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4. (2024·南通节选)利用$CO_{2}$合成甲醇$(CH_{3}OH$是捕集$CO_{2}$的一种方法。
(1)$CO_{2}$催化加氢合成$CH_{3}OH$的反应为$CO_{2} +3H_{2}\xlongequal[\Delta ]{催化剂}CH_{3}OH +H_{2}O$。以$17.6\ \mathrm{t}\ CO_{2}$为原料反应制得$3.2\ \mathrm{t}\ CH_{3}OH$，计算$CO_{2}$的转化率。$(CO_{2}\mathrm{ 的 转 化 率} = \dfrac{\mathrm{反应消耗的CO_{2}\mathrm{的质量}}{\mathrm{反应前CO_{2}\mathrm{的总质量}}×100\%,\mathrm{写出计算过程}\right$
(2)$CO$和$H_{2}$在高温、催化剂作用下也能合成$CH_{3}OH$，该反应的化学方程式为
。
(1)$CO_{2}$催化加氢合成$CH_{3}OH$的反应为$CO_{2} +3H_{2}\xlongequal[\Delta ]{催化剂}CH_{3}OH +H_{2}O$。以$17.6\ \mathrm{t}\ CO_{2}$为原料反应制得$3.2\ \mathrm{t}\ CH_{3}OH$，计算$CO_{2}$的转化率。$(CO_{2}\mathrm{ 的 转 化 率} = \dfrac{\mathrm{反应消耗的CO_{2}\mathrm{的质量}}{\mathrm{反应前CO_{2}\mathrm{的总质量}}×100\%,\mathrm{写出计算过程}\right$
(2)$CO$和$H_{2}$在高温、催化剂作用下也能合成$CH_{3}OH$，该反应的化学方程式为
。
答案
4. (1)解:设反应消耗的 $CO_{2}$的质量为 $x$。
$CO_{2}+H_{2}\xlongequal[△ ]{催化剂CH_{3}OHH_{2}O$
44 32
$x$ 3.2 t
$\dfrac{44}{32}=\dfrac{x}{3.2\ \mathrm{t}}$
$x=4.4\ \mathrm{t}$
$CO_{2}$ 的转化率为 $\dfrac{4.4\ \mathrm{t}}{17.6\ \mathrm{t}}× 100\%=25\%$
答:$CO_{2}$ 的转化率为 25%。
(2)$CO+H_{2}\xlongequal[催化剂]{高温CH_{3}OH$
$CO_{2}+H_{2}\xlongequal[△ ]{催化剂CH_{3}OHH_{2}O$
44 32
$x$ 3.2 t
$\dfrac{44}{32}=\dfrac{x}{3.2\ \mathrm{t}}$
$x=4.4\ \mathrm{t}$
$CO_{2}$ 的转化率为 $\dfrac{4.4\ \mathrm{t}}{17.6\ \mathrm{t}}× 100\%=25\%$
答:$CO_{2}$ 的转化率为 25%。
(2)$CO+H_{2}\xlongequal[催化剂]{高温CH_{3}OH$
解析
【分析】
本题分为两小问，第(1)问需根据化学方程式，利用生成甲醇的质量计算反应消耗的CO₂质量，再结合转化率公式（反应消耗的CO₂质量/反应前CO₂总质量×100%）计算CO₂的转化率；第(2)问需根据质量守恒定律，结合反应物CO和H₂、生成物CH₃OH，配平化学方程式并标注反应条件。
【解析】
(1) 解：设反应消耗的$\ce{CO_{2}}$的质量为$x$。
反应的化学方程式为：$\ce{CO_{2} + 3H_{2}\xlongequal[\Delta ]{催化剂}CH_{3}OH + H_{2}O}$
