第2章 化学键 化学反应规律 单元素养测评卷(一) （含解析） 2024-2025学年高一下学期化学鲁科版（2019）必修第二册
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| 名称 | 第2章 化学键 化学反应规律 单元素养测评卷(一) （含解析） 2024-2025学年高一下学期化学鲁科版（2019）必修第二册 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 461.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-12-17 18:26:48 | ||
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文档简介
单元素养测评卷(二)
第2章 化学键 化学反应规律
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。第Ⅰ卷48分,第Ⅱ卷52分,共100分。
第Ⅰ卷 (选择题 共48分)
一、选择题(本大题共12小题,每小题4分,共48分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.下列关于能量转换的认识中不正确的是 ( )
A.白炽灯工作时,电能转化为化学能
B.绿色植物进行光合作用时,太阳能转化为化学能
C.电解水生成氢气和氧气,电能转化为化学能
D.煤燃烧时化学能主要转化为热能
2.[2024·山东泰安宁阳一中月考] 下列各组物质中化合物类型相同且每种物质都既含有离子键又含有共价键的是 ( )
A.NaOH、H2O、NH4Cl B.KOH、Na2O2、(NH4)2S
C.MgO、CaBr2、NaCl D.Na2SO4、HCl、MgCl2
3.某密闭容器中发生反应CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g),不改变其他条件,下列措施不能提高反应速率的是 ( )
A.升高温度 B.减小容器容积
C.保持容积不变,通入He D.选用合适的催化剂
4.如图所示,a的金属活动性在氢之前,b为碳棒。关于该装置的说法中正确的是 ( )
A.a极上发生还原反应,b极上发生氧化反应
B.碳棒上有气体逸出,溶液中c(H+)增大
C.导线上有电流,电流方向为a→b
D.反应后a极质量减小
5.已知反应X+YM+N为吸热反应,对这个反应的下列说法中正确的是 ( )
A.X的能量一定低于M的,Y的能量一定低于N的
B.因为该反应为吸热反应,故一定要加热反应才能进行
C.破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量
D.X和Y的总能量一定低于M和N的总能量
6.[2024·河南许昌高级中学月考] 一定温度下,在恒容容器中,不能判断反应2NH3(g)+3CuO(s)3Cu(s)+N2(g)+3H2O(g)达到平衡的标志是 ( )
A.单位时间内每生成0.3 mol Cu,同时生成0.2 mol NH3
B.混合气体的平均相对分子质量不再改变
C.单位时间内断裂6 mol H—O的同时生成6 mol N—H
D.混合气体的密度不发生变化
7.180 ℃时将0.5 mol H2和1 mol CO2通入1 L的恒容密闭容器中,反应生成甲醇蒸气(CH3OH)和某无机副产物,测得各物质的物质的量随时间的部分变化如图所示,下列说法正确的是( )
A.该反应的化学方程式为2CO2+4H22CH3OH+O2
B.在0~3 min内H2的平均反应速率为0.1 mol·L-1·min-1
C.当容器内混合气体密度不再变化时,表明反应已经达到平衡状态
D.在3~10 min内,反应仍未达到平衡状态
8.[2024·山东菏泽月考] NH3还原NO的反应历程如图。下列说法不正确的是 ( )
A.转化①中有极性共价键的断裂
B.转化②中有非极性共价键的形成
C.转化③中每消耗1 mol O2,则生成4 mol Fe3+
D.该转化的总反应为6NO+4NH35N2+6H2O
9.[2024·山东烟台期中] 由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示。下列说法错误的是 ( )
A.反应生成1 mol N2时转移4 mol e-
B.反应物能量之和大于生成物能量之和
C.1 mol N2O(g)和1 mol NO(g)如图中完全反应放出139 kJ能量
D.断键吸收能量之和小于成键释放能量之和
10.一种“全氢电池”的工作原理如图所示。已知质子交换膜只允许氢离子通过,其他离子不能通过。下列说法不正确的是( )
A.电子流向是从吸附层M通过导线到吸附层N
B.若为阳离子交换膜,Na+从左边穿过离子交换膜向右边移动
C.离子交换膜可用质子交换膜
D.负极的电极反应式是H2-2e-+2OH-2H2O
11.利用CH4可消除NO2的污染,该反应的原理为CH4(g)+2NO2(g)CO2(g)+N2(g)+2H2O(g)。为了验证温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律,某同学设计了如下三组实验,部分实验条件已经填在下表中(增大催化剂的比表面积可提高该反应速率):
