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    河南省商丘市柘城县2023-2024学年九年级上学期1月期末化学试题

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    河南省商丘市柘城县2023-2024学年九年级上学期1月期末化学试题

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    这是一份河南省商丘市柘城县2023-2024学年九年级上学期1月期末化学试题,共15页。试卷主要包含了 化学是一门以实验为基础的学科等内容,欢迎下载使用。
    注意事项:
    1.本试卷共4页,四个大题,满分50分,考试时间50分钟。
    2.本试卷上不要答题,请按答题卡上注意事项的要求直接把答案填写在答题卡上。答在试卷上的答案无效。
    相对原子质量H:1 C:12 O:16 Mg:24 Al:27 Ca:40 Fe:56 Zn:65
    一、选择题(每小题1分,共14分。每小题只有一个选项符合题意)
    1. 下列变化中与“糯米酿酒”属于同种变化的是
    A. 石油分馏B. 钢铁生锈C. 干冰升华D. 海水晒盐
    【答案】B
    【解析】
    【分析】糯米酿酒过程中有新物质酒精生成,属于化学变化。
    【详解】A、石油分馏是利用沸点不同将混合物分离,没有新物质生成,属于物理变化,不符合题意;
    B、 钢铁生锈过程中有新物质铁锈生成,属于化学变化,符合题意;
    C、干冰升华是固态二氧化碳变为气态,只有状态变化,没有新物质生成,属于物理变化,不符合题意;
    D、海水晒盐是利用了蒸发结晶的原理使氯化钠从海水中析出,没有新物质生成,属于物理变化,不符合题意;
    故选B。
    2. 对相对原子质量的校正做出特殊贡献的科学家是
    A. 拉瓦锡B. 门捷列夫C. 张青莲D. 道尔顿
    【答案】C
    【解析】
    【详解】A. 拉瓦锡提出了空气由氮气和氧气组成的结论,选项错误;B. 门捷列夫发明了元素周期表,选项错误;C. 张青莲提出了的相对原子质量新值,选项正确;D. 道尔顿提出来原子学说,选项错误,故选C。
    3. 党的二十大报告指出,要深入推进环境污染防治,持续深入打好蓝天、碧水、净土保卫战。以下不会引起大气污染的是
    A. 煤的燃烧B. 汽车尾气的排放
    C. 工业废气的排放D. 动植物的呼吸
    【答案】D
    【解析】
    【详解】A、煤燃烧会产生大量的一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮等污染气体,会引起大气污染,故选项错误;
    B、汽车尾气中含有大量的一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮等污染气体,会引起大气污染,故选项错误;
    C、工业废气中含有大量的一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮等污染气体,会引起大气污染,故选项错误;
    D、动植物的呼吸主要产生二氧化碳,二氧化碳不属于大气污染物,不会引起大气污染,故选项正确。
    故选D。
    4. 把少量下列物质分别放入水中,充分搅拌,可以得到溶液的是
    A. 泥沙B. 食盐C. 花生油D. 面粉
    【答案】B
    【解析】
    【详解】A、泥沙不溶于水,与水混合形成的是悬浊液,故A错误;
    B、食盐易溶于水,形成了均一、稳定的混合物,属于溶液,故B正确;
    C、花生油不能溶解于水,与水混合形成是乳浊液,故C错误;
    D、面粉不溶于水,与水混合形成的是悬浊液,故D错误。
    故选B。
    【点睛】溶液的概念是一种或几种物质分散到另一种物质里,形成均一的、稳定的混合物。
    5. 化学是一门以实验为基础的学科。以下实验操作正确的是