$\ce{CO_{2}}$的相对分子质量为44，$\ce{CH_{3}OH}$的相对分子质量为32，根据化学方程式列比例式：
$\dfrac{44}{32} = \dfrac{x}{3.2\ \mathrm{t}}$
解得：$x = \dfrac{44×3.2\ \mathrm{t}}{32} = 4.4\ \mathrm{t}$
则$\ce{CO_{2}}$的转化率为：$\dfrac{4.4\ \mathrm{t}}{17.6\ \mathrm{t}}×100\% = 25\%$
(2) 根据质量守恒定律，$\ce{CO}$和$\ce{H_{2}}$在高温、催化剂作用下合成$\ce{CH_{3}OH}$，配平后化学方程式为：$\ce{CO + 2H_{2}\xlongequal{高温、催化剂}CH_{3}OH}$
【答案】
(1) 25%；(2) $\ce{CO + 2H_{2}\xlongequal{高温、催化剂}CH_{3}OH}$
【知识点】
化学方程式计算、转化率计算、化学方程式书写
【点评】
本题是化学计算与方程式书写的基础题型，考察学生对化学方程式计算步骤、转化率公式的掌握，以及根据质量守恒配平化学方程式的能力，属于常规基础题，难度适中。
【难度系数】
0.6
本题分为两小问，第(1)问需根据化学方程式，利用生成甲醇的质量计算反应消耗的CO₂质量，再结合转化率公式（反应消耗的CO₂质量/反应前CO₂总质量×100%）计算CO₂的转化率；第(2)问需根据质量守恒定律，结合反应物CO和H₂、生成物CH₃OH，配平化学方程式并标注反应条件。
【解析】
(1) 解：设反应消耗的$\ce{CO_{2}}$的质量为$x$。
反应的化学方程式为：$\ce{CO_{2} + 3H_{2}\xlongequal[\Delta ]{催化剂}CH_{3}OH + H_{2}O}$
$\ce{CO_{2}}$的相对分子质量为44，$\ce{CH_{3}OH}$的相对分子质量为32，根据化学方程式列比例式：
$\dfrac{44}{32} = \dfrac{x}{3.2\ \mathrm{t}}$
解得：$x = \dfrac{44×3.2\ \mathrm{t}}{32} = 4.4\ \mathrm{t}$
则$\ce{CO_{2}}$的转化率为：$\dfrac{4.4\ \mathrm{t}}{17.6\ \mathrm{t}}×100\% = 25\%$
(2) 根据质量守恒定律，$\ce{CO}$和$\ce{H_{2}}$在高温、催化剂作用下合成$\ce{CH_{3}OH}$，配平后化学方程式为：$\ce{CO + 2H_{2}\xlongequal{高温、催化剂}CH_{3}OH}$
【答案】
(1) 25%；(2) $\ce{CO + 2H_{2}\xlongequal{高温、催化剂}CH_{3}OH}$
【知识点】
化学方程式计算、转化率计算、化学方程式书写
【点评】
本题是化学计算与方程式书写的基础题型，考察学生对化学方程式计算步骤、转化率公式的掌握，以及根据质量守恒配平化学方程式的能力，属于常规基础题，难度适中。
【难度系数】
0.6
1. (2024·南通)$SO_{2}$与$O_{2}$反应制备$SO_{3}$是硫酸工业中的重要反应，其微观变化过程如图所示。下列说法正确的是（
A.$SO_{2}$发生氧化反应
B.反应后催化剂的质量减小
C.参加反应的$SO_{2}$和$O_{2}$的质量比为$2:1$
D.该反应的化学方程式为$SO_{2} +O_{2}\xlongequal[△]{催化剂}SO_{3}$
A
）A.$SO_{2}$发生氧化反应
B.反应后催化剂的质量减小
C.参加反应的$SO_{2}$和$O_{2}$的质量比为$2:1$
D.该反应的化学方程式为$SO_{2} +O_{2}\xlongequal[△]{催化剂}SO_{3}$
