2020版新教材高中化学第2章化学键化学反应规律测评含解析鲁科版必修第二册

2020版新教材高中化学第2章化学键化学反应规律测评含解析鲁科版必修第二册

第二章测评 ‎(时间:90分钟　满分:100分)‎ 一、选择题(本题包括16小题,每题3分,共48分,每题只有一个选项符合题意)‎ ‎1.绿色交通工具是指在行驶中对环境不产生污染或只产生微量污染的载客工具。下列不属于绿色交通工具的是(　　)‎ 答案D 解析无轨电车以电能为动力,不会产生大气污染物,是绿色交通工具,A项不符合题意。氢气动力车是以氢气为燃料,燃烧时产生的物质是水,不会产生大气污染物,是绿色交通工具,B项不符合题意。太阳能汽车是以太阳能为动力,无污染,是绿色交通工具,C项不符合题意。柴油汽车是以化石燃料柴油为能源,燃料燃烧时会产生污染性气体,同时还会产生很多CO2,会造成温室效应,因此不属于绿色交通工具,D项符合题意。‎ ‎2.下列粒子的电子式书写正确的是(　　)‎ A.H2O:H‎ ‎‎·‎‎·‎O‎·‎‎·‎H B.OH-:[‎ ‎‎·‎‎·‎O‎·‎‎·‎‎··‎‎··‎H]-‎ C.NaCl:Na‎ ‎‎·‎‎·‎Cl‎·‎‎·‎‎··‎‎··‎ D.HCl:H+[‎ ‎‎·‎‎·‎Cl‎·‎‎·‎‎··‎‎··‎]-‎ 答案B 解析水属于共价化合物,分子中氧原子最外层有8个电子,故A错误;氯化钠为离子化合物,钠离子与氯离子通过离子键结合,其电子式为Na+[‎ ‎‎·‎‎·‎Cl‎·‎‎·‎‎··‎‎··‎]-,故C错误;氯化氢为共价化合物,氢原子与氯原子共用一对电子,其电子式为H‎ ‎‎×‎‎·‎Cl‎·‎‎·‎‎··‎‎··‎,故D错误。‎ ‎3.下列各组化合物中,化学键的类型完全相同的是(　　)‎ ‎①CaCl2和Na2S　②Na2O和Na2O2　③CO2和CS2‎ ‎④HCl和NaOH A.①② B.①③‎ C.②③ D.②④‎ 答案B 解析①CaCl2和Na2S中都只有离子键,化学键类型完全相同;②Na2O中只有离子键,Na2O2中有离子键和非极性共价键,化学键类型不完全相同;③CO2和CS2中都只有极性共价键,化学键类型完全相同;④HCl中只有共价键,NaOH中有离子键和极性共价键,化学键类型不完全相同;则化学键类型完全相同的是①③。‎ ‎4.下列说法正确的是(　　)‎ ‎①离子化合物含离子键,也可能含极性键或非极性键 ‎②共价化合物含共价键,也可能含离子键　③含金属元素的化合物不一定是离子化合物　④由非金属元素组成的化合物一定是共价化合物　⑤双原子分子组成的物质中一定存在非极性共价键　⑥熔融状态能导电的化合物是离子化合物 A.②③④ B.②④⑥‎ C.①③⑥ D.①③⑤‎ 答案C - 11 -‎ 解析①离子化合物一定含离子键,可能含共价键,如NaOH中含极性共价键,过氧化钠中含非极性共价键,故正确;②共价化合物只含共价键,故错误;③含金属元素的化合物可能为共价化合物,如氯化铝为共价化合物,而NaCl为离子化合物,故正确;④由非金属元素组成的化合物可能为离子化合物,如NH4Cl为离子化合物,故错误;⑤双原子分子组成的物质中不一定存在非极性共价键,如HCl中就不存在非极性共价键,故错误。⑥熔融状态能导电的化合物,其构成微粒为离子,则作用力为离子键,化合物是离子化合物,故正确。‎ ‎5.在恒容密闭容器中发生反应:3CO(g)+Fe2O3(s)3CO2(g)+2Fe(s),下列说法不正确的是(　　)‎ A.将块状Fe2O3改为粉末状,反应速率加快 B.升高温度,反应速率加快 C.使用催化剂,反应速率增大 D.充入N2使压强增大,反应速率增大 答案D 解析将块状Fe2O3改为粉末状,增大了反应物接触面积,反应速率加快,故A正确;升高温度,反应速率加快,故B正确;使用催化剂,反应速率加快,故C正确;N2不参与题给反应,即使压强增大,反应速率也不改变,故D错误。