2023年广东省广州市中考化学一模试题汇编-与催化剂相关的物质微观变化分析

2023年广州市中考化学一模试题汇编与催化剂相关的物质微观变化分析一、单选题1．（2023·广东广州·从化区一模）我国某科研团队研究了一种利用半导体LDH光催化氮气制备氨气的方法，该方法因具有高效、清洁的优点而引起极大的关注，其过程示意图如图所示。下列说法错误的是A．该反应的生成物只有NH3B．半导体LDH是该反应的催化剂C．工业上通过分离液态空气得到氮气D．该反应前后元素的种类没有发生变化2．（2023·广东广州·从化区一模）氢气与乙烯在催化剂金属镍表面反应生成乙烷，微观过程如图所示。下列说法错误的是A．反应物和的分子个数比为1：1B．的化学式为2CH3C．反应物中单质的名称为氢气D．反应物和生成物的质量比是1：153．（2023·广东广州·南沙区一模）甲烷和水蒸气催化重整可制得高纯氢和碳酸钙，主要转化流程如下：下列说法正确的是A．理论上，参加反应的甲烷与水的个数比为1：1B．转化①中生成和的质量比为22：1C．转化①中，催化剂能增加生成物的质量D．转化②的目的是提高氢气的纯度，制得高纯氢4．（2023·广东广州·黄埔区一模）我国科研人员将二氧化碳高效合成为可供微生物直接利用的物质X，合成转化的微观示意图如下，下列说法不正确的是A．催化剂提高了合成效率B．X中碳、氢元素的质量比为1：2C．CO2合成X的过程中伴随能量变化D．一定有含氢元素的物质参与合成反应5．（2023·广东广州·海珠区一模）如图为某反应的微观过程，下列说法中，正确的是A．反应中有氧化物生成 B．反应物和生成物共有4种物质C．反应物中，化合物与单质的分子个数比为2：1 D．反应前后催化剂的物理性质保持不变6．（2023·广东广州·增城区一模）甲是乙醇(CH3CH2OH)，转化生成乙和丙的微观示意图如下，有关说法错误的是A．该反应为分解反应 B．丙的化学式为H2OC．反应前后硫酸的浓度没有改变 D．甲、乙按个数比为1：1进行反应7．（2023·广东广州·花都区一模）我国科学家合成的新型催化剂能将CO2高效转化为具有可燃性的甲醇，该化学反应的微观过程如下图所示。下列说法不正确的是A．甲醇的化学式为CH3OH，属于氧化物B．参加反应的和生成的质量之比为11：8C．参加反应的和个数比为1：3D．该反应有利于节约化石燃料，还将成为理想的能源补充形式8．（2023·广东广州·天河区一模）工业上使用一种国产低温催化剂生产氧气的反应过程如图。下列说法正确的是A．该反应属于置换反应B．该反应中参加反应的CO与生成的的分子个数比为1:1C．该反应结束后，催化剂的质量减少D．该反应中各元素化合价均发生了改变9．（多选题）（2023·广东广州·广州大学附属中学校考一模）一氧化二氮和一氧化碳可在催化剂表面转化为无害气体，该反应前后分子种类变化的微观示意图如下。下列说法正确的是（

）A．甲的化学式为NO2 B．生成的丙与丁的质量比为1∶1C．乙在该反应中作氧化剂 D．反应前后分子总数不变二、填空题10．（2023·广东广州·华南师大附中校考一模）积极应对气候变化，展现大国担当，中国向世界宣布2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和的国家目标。(1)中国科学家已实现由CO2到淀粉的全人工合成，主要过程如下：①阶段I中，使用某催化剂可将二氧化碳和氢气转化为液体燃料甲醇(CH3OH)和水，其微观示意图如下图1：该化学反应过程中物质“”和“”的微观粒子数之比是___________。②阶段的物质转化如上图2所示。已知反应a中四种物质的比学计量数均为1，写出反应a的化学方程式___________。③若用44kgCO2人工合成淀粉[(C6H10O5)n](假设反应过程中无含碳物质的加入和损失)，理论上制得淀粉质量___________kg。(2)目前乙二醇的全球年需求量达数千万吨级，主要来源于石油化工。厦门大学谢素原团队与袁友珠团队联合中科院福建物质结构研究所和厦门福纳新材料科技有限公司，研发出富勒烯改性铜催化剂，实现了富勒烯缓冲的铜催化草酸二甲醋在温和压力条件下的乙二醇合成，有望降低对石油技术路线的依赖。(来源：2023年3月18日人民日报公众号《中国科技十大进展》)此进展体现了化学在实现“碳达峰，碳中和”目标过程中，发挥着重要的作用。①请写出一种含有60个碳原子的高度对称笼状结构的富勒烯分子的化学式：___________。②乙二醇能溶于水，溶液不导电，结合乙二醇(C2H6O2)的分子结构模型图，下列关于乙二醇的说法正确的是___________(填字母)A．乙二醇由碳、氢、氧三种元素组成

