第2章化学键 化学反应规律 测试卷
一、单选题
1.在一定条件下,某密闭容器中发生反应:,其他条件相同时在甲、乙两种催化剂(催化剂活性不受压强影响)的作用下,反应相同时间,的转化率与温度的关系如图所示。下列说法不正确的是
A.其它条件相同,该反应用乙作催化剂的催化效果比用甲好
B.其它条件相同,压缩容器体积,甲曲线可能整体向左移动
C.乙中约200℃后,转化率下降的原因可能为平衡向左移动
D.其它条件相同,压缩容器体积,M点的转化率一定增大
2.下列电子式中,正确的是
A. B. C. D.
3.科学家合成出了一种新化合物(如图所示),其中M、W、T、L为同一短周期元素,L核外最外层电子数是W核外电子数的一半。下列叙述正确的是
A.化合物ML属于离子化合物,也属于弱电解质
B.该新化合物中T满足8电子稳定结构
C.W的最高价氧化物可以与水反应生成弱酸
D.元素非金属性的顺序为W>T>L
4.金刚石和石墨是碳元素的两种同素异形体,在100 kPa时,1 mol石墨转化为金刚石,要吸收1.895 kJ的热量.试判断在100 kPa压强下,下列结论正确的是( )
A.石墨比金刚石稳定
B.金刚石比石墨稳定
C.1 mol石墨比1 mol金刚石的总能量高
D.石墨转化为金刚石是物理变化
5.在一密闭容器中,反应mA(g)+nB(g)3C(g)达到平衡时,测得c(A)=0.5mol·L-1。在温度不变的情况下,将容积增大一倍,当达到新的平衡时,测得c(A)=0.3mol·L-1。下列判断中正确的是( )
A.A的质量分数增加 B.平衡不移动
C.化学计量数:m+n=3 D.物质C的体积分数增大
6.2019年6月6日,工信部正式向四大运营商颁发了5G商用牌照,我国进入5G通信时代。通信用磷酸铁锂电池具有体积小、重量轻、绿色环保等众多优点。磷酸铁锂电池是以磷酸铁锂为正极材料的一种锂离子二次电池,其原理如图所示,下列说法正确的是
A.放电时,负极反应式为:LiC6-e-=Li++6C
B.充电时,Li+透过隔膜,从石墨电极移向磷酸铁锂电极
C.放电时,电子从石墨电极透过隔膜移向磷酸铁锂电极
D.利用该电池电解饱和食盐水,当外电路通过2mol电子时,理论上产生H222.4L
7.化学用语是学习化学的重要工具。如图所示表达出了化学用语(①-⑤可能代表元素或原子符号、化学式或分子符号、离子符号、化合价符号、化学方程式)之间的逻辑关系。下列有关叙述不正确的是( )
A.Fe、H2可以放在①中
B.Ba2+、S2-可以放在②或③中
C.CO2、H2可以放在④中
D.Cl2+H2O=HCl+HClO放在⑤中
8.少量铁粉与100mL0.01mol·L-1的稀盐酸反应,反应速率太慢。为了加快此反应速率而不改变H2的产量,可以使用如下方法中的
①加H2O②适当升温③加NaOH固体④加NaCl溶液⑤滴入几滴硫酸铜溶液⑥改用10mL0.1mol/L盐酸
A.①③⑥ B.②⑥ C.③⑥ D.④⑤⑥
9.反应A+3B=2C+D在四种不同情况下的反应速率分别为①v(A)=0.15mol·L-1·s-1 ②v(B)=0.6mol·L-1·s-1 ③v(C)=0.5mol·L-1·min-1 ④v(D)=0.45mol·L-1·s-1。则反应进行由快到慢的顺序为( )
A.④>③>①>② B.④>②>①>③
C.②>③>④>① D.④>③>②>①
10.一定条件下,将NO2与SO2以体积比1:2置于密闭容器中发生反应:NO2(g)+SO2(g) SO3(g)+NO(g),下列能说明反应达到平衡状态的是
A.体系压强保持不变
B.混合气体颜色保持不变
C.SO3和NO的体积比保持不变
D.每生成1molSO3的同时消耗1molNO2
11.下列物质中,含有非极性键的共价化合物是
A.CH3CH3 B.Na2O2 C.NaCl D.N2
12.执法交警最常用的一种酒精检测仪的工作原理示意图如图所示,其反应原理为,被测者呼出气体中所含的酒精被输送到电池中反应产生微小电流,该电流经电子放大器放大后在液晶显示屏上显示其酒精含量。下列说法不正确的
A.电解质溶液中的移向a电极
B.b为正极,电极反应式为
C.呼出气体中酒精含量越低,微处理器中通过的电流越大
D.a极上的电极反应式为
13.活泼金属与卤素形成的化合物大都具有的性质是
①高沸点;②能溶于水;③水溶液能导电;④低熔点;⑤熔融状态不导电。
A.①②③ B.③④⑤ C.①④⑤ D.②③⑤
14.图是氢氧燃料电池构造示意图。关于该电池的说法不正确的是
