1、第 10 讲 化学反应的应用 1某反应的微观示意图(不同的球代表不同的原子)如图所示。下列说法不正确的是 ( C ) A该反应属于化合反应 B反应前后原子数目没有变化 C反应前后各元素化合价均不变 D反应前后元素种类不变 【解析】 该反应是由两种物质反应生成一种物质，属于化合反应，故 A 说法正确；根 据质量守恒定律观察微观示意图可知，化学反应前后原子的种类、数目都不变，故 B 说 法正确；由反应的微观示意图，组成单质的元素在反应后与其他元素组成了化合物，元 素的化合价一定发生了变化，故 C 说法错误；由微粒的变化可知，化学反应前后原子的 种类不变，元素的种类也不变，故 D 说法正确。 2我国
2、古代典籍中有“银针验毒”的记载，其反应原理之一是 4Ag2H2SO2=2X 2H2O。下列有关该反应的说法不正确的是( D ) AX 的化学式是 Ag2S BH2S 中 S 元素为2 价 C反应前后元素的种类不变 DH2S 是无毒的 【解析】 A由质量守恒定律：反应前后，原子种类、数目均不变，由反应的化学方程 式 4Ag2H2SO2=2X2H2O 知反应前银、氢、硫、氧原子个数分别为 4、4、2、2， 反应后的生成物中银、氢、硫、氧原子个数分别为 0、4、0、2；根据反应前后原子种类、 数目不变，则 2X 分子中含有 4 个银原子和 2 个硫原子，则每个 X 分子由 2 个银原子和 1 个硫原
3、子构成，则物质 X 的化学式为 Ag2S，故 A 说法正确；B.H2S 中 H 显1 价， 故 S 元素为2 价，故 B 说法正确；C.由质量守恒定律可知，反应前后元素的种类不 变，故 C 说法正确；D.在反应 4Ag2H2SO2=2Ag2S2H2O 中，能用银针检验的有 毒物质就是 H2S，故 D 说法错误。 3某纯净物 X 在氧气中燃烧的化学方程式为 2X5O2= 点燃 4CO22H2O，则 X 的化学 式是( C ) AC2H4 BC2H5OH CC2H2 DCH4 【解析】 根据反应前后原子种类、数目不变，可以确定每个 X 分子由 2 个碳原子、2 个氢原子构成，则物质 X 的化学式为
4、 C2H2。 4. 3Cl26NaOH= 5NaClX3H2O 的反应中，X 的化学式是( D ) AO2 BNaClO CHCl DNaClO3 【解析】 根据质量守恒定律，化学反应前后各原子的种类与数目不变，可以确定 X 的 化学式是 NaClO3。 5一氧化碳在氧气中燃烧，火焰呈蓝色，同时放出大量的热，其反应的微观过程如图 所示。根锯此图判断，下列说法正确的是( B ) A该反应是置换反应 B化学反应前后元素的种类不变 C化学反应前后分子的种类和数目都不变 D发生反应前，一氧化碳和氧气的质量比是 74 【解析】 该反应的反应物是两种，生成物是一种，因此属于化合反应，不是置换反应， 故 A
5、 说法不正确；从图示看出，该反应中共有两种不同的小球，代表两种不同的原子， 故该反应中共有两种元素，反应前后不变，故 B 说法正确。由微粒的变化可知，化学反 应前后分子的种类和数目都发生了变化，故 C 说法不正确；从图示可以看出，发生反应 前，一氧化碳和氧气的质量比是(282)(324)716，故 D 说法不正确。 6将宏观、微观及化学符号联系在一起是化学学科的特点。某化学反应微观示意图如 图所示，下列叙述正确的是( D ) A反应前后各元素化合价不变 B该化学变化中发生改变的微粒是原子 C该反应不符合质量守恒定律 D参加反应的 CO2和 H2分子个数比为 13 【解析】 由化学反应微观示意图
