7. 化学图像能提供物质及其变化的丰富信息。下列图像不能正确反映对应变化关系的是(

A.①用红磷燃烧法测定空气中氧气的含量
B.②4.8g镁在8.0g氧气中充分燃烧
C.③加热高锰酸钾制取氧气
D.④完全相同的甲、乙两份过氧化氢溶液,甲中加入适量的二氧化锰
A
)。A.①用红磷燃烧法测定空气中氧气的含量
B.②4.8g镁在8.0g氧气中充分燃烧
C.③加热高锰酸钾制取氧气
D.④完全相同的甲、乙两份过氧化氢溶液,甲中加入适量的二氧化锰
答案
7.A
解析
【分析】
要判断各图像是否正确,需结合化学反应原理、物质的质量变化、元素变化等逐一分析:
1. 选项A:红磷燃烧测定空气中氧气含量时,红磷燃烧放热,装置内气体先受热膨胀(体积增大),后冷却至室温,因消耗氧气体积减小,最终气体体积约减少1/5。但图像①中气体体积直接下降,未体现先膨胀的过程,且体积减少比例不符合实际,故错误。
2. 选项B:根据镁燃烧的反应计算,4.8g镁完全反应需氧气3.2g,8.0g氧气过量,剩余氧气4.8g,生成氧化镁8.0g,图像②符合质量变化,正确。
3. 选项C:加热高锰酸钾制氧气,固体中氧元素随反应进行减少,反应结束后剩余固体仍含氧元素,图像③符合,正确。
4. 选项D:二氧化锰催化过氧化氢分解,加快反应速率,不改变生成氧气总质量,甲反应快先达到最大值,图像④符合,正确。因此不能正确反映的是A。
【解析】
逐一分析各选项:
选项A:红磷燃烧测定空气中氧气含量时,红磷燃烧放热,装置内气体先受热膨胀,体积增大,后冷却至室温,因消耗氧气体积减小,最终气体体积约减少1/5。但图像①中气体体积直接下降,无先膨胀的过程,体积减少比例也不符合实际,故图像错误。
选项B:镁燃烧的反应为$\ce{2Mg + O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}} 2MgO}$,4.8g镁完全反应消耗氧气的质量为$\frac{32}{48}×4.8g=3.2g$,剩余氧气质量为$8.0g-3.2g=4.8g$,生成氧化镁质量为8.0g。图像②中镁质量从4.8g减至0,氧气从8.0g减至4.8g,氧化镁从0增至8.0g,符合反应事实,正确。
选项C:加热高锰酸钾制取氧气,反应生成氧气,固体中氧元素质量随反应进行逐渐减少,反应结束后,剩余固体(锰酸钾、二氧化锰)中仍含有氧元素,故氧元素质量不会为0,图像③符合变化关系,正确。
选项D:过氧化氢分解制取氧气时,二氧化锰作催化剂,仅加快反应速率,不改变生成氧气的总质量。因此甲(加二氧化锰)反应速率快,先完成反应,氧气质量先达到最大值;乙反应速率慢,后达到最大值,最终两者氧气质量相等,图像④符合,正确。
综上,不能正确反映对应变化关系的是A。
【答案】
A
【知识点】
化学图像分析、质量守恒定律、催化剂的作用
【点评】
本题通过化学图像考查化学反应的变化规律,需结合反应原理、物质质量变化等逐一分析,关键是理解各反应中物质的量变化及图像的横纵坐标含义。
【难度系数】
0.5
要判断各图像是否正确,需结合化学反应原理、物质的质量变化、元素变化等逐一分析:
1. 选项A:红磷燃烧测定空气中氧气含量时,红磷燃烧放热,装置内气体先受热膨胀(体积增大),后冷却至室温,因消耗氧气体积减小,最终气体体积约减少1/5。但图像①中气体体积直接下降,未体现先膨胀的过程,且体积减少比例不符合实际,故错误。
2. 选项B:根据镁燃烧的反应计算,4.8g镁完全反应需氧气3.2g,8.0g氧气过量,剩余氧气4.8g,生成氧化镁8.0g,图像②符合质量变化,正确。
3. 选项C:加热高锰酸钾制氧气,固体中氧元素随反应进行减少,反应结束后剩余固体仍含氧元素,图像③符合,正确。
4. 选项D:二氧化锰催化过氧化氢分解,加快反应速率,不改变生成氧气总质量,甲反应快先达到最大值,图像④符合,正确。因此不能正确反映的是A。
【解析】
逐一分析各选项:
选项A:红磷燃烧测定空气中氧气含量时,红磷燃烧放热,装置内气体先受热膨胀,体积增大,后冷却至室温,因消耗氧气体积减小,最终气体体积约减少1/5。但图像①中气体体积直接下降,无先膨胀的过程,体积减少比例也不符合实际,故图像错误。
选项B:镁燃烧的反应为$\ce{2Mg + O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}} 2MgO}$,4.8g镁完全反应消耗氧气的质量为$\frac{32}{48}×4.8g=3.2g$,剩余氧气质量为$8.0g-3.2g=4.8g$,生成氧化镁质量为8.0g。图像②中镁质量从4.8g减至0,氧气从8.0g减至4.8g,氧化镁从0增至8.0g,符合反应事实,正确。
