第2章《化学键 化学反应规律》测试题
一、单选题(共12题)
1.化学键是高中化学中非常重要的一个概念,它与物质变化过程中的能量变化息息相关,下列说法正确的有几项
①化学键是指相邻原子间强烈的相互吸引力
②离子化合物中一定含有离子键
③共价化合物中一定含有共价键
④含离子键的物质一定是离子化合物
⑤含共价键的物质一定是共价化合物
⑥速滑馆“冰丝带”用干冰作为制冷剂,干冰升华过程中破坏了共价键
⑦物理变化也可以有化学键的形成
⑧化学变化中一定有化学键的断裂和形成,所以一定伴随能量的变化
⑨固体中既存在离子键又存在共价键
A.4 B.5 C.6 D.7
2.下列电子式书写不正确的是
A.的电子式: B.的电子式:
C.的电子式: D.的电子式:
3.用下列实验装置进行的实验,不能达到相应的实验目的的是
A.利用图1装置进行的尾气处理
B.利用图2装置和秒表测定反应产生的的体积及反应时间,计算反应速率
C.利用图3装置通过观察红棕色气体证明硝酸具有不稳定性
D.利用图4装置加热氯化铵和氢氧化钙的混合物制取氨气
4.在2A+B=3C+4D反应中,表示该反应速率最快的是
A.v(A)=0.5mol·L-1·s-1 B.v(B)=0.3mol·L-1·s-1
C.v(C)=0.8mol·L-1·s-1 D.v(D)=1mol·L-1·s-1
5.下列说法正确的是
A.H2SO4溶于水能电离出H+和,所以硫酸是离子化合物
B.NH3比PH3稳定是因为NH3分子间存在氢键
C.CO2溶于水和干冰升华都只有分子间作用力改变
D.NaHSO4溶于水电离的过程既破坏离子键又破坏共价键
6.在一定温度下的容积不变的密闭绝热容器中发生反应:。下列不能说明反应到达平衡状态的是
A.v(SO2)正=v(O2)逆 B.O2的体积分数不再变化
C.混合气体的平均摩尔质量不再变化 D.气体的压强不再变化
7.下列有关能量转换的说法正确的是
A.原电池是将电能转化为化学能的过程
B.煤燃烧是化学能转化为热能的过程
C.动物体内葡萄糖被氧化成CO2是热能转变成化学能的过程
D.植物通过光合作用将CO2转化为葡萄糖是太阳能转变成热能的过程
8.甲醛(HCHO)与在羟基磷灰石(HAP)表面发生反应的能量—历程关系如图,下列说法正确的是
A.该反应为吸热反应
B.反应过程中,甲醛的化学键没有断裂
C.中的氧原子全部来自
D.该反应的化学方程式为
9.2mol A与2 mol B混合于2 L的密闭容器中,发生如下反应:2A(g)+3B(g)2C(g)+zD(g)。若2s后,A的转化率为50%,测得v(D)=0.25 mol·L-1·s-1,下列推断正确的是( )
A.v(C)=v(A)=0.2 mol·L-1·s-1
B.z=3
C.B的转化率为75%
D.反应前与2 s后容器的压强比为4∶3
10.下列有关实验内容、实验装置和对应的实验目的均正确的是
A.测定中和热
B.比较Cu2+、Fe3+对反应速率的影响
C.比较醋酸和硼酸的酸性强弱
D.比较温度对化学反应速率的影响
11.在373K 时,把0.5 mol N2O4气体通入体积为5 L的真空密闭容器中,立即出现红棕色,化学方程式为N2O4 2NO2。下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是 ( )
A.增加NO2的物质的量
B.将容器的体积缩小一半
C.保持体积不变,充入N2使体系压强增大
D.保持压强不变,充入N2使容器体积变大
12.某温度时,在2L容器中发生A、B两种物质间的转化反应,气体A、B物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列说法不正确的是
A.该反应的化学方程式为2AB
B.0~4min内,用A表示平均反应速率为0.1mol/(L·min)
C.8min时,v正(B)=v逆(B)
D.该条件下反应达到平衡时,压缩容器,反应速率增大
二、非选择题(共10题)
13.Ⅰ.氢能对环境无污染,请根据下列信息:
化学键 H-H O=O H-O
键能/(kJ/mol) 436 498 465