6、可知该反应的化学方程式是 2CO26H2= 催化剂C 2H4 4H2O。该反应有单质氢气参加反应，一定有元素化合价的变化，故 A 错误；由微粒的 变化可知，该化学变化中发生改变的微粒是分子，故 B 错误；该反应是化学反应，符合 质量守恒定律，故 C 错误；由方程式可知，参加反应的 CO2和 H2分子个数比为 26 13，故 D 正确。 7. “生命至上、安全第一”，为及时发现天然气泄漏，某燃气公司常在天然气中加入少 量具有特殊气味的乙硫醇(C2H5SH)。乙硫醇在空气中也能燃烧，反应的化学方程式为 2C2H5SH9O2= 点燃 4CO26H2O2X。下列说法错误的是( D ) A乙硫醇是由三种
7、元素组成的有机物 BX 的化学式为 SO2 C乙硫醇中碳、氢、硫元素的质量比为 12316 D乙硫醇中碳元素的质量分数最大 【解析】 乙硫醇是由碳、氢、硫三种元素组成的；由质量守恒定律：反应前后，原子 种类、数目均不变，每个 X 分子由 1 个硫原子和 2 个氧原子构成，则物质 X 的化学式 为 SO2，故选项说法正确。乙硫醇中碳、氢、硫元素的质量比为(122)(16)32 12316；乙硫醇中碳、氢、硫元素的质量比为(122)(16)3212316，则 硫元素的质量分数最大。 8一种新型火箭推进剂在火箭发射过程中，发生反应的微观过程如图所示。 下列说法不正确的是( C ) A反应前后分子种类
8、改变 B反应前后原子种类不变 C反应前后氧元素质量减小 D生成物丙和丁的分子个数比为 34 【解析】 根据反应的微观示意图，甲是 N2O4、乙是 N2H4、丙是 N2、丁是 H2O，该化 学方程式为 N2O42N2H4= 点燃 3N24H2O。由微粒的变化可知，反应前后分子种类改 变；反应前后原子种类不变；反应前后氧元素质量不变；由方程式可知，生成物丙和丁 的分子个数比为 34。 9医用消毒酒精为 75%的乙醇溶液，化工生产中可用 A(主要成分的化学式为 C8H18)作 原料，经以下 流程制取乙醇： (1)步骤的转化属于_化学_(选填“化学”或“物理”)变化。 (2)步骤是乙烯和含两种元素的化
9、合物 B 发生化合反应， 则 B 中所含元素是_H、 O_。 【解析】 (1)步骤发生前后，物质种类改变，故属于化学变化。(2)步骤根据质量守 恒定律，生成物增加了氧原子，乙醇化学式中氢原子与碳原子的个数的比值增加了，故 B 中应含氢、氧元素。 10科学家开发出一种用糖类制取氢气的新技术，未来的氢动力汽车将携带易于存储的 糖类，如淀粉，其化学式是(C6H10O5)n。科学家使用由多种特殊的酶组成的混合物，将 淀粉和水转变成 CO2和 H2的混合气体，将 CO2除去后，H2进入燃料电池产生电力，驱 动汽车前进。请根据质量守恒定律配平淀粉和水反应的化学方程式。 _1_(C6H10O5)n_7n_H
10、2O 酶 _12n_H2_6n_CO2 【解析】 先设(C6H10O5)n的化学计量数为 1，再根据反应物中碳原子个数确定 CO2的化 学计量数为 6n， 接着根据 CO2和(C6H10O5)n中的氧原子个数差， 确定反应物 H2O 的化学 计量数，最后依据氢原子个数守恒确定 H2的化学计量数。 11下图是甲烷与氧气反应的微观模拟图，请回答下列问题： (1)在甲、 丙图中将相关粒子图形补充完整_甲补充一个氧分子、 丙中补充一个水分子_。 (2)A、B、C、D 对应的物质都是由_分子_构成的。 【解析】 (1)根据甲烷与氧气反应的微观模拟图， 反应的化学方程式为 CH4 2O2= 点燃 CO2
11、2H2O，所以在甲图中应补充一个氧分子，在丙图中补充一个水分子。(2)甲烷、 氧气、二氧化碳、水都是由分子构成的。 12. CO2的转化和利用是一个热门的研究课题。回答下列相关问题： (1)2016 年我国科研人员研制出一种 “可呼吸 CO2”的电池， 放电时该电池“吸收 CO2”， 充电时该电池“放出 CO2”。放电时，金属钠和 CO2发生置换反应生成一种非金属单质 和一种常见的盐，写出此反应的化学方程式_4Na3CO2=2Na2CO3C_。 (2)2018 年 5 月，某杂志介绍了我国的一项研究成果：在一种新催化剂作用下可实现二 氧化碳高效转化为甲醇，相关反应如图所示，参加反应的甲和乙的分
