2.1 共价键 课时作业
一、单选题
1.下列晶体熔化时,化学键没有被破坏的是( )
A.氯化铵 B.金刚石 C.甲烷晶体 D.二氧化硅
2.下列物质中,既含有离子键又含有共价键的是( )
A.氢氧化钠 B.硫化钠 C.水 D.氯气
3.中国研究人员研制出一种新型复合光催化剂,利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水,其主要过程如图所示。
已知:几种物质中化学键的键能如表所示。
化学键 H-O键 O=O键 H-H键 O-O键
键能/ (kJ/mol) 467 498 436 138
若反应过程中分解了2mol H2O,则下列说法错误的是( )
A.总反应为2H2O2H2↑+O2↑
B.过程III中有旧化学键的断裂和新化学键的形成
C.过程II放出了574kJ能量
D.过程I吸收了467kJ能量
4.下列物质只含有离子键的是( )
A.Br2 B.CO2 C.KCl D.NaOH
5.下列“类比”合理的是( )
A.Cu在Cl2中燃烧生成CuCl2,则Fe在Cl2中燃烧生成FeCl2
B.电解熔融NaCl生成Na和Cl2,则电解熔融AlCl3生成Al和Cl2
C.根据较强酸可以制取较弱酸的规律,推出CO2通入Na2SiO3溶液中能生成H2SiO3
D.氮气因三键而性质稳定,故乙炔也因三键而性质稳定
6.下列有关共价键的说法错误的是( )
A.H2O2中只有σ键没有π键
B.所有σ键的强度都比π键的大
C.卤化氢中H-F键的键能最大
D.键长和键角的数值可通过晶体的X射线衍射实验获得
7.关于离子键、共价键的各种叙述中,说法正确的是( )
A.在离子化合物中,只存在离子键,没有共价键
B.非极性键只存在于双原子的单质分子中
C.在共价化合物分子内,一定不存在离子键
D.由不同元素组成的多原子分子里,一定只存在极性键
8.下列分子中所有原子都满足最外层为8电子结构的是( )
A.CS2 B.PCl5 C.HClO D.BeCl2
9.一种由短周期元素组成的化合物,其结构如图所示。X、Y、Z、Q、R位于同一周期原子序数依次递增,Z、Q的核电荷数之和等于R的最外层电子数的2倍。下列错误的是( )
A.Y和R形成的化合物中各原子最外层均满足8电子稳定结构
B.原子半径:X>Z>Q>R
C.元素的非金属性:Z<Q<R
D.化合物存在离子键和共价键
10.下列变化中,不需要破坏化学键的是( )
A.氯化氢溶于水 B.加热使冰融化
C.加热使氧化镁熔化 D.氯化钠溶于水
11.化学键是一种相互作用,它存在于( )
A.分子之间
B.物质中的原子之间
C.分子或原子团中相邻的原子之间
D.构成物质的所有微粒之间
12.甲硫醇是一种重要的原料和化工试剂,硫化氢与甲醇合成甲硫醇的催化过程如图。下列说法错误的是( )
A.CH3SH为共价化合物
B.该过程中断裂了O—H键、S—H键和C—S键
C.该催化剂可降低该反应的活化能
D.该过程的总反应为H2S+CH3OH CH3SH+H2O
13.有关物质结构的下列说法中正确的是( )
A.碘升华时破坏了共价键
B.氯化钠固体中的离子键在溶于水时被破坏
C.含极性键共价化合物一定是电解质
D.HF分子间作用力大于HCl,故HF比HCl稳定
14.下列指定微粒或化学键的个数比为1:2的是
A.C原子中的质子和中子 B.Na2O2固体中的阴离子和阳离子
C.SiO2晶体中的硅原子和共价键 D.FeCl2溶液中的Fe2+和Cl-
15.实验室常用稀硫酸与锌反应来制备氢气,发生反应的化学方程式为,下列说法正确的是
A.中子数为2的H原子: B.的结构示意图:
C.简单离子半径: D.为共价化合物
16.在下列各组化合物中,化学键类型相同的是( )
A.HCl和MgCl2 B.H2O和CO2 C.CO2和NaCl D.F2和NaF
二、综合题
17.短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如图所示,其中W原子的质子数是其最外层电子数的三倍。
请回答下列问题:
(1)Z位于周期表中的位置 。
(2)X、Y元素的氢化物中,较稳定性的是 (填化学式)。
(3)X的气态氢化物与其最高价氧化物对应的水化物反应生成的化合物中存在的化学键类型为 。
(4)请写出X的最高价氧化物对应水化物的稀溶液与少量铁粉反应的离子反应方程式: 。
18.有一组物质:①NaOH、②HCl、③MgBr2、④CO2、⑤白磷(P4)、⑥Na2O2、⑦H2O2、⑧N2、⑨NH4Cl、⑩CS2
(1)请用序号填空:离子化合物有 共价化合物有
(2)用电子式表示HCl和MgBr2的形成过程HCl MgBr2
(3)CS2的结构式: .用极性键、非极性键、离子键填写:MgBr2含 键.NaOH含 键,Na2O2含 键.