    A. 过滤河水B. 倾倒液体
    C. 验满二氧化碳D. 称量固体药品
    【答案】A
    【解析】
    【详解】A、过滤时,应遵循“一贴、二低、三靠”的原则,图中操作正确,符合题意;
    B、瓶塞倒放在桌上,标签对着手心以防止标签被腐蚀,瓶口要紧挨着试管口,试管倾斜,使液体缓缓地倒入试管,不符合题意;
    C、二氧化碳不燃烧、不支持燃烧,二氧化碳验满:将燃着的木条放在集气瓶口,木条熄灭,说明已经集满,木条不能伸入集气瓶内部,不符合题意;
    D、用托盘天平称量物品时,应遵循“左物右码”的原则,图中砝码和物品的位置放反了,不符合题意。
    故选A。
    6. 钛和钛合金是制造飞机的重要材料,钛酸亚铁(FeTiO3)中钛元素的化合价为
    A. +2B. +3C. +4D. +5
    【答案】C
    【解析】
    【详解】钛酸亚铁中铁元素化合价为正二价、氧元素化合价为负二价,设钛元素化合价为x,化合物中正负化合价代数和为零;则(+2)+ x +(-2)×3=0,x=+4。
    故选C。
    7. 下列各组物质中,都是由分子构成的一组是
    A. 铁、水B. 氨气、干冰C. 汞、金刚石D. 硫酸铜、氯化钠
    【答案】B
    【解析】
    【详解】A、铁属于金属单质,是由铁原子直接构成的,水由水分子构成,不符合题意;
    B、氨、干冰是由非金属元素组成的化合物,分别是由氨分子、二氧化碳分子构成的,符合题意;
    C、汞由汞原子直接构成;金刚石属于固态非金属单质,是由碳原子直接构成的,不符合题意;
    D、硫酸铜、氯化钠是含有金属元素和非金属元素化合物,硫酸铜是由铜离子和硫酸根离子构成的,氯化钠是由钠离子和氯离子构成的,不符合题意;
    故选B。
    8. 下列物质按照单质、化合物、混合物的顺序排列的是
    A. 汞、氯酸钾、石油
    B. 干冰、氧化铜、矿泉水
    C. 铁、五氧化二磷、冰水混合物
    D. 、天然气、煤
    【答案】A
    【解析】
    【详解】A、汞是一种元素组成的单质,氯酸钾是钾、氯、氧三种元素组成的化合物,石油是多种物质组成的混合物,符合题意;
    B、干冰(二氧化碳)是碳、氧两种元素组成的化合物,氧化铜是铜、氧两种元素组成的化合物,矿泉水是多种物质组成的混合物,不符合题意;
    C、铁是一种元素组成的单质,五氧化二磷是磷、氧两种元素组成的化合物,冰水混合物是氢、氧两种元素组成的化合物,不符合题意;
    D、C60是一种元素组成的单质,天然气是多种物质组成的混合物,煤是多种物质组成的混合物,不符合题意;
    故选A。
    9. 水和溶液与我们的生活生产息息相关。下列有关说法中,不正确的是
    A. 水是由氢、氧两种元素组成的化合物B. 洗涤剂除去油污的原理是将油污溶解
    C. 溶液是均一、稳定的混合物D. 饱和溶液一定比不饱和溶液浓度大
    【答案】BD
    【解析】
    【详解】A、水是由氢、氧两种元素组成的化合物,说法正确;
    B、洗涤剂有乳化作用,洗涤剂除去油污的原理是乳化作用,不是溶解,说法错误;
    C、溶液是均一、稳定的混合物,溶液的本质特征是均一性、稳定性,属于混合物,说法正确;
    D、饱和溶液比不饱和溶液浓度大的条件是同一温度、同种溶质溶解在同种溶剂中,否则不正确,例如20℃时,不饱和的硝酸钾(易溶物)溶液质量分数可能大于饱和的氢氧化钙(微溶物)溶液质量分数,说法错误。
    故选BD。
    10. 烧烤中含有一种强致癌物——苯并芘(化学式C20H12),关于该物质的说法不正确的是
    A. 它由C、H两种元素组成B. 其中碳原子和氢原子个数比是5:3
    C. 它相对分子质量为252D. 它由20个碳原子和12个氢原子构成
    【答案】D
    【解析】
    【详解】A、苯并芘的化学式为C20H12,其是由碳、氢元素组成,该选项说法正确;
    B、苯并芘中碳原子和氢原子个数比是20:12=5:3,该选项说法正确;
