|考点③ 化学方程式的书写及应用
【例3】(2025·黑龙江)硅芯片是很多电子产品的核心。如图是某种制取硅反应的微观示意图,下列说法正确的是（
B
）
A.该反应的化学方程式为 $\ce{SiCl_{4} + H_{2}\xlongequal{高温}Si + HCl}$
B.参加反应的甲、乙分子个数比为$1:2$
C.该反应前后分子数目不变
D.反应前后乙与丁变化的质量比是$4:73$
答案：B
解析：
【分析】首先根据微观示意图确定各物质的化学式：甲为$\ce{SiCl_{4}}$，乙为$\ce{H_{2}}$，丙为$\ce{Si}$，丁为$\ce{HCl}$，再配平得到反应的化学方程式为$\ce{SiCl_{4} + 2H_{2}\xlongequal{高温}Si + 4HCl}$。随后逐一分析选项：A选项化学方程式未配平；B选项结合配平后的方程式判断分子个数比；C选项对比反应前后分子总数；D选项计算乙和丁的质量比，最终确定正确选项。
【解析】根据微观示意图，各物质的化学式分别为：甲$\ce{SiCl_{4}}$、乙$\ce{H_{2}}$、丙$\ce{Si}$、丁$\ce{HCl}$，配平化学方程式得：$\ce{SiCl_{4} + 2H_{2}\xlongequal{高温}Si + 4HCl}$。
选项A：该选项的化学方程式未配平，正确的应为$\ce{SiCl_{4} + 2H_{2}\xlongequal{高温}Si + 4HCl}$，故A错误；
选项B：由配平后的方程式可知，参加反应的甲（$\ce{SiCl_{4}}$）、乙（$\ce{H_{2}}$）分子个数比为$1:2$，故B正确；
选项C：反应前分子总数为$1+2=3$，反应后分子总数为$1+4=5$，分子数目发生改变，故C错误；
选项D：反应中乙（$\ce{H_{2}}$）与丁（$\ce{HCl}$）变化的质量比为$(2×2):(4×36.5)=4:146=2:73$，不是$4:73$，故D错误。
【答案】B
【知识点】化学方程式书写、质量守恒定律应用、微观示意图分析
【点评】本题通过微观反应示意图考查化学方程式的配平、质量守恒定律的应用，需要先推导物质化学式并配平，再逐一分析选项，需细心计算和判断，属于中等难度的基础题型。
【难度系数】0.5
4. (2025·山东泰安)我国天宫空间站利用“氧气生成系统”可回收$\ce{CO_{2}}$,再生$\ce{O_{2}}$,其微观示意图如图所示。下列对微观示意图的理解错误的是（
C
）
A.过程Ⅰ中生成的氢气与氧气的质量比为$1:8$
B.过程Ⅱ中涉及的变化属于缓慢氧化
C.过程Ⅲ中参加反应的“”和“”个数比为$1:3$
D.过程Ⅲ中参加反应的氢气中氢元素质量大于生成的水中氢元素质量
答案：C 解析:由题图可知,过程Ⅰ为水电解(或光解)生成氢气和氧气,化学方程式为$2H₂O\xlongequal{电解或光解}2H₂↑+O₂↑,$则生成的氢气与氧气的质量比为4:32=1:8,故A正确;过程Ⅱ是航天员的呼吸过程,呼吸作用是有机物与氧气发生的缓慢氧化反应,故B正确;由题图可知,过程Ⅲ为二氧化碳与氢气在一定条件下反应生成甲烷和水,化学方程式为$4H₂+CO₂\xlongequal{一定条件}CH₄+2H₂O,$则参加反应的“”和“”个数比为1:4,故C错误;由C项分析可知,过程Ⅲ为二氧化碳与氢气在一定条件下反应生成甲烷和水,根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类和质量不变,则氢气中氢元素的质量等于甲烷和水中氢元素的质量之和,则参加反应的氢气中氢元素质量大于生成的水中氢元素质量,故D正确。
解析：
【分析】
要解决本题，需先明确微观示意图中各过程对应的化学反应，再结合化学方程式、相关概念和定律逐一分析选项：
1. 先确定每个过程的反应物、生成物，写出对应化学方程式；
2. 依据化学方程式计算物质质量比、粒子个数比；
3. 根据缓慢氧化的定义判断B选项；
4. 利用质量守恒定律分析D选项，最终找出错误选项。
【解析】
由微观示意图可知：
过程Ⅰ：水（$\ce{H_{2}O}$）在电解/光解条件下生成氢气和氧气，化学方程式为$\ce{2H_{2}O\xlongequal{电解或光解}2H_{2}↑ + O_{2}↑}$；
过程Ⅱ：航天员呼吸消耗氧气，生成二氧化碳；
