化学必修2第2章 化学键 化学反应与能量综合与测试教学设计及反思

章末综合测评

(时间90分钟，满分100分)

一、选择题(本题包括16小题，每小题3分，共计48分)

1．下列有关化学用语正确的是(　　)

D．质子数为26、中子数为30的铁原子：Fe

【答案】 D

2．为消除目前燃料燃烧时产生的环境污染，同时缓解能源危机，有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想。下列说法正确的是(　　)

A．H2O的分解反应是放热反应

B．氢能源已被普遍使用

C．2 mol H2O具有的总能量低于2 mol H2和1 mol O2的能量

D．氢气不易贮存和运输，无开发利用价值。

C　[由2H2＋O2===2H2O反应为放热反应，可推2H2O===2H2↑＋O2↑的反应为吸热反应。]

3．下列说法正确的是(　　)

①离子化合物中一定含离子键，也可能含共价键　②共价化合物可能含离子键　③含金属元素的化合物不一定是离子化合物　④由非金属元素组成的化合物一定是共价化合物　⑤由分子组成的物质中一定存在化学键　⑥熔融状态能导电的化合物一定是离子化合物

A．①③⑤　　　　　 B．②④⑥

C．②③④  D．①③⑥

D　[离子化合物中一定含有离子键，共价化合物中只含共价键，故①正确，②错误；AlCl3为共价化合物，故③正确；NH4Cl为离子化合物，故④错误；惰性气体分子不含化学键，故⑤错误；熔融状态能导电的化合物一定是离子化合物，故⑥正确。]

4．某学生将电流表用导线与两个电极连接在一起，再将两个电极同时插入某种电解质溶液中，能观察到有电流产生的是(　　)

A．用铜片、铅笔芯作电极插入稀硫酸中

B．用两个铜片作电极插入硝酸银溶液中

C．用锌片、铜片作电极插入番茄中

D．用铜片、铁片作电极插入酒精中

【答案】　C

5．关于化学能与其他能量相互转化的说法正确的是(　　)

图Ⅰ　　　　　　　　　　图Ⅱ

A．化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂与生成

B．铝热反应中，反应物的总能量比生成物的总能量低

C．图Ⅰ所示的装置能将化学能转变为电能

D．图Ⅱ所示的反应为吸热反应

A　[B项，铝热反应是放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量；C项，没有形成闭合回路；D项，应为放热反应。]

6．按下述实验方法制备气体，合理又实用的是(　　)

A．锌粒与稀硝酸反应制备H2

B．加热分解NH4Cl固体制NH3

C．亚硫酸钠与浓硫酸反应制备SO2

D．大理石与稀硫酸反应制备CO2

【答案】　C

7．在2 L容积不变的容器中，发生N2＋3H22NH3的反应。现通入4 mol H2和4 mol N2,10 s内用H2表示的反应速率为0.12 mol·L－1·s－1，则10 s后容器中N2的物质的量是(　　)

A．1.6 mol  B．2.8 mol

C．3.2 mol  D．3.6 mol

C　[10 s内用H2表示的反应速率为0.12 mol·L－1·s－1，则消耗氢气的物质的量为0.12 mol·L－1·s－1×10 s×2.0 L＝2.4 mol，则消耗N2的物质的量为0.8 mol,10 s后剩余的N2的物质的量为(4－0.8) mol＝3.2 mol。]

8．两种金属A与B和稀硫酸组成原电池时，A是正极。下列有关推断正确的是(　　)

A．A的金属性强于B

B．电子不断由A电极经外电路流向B电极

C．A电极上发生的电极反应是还原反应

D．A的金属活动性一定排在H前面

C　[A为正极，B为负极，说明金属性B>A；电子从负极流向正极；B能置换出H2，说明B的金属活动性一定排在H前面，A不一定。]

9．下图中a、b、c表示相应仪器中加入的试剂，可用下图装置制取、净化、收集的气体是(　　)

B　[A项中NH3密度比空气小，不能用向上排空气法收集；C项中NO在常温下与O2反应生成NO2，不能用排空气法收集；D项中NO2与NaOH溶液反应。]

10．在密闭系统中有反应C(s)＋CO2(g)2CO(g)，能使反应速率加快的措施是(　　)

