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1、 专题12 微观模型图、质量守恒定律 质量守恒定律的理解及化学式的推断1（2020山东东营）某反应的微观示意图如下，该反应的化学方程式是_，其中由原子直接构成的物质是_。请结合图示，从微观的角度谈一下对化学反应的认识_。【答案】；Si；反应前后原子的种类、数目、质量均不变 【解析】由分析可知：此反应是四氯化硅与氢气在高温下反应生成氯化氢和硅，反应的化学方程式为：，由微观示意图可知：其中直接由原子构成的是硅。任何化学反应都遵守质量守恒定律，从微观的角度来看是因为在化学反应前后原子的种类、数目、质量均不变。2（2020四川攀枝花）“绿色化学”要求原料物质中所有的原子完全被利用，全部转入期望的产品中
2、，即原子利用率为100%。一定条件下，CO和H2可以按照不同比例反应，只生成一种产物就能实现“绿色化学”，这种产物不可能是（ ）A甲醛（CH2O）B甲醇（CH4O）C乙醇（C2H6O）D乙酸（C2H4O2）【答案】C【解析】A据化学式CH2O，可知该物质中C、O元素的原子个数比为1：1，符合所生成有机物的特点，不符合题意；B根据化学式CH4O，可知该物质中C、O元素的原子个数比为1：1，符合所生成有机物的特点，不符合题意；C根据化学式C2H6O，可知该物质中C、O元素的原子个数比为2：1，不符合所生成有机物的特点，符合题意；D根据化学式C2H4O2，可知该物质中C、O元素的原子个数比为1：1，
3、符合所生成有机物的特点，不符合题意。故选C。3（2020湖南衡阳）“84消毒液”可用于新冠状病毒肺炎的防疫，制备其主要成分次氯酸钠（ NaClO）的化学方程式为：。则X的化学式是（ ）AClO2BH2CH2ODNa2O【答案】C【解析】由化学方程式可知，反应前出现了2个钠原子、2个氧原子、2个氢原子和2个氯原子，反应后出现了2个钠原子、2个氯原子和1个氧原子，根据质量守恒定律，尚缺的2个氢原子和1个氧原子存在于X中，则X的化学式为H2O，故选C。 4（2020四川广元）ClO2是一种高效的水处理剂，其制备反应为，下列说法正确的是（ ）AX的化学式是SO3B该反应属于复分解反应CClO2中氧元素
4、的化合价为-1价DClO2的名称为二氧化氯【答案】D【解析】A根据质量守恒定律，反应物中含有2个S，12个O，生成物中也应该有2个S，12个O参与反应，和一共含有10个O，因此X含有1个S，2个O，从而得出X的化学式是SO2，不符合题意。B复分解反应是由两种化合物互相交换成分，生成另外两种化合物的反应，该反应的反应物是三种化合物，所以不是复分解反应，不符合题意。CClO2中氧元素的化合价为-2价，不是-1价，不符合题意。DClO2的名称为二氧化氯，正确，符合题意。故选D。 利用质量守恒定律的计算5（2020四川凉山州）某物质1.6克在空气中充分燃烧共生成4.4克二氧化碳和3.6克水。则下列说法
5、正确的是（ ）该物质中一定含有氧元素； 该物质中一定不含氧元素； 该物质中一定含有碳、氢元素； 该物质的一个分子中碳、氢原子的个数比为1：4； 该物质中氢元素的质量分数最大A BC D【答案】B【解析】某物质1.6克在空气中充分燃烧共生成4.4克二氧化碳和3.6克水，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，故该物质中一定含C、H元素，4.4 g二氧化碳中碳元素的质量为：；3.6 g水中氢元素的质量为：，1.2 g+0.4 g=1.6 g，故该物质中一定不含氧元素；故错误；正确；设该物质的化学式为：CxHy，12x：y=1.2 g：0.4 g，x：y=1：4，该物质的一个分子中碳、氢原子
6、的个数比为1：4，正确；该物质中碳、氢元素的质量比为：12：4=3：1，故碳元素的质量分数最大，错误。故正确的是：。故选B。6（2020湖北宜昌）某密闭容器中只有乙、丙、丁三种物质，在一定条件下发生了一个化学反应，容器中乙、丙、丁的质量随甲的质量变化情况如图所示。下列说法错误的是（ ）Aa的值为12B丁属于化合物C当丁为5 g时，容器中乙的质量为11 gD当甲为2 g时，容器中丙与丁的质量之比为12：5【答案】D【解析】A据质量守恒定律可知反应前后物质的总质量不变，所以10 g+6 g+10 g=8 g+a+6 g+0 g，丁的质量a的值为12，选项正确； B质量增加的是生成物，甲的质量增加8