    C、苯并芘的相对分子质量为12×20+12=152,该选项说法正确;
    D、苯并芘是由苯并芘分子构成的,其分子是由原子构成的,该选项说法不正确。
    故选D。
    11. 物质的结构决定物质的性质,下列关于物质结构与性质的说法不正确的是
    A. 金刚石和石墨的物理性质不同,是由于它们的元素组成不同
    B. 钠原子和钠离子的化学性质不同,主要是由于它们的最外层电子数不同
    C. 生铁和钢的物理性质不同,主要是由于它们的含碳量不同
    D. 水和过氧化氢的化学性质不同,是由于它们的分子构成不同
    【答案】A
    【解析】
    【详解】A、金刚石与石墨均是由碳元素组成的单质,但是金刚石的碳原子呈正八面体结构,因而金刚石硬度大;而石墨中的碳原子为平面层状结构,因而表现出很软,所以金刚石和石墨的物理性质不同,是由于构成的碳原子排列方式不同,故错误;
    B、元素的化学性质主要决定于原子最外层电子数,由于钠原子与钠离子的化学性质不同是因为最外层电子数不同,钠原子最外层电子数为1,钠离子最外层电子数为8,故正确;
    C、含碳量越高,硬度越大,生铁含碳量高,表现出硬而脆;由于生铁和钢的含碳量不同,而表现出性质差异;故正确;
    D、水由水分子构成,而过氧化氢是由过氧化氢分子构成,所以过氧化氢和水的化学性质不同,是由于构成它们的分子不同,故正确。
    故选A。
    12. 实验室用氯化钠配制50g质量分数为6%的氯化钠溶液。下列说法中不正确的是( )
    A. 所需氯化钠的质量为3g
    B. 氯化钠放在托盘天平的左盘称量
    C. 俯视量筒读数会使所配溶液偏稀
    D. 所需玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、量筒等
    【答案】C
    【解析】
    【分析】配制溶液的基本步骤是:计算、称量、量取、溶解。
    【详解】A、配制50g质量分数为6%的氯化钠溶液,需氯化钠的质量为50g×6%=3g,故A正确;
    B、托盘天平的使用要遵循“左物右码”的原则,氯化钠放在托盘天平的左盘称量,故B正确;
    C、用量筒量取水时,俯视液面,读数比实际液体体积大,会造成实际量取的水的体积偏小,则使溶质质量分数偏大,故C不正确;
    D、配制50g质量分数为6%的氯化钠溶液,首先计算配制溶液所需氯化钠和水的质量,再称量所需的氯化钠和量取水,最后进行溶解;在这些操作中需要的仪器:托盘天平、药匙、量筒、胶头滴管、烧杯和玻璃棒,其中属于玻璃仪器的是玻璃棒、烧杯、胶头滴管、量筒,故D正确。故选C。
    【点睛】溶质质量=溶液质量×溶质的质量分数。
    13. 如图所示的四个图象,能正确反映对应变化关系的是
    A. 水的电解
    B. 木炭在密闭的容器中燃烧
    C. 向 一接近饱和的KNO3溶液中,逐渐加入KNO3晶体
    D. 向过氧化氢的水溶液中加入二氧化锰制氧气
    【答案】D
    【解析】
    【详解】A、水的电解生成的氢气和氧气的体积比是2:1,不是质量比,A错误;
    B、木炭在密闭的容器中燃烧会生成二氧化碳,故反应过程中二氧化碳的质量会增加,B错误;
    C、向一接近饱和的KNO3溶液中,逐渐加入KNO3晶体,起始状态溶质的质量大于0,C错误;
    D、向过氧化氢的水溶液中加入二氧化锰制氧气,起始状态过氧化氢的水溶液中含有水,加入二氧化锰会生成水,故反应过程中水的质量会逐渐增加,反应结束后水的质量保持不变,D正确;
    故选D。
    14. 某种金属混合物样品由两种金属组成,取5.6g该样品跟足量稀硫酸反应,得到0.2g氢气,则此样品一定不会含
    A. Zn、FeB. Al、ZnC. Mg、CuD. Zn、Mg
    【答案】A
    【解析】
    【详解】A. 根据化学方程式可知,、
    所以Zn、Fe混合物与足量稀硫酸反应生成2g氢气,消耗金属混合物的质量在5.6g~6.5g之间,此选项符合题意;
    B. 根据化学方程式可知,、
