第2章《 化学键 化学反应规律》测试卷

第2章《 化学键 化学反应规律》测试卷
一、单选题(共15小题)
1.一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意图如图。下列有关该电池的说法正确的是(　　)
A． 反应CH4＋H2O3H2＋CO，每消耗1 mol CH4转移12 mol电子
B． 电极A上氢气参与的电极反应为H2＋2OH－－2e－2H2O
C． 电池工作时，CO向电极B移动
D． 电极B上发生的电极反应为O2＋2CO2＋4e－2CO
2.下列物质属于共价化合物的是(　　)
A． KCl
B． H2
C． H2SO4
D． Cl2
3.下列电池工作时，氧气在正极放电的是(　　)
A． A
B． B
C． C
D． D
4.可逆反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)正在逆向进行时，正反应速率和逆反应速率的大小是(　　)
A．v正＞v逆
B．v正＜v逆
C．v正＝v逆
D． 不能确定
5.下列四种溶液跟锌片反应，最初反应速率最快的是(　　)
A． 10 ℃ 20 mL 3 mol·L－1的盐酸
B． 20 ℃ 30 mL 2 mol·L－1的盐酸
C． 20 ℃ 20 mL 2 mol·L－1的盐酸
D． 20 ℃ 10 mL 2 mol·L－1的硫酸
6.下列说法正确的是(　　)
A． 吸热反应需要加热才能发生
B． 放热反应在常温下就能进行
C． 化学反应就是将化学能转化为热能的反应
D． 反应是放热还是吸热与是否加热没有直接的关系
7.下列各组材料中，不能组成原电池的是(　　)
A． A
B． B
C． C
D． D
8.下列几种化学电池中，不属于可充电电池的是(　　)
A． 碱性锌锰电池　　　　
B． 手机用锂电池
C． 汽车用铅蓄电池
D． 玩具用镍氢电池
9.有X、Y、Z、W四种元素，它们的原子序数分别为6、10、11、17，下列判断错误的是(　　)
A． X和W能形成共价化合物
B． Z和W能形成离子化合物
C． Y和Z不能形成化合物
D． Y分子中存在共价键
10.将过量的两份锌粉a、b分别加入相同量的稀硫酸中，同时向a中加少量CuSO4溶液，下图中产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系正确的是(　　)
A． 答案A
B． 答案B
C． 答案C
D． 答案D
11.下列反应中反应物总能量小于生成物总能量的是(　　)
A． Fe粉与硫粉混合加热
B． 常温下将氢氧化钡晶体与氯化铵粉末混合反应
C． 将铁片投入到稀硝酸溶液中
D． Al粉与NaOH溶液反应
12.关于原电池的下列叙述中正确的是(　　)
A． 原电池是将化学能转化为电能的装置
B． 两种不同金属用导线连接，同时插入液体中可形成原电池
C． 任何化学反应，都可以设计成原电池
D． 原电池中电子流出的一极是正极，发生氧化反应
13.下列各离子的电子式正确的是(　　)
A． 氧离子
B．
C． 氯离子
D． 氯离子Cl－
14.过氧化氢(H2O2)被称为绿色氧化剂，其分子结构如图所示。两个氢原子位于不重合的两个平面上，而两个氧原子位于两平面的交线上。下列有关说法正确的是(　　)
A． 过氧化氢分子中含有H—H键、O—O键
B． 过氧化氢分子中存在离子键和共价键
C． 过氧化氢分子中只有共价键，其电子式为
D． H2O2与H2O互为同位素
15.关于化学反应的下列说法中正确的是(　　)
A． 分子的种类和数目一定发生改变
B． 原子的种类和数目一定发生改变
C． 能量变化主要是由化学键变化引起的
D． 能量变化的大小与反应物的质量多少无关
二、实验题(共3小题)
16.有甲、乙两位学生利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人都使用镁片与铝片作电极，但甲同学将电极放入6 mol·L－1硫酸溶液中，乙同学将电极放入6 mol·L－1的氢氧化钠溶液中，如下图所示。
(1)写出甲池中正极的电极反应式__________________________________________________。
(2)写出乙池中负极的电极反应式__________________________________________________。