键能:指1 mol断裂AB化学键形成原子A和B所需要的能量或A和B形成AB化学键所放出的能量。
(1)判断氢气燃烧生成1 mol H2O(g)时可放出的能量为_______kJ。
(2)据报道,国产液氢技术取得重大突破,液氢储运渗透率或将逐步提升。等质量液氢与氢气分别与氧气完全燃烧时生成液态水释放出的能量前者_______后者(填“>”“<”或“=”)。
Ⅱ.在生产和生活中,人们关注化学反应进行的快慢和程度,以提高生产效率和调控反应条件。是工业制硫酸的主要反应之一。
(3)在2 L密闭容器内,500℃时,测得随时间的变化如下表:
时间(s) 0 1 2 3 4 5
(mol) 0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007
①用表示从0~2 s内该反应的平均速率_______。
②下图中表示的变化的曲线是_______(填字母)。
③1 s时,v(正)_______(填“>”、“<”或“=”)v(逆)。
(4)以下操作可以提高化学反应速率的是_______(填写序号)。
A.选择更高效催化剂 B.增大气体的浓度
C.恒容下充入Ne D.适当降低温度
(5)保持密闭容器体积不变,下列能说明该反应已达化学平衡状态的是_______(填写序号)。
A.单位时间内消耗2 mol 的同时消耗1 mol
B.容器中气体密度保持不变
C.容器中气体的平均摩尔质量保持不变
D.
14.化学反应中既存在物质变化,又存在能量变化。
Ⅰ.氢气是未来非常理想的能源,科学家最近研制出利用太阳能产生激光,并在二氧化钛(TiO2)表面作用使海水分解得到氢气的新技术:2H2O2H2+O2.制得的氢气可用于燃料电池、合成氨工业。回答下列问题:
(1)分解海水时,_______能转变为_______能。生成的氢气用于燃料电池时,_______能转变为_______能。
(2)合成氨还需要大量的氮气为原料,工业上获得大量氮气的方法是_______。
Ⅱ.2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),是工业制硫酸的主要反应之一
(3)若O2中的氧原子使用18O 进行标记,则反应一段时间后,18O存在于_______中。
A.O2 B.SO2 C.SO3
(4)某条件下,在2 L绝热密闭容器中投入2 mol SO2和b mol O2,如图是反应体系中部分物质的物质的量随时间的变化曲线。
①10 min时,v(SO3)=_______。
②反应达到平衡时,SO2的转化率为_______。
③b的取值范围是_______。
④下列情况能说明该反应达到化学平衡状态的是_______(填字母)。
A.v(SO3)=v(SO2) B.混合气体的密度保持不变
C.体系的温度不再发生改变 D.混合气体的总物质的量不再改变
15.化学平衡状态的改变
【观察思考】完成教材P61页“观察·思考”栏目,观察实验现象,完成下表。
实验现象 热水中混合气体颜色较常温下的______,冰水中混合气体颜色较常温下的______
实验结论 混合气体受热颜色变___,说明NO2浓度_____,即平衡向_________方向移动; 混合气体被冷却颜色变___,说明NO2浓度_____,即平衡向_________方向移动
结论:化学平衡是在_______下建立起来的,当________时,原平衡状态被破坏,并在新的条件下建立起新的平衡状态。化学平衡状态通常会受到_______、_______、_____等因素的影响。
16.某同学用如图所示做水果电池的实验,测得数据如下表所示:
实验编号 电极材料 水果品种 电极间距/cm 电压/mV
① 锌 铜 菠萝 3 900
② 锌 铜 苹果 3 650
③ 锌 铜 柑橘 3 850
④ 锌 铜 西红柿 3 750
⑤ 锌 铜 菠萝 3 650
⑥ 锌 铜 苹果 3 450
请回答以下问题:
(1)实验⑥中负极的电极反应式为_____________。
(2)实验①、⑤中电流方向相反的原因是_________。
(3)影响水果电池电压的因素有________、________。