A.b极是正极
B.氢氧燃料电池是环保电池
C.电子由b通过灯泡流向a
D.供电时的总反应为2H2+O2=2H2O
15.将等物质的量的A、B混合于2 L的密闭容器中,发生下列反应:3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g),经2 min后测得D的浓度为0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,以C表示的平均速率v(C)=0.25 mol/(L·min),下列说法正确的是
A.该反应方程式中,x=1 B.2 min时,A的转化率为50%
C.2 min时,A的物质的量为0.75 mol D.反应速率v(B)=0.25 mol/(L·min)
二、填空题
16.写出下列物质的电子式:
(1)H2:___;(2)N2:___;(3)NH3:___;(4)NaOH:___。
17.19世纪后期,人们发现炼铁高炉排出的高炉气中含有大量的一氧化碳。有工程师认为,这是由于一氧化碳和铁矿石的接触时间不足造成的,于是英国耗费大量资金建造了一座更高大的炼铁高炉,以延长一氧化碳和铁矿石的接触时间。经检测,用这座高炉炼铁时,高炉气中的一氧化碳含量并没有减少。
(1)请说明其中的原因____。
(2)如何理解化学反应速率和化学平衡____?研究它们有什么实际意义____?从自己所了解的化学事实中举出一些涉及化学反应速率问题的实例____。
18.现有下列六种物质,按照要求填写下列空格:
A.冰 B.金刚石 C.氯化钠 D.氯化铵 E.碘 F.烧碱
(1)NaCl的电子式为:___________;水的结构式为:___________、其空间构型为___________。用电子式表示的形成过程___________。
(2)熔化时化学键不被破坏的物质是(填编号、下同),___________;
(3)可做氮肥的是:___________;熔点最高的是:___________,熔点较低易升华的是:___________;
(4)晶体中存在非极性共价键的物质是:___________;
(5)晶体中既有离子键又有共价键的物质是:___________。
19.“神舟九号”飞船的电源系统共有3种,分别是太阳能电池帆板、镉镍蓄电池和应急电池。
(1)飞船在光照区运行时,太阳能电池帆板将______能转化为______能,除供给飞船使用外,多余部分用镉镍蓄电池储存起来。其工作原理为Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2,充电时,阳极的电极反应式为_______;当飞船运行到地影区时,镉镍蓄电池开始为飞船供电,此时负极附近溶液的碱性________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)紧急状况下,应急电池会自动启动,工作原理为Zn+Ag2O+H2O2Ag+Zn(OH)2,其负极的电极反应式为_________。
20.工业上合成氨气与制备硝酸一般可连续生产,流程如下:
(1)合成塔中发生的反应:,下表为不同温度下该反应的平衡常数。
T/℃ 300
K
由此可推知,表中_______300℃(填>、<、=)。
(2)吸收塔中的反应为:,从生产流程看,吸收塔中需要补充空气,其原因是_______。
(3)和在铂丝催化作用下从145℃就开始反应:。该反应的逆反应速率随着时间变化的关系如图,时改变了某种条件,改变的条件不可能是_______。(填写选项编号)
a.减小NO浓度 b.增大浓度
c.使用催化剂 d.升高温度
(4)氨气是重要的化工原料,可用于制备硝酸和纯碱。氨在某种催化剂催化氧化过程中主要有以下两个竞争反应:
反应①
反应②
在密闭容器中充入一定量和,测得一定时间内有关物质的量随温度变化如图所示。完成下列填空:
①若密闭容器体积为2L,反应温度从0℃升至840℃时反应时间为t min,则该时间内生成NO的平均反应速率为_______。
②影响氨气催化氧化反应产物的因素有_______、_______。
21.氢能是一种理想的绿色能源。有科学家预言,氢能有可能成为人类未来的主要能源。
(1)为什么说氢能是一种理想的绿色能源?___________
(2)请根据本书后附录Ⅰ所提供的燃烧热数据,计算相同质量的氢气、甲烷、乙醇在25℃和101kPa时完全燃烧放出的热量,据此说明氢气作为能源的优点。___________
