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10.在化学方程式$a\ce{CH_{4}} + b\ce{O_{2}} \xlongequal{\mathrm{点燃}} m\ce{CO_{2}} + n\ce{H_{2}O}$中，各化学式计量数之间的关系正确的是（
A.$2m=a$
B.$3a=n$
C.$3m=2n$
D.$2b=2m+n$
D
）。A.$2m=a$
B.$3a=n$
C.$3m=2n$
D.$2b=2m+n$
答案
10.D
解析
【分析】本题考查质量守恒定律在化学方程式中的应用，解题思路是根据化学反应前后原子的种类和数目不变，分别列出反应前后C、H、O三种原子的数目，建立原子守恒等式，再逐一对比选项判断正误。
【解析】根据质量守恒定律，化学反应前后各原子的数目不变：
1. 碳原子守恒：反应前C原子数为$a$（来自$\ce{CH_{4}}$），反应后C原子数为$m$（来自$\ce{CO_{2}}$），故$a = m$；
2. 氢原子守恒：反应前H原子数为$4a$（每个$\ce{CH_{4}}$含4个H），反应后H原子数为$2n$（每个$\ce{H_{2}O}$含2个H），故$4a = 2n$，化简得$2a = n$；
3. 氧原子守恒：反应前O原子数为$2b$（每个$\ce{O_{2}}$含2个O），反应后O原子数为$2m + n$（每个$\ce{CO_{2}}$含2个O，每个$\ce{H_{2}O}$含1个O），故$2b = 2m + n$；
逐一分析选项：
A选项：$2m = a$，由$a=m$得$2a=a$，即$a=0$，不符合实际，错误；
B选项：$3a = n$，由氢原子守恒得$n=2a$，与选项不符，错误；
C选项：$3m = 2n$，代入$a=m$、$n=2a$得$3m=2×2m=4m$，即$m=0$，不符合实际，错误；
D选项：$2b = 2m + n$，与氧原子守恒结果一致，正确。
【答案】D
【知识点】质量守恒定律（原子守恒），化学方程式配平
【点评】本题是基础题，核心考查质量守恒定律的应用，只要掌握反应前后原子数目不变的规律，就能快速推导各计量数关系，难度较低。
【难度系数】0.7
【解析】根据质量守恒定律，化学反应前后各原子的数目不变：
1. 碳原子守恒：反应前C原子数为$a$（来自$\ce{CH_{4}}$），反应后C原子数为$m$（来自$\ce{CO_{2}}$），故$a = m$；
2. 氢原子守恒：反应前H原子数为$4a$（每个$\ce{CH_{4}}$含4个H），反应后H原子数为$2n$（每个$\ce{H_{2}O}$含2个H），故$4a = 2n$，化简得$2a = n$；
3. 氧原子守恒：反应前O原子数为$2b$（每个$\ce{O_{2}}$含2个O），反应后O原子数为$2m + n$（每个$\ce{CO_{2}}$含2个O，每个$\ce{H_{2}O}$含1个O），故$2b = 2m + n$；
逐一分析选项：
A选项：$2m = a$，由$a=m$得$2a=a$，即$a=0$，不符合实际，错误；
B选项：$3a = n$，由氢原子守恒得$n=2a$，与选项不符，错误；
C选项：$3m = 2n$，代入$a=m$、$n=2a$得$3m=2×2m=4m$，即$m=0$，不符合实际，错误；
D选项：$2b = 2m + n$，与氧原子守恒结果一致，正确。
【答案】D
【知识点】质量守恒定律（原子守恒），化学方程式配平
【点评】本题是基础题，核心考查质量守恒定律的应用，只要掌握反应前后原子数目不变的规律，就能快速推导各计量数关系，难度较低。
【难度系数】0.7
11.已知:氨气和氧气在一定条件下能发生化学反应,生成一氧化氮和水,则在该反应中,氨气与一氧化氮的化学计量数之比为(
A.$1:1$
B.$2:1$
C.$1:2$
D.$1:3$