12、子个数比为 _13_。 【解析】 (1)根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，生成的盐一定是碳酸钠，生 成的非金属单质是碳或氧气；再根据质量守恒定律，反应前后原子个数守恒，碳酸钠中 碳原子与氧原子的个数比值比二氧化碳小，故生成的单质只能是碳。(2)结合化学反应的 微观模型和质量守恒定律，可知反应的化学方程式为 CO23H2= 催化剂CH 3OHH2O， 可知参加反应的甲和乙的分子个数比为 13。 13随着科学的发展，新能源的开发不断取得突破。清华大学研究人员成功研制出一种 纳米纤维催化剂，可将二氧化碳转化成液体燃料甲醇，其微观示意图如图(图中的微粒 恰好完全反应)所示。请根据微观示意图回答以
13、下问题。 (1)丁的化学式为_H2O_， 该反应的化学方程式为_3H2CO2= 催化剂CH 3OHH2O_。 (2)下列说法正确的是_CD_(填写字母序号)。 A反应前后原子数目发生改变 B该反应属于复分解反应 C甲是单质，乙、丙、丁均为化合物 D该反应体现了无机物在一定条件下可以转化为有机物 【解析】 (1)由题目信息和质量守恒定律可知， 该反应的化学方程式为CO23H2O= 催化剂 CH3OHH2O。(2)由上述反应可知，化学反应前后原子数目没有发生改变，该反应不属 于复分解反应，由微粒的构成可知，甲是单质，乙、丙、丁均为化合物，由上述反应物 质的变化可知，该反应体现了无机物可以转化为有机
14、物。 14天然气可以在一定条件下合成甲醇。 (1)请把图中反应物的微观示意图补画齐全。 (2)该反应的化学方程式为_2CH4O2= 高温 催化剂2CH 3OH_，基本反应类型为_化合反应 _。 【解析】 (1)由 2CH4O2= 高温 2CH3OH 方程式可知含反应物有 2 个甲烷分子，由于生 成物中含有 2 个氧分子没反应，所以应该画三个氧分子。(2)反应物是甲烷和氧气，生成 物是甲醇，所以方程式是 2CH4O2= 高温 催化剂2CH 3OH；反应物是两种，生成物是一种，属 于化合反应。 15某小组用耐强碱的反应管等仪器组装成如图实验装置，以研究铜酸钠(NaCuO2)跟 H2的反应，实验中观
15、察到如下现象： 固体中出现紫红色物质； 试管中无水硫酸铜 由白色变为蓝色。经检验紫红色物质为一种金属单质，完成下列反应的化学方程式： 2NaCuO23H2= 2NaOH_2Cu_2H2O_。 【解析】 根据题意，生成的紫红色金属单质是铜，生成的使硫酸铜变蓝的物质是水， 再根据质量守恒定律配平化学方程式。 1将一定量的乙醇和氧气置于一个完全封闭的容器中引燃，反应生成二氧化碳、水蒸 气和一种未知物 X。测得反应前后物质的质量如下表： 物质 乙醇 氧气 二氧化碳 水 X 反应前质量/g 4.6 8 0 0 0 反应后质量/g 0 0 4.4 5.4 m 下列判断正确的是( C ) A表中 m 的值无
16、法确定 BX 可能是该反应的催化剂 C增加氧气的量可以减少 X 的生成 D物质 X 一定含有碳元素，可能含有氢元素 【解析】 由表中的数据可知：由于乙醇和氧气反应后质量减少，二氧化碳和水反应后 质量增加，根据质量守恒定律可知：在该反应中，乙醇和氧气是反应物，二氧化碳和水 是生成物。 由化合物中某元素的质量化合物的质量化合物中该元素的质量分数可以计算出： 46g 乙醇中碳、氢、氧三种元素的质量分别是 2.4g、0.6g、1.6g； 44g 二氧化碳中碳、氧两元素的质量分别是 1.2g、3.2g； 54g 水中氢、氧两元素的质量分别为 0.6g、4.8g。 因此反应物中共有 2.4g 碳元素、0.