7、 g，是生成物；丁的质量减少10 g，是反应物，乙的质量增加2 g，是生成物，反应的表达式为：丁甲+乙，丁属于化合物，选项正确； C由上述分析可知，乙和丁的质量比为2：10，当丁为5 g时，反应掉的丁为5 g，容器中乙的质量增加1 g，乙的总质量为11 g，选项正确；D甲和丁的质量比为8：10，当甲为2 g时，反应掉丁的质量为2.5 g，剩余丁的质量为7.5 g，容器中，丙与丁的质量之比为6：7.5=4：5，选项错误。故选D。7（2020湖北随州）在一个密闭容器中放入甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下发生化学反应，一段时间后，测得有关数据如下表，下列关于此反应的认识，正确的是（ ）物质甲乙丙
8、丁反应前的质量（g）31X76反应后的质量（g）122924Ax的数值为32B若甲为化合物，乙为单质，则该反应一定为置换反应C该反应中丙和丁的质量变化之比为11：9D若丁为水，则甲或乙必定为酸或碱【答案】C【解析】根据质量守恒定律计算出x的值，再根据化学反应后，质量增加的物质是生成物，质量减少的物质是反应物，结合表中数据进行分析。反应前后物质的总质量不变，所以31+x+7+6=1+2+29+24，因此x=12；反应后甲、乙质量都减少，是反应物；反应后丙、丁质量都增加，是生成物。A根据分析，x的数值为12，不符合题意；B置换反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应；根据分
9、析，甲、乙是反应物；丙、丁是生成物；若甲为化合物，乙为单质，则该反应不一定为置换反应，如，生成物是两种化合物，不符合题意；C根据分析，生成的丙和丁的质量是：丙，29 g-7 g=22 g，丁，24 g-6 g=18 g，则丙和丁的质量变化之比为22 g：18 g=11：9，符合题意；D根据分析，甲、乙是反应物；丙、丁是生成物；若丁为水，甲或乙不一定为酸或碱，如，反应物中没有酸或碱，产物中有水，不符合题意。故选C。 8（2020江苏无锡）元素钴（Co）有多种化合价，将9.3 gCo（OH）2在空气中加热至290时完全脱水，得到8.3 g钴的氧化物，该氧化物的化学式是（ ）ACoO BCoO3 C
10、Co2O3 DCo3O4【答案】C【解析】由化学式可知9.3 gCo（OH）2中和氧化钴中钴元素质量相等，Co元素的质量为：9.3 g ，则钴的氧化物中氧元素的质量为：8.3 g-5.9 g=2.4 g 即Co与O的原子个数比为：2：3，故选C。9（2020江苏盐城）将一定质量的甲醇（CH3OH）和氧气（O2）置于密闭容器中点燃，一段时间后反应停止，测得反应后各物质的质量，相关数据如下表所示。下列说法不符合事实的是（ ）物质CH3OHO2H2OCO2X反应前质量/gm12.8000反应后质量/g0010.88.8nAmnBX中一定含有碳元素C无法判断X中是否含有氧元素D生成物中C、H两种元素的
11、质量比为31【答案】C【解析】A根据质量守恒定律可知，m+12.8 g=10.8 g+8.8 g+n，m=6.8 g+n，所以mn，选项A正确；B甲醇作为一种可燃物，当氧气充足时，甲醇燃烧生成二氧化碳和水；如果氧气不足，甲醇燃烧生成水、一氧化碳甚至炭黑。因为甲醇中的氢全部转化为水，10.8 g水中氢元素的质量=，则甲醇的质量为：，甲醇中碳元素的质量为：，生成的二氧化碳中碳元素的质量为：，根据质量守恒定律，反应前后元素在质量不变，可见X中一定含有1.2 g碳元素，选项B正确；C根据计算甲醇中碳元素质量为3.6 g，氢元素质量为1.2 g，则甲醇中氧元素质量为：9.6g-3.6g-1.2g=4.8
12、g，因为参加反应的氧气质量为12.8 g，所以反应生成的X中的氧元素质量为：4.8 g+12.8 g-(8.8 g-2.4 g)-(10.8 g-1.2 g)=1.6 g，故X中一定含氧元素，选项C错误；D根据质量守恒定律，化学反应前后元素的质量不变，则生成物中C、H两种元素的质量比与参加反应的甲醇中的碳、氢元素质量比相同，因此生成物中碳、氢元素质量比=12(14)=31，选项D正确。故选C。10（2020四川自贡）甲、乙、丙、丁四种物质在反应前后的质量关系如图表示，下列说法错误的是（ ）A该反应是化合反应B甲可能是化合物C丙一定是该反应的催化剂D反应前后乙和丁变化的质量比为8：15【答案】C
