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1 [2026石家庄高新区期中]某新能源汽车以氢气为燃料,消耗1 kg氢气平均可行驶150 km。请回答:
(1)行驶600 km的里程,理论上需要氢气的质量为
(2)这些氢气燃烧产生水的质量是多少?(要求有必要的化学方程式和计算步骤)
(1)行驶600 km的里程,理论上需要氢气的质量为
4
kg。(2)这些氢气燃烧产生水的质量是多少?(要求有必要的化学方程式和计算步骤)
答案
(1)4
(2)解:设这些氢气燃烧产生水的质量是x。
2H₂ + O₂ $\stackrel{点燃}{=\!=\!=}$2H₂O
4 36
4 kg x
$\frac{4}{36} = \frac{4\ \mathrm{kg}}{x}$
x = 36 kg
答:这些氢气燃烧产生水的质量是36 kg。
【解析】 (1)使用1 kg氢气平均可行驶150 km,行驶600 km的里程,理论上需要氢气的质量为1 kg × $\frac{600\ \mathrm{km}}{150\ \mathrm{km}}$ = 4 kg。
(2)解:设这些氢气燃烧产生水的质量是x。
2H₂ + O₂ $\stackrel{点燃}{=\!=\!=}$2H₂O
4 36
4 kg x
$\frac{4}{36} = \frac{4\ \mathrm{kg}}{x}$
x = 36 kg
答:这些氢气燃烧产生水的质量是36 kg。
【解析】 (1)使用1 kg氢气平均可行驶150 km,行驶600 km的里程,理论上需要氢气的质量为1 kg × $\frac{600\ \mathrm{km}}{150\ \mathrm{km}}$ = 4 kg。
解析
【分析】
第(1)问，已知1kg氢气可行驶150km，要计算行驶600km所需氢气质量，需先确定600km是150km的倍数，再结合每150km耗氢1kg的关系计算；第(2)问，氢气燃烧生成水，需先写出反应的化学方程式，找出氢气与水的质量比，再利用第(1)问求出的氢气质量，通过比例式计算生成水的质量。
【解析】
(1) 行驶150km消耗氢气1kg，行驶600km所需氢气质量为：
$1\ \mathrm{kg} × \frac{600\ \mathrm{km}}{150\ \mathrm{km}} = 4\ \mathrm{kg}$
(2) 设这些氢气燃烧产生水的质量为$x$。
氢气燃烧的化学方程式为：$\ce{2H_{2} + O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}} 2H_{2}O}$
反应中氢气与水的质量比为：$(2×2):(2×18) = 4:36$
根据比例关系：$\frac{4}{36} = \frac{4\ \mathrm{kg}}{x}$
解得：$x = \frac{36 × 4\ \mathrm{kg}}{4} = 36\ \mathrm{kg}$
【答案】
(1) 4；(2) 36 kg
【知识点】
根据化学方程式的计算、质量比例计算
【点评】
本题以新能源汽车为背景，将化学计算与实际应用结合，分为基础比例计算和化学方程式计算两部分，步骤明确，考察学生对基础计算方法的掌握，难度较低。
【难度系数】
0.3
第(1)问，已知1kg氢气可行驶150km，要计算行驶600km所需氢气质量，需先确定600km是150km的倍数，再结合每150km耗氢1kg的关系计算；第(2)问，氢气燃烧生成水，需先写出反应的化学方程式，找出氢气与水的质量比，再利用第(1)问求出的氢气质量，通过比例式计算生成水的质量。
【解析】
(1) 行驶150km消耗氢气1kg，行驶600km所需氢气质量为：
$1\ \mathrm{kg} × \frac{600\ \mathrm{km}}{150\ \mathrm{km}} = 4\ \mathrm{kg}$
(2) 设这些氢气燃烧产生水的质量为$x$。
氢气燃烧的化学方程式为：$\ce{2H_{2} + O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}} 2H_{2}O}$
反应中氢气与水的质量比为：$(2×2):(2×18) = 4:36$
根据比例关系：$\frac{4}{36} = \frac{4\ \mathrm{kg}}{x}$
解得：$x = \frac{36 × 4\ \mathrm{kg}}{4} = 36\ \mathrm{kg}$
【答案】
(1) 4；(2) 36 kg
【知识点】
根据化学方程式的计算、质量比例计算
