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17.科学家经过多年研究证明，某些零食中含一定量对人体健康有害的物质，如油炸食品中常含有致癌物质丙烯酰胺($\ce{C_{3}H_{5}NO}$)。
(1)丙烯酰胺的一个分子是由________个原子构成的。
(2)丙烯酰胺的相对分子质量是________。
(3)丙烯酰胺中碳元素的质量分数是________。(保留0.1%)
(4)丙烯酰胺中碳元素和氧元素的质量最简比________。
(5)______g丙烯酰胺中含氮元素的质量与12g尿素[$\ce{CO(NH_{2})_{2}}$]含氮元素质量相等。
(1)丙烯酰胺的一个分子是由________个原子构成的。
(2)丙烯酰胺的相对分子质量是________。
(3)丙烯酰胺中碳元素的质量分数是________。(保留0.1%)
(4)丙烯酰胺中碳元素和氧元素的质量最简比________。
(5)______g丙烯酰胺中含氮元素的质量与12g尿素[$\ce{CO(NH_{2})_{2}}$]含氮元素质量相等。
答案
17. (1) 10
(2) 71
(3) 50.7%
(4) 9：4
(5) 28.4
(2) 71
(3) 50.7%
(4) 9：4
(5) 28.4
解析
【分析】
本题围绕丙烯酰胺和尿素的化学式，考查化学式相关的基础计算。解题思路：(1) 数出丙烯酰胺分子中各原子的个数求和；(2) 按相对分子质量公式（各原子相对原子质量×原子个数之和）计算；(3) 利用元素质量分数公式（该元素总相对质量÷相对分子质量×100%）计算；(4) 按元素质量比公式（各元素总相对质量之比）化简；(5) 先算尿素中氮元素质量，再根据丙烯酰胺中氮元素质量分数，反推对应丙烯酰胺的质量。
【解析】
(1) 丙烯酰胺的化学式为$\ce{C_{3}H_{5}NO}$，一个分子中原子总数：$3+5+1+1=10$；
(2) 相对分子质量：$12×3 + 1×5 +14×1 +16×1=36+5+14+16=71$；
(3) 碳元素质量分数：$\frac{12×3}{71}×100\%≈50.7\%$；
(4) 碳元素和氧元素的质量比：$(12×3):16=36:16=9:4$；
(5) 先算12g尿素中氮元素质量：尿素$\ce{CO(NH_{2})_{2}}$的相对分子质量为$12+16+(14+2)×2=60$，氮元素质量分数为$\frac{14×2}{60}$，则12g尿素中氮质量为$12g×\frac{28}{60}=5.6g$；设质量为$x$的丙烯酰胺含5.6g氮，丙烯酰胺中氮元素质量分数为$\frac{14}{71}$，则$x×\frac{14}{71}=5.6g$，解得$x=28.4g$。
【答案】
(1) 10；(2)71；(3)50.7%；(4)9:4；(5)28.4
【知识点】
化学式的计算、元素质量相关计算
【点评】
本题为化学式基础计算题型，考查对化学式意义及相关计算的掌握，步骤清晰，难度较低，需注意计算时原子个数和相对原子质量的准确性。
【难度系数】
0.7
本题围绕丙烯酰胺和尿素的化学式，考查化学式相关的基础计算。解题思路：(1) 数出丙烯酰胺分子中各原子的个数求和；(2) 按相对分子质量公式（各原子相对原子质量×原子个数之和）计算；(3) 利用元素质量分数公式（该元素总相对质量÷相对分子质量×100%）计算；(4) 按元素质量比公式（各元素总相对质量之比）化简；(5) 先算尿素中氮元素质量，再根据丙烯酰胺中氮元素质量分数，反推对应丙烯酰胺的质量。
【解析】
(1) 丙烯酰胺的化学式为$\ce{C_{3}H_{5}NO}$，一个分子中原子总数：$3+5+1+1=10$；
(2) 相对分子质量：$12×3 + 1×5 +14×1 +16×1=36+5+14+16=71$；
(3) 碳元素质量分数：$\frac{12×3}{71}×100\%≈50.7\%$；