A
)。A.$1:1$
B.$2:1$
C.$1:2$
D.$1:3$
答案
11.A
解析
【分析】首先根据题目信息确定反应物为氨气（NH₃）和氧气（O₂），生成物为一氧化氮（NO）和水（H₂O），先写出未配平的化学方程式；再通过原子守恒配平化学方程式，得到各物质的化学计量数，进而求出氨气与一氧化氮的化学计量数之比。
【解析】步骤1：写出未配平的化学方程式：NH₃ + O₂ → NO + H₂O；
步骤2：配平H原子：左边NH₃含3个H，右边H₂O含2个H，最小公倍数为6，故NH₃前配2，H₂O前配3，式子变为：2NH₃ + O₂ → NO + 3H₂O；
步骤3：配平N原子：左边2个N，右边NO前配2，式子变为：2NH₃ + O₂ → 2NO + 3H₂O；
步骤4：配平O原子：右边O总数为2（NO）+3（H₂O）=5，左边O₂为双原子，故O₂前配5/2，将所有计量数乘以2消去分母，得到配平后的化学方程式：4NH₃ + 5O₂ = 4NO + 6H₂O；
步骤5：确定比值：氨气（NH₃）的化学计量数为4，一氧化氮（NO）的化学计量数为4，二者之比为4:4=1:1。
【答案】A
【知识点】化学方程式书写、化学方程式配平
【点评】本题为化学方程式配平的基础题型，核心是利用原子守恒配平，掌握配平方法即可快速解题，难度较低。
【难度系数】0.7
【解析】步骤1：写出未配平的化学方程式：NH₃ + O₂ → NO + H₂O；
步骤2：配平H原子：左边NH₃含3个H，右边H₂O含2个H，最小公倍数为6，故NH₃前配2，H₂O前配3，式子变为：2NH₃ + O₂ → NO + 3H₂O；
步骤3：配平N原子：左边2个N，右边NO前配2，式子变为：2NH₃ + O₂ → 2NO + 3H₂O；
步骤4：配平O原子：右边O总数为2（NO）+3（H₂O）=5，左边O₂为双原子，故O₂前配5/2，将所有计量数乘以2消去分母，得到配平后的化学方程式：4NH₃ + 5O₂ = 4NO + 6H₂O；
步骤5：确定比值：氨气（NH₃）的化学计量数为4，一氧化氮（NO）的化学计量数为4，二者之比为4:4=1:1。
【答案】A
【知识点】化学方程式书写、化学方程式配平
【点评】本题为化学方程式配平的基础题型，核心是利用原子守恒配平，掌握配平方法即可快速解题，难度较低。
【难度系数】0.7
12.(1)物质的变化与转化是化学研究的对象之一。已知:①固体木炭和氧化铜在高温条件下反应生成金属铜和一种能使澄清石灰水变浑浊的气体;②澄清石灰水中的有效成分氢氧化钙与二氧化碳反应生成难溶于水的碳酸钙和水。写出有关反应的化学方程式
(2)黑火药是我国古代四大发明之一,它是由硝石(主要成分为硝酸钾)、硫磺粉和木炭按一定比例混合而成的,黑火药燃烧爆炸时生成硫化钾固体、氮气和二氧化碳,试写出黑火药爆炸时的反应方程式
(3)火折子堪称古代“打火机”。简易的火折子是将纸卷点燃后,使其半灭(仅剩火星),装入竹筒中保存。需要点火时打开竹筒盖,向其中吹气,使纸复燃。火折子中含有火硝(KNO₃),受热后可分解为亚硝酸钾(KNO₂)和氧气,该反应的化学方程式为
$\ce{C + 2CuO\xlongequal{高温}2Cu + CO_{2}\uparrow}$
，$\ce{Ca(OH)_{2} + CO_{2} = CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$
。(2)黑火药是我国古代四大发明之一,它是由硝石(主要成分为硝酸钾)、硫磺粉和木炭按一定比例混合而成的,黑火药燃烧爆炸时生成硫化钾固体、氮气和二氧化碳,试写出黑火药爆炸时的反应方程式
$\ce{2KNO_{3} + 3C + S\xlongequal{点燃}K_{2}S + N_{2}\uparrow + 3CO_{2}\uparrow}$