答案
1.A
解析
【分析】首先根据微观示意图确定反应的反应物为$\ce{SO_{2}}$和$\ce{O_{2}}$，生成物为$\ce{SO_{3}}$，反应条件为催化剂。再逐一分析各选项：A选项需判断$\ce{SO_{2}}$的化合价变化以确定是否发生氧化反应；B选项考查催化剂的性质；C选项计算反应物的质量比；D选项检查化学方程式是否配平，最终得出正确选项。
【解析】根据微观示意图，该反应的化学方程式为$\ce{2SO_{2} + O_{2}\xlongequal{催化剂} 2SO_{3}}$。
选项A：$\ce{SO_{2}}$中S元素化合价为+4价，$\ce{SO_{3}}$中S元素化合价为+6价，S元素化合价升高，$\ce{SO_{2}}$被氧化，发生氧化反应，该选项正确。
选项B：催化剂在化学反应前后质量和化学性质均不变，因此反应后催化剂质量不变，该选项错误。
选项C：参加反应的$\ce{SO_{2}}$和$\ce{O_{2}}$的分子个数比为2:1，质量比为$(2×64):32 = 128:32 = 4:1$，并非2:1，该选项错误。
选项D：给出的化学方程式未配平，正确的应为$\ce{2SO_{2} + O_{2}\xlongequal{催化剂} 2SO_{3}}$，该选项错误。
【答案】A
【知识点】氧化反应、催化剂、化学方程式书写
【点评】本题结合微观反应示意图考查化学反应的核心知识点，需要掌握化合价与氧化反应的关系、催化剂的性质、化学方程式的书写规则及质量比计算，属于基础题型，难度不大。
【难度系数】0.7
【解析】根据微观示意图，该反应的化学方程式为$\ce{2SO_{2} + O_{2}\xlongequal{催化剂} 2SO_{3}}$。
选项A：$\ce{SO_{2}}$中S元素化合价为+4价，$\ce{SO_{3}}$中S元素化合价为+6价，S元素化合价升高，$\ce{SO_{2}}$被氧化，发生氧化反应，该选项正确。
选项B：催化剂在化学反应前后质量和化学性质均不变，因此反应后催化剂质量不变，该选项错误。
选项C：参加反应的$\ce{SO_{2}}$和$\ce{O_{2}}$的分子个数比为2:1，质量比为$(2×64):32 = 128:32 = 4:1$，并非2:1，该选项错误。
选项D：给出的化学方程式未配平，正确的应为$\ce{2SO_{2} + O_{2}\xlongequal{催化剂} 2SO_{3}}$，该选项错误。
【答案】A
【知识点】氧化反应、催化剂、化学方程式书写
【点评】本题结合微观反应示意图考查化学反应的核心知识点，需要掌握化合价与氧化反应的关系、催化剂的性质、化学方程式的书写规则及质量比计算，属于基础题型，难度不大。
【难度系数】0.7
2. (2025·南京)科学家在太阳系外某行星的大气中探测到二甲硫醚$[( \mathrm{CH_3})_2\mathrm{S}]$,这被认为是可能存在生命的信号。工业上,一种合成二甲硫醚的反应的微观示意图如下所示。下列说法不正确的是（
A.反应前后原子数目不变
B.参加反应的甲和乙的质量比为$32:17$
C.生成的丙和丁的分子个数比为$1:2$
D.乙中氢元素的质量分数大于丁中氢元素的质量分数
D
）A.反应前后原子数目不变
B.参加反应的甲和乙的质量比为$32:17$
C.生成的丙和丁的分子个数比为$1:2$
D.乙中氢元素的质量分数大于丁中氢元素的质量分数
答案
2.D
解析
【分析】首先根据微观示意图确定各物质的化学式：甲为$\ce{CH_{3}OH}$（甲醇），乙为$\ce{H_{2}S}$（硫化氢），丙为$\ce{(CH_{3})_{2}S}$（二甲硫醚），丁为$\ce{H_{2}O}$（水），写出配平的反应方程式：$\ce{2CH_{3}OH + H_{2}S\xlongequal{催化剂} (CH_{3})_{2}S + 2H_{2}O}$。再结合质量守恒定律、化学式的相关计算，逐一分析选项：A选项依据质量守恒判断原子数目；B选项计算参加反应的甲、乙的相对质量比；C选项看方程式中生成物的分子个数比；D选项分别计算乙和丁中氢元素的质量分数，比较大小。
