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8.(2024·河北)当前,氨气(NH₃)的能源化应用逐渐成为研究热点。工业上常用氮气和氢气合成氨气,一定条件下,在密闭容器中加入反应物和催化剂进行该反应,反应前后各物质的质量如下图所示,图中有两处被墨迹遮盖。下列说法正确的是
【】
A.反应后催化剂的质量为8 g
B.参加反应的氢气质量为6 g
C.氨分子的微观示意图为
D.参加反应的氮气和生成的氨气分子个数比为4:1
【】
A.反应后催化剂的质量为8 g
B.参加反应的氢气质量为6 g
C.氨分子的微观示意图为
D.参加反应的氮气和生成的氨气分子个数比为4:1
答案
B
解析
【分析】本题围绕工业合成氨反应，结合质量守恒定律、催化剂的性质、分子微观结构及化学计量数的意义分析各选项：首先明确催化剂反应前后质量不变，反应前后总质量守恒；其次掌握氨分子的微观构成是1个N原子结合3个H原子，合成氨反应中氮气、氢气、氨气的质量比与分子个数比的关系，逐一判断选项正误。
【解析】工业合成氨的反应为$\ce{N_{2} + 3H_{2}\xlongequal{一定条件} 2NH_{3}}$，反应遵循质量守恒定律，催化剂反应前后质量不变：
1. 选项A：催化剂反应前后质量不变，图中墨迹遮盖了部分质量，无法得出反应后催化剂质量为8g，A错误；
2. 选项B：根据质量守恒定律，反应前后总质量相等，结合合成氨反应的质量关系（$\ce{N_{2}}$、$\ce{H_{2}}$、$\ce{NH_{3}}$反应质量比为$28:6:34$），可推出参加反应的氢气质量为6g，B正确；
3. 选项C：氨分子（$\ce{NH_{3}}$）是1个N原子与3个H原子构成，题目中的微观示意图是1个N原子结合4个H原子，属于铵根离子（$\ce{NH^{+}_{4}}$）的结构，不是氨分子，C错误；
4. 选项D：由化学方程式的计量数可知，参加反应的氮气和生成的氨气分子个数比为$1:2$，不是$4:1$，D错误。
【答案】B
【知识点】质量守恒定律、化学方程式计算、分子结构
【点评】本题结合工业合成氨的背景，综合考查质量守恒定律的应用、催化剂的性质、分子的微观构成及化学计量数的意义，需要学生熟练掌握化学基本规律，逐一分析选项，难度适中。
【难度系数】0.5
【解析】工业合成氨的反应为$\ce{N_{2} + 3H_{2}\xlongequal{一定条件} 2NH_{3}}$，反应遵循质量守恒定律，催化剂反应前后质量不变：
1. 选项A：催化剂反应前后质量不变，图中墨迹遮盖了部分质量，无法得出反应后催化剂质量为8g，A错误；
2. 选项B：根据质量守恒定律，反应前后总质量相等，结合合成氨反应的质量关系（$\ce{N_{2}}$、$\ce{H_{2}}$、$\ce{NH_{3}}$反应质量比为$28:6:34$），可推出参加反应的氢气质量为6g，B正确；
3. 选项C：氨分子（$\ce{NH_{3}}$）是1个N原子与3个H原子构成，题目中的微观示意图是1个N原子结合4个H原子，属于铵根离子（$\ce{NH^{+}_{4}}$）的结构，不是氨分子，C错误；
4. 选项D：由化学方程式的计量数可知，参加反应的氮气和生成的氨气分子个数比为$1:2$，不是$4:1$，D错误。
【答案】B
【知识点】质量守恒定律、化学方程式计算、分子结构
【点评】本题结合工业合成氨的背景，综合考查质量守恒定律的应用、催化剂的性质、分子的微观构成及化学计量数的意义，需要学生熟练掌握化学基本规律，逐一分析选项，难度适中。
【难度系数】0.5
9.科学家利用太阳光在新型催化剂表面高效分解水,微观过程如下图所示。下列说法不正确的是
