登录
3.黑火药是我国古代“四大发明”之一,黑火药爆炸反应原理为$\ce{S + 2KNO_{3} + 3C\xlongequal{\mathrm{点燃}}X + 3CO_{2}\uparrow + N_{2}\uparrow}$,下列说法中正确的是(
A.X的化学式为$\ce{K_{2}S}$
B.$\ce{KNO_{3}}$属于氧化物
C.“3C”表示3个碳元素
D.参加反应的硫与碳的质量比为$8:3$
A
)。A.X的化学式为$\ce{K_{2}S}$
B.$\ce{KNO_{3}}$属于氧化物
C.“3C”表示3个碳元素
D.参加反应的硫与碳的质量比为$8:3$
答案
3.A 【解析】根据反应前后原子个数不变可判断 X 的化学式为$\ce{K_{2}S}$;氧化物是指由两种元素组成,其中一种元素是氧元素的化合物,而$\ce{KNO_{3}}$中含三种元素,所以不属于氧化物;“3C”表示 3 个碳原子;参加反应的硫与碳的质量比为$32:(3×12)=8:9$。
解析
【分析】
本题围绕黑火药爆炸反应，考查质量守恒定律、氧化物的定义、化学用语的意义及化学方程式的相关计算。解题时需逐一分析每个选项：A选项利用反应前后原子种类和数目不变推导X的化学式；B选项依据氧化物的组成特点判断KNO₃是否属于氧化物；C选项明确化学符号前数字的含义；D选项计算参加反应的硫与碳的质量比，最终选出正确选项。
【解析】
根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类、数目不变。反应前原子：S（1个）、K（2个）、N（2个）、O（6个）、C（3个）；反应后已知原子：C（3个）、O（6个）、N（2个），因此X中含2个K和1个S，化学式为K₂S，故A正确。
氧化物是由两种元素组成且其中一种为氧元素的化合物，KNO₃含K、N、O三种元素，不属于氧化物，B错误。
“3C”表示3个碳原子，元素只讲种类不讲个数，C错误。
参加反应的硫与碳的质量比为32:(3×12)=8:9，不是8:3，D错误。综上，选A。
【答案】
A
【知识点】
质量守恒定律、氧化物概念、化学用语
【点评】
本题为化学基础题，综合考查多个核心知识点，要求学生准确掌握相关概念和定律，逐一分析选项即可得出答案，难度适中。
【难度系数】
0.7
本题围绕黑火药爆炸反应，考查质量守恒定律、氧化物的定义、化学用语的意义及化学方程式的相关计算。解题时需逐一分析每个选项：A选项利用反应前后原子种类和数目不变推导X的化学式；B选项依据氧化物的组成特点判断KNO₃是否属于氧化物；C选项明确化学符号前数字的含义；D选项计算参加反应的硫与碳的质量比，最终选出正确选项。
【解析】
根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类、数目不变。反应前原子：S（1个）、K（2个）、N（2个）、O（6个）、C（3个）；反应后已知原子：C（3个）、O（6个）、N（2个），因此X中含2个K和1个S，化学式为K₂S，故A正确。
氧化物是由两种元素组成且其中一种为氧元素的化合物，KNO₃含K、N、O三种元素，不属于氧化物，B错误。
“3C”表示3个碳原子，元素只讲种类不讲个数，C错误。
参加反应的硫与碳的质量比为32:(3×12)=8:9，不是8:3，D错误。综上，选A。
【答案】
A
【知识点】
质量守恒定律、氧化物概念、化学用语
【点评】
本题为化学基础题，综合考查多个核心知识点，要求学生准确掌握相关概念和定律，逐一分析选项即可得出答案，难度适中。
【难度系数】
0.7
4. 为控制二氧化碳的排放量，科学家采取新技术，将二氧化碳和氢气在催化剂和加热条件下转化为重要化工原料乙烯($\ce{C_{2}H_{4}}$)和水，反应的化学方程式为
$\ce{2CO_{2} + 6H_{2}\xlongequal[\Delta]{催化剂}C_{2}H_{4} + 4H_{2}O}$
。答案
4.$\ce{2CO_{2} + 6H_{2}\xlongequal[\Delta]{催化剂}C_{2}H_{4} + 4H_{2}O}$
解析
【分析】