【点评】
本题以新能源汽车为背景，将化学计算与实际应用结合，分为基础比例计算和化学方程式计算两部分，步骤明确，考察学生对基础计算方法的掌握，难度较低。
【难度系数】
0.3
2 教材P121例题改编 某校实验室工作人员欲测定某石灰石样品中碳酸钙的质量分数，现取25 g该样品充分煅烧(杂质不发生反应)，剩余固体质量随时间的变化曲线如图所示。请计算：
(1)生成二氧化碳的质量为
(2)计算该样品中碳酸钙的质量分数。(写出计算过程)
(1)生成二氧化碳的质量为
8.8
g。(2)计算该样品中碳酸钙的质量分数。(写出计算过程)
答案
(1)8.8
(2)解:设该样品中碳酸钙的质量为x。
CaCO₃ $\stackrel{高温}{=\!=\!=}$ CaO + CO₂↑
100 44
x 8.8 g
$\frac{100}{44} = \frac{x}{8.8\ \mathrm{g}}$
x = 20 g
该样品中碳酸钙的质量分数为$\frac{20\ \mathrm{g}}{25\ \mathrm{g}} × 100\% = 80\%$
答:该样品中碳酸钙的质量分数为80%。
【解析】 (1)根据质量守恒定律,反应前后物质的总质量不变,则反应后固体减少的质量就是生成二氧化碳的质量,由题图可知,生成二氧化碳的质量为25 g - 16.2 g = 8.8 g。
(2)根据该反应的化学方程式和二氧化碳的质量计算该样品中碳酸钙的质量,再根据碳酸钙的质量分数 = $\frac{\mathrm{碳酸钙的质量}}{\mathrm{石灰石样品的质量}} × 100\%$进行计算。
(2)解:设该样品中碳酸钙的质量为x。
CaCO₃ $\stackrel{高温}{=\!=\!=}$ CaO + CO₂↑
100 44
x 8.8 g
$\frac{100}{44} = \frac{x}{8.8\ \mathrm{g}}$
x = 20 g
该样品中碳酸钙的质量分数为$\frac{20\ \mathrm{g}}{25\ \mathrm{g}} × 100\% = 80\%$
答:该样品中碳酸钙的质量分数为80%。
【解析】 (1)根据质量守恒定律,反应前后物质的总质量不变,则反应后固体减少的质量就是生成二氧化碳的质量,由题图可知,生成二氧化碳的质量为25 g - 16.2 g = 8.8 g。
(2)根据该反应的化学方程式和二氧化碳的质量计算该样品中碳酸钙的质量,再根据碳酸钙的质量分数 = $\frac{\mathrm{碳酸钙的质量}}{\mathrm{石灰石样品的质量}} × 100\%$进行计算。
解析
【分析】
首先明确煅烧石灰石时，碳酸钙分解生成氧化钙和二氧化碳，杂质不参与反应，根据质量守恒定律，反应前后固体质量的差值就是生成二氧化碳的质量。先通过图像获取反应前后固体质量，计算出二氧化碳的质量；再利用碳酸钙分解的化学方程式，结合二氧化碳的质量计算出样品中碳酸钙的质量，最后计算碳酸钙在样品中的质量分数。
【解析】
(1) 根据质量守恒定律，反应前后物质总质量不变，反应后固体减少的质量即为生成二氧化碳的质量，因此生成二氧化碳的质量为：$25\ \mathrm{g} - 16.2\ \mathrm{g} = 8.8\ \mathrm{g}$。
(2) 设该样品中碳酸钙的质量为$x$。
$\ce{CaCO_{3}\xlongequal{高温} CaO + CO_{2}\uparrow}$
$\frac{100}{44} = \frac{x}{8.8\ \mathrm{g}}$
解得：$x = 20\ \mathrm{g}$
该样品中碳酸钙的质量分数为：$\frac{20\ \mathrm{g}}{25\ \mathrm{g}} × 100\% = 80\%$
【答案】
(1) $8.8$；(2) $80\%$
【知识点】
质量守恒定律，根据化学方程式计算，碳酸钙的分解反应
【点评】
本题结合图像考查化学计算，核心是利用质量守恒确定生成气体的质量，再通过化学方程式完成计算，属于基础计算题，解题思路清晰，步骤明确，是化学计算的典型题型。
【难度系数】
0.6
首先明确煅烧石灰石时，碳酸钙分解生成氧化钙和二氧化碳，杂质不参与反应，根据质量守恒定律，反应前后固体质量的差值就是生成二氧化碳的质量。先通过图像获取反应前后固体质量，计算出二氧化碳的质量；再利用碳酸钙分解的化学方程式，结合二氧化碳的质量计算出样品中碳酸钙的质量，最后计算碳酸钙在样品中的质量分数。
【解析】
(1) 根据质量守恒定律，反应前后物质总质量不变，反应后固体减少的质量即为生成二氧化碳的质量，因此生成二氧化碳的质量为：$25\ \mathrm{g} - 16.2\ \mathrm{g} = 8.8\ \mathrm{g}$。