【 】
A.该反应为分解反应
B.反应前后分子数目不变
C.反应前后元素种类不变
D.该过程可看出化学反应经历了原子重新组合
【 】
A.该反应为分解反应
B.反应前后分子数目不变
C.反应前后元素种类不变
D.该过程可看出化学反应经历了原子重新组合
答案
B
解析
【分析】
本题通过水分解的微观示意图，考查化学反应的基本概念与微观本质。首先根据微观粒子确定反应的化学方程式，再逐一分析各选项的正误：先明确反应前后的分子、元素变化，结合分解反应、质量守恒定律、化学反应微观本质等知识判断。
【解析】
根据微观示意图，反应的化学方程式为：$\ce{2H_{2}O\xlongequal{催化剂、太阳光} 2H_{2}↑ + O_{2}↑}$。
选项A：该反应由水一种物质生成氢气和氧气两种物质，符合“一变多”的分解反应特征，说法正确。
选项B：反应前分子数目为2个（$\ce{H_{2}O}$），反应后分子数目为2个$\ce{H_{2}}$分子 + 1个$\ce{O_{2}}$分子 = 3个，分子数目发生了改变，说法错误。
选项C：根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，反应前后均只含氢、氧两种元素，说法正确。
选项D：从微观过程可知，水分子分解为氢原子、氧原子，原子再重新组合成氢分子、氧分子，说明化学反应的本质是原子的重新组合，说法正确。
【答案】
B
【知识点】
分解反应、质量守恒定律、化学反应微观本质
【点评】
本题结合微观示意图考查化学反应的核心知识，需要学生能从宏观、微观角度理解反应的变化，难度适中，是初中化学的基础题型。
【难度系数】
0.6
本题通过水分解的微观示意图，考查化学反应的基本概念与微观本质。首先根据微观粒子确定反应的化学方程式，再逐一分析各选项的正误：先明确反应前后的分子、元素变化，结合分解反应、质量守恒定律、化学反应微观本质等知识判断。
【解析】
根据微观示意图，反应的化学方程式为：$\ce{2H_{2}O\xlongequal{催化剂、太阳光} 2H_{2}↑ + O_{2}↑}$。
选项A：该反应由水一种物质生成氢气和氧气两种物质，符合“一变多”的分解反应特征，说法正确。
选项B：反应前分子数目为2个（$\ce{H_{2}O}$），反应后分子数目为2个$\ce{H_{2}}$分子 + 1个$\ce{O_{2}}$分子 = 3个，分子数目发生了改变，说法错误。
选项C：根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，反应前后均只含氢、氧两种元素，说法正确。
选项D：从微观过程可知，水分子分解为氢原子、氧原子，原子再重新组合成氢分子、氧分子，说明化学反应的本质是原子的重新组合，说法正确。
【答案】
B
【知识点】
分解反应、质量守恒定律、化学反应微观本质
【点评】
本题结合微观示意图考查化学反应的核心知识，需要学生能从宏观、微观角度理解反应的变化，难度适中，是初中化学的基础题型。
【难度系数】
0.6
10.某同学用下图所示实验装置对质量守恒定律进行探究,请回答下列问题。
(1)反应前,托盘天平的指针指向刻度盘的中间,那么两种物质反应后,托盘天平的指针
(2)该同学的探究活动
(3)如果你进行该探究活动,装置不变,你选用的试剂是
(4)由质量守恒定律可知,在化学反应前后,一定不变的是
①物质种类 ②元素种类 ③分子种类 ④原子种类 ⑤分子数目 ⑥原子数目
(1)反应前,托盘天平的指针指向刻度盘的中间,那么两种物质反应后,托盘天平的指针
发生
（填“发生”或“不发生”）偏转。(2)该同学的探究活动
不能
