第二章化学键化学反应规律单元练习
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第二章化学键化学反应规律单元练习单选题1. 下列化学事实说法正确的是( )A. 废旧电池应集中回收，并填埋处理 B. 充电电池放电时，电能转变为化学能 C. 所有燃烧反应都是放热反应，所以不需吸收能量就可以进行 D. 放在冰箱中的食品保质期较长，这与温度对反应速率的影响有关2. 利用固体表面催化工艺进行NO分解的过程如图所示： 下列说法不正确的是( )A. NO是有毒气体 B. 催化剂能改变NO的分解速率 C. NO分解生成N2和O2 D. 过程②释放能量，过程③吸收能量3. 用NaCl固体配制100 mL 1.00 mol·L−1的溶液，溶解过程如图所示。下列说法正确的是 A. a为Na+，b为Cl− B. 水分子破坏了NaCl中的离子键 C. NaCl只有在水溶液中才能发生电离 D. 上述过程可表示为NaCl通电 Na++Cl−4. 下列装置或操作能达到目的的是( )A. A B. B C. C D. D5. 最近，一支研究团队开发了一种新的铜和铁基催化剂，可利用光将二氧化碳转化为天然气的主要成分甲烷，这是迄今最接近人造光合作用的方法。CO2加氢制CH4的一种催化机理如图。下列说法正确的是( ) A. 该历程实现了化学能转化为光能，所以反应断键吸收能量大于成键释放的能量 B. CO2转化为CH4利用了CO2的还原性 C. 该历程只有极性键的断裂和极性键的形成 D. 该历程的化学反应方程式为：CO2+4H2CH4+2H2O6. 如图是1 mol CO(g)和2 mol H2(g)发生反应CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)过程中的能量变化曲线。曲线a表示不使用催化剂时反应的能量变化，曲线b表示使用催化剂时反应的能量变化。下列相关说法正确的是 ( ) A. 使用催化剂后该反应从放热反应变成了吸热反应 B. 使用和不使用催化剂相比反应的能量变化不同 C. 1 mol CO(g)和2 mol H2(g)中的化学键完全被破坏需要吸收510 kJ能量 D. 1 mol CO(g)和2 mol H2(g)完全反应生成1 mol CH3OH(g)会释放出91 kJ能量7. X、Y、Z、W是原子序数依次增大的四种短周期元素，其中只有一种是金属元素，X、W同主族且能形成一种离子化合物WX；Y的气态氢化物、最高价氧化物的水化物可反应生成一种盐；Z原子的最外层电子数与其电子总数之比为3∶4。下列说法中正确的是( )A. 原子半径：W>Z>Y>X B. 氢化物稳定性：Y>Z C. WY3中只有离子键没有共价键 D. X与Z可形成10电子和18电子分子8. 下列选项描述的过程能实现化学能转化为电能的是 ( )A. 太阳能发电 B. 电池充电 C. 风力发电 D. 氢氧燃料电池放电9. 如图所示，烧杯中盛有水，铁圈和银圈直接相连，在接头处用一根绝缘细丝吊住并使之平衡。小心地向烧杯中央滴入CuSO4溶液，反应一段时间后观察到的现象是( ) A. 两圈仍保持平衡 B. 有气泡产生，两圈摇摆不定 C. 铁圈向下倾斜 D. 银圈向下倾斜10. 在锌与某浓度的盐酸反应的实验中，得到如下结果：下列说法中，正确的是。( )①t2>t3 ②t2m3A. 只有① B. ①② C. 只有② D. ②③11. 设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )A. 120.0g NaHSO4与MgSO4的固体混合物中含有离子总数为2NA B. 1.0L 1.0mol⋅L−1的NaHCO3水溶液中含有的氧原子数为3NA C. 0.1mol Fe恰好溶解在100mL某浓度的硝酸溶液中，该反应转移的电子数为0.3NA D. 60.0g的SiO2含有2NA个极性键12. NO2是一种常见的大气(污染物，碘蒸气可促进NO2分解为无毒气体，反应历程为：第一步：I2(g)2I(g) (快反应) 第二步：I(g)+NO2(g)N2O (g)+IO(g) (慢反应) 第三步：IO(g)+N2O(g) N2(g)+O2(g)+I2(g) (快反应) 下列关于以上反应历程的判断错误的是( )A. IO(g)为反应的催化剂 B. 