2024鲁教版高中化学必修第二册同步练习题--第2章　化学键　化学反应规律拔高练（含解析）

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2024鲁教版高中化学必修第二册同步
综合拔高练
五年高考练
考点1　化学用语
1.(高考组合)下列化学用语表示正确的是(　　)
A.(2023湖南,2A)HClO的电子式:
B.(2023浙江6月选考,2C)KI的电子式:
C.(2023湖北,5A)用电子式表示K2S的形成:
D.(2023浙江1月选考,3D)HCl的形成过程:
2.(2020江苏单科,2)反应8NH3+3Cl2 6NH4Cl+N2可用于氯气管道的检漏。下列表示相关微粒的化学用语正确的是(　　)
A.中子数为9的氮原子N
B.N2分子的电子式:N N
C.Cl2分子的结构式:Cl—Cl
D.Cl-的结构示意图:
考点2　离子化合物、共价化合物与化学键类型的判断
3.(2023全国甲,11)W、X、Y、Z为短周期主族元素,原子序数依次增大,最外层电子数之和为19。Y的最外层电子数与其K层电子数相等,WX2是形成酸雨的物质之一。下列说法正确的是(　　)
A.原子半径:X>W
B.简单氢化物的沸点:XC.Y与X可形成离子化合物
D.Z的最高价含氧酸是弱酸
4.(2021全国乙,11)我国嫦娥五号探测器带回1.731 kg的月球土壤,经分析发现其构成与地球土壤类似。土壤中含有的短周期元素W、X、Y、Z,原子序数依次增大,最外层电子数之和为15。X、Y、Z为同周期相邻元素,且均不与W同族。下列结论正确的是(　　)
A.原子半径大小顺序为W>X>Y>Z
B.化合物XW中的化学键为离子键
C.Y单质的导电性能弱于Z单质的
D.Z的氧化物的水化物的酸性强于碳酸
5.(2021全国甲,11)W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,Z的最外层电子数是W和X的最外层电子数之和,也是Y的最外层电子数的2倍。W和X的单质常温下均为气体。下列叙述正确的是(　　)
A.原子半径:Z>Y>X>W
B.W与X只能形成一种化合物
C.Y的氧化物为碱性氧化物,不与强碱反应
D.W、X和Z可形成既含有离子键又含有共价键的化合物
6.(2022浙江1月选考,16)W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素。W和Y同族,Y的原子序数是W的2倍,X是地壳中含量最多的金属元素。下列说法正确的是(　　)
A.非金属性:Y>W
B.XZ3是离子化合物
C.Y、Z的氧化物对应的水化物均为强酸
D.X与Y可形成化合物X2Y3
考点3　放热反应与吸热反应的判断
7.(2019上海单科,18)根据图示,下列说法正确的是(　　)
A.断开非极性键和生成极性键的能量相同
B.反应Ⅱ比反应Ⅲ生成的O—H键更牢固
C.O2(g)+H2(g) OH(g)+H(g)-Q(Q>0)
D.H2O(g) O2(g)+H2(g)+Q(Q>0)
考点4　原电池工作原理及应用
8.(2021广东,9)火星大气中含有大量CO2,一种有CO2参加反应的新型全固态电池有望为火星探测器供电。该电池以金属钠为负极,碳纳米管为正极,放电时(　　)
A.负极上发生还原反应
B.将电能转化为化学能
C.阳离子由正极移向负极
D.CO2在正极上得电子
9.(2023辽宁,11改编)某低成本储能电池原理如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.放电时负极质量减小
B.放电过程中化学能转变为电能
C.放电时右侧H+通过质子交换膜移向左侧
D.放电过程中正极反应式为Fe2++e- Fe3+
考点5　化学反应速率及计算
10.(2022浙江6月选考,20)恒温恒容的密闭容器中,在某催化剂表面上发生氨的分解反应:2NH3(g) N2(g)+3H2(g),测得不同起始浓度和催化剂表面积下氨浓度随时间的变化,如下表所示,下列说法不正确的是(　　)