    所以Al、Zn与足量稀硫酸反应生成2g氢气,消耗金属混合物的质量在1.8g~6.5g之间,此选项不符合题意;
    C. Cu不能与稀硫酸反应,根据化学方程式可知,Mg、Cu的混合物与足量稀硫酸反应生成2g氢气,消耗金属混合物的质量大于2.4g,此选项不符合题意;
    D. 根据化学方程式可知,、 Zn、Mg的混合物与足量稀硫酸反应生成2g氢气,消耗金属混合物的质量在2.4g~6.5g之间,此选项不符合题意。
    故选A。
    二、填空题(本题包括6个小题,每空1分,共16分)
    15. 从、、三种元素中,选择适当的元素组成符合下列要求的一种物质,并用化学式填空:
    (1)相对分子质量最小的氧化物是_____。
    (2)可作气体肥料,其固体可用于人工降雨的是_____。
    【答案】15. H2O
    16. CO2
    【解析】
    【小问1详解】
    相对分子质量最小的氧化物是水,化学式为H2O;
    【小问2详解】
    二氧化碳参与光合作用,可作温室气体肥料,固体二氧化碳是干冰,升华吸热可用于人工降雨的,化学式为CO2。
    16. 每年的3月22日是“世界水日”,水与人类的生产、生活密切相关。生活中常用_____的方法来降低水的硬度;二氧化氯()是一种饮用水消毒剂,将通入溶液中可制得,反应的化学方程式为,其中的化学式为_____。
    【答案】 ① 煮沸 ②. NaCl
    【解析】
    【详解】煮沸可以使得水中的可溶性的钙、镁化合物受热分解为不溶性的钙、镁化合物沉淀,进而降低水的硬度;
    根据质量守恒定律,反应前后原子的种类、数目不变,反应前Cl、Na、O的原子个数分别为4、2、4,反应前后原子的种类、数目不变,反应后Cl、Na、O的原子个数分别为2、0、4,2X中含有2个钠原子和2个氯原子,X的化学式为NaCl。
    17. 使燃料充分燃烧,应考虑的因素是_____(写一条即可);消防队员常用高压水枪灭火,其灭火原理是_____;氢气作为燃料的优点是_____(写一条即可)。
    【答案】 ①. 燃烧时要有足够的空气 ②. 水汽化时吸热,使温度降到可燃物的着火点以下 ③. 不污染环境
    【解析】
    【详解】使燃料充分燃烧可以从增大氧气的浓度或与氧气的接触面积来考虑:一是燃烧时要有足够多的空气,二是燃料与空气要有足够大的接触面积;
    消防队员常用高压水枪灭火,其灭火原理是:水汽化时吸热,使温度降到可燃物的着火点以下;
    氢气做燃料的优点:①资源丰富、以水为原料;②燃烧释放出的热量多;③燃烧产物是水,无毒、无污染,且可以循环使用。
    18. 多角度认识物质能帮助我们更全面地了解物质世界。以金属为例回答下列问题:
    (1)使用下列金属制品时,主要利用了金属导电性的是___________(填标号)。
    A. 烤制食物时用的铝箔B. 铜导线C. 黄金首饰
    (2)在做铁丝在氧气中燃烧实验时,要预先在集气瓶中装少量水或铺一层细砂,目的是为了___________
    (3)请用化学方程式解释,铝的化学性质活泼,但铝制品抗腐蚀性强的原因___________
    【答案】(1)B (2)防止生成的高温熔融物溅落,炸裂集气瓶底
    (3)
    【解析】
    【小问1详解】
    A、烤制食物时用的铝箔,利用了金属的导热性,不符合题意;
    B、铜导线利用了金属的导电性,符合题意;
    C.黄金首饰利用了金具有黄色金属光泽,显示高贵,不符合题意;
    故选:B;
    【小问2详解】
    在做铁丝在氧气中燃烧实验时,要预先在集气瓶中装少量水或铺一层细砂,目的是为了防止生成的高温熔融物溅落,炸裂集气瓶底;
    【小问3详解】
    铝的化学性质活泼,但铝制品抗腐蚀性强,是因为在常温下,铝和空气中的氧气反应生成一层致密的氧化铝保护膜,阻止内部铝的进一步氧化,该反应的化学方程式为:。
    19. 下图为甲、乙两物质的溶解度曲线。
    (1)点的含义是:_____。
    (2)20℃时,甲物质饱和溶液溶质的质量分数_____(填“大于”“小于”或“等于”)乙物质饱和溶液溶质的质量分数。
