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12.(2026·河南)我国科学家使用纳米纤维作催化剂,实现了从二氧化碳到甲醇的转化,其反应原理如下图所示。已知乙为单质,乙的化学式为
$\boldsymbol{\ce{H_{2}}}$
;甲、丙、丁中属于氧化物的有$\boldsymbol{2}$
种;参加反应的甲与生成丙的质量比为$\boldsymbol{11:8}$
。答案
$\ce{H_{2}}$
$2$
$11:8$
$2$
$11:8$
解析
【分析】
要解决本题，需结合微观示意图、质量守恒定律、氧化物的概念逐步分析：首先根据图例确定各微粒的原子构成，写出甲、丙、丁的化学式；再依据反应前后原子的种类和数目不变，结合乙是单质的条件确定乙的化学式；接着根据氧化物的定义判断氧化物的种类；最后计算参加反应的甲与生成丙的质量比。
【解析】
1. 确定各物质化学式：根据图例，黑球为氧原子，灰球为碳原子，白球为氢原子。甲的1个分子由1个碳原子和2个氧原子构成，化学式为$\ce{CO_{2}}$；丙的1个分子由1个碳原子、4个氢原子和1个氧原子构成，化学式为$\ce{CH_{3}OH}$；丁的1个分子由2个氢原子和1个氧原子构成，化学式为$\ce{H_{2}O}$。
2. 确定乙的化学式：根据质量守恒定律，反应前后原子种类和数目不变。反应后原子总数：$\ce{C}$为1，$\ce{H}$为$4+2=6$，$\ce{O}$为$1+1=2$；反应前甲（$\ce{CO_{2}}$）已提供1个$\ce{C}$和2个$\ce{O}$，因此乙需提供6个$\ce{H}$原子，又因乙为单质，故乙的化学式为$\ce{H_{2}}$。
3. 判断氧化物种类：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（$\ce{CO_{2}}$，含C、O）、丁（$\ce{H_{2}O}$，含H、O）属于氧化物，丙（$\ce{CH_{3}OH}$，含C、H、O三种元素）不属于，因此氧化物共2种。
4. 计算质量比：$\ce{CO_{2}}$的相对分子质量为$12+16×2=44$，$\ce{CH_{3}OH}$的相对分子质量为$12+1×4+16=32$，参加反应的甲与生成丙的质量比为$44:32=11:8$。
【答案】
$\ce{H_{2}}$；$2$；$11:8$
【知识点】
质量守恒定律、氧化物判断、微观示意图应用
【点评】
本题通过微观反应示意图考查化学核心知识，需掌握质量守恒定律、氧化物概念，以及化学式与质量比的计算，是化学基础题型，注重对核心概念的理解与应用。
【难度系数】
0.6
要解决本题，需结合微观示意图、质量守恒定律、氧化物的概念逐步分析：首先根据图例确定各微粒的原子构成，写出甲、丙、丁的化学式；再依据反应前后原子的种类和数目不变，结合乙是单质的条件确定乙的化学式；接着根据氧化物的定义判断氧化物的种类；最后计算参加反应的甲与生成丙的质量比。
【解析】
1. 确定各物质化学式：根据图例，黑球为氧原子，灰球为碳原子，白球为氢原子。甲的1个分子由1个碳原子和2个氧原子构成，化学式为$\ce{CO_{2}}$；丙的1个分子由1个碳原子、4个氢原子和1个氧原子构成，化学式为$\ce{CH_{3}OH}$；丁的1个分子由2个氢原子和1个氧原子构成，化学式为$\ce{H_{2}O}$。
2. 确定乙的化学式：根据质量守恒定律，反应前后原子种类和数目不变。反应后原子总数：$\ce{C}$为1，$\ce{H}$为$4+2=6$，$\ce{O}$为$1+1=2$；反应前甲（$\ce{CO_{2}}$）已提供1个$\ce{C}$和2个$\ce{O}$，因此乙需提供6个$\ce{H}$原子，又因乙为单质，故乙的化学式为$\ce{H_{2}}$。
3. 判断氧化物种类：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（$\ce{CO_{2}}$，含C、O）、丁（$\ce{H_{2}O}$，含H、O）属于氧化物，丙（$\ce{CH_{3}OH}$，含C、H、O三种元素）不属于，因此氧化物共2种。
4. 计算质量比：$\ce{CO_{2}}$的相对分子质量为$12+16×2=44$，$\ce{CH_{3}OH}$的相对分子质量为$12+1×4+16=32$，参加反应的甲与生成丙的质量比为$44:32=11:8$。
【答案】
$\ce{H_{2}}$；$2$；$11:8$
【知识点】
质量守恒定律、氧化物判断、微观示意图应用
【点评】
本题通过微观反应示意图考查化学核心知识，需掌握质量守恒定律、氧化物概念，以及化学式与质量比的计算，是化学基础题型，注重对核心概念的理解与应用。
【难度系数】
0.6
13. 在反应$2A+B_2=2C$中,21 g A 和足量$B_2$在一定条件下充分反应生成33 g C,已知B的相对原子质量为16,则A的相对分子质量是【 】