(4) 碳元素和氧元素的质量比：$(12×3):16=36:16=9:4$；
(5) 先算12g尿素中氮元素质量：尿素$\ce{CO(NH_{2})_{2}}$的相对分子质量为$12+16+(14+2)×2=60$，氮元素质量分数为$\frac{14×2}{60}$，则12g尿素中氮质量为$12g×\frac{28}{60}=5.6g$；设质量为$x$的丙烯酰胺含5.6g氮，丙烯酰胺中氮元素质量分数为$\frac{14}{71}$，则$x×\frac{14}{71}=5.6g$，解得$x=28.4g$。
【答案】
(1) 10；(2)71；(3)50.7%；(4)9:4；(5)28.4
【知识点】
化学式的计算、元素质量相关计算
【点评】
本题为化学式基础计算题型，考查对化学式意义及相关计算的掌握，步骤清晰，难度较低，需注意计算时原子个数和相对原子质量的准确性。
【难度系数】
0.7
18. 实验室用氯酸钾和二氧化锰组成的混合物装入试管中，加热制取氧气，剩余固体的质量随加热时间的变化关系如图一所示，请回答下列问题：
(1)产生氧气的质量是
(2)根据已知条件求解生成氯化钾的质量。（写出计算过程）
(3)二氧化锰的质量是
(4)图二为某变量y随反应时间的变化趋势，则纵坐标y可以表示的是
A. 固体中$\ce{MnO_{2}}$的质量
B. 固体中钾元素的质量分数
C. 固体中氧元素的质量
D. 固体中氯元素的质量
(1)产生氧气的质量是
4.8
g。(2)根据已知条件求解生成氯化钾的质量。（写出计算过程）
(3)二氧化锰的质量是
3.25
g。(4)图二为某变量y随反应时间的变化趋势，则纵坐标y可以表示的是
AD
。A. 固体中$\ce{MnO_{2}}$的质量
B. 固体中钾元素的质量分数
C. 固体中氧元素的质量
D. 固体中氯元素的质量
答案
18. (1) 4.8
(2) 解:设生成氯化钾的质量为$x$。
$2\ce{KClO_{3}}\xlongequal[△]{\ce{MnO_{2}}}2\ce{KCl}+3\ce{O_{2}} \uparrow$
149 96
$x$ 4.8g
$\dfrac{149}{96}=\dfrac{x}{4.8\mathrm{g}}$ $x=7.45\mathrm{g}$
答:生成氯化钾的质量是7.45g。
(3) 3.25
(4) AD
(2) 解:设生成氯化钾的质量为$x$。
$2\ce{KClO_{3}}\xlongequal[△]{\ce{MnO_{2}}}2\ce{KCl}+3\ce{O_{2}} \uparrow$
149 96
$x$ 4.8g
$\dfrac{149}{96}=\dfrac{x}{4.8\mathrm{g}}$ $x=7.45\mathrm{g}$
答:生成氯化钾的质量是7.45g。
(3) 3.25
(4) AD
解析
【分析】
本题围绕氯酸钾分解制氧气的反应，结合图像考查相关计算与变量分析。首先利用质量守恒定律，反应前后固体质量差为生成氧气的质量；再通过化学方程式，由氧气质量计算氯化钾质量；接着计算氯酸钾质量，进而得到催化剂二氧化锰的质量；最后分析各选项中变量在反应过程中的变化，确定符合图二的y值。
【解析】
(1) 根据质量守恒定律，生成氧气的质量等于反应前固体总质量减去反应后剩余固体质量，即：$15.5\mathrm{g} - 10.7\mathrm{g} = 4.8\mathrm{g}$。
(2) 设生成氯化钾的质量为$x$，反应的化学方程式为：
$2\ce{KClO_{3}}\xlongequal[△]{\ce{MnO_{2}}}2\ce{KCl}+3\ce{O_{2}} \uparrow$
相对质量：$245$（$\ce{KClO_{3}}$总相对分子质量）、$149$（$\ce{KCl}$总相对分子质量）、$96$（$\ce{O_{2}}$总相对分子质量）
列比例式：$\dfrac{149}{96}=\dfrac{x}{4.8\mathrm{g}}$，解得$x=\dfrac{149×4.8\mathrm{g}}{96}=7.45\mathrm{g}$。
