第5讲 质量守恒定律、化学方程式-全国初中化学竞赛试题精编（教师版）

全国初中化学竞赛试题精编第5讲 质量守恒定律、化学方程式一、选择题1. （2021年江苏省“金钥匙”科技竞赛（CESL）初赛）NSR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的NOx排放。其工作原理如图所示。下列说法正确的是（）A. 储存时发生了化合反应B. 该技术不能缓解酸雨的形成C. 该转化中有两种元素化合价发生改变D. 还原反应：5CO+Ba（NO3）2N2+BaO+5X，则X的化学式为CO2【答案】AD【解析】根据所学知识和题中信息知，A、储存时发生了化合反应，两种物质反应生成了一种物质，故A正确；B、该技术把一氧化氮与氧气反应生成氮氧化物并储存，能缓解酸雨的形成，故B错误；C、该转化中有氧，氮，碳三种元素化合价发生改变，故C错误D、还原反应：5CO + Ba(NO3)2 N2 + BaO + 5X，根据质量守恒定律，则X的化学式为CO2，故D正确。点睛通过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的NOx排放。2. （2021年江苏省“金钥匙”科技竞赛（CESL）初赛）露置于空气中一定时间的CaO固体测得钙元素质量分数为50%。下列说法不正确的是A. 若向固体中加入稀盐酸，一定无气泡产生B. 该固体的成分可能是CaO和Ca(OH)2C. 8g该物质与盐酸充分反应可生成11.1gCaCl2D. 固体的成分可能是Ca(OH)2和CaCO3【答案】AB【解析】氧化钙中钙元素的质量分数为：；氢氧化钙中钙元素的质量分数为：；碳酸钙中钙元素的质量分数为：；由题意可知，测得其中 Ca 元素质量分数为50%，则该混合物可能是氧化钙、氢氧化钙和碳酸钙的混合物或者氧化钙和碳酸钙的混合物或碳酸钙和氢氧化钙的混合物。A、由以上分析可知，该固体中一定含碳酸钙，加入稀盐酸，碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，一定产生气泡，符合题意；B、由以上分析可知，该固体不可能是氧化钙和氢氧化钙，符合题意；C、根据钙元素守恒定律，反应物中钙元素最终都转移到氯化钙中，所以，不符合题意；D、由以上分析可知，CaO样品成分可能是Ca(OH)2和CaCO3，不符合题意。故选AB。3. （2021年福建省龙岩市永定区初中学科竞赛）物质与水发生复分解反应称为水解反应例如：Al2S3+6H2O2Al（OH）3+3H2S根据上述观点，下列说法中不正确的是（）A. NaF的水解产物是NaOH和HFB. CaO2的水解产物是Ca（OH）2和H2O2C. PCl3的水解产物之一是PH3D. Mg3N2水解产物是Mg（OH）2和NH3【答案】C【解析】根据题意信息：无论是盐的水解还是非盐的水解，其最终结果是反应中各物质和水分别解离成两部分，然后两两重新组合成新的物质，所以将物质分为阴离子和阳离子两部分，阳离子和氢氧根结合即为产物，阴离子和氢离子结合即为产物A、NaF与H2O发生的反应，属于复分解反应，为水解反应。故选项正确；B、CaO2与H2O发生的反应，属于复分解反应，为水解反应。故选项正确；C、PCl3的水解产物是HCl和P(OH)3，选项错误；D、Mg3N2与6H2O发生的反应，属于复分解反应，为水解反应。故选项正确。故选C。4.（2021年福建省龙岩市永定区初中学科竞赛）氢能是最绿色的能源,如图是制取与贮存氢气的一种方法,Mg2Cu是一种贮氢合金,吸氢后生成MgH2和MgCu2合金的混合物(M), ,下列说法正确的是A. ZnFe2O4中Fe化合价为+2价B. 