專題十微觀示意圖【知識歸納】此類題目涉及的知識點包括物質的分類、化學式、質量守恒定律、化學方程式的書寫與配平、化學反應的基本類型等。一、物質的分類1.混合物和純凈物（1）純凈物定義：只由一種物質組成的物質叫純凈物混合物定義：兩種或多種物質混合而成的物質（2)混合物特點：組成混合物的各種成分之間沒有發生化學反應，它們各自保持著原來的性質，如：空氣、溶液、合金、鐵銹、加碘鹽、天然氣、自來水、礦泉水等。純凈物特點：純凈物可以用化學式來表示。但是，絕對純凈的物質是沒有的如：能用化學式表示的所有物質、冰水混合物、水蒸氣、銅銹也是純凈物。2.單質、化合物、氧化物(1)單質:由同種元素組成的純凈物。例:氫氣、氧氣、紅磷等。(2)化合物:由不同種元素組成的純凈物。例:水、高錳酸鉀等。(3)氧化物:由兩種元素組成，且含有氧元素的純凈物。例:二氧化硫、氧化鐵等。【點撥】(1)單質、化合物前提必須是純凈物，即劃分單質、化合物的標準是根據純凈物的組成元素的種類來劃分的。若只含一種元素的純凈物就屬于單質；若含有幾種元素的純凈物就屬于化合物。(2)含有氧元素的不一定是氧化物，如氧氣、高錳酸鉀等均含有氧元素，但不屬于氧化物。3.物質分類的步驟(1)根據物質種類分為純凈物與混合物。(2)寫出純凈物的化學符號。(3)根據元素種類將純凈物分為單質與化合物。(4)在化合物中根據氧化物的概念找出氧化物。二、化學式1.化學式的定義：用元素符號和數字的組合表示物質組成的式子，叫做化學式。【點撥】純凈物的組成是固定不變的,所以只有純凈物才可以用化學式表示；混合物的組成不固定,所以沒有化學式。2.化學式的意義：分類意義實例（以H2O為例）宏觀①表示一種物質