(2) 设该样品中碳酸钙的质量为$x$。
$\ce{CaCO_{3}\xlongequal{高温} CaO + CO_{2}\uparrow}$
$\frac{100}{44} = \frac{x}{8.8\ \mathrm{g}}$
解得：$x = 20\ \mathrm{g}$
该样品中碳酸钙的质量分数为：$\frac{20\ \mathrm{g}}{25\ \mathrm{g}} × 100\% = 80\%$
【答案】
(1) $8.8$；(2) $80\%$
【知识点】
质量守恒定律，根据化学方程式计算，碳酸钙的分解反应
【点评】
本题结合图像考查化学计算，核心是利用质量守恒确定生成气体的质量，再通过化学方程式完成计算，属于基础计算题，解题思路清晰，步骤明确，是化学计算的典型题型。
【难度系数】
0.6
3 [2024武汉中考节选]化学项目小组用图1装置验证质量守恒定律。点燃红磷前电子天平示数为106.23 g。验证质量守恒定律后，待白烟完全沉降取下橡胶塞，片刻后再一起称量，电子天平示数稳定为106.28 g(图2)。计算参加反应红磷的质量(结果精确到0.01 g)。
答案
解:参加反应的氧气的质量为106.28 g - 106.23 g = 0.05 g;
设参加反应红磷的质量为x。
4P + 5O₂ $\stackrel{点燃}{=\!=\!=}$2P₂O₅
124 160
x 0.05 g
$\frac{124}{160} = \frac{x}{0.05\ \mathrm{g}}$
x≈0.04 g
答:参加反应红磷的质量为0.04 g。
设参加反应红磷的质量为x。
4P + 5O₂ $\stackrel{点燃}{=\!=\!=}$2P₂O₅
124 160
x 0.05 g
$\frac{124}{160} = \frac{x}{0.05\ \mathrm{g}}$
x≈0.04 g
答:参加反应红磷的质量为0.04 g。
解析
【分析】首先明确实验中质量变化的本质：红磷燃烧消耗瓶内氧气，反应后取下橡胶塞时，外界空气会进入瓶中，导致图2的总质量比图1大，二者的质量差值就是参加反应的氧气质量。再根据红磷燃烧的化学方程式，利用氧气的质量计算参加反应的红磷质量。
【解析】解：参加反应的氧气质量 = 反应后总质量 - 反应前总质量 = $106.28\ \mathrm{g} - 106.23\ \mathrm{g} = 0.05\ \mathrm{g}$。
设参加反应的红磷质量为$x$。
红磷燃烧的化学方程式为：$\ce{4P + 5O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}} 2P_{2}O_{5}}$
各物质的质量比：$\frac{4×31}{5×32} = \frac{124}{160}$
根据比例关系：$\frac{124}{160} = \frac{x}{0.05\ \mathrm{g}}$
解得：$x = \frac{124×0.05\ \mathrm{g}}{160} ≈ 0.04\ \mathrm{g}$
【答案】0.04 g
【知识点】质量守恒定律、根据化学方程式计算、氧气的化学性质
【点评】本题结合质量守恒定律的实验验证，通过分析实验前后的质量变化确定参加反应的氧气质量，再利用化学方程式进行计算，重点考查学生对实验数据的分析能力和化学计算的规范应用。
【难度系数】0.6
【解析】解：参加反应的氧气质量 = 反应后总质量 - 反应前总质量 = $106.28\ \mathrm{g} - 106.23\ \mathrm{g} = 0.05\ \mathrm{g}$。
设参加反应的红磷质量为$x$。
红磷燃烧的化学方程式为：$\ce{4P + 5O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}} 2P_{2}O_{5}}$
各物质的质量比：$\frac{4×31}{5×32} = \frac{124}{160}$
根据比例关系：$\frac{124}{160} = \frac{x}{0.05\ \mathrm{g}}$
解得：$x = \frac{124×0.05\ \mathrm{g}}{160} ≈ 0.04\ \mathrm{g}$
【答案】0.04 g
【知识点】质量守恒定律、根据化学方程式计算、氧气的化学性质
【点评】本题结合质量守恒定律的实验验证，通过分析实验前后的质量变化确定参加反应的氧气质量，再利用化学方程式进行计算，重点考查学生对实验数据的分析能力和化学计算的规范应用。
【难度系数】0.6