①通过减小容器体积增大压强　②升高温度　③将炭粉碎　④通入CO2　⑤增加炭的量　⑥恒容条件下通入N2

A．①②③⑥  B．①②④⑥

C．①②③④  D．①②③④⑤

C　[影响化学反应速率的因素很多，如温度、浓度、催化剂、压强、固体接触面积等。①、④，增大压强和通入CO2都是增大了反应物的浓度，使反应速率加快；②升高温度，反应速率一定加快；③将炭粉碎，增大了炭与CO2的接触面积，反应速率加快；⑤增加炭的量，由于炭是固体，浓度不会改变，故不能使反应速率加快；⑥恒容条件下通入N2，反应混合物的浓度不变，反应速率不变。]

11．一定温度下，在容积恒定的密闭容器中，进行反应A(s)＋2B(g)C(g)＋D(g)，当下列物理量不发生变化时，能表明该反应已达到平衡状态的是(　　)

①混合气体的密度　②容器内气体的压强　

③混合气体的总物质的量　④B的物质的量浓度

A．①④  B．②③

C．②③④  D．只有④

A　[因为A为固体，反应前后气体的体积不变，②③始终不变，而气体的质量却在变化。当气体质量不变时即达到平衡，而ρ＝，所以ρ不变可作为反应达到平衡状态的标志。]

12．茫茫黑夜中，航标灯为航海员指明了方向。航标灯的电源必须长效、稳定。我国科技工作者研制出以铝合金、Pt­Fe合金网为电极材料的海水电池。在这种电池中(　　)

①铝合金是阳极　②铝合金是负极　③海水是电解液

④铝合金电极发生还原反应

A．②③  B．②④

C．①③  D．①④

A　[Al的活泼性大于Fe，故铝合金做负极，发生氧化反应。]

13．下列描述的化学反应状态，不一定是平衡状态的是(　　)

A．H2(g)＋Br2(g)2HBr(g)　恒温、恒容下，反应体系中气体的颜色保持不变

B．2NO2(g)N2O4(g)　恒温、恒容下，反应体系中气体的压强保持不变

C．CaCO3(s)CO2(g)＋CaO(s)　恒温、恒容下，反应体系中气体的密度保持不变

D．3H2(g)＋N2(g)2NH3(g)　反应体系中H2与N2的物质的量之比保持3∶1

【答案】 D

14．如图是实验室常见的气体制取、干燥和收集装置。若用过氧化氢和二氧化锰制取干燥的氧气，则合理的装置组合为(　　)

①　　　　　②　　　　③　　　　④

⑤　　　　　⑥　　　 　⑦　　　　⑧

A．①⑤⑧  B．③④⑦

C．②⑤⑥  D．②④⑧

C　[此原理制取O2，不需加热，故选②为制气装置。因ρO2>ρ空气，故O2可用向上排气法收集。]

15．下列除杂方案错误的是(　　)

B　[NH4Cl(Fe3＋)中如加入NaOH，可发生反应：NH＋OH－===NH3·H2O，故不妥。]

16.把镁条投入盛有盐酸的敞口容器中，产生氢气的速率变化曲线如图所示。下列因素中，影响该反应速率的是(　　)

①盐酸的浓度　②镁条的表面积

③溶液的温度　④Cl－的浓度

A．①④  B．③④

C．①③  D．②③

C　[镁与盐酸反应的离子方程式为Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，与H＋有关，与Cl－无关。在镁与盐酸的反应中，刚开始时H＋的浓度最大，反应速率应最大，但由于此反应为放热反应，温度升高，化学反应速率还会增大，随着化学反应的进行，H＋浓度逐渐减小，化学反应速率又逐渐减慢。]

二、非选择题(本题包括6小题，共52分)

17．(6分)四种短周期元素在周期表中的位置如图，其中只有M为金属元素。

请回答下列问题：

(1)这些元素的氢化物中，水溶液碱性最强的是_________________________

(写化学式)，该氢化物的电子式为________。

(2)元素X和元素Y的最高价氧化物对应水化物的酸性较弱的是__________，列举一个化学方程式证明_______________________________

____________________________________________________________。

(3)元素Z与元素M组成的化合物中所含化学键类型为________，元素Z与元素X组成的化合物中所含化学键类型为________。

【解析】　根据各元素的位置关系，且M是金属元素，知M是Al、X是Si、Y是N、Z是O。

【答案】　(1)NH3　

(2)H2SiO3　2HNO3＋Na2SiO3===2NaNO3＋H2SiO3↓

(3)离子键　共价键(或极性键)

18．(8分)(1)现有如下两个反应：①NaOH＋HCl===NaCl＋H2O；②Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑。两反应中为放热反应的是________，能设计成原电池的是____________________________________________。(填序号)

