鲁科版 必修2 第2章《化学键-化学反应与能量》单元测试(含解析)

第2章《化学键 化学反应与能量》
一、单选题(每小题只有一个正确答案)
1.下列有关物质性质的应用正确的是（　　）
A． 生石灰能与水反应，可用来干燥氯气
B． 氯化铝是一种电解质，可用于电解法制铝
C． 液氨汽化时要吸收大量的热，可用做制冷剂
D． 二氧化硅不与强酸反应，可用石英器皿盛放氢氟酸
2.下列微粒之间能形成离子键的是(　　)
①Mg2＋　②　③质量数为18，中子数为10的原子　④第三周期中原子半径最大的原子(惰性气体除外)
A． ②④ B． ①③ C． ③④ D． ②③
3.碳酸钙与稀盐酸的反应为放热反应，生成二氧化碳的量与反应时间的关系如图所示。下列结论不正确的是(　　)

A． 反应开始2分钟内平均反应速率最大
B． 反应4分钟后平均反应速率最小
C． 反应开始4分钟内温度对反应速率的影响比浓度大
D． 反应4分钟后反应速率下降的原因是盐酸浓度逐渐减小
4.实验室中部分气体的制取及性质实验装置如图所示（省略加持和净化装置）对c中现象判断正确的是（　　）


A． A B． B C． C D． D
5.有媒体报道一种新型污水处理装置问世，该装置可利用一种微生物将有机废水的化学能直接转化为电能，该装置的构造如图所示。下列说法中正确的是(　　)

A． 装置外层电路中箭头的方向代表电流的方向
B． 该装置为原电池装置，其中N为负极
C． 该装置为电解池装置，其中M为阳极
D． 若有机废水中含有葡萄糖，则M电极发生的电极反应式为C6H12O6＋6H2O－24e－6CO2＋24H＋
6.引起化学反应中能量变化的原因解释正确的是(　　)
A． 化学反应前后物质的种类和数量发生变化
B． 化学反应前后原子的种类和数目没有发生改变，但分子的种类改变
C． 反应物化学键断裂吸收的总能量与生成物化学键形成时放出的总能量不同
D． 反应物中1 mol键断裂吸收的能量与生成物形成1 mol键放出的能量不同
7.在四个不同的容器中，在不同的条件下进行合成氨的反应，根据下列在相同时间内测定的结果判断，生成氨的速率最快的是(　　)
A．v(H2)＝0.2 mol·L－1·min－1 B．v(N2)＝0.2 mol·L－1·min－1
C．v(N2)＝0.02 mol·L－1·s－1 D．v(H2)＝0.04 mol·L－1·s－1
8.恒温恒容条件下发生反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，若将1 mol氮气和3 mol氢气充入密闭容器中，反应达平衡时，氨气的体积分数为a。保持相同条件，在密闭容器中分别充入下列物质， 反应达平衡时，氨气的体积分数不可能为a的是(　　)
A． 2 mol NH3
B． 1 mol N2、3 mol H2和2 mol NH3
C． 0.5 mol N2、1.5 mol H2和1 mol NH3
D． 0.1 mol N2、0.3 mol H2和1.8 mol NH3
9.可用如图装置制取(必要时可加热)、净化、收集的气体是(　　)

A． 浓盐酸与二氧化锰制氯气 B． 亚硫酸钠与浓硫酸制二氧化硫
C． 锌和稀硫酸制氢气 D． 硫化亚铁与稀硫酸制硫化氢
10.AB属于离子化合物，其中A离子和B离子的电子层结构不同，从原子的最外层电子看A比B少4，而次外层电子数A比B多6，则该离子化合物是(　　)
A． MgO B． CaO C． KCl D． MgS
11.已知甲烷燃料电池的总反应方程式为CH4＋2O2CO2＋2H2O，其中1个电极的反应式为2O2＋ 8H＋＋8e－4H2O，下列叙述不正确的是(　　)
A． 通入甲烷的一极为负极
B． 通入氧气的一极为正极
C． 正极发生氧化反应
D． 负极的电极反应式为CH4＋2H2O－8e－CO2＋8H＋
12.Mg—AgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池反应方程式为2AgCl＋MgMg2＋＋2Ag＋2Cl－。有关该电池的说法正确的是(　　)
A． Mg为电池的正极 B． 负极反应为AgCl＋e－Ag＋Cl－
C． 不能被KCl溶液激活 D． 可用于海上应急照明供电
13.下列各组物质中所含化学键类型完全相同的是(　　)
A． NaF、NH4Cl B． NaOH、NaClO C． CaO、Na2O2 D． MgCl2、AlCl3
二、填空题
14.(1)某小组同学在烧杯中加入5 mL 1.0 mol·L－1盐酸，再放入用砂纸打磨过的铝条，观察产生H2的速率，如图A所示，该反应是_________(填“吸热”或“放热”)反应，其能量变化可用图中的_________(填“B”或“C”)表示。

