《2025年学霸提优大试卷九年级化学上册沪教版》

13. 为了保障航天员在空间站的生命和健康,科学家们精心研制出最新的环境控制和生命保障系统,部分循环过程如图。下列说法不正确的是 (D)
A.水电解系统发生的反应为 $ 2H_{2}O \xlongequal{通电} 2H_{2} \uparrow +O_{2} \uparrow $
B.X 的化学式为 $ CO_{2} $
C.图中所示的物质转化中可实现氧气的再生
D.图中所示的物质转化中,电解的水与生成的水质量相等

答案： D 解析：由流程图可知,水在水电解系统中分解生成氧气和氢气,氧气供给航天员呼吸,释放出二氧化碳,所以X是CO₂,氢气和二氧化碳在萨巴蒂尔反应系统中反应生成水和甲烷。水电解系统中水在通电的条件下反应生成氢气和氧气,化学方程式为2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑,A正确;根据分析可知,X为二氧化碳,化学式为CO₂,B正确;由流程图可知在萨巴蒂尔反应系统中又有水生成,水通电分解可产生氧气,所以实现了氧气的再生,C正确;水电解系统中水在通电的条件下反应生成氢气和氧气,萨巴蒂尔反应系统中氢气和二氧化碳反应生成水和甲烷,根据质量守恒定律:化学反应前后元素的质量不变,水电解系统中生成氢气的质量等于电解的水中氢元素的质量,萨巴蒂尔反应系统中生成的水和甲烷中的氢元素质量之和等于反应的氢气的质量,所以最后生成的水中氢元素的质量比电解的水中氢元素的质量少,故生成的水比电解的水质量少,D错误。

14. (2025·秦皇岛期中)将下列四种物质放入密闭容器中充分反应,测得反应前后各物质的质量如表。下列说法不正确的是 ( D )
| 物质 | 甲 | 乙 | 丙 | 丁 |
| 反应前的质量/g | 30 | 20 | 5 | 0 |
| 反应后的质量/g | 14 | 16 | $ a $ | 20 |
A.$ a= 5 $
B.丁一定是化合物
C.该反应遵守质量守恒定律
D.参加反应的甲和生成的丁的质量比为 $ 7:10 $

答案： D 解析：根据质量守恒定律反应前后物质的总质量不变,列式为30g+20g+5g+0g=14g+16g+a+20g,所以a=5,A选项说法正确;甲反应前是30g,反应后是14g,反应后质量减少,属于反应物;同理可知,乙是反应物,丁是生成物,丙的质量不变,所以该反应属于两种物质反应生成一种物质,所以丁一定由两种或两种以上元素组成,一定是化合物,B选项说法正确;化学反应都遵循质量守恒定律,C选项说法正确;甲反应前是30g,反应后是14g,所以参加反应的甲的质量为16g;丁反应前是0g,反应后是20g,所以生成的丁的质量为20g,参加反应的甲和生成的丁的质量比为16g∶20g=4∶5,D选项说法错误。

15. 已知黑色的氧化铜和碳反应可生成紫红色的铜和二氧化碳。取碳和氧化铜的混合物 $ a $ g,在一定条件下恰好完全反应,相关量的变化如图,下列说法正确的是 (C)
A.M 点对应的固体物质只有两种
B.N 点对应的固体为黑色
C.反应后产生气体的总质量为 $ (a - b)g $
D.$ 0 \sim t_{2} $ min 内,固体中铜元素的质量分数不变

答案： C 解析：碳和氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳,M点时还未完全反应,此时对应的固体物质有氧化铜、碳、铜三种物质,A错误;N点时,恰好完全反应,此时固体为铜,为紫红色,B错误;根据质量守恒定律,化学反应前后,物质的总质量不变,故反应后产生气体的总质量为(a-b)g,C正确;根据质量守恒定律,化学反应前后,元素的种类和质量不变,故铜元素的质量不变,但是0~t₂min内,固体的质量减少,故固体中铜元素的质量分数增大,D错误。

16. (5 分)(2025·梧州期末)氨气 $ (NH_{3}) $ 是生产氮肥的重要原料,合成氨工业的发展很大程度上解决了全球粮食不足的问题。一种以水煤气和空气为主要原料,生产 $ NH_{3} $ 和物质 $ KHCO_{3} $ 的工艺流程如图所示(部分反应条件已略去)。

回答下列问题:
(1)步骤③中氮元素的化合价从0价变化到-3 价。
(2)根据信息,请写出“步骤②”中发生反应的化学方程式:CO₂+H₂O+K₂CO₃$\xlongequal{\;\;}$2KHCO₃,该反应属于化合反应(填基本反应类型)。
(3)$ NH_{3} $ 中氮元素与氢元素的质量比为14∶3。
(4)氨的催化氧化是硝酸工业的基础,该反应的化学方程式为 $ 4NH_{3}+5O_{2} \xlongequal{催化剂} 4NO+6R $,则 R 的化学式为H₂O,此推断的依据是化学反应前后原子的种类和数目不改变(或质量守恒定律)。

答案：
(1)0
(2)CO₂+H₂O+K₂CO₃$\xlongequal{\;\;}$2KHCO₃ 化合反应
(3)14∶3
(4)H₂O 化学反应前后原子的种类和数目不改变(或质量守恒定律)解析：
(1)N₂属于单质,单质中元素的化合价为0,故步骤③中氮元素的化合价从0价变化到-3价。
(2)"步骤②"中二氧化碳与碳酸钾溶液反应生成碳酸氢钾,反应的化学方程式为CO₂+H₂O+K₂CO₃$\xlongequal{\;\;}$2KHCO₃,该反应符合"多变一"的特征,属于化合反应。
(3)NH₃中氮元素与氢元素的质量比为14∶(1×3)=14∶3。
(4)依据化学变化前后原子的个数和种类不变可知,反应前有4个氮原子、12个氢原子、10个氧原子,反应后有4个氮原子、4个氧原子,则6R中含有12个氢原子、6个氧原子,R的化学式为H₂O。