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10. (2025·河北节选)如图所示为工业生产中常用的降低水煤气中 CO 含量反应的微观示意图。请回答下列问题。
(1)该反应前后原子种类
(2)该反应使用催化剂的目的是
(3)参加反应的甲和生成的丙的分子个数比为
(4)若反应消耗 14 g 甲和 9 g 乙,则生成
(1)该反应前后原子种类
不发生
变化。(2)该反应使用催化剂的目的是
加快
反应速率。(3)参加反应的甲和生成的丙的分子个数比为
$1:1$
。(4)若反应消耗 14 g 甲和 9 g 乙,则生成
22
g 丙和 1 g 丁。答案
10.(1)不发生
(2)加快
(3)$1:1$
(4)22
(2)加快
(3)$1:1$
(4)22
解析
【分析】首先根据微观示意图确定各物质的构成：甲由1个碳原子和1个氧原子构成，化学式为CO；乙由2个氢原子和1个氧原子构成，化学式为H₂O；丙由1个碳原子和2个氧原子构成，化学式为CO₂；丁由2个氢原子构成，化学式为H₂，反应的化学方程式为$\ce{CO + H_{2}O = CO_{2} + H_{2}}$。(1)化学变化的本质是原子的重新组合，反应前后原子种类不变；(2)催化剂可改变化学反应速率，该反应要降低CO含量，需加快反应速率；(3)根据配平的化学方程式，甲和丙的分子个数比为1:1；(4)依据质量守恒定律，反应前后总质量相等，据此计算丙的质量。
【解析】(1)化学反应前后原子的种类不会发生改变，故填“不发生”；(2)催化剂的作用是改变化学反应速率，本题中使用催化剂是为了加快反应速率，故填“加快”；(3)由配平后的反应$\ce{CO + H_{2}O = CO_{2} + H_{2}}$可知，参加反应的甲（CO）和生成的丙（CO₂）的分子个数比为$1:1$；(4)根据质量守恒定律，反应前总质量为$14\ \mathrm{g}+9\ \mathrm{g}=23\ \mathrm{g}$，反应后总质量也为$23\ \mathrm{g}$，已知丁的质量为$1\ \mathrm{g}$，则丙的质量为$23\ \mathrm{g}-1\ \mathrm{g}=22\ \mathrm{g}$。
【答案】(1)不发生；(2)加快；(3)$1:1$；(4)22
【知识点】化学变化的微观本质、催化剂的作用、质量守恒定律
【点评】本题结合微观示意图考查化学反应的基础知识点，需先判断物质化学式，再结合化学基本概念解答，属于常规基础题，难度不大。
【难度系数】0.5
【解析】(1)化学反应前后原子的种类不会发生改变，故填“不发生”；(2)催化剂的作用是改变化学反应速率，本题中使用催化剂是为了加快反应速率，故填“加快”；(3)由配平后的反应$\ce{CO + H_{2}O = CO_{2} + H_{2}}$可知，参加反应的甲（CO）和生成的丙（CO₂）的分子个数比为$1:1$；(4)根据质量守恒定律，反应前总质量为$14\ \mathrm{g}+9\ \mathrm{g}=23\ \mathrm{g}$，反应后总质量也为$23\ \mathrm{g}$，已知丁的质量为$1\ \mathrm{g}$，则丙的质量为$23\ \mathrm{g}-1\ \mathrm{g}=22\ \mathrm{g}$。
【答案】(1)不发生；(2)加快；(3)$1:1$；(4)22
【知识点】化学变化的微观本质、催化剂的作用、质量守恒定律
【点评】本题结合微观示意图考查化学反应的基础知识点，需先判断物质化学式，再结合化学基本概念解答，属于常规基础题，难度不大。
【难度系数】0.5
11. (2025·天津节选)从多角度认识化学反应，发展科学思维。
(1)物质变化:结合如下反应的微观示意图回答问题。
①微观分析,反应前后发生变化的是
②宏观分析,该反应产生了新物质,反应的化学方程式为
(2)能量变化:“神舟”系列载人飞船使用的某种发动机利用了$\ce{N_{2}H_{4}}$分解释放出的热量和气体,反应的化学方程式为$\ce{aN_{2}H_{4}\xlongequal{催化剂}2N_{2}↑ + 3H_{2}↑ + 2NH_{3}↑}$,其中$a=$