第二步反应的活化能最大 C. 第一步一定要吸收能量 D. 总反应为2NO2(g)N2(g)+2O2(g)13. 某科研团队报道了一种新“光合作用”，即借助光将二氧化碳转化为甲烷的新型催化方法，其催化机理如图所示。下列说法错误的是( ) A. La2O2CO3是中间产物 B. 该历程实现了光能转化为化学能 C. 该历程只有共价键的断裂与形成 D. 该历程的总反应方程式为CO2+4H2CH4+2H2O14. 下列有关合成氨反应的说法不正确的是( )A. 为充分利用能量，合成塔内设置热交换器 B. 反应的ΔH = E(N≡N)+3E(H−H)−6E(N−H)(E表示键能) C. 合成塔中充入n kg H2，充分反应后，转移的电子为1000n mol D. 充入合成塔的原料气中N2过量可提高H2的转化率15. 短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W的简单氢化物可用作制冷剂，Y的原子半径是所有短周期主族元素中最大的。由X、Y和Z三种元素形成的一种盐溶于水后，加入稀盐酸，有黄色沉淀析出，同时有刺激性气体产生。下列说法不正确的是 ( )A. X的简单氢化物的热稳定性比W的强 B. Y的简单离子与X的具有相同的电子层结构 C. X分别与W、Z元素均可形成共价化合物 D. X、Y、Z形成的化合物Y2ZX3中含有离子键和非极性键二、填空题16. Ⅰ.碳中和作为一种新型环保形式可推动全社会绿色发展。我国争取2060年前实现碳中和，科学家正在研究建立如下图所示的二氧化碳新循环体系。回答下面问题：(1)结合图示，下列说法正确是_______(填序号)①燃烧时化学能可以转化为热能②光能(或电能)可以转化为化学能③无机物和有机化合物可以相互转化④减少碳排放有利于缓解全球变暖⑤风电、光伏发电等新能源的开发和使用可减少碳排放Ⅱ.复合催化是工业合成甲醇的重要反应，在2L密闭容器中，充入CO2和H2，在催化剂、200℃的条件下发生反应。部分反应物和产物随时间变化，如下图所示：(2)该反应的化学方程式为_______。(3)反应开始至2min末，以H2的浓度变化表示该反应的平均速率是_______mol⋅L−1⋅min−1(4)下列情况不能说明该反应一定达到化学平衡状态的是_______。a.单位时间内消耗1molCO2，同时生成1molCH3OHb.H2的物质的量保持不变c.密闭容器内气体压强不发生变化时d密闭容器中nCO2:nH2O不发生变化时(5)在不改变上述反应条件(催化剂、温度、容器和CO2的物质的量)，要增大反应速率，还可以采取的措施是_______。(6)写出甲醇充分燃烧的化学方程式_______。该反应在特殊装置中可以实现原电池反应，分析原因是_______。惰性负极上应当通入的物质是_______(填化学式)。17. 氨在国民经济中占有重要地位．(1)NH3的电子式为____．(2)实验室中制取氨气的化学方程式为____，生成的气体可以用蘸有浓盐酸的玻璃棒来检验，将产物溶于水，溶液呈酸性，用离子方程式表示原因____；溶液中离子浓度由大到小的顺序为____．(3)欲快速制取氨气，可将浓氨水滴入固体氢氧化钠中，其装置如右图，请结合化学用语从化学平衡的角度解释：____．(4)将SO2气体通入氯化钡溶液，未见有沉淀生成，继续通入NH3，则出现白色沉淀，请写出反应的离子方程式____；若将SO2气体通入酸化的硝酸钡溶液，也产生白色沉淀，用离子方程式加以说明____(5)氨和肼(N2H4)是氮的两种常见化合物，在科学技术和生产中有重要的应用．肼−−空气燃料电池是一种碱性电池，该电池放电时，负极的反应式____．(6)氮氧化物的排放会对空气造成污染，利用氧化法除去烟气中的氮氧化物．首先向氮氧化物中补充氧气，然后将混合气体通入石灰乳中，使之转化为硝酸钙．