要写出该反应的化学方程式，需先确定反应物、生成物的化学式，再根据质量守恒定律配平，最后标注反应条件。首先明确反应物为二氧化碳（$\ce{CO_{2}}$）和氢气（$\ce{H_{2}}$），生成物为乙烯（$\ce{C_{2}H_{4}}$）和水（$\ce{H_{2}O}$），反应条件是催化剂和加热，再通过原子守恒配平各物质的系数即可。
【解析】
1. 写出反应物和生成物的化学式：$\ce{CO_{2} + H_{2} - C_{2}H_{4} + H_{2}O}$；
2. 配平：根据C原子守恒，$\ce{CO_{2}}$前系数为2；根据O原子守恒，$\ce{H_{2}O}$前系数为4；根据H原子守恒，左边$\ce{H_{2}}$的系数为6（右边H原子总数：$\ce{C_{2}H_{4}}$的4个 + 4个$\ce{H_{2}O}$的8个 = 12个，故$\ce{H_{2}}$系数为6）；
3. 标注反应条件：催化剂和加热（$\Delta$）写在等号上下，最终得到配平的化学方程式。
【答案】
$\ce{2CO_{2} + 6H_{2}\xlongequal[\Delta]{催化剂}C_{2}H_{4} + 4H_{2}O}$
【知识点】
化学方程式书写、质量守恒定律
【点评】
本题考查化学方程式的书写，核心是利用质量守恒定律配平原子个数，需注意反应条件的正确标注，属于基础题型，难度较低。
【难度系数】
0.7
要写出该反应的化学方程式，需先确定反应物、生成物的化学式，再根据质量守恒定律配平，最后标注反应条件。首先明确反应物为二氧化碳（$\ce{CO_{2}}$）和氢气（$\ce{H_{2}}$），生成物为乙烯（$\ce{C_{2}H_{4}}$）和水（$\ce{H_{2}O}$），反应条件是催化剂和加热，再通过原子守恒配平各物质的系数即可。
【解析】
1. 写出反应物和生成物的化学式：$\ce{CO_{2} + H_{2} - C_{2}H_{4} + H_{2}O}$；
2. 配平：根据C原子守恒，$\ce{CO_{2}}$前系数为2；根据O原子守恒，$\ce{H_{2}O}$前系数为4；根据H原子守恒，左边$\ce{H_{2}}$的系数为6（右边H原子总数：$\ce{C_{2}H_{4}}$的4个 + 4个$\ce{H_{2}O}$的8个 = 12个，故$\ce{H_{2}}$系数为6）；
3. 标注反应条件：催化剂和加热（$\Delta$）写在等号上下，最终得到配平的化学方程式。
【答案】
$\ce{2CO_{2} + 6H_{2}\xlongequal[\Delta]{催化剂}C_{2}H_{4} + 4H_{2}O}$
【知识点】
化学方程式书写、质量守恒定律
【点评】
本题考查化学方程式的书写，核心是利用质量守恒定律配平原子个数，需注意反应条件的正确标注，属于基础题型，难度较低。
【难度系数】
0.7
5.钛(Ti,相对原子质量为48)和钛合金广泛用于火箭、导弹、航天飞机等。工业上生产钛的反应为$\ce{TiCl_{4} + 2Mg\xlongequal{高温} 2MgCl_{2} + Ti}$。
(1)$\ce{TiCl_{4}}$中钛、氯元素的质量比为
(2)若要生产12 t钛,至少需要镁的质量是多少？
(1)$\ce{TiCl_{4}}$中钛、氯元素的质量比为
24:71
。(2)若要生产12 t钛,至少需要镁的质量是多少？
答案
5.(1)24:71
(2)解:设至少需要镁的质量为x。
$\ce{TiCl_{4} + 2Mg\xlongequal{高温}2MgCl_{2} + Ti}$
48 48
x 12 t
$\frac{48}{48}=\frac{x}{12\ \mathrm{t}}$
$x=12\ \mathrm{t}$
答:至少需要镁的质量为12 t。
【解析】(1)$\ce{TiCl_{4}}$中钛、氯元素的质量比为$48:142=24:71$。
(2)解:设至少需要镁的质量为x。
$\ce{TiCl_{4} + 2Mg\xlongequal{高温}2MgCl_{2} + Ti}$
48 48
x 12 t
$\frac{48}{48}=\frac{x}{12\ \mathrm{t}}$
$x=12\ \mathrm{t}$
答:至少需要镁的质量为12 t。