B．乙二醇中碳元素的质量分数最大C．一个乙二醇分子中含有10个原子

D．乙二醇是一种可溶性碱，溶于水时产生大量OH-11．（2023·广东广州·天河区中考一模）碳及其化合物在多样的物质世界中占有重要地位。(1)金刚石和石墨的化学性质相似，但物理性质差异很大，原因是______。(2)“碳海绵”是由碳元素组成的固体新材料，具有疏松多孔的结构，利用其______性可处理海上石油泄露。(3)一种利用NaOH溶液喷淋捕捉空气中CO2的工艺流程如图。①“焙烧炉”中发生的反应属于_____（填基本反应类型）反应。②“沉淀器”中反应的化学方程式为_____。③“吸收器”中生成的碳酸钠可用于制玻璃、造纸等，其溶解度曲线如图。下列说法正确的是_____（填标号）。A．碳酸钠的溶解度随温度的升高而增大B．将60°C的碳酸钠饱和溶液降温到40°C，有晶体析出C．20°C时，120g碳酸钠饱和溶液里含有20g碳酸钠D．30°C时，碳酸钠饱和溶液的溶质质量分数为28.6%E.40°C时，50g水中加入30g碳酸钠，经充分溶解，所得溶液质量为80g(4)将CO2封存在海洋里会造成海水酸化，涉及的反应化学方程式为_____。(5)工业上可利用CO2转化为重要的化工原料乙烯（），反应的微观过程如图。写出该反应的化学方程式______。参考答案：1．A【分析】由图可知，该反应为氮气和水在催化剂和光照的条件下反应生成氨气和氧气，该反应的化学方程式为：。【详解】A、由图可知，该反应的生成物有氨气和氧气，符合题意；B、半导体LDH是该反应的催化剂，说法正确，不符合题意；C、工业上通过分离液态空气得到氮气，是利用液氮和液氧沸点的不同，将其分离，不符合题意；D、根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，不符合题意。故选：A。2．B【详解】A、在催化剂催化作用下，反应的化学方程式是C2H4+H2C2H6，反应物和的分子个数比为1：1，故A正确；B、由微观示意图可知，生成物乙烷的化学式是C2H6，故B不正确；C、由上述信息可知，反应物中单质是H2，名称为氢气，故C正确；D、由上述信息可知，氢气和乙烷质量比是2：30＝1：15，故D正确。故选B。3．D【详解】A、由微观示意图知，该反应为甲烷和水在催化剂作用下反应生成二氧化碳和氢气，反应的化学方程式为，参与反应的甲烷与水的个数比为1:2，A错误；B、转化①中生成和的质量比即二氧化碳和氢气的质量比=，B错误；C、转化①中，催化剂只能改变反应速率，不会增加生成物的质量，C错误；D、转化②中氧化钙和二氧化碳在600℃时生成碳酸钙，能提高氢气的纯度，制得高纯氢，D正确。故选D。4．B【详解】A.无催化剂时，CO2很难合成CH3COOH，所以催化剂可加快反应速率，提高合成效率，A正确;B.由微观图示可知X的化学式为CH3COOH，碳、氢元素的质量比为，B错误；C.由图示可知，反应过程中需要通电，因此CO2合成X的过程中伴随能量变化，C正确；D.化学反应前后，元素种类不变，生成物CH3COOH中含有氢元素，故该反应过程中一定有含氢元素的物质参与反应，D正确；故选B。5．C【分析】由图可知，该反应为甲烷和氧气在催化剂的作用下反应生成CH3OH，该反应的化学方程式为：。【详解】A、由图可知，生成物为CH3OH，CH3OH是由C、H、O三种元素组成的化合物，不属于氧化物，不符合题意；B、由图可知，该反应中反应物和生成物有三种物质，分别是甲烷、氧气，CH3OH，不符合题意；C、反应物为甲烷和氧气，甲烷是由C、H元素组成的纯净物，属于化合物，氧气是由氧元素组成的纯净物，属于单质，故反应物中，化合物与单质的分子个数比为2：1，符合题意；D、化学反应前后，催化剂的质量和化学性质不变，物理性质可能改变，不符合题意。故选C。6．