【解析】根据微观示意图，反应的化学方程式为$\ce{2CH_{3}OH + H_{2}S\xlongequal{催化剂} (CH_{3})_{2}S + 2H_{2}O}$。
选项A：根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类、数目均不变，故A正确。
选项B：甲（$\ce{CH_{3}OH}$）的相对分子质量为$12 + 4×1 + 16 = 32$，2个甲的总相对质量为$2×32 = 64$；乙（$\ce{H_{2}S}$）的相对分子质量为$2×1 + 32 = 34$，则参加反应的甲和乙的质量比为$64:34 = 32:17$，故B正确。
选项C：由化学方程式可知，生成的丙和丁的分子个数比为$1:2$，故C正确。
选项D：乙（$\ce{H_{2}S}$）中氢元素的质量分数为$\frac{2×1}{2×1 + 32}×100\% ≈ 5.88\%$；丁（$\ce{H_{2}O}$）中氢元素的质量分数为$\frac{2×1}{2×1 + 16}×100\% ≈ 11.11\%$，乙中氢元素的质量分数小于丁中，故D错误。
【答案】D
【知识点】质量守恒定律、化学式计算、化学方程式
【点评】本题通过微观示意图考查化学反应的核心知识，需准确判断物质化学式、配平方程式，结合质量守恒和化学式计算分析选项，属于基础应用题型。
【难度系数】0.5
【解析】根据微观示意图，反应的化学方程式为$\ce{2CH_{3}OH + H_{2}S\xlongequal{催化剂} (CH_{3})_{2}S + 2H_{2}O}$。
选项A：根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类、数目均不变，故A正确。
选项B：甲（$\ce{CH_{3}OH}$）的相对分子质量为$12 + 4×1 + 16 = 32$，2个甲的总相对质量为$2×32 = 64$；乙（$\ce{H_{2}S}$）的相对分子质量为$2×1 + 32 = 34$，则参加反应的甲和乙的质量比为$64:34 = 32:17$，故B正确。
选项C：由化学方程式可知，生成的丙和丁的分子个数比为$1:2$，故C正确。
选项D：乙（$\ce{H_{2}S}$）中氢元素的质量分数为$\frac{2×1}{2×1 + 32}×100\% ≈ 5.88\%$；丁（$\ce{H_{2}O}$）中氢元素的质量分数为$\frac{2×1}{2×1 + 16}×100\% ≈ 11.11\%$，乙中氢元素的质量分数小于丁中，故D错误。
【答案】D
【知识点】质量守恒定律、化学式计算、化学方程式
【点评】本题通过微观示意图考查化学反应的核心知识，需准确判断物质化学式、配平方程式，结合质量守恒和化学式计算分析选项，属于基础应用题型。
【难度系数】0.5
3.（2024·镇江）如图所示表示甲转化为丙的微观过程。下列说法不正确的是 （
A.转化①是化合反应
B.转化②中乙与 $H_{2}$ 的分子个数比为 $1:3$
C.整个转化过程中共有3种氧化物
D.甲、乙、丙中碳元素的质量分数依次减小
D
）A.转化①是化合反应
B.转化②中乙与 $H_{2}$ 的分子个数比为 $1:3$
C.整个转化过程中共有3种氧化物
D.甲、乙、丙中碳元素的质量分数依次减小
答案
3.D
解析
【分析】