(3)查阅资料,了解氢能在利用过程中需要解决的技术难题,以及氢能利用的发展前景。___________
22.反应Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑的能量变化趋势如图所示:
(1)该反应为_____(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)若要使该反应的反应速率加快,下列措施可行的是_____(填字母)。
A.改铁片为铁粉 B.改稀硫酸为98%的浓硫酸 C.升高温度
(3)若将上述反应设计成原电池,铜为原电池某一极材料,则铜为_____(填“正”或“负”)极。铜片上的现象为_____,该极上发生的电极反应为_____,外电路中电子由_____移动。(填“正极向负极”或“负极向正极”)
23.铅蓄电池是常用的化学电源,其电极材料分别是Pb和PbO2,电解液为稀硫酸。放电时,该电池总反应式为:Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。请根据上述情况判断:
(1)该蓄电池的负极材料是__________,放电时发生__________(填“氧化”或“还原”)反应。
(2)该蓄电池放电时,电解质溶液的酸性______(填“增大”、“减小”或“不变”),电解质溶液中阴离子移向_____(填“正”或“负”)极。
(3)已知硫酸铅为不溶于水的白色固体,生成时附着在电极上。试写出该电池放电时,正极的电极反应__________(用离子方程式表示)。
(4)铜锌稀硫酸原电池的负极反应式为__________。正极反应式为__________。
化学反应中的物质变化和能量变化与化学键密切相关。依据所学知识回答下列问题:
24.(1)将装有二氧化氮和四氧化二氮混合气体的烧瓶分别侵入冷水和热水中,观察到的现象是______________________,由此得出的结论是_______________________________________。
25.(2)某同学根据原电池原理。将离子反应Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+设计成原电池,在该原电池中,以FeCl3 为电解质溶液,以石墨为正极材料,负极材料应选用_______________,负极上发生________反应(填写“氧化“或“还原”)。当反应进行一段时间,测得负极电极质量减轻了6.4g,原电池的电路中转移电子的物质的量是____________________________。
26.(3)从能量角度看,断裂化学键吸收能量,形成化学键释放能量。
已知:断裂1molH-H键吸收的能量为436kJ,断裂气态ImolI-I键吸收的能量为151kJ,形成lmolH-I键放出的能量为299kJ。
则由氢气和碘蒸气反应生成1molHI需要________(填“放出“或“吸收”)_______kJ的热量
27.(一)下面是我们熟悉的物质:①O2 ②NaBr ③H2SO4 ④Na2CO3 ⑤NH4Cl ⑥NaHSO4 ⑦Ne ⑧Na2O2 ⑨NaOH ⑩CO2。
(1)这些物质中,只含有共价键的是____;只含有离子键的是____;不存在化学键的是____(填物质序号)。
(2)属于共价化合物的是____(填物质序号)。
(3)将Na2O2溶于水,破坏了Na2O2中的____,Na2O2的电子式为____;NaHSO4熔融状态下电离,破坏了____键,写出电离方程式____。
(4)CO2固体气化破坏了____。
(二)由H、N、O、Al组成的微粒中:微粒A和B为分子,C和E为阳离子,D为阴离子,它们都含有10个电子;B溶于A后所得的物质可电离出C和D;A、B、E三种微粒反应后可得C和一种白色沉淀。请回答:
(5)用化学式表示下列3种微粒:A____;C____;D____。
(6)写出过量的B通入E的溶液中反应的离子方程式____。
(7)用电子式表示B的形成过程____。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.B
【详解】A.由图中可知,相同温度下催化剂乙的催化效率高于催化剂甲的,则工业上应选择催化剂乙更好,选项A正确;
B.其它条件相同,压缩容器体积,平衡正向移动,甲曲线可能整体向上移动,选项B不正确;
C.该反应正反应是一个放热反应,故温度高于200°C时,反应均已达到化学平衡,升高温度,平衡逆向移动,所以转化率下降,选项C正确;