已知某氮氧化物由NO和NO2组成，且n(NO)：n(NO2)=1：3．写出氧化吸收法除去氮氧化物的化学方程式____． 三、实验题18. 某小组同学探究影响H2O2分解反应速率的因素。(1)在MnO2作催化剂的条件下，H2O2发生分解反应的化学方程式为___________。【实验方案】(2)对比实验①和实验②，目的是探究___________对H2O2分解反应速率的影响。(3)对比实验②和实验③，目的是探究H2O2溶液的浓度对H2O2分解反应速率的影响，则实验③中x是___________(填字母)。a.15 b.30【实验过程及分析】在恒温恒容的密闭容器中完成以上实验，测量反应过程中容器内的气体压强随时间的变化，实验数据如下图所示。(4)上述实验方案中，H2O2分解反应速率最快的是___________(填序号)。(5)能证明H2O2溶液的浓度对H2O2分解反应速率有影响的证据是___________。19. 某化学小组欲测定KClO3溶液与NaHSO3溶液反应的化学反应速率，所用试剂为10 mL 0.1 mol·L−1KClO3溶液和10 mL 0.3 mol·L−1NaHSO3溶液，所得实验数据如图所示。已知：ClO3−+3HSO3−=Cl−+3SO42−+3H+。(1)该反应在0～4 min的化学反应速率v(Cl−)=_________mol·L−1·min−1。(2)某同学仔细分析实验数据后发现，在反应过程中该反应的化学反应速率先增大后减小。ⅰ.小组同学针对这一现象，通过测定c(Cl−)随时间变化的情况，进一步探究影响因素，具体情况见下表。①补全方案1中的实验操作：_____________________________________________________。②方案2中的假设为____________________________________________________________。③除方案1、2、3中的假设外，还可以提出的假设是___________________________________。④在已知方案1的假设不成立的情况下，某同学从控制变量的角度思考，认为方案3中实验操作设计不严谨，请进行改进：____________________________________________________。ⅱ.反应后期，化学反应速率降低的原因是______________________________________________________________________________。 答案和解析1.【答案】D 【解析】【分析】 本题考查能量的转化、放热反应和反应条件的关系、温度对速率的影响等，题目简单，掌握基础即可解答。 【解答】 A.废电池中含有重金属，易污染环境，废旧电池应集中回收处理，不能随便丢弃，故A错误；B.充电电池放电时，是原电池反应，化学能转变为电能，故B错误；C.所有燃烧反应都是放热反应，燃烧需要引发条件如加热等吸收能量，反应才可以进行，燃料燃烧需要引燃，故C错误；D.温度降低会减小腐蚀反应的速率，放在冰箱中的食品保质期较长，这与温度对反应速率的影响有关，所以D选项是正确的；综上所述，本题正确选项是D。 2.【答案】D 【解析】【分析】 本题主要考查NO的分解过程，解题的关键是读懂题干给出的图像信息，掌握NO的理化性质，题目难度较小。 【解答】 A.NO是有毒气体，能与血红蛋白结合且结合能力比CO还强，故A正确； B.催化剂能降低反应的活化能，改变NO的分解速率，故B正确； C.分析图像可知NO分解生成N2和O2，故C正确； D.分析过程图可知过程②为断键过程，吸收能量，过程③为成键过程，放出能量，故D错误； 故选：D。 3.【答案】B 【解析】【分析】 本题考查电解质电离、离子化合物的构成微粒，题目难度不大，侧重于考查学生的分析能力和应用能力。 【解答】 A.NaCl在溶液中电离出Na+和Cl−，Na+含有2个电子层、Cl−含有3个电子层，则离子半径Cl−>Na+，根据图示可知，a为Cl−、b为Na+，故A错误； B.