实验 编号 温度/℃ CH4初始浓度/ (mol·L-1) NO2初始浓度/ (mol·L-1) 催化剂的比表面 积/(m2·g-1)
① 250 1.2×10-2 3.2×10-2 81
② 250 1.2×10-2 y 121
③ 350 x 3.2×10-2 81
下列说法错误的是 ( )
A.表中数据x、y分别为1.2×10-2、3.2×10-2
B.能验证温度对反应速率的影响规律的是实验①和③
C.能验证催化剂的比表面积对反应速率的影响规律的是实验②和③
D.三组实验中,化学反应速率最小的是实验①
12.[2024·福建厦门六中月考] 短周期元素W、X、Y、Z原子序数依次增大,四种元素组成的一种化合物结构如下图所示,该化合物受热分解能产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。下列说法正确的是 ( )
A.第2周期元素的原子半径:X>Y>Z>W
B.元素的最高正化合价:X>Y>W
C.气态氢化物的稳定性:Y>Z
D.Y与W两种元素组成的物质中可能含非极性键
请将选择题答案填入下表:
题号 1 2 3 4 5 6 7
答案
题号 8 9 10 11 12 总分
答案
第Ⅱ卷 (非选择题 共52分)
二、非选择题(本大题共4小题,共52分)
13.(10分)[2024·江西宜春期中] Ⅰ.小明在了解了电池的发现历史和自己所学的电化学知识后,萌生了自己动手做一个电池的想法,于是他邀请你和他一起进行了下面的探索。
(1)正确的科学知识是能顺利进行实验的前提,为了确保你们实验的顺利进行,先来看看你对原电池的知识是否了解清楚了。下列化学反应可以设计成原电池的是 。
A.CaO+H2OCa(OH)2
B.NaOH+HClNaCl+H2O
C.CaCO3CaO +CO2↑
D.Fe+CuCl2FeCl2+Cu
(2)了解了原电池的原理之后,需要来挑选自己制作原电池的材料,下面是你们收集到的一些用品,请挑选出可以用来制作原电池的用品,并填到相应的位置(导线、烧杯、电流表等仪器已有)。
铜丝、铁丝、塑料片、纸片、酒精、食醋、水、柠檬。
负极材料: ;电解质溶液: 。
(3)正确选取了实验材料后,你们开始动手组装原电池,组装成的电池如下图所示,为了向其他同学介绍这款电池,需要对这款电池的原理做一个分析,下列说法正确的是 。
A.铁环作负极,发生还原反应
B.电池工作时,电子从铁环经LED灯流向铜丝
C.电池工作时,铁环变细铜线变粗
D.电池工作结束后柠檬的酸性变强
14.(12分)某温度时,向容积为V的密闭容器中充入3 mol H2(g)和3 mol I2(g),发生反应H2(g)+I2(g)2HI(g),测得各物质的物质的量浓度与时间变化的关系如图所示。请回答下列问题:
(1)V= L。
(2)该反应达到最大限度的时间是 s,该段时间内的平均反应速率v(HI)= mol·L-1·s-1。
(3)当反应达到平衡状态时,n(HI)= 。
(4)判断该反应达平衡的依据是 (填序号)。
①H2消耗的速率和I2消耗的速率相等
②H2、I2、HI的浓度比为1∶1∶2
③H2、I2、HI的浓度都不再发生变化
④该条件下正、逆反应速率都为零
⑤混合气体的平均相对分子质量不再发生变化
⑥气体的颜色不再发生变化
15.(15分)请回答下列问题。
(1)已知2H→H2放出436 kJ的热量,下列说法正确的是 。
A.氢气分子内每个氢原子都达到稳定结构
B.一个氢气分子的能量比两个氢原子的能量低
C.1 mol H2离解成2 mol H要放出436 kJ热量
D.氢原子比氢气分子稳定
(2)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↑。分解海水时,实现了光能转化为 能;分解海水的反应属于 (填“放热”或“吸热”)反应。
(3)已知断裂H—H、OO、O—H吸收的能量分别为436 kJ·mol-1、x kJ·mol-1、463 kJ·mol-1。图甲表示反应H2(g)+O2(g)H2O(g)的能量变化,1 mol H2参与反应,放热241.8 kJ,则b= kJ·mol-1,x= 。
(4)高铁电池的总反应为3Zn+2K2FeO4+8H2O
3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH。放电时,则正极反应式为 。
(5)甲烷燃料电池的工作原理示意图如图乙所示,a、b均为惰性电极。a极的电极反应式为 。
16.(15分)[2024·广东梅州期末] 某实验小组利用压强传感器、数据采集器和计算机等数字化实验设备组成数据采集系统,探究外界条件对双氧水分解速率的影响。实验装置(右图)和所完成实验编号如下。请回答下列问题。
资料显示:通常情况下,H2O2较稳定,不易分解。
实验药品:2% H2O2溶液、5% H2O2溶液、MnO2、FeCl3,热水、冰水。
实验编号 实验药品 催化剂
① 10 mL 2% H2O2溶液 0.2 g MnO2
② 10 mL 5% H2O2溶液 0.2 g MnO2