A.实验①,0~20 min,v(N2)=1.00×10-5 mol·L-1·min-1
B.实验②,60 min时处于平衡状态,x≠0.40
C.相同条件下,增加氨气的浓度,反应速率增大
D.相同条件下,增加催化剂的表面积,反应速率增大
11.(2021浙江1月选考,19)取50 mL过氧化氢水溶液,在少量I-存在下分解:2H2O2 2H2O+O2↑。在一定温度下,测得O2的放出量,转换成H2O2浓度(c)如下表:
t/min 0 20 40 60 80
c/(mol·L-1) 0.80 0.40 0.20 0.10 0.050
下列说法不正确的是(　　)
A.反应20 min时,测得O2体积为224 mL(标准状况)
B.20~40 min,消耗H2O2的平均速率为0.010 mol·L-1·min-1
C.第30 min时的瞬时速率小于第50 min时的瞬时速率
D.H2O2分解酶或Fe2O3代替I-也可以催化H2O2分解
12.(2021辽宁,12)某温度下,降冰片烯在钛杂环丁烷催化下聚合,反应物浓度与催化剂浓度及时间关系如图。已知反应物消耗一半所需的时间称为半衰期,下列说法错误的是(　　)
A.其他条件相同时,催化剂浓度越大,反应速率越大
B.其他条件相同时,降冰片烯浓度越大,反应速率越大
C.条件①,反应速率为0.012 mol·L-1·min-1
D.条件②,降冰片烯起始浓度为3.0 mol·L-1时,半衰期为62.5 min
13.(2023辽宁,18节选)接触法制硫酸的关键反应为SO2的催化氧化:SO2(g)+O2(g) SO3(g)　ΔH=-98.9 kJ·mol-1
为寻求固定投料比下不同反应阶段的最佳生产温度,绘制相应转化率(α)下反应速率(数值已略去)与温度的关系如图所示,下列说法正确的是　　　　。
a.温度越高,反应速率越大
b.α=0.88的曲线代表平衡转化率
c.α越大,反应速率最大值对应温度越低
d.可根据不同α下的最大速率,选择最佳生产温度
考点6　平衡状态的判断
14.(2021北京,10改编)NO2和N2O4存在平衡:2NO2(g) N2O4(g) (放热反应)。下列分析正确的是(　　)
A.1 mol平衡混合气体中含1 mol N原子
B.断裂2 mol NO2中的共价键所需能量小于断裂1 mol N2O4中的共价键所需能量
C.恒温时,缩小容积,气体颜色变深,是平衡状态发生变化导致的
D.恒容时,水浴加热,由于平衡状态发生变化导致气体颜色变浅
三年模拟练
应用实践
1.(2022浙江宁波期末)下列表示不正确的是(　　)
A.Na2SO4的电离方程式:Na2SO4 2Na++S
B.Cl-的结构示意图:
C.H2还原CuO反应中电子的转移:
D.用电子式表示Br2的形成过程:
2.(2022山东新泰一中期中)N2和H2在催化剂表面合成氨气的微观历程及能量变化的示意如图,用、、分别表示N2、H2、NH3,下列说法正确的是(　　)
A.合成氨反应中,反应物断键吸收的能量大于生成物形成新键释放的能量
B.催化剂在吸附N2、H2时,催化剂与气体之间的作用力为化学键
C.在该过程中,N2、H2断键形成氮原子和氢原子
D.使用催化剂,合成氨反应放出的热量减少
3.(2023湖北部分高中联盟高一联考)叔丁基氯与碱溶液反应得到叔丁基醇,(CH3)3CCl+OH- (CH3)3COH+Cl-的能量与反应过程如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.该反应为吸热反应
B.第一步一定比第二步快
C.反应物的总能量小于生成物的总能量
D.增大碱溶液的浓度和升高温度均可加快反应速率
4.(2022重庆广益中学月考)将4 mol A和2 mol B在2 L的密闭容器内混合,并在一定条件下发生反应:2A(s)+B(g) 2C(g),若经2 s后测得C的浓度为0.6 mol·L-1,现有下列几种说法:
①用物质A表示的平均反应速率为0.3 mol·L-1·s-1;