A.26
B.28
C.30
D.32
A.26
B.28
C.30
D.32
答案
B
解析
【分析】首先根据质量守恒定律计算参加反应的B₂的质量，再设A的相对分子质量为x，写出化学方程式中各物质的相对质量，利用化学反应中各物质的质量比等于相对质量比列比例式，求解A的相对分子质量后对应选项得出答案。
【解析】解：根据质量守恒定律，参加反应的B₂的质量为：$33g -21g=12g$。
设A的相对分子质量为$x$，则：
$\begin{array}{cccc}2A&+&B_2&=&2C\\2x&&16×2=32&&2(x+16)\\21g&&12g&&\end{array}$
根据化学反应中各物质的质量比等于相对质量比，可得：
$\frac{2x}{32}=\frac{21g}{12g}$
化简得：$\frac{2x}{32}=\frac{7}{4}$
交叉相乘计算：$2x×4=32×7$，即$8x=224$，解得$x=28$。
【答案】B
【知识点】质量守恒定律、根据化学方程式计算、相对分子质量计算
【点评】本题是化学方程式计算的基础题型，核心是运用质量守恒定律确定反应物B₂的质量，再结合化学方程式的质量比关系求解，考查学生对基础计算方法的掌握。
【难度系数】0.6
【解析】解：根据质量守恒定律，参加反应的B₂的质量为：$33g -21g=12g$。
设A的相对分子质量为$x$，则：
$\begin{array}{cccc}2A&+&B_2&=&2C\\2x&&16×2=32&&2(x+16)\\21g&&12g&&\end{array}$
根据化学反应中各物质的质量比等于相对质量比，可得：
$\frac{2x}{32}=\frac{21g}{12g}$
化简得：$\frac{2x}{32}=\frac{7}{4}$
交叉相乘计算：$2x×4=32×7$，即$8x=224$，解得$x=28$。
【答案】B
【知识点】质量守恒定律、根据化学方程式计算、相对分子质量计算
【点评】本题是化学方程式计算的基础题型，核心是运用质量守恒定律确定反应物B₂的质量，再结合化学方程式的质量比关系求解，考查学生对基础计算方法的掌握。
【难度系数】0.6
14.生活中处处有化学。某种泡腾片产生气体的反应为$\ce{X + 3NaHCO_{3} = C_{6}H_{5}O_{7}Na_{3} + 3CO_{2}↑ + 3H_{2}O}$，则X的化学式为
$\boldsymbol{\ce{C_{6}H_{8}O_{7}}}$
。5.2 g $\ce{C_{2}H_{2}}$在点燃时能与14.4 g $\ce{O_{2}}$反应，得到13.2 g $\ce{CO_{2}}$和m g $\ce{CO}$等，则m为$\boldsymbol{2.8}$
，该反应的化学方程式为$\boldsymbol{\ce{4C_{2}H_{2} + 9O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}} 6CO_{2} + 2CO + 4H_{2}O}}$
。答案
$\ce{C_{6}H_{8}O_{7}}$
$2.8$
$\ce{4C_{2}H_{2} + 9O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}} 6CO_{2} + 2CO + 4H_{2}O}$
$2.8$
$\ce{4C_{2}H_{2} + 9O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}} 6CO_{2} + 2CO + 4H_{2}O}$
解析
【分析】
本题分为两部分，第一部分利用质量守恒定律（反应前后原子的种类、数目不变）推导未知物X的化学式；第二部分先通过原子守恒计算反应后CO的质量m，再结合各物质的物质的量之比配平化学方程式。解题核心是紧扣质量守恒的原子守恒规律，逐步分析各元素的数量关系。
【解析】
1. 求X的化学式：
根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类和数目不变。统计反应式$\ce{X + 3NaHCO_{3} = C_{6}H_{5}O_{7}Na_{3} + 3CO_{2}↑ + 3H_{2}O}$中反应前后的原子总数：
反应后：Na=3个，C=6+3=9个，H=5+3×2=11个，O=7+3×2+3×1=16个；
反应前（来自$\ce{3NaHCO_{3}}$）：Na=3个，C=3个，H=3个，O=9个；
因此X中含有的原子为：C=9-3=6个，H=11-3=8个，O=16-9=7个，故X的化学式为$\ce{C_{6}H_{8}O_{7}}$。
2. 求m的值及反应的化学方程式：
（1）计算各物质的物质的量：