③ 10 mL 2% H2O2溶液 无催化剂
④ 10 mL 2% H2O2溶液 0.2 g FeCl3
(1)用化学方程式表示实验原理: 。
(2)编号①和②的实验目的是 。
(3)编号①③④探究的是不同催化剂条件下双氧水的分解速率,实验结果如图所示。说明图中曲线的含义: 。结合实验条件,分析三条曲线的区别:
。
(4)模仿上述设计,完成“温度对化学反应速率的影响”的实验方案设计。
实验编号 实验药品 反应条件
单元素养测评卷(二)
1.A [解析] 白炽灯工作时,电能转化为光能和热能,A不正确;绿色植物进行光合作用时,太阳能转化为化学能在生物体内储存,故B正确;电解水生成氢气和氧气时,电能转化为化学能,故C正确;煤燃烧时,化学能主要转化为热能释放出来,故D正确。
2.B [解析] H2O为共价化合物,只含共价键,故A不符合题意;KOH、Na2O2、(NH4)2S既含有离子键又含有共价键且均属于离子化合物,故B符合题意;MgO、CaBr2、NaCl只含有离子键,故C不符合题意;HCl为共价化合物,只含共价键,氯化镁是离子化合物,只含有离子键,故D不符合题意。
3.C [解析] 其他条件相同时,温度越高反应速率越快,A不符合题意;其他条件相同时,减小容器容积,压强增大,气体浓度增大,反应速率增大,B不符合题意;恒温恒容下,充入的稀有气体或其他不参加反应的气体虽改变了容器的压强,但没有改变反应气体的分压,即没有改变反应物的浓度,故不改变反应速率,C符合题意;选用合适的催化剂可以提高反应速率,D不符合题意。
4.D [解析] 该装置为原电池装置,a在金属活动性顺序中排在氢之前,b为碳棒,则a为负极,本身失电子发生氧化反应,b为正极,溶液中的氢离子得电子发生还原反应,A错误;b为正极,溶液中的氢离子得电子发生还原反应,所以碳棒上有气体逸出,消耗氢离子,溶液中c(H+)减小,故B错误;电流从正极流向负极,即从b→a,故C错误;a为负极,本身失电子发生氧化反应,所以a极质量减小,故D正确。
5.D [解析] 该反应吸热,但X的能量不一定低于M的,Y的能量不一定低于N的,A错误;反应的吸、放热,与反应条件无关,B错误;该反应吸热,破坏反应物中的化学键所吸收的能量大于形成生成物中化学键所放出的能量,C错误;该反应吸热,因此反应物总能量低于生成物总能量,即X和Y的总能量一定低于M和N的总能量,故D正确。
6.C [解析] 单位时间内每生成0.3 mol Cu,同时生成0.2 mol NH3,根据速率与方程式计量数成正比,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,A不符合题意;反应前后混合气体的质量是变化的,混合气体的总物质的量也是变化的,所以混合气体的平均相对分子质量不再改变,可说明反应达到平衡状态,B不符合题意;单位时间内断裂6 mol H—O的同时生成6 mol N—H,均表示逆反应速率,不能说明反应达到平衡状态,C符合题意;反应前后混合气体的质量是变化的,容器容积是不变的,因此混合气体的密度不发生变化,反应达到平衡状态,D不符合题意。
7.B [解析] 由图知,CO2和H2两种反应物的化学计量数之比为1∶3,反应方程式为CO2+3H2CH3OH+H2O,故A错误;0~3 min内,v(H2)==0.1 mol·L-1·min-1,故B正确;反应前后气体总质量不变、容器容积不变,则反应前后气体密度始终不变,所以气体密度不变不能作为平衡状态判断标准,故C错误;0~3 min内,H2减少0.3 mol,则CH3OH生成0.1 mol,而10~12 min时n(CH3OH)=0.1 mol,则在3~10 min内,反应处于平衡状态,故D错误。
8.D [解析] 转化①NH3中的一个N—H断裂,有极性共价键的断裂,故A正确;转化②中生成了氮气,有非极性键的形成,故B正确;转化中Fe2+被氧气氧化为Fe3+,生成1 mol Fe3+,转移1 mol电子,消耗1 mol O2,转移
4 mol电子,则生成4 mol Fe3+,故C正确;该转化中,参加反应的除了NO和氨气外,还有氧气,故D错误。
9.A [解析] 化学方程式:N2O+NON2+NO2,N2~2e-,生成1 mol N2时转移电子2 mol,故A错误;根据能量变化图,反应物的总能量大于生成物的总能量,此反应属于放热反应,故B正确;根据能量变化图可知,N2O(g)+NO(g)N2(g)+NO2(g) ΔH=(209-348) kJ·mol-1=-139 kJ·mol-1,故C正确;断键吸收能量,成键释放能量,此反应是放热反应,因此断键吸收能量之和小于成键释放能量之和,故D正确。
10.C [解析] 离子交换膜可阻止左边的碱性溶液和右边的酸性溶液发生中和反应,也可调节溶液电荷守恒,因左边为碱性溶液,所以不能用质子交换膜,故C项错误。
11.C [解析] 要验证温度和催化剂的比表面积对化学反应速率的影响,应控制两种反应物的浓度对应相同,故表中数据x=1.2×10-2,y=3.2×10-2,A正确;要验证温度对反应速率的影响,必须控制两种反应物的浓度和催化剂的比表面积对应相同,只有反应的温度不同,故应用实验①和③,B正确;要验证催化剂的比表面积对反应速率的影响,必须控制两种反应物的浓度和温度对应相同,而催化剂的比表面积不同,故选用的是实验①和②,C错误;因为反应物的浓度对应相同时,温度越高,催化剂的比表面积越大,反应速率越快,据表中数据分析知,反应速率:实验②大于实验①,实验③大于实验①,故反应速率最小的是实验①,D正确。