(2)将1 mol N2和3 mol H2充入密闭容器中，在一定条件下发生反应N2＋3H22NH3。
①下列说法正确的是________。
a．最终生成2 mol NH3
b．可逆反应达到平衡时，反应停止
c．当v正(H2)＝v逆(N2)时，反应达到平衡
d．达到平衡时，反应达到了最大限度
e．平衡时各组分的物质的量一定相等
②已知拆开1 mol H—H键、1 mol N≡N键、1 mol N—H键分别需要吸收的能量为436 kJ、946 kJ、391 kJ，则1 mol NH3分解为N2和H2时，该反应需要___________(填“放出”或“吸收”)______kJ的热量。
(3)已知反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，一定条件下发生反应生成2 mol SO3，放出的热量为197 kJ。若在相同条件下，向密闭容器中通入2 mol SO2和1 mol O2，反应达到平衡时放出的热量为Q，则Q_________(填“>”“<”或“＝”)197 kJ。
15.理论上讲，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。请利用反应“Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋”设计一个化学电池(正极材料用碳棒)，回答下列问题：
(1)该电池的负极材料是________，发生________(填“氧化”或“还原”)反应，电解质溶液是____________。
(2)正极上出现的现象是________________________________________________________。
(3)若导线上转移电子1 mol，则生成银______ g。
16.利用化学反应将存储在物质内部的化学能转化为电能，科学家设计出了原电池，从而为人类生产、生活提供能量。
(1)甲同学认为，所有的氧化还原反应都可以设计成原电池，你是否同意________(填“是”或“否”)。若不同意，请你试举一例，写出相应的化学方程式：__________________________。

(2)乙同学依据氧化还原反应2Ag＋＋Cu===Cu2＋＋2Ag设计的原电池如图所示：
①负极的材料是________，发生的电极反应为____________________。
②外电路中的电子是从________电极流向________电极(写出电极材料的名称)。
③当反应进行一段时间后取出电极材料，测得某一电极增重了5.4 g，则该原电池反应共转移的电子数目是________。
(3)有人以化学反应：2Zn＋O2＋4H＋===2Zn2＋＋2H2O为基础设计一种原电池，移入人体内作为心脏起搏器的能源，它们靠人体内血液中溶有一定浓度的O2、H＋、Zn2＋进行工作。则原电池的负极材料是________，发生的电极反应为____________________________。
(4)某种氢氧燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质，两极上发生的电极反应分别为
A极：2H2＋2O2－－4e－===2H2O；
B极：O2＋4e－===2O2－
则A极是电池的________极；电子从该极________(填“流入”或“流出”)。
17.某同学做如下实验，以检验反应中的能量变化。

(1)在实验中发现反应后(a)中温度升高，由此可以判断(a)中反应是________热反应；(b)中温度降低，由此可以判断(b)中反应是________热反应。
(2)写出铝与盐酸反应的离子方程式______________________________________________。
(3)(b)中反应物的总能量应该________其生成物的总能量。
18.设X、Y、Z代表三种元素。已知：
①X＋和Y－两种离子具有相同的电子层结构。
②Z元素原子核内质子数比Y元素原子核内质子数少9个。
③Y和Z两种元素可以形成四核42个电子的－1价阴离子。
据此，请填空：
(1)写出X、Y、Z三种元素的元素符号：X________，Y________，Z________。
(2)X、Y两种元素最高价氧化物对应水化物相互反应的离子方程式为___________________。
(3) Y－的电子式____________。
(4)用电子式表示X、Z形成化合物的过程____________________________________________
________________________________________________________________________。
三、实验题
19.有甲、乙两位学生利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人都使用镁片与铝片作电极，但甲同学将电极放入6 mol·L－1硫酸溶液中，乙同学将电极放入6 mol·L－1的氢氧化钠溶液中，如下图所示。

