第2章化学键 化学反应规律 练习
一、单选题
1．一定条件下，在体积恒定的密闭容器中发生反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-QkJ·mol-1，下列说法正确的是（ ）
A．达到平衡时反应放出的热量可能达到QkJ
B．升高温度，逆反应速率减小
C．当混合气体的密度不再发生变化时，说明反应达到平衡状态
D．达到平衡时，v正(N2)=3v逆(H2)
2．下列说法中正确的个数有
①在氯化镁中，镁离子和氯离子之间、两个氯离子之间存在着静电吸引作用
②SO2和H2O反应的产物是离子化合物
③离子化合物中一定不含共价键
④由非金属元素组成的化合物一定是共价化合物
⑤金属钠与水的反应中断裂的化学键包括离子键和共价键
⑥已知氯化铝为共价化合物，那么氯化铝只有在熔融状态下才能够导电
A．0个 B．1个 C．2个 D．3个
3．下列反应是放热反应的是
A．Ba(OH)2 8H2O与NH4Cl混合 B．Al和Fe2O3高温条件下反应
C．碳与水蒸气制取“水煤气” D．高温煅烧石灰石
4．如图(Ea表示活化能)是CH4与Cl2生成CH3Cl的部分反应过程中各物质物质的能量变化关系图，下列说法正确的是（ ）
A．Cl·可由Cl2在高温条件下生成，是CH4与Cl2反应的催化剂
B．升高温度，Ea1、Ea2均减小，反应速率加快
C．增大Cl2的浓度，可提高反应速率，但不影响△H的大小
D．第一步反应的速率大于第二步反应
5．哈伯法合成氨的反应原理为，新研制的催化剂可使该反应在常温、常压下进行，以氮气和氢气为反应物的燃料电池是利用氮气的一种新方法。将上述合成氨反应设计成燃料电池，工作原理如图所示。其中溶有的稀的A溶液为电解质。下列说法不正确的是
A．b电极为负极
B．a电极发生的反应为
C．A溶液中所含溶质为
D．可用蒸发结晶的方法分离出A
6．下列化学用语中，正确的是
A．镁原子的结构示意图为
B．1H218O摩尔质量为20
C．生石灰的分子式为CaO
D．Na2O2的电子式为
7．为探究外界条件对反应：mA(g)+nB(g) cZ(g)△H的影响，以A和B物质的量之比为m：n开始反应，通过实验得到不同条件下达到平衡时Z的物质的量分数，实验结果如图所示，下列判断正确的是
A．△H＞0
B．升温，正、逆反应速率都增大，平衡常数减小
C．增大压强，Z的含量减小
D．在恒温恒容下，向已达到平衡的体系中加入少量Z，达到平衡后Z的含量减小
8．对于反应2A(g)+B(g)=3C(g)+5D(g)，在某段时间内的平均反应速率为υx(x代表某反应物或生成物)之间的关系，正确的是
A．υA=υD B．υB=υC C．υB=υA D．υB=υD
9．某反应由两步反应构成，它的反应能量曲线如图，下列叙述正确的是
A．两步反应均为吸热反应 B．加入催化剂会改变反应的能量变化
C．三种化合物中的稳定性 D．反应，反应条件一定要加热
10．下列反应条件的改变对4Fe＋3O2＋xH2O＝2Fe2O3·xH2O速率的影响不正确的是
A．增大O2的浓度能加快生锈速率 B．潮湿环境中铁生锈的速率更快
C．升高温度能加快生锈速率 D．干燥空气中铁生锈速率更快
11．把3molX气体和1moY气体混合于容积为1 L的容器中，使其发生如下反应：3X(g)+Y(g)nZ(g)+2W(g)。2 min末生成0.2 molW，若测知以Z浓度变化表示的平均反应速率为0.1 mol·L-1·min-1， 则n的值为（ ）
A．1 B．2 C．3 D．4
12．如图所示，电流表的指针发生偏转，同时A极的质量减小，B极上有气泡产生，C为电解质溶液，下列说法错误的是
A．B极为原电池的正极 B．A、B、C分别可以为Zn、Cu和稀盐酸
C．C中阳离子向A极移动 D．A极发生氧化反应
二、填空题
13．完成汽车尾气中NOx和CO的生成及转化等问题。已知汽缸中生成NO的反应为：N2(g)+O2(g)2NO(g) H>0
(1)汽车启动后，汽缸温度越高，单位时间内NO排放量越大，原因是______。
(2)汽车燃油不完全燃烧时产生CO，有人设想按下列反应除去CO：2CO(g)=2C(s)+O2(g)。已知该反应的 H>0，判断该反应在任何温度下能否自发进行______(填“能”或“不能”)。
(3)目前，在汽车尾气系统中装置催化转化器可减少CO和NO的污染，其化学反应方程式为_____。
(4)若1mol空气含0.8molN2和0.2molO2，1300℃时，在密闭容器内反应N2(g)+O2(g)2NO(g)达到平衡，测得NO为8×10-4 mol。计算该温度下的平衡常数K=______。