(3)写出乙池中总反应的离子方程式_______________________________________________。
(4)如果甲与乙同学均认为“构成原电池的电极材料如果都是金属，则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”，则甲会判断出________活动性更强，而乙会判断出________活动性更强(填写元素符号)。
(5)由此实验，可得到如下哪些结论正确____________________________________________。
A．利用原电池反应判断金属活动顺序时应注意选择合适的介质
B．镁的金属性不一定比铝的金属性强
C．该实验说明金属活动顺序已过时，已没有实用价值
D．该实验说明化学研究对象复杂、反应受条件影响较大，因此应具体问题具体分析
(6)上述实验也反过来证明了“直接利用金属活动顺序判断原电池中的正负极”这种做法________(“可靠”或“不可靠”)。如不可靠，请你提出另一个判断原电池正、负极的可行实验方案______________(如可靠，此空可不填)。
17.如图所示，把试管放入盛有25 ℃饱和澄清石灰水的烧杯中，试管中开始放入几小块镁片，再用滴管滴入5 mL盐酸于试管中，试回答下列问题：
(1)实验中观察到的现象是_______________________________________________________。
(2)产生上述现象的原因是_______________________________________________________。
(3)写出有关反应的离子方程式：_________________________________________________。
(4)由实验推知，氯化镁溶液和氢气的总能量________(填“大于”、“小于”或“等于”)镁片和盐酸的总能量。
18.为了探究化学能与热能的转化，某实验小组设计了如下图所示的三套实验装置：
(1)上述3个装置中，不能验证“铜与浓硝酸的反应是吸热反应还是放热反应”的装置是________(填装置序号)。
(2)某同学选用装置Ⅰ进行实验(实验前U形管里液面左右相平)，在甲试管中加入适量了Ba(OH)2溶液与稀硫酸，U形管中可观察到的现象是_________________________________。
说明该反应属于________(填“吸热”或“放热”)反应。
(3)为探究固体M溶于水的热效应，选择装置Ⅱ进行实验(反应在丙试管中进行)。
①若M为钠，则实验过程中烧杯中可观察到的现象是
________________________________________________________________________。
②若观察到烧杯中产生气泡，则说明M溶于水________(填“一定是放热反应”、“一定是吸热反应”或“可能是放热反应”)，理由是_________________________________________。
(4)至少有两种实验方法能验证超氧化钾与水的反应(4KO2＋2H2O4KOH＋3O2↑)是放热反应还是吸热反应。
方法①：选择装置________(填装置序号)进行实验；
方法②：取适量超氧化钾粉末用脱脂棉包裹并放在石棉网上，向脱脂棉上滴加几滴蒸馏水，片刻后，若观察到脱脂棉燃烧，则说明该反应是________(填“吸热”或“放热”)反应。
三、计算题(共3小题)
19.将气体A、B置于固定容积为2 L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)2C(g)＋2D(g)，反应进行到10 s末，达到平衡，测得A的物质的量为1.8 mol，B的物质的量为0.6 mol，C的物质的量为0.8 mol。
(1)用C表示10 s内反应的平均反应速率为________。
(2)反应前A的物质的量浓度是________。
(3)10 s末，生成物D的浓度为________。
(4)A与B的平衡转化率之比为________。
(5)反应过程中容器内气体的平均相对分子质量变化是________(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)，气体的密度变化是________。
(6)平衡后，若改变下列条件，生成D的速率如何变化(填“增大”、“减小”或“不变”)：