19.据报道,在西藏冻土的一定深度下,发现了储量巨大的“可燃冰”,它主要是甲烷和水形成的化合物(CH4 nH2O).
(1)在常温常压下,“可燃冰”会发生分解反应,其化学方程式是 .
(2)甲烷可制成合成气(CO、H2),再制成甲醇(CH3OH),代替日益供应紧张的燃油.
①在101KPa时,1.6g CH4(g)与H2O(g)反应生成CO、H2,吸热20.64kJ.则甲烷与H2O(g)反应的热化学方程式 .
②CH4不完全燃烧也可制得合成气:CH4(g)+ O2(g)═CO(g)+2H2(g)△H=﹣35.4kJ mol﹣1,则从原料选择和能源利用角度,比较方法①和②,合成甲醇的适宜方法为 (填序号).
(3)利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇(CH3OH),发生的主要反应如下:CO和甲醇的结构式如图1所示:
①CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)△H1
②CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)△H2
③CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)△H3
回答下列问题:
已知反应①中相关的化学键键能数据如下:
化学键 H﹣H C﹣O C≡O H﹣O C﹣H
E/(kJ mol﹣1) 436 343 1076 465 413
由此计算△H1= kJ mol﹣1,已知△H2=﹣58kJ mol﹣1,则△H3= kJ mol﹣1.
(4)可燃冰中CH4的其它用途是 ,将CH4设计成燃料电池,其利用率更高,装置示意如图2(A、B为多孔性碳棒).持续通入甲烷,在标准状况下,消耗甲烷体积VL.当44.8L<V≤89.6L时,负极电极反应为 .
20.2015年“8 12”天津港危化仓库爆炸,造成生命、财产的特大损失.据查危化仓库中存有大量的钠、钾,硝酸铵和氰化钠(NaCN).NaCN属于剧毒物质,若处理不当,极易污染土壤和海水.请回答下列问题:
(1)钠、钾着火,下列可用来灭火的是 .
A.水 B.泡沫灭火器 C.干粉灭火器 D.细沙盖灭
(2)NH4NO3为爆炸物,在不同温度下受热分解,可发生不同的化学反应:
在110℃时:NH4NO3═NH3+HNO3
在185~200℃时:NH4NO3═N2O+2H2O
在230℃以上时,同时有弱光:2NH4NO3═2N2+O2+4H2O
在400℃以上时,发生爆炸:4NH4NO3═3N2+2NO2+8H2O
上述反应过程中一定破坏了 .(填“离子键”或“共价键”或“离子键和共价键”)
(3)NaCN 的电子式为 .下列能说明碳与氮两元素非金属性相对强弱的是 .
A.酸性:HNO2>H2CO3 B.相同条件下水溶液的 pH:NaHCO3>NaNO3
C.CH4比NH3更稳定 D.C 与H2的化合比N2与H2的化合更容易
(4)海水中含有Ca2+、Mg2+、HCO3﹣ 等杂质离子.用惰性电极电解海水时阴极易产生水垢,其主要成分是 Mg(OH)2和CaCO3.写出电解海水的离子方程式: ;生成CaCO3的离子方程式是: .