②用物质B表示的平均反应速率为0.6 mol·L-1·s-1;
③2 s时物质A的转化率为30%;
④2 s时物质B的浓度为0.7 mol·L-1。
其中正确的是(　　)
A.①③　　B.①④　　C.②③　　D.③④
5.(2022江西临川一中期末)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。X原子的最外层电子数是其内层电子数的2倍,Y是地壳中含量最高的元素,Z2+与Y2-具有相同的电子层结构,W与X同主族。下列说法正确的是(　　)
A.原子半径大小顺序:r(Z)>r(W)>r(Y)>r(X)
B.Y分别与Z、W形成的化合物中,化学键类型完全相同
C.Y的简单氢化物的热稳定性比W的强
D.X的最高价氧化物对应水化物的酸性比W的强
6.(2022黑龙江牡丹江第三高级中学期中)关于反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)(正反应吸热),下列说法正确的是(　　)
A.增加碳的量可以加快化学反应速率
B.保持压强不变,充入氦气,化学反应速率不变
C.缩小容器的容积,正、逆反应速率均加快
D.升高温度,正反应速率加快,逆反应速率减慢
7.(2022陕西榆林一中期中)下列从实验事实所得到的相应结论正确的是(　　)
选项 实验事实 结论
A Na2S2O3和盐酸反应时,其他条件相同,增大Na2S2O3溶液浓度,析出硫沉淀所需时间缩短 当其他条件不变时,适当增大反应物浓度,化学反应速率减慢
B 在化学反应前后,催化剂的质量和化学性质都没有发生改变 催化剂不参与化学反应
C 物质的量浓度相同的盐酸和稀硫酸分别与等质量的、大小形状相同的锌粒反应 反应刚开始时反应速率相同
D 在容积可变的密闭容器中发生反应:H2(g) +I2(g) 2HI(g),把容积缩小一半 正反应速率加快,逆反应速率也加快
8.(2023山东潍坊五县市高一期中)甲酸是基本有机化工原料之一,某科研团队利用光催化制甲酸的原理如图所示,已知2CO2+2H2O 2HCOOH+O2。下列说法错误的是(　　)
A.电极电势:电极N高于电极M
B.该装置为原电池装置
C.正极电极反应式为CO2+2e-+2H+ HCOOH
D.若制得9.2 g HCOOH,不考虑气体溶解,整套装置质量增加3.2 g
9.(2022山东潍坊安丘、高密、诸城等期中)臭氧是理想的烟气脱硝试剂,其脱硝反应为2NO2(g)+O3(g) N2O5(g)+O2(g),若反应在恒容密闭容器中进行,反应过程中测得O2(g)的浓度随时间t的变化曲线如图所示。
下列叙述正确的是(　　)
A.b点的反应速率比c点快
B.若向容器内再充入一定体积的O3,化学反应速率减小
C.0至8 min NO2的平均反应速率是0.4 mol·L-1·min-1
D.若向容器内充入一定体积的NO,正、逆反应速率均增大
10.(2022湖南长郡中学选考调研)NO和O2混合后可发生反应:①2NO(g)+O2(g) 2NO2(g),②2NO2(g) N2O4(g),反应体系中含氮物质的物质的量浓度(c)随着时间(t)的变化曲线如图。下列说法正确的是(　　)
A.c为c(NO2)随t的变化曲线
B.t1 s时,反应①达到化学平衡状态
C.t2 s时,c(NO)+c(NO2)+c(N2O4)=c0 mol·L-1
D.t3 s后,NO2的消耗速率等于生成速率
11.(2023湖北武汉部分重点中学高一期中联考)中国力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和。二氧化碳催化加氢制甲醇有利于减少二氧化碳的排放。回答下列问题:
Ⅰ.某温度下,二氧化碳催化加氢制甲醇的总反应为CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g),将6 mol CO2和8 mol H2充入2 L的恒温刚性密闭容器中,测得氢气物质的量随时间变化如图所示。
(1)下列说法不能表明该反应已经达到平衡状态的是　　　　　　(填字母)。