(1)写出甲池中正极的电极反应式__________________________________________________。
(2)写出乙池中负极的电极反应式__________________________________________________。
(3)写出乙池中总反应的离子方程式_______________________________________________。
(4)如果甲与乙同学均认为“构成原电池的电极材料如果都是金属，则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”，则甲会判断出________活动性更强，而乙会判断出________活动性更强(填写元素符号)。
(5)由此实验，可得到如下哪些结论正确____________________________________________。
A．利用原电池反应判断金属活动顺序时应注意选择合适的介质
B．镁的金属性不一定比铝的金属性强
C．该实验说明金属活动顺序已过时，已没有实用价值
D．该实验说明化学研究对象复杂、反应受条件影响较大，因此应具体问题具体分析
(6)上述实验也反过来证明了“直接利用金属活动顺序判断原电池中的正负极”这种做法________(“可靠”或“不可靠”)。如不可靠，请你提出另一个判断原电池正、负极的可行实验方案______________(如可靠，此空可不填)。
20.按照下图所示的操作步骤，完成Ba(OH)2·8H2O与氯化铵晶体反应的实验。

回答下列问题
(1)实验过程中观察到的现象是__________________________________________________。
(2)写出该反应的化学方程式____________________________________________________。
(3)该反应是放热反应还是吸热反应________。
四、推断题
21.W、X、Y、Z是原子序数依次增大的同一短周期元素，W、X是金属元素，Y、Z是非金属元素。
(1)W、X各自的最高价氧化物对应的水化物可以反应生成盐和水，该反应的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)W与Y可形成化合物W2Y，该化合物的电子式为
________________________________________________________________________。
(3)Y的低价氧化物通入Z单质的水溶液中，发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
(4)比较Y、Z气态氢化物的稳定性________>________(用分子式表示)。
(5)W、X、Y、Z四种元素简单离子的离子半径由大到小的顺序是________>________>________>________。
22.下表列出了①～⑨九种元素在周期表中的位置，A、B和C是中学常见的化合物。请回答下列问题：

(1)上述所列元素中，最高价氧化物的水化物的酸性最强的是________(填化学式)。
(2)②元素最高正价与④元素形成的化合物的电子式是__________。
(3)⑤⑨两种元素形成氢化物的水溶液的酸性由弱到强的顺序为________(用化学式表示)。
(4)从④⑥两种元素形成的化合物与④⑧两种元素形成的化合物的混合物中分离提纯④⑧两种元素形成的化合物，可加入上表中________(用元素符号表示)两种元素形成的化合物的水溶液后，再过滤洗涤。
(5)③元素的气态氢化物与其最高价氧化物的水化物反应生成的物质为________(用化学式表示)，该物质所含化学键类型有________________。
五、计算题
23.将一定量的二氧化硫和含0.7 mol氧气的空气(忽略CO2)放入一定体积的密闭容器中，550 ℃时，在催化剂作用下发生反应2SO2＋O22SO3。反应达到平衡后，将容器中的混合气体通过过量氢氧化钠溶液，气体体积减小了21.28 L；再将剩余气体通过一种碱性溶液吸收氧气，气体的体积又减少了5.6 L(以上气体体积均为标准状况下的体积)。(计算结果保留一位小数)
请回答下列问题：
(1)判断该反应达到平衡状态的标志是(填字母)__________________。
a．二氧化硫和三氧化硫浓度相等
b．三氧化硫百分含量保持不变
c．容器中气体的压强不变
d．三氧化硫的生成速率与二氧化硫的消耗速率相等
e．容器中混合气体的密度保持不变
(2)求该反应达到平衡时，消耗二氧化硫的物质的量占原二氧化硫的物质的量的百分比。
(3)若将平衡混合气体的5%通入过量的氯化钡溶液中，生成沉淀的质量是多少？