14．698K时，向某体积为V的密闭容器中充入2molH2(g)和2molI2(g)，发生反应H2(g)+I2(g)2HI(g)△H=-26.5kJ mol-1，测得各物质的物质的量浓度与时间的变化关系如图所示：
请回答下列问题。
（1）V=______。
（2）0～5s内HI的平均反应速率为____。
（3）该反应达到平衡状态时，____（填“吸收”或“放出”）的热量为____。
15．（1）下列是中学化学中熟悉的物质:
O2 金刚石 NaBr H2SO4 Na2CO3 Na2S NaHSO4
回答下列问题:
这些物质中,只含共价键的是________;只含离子键的是________;既含离子键又含共价键的是________。
（2）写出下列物质的电子式。
Na2O2：_________________；
NH4H：_______________________；
（3）写出下列物质的结构式。
CO2：____________________
H2O2：_______________________
16．根据所学知识，回答下列问题：
(1)用铂丝蘸取下列物质灼烧，焰色为紫色的是___________(填序号)
a.NaCl b. c.
(2)同温同压下，同体积的和气体中原子的个数比为___________。
(3)将溶于水配制成1L溶液。溶液中的物质的量浓度为___________；
(4)的结构式为___________。
17．化学反应的过程，既是物质的转化过程，也是化学能与热、电等其他形式能量的转化过程。化学反应所提供的能量大促进了社会的发展，所以与研究化学反应中的物质变化一样，研究化学反应中的能量变化同样具有重要意义。
(1)某化学兴趣小组利用反应Zn+2FeCl3=ZnCl2+2FeCl2，设计了如图所示的原电池装置。
①b电极为_______极(填“正”或“负”)。
②a电极反应式为_______，发生_______(填“氧化”或“还原”)反应。
③若电路中有0.4mol电子通过时，溶液质量增加_______g。
(2)如下图，在通常状况下，金刚石和石墨相比_______(填“金刚石”或“石墨”)更稳定。石墨和金刚石之间的转化是_______(填“物理”或“化学”)变化。
(3)已知一些化学键的键能数据如表所示：
化学键 C-H C-F H-F F-F
键能/kJ·mol-1 414 489 565 155
请根据键能数据计算：CH4(g)和F2(g)反应生成CF4(g)和HF(g)的ΔH=_______。
(4)二氧化碳是引起“温室效应”的主要物质，节能减排以及高效利用能源能够减少二氧化碳的排放。有一种用CO2生产甲醇燃料的方法：
已知：①CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-akJ·mol-1
②CH3OH(g)=CH3OH(1) ΔH=-bkJ·mol-1
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-ckJ·mol-1
④H2O(g)=H2O(1) ΔH=-dkJ·mol-1
则表示CH3OH(l)燃烧热的热化学方程式为_______。
18．（混合物平均摩尔质量通常可表示为：，利用此概念可以讨论许多化学问题：
(1)相同条件下，潮湿空气的密度___________(选填“>”、“<”或“=”)干燥空气的密度，理由是______________________________________________________________________________；
(2)在一定条件下的密闭容器中，以碳和水蒸气为反应物，发生反应：
C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)；达到平衡后保持温度不变并加压，则(混合气)将___________(填写“变大”、“变小”或“不变”)；
(3)以物质的量之比为1:2相混合的Na2SO3和K2SO3的混合物共a g，与足量盐酸反应生成的SO2物质的量n(SO2)=___________mol(用含a的代数式表示)。
19．锂锰电池的体积小、性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示，其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li＋通过电解质迁移入MnO2晶格中，生成LiMnO2。 回答下列问题：