D.该反应为气体体积缩小的反应,其它条件相同,压缩容器体积,平衡正向移动,M点的转化率一定增大,选项D正确;
答案选B。
2.A
【详解】A.水的电子式,故A正确;
B.氯化氢的电子式,故B错误;
C.氯化钠的电子式,故C错误;
D.氮气的电子式,故D错误。
3.B
【分析】M、W、T、L为同一短周期元素,根据图知,W能形成4个共价键、L能形成1个共价键,则W位于第IVA族、L位于第VIIA族,且L核外最外层电子数是W核外电子数的一半,L最外层7个电子,则W原子核外有14个电子,故W为Si元素,L为Cl元素;该阴离子中Cl元素为﹣1价、W元素为+4价,根据化合价的代数和为﹣1价可知,T为﹣3价,所以T为P元素;根据阳离子所带电荷知,M为Na元素,据此解答。
【详解】通过以上分析知:M、W、T、L分别为Na、Si、P、Cl元素。
A.NaCl为离子化合物,但属于强电解质,故A错误;
B.结合分析可知,该化合物中P为﹣3价,P原子最外层电子数为5+3=8,满足8电子稳定结构,故B正确;
C.Si的最高价氧化物为SiO2,SiO2不与水反应,故C错误;
D.同一周期元素非金属性随着原子序数增大而增强,则非金属性Cl>P>Si,即非金属性:L>T>W,故D错误;
故答案为B。
4.A
【详解】A. 石墨转化为金刚石要吸收能量,说明石墨的能量低,稳定,故A正确;
B. 石墨转化为金刚石要吸收能量,说明石墨的能量低,稳定,故B错误;
C. 1mol石墨比1mol金刚石的总能量低,故C错误;
D. 金刚石和石墨是不同的物质,相互转化是化学变化,故D错误;
故选:A。
5.A
【详解】温度不变时,将容积增大一倍,当达到新的平衡时,c(A)比原来的一半要大,说明减压,平衡逆向移动。
A.混合气的总质量不变,而平衡逆向移动,A的物质的量增大,则 A的质量分数增加,A正确;
B. 减压,A的物质的量增大,则平衡逆向移动,B不正确;
C. 减压,平衡逆向移动,则化学计量数m+n>3,C不正确;
D. 平衡逆向移动,C的物质的量减小,体积减小,物质C的体积分数减小,D不正确。
故选A。
6.A
【详解】A.放电时,石墨电极作负极,失去电子,反应式为:LiC6-e-=Li++6C,A正确;
B.充电时,磷酸铁锂电极失去电子,做阳极,阳离子向阴极移动,Li+透过隔膜,从磷酸铁锂电极移向石墨电极,B错误;
C.电子不能在电解质溶液中通过,故C错误;
D.在计算气体的体积时,需注明温度压强等条件,故D错误;
答案选A。
7.A
【分析】①~⑤可能代表元素或原子符号、化学式或分子符号、离子符号、化合价符号、化学方程式,从图中的逻辑关系图看,⑤应为化学方程式,④应为化学式或分子符号,③、②、①应为元素符号、离子符号、化合价。
【详解】A.Fe、H2如果放在①中,那么④就应为化学方程式,A不正确;
B.Ba2+、S2-放在②或③中,①可以为化合价或元素符号,④为化学式,⑤为化学方程式,B正确;
C.CO2、H2可以放在④中,⑤为它们发生反应的化学方程式,C正确;
D.Cl2+H2O=HCl+HClO放在⑤中,则④为化学式Cl2、H2O,可依次逆推,D正确;
故选A。
8.B
【分析】为加快铁与盐酸的反应速率,可增大浓度,升高温度,形成原电池反应或增大固体的表面积,不改变生成氢气的总量,由于Fe不足,则铁的物质的量应不变,以此解答。
【详解】①加水,稀释了盐酸的浓度,反应速率变慢,故①不符合题意;
②适当升温(不考虑盐酸挥发),反应速率加快,但铁的物质的量不变,所以生成氢气的物质的量不变,故②符合题意;
③加氢氧化钠固体,与盐酸反应,减少了盐酸的浓度,反应速率变慢,故③不符合题意;
④加NaCl溶液,相当于稀释盐酸浓度,反应速率变慢;故④不符合题意;
⑤滴入几滴硫酸铜溶液,铁把铜置换出来,形成原电池,反应速率加快,但与盐酸反应的铁减少,减少了产生氢气的量,故⑤不符合题意;
⑥改用10mL0.1mol/L盐酸,即增加了盐酸的浓度,反应速率加快,但铁的物质的量不变,所以生成氢气的物质的量不变,故⑥符合题意;
由上分析可知,②⑥符合加快反应速率而不改变H2的产量,B选项符合题意;答案为B。
9.B
【详解】不同物质表示的速率之比等于其化学计量数之比,故不同物质表示的速率与其化学计量数的比值越大,反应速率越快,由题意可得:
①=0.15mol L 1 s 1;
②=0.2mol L 1 s 1;
③=0.25 mol·L-1·min-1=0.004 mol L 1 s 1;