12.D [解析] 该化合物受热分解能产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,该气体为氨气,该化合物含N、H,由结构可知阳离子为铵根离子,W为H,Y为N,阴离子中X形成4个价键,Z形成2个价键,则X为第ⅣA元素,Z为第ⅥA元素,W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,则X为C,Z为O,阴离子为碳酸氢根离子,化合物为碳酸氢铵。W为H元素,为第1周期元素,A错误;N最高正价为+5价,C最高正价为+4价,H正价为+1价,则最高正化合价:Y>X>W ,B错误;非金属性越强,气态氢化物的稳定性越强,故气态氢化物的稳定性:H2O>NH3,即Z>Y,C错误;Y(N)与W(H)组成的物质中可能存在非极性键,如N2H4,D正确。
13.(1)D (2)铁丝 食醋和柠檬 (3)B
[解析] (1)反应CaO+H2OCa(OH)2中无元素化合价的变化,属于非氧化还原反应,不能设计为原电池反应,A错误;NaOH+HClNaCl+H2O为中和反应,无元素的化合价变化,不能设计为原电池反应,故B错误;CaCO3CaO+CO2↑为吸热的分解反应,无元素的化合价变化,不能设计为原电池反应,C错误;Fe+CuCl2FeCl2+Cu为置换反应,属于氧化还原反应,且放热,可设计为原电池反应,D正确。(2)一般而言,原电池由活泼性不同的两个电极、导线、电解质溶液构成,并且反应在常温下能自发进行,且铁比铜活泼,能与醋酸、柠檬酸反应,作负极材料。(3)铁环、铜丝和柠檬构成的原电池工作时,铁环作负极,铜丝作正极,铁环发生氧化反应,A错误;电池工作时,铁环作负极,铜丝作正极,电子会从铁环经LED灯流向最右侧铜丝,B正确;电池工作时,铁环失电子生成亚铁离子而变细,铜丝上氢离子得电子生成氢气,铜丝粗细不变,C错误;电池工作结束后柠檬酸参与反应,溶液的酸性变弱,D错误。
14.(1)3 (2)5 0.316 (3)4.74 mol (4)③⑥
[解析] (1)根据图像知,氢气和碘的初始物质的量浓度均为1 mol·L-1,所以容器的容积为=3 L。(2)当反应达到平衡状态时,各物质的浓度不变,根据图像可知,反应达到最大限度的时间为5 s,
v(HI)===0.316 mol·L-1·s-1。(3)该反应达到平衡状态时c(HI)=1.58 mol·L-1,由第(1)问得知,V=3 L,所以,n(HI)=c(HI)×V=1.58 mol·L-1×3 L=4.74 mol。(4)H2消耗的速率和I2消耗的速率相等,都是正反应,不能判断反应是否达到平衡状态,故①错误;H2、I2、HI的浓度之比为1∶1∶2时,该反应不一定达到平衡状态,故②错误;H2、I2、HI的浓度都不再发生变化,该反应正、逆反应速率相等,达到平衡状态,故③正确;平衡状态下正、逆反应速率相同且不为0,故④错误;反应前后气体质量和气体物质的量均不变,混合气体的平均相对分子质量始终不发生变化,故⑤错误;气体的颜色不再发生变化,说明碘单质浓度不变,说明反应达到平衡状态,故⑥正确。
15.(1)AB (2)化学 吸热 (3)926 496.4
(4)Fe+3e-+4H2OFe(OH)3+5OH-
(5)CH4+10OH--8e-C+7H2O
[解析] (1)氢气分子内每个氢原子都达到2电子稳定结构,故A正确;两个氢原子结合成氢分子,放出热量,因此两个氢原子的能量高于一个氢气分子的能量,故B正确;1 mol H2离解成2 mol H要吸收436 kJ热量,故C错误;氢原子形成氢气分子过程为放热过程,所以氢原子比氢气分子稳定性差,故D错误。(2)根据题意,分解海水时,分解海水的反应属于吸热反应,因此实现了光能转化为化学能。(3)已知断裂H—H、OO、O—H吸收的能量分别为436 kJ·mol-1、x kJ·mol-1、463 kJ·mol-1;根据题意b为成键释放的能量即463 kJ·mol-1×2=926 kJ·mol-1,则241.8 kJ·mol-1=926 kJ·mol-1-436 kJ·mol-1- kJ·mol-1,解得x=496.4。(4)根据放电总反应可知Zn化合价升高,为负极,K2FeO4为正极,则放电时,正极反应式为Fe+3e-+4H2OFe(OH)3+5OH-。(5)根据图中信息,电子从左到右,说明左边电极为负极,右边电极为正极,甲烷在a极失去电子发生氧化反应,则a极的电极反应式为CH4+10OH--8e-C+7H2O。
16.(1)2H2O22H2O+O2↑
(2)探究浓度对反应速率的影响
(3)不同催化剂对反应速率的影响不同 二氧化锰作催化剂催化效果最好,无催化剂时,H2O2稳定,不分解
(4)⑤ 10 mL 5% H2O2溶液、0.2 g MnO2 热水