(1)外电路的电流方向是由________极流向________极。(填字母)
(2)电池正极反应式为__________________________。
(3)是否可用水代替电池中的混合有机溶剂 ________(填“是”或“否”)，原因是__________。
(4)MnO2可与KOH和KClO3在高温下反应，生成K2MnO4，反应的化学方程式为____________________________________。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【详解】A. 该反应虽为可逆反应，不可能进行完全，但反应物的物质的量没有告知，达到平衡时反应放出的热量可能达到QkJ，故A正确；
B. 升高温度正逆反应速率均增大，故B错误；
C. 因反应在体积恒定的密闭容器中进行，气体的质量恒定，气体的密度始终不变，故C错误；
D. 据速率之比等于方程式中的计量系数之比，应3v正(N2)=v逆(H2)，故C错误；
故选A。
2．A
【详解】①在氯化镁中，镁离子和氯离子之间存在着静电吸引作用，两个镁离子、两个氯离子之间均存在着静电排斥作用，错误；
②SO2和H2O反应的产物是H2SO3，属于共价化合物，错误；
③离子化合物中可能含共价键，如NH4Cl、NaOH，错误；
④由非金属元素组成的化合物不一定是共价化合物，如NH4Cl是离子化合物，错误；
⑤金属钠含有金属键，水含有共价键，反应中断裂的化学键不包括离子键，错误；
⑥已知氯化铝为共价化合物，那么氯化铝只有溶于水才能够电离出离子，导电，错误；
综上所述，说法中正确的个数为0，故A正确；
故选A。
3．B
【详解】A． Ba(OH)2 8H2O与NH4Cl混合反应是吸热反应，故A不符合；
B． Al和Fe2O3高温条件下反应，是放热反应，故B符合；
C． 碳与水蒸气制取“水煤气”是吸热反应，故C不符合；
D． 高温煅烧石灰石是吸热反应，故D不符合；
答案选B。
4．C
【分析】CH4与Cl2生成CH3Cl的反应方程式为：CH4+Cl2 CH3Cl+HCl。
【详解】A．Cl·由Cl2在光照条件下生成，是CH4与Cl2反应的“中间体”，而不是反应的催化剂，A错误；
B．Ea1、Ea2分别为第一步反应、第二步反应所需活化能，升高温度，反应所需活化能不变，即Ea1、Ea2不变，B错误；
C．Cl2是该反应的反应物，增大反应物的浓度，反应速率增大，而反应的△H和反应的途径无关，只与反应的始态和终态有关，即增大氯气的浓度不影响△H的大小，C正确；
D．第一步反应所需活化能Ea1大于第二步反应所需活化能Ea2，第一步反应单位体积内活化分子百分数低于第二步反应，故第二步反应速率更大，D错误。
答案选C。
【点睛】反应热△H和反应途径无关，只与反应的始态和终态有关。
5．D
【详解】A． 此电池总反应式是：N2+ 3H2+ 2HCl=2NH4Cl，氢气的化合价升高，失去电子，根据原电池的工作原理，负极失去电子，化合价升高，因此b极为负极，发生氧化反应，故A正确；
B．环境是酸性环境，a电极为正极，发生的反应为，故B正确；
C．根据选项A中总电极反应式，分离出的A 为NH4C1，故说C正确；
D．氯化铵受热易分解，不能用蒸发结晶的方法分离出A，应用蒸发浓缩、冷却结晶的方法分离出A，故D错误；
故选D。
6．D
【详解】A．镁原子核外电子总数为12，最外层有2个电子，结构示意图为 ，A错误；
B．摩尔质量的单位为g mol-1，1H218O摩尔质量为20g mol-1，B 错误；
C．生石灰是氧化钙的俗名，是离子化合物，化学式为CaO，C 错误；
D．Na2O2是钠离子和过氧根离子构成的离子化合物，电子式为 ，D 正确。
答案选D。
7．B
【分析】由图象可知，降低温度，Z的物质的量分数增大，说明降低温度平衡向正反应方向移动，所以正反应是放热的，则△H＜0；降低压强，Z的物质的量分数减小，说明压强减小，平衡向着逆反应方向移动，减小压强，化学平衡是向着气体系数和增加的方向进行的，所以有m+n＞c；
【详解】A．根据分析可知，△H＜0，故A错误；
B．升高温度正逆反应速率都加快，但因正反应是放热反应，所以平衡常数减小，故B正确；
C．增大压强，平衡向着正向移动，Z的含量增大，故C错误；
D．在恒温恒容条件下，向已达到平衡的体系中加入少量Z，相当于增大压强，平衡向着正向移动，Z的百分含量增大，故D错误；
故选B。