 (2)根据下图填空。

①电子从________片流出，溶液中H＋向________片移动。

②正极的现象是______________________________________________，

发生________反应(填“氧化”或“还原”)。

③负极的电极反应式为_______________________________________。

④若反应过程中有0.01 mol电子发生转移，则生成的氢气在标准状况下的体积为________L。

【解析】　(1)①是酸碱中和反应，是放热反应；②是置换反应，属于放热反应；能设计成原电池的反应应该是有电子转移的氧化还原反应，②有化合价的升降，是氧化还原反应，可以设计为原电池。(2)①在该原电池中锌片为负极，失去电子，电子从锌片流出，经过导线，流回正极铜片。在溶液中根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原则，H＋向含有负电荷较多的正极铜片移动。②在正极铜片上发生反应：2H＋＋2e－===H2↑，反应类型是还原反应，看到的现象是有气泡产生。③在负极上Zn失去电子，被氧化，负极的电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋。④若反应过程中有0.01 mol电子发生转移，根据电子守恒，可得n(H2)＝0.005 mol，所以生成的氢气在标准状况下的体积为0.005 mol×22.4 L·mol－1＝0.112 L。

【答案】　(1)①②　②

(2)①锌　铜　②有气泡产生　还原

③Zn－2e－===Zn2＋　④0.112

19．(6分)向2 L密闭容器中通入6 mol气体A和6 mol气体B，在一定条件下发生反应：

xA(g)＋yB(g)===pC(g)＋qD(g)

已知：平均反应速率v(C)＝1/2v(A)；反应2 min时，A的浓度减少了1 mol/L，B的浓度减少了3 mol，有6 mol  D生成。

回答下列问题：

(1)反应2 min内，v(A)＝____________________________________，

v(B)＝________________；

(2)该反应化学方程式中x∶y∶p∶q＝______________________；

(3)如果其他条件不变，将容器的容积变为1 L，进行同样的实验，则与上述反应比较：反应速率________(填“增大”“减小”或“不变”)，理由是_____________________________________________________________

___________________________________________________________。

【解析】　(1)反应2 min内，A的浓度减少了1 mol/L，B的浓度减少了1.5 mol/L，所以v(A)＝＝0.50 mol/(L·min)，v(B)＝＝0.75 mol/(L·min)；

(2)因为v(C)＝1/2v(A)，所以v(C)＝0.25 mol/(L·min)，D的浓度增加3 mol/L，所以v(D)＝1.5 mol/(L·min)，根据化学反应速率之比等于方程式中物质系数之比，所以x∶y∶p∶q＝0.5∶0.75∶0.25∶1.5＝2∶3∶1∶6

(3)体积减小，反应物的浓度增大，反应物浓度越大，反应越快，所以反应速率增大。

【答案】　(1)0.50 mol·L－1·min－1　0.75 mol·L－1·min－1

(2)2∶3∶1∶6

(3)增大　体积减小，物质的量浓度变大，反应物浓度越大，反应越快

20．(9分)(1)在25 ℃时，向100 mL含氯化氢14.6 g的盐酸溶液里放入5.60 g纯铁粉(不考虑反应前后溶液体积的变化)，反应开始至2 min末，收集到1.12 L(标准状况)氢气。在此之后，又经过4 min，铁粉完全溶解。则前2 min与后4 min相比，反应速率较快的是________，其原因是_______________。

(2)在1×105 Pa和25 ℃时，H—H键、N≡N键和N—H键的键能分别为436 kJ·mol－1、945 kJ·mol－1和391 kJ·mol－1。

①根据上述数据判断工业合成氨的反应是________(填“吸热”或“放热”)反应；

②在25 ℃时，取1 mol氮气和3 mol氢气放入一密闭容器中，在催化剂存在下进行反应。理论上放出或吸收的热量为Q1，则Q1为________kJ；

③实际生产中，放出或吸收的热量为Q2，Q1与Q2比较，正确的是________。

A．Q1>Q2　　  B．Q1<Q2　　　C．Q1＝Q2

如此选择的理由是__________________________________________

___________________________________________________________。

【答案】　(1)前2 min　氢离子浓度大　(2)①放热

②93　③A　可逆反应不能完全反应

21．(12分)某研究性学习小组通过铁与盐酸反应的实验，研究影响反应速率的因素(铁的质量相等，铁块的形状一样，盐酸均过量)，甲同学设计实验如下表：

请回答：

 (1)若四组实验均以收集到500 mL(已转化为标准状况下)氢气为标准，则上述实验中还需要测定的数据是________。

(2)实验________和________是研究盐酸的浓度对该反应速率的影响(填实验编号，下同)；实验________和________是研究温度对该反应速率的影响；实验________和________是研究铁的状态对该反应速率的影响。