21.研究化学反应的能量变化和速率变化是研究化学反应的重要角度。
(1)化学反应中能量变化的主要原因是旧的化学键断裂会 能量;新的化学键形成会 能量。(填“放出”或“吸收”)
(2)用铝热法可冶炼铁,其反应为:Fe2O3+2Al 2Fe+Al2O3,属于放热反应,反应物的总能量 (填“>”、“=”或“<”)生成物的总能量。在该反应中,若消耗了1molAl,则理论上可炼制Fe的物质的量为 mol。
(3)为探究反应过程中的能量变化,某小组同学用如图装置进行实验。
装置Ⅰ 装置Ⅱ
①装置Ⅰ中,Fe与CuSO4溶液反应的离子方程式是 。
②装置Ⅱ中,正极的电极反应式为 。
③关于装置Ⅱ,下列叙述正确的是 (填字母)。
a.H+在Cu表面被还原,产生气泡
b.电流从Zn片经导线流向Cu片
c.电子从Zn片经导线流向Cu片
d.Zn和Cu的都是电极材料,也都参与电极反应
(4)某兴趣小组将除去氧化膜的镁条投入到少量稀盐酸中进行实验,实验测得氢气的产生速率变化情况如图曲线所示,对该曲线的解释中正确的是_____。
A.从t1→t2的原因是镁与酸的反应是放热反应,体系温度升高
B.从t1→t2的原因水蒸发,致使酸的浓度升高
C.从t2→t3的原因是随着反应的进行镁条的质量下降
D.从t2→t3的原因是随着反应的进行,H+的浓度逐渐下降
答案解析部分
1.【答案】C
【解析】【解答】A.氯化铵为离子晶体,熔化时破坏离子键,故A不符合题意;
B.金刚石是原子晶体,熔化时破坏共价键,故B不符合题意;
C.甲烷晶体是分子固体,熔化时破坏分子间作用力,是物理变化,化学键没有破坏化学键,故C符合题意;
D.二氧化硅是原子晶体,熔化时破坏共价键,故D不符合题意;
故答案为:C
【分析】晶体熔化时化学键没有被破坏,说明破坏的是分子间作用力。
2.【答案】A
【解析】【解答】A.NaOH中钠离子和氢氧根离子之间存在离子键、O原子和H原子之间存在共价键,电子式为 ,故A符合题意;
B.Na2S中钠离子和硫离子之间只存在离子键,电子式为 ,故B不符合题意;
C.H2O中O原子与每个H原子形成一对共用电子对,只存在共价键,电子式为 ,故C不符合题意;
D.Cl2中Cl原子与Cl原子形成一对共用电子对,只含共价键,电子式为 ,故D不符合题意;
故答案为A。
【分析】A、根据氢氧化钠为离子化合物,含有钠离子与氢氧根离子,氢氧根中含有共价键;
B、根据硫化钠由硫离子与钠离子构成,为离子化合物解答;
C、根据水分子为H与O原子通过公用电子对连接形成解答;
D、根据氯气分子由两个氯原子通过公用电子对连接形成解答;
3.【答案】D
【解析】【解答】A.从图示可以看出,反应物为水,最终的生成物是氢气和氧气,所以总反应是水是利用太阳光在催化剂表面分解为氢气和氧气,故A不符合题意;
B.过程Ⅲ是H2O2分解为氢气和氧气,有旧化学键的断裂和新化学键的形成,故B不符合题意;
C.过程Ⅱ中实际上是2个H结合为H2以及2个羟基结合成H2O2,所以形成了1个H-H键和1个O-O键,新键的形成会放出能量,共放出436kJ+138kJ=574kJ的能量,故C不符合题意;
D.过程Ⅰ是2mol水分子各自断裂1molO-H键变成2个H和2个羟基的过程,断裂化学键吸收能量所以共吸收2mol×467kJ=934kJ的能量,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】结合图示可知反应物为水,生成物为氢气和氧气;
B、根据图示III可知有化学键的断裂和形成;
C、成键放热;
D、断键吸热。
