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12.某科研团队在二氧化碳制甲醇(化学式为$\ce{CH_{3}OH}$,甲醇是内燃机的理想燃料之一)的研究方面取得了新进展,该反应的微观示意图如下。
(1)图中表示$\ce{CH_{3}OH}$的是
(2)该反应的化学方程式为
(3)若该反应生成的两种物质中氧元素的总质量为16 g,则参加反应的氢气的质量为
(1)图中表示$\ce{CH_{3}OH}$的是
丁
(填序号)。(2)该反应的化学方程式为
$\ce{CO_{2} + 3H_{2}\xlongequal{一定条件}H_{2}O + CH_{3}OH}$
。(3)若该反应生成的两种物质中氧元素的总质量为16 g,则参加反应的氢气的质量为
3
g。答案
(1) 丁
(2) $\ce{CO_{2} + 3H_{2}\xlongequal{一定条件}H_{2}O + CH_{3}OH}$
(3) 3
(2) $\ce{CO_{2} + 3H_{2}\xlongequal{一定条件}H_{2}O + CH_{3}OH}$
(3) 3
解析
【分析】
首先根据微观示意图的粒子构成判断各物质：○为氢原子，斜线为氧原子，深灰为碳原子。甲醇（$\ce{CH_{3}OH}$）分子由1个碳原子、4个氢原子、1个氧原子构成，据此确定对应序号；再根据反应前后原子种类和数目不变配平化学方程式；最后结合生成物质中氧元素的总质量，通过反应中物质的量关系计算参加反应的氢气质量。
【解析】
(1) 甲醇的化学式为$\ce{CH_{3}OH}$，其分子含1个C、4个H、1个O，观察微观示意图，丁的粒子符合该构成，故填丁。
(2) 甲为$\ce{CO_{2}}$，乙为$\ce{H_{2}}$，丙为$\ce{H_{2}O}$，丁为$\ce{CH_{3}OH}$。根据原子守恒配平：反应前C1、O2、H6，反应后$\ce{H_{2}O}$含2H、1O，$\ce{CH_{3}OH}$含4H、1O，刚好匹配，化学方程式为$\ce{CO_{2} + 3H_{2}\xlongequal{一定条件}H_{2}O + CH_{3}OH}$。
(3) 生成的$\ce{H_{2}O}$和$\ce{CH_{3}OH}$中，每个分子各含1个O，总氧质量16g，氧的物质的量为$\frac{16\ \mathrm{g}}{16\ \mathrm{g/mol}}=1\ \mathrm{mol}$，则$\ce{H_{2}O}$和$\ce{CH_{3}OH}$各0.5mol。由化学方程式，生成1mol该两种物质需3mol $\ce{H_{2}}$，故生成0.5mol时，$\ce{H_{2}}$物质的量为$3\ \mathrm{mol}×0.5=1.5\ \mathrm{mol}$，质量为$1.5\ \mathrm{mol}×2\ \mathrm{g/mol}=3\ \mathrm{g}$。
【答案】
(1) 丁；(2) $\ce{CO_{2} + 3H_{2}\xlongequal{一定条件}H_{2}O + CH_{3}OH}$；(3) 3
【知识点】
微观示意图、化学方程式书写、根据化学方程式计算
【点评】
本题结合微观示意图考查化学知识，需先识别物质、配平方程式，再进行定量计算，核心是原子守恒的应用，难度适中。
【难度系数】
0.5
首先根据微观示意图的粒子构成判断各物质：○为氢原子，斜线为氧原子，深灰为碳原子。甲醇（$\ce{CH_{3}OH}$）分子由1个碳原子、4个氢原子、1个氧原子构成，据此确定对应序号；再根据反应前后原子种类和数目不变配平化学方程式；最后结合生成物质中氧元素的总质量，通过反应中物质的量关系计算参加反应的氢气质量。
【解析】
(1) 甲醇的化学式为$\ce{CH_{3}OH}$，其分子含1个C、4个H、1个O，观察微观示意图，丁的粒子符合该构成，故填丁。
(2) 甲为$\ce{CO_{2}}$，乙为$\ce{H_{2}}$，丙为$\ce{H_{2}O}$，丁为$\ce{CH_{3}OH}$。根据原子守恒配平：反应前C1、O2、H6，反应后$\ce{H_{2}O}$含2H、1O，$\ce{CH_{3}OH}$含4H、1O，刚好匹配，化学方程式为$\ce{CO_{2} + 3H_{2}\xlongequal{一定条件}H_{2}O + CH_{3}OH}$。
(3) 生成的$\ce{H_{2}O}$和$\ce{CH_{3}OH}$中，每个分子各含1个O，总氧质量16g，氧的物质的量为$\frac{16\ \mathrm{g}}{16\ \mathrm{g/mol}}=1\ \mathrm{mol}$，则$\ce{H_{2}O}$和$\ce{CH_{3}OH}$各0.5mol。由化学方程式，生成1mol该两种物质需3mol $\ce{H_{2}}$，故生成0.5mol时，$\ce{H_{2}}$物质的量为$3\ \mathrm{mol}×0.5=1.5\ \mathrm{mol}$，质量为$1.5\ \mathrm{mol}×2\ \mathrm{g/mol}=3\ \mathrm{g}$。