首先根据微观示意图确定各物质的化学式：甲为$\ce{CO}$，乙为$\ce{CO_{2}}$，丙为$\ce{CH_{3}OH}$，丁为$\ce{H_{2}O}$。再结合各选项逐一分析：判断转化①的反应类型、转化②的分子个数比、氧化物种类及碳元素质量分数的变化，从而找出不正确的说法。
【解析】
1. 确定各物质化学式：甲（$\ce{CO}$）、乙（$\ce{CO_{2}}$）、丙（$\ce{CH_{3}OH}$）、丁（$\ce{H_{2}O}$）。
2. 选项A：转化①的反应为$\ce{2CO + O_{2}\xlongequal{点燃}2CO_{2}}$，两种物质生成一种物质，属于化合反应，A正确。
3. 选项B：转化②的化学方程式配平后为$\ce{CO_{2} + 3H_{2}\xlongequal{一定条件}CH_{3}OH + H_{2}O}$，乙（$\ce{CO_{2}}$）与$\ce{H_{2}}$的分子个数比为$1:3$，B正确。
4. 选项C：氧化物是由两种元素组成且其中一种为氧元素的化合物，甲（$\ce{CO}$）、乙（$\ce{CO_{2}}$）、丁（$\ce{H_{2}O}$）均为氧化物，共3种，C正确。
5. 选项D：计算碳元素质量分数：
甲（$\ce{CO}$）：$\frac{12}{12+16}×100\%≈42.86\%$；
乙（$\ce{CO_{2}}$）：$\frac{12}{12+32}×100\%≈27.27\%$；
丙（$\ce{CH_{3}OH}$）：$\frac{12}{12+4+16}×100\%=37.5\%$；
碳元素质量分数顺序为甲＞丙＞乙，并非依次减小，D错误。
【答案】
D
【知识点】
微观示意图、化学方程式配平、元素质量分数、氧化物判断
【点评】
本题通过微观反应示意图考查化学核心知识，需准确推导物质化学式，结合反应类型、化学计量数、氧化物定义及元素质量分数计算分析选项，是中等难度的常规题型。
【难度系数】
0.5
首先根据微观示意图确定各物质的化学式：甲为$\ce{CO}$，乙为$\ce{CO_{2}}$，丙为$\ce{CH_{3}OH}$，丁为$\ce{H_{2}O}$。再结合各选项逐一分析：判断转化①的反应类型、转化②的分子个数比、氧化物种类及碳元素质量分数的变化，从而找出不正确的说法。
【解析】
1. 确定各物质化学式：甲（$\ce{CO}$）、乙（$\ce{CO_{2}}$）、丙（$\ce{CH_{3}OH}$）、丁（$\ce{H_{2}O}$）。
2. 选项A：转化①的反应为$\ce{2CO + O_{2}\xlongequal{点燃}2CO_{2}}$，两种物质生成一种物质，属于化合反应，A正确。
3. 选项B：转化②的化学方程式配平后为$\ce{CO_{2} + 3H_{2}\xlongequal{一定条件}CH_{3}OH + H_{2}O}$，乙（$\ce{CO_{2}}$）与$\ce{H_{2}}$的分子个数比为$1:3$，B正确。
4. 选项C：氧化物是由两种元素组成且其中一种为氧元素的化合物，甲（$\ce{CO}$）、乙（$\ce{CO_{2}}$）、丁（$\ce{H_{2}O}$）均为氧化物，共3种，C正确。
5. 选项D：计算碳元素质量分数：
甲（$\ce{CO}$）：$\frac{12}{12+16}×100\%≈42.86\%$；
乙（$\ce{CO_{2}}$）：$\frac{12}{12+32}×100\%≈27.27\%$；
丙（$\ce{CH_{3}OH}$）：$\frac{12}{12+4+16}×100\%=37.5\%$；
碳元素质量分数顺序为甲＞丙＞乙，并非依次减小，D错误。
【答案】
D
【知识点】
微观示意图、化学方程式配平、元素质量分数、氧化物判断
【点评】
本题通过微观反应示意图考查化学核心知识，需准确推导物质化学式，结合反应类型、化学计量数、氧化物定义及元素质量分数计算分析选项，是中等难度的常规题型。
【难度系数】
0.5