答案解析
1.【答案】C
【解析】CaO遇水生成氢氧化钙，而氢氧化钙会和氯气反应，不能用生石灰干燥氯气；氯化铝的构成微粒是分子，属于分子晶体，为共价化合物，工业上采用电解氧化铝的方法冶炼铝；液氨汽化时要吸收大量的热，可用作制冷剂；石英的主要成分是二氧化硅，二氧化硅可与氢氟酸反应生成四氟化硅气体，所以不能用石英器皿盛放氢氟酸。
2.【答案】C
【解析】①(镁离子)与②(氟离子)能形成离子键；③(氧原子)与④(钠原子)能形成离子键。
3.【答案】A
【解析】由图可知，2～4分钟时间内，生成的二氧化碳的体积最多，故2～4 min反应速率最快，故A错误；4 min后氢离子浓度起主要作用，氢离子浓度降低，4分钟后的平均反应速率最小，故B正确；随反应进行氢离子浓度降低，氢离子浓度变化使反应速率降低，由图像可知，2～4 min反应速率最快，0～4分钟温度对反应速率起主要作用，4 min后反应速率又降低，氢离子浓度起主要作用，故C正确；由图可知，4 min后反应速率又降低，氢离子浓度起主要作用，故D正确。
4.【答案】A
【解析】浓氨水滴入到生石灰上，放出的热量促进氨气的逸出，氨气与硝酸银反应先生成氢氧化银沉淀，再发生络合反应生成银氨络合物，银氨络合物为可溶性物质，所以看到现象为先产生沉淀后消失；稀硝酸与银反应生成一氧化氮，一氧化氮不溶于水，易于空气反应生成二氧化氮，二氧化氮为红棕色气体，所以看到现象为：试管口出现红棕色气体；浓盐酸与高锰酸钾反应生成氯气，氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，盐酸具有酸性，次氯酸具有漂白性，遇到石蕊溶液，现象为：先变红色后褪色；稀硫酸与碳酸钠反应生成二氧化碳，二氧化碳与硅酸钠溶液反应生成硅酸沉淀，现象为产生白色沉淀。
5.【答案】D
【解析】由题目信息知该装置可利用微生物将有机废水的化学能直接转化为电能，即该装置为原电池，由于N电极附近氧气转化为水，电极反应式为O2＋4e－＋4H＋2H2O，可知N电极为该电池的正极，M电极为负极，故B、C项错误；外电路中箭头的方向为电子流动的方向，电流方向与电子流动方向恰好相反，A项错误；M电极为电池负极，发生氧化反应，D项正确。
6.【答案】C
【解析】化学反应的本质：反应物中化学键的断裂和生成物中化学键的形成，前者吸收的总能量与后者放出的能量不同，因此化学反应中常伴有能量的变化。
7.【答案】C
【解析】根据同一化学反应用不同物质所表示的反应速率之比等于其方程式中的化学计量数之比，将它们都转化为用N2表示的速率，比较数值大小即可，注意单位统一。
8.【答案】B
【解析】　化学平衡状态的建立，与反应途径无关，从正反应或逆反应开始，都可建立平衡状态。可假设完全反应，按化学计量数将各选项给定的物质都转化为氮气和氢气，若二者的物质的量都分别为1 mol和3 mol时，它们在恒温恒容条件下的平衡状态相同，氨气的体积分数相同。
9.【答案】B
【解析】浓盐酸和二氧化锰制取氯气是采用固液混合加热型反应装置；氯气和浓硫酸不反应，所以可以用浓硫酸干燥；氯气的密度大于空气的密度且和氧气不反应，所以采用向上排空气法收集，但氯气中混有的HCl未除去；亚硫酸钠和浓硫酸制取二氧化硫使用固液混合不加热型反应装置；二氧化硫和浓硫酸不反应，所以可以用浓硫酸干燥；二氧化硫的密度大于空气的密度，且常温下和氧气不反应，所以可以采用向上排空气法收集；锌和稀硫酸制取氢气使用固液混合不加热型装置；氢气和浓硫酸不反应，可以用浓硫酸干燥；氢气的密度小于空气的密度，且常温下和氧气不反应，所以可以采用向下排空气法收集；硫化氢有强还原性，浓硫酸有强氧化性，硫化氢和浓硫酸能发生氧化还原反应，所以不能用浓硫酸干燥硫化氢。