[解析] (1)双氧水在催化剂作用下分解为水和氧气,反应的化学方程式是2H2O22H2O+O2↑。(2)编号①和②中双氧水的浓度不同,所以实验目的是探究浓度对反应速率的影响。(3)编号①③④探究的是不同催化剂条件下双氧水的分解速率。根据图示,图中曲线的含义是不同催化剂对反应速率的影响不同。二氧化锰作催化剂催化效果最好,无催化剂时,H2O2稳定,不分解。(4)探究“温度对化学反应速率的影响”,温度为变量,实验编号⑤,实验药品为10 mL 5% H2O2溶液、0.2 g MnO2,反应条件为热水,实验②⑤比较,探究“温度对化学反应速率的影响”。
第2章 化学键 化学反应规律
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。第Ⅰ卷48分,第Ⅱ卷52分,共100分。
第Ⅰ卷 (选择题 共48分)
一、选择题(本大题共12小题,每小题4分,共48分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.下列关于能量转换的认识中不正确的是 ( )
A.白炽灯工作时,电能转化为化学能
B.绿色植物进行光合作用时,太阳能转化为化学能
C.电解水生成氢气和氧气,电能转化为化学能
D.煤燃烧时化学能主要转化为热能
2.[2024·山东泰安宁阳一中月考] 下列各组物质中化合物类型相同且每种物质都既含有离子键又含有共价键的是 ( )
A.NaOH、H2O、NH4Cl B.KOH、Na2O2、(NH4)2S
C.MgO、CaBr2、NaCl D.Na2SO4、HCl、MgCl2
3.某密闭容器中发生反应CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g),不改变其他条件,下列措施不能提高反应速率的是 ( )
A.升高温度 B.减小容器容积
C.保持容积不变,通入He D.选用合适的催化剂
4.如图所示,a的金属活动性在氢之前,b为碳棒。关于该装置的说法中正确的是 ( )
A.a极上发生还原反应,b极上发生氧化反应
B.碳棒上有气体逸出,溶液中c(H+)增大
C.导线上有电流,电流方向为a→b
D.反应后a极质量减小
5.已知反应X+YM+N为吸热反应,对这个反应的下列说法中正确的是 ( )
A.X的能量一定低于M的,Y的能量一定低于N的
B.因为该反应为吸热反应,故一定要加热反应才能进行
C.破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量
D.X和Y的总能量一定低于M和N的总能量
6.[2024·河南许昌高级中学月考] 一定温度下,在恒容容器中,不能判断反应2NH3(g)+3CuO(s)3Cu(s)+N2(g)+3H2O(g)达到平衡的标志是 ( )
A.单位时间内每生成0.3 mol Cu,同时生成0.2 mol NH3
B.混合气体的平均相对分子质量不再改变
C.单位时间内断裂6 mol H—O的同时生成6 mol N—H
D.混合气体的密度不发生变化
7.180 ℃时将0.5 mol H2和1 mol CO2通入1 L的恒容密闭容器中,反应生成甲醇蒸气(CH3OH)和某无机副产物,测得各物质的物质的量随时间的部分变化如图所示,下列说法正确的是( )
A.该反应的化学方程式为2CO2+4H22CH3OH+O2
B.在0~3 min内H2的平均反应速率为0.1 mol·L-1·min-1
C.当容器内混合气体密度不再变化时,表明反应已经达到平衡状态
D.在3~10 min内,反应仍未达到平衡状态
8.[2024·山东菏泽月考] NH3还原NO的反应历程如图。下列说法不正确的是 ( )
A.转化①中有极性共价键的断裂
B.转化②中有非极性共价键的形成
C.转化③中每消耗1 mol O2,则生成4 mol Fe3+
D.该转化的总反应为6NO+4NH35N2+6H2O
9.[2024·山东烟台期中] 由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示。下列说法错误的是 ( )
A.反应生成1 mol N2时转移4 mol e-
B.反应物能量之和大于生成物能量之和
C.1 mol N2O(g)和1 mol NO(g)如图中完全反应放出139 kJ能量
D.断键吸收能量之和小于成键释放能量之和
10.一种“全氢电池”的工作原理如图所示。已知质子交换膜只允许氢离子通过,其他离子不能通过。下列说法不正确的是( )
A.电子流向是从吸附层M通过导线到吸附层N
B.若为阳离子交换膜,Na+从左边穿过离子交换膜向右边移动
C.离子交换膜可用质子交换膜
D.负极的电极反应式是H2-2e-+2OH-2H2O
11.利用CH4可消除NO2的污染,该反应的原理为CH4(g)+2NO2(g)CO2(g)+N2(g)+2H2O(g)。为了验证温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律,某同学设计了如下三组实验,部分实验条件已经填在下表中(增大催化剂的比表面积可提高该反应速率):
实验 编号 温度/℃ CH4初始浓度/ (mol·L-1) NO2初始浓度/ (mol·L-1) 催化剂的比表面 积/(m2·g-1)
① 250 1.2×10-2 3.2×10-2 81
② 250 1.2×10-2 y 121
③ 350 x 3.2×10-2 81