    (3)若甲中含有少量的乙,则提纯甲的方法是_____。
    【答案】(1)40℃时甲物质的溶解度为50g
    (2)等于 (3)降温结晶
    【解析】
    【小问1详解】
    p点在甲物质的溶解度曲线上,其表示40℃时甲物质的溶解度为50g;
    【小问2详解】
    20°C时,甲和乙的溶解度相等,根据饱和溶液的溶质质量分数=溶解度100g+溶解度,所以甲物质饱和溶液溶质的质量分数等于乙物质饱和溶液溶质的质量分数;
    【小问3详解】
    甲的溶解度受温度影响较大,乙的溶解度受温度影响较小,两者的溶解度均随着温度的增大而降低,所以甲中含有少量乙,提纯甲的方法是降温结晶。
    20. 已知、、、、是初中化学中常见的五种物质。其中为黑色粉末状固体,、均为无色无味的气体,为大理石的主要成分。在实验室常用含的物质与稀盐酸反应制取,是单质而且是组成空气的主要成分之一、它们之间的关系如图所示(图中反应条件及反应④和⑤中某些反应物、生成物已略去)。请回答下列问题:
    (1)反应③的化学方程式为_____,该反应的基本反应类型是_____。
    (2)反应⑤的化学方程式为_____。
    【答案】(1) ①. ②. 化合反应
    (2)
    【解析】
    【分析】已知A、B、C、D、E是初中化学中常见的五种物质。D为大理石的主要成分,则D是碳酸钙,在实验室常用含D的物质与稀盐酸反应制取C,则C是二氧化碳,单质E是组成空气的主要成分,B和E能生成二氧化碳,且B、C均为无色无味的气体,则B是一氧化碳,E是氧气,A为黑色粉末状固体且A能和氧气反应生成一氧化碳,则A是碳,代入验证,符合题意。
    【小问1详解】
    由分析可知,反应③是二氧化碳在高温下和碳反应生成一氧化碳,化学方程式为:;化合反应是有两种或两种以上的物质生成一种物质的化学反应,反应特征是“多变一”,该反应属于化合反应;
    【小问2详解】
    反应⑤即碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和气体二氧化碳,化学方程式为。
    三、简答题(本题包括4个小题,共10分)
    21. 化学源于生活,又服务于生活。请回答下列问题。
    (1)冰箱中放入活性炭除异味,利用了活性炭的_____性。
    (2)从微观的角度解释“一壶水烧开后,壶盖会被顶开”的原因。
    【答案】21. 吸附 22. 温度升高,分子间间隔变大
    【解析】
    【小问1详解】
    活性炭具有疏松多孔的结构,其具有吸附性,可以吸附冰箱中的异味;
    【小问2详解】
    水烧开后,壶盖被顶开,发生的是物理变化,水分子本身没有发生改变,温度升高,分子间间隔变大,引起水的体积膨胀,壶盖被顶开。
    22. 某化学小组对钢铁制品锈蚀的条件进行了探究,设计了如图所示的实验,据此回答下列有关问题:
    (1)三天后,观察到序号为_____的试管中的铁钉明显生锈。
    (2)对照实验①和③,可知铁锈蚀的条件是什么?
    【答案】22. ③ 23. 铁与水接触
    【解析】
    【小问1详解】
    三天后,观察到序号为③的试管中的铁钉能与氧气、水接触,明显生锈,铁钉未生锈的是①②;
    【小问2详解】
    对照实验①和③,①中铁钉只与干燥的空气接触,③的试管中的铁钉能与氧气、水接触,可知铁锈蚀的条件是要与水分接触。
    23. 在人类社会的发展进程中,金属材料发挥着重要作用。结合你学习过的化学知识回答下列问题。
    (1)工业上常用一氧化碳还原氧化铁来冶炼生铁,请写出该反应的化学方程式。
    (2)我国是最早采用湿法炼铜的国家,请写出铁与硫酸铜溶液反应的化学方程式。
    (3)将一定质量片加入、的混合溶液中,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液,则滤渣中一定含有的金属是_____。
    【答案】23.
    24.