(3)可持续发展:为防止燃煤烟气中的二氧化硫污染环境,可用石灰石进行脱硫,这个过程中会发生化学反应:$\ce{2CaCO_{3} + 2SO_{2} + O_{2} = 2CaSO_{4} + 2CO_{2}}$,生成的硫酸钙可用于生产建筑材料。若吸收$\ce{640\ t}$二氧化硫,至少需要碳酸钙的质量为
(1)物质变化:结合如下反应的微观示意图回答问题。
①微观分析,反应前后发生变化的是
分子
(选填“分子”或“原子”)。②宏观分析,该反应产生了新物质,反应的化学方程式为
$\ce{2CO + O_{2}\xlongequal{点燃} 2CO_{2}}$
。(2)能量变化:“神舟”系列载人飞船使用的某种发动机利用了$\ce{N_{2}H_{4}}$分解释放出的热量和气体,反应的化学方程式为$\ce{aN_{2}H_{4}\xlongequal{催化剂}2N_{2}↑ + 3H_{2}↑ + 2NH_{3}↑}$,其中$a=$
3
。(3)可持续发展:为防止燃煤烟气中的二氧化硫污染环境,可用石灰石进行脱硫,这个过程中会发生化学反应:$\ce{2CaCO_{3} + 2SO_{2} + O_{2} = 2CaSO_{4} + 2CO_{2}}$,生成的硫酸钙可用于生产建筑材料。若吸收$\ce{640\ t}$二氧化硫,至少需要碳酸钙的质量为
1000
$\ce{t}$。答案
11.(1)①分子 ②$\ce{2CO + O_{2}\xlongequal{点燃} 2CO_{2}}$
(2)3
(3)1000
(2)3
(3)1000
解析
【分析】
1. 微观分析：化学反应的本质是分子破裂、原子重新组合，反应前后原子种类和数目不变，分子种类改变，据此判断①；根据微观示意图确定反应物、生成物的粒子构成及个数比，配平得到化学方程式，解决②。
2. 配平问题：利用质量守恒定律，反应前后各原子数目相等，通过计算N原子总数即可求出a的值。
3. 化学计算：根据给定的化学方程式，找出CaCO₃与SO₂的质量关系，结合SO₂的质量，列比例式计算所需CaCO₃的质量。
【解析】
(1)①化学反应中，分子种类发生改变，原子种类和数目不变，因此反应前后发生变化的是分子；
②从微观示意图可知，反应物是CO和O₂，生成物是CO₂，反应的粒子个数比为2:1:2，故化学方程式为$\ce{2CO + O_{2}\xlongequal{点燃} 2CO_{2}}$；
(2)根据质量守恒定律，反应前后N原子总数相等：左边N原子数为$2a$，右边N原子数为$2×2 + 2×1=6$，则$2a=6$，解得$a=3$；
(3)设需要碳酸钙的质量为$x$，根据化学方程式$\ce{2CaCO_{3} + 2SO_{2} + O_{2} = 2CaSO_{4} + 2CO_{2}}$，CaCO₃与SO₂的质量比为$(2×100):(2×64)=200:128$，则$\frac{200}{128}=\frac{x}{640\ t}$，解得$x=1000\ t$。
【答案】
(1)①分子；②$\ce{2CO + O_{2}\xlongequal{点燃} 2CO_{2}}$；(2)3；(3)1000
【知识点】
化学方程式书写、质量守恒定律、根据化学方程式计算
【点评】
本题结合微观示意图、质量守恒及化学计算考查化学反应的相关知识，题型常规，注重基础应用，难度适中。
【难度系数】
0.5
1. 微观分析：化学反应的本质是分子破裂、原子重新组合，反应前后原子种类和数目不变，分子种类改变，据此判断①；根据微观示意图确定反应物、生成物的粒子构成及个数比，配平得到化学方程式，解决②。
2. 配平问题：利用质量守恒定律，反应前后各原子数目相等，通过计算N原子总数即可求出a的值。
3. 化学计算：根据给定的化学方程式，找出CaCO₃与SO₂的质量关系，结合SO₂的质量，列比例式计算所需CaCO₃的质量。
【解析】
(1)①化学反应中，分子种类发生改变，原子种类和数目不变，因此反应前后发生变化的是分子；