10.【答案】B
【解析】由题意A离子和B离子的电子层结构不同，可知MgO、KCl不合题意。从次外层电子数A比B多6可知，CaO符合题意。
11.【答案】C
【解析】由总反应式中元素化合价的变化可确定：通入甲烷的一极为负极，通入氧气的一极为正极；总反应式与已知的电极反应式相减可得另一电极反应式：CH4＋2H2O－8e－CO2＋8H＋。
12.【答案】D
【解析】根据原电池工作原理及氧化还原反应判断，Mg为还原剂是负极，失电子，所以A、B都错。电解质溶液可用KCl溶液代替，即此电池可被KCl溶液激活。
13.【答案】B
【解析】只含离子键的物质为NaF、CaO、MgCl2；既含离子键又含共价键的物质为NH4Cl、NaOH、NaClO、Na2O2；只含共价键的物质为AlCl3。
14.【答案】(1)放热　B　(2)①d　②吸收　46　 (3)＜
【解析】(1)铝与盐酸反应，开始反应时速率增大，而盐酸浓度降低，说明温度对速率的影响大于浓度对速率的影响，该反应为放热反应，使反应混合液的温度升高。
(2) ①可逆反应，不能进行到底，a错误；化学平衡为动态平衡，平衡时反应没有停止，b错误；当v正(H2)＝v逆(N2)时，v正(N2)≠v逆(N2)，不是平衡状态，c错误；平衡时各组分的物质的量不相等，e错误。②1 mol NH3分解为N2和H2时需吸收的能量为3×391 kJ，放出的能量为×(946 kJ＋3×436 kJ )，反应吸收的能量为3×391 kJ－×(946 kJ＋3×436 kJ )＝46 kJ。
(3)2 mol SO2和1 mol O2完全反应生成2 mol SO3气体放出的热量为197 kJ,2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)为可逆反应，反应不能进行到底，向密闭容器中通入2 mol SO2和1 mol O2，反应达到平衡时，生成SO3的物质的量小于2 mol，故平衡时放出的热量小于197 kJ。
15.【答案】(1)Cu　氧化　AgNO3溶液
(2)碳棒上出现银白色物质
(3)108
【解析】(1)根据电池的总反应，可知负极一般是失电子的物质，所以负极材料应该是铜，发生氧化反应，电解质溶液是一种可溶性的银盐溶液，所以是AgNO3溶液。(2)正极上是溶液中的银离子得到电子变成银单质，所以正极上的现象是碳棒上出现银白色物质。(3)当导线上转移1 mol电子的时候，正极上会析出1 mol银单质，所以正极上生成的银的质量是108 g。
16.【答案】(1)否　非自发进行的氧化还原反应如C＋CO22CO不能设计成原电池
(2)①铜　Cu－2e－===Cu2＋　②铜　银　③0.05NA(或3.01×1022)
(3)锌　2Zn－4e－===2Zn2＋
(4)负　流出
【解析】
17.【答案】(1)放　吸
(2)2Al＋6H＋2Al3＋＋3H2↑
(3)低于
【解析】由题意可知，(a)中的温度升高，其反应为放热反应； (b)中温度降低，其反应为吸热反应。吸热反应中反应物的总能量低于其生成物的总能量。
18.【答案】(1)钾　氯　氧
(2)H＋＋OH－H2O
(3)
(4)
【解析】根据X＋和Y－两种离子具有相同的电子层结构，可确定X为第ⅠA族元素，Y为第ⅦA族元素；Z元素原子核内质子数比Y元素原子核内质子数少9个，可知Z元素原子与Y元素原子序数相差9，故Z为Y的前一周期的氧族元素；从而判断出，Y和Z两种元素，形成的4核42个电子的－1价阴离子为氯酸根离子，X＋为钾离子；X最高价氧化物对应水化物氢氧化钾为强碱；Y最高价氧化物对应水化物高氯酸为强酸。
19.【答案】(1)2H＋＋2e－H2↑