【解析】(1)$\ce{TiCl_{4}}$中钛、氯元素的质量比为$48:142=24:71$。
解析
【分析】
本题分为两小问，第一问需利用元素质量比的计算公式（元素质量比=相对原子质量×原子个数之比）计算化合物中钛、氯元素的质量比；第二问需按照化学方程式计算的规范步骤（设未知量、写方程式、找对应质量关系、列比例式求解、作答）进行计算。
【解析】
(1) $\ce{TiCl_{4}}$中钛的相对原子质量为48，氯的相对原子质量为35.5，钛原子个数为1，氯原子个数为4，因此钛、氯元素的质量比为$48:(35.5×4)=48:142=24:71$。
(2) 设至少需要镁的质量为$x$。
反应的化学方程式为：$\ce{TiCl_{4} + 2Mg\xlongequal{高温}2MgCl_{2} + Ti}$
相关物质的相对质量：$\ce{Mg}$的相对总质量为$2×24=48$，$\ce{Ti}$的相对质量为48；对应实际质量：$\ce{Ti}$的实际质量为12 t，$\ce{Mg}$的实际质量为$x$。
列比例式：$\frac{48}{48}=\frac{x}{12\ \mathrm{t}}$，解得$x=12\ \mathrm{t}$。
【答案】
(1)$24:71$；(2)$12\ \mathrm{t}$
【知识点】
元素质量比计算、根据化学方程式的计算
【点评】
本题考查化学式中元素质量比的计算和化学方程式的基础计算，属于化学核心基础题型，需注意相对原子质量的准确使用和计算格式的规范性。
【难度系数】
0.7
本题分为两小问，第一问需利用元素质量比的计算公式（元素质量比=相对原子质量×原子个数之比）计算化合物中钛、氯元素的质量比；第二问需按照化学方程式计算的规范步骤（设未知量、写方程式、找对应质量关系、列比例式求解、作答）进行计算。
【解析】
(1) $\ce{TiCl_{4}}$中钛的相对原子质量为48，氯的相对原子质量为35.5，钛原子个数为1，氯原子个数为4，因此钛、氯元素的质量比为$48:(35.5×4)=48:142=24:71$。
(2) 设至少需要镁的质量为$x$。
反应的化学方程式为：$\ce{TiCl_{4} + 2Mg\xlongequal{高温}2MgCl_{2} + Ti}$
相关物质的相对质量：$\ce{Mg}$的相对总质量为$2×24=48$，$\ce{Ti}$的相对质量为48；对应实际质量：$\ce{Ti}$的实际质量为12 t，$\ce{Mg}$的实际质量为$x$。
列比例式：$\frac{48}{48}=\frac{x}{12\ \mathrm{t}}$，解得$x=12\ \mathrm{t}$。
【答案】
(1)$24:71$；(2)$12\ \mathrm{t}$
【知识点】
元素质量比计算、根据化学方程式的计算
【点评】
本题考查化学式中元素质量比的计算和化学方程式的基础计算，属于化学核心基础题型，需注意相对原子质量的准确使用和计算格式的规范性。
【难度系数】
0.7
1. 2023年杭州亚运会的主火炬采用废碳再生的“绿色零碳甲醇”作为燃料,生成甲醇的化学方程式为$\ce{CO_{2} + 3H_{2}\xlongequal{一定条件} CH_{3}OH + H_{2}O}$。实验小组将一定质量的甲醇与5.6 g氧气混合于密闭容器内,在一定条件下反应物完全耗尽,生成一氧化碳和二氧化碳混合气5.1 g,同时生成水。下列说法正确的是(
A.生成8 t甲醇,理论上可以吸收12 t二氧化碳
B.密闭容器中生成一氧化碳的质量为1.4 g
C.密闭容器中参加反应的甲醇与生成的二氧化碳质量比为10:11
D.密闭容器中一氧化碳全部转化为二氧化碳,还需要0.2 g氧气
C
)。A.生成8 t甲醇,理论上可以吸收12 t二氧化碳
B.密闭容器中生成一氧化碳的质量为1.4 g
C.密闭容器中参加反应的甲醇与生成的二氧化碳质量比为10:11
D.密闭容器中一氧化碳全部转化为二氧化碳,还需要0.2 g氧气
答案
1.C 【解析】A. 根据化学方程式$\ce{CO_{2} + 3H_{2}\xlongequal{一定温度}CH_{3}OH + H_{2}O}$计算得出,生成8 t甲醇需要二氧化碳的质量为11 t,因此 A 选项错误。B. 设甲醇的质量为x,生成一氧化碳的质量为y,生成二氧化碳的质量为$5.1\ \mathrm{g} - y$。$\ce{CH_{3}OH∼ 2H_{2}O}$
