第五单元解读
例1 超氧化钾(KO2)常备于急救器和消防队员背包中，能迅速与水反应放出氧气：2KO2+2H2O=2KOH+X+O2↑，关于此反应的说法不正确的是( )
A.X的化学式为H2O2 B.反应前后元素种类发生变化
C.反应前后氧元素化合价发生变化 D.反应前后物质状态发生变化
例2 在一定条件下，一密闭容器内发生某反应，测得反应前后各物质的质量如下表所示。下列说法不正确的是( )
物质 a b c d
反应前的质量/g 40 5 16 15
反应后的质量/g x 5 30 26
A.b可能是催化剂 B.X的值等于15
C.该反应是分解反应 D.参加反应的c与d的质量比为15：13
例3 下列实验能够直接用于验证质量守恒定律的是( )
A B C D
例4 下列化学方程式书写正确的是( )
A.Al+O2=AlO2 B.2KClO32KCl+3O2↑
C.CuO+C=Cu+CO2↑ D.FeCl3+KOH= Fe(OH)3+KCl
例5 下图是某物质在MnO2的催化作用下分解的微观示意图(一氧原子，一氢原子)：
(1)该反应的化学方程式________________。
(2)化学反应前后不变的是__________(任写一条)。
例6 实验室有一瓶含杂质的氯酸钾。某兴趣小组利用该药品和二氧化锰制取氧气（杂质不参加反应）。实验数据记录如下：
请回答下列问题：
(1)a=________。
(2)计算受热分解的氯酸钾的质量(精确到0.1g)。
例7 实验室用34克过氧化氢溶液和1克二氧化锰制取氧气，实验的相关数据如下图。请回答：
(1)反应生成氧气的质量为____g。
(2)计算过氧化氢溶液中溶质的质量分数。(此问必须要有计算过程)
例8 2020年6月23日北京时间9点43分，四川西昌卫星发射中心将北斗三号最后一颗全球组网卫星发射成功。其火箭使用的一种燃料是偏二甲肼（C2H8N2），四氧化二氮（N2O4）为氧化剂，反应的化学方程式为。下列说法错误的是（ ）
A.C2H8N2由碳、氢、氮三种元素组成
B.X为一种有毒的物质
C.生成的N2的化学性质不活泼，可以在食品包装中充氮气以防腐
D.C2H8N2中碳的质量分数为40%
例9 在一个密闭容器中放入甲、乙、丙、丁四种物质，使其在一定条件下发生化学反应，一段时间后测得反应数据如下表所示，下列说法正确的是（ ）
物质 甲 乙 丙 丁
反应前的质量/g 36 2 3 4
反应后的质量/g 待测 20 3 20
A.丙一定是该反应的催化剂
B.该反应可能是分解反应
C.该反应生成的乙与丁的质量比为1:1
D.待测值为2
例10 下列化学方程式书写正确的是（ ）
A.4Fe+3O2Fe2O3
B.CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O
C.Zn+H2SO4=ZnSO4+H2
D.CaCO3+2HCl=CaCl2 +CO2↑+H2O
例11 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变化的微观实质是：_________。
（3）画出氧原子的结构示意图_________。
例12 推广车用乙醇汽油，可以减少汽车尾气污染。利用秸秆为原料可生产乙醇（C2H6O），其中包含葡萄糖（C6H12O6）转化为乙醇的反应（）。每生产2.3t乙醇，理论上参加反应的葡萄糖的质量是多少？（写出计算过程）
例13 实验室用68g过氧化氢溶液和2g二氧化锰制取氧气，实验中非气态物质的总质量随时间变化如图所示。回答下列问题：
（1）反应中二氧化锰的作用是_________。
（2）计算过氧化氢溶液中溶质的质量分数。（写出计算过程）
例14 我国古代将炉甘石（ZnCO3） 和木炭粉混合后，加热到约800℃可得到锌。主要发生的化学反应：①ZnCO3ZnO+CO2↑，②C+2ZnO2Zn+X↑，下列说法正确的是（ ）
A．X的化学式为CO2
B．反应①是分解反应，反应②是置换反应
C．反应前后固体的质量不变
D．反应前后碳元素的化合价均发生改变
例15 化学学习常用化学思维去认识和理解世界，下列说法错误的个数有