水②表示該物質的元素組成水是由氫、氧兩種元素組成的微觀③表示物質的一個分子

一個水分子④表示物質的分子構成

一個水分子是由兩個氫原子和一個氧原子構成的⑤表示組成物質的各種元素的原子個數比水分子中H、O原子的個數比為2:13.化學式相關數字的意義(1)化學式前面的數字表示粒子(原子、分子)數目。(2)離子符號前面的數字表示離子的數目。(3)化學式右下角的數字表示一個某粒子中某原子或原子團的數目。(4)離子符號右上角的數字表示該離子所帶電荷數。(5)元素符號(原子團)正上方的數字表示該元素(原子團)的化合價。【點撥】化學式前面的化學計量數可變，化學式中各元素符號右下角的數字不能變。4.化學式的寫法：（1）由原子構成的金屬、稀有氣體及固態非金屬單質，通常用元素符號表示它們的化學式。例如：鐵（Fe）、汞（Hg）、氦氣（He）、碳（C）、硫（S）、磷（P）等。（2）常見氣體非金屬單質的分子由兩個原子構成，在元素符號右下角加數字“2”表示它們的化學式，例如：氧氣（O2）、氫氣（H2）、氮氣（N2）、氯氣（Cl2）等。（3）化合物化學式的書寫：一般情況下，正價前負價后,交叉約簡定個數,即【點撥】（1）并非所有化合物的化學式都是正價元素寫在左邊、負價元素寫在右邊，如CH4、NH3等另外,H2O2、C2H4等不能用上述方法書寫。（2）一般正價元素在前、負價元素在后，每種元素的原子數目寫在元素符號右下角。（3）化學式中原子（或原子團）個數比一般是最簡整數比。（4）化合物中元素正、負化合價的代數和一定等于0。（5）化學式中原子團的個數≥2時，原子團必須加“（）”，表示原子團個數的數字應標在“（）”的右下方；個數為1時，原子團不加“（）”，“1”省略不寫。三、質量守恒定律1.化學反應的過程：參加反應的各物質分子分裂成原子，原子再重新組合生成新分子的過程。2.化學反應前后，原子的種類沒有改變，原子的數目沒有增減，原子的質量也沒有改變，所以物質的總質量在反應前后是不變的。3.適用范圍：一切化學反應都遵守質量守恒定律，不能用來解釋物理變化。四、化學方程式的書寫和配平1.定義：用化學式來表示化學反應的式子叫做化學方程式。2.書寫原則：（1）遵守質量守恒定律；（2）符合客觀事實。3.書寫步驟：⑴寫：根據事實寫出反應物和生成物的化學式，中間用短橫線相連；⑵配：配平化學方程式；⑶等：將短橫線改為等號；⑷標：標明反應條件以及生成物的狀態“↑”或“↓”；⑸查：檢查化學式是否寫錯、是否配平、條件和生成物狀態是否標了、標了是否恰當。4.書寫注意的地方：（1）化學式不能寫錯；（2）↑、↓只能標在生成物上，并且反應物有氣體或固體時，不能再標↑、↓；（3）配平（配平時右下角的數字不能改動），最小公倍數法，奇數配偶數法，定一法；（4）反應條件不能漏，加熱條件用▲；5.意義：（1）表明反應物、生成物和反應條件；（2）表明各個反應物、生成物之間的粒子數目比；（3）表明各個反應物、生成物的質量比（相對質量=化學式量乘以系數）；6.讀法：以C+O2CO2為例。（1）宏觀：碳和氧氣在點燃的條件下反應生成二氧化碳；（2）微觀：每1個碳原子和1個氧分子在點燃的條件下反應生成1個二氧化碳分子。（3）質量：每12份質量的碳和32份質量的氧氣在點燃的條件下反應生成44份質量的二氧化碳。（4）注意事項：“+”讀作“和”；“=”讀作“反應生成”。具體題型分為三種：一、判斷物質的化學式及類別1.化學式書寫:首先明確每個"球”代表的原子種類及對應原子個數，再據此寫出化學式，如①為C5H4(若分子中含有C、H、O原子一般按C、H、O的順序排列)2.物質分類的判斷:由不同種分子構成的物質是混合物，如②；由同種分子構成的是純凈物，如③和④；在純凈物中，由同種原子構成的分子是單質，如③，由不同種原子構成的分子是化合物，如④；若化合物的分子由兩種原子構成，其中一種是氧原子，則是氧化物。二、根據模型寫化學方程式井判斷反應類解釋質量守恒定律1.根據模型圖寫化學方程式:（1）去除不參加反應的粒子，即等個數消掉反應前后一樣的粒子(如圖①所示)；（2）寫出反應物和生成物的化學式；（3）配平，標注條件及狀態；（4）根據化學方程式判斷反應類型，如①是分解反應，②是置換反應。2.從微觀角度解釋質量守恒定律:（1）反應前后原子種類、數目一定不變；（2）反應前后分子的種類一定變，分子數目可能變；（3）化學變化中分子可以再分，原子不能再分等。三、判斷是物理變化還是化學變化1.變化前后分子的種類不變,只是分子之間的間隔發生了改變的是物理變化，如①；2.變化前后分子的種類發生了改變，屬于化學變化，如②。【專題突破】基礎性習題：1.如圖是某化學反應前后的微觀示意圖，下列說法不正確的是（）A．該反應屬于分解反應B．生成的甲、乙分子個數比是1：4C．該反應前后原子個數不變D．該反應的生成物都是單質【解析】由化學反應前后的微觀示意圖可知，各物質反應的微粒數目關系是：A.該反應由一種物質生成了兩種物質，屬于分解反應，故A正確；B.由上圖可知，生成的甲、乙分子個數比是1：3，故B錯誤；C.由微粒的變化可知，該反應前后原子個數不變，故C正確；D.由微粒的構成可知，該反應的生成物的分子都是有同種的原子構成的，都是單質，故D正確。【答案】B2.厲害了，我的國!我國航天技術迅猛發展，“天舟一號”與在軌運行的“天宮二號”空間實驗室首次成功交會對接，有力推動了我國空間站建設的進程。空間站里的O2源自電解水，所得H2與CO2反應生成H2O和CH4，該反應的微觀示意圖如下。依據圖示，下列敘述錯誤的是(