答：生成氯化钾的质量是7.45g。
(3) 设参加反应的氯酸钾质量为$m$，由化学方程式得：$\dfrac{245}{96}=\dfrac{m}{4.8\mathrm{g}}$，解得$m=12.25\mathrm{g}$。初始固体混合物总质量为15.5g，故二氧化锰的质量为：$15.5\mathrm{g} - 12.25\mathrm{g}=3.25\mathrm{g}$。
(4) 分析各选项：
A. 二氧化锰是反应的催化剂，反应前后质量不变，因此固体中$\ce{MnO_{2}}$的质量随反应时间不变，符合图二；
B. 反应前后钾元素质量不变，但固体总质量因生成氧气减小，故钾元素的质量分数会增大，不符合图二；
C. 反应生成氧气，固体中氧元素部分逸出，因此固体中氧元素的质量随反应时间减小，不符合图二；
D. 氯元素始终存在于固体中，不会逸出，故固体中氯元素的质量随反应时间不变，符合图二。
综上，选AD。
【答案】
(1) 4.8；(2) 7.45g；(3) 3.25；(4) AD
【知识点】
根据化学方程式计算、质量守恒定律、催化剂的性质
【点评】
本题结合图像考查氯酸钾分解制氧气的核心知识点，需熟练运用质量守恒定律进行质量差计算，掌握化学方程式计算步骤，以及催化剂、元素质量变化的分析，是化学计算与概念结合的典型题目。
【难度系数】
0.6
本题围绕氯酸钾分解制氧气的反应，结合图像考查相关计算与变量分析。首先利用质量守恒定律，反应前后固体质量差为生成氧气的质量；再通过化学方程式，由氧气质量计算氯化钾质量；接着计算氯酸钾质量，进而得到催化剂二氧化锰的质量；最后分析各选项中变量在反应过程中的变化，确定符合图二的y值。
【解析】
(1) 根据质量守恒定律，生成氧气的质量等于反应前固体总质量减去反应后剩余固体质量，即：$15.5\mathrm{g} - 10.7\mathrm{g} = 4.8\mathrm{g}$。
(2) 设生成氯化钾的质量为$x$，反应的化学方程式为：
$2\ce{KClO_{3}}\xlongequal[△]{\ce{MnO_{2}}}2\ce{KCl}+3\ce{O_{2}} \uparrow$
相对质量：$245$（$\ce{KClO_{3}}$总相对分子质量）、$149$（$\ce{KCl}$总相对分子质量）、$96$（$\ce{O_{2}}$总相对分子质量）
列比例式：$\dfrac{149}{96}=\dfrac{x}{4.8\mathrm{g}}$，解得$x=\dfrac{149×4.8\mathrm{g}}{96}=7.45\mathrm{g}$。
答：生成氯化钾的质量是7.45g。
(3) 设参加反应的氯酸钾质量为$m$，由化学方程式得：$\dfrac{245}{96}=\dfrac{m}{4.8\mathrm{g}}$，解得$m=12.25\mathrm{g}$。初始固体混合物总质量为15.5g，故二氧化锰的质量为：$15.5\mathrm{g} - 12.25\mathrm{g}=3.25\mathrm{g}$。
(4) 分析各选项：
A. 二氧化锰是反应的催化剂，反应前后质量不变，因此固体中$\ce{MnO_{2}}$的质量随反应时间不变，符合图二；
B. 反应前后钾元素质量不变，但固体总质量因生成氧气减小，故钾元素的质量分数会增大，不符合图二；
C. 反应生成氧气，固体中氧元素部分逸出，因此固体中氧元素的质量随反应时间减小，不符合图二；
D. 氯元素始终存在于固体中，不会逸出，故固体中氯元素的质量随反应时间不变，符合图二。
综上，选AD。
【答案】
(1) 4.8；(2) 7.45g；(3) 3.25；(4) AD
【知识点】
根据化学方程式计算、质量守恒定律、催化剂的性质
【点评】
本题结合图像考查氯酸钾分解制氧气的核心知识点，需熟练运用质量守恒定律进行质量差计算，掌握化学方程式计算步骤，以及催化剂、元素质量变化的分析，是化学计算与概念结合的典型题目。
【难度系数】
0.6