④=0.45mol L 1 s 1;
则反应进行由快到慢的顺序为④>②>①>③,答案选B。
【点睛】不同物质表示的速率之比等于其化学计量数之比,故不同物质表示的速率与其化学计量数的比值越大,反应速率越快是解答关键。
10.B
【详解】A.反应前后气体系数和相同,压强是恒量,体系压强保持不变,反应不一定平衡,故不选A;
B.混合气体颜色保持不变,说明NO2浓度不变,反应一定达到平衡状态,故选B;
C.SO3和NO都是生成物,SO3和NO的体积比始终为1:1,SO3和NO的体积比保持不变,反应不一定平衡,故不选C;
D.每生成1molSO3的同时消耗1molNO2,不能确定正逆反应速率是否相等,反应不一定平衡,故不选D;
选B。
11.A
【分析】
【详解】A.CH3CH3分子中含有C-C之间的非极性共价键,属于共价化合物,A正确;
B.过氧化钠中含有钠离子和过氧根离子之间的离子键,O-O之间的非极性共价键,属于离子化合物,B错误;
C.NaCl是只含离子键的离子化合物,C错误;
D.氮气是单质,氮氮原子间为非极性共价键,但是氮气不是化合物,D错误;
答案选A。
【点睛】明确化学键和化合物的关系是解答的关键,一般活泼的金属和活泼的非金属容易形成离子键,非金属元素的原子间容易形成共价键,同一种非金属原子之间形成的是非极性键,不同种非金属原子之间形成的是极性键,含有离子键的化合物是离子化合物,全部由共价键形成的化合物是共价化合物,解答时注意灵活应用。
12.C
【分析】如图,该装置为原电池装置,电极b通入空气,主要是其中的氧气参与反应,则电极b作为电池正极,环境为酸性,电极反应式为;电极a为负极,酒精在电极a失电子,被氧化,电极反应式为;
【详解】A.原电池中,阴离子向负极移动,电极a为负极,所以电解质溶液中的移向a电极,故A正确;
B.电极b通入空气,主要是其中的氧气参与反应,则电极b作为电池正极,环境为酸性,电极反应式为,故B正确;
C.呼出气体中酒精含量越低,根据电极反应式,产生的电子越少,电流越微弱,故C错误;
D.电极a为电池的负极,酒精在电极a失电子,被氧化,电极反应式为,故D正确;
故选C。
13.A
【详解】活泼金属与卤素形成的化合物大多是离子化合物,阴、阳离子之间以离子键结合,离子键是一种强烈的相互作用,断裂消耗的能量比较高,因此物质熔化、气化消耗的能量多,故物质的熔、沸点比较高,①正确,④错误;金属卤化物都易溶于水,故②正确;离子化合物由阴、阳离子通过离子键结合,在物质熔化时断裂离子键变为自由移动的阴、阳离子,因而能够导电,故⑤错误。综上所述可知:说法正确的是①②③,故合理选项是A。
14.C
【分析】氢氧燃料电池中,通入氢气的一极为电源的负极,发生氧化反应,电极反应式为H2-2e-=2H+,通入氧气的一极为原电池的正极,电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O,原电池工作时,电子由负极经外电路流向正极,据此分析解答。
【详解】A.根据分析,氢氧燃料电池中,通入氢气的一极为电源的负极,通入氧气的一极为原电池的正极,b极一端通入的为氧气,则b为正极,a为负极,故A正确;
B.氢氧燃料电池的总反应为:2H2+O2=2H2O,产物只有水,属于环保电池,故B正确;
C.结合A项分析,b为正极,a为负极,原电池工作时,电子由负极经外电路流向正极,即由a通过灯泡流向b,故C错误;
D.氢氧燃料电池中,H2在负极a上被氧化,O2在正极b上被还原,总反应是燃料燃烧的方程式,即:2H2+O2═2H2O,故D正确;
答案选C。
15.B
【详解】A.由于2min后D的浓度为0.5mol/L可知,v(D)=0.25mol/(L·min)。又由v(C)=0.25mol/(L·min)可知,反应速率相同,则C与D的化学计量数相同,所以x=2,A错误;
B.由反应速率与化学计量数成正比可知v(A)=0.375mol/(L·min),v(B)=0.125mol/(L·min),2min后c(A):c(B)=3:5,设反应前A与B的物质的量浓度均为c,据此列出方程,,解得c=1.5mol/L,得反应后c(A)=1.5mol/L-0.375mol/(L·min)×2s=0.75mol/L,故A的转化率为50%,B正确;
C.反应后c(A)=0.75mol/L,由于容器体积为2L,所以A的物质的量为1.5mol,C错误;
D.由B项分析可知,v(B)=0.125mol/(L·min),D错误;
故选B。
16.