4.【答案】C
【解析】【解答】A. Br2分子中含有共价键,A不符合题意;
B. CO2分子中含有共价键,B不符合题意;
C. KCl中只有离子键,C符合题意;
D. NaOH中含有离子键,O与H之间还含有共价键,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】含有离子键的化合物一定是离子化合物,但是离子化合物可能含有共价键;
5.【答案】C
【解析】【解答】A.Cl2氧化性强,可以把变价金属氧化为高价态,因此Cl2与Cu点燃产生CuCl2,与Fe反应产生FeCl3,A不符合题意;
B.NaCl是离子化合物,电解熔融NaCl生成Na和Cl2;而AlCl3是共价化合物,在液体时仍然是物质分子,不含自由移动的离子,因此不能通过电解方法冶炼AlCl3生成Al和Cl2,B不符合题意;
C.CO2溶于水反应产生H2CO3,由于酸性:H2CO3>H2SiO3,所以CO2通入Na2SiO3溶液中能发生反应生成H2SiO3,C符合题意;
D.氮气分子中含有的氮氮三键结合牢固,因而性质稳定,而乙炔分子中含有的碳碳三键结合不牢固,容易发生加成反应、氧化反应,因而性质活泼,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.铁在氯气中燃烧生成氯化铁;
B.氯化铝为共价化合物;
D.氮氮三键强是因为氮原子半径小,氮氮三键键长小于碳碳三键,氮氮三键键能大于碳碳三键。
6.【答案】B
【解析】【解答】A. 过氧化氢的结构式为:H-O-O-H,双键为一个σ键一个π键,单键为一个σ键,所以过氧化氢中只有σ键没有π键 ,故正确;
B.在N2中, σ键的强度都比π键的小,所以不是所有σ键的强度都比π键的大,故错误;
C. F 元素的非金属性最强,对应的气态氢化物HF最稳定,所以 H-F键的键能最大 ,故正确;
D. 通过晶体的X射线衍射实验可以获得键长和键角的数值,故正确。
故答案为:B.
【分析】 σ键是电子云“头碰头”,它们的成轴对称;而π键是电子云“肩并肩”,它们是关于一个平面版对称 ,一般 σ键强度比比π键的大, 但是氮气中π键比较特殊,σ键的强度比π键的小。
7.【答案】C
【解析】【解答】A.离子化合物中可能含离子键和共价键,如NaOH,故A不符合题意;
B.非极性键可能存在于化合物中,如过氧化氢、过氧化钠中含非极性共价键,故B不符合题意;
C.只含共价键的化合物为共价化合物,所以在共价化合物分子内,一定不存在离子键,故C符合题意;
D.由不同元素组成的含多个原子的分子里,可以存在非极性键,如过氧化氢,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】离子化合物:含有离子键
共价化合物:只含共价键
8.【答案】A
【解析】【解答】解:A.二硫化碳分子中C元素的族序数+成键数=4+4=8,则二硫含碳满足分子中所有原子都满足最外层8电子结构,故A正确;
B.五氯化磷分子中磷元素的族序数+成键数=5+5=10,所以五氯化磷不满足分子中所有原子最外层8电子结构,故B错误;
C.该反应中含有氢原子,其最外层族序数+成键数=1+1=2,所以不能满足所有原子最外层8电子结构,故C错误;
D.二氯化铍分子中铍元素的族序数+成键数=2+2=4,所以分子中不能满足所有原子最外层8电子结构,故D错误;
故选A.
【分析】在ABn型化合物中,中心元素A的族序数+成键数=8时,满足分子中所有原子都满足最外层8电子结构,含H元素的化合物一定不满足,以此来解答.