循环制氢反应中需要不断加入ZnFe2O4C. M与足量稀盐酸反应生成的H2质量大于反应2产生的H2质量D. 反应1和反应2的总方程式为:【答案】C【解析】A、在化合物里，正负化合价的代数和为零。锌通常为+2价，氧通常为-2价，设铁的化合价为,，铁元素化合价为+3价， 故A错误；B、反应1中ZnFe2O4是反应物，反应2中ZnFe2O4是生成物，又可以作为反应1的反应物，所以不需要不断加入，B错误；C、反应2生成的氢气是反应3的反应物，反应物中的氢元素都在生成物MgH2中，M和足量稀盐酸反应，即MgH2和稀盐酸反应生成氯化镁和氢气，生成物中的氢气是MgH2和稀盐酸中的所有氢元素，所以生成的氢气质量大于反应2产生的氢气质量，故C正确；D、反应1和反应2的总反应为水生成氧气和氢气，但是反应条件不是通电， 故D错误。故选C。5. （湖南怀化市2020-2021下学期6月化学竞赛）根据“绿色化学”的理念，某化学家设计了下列化学反应步聚：CaBr2+H2OCaO+2HBr2HBr+Hg HgBr2+ H2HgBr2+ CaOHgO+CaBr22HgO2Hg+O2则该方案主要目是为了制备A. HgBr2B. CaOC. H2D. Hg【答案】C【解析】根据反应的四个化学方程式中的反应物与生成物，前面反应的生成物有些作为后一个反应的反应物，将上述四个方程式叠加不难看出，该反应最终要制取的产物为氢气；故选C。6.（2021年福建省龙岩市永定区初中学科竞赛）一定量的木炭在盛有氮气和氧气的混合气体的密闭容器中燃烧后生成CO和CO2，且测得反应后所得CO、CO2、N2的混合气体中碳元素的质量分数为24%，则反应后氮气的质量分数可能为A. 70%B. 50%C. 30%D. 10%【答案】C【解析】假设碳完全燃烧生成一氧化碳，则碳元素与氧元素的质量比为12:16=3:4，混合气体中碳元素的质量分数为24%，则氧元素的质量分数为×24=32，氮元素的质量分数为12432=44；假设碳完全燃烧生成二氧化碳，则碳元素与氧元素的质量比为12:（16×2）3:8，混合气体中碳元素的质量分数为24%，则氧元素的质量分数为×24=64，氮元素的质量分数为12464=12；题目中燃烧后生成的是CO和CO2的混合气体，所以氮气的质量分数应该介于1244之间，故选C。7.（2021年福建省龙岩市永定区初中学科竞赛）将一定量的乙醇(C2H5OH)和氧气置于一个封闭的容器中引燃，测得反应前后各物质的质量如下表。下列判断正确的是物质乙醇氧气水二氧化碳X反应前质量/g4.68.0000反应后质量/g005.44.4aA. 表中a的值为2.6B. X中两种元素的质量比是38C. X中可能含有氢元素D. 若起始时氧气的质量是9.6g，则无X生成【答案】D【解析】A、由表中数据可知：反应前后，乙醇的质量较少4.6g，故乙醇是反应物，参加反应的乙醇的质量为4.6g；同理可以确定氧气是反应物，参加反应氧气的质量为8.0g；水是生成物，生成水的质量为5.4g；生成二氧化碳的质量为4.4g；由质量守恒定律，X是生成物，且生成X的质量为4.6g+8.0g-5.4g-4.4g=2.8g，表中a的值为2.8g，故A项错误；B、根据质量守恒定律，X为CO，两种元素的质量比=12:16=3:4，故B项错误；C、根据反应前后元素的质量不变，反应物乙醇中含氢元素的质量为：，生成物水中氢元素的质量=，说明X中不含氢元素，故B项错误；D、根据乙醇燃烧的化学方程式可知，4.6g乙醇能与9.6g氧气恰好完全反应，生成二氧化碳和水，则无X生成，故D项正确；8. （2022年第十四届中学生数理化综合实践活动九年级化学应用）只由碳元素和氢元素组成的一系列物质称为烃，下列烃