①降低温度____________；②增大A的浓度_________________________________________；
③恒容下充入氖气____________。
20.在100 ℃时，将0.100 mol的N2O4气体充入1 L 抽空的密闭容器中，发生如下反应：N2O42NO2，隔一定时间对该容器内的物质进行分析，得到下表：
(1)达到平衡时，N2O4的转化率为______________，表中c2________c3，a________b(填“>”、“<”或“＝”)。
(2)20 s时N2O4的浓度c1＝________ mol·L－1，在0～20 s内N2O4的平均反应速率为________ mol·L－1·s－1。
(3)若在相同情况下最初向该容器充入的是二氧化氮气体，则要达到上述同样的平衡状态，二氧化氮的起始浓度是________ mol·L－1。
21.将一定量的二氧化硫和含0.7 mol氧气的空气(忽略CO2)放入一定体积的密闭容器中，550 ℃时，在催化剂作用下发生反应2SO2＋O22SO3。反应达到平衡后，将容器中的混合气体通过过量氢氧化钠溶液，气体体积减小了21.28 L；再将剩余气体通过一种碱性溶液吸收氧气，气体的体积又减少了5.6 L(以上气体体积均为标准状况下的体积)。(计算结果保留一位小数)
请回答下列问题：
(1)判断该反应达到平衡状态的标志是(填字母)__________________。
a．二氧化硫和三氧化硫浓度相等
b．三氧化硫百分含量保持不变
c．容器中气体的压强不变
d．三氧化硫的生成速率与二氧化硫的消耗速率相等
e．容器中混合气体的密度保持不变
(2)求该反应达到平衡时，消耗二氧化硫的物质的量占原二氧化硫的物质的量的百分比。
(3)若将平衡混合气体的5%通入过量的氯化钡溶液中，生成沉淀的质量是多少？
四、填空题(共3小题)
22.化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。化学键的键能是形成(或拆开)1 mol化学键时释放(或吸收)的能量。已知白磷和P4O6分子结构如图所示，现提供以下化学键的键能：P—P：198 kJ·mol－1、P—O：360 kJ·mol－1、O==O：498 kJ·mol－1，则P4(白磷)＋3O2===P4O6的反应是________(填“吸热”或“放热”)反应，生成1 mol P4O6_______的热量为_____________。
23.我国发射宇宙飞船的 “神舟”系列火箭用偏二甲肼(C2H8N2)作燃料，液态四氧化二氮作氧化剂，生成氮气和二氧化碳气体。
(1)写出反应的化学方程式：_____________________________________________________。
(2)该反应是________(填“放热”或“吸热”)反应，反应物的总能量________(填“大于”、“小于”或“等于”)生成物的总能量，断开化学键________的总能量________(填“大于”、“小于”或“等于”)形成化学键________的总能量。
24.(1)下列变化中，既有共价键和离子键断裂，又有共价键和离子键形成的是________(填字母)。
A．2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
B．2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
C．Cl2＋H2O===HCl＋HClO
D．Na2CO3＋BaCl2===BaCO3↓＋2NaCl
(2)下列物质中：①N2、②H2O、③Na2O2、④CaCl2、⑤KHS、⑥NaF、⑦NaOH、⑧SiO2、⑨Ar、CO2，其中只含有共价键的物质是______________(填序号，下同)；只含有离子键的物质是________________；既含有离子键，又含有共价键的物质是__________；不存在化学键的物质是________。
答案解析
1.【答案】D
2.【答案】C
【解析】氯化钾(盐)属于离子化合物；硫酸(酸)属于共价化合物。
3.【答案】B
【解析】锌锰电池正极放电的物质是二氧化锰；铅蓄电池正极放电的物质是二氧化铅；镍镉电池正极放电的物质是NiOOH；燃料电池(如氢氧燃料电池)正极放电的物质是氧气。
4.【答案】B
【解析】当条件改变，v正＜v逆时，平衡向逆反应方向移动。