‎ ‎6.氢气在氧气中燃烧产生淡蓝色火焰,在反应中,破坏1 mol H—H键消耗的能量为Q1 kJ,破坏1 mol OO键消耗的能量为Q2 kJ,形成1 mol H—O键释放的能量为 Q3 kJ。下列关系式中正确的是(　　)‎ A.2Q1+Q2<4Q3 ‎ B.2Q1+Q2>4Q3‎ C.2Q1+Q2<2Q3 ‎ D.2Q1+Q2>2Q3‎ 答案A 解析破坏1 mol H—H键消耗的能量为Q1 kJ,则H—H键能为Q1 kJ·mol-1,破坏1 mol OO键消耗的能量为Q2 kJ,则OO键键能为Q2 kJ·mol-1,形成1 mol H—O键释放的能量为Q3 kJ,则H—O键的键能为Q3 kJ·mol-1,反应2H2(g)+O2(g)2H2O为放热反应,即反应物的总键能-生成物的总键能<0,即2Q1+Q2-4Q3<0,所以2Q1+Q2<4Q3。‎ ‎7.下图为合成氨反应(N2+3H22NH3,该反应为放热反应)中氮气的反应速率v(N2)变化的图像,则横坐标不可能的是(　　)‎ A.温度(T/K) ‎ B.压强(p/Pa)‎ C.反应时间(t/min) ‎ D.氮气浓度(c/mol·L―1)‎ 答案C 解析由图像可知,氮气的反应速率随横坐标值的增大而增大;温度越高反应速率越快,所以横坐标可能表示温度,故A不符合题意;有气体参加的反应,压强越大反应速率越大,所以横坐标可能表示压强,故B不符合题意;随着反应的进行,反应物的浓度逐渐降低,反应速率不会逐渐 - 11 -‎ 升高,所以横坐标不可能为反应时间(t/min),故C符合题意;反应物的浓度越大,反应的速率越大,所以横坐标可能表示氮气浓度(c/mol·L―1),故D不符合题意。‎ ‎8.德国化学家F.Haber利用N2和H2在催化剂表面合成氨气而获得诺贝尔奖,该反应的微观历程及能量变化的示意图如下,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 答案C 解析根据能量变化的示意图,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,催化剂与气体之间的作用力不属于化学键,故B错误;由图③可知,每3个氢分子和1个氮气分子断键得到原子,然后生成2个氨分子,生成氨分子之前是氢原子和氮原子,故C正确;催化剂对反应中的能量变化无影响,合成氨反应放出的热量不变,故D错误。‎ ‎9.北京大学和中国科学院的化学工作者已成功研制出碱金属与C60形成的球碳盐K3C60,实验测知该物质属于离子化合物,具有良好的超导性。下列有关分析正确的是(　　)‎ A.K3C60中只有离子键 B.K3C60中不含共价键 C.该物质在熔融状态下能导电 D.C60与12C互为同素异形体 答案C 解析首先判断球碳盐K3C60中有离子键,在K+与C‎60‎‎3-‎之间。而碳原子之间存在共价键。所以该物质在熔融状态下能电离出K+和C‎60‎‎3-‎,所以能导电。同素异形体是由相同元素组成的不同单质,12C不是单质,而是一种碳原子。‎ ‎10.一定温度下,1 mol X和n mol Y在容积为2 L的密闭容器中发生反应:X(g)+Y(g)2Z(g)+M(s),5 min后达到平衡,此时生成2a mol Z。下列说法正确的是(　　)‎ A.当混合气体的质量不再发生变化时,说明反应达到平衡状态 B.用M表示此反应速率是0.1a mol·L-1·min-1‎ C.用X表示此反应的反应速率是(0.1-0.2a) mol·L-1·min-1‎ - 11 -‎ D.