两种情况下消耗氧气的质量，最后求出质量比。
【解析】
设两份木炭的质量均为$ m $。
1. 氧气充足时，碳完全燃烧生成二氧化碳，反应的化学方程式为：$\ce{C + O_{2}\xlongequal{点燃} CO_{2}}$
根据化学方程式，12份质量的碳消耗32份质量的氧气，因此$ m $质量的碳消耗氧气的质量为：$\frac{32}{12}m = \frac{8}{3}m$。
2. 氧气不充足时，碳不完全燃烧生成一氧化碳，反应的化学方程式为：$\ce{2C + O_{2}\xlongequal{点燃} 2CO}$
根据化学方程式，24份质量的碳消耗32份质量的氧气，因此$ m $质量的碳消耗氧气的质量为：$\frac{32}{24}m = \frac{4}{3}m$。
3. 两者消耗氧气的质量比为：$\frac{8}{3}m : \frac{4}{3}m = 2:1$。
【答案】
B
【知识点】
化学方程式计算；碳的燃烧反应
【点评】
本题考查根据化学方程式的简单计算，核心是正确书写碳完全燃烧和不完全燃烧的化学方程式，结合等质量的反应物进行计算，属于初中化学基础题型，难度适中。
【难度系数】
0.7
要解决该问题，需先写出碳在氧气充足和不充足条件下燃烧的化学方程式，再利用等质量的木炭，分别计算两种情况下消耗氧气的质量，最后求出质量比。
【解析】
设两份木炭的质量均为$ m $。
1. 氧气充足时，碳完全燃烧生成二氧化碳，反应的化学方程式为：$\ce{C + O_{2}\xlongequal{点燃} CO_{2}}$
根据化学方程式，12份质量的碳消耗32份质量的氧气，因此$ m $质量的碳消耗氧气的质量为：$\frac{32}{12}m = \frac{8}{3}m$。
2. 氧气不充足时，碳不完全燃烧生成一氧化碳，反应的化学方程式为：$\ce{2C + O_{2}\xlongequal{点燃} 2CO}$
根据化学方程式，24份质量的碳消耗32份质量的氧气，因此$ m $质量的碳消耗氧气的质量为：$\frac{32}{24}m = \frac{4}{3}m$。
3. 两者消耗氧气的质量比为：$\frac{8}{3}m : \frac{4}{3}m = 2:1$。
【答案】
B
【知识点】
化学方程式计算；碳的燃烧反应
【点评】
本题考查根据化学方程式的简单计算，核心是正确书写碳完全燃烧和不完全燃烧的化学方程式，结合等质量的反应物进行计算，属于初中化学基础题型，难度适中。
【难度系数】
0.7
10. 汽车尾气的主要成分为$\ce{NO_{2}}$、$\ce{NO}$、$\ce{CO}$等。为了减少汽车尾气对环境的危害，汽车排气系统中往往加装一套“三元催化装置”。请回答下列问题。
（1）$\ce{CO}$使人中毒的原因是
（2）尾气中的$\ce{NO}$、$\ce{CO}$在“三元催化装置”中发生反应，两种生成物均是空气中的气体成分，请写出相应的化学方程式：
（1）$\ce{CO}$使人中毒的原因是
CO 与血液中血红蛋白结合的能力很强,使血液失去运输氧的能力
。（2）尾气中的$\ce{NO}$、$\ce{CO}$在“三元催化装置”中发生反应，两种生成物均是空气中的气体成分，请写出相应的化学方程式：
$\ce{2CO +2NO\xlongequal{催化剂}N_{2} +2CO_{2}}$
。答案
（1）CO 与血液中血红蛋白结合的能力很强,使血液失去运输氧的能力
（2）$\ce{2CO +2NO\xlongequal{催化剂}N_{2} +2CO_{2}}$
（2）$\ce{2CO +2NO\xlongequal{催化剂}N_{2} +2CO_{2}}$