5.【答案】D
【解析】锌与稀酸反应的本质为Zn＋2H＋===H2↑＋Zn2＋，B、C、D的温度都是20 ℃，而A的温度为10 ℃，B、C、D中D的c(H＋)最大，根据温度越高，反应速率越快，浓度越大，反应速率越快，D中反应温度最高，氢离子浓度最大，最初反应速率最快，故D项正确。
6.【答案】D
【解析】A项，有些吸热反应不需要加热就能发生，如柠檬酸与碳酸氢钠的反应；B项，放热反应在常温下不一定发生，如木炭和氧气的反应；C项，化学反应能量转化除热量外，还有光能等形式转化，如Mg条燃烧；D项，反应是吸热还是放热和物质本身“贮存”的能量有关，和反应条件无直接关系，故选D。
7.【答案】C
【解析】蔗糖是非电解质，不能构成原电池。
8.【答案】A
9.【答案】D
【解析】根据原子序数可得X、Y、Z、W分别为C、Ne、Na、Cl；C和Cl可形成共价化合物 CCl4；Na和Cl能形成离子化合物NaCl；Na和Ne不能形成化合物；Ne为稀有气体，分子中不存在共价键。
10.【答案】B
【解析】Zn和H2SO4反应，加入CuSO4，Zn会置换出金属Cu，形成Zn、Cu、稀H2SO4原电池，加快Zn和H2SO4反应生成H2的速率，故反应速率应为a＞b，速率越大，锌和H2SO4反应所用时间越短，故a所用时间小于b所用时间；因为两份Zn都是过量的，产生H2的量取决于H2SO4的量，因为H2SO4的量相同，故产生H2体积相同，即V(a)＝V(b)，故选B。
11.【答案】B
【解析】反应物的总能量小于生成物总能量的反应是吸热反应。
12.【答案】A
【解析】原电池是把化学能转化为电能的装置。在原电池中，电子在外电路中的流向是从负极流向正极，电子流出的一极为负极，失去电子，发生氧化反应；电子流入的一极为正极，溶液中的阳离子移向正极，在正极上得到电子发生还原反应。两种不同金属用导线连接，同时插入液体中不一定形成原电池(如锌和铜用导线连接后插入乙醇溶液中)；非氧化还原反应不能用来设计成原电池。
13.【答案】B
【解析】简单阴离子是原子得到电子使最外层电子达到同周期0族元素最外层电子的排布而形成。其电子式是用中括号表示电子所属，右上角标表示阴离子所带电荷数，如氯离子、氧离子。
14.【答案】C
【解析】过氧化氢分子中含有H—O键、O—O键，而不存在H—H键，故A错误；过氧化氢是共价化合物，不存在离子键，故B错误；过氧化氢分子中只存在共价键，其电子式为，故C正确；H2O2与H2O是由相同元素形成的不同化合物，故D错误。
15.【答案】C
【解析】化学反应有新的物质生成，分子种类一定变化，但分子数目不一定发生改变；根据质量守恒定律，化学反应过程中，原子的种类和数目一定不能发生改变；化学反应的实质是旧化学键的断裂，新化学键的形成，旧化学键断裂需要吸收能量，新化学键形成需要释放能量；物质具有的能量与物质的物质的量有关，化学反应中能量变化也与参与反应的物质的量有关。
16.【答案】(1)2H＋＋2e－H2↑
(2)2Al＋8OH－－6e－2AlO＋4H2O
(3)2Al＋2OH－＋2H2O2AlO＋3H2↑
(4)Mg(或镁)　Al(或铝)　
(5)AD　　
(6)不可靠　将两种金属作电极连上电流表后插入电解质溶液，构成原电池，利用电流表测定电流的方向，从而判断电子流动方向，再确定原电池正、负极
【解析】甲同学依据的化学反应原理是Mg＋H2SO4MgSO4＋H2↑，乙同学依据的化学反应原理是2Al＋2NaOH＋2H2O2NaAlO2＋3H2↑。由于铝与碱的反应是一个特例，不可作为判断金属性强弱的依据。判断原电池的正、负极要依据实验事实。
17.【答案】(1)①镁片上有大量气泡产生、②镁片逐渐溶解、③烧杯中溶液变浑浊
(2)镁与盐酸反应产生氢气，该反应为放热反应，氢氧化钙在水中的溶解度随温度升高而减小，有氢氧化钙晶体析出
(3)Mg＋2H＋Mg2＋＋H2↑
(4)小于
【解析】镁片与盐酸的反应是放热反应，反应物(镁和盐酸)的总能量高于生成物(氯化镁和氢气)的总能量。放出的热通过小试管传递给饱和石灰水溶液，使氢氧化钙的溶解度下降而析出氢氧化钙晶体。
18.【答案】(1)Ⅲ
(2)左端液面降低，右端液面升高　放热
(3)①产生气泡，反应完毕后，冷却至室温，烧杯中的导管内形成一段水柱
②可能是放热反应　某些物质(如NaOH固体)溶于水放热，但不是放热反应
(4)Ⅰ(或Ⅱ)　放热