的混合物中，只要总质量一定，无论按什么比例混合，完全燃烧后生成的CO2和H2O都是恒量的是A. C2H2、C2H4B. C2H4、C2H6C. C3H8、C3H6D. C6H6、C2H2【答案】D【解析】各组烃的混合物，只要总质量一定，无论按什么比例混合，完全燃烧后生成的CO2和H2O都是恒量，说明烃中C、H的质量分数相等，则混合物中各烃的最简式相同；AC2H2最简式为CH，C2H4的最简式为CH2，二者最简式不同，不满足条件； BC2H4的最简式为CH2，C2H6最简式为CH3，二者最简式不同，不满足条件；CC3H8的最简式为C3H8，C3H6最简式为CH，二者最简式不同，不满足条件；DC6H6最简式为CH，C2H2的最简式为CH，二者最简式相同，满足条件；答案：D。9.（湖南怀化市2020-2021下学期6月化学竞赛）有机物A含有C、 H、O三种元素，取该有机物14.8g和16.2gO2在密闭容器中燃烧，产物为CO，CO2和水蒸气，把产物依次通过浓硫酸，灼热的氧化铜和碱石灰（主要成分是氢氧化钠和氧化钙的固体混合物），结果浓硫酸增重18g，CuO的质量减轻9.6g，碱石灰的质量增重35.2g，试通过计算该有机物的化学式是A. C2H6OB. C12H22O11C. C4H10OD. C6H12O6【答案】C【解析】浓硫酸增重的质量即为生成的水的质量为18g，故14.8g该有机物中含有氢元素的质量为。碱石灰增加的质量35.2g为两部分二氧化碳的质量，一部分是一氧化碳还原氧化铜生成的二氧化碳，另一部分是有机物燃烧时生成的二氧化碳。但根据质量守恒定律可知，其中的碳元素均来自于有机物，故14.8g该有机物中含有的碳元素的质量为。故14.8g该有机物中含有的氧元素的质量为14.8g9.6g2g=3.2g。故该有机物中碳、氢、氧原子的个数比为：，故该有机物的化学式为C4H10O，即选C。10. （2022年第十四届中学生数理化综合实践活动九年级化学应用）钯（Pd）是优良的储氢金属，其储氢原理为，其中x的最大值为0.8。已知：Pd的相对原子质量为106，金属钯的密度为12g/cm3，则212cm3Pd能储存H2的最大质量为A. 9.6gB. 19.2gC. 28.8gD. 38.4g【答案】B【解析】212cm3Pd的质量为：212cm3×12g/cm3=2544g设能储存氢气的最大质量是x x=19.2g 故选B。11. （2022年第十四届中学生数理化综合实践活动九年级化学应用）如图是某反应的微观示意图，下列有关说法不正确的是A. 该反应的基本反应类型属于置换反应B. 反应前后原子的种类不变C. 生成的物质都是氧化物D. 反应方程式为【答案】A【解析】观察微观示意图可知，反应前2个H2S分子和4个O2分子反应，剩余1个O分子，生成2个H2O分子和2个SO2分子，应方程式为；从反应方程式得知：生成的SO2和H2O都是氧化物，反应物含有S、O、H三种元素，反应后生成的SO2和H2O也由S、O、H三种元素组成；A反应的生成物是SO2和H2O，都不是单质，所以该反应不是置换反应，说法错误；B反应物是H2S和O2，H2S分子由氢原子和硫原子构成，O2分子由氧原子构成，生成物是SO2和H2O，SO2分子由硫原子和氧原子构成，H2O分子由氢原子和氧原子原子构成，所以反应前后原子的种类不变，说法正确；C生成物H2O和SO2都是氧化物，说法正确：D反应方程式为，说法正确；答案：A。12. （2022年第十四届中学生数理化综合实践活动九年级化学应用）我国在CO2催化加氢制取汽油方面取得突破性进展，CO2转化过程示意图如下：下列说法不正确的是A. 反应的产物中含有水B. 反应是CO与H2反应生成（CH2）C.