A.v正(CO2)=3v逆(H2)
B.混合气体的平均相对分子质量不变
C.n(CO2)∶n(H2)保持不变
D.压强保持不变
E.容器中CH3OH浓度与H2O浓度之比为1∶1
(2)a点正反应速率　　　　　　(填“大于”“等于”或“小于”)b点逆反应速率。
(3)平衡时CO2的转化率为　　　　　　。
Ⅱ.甲醇(CH3OH)是优质的清洁燃料,可制作碱性甲醇燃料电池,工作原理如图所示:
(4)电极A为燃料电池的　　　(填“正”或“负”)极,该电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　。
(5)当电路中通过1 mol电子时,在电极B附近消耗O2的体积为　　　　L(标准状况下);电池工作一段时间后,电解质溶液的碱性　　　　(填“增强”“减弱”或“不变”)。
12.(2022福建厦门一中期中)已知锌与稀盐酸反应放热,某学生为了探究反应过程中的速率变化,用排水集气法收集反应放出的氢气。每次实验稀盐酸的用量均为25.00 mL,锌的用量均为6.50 g。
(1)在实验目的一栏中填出对应的实验编号:
实验编号 ① ② ③ ④
T/K 298 298 308 298
锌规格 粗颗粒 粗颗粒 粗颗粒 细颗粒
盐酸浓度/ (mol·L-1) 2.00 1.00 2.00 2.00
实验目的 (Ⅰ)实验①和②探究盐酸浓度对该反应速率的影响; (Ⅱ)实验①和　　　探究温度对该反应速率的影响; (Ⅲ)实验①和　　　探究锌规格(颗粒的粗、细)对该反应速率的影响
(2)实验①记录如下(已换算成标准状况):
时间/s 10 20 30 40 50
氢气体积/mL 16.8 39.2 67.2 224 420
时间/s 60 70 80 90 100
氢气体积/mL 492.8 520.8 543.2 554.4 560
①计算在30~40 s范围内HCl的平均反应速率v(HCl)=　　　　　　　(忽略溶液体积变化)。
②反应速率最大的时间段(如0~10 s)为　　　　,可能原因是　　　　　　　　　　　　　　。
③反应速率最小的时间段为　　　　,可能原因是　　　　　　　　　　　　　。
(3)另一学生也做同样的实验,由于反应太快,测量氢气的体积时不好控制,他就事先在盐酸中分别加入等体积的下列物质以减小反应速率,在不影响产生H2总量的情况下,你认为可行的是　　　　(填字母)。
A.蒸馏水　　　　B.NaNO3溶液
C.NaCl溶液　　　　D.CuSO4溶液
E.Na2CO3溶液
迁移创新
13.(2022湖南衡阳期中)Ag催化刻蚀Si晶片的反应原理如图所示,刻蚀液由一定浓度的HF溶液和H2O2混合而成,刻蚀时间为2~16 min,由Ag薄膜覆盖的部分硅晶片被刻蚀掉,剩余部分就形成了硅纳米线。下列说法错误的是(　　)
A.该刻蚀过程利用了原电池原理,Si做负极
B.Ag极发生的反应为H2O2+2e-+2H+ 2H2O
C.Ag、Si两极附近溶液酸性均增强
D.每刻蚀14 g Si,有2 mol电子流入Ag电极
综合拔高练
五年高考练
1.AC 2.C 3.C 4.B 5.D 6.D 7.C 8.D
9.B 10.C 11.C 12.B 14.B
1.AC　KI是离子化合物,电子式为,故B错误;HCl是共价化合物,不存在电子得失,其形成过程应为,故D错误。
2.C　A项,中子数为9的氮原子表示为N,错误;B项,N2分子的电子式为,错误;C项,1个Cl2分子中只存在一个共用电子对,其结构式为Cl—Cl,正确;D项,Cl-的结构示意图为,错误。