解析
【分析】本题分为两小问，第（1）问考查一氧化碳中毒的原理，需回忆一氧化碳与血红蛋白的结合特性；第（2）问考查化学方程式的书写，需根据反应物和生成物的信息，结合质量守恒定律配平，同时明确反应条件。
【解析】（1）一氧化碳极易与血液中的血红蛋白结合，其结合能力远强于氧气，会导致血红蛋白无法与氧气结合，使血液丧失运输氧气的功能，进而引起人体中毒。（2）反应物为NO和CO，根据“两种生成物均是空气中的气体成分”，可知生成物为氮气（$\ce{N_{2}}$）和二氧化碳（$\ce{CO_{2}}$），结合质量守恒定律配平化学方程式，反应条件为三元催化装置中的催化剂，因此化学方程式为$\ce{2CO +2NO\xlongequal{催化剂}N_{2} +2CO_{2}}$。
【答案】（1）CO与血液中血红蛋白结合的能力很强，使血液失去运输氧的能力；（2）$\ce{2CO +2NO\xlongequal{催化剂}N_{2} +2CO_{2}}$
【知识点】一氧化碳的毒性、化学方程式的书写
【点评】本题结合生活实际考查基础化学知识，难度较低，需要学生掌握常见物质的性质及化学方程式的配平方法。
【难度系数】0.6
【解析】（1）一氧化碳极易与血液中的血红蛋白结合，其结合能力远强于氧气，会导致血红蛋白无法与氧气结合，使血液丧失运输氧气的功能，进而引起人体中毒。（2）反应物为NO和CO，根据“两种生成物均是空气中的气体成分”，可知生成物为氮气（$\ce{N_{2}}$）和二氧化碳（$\ce{CO_{2}}$），结合质量守恒定律配平化学方程式，反应条件为三元催化装置中的催化剂，因此化学方程式为$\ce{2CO +2NO\xlongequal{催化剂}N_{2} +2CO_{2}}$。
【答案】（1）CO与血液中血红蛋白结合的能力很强，使血液失去运输氧的能力；（2）$\ce{2CO +2NO\xlongequal{催化剂}N_{2} +2CO_{2}}$
【知识点】一氧化碳的毒性、化学方程式的书写
【点评】本题结合生活实际考查基础化学知识，难度较低，需要学生掌握常见物质的性质及化学方程式的配平方法。
【难度系数】0.6
11.已知:CO+CuO$\stackrel{△}{=\!=\!=}$Cu+CO₂。实验室通过以下装置(气密性良好),验证二氧化碳与碳的反应。
(1)写出A的玻璃管中反应的化学方程式:
B的玻璃管中的现象是
(2)反应时,A中通入的二氧化碳的质量是a g,最后C中石灰水增重的质量小于a g,则可能的原因是
(3)实验结束时,停止加热后应进行的操作是
(1)写出A的玻璃管中反应的化学方程式:
$\ce{C +CO_{2}\xlongequal{高温}2CO}$
;B的玻璃管中的现象是
固体由黑色变成红色
。(2)反应时,A中通入的二氧化碳的质量是a g,最后C中石灰水增重的质量小于a g,则可能的原因是
部分二氧化碳未参与反应;装置漏气,有部分二氧化碳逸出或部分生成的一氧化碳有泄漏等
(写出两条)。(3)实验结束时,停止加热后应进行的操作是
继续通入二氧化碳直至玻璃管冷却
。答案
(1) $\ce{C +CO_{2}\xlongequal{高温}2CO}$
固体由黑色变成红色
(2) 部分二氧化碳未参与反应;装置漏气,有部分二氧化碳逸出或部分生成的一氧化碳有泄漏等
(3) 继续通入二氧化碳直至玻璃管冷却
固体由黑色变成红色
(2) 部分二氧化碳未参与反应;装置漏气,有部分二氧化碳逸出或部分生成的一氧化碳有泄漏等
(3) 继续通入二氧化碳直至玻璃管冷却
解析
【分析】
要解答本题，需结合碳、一氧化碳的化学性质及实验装置的原理分析：