。(3)火折子堪称古代“打火机”。简易的火折子是将纸卷点燃后,使其半灭(仅剩火星),装入竹筒中保存。需要点火时打开竹筒盖,向其中吹气,使纸复燃。火折子中含有火硝(KNO₃),受热后可分解为亚硝酸钾(KNO₂)和氧气,该反应的化学方程式为
$\ce{2KNO_{3}\xlongequal{△}2KNO_{2} + O_{2}\uparrow}$
。答案
12.(1)$\ce{C + 2CuO\xlongequal{高温}2Cu + CO_{2}\uparrow}$
$\ce{Ca(OH)_{2} + CO_{2} = CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$
(2)$\ce{2KNO_{3} + 3C + S\xlongequal{点燃}K_{2}S + N_{2}\uparrow + 3CO_{2}\uparrow}$
(3)$\ce{2KNO_{3}\xlongequal{△}2KNO_{2} + O_{2}\uparrow}$
$\ce{Ca(OH)_{2} + CO_{2} = CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$
(2)$\ce{2KNO_{3} + 3C + S\xlongequal{点燃}K_{2}S + N_{2}\uparrow + 3CO_{2}\uparrow}$
(3)$\ce{2KNO_{3}\xlongequal{△}2KNO_{2} + O_{2}\uparrow}$
解析
【分析】
本题需根据题目描述确定每个反应的反应物、生成物，再按照化学方程式的书写规则（写化学式、配平、标注反应条件及气体/沉淀符号）完成书写。具体思路：①先提取每个反应的反应物和生成物的名称，转化为正确的化学式；②根据质量守恒定律配平，使左右两边各原子数目相等；③标注反应条件（如高温、点燃、加热），以及气体（↑）或沉淀（↓）符号；④检查方程式是否正确。
【解析】
(1) ①根据描述，反应物为碳（$\ce{C}$）和氧化铜（$\ce{CuO}$），生成物为铜（$\ce{Cu}$）和二氧化碳（$\ce{CO_{2}}$，能使澄清石灰水变浑浊），反应条件为高温，配平后方程式为$\ce{C + 2CuO\xlongequal{高温}2Cu + CO_{2}\uparrow}$；②反应物为氢氧化钙（$\ce{Ca(OH)_{2}}$）和二氧化碳（$\ce{CO_{2}}$），生成物为碳酸钙（$\ce{CaCO_{3}}$，难溶于水，需标↓）和水（$\ce{H_{2}O}$），方程式为$\ce{Ca(OH)_{2} + CO_{2} = CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$。
(2) 黑火药爆炸的反应物为硝酸钾（$\ce{KNO_{3}}$）、碳（$\ce{C}$）、硫（$\ce{S}$），生成物为硫化钾（$\ce{K_{2}S}$）、氮气（$\ce{N_{2}}$）、二氧化碳（$\ce{CO_{2}}$），反应条件为点燃，配平后方程式为$\ce{2KNO_{3} + 3C + S\xlongequal{点燃}K_{2}S + N_{2}\uparrow + 3CO_{2}\uparrow}$。
(3) 硝酸钾（$\ce{KNO_{3}}$）受热分解，生成物为亚硝酸钾（$\ce{KNO_{2}}$）和氧气（$\ce{O_{2}}$），反应条件为加热（$△$），配平后方程式为$\ce{2KNO_{3}\xlongequal{△}2KNO_{2} + O_{2}\uparrow}$。
【答案】
12.(1)$\ce{C + 2CuO\xlongequal{高温}2Cu + CO_{2}\uparrow}$；$\ce{Ca(OH)_{2} + CO_{2} = CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$