【分析】根据电子式写法分析作答。
【详解】(1)氢气中两个氢原子之间共用一对电子,每个氢原子都达到了两个电子的稳定结构,氢气的电子式为:,故答案为:;
(2)氮气中存在氮氮三键,氮原子最外层达到8电子稳定结构,氮气的电子式为,故答案为:;
(3)氨气中氮原子为中心原子,氮原子和三个氢原子之间共用一对电子,氨气的电子式为,故答案为:;
(4)氢氧化钠为离子化合物,钠离子和氢氧根离子之间为离子键,氢和氧之间公用一对电子,电子式为,故答案为:。
17.(1)当反应达到平衡时,增加反应时间不能改变各种物质的百分含量
(2) 当反应达到平衡时,正、逆反应速率相等,即化学反应速率恒定为v正=v逆 研究化学反应速率,可以通过改变外界条件,缩短化学反应所需要的时间,研究化学平衡,可以知道一个化学反应所能达到的限度 夏天把食物放进冰箱,是为了减缓化学反应的速率,即让食物变质慢一些;实验室中利用锌粒代替锌片制取氢气,是为了加快生成氢气的速率等
【详解】(1)由题意可知,高炉炼铁的原理是利用一氧化碳高温条件下还原氧化铁制得铁,该反应为可逆反应,当反应达到平衡时,各物质的百分含量保持不变,所以增加反应时间不能改变各种物质的百分含量,故答案为:当反应达到平衡时,增加反应时间不能改变各种物质的百分含量;
(2)化学平衡是指在条件一定的可逆反应中,化学反应正逆反应速率相等,反应物和生成物各组分浓度不再改变的状态,则当反应达到平衡时,正、逆反应速率相等,即化学反应速率恒定为v正=v逆;研究化学反应速率,可以通过改变外界条件,加快反应速率,缩短化学反应所需要的时间,研究化学平衡,可以知道一个化学反应所能达到的限度,可以通过改变外界条件,提高反应的限度;夏天把食物放进冰箱,目的是降低温度,减缓化学反应的速率,使食物腐败变质慢一些;实验室中利用锌粒代替锌片制取氢气,目的是增大固体的表面积,使反应物充分接触,加快生成氢气的速率等都是涉及化学反应速率问题的实例,故答案为:当反应达到平衡时,正、逆反应速率相等,即化学反应速率恒定为v正=v逆;研究化学反应速率,可以通过改变外界条件,缩短化学反应所需要的时间,研究化学平衡,可以知道一个化学反应所能达到的限度;夏天把食物放进冰箱,是为了减缓化学反应的速率,即让食物变质慢一些;实验室中利用锌粒代替锌片制取氢气,是为了加快生成氢气的速率等。
18.(1) V形
(2)AE
(3) D B E
(4)BE
(5)BF
【详解】(1)氯化钠是由钠离子和氯离子构成的离子化合物,其电子式为:;水为V形结构,其结构式为:;I2为共价单质,是由两个碘原子之间共用一对电子对形成的,用电子式表示为:;
(2)A.冰为分子晶体,熔化时破坏的是氢键和范德华力,A符合题意;
B.金刚石属于共价晶体,融化时破坏共价键,B不符合题意;
C.氯化钠是由钠离子和氯离子构成的离子化合物,熔化时破坏离子键,C不符合题意;D.氯化铵是由铵根离子和氯离子构成的离子化合物,熔化时破坏离子键,D不符合题意;
E.碘属于分子晶体,熔化时破坏分子间范德华力,E符合题意;
F.烧碱是由钠离子和氢氧根离子构成的离子化合物,熔化时破坏离子键,F不符合题意;
故选AE;
(3)上述物质中,氯化铵含铵根离子,可做铵态氮肥;金刚石属于共价晶体,熔点最高;碘单质属于分子晶体,熔点低,且易升华,故答案为:D;B;E;
(4)金刚石是由C原子形成空间结构而形成,晶体中存在非极性共价键;碘单质为共价单质,存在非极性共价键,故选BE;
(5)晶体中既有离子键又有共价键的物质是属于离子化合物,上述物质中,氯化铵是由铵根离子和氯离子构成,铵根离子之间存在氮氢极性共价键,氢氧化钠是由钠离子和氢氧根离子构成,氢氧根离子之间存在极性共价键,故符合题意的有:BF。
19. 太阳 电 Ni(OH)2-e-+OH-=NiOOH+H2O 减小 Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2
【详解】(1)飞船在光照区运行时,太阳能电池帆板将太阳能转化为电能;充电时阳极失电子发生氧化反应,根据总反应可知阳极为Ni(OH)2,电极反应为Ni(OH)2-e-+OH-=NiOOH+H2O;供电时为原电池,负极反应为Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2,故溶液碱性减小;