13、【解析】A该反应的反应物是两种，生成物是一种，符合化合反应“多变一”的特点，属于化合反应，说法正确；B甲是化合反应的反应物，可能是化合物，也可能是单质，说法正确；C丙反应前后质量不变，可能是该反应的催化剂或不参与反应的杂质，选项说法错误；D反应前后乙和丁变化的质量比为（30 g-14 g）：（50 g-20 g）=8：15，说法正确；故选C。质量守恒定律与微观示意图的分析11（2020重庆市A）工业生产硫酸中的某一步反应用微观模型图表示如下，下列说法正确的是（ ）A 反应前后硫元素的化合价从+2价变成+3价B 参加反应的反应物间分子个数比是1：1C 反应前后分子数目不变D 该反应属于化合反应【
14、答案】D【解析】A反应前含硫分子是SO2，硫元素的化合价是+4，反应后含硫分子是SO3，硫元素的化合价是+6，故A项说法错误；B由转化图示可知参加反应的两种物质的分子个数比为2：1或1：2，故B项说法错误；C由图示可知，反应前有4个分子，反应后有3个分子，可知反应前后分子数目发生改变，故C项说法错误；D由图示可知反应前的物质含有两种分子，即两种物质，而反应后虽然也含有两种分子，但其中一种是多余的反应物，生成物只有一种，故该反应符合“多变一”的化合反应特征，故D项说法正确。故选D。 12（2020河南省卷）如图为治理汽车尾气反应的微观示意图，下列有关说法正确的是（ ） A 图中只有两种氧化物B
15、该反应属于置换反应C 相对分子质量最大的是NOD 生成丙和丁的质量比为7：22【答案】D【解析】由图可知，该反应是NO与CO在催化剂的作用下反应生成氮气和二氧化碳，该反应的化学方程式为：。ANO、CO、CO2都是由两种元素组成，且其中一种元素是氧元素的化合物，属于氧化物，故图中有三种氧化物，不符合题意；B该反应的反应物是两种化合物，不属于置换反应，不符合题意；CNO的相对分子质量为：14+16=30，CO的相对分子质量为：12+16=28；N2的相对分子质量为：142=28；CO2的相对分子质量为：12+162=44，故相对分子质量最大的是CO2，不符合题意；D根据化学方程式可知，生成丙和丁的
16、质量比为：（142）：（244）=7：22，符合题意。故选D。 13（2020山东聊城）下图是某一化学反应的微观模型示意图，对此理解不正确的是（ ）A反应前后原子的种类和个数都没发生改变B丙和丁都为化合物C该反应基本反应类型属于置换反应D参加反应的甲和乙的分子个数比为2：5【答案】C【解析】A由应前后微粒的构成及变化可知，反应前后原子的种类和数目都不变，故选项说法正确；B由反应的化学方程式可知，丙是二氧化碳，丁是水，都是化合物，故选项说法正确；C由反应的化学方程式可知，此反应中生成物是两种化合物，不属于置换反应，故选项说法不正确；D由反应的化学方程式可知，参加反应的甲和乙的分子个数比为2：5，
17、故选项说法正确。故选C。14（2020湖北宜昌）下图是氢气在氯气中燃烧的微观示意图。据图作答：（1）一个氯分子是由_构成的；在该化学反应前后，没有发生变化的微粒是_（填微粒的名称）。（2）该反应的化学方程式是_。【答案】（1）2个氯原子；氢原子和氯原子；（2） 【解析】（1）一个氯分子是由2个氯原子构成的；由图示可知，在该化学反应前后，没有发生变化的微粒是氢原子和氯原子。（2）该反应是氢气和氯气反应生成氯化氢，化学方程式为。 15（2020黑龙江哈尔滨）从宏观走进微观探寻变化的奥秘。下图是氧化汞分解的微观模拟图。请回答下列问题：（1）在C图中将相关粒子图形补充完整_。（2）A到B变化的微观实质
18、是：_。（3）画出氧原子的结构示意图_。【答案】 在加热条件下，氧化汞分子分解成氧原子和汞原子 【解析】（1）氧化汞受热分解成汞和氧气，汞由汞原子直接构成，氧气由氧分子构成，根据质量守恒定律，反应前后原子数目和种类不变，每2个氧化汞分子分解成2个汞原子和一个氧分子，所以在C图中补充的是一个氧分子的模型图：图片为；（2）化学反应的实质是分子破裂，原子重新组合的过程，在图示A中存在氧化汞分子，图示B中存在单个的汞原子和氧原子，而图示C中则存在氧分子和聚集的汞原子，所以该过程是在加热条件下，氧化汞分子分解成氧原子和汞原子，每两个氧原子结合成一个氧分子，许多氧分子聚集成氧气，许多汞原子聚集成金属汞的过