下列说法错误的是 ( )
A.表中数据x、y分别为1.2×10-2、3.2×10-2
B.能验证温度对反应速率的影响规律的是实验①和③
C.能验证催化剂的比表面积对反应速率的影响规律的是实验②和③
D.三组实验中,化学反应速率最小的是实验①
12.[2024·福建厦门六中月考] 短周期元素W、X、Y、Z原子序数依次增大,四种元素组成的一种化合物结构如下图所示,该化合物受热分解能产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。下列说法正确的是 ( )
A.第2周期元素的原子半径:X>Y>Z>W
B.元素的最高正化合价:X>Y>W
C.气态氢化物的稳定性:Y>Z
D.Y与W两种元素组成的物质中可能含非极性键
请将选择题答案填入下表:
题号 1 2 3 4 5 6 7
答案
题号 8 9 10 11 12 总分
答案
第Ⅱ卷 (非选择题 共52分)
二、非选择题(本大题共4小题,共52分)
13.(10分)[2024·江西宜春期中] Ⅰ.小明在了解了电池的发现历史和自己所学的电化学知识后,萌生了自己动手做一个电池的想法,于是他邀请你和他一起进行了下面的探索。
(1)正确的科学知识是能顺利进行实验的前提,为了确保你们实验的顺利进行,先来看看你对原电池的知识是否了解清楚了。下列化学反应可以设计成原电池的是 。
A.CaO+H2OCa(OH)2
B.NaOH+HClNaCl+H2O
C.CaCO3CaO +CO2↑
D.Fe+CuCl2FeCl2+Cu
(2)了解了原电池的原理之后,需要来挑选自己制作原电池的材料,下面是你们收集到的一些用品,请挑选出可以用来制作原电池的用品,并填到相应的位置(导线、烧杯、电流表等仪器已有)。
铜丝、铁丝、塑料片、纸片、酒精、食醋、水、柠檬。
负极材料: ;电解质溶液: 。
(3)正确选取了实验材料后,你们开始动手组装原电池,组装成的电池如下图所示,为了向其他同学介绍这款电池,需要对这款电池的原理做一个分析,下列说法正确的是 。
A.铁环作负极,发生还原反应
B.电池工作时,电子从铁环经LED灯流向铜丝
C.电池工作时,铁环变细铜线变粗
D.电池工作结束后柠檬的酸性变强
14.(12分)某温度时,向容积为V的密闭容器中充入3 mol H2(g)和3 mol I2(g),发生反应H2(g)+I2(g)2HI(g),测得各物质的物质的量浓度与时间变化的关系如图所示。请回答下列问题:
(1)V= L。
(2)该反应达到最大限度的时间是 s,该段时间内的平均反应速率v(HI)= mol·L-1·s-1。
(3)当反应达到平衡状态时,n(HI)= 。
(4)判断该反应达平衡的依据是 (填序号)。
①H2消耗的速率和I2消耗的速率相等
②H2、I2、HI的浓度比为1∶1∶2
③H2、I2、HI的浓度都不再发生变化
④该条件下正、逆反应速率都为零
⑤混合气体的平均相对分子质量不再发生变化
⑥气体的颜色不再发生变化
15.(15分)请回答下列问题。
(1)已知2H→H2放出436 kJ的热量,下列说法正确的是 。
A.氢气分子内每个氢原子都达到稳定结构
B.一个氢气分子的能量比两个氢原子的能量低
C.1 mol H2离解成2 mol H要放出436 kJ热量
D.氢原子比氢气分子稳定
(2)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↑。分解海水时,实现了光能转化为 能;分解海水的反应属于 (填“放热”或“吸热”)反应。
(3)已知断裂H—H、OO、O—H吸收的能量分别为436 kJ·mol-1、x kJ·mol-1、463 kJ·mol-1。图甲表示反应H2(g)+O2(g)H2O(g)的能量变化,1 mol H2参与反应,放热241.8 kJ,则b= kJ·mol-1,x= 。
(4)高铁电池的总反应为3Zn+2K2FeO4+8H2O
3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH。放电时,则正极反应式为 。
(5)甲烷燃料电池的工作原理示意图如图乙所示,a、b均为惰性电极。a极的电极反应式为 。
16.(15分)[2024·广东梅州期末] 某实验小组利用压强传感器、数据采集器和计算机等数字化实验设备组成数据采集系统,探究外界条件对双氧水分解速率的影响。实验装置(右图)和所完成实验编号如下。请回答下列问题。
资料显示:通常情况下,H2O2较稳定,不易分解。
实验药品:2% H2O2溶液、5% H2O2溶液、MnO2、FeCl3,热水、冰水。
实验编号 实验药品 催化剂
① 10 mL 2% H2O2溶液 0.2 g MnO2
② 10 mL 5% H2O2溶液 0.2 g MnO2
③ 10 mL 2% H2O2溶液 无催化剂
④ 10 mL 2% H2O2溶液 0.2 g FeCl3
(1)用化学方程式表示实验原理: 。
(2)编号①和②的实验目的是 。
(3)编号①③④探究的是不同催化剂条件下双氧水的分解速率,实验结果如图所示。说明图中曲线的含义: 。结合实验条件,分析三条曲线的区别:
。
(4)模仿上述设计,完成“温度对化学反应速率的影响”的实验方案设计。
实验编号 实验药品 反应条件