(2)原电池中负极失电子发生氧化反应,根据总反应可知负极的反应为Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2。
20. > 补充空气,NO会和空气中的反应产生,继续参加反应,提高效率,降低成本 ab 催化剂的种类 温度
【详解】(1)合成氨反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小,由此可推知,表中>300℃;故答案为:>。
(2)吸收塔中的反应为:,从生产流程看,吸收塔中需要补充空气,其原因是补充空气,NO会和空气中的反应产生,继续参加反应,提高效率,降低成本;故答案为:补充空气,NO会和空气中的反应产生,继续参加反应,提高效率,降低成本。
(3)a.减小NO浓度,逆反应速率减小,而题中逆反应速率增大,故a符合题意;
b.增大浓度,正反应速率瞬间增大,逆反应速率瞬间不变,故b符合题意;
c.使用催化剂,逆反应速率增大,故c不符合题意;
d.升高温度,速率增大,平衡正向移动,故d不符合题意;
综上所述,答案为:ab。
(4)①若密闭容器体积为2L,反应温度从0℃升至840℃时反应时间为t min,生成NO为1mol,则该时间内生成NO的平均反应速率为;故答案为:。
②根据题中信息得到影响氨气催化氧化反应产物的因素有催化剂的种类、温度;故答案为:催化剂的种类;温度。
21.(1)氢气本身无毒,极易燃烧,燃烧产物为水,对环境无污染,由水制得的氢气,具有再生性
(2)氢气的燃烧热285.8kJ/mol,甲烷的燃烧热为:890.3 kJ/mol,乙醇的燃烧热为1366.8 kJ/mol,M(H2)=2g/mol,M(CH4)=16g/mol,M(CH3CH2OH)=46g/mol;假设m(H2)= m(CH4)= m(CH3CH2OH)=1g,则1g氢气燃烧放出的热量为0.5×285.8kJ=142.9 kJ;1g甲烷燃烧放出的热量为×890.3 kJ =55.6 kJ;1g乙醇燃烧放出的热量为×1366.8kJ=29.7 kJ;所以氢气作为能源的优点:清洁,燃烧放出的热量较高;
(3)降低制取氢气的成本,安全、大量地贮存氢气;氢气可以作为未来广泛使用的一种新能源
【解析】(1)
氢气本身无毒,极易燃烧,燃烧产物为水,对环境无污染,由水制得的氢气,具有再生性,所以氢气属于绿色能源;
(2)
氢气的燃烧热285.8kJ/mol,甲烷的燃烧热为:890.3 kJ/mol,乙醇的燃烧热为1366.8 kJ/mol,M(H2)=2g/mol,M(CH4)=16g/mol,M(CH3CH2OH)=46g/mol;假设m(H2)= m(CH4)= m(CH3CH2OH)=1g,则1g氢气燃烧放出的热量为0.5×285.8kJ=142.9 kJ;1g甲烷燃烧放出的热量为×890.3 kJ =55.6 kJ;1g乙醇燃烧放出的热量为×1366.8kJ=29.7 kJ;所以氢气作为能源的优点:清洁,燃烧放出的热量较高;
(3)
应该解决的技术难题:降低制取氢气的成本,安全、大量地贮存氢气;一旦解决了以上问题,氢气可以作为今后广泛使用的新能源。
22. 放热 AC 正 有气泡产生 2H++2eˉ=H2↑ 负极向正极
【详解】(1)该反应的反应物能量高于生成物能量,所以为放热反应;
(2)A.改铁片为铁粉可以增大反应物的接触面积,增大反应速率,故A符合题意;
B.常温下铁片在浓硫酸中发生钝化,且加热反应不产生氢气,故B不符合题意;
C.升高温度可以加快反应速率,故C符合题意;
(3)上述反应中Fe被氧化应为负极,则Cu为正极,电极反应为2H++2eˉ=H2↑,所以可以看到铜片上有气泡产生;外电路中电子由负极向正极移动。
23. Pb 氧化 减小 负 PbO2+2e-++4H+=PbSO4+2H2O Zn-2e-=Zn2+ 2H++e-=H2
【详解】(1)铅蓄电池中,根据原电池反应式中元素化合价变化知,Pb中Pb元素化合价由0价变为+2价,被氧化发生氧化反应,所以Pb作负极。
(2)铅蓄电池工作时,总反应方程式为:Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O,硫酸参加反应生成硫酸铅同时生成水,导致硫酸浓度降低、酸性减小,原电池放电时阴离子向负极移动。
(3)工作时,该铅蓄电池正极上PbO2得电子发生还原反应,电极反应为PbO2+2e-++4H+=PbSO4+2H2O。