氯化钠是电解质，在水分子的作用下破坏了NaCl中的离子键，完全电离，故B正确； C.氯化钠是离子化合物，含有离子键，在熔融状态下也能完全电离出离子，故C错误； D.氯化钠溶于水就发生电离，不需要通电，上述过程可表示为NaCl=Na++Cl−，故D错误。 4.【答案】C 【解析】【分析】 本题考查化学实验方案的评价，为高频考点，把握物质的性质、物质的制备、实验技能为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意实验的评价性分析，题目难度不大。 【解答】 A.反应产生的H2会通过长颈漏斗口逸出，不能用于测定生成氢气的速率，A错误； B.在制取气体时，为防止水蒸气冷凝回流使试管炸裂，试管口应该略向下倾斜，B错误； C.钠和水反应放热，使广口瓶中的空气体积膨胀，气体进入导气管，使U形管中的红墨水左侧液面下降，右侧液面上升，因此装置依据U形管两边液面的高低可以判断钠和水反应的热效应，C正确； D.图示两组实验中H2SO4、Na2S2O3的浓度及温度都不相同，同时改变了多个变量，不能依据出现浑浊的快慢比较温度对化学反应速率的影响，D错误； 故合理选项是C。 5.【答案】D 【解析】【分析】 本题考查化学反应历程，掌握物质的变化和能量变化即可解答，难度不大。 【解答】 A.光能转化为化学能，同时放出热量，则反应断键吸收能量小于成键释放的能量，故A错误； B.CO2转化为CH4化合价降低，利用了CO2的氧化性，故B错误； C.该历程H2经过Ni活性中心裂解产生活化态H⋅，H−H非极性键也断裂，故C错误； D.由图可知，该反应的催化剂是La2O3，La2O2CO3为中间产物，则该历程的化学反应方程式为：CO2+4H2CH4+2H2O，故D正确。 6.【答案】D 【解析】使用催化剂不会使反应从放热反应变成吸热反应，A错误； 加入催化剂只能改变反应速率，不能改变反应的能量变化，故使用和不使用催化剂相比反应的能量变化相同，B错误； 由题图可知，1 mol CO(g)和2 mol H2(g)中的化学键完全被破坏需要吸收419 kJ能量，C错误； 破坏1 mol CO(g)和2 mol H2(g)中化学键需要吸收419 kJ能量，形成1 mol CH3OH(g)中化学键释放510 kJ能量，故1 mol CO(g)和2 mol H2(g)完全反应生成1 mol CH3OH(g)会释放出91 kJ能量，D正确。 7.【答案】D 【解析】【分析】 本题考查结构性质位置关系应用，推断元素是解题关键，注意IA族中同主族元素可以形成离子化合物，注意对应非金属氢化物的考查，难度中等。 【解答】 X、Y、Z、W是原子序数依次增大的四种短周期元素，Y的气态氢化物、最高价氧化物的水化物可反应生成一种盐，则Y为N元素；Z原子的最外层电子数与其电子总数之比为3：4，而由于最外层电子数为3时，核外电子总数为5或13，不满足比例关系，故该原子最外层电子数为6，电子总数为8，可推知Z为O元素；四种元素只有一种是金属元素，X、W同主族且能形成一种离子化合物WX，该主族含有金属与非金属元素，故为IA族，W的原子序数大于氧，可推知W为Na、X为H元素，形成的离子化合物为NaH。 A.同周期自左而右原子半径减小，同主族自上而下原子半径增大，所有元素中H原子半径最小，故原子半径：W(Na)>Y(N)>Z(O)>X(H)，故A错误； B.非金属性Y(N)c(NH 4 +)>c(H +)>c(OH −)；；NH 3+H 2O⇌NH 3．H 2O⇌NH 4 ++OH −，NaOH溶于水发生电离，导致溶液中氢氧根离子浓度增大，平衡向生成氨气的方向移动，氨气逸出；2NH 3+SO 2+H 2O+Ba 2+=BaSO 3↓+2NH 4 +；3SO 2+2H 2O+2NO 3 −+3Ba 2+=3BaSO 4↓+2NO↑+4H +；N 2H 4+4OH −−4e −=N 2+4H 2O；3O 2+2NO+6NO 2+4Ca(OH) 2=4Ca(NO 3) 2+4H 2O； 【解析】略 18.