(2)2Al＋8OH－－6e－2AlO＋4H2O
(3)2Al＋2OH－＋2H2O2AlO＋3H2↑
(4)Mg(或镁)　Al(或铝)　
(5)AD　　
(6)不可靠　将两种金属作电极连上电流表后插入电解质溶液，构成原电池，利用电流表测定电流的方向，从而判断电子流动方向，再确定原电池正、负极
【解析】甲同学依据的化学反应原理是Mg＋H2SO4MgSO4＋H2↑，乙同学依据的化学反应原理是2Al＋2NaOH＋2H2O2NaAlO2＋3H2↑。由于铝与碱的反应是一个特例，不可作为判断金属性强弱的依据。判断原电池的正、负极要依据实验事实。
20.【答案】(1)有刺激性气味气体产生，用手摸烧杯底部有冰凉感觉， 用手拿起烧杯，玻璃片粘结到烧杯的底部 ，烧杯内反应物成糊状
(2)Ba(OH)2·8H2O＋2NH4ClBaCl2＋2NH3↑＋10H2O
(3)吸热反应
【解析】该实验中的氢氧化钡与氯化铵都为固体，二者混合时要用玻璃棒迅速搅拌，使其充分接触发生反应
Ba(OH)2·8H2O＋2NH4ClBaCl2＋2NH3↑＋10H2O，该反应为复分解反应。
反应过程中有刺激性气味的氨气放出；由于该反应为吸热反应，玻璃片温度降低，使玻璃片上的水结冰与烧杯黏结；烧杯内的混合物因有水生成且在玻璃棒的搅拌下而呈糊状。
21.【答案】(1)Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－　
(2)
(3)SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl　
(4)HCl　H2S　(5)S2－　Cl－　Na＋　Al3＋
【解析】因为这四种元素为同一短周期元素，W和X为金属元素，且各自的最高价氧化物对应的水化物可以反应生成盐和水，所以W为Na，X为Al，Na与Y形成Na2Y，说明Y为－2价，即Y为S，则Z为Cl。
22.【答案】(1)HClO4　(2)　(3)HF【解析】本题考查元素推断、元素周期表和元素周期律。(1)⑤F的非金属性最强，但无正价，因此最高价氧化物的水化物酸性最强的为HClO4。(2)②④分别为C、O，形成的化合物CO2的电子式为。
(4)从MgO、SiO2中分离出SiO2，加入盐酸，然后过滤洗涤。(5)N的气态氢化物NH3与最高价氧化物的水化物HNO3反应生成NH4NO3，含有离子键和共价键。
23.【答案】(1)bc　(2)94.7%　(3)10.5 g
【解析】(1)二氧化硫和三氧化硫浓度不再变化 (不是两者浓度相等)时，反应达到平衡；该反应前后气体的物质的量发生改变，气体的压强不变时，反应达到平衡；三氧化硫的生成与二氧化硫的消耗表明的都是正反应，无法判断反应达到平衡状态；由于气体的体积不变，质量守恒，故不论反应是否达到平衡，混合气体的密度都保持不变，密度保持不变，无法判断反应达到平衡状态。
(2)消耗氧气的物质的量为0.7 mol－＝0.45 mol，则消耗的n(SO2) ＝生成的n(SO3)＝0.45 mol×2 ＝0.9 mol。反应后二氧化硫与三氧化硫的物质的量之和为＝0.95 mol，即为反应前的二氧化硫的物质的量，反应达到平衡时，二氧化硫的转化率＝×100%≈94.7%。
(3) 二氧化硫与氯化钡溶液不反应。生成的沉淀为硫酸钡，由SO3＋H2O＋BaCl2===BaSO4↓＋2HCl可知，n(BaSO4)＝n(SO3)＝0.9 mol×5%＝0.045 mol，m(BaSO4)＝0.045 mol×233 g·mol－1≈10.5 g。
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