当混合气体的压强不再发生变化时,说明反应达到平衡状态 答案A 解析题给可逆反应中有固体生成,随着反应的进行,混合气体的质量不断减少,当混合气体的质量不再发生变化时,说明反应达到平衡状态,A项正确;M是固体,不能用M表示反应速率,B项错误;根据化学反应速率之比等于化学计量数之比,5 min后达到平衡,此时生成2a mol Z,则反应掉a mol X,用X表示此反应的反应速率是a mol÷(2 L×5 min)=0.1a mol·L-1·min-1,C项错误;题给反应是气体分子数不发生变化的反应,压强始终都不发生变化,则压强不变不能说明反应达到平衡,D项错误。‎ ‎11.现有下列各组溶液:‎ ‎①10 ℃时10 mL 0.1 mol·L-1的Na2S2O3溶液和50 mL 0.05 mol·L-1的H2SO4溶液;‎ ‎②10 ℃时10 mL 0.05 mol·L-1的Na2S2O3溶液和10 mL 0.1 mol·L-1的H2SO4溶液;‎ ‎③30 ℃时10 mL 0.05 mol·L-1的Na2S2O3溶液和10 mL 0.1 mol·L-1的H2SO4溶液。‎ 若同时将各组中的两种溶液混合发生反应Na2S2O3+H2SO4Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O,则出现浑浊的先后顺序是(　　)‎ A.①②③ B.②①③‎ C.③②① D.①③②‎ 答案C 解析其他条件一定时,反应物浓度越大,溶液温度越高,反应速率越大,出现沉淀所用的时间越少,所以出现浑浊的先后顺序是③②①。‎ ‎12.X、Y、Z、M、N代表五种金属,有以下化学反应:‎ ‎①水溶液中X+Y2+X2++Y。‎ ‎②Z+2H2O(冷水)Z(OH)2+H2↑。‎ ‎③M、N为电极,与N盐溶液组成原电池,M电极反应为M-2e-M2+。‎ ‎④Y可以溶于稀硫酸中,M不被稀硫酸氧化。‎ 则这五种金属的活动性由弱到强的顺序是(　　)‎ A.MY;Z+2H2O(冷水)Z(OH)2+H2↑,说明Z的金属性很活泼;M、N为电极,与N盐溶液组成原电池,M电极反应为M-2e-M2+,说明M是负极,则金属性是M>N;Y可以溶于稀硫酸中,M不被稀硫酸氧化,这说明金属性是Y>M,综上所述金属性是NX>Y B.常温常压下,Z的氢化物为气态 C.反应②为化合反应,反应③为置换反应 D.由X、Y、Z三种元素组成的化合物可能是离子化合物 答案C 解析Z是地壳中含量最高的元素,则Z为氧元素,丙为O2;A是由X和Y两种短周期元素组成的气体,短周期元素形成的化合物气体主要为氧化物和氢化物,A在O2‎ - 11 -‎ 中燃烧生成两种物质,则A不会是氧化物,所以可推断A为氢化物。又X的原子序数小于Y,所以X为氢元素,甲为H2。假设Y为碳元素,则乙为碳单质,A可以为CxHy;A在足量氧气中燃烧生成CO2与H2O,由C+碳→甲(H2)+D,则C为H2O,B为CO2;H2O+CCO+H2,CO2+C2CO,均符合图中转化关系,则假设成立。综上所述,X为氢元素,Y为碳元素,Z为氧元素。电子层越多,原子半径越大,同周期从左向右原子半径减小,则原子半径:Y>Z>X,故A项错误;Z的氢化物为H2O和H2O2,常温常压下均为液态,故B项错误;反应②为CO2+C2CO,属于化合反应,反应③为C+H2OCO+H2,属于置换反应,故C项正确;X为氢元素,Y为碳元素,Z为氧元素,三者不能组成离子化合物,故D项错误。‎ ‎16.将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L的容器中混合,并在一定条件下发生反应2A(g)+B(g)2C(g),若经2 s后测得C的浓度为0.6 mol·L-1,下列几种说法不正确的是(　　)‎ ‎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末物质A的转化率为70%　④2 s末物质B的浓度为0.7 mol·L-1‎ A.①③ B.①④‎ C.②③ D.