9.【答案】A
【解析】【解答】A.Y与R形成的化合物为BF3,B原子没有满足8电子稳定结构,B原子周围为6个电子,故A符合题意;
B.同一周期,从左到右原子半径逐渐减小,Li>C>O>F,故B不符合题意;
C.同一周期,从左到右,非金属性增强,所以BD.阴阳离子间存在离子键,阴离子内部存在共价键,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】X、Y、Z、Q、R位于同一周期,Z形成4个共价键,为IVA元素,Q形成2个共价键,为VIA族元素;R形成1个共价键,为VIIA族元素;由Z、Q的核电荷数之和等于R的最外层电子数的2倍,可以推出Z为C,Q为O,R为F,X为Li;Y形成4个共价键,整个阴离子带有1个单位的负电荷,则Y为IIIA族元素B,以此解答。
10.【答案】B
【解析】【解答】解:A.氯化氢溶于水后,在水分子的作用下,氯化氢电离出阴阳离子,所以破坏化学键,故A不选;
B.加热使冰融化,只是物质状态的变化,不破坏化学键,故B选;
C.氧化镁熔融时能电离出阴阳离子,所以破坏化学键,故C不选;
D.氯化钠溶于水后,在水分子的作用下,氯化钠电离出阴阳离子,所以破坏化学键,故D不选;
故选B.
【分析】在熔融状态或溶于水能发生电离、或发生化学反应的都要破坏化学键,据此分析解答.
11.【答案】C
【解析】【解答】解:A、化学键不存在分子间,故A错误;
B、构成物质的相邻原子之间,故B错误;
C、分子或原子团中相邻的原子之间的作用力称为化学键,故C正确;
D、构成物质的相邻微粒之间的作用力,而不是所有微粒,故D错误;
故选C.
【分析】化学键存在于相邻的原子之间,不存在于分子之间,也能存在于分子与离子之间的配位键,由此分析解答.
12.【答案】B
【解析】【解答】A.CH3SH的组成元素都是非金属元素,非金属元素的原子之间都是以共价键结合,因此该化合物为共价化合物,A不符合题意;
B.通过催化过程可以看出:硫化氢加入催化剂后,硫化氢中的氢硫键断开,形成巯基和氢原子,加入甲醇后,甲醇分子吸附在催化剂表面,氢氧键断开,巯基取代羟基的位置形成甲硫醇和水,该过程中断裂O—H键、S—H键、C—O键,形成了C—S键,B符合题意;
C.该催化剂可改变反应途径,降低该反应的活化能,使反应在较低的温度下进行,C不符合题意;
D.根据图示可知:反应物是H2S、CH3OH,生成物是CH3SH、H2O,反应在催化剂存在条件下进行,故反应方程式为:H2S+CH3OH CH3SH+H2O,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.共价化合物一般是由非金属元素形成,而C,H,S均是非金属元素
B.根据反应流程即可判断断键和成键
C.催化剂可以降低反应活化能
D.根据反应物和生成物即可写出方程式
13.【答案】B
【解析】【解答】A.碘升华属于物理变化,破坏的是分子间作用力,没有破坏共价键,故A不符合题意;
B.氯化钠固体溶于水时会发生电离,所以氯化钠固体中的离子键在溶于水时被破坏,故B符合题意;
C.电解质是在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物,含极性键共价化合物不一定是电解质,例如氨气等是非电解质,故C不符合题意;
D.分子间作用力影响物质的熔沸点等,与物质的稳定性无关,HF共价键的键能大于HCl,所以HF比HCl更稳定,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.碘单质属于分子晶体,升华时破坏分子间作用力;
B.氯化钠溶于水变为钠离子和氯离子;
C.共价键类型与电解质没有必然关系;
D.分子稳定性与化学键有关,与分子间作用力无关。
14.【答案】B
【解析】【解答】A.C原子中的质子数和中子数都为6,则质子和中子的个数比为1:1,故A不符合题意;
B.过氧化钠中过氧根离子和钠离子的个数比为1:2,故B符合题意;
C.二氧化硅中每个硅原子与4个氧原子形成4个硅氧共价键,则晶体中的硅原子和共价键的个数比为1:4,故C不符合题意;
D.氯化亚铁是强酸弱碱盐,亚铁离子在溶液中水解,所以溶液中亚铁离子和氯离子的个数比小于1:2,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.原子符号左上角为质量数,左下角为质子数,质量数=质子数+中子数,核外电子数=核内质子数=核电荷数;
B.过氧化钠由钠离子和过氧根离子构成;
C.SiO2晶体中每个Si原子形成4个共价键;
D.Fe2+在溶液中会发生水解。
15.【答案】C
【解析】【解答】A.质量数=中子数+质子数,因此 中的中子数是1,A不符合题意;
B.氧原子和氧离子的核电荷数都等于氧的原子序数,因此该离子结构示意图中核内质子应为8,B不符合题意;
C.两个离子是同一主族元素的原子通过得到电子形成的离子,由于S2-的电子层更多,因此S2-的半径更大,C符合题意。
D. 是通过阴阳离子之间通过离子键构成的化合物,属于离子化合物。D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】共价键指的是原子之间通过共用电子对形成的强烈的相互作用力。共价化合物指的是只含有共价键的化合物。
16.【答案】B
【解析】【解答】解:A.HCl中氢原子和氯原子之间只存在共价键,MgCl2中镁离子和氯离子之间存在离子键,故A错误;
B.H2O和CO2只存在共价键,化学键类型相同,故B正确;
C.NaCl中钠离子和氯离子之间只存在离子键,CO2只存在共价键,故C错误;
D.F2只存在共价键,NaF中只存在离子键,故D错误;
故选B.