17、6g 氢元素、9.6g 氧元素，生成物二氧化碳和水中共有 1.2g 碳元素、0.6g 氢元素、8g 氧元素。根据质量守恒定律可知：反应物中有 1.2g 碳元 素和 1.6g 氧元素进入了生成物 X 中，说明生成物 X 由碳、氧两元素组成，X 中不含氢 元素，其质量为 1.2g1.6g2.8g，所以 m 的值为 2.8。 由于 X 在反应前的质量为 0，反应后的质量为 2.8g，说明 X 在反应过程中质量有变化， 不符合催化剂的特点， 所以 X 不是该反应的催化剂。 设 X 的化学式为 CxOy， 则 12x16y 1.2g1.6g，解得 xy11，即 X 的化学式为 CO。 由以上分析可知：
18、A表中 m 的值能确定，是 2.8，故 A 错误； BX 在反应过程中质量有变化，不符合催化剂的特点，故 B 错误； C由于反应生成了一氧化碳，说明乙醇燃烧不充分，增加氧气的量，有助于乙醇的充 分燃烧，从而减少一氧化碳的生成。故 C 正确； DX 由碳、氧两元素组成，X 中不含氢元素，故 D 错误。 2在密闭容器中有甲、乙、丙、丁四种物质、在一定条件下反应，测得反应前及反应 过程中的两个时刻各物质的质量分数如图所示。图中 a、b、c、d 分别表示相应物质的 质量分数。下列数据正确的是( A ) Aa56% Bb6% Cc17% Dd8% 【解析】 反应前后甲的质量分数减少了 70%42%28%
19、，故甲是反应物；反应前乙的 质量分数为 14%，反应后乙的质量分数为 142%40%10%8%，乙的质量分数减 少了 14%8%6%，故乙是反应物；反应前丙的质量分数为 6%，反应后丙的质量分 数增加了 40%6%34%，丙是生成物；丁的质量分数不变，可能作该反应的催化剂， 也可能没有参加反应。 参加反应的甲和乙的质量比为 28%6%， 当乙的质量分数为 11% 时，减少了 14%11%3%，则甲的质量分数应减少 14%，则 a70%14%56%， 故选项 A 说法正确；由上面分析知，b8%，故选项 B 说法错误；生成的丙和参加反应 的乙的质量比为 34%6%，当乙的质量分数为 11%时，减少
20、了 14%11%3%，则丙 的质量分数应增加 17%，则 c6%17%23%，故选项 C 说法错误；丁的质量分数不 变，可能作该反应的催化剂，也可能没有参加反应，d10%，故选项 D 说法错误。 3NSR 技术通过 BaO 和 Ba(NO3)2的相互转化实现 NOx(氮氧化物)的储存和还原，能有 效降低柴油发动机在空气过量条件下 NOx的排放。其工作原理如图所示。 (1)还原时还原尾气可以是 CO、 H2等， 存在如下反应： 5COBa(NO3)2=N2X5CO2。 反应中，碳元素的化合价_升高_(填“升高”或“降低”)。 X 的化学式是_BaO_。 (2)储存时， 部分 NO 发生反应的化学
21、方程式为_2NOO2=2NO2_； 吸收 NOx(如 NO、 NO2)的物质是_BaO_。 (3)NO 气体通过 NSR 技术转化为 N2的总反应方程式是_2NOO24CO = 催化剂N 2 4CO2_。 【解析】 (1) 反应前碳元素为2 价，反应后碳元素为4 价，化合价升高了； 根 据化学反应前后各原子的种类与数目不变，可知 X 是 BaO。(2)一氧化氮和氧气反应生 成二氧化氮，氧化钡能吸收氮氧化物。(3)NO 气体能与氧气、一氧化碳在催化剂的条件 下反应生成氮气和二氧化碳。 4图为铜片 A 的系列变化，据图回答问题： (1)若方法 1 中的 X 物质为常见气体，且发生置换反应，则 X