【答案】
(1) 丁；(2) $\ce{CO_{2} + 3H_{2}\xlongequal{一定条件}H_{2}O + CH_{3}OH}$；(3) 3
【知识点】
微观示意图、化学方程式书写、根据化学方程式计算
【点评】
本题结合微观示意图考查化学知识，需先识别物质、配平方程式，再进行定量计算，核心是原子守恒的应用，难度适中。
【难度系数】
0.5
13. 图1是某碳酸钙$\ce{D_{3}}$片标签的部分信息。某化学社团为测定该药片中碳酸钙的质量是否与标签相符,进行实验:取8片药片,研碎后逐渐加入浓度为7.3%的稀盐酸,充分反应,发生反应的化学方程式为$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}↑}$。实验相关数据如图2所示(假设其他成分不参加反应)。
(1)恰好完全反应时生成二氧化碳的质量为
(2)计算每片药片中碳酸钙的质量并判断是否与标签相符。(写出计算过程)
(1)恰好完全反应时生成二氧化碳的质量为
4.4
g。(2)计算每片药片中碳酸钙的质量并判断是否与标签相符。(写出计算过程)
答案
解:设8片药片中碳酸钙的质量为$x$。
$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}↑}$
$100\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad 44$
$x\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad 4.4\ \mathrm{g}$
$\dfrac{100}{44}=\dfrac{x}{4.4\ \mathrm{g}}\quad\quad x=10\ \mathrm{g}$
则每片药片中碳酸钙的质量为$10\ \mathrm{g} ÷ 8=1.25\ \mathrm{g}$。
答:每片药片中碳酸钙的质量为$1.25\ \mathrm{g}$,与标签相符。
$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}↑}$
$100\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad 44$
$x\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad\quad 4.4\ \mathrm{g}$
$\dfrac{100}{44}=\dfrac{x}{4.4\ \mathrm{g}}\quad\quad x=10\ \mathrm{g}$
则每片药片中碳酸钙的质量为$10\ \mathrm{g} ÷ 8=1.25\ \mathrm{g}$。
答:每片药片中碳酸钙的质量为$1.25\ \mathrm{g}$,与标签相符。
解析
【分析】首先需确定恰好完全反应时生成二氧化碳的质量，再利用碳酸钙与盐酸反应的化学方程式，根据二氧化碳的质量计算8片药片中碳酸钙的总质量，最后将总质量除以药片数量得到每片的碳酸钙质量，与标签对比判断是否相符。
【解析】（1）由实验数据可知，恰好完全反应时生成二氧化碳的质量为4.4g。
（2）设8片药片中碳酸钙的质量为$x$。
$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}↑}$
$\frac{100}{44} = \frac{x}{4.4\ \mathrm{g}}$
解得：$x = \frac{100 × 4.4\ \mathrm{g}}{44} = 10\ \mathrm{g}$
每片药片中碳酸钙的质量为：$10\ \mathrm{g} ÷ 8 = 1.25\ \mathrm{g}$，该数值与标签相符。
【答案】（1）4.4；（2）每片药片中碳酸钙的质量为1.25g，与标签相符。
【知识点】根据化学方程式的计算，碳酸钙的化学性质
【点评】本题结合实验数据考查化学方程式的计算，是初中化学基础题型，重点考查学生对计算步骤的掌握和实验数据的分析能力。
【难度系数】0.6
【解析】（1）由实验数据可知，恰好完全反应时生成二氧化碳的质量为4.4g。
（2）设8片药片中碳酸钙的质量为$x$。
$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}↑}$
$\frac{100}{44} = \frac{x}{4.4\ \mathrm{g}}$
解得：$x = \frac{100 × 4.4\ \mathrm{g}}{44} = 10\ \mathrm{g}$
每片药片中碳酸钙的质量为：$10\ \mathrm{g} ÷ 8 = 1.25\ \mathrm{g}$，该数值与标签相符。
【答案】（1）4.4；（2）每片药片中碳酸钙的质量为1.25g，与标签相符。
【知识点】根据化学方程式的计算，碳酸钙的化学性质
【点评】本题结合实验数据考查化学方程式的计算，是初中化学基础题型，重点考查学生对计算步骤的掌握和实验数据的分析能力。
【难度系数】0.6