$\ce{C_{2}H_{2}}$的物质的量：$n(\ce{C_{2}H_{2}})=\frac{5.2\ \mathrm{g}}{26\ \mathrm{g/mol}}=0.2\ \mathrm{mol}$，含C=0.4mol、H=0.4mol；
$\ce{O_{2}}$的物质的量：$n(\ce{O_{2}})=\frac{14.4\ \mathrm{g}}{32\ \mathrm{g/mol}}=0.45\ \mathrm{mol}$，含O=0.9mol；
反应后$\ce{CO_{2}}$的物质的量：$n(\ce{CO_{2}})=\frac{13.2\ \mathrm{g}}{44\ \mathrm{g/mol}}=0.3\ \mathrm{mol}$，含C=0.3mol、O=0.6mol；
H全部转化为$\ce{H_{2}O}$，故$\ce{H_{2}O}$的物质的量：$n(\ce{H_{2}O})=\frac{0.4\ \mathrm{mol}}{2}=0.2\ \mathrm{mol}$，含O=0.2mol；
（2）计算CO的质量：
反应后O原子总物质的量为0.9mol，因此$\ce{CO}$中含O的物质的量为：$0.9\ \mathrm{mol} - 0.6\ \mathrm{mol} - 0.2\ \mathrm{mol}=0.1\ \mathrm{mol}$，则$\ce{CO}$的物质的量为0.1mol，质量$m=0.1\ \mathrm{mol}×28\ \mathrm{g/mol}=2.8\ \mathrm{g}$；
（3）配平化学方程式：
各反应物、生成物的物质的量之比为：$0.2:0.45:0.3:0.1:0.2=4:9:6:2:4$，故反应的化学方程式为$\ce{4C_{2}H_{2} + 9O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}} 6CO_{2} + 2CO + 4H_{2}O}$。
【答案】
$\ce{C_{6}H_{8}O_{7}}$；$2.8$；$\ce{4C_{2}H_{2} + 9O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}} 6CO_{2} + 2CO + 4H_{2}O}$
【知识点】
质量守恒定律；化学方程式书写；根据化学式计算
【点评】
本题综合考查质量守恒定律的核心应用，涵盖未知化学式推导、产物质量计算及化学方程式配平，是化学基础应用的典型题型，需熟练掌握原子守恒的解题逻辑，逐步梳理各元素的量的关系。
【难度系数】
0.6
本题分为两部分，第一部分利用质量守恒定律（反应前后原子的种类、数目不变）推导未知物X的化学式；第二部分先通过原子守恒计算反应后CO的质量m，再结合各物质的物质的量之比配平化学方程式。解题核心是紧扣质量守恒的原子守恒规律，逐步分析各元素的数量关系。
【解析】
1. 求X的化学式：
根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类和数目不变。统计反应式$\ce{X + 3NaHCO_{3} = C_{6}H_{5}O_{7}Na_{3} + 3CO_{2}↑ + 3H_{2}O}$中反应前后的原子总数：
反应后：Na=3个，C=6+3=9个，H=5+3×2=11个，O=7+3×2+3×1=16个；
反应前（来自$\ce{3NaHCO_{3}}$）：Na=3个，C=3个，H=3个，O=9个；
因此X中含有的原子为：C=9-3=6个，H=11-3=8个，O=16-9=7个，故X的化学式为$\ce{C_{6}H_{8}O_{7}}$。
2. 求m的值及反应的化学方程式：
（1）计算各物质的物质的量：
$\ce{C_{2}H_{2}}$的物质的量：$n(\ce{C_{2}H_{2}})=\frac{5.2\ \mathrm{g}}{26\ \mathrm{g/mol}}=0.2\ \mathrm{mol}$，含C=0.4mol、H=0.4mol；
$\ce{O_{2}}$的物质的量：$n(\ce{O_{2}})=\frac{14.4\ \mathrm{g}}{32\ \mathrm{g/mol}}=0.45\ \mathrm{mol}$，含O=0.9mol；
反应后$\ce{CO_{2}}$的物质的量：$n(\ce{CO_{2}})=\frac{13.2\ \mathrm{g}}{44\ \mathrm{g/mol}}=0.3\ \mathrm{mol}$，含C=0.3mol、O=0.6mol；
H全部转化为$\ce{H_{2}O}$，故$\ce{H_{2}O}$的物质的量：$n(\ce{H_{2}O})=\frac{0.4\ \mathrm{mol}}{2}=0.2\ \mathrm{mol}$，含O=0.2mol；
（2）计算CO的质量：