32 36
x $\frac{9}{8}x$
根据质量守恒定律,参加反应的甲醇和氧气质量和等于生成的一氧化碳、二氧化碳和水的质量和:$x + 5.6\ \mathrm{g} = 5.1\ \mathrm{g} + \frac{9}{8}x$,得出$x=4\ \mathrm{g}$。甲醇中的碳元素的质量为$4\ \mathrm{g}×\frac{12}{32}×100\% = 1.5\ \mathrm{g}$,根据元素守恒得出生成的一氧化碳和二氧化碳的碳元素质量之和为1.5 g,列出关系式:$y×\frac{12}{28}×100\% + (5.1\ \mathrm{g} - y)×\frac{12}{44}×100\% = 1.5\ \mathrm{g}$,得出$y=0.7\ \mathrm{g}$,因此 B 选项错误。C. 生成的二氧化碳的质量:$5.1\ \mathrm{g} - 0.7\ \mathrm{g} = 4.4\ \mathrm{g}$,甲醇和二氧化碳的质量比为$4:4.4 = 10:11$,因此 C 选项正确。D. 根据化学方程式$\ce{2CO + O_{2}\xlongequal{点燃}2CO_{2}}$计算得出,0.7 g 一氧化碳全部转化为二氧化碳还需要 0.4 g 氧气,因此 D 选项错误。
32 36
x $\frac{9}{8}x$
根据质量守恒定律,参加反应的甲醇和氧气质量和等于生成的一氧化碳、二氧化碳和水的质量和:$x + 5.6\ \mathrm{g} = 5.1\ \mathrm{g} + \frac{9}{8}x$,得出$x=4\ \mathrm{g}$。甲醇中的碳元素的质量为$4\ \mathrm{g}×\frac{12}{32}×100\% = 1.5\ \mathrm{g}$,根据元素守恒得出生成的一氧化碳和二氧化碳的碳元素质量之和为1.5 g,列出关系式:$y×\frac{12}{28}×100\% + (5.1\ \mathrm{g} - y)×\frac{12}{44}×100\% = 1.5\ \mathrm{g}$,得出$y=0.7\ \mathrm{g}$,因此 B 选项错误。C. 生成的二氧化碳的质量:$5.1\ \mathrm{g} - 0.7\ \mathrm{g} = 4.4\ \mathrm{g}$,甲醇和二氧化碳的质量比为$4:4.4 = 10:11$,因此 C 选项正确。D. 根据化学方程式$\ce{2CO + O_{2}\xlongequal{点燃}2CO_{2}}$计算得出,0.7 g 一氧化碳全部转化为二氧化碳还需要 0.4 g 氧气,因此 D 选项错误。
解析
【分析】
本题是化学计算类选择题，需结合质量守恒定律、元素守恒及化学方程式计算分析各选项。首先利用甲醇中氢元素全部转化为水，结合质量守恒求出参加反应的甲醇质量；再根据碳元素守恒，结合一氧化碳与二氧化碳混合气的总质量，求出二者各自的质量；最后逐一验证选项的正确性。
【解析】
1. 计算参加反应的甲醇质量：
甲醇（$\ce{CH_{3}OH}$）中氢元素全部转化为水，设甲醇质量为$x$，甲醇中氢元素质量为$x×\frac{4}{32}$，生成水的质量为$\frac{x×\frac{4}{32}}{\frac{2}{18}}=\frac{9}{8}x$。根据质量守恒定律：$x + 5.6\ \mathrm{g} = 5.1\ \mathrm{g} + \frac{9}{8}x$，解得$x=4\ \mathrm{g}$。
2. 计算碳元素相关质量：
4 g甲醇中碳元素质量为$4\ \mathrm{g}×\frac{12}{32}=1.5\ \mathrm{g}$，根据碳元素守恒，一氧化碳和二氧化碳中碳元素总质量为1.5 g。设一氧化碳质量为$y$，则二氧化碳质量为$5.1\ \mathrm{g}-y$，可得：$y×\frac{12}{28} + (5.1\ \mathrm{g}-y)×\frac{12}{44}=1.5\ \mathrm{g}$，解得$y=0.7\ \mathrm{g}$，故二氧化碳质量为$5.1\ \mathrm{g}-0.7\ \mathrm{g}=4.4\ \mathrm{g}$。