(4)若在实验中发光二极管不亮,该同学用铜、锌作电极,用菠萝作介质,并将多个此电池串联起来,再接发光二极管,这样做________(填“合理”或“不合理”)。
17.请结合以下实验,回答相关问题。
(1)某实验小组各取5mL H2O2溶液进行如下四个实验,用来考察过氧化氢(H2O2)分解速率的影响因素。回答下列问题:
实验序号 H2O2溶液的浓度(mol L-1) 温度(℃) 加入1mol L-1FeCl3溶液 主要实验现象
1 1.2 100 2滴
2 1.2 25 2滴 气泡产生速率很快
3 0.4 25 2滴 气泡产生速率较快
4 0.4 25 0滴 气泡产生速率较慢
①预计实验1的实验现象是_______。
②设计实验2、3的目的是考查_______对过氧化氢分解速率的影响。
③从实验3、4可以得出的结论是:在其他条件一定时,_______可以加快过氧化氢分解速率。
(2)某化学兴趣小组为了探究铝电极在原电池中的作用,在常温下,设计并进行了以下一系列实验,实验结果记录如下。
实验序号 电极材料 电解质溶液 电流表指针偏转方向
1 Al、Mg 稀盐酸 偏向Al
2 Al、Cu 稀盐酸 偏向Cu
3 Al、C(石墨) 稀盐酸 偏向石墨
4 Al、Mg 氢氧化钠溶液 偏向Mg
试根据上表中的实验现象回答下列问题:
①实验2中,Al在原电池中的作用是_______。
②由实验3中铝为____极,电极反应式为:2Al-6e-=2 Al3+,(石墨)电极上的电极反应式为:_____。
③实验1、4中,金属Mg作原电池正极的是______(填“实验1”或“实验4”)。
18.为了研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响,某同学设计了如下一系列的实验:将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的容器中,收集产生的气体,记录获得相同体积的气体所需时间。
A B C D E F
4mol/LH2SO4溶液(mL) 30 V1 V2 V3 V4 V5
饱和CuSO4溶液(mL) 0 0.5 2.5 5 V6 20
H2O(mL) V7 V8 V9 V10 10 0
(1)请完成此实验设计,其中V7=______,V9=______。
(2)在D组实验中,按照反应发生的先后顺序写出发生反应的离子方程式:①______、②_____。
(3)该同学最后得出的结论为:当加入少量CuSO4溶液时,生成氢气的速率会大大提高,但当加入的CuSO4溶液超过一定量时,生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因:___。
19.如图表示一定温度下,在容积固定的密闭容器中,A、B、C三种气体的物质的量浓度随时间变化的情况。回答下列问题:
(1)该反应的化学方程式为_________。
(2)0~t1s内,B气体的平均反应速率为____。
(3)(t1+10)s时,A气体的转化率为__________,此时v正(A)_____v逆(B)(填“>”“<”或“=")。
(4)下列关于该反应的说法正确的是__________(填标号)。
a.t1时刻,该反应的正反应和逆反应均已停止
b.t1时刻之前,B气体的消耗速率大于它的生成速率
c.t1时刻,C气体的正反应速率等于它的逆反应速率
(5)容器中,(t1+10)s时的压强与起始时的压强之比为____
20.请计算:
(1)已知N2和H2反应生成NH3时,若生成2mol NH3放出的能量为92.4kJ,请计算断开1mol N-H键需要吸收的能量为_______。(已知H-H键,N≡N键键能分别为435kJ/mol,943kJ/mol,计算结果保留整数)
(2)已知下列热化学方程式:
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-483.6kJ·mol-1
现有0.2mol的氢气和碳粉组成的气、固混合物在氧气中完全燃烧,共放出63.53kJ热量,则氢气与碳粉的物质的量之比为_______。