反应后O原子总物质的量为0.9mol，因此$\ce{CO}$中含O的物质的量为：$0.9\ \mathrm{mol} - 0.6\ \mathrm{mol} - 0.2\ \mathrm{mol}=0.1\ \mathrm{mol}$，则$\ce{CO}$的物质的量为0.1mol，质量$m=0.1\ \mathrm{mol}×28\ \mathrm{g/mol}=2.8\ \mathrm{g}$；
（3）配平化学方程式：
各反应物、生成物的物质的量之比为：$0.2:0.45:0.3:0.1:0.2=4:9:6:2:4$，故反应的化学方程式为$\ce{4C_{2}H_{2} + 9O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}} 6CO_{2} + 2CO + 4H_{2}O}$。
【答案】
$\ce{C_{6}H_{8}O_{7}}$；$2.8$；$\ce{4C_{2}H_{2} + 9O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}} 6CO_{2} + 2CO + 4H_{2}O}$
【知识点】
质量守恒定律；化学方程式书写；根据化学式计算
【点评】
本题综合考查质量守恒定律的核心应用，涵盖未知化学式推导、产物质量计算及化学方程式配平，是化学基础应用的典型题型，需熟练掌握原子守恒的解题逻辑，逐步梳理各元素的量的关系。
【难度系数】
0.6
15.高端芯片制造国产化是助力产业转型升级的重要支点。GaN是一种被广泛使用的半导体材料,合成纳米级GaN的原理之一为$\ce{GaCl_{3} + Li_{3}N = GaN + 3LiCl}$。若制得42 g GaN,计算参加反应的$\ce{Li_{3}N}$的质量。
答案
解:设参加反应的$\ce{Li_{3}N}$的质量为$x$。
$\ce{GaCl_{3} + Li_{3}N = GaN + 3LiCl}$
$84\quad\quad\quad 35$
$x\quad\quad\quad 42\ \mathrm{g}$
$\dfrac{35}{84}=\dfrac{x}{42\ \mathrm{g}} \quad x=17.5\ \mathrm{g}$
答:参加反应的$\ce{Li_{3}N}$的质量为$17.5\ \mathrm{g}$。
$\ce{GaCl_{3} + Li_{3}N = GaN + 3LiCl}$
$84\quad\quad\quad 35$
$x\quad\quad\quad 42\ \mathrm{g}$
$\dfrac{35}{84}=\dfrac{x}{42\ \mathrm{g}} \quad x=17.5\ \mathrm{g}$
答:参加反应的$\ce{Li_{3}N}$的质量为$17.5\ \mathrm{g}$。
解析
【分析】本题属于根据化学方程式的计算类题目，解题思路为：①设出参加反应的$\ce{Li_{3}N}$的质量为未知量$x$；②正确写出反应的化学方程式；③计算反应中$\ce{Li_{3}N}$和$\ce{GaN}$的相对分子质量，对应已知的$\ce{GaN}$质量，列出比例式；④求解未知量并规范作答。
【解析】解:设参加反应的$\ce{Li_{3}N}$的质量为$x$。
$\ce{GaCl_{3} + Li_{3}N = GaN + 3LiCl}$
$\quad\quad\quad\quad 35\quad\quad 84$
$\quad\quad\quad\quad x\quad\quad 42\ \mathrm{g}$
$\dfrac{35}{84}=\dfrac{x}{42\ \mathrm{g}} \quad x=17.5\ \mathrm{g}$
答:参加反应的$\ce{Li_{3}N}$的质量为$17.5\ \mathrm{g}$。
【答案】17.5 g
【知识点】根据化学方程式的计算、相对分子质量计算
【点评】本题为化学基础计算题型，主要考察学生对根据化学方程式计算的步骤掌握情况，需注意相对分子质量的准确计算及比例式的正确列写，是化学计算的核心基础题型，难度适中。
【难度系数】0.7
【解析】解:设参加反应的$\ce{Li_{3}N}$的质量为$x$。
$\ce{GaCl_{3} + Li_{3}N = GaN + 3LiCl}$
$\quad\quad\quad\quad 35\quad\quad 84$
$\quad\quad\quad\quad x\quad\quad 42\ \mathrm{g}$
$\dfrac{35}{84}=\dfrac{x}{42\ \mathrm{g}} \quad x=17.5\ \mathrm{g}$
答:参加反应的$\ce{Li_{3}N}$的质量为$17.5\ \mathrm{g}$。
【答案】17.5 g
【知识点】根据化学方程式的计算、相对分子质量计算
【点评】本题为化学基础计算题型，主要考察学生对根据化学方程式计算的步骤掌握情况，需注意相对分子质量的准确计算及比例式的正确列写，是化学计算的核心基础题型，难度适中。
【难度系数】0.7