    25. Ag##银
    【解析】
    【小问1详解】
    氧化铁与一氧化碳高温下反应生成铁单质和二氧化碳,化学方程式为;
    【小问2详解】
    铁与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜,化学方程式为;
    【小问3详解】
    锌、铜、银的活动性:Zn>Cu>Ag,将一定质量的Zn片加入AgNO3、Cu(NO3)2的混合溶液中,Zn片先与AgNO3反应生成硝酸锌和银,若Zn片有剩余,再与Cu(NO3)2反应生成硝酸锌和铜,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液,则滤渣中一定含有的金属是银,可能含有铜和锌。
    24. 实验室可选用下图所示装置制取气体。

    (1)请写出一种用A、C装置制取气体的化学反应方程式。
    (2)写出用B制取氧气的化学反应方程式。
    (3)若用D装置从b端进气收集一瓶氢气,请将装置D补画完整。
    【答案】(1)2H2O22H2O+O2↑或Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑
    (2)2KMnO4K2MnO4 + MnO2 + O2↑
    (3)
    【解析】
    【小问1详解】
    由于A装置适用于固体和液体常温下反应的发生装置,所以A装置可用于过氧化氢溶液与二氧化锰制取氧气、石灰石与稀盐酸制取二氧化碳、锌粒与稀硫酸制取氢气的发生装置。C装置是排水法收集气体的装置,适用于收集不易溶于水、不与水反应的气体,所以C装置适用于收集氧气和氢气。所以可用A、C装置制取氧气和氢气。用A、C装置制取气体的化学反应有过氧化氢溶液在二氧化锰催化作用下生成水和氧气,锌粒和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,化学方程式为。
    【小问2详解】
    由于试管口放一团棉花,所以B装置是用高锰酸钾制取氧气,高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,化学方程式。
    【小问3详解】
    由于氢气密度比空气密度小,所以用D装置从b端进气收集一瓶氢气,应从短管进气,即b端是短管,a端是长管,见图 。
    四、综合应用题(共10分)
    25. 我国要在2060年前实现“碳中和”的目标,展现了我国的大国责任与担当。为实现目标,请您参与以下分析:
    (1)“碳”产生:产生二氧化碳的途径主要是含碳物质的变化,因此:
    ①应提倡使用_____等清洁能源(写一种)。
    ②天然气的燃烧也会产生二氧化碳,写出该反应的化学方程式_____。
    (2)“碳”封存:指从大气中分离出二氧化碳,可将其压缩、液化储存,其原因是_____。还可利用庞大的水体使海洋成为封存的容器,用化学方程式解释这种方法的原理_____。
    (3)“碳”转化:科学家研究将二氧化碳按照如下示意图进行转化:
    ①反应过程中化合价发生变化的元素是_____。
    ②参加反应的氢气和二氧化碳的质量比_____。
    ③写出反应的化学方程式_____。
    (4)为实现目标,工业上用氢氧化钙实现“碳捕集”,某石灰水中含有氢氧化钙,要使该石灰水中的氢氧化钙全部转化为碳酸钙沉淀,能够吸收二氧化碳的质量是多少?
    【答案】(1) ①. 太阳能 ②.
    (2) ①. 分子间有间隔 ②.
    (3) ①. C、H ②. 2:11 ③.
    (4)解:设能够吸收二氧化碳的质量是x
    答:能够吸收二氧化碳的质量是0.88g。
    【解析】
    【小问1详解】
    ①化石燃料燃烧都会产生二氧化碳,因此,为减少二氧化碳的排放,应提倡使用太阳能、风能等清洁能源;
    ②天然气主要成分是甲烷,甲烷与氧气在燃烧时反应生成二氧化碳和水,化学方程式为;
    【小问2详解】
    “碳”封存:指从大气中分离出二氧化碳,将其压缩、液化储存,其原因是分子间有间隔,且气态物质分子间隔较大,加压时,分子间隔变小,可以变成液体;
    二氧化碳与水反应生成碳酸,化学方程式为;
    【小问3详解】
    ①由图可知,反应是二氧化碳和氢气生成甲烷和水,反应前二氧化碳中碳元素为4价,氧元素为-2价,水中氢元素为+1价,氧元素为-2价,反应后,甲烷中氢元素为+1价,碳元素为-4价,氢气中氢元素的化合价为0,反应过程中化合价发生变化的元素是C、H或碳、氢;
    ②反应的方程式为,参加反应的氢气和二氧化碳的质量比为(4×2): 44=2:11;
    ③由微观示意图知,该反应是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;
    【小问4详解】
    见答案。

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