12. 写出下列反应的化学方程式。
(1)磷在空气中燃烧的化学方程式:
$\ce{4P + 5O_{2}\xlongequal{点燃}2P_{2}O_{5}}$
。
(2)有水生成的化合反应:
$\ce{2H_{2} + O_{2}\xlongequal{点燃}2H_{2}O}$
。
(3)-1价氢的化合物(NaH)与水反应生成氢氧化钠和氢气:
$\ce{NaH + H_{2}O = NaOH + H_{2}\uparrow}$
。
答案:12. (1) $\ce{4P + 5O_{2}\xlongequal{点燃}2P_{2}O_{5}}$
(2) $\ce{2H_{2} + O_{2}\xlongequal{点燃}2H_{2}O}$
(3) $\ce{NaH + H_{2}O = NaOH + H_{2}\uparrow}$
解析:
【分析】
本题需根据反应的反应物、生成物、反应条件,结合化合反应的定义及质量守恒定律书写化学方程式:
(1)磷在空气中燃烧,反应物为磷和氧气,条件点燃,生成物为五氧化二磷,需配平;
(2)化合反应是“多变一”,要求生成水,选择氢气燃烧的反应符合;
(3)根据题目给出的反应物(NaH、H₂O)和生成物(NaOH、H₂),结合原子守恒配平,标注气体符号。
【解析】
(1)磷与氧气在点燃条件下反应生成五氧化二磷,根据原子守恒配平:4个P原子对应2个P₂O₅,需5个O₂分子,化学方程式为$\ce{4P + 5O_{2}\xlongequal{点燃}2P_{2}O_{5}}$;
(2)氢气和氧气在点燃条件下化合生成水,符合“多变一”的化合反应特征,配平后为$\ce{2H_{2} + O_{2}\xlongequal{点燃}2H_{2}O}$;
(3)NaH与H₂O反应生成NaOH和H₂,各物质系数均为1,因反应物无气体,生成的氢气需标注气体符号,方程式为$\ce{NaH + H_{2}O = NaOH + H_{2}\uparrow}$。
【答案】
(1) $\ce{4P + 5O_{2}\xlongequal{点燃}2P_{2}O_{5}}$
(2) $\ce{2H_{2} + O_{2}\xlongequal{点燃}2H_{2}O}$
(3) $\ce{NaH + H_{2}O = NaOH + H_{2}\uparrow}$
【知识点】
化学方程式书写;化合反应;根据信息写化学方程式
【点评】
本题为化学基础题型,考察常见反应方程式书写、化合反应判断及陌生反应方程式的推导,核心是掌握化学方程式的书写规则,难度较低,适合巩固基础。
【难度系数】
0.6
13. 加快能源转型升级,发展新质生产力。氢气是最理想的清洁能源,依据不同制取方式,可分为“绿氢”“灰氢”“蓝氢”“紫氢”和“金氢”等。下图带你认识“多彩”的氢。

储氢是实现氢能广泛应用的重要环节,分为物理储氢和化学储氢,前者包括高压气态、低温液态、吸附等储存方式,后者将氢气转化为其他化合物进行储存。“液氨储氢”的原理是氢气与氮气在一定条件下生成液氨,进行储存。
依据上文,回答问题。
(1)电解水制氢的化学方程式为
$\ce{2H_{2}O\xlongequal{通电}2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow}$
。
(2)属于“绿氢”和“紫氢”的分别是
a
和
c
(填字母)。
a. 风能发电制氢 b. 煤燃烧发电制氢 c. 核能发电制氢
(3)从微观角度解释,氢气能被压缩储存的原因是
分子之间存在间隔
。
(4)将氢气降温液化进行储存,属于物理储氢中的
低温液态
储存方式。
(5)“液氨储氢”属于
化学
(填“物理”或“化学”)储氢。
(6)写出氢能的一种应用:
作燃料等(合理即可)
。
答案:13. (1) $\ce{2H_{2}O\xlongequal{通电}2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow}$
(2) a c
(3) 分子之间存在间隔
(4) 低温液态
(5) 化学
(6) 作燃料等(合理即可)
解析:
【分析】
逐个分析问题:
1. 电解水制氢的化学方程式,需明确反应条件为通电,生成物为氢气和氧气,正确配平并标注气体符号;
2. 区分绿氢、紫氢的来源:绿氢对应可再生能源(风能等)发电制氢,紫氢对应核能发电制氢,据此匹配选项;
3. 氢气能被压缩,从微观角度结合分子的基本性质分析,分子间存在间隔,加压时间隔减小;
4. 物理储氢的方式包含高压气态、低温液态、吸附等,降温液化属于其中的低温液态储存;
5. 判断储氢类型:液氨储氢是氢气与氮气反应生成新物质液氨,有新物质生成,属于化学变化,故为化学储氢;
6. 氢能应用结合氢气的可燃性等性质,合理举例即可。
【解析】
(1)电解水时,水在通电条件下分解生成氢气和氧气,化学方程式为$\ce{2H_{2}O\xlongequal{通电}2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow}$;
(2)根据图示,绿氢是可再生能源发电制氢,对应选项a(风能发电属于可再生能源);紫氢是核能发电制氢,对应选项c,因此答案为a、c;
(3)氢气由氢分子构成,分子之间存在间隔,加压时氢分子间的间隔变小,所以氢气能被压缩储存;
(4)物理储氢包含高压气态、低温液态、吸附等储存方式,将氢气降温液化,属于低温液态储存方式;
(5)“液氨储氢”是氢气与氮气在一定条件下生成液氨,有新物质生成,发生了化学变化,因此属于化学储氢;
(6)氢气具有可燃性,可作为燃料(或用于氢燃料电池等,合理即可)。
【答案】
(1) $\ce{2H_{2}O\xlongequal{通电}2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow}$
(2) a;c
(3) 分子之间存在间隔
(4) 低温液态
(5) 化学
(6) 作燃料(合理即可)
【知识点】
化学方程式书写、分子的性质、物质的变化、能源的分类
【点评】
本题结合氢能的实际应用,考察化学基础知识点,涵盖化学方程式、微观粒子性质、物质变化类型等,难度适中,注重知识的应用与理解。
【难度系数】
0.8
14. 工业上使用一种国产低温催化剂生产氢气的反应过程如图所示。