1. 第(1)问：A装置中是CO₂与碳在高温下反应生成CO，据此书写化学方程式；B装置中是CO还原CuO，CuO为黑色，生成的Cu为红色，据此判断现象。
2. 第(2)问：C中石灰水增重是吸收CO₂的质量，增重小于a g说明进入C的CO₂总质量不足，需从气体的反应、泄漏等角度分析原因。
3. 第(3)问：停止加热后，热的铜易被空气中氧气氧化，需结合实验安全要求确定后续操作。
【解析】
(1) A中，二氧化碳与碳在高温条件下反应生成一氧化碳，化学方程式为$\ce{C + CO_{2}\xlongequal{高温}2CO}$；B中，一氧化碳在加热条件下与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，观察到黑色固体逐渐变为红色。
(2) C中石灰水增重的质量是吸收的二氧化碳的质量，该二氧化碳来自A中未反应的CO₂和B中CO还原CuO生成的CO₂。若增重小于a g，可能的原因是：部分二氧化碳未参与反应，直接通过装置；装置漏气，部分气体（含二氧化碳）逸出（或部分生成的一氧化碳泄漏，导致B中生成的二氧化碳减少，合理即可）。
(3) 实验结束后，停止加热，为防止生成的热铜被空气中的氧气重新氧化，同时防止石灰水倒吸，应继续通入二氧化碳直至玻璃管冷却至室温。
【答案】
(1) $\ce{C + CO_{2}\xlongequal{高温}2CO}$；固体由黑色变成红色
(2) 部分二氧化碳未参与反应；装置漏气，有部分二氧化碳逸出（合理即可）
(3) 继续通入二氧化碳直至玻璃管冷却
【知识点】
碳与二氧化碳反应、一氧化碳还原氧化铜、实验操作规范
【点评】
本题围绕碳及其化合物的性质设计实验，考查化学方程式书写、实验现象分析、误差判断和实验安全操作，需学生掌握物质性质与实验原理的结合应用，是初中化学的典型综合实验题。
【难度系数】
0.6
要解答本题，需结合碳、一氧化碳的化学性质及实验装置的原理分析：
1. 第(1)问：A装置中是CO₂与碳在高温下反应生成CO，据此书写化学方程式；B装置中是CO还原CuO，CuO为黑色，生成的Cu为红色，据此判断现象。
2. 第(2)问：C中石灰水增重是吸收CO₂的质量，增重小于a g说明进入C的CO₂总质量不足，需从气体的反应、泄漏等角度分析原因。
3. 第(3)问：停止加热后，热的铜易被空气中氧气氧化，需结合实验安全要求确定后续操作。
【解析】
(1) A中，二氧化碳与碳在高温条件下反应生成一氧化碳，化学方程式为$\ce{C + CO_{2}\xlongequal{高温}2CO}$；B中，一氧化碳在加热条件下与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，观察到黑色固体逐渐变为红色。
(2) C中石灰水增重的质量是吸收的二氧化碳的质量，该二氧化碳来自A中未反应的CO₂和B中CO还原CuO生成的CO₂。若增重小于a g，可能的原因是：部分二氧化碳未参与反应，直接通过装置；装置漏气，部分气体（含二氧化碳）逸出（或部分生成的一氧化碳泄漏，导致B中生成的二氧化碳减少，合理即可）。
(3) 实验结束后，停止加热，为防止生成的热铜被空气中的氧气重新氧化，同时防止石灰水倒吸，应继续通入二氧化碳直至玻璃管冷却至室温。
【答案】
(1) $\ce{C + CO_{2}\xlongequal{高温}2CO}$；固体由黑色变成红色
(2) 部分二氧化碳未参与反应；装置漏气，有部分二氧化碳逸出（合理即可）
(3) 继续通入二氧化碳直至玻璃管冷却
【知识点】
碳与二氧化碳反应、一氧化碳还原氧化铜、实验操作规范
【点评】