【点晴】解答本题的关键是能正确分析图象曲线的变化趋势，注意掌握化学平衡及其影响；由图象可知，降低温度，Z的物质的量分数增大，说明降低温度平衡向正反应方向移动，所以正反应是放热的，则△H＜0，降低压强，Z的物质的量分数减小，说明压强减小，平衡向着逆反应方向移动，减小压强，化学平衡是向着气体系数和增加的方向进行的，所以有m+n＞c，由此分析解答。
8．B
【详解】A．根据速率之比等于计量系数之比，得到υA=υD，故A错误；
B．根据速率之比等于计量系数之比，得到υB=υC，故B正确；
C．根据速率之比等于计量系数之比，得到υB=υA，故C错误；
D．根据速率之比等于计量系数之比，得到υB=υD，故D错误。
综上所述，答案为B。
9．C
【详解】A．据图可知B→C的反应中反应物能量高于生成物，为放热反应，故A错误；
B．催化剂可以降低反应的活化能，不改变反应的焓变，故B错误；
C．物质所含能量越低越稳定，据图可知能量：C＜A＜B，所以稳定性B＜A＜C，故C正确；
D．A→B的反应为吸热反应，但不一定需要加热，例如氯化铵固体和氢氧化钡的反应为吸热反应，但不需要加热即可发生，故D错误；
故选C。
10．D
【详解】A.增加反应物浓度可以增加反应速率，故A正确；
B.潮湿环境中水蒸气的浓度增大，反应速率加快，故B正确；
C.升高温度反应速率加快，故C正确；
D. 干燥空气中水蒸气的浓度较小，反应速率较慢，生锈速率更慢，故D错误。
故答案选：D。
11．B
【详解】由题意，用W浓度变化表示的反应速率为，同一反应中，用不同物质表示的反应速率之比等于其化学计量数之比，故n=2，故选B。
12．C
【分析】电流表指针发生偏转，说明形成原电池反应，化学能转化为电能。同时A极质量减少，说明A电极为原电池负极，B极上有气泡产生，则B电子为原电池正极，C为电解质溶液，据此分析解答。
【详解】A．B极上有气泡产生，则B电极为原电池正极，A正确；
B．A、B、C可能分别为Zn、Cu、稀盐酸，锌作负极，铜作正极，符合题干的反应现象，B正确；
C．原电池中阳离子移向负电荷较多的正极，故阳离子应移向正极B电极，C错误；
D．A电极是原电池的负极，电极失电子发生氧化反应，D正确；
故合理选项是C。
13． 温度升高，反应速率加快，且该反应为吸热反应，平衡正向移动，以致单位时间内NO排放量增大； 不能 4×10-6
【详解】(1) N2(g)+O2(g)2NO(g) H>0，为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，且反应速率加快，因此单位时间内NO的排放量越大；
(2) 2CO(g)=2C(s)+O2(g)为吸热反应， H>0，且反应后熵减小即 S<0，根据吉布斯自由能公式 G= H- S，可知 G>0，因此在任何温度下，该反应都不能自发进行；
(3) CO和NO在催化剂的作用下生成N2和CO2，从而减少污染，化学方程式为：；
(4)观察方程式可知反应前后气体分子数不变，可以利用各物质的物质的量代替浓度计算平衡常数。平衡时NO为8×10-4 mol，则N2的物质的量为0.8mol-4×10-4 mol≈0.8mol，O2的物质的量为0.2mol-4×10-4 mol≈0.2mol，所以K==4×10-6。
14． 2L 0.316mol L-1 s-1 放出 41.87kJ
【详解】（1）由图像可知，反应开始时，，而加入的反应物的物质的量均为所以容器体积；
（2）内；
（3）平衡时生成的，故放出的热量为。
15． O2、金刚石、H2SO4 NaBr、Na2S Na2CO3、NaHSO4 O=C=O H-O-O-H
【详解】(1)非金属元素和非金属元素之间一般形成共价键，金属元素和非金属元素之间一般形成离子键，所以只含共价键的有O2、金刚石、H2SO4；只含离子键的有NaBr、Na2S；既含离子键又含共价键的是Na2CO3、NaHSO4；
(2)Na2O2既含有共价键，又含有离子键，电子式为：；NH4H既含共价键，又含有离子键，电子式为：；
(3)将电子式中每对共用电子换成一根“—”，舍去其他电子即为结构式，二氧化碳的电子式为：，结构式为：O=C=O，H2O2电子式为：，结构式为：H-O-O-H。
16．(1)b
(2)2：3
(3)4 mol L 1
(4)O=O
【解析】(1)
用铂丝蘸取下列物质灼烧，焰色反应时，钠为黄色，钾为紫色，铜为砖红色，因此焰色为紫色的是碳酸钾，故答案为：b。
(2)