【分析】一般来说,活泼金属和活泼非金属元素之间易形成离子键,非金属元素之间易形成共价键,第IA、第IIA族和第VIA、第VIIA族元素之间易形成离子键.
17.【答案】(1)第三周期第ⅣA族
(2)H2O
(3)离子键、共价键
(4)Fe+4H++NO3-=Fe3++NO↑+2H2O
【解析】【解答】根据以上分析可知X是N,Y是O,Z是Si,W是P。则
(1)Z是Si,位于周期表中的位置为第三周期第ⅣA族。
(2)非金属性越强,氢化物越稳定。非金属性是O>N,则X、Y元素的氢化物中,较稳定性的是H2O。
(3)X的气态氢化物氨气与其最高价氧化物对应的水化物硝酸反应生成的化合物是硝酸铵,其中存在的化学键类型为离子键、共价键。
(4)X的最高价氧化物对应水化物的稀溶液是稀硝酸,与少量铁粉反应的离子反应方程式为Fe+4H++NO3-=Fe3++NO↑+2H2O。
【分析】“ W原子的质子数是其最外层电子数的三倍 ”且W位于元素周期表第三周期,则W为P,结合各元素在元素周期表中的位置可知,Z为Si,X为N,Y为O;
(1)Z为Si,据此确定Z在元素周期表中的位置;
(2)根据氢化物稳定性的递变规律分析;
(3)X的气态氢化物为NH3,最高价氧化物对应水化物为HNO3,二者反应生成NH4NO3;
(4)X的最高价氧化物对应水化物为HNO3,能将Fe氧化成Fe3+,自身还原为NO,据此写出反应的离子方程式;
18.【答案】(1)①③⑥⑨;②④⑦⑩
(2);
(3)S=C=S;离子键;离子键和极性键;离子键和非极性键
【解析】【解答】解:(1)NaOH、MgBr2、Na2O2、NH4Cl均含有离子键,属于离子化合物;HCl、CO2、H2O2、CS2只含有共价键,属于共价化合物,P4、N2不属于化合物,
故答案为:①③⑥⑨;②④⑦⑩;(2)HCl属于共价化合物,氢原子最外层电子与Cl最外层电子形成一对共用电子对,其形成过程可写为: ,
溴化镁是离子化合物,由钠离子与镁离子构成,用电子式表示的形成过程为 ,
故答案为: ;
;(3)二硫化碳的结构式为S=C=S;溴化镁是离子化合物,由离子键结合;NaOH属于离子化合物,氢氧根离子中含有极性键;Na2O2属于离子化合物,含有离子键,过氧根离子中含有非极性键,
故答案为:S=C=S;离子键;离子键和极性键;离子键和非极性键.
【分析】(1)含有离子键的化合物属于离子化合物,只含有共价键的化合物属于共价化合物;(2)HCl是共价化合物,分子中氢原子与氯原子之间形成1对共用电子对,用电子式表示其形成过程时,左边是原子的电子式,右边为HCl分子的电子式,中间用箭头连接;溴化镁是离子化合物,由钠离子与镁离子构成,用电子式表示其形成过程时,左边是原子的电子式,右边为溴化镁的电子式,中间用箭头连接;(3)CS2是共价化合物,由极性键结合;溴化镁是离子化合物,由离子键结合;NaOH属于离子化合物,氢氧根离子中含有极性键;Na2O2属于离子化合物,过氧根离子中含有非极性键.