本题围绕碳及其化合物的性质设计实验，考查化学方程式书写、实验现象分析、误差判断和实验安全操作，需学生掌握物质性质与实验原理的结合应用，是初中化学的典型综合实验题。
【难度系数】
0.6
12. 将12 g碳和40 g氧气在一个密闭的容器中点燃,充分反应后,密闭容器中的气体物质是
【 】
A.CO
B.$\ce{CO_{2}}$
C.$\ce{CO}$、$\ce{CO_{2}}$
D.$\ce{CO_{2}}$、$\ce{O_{2}}$
【 】
A.CO
B.$\ce{CO_{2}}$
C.$\ce{CO}$、$\ce{CO_{2}}$
D.$\ce{CO_{2}}$、$\ce{O_{2}}$
答案
D
解析
【分析】
要判断密闭容器中的气体，需先分析碳与氧气反应的两种情况（完全燃烧、不完全燃烧），通过计算反应物的质量比，对比实际质量比确定反应后剩余物质。
【解析】
1. 写出碳燃烧的两个反应及对应质量比：
完全燃烧生成$\ce{CO_{2}}$：$\ce{C + O_{2}\xlongequal{点燃} CO_{2}}$，碳（$\ce{C}$）与氧气（$\ce{O_{2}}$）的质量比为$12:32=3:8$；
不完全燃烧生成$\ce{CO}$：$\ce{2C + O_{2}\xlongequal{点燃} 2CO}$，碳与氧气的质量比为$(2×12):32=3:4$。
2. 计算题目中碳和氧气的实际质量比：$12\ \mathrm{g}:40\ \mathrm{g}=3:10$。
3. 对比质量比：实际质量比$3:10 ＞ $完全燃烧所需的$3:8$，说明氧气过量，碳完全燃烧生成$\ce{CO_{2}}$后，剩余的氧气未参与反应，因此容器内气体为$\ce{CO_{2}}$和过量的$\ce{O_{2}}$。
【答案】
D
【知识点】
碳的化学性质、根据化学方程式计算
【点评】
本题通过反应物质量比判断反应产物及剩余物质，核心是掌握碳与氧气反应的两种情况，关键在于对比实际质量比与完全燃烧的质量比，确定反应物是否过量，需注意区分完全和不完全燃烧的条件，难度适中。
【难度系数】
0.5
要判断密闭容器中的气体，需先分析碳与氧气反应的两种情况（完全燃烧、不完全燃烧），通过计算反应物的质量比，对比实际质量比确定反应后剩余物质。
【解析】
1. 写出碳燃烧的两个反应及对应质量比：
完全燃烧生成$\ce{CO_{2}}$：$\ce{C + O_{2}\xlongequal{点燃} CO_{2}}$，碳（$\ce{C}$）与氧气（$\ce{O_{2}}$）的质量比为$12:32=3:8$；
不完全燃烧生成$\ce{CO}$：$\ce{2C + O_{2}\xlongequal{点燃} 2CO}$，碳与氧气的质量比为$(2×12):32=3:4$。
2. 计算题目中碳和氧气的实际质量比：$12\ \mathrm{g}:40\ \mathrm{g}=3:10$。
3. 对比质量比：实际质量比$3:10 ＞ $完全燃烧所需的$3:8$，说明氧气过量，碳完全燃烧生成$\ce{CO_{2}}$后，剩余的氧气未参与反应，因此容器内气体为$\ce{CO_{2}}$和过量的$\ce{O_{2}}$。
【答案】
D
【知识点】
碳的化学性质、根据化学方程式计算
【点评】
本题通过反应物质量比判断反应产物及剩余物质，核心是掌握碳与氧气反应的两种情况，关键在于对比实际质量比与完全燃烧的质量比，确定反应物是否过量，需注意区分完全和不完全燃烧的条件，难度适中。
【难度系数】
0.5
13. 取碳和氧化铜的混合物$a\ \mathrm{g}$在一定条件下恰好完全反应（$\ce{C + 2CuO\xlongequal{高温} 2Cu + CO_{2}↑}$），相关量的变化如下图所示。下列说法正确的是【 】