(4)铜锌稀硫酸原电池中,锌作负极,电极反应式为Zn-2e-=Zn2+;氢离子在正极得电子生成氢气,正极反应式为2H++e-=H2。
24. 浸入冷水的烧瓶里气体颜色变浅,浸入热水的烧瓶里气体颜色变深 当条件改变时,原来的化学平衡将被破坏,并在新的条件下建立起新的化学平衡,即化学平衡的移动 25. Cu 氧化 0.2mol 26. 放出 5.5
【解析】24.二氧化氮转化成四氧化二氮反应是可逆反应,且正反应是放热反应.将混合气体的烧瓶分别侵入冷水和热水中,观察到浸入冰水中的烧瓶里的气体混合物颜色变浅,说明二氧化氮浓度减小,四氧化二氮浓度增加,原平衡状态被破坏,平衡向正反应方向移动,即向放热反应方向移动;而浸入热水中的烧瓶中气体混合物颜色变深,说明二氧化氮浓度增加,四氧化二氮浓度减小,同样破坏了原平衡状态,说明平衡向逆反应方向移动。可见,当条件改变时,原来的化学平衡将被破坏,并在新的条件下建立新的平衡,即发生了化学平衡移动。
25.根据反应,Cu失电子是还原剂发生氧化反应,原电池中做负极,故负极材料应选用Cu,负极电极反应式为:,负极电极质量减轻了6.4g,反应的,故转移电子的物质的量是0.2mol。
26.1mol氢气和1mol碘蒸气反应生成2molHI,根据键能计算,生成2molHI放出11 kJ的热量,故生成1molHI放出5.5 kJ的热量。
27.(1) ①③⑩ ② ⑦
(2)③⑩
(3) 离子键和非极性共价键 离子 NaHSO4=Na++
(4)分子间作用力或范德华力
(5) H2O NH OH-
(6)Al3++3NH3 H2O=Al(OH)3↓+3或Al3++3NH3+3H2O=Al(OH)3↓+3
(7)
【解析】(1)
①O2是非金属单质,2个O原子之间以共价键结合,只存在共价键;
③H2SO4是酸,由分子构成,在物质分子中原子之间以共价键结合,只存在共价键;
⑩CO2是氧化物,由分子构成,在物质分子中原子之间以共价键结合,只存在共价键;
因此只含有共价键的物质序号是①③⑩;
②NaBr是离子化合物,Na+与Br-之间以离子键结合,只存在离子键;
④Na2CO3是离子化合物,Na+与以离子键结合,在中C、O原子之间以共价键结合,因此该物质含有离子键、共价键;
⑤NH4Cl是离子化合物,与Cl-之间以离子键结合,在中N、H原子之间以共价键结合,因此该物质含有离子键、共价键;
⑥NaHSO4是离子化合物,Na+、以离子键结合,在中S与O原子及H与O 原子之间以共价键结合,因此含有离子键、共价键;
⑧Na2O2是离子化合物,Na+、之间以离子键结合,在中O原子之间以共价键结合,因此该物质含有离子键、共价键;
⑨NaOH是离子化合物,Na+、OH-之间以离子键结合,在OH-中H、O原子之间以共价键结合,因此该物质含有离子键、共价键;
则只含有离子键的物质序号是②;
⑦Ne是单原子分子,不存在化学键,故不存在化学键的物质序号是⑦;
(2)
在上述物质中属于共价化合物的是H2SO4、CO2,故物质序号是③⑩;
(3)
将Na2O2溶于水,破坏了离子键、非极性共价键,Na2O2与水反应产生NaOH、O2;Na+、之间以离子键结合,在中2个O原子之间以共价键结合,其电子式为;
NaHSO4是离子化合物,当其熔化时破坏了离子键,电离产生了Na+、,故NaHSO4电离方程式为:NaHSO4=Na++;
(4)
CO2是由分子通过分子间作用力构成的分子晶体,CO2固体气化破坏了分子间作用力或范德华力;
(5)
(二)由H、N、O、Al组成的微粒中:微粒A和B为分子,C和E为阳离子,D为阴离子,它们都含有10个电子;B溶于A后所得的物质可电离出C和D;A、B、E三种微粒反应后可得C和一种白色沉淀,可知A是H2O,B是NH3,C是,D是OH-,再根据A、B、E三种微粒反应后可得C和一种白色沉淀,可推知E为Al3+。
根据上述分析可知:A是H2O,C是,D是OH-;
(6)
将NH3通入Al3+的水溶液中,反应产生Al(OH)3沉淀和,该反应的离子方程式为:Al3++3NH3 H2O=Al(OH)3↓+3或Al3++3NH3+3H2O=Al(OH)3↓+3;
(7)
B是NH3,在NH3分子中N原子与3个H原子通过三个共价键结合,使分子中各个原子都达到稳定结构,故用电子式表示物质的形成过程为:。
答案第1页,共2页
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