物质 甲 乙 丙 丁
反应前质量/g 10 5 12 20
反应后质量/g 8 5 30 x
（1）反应中甲和丙的质量比为1：8
（2）x=4
（3）该反应化合反应
（4）乙可能是催化剂
（5）若甲与丁的化学计量数之比为2：3；则其相对分子质量之比为3：16。
A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个
例16 下列化学反应方程式书写正确的是（ ）
A.Mg+O2MgO2 B.2KClO32KCl+3O2↑
C.CaCO3=CaO+CO2 D.CO+Fe2O3Fe+CO2
例17 “宏微结合”是化学学科核心素养之一。某物质在点燃的条件下发生反应，生成物和反应物共四种，它们的微观示意图和反应前后的质量如下表所示。
物质序号 微观示意图 反应前质量/g 反应后质量/g
甲 16 0
乙 100 x
丙 1 45
丁 0 y
（1）由构成的物质中，所代表的元素的化合价为______。
（2）表中的四种物质，属于有机物的是______（填化学式）。
（3）上述反应的化学方程式为______。
（4）某同学在计算反应物和生成物之间的质量关系时，可得出x+y=______。
例18 《天工开物》中记载了金属的冶炼技术。在锌的冶炼方法中，主要反应之一为ZnO+COZn+CO2。若制得65kgZn，计算参加反应的ZnO的质量（写出计算过程及结果）。
例19 向50.8g溶质质量分数为5%的H2O2液中加入2g MnO2粉末。反应开始后产生氧气的总质量随时间的变化关系如图所示，请回答：
（1）从反应开始到t时，产生氧气的总质量是 g。
（2）试计算：t时，剩余H2O2溶液的溶质质量分数（写出计算过程）。
答案和解析
例1 超氧化钾(KO2)常备于急救器和消防队员背包中，能迅速与水反应放出氧气：2KO2+2H2O=2KOH+X+O2↑，关于此反应的说法不正确的是( )
A.X的化学式为H2O2 B.反应前后元素种类发生变化
C.反应前后氧元素化合价发生变化 D.反应前后物质状态发生变化
解析 根据质量守恒定律，反应前后各元素的原子总数不变，故1个X分子中应含有2个H原子和2个O原子，即X的化学式为H2O2，A正确；根据质量守恒定律可知，反应前后元素种类不会发生改变，B错误；反应前氧元素存在于化合物中，反应后有单质生成，氧元素化合价发生了变化，C正确；反应前的超氧化钾为固体，水为液体，而反应后生成了气体，物质状态发生了变化，D正确。
答案 B
例2 在一定条件下，一密闭容器内发生某反应，测得反应前后各物质的质量如下表所示。下列说法不正确的是( )
物质 a b c d
反应前的质量/g 40 5 16 15
反应后的质量/g x 5 30 26
A.b可能是催化剂 B.X的值等于15
C.该反应是分解反应 D.参加反应的c与d的质量比为15：13
解析 由表中数据分析可知，反应前后b的质量不变，说明b可能是催化剂或不参加反应的物质，A正确；c物质在反应前后增加的质量=30g－16g=14g，说明c为生成物，d物质在反应前后增加的质量=26g－15g＝11g，说明d为生成物，生成的c与d的质量比=14g﹕11g=14﹕1，D错误；由质量守恒定律，a应是反应物，且反应的质量=14g+11g=25g，x的数值为40－25=15，B正确；该反应是一种物质反应生成了两种物质，属于分解反应，C正确。
答案 D
例3 下列实验能够直接用于验证质量守恒定律的是( )
A B C D
解析 镁燃烧生成氧化镁，不是在密闭容器中进行，有空气中的氧气参加反应，不能用于验证质量守恒定律；稀盐酸和碳酸钠反应生成的二氧化碳逸出，也不是在密闭容器中进行，不能用于验证质量守恒定律；氯化钠和硝酸银反应生成氯化银沉淀和硝酸钠，没有空气中的物质参加反应，也没有气体逸出，能够用于验证质量守恒定律；锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，生成的氢气逸出，不能用于验证质量守恒定律。
答案 C
例4 下列化学方程式书写正确的是( )
A.Al+O2=AlO2 B.2KClO32KCl+3O2↑