过程Ⅲ：二氧化碳和氢气在一定条件下反应生成甲烷和水，化学方程式为$\ce{CO_{2} + 4H_{2}\xlongequal{一定条件}CH_{4} + 2H_{2}O}$。
对选项逐一分析：
A. 过程Ⅰ中，生成氢气与氧气的质量比为$(2×2):32=4:32=1:8$，该选项正确；
B. 过程Ⅱ是呼吸作用，属于有机物与氧气发生的缓慢氧化反应，该选项正确；
C. 过程Ⅲ中，参加反应的氢气（$\ce{H_{2}}$）和二氧化碳（$\ce{CO_{2}}$）的分子个数比为$4:1$，不是$1:3$，该选项错误；
D. 根据质量守恒定律，反应前后氢元素总质量不变，氢气中的氢元素一部分进入甲烷，一部分进入水，因此参加反应的氢气中氢元素质量大于生成的水中氢元素质量，该选项正确。
【答案】
C
【知识点】
化学方程式计算、质量守恒定律、缓慢氧化
【点评】
本题结合微观示意图考查化学反应的分析，需准确识别微粒对应的物质，写出正确化学方程式，再结合相关概念和定律判断选项，是化学中常见的基础应用题型，注重对核心知识的掌握与运用。
【难度系数】
0.6
5.“侯氏制碱法”是我国著名制碱专家侯德榜经过多年研究作出的杰出贡献，其最大的优点是降低了成本，大大提高了 NaCl 的利用率。
(1)“侯氏制碱法”的原理可表示为 $\ce{X + NaCl + NaHCO_{3} = NH_{4}Cl + Na_{2}CO_{3}}$，X 的化学式是
NH₃
，X 中一种元素的质量分数为
82.4%(或17.6%)
(结果精确到 0.1%)。
(2) 用 58.5 t NaCl(其利用率在 96%以上)制碱，至少能生成 $\ce{Na_{2}CO_{3}}$ 的质量是多少(写出计算过程)?
答案：5. (1) NH₃ 82.4%(或17.6%)
(2) 解:设至少能生成Na₂CO₃的质量是x。
NH₃+NaCl+NaHCO₃=NH₄Cl+Na₂CO₃
58.5 106
58.5 t×96% x
$\frac{58.5}{106}=\frac{58.5\ \mathrm{t}×96\%}{x}$ x=101.76 t
答:至少能生成Na₂CO₃的质量是101.76 t。
解析：
【分析】
本题分为两小问，第一问利用质量守恒定律，通过反应前后原子种类和数目不变推导X的化学式，再根据化学式计算元素质量分数；第二问根据化学方程式，结合NaCl的利用率计算生成Na₂CO₃的质量，核心是掌握质量守恒定律和化学方程式计算的基本方法。
【解析】
(1) 根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类、数目不变。反应后$\ce{NH_{4}Cl}$和$\ce{Na_{2}CO_{3}}$中含有的原子：N:1、H:4、Cl:1、Na:2、C:1、O:3；反应前已知物质$\ce{NaCl}$（Na:1、Cl:1）和$\ce{NaHCO_{3}}$（Na:1、H:1、C:1、O:3）中含有的原子：Na:2、Cl:1、H:1、C:1、O:3，因此X中应含N:1、H:3，化学式为$\ce{NH_{3}}$。$\ce{NH_{3}}$的相对分子质量为$14+1×3=17$，氮元素质量分数为$\frac{14}{17}×100\%≈82.4\%$（或氢元素质量分数为$\frac{3}{17}×100\%≈17.6\%$）。
(2) 解：设至少能生成$\ce{Na_{2}CO_{3}}$的质量是x。
$\ce{NH_{3} + NaCl + NaHCO_{3} = NH_{4}Cl + Na_{2}CO_{3}}$
58.5 106
$58.5\ \mathrm{t}×96\%$ x
根据化学方程式中各物质质量比等于相对分子质量之比，得：
$\frac{58.5}{106} = \frac{58.5\ \mathrm{t}×96\%}{x}$
解得：$x = 101.76\ \mathrm{t}$
答：至少能生成$\ce{Na_{2}CO_{3}}$的质量是101.76 t。
【答案】
(1) $\ce{NH_{3}}$；82.4%(或17.6%) (2) 101.76 t
【知识点】
质量守恒定律、化学式计算、化学方程式计算
【点评】
本题围绕侯氏制碱法考查化学基础计算，涵盖质量守恒定律应用、元素质量分数计算和化学方程式计算，题型常规，需学生掌握基本化学计算逻辑，难度适中。
【难度系数】
0.5