选项C:加热高锰酸钾制取氧气,反应生成氧气,固体中氧元素质量随反应进行逐渐减少,反应结束后,剩余固体(锰酸钾、二氧化锰)中仍含有氧元素,故氧元素质量不会为0,图像③符合变化关系,正确。
选项D:过氧化氢分解制取氧气时,二氧化锰作催化剂,仅加快反应速率,不改变生成氧气的总质量。因此甲(加二氧化锰)反应速率快,先完成反应,氧气质量先达到最大值;乙反应速率慢,后达到最大值,最终两者氧气质量相等,图像④符合,正确。
综上,不能正确反映对应变化关系的是A。
【答案】
A
【知识点】
化学图像分析、质量守恒定律、催化剂的作用
【点评】
本题通过化学图像考查化学反应的变化规律,需结合反应原理、物质质量变化等逐一分析,关键是理解各反应中物质的量变化及图像的横纵坐标含义。
【难度系数】
0.5
8.地球大气的演化经历了原始大气、次生大气和现代大气三个阶段,次生大气中部分成分的微观示意图如下所示:

一定条件下,3.4g甲物质和8g氧气恰好完全反应,生成乙物质和氧化物X,下列说法正确的是(
A.反应生成9.2g氧化物X
B.反应共涉及三种氧化物
C.反应生成X与氧气的分子个数比为4:5
D.物质丙由碳原子和氧原子构成
一定条件下,3.4g甲物质和8g氧气恰好完全反应,生成乙物质和氧化物X,下列说法正确的是(
C
)。A.反应生成9.2g氧化物X
B.反应共涉及三种氧化物
C.反应生成X与氧气的分子个数比为4:5
D.物质丙由碳原子和氧原子构成
答案
8.C
解析
【分析】首先根据微观示意图确定各物质的化学式:甲由1个氮原子和3个氢原子构成,为$\ce{NH_{3}}$;乙由1个氧原子和2个氢原子构成,为$\ce{H_{2}O}$;丙由1个碳原子和2个氧原子构成,为$\ce{CO_{2}}$。再结合质量守恒定律、元素守恒及化学方程式的计算,分析反应的物质组成、反应关系,逐一判断选项。
【解析】1. 计算反应物的物质的量:$\ce{NH_{3}}$的摩尔质量为$17\ \mathrm{g/mol}$,$3.4\ \mathrm{g}\ \ce{NH_{3}}$的物质的量为$\frac{3.4\ \mathrm{g}}{17\ \mathrm{g/mol}}=0.2\ \mathrm{mol}$;$\ce{O_{2}}$的摩尔质量为$32\ \mathrm{g/mol}$,$8\ \mathrm{g}\ \ce{O_{2}}$的物质的量为$\frac{8\ \mathrm{g}}{32\ \mathrm{g/mol}}=0.25\ \mathrm{mol}$。
2. 根据氢元素守恒计算生成$\ce{H_{2}O}$的量:$0.2\ \mathrm{mol}\ \ce{NH_{3}}$含氢原子$0.6\ \mathrm{mol}$,每个$\ce{H_{2}O}$含2个氢原子,故生成$\ce{H_{2}O}$的物质的量为$\frac{0.6\ \mathrm{mol}}{2}=0.3\ \mathrm{mol}$,质量为$0.3\ \mathrm{mol}×18\ \mathrm{g/mol}=5.4\ \mathrm{g}$。
3. 确定氧化物$\mathrm{X}$的质量和组成:根据质量守恒,生成物总质量为$3.4\ \mathrm{g}+8\ \mathrm{g}=11.4\ \mathrm{g}$,则$\mathrm{X}$的质量为$11.4\ \mathrm{g}-5.4\ \mathrm{g}=6\ \mathrm{g}$;反应中氮元素全部来自$\ce{NH_{3}}$,故$\mathrm{X}$中$\mathrm{N}$的物质的量为$0.2\ \mathrm{mol}$;$\ce{O_{2}}$提供的氧原子为$0.25\ \mathrm{mol}×2=0.5\ \mathrm{mol}$,$\ce{H_{2}O}$中氧原子为$0.3\ \mathrm{mol}$,故$\mathrm{X}$中氧原子为$0.5\ \mathrm{mol}-0.3\ \mathrm{mol}=0.2\ \mathrm{mol}$,$\mathrm{X}$中$\mathrm{N}$、$\mathrm{O}$原子个数比为$1:1$,即$\mathrm{X}$为$\ce{NO}$。