②从微观示意图可知，反应物是CO和O₂，生成物是CO₂，反应的粒子个数比为2:1:2，故化学方程式为$\ce{2CO + O_{2}\xlongequal{点燃} 2CO_{2}}$；
(2)根据质量守恒定律，反应前后N原子总数相等：左边N原子数为$2a$，右边N原子数为$2×2 + 2×1=6$，则$2a=6$，解得$a=3$；
(3)设需要碳酸钙的质量为$x$，根据化学方程式$\ce{2CaCO_{3} + 2SO_{2} + O_{2} = 2CaSO_{4} + 2CO_{2}}$，CaCO₃与SO₂的质量比为$(2×100):(2×64)=200:128$，则$\frac{200}{128}=\frac{x}{640\ t}$，解得$x=1000\ t$。
【答案】
(1)①分子；②$\ce{2CO + O_{2}\xlongequal{点燃} 2CO_{2}}$；(2)3；(3)1000
【知识点】
化学方程式书写、质量守恒定律、根据化学方程式计算
【点评】
本题结合微观示意图、质量守恒及化学计算考查化学反应的相关知识，题型常规，注重基础应用，难度适中。
【难度系数】
0.5
12. (2025·南京节选)氢气是一种清洁的高能燃料,已应用于航天、交通等领域。
(1)氨硼烷($\ce{NH_{3}BH_{3}}$)具有极高的理论储氢量和良好的放氢特性。氨硼烷的一种放氢反应为$\ce{NH_{3}BH_{3} + 2X\xlongequal{催化剂}NH_{4}BO_{2} + 3H_{2}↑}$,则$\mathrm{X}$的化学式为
(2)某新能源汽车以氢气为燃料,使用$1\ \mathrm{kg}$氢气平均可行驶$150\ \mathrm{km}$。如果通过电解水产生氢气,$180\ \mathrm{kg}$水分解产生的氢气理论上可供这辆汽车行驶多远?(写出计算过程)
(1)氨硼烷($\ce{NH_{3}BH_{3}}$)具有极高的理论储氢量和良好的放氢特性。氨硼烷的一种放氢反应为$\ce{NH_{3}BH_{3} + 2X\xlongequal{催化剂}NH_{4}BO_{2} + 3H_{2}↑}$,则$\mathrm{X}$的化学式为
$\ce{H_{2}O}$
。(2)某新能源汽车以氢气为燃料,使用$1\ \mathrm{kg}$氢气平均可行驶$150\ \mathrm{km}$。如果通过电解水产生氢气,$180\ \mathrm{kg}$水分解产生的氢气理论上可供这辆汽车行驶多远?(写出计算过程)
答案
12.(1)$\ce{H_{2}O}$
(2)解:设180 kg水分解产生氢气的质量为$x$。
$\ce{2H_{2}O\xlongequal{通电}2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow}$
$36\quad\quad\quad\quad 4$
$180\ \mathrm{kg}\quad\quad x$
$\dfrac{36}{4}=\dfrac{180\ \mathrm{kg}}{x}$
$x=20\ \mathrm{kg}$
可供汽车行驶的路程为 $20\ \mathrm{kg}×150\ \mathrm{km/kg}=3000\ \mathrm{km}$
答:180 kg水分解产生的氢气理论上可供这辆汽车行驶3000 km。
(2)解:设180 kg水分解产生氢气的质量为$x$。
$\ce{2H_{2}O\xlongequal{通电}2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow}$
$36\quad\quad\quad\quad 4$
$180\ \mathrm{kg}\quad\quad x$
$\dfrac{36}{4}=\dfrac{180\ \mathrm{kg}}{x}$
$x=20\ \mathrm{kg}$
可供汽车行驶的路程为 $20\ \mathrm{kg}×150\ \mathrm{km/kg}=3000\ \mathrm{km}$
答:180 kg水分解产生的氢气理论上可供这辆汽车行驶3000 km。