C.CuO+C=Cu+CO2↑ D.FeCl3+KOH= Fe(OH)3+KCl
解析 A中氧化铝的化学书写错误，反应的化学方程式为4Al+3O2=2Al2O3；C中化学方程式缺少反应条件，没有配平，正确的化学方程式为2CuO+C2Cu+CO2↑；D中化学方程式没有配平，氢氧化铁的后面没有标注“↓”，正确的化学方程式为FeCl3+3KOH= Fe(OH)3↓+3KCl。
答案 C
例5 下图是某物质在MnO2的催化作用下分解的微观示意图(一氧原子，一氢原子)：
(1)该反应的化学方程式________________。
(2)化学反应前后不变的是__________(任写一条)。
解析 (1)由反应的微观示意图可知，该反应是过氧化氢溶液在二氧化锰催化作用下分解成水和氧气，反应的化学方程式为2H2O22H2O+O2↑。(2)由质量守恒定律可知，化学反应前后原子的种类、数目、质量都不变。
答案 (1)2H2O22H2O+O2↑ (2)原子的种类(合理即可)
例6 实验室有一瓶含杂质的氯酸钾。某兴趣小组利用该药品和二氧化锰制取氧气（杂质不参加反应）。实验数据记录如下：
请回答下列问题：
(1)a=________。
(2)计算受热分解的氯酸钾的质量(精确到0.1g)。
解析 本题属于根据化学方程式计算的最基本题型，掌握根据化学方程式计算的基本方法就可以顺利完成。
(1)根据质量守恒定律可得，二氧化锰的质量为18.2g+4.8g－18.5g=4.5g。
(2)设受热分解的氯酸钾的质量为x。
2KClO3 2KCl+3O2↑
245 96
x 4.8g
=
x≈12.3g
答案 (1)4.5g (2)12.3g
例7 实验室用34克过氧化氢溶液和1克二氧化锰制取氧气，实验的相关数据如下图。请回答：
(1)反应生成氧气的质量为____g。
(2)计算过氧化氢溶液中溶质的质量分数。(此问必须要有计算过程)
解析 本题是一道图像型计算题。(1)根据质量守恒定律可得，反应产生氧气的质量=35g 33.4g=1.6g。
(2)设产生1.6g氧气需要H2O2的质量为x。
2H2O22H2O+O2↑
68 32
x 1.6g
x=3.4g
过氧化氢溶液的溶质质量分数=
答案 (1)1.6 (2)10%
例8 2020年6月23日北京时间9点43分，四川西昌卫星发射中心将北斗三号最后一颗全球组网卫星发射成功。其火箭使用的一种燃料是偏二甲肼（C2H8N2），四氧化二氮（N2O4）为氧化剂，反应的化学方程式为。下列说法错误的是（ ）
A.C2H8N2由碳、氢、氮三种元素组成
B.X为一种有毒的物质
C.生成的N2的化学性质不活泼，可以在食品包装中充氮气以防腐
D.C2H8N2中碳的质量分数为40%
解析 由化学式可知，C2H8N2由C、H、N三种元素组成，A正确；根据质量守恒定律，化学反应前后，原子的种类和数目不变，结合化学方程式，反应物中含2个碳原子、8个氢原子、6个氮原子、8个氧原子，生成物中含6个氮原子、8个氢原子、4个氧原子，故生成物中还应含2个碳原子、4个氧原子，故X的化学式为CO2，二氧化碳是空气的组成成分之一，不是有毒物质，B错误；氮气的化学性质稳定，可用作保护气，可填充于食品包装中用以防腐，C正确；C2H8N2中碳的质量分数=，D正确。
答案 B
例9 在一个密闭容器中放入甲、乙、丙、丁四种物质，使其在一定条件下发生化学反应，一段时间后测得反应数据如下表所示，下列说法正确的是（ ）
物质 甲 乙 丙 丁
反应前的质量/g 36 2 3 4
反应后的质量/g 待测 20 3 20
A.丙一定是该反应的催化剂
B.该反应可能是分解反应
C.该反应生成的乙与丁的质量比为1:1
D.待测值为2
解析 丙的质量在化学反应前后未变化，则丙可能是反应的催化剂或没有参加反应，A错误；，待测=2g，甲的物质反应前后减少，为反应物，乙的质量反应前后增加，为生成物，丙的质量在化学反应前后未变，则丙可能是反应的催化剂或没有参加反应，丁的质量反应前后增加，为生成物，则反应是甲生成丁和乙，此反应一定为分解反应，B错误、D正确；该反应生成的乙与丁的质量比为，C错误。
答案 D