3.C　WX2是形成酸雨的物质,可能是SO2或NO2,结合W的原子序数小于X,可知W为N、X为O;Y的最外层电子数与其K层电子数相同,说明最外层电子数为2,又因Y的原子序数大于X(O),可知Y为Mg;四种元素最外层电子数之和为19,设Z的最外层电子数为a,即5+6+2+a=19,a=6,则Z为S。A项,同周期主族元素从左到右,原子半径逐渐减小,则原子半径:O4.B　由于月球土壤成分和地球土壤类似,所以月球土壤中应含有硅元素和氧元素,结合原子序数依次增大,以及X、Y、Z同周期相邻,且均不与W同族,四种元素原子的最外层电子数之和为15,可推知W、X、Y、Z分别为氧、镁、铝和硅。A项,根据元素性质的递变规律可知原子半径X>Y>Z>W,错误;B项,X和W分别为镁元素和氧元素,二者形成的化合物为氧化镁,氧化镁为离子化合物,则镁离子和氧离子之间存在离子键,正确;C项,金属铝为导体,而硅单质为半导体,错误;D项,根据同主族元素性质的递变规律可知硅酸的酸性弱于碳酸,错误。
方法点津　微粒半径大小比较:(1)一般来说,电子层数越多,原子半径越大;(2)同周期从左到右主族元素的原子半径逐渐减小;(3)同主族元素从上到下,原子半径逐渐增大;(4)具有相同电子层结构的阴、阳离子,随核电荷数增大,离子半径减小。
5.D　常温下,短周期主族元素构成的气体单质有H2、N2、O2、F2、Cl2,Z的最外层电子数是Y的最外层电子数的2倍,说明Z的最外层电子数是偶数,由Z的最外层电子数是W和X的最外层电子数之和,且最外层电子数<8,可知W、X分别为H、N,则Z、Y的最外层电子数分别为6、3,结合W、X、Y、Z的原子序数依次增大,可知Z、Y分别为S、Al。A项,原子半径大小为Al>S>N>H,即Y>Z>X>W,错误;B项,N和H可组成NH3、N2H4等多种化合物,错误;C项,Al的氧化物为Al2O3,属于两性氧化物,可与强碱反应,错误;D项,N、H、S可形成铵盐如NH4HS或(NH4)2S,均含有离子键和共价键,正确。
方法点津　元素推断题的基本思路
(1)已知元素原子或离子的核外电子排布
核外电子排布电子层数、最外层电子数周期序数、族序数单质及化合物的性质
(2)已知元素单质或化合物的性质
元素单质或化合物的性质元素名称或符号原子结构在元素周期表中的位置
6.D　根据题意可得,W、X、Y、Z分别为O、Al、S、Cl。A项,非金属性:O>S,错误;B项,AlCl3为共价化合物,错误;C项,Y、Z的氧化物对应的水化物可能分别为H2SO3、HClO,均为弱酸,错误。
7.C　由题图可以判断 mol O2(g)+1 mol H2(g)的能量低于1 mol OH(g)+1 mol H(g),因此O2(g)+H2(g) OH(g)+H(g)为吸热过程,选C。
8.D　A项,负极发生氧化反应,错误;B项,原电池放电时将化学能转化为电能,错误;C项,阳离子移向正极,错误;D项,金属钠为负极,失去电子,CO2在正极上得电子,正确。
归纳总结　原电池中正、负极相关总结
9.B　该储能电池是二次电池,放电时左侧的电极为负极,电极反应式为Pb-2e-+S PbSO4,右侧的电极为正极,电极反应式为2Fe3++2e- 2Fe2+。放电时负极中的Pb转化为PbSO4,负极质量增大,A项错误;放电过程中为原电池,化学能转化为电能,B项正确;放电时H+向正极移动,故H+通过质子交换膜向右侧移动,C项错误;放电时,Fe3+在正极得到电子,D项错误。
10.C　实验①,0~20 min,v(NH3)= mol·L-1·min-1=2.00×10-5 mol·L-1·min-1,v(N2)=v(NH3)=1.00×10-5 mol·L-1·min-1,A正确;催化剂只影响反应速率,不影响平衡状态,实验③中NH3的平衡浓度为0.40×10-3 mol·L-1,而实验②中NH3的起始浓度与实验③的不同,故x≠0.40,B正确;由实验①和实验②可知,催化剂表面积相同时,NH3的起始浓度对反应速率无影响,C不正确;由实验①和实验③可知,NH3起始浓度相同时,催化剂表面积越大,反应速率越大,D正确。
11.C　A项,20 min时,消耗H2O2:(0.80 mol·L-1-0.40 mol·L-1)×0.05 L=0.02 mol,由2H2O2 2H2O+O2↑知,生成O20.01 mol×22.4 L·mol-1=0.224 L=224 mL,正确;B项,20~40 min,v(H2O2)==0.010 mol·L-1·min-1,正确;C项,随着H2O2浓度的下降,反应逐渐变慢,故第30 min时的瞬时速率大于第50 min时的瞬时速率,错误;D项,Fe2O3或H2O2分解酶对H2O2的分解均有催化作用,故可代替I-做催化剂,正确。