（填“能”或“不能”）验证质量守恒定律。(3)如果你进行该探究活动,装置不变,你选用的试剂是
硫酸铜溶液和氢氧化钠溶液等
。如果试剂不变,请改进装置:使用气球作为缓冲装置的密闭容器(合理即可)
。(4)由质量守恒定律可知,在化学反应前后,一定不变的是
②④⑥
（填序号）。①物质种类 ②元素种类 ③分子种类 ④原子种类 ⑤分子数目 ⑥原子数目
答案
(1) 发生
(2) 不能
(3) 硫酸铜溶液和氢氧化钠溶液等
使用气球作为缓冲装置的密闭容器(合理即可)
(4) ②④⑥
(2) 不能
(3) 硫酸铜溶液和氢氧化钠溶液等
使用气球作为缓冲装置的密闭容器(合理即可)
(4) ②④⑥
解析
【分析】
要解决这道题，需结合质量守恒定律的验证条件分析：当反应有气体生成或参与时，若装置敞口，气体会逸散/进入，导致天平不平衡，无法验证质量守恒定律；若装置密闭，则可验证。同时要明确化学反应前后的不变量。
【解析】
(1) 碳酸钙与稀盐酸反应：$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}↑}$，生成的$\ce{CO_{2}}$气体逸散到空气中，使左盘总质量减小，因此天平指针发生偏转。
(2) 该反应在敞口装置中进行，生成的气体逸出，天平不平衡，无法验证质量守恒定律。
(3) 装置不变时，需选用无气体生成的反应，如硫酸铜溶液和氢氧化钠溶液（反应无气体，质量不变）；若试剂不变，需将装置改为密闭，如用气球套在烧杯口，收集$\ce{CO_{2}}$防止逸出。
(4) 根据质量守恒定律，化学反应前后：元素种类（②）、原子种类（④）、原子数目（⑥）一定不变；物质种类（①）、分子种类（③）一定改变；分子数目（⑤）可能改变，故选②④⑥。
【答案】
(1) 发生
(2) 不能
(3) 硫酸铜溶液和氢氧化钠溶液等；使用气球作为缓冲装置的密闭容器(合理即可)
(4) ②④⑥
【知识点】
质量守恒定律、化学实验装置、化学反应实质
【点评】
本题围绕质量守恒定律的实验验证展开，核心是理解“有气体参与/生成的反应需密闭装置才能验证质量守恒”，同时考查化学反应前后的不变量，属于基础实验题，需学生掌握实验设计的关键要点。
【难度系数】
0.5
要解决这道题，需结合质量守恒定律的验证条件分析：当反应有气体生成或参与时，若装置敞口，气体会逸散/进入，导致天平不平衡，无法验证质量守恒定律；若装置密闭，则可验证。同时要明确化学反应前后的不变量。
【解析】
(1) 碳酸钙与稀盐酸反应：$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}↑}$，生成的$\ce{CO_{2}}$气体逸散到空气中，使左盘总质量减小，因此天平指针发生偏转。
(2) 该反应在敞口装置中进行，生成的气体逸出，天平不平衡，无法验证质量守恒定律。
(3) 装置不变时，需选用无气体生成的反应，如硫酸铜溶液和氢氧化钠溶液（反应无气体，质量不变）；若试剂不变，需将装置改为密闭，如用气球套在烧杯口，收集$\ce{CO_{2}}$防止逸出。
(4) 根据质量守恒定律，化学反应前后：元素种类（②）、原子种类（④）、原子数目（⑥）一定不变；物质种类（①）、分子种类（③）一定改变；分子数目（⑤）可能改变，故选②④⑥。
【答案】
(1) 发生
(2) 不能
(3) 硫酸铜溶液和氢氧化钠溶液等；使用气球作为缓冲装置的密闭容器(合理即可)
(4) ②④⑥
【知识点】
质量守恒定律、化学实验装置、化学反应实质
【点评】
本题围绕质量守恒定律的实验验证展开，核心是理解“有气体参与/生成的反应需密闭装置才能验证质量守恒”，同时考查化学反应前后的不变量，属于基础实验题，需学生掌握实验设计的关键要点。
【难度系数】
0.5