21.在一个固定容积的密闭容器中通入amolN2与bmolH2的混合气体,保持温度不变,发生如下反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。
(1)若反应到某时刻t时,n(N2)=9mol,n(NH3)=2mol,则a=____mol;
(2)反应达平衡时,混合气体的体积为448L(标况下),其中NH3的含量(体积分数)为25%,平衡时NH3的物质的量____;
(3)原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比(写出最简整数比、下同),n(始)∶n(平)=____;
(4)原混合气体中,a∶b=_____;
(5)平衡混合气体中,n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)=_____。
22.现有A、B、C、D、E、F、G七种短周期主族元素,原子序数依次增大。已知在周期表中A是原子半径最小的元素,B的气态氢化物能与其最高价氧化物对应的水化物反应得到离子化合物,C原子最外层电子数是其电子层数的3倍,D、E、G的最高价氧化物对应的水化物两两之间可发生反应,C与F属于同一主族。请回答下列问题:
(1)F在元素周期表中的位置是___________。
(2)上述B、C、D、E、F、G元素形成的简单离子中,半径最小的是___________(填离子符号)
(3)由上述元素中的一种或几种组成的常见物质甲可以发生如图反应:
①若物质乙具有漂白性,则物质乙的电子式为___________。
②若物质甲为化合物,物质丙的水溶液是强碱性溶液,则物质甲中所含的化学键类型为___________。
(4)用电子式表示B的简单气态氢化物的形成过程___________;写出E的最高价氧化物与D的最高价氧化物对应水化物反应的离子方程式___________。
参考答案:
1.B
①化学键是相邻的两个或多个原子之间的强烈的相互作用,这种相互作用既包括吸引力也包括排斥力,故①错误;
②离子化合物中一定含有离子键,有可能含有共价键,故②正确;
③共价化合物中一定含有共价键,故③正确;
④含离子键的物质一定是离子化合物,但是离子化合物中有可能含有共价键,故④正确;
⑤离子化合物中有可能含有共价键,故⑤错误;
⑥干冰升华过程中破坏了分子间作用力,是物理变化,故⑥错误;
⑦NaCl从溶液中结晶析出,形成离子键,即物理变化也可以有化学键的形成,故⑦正确;
⑧化学反应过程是旧键的断裂与新键的形成过程,化学反应过程中一定有化学键的断裂和形成,断裂化学键吸收能量,形成化学键放出能量,因此化学变化所以一定伴随能量的变化,故⑧正确;
⑨是离子化合物,固体只存在离子键,故⑨错误;
说法正确的是②③④⑦⑧;
答案选B。
2.B
A.氢氧根离子带一个负电荷,电子式为:,故A正确;
B.CO2是共价化合物,碳原子有四个电子分别和氧原子形成两对共用电子对,电子式为,故B错误;
C.为离子化合物,中间是硫离子,两边是钠离子,电子式为,故C正确;
D.氯化铵有铵根离子和氯离子构成,氯化铵的电子式为,故D正确。
答案选B。
3.A
A.氨气极易溶于水,导管直接插入水中则会引起到吸,则图1装置不能进行的尾气处理,A不能达到目的;
B.注射器能测产生的二氧化碳气体的体积,秒表能测相应的反应时间,因此利用图2装置和秒表测定反应产生的的体积及反应时间,计算反应速率,B能达到目的;
C.玻璃不与浓硝酸反应,灼热的玻璃片可以给浓硝酸加热,则利用图3装置通过观察红棕色气体证明硝酸具有不稳定性,C能达到目的;
D.实验室用加热氯化铵和氢氧化钙的混合物制取氨气,采用“固+固加热制气”装置,则利用图4装置加热氯化铵和氢氧化钙的混合物制取氨气,D能达到目的;
答案选A。
4.B
根据化学反应速率之比=计量数之比可将各项表示反应速率转化为B的反应速率。
A.v(A)=0.5mol·L-1·s-1即为v(B)=v(A)=0.25mol·L-1·s-1;
C.v(C)=0.8mol·L-1·s-1即为v(B)=v(C)=mol·L-1·s-1;
D.v(D)=1mol·L-1·s-1即为v(B)=v(C)=0.25mol·L-1·s-1;