)A.反應前后分子種類不變

B.原子可以構成分子C.反應中分子可以再分

D.反應前后原子種類不變【解析】根據化學反應方程式判斷氫分子與二氧化碳分子反應生成水分子和甲烷分子，反應前后分子的種類發生改變；化學變化中，分子可以分成原子，原子不可再分，但可以重新組合形成新的分子；化學反應前后原子質量、種類和數目不變。【答案】A3.如圖是某反應的微觀示意圖。下列說法不正確的是（）A.反應后硫元素化合價升高 B.生成物均為氧化物 C.反應后分子總數減少 D.參加反應的甲、乙分子個數比為1:2【解析】點燃由微觀反應示意圖可知，該反應是由硫化氫與氧氣在點燃的條件下反應生成二氧化硫和水，方程式為：2H2S+3O2=====2SO2+2H2O。點燃A．由方程式和化合價原則可知，硫元素由﹣2價變為+4價，反應后硫元素化合價升高，故正確；B．生成物是二氧化硫和水，均為氧化物，故正確；C．由化學方程式可知，每5個分子變化成了4個分子，反應后分子總數減少，故正確；D．由化學方程式可知，參加反應的甲、乙分子個數比為2：3，故不正確。【答案】D4.如圖所示是化學反應的微觀示意圖。下列說法正確的是（）A.該反應屬于分解反應B.生成物丙由2個氫原子和1個氧原子構成C.生成物丁中碳和氧元素的質量比為1:2D.參加反應的甲和乙的分子個數比為2:7【解析】A.根據微觀示意圖判斷該反應的方程式：2C2H6+7O26H2O+4CO2。生成物是兩種化合物，該反應不屬于分解反應，故A錯誤；B.生成物丙為H2O，水由水分子構成，一個水分子由2個氫原子和1個氧原子構成，故B錯誤；C.生成物丁為CO2中碳和氧元素的質量比為12×1:16×2=3:8，故C錯誤；D.參加反應的甲和乙的分子個數比為2:7。故選D。【答案】D5.如圖是某反應的微觀示意圖，其中○表示X原子，●表示Y原子。下列說法正確的是（）A．反應物由原子直接構成B．生成物是混合物C．用符號表示為2XD．反應中不發生變化的原子有兩種【解析】由反應的微觀示意圖可知：A.由反應的微觀示意圖可知：參加反應的反應物是由分子直接構成，故錯誤；B.生成物是由不同種原子構成一種分子，屬于純凈物，故錯誤；C.是由兩個原子構成的一個分子，用符號表示為X2，故錯誤；D.從圖示可以看出反應前后原子的種類沒有變化，故正確。【答案】D6.最近，我國科學家成功合成新型催化劑，將CO2高效轉化為甲醇（CH3OH）。這不僅可以緩解碳排放引起的溫室效應，還將成為理想的能源補充形式。該化學反應的微觀過程如下圖所示。下列說法正確的是（

）A.該反應中四種物質均為化合物

B.反應前后H元素的化合價不變C.參加反應的甲、乙分子個數比為1:3

D.反應前后原子數目發生改變【解析】A.四種物質中乙為單質，故A錯；B.反應前H元素集中在H2中，其化合價為零，反應后，其化合價為+1價，故B錯；C.該反應的化學方程式為CO2

+3H2

CH3OH+H2O，參加反應的甲、乙分子個數比為1:3，故C正確；D.根據質量守恒定律，反應前后原子的種類、數目和質量不變，故D錯。

【答案】C7.隨著科學的發展，新能源的開發不斷取得突破。清華大學研究人員成功研制出一種納米纖維催化劑，可將二氧化碳轉化成液體燃料甲醇，其微觀示意圖如下圖（圖中的微粒恰好完全反應）所示。請根據微觀示意圖回答以下問題。（1）丁的化學式為______，該反應的化學方程式為

。（2）下列說法正確的是____（填寫字母序號）。A．反應前后原子數目發生改變B．該反應屬于復分解反應C．甲是單質，乙、丙、丁均為化合物D．該反應體現了無機物在一定條件下可以轉化為有機物【解析】（1）由上述反應可知，丁的化學式為H2O，該反應的化學方程式為3H2+CO2CH4O+H2O(或3H2+COCH3OH+H2O)；（2）A.由上述反應可知，化學反應前后原子數目沒有發生改變，錯誤；B.由上述反應可知，該反應不屬于復分解反應，錯誤；C.由微粒的構成可知，甲是單質，乙、丙、丁均為化合物，錯誤；D.由上述反應物質的變化可知，該反應體現了無機物可以轉化為有機物，正確。【答案】(1)H2O；3H2+CO2CH4O+H2O(或3H2+COCH3OH+H2O)；(2)CD8.化學反應的實質是構成物質分子的原子重新進行組合，形成新分子的過程。如圖是在密閉容器中某化學反應過程的微觀示意圖。據圖回答（1）參加反應的“”與“”的分子個數比為