3. 逐一分析选项：
A选项：根据$\ce{CO_{2} + 3H_{2}\xlongequal{一定条件}CH_{3}OH + H_{2}O}$，设生成8 t甲醇需二氧化碳质量为$m$，则$\frac{44}{32}=\frac{m}{8\ \mathrm{t}}$，解得$m=11\ \mathrm{t}$，A错误。
B选项：由上述计算，生成一氧化碳质量为0.7 g，B错误。
C选项：参加反应的甲醇质量为4 g，生成二氧化碳质量为4.4 g，二者质量比为$4\ \mathrm{g}:4.4\ \mathrm{g}=10:11$，C正确。
D选项：一氧化碳转化为二氧化碳的反应为$\ce{2CO + O_{2}\xlongequal{点燃}2CO_{2}}$，设0.7 g一氧化碳完全转化需氧气质量为$n$，则$\frac{56}{32}=\frac{0.7\ \mathrm{g}}{n}$，解得$n=0.4\ \mathrm{g}$，D错误。
【答案】
C
【知识点】
化学方程式计算、质量守恒定律、元素守恒
【点评】
本题综合考查化学计算中的守恒思想应用，需熟练运用质量守恒、元素守恒分步计算，对学生的逻辑分析和计算能力有一定要求。
【难度系数】
0.5
本题是化学计算类选择题，需结合质量守恒定律、元素守恒及化学方程式计算分析各选项。首先利用甲醇中氢元素全部转化为水，结合质量守恒求出参加反应的甲醇质量；再根据碳元素守恒，结合一氧化碳与二氧化碳混合气的总质量，求出二者各自的质量；最后逐一验证选项的正确性。
【解析】
1. 计算参加反应的甲醇质量：
甲醇（$\ce{CH_{3}OH}$）中氢元素全部转化为水，设甲醇质量为$x$，甲醇中氢元素质量为$x×\frac{4}{32}$，生成水的质量为$\frac{x×\frac{4}{32}}{\frac{2}{18}}=\frac{9}{8}x$。根据质量守恒定律：$x + 5.6\ \mathrm{g} = 5.1\ \mathrm{g} + \frac{9}{8}x$，解得$x=4\ \mathrm{g}$。
2. 计算碳元素相关质量：
4 g甲醇中碳元素质量为$4\ \mathrm{g}×\frac{12}{32}=1.5\ \mathrm{g}$，根据碳元素守恒，一氧化碳和二氧化碳中碳元素总质量为1.5 g。设一氧化碳质量为$y$，则二氧化碳质量为$5.1\ \mathrm{g}-y$，可得：$y×\frac{12}{28} + (5.1\ \mathrm{g}-y)×\frac{12}{44}=1.5\ \mathrm{g}$，解得$y=0.7\ \mathrm{g}$，故二氧化碳质量为$5.1\ \mathrm{g}-0.7\ \mathrm{g}=4.4\ \mathrm{g}$。
3. 逐一分析选项：
A选项：根据$\ce{CO_{2} + 3H_{2}\xlongequal{一定条件}CH_{3}OH + H_{2}O}$，设生成8 t甲醇需二氧化碳质量为$m$，则$\frac{44}{32}=\frac{m}{8\ \mathrm{t}}$，解得$m=11\ \mathrm{t}$，A错误。
B选项：由上述计算，生成一氧化碳质量为0.7 g，B错误。
C选项：参加反应的甲醇质量为4 g，生成二氧化碳质量为4.4 g，二者质量比为$4\ \mathrm{g}:4.4\ \mathrm{g}=10:11$，C正确。
D选项：一氧化碳转化为二氧化碳的反应为$\ce{2CO + O_{2}\xlongequal{点燃}2CO_{2}}$，设0.7 g一氧化碳完全转化需氧气质量为$n$，则$\frac{56}{32}=\frac{0.7\ \mathrm{g}}{n}$，解得$n=0.4\ \mathrm{g}$，D错误。
【答案】
C
【知识点】
化学方程式计算、质量守恒定律、元素守恒
【点评】
本题综合考查化学计算中的守恒思想应用，需熟练运用质量守恒、元素守恒分步计算，对学生的逻辑分析和计算能力有一定要求。
【难度系数】
0.5