(2)$\ce{2KNO_{3} + 3C + S\xlongequal{点燃}K_{2}S + N_{2}\uparrow + 3CO_{2}\uparrow}$
(3)$\ce{2KNO_{3}\xlongequal{△}2KNO_{2} + O_{2}\uparrow}$
【知识点】
化学方程式的书写、常见化学反应、配平
【点评】
本题围绕初中化学基础反应展开，考查学生对反应物/生成物的判断、化学方程式配平及符号标注的掌握，是化学学习的核心基础内容，难度适中。
【难度系数】
0.6
本题需根据题目描述确定每个反应的反应物、生成物，再按照化学方程式的书写规则（写化学式、配平、标注反应条件及气体/沉淀符号）完成书写。具体思路：①先提取每个反应的反应物和生成物的名称，转化为正确的化学式；②根据质量守恒定律配平，使左右两边各原子数目相等；③标注反应条件（如高温、点燃、加热），以及气体（↑）或沉淀（↓）符号；④检查方程式是否正确。
【解析】
(1) ①根据描述，反应物为碳（$\ce{C}$）和氧化铜（$\ce{CuO}$），生成物为铜（$\ce{Cu}$）和二氧化碳（$\ce{CO_{2}}$，能使澄清石灰水变浑浊），反应条件为高温，配平后方程式为$\ce{C + 2CuO\xlongequal{高温}2Cu + CO_{2}\uparrow}$；②反应物为氢氧化钙（$\ce{Ca(OH)_{2}}$）和二氧化碳（$\ce{CO_{2}}$），生成物为碳酸钙（$\ce{CaCO_{3}}$，难溶于水，需标↓）和水（$\ce{H_{2}O}$），方程式为$\ce{Ca(OH)_{2} + CO_{2} = CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$。
(2) 黑火药爆炸的反应物为硝酸钾（$\ce{KNO_{3}}$）、碳（$\ce{C}$）、硫（$\ce{S}$），生成物为硫化钾（$\ce{K_{2}S}$）、氮气（$\ce{N_{2}}$）、二氧化碳（$\ce{CO_{2}}$），反应条件为点燃，配平后方程式为$\ce{2KNO_{3} + 3C + S\xlongequal{点燃}K_{2}S + N_{2}\uparrow + 3CO_{2}\uparrow}$。
(3) 硝酸钾（$\ce{KNO_{3}}$）受热分解，生成物为亚硝酸钾（$\ce{KNO_{2}}$）和氧气（$\ce{O_{2}}$），反应条件为加热（$△$），配平后方程式为$\ce{2KNO_{3}\xlongequal{△}2KNO_{2} + O_{2}\uparrow}$。
【答案】
12.(1)$\ce{C + 2CuO\xlongequal{高温}2Cu + CO_{2}\uparrow}$；$\ce{Ca(OH)_{2} + CO_{2} = CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$
(2)$\ce{2KNO_{3} + 3C + S\xlongequal{点燃}K_{2}S + N_{2}\uparrow + 3CO_{2}\uparrow}$
(3)$\ce{2KNO_{3}\xlongequal{△}2KNO_{2} + O_{2}\uparrow}$
【知识点】
化学方程式的书写、常见化学反应、配平
【点评】
本题围绕初中化学基础反应展开，考查学生对反应物/生成物的判断、化学方程式配平及符号标注的掌握，是化学学习的核心基础内容，难度适中。
【难度系数】
0.6
13.在“碳达峰、碳中和”目标愿景下，氨气($\mathrm{NH}_3$)作为一种零碳能源具有广泛应用前景。下图是电解合成氨工艺综合利用流程图。
(1)空气分离装置内一般发生的是
(2)如图所示的流程中产生氨气的反应总方程式为