；（2）該反應的基本反應類型是

。【解析】（1）由微粒的變化可知，有兩個分子未參加反應，參加反應的“”與“”的分子個數比為2：1；（2）該反應由兩種物質生成了一種物質，基本反應類型是化合反應。【答案】（1）2：1；（2）化合反應。拓展性習題：1.某反應的微觀示意圖（不同的球代表不同的原子）如圖所示。下列說法不正確的是（）A．該反應屬于化合反應B．反應前后原子數目沒有變化C．反應前后各元素化合價均不變D．反應前后元素種類不變【解析】A.該反應是由兩種物質反應生成一種物質，屬于化合反應，故說法正確；B.根據質量守恒定律觀察微觀示意圖可知，化學反應前后原子的種類、數目都不變，故說法正確；C.由反應的微觀示意圖，組成單質的元素在反應后與其他元素組成了化合物，元素的化合價一定發生了變化，故說法錯誤；D.由微粒的變化可知，化學反應前后原子的種類不變，元素的種類也不變，故說法正確；【答案】C2.我國科研人員將二氧化碳高效合成為可供微生物直接利用的物質X，合成過程中主要物質向轉化的微現示意圖如下，下列說法錯誤的是（）A．催化劑提高了合成效率 B．X的化學式為CH2OC．CO2合成的過程中伴隨能量變化 D．一定有含氫元素的物質參與合成反應【解析】A.根據題意可知，催化劑能提高合成效率，故選項說法正確；B.根據微觀示意圖可知，X的化學式為C2H4O2，故選項說法錯誤；C.CO2合成的過程中有新物質生成，伴隨能量變化，故選項說法正確；D.根據質量守恒定律可知，化學反應前后元素的種類不變，該反應中生成物只有一種且含有氫元素，因此一定有含氫元素的物質參與合成反應，故選項說法正確。【答案】B3.2022年4月29日《科技日報》報道“我國科學家實現二氧化碳到葡萄糖和油脂的“人工合成”，合成過程中的一個反應微觀示意圖如下，有關說法正確的是（）A．反應前后分子的種類不變B．反應前后共有三種氧化物C．丙物質由8個原子構成D．反應中甲和丁的分子個數比是2∶1【解析】根據題意反應的方程式是：。A.化學變化會產生新物質，則反應前后分子的種類一定改變，錯誤；B.氧化物是兩種元素組成，其中一種是氧元素的化合物；反應前后有CO、H2O兩種氧化物；錯誤；C.根據微觀示意圖，丙物質的化學式是C2H4O2，則一個丙分子中含有8個原子；錯誤；D.根據方程式，甲是CO，丁是氧氣，則反應中甲和丁的分子個數比是2∶1，正確。【答案】D4.中國科學院首創室溫制氫方案，其反應原理如圖所示。下列說法錯誤的是（）A．該反應的化學方程式是CO+H2OH2+CO2B．該反應前后分子數目不變C．該反應前后氫元素的化合價不變D．反應物CO和H2O都是氧化物【解析】根據微觀反應示意圖的信息書寫化學方程式，然后結合化學方程式以及選項內容進行分析解答。由微觀反應示意圖可知，該反應的化學方程式為A.該反應的化學方程式是，不符合題意；B.由化學方程式可知，該反應前后分子數目不變，不符合題意；C.在反應物水中，氫元素顯+1價，在生成物氫氣中，氫元素的化合價為零，因此反應前后氫元素的化合價發生了改變，符合題意；D.氧化物是由兩種元素組成的，且其中一種元素是氧元素的化合物，因此反應物CO和H2O都是氧化物，正確，不符合題意。【答案】C5.化學反應是在微觀粒子間進行的。結合下圖，下列說法正確的是（）A．該反應為化合反應 B．該反應過程中原子數目減少C．甲既是氧化物又是化合物 D．乙從液態變為氣態化學性質改變【解析】根據微觀反應圖可知，該反應的化學方程式為：；甲是一氧化氮，乙是水。A.化合反應是由多種物質反應生成一種物質的反應，該反應中生成物是兩種，不符合化合反應中多變一的原則，不是化合反應，故A錯誤；B.根據質量守恒定律，化學反應前后原子的種類和數目保持不變，故B錯誤；C.氧化物是由兩種元素組成，且其中一種為氧元素的化合物，由上分析可知，甲是一氧化氮，含有氧元素和氮元素，故既是化合物也是氧化物，故C正確；D.由上分析可知，乙是水，從液態變為氣態沒有新物質的生成，發生的是物理變化，化學性質不改變，故D錯誤；【答案】C6.甲醛(CH2O)是一種有毒氣體，房屋裝修時部分建材釋放出的甲醛嚴重影響人體健康。科學家們研究發現，使用特殊的催化劑可高效地促進甲醛的轉化，從而降低甲醛的危害。其反應過程的微觀示意圖如下，下列說法不正確的是（）A．參加反應的兩種物質的微粒個數比為1：2B．該反應一定有元素的化合價發生變化C．反應前后原子的種類、數目不變D．反應前后分子的種類