【解析】(1)装置Ⅰ可通过U形管中红墨水液面的变化判断铜与浓硝酸的反应是放热反应还是吸热反应；装置Ⅱ可通过烧杯中是否产生气泡判断铜与浓硝酸的反应是放热反应还是吸热反应；装置Ⅲ只是一个铜与浓硝酸反应并将生成的气体用水吸收的装置，不能验证该反应是放热反应还是吸热反应。
(2)Ba(OH)2溶液与稀硫酸的反应属于中和反应，中和反应都是放热反应。
(3)②NaOH固体、硝酸铵等溶于水时有热量的变化，但发生的是物理变化，不属于化学反应，故发生的物理变化，不属于化学反应，故不是放热或吸热反应。
(4)用Ⅰ或Ⅱ装置可验证超氧化钾与水的反应是否为放热反应。向包有KO2的脱脂棉中滴入几滴水，脱脂棉燃烧，说明KO2与水的反应是放热反应。
19.【答案】(1)0.04 mol·L－1·s－1　(2)1.5 mol·L－1
(3)0.4 mol·L－1　(4)1∶1　(5)不变　不变
(6)①减小　②增大　③不变
【解析】
(1)v(C)＝＝0.04 mol·L－1·s－1。
(2)反应前，c(A)＝＝1.5 mol·L－1。
(3)10 s末，c(D)＝＝0.4 mol·L－1。
(4)起始和平衡时n(A)∶n(B)＝3∶1，故α(A)＝α(B)。
(5)混合气体的质量和物质的量、容器的体积均不变化，故r不变，ρ不变。
(6)恒容条件下充入稀有气体，反应速率不变。
20.【答案】(1)60%　>　＝　(2)0.070　0.001 5 (3)0.200
【解析】(1)分析表格中的数据可以看出，c(NO2)在60 s后不变，反应达到平衡状态，由N2O42NO2可知，生成0.120 mol NO2消耗0.060 mol N2O4，达到平衡时N2O4的转化率＝0.060 mol·L－1÷0.100 mol·L－1×100%＝60%；c3＝0.040 mol·L－1，c2＝0.100 mol·L－1，c3>c2，a＝b＝0.040 mol·L－1。
(2)c1＝0.100 mol·L－1－0.060 mol·L－1÷2＝0.070 mol·L－1，
在0～20 s内N2O4的平均反应速率为0.030 mol·L－1÷20 s＝0.001 5 mol·L－1·s－1。
(3)在相同的情况下最初向该容器内充入的是二氧化氮气体，要达到上述同样的平衡状态，二氧化氮的起始浓度为2×0.100 mol·L－1＝0.200 mol·L－1。
21.【答案】(1)bc　(2)94.7%　(3)10.5 g
【解析】(1)二氧化硫和三氧化硫浓度不再变化 (不是两者浓度相等)时，反应达到平衡；该反应前后气体的物质的量发生改变，气体的压强不变时，反应达到平衡；三氧化硫的生成与二氧化硫的消耗表明的都是正反应，无法判断反应达到平衡状态；由于气体的体积不变，质量守恒，故不论反应是否达到平衡，混合气体的密度都保持不变，密度保持不变，无法判断反应达到平衡状态。
(2)消耗氧气的物质的量为0.7 mol－＝0.45 mol，则消耗的n(SO2) ＝生成的n(SO3)＝0.45 mol×2 ＝0.9 mol。反应后二氧化硫与三氧化硫的物质的量之和为＝0.95 mol，即为反应前的二氧化硫的物质的量，反应达到平衡时，二氧化硫的转化率＝×100%≈94.7%。
(3) 二氧化硫与氯化钡溶液不反应。生成的沉淀为硫酸钡，由SO3＋H2O＋BaCl2===BaSO4↓＋2HCl可知，n(BaSO4)＝n(SO3)＝0.9 mol×5%＝0.045 mol，m(BaSO4)＝0.045 mol×233 g·mol－1≈10.5 g。
22.【答案】放热　放出　1 638 kJ
【解析】断开旧键吸收的能量为198×6 kJ＋3×498 kJ＝2 682 kJ，形成新键放出的能量为12×360 kJ＝4 320 kJ，故该反应为放热反应，生成1 mol P4O6放出的热量为4 320 kJ－2 682 kJ＝1 638 kJ。
23.【答案】(1)C2H8N2＋2N2O42CO2↑＋3N2↑＋4H2O
(2)放热　大于　吸收　小于　放出
【解析】放热反应中生成物的总能量小于反应物的总能量，吸热反应中生成物的总能量大于反应物的总能量。
24.【答案】(1)A　(2)①②⑧⑩　④⑥　③⑤⑦　⑨
【解析】(1)A项，Na2O2中既含有共价键，又含有离子键，与CO2反应时，其中共价键和离子键都会断裂，又重新组合为新的共价键和离子键；B项，不涉及离子键的断裂；C项，不涉及离子键的断裂和形成；D项，不涉及共价键的断裂和形成。