12.B　由题图中曲线①②可知,其他条件相同时,催化剂浓度越大,反应所需要的时间越短,所以反应速率越大,故A正确;由题图中曲线①③可知,其他条件相同时,降冰片烯浓度①是③的两倍,所用时间①也是③的两倍,反应速率相等,说明反应速率与降冰片烯浓度无关,故B错误;由题图中数据可知,条件①,反应速率为=0.012 mol·L-1·min-1,故C正确;反应物消耗一半所需的时间称为半衰期,由题图中数据可知,条件②,降冰片烯起始浓度为3.0 mol·L-1时,半衰期为125 min÷2=62.5 min,故D正确。
13.答案　cd
解析　a项,题图中3条曲线随着温度升高反应速率先增大后减小,错误;b项,在相同温度下α=0.88的曲线代表的转化率最低,说明反应没有达到平衡,其不是平衡转化率,错误;c项,根据题图中α=0.88、0.90和0.92反应速率最大时对应的温度可知,α越大反应速率最大值对应的温度越低,正确;d项,根据题图不同转化率α下的最大反应速率,可以选择对应的最佳温度,正确。
14.B　1 mol NO2含有1 mol N原子,1 mol N2O4含有2 mol N原子,1 mol NO2和N2O4的混合气体中所含N原子大于1 mol,故A错误;反应2NO2(g) N2O4(g)为放热反应,所以完全断开2 mol NO2分子中的共价键所吸收的热量比完全断开1 mol N2O4分子中的共价键所吸收的热量少,故B正确;恒温时,缩小容积,气体浓度增大,颜色变深,故C错误;恒容时,水浴加热,平衡状态发生变化,导致气体颜色变深,故D错误。
三年模拟练
1.C 2.C 3.D 4.D 5.CD 6.C 7.D 8.D
9.AC 10.D 13.C
1.C　Na2SO4是可溶性盐,在水中的电离方程式为Na2SO4 2Na++ S,故A正确;Cl-是Cl原子获得1个电子形成的,结构示意图为,故B正确;H2还原CuO时,H2失去2个电子,CuO中+2价的Cu得到2个电子变为Cu单质,所以反应过程中电子的转移用单线桥法表示为,故C错误;Br2分子中2个Br原子通过1对共用电子结合,使分子中各原子都达到最外层8个电子的稳定结构,所以用电子式表示Br2的形成过程为···+·········,故D正确。
2.C　合成氨的反应是放热反应,反应物断键吸收的能量小于生成物形成新键释放的能量,故A错误;催化剂吸附N2、H2,没有形成化学键,催化剂与N2、H2之间的作用力不是化学键,故B错误;由题图可知,3个H2和1个N2断键得到氢原子和氮原子然后生成2个氨分子,故C正确;催化剂对反应吸收或放出的能量无影响,所以使用催化剂,合成氨反应放出的热量不变,故D错误。
素养解读　本题通过合成氨反应的微观历程和能量变化,考查化学键的相关知识,体现了宏观辨识与微观探析的化学学科核心素养。
3.D　由题图可知,反应物的总能量大于生成物的总能量,为放热反应,故A、C错误;由题图可知,第一步的活化能大,反应慢,故B错误;增大反应物浓度和升高温度均可加快反应速率,故D正确。
4.D　利用三段式法可得:
　　　　　　　　　　2A(s)+B(g) 2C(g)
起始/(mol·L-1)　　1　　0
变化/(mol·L-1)　　0.3　　0.6
2 s时/(mol·L-1)　　0.7　　0.6
①A为固体,由于固体的浓度在反应中不改变,所以一般不用单位时间内固体物质的浓度变化来表示反应速率;②2 s内,用物质B表示的平均反应速率为=0.15 mol·L-1·s-1;③2 s时物质A的转化率为×100%=30%;④2 s时物质B的浓度为0.7 mol·L-1;故选D。