4. 配平反应方程式:$0.2\ce{NH_{3}} +0.25\ce{O_{2}}→0.3\ce{H_{2}O}+0.2\ce{NO}$,同乘10得$2\ce{NH_{3}} +2.5\ce{O_{2}}=3\ce{H_{2}O}+2\ce{NO}$,再同乘2得$4\ce{NH_{3}} +5\ce{O_{2}}=6\ce{H_{2}O}+4\ce{NO}$,故$\mathrm{X(NO)}$与$\ce{O_{2}}$的分子个数比为$4:5$。
5. 选项判断:A选项中$\mathrm{X}$质量为$6\ \mathrm{g}$,错误;B选项中反应涉及的氧化物为$\ce{H_{2}O}$、$\ce{NO}$,共2种,错误;C选项符合计算结果,正确;D选项中丙$\ce{CO_{2}}$由二氧化碳分子构成,不是直接由碳原子和氧原子构成,错误。
【答案】C
【知识点】化学式与物质构成、质量守恒定律、化学方程式计算
【点评】本题结合微观模型考查物质组成、反应的定量分析,需先确定物质化学式,再利用元素守恒和质量守恒推导反应关系,易错点是氧化物的判断和物质构成的描述。
【难度系数】0.5
【解析】1. 计算反应物的物质的量:$\ce{NH_{3}}$的摩尔质量为$17\ \mathrm{g/mol}$,$3.4\ \mathrm{g}\ \ce{NH_{3}}$的物质的量为$\frac{3.4\ \mathrm{g}}{17\ \mathrm{g/mol}}=0.2\ \mathrm{mol}$;$\ce{O_{2}}$的摩尔质量为$32\ \mathrm{g/mol}$,$8\ \mathrm{g}\ \ce{O_{2}}$的物质的量为$\frac{8\ \mathrm{g}}{32\ \mathrm{g/mol}}=0.25\ \mathrm{mol}$。
2. 根据氢元素守恒计算生成$\ce{H_{2}O}$的量:$0.2\ \mathrm{mol}\ \ce{NH_{3}}$含氢原子$0.6\ \mathrm{mol}$,每个$\ce{H_{2}O}$含2个氢原子,故生成$\ce{H_{2}O}$的物质的量为$\frac{0.6\ \mathrm{mol}}{2}=0.3\ \mathrm{mol}$,质量为$0.3\ \mathrm{mol}×18\ \mathrm{g/mol}=5.4\ \mathrm{g}$。
3. 确定氧化物$\mathrm{X}$的质量和组成:根据质量守恒,生成物总质量为$3.4\ \mathrm{g}+8\ \mathrm{g}=11.4\ \mathrm{g}$,则$\mathrm{X}$的质量为$11.4\ \mathrm{g}-5.4\ \mathrm{g}=6\ \mathrm{g}$;反应中氮元素全部来自$\ce{NH_{3}}$,故$\mathrm{X}$中$\mathrm{N}$的物质的量为$0.2\ \mathrm{mol}$;$\ce{O_{2}}$提供的氧原子为$0.25\ \mathrm{mol}×2=0.5\ \mathrm{mol}$,$\ce{H_{2}O}$中氧原子为$0.3\ \mathrm{mol}$,故$\mathrm{X}$中氧原子为$0.5\ \mathrm{mol}-0.3\ \mathrm{mol}=0.2\ \mathrm{mol}$,$\mathrm{X}$中$\mathrm{N}$、$\mathrm{O}$原子个数比为$1:1$,即$\mathrm{X}$为$\ce{NO}$。
4. 配平反应方程式:$0.2\ce{NH_{3}} +0.25\ce{O_{2}}→0.3\ce{H_{2}O}+0.2\ce{NO}$,同乘10得$2\ce{NH_{3}} +2.5\ce{O_{2}}=3\ce{H_{2}O}+2\ce{NO}$,再同乘2得$4\ce{NH_{3}} +5\ce{O_{2}}=6\ce{H_{2}O}+4\ce{NO}$,故$\mathrm{X(NO)}$与$\ce{O_{2}}$的分子个数比为$4:5$。
5. 选项判断:A选项中$\mathrm{X}$质量为$6\ \mathrm{g}$,错误;B选项中反应涉及的氧化物为$\ce{H_{2}O}$、$\ce{NO}$,共2种,错误;C选项符合计算结果,正确;D选项中丙$\ce{CO_{2}}$由二氧化碳分子构成,不是直接由碳原子和氧原子构成,错误。
【答案】C
【知识点】化学式与物质构成、质量守恒定律、化学方程式计算
【点评】本题结合微观模型考查物质组成、反应的定量分析,需先确定物质化学式,再利用元素守恒和质量守恒推导反应关系,易错点是氧化物的判断和物质构成的描述。