综上所述,因此表示该反应速率最快的是v(B)=0.3mol·L-1·s-1,故答案为B。
5.D
A.硫酸为共价化合物,A错误;
B.N的非金属性强于P,故NH3的稳定性强于PH3,B错误;
C.CO2溶于水形成了H2CO3,形成了共价键,干冰升华只破坏分子间作用力,C错误;
D.NaHSO4溶于水电离产生氢离子、钠离子、硫酸根,既破坏离子键又破坏共价键,D正确;
故选D。
6.A
根据化学平衡状态的特征解答,当反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度、百分含量不变,以及由此衍生的一些量也不发生变化,解题时要注意,选择判断的物理量,随着反应的进行发生变化,当该物理量由变化到定值时,说明可逆反应到达平衡状态。
A.v(SO2)正=v(O2)逆时不满足正逆反应速率相等,没有达到平衡状态,故A选;
B.O2的体积分数不再变化,说明各物质的量不变,正逆反应速率相等,说明达平衡状态,故B不选;
C.反应前后气体质量不变,物质的量变化,因此混合气体的平均摩尔质量不再变化,说明正逆反应速率相等,反应达平衡状态,故C不选;
D.正反应体积减小,当容器的压强保持不变,说明正逆反应速率相等,反应达平衡状态,故D不选;
故选A。
7.B
A.原电池是将化学能转化为电能的过程,A错误;
B.煤燃烧是化学能转化为热能的过程,B正确;
C.动物体内葡萄糖被氧化成CO2是化学能转变成热能的过程,C错误;
D.植物通过光合作用将CO2转化为葡萄糖是太阳能转变成化学能的过程,D错误;
答案选B。
8.D
A.由图可知,该反应为反应物总能量大于生成物总能量的放热反应,故A错误;
B.由图可知,甲醛和氧气反应生成二氧化碳和水时,甲醛的C H键断裂,故B错误;
C.由图可知,二氧化碳中只有1个氧原子来自氧气,故C错误;
D.由图可知,题给反应为甲醛和氧气在羟基磷灰石表面反应生成二氧化碳和水,反应的化学方程式为,故D正确;
故选D。
9.C
2s后A的转化率为50%,则反应的A为2×50%=1mol,则
A. v(C)=v(A)==0.25 mol·L-1·s-1, 选项A错误;
B. v(D)=0.25 mol·L-1·s-1,=0.25 mol·L-1·s-1,z=2,选项B错误;
C.据以上分析可知, B的转化率为×100%=75%,选项C正确;
D.反应前与2s后容器的压强比等于气体物质的量之比=4:(1+0.5+1+0.5×2)=4:3.5;选项D错误;
答案选C。
10.C
A.测定中和热时,用到环形玻璃搅拌棒;
B. 双氧水浓度必须相同,才能比较Cu2+、Fe3+对反应速率的影响;
C.同体积、同浓度的碳酸钠分别与同浓度的醋酸和硼酸反应,观察放出气体产生的快慢;
D.只能比较温度对化学平衡移动的影响。
A.测定中和热时,要用到环形玻璃搅拌棒,使反应进行的充分,A错误;
B.双氧水浓度不同,无法判定Cu2+、Fe3+对反应速率的影响,B错误;
C.同浓度的醋酸和硼酸,同时滴加同体积同浓度的碳酸钠溶液,产生气泡快的,酸性较强,能够比较醋酸和硼酸的酸性强弱,C正确;
D.2NO2(g)N2O4(g) ΔH<0, 升高温度, 平衡向逆反应方向移动, 气体颜色加深,降低温度,平衡正向移动,气体颜色变浅,只能判断平衡移动的方向,不能比较温度对化学反应速率的影响,D错误;
正确选项C。
【点睛】本题是有关实验方案的设计和评价的考查,要求学生熟悉所实验的内容及原理,能够考查同学们进行分析问题、解决问题的能力。
11.C
A、增加NO2的物质的量,NO2的浓度增大,化学反应速率加快,故A不选;
B、将容器的体积缩小一半,反应体系中物质的浓度增大,则化学反应速率增大,故B不选;
C、保持体积不变,充入氮气,氮气不参与反应,反应体系中的各物质的浓度不变,则反应速率不变,故C选;
D、保持压强不变,充入氮气,使容器的体积变大,反应体系中各物质的浓度减小,则反应速率减小,故D不选;
故选C。
【点睛】本题的易错点为C、D,要注意充入不参与反应的气体,是否影响化学反应速率,要看反应体系中的各物质的浓度是否发生变化,不能单看压强是否变化。