5.CD　短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X原子的最外层电子数是其内层电子数的2倍,所以X为C元素,Y是地壳中含量最高的元素,Y为O元素,Z2+与Y2-具有相同的电子层结构,可知Z为Mg元素,W与X同主族,可知W为Si元素。一般,电子层数越多,原子半径越大,同周期主族元素,从左到右原子半径减小,所以原子半径由大到小的顺序为r(Z)>r(W)>r(X)>r(Y),故A错误;Y分别与Z、W形成的化合物为MgO、SiO2,含有的化学键分别为离子键、共价键,故B错误;氧元素的非金属性强于硅元素,所以H2O热稳定性强于SiH4,故C正确;非金属性C>Si,所以X的最高价氧化物对应水化物的酸性比W的强,故D正确。
6.C　增加碳的用量,反应速率不变,故A错误;保持压强不变,充入氦气,反应体系的总体积增大,气体的浓度减小,反应速率减慢,故B错误;其他条件不变,仅缩小容器的容积,反应体系中各物质的浓度均增大,正、逆反应速率均加快,故C正确;升高温度,正、逆反应速率都加快,故D错误。
素养解读　本题通过已知化学反应认识化学反应速率,判断外界条件对化学反应速率的影响,培养了变化观念与平衡思想的化学学科核心素养。
7.D　其他条件不变时,适当增大反应物浓度,化学反应速率加快,故A错误;催化剂参与化学反应,但反应前后催化剂的质量和化学性质都不发生改变,故B错误;浓度相同的盐酸和稀硫酸中起始时氢离子的浓度不同,所以开始时反应速率不同,故C错误;缩小容积,各物质的浓度均增大,正、逆反应速率同时增大,故D正确。
8.D　由题图可知,M极H2O中氧元素化合价升高,失电子,电极M为负极,电极N为正极,正极的电势高于负极,故A正确;由图示可知,该装置为原电池装置,故B正确;正极CO2得电子生成甲酸,电极反应式为CO2+2e-+2H+ HCOOH,故C正确;9.2 g HCOOH的物质的量是0.2 mol,根据反应2CO2+2H2O 2HCOOH+O2,若制得9.2 g HCOOH,整套装置吸收0.2 mol二氧化碳、放出0.1 mol氧气,所以整套装置质量增加8.8 g-3.2 g=5.6 g,故D错误。
9.AC　横坐标为时间,纵坐标是氧气的浓度,所以斜率可以表示反应速率的大小,b点的斜率较大,反应速率较快,故A正确;若向容器内再充入一定体积的O3,O3浓度增大,化学反应速率增大,故B错误;根据同一化学反应中,化学反应速率之比等于化学计量数之比可知,NO2的平均反应速率为O2的2倍,0至8 min NO2的平均反应速率v=2×=0.4 mol·L-1· min-1,故C正确;若向容器内充入一定体积的NO,一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮,导致二氧化氮浓度增大,正反应速率增大,氧气浓度降低,逆反应速率减小,故D错误。
素养解读　本题通过浓度随时间t的变化曲线,使学生认识化学反应中物质浓度的变化,通过改变外界条件调控化学反应的快慢,培养变化观念与平衡思想的化学学科核心素养。
10.D　由题干信息可知,NO和O2混合后可发生反应:①2NO(g)+O2(g) 2NO2(g),②2NO2(g) N2O4(g),随着反应的进行NO2的浓度先增大后变小,最后达到平衡保持不变,所以a为c(NO)随t的变化曲线,b为c(NO2)随t的变化曲线,c为c(N2O4)随t的变化曲线,故A错误;t1 s时,c(NO)=c(NO2),不能说明反应①达到化学平衡状态,故B错误;若容器的容积保持不变,则根据N原子守恒可知,t2 s时有c(NO)+c(NO2)+2c(N2O4)=c0 mol·L-1,故C错误;由图像可知t3 s后,NO2、N2O4的浓度不再发生改变,说明反应达到平衡状态,所以NO2的消耗速率等于生成速率,故D正确。
11.答案　(1)AE　(2)大于　(3)33.3%　(4)负　CH3OH-6e-+8OH- C+6H2O　(5)5.6　减弱