C【详解】A、由图知，该反应为乙醇在浓硫酸和加热的条件下生成乙烯（C2H4）和水，符合一变多的特征，属于分解反应，选项正确；B、由图知，丙的化学式为H2O，选项正确；C、反应有水生成，稀释了浓硫酸，硫酸浓度发生改变，选项错误；D、由图知，甲、乙按个数比为1：1进行反应，选项正确。故选C。7．A【分析】由微观示意图可知，二氧化碳与氢气在一定条件下反应生成甲醇和水，该反应方程式为。【详解】A、氧化物是指由两种元素组成，且其中一种元素是氧元素的化合物，甲醇的化学式为CH3OH，甲醇是由碳、氢、氧三种元素组成的化合物，不属于氧化物，故A说法不正确；B、由化学方程式可知，参加反应的二氧化碳和生成的甲醇的质量之比为（12+16×2）：（12+1×4+16）=11：8，故B说法正确；C、由化学方程式可知，参加反应的二氧化碳和氢气的个数比为1:3，故C说法正确；D、该反应利用合成的新型催化剂能将CO2高效转化为具有可燃性的甲醇，即二氧化碳与氢气在一定条件下反应生成甲醇和水，该反应有利于节约化石燃料，还将成为理想的能源补充形式，故D说法正确；故选A。8．B【分析】由图知，水和一氧化碳在催化剂的作用下生成氢气和二氧化碳，化学方程式为H2O+COCO2+H2。【详解】A、置换反应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，该反应中反应物均为化合物，不属于置换反应，选项错误；B、由分析知，该反应中参加反应的CO与生成的CO2的分子个数比为1:1，选项正确；C、催化剂在反应前后质量不变，选项错误；D、该反应中氢、碳元素化合价发生了改变，氧元素化合价未改变，选项错误。故选B。9．D【分析】由图可知，甲、乙、丙、丁分别为N2O、CO、N2和CO2，该微观示意图表示一氧化二氮与一氧化碳在催化剂表面转化为氮气和二氧化碳，反应化学方程式为N2O+CON2+CO2。【详解】A、分析可知，甲为N2O，错误；B、分析可知，生成的丙与丁的质量比为(14×2)：(12×1+16×2)=7∶11，错误；C、分析可知，C的化合价由CO中的+2升为CO2中的+4，作还原剂，错误；D、分析可知，该反应前后的分子总数不变，正确。故选D。10．(1)1:127(2)C60AC【详解】（1）①使用某催化剂可将二氧化碳和氢气转化为液体燃料甲醇(CH3OH)和水，反应的化学方程式为，故该化学反应过程中物质“”和“”的微观粒子数之比，即二氧化碳和甲醇的微观粒子数之比为1:1；②阶段的物质转化如上图2所示，为甲醇和氧气生成甲醛和双氧水，已知反应a中四种物质的比学计量数均为1，则反应a的化学方程式为；③根据化学反应前后元素种类和质量不变，二氧化碳中碳元素质量和生成的淀粉中的碳元素质量相等，则用44kgCO2人工合成淀粉[(C6H10O5)n]，理论上制得淀粉质量=；故填：1:1；；27；（2）①含有60个碳原子的高度对称笼状结构的富勒烯分子的化学式为C60；②乙二醇能溶于水，溶液不导电，结合乙二醇(C2H6O2)的分子结构模型图，下列关于乙二醇的说法正确的：A、根据乙二醇的化学式，乙二醇由碳、氢、氧三种元素组成，正确；B、，则乙二醇中氧元素的质量分数最大，错误；C、根据乙二醇的化学式，一个乙二醇分子中含有10个原子，正确；D、结合乙二醇的分子结构模型，乙二醇分子式具有两个羟基，羟基性质稳定；且乙二醇能溶于水，溶液不导电，故溶于水时没有产生氢氧根离子，错误。故选AC。故填：C60；AC。11．(1)碳原子排列方式不同(2)吸附(3)分解Na2CO3+Ca(OH)2=2NaOH+CaCO3↓CD(4)H2O+CO2=H2CO3(5)【详解】（1）金刚石和石墨物理性质差异较大，是因为构成它们的碳原子排列方式不同。（2）具有疏松多孔的结构，具有很强的吸附性，所以利用其吸附性可处理海上石油泄露。（3）①“焙烧炉”中发生的反应是碳酸钙高温生成二氧化碳和氧化钙，符合一变多是分解反应。②“沉淀器”中是氢氧化钙和碳酸钠反应生成氢氧化钠和碳酸钙，化学方程式为：Na2CO3+Ca(OH)2=2NaOH+CaCO3↓。③A、由图可知碳酸钠的溶解度随温度的升高，先增大后减小，说法错误；B、碳酸钠60°C时的溶解度小于40℃时的溶解度，所以将60°C的碳酸钠饱和溶液降温到40°C，没有晶体析出，说法错误；C、2