A.M点对应的固体物质只有两种
B.N点对应的固体为黑色
C.反应后产生气体的总质量为$(a-b)\ \mathrm{g}$
D.$0∼ t_{2}\ \mathrm{min}$内，固体中铜元素的质量分数不变
A.M点对应的固体物质只有两种
B.N点对应的固体为黑色
C.反应后产生气体的总质量为$(a-b)\ \mathrm{g}$
D.$0∼ t_{2}\ \mathrm{min}$内，固体中铜元素的质量分数不变
答案
C
解析
【分析】要解决这道题，需结合碳还原氧化铜的反应原理和图像变化分析各选项。反应为$\ce{C + 2CuO\xlongequal{高温} 2Cu + CO_{2}↑}$，反应中固体质量减少是因为生成的$\ce{CO_{2}}$气体逸出，根据质量守恒，固体减少的质量等于生成$\ce{CO_{2}}$的质量。逐一分析选项：A选项，M点反应未完全，固体可能有未反应的$\ce{C}$、$\ce{CuO}$和生成的$\ce{Cu}$，共三种物质，故A错误；B选项，N点反应完成，固体为$\ce{Cu}$，呈红色，不是黑色，故B错误；C选项，反应后固体总质量从$a\ \mathrm{g}$变为$b\ \mathrm{g}$，减少的质量就是生成气体的质量，故C正确；D选项，反应中铜元素质量不变，固体总质量减少，铜元素质量分数会增大，并非不变，故D错误。
【解析】根据碳还原氧化铜的反应$\ce{C + 2CuO\xlongequal{高温} 2Cu + CO_{2}↑}$，结合图像分析：
1. 选项A：M点反应未完全，反应物$\ce{C}$、$\ce{CuO}$可能剩余，生成物为$\ce{Cu}$，固体含三种物质，A错误；
2. 选项B：N点反应恰好完全，固体为红色的$\ce{Cu}$，不是黑色，B错误；
3. 选项C：根据质量守恒，反应前后固体质量差等于生成气体的质量，即气体总质量为$(a - b)\ \mathrm{g}$，C正确；
4. 选项D：$0∼ t_{2}\ \mathrm{min}$内，铜元素质量不变，固体总质量减少，铜元素质量分数=铜元素质量/固体总质量，分母减小、分子不变，故质量分数增大，D错误。
【答案】C
【知识点】质量守恒定律、碳还原氧化铜、元素质量分数
【点评】本题结合化学反应图像考查对碳还原氧化铜反应的理解，核心是利用质量守恒判断气体质量，同时需准确分析反应过程中固体组成和元素质量分数的变化，避免误判。
【难度系数】0.5
【解析】根据碳还原氧化铜的反应$\ce{C + 2CuO\xlongequal{高温} 2Cu + CO_{2}↑}$，结合图像分析：
1. 选项A：M点反应未完全，反应物$\ce{C}$、$\ce{CuO}$可能剩余，生成物为$\ce{Cu}$，固体含三种物质，A错误；
2. 选项B：N点反应恰好完全，固体为红色的$\ce{Cu}$，不是黑色，B错误；
3. 选项C：根据质量守恒，反应前后固体质量差等于生成气体的质量，即气体总质量为$(a - b)\ \mathrm{g}$，C正确；
4. 选项D：$0∼ t_{2}\ \mathrm{min}$内，铜元素质量不变，固体总质量减少，铜元素质量分数=铜元素质量/固体总质量，分母减小、分子不变，故质量分数增大，D错误。
【答案】C
【知识点】质量守恒定律、碳还原氧化铜、元素质量分数
【点评】本题结合化学反应图像考查对碳还原氧化铜反应的理解，核心是利用质量守恒判断气体质量，同时需准确分析反应过程中固体组成和元素质量分数的变化，避免误判。
【难度系数】0.5