19.【答案】(1)CH4 nH2O=CH4↑+nH2O
(2)CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.4 kJ mol﹣1;②
(3)﹣99;+41
(4)能源和燃料;CH4﹣8e﹣+9CO32﹣+3H2O=10HCO3﹣
【解析】【解答】解:(1)在常温常压下,“可燃冰”会发生分解反应生成甲烷与水,反应方程式为:CH4 nH2O=CH4↑+nH2O,故答案为:CH4 nH2O=CH4↑+nH2O;(2)①在101kPa时,1.6g CH4 (g)与H2O(g)反应生成CO、H2,吸热20.64kJ,则1mol甲烷反应吸收热量为206.4kJ,热化学方程式为CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.4 kJ mol﹣1;故答案为:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.4 kJ mol﹣1;②CH4不完全燃烧制合成气时,放出热量,同时得到的CO、H2的化学计量数之比为1:2,能恰好完全反应合成甲醇,而方法一吸收热量,得到CO、H2的化学计量数之比为1:3,不能恰好转化为甲醇,故方法二更好,故答案为:②;(3)反应热=反应物总键能﹣生成物总键能,故△H1=1076kJ.mol﹣1+2×436kJ.mol﹣1﹣(3×413+343+465)kJ.mol﹣1=﹣99kJ.mol﹣1;根据盖斯定律:反应②﹣反应①=反应③,故△H3=△H2﹣△H1=﹣58kJ.mol﹣1﹣(﹣99kJ.mol﹣1)=+41kJ.mol﹣1,故答案为:﹣99;+41;(4)可燃冰中CH4的其它用途是燃料;n(KOH)=2mol/L×2L=4mol,该装置是燃料电池,负极上甲烷失电子发生氧化反应,正极上氧气得电子发生还原反应,44.8L<V≤89.6L时,根据原子守恒得2mol<n(CO2)≤4mol,反应生成碳酸氢钾,负极反应式为CH4﹣8e﹣+9CO32﹣+3H2O=10HCO3﹣,故答案为:能源和燃料;CH4﹣8e﹣+9CO32﹣+3H2O=10HCO3﹣.
【分析】(1)在常温常压下,“可燃冰”会发生分解反应生成甲烷与水;(2)①在101kPa时,1.6g CH4 (g)与H2O(g)反应生成CO、H2,吸热20.64kJ,则1mol甲烷反应吸收热量为206.4kJ,注明物质的聚集状态与反应热书写热化学方程式;
②CH4不完全燃烧制合成气时,放出热量,同时得到的CO、H2的化学计量数之比为1:2,能恰好完全反应合成甲醇;(3)反应热=反应物总键能﹣生成物总键能;根据盖斯定律:反应②﹣反应①=反应③,反应热也进行相应的计算;(4)可燃冰中CH4的其它用途是燃料;n(KOH)=2mol/L×2L=4mol,该装置是燃料电池,负极上甲烷失电子发生氧化反应,正极上氧气得电子发生还原反应,根据原子守恒得2mol<n(CO2)≤4mol,反应生成碳酸氢钾.