同温同压下，同体积的和气体即物质的量相同，1个氮气含有2个原子，1个硫化氢含有3个原子，因此同温同压下，同体积的和气体中原子的个数比为2：3；故答案为：2：3。
(3)
将溶于水配制成1L溶液，则氯化镁物质的量浓度，因此溶液中的物质的量浓度为4 mol L 1；故答案为：4 mol L 1。
(4)
是氧氧双键，因此氧气的结构式为O=O；故答案为：O=O。
17．(1) 负 Fe3++e-=Fe2+ 还原 13
(2) 石墨 化学
(3)-1940kJ mol-1
(4)CH3OH(1)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-(c+2d-a-b)kJ/mol或(a+b-c-2d)kJ/mo1
【解析】(1)
①原电池装置中阴离子移向负极，由图知氯离子移向b极，则b电极为负极；
②a为正极，由反应Zn+2FeCl3=ZnCl2+2FeCl2，铁离子得电子生成亚铁离子，则a电极反应式为Fe3++e-=Fe2+，铁元素化合价降低，发生还原反应；
③溶液增加的质量为金属Zn质量，由电极反应式Zn-2e-=Zn2+，若电路中有0.4mol电子通过时，增加0.2molZn，质量为m=nM=0.2mol×65g/mol=13g；
(2)
能量越低物质越稳定，由图知，石墨的能量低，石墨更稳定；石墨和金刚石是不同物质，之间的转化是化学变化；
(3)
CH4(g)和F2(g)反应生成CF4(g)和HF(g)的化学方程式为CH4(g)+4F2(g)=CF4(g)+4HF(g)，根据 反应物总键能-生成物总键能得△H=(414×4+4×155-4×489-4×565)kJ mol-1=-1940kJ mol-1；
(4)
根据盖斯定律，×③+2×④-①-②可得，CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=(2c kJ mol-1)+(-d kJ mol-1)×2-(-a kJ mol-1)-(-b kJ mol-1)=-(c+2d-a-b)kJ mol-1，所以CH3OH(l)燃烧热的热化学方程式为：CH3OH(1)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-(c+2d-a-b)kJ/mol或(a+b-c-2d)kJ/mo1。
18． ＜ 因为（空气）=29g/mol，M（H2O）=18g/mol,则（总）必小于29g/mol 变大 3a/442 mol
【详解】（1）由题意知，潮湿空气与干燥空气相比显然潮湿空气比干燥空气的含水量大，而空气的平均式量是29g/mol，水的式量是18g/mol，因此，潮湿空气的式量必定小于29g/mol，即有潮湿空气的密度小于干燥空气的密度。
（2）原平衡时，混合气体可看成是H2O(g)、CO(g)和H2(g)两部分组成，而 CO(g)与H2(g)的物质的量一定相等，这一部分气体的平均式量为15g/mol，整个混合气体的平均式量位于15g/mol～18g/mol之间。在题设条件下，增大压强，平衡将向逆方向移动，H2O(g)的物质的量的含量增大，故混合气体的平均式量增大。
（3）假设Na2SO3为x mol，则K2SO3为2xmol，由题意有：
126x+158×2x=ag x=a/442mol 则：n(SO2)= 3a/442mol
19．(1) b a
(2)MnO2 + e-+ Li+ = LiMnO2
(3) 否 电极Li能与水反应
(4)3MnO2 + 6KOH + KClO33K2MnO4 + KCl +3H2O
【分析】形成原电池反应时，Li为负极，被氧化，电极方程式为Li-e-=Li+，MnO2为正极，被还原，电极方程式为MnO2+e-+Li+=LiMnO2。
【详解】（1）Li为负极，MnO2为正极，原电池工作时，外电路的电流方向从正极到负极，即从b极流向a极，故答案为b；a；
（2）MnO2为正极，被还原，电极方程式为MnO2+e-+Li+=LiMnO2，故答案为MnO2+e-+Li+=LiMnO2；
（3）因负极材料为Li，可与水反应，则不能用水代替电池中的混合有机溶剂，故答案为否；电极Li是活泼金属，能与水反应；
（4）MnO2可与KOH和KClO3在高温下反应，生成K2MnO4，反应的方程式为3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O，故答案为3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