12.B
A.由图示可知,达平衡时,A的物质的量减少0.8mol-0.2mol=0.6mol,B的物质的量增多0.5mol-0.2mol=0.3mol,则A为反应物,B为生成物,达平衡时A、B的物质的量均不为0,反应为可逆反应,而物质的量变化量之比为化学计量数之比,则反应的化学方程式为:2AB,A正确;
B.0~4min内,A的物质的量变化量为0.8mol-0.4mol=0.4mol,平均反应速率v==0.05mol/(L·min),B错误;
C.由图示可知,8min后A、B的物质的量不变,达到平衡,v正(B)=v逆(B),C正确;
D.达到平衡后,压缩体积,压强增大,反应速率加快,D正确;
答案选B。
13.(1)245
(2)<
(3) b >
(4)AB
(5)CD
(1)氢气燃烧生成1 mol H2O(g)时需要断裂1molH-H键和0.5molO=O键,形成2molH-O键,故可放出的能量为2×465kJ-436kJ-0.5×498kJ=245kJ;
(2)已知等质量液氢与氢气前者具有的总能量更低,故等质量的液氢和氢气分别与氧气完全燃烧时生成液态水释放出的能量前者<后者;
(3)①用SO2表示从0~2 s内该反应的平均速率==;
②由反应方程式可知,随着SO2的浓度减小,则SO3的浓度增大,最终c(SO3)==0.0065mol/L,图中表示SO3的变化的曲线是b;
③由图示信息可知,1 s时,SO2还在减小,SO3还在增大,故(正)>(逆);
(4)A.选择更高效催化剂,能够降低反应所需要的活化能,从而加快反应速率,A符合题意;
B.增大O2气体的浓度,增大反应物浓度反应速率加快,B符合题意;
C.恒容下充入Ne,反应物SO2、O2的浓度不变,故反应速率不变,C不合题意;
D.适当降低温度,体系中活化分子百分数减小,反应速率减慢,D不合题意;
故答案为:AB;
(5)A.化学平衡的本质特征为正、逆反应速率相等,而消耗SO2、O2均表示正反应速率,故单位时间内消耗2 mol SO2的同时消耗1 mol O2不能说明反应达到化学平衡,A不合题意;
B.由反应方程式可知,反应前后气体的质量不变,容器的体积不变,即反应过程中容器内气体的密度始终保持不变,故容器中气体密度保持不变不能说明反应达到化学平衡,B不合题意;
C.由反应方程式可知,反应前后气体的质量不变,气体的物质的量发生改变,即容器内气体的平均摩尔质量一直在改变,故容器中气体的平均摩尔质量保持不变说明反应达到化学平衡,C符合题意;
D.根据反应速率之比等于化学计量数之比有:,故当时有即正逆反应速率相等,反应达到化学平衡,D符合题意;
故答案为:CD。
14.(1) 太阳 化学 化学 电
(2)分离液态空气
(3)ABC
(4) 0.05mol/(l min) 70% 大于0.7mol CD
(1)
利用太阳能产生激光,是海水分解得到氢气,是太阳能变为化学能,氢气用于燃料电池,是化学能转化为电能。
(2)
合成氨还需要大量的氨气为原料,空气中78%是氮气,工业上获得大量氮气的方法是分离液态空气
(3)
二氧化硫和氧气反应生成三氧化硫是可逆反应,所以反应一段时间后三种物质中都存在标记的氧原子。故选ABC。
(4)
①
10 min时,v(SO3)= ;
②平衡时二氧化硫的转化率为;
③因为反应为可逆反应,所以氧气肯定有剩余,即b-0.7>0,则b一定大于0.7mol;
④A.v(SO3)=v(SO2) 不能说明正逆反应速率相等,不能确定到平衡;B.混合气体总质量不变,密度始终保持不变,故密度不变不能说明到平衡;C.体系的温度不再发生改变说明不在放热和吸热,反应到平衡; D.混合气体的总物质的量不再改变可以说明反应到平衡。故选CD。
15. 深 浅 深 增大 吸热反应 浅 减小 放热反应 一定条件 条件改变 浓度 温度 压强
【解析】略
16. Al-3e-=Al3+ 实验①中锌比铜活泼,锌作负极,实验⑤中铝比锌活泼,锌作正极,两实验中电流方向相反 水果品种 电极材料 合理
根据电极材料的活泼性判断原电池的正负极,书写电极反应;根据电池的正负极判断电流的流向;根据实验中电压与电极材料及介质材料分析影响电压的因素;根据原电池原理及电路的串联原理分析实验的可行性。