19、程；（3）氧的质子数是8，所以核外电子分两层排布，第一层为两个电子，第二层为6个电子，所以结构示意图可以表示为：。 化学方程式的书写及判断16（2020山东济宁）下列反应的化学方程式，书写正确的是（ ）A镁条在空气中长期放置发生氧化 B高温煅烧石灰石制取生石灰 C稀盐酸去除铁钉锈渍有气泡产生 D氢氧化钠溶液敞口放置发生变质 【答案】D【解析】A镁条在空气中长期放置发生氧化生成的物质应当是氧化镁MgO，反应方程式：，故A选项错误；B缺少反应条件，该反应条件应该是高温，反应方程式：，故B选项错误；C气泡的产生原因是稀盐酸与铁发生反应，生成物是氯化亚铁与氢气，而不是氯化铁，反应方程式：，故C选项错误
20、；D氢氧化钠溶液敞口放置发生变质原因是氢氧化钠溶液与空气中的二氧化碳发生反应，反应方程式：，故D选项正确。本选D。17（2020湖北黄冈）下列化学方程式书写完全正确的是（ ）ACO+CuOCu+CO2B2P+5O22P2O5C3Fe+2O2Fe3O4DAl+2HCl=AlCl2+H2【答案】C【解析】书写化学方程式要注意四步：一是反应物和生成物的化学式要正确；二是要遵循质量守恒定律，即配平；三是要有必要的条件；四是看是否需要“”或“”。A一氧化碳和氧化铜的反应，化学方程式是：，不符合题意；B磷燃烧的反应，化学方程式是：4P+5O22P2O5，不符合题意；C铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，化学方程
21、式是：3Fe+2O2Fe3O4，符合题意；D铝和盐酸的反应，化学方程式是：2Al+6HCl=2AlCl3+3H2，不符合题意。故选C。18（2020四川眉山）下列有关反应的化学方程式完全正确的是（ ）A铁在氧气中燃烧：B银放入稀盐酸中：C碳酸钠投人稀盐酸中：D氯酸钾分解制氧气：2KClO32KCl+3O2【答案】D【解析】A铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，正确的化学方程式为，故选项错误；B在金属活动性顺序中，银的位置排在氢的后面，不能与稀盐酸反应，故选项错误；C该化学方程式没有配平，正确的化学方程式应为：Na2CO3+2HCl2NaCl+CO2+H2O，故选项错误；D该化学方程式书写完全正确，故
22、选项正确。故选D。 19（2020湖南湘西）下列化学反应中不属于置换反应的是（ ）AFe+H2SO4=FeSO4 +H2BCO+CuOCu+CO2CCl2+2NaI=2NaCl +I2DFe + CuSO4=FeSO4+ Cu【答案】B【解析】A该反应符合“一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物”的反应，属于置换反应，不符合题意；B该反应反应物是两种化合物，不属于置换反应，符合题意；C该反应符合“一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物”的反应，属于置换反应，不符合题意；D该反应符合“一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物”的反应，属于置换反应，不符合题
23、意；故选B。 20（2020江苏扬州）对反应进行分类有助于认识与研究，下列反应属于化合反应的是（ ）ABCD【答案】A【解析】A化合反应指的是由两种或两种以上的物质反应生成一种新物质的反应，选项A的反应符合化合反应的特征，符合题意；B化合反应指的是由两种或两种以上的物质反应生成一种新物质的反应，选项B的反应是一种物质分解成两种新物质的反应属于分解反应，不符合化合反应的特征，不符合题意；C化合反应指的是由两种或两种以上的物质反应生成一种新物质的反应，选项C的反应物是两种生成物也是两种属于置换反应，不符合化合反应的特征，不符合题意；D化合反应指的是由两种或两种以上的物质反应生成一种新物质的反应，选