解析　(1)A项,当3v正(CO2)=v逆(H2)时,正、逆反应速率相等,反应达平衡状态;B项,反应物和生成物均为气体,混合气体总质量不变,该反应为反应前后气体物质的量减小的反应,所以混合气体的平均相对分子质量是个变量,当其不变时,反应达平衡状态;C项,当n(CO2)∶n(H2)保持不变时,说明CO2和H2的物质的量保持不变,各组分的物质的量保持不变,反应达平衡状态;D项,恒温刚性容器中,混合气体的压强与物质的量成正比,该反应为反应前后气体物质的量减小的反应,则混合气体的压强是个变量,当压强保持不变时,反应达平衡状态;E项,容器中CH3OH浓度与H2O浓度之比在反应开始后的任意时刻均为1∶1,不能作为反应达平衡状态的标志;故选AE。(2)由题图可知,a点和b点以后H2的物质的量还在减小,反应正向进行,正反应速率逐渐减小,逆反应速率逐渐增大,当到c点时正反应速率最小,逆反应速率最大,此时正反应速率和逆反应速率相等,所以a点正反应速率>b点的正反应速率>b点的逆反应速率。(3)平衡时氢气的物质的量为2 mol,反应消耗H2的物质的量是8 mol-2 mol=6 mol,根据化学方程式可知反应消耗CO2的物质的量是2 mol,由于开始时加入CO2的物质的量为6 mol,所以CO2的平衡转化率为×100%≈33.3%。(4)该燃料电池中,通入甲醇的一极为负极,通入氧气的一极为正极,即电极A为负极,电极B为正极;在NaOH溶液为电解质溶液的条件下,负极的电极反应式为CH3OH-6e-+8OH- C+6H2O。(5)通入氧气的一极为正极,即电极B为正极,其电极反应式为O2+4e-+2H2O 4OH-,当电路中通过1 mol电子时,消耗0.25 mol氧气,在标准状况下的体积为5.6 L;电池总反应为2CH3OH+3O2+4OH- 2C+6H2O,反应消耗OH-的同时生成水,所以电池工作一段时间后,电解质溶液的碱性减弱。
12.答案　(1)③　④
(2)①0.056 mol·L-1·s-1　②40~50 s　该反应是放热反应,该段时间内温度较高　③90~100 s　盐酸浓度减小
(3)AC
解析　(1)探究温度对该反应速率的影响,则锌规格以及盐酸的浓度应该是一样的,所以实验①和③作为对照;探究锌规格(粗、细)对该反应速率的影响,要求实验温度以及盐酸的浓度是一样的,所以实验①和④作为对照。(2)①在30~40 s范围内生成氢气的物质的量为=0.007 mol,则消耗HCl的物质的量是0.014 mol,其浓度是0.014 mol÷0.025 L=0.56 mol·L-1,所以在30~40 s范围内HCl的平均反应速率v(HCl)=0.56 mol·L-1÷10 s=0.056 mol·L-1·s-1。②相同时间段内,产生的氢气的体积越大,反应速率越大,所以反应速率最大的时间段是40~50 s,可能原因是反应放热,使溶液温度升高。③相同时间段内,产生的氢气的体积越小,反应速率越小,所以反应速率最小的时间段是90~100 s,可能原因是反应进行过程中,盐酸浓度减小。(3)在盐酸中加入蒸馏水,氢离子浓度减小,反应速率减小,但产生的氢气量不变,A正确;在盐酸中加入NaNO3溶液,溶液中相当于有了硝酸,硝酸与锌反应生成NO,B错误;加入NaCl溶液相当于将盐酸稀释,盐酸中氢离子浓度减小,所以反应速率减小,C正确;在盐酸中加入硫酸铜溶液,则金属锌会置换出金属铜,形成原电池,会增大反应速率,D错误;在盐酸中加入碳酸钠溶液,碳酸钠与盐酸发生反应,氢离子浓度减小,反应速率减小,产生的氢气体积也减小,E错误。
13.C　原电池的负极发生氧化反应,在Si电极上,发生失去电子的氧化反应,Si做负极,与HF结合形成H2SiF6和H+,故A正确;在Ag薄膜上发生得电子的还原反应,由题图可知,Ag极发生的反应为H2O2+2e-+2H+ 2H2O,故B正确;Si失去电子,与HF结合形成H2SiF6和H+,电极反应式为Si+6HF-4e- H2SiF6+4H+,Si极附近溶液酸性增强,Ag极附近氢离子被消耗,溶液的酸性没有增强,故C错误;每刻蚀14 g Si,有0.5 mol Si参加反应,失去电子2 mol,即有2 mol电子迁移到Ag电极,故D正确。
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