③④‎ 答案C 解析将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L的密闭容器中混合并在一定条件下发生如下反应2A(g)+B(g)2C(g),若经2 s后测得C的浓度为0.6 mol·L-1,依据化学平衡三段式列式计算。‎ ‎　　　2A(g)+B(g)2C(g)‎ 起始量/mol 4　　 2　　　　0‎ 变化量/mol 1.2　 0.6　　　1.2‎ ‎2s末/mol　 2.8　 1.4 2 L×0.6 mol·L-1=1.2 mol ‎①用物质A表示反应的平均速率=‎1.2‎‎2×2‎ mol·L-1·s-1=0.3 mol·L-1·s-1,故①正确;②用物质B表示反应的平均速率=‎0.6‎‎2×2‎ mol·L-1·s-1=0.15 mol·L-1·s-1,故②错误;③2 s末物质A的转化率=‎1.2mol‎4mol×100%=30%,故③错误;④2 s末物质B的浓度为‎1.4mol‎2 L=0.7 mol·L-1,故④正确。‎ 二、非选择题(本题包括5小题,共52分)‎ ‎17.(8分)铅蓄电池是常用的化学电源,其电极材料分别是Pb和PbO2,离子导体为稀硫酸。该电池总反应式为Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。请根据上述情况判断。‎ ‎(1)该蓄电池的负极材料是　　　　　　　,放电时发生　　　　　　　(填“氧化”或“还原”)反应。 ‎ ‎(2)该蓄电池放电时,电解质溶液的酸性　　　　　　(填“增大”“减小”或“不变”),电解质溶液中阴离子移向　　　　　　　(填“正”或“负”)极。 ‎ ‎(3)已知硫酸铅为不溶于水的白色固体,生成时附着在电极上。试写出该电池放电时,正极的电极反应　　　　　　　　　　　　　　(用离子方程式表示)。 ‎ ‎(4)氢氧燃料电池具有启动快、效率高等优点,其能量密度高于铅蓄电池。若离子导体为KOH溶液,则氢氧燃料电池的负极反应式为　　　　　　　　。该电池工作时,外电路每转移1×103 mol e-,消耗标况下氧气　　　　　m3。 ‎ 答案(1)Pb　氧化　(2)减小　负　(3)PbO2+2e-+SO‎4‎‎2-‎+4H+PbSO4+2H2O　(4)H2-2e-+2OH-2H2O　5.6‎ - 11 -‎ 解析(1)铅蓄电池中,根据原电池反应式中元素化合价的变化知,单质铅中铅元素化合价由0价变为+2价,被氧化发生氧化反应,所以Pb作负极。‎ ‎(2)铅蓄电池工作时,硫酸参加反应生成硫酸铅同时生成水,导致硫酸浓度降低,因此酸性减小,原电池放电时阴离子向负极移动。‎ ‎(3)工作时,该铅蓄电池正极上PbO2得电子发生还原反应,电极反应式为PbO2+SO‎4‎‎2-‎+2e-+4H+PbSO4+2H2O。‎ ‎(4)氢氧燃料电池的总反应方程式为2H2+O22H2O,电解质溶液呈碱性,负极上氢气失电子生成水,则负极的电极反应式为2H2+4OH--4e-4H2O;该电池中正极上是氧气发生得电子的还原反应,其电极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-,则外电路每转移1×103 mol e-,消耗氧气为1×103 mol÷4=250 mol,所以氧气的体积为250 mol×22.4 L·mol-1=5.6×103L=5.6 m3。‎ ‎18.(10分)硫—碘循环分解水制氢主要涉及下列反应过程:‎ ‎①SO2+2H2O+I2H2SO4+2HI　②2HIH2+I2　③2H2SO42SO2+O2+2H2O ‎(1)整个过程中SO2、I2的作用是　　　　。 ‎ ‎(2)一定温度下,向1 L密闭容器中加入1 mol HI(g),发生反应②,已知H2的物质的量随时间的变化如图所示,则在0~2 min内的平均反应速率v(HI)=　　　　。 ‎ ‎(3)已知拆开1 mol H—I键需要消耗298 kJ能量,形成1 mol H—H键能够释放436 kJ能量,形成1 mol I—I键能够释放151 kJ能量,则在反应②中,分解0.2 mol HI时会　　　　(填“吸收”或“释放”)　　　　kJ能量。 ‎ ‎(4)实验室用Zn和硫酸制H2,为了增大反应速率下列措施不可行的是　　　(填序号)。 ‎ a.加入浓硝酸　b.加入少量CuSO4固体　c.用粗锌代替纯锌　d.加热　e.把锌粒换成锌粉　f.用98.3%的浓硫酸 ‎(5)氢气可用于制燃料电池,某种氢氧燃料电池是用固体金属化合物陶瓷作电解质,两极上发生的电极反应分别为:A极是2H2+2O2--4e-2H2O,B极是O2+4e-2O2-,则A极是电池的　　　　　极;电子从该极　　　　　(填“流入”或“流出”)。 ‎ 答案(1)催化作用(或催化剂或增大反应速率)‎ ‎(2)0.1 mol·L-1·min-1　(3)吸收　0.9　(4)af ‎(5)负　流出 解析(1)由题中提供的反应过程看出,SO2、I2参加了反应但没有消耗,所以整个过程中SO2、I2的作用是催化剂,增大反应速率。‎ ‎(2)由图示知2 min内,氢气的物质的量由0变为0.1 mol,v(H2)=Δc(H2)/Δt=‎0.1mol‎1 L×2min=0.05 mol·L-1·min-1,由方程式2HIH2+I2可得,v(HI)=2v(H2)=0.05 mol·L-1·min-1×2=0.1 mol·L-1·min-1。‎ ‎(3)由方程式2HIH2+I2可得,分解0.2 mol的HI时,断开化学键吸收的能量为298 kJ×0.2=59.6 kJ,形成化学键释放的能量为:436 kJ×0.1+151 kJ×0.1=58.7 kJ,吸收的能量大于释放的能量,所以该反应吸收能量,吸收的能量为59.6 kJ-58.7 kJ=0.9 kJ。‎ ‎(4)浓硝酸属于强氧化性酸,与锌反应不生成氢气,故a不可行;加入少量CuSO4‎ - 11 -‎ 固体,锌置换出铜,构成了原电池,反应速率增大,故b可行;用粗锌代替纯锌,杂质与锌构成了原电池的两极,形成原电池,反应速率增大,故c可行;温度升高,反应速率增大,故d可行;把锌粒换成锌粉,增大了反应物接触面积,反应速率增大,故e可行;98.3%的浓硫酸具有强氧化性,与锌反应不生成氢气,故f不可行。‎ ‎(5)由电极反应得,A极失去电子,是电池的负极;电子从负极流出。‎ ‎19.(10分)(1)目前常用的镍(Ni)镉(Cd)电池,其电池总反应可表示为Cd+2NiO(OH)+2H2O2Ni(OH)2+Cd(OH)2,已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难溶于水但能溶于酸。正极的电极反应式是　　　　　　　　　　　　　,负极的反应式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图,电池工作时,外电路上电流的方向应从电极　　　　　(填“A”或“B”)流向用电器。内电路中,CO‎3‎‎2-‎向电极　　　　　(填“A”或“B”)移动,电极A上CO参与的电极反应为　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)将两铂片插入KOH溶液中作为电极,在两极区分别通入甲烷和氧气构成燃料电池,则通入甲烷气体的电极是原电池的　　　　极,该极的电极反应式是　　　　　　　　　,电池工作时总反应的离子方程式是　　　　　　　。如果消耗甲烷160 g,假设化学能完全转化为电能,则转移电子的数目为　　　　　　　　　(用NA表示),需要消耗标准状况下氧气的体积为　　　　　L。 ‎ 答案(1)2NiO(OH)+2e-+2H2O2Ni(OH)2+2OH-　Cd-2e-+2OH-Cd(OH)2　(2)B　A　CO-2e-+CO‎3‎‎2-‎2CO2　(3)负　CH4+10OH--8e-CO‎3‎‎2-‎+7H2O　CH4+2O2+2OH-CO‎3‎‎2-‎+3H2O　80NA　448‎ 解析(1)由电池的总反应可知,该电池放电时,镉在负极上被氧化生成氢氧化镉、NiO(OH)在正极上被还原生成氢氧化镍,故正极的反应式为2NiO(OH)+2e-+2H2O2Ni(OH)2+2OH-,负极的电极反应式为Cd-2e-+2OH-Cd(OH)2。‎ ‎(2)由燃料电池原理示意图可知,燃料由电极A通入、氧气和二氧化碳由电极B通入,则A为负极、B为正极,所以电池工作时,外电路上电流的方向应从电极B流向用电器。内电路中,CO‎3‎‎2-‎向电极负极A移动,电极A上CO参与的电极反应为CO-2e-+CO‎3‎‎2-‎2CO2。‎ ‎(3)将两铂片插入KOH溶液中作为电极,在两极区分别通入甲烷和氧气构成燃料电池,则通入甲烷气体的电极是原电池的负极,该极的电极反应式为CH4+10OH--8e-CO‎3‎‎2-‎+7H2O,电池工作时的总反应的离子方程式为CH4+2O2+2OH-CO‎3‎‎2-‎+3H2O。160 g甲烷的物质的量为10 mol,根据负极的电极反应式可知,消耗10 mol甲烷要转移80 mol电子,则转移电子的数目为80NA,需要消耗氧气的物质的量为80 mol÷4=20 mol,这些氧气在标准状况下的体积为20 mol×22.4 L·mol-1=448 L。‎ ‎20.(12分)X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素,X、Z位于同一主族且二者均可与Y元素形成两种常见的化合物,W原子的最外层电子比次外层上电子少5个。‎ ‎(1)几种元素的原子半径由大到小的顺序是　　　　　　　(用元素符号表示),X与Z可形成一种稳定的化合物,该化合物的化学式为　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)欲用实验方法证明金属性:Z>W,所用试剂为　　　　,相应的实验现象为　　　　　　　　　　　　　。 ‎ - 11 -‎ ‎(3)X2Y2在Fe3+催化下可发生分解反应,为探究一定温度下X2Y2溶液的浓度、Fe3+的浓度对X2Y2分解速率的影响情况,某同学设计了如下实验,内容如下表所示:‎ 实验 序号 实验所用试剂 酸性Fe2(SO4)3溶液 X2Y2溶液 H2O V/mL c/(mol·L-1)‎ V/mL c/(mol·L-1)‎ V/mL Ⅰ ‎4‎ ‎0.1‎ ‎3‎ ‎2‎ ‎3‎ Ⅱ ‎4‎ ‎0.1‎ ‎2‎ ‎2‎ V1‎ Ⅲ ‎5‎ ‎0.1‎ V2‎ ‎2‎ ‎2‎ ‎①V1=　　　　　　。 ‎ ‎②实验Ⅰ、Ⅱ的探究目的是　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎③实验Ⅰ、Ⅲ探究催化剂浓度对X2Y2分解速率的影响情况,则V2=　　　　,若实验Ⅲ中产生气泡的速率较快,由此可得出的结论是　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案(1)Na>Al>O>H　NaH　(2)水　常温下单质钠能与水剧烈反应而单质铝不能　(3)4　H2O2的浓度对分解速率的影响　3　催化剂浓度大时,催化效果较好 解析X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素,X、Z位于同一主族且二者均可与Y元素形成两种常见的化合物,则Y为氧元素,X为氢元素,Z为钠元素;W原子的最外层电子比次外层上电子少5个,W为第3周期元素、最外层有3个电子为铝元素。