例10 下列化学方程式书写正确的是（ ）
A.4Fe+3O2Fe2O3
B.CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O
C.Zn+H2SO4=ZnSO4+H2
D.CaCO3+2HCl=CaCl2 +CO2↑+H2O
解析 铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，该反应的化学方程式为3Fe+2O2Fe3O4，A错误；氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水，题中未标注沉淀符号，该反应的化学方程式为CO2+Ca(OH)2= CaCO3↓+H2O，B错误；锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，题中未标注气体符号，该反应的化学方程式为Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑，C错误；碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，该反应的化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2 +CO2↑+H2O，D正确。
答案 D
例11 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变化的微观实质是：_________。
（3）画出氧原子的结构示意图_________。
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。
答案 （1） （2）在加热条件下，氧化汞分子分解成氧原子和汞原子 （3）
例12 推广车用乙醇汽油，可以减少汽车尾气污染。利用秸秆为原料可生产乙醇（C2H6O），其中包含葡萄糖（C6H12O6）转化为乙醇的反应（）。每生产2.3t乙醇，理论上参加反应的葡萄糖的质量是多少？（写出计算过程）
解析 本题属于根据化学方程式计算的最基本题型，掌握根据化学方程式计算的基本方法就可以顺利完成。设理论上参加反应的葡萄糖的质量为x。
180 92
x 2.3t
x=4.5t
答案 4.5t
例13 实验室用68g过氧化氢溶液和2g二氧化锰制取氧气，实验中非气态物质的总质量随时间变化如图所示。回答下列问题：
（1）反应中二氧化锰的作用是_________。
（2）计算过氧化氢溶液中溶质的质量分数。（写出计算过程）
解析 本题是一道图像型计算题。（1）过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气，故反应中二氧化锰的作用是催化作用。（2）根据质量守恒定律，反应前后反应物的总质量等于生成物的总质量，减少的是生成沉淀或气体的质量，故反应产生氧气的质量是。
设产生3.2g氧气需要H2O2的质量为x
2H2O22H2O+O2↑
68 32
x 3.2g
x=6.8g
过氧化氢溶液的溶质质量分数=。
答案 （1）催化作用 （2）10%
例14 我国古代将炉甘石（ZnCO3） 和木炭粉混合后，加热到约800℃可得到锌。主要发生的化学反应：①ZnCO3ZnO+CO2↑，②C+2ZnO2Zn+X↑，下列说法正确的是（ ）
A．X的化学式为CO2
B．反应①是分解反应，反应②是置换反应
C．反应前后固体的质量不变
D．反应前后碳元素的化合价均发生改变
解析 根据质量守恒定律，反应②的反应前后原子的种类、数目不变，反应前后锌原子都是2个，反应前氧原子是2个，反应后应该是2个，包含在X中，反应前碳原子是1个，反应后应该是1个，包含在X中，则X是二氧化碳，A正确；反应①符合“一变多”的特点，属于分解反应，反应②为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，属于置换反应，B正确；根据化学方程式可得反应物炉甘石和木炭都为固体，生成物锌为固体，二氧化碳为气体，所以反应后固体的质量减小，C错误；反应①中，反应前碳酸锌中的碳元素显+4价，反应后在二氧化碳中，碳元素也显+4价，化合价不变，D错误。