20.【答案】(1)D
(2)离子键、共价键
(3)Na+[:C┇┇N:]﹣;B
(4)2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑;Ca2++HCO3﹣+OH﹣=CaCO3↓+H2O
【解析】【解答】解:(1)Na、K能和水反应生成氢气,在氧气中燃烧生成过氧化物,过氧化钠和水、二氧化碳反应都生成氧气,促进钠、钾燃烧,所以应该采用细沙灭火,
故答案为:D;(2)氯化铵属于离子化合物,含有离子键和共价键,氯化铵分解时破坏了共价键和离子键;
故答案为:离子键、共价键;(3)NaCN属于离子化合物,C、N原子周围都是8个电子,其电子式为:Na+[:C┇┇N:]﹣;
A.非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的,酸性:HNO3>H2CO3,故A错误;
B.相同条件下水溶液的 pH:NaHCO3>NaNO3,说明酸性:HNO3>H2CO3,所以非金属性:N强于C,故B正确;
C.CH4比NH3更稳定,应是非金属性越强氢化物越稳定,故C错误;
D.C 与H2的化合比N2与H2的化合更容易,非金属性越强越易形成氢化物,与实际不符,故D错误;
故选B;
故答案为:Na+[:C┇┇N:]﹣;B;(4)阴极生成氢气,电极附近水的电离被破坏,电极附近生成氢氧化钠,电解海水的反应方程式为:2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑;氢氧化钠和碳酸氢钙,碳酸氢镁反应生成氢氧化镁、碳酸钙沉淀,氢氧化钠和碳酸氢钙反应生成CaCO3的沉淀产生水垢,生成碳酸钙沉淀的反应离子方程式是:Ca2++HCO3﹣+OH﹣=CaCO3↓+H2O;
答案为:2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑;Ca2++HCO3﹣+OH﹣=CaCO3↓+H2O.
【分析】(1)Na、K能和水反应生成氢气,在氧气中燃烧生成过氧化物,过氧化钠和水、二氧化碳反应都生成氧气,促进钠、钾燃烧;(2)氯化铵属于离子化合物,含有离子键和共价键;(3)NaCN属于离子化合物,C、N原子周围都是8个电子;比较两种元素的非金属性强弱,可根据单质之间的置换反应、与氢气反应的难易程度、氢化物的稳定性以及最高正价氧化物对应水化物酸性强弱;(4)阴极生成氢气,水的电离被破坏电极附近生成氢氧化钠,氢氧化钠和碳酸氢钙,碳酸氢镁反应生成氢氧化镁、碳酸钙沉淀;
21.【答案】(1)吸收;放出
(2)>;1
(3)Fe+Cu2+=Cu+Fe2+;2H++2e-= H2;ac
(4)A;D
【解析】【解答】(1)化学反应中能量变化的主要原因是旧的化学键断裂会吸收能量;新的化学键形成会放出能量,故答案为:吸收;放出;(2)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,由方程式Fe2O3+2Al 2Fe+Al2O3可知,若消耗了1molAl,则理论上可炼制Fe的物质的量为1mol,故答案为:>;1;(3)①实验Ⅰ中,Fe与CuSO4溶液发生原电池反应,Fe失去电子,铜离子得到电子,则Fe与CuSO4溶液反应的离子方程式是Fe+Cu2+=Cu+Fe2+,故答案为:Fe+Cu2+=Cu+Fe2+;
②装置Ⅱ中,正极为Cu,氢离子在正极得到电子,电极反应式为:2H++2e-= H2 ,故答案为:2H++2e-= H2 ;③a.铜为正极,H+在铜表面得到电子生成氢气,H+被还原,故a正确;
b.电流从正极流向负极,应该从Cu片经导线流向Zn片,故b不正确;
c.电子从负极沿导线流向正极,即从Zn片经导线流向Cu片,故c正确;
d.Zn和Cu的都是电极材料,但Cu不参与反应,故d不正确。
答案为:ac;(4)A.从t1→t2的原因是镁与酸的反应是放热反应,体系温度升高,反应速率逐渐增大,故A正确;
B.反应放出的热量不至于使水蒸发,故B不正确;
C.镁条(固体)的质量下降,但是浓度不变,不会影响反应速率,故C不正确;
D.t2→t3的原因是盐酸的浓度逐渐降低,反应速率逐渐减小,此时浓度因素大于温度的影响,故D正确。
答案为:AD。
【分析】(3)实验I和实验II都是原电池,实验I的反应原理为Fe+Cu2+=Cu+Fe2+,Fe为负极,Cu为正极;实验II的反应原理为Fe+2H+=H2 +Fe2+,Zn为负极,Cu为正极;(4)镁与盐酸的反应为放热反应,开始反应时,温度不断升高,反应速率不断增大,但随着反应的进行,盐酸浓度逐渐减小,反应速率逐渐减小,以此解答。