(1)实验⑥中电极是铝比锌与铝活泼,铝为负极,反应式为Al-3e-=Al3+,故答案为:Al-3e-=Al3+;
(2)实验①中锌比铜活泼,锌为负极,实验⑤中铝比锌活泼,锌为正极,两实验中电流方向相反,故答案为:实验①中锌比铜活泼,锌作负极,实验⑤中铝比锌活泼,锌作正极,两实验中电流方向相反;
(3)由实验①和⑤可知,水果电池的电压与水果的品种及电极材料有关,故答案为:水果品种;电极材料;
(4)铜、锌作电极,用菠萝作介质,可以构成原电池,电池串联起来,可以增大电压,所以这样做合理,故答案为:合理。
17. 气泡产生速率最快 浓度 FeCl3溶液 作为原电池的负极 负 2H++2e-=H2↑ 实验4
(1)①实验1同样使用了催化剂但温度高于其他实验,温度越高,H2O2分解速率越快,气泡产生速率最快,故答案为:气泡产生速率最快;
②比较实验2、3,都使用了催化剂, 温度相同,反应物浓度不相同,则设计实验2、 3的目的是探究浓度对对H2O2分解速率的影响,故答案为:浓度;
③实验3、4中是否有加入氯化铁溶液,其它条件均相同,则实验3、4是探究催化剂对H2O2分解速率的影响,从表中现象描述可知,在其他条件一定时,FeCl3溶液可以加快过氧化氢分解速率;
(2)①实验2中,铝的金属性比铜的强,在稀盐酸中形成原电池,Al在原电池中失电子产生铝离子,其作用是作为原电池的负极;
②由实验3中铝为活泼金属与石墨电极在稀盐酸中形成原电池,铝失电子作为负极,电极反应式为:2Al-6e-=2 Al3+,(石墨)电极上氢离子得电子产生氢气,发生的电极反应式为:2H++2e-=H2↑;
③实验1、4中,金属Mg作原电池正极的是实验4,铝在氢氧化钠溶液中失电子产生偏铝酸根离子,铝作为原电池的负极,镁电极上氢离子得电子产生氢气。
18. 20 17.5 Zn+Cu2+=Zn2++Cu Zn+2H+=Zn2++H2↑ 生成的Cu覆盖在Zn的表面,Zn与H2SO4的接触面积减小,反应速率减慢
(1)由实验目的为研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响可知,实验时需要控制硫酸铜的量为唯一变量,则每组实验中硫酸的量要相同,溶液的总体积也应该相同;由A组中硫酸溶液体积为30mL可知,其他组中硫酸溶液的体积也都为30mL;由F组实验数据可知,溶液的总体积为50mL;由题给数据可知,V7=(50—30—0)mL=20mL、V9=(50—30—2.5)mL=17.5mL,故答案为:20;17.5;
(2)铜离子的氧化性强于氢离子,在混合溶液中,铜离子会优于氢离子与锌反应,则在D组实验中,锌会先与硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸锌,直至硫酸铜消耗完才与稀硫酸反应生成氢气和硫酸锌,反应的离子方程式为Zn+Cu2+=Zn2++Cu、Zn+2H+=Zn2++H2↑,故答案为:Zn+Cu2+=Zn2++Cu;Zn+2H+=Zn2++H2↑;
(3) 铜离子的氧化性强于氢离子,在混合溶液中,铜离子会优于氢离子与锌反应,当加入少量硫酸铜溶液时,反应生成的铜和锌在稀硫酸溶液中构成锌铜原电池,原电池反应使生成氢气的速率大大提高;当加入的硫酸铜溶液超过一定量时,生成的铜会沉积在锌粒表面,阻碍锌粒与稀硫酸反应,导致氢气的生成速率下降,故答案为:生成的Cu覆盖在Zn的表面,Zn与H2SO4的接触面积减小,反应速率减慢。
19. 3A+B2C mol L-1 s-1 75% > bc 9:13或
(1)根据图象可知,随着时间的推移,A、B的物质的量浓度不断减少,C的物质的量浓度不断增加,所以A、B为反应物,C为生成物,化学计量数之比为(0.8-0.2):(0.5-0.3):(0.4-0)=3:1:2,该反应为3A+B2C;
(2)由图象可知,0~t1 s 内B的物质的量浓度减少0.2mol/L,则B气体的平均反应速率为mol L-1 s-1;