单元素养测评卷(二)
1.A [解析] 白炽灯工作时,电能转化为光能和热能,A不正确;绿色植物进行光合作用时,太阳能转化为化学能在生物体内储存,故B正确;电解水生成氢气和氧气时,电能转化为化学能,故C正确;煤燃烧时,化学能主要转化为热能释放出来,故D正确。
2.B [解析] H2O为共价化合物,只含共价键,故A不符合题意;KOH、Na2O2、(NH4)2S既含有离子键又含有共价键且均属于离子化合物,故B符合题意;MgO、CaBr2、NaCl只含有离子键,故C不符合题意;HCl为共价化合物,只含共价键,氯化镁是离子化合物,只含有离子键,故D不符合题意。
3.C [解析] 其他条件相同时,温度越高反应速率越快,A不符合题意;其他条件相同时,减小容器容积,压强增大,气体浓度增大,反应速率增大,B不符合题意;恒温恒容下,充入的稀有气体或其他不参加反应的气体虽改变了容器的压强,但没有改变反应气体的分压,即没有改变反应物的浓度,故不改变反应速率,C符合题意;选用合适的催化剂可以提高反应速率,D不符合题意。
4.D [解析] 该装置为原电池装置,a在金属活动性顺序中排在氢之前,b为碳棒,则a为负极,本身失电子发生氧化反应,b为正极,溶液中的氢离子得电子发生还原反应,A错误;b为正极,溶液中的氢离子得电子发生还原反应,所以碳棒上有气体逸出,消耗氢离子,溶液中c(H+)减小,故B错误;电流从正极流向负极,即从b→a,故C错误;a为负极,本身失电子发生氧化反应,所以a极质量减小,故D正确。
5.D [解析] 该反应吸热,但X的能量不一定低于M的,Y的能量不一定低于N的,A错误;反应的吸、放热,与反应条件无关,B错误;该反应吸热,破坏反应物中的化学键所吸收的能量大于形成生成物中化学键所放出的能量,C错误;该反应吸热,因此反应物总能量低于生成物总能量,即X和Y的总能量一定低于M和N的总能量,故D正确。
6.C [解析] 单位时间内每生成0.3 mol Cu,同时生成0.2 mol NH3,根据速率与方程式计量数成正比,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,A不符合题意;反应前后混合气体的质量是变化的,混合气体的总物质的量也是变化的,所以混合气体的平均相对分子质量不再改变,可说明反应达到平衡状态,B不符合题意;单位时间内断裂6 mol H—O的同时生成6 mol N—H,均表示逆反应速率,不能说明反应达到平衡状态,C符合题意;反应前后混合气体的质量是变化的,容器容积是不变的,因此混合气体的密度不发生变化,反应达到平衡状态,D不符合题意。
7.B [解析] 由图知,CO2和H2两种反应物的化学计量数之比为1∶3,反应方程式为CO2+3H2CH3OH+H2O,故A错误;0~3 min内,v(H2)==0.1 mol·L-1·min-1,故B正确;反应前后气体总质量不变、容器容积不变,则反应前后气体密度始终不变,所以气体密度不变不能作为平衡状态判断标准,故C错误;0~3 min内,H2减少0.3 mol,则CH3OH生成0.1 mol,而10~12 min时n(CH3OH)=0.1 mol,则在3~10 min内,反应处于平衡状态,故D错误。
8.D [解析] 转化①NH3中的一个N—H断裂,有极性共价键的断裂,故A正确;转化②中生成了氮气,有非极性键的形成,故B正确;转化中Fe2+被氧气氧化为Fe3+,生成1 mol Fe3+,转移1 mol电子,消耗1 mol O2,转移
4 mol电子,则生成4 mol Fe3+,故C正确;该转化中,参加反应的除了NO和氨气外,还有氧气,故D错误。
9.A [解析] 化学方程式:N2O+NON2+NO2,N2~2e-,生成1 mol N2时转移电子2 mol,故A错误;根据能量变化图,反应物的总能量大于生成物的总能量,此反应属于放热反应,故B正确;根据能量变化图可知,N2O(g)+NO(g)N2(g)+NO2(g) ΔH=(209-348) kJ·mol-1=-139 kJ·mol-1,故C正确;断键吸收能量,成键释放能量,此反应是放热反应,因此断键吸收能量之和小于成键释放能量之和,故D正确。
10.C [解析] 离子交换膜可阻止左边的碱性溶液和右边的酸性溶液发生中和反应,也可调节溶液电荷守恒,因左边为碱性溶液,所以不能用质子交换膜,故C项错误。
11.C [解析] 要验证温度和催化剂的比表面积对化学反应速率的影响,应控制两种反应物的浓度对应相同,故表中数据x=1.2×10-2,y=3.2×10-2,A正确;要验证温度对反应速率的影响,必须控制两种反应物的浓度和催化剂的比表面积对应相同,只有反应的温度不同,故应用实验①和③,B正确;要验证催化剂的比表面积对反应速率的影响,必须控制两种反应物的浓度和温度对应相同,而催化剂的比表面积不同,故选用的是实验①和②,C错误;因为反应物的浓度对应相同时,温度越高,催化剂的比表面积越大,反应速率越快,据表中数据分析知,反应速率:实验②大于实验①,实验③大于实验①,故反应速率最小的是实验①,D正确。