(3)测定在不同时间t产生氢气体积V的数据，根据数据绘制得到图甲，则曲线c、d分别对应的实验组别可能是________。

甲　　　　　　　　乙

(4)根据实验数据，甲同学发现对于每一组实验，产生氢气的速率随时间变化情况如图乙所示。则：

①其中t1～t2速率变化的主要原因是_____________________________

__________________________________________________________。

②t2～t3速率变化的主要原因是__________________________________

________________________________________________________。

(5)丙同学设计了下列一组实验：所用铁块的形状、质量均相同，所用酸的体积相同，其浓度如下，你认为产生氢气速率最快的是________。

A．3.0 mol·L－1盐酸　　　 B．5.0 mol·L－1硝酸

C．18.4 mol·L－1硫酸  D．2.0 mol·I－1硫酸

【解析】　(1)可选取不同的物质来表示该反应速率，本实验较容易测定生成物氢气的体积，只要再测出产生这些气体所需的时间，就可以求出该反应的速率。(2)在研究某一外界条件对速率影响时，其他条件应相同，这样才有可比性，所以研究浓度对该反应速率的影响时，温度、铁的状态等其他条件应一样，第1组与第3组符合要求；其余同理。(3)从图可知曲线d对应的实验速率最小，盐酸的浓度最小、温度最低、铁的状态为块状时速率最小，所以曲线d对应第3组，同理，曲线c对应第1组。(4)在反应开始时，虽盐酸的浓度最大，但速率不是最大，而在递增，说明还有其他因素影响速率，应该想到该反应放热，一旦浓度减小的影响大于温度升高的影响，反应速率将逐渐减小。(5)金属与硝酸反应一般不产生氢气，18.4 mol·L－1硫酸为浓硫酸，能使铁发生钝化反应，A项中c(H＋)＝3.0 mol·L－1，D项中c(H＋)＝4.0 mol·L－1，所以产生氢气速率最快的是D项。

【答案】　(1)收集500 mL氢气所需的时间　(2)1　3　1　4　1　2　(3)1、3　(4)①铁与盐酸反应放热，温度升高使反应速率加快　②盐酸浓度减小，反应速率减慢　(5)D

22．(11分)无水氯化铝是白色晶体，易吸收水分，在178 ℃升华，露置于潮湿空气中会爆炸并产生大量白雾，工业上由金属与氯气作用或由无水氯化氢气体与熔融Al作用而制得。某课外活动小组在实验室内通过下列装置(如图)制取少量纯净的无水氯化铝。

试回答以下问题：

(1)装置A中反应的化学方程式为___________________________。

(2)为使实验成功，A和B之间需要加适当的装置，请将它画在框内，并注明其中盛放的药品。如果A产生的气体直接进入B中，实验产生的不良后果是_____________________________________________________________

___________________________________________________________。

(3)进行实验时，应先点燃________(填写字母，下同)处的酒精灯，然后再点燃________处的酒精灯。

(4)在C处可以收集到纯净的氯化铝，原因是____________________________

___________________________________________________________。

(5)装置D的作用是____________________________________________

_________________________________________________________。

【解析】　(1)由装置A中的药品可知，装置A是制取氯气的装置，所以反应的化学方程式是MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。

(2)由于该反应需要的是干燥、纯净的氯气，所以在将氯气通入B之前，应该将氯气中的氯化氢气体和水蒸气除去，所以应该先通过饱和食盐水除去氯化氢，再通过浓硫酸除去水蒸气。若将气体直接通入B中，由于无水氟化铝露置于潮湿空气中会爆炸并产生大量白雾，所以装置会发生爆炸。

(3)为了制取纯净的无水AlCl3，需排净装置中的空气，点燃A酒精灯用产生的Cl2来排净空气后再点燃B酒精灯开始反应制取无水AlCl3。

(4)由于无水氯化铝是白色晶体，在178 ℃升华，所以在生成氯化铝后升华成气体，在C中凝华后变成固体，所以在C中可以收集到纯净的氯化铝。

(5)由于无水氯化铝易吸收水分，且氯气是一种有毒的气体，所以装置D的作用是吸收多余的Cl2，且防止水蒸气进入C使AlCl3发生水解。

【答案】　(1)MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O

(2)

无水氯化铝与水反应而爆炸　(3)A B　(4)AlCl3易升华　(5)吸收多余的Cl2且防止水蒸气进入装置C使AlCl3发生水解