(3)传统工业制备氨气是利用氮气和氢气在高温高压下反应，写出该反应的化学方程式
(1)空气分离装置内一般发生的是
物理
（填“物理”或“化学”）变化。(2)如图所示的流程中产生氨气的反应总方程式为
$\ce{2N_{2} + 6H_{2}O}$
$\stackrel{通电}{=\!=\!=}4\mathrm{NH}_3 + 3\mathrm{O}_2$。(3)传统工业制备氨气是利用氮气和氢气在高温高压下反应，写出该反应的化学方程式
$\ce{N_{2} + 3H_{2}\xlongequal{高温高压}2NH_{3}}$
。答案
13.(1)物理
(2)$\ce{2N_{2} + 6H_{2}O}$
(3)$\ce{N_{2} + 3H_{2}\xlongequal{高温高压}2NH_{3}}$
(2)$\ce{2N_{2} + 6H_{2}O}$
(3)$\ce{N_{2} + 3H_{2}\xlongequal{高温高压}2NH_{3}}$
解析
【分析】
本题围绕电解合成氨工艺，考查物质变化类型、化学方程式的书写。第(1)问，空气分离是利用各成分沸点差异分离，无新物质生成，据此判断变化类型；第(2)问，根据流程确定反应物为氮气和水，结合产物配平化学方程式；第(3)问，回忆传统合成氨的反应物与反应条件，书写对应化学方程式。
【解析】
(1) 空气分离装置利用空气中各成分沸点不同分离氮气、氧气等，过程中没有新物质生成，属于物理变化。
(2) 由流程可知，产生氨气的反应物是氮气和水，结合产物$\ce{NH_{3}}$和$\ce{O_{2}}$，配平后总反应为$\ce{2N_{2} + 6H_{2}O\xlongequal{通电}4NH_{3} + 3O_{2}}$，故填$\ce{2N_{2} + 6H_{2}O}$。
(3) 传统工业中，氮气和氢气在高温高压条件下反应生成氨气，化学方程式为$\ce{N_{2} + 3H_{2}\xlongequal{高温高压}2NH_{3}}$。
【答案】
(1) 物理；(2) $\ce{2N_{2} + 6H_{2}O}$；(3) $\ce{N_{2} + 3H_{2}\xlongequal{高温高压}2NH_{3}}$
【知识点】
物理变化、化学方程式书写、合成氨反应
【点评】
本题结合工业流程考查基础化学知识，难度较低，需掌握物质变化的判断、化学方程式的配平与书写，以及常见工业反应的条件。
【难度系数】
0.6
本题围绕电解合成氨工艺，考查物质变化类型、化学方程式的书写。第(1)问，空气分离是利用各成分沸点差异分离，无新物质生成，据此判断变化类型；第(2)问，根据流程确定反应物为氮气和水，结合产物配平化学方程式；第(3)问，回忆传统合成氨的反应物与反应条件，书写对应化学方程式。
【解析】
(1) 空气分离装置利用空气中各成分沸点不同分离氮气、氧气等，过程中没有新物质生成，属于物理变化。
(2) 由流程可知，产生氨气的反应物是氮气和水，结合产物$\ce{NH_{3}}$和$\ce{O_{2}}$，配平后总反应为$\ce{2N_{2} + 6H_{2}O\xlongequal{通电}4NH_{3} + 3O_{2}}$，故填$\ce{2N_{2} + 6H_{2}O}$。
(3) 传统工业中，氮气和氢气在高温高压条件下反应生成氨气，化学方程式为$\ce{N_{2} + 3H_{2}\xlongequal{高温高压}2NH_{3}}$。
【答案】
(1) 物理；(2) $\ce{2N_{2} + 6H_{2}O}$；(3) $\ce{N_{2} + 3H_{2}\xlongequal{高温高压}2NH_{3}}$
【知识点】
物理变化、化学方程式书写、合成氨反应
【点评】
本题结合工业流程考查基础化学知识，难度较低，需掌握物质变化的判断、化学方程式的配平与书写，以及常见工业反应的条件。
【难度系数】
0.6