答案 AB
例15 化学学习常用化学思维去认识和理解世界，下列说法错误的个数有
物质 甲 乙 丙 丁
反应前质量/g 10 5 12 20
反应后质量/g 8 5 30 x
（1）反应中甲和丙的质量比为1：8
（2）x=4
（3）该反应化合反应
（4）乙可能是催化剂
（5）若甲与丁的化学计量数之比为2：3；则其相对分子质量之比为3：16。
A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个
解析 （1）反应中参加反应的甲和丙的质量比为（10-8）：（30-12）=1：9，错误；（2）根据质量守恒定律可知，10+5+12+20=8+5+30+x，x=4，正确；（3）反应后甲、丁质量减少为反应物，丙质量增加为生成物，反应符合多变一特点，是化合反应，正确；（4）反应前后乙质量不变，可能不参与反应，也可能是催化剂，正确；（5）参加反应的甲与丁的质量比为（10-8）：（20-4）=1：8；若甲与丁的化学计量数之比为2：3，设甲、丁相对分子质量分别为a、b，则有=，解得=，正确。
答案 D
例16 下列化学反应方程式书写正确的是（ ）
A.Mg+O2MgO2 B.2KClO32KCl+3O2↑
C.CaCO3=CaO+CO2 D.CO+Fe2O3Fe+CO2
解析 A中氧化镁的化学式书写错误，正确的化学方程式应为2Mg+O22MgO；B中化学方程式书写完全正确；Ck 化学方程式缺少反应条件，二氧化碳后面没有标注“”，正确的化学方程式应为CaCO3CaO+CO2↑；D中化学方程式没有配平，正确的化学方程式应为3CO+Fe2O32Fe+3CO2。
答案 D
例17 “宏微结合”是化学学科核心素养之一。某物质在点燃的条件下发生反应，生成物和反应物共四种，它们的微观示意图和反应前后的质量如下表所示。
物质序号 微观示意图 反应前质量/g 反应后质量/g
甲 16 0
乙 100 x
丙 1 45
丁 0 y
（1）由构成的物质中，所代表的元素的化合价为______。
（2）表中的四种物质，属于有机物的是______（填化学式）。
（3）上述反应的化学方程式为______。
（4）某同学在计算反应物和生成物之间的质量关系时，可得出x+y=______。
解析 （1） 构成的物质属于单质，单质中元素的化合价为0。（2）CH4、CO2中含有碳元素，其中CO2属于无机物，CH4属于有机物。（3）甲质量减少是反应物，丙质量增加是生成物；反应前后元素的种类不变，所以反应物中一定有氧气，生成物中一定有水，甲烷和氧气生成二氧化碳和水，化学方程式CH4+2O2CO2+2H2O。（4）反应前后物质的总质量不变，16+100+1=x+45+y，即x+y=72。
答案 (1) 0 (2) CH4 (3) CH4+2O2CO2+2H2O (4) 72
例18 《天工开物》中记载了金属的冶炼技术。在锌的冶炼方法中，主要反应之一为ZnO+COZn+CO2。若制得65kgZn，计算参加反应的ZnO的质量（写出计算过程及结果）。
解析 本题属于根据化学方程式计算的最基本题型，掌握根据化学方程式计算的基本方法就可以顺利完成。设参加反应氧化锌质量为x。
ZnO+COZn+CO2
81 65
x 65kg
x=81kg
答案 81kg
例19 向50.8g溶质质量分数为5%的H2O2液中加入2g MnO2粉末。反应开始后产生氧气的总质量随时间的变化关系如图所示，请回答：
（1）从反应开始到t时，产生氧气的总质量是 g。
（2）试计算：t时，剩余H2O2溶液的溶质质量分数（写出计算过程）。
解析 本题是一道图像型计算题。（1）从反应开始到t时，产生氧气的总质量是0.8g。
（2）设生成0.8g氧气消耗H2O2质量为x。
2H2O22H2O+O2↑
68 32
x 0.8g
剩余过氧化氢的质量为50.8g×5%﹣1.7g＝0.84g。
t时，剩余H2O2溶液的溶质质量分数为
答：t时，剩余H2O2溶液的溶质质量分数为1.68%。
答案 （1）0.8 （2）1.68%