(3)(t1+10)s 时,A的转化率为×100%=75%;在(t1+10)s时,反应达到平衡状态,用相同物质表示的化学反应速率,正反应速率等于逆反应速率,而化学反应速率之比等于化学计量数之比,根据化学反应3A+B2C,v(A)正>v(B)逆;
(4)a.根据图象可知,到达t1时刻反应处于平衡状态,化学平衡状态是动态平衡,该反应没有停止,错误;
b.在t1时刻之前,反应正向移动,B气体的消耗速率大于它的生成速率,正确;
c.在t1时刻,可逆反应达到平衡状态,C气体的正反应速率等于逆反应速率,正确;
答案选bc;
(5)设容器的体积为V,起始物质的量为(0.8+0.5+0)V=1.3V,平衡物质的量为(0.4+0.3+0.2)V=0.9V,相同条件下,压强之比等于物质的量之比,所以容器中(t1+10)s时的压强与起始时的压强之比为0.9V:1.3V=9:13。
20.(1)390kJ
(2)1:1
【解析】(1)
N2和H2反应生成NH3的化学方程式为:N2+3H22NH3,焓变=反应物键能之和-生成物键能之和,生成2molNH3放出的能量为92.4kJ,则有-92.4=943+3435-23EN-H,解得:EN-H≈390,即断开1molN-H键需要吸收的能量为390kJ。
(2)
设0.2mol的氢气和碳粉组成的气、固混合物中碳粉的物质的量为xmol,氢气的物质的量为ymol,依据C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5kJ·mol-1可知,xmol碳粉燃烧放出393.5xkJ的热量,依据2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-483.6kJ·mol-1可知,ymol氢气燃烧放出ykJ=241.8ykJ,由题意可得:393.5x+241.8y=63.53,x+y=0.2,解得x=0.1,y=0.1,所以氢气与碳粉的物质的量之比为:0.1:0.1=1:1。
21. 10 5mol 5:4 2:3 3:3:2
(1)根据题意列三段式有:
根据三段式可知a=(9+1)mol=10mol;
(2)混合气体的体积为448L(标况下),则混合气体的物质的量为=20mol,NH3的含量(体积分数)为25%,体积分数即物质的量分数,所以n(NH3)=20mol×25%=5mol;
(3)平衡时n(NH3)=5mol,列三段式有
则有(7.5+b-7.5+5)mol=20mol,解得b=15mol,则初始时气体的总物质的量为25mol,所以n(始)∶n(平)=25:20=5:4;
(4)根据2、3小题可知a=10mol,b=15mol,a:b=10:15=2:3;
(5)平衡混合气体中,n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)=7.5:7.5:5=3:3:2。
【点睛】熟练掌握化学平衡中“三段式”的分析方法是解决本题的关键。
22.(1)第三周期ⅥA族
(2)
(3) 离子键和共价键
(4)
现有A、B、C、D、E、F、G七种短周期主族元素,原子序数依次增大。已知在周期表中A是原子半径最小的元素,则A为H元素;B的气态氢化物能与其最高价氧化物对应的水化物反应得到离子化合物,则B为N元素,C原子最外层电子数是其电子层数的3倍,C位于第二周期,C是氧元素,C与F属于同一主族,则F为S元素;D、E、G的最高价氧化物对应的水化物两两之间可发生反应,则D为Na,E为Al,G为Cl,据此解答。
(1)F为S元素,S在元素周期表中的位置是第三周期ⅥA族。
(2)核外电子层数越多离子半径越大,核外电子排布相同时离子半径随原子序数的增大而减小,则上述B、C、D、E、F、G元素形成的简单离子中,半径最小的是。
(3)①若物质乙具有漂白性,说明甲是氯气,乙是次氯酸,丙是氯化氢,其中次氯酸的电子式为。
②若物质甲为化合物,物质丙的水溶液是强碱性溶液,则甲是过氧化钠,乙是氧气,丙是氢氧化钠,过氧化钠中所含的化学键类型为离子键和共价键。
(4)B的简单气态氢化物是氨气,用电子式表示B的简单气态氢化物的形成过程为;E的最高价氧化物氧化铝与D的最高价氧化物对应水化物氢氧化钠溶液反应的离子方程式为。