(1)该微观反应过程中出现了
3
种氧化物。
(2)参加反应的$\ce{H_{2}O}$与

分子个数之比为
1:1
。
(3)该反应的化学方程式为
$\ce{CO + H_{2}O\xlongequal{低温催化剂}H_{2} + CO_{2}}$
。

答案:14. (1) 3
(2) 1:1
(3) $\ce{CO + H_{2}O\xlongequal{低温催化剂}H_{2} + CO_{2}}$
解析:
【分析】首先需根据微观反应示意图确定反应的反应物、生成物种类,再结合氧化物定义、分子个数比及化学方程式书写规则逐一解题:第一步,识别示意图中各分子的构成,区分反应物和生成物;第二步,依据“两种元素组成且含氧化合物”判断氧化物种类;第三步,统计参加反应的分子个数,确定比例;第四步,按“反应物+生成物+反应条件”书写化学方程式。
【解析】(1)氧化物是由两种元素组成且其中一种为氧元素的化合物。从微观过程可知,反应物含$\ce{H_{2}O}$(氢、氧元素)、$\ce{CO}$(碳、氧元素),生成物含$\ce{H_{2}}$(仅氢元素)、$\ce{CO_{2}}$(碳、氧元素),其中$\ce{H_{2}O}$、$\ce{CO}$、$\ce{CO_{2}}$均为氧化物,共3种;(2)该反应配平后,参加反应的$\ce{H_{2}O}$与$\ce{CO}$的分子个数比为1:1;(3)反应物为$\ce{CO}$和$\ce{H_{2}O}$,生成物为$\ce{H_{2}}$和$\ce{CO_{2}}$,反应条件为低温催化剂,故化学方程式为$\ce{CO + H_{2}O\xlongequal{低温催化剂}H_{2} + CO_{2}}$。
【答案】(1) 3;(2) 1:1;(3) $\ce{CO + H_{2}O\xlongequal{低温催化剂}H_{2} + CO_{2}}$
【知识点】氧化物的判断、化学方程式书写、微观反应示意图的应用
【点评】本题通过微观反应示意图考查基础化学概念与用语,需准确识别分子构成,结合概念和反应规律分析,属于常规基础题。
【难度系数】0.6
15. 在某反应$3A + B === 2C + 3D$中,4.2 g A恰好能和8 g B完全反应,生成物中有6.6 g D。若要反应生成11.2 g C,则需要A的质量为
8.4
g。这是因为在一切化学反应中,反应前后
原子的种类
没有改变,
原子的数目
没有增减,
原子的质量
也没有变化。如果D为二氧化碳,则B物质的相对分子质量为
160
。
答案:15. 8.4 原子的种类 原子的数目 原子的质量 160
解析:
【分析】首先利用质量守恒定律计算第一次反应中生成C的质量,再根据C与A的质量比例关系,求出生成11.2g C所需A的质量;接着回忆质量守恒定律的微观本质,填写相关内容;最后结合D为二氧化碳的条件,利用化学方程式中各物质的质量与相对分子质量的比例关系,计算B的相对分子质量。
【解析】
1. 计算第一次反应生成C的质量:根据质量守恒定律,参加反应的各物质质量总和等于生成物各物质质量总和,因此第一次反应中生成C的质量为:$4.2\ \mathrm{g} + 8\ \mathrm{g} - 6.6\ \mathrm{g} = 5.6\ \mathrm{g}$。
2. 计算生成11.2g C所需A的质量:生成5.6g C需要A的质量为4.2g,设生成11.2g C需要A的质量为$x$,则$\frac{4.2\ \mathrm{g}}{5.6\ \mathrm{g}} = \frac{x}{11.2\ \mathrm{g}}$,解得$x = 8.4\ \mathrm{g}$。
3. 填写质量守恒定律的微观本质:化学反应前后,原子的种类没有改变,原子的数目没有增减,原子的质量也没有变化。
4. 计算B的相对分子质量:D为二氧化碳,其相对分子质量为44,第一次反应中D的质量为6.6g,则D的物质的量为$\frac{6.6\ \mathrm{g}}{44\ \mathrm{g/mol}} = 0.15\ \mathrm{mol}$。根据化学方程式$3A + B === 2C + 3D$,B与D的物质的量之比为1:3,因此参加反应的B的物质的量为$\frac{0.15\ \mathrm{mol}}{3} = 0.05\ \mathrm{mol}$,B的质量为8g,故B的相对分子质量为$\frac{8\ \mathrm{g}}{0.05\ \mathrm{mol}} = 160$。
【答案】8.4 原子的种类 原子的数目 原子的质量 160
【知识点】质量守恒定律、化学方程式计算、相对分子质量计算
【点评】本题综合考查质量守恒定律的应用及化学方程式的相关计算,涵盖了质量守恒的宏观与微观意义,以及利用化学方程式进行比例计算的方法,是化学基础题型,需要学生熟练掌握相关知识点。
【难度系数】0.6