22、是_H2_(填化学式)。 (2)写出方法 2 的化学方程式_CuOH2SO4=CuSO4H2O_。 (3)铜片 A、铜片 B、铜片 C 的质量分别为 mA、mB、mC，其中方法 1 和方法 2 均完全反 应，则 mA、mB、mC的大小关系为_mAmBmC_。 【解析】 (1)常见的还原剂有碳单质、一氧化碳和氢气，X 物质为常见气体，且发生置 换反应，所以 X 是氢气，化学式为 H2。 (2)氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜和水，化学方程式为 CuOH2SO4=CuSO4H2O。 (3)方法 1 是将已经部分氧化的铜片重新用氢气还原，依据质量守恒中的原子守恒，方法 1 反应结束后，铜被重新还原，所以
23、mAmB，方法 2 中部分氧化的铜片产生了氧化铜， 氧化铜与硫酸反应，有部分铜元素进入溶液中，剩余铜单质的质量为 mC，所以小于 mA、 mB，所以 mA、mB、mC的大小关系为 mAmBmC。 52013 年 5 月，某市自来水有股奇怪的味道，经专家多轮综合检测，基本认定引起此 次异味的主要物质是邻叔丁基苯酚。将 30 克邻叔丁基苯酚完全燃烧，生成 88 克 CO2 和 25.2 克 H2O(无其他产物)。已知邻叔丁基苯酚的相对分子质量为 150，求： (1)30 克邻叔丁基苯酚中含碳元素_24_克，氢元素_2.8_克。 (2)邻叔丁基苯酚的化学式为_C10H14O_。 【解析】 根据质量守
24、恒定律可知，生成物二氧化碳中碳元素和水中氢元素的质量即为 30g 邻叔丁基苯酚中碳元素和氢元素的质量，故(1)碳元素的质量为 88g12 44100% 24g；氢元素的质量为 25.2g 2 18100%2.8g；根据 24g2.8g26.8gm(后)，原因是_二氧化碳气体逸出_，若所用试剂不变，改进 的方法是_将烧杯改成密闭容器_； 丙组实验中，m(前)m(后)，乙组同学认为该实验不能验证质量守恒定律，原因是_ 质量守恒定律研究的是化学反应，而丙组中的物质不能发生化学反应_。 (3)丁组同学研究了物质 W 的组成。一定条件下，W 在密闭容器内发生反应前后各物质 的质量如下图所示： 其中，x_
25、52_g，W 的化学式是_C2H6O_。 7碱式碳酸锌Znx(OH)y(CO3)z是制备功能材料 ZnO 的原料，其化学反应表达式为 Znx(OH)y(CO3)z 焙烧 ZnOCO2H2O(x、y、z 为正整数)。小金设计了图甲所示装置 对碱式碳酸锌的组成进行探究(装置气密性良好，药品足量，实验操作正确)： (1)图甲中装置 B 的作用是_吸收反应生成的 CO2_。 (2)查阅资料发现，在不同温度条件下充分加热等质量的碱式碳酸锌样品，剩余固体的质 量与加热温度的关系如图乙所示。实验中加热时，热分解装置的温度至少要达到 _300_(选填“200”“300”或“400”)。 (3)部分实验步骤为：
26、“加热前先通入 N2排尽装置内的空气，关闭通入 N2的活 塞，控制一定温度下加热”。实验过程中可根据_一段时间，A 装置中的长导 管管口不再有气泡冒出_现象判断碱式碳酸锌样品已完全分解。 (4)小金取 54.7g 碱式碳酸锌样品(不含杂质)，放置于热分解装置内，完全反应后测得装 置 A 增重 5.4g，装置 B 增重 8.8g。则 xyz 的最简整数比为_562_。 【解析】 (1)装置 B 的作用是吸收反应生成的二氧化碳，碱石灰可以与二氧化碳反应。 (2)实验中加热时，碱式碳酸锌样品热分解装置的温度至少要达到 300 才能完全分解， 所以要控制温度不低于 300 。 (3)实验过程中可根据一段时间， A 装置中的长导管管口不再有气泡冒出的现象判断碱式 碳酸锌样品已完全分解。 (4)碱式碳酸锌样品 54.7 g，装置 A 增加的质量为生成的水的质量 5.4 g，装置 B 增加的 质量为生成的二氧化碳的质量 8.8 g，故氧化锌的质量为 54.7 g5.4 g8.8 g40.5 g， 故 Znx(OH)y(CO3)z 焙烧 xZnOzCO2y 2H2O 81x 44z 9y 40.5g 8.8g 5.4g 81x 40.5g 44z 8.8g 9y 5.4g xyz562。