【答案】(1)2H2O22H2O+O2↑ (2)有无催化剂 (3)a (4)③ (5)压强为p1时，t1≠t2 【解析】影响化学反应速率的因素有浓度、温度、压强、催化剂等，浓度越大、温度越高反应速率越快，催化剂也能加快化学反应速率，对于有气体生成的反应，单位时间内生成的气体越多，化学反应速率越快。(1)在MnO2作催化剂的条件下，H2O2发生分解反应的化学方程式为：2H2O22H2O+O2↑。(2)实验①和实验②不同的是①没有使用催化剂，②使用了催化剂，其余条件均相同，目的是探究有无催化剂对H2O2分解反应速率的影响。(3)实验②和实验③的目的是探究H2O2溶液的浓度对H2O2分解反应速率的影响，实验②中溶液的总体积为30mL，因此实验③的总体积也要为30mL，才能保证其余条件完全相同，则实验③中x=30−15=15，答案选a。(4)单位时间内产生氧气的量越多，反应速率越快，由图示可知，H2O2分解反应速率最快的是实验③。(5)在恒温恒容的密闭容器中进行H2O2的分解实验，H2O2分解越快，生成的氧气量越多，相同时间内容器中气体的压强变化越大，反之，压强相同时，反应速率越快，需要的时间越少，根据图象，压强为p1时，t1≠t2，说明H2O2溶液浓度对H2O2分解反应速率有影响。 19.【答案】(1)2.5×10−3 (2)ⅰ.①测量反应体系温度的变化 ②生成的Cl−加快了化学反应速率 ③生成的SO42−加快了化学反应速率 ④将1mL水改为1mL 0.2mol/LNaCl溶液 ⅱ.反应物浓度降低，反应速率减慢。 【解析】【分析】 本题通过对影响化学反应速率的因素的探究，考查了化学实验设计，侧重于学生的分析能力、实验能力的考查，题目难度中等，有助于培养学生规范严谨的实验设计能力。 【解答】 (1)根据实验数据可知，该反应在0∼4min的平均反应速率： v(Cl−)=0.010mol/L−04min=2.5×10−3mol·L−1·min−1； (2)①假设1提出该反应放热使得速率加快，所以应在一开始就测量反应体系温度的变化； ②方案2的操作中加入了氯化钠固体，则会使生成的氯离子浓度变大，所以假设可以为生成的Cl−加快了化学反应速率； ③还可以根据加入含有硫酸根离子的固体物质不同提出假设，即生成的SO42−加快了化学反应速率； ④方案3中向烧杯①中加入1mL水相当于直接稀释了该溶液，则变量不唯一了，需要保持两只烧杯中除氢离子外原参加反应的各离子浓度不变，所以可以将1mL水改为1mL 0.2mol/LNaCl溶液，就能使两溶液中氯离子浓度也保持一致； ii.随着化学反应的进行，体系中的各物质浓度都会逐渐降低，所以反应速率也会逐渐减慢。 A.装置可用于测定生成氢气的速率B.实验室可以用该装置制备少量氨气C.装置依据U形管两边液面的高低判断钠和水反应的热效应D.装置依据出现浑浊的快慢比较温度对反应速率的影响实验序号锌的质量/g锌的形状温度/℃锌完全溶解于酸的时间/s12薄片1520022粉末15t232粉末35t3实验编号H2O2溶液蒸馏水催化剂温度/℃c/(mol·L−1)V/mLV/mL①31020无催化剂20②310200.5g MnO2固体20③315x0.5g MnO2固体20方案假设实验操作1该反应放热，使溶液温度升高，化学反应速率提高向烧杯中加入10 mL 0.1 mol·L−1KClO3溶液和10 mL 0.3 mol·L−1NaHSO3溶液，_________________________2__________________________________________________取10 mL 0.1 mol·L−1KClO3溶液加入烧杯中，向其中加入少量氯化钠固体，再加入10 mL 0.3 mol·L−1NaHSO3溶液3溶液酸性增强，加快了化学反应速率分别向标号为①②的两只烧杯中加入10 mL 0.1 mol·L−1KClO3溶液；向烧杯①中加入1 mL水，向烧杯②中加入1 mL0.2mol·L−1盐酸；然后分别向这两只烧杯中加入10 mL 0.3 mol·L−1NaHSO3溶液