‎ ‎(1)同一周期自左而右,原子半径逐渐减小,同一主族自上而下,原子半径逐渐增大,几种元素的原子半径由大到小的顺序为Na>Al>O>H,X与Z可形成一种稳定的化合物,应为NaH。‎ ‎(2)欲用实验方法证明金属性:Na>Al,可以利用金属与水或酸反应的剧烈程度判断,所用试剂为水,实验现象为常温下单质钠能与水剧烈反应而单质铝不能。‎ ‎(3)①探究一定温度下H2O2溶液的浓度、Fe3+的浓度对H2O2分解速率的影响,需要保证溶液的总体积相同,因此V1=4;②根据表格数据,实验Ⅰ、Ⅱ的不同点是H2O2的体积,稀释后H2O2的浓度不同,因此探究目的是H2O2的浓度对其分解速率的影响;③实验Ⅰ、Ⅲ探究催化剂的浓度对H2O2分解速率的影响情况,需要保证H2O2的浓度相同,需要H2O2的物质的量和溶液的总体积相同,则V2=3,若实验Ⅲ中产生气泡的速率较快,说明催化剂浓度大时,催化效果较好。‎ ‎21.(12分)我国在CO2催化加氢制取汽油方面取得突破性进展,CO2转化过程示意图如下:‎ 回答下列问题:‎ ‎(1)二氧化碳分子中的化学键是　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)写出反应①的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)实验室常用纯净碳酸钙与稀盐酸反应制取二氧化碳气体,反应过程中产生二氧化碳的速率v(CO2)与时间的关系如下图:‎ - 11 -‎ ‎①由图像分析,化学反应速率最快的一段是　　　　　　　　　。 ‎ ‎②为了增大上述化学反应的反应速率,欲向溶液中加入下列物质,你认为可行的是　　　　　　(填写序号)。 ‎ A.蒸馏水 B.氯化钠溶液 C.浓盐酸 D.加热 ‎(4)二氧化碳能与氢氧化钠溶液反应,当氢氧化钠过量时反应生成碳酸钠,当氢氧化钠少量时反应生成碳酸氢钠。当二氧化碳与氢氧化钠的物质的量比为2∶3时,溶液中的溶质是　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(5)从原子结构角度说明氧原子得电子能力强于碳原子:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(6)在一定条件下,工业上也可用CO2合成甲醇(CH3OH),其化学方程式为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。将a mol CO2与b mol H2充入容积为2 L的密闭容器中发生上述反应,t min时测得甲醇的物质的量为c mol。计算0~t min内CO2的反应速率为　　　　　　　mol·L-1·min-1。 ‎ 答案(1)共价键　(2)CO2+H2CO+H2O ‎(3)①EF　②CD ‎(4)碳酸钠、碳酸氢钠 ‎(5)两原子核外电子层相同,氧的原子核对最外层电子的作用力大于碳原子,所以氧原子得电子能力强于碳原子 ‎(6)‎c‎2t 解析(1)二氧化碳分子中的化学键是共价键。‎ ‎(2)反应①是CO2和H2生成CO,产物应还有水,故方程式为CO2+H2CO+H2O。‎ ‎(3)①由图像分析,在速率v(CO2)与时间关系图中,斜率越大反应速率越大,则化学反应速率最快的一段是EF;②为了增大化学反应的反应速率,加入蒸馏水降低盐酸浓度,速率降低;加入氯化钠溶液,使氢离子浓度降低,速率降低;加入浓盐酸,增大了盐酸浓度,反应速率加快,加热时反应速率加快,故选CD。‎ ‎(4)当二氧化碳与氢氧化钠物质的量之比为1∶2时生成碳酸钠,当二氧化碳与氢氧化钠物质的量之比为1∶1时生成NaHCO3,因此当二氧化碳与氢氧化钠的物质的量比为2∶3时,溶液中的溶质是碳酸钠和碳