解析
【分析】
第(1)问需依据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类、数目不变，通过对比反应前后各原子的个数推导X的化学式；第(2)问需先正确书写电解水的化学方程式，利用化学方程式中各物质的质量比计算生成氢气的质量，再结合单位质量氢气的行驶路程计算总路程，解题时需注意步骤规范、比例式书写正确。
【解析】
(1) 根据质量守恒定律，反应前后原子的种类、数目不变：反应前N原子1个、H原子（$\ce{NH_{3}BH_{3}}$中含6个H）、B原子1个、O原子0个；反应后N原子1个、H原子（$\ce{NH_{4}BO_{2}}$中4个H + $\ce{3H_{2}}$中6个H）共10个、B原子1个、O原子2个。则2个X分子含H原子$10-6=4$个、O原子2个，即每个X分子含2个H和1个O，故X的化学式为$\ce{H_{2}O}$。
(2) 解：设180 kg水分解产生氢气的质量为$x$。
$\ce{2H_{2}O\xlongequal{通电}2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow}$
$\quad36\quad\quad\quad4$
$180\ \mathrm{kg}\quad\quad x$
$\dfrac{36}{4}=\dfrac{180\ \mathrm{kg}}{x}$
$x=20\ \mathrm{kg}$
可供汽车行驶的路程为：$20\ \mathrm{kg}×150\ \mathrm{km/kg}=3000\ \mathrm{km}$
答：180 kg水分解产生的氢气理论上可供这辆汽车行驶3000 km。
【答案】
(1)$\ce{H_{2}O}$；(2)3000 km
【知识点】
质量守恒定律、根据化学方程式的计算
【点评】
本题以氢气的应用为背景，结合基础化学知识考查，既涉及微观的质量守恒定律应用，又有宏观的化学计算，注重解题规范，难度适中。
【难度系数】
0.6
第(1)问需依据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类、数目不变，通过对比反应前后各原子的个数推导X的化学式；第(2)问需先正确书写电解水的化学方程式，利用化学方程式中各物质的质量比计算生成氢气的质量，再结合单位质量氢气的行驶路程计算总路程，解题时需注意步骤规范、比例式书写正确。
【解析】
(1) 根据质量守恒定律，反应前后原子的种类、数目不变：反应前N原子1个、H原子（$\ce{NH_{3}BH_{3}}$中含6个H）、B原子1个、O原子0个；反应后N原子1个、H原子（$\ce{NH_{4}BO_{2}}$中4个H + $\ce{3H_{2}}$中6个H）共10个、B原子1个、O原子2个。则2个X分子含H原子$10-6=4$个、O原子2个，即每个X分子含2个H和1个O，故X的化学式为$\ce{H_{2}O}$。
(2) 解：设180 kg水分解产生氢气的质量为$x$。
$\ce{2H_{2}O\xlongequal{通电}2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow}$
$\quad36\quad\quad\quad4$
$180\ \mathrm{kg}\quad\quad x$
$\dfrac{36}{4}=\dfrac{180\ \mathrm{kg}}{x}$
$x=20\ \mathrm{kg}$
可供汽车行驶的路程为：$20\ \mathrm{kg}×150\ \mathrm{km/kg}=3000\ \mathrm{km}$
答：180 kg水分解产生的氢气理论上可供这辆汽车行驶3000 km。
【答案】
(1)$\ce{H_{2}O}$；(2)3000 km
【知识点】
质量守恒定律、根据化学方程式的计算
【点评】
本题以氢气的应用为背景，结合基础化学知识考查，既涉及微观的质量守恒定律应用，又有宏观的化学计算，注重解题规范，难度适中。
【难度系数】
0.6