12.D [解析] 该化合物受热分解能产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,该气体为氨气,该化合物含N、H,由结构可知阳离子为铵根离子,W为H,Y为N,阴离子中X形成4个价键,Z形成2个价键,则X为第ⅣA元素,Z为第ⅥA元素,W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,则X为C,Z为O,阴离子为碳酸氢根离子,化合物为碳酸氢铵。W为H元素,为第1周期元素,A错误;N最高正价为+5价,C最高正价为+4价,H正价为+1价,则最高正化合价:Y>X>W ,B错误;非金属性越强,气态氢化物的稳定性越强,故气态氢化物的稳定性:H2O>NH3,即Z>Y,C错误;Y(N)与W(H)组成的物质中可能存在非极性键,如N2H4,D正确。
13.(1)D (2)铁丝 食醋和柠檬 (3)B
[解析] (1)反应CaO+H2OCa(OH)2中无元素化合价的变化,属于非氧化还原反应,不能设计为原电池反应,A错误;NaOH+HClNaCl+H2O为中和反应,无元素的化合价变化,不能设计为原电池反应,故B错误;CaCO3CaO+CO2↑为吸热的分解反应,无元素的化合价变化,不能设计为原电池反应,C错误;Fe+CuCl2FeCl2+Cu为置换反应,属于氧化还原反应,且放热,可设计为原电池反应,D正确。(2)一般而言,原电池由活泼性不同的两个电极、导线、电解质溶液构成,并且反应在常温下能自发进行,且铁比铜活泼,能与醋酸、柠檬酸反应,作负极材料。(3)铁环、铜丝和柠檬构成的原电池工作时,铁环作负极,铜丝作正极,铁环发生氧化反应,A错误;电池工作时,铁环作负极,铜丝作正极,电子会从铁环经LED灯流向最右侧铜丝,B正确;电池工作时,铁环失电子生成亚铁离子而变细,铜丝上氢离子得电子生成氢气,铜丝粗细不变,C错误;电池工作结束后柠檬酸参与反应,溶液的酸性变弱,D错误。
14.(1)3 (2)5 0.316 (3)4.74 mol (4)③⑥
[解析] (1)根据图像知,氢气和碘的初始物质的量浓度均为1 mol·L-1,所以容器的容积为=3 L。(2)当反应达到平衡状态时,各物质的浓度不变,根据图像可知,反应达到最大限度的时间为5 s,
v(HI)===0.316 mol·L-1·s-1。(3)该反应达到平衡状态时c(HI)=1.58 mol·L-1,由第(1)问得知,V=3 L,所以,n(HI)=c(HI)×V=1.58 mol·L-1×3 L=4.74 mol。(4)H2消耗的速率和I2消耗的速率相等,都是正反应,不能判断反应是否达到平衡状态,故①错误;H2、I2、HI的浓度之比为1∶1∶2时,该反应不一定达到平衡状态,故②错误;H2、I2、HI的浓度都不再发生变化,该反应正、逆反应速率相等,达到平衡状态,故③正确;平衡状态下正、逆反应速率相同且不为0,故④错误;反应前后气体质量和气体物质的量均不变,混合气体的平均相对分子质量始终不发生变化,故⑤错误;气体的颜色不再发生变化,说明碘单质浓度不变,说明反应达到平衡状态,故⑥正确。
15.(1)AB (2)化学 吸热 (3)926 496.4
(4)Fe+3e-+4H2OFe(OH)3+5OH-
(5)CH4+10OH--8e-C+7H2O
[解析] (1)氢气分子内每个氢原子都达到2电子稳定结构,故A正确;两个氢原子结合成氢分子,放出热量,因此两个氢原子的能量高于一个氢气分子的能量,故B正确;1 mol H2离解成2 mol H要吸收436 kJ热量,故C错误;氢原子形成氢气分子过程为放热过程,所以氢原子比氢气分子稳定性差,故D错误。(2)根据题意,分解海水时,分解海水的反应属于吸热反应,因此实现了光能转化为化学能。(3)已知断裂H—H、OO、O—H吸收的能量分别为436 kJ·mol-1、x kJ·mol-1、463 kJ·mol-1;根据题意b为成键释放的能量即463 kJ·mol-1×2=926 kJ·mol-1,则241.8 kJ·mol-1=926 kJ·mol-1-436 kJ·mol-1- kJ·mol-1,解得x=496.4。(4)根据放电总反应可知Zn化合价升高,为负极,K2FeO4为正极,则放电时,正极反应式为Fe+3e-+4H2OFe(OH)3+5OH-。(5)根据图中信息,电子从左到右,说明左边电极为负极,右边电极为正极,甲烷在a极失去电子发生氧化反应,则a极的电极反应式为CH4+10OH--8e-C+7H2O。
16.(1)2H2O22H2O+O2↑
(2)探究浓度对反应速率的影响
(3)不同催化剂对反应速率的影响不同 二氧化锰作催化剂催化效果最好,无催化剂时,H2O2稳定,不分解
(4)⑤ 10 mL 5% H2O2溶液、0.2 g MnO2 热水
[解析] (1)双氧水在催化剂作用下分解为水和氧气,反应的化学方程式是2H2O22H2O+O2↑。(2)编号①和②中双氧水的浓度不同,所以实验目的是探究浓度对反应速率的影响。(3)编号①③④探究的是不同催化剂条件下双氧水的分解速率。根据图示,图中曲线的含义是不同催化剂对反应速率的影响不同。二氧化锰作催化剂催化效果最好,无催化剂时,H2O2稳定,不分解。(4)探究“温度对化学反应速率的影响”,温度为变量,实验编号⑤,实验药品为10 mL 5% H2O2溶液、0.2 g MnO2,反应条件为热水,实验②⑤比较,探究“温度对化学反应速率的影响”。