【难度系数】0.5
9.从宏观和微观两方面研究质量守恒定律对化学科学发展具有重大意义。
(1)在氧气中点燃红磷的实验过程,固体的质量变化如图1所示。

①固体质量在$t_1$ s前没有发生变化的原因是
②参加反应的氧气质量为
(2)某反应的微观示意图如图2所示。反应的化学方程式为
(1)在氧气中点燃红磷的实验过程,固体的质量变化如图1所示。
①固体质量在$t_1$ s前没有发生变化的原因是
未开始反应
。②参加反应的氧气质量为
8
g。(2)某反应的微观示意图如图2所示。反应的化学方程式为
$2F_{2} + 2H_{2}O\xlongequal{\ \ }4HF + O_{2}$
。答案
9.(1)①未开始反应 ②8
(2)$2F_{2} + 2H_{2}O\xlongequal{\ \ }4HF + O_{2}$
(2)$2F_{2} + 2H_{2}O\xlongequal{\ \ }4HF + O_{2}$
解析
【分析】
本题结合固体质量变化图像和微观粒子示意图,考查质量守恒定律的应用、燃烧条件及化学方程式的书写。
(1)①红磷燃烧需要温度达到其着火点,t₁s前温度未达到红磷的着火点,反应未发生,因此固体质量不变;②根据质量守恒定律,反应后固体增加的质量等于参加反应的氧气质量,通过反应前后固体质量差计算即可。
(2)根据微观示意图确定反应物和生成物的化学式,再依据原子守恒配平化学方程式。
【解析】
(1)①红磷燃烧的条件是温度达到着火点,在t₁s前,温度未达到红磷的着火点,红磷还未开始燃烧,所以固体质量没有发生变化。
②根据质量守恒定律,参加反应的氧气质量 = 反应后固体总质量 - 反应前红磷的质量 = 14.2g - 6.2g = 8g。
(2)从微观示意图可知,反应物为氟气(F₂)和水(H₂O),生成物为氟化氢(HF)和氧气(O₂)。根据化学反应前后原子种类和数目不变配平:右边HF系数为4时,F原子总数为4,对应F₂系数为2;右边H原子总数为4,对应H₂O系数为2;此时左边O原子总数为2,对应O₂系数为1,因此反应的化学方程式为:$2F_{2} + 2H_{2}O\xlongequal{\ \ }4HF + O_{2}$。
【答案】
(1)①未开始反应;②8;(2)$2F_{2} + 2H_{2}O\xlongequal{\ \ }4HF + O_{2}$
【知识点】
质量守恒定律,化学方程式书写,燃烧条件
【点评】
本题是化学基础知识点的综合考查,结合图像和微观模型提取信息,需要学生掌握燃烧条件、质量守恒的计算方法,以及微观示意图转化学方程式的配平技巧,属于常规基础题型。
【难度系数】
0.6
本题结合固体质量变化图像和微观粒子示意图,考查质量守恒定律的应用、燃烧条件及化学方程式的书写。
(1)①红磷燃烧需要温度达到其着火点,t₁s前温度未达到红磷的着火点,反应未发生,因此固体质量不变;②根据质量守恒定律,反应后固体增加的质量等于参加反应的氧气质量,通过反应前后固体质量差计算即可。
(2)根据微观示意图确定反应物和生成物的化学式,再依据原子守恒配平化学方程式。
【解析】
(1)①红磷燃烧的条件是温度达到着火点,在t₁s前,温度未达到红磷的着火点,红磷还未开始燃烧,所以固体质量没有发生变化。
②根据质量守恒定律,参加反应的氧气质量 = 反应后固体总质量 - 反应前红磷的质量 = 14.2g - 6.2g = 8g。
(2)从微观示意图可知,反应物为氟气(F₂)和水(H₂O),生成物为氟化氢(HF)和氧气(O₂)。根据化学反应前后原子种类和数目不变配平:右边HF系数为4时,F原子总数为4,对应F₂系数为2;右边H原子总数为4,对应H₂O系数为2;此时左边O原子总数为2,对应O₂系数为1,因此反应的化学方程式为:$2F_{2} + 2H_{2}O\xlongequal{\ \ }4HF + O_{2}$。
【答案】
(1)①未开始反应;②8;(2)$2F_{2} + 2H_{2}O\xlongequal{\ \ }4HF + O_{2}$
【知识点】
质量守恒定律,化学方程式书写,燃烧条件
【点评】
本题是化学基础知识点的综合考查,结合图像和微观模型提取信息,需要学生掌握燃烧条件、质量守恒的计算方法,以及微观示意图转化学方程式的配平技巧,属于常规基础题型。
【难度系数】
0.6
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