24、项D的反应物是两种生成物也是两种属于复分解反应，不符合化合反应的特征，不符合题意。故选A。质量守恒定律的验证21 （2019河北省卷）根据如图所小的实验回答问题。（1）甲为蒸发溶液的实验。加热时若不搅拌，造成的后果是_；当观察到_时，停止加热。（2）乙为通过红磷燃烧前后质量的测定验证质量守恒定律的实验。用红热的玻璃管引燃红磷，实验现象是：红磷燃烧，产生_，放出大量热。实验中气球的作用除了使装置密闭之外，还可以防止_；实验时若取用红磷的量不足，对实验的结果_（选填“有”或“没有”）影响。【答案】（1）液体飞溅；蒸发皿中出现较多固体；（2）白烟；瓶塞飞出；没有【解析】（1）甲为蒸发溶液的实验。加热
25、时若不搅拌，造成的后果是液体飞溅；当观察到蒸发皿中出现较多固体时，停止加热。（2）红磷燃烧，产生白烟，放出大量热；实验中气球的作用除了使装置密闭之外，还可以防止瓶塞飞出；实验时若取用红磷的量不足，对实验的结果没有影响，这是因为无论红磷是否完全反应，天平都保持平衡。 22（2020湖南湘潭）某反应的微观示意图如下图所示，其中“”代表氢原子，“”代表氧原子，“”代表碳原子，下列说法错误的是（ ）A该反应属于化合反应B反应前后原子数目不变C反应中甲、乙的分子个数之比为1：1D甲和丙都属于氧化物【答案】D【解析】A根据分析，该反应是由两种物质反应生成一种物质，属于化合反应，不符合题意；B根据质量守恒定
26、律，在化学变化前后原子的数目不变，不符合题意；C根据反应的化学方程式知道，反应中甲、乙的分子个数之比为1：1，不符合题意；D氧化物必须是由两种元素组成，其中一种元素是氧元素的化合物；甲是二氧化碳，是氧化物；丙的化学式是，由三种元素组成，不属于氧化物，符合题意。故选D。23（2020青海省卷）氢气与四氯化硅反应制取硅的化学方程式为：，其中X的化学式是（ ）A Cl2 B H2O C HCl D SiH4【答案】C【解析】由质量守恒定律：反应前后，原子种类、数目均不变，据此由反应的化学方程式推断生成物X的化学式。根据质量守恒定律：反应前后，原子种类、数目均不变，由反应的化学方程式，反应前氢、硅、氯
27、原子个数分别为4、1、4，反应后的生成物中氢、硅、氯原子个数分别为0、1、4，根据反应前后原子种类、数目不变，则4X分子中含有4个氢原子和4个氯原子，则每个X分子由1个氢原子和1个氯原子构成，则物质X的化学式为HCl；故选C。 24（2020四川遂宁）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，其微观示意图如下图所示（图中的微粒恰好完全反应）。下列说法错误的是A丁的化学式是H2OB甲是单质，乙、丙、丁均为化合物C乙物质中碳元素的化合价为+4D反应前后分子种类和原子种类均发生改变【答案】D【解析】由题目信息和质量守恒定律
28、可知，该反应为氢气和二氧化碳在催化剂的作用下生成甲醇和水，化学方程式为。A由上述分析可知，丁为水，化学式为H2O，故正确；B由图示和化学方程式可知，甲为氢气，乙为二氧化碳，丙为甲醇，丁为水，则甲是单质，乙、丙、丁均为化合物，故正确；C由上述分析可知，乙为二氧化碳，化学式为CO2，其中碳元素的化合价为+4，故正确；D由图示和质量守恒定律可知，反应前后分子种类发生改变，原子种类不发生改变，故错误。故选D。25（2020湖北黄冈）一定条件下，甲、乙、丙、丁四种物质在密闭容器中反应，测得反应前后各物质的质量分数如图所示，密闭容器中发生的反应基本类型是（ ）A化合反应B分解反应C置换反应D复分解反应【答案】A【解析】根据甲、乙、丙、丁四种物质反应前、后各物质的质量分数，反应后减少的是反应物，反应后增加的是生成物，据此结合题意进行分析作答。由四种物质反应前后各物质的质量分数可知：反应后甲的质量分数减少了48%-12%=36%，甲是反应物；反应后乙的质量分数为1-12%-70%-10%=8%，反应后乙的质量分数减少了32%-8%=24%，乙是反应物；反应后丙的质量分数增加了70%-10%=60%，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；该反应的反应物为甲和乙，生成物是丙，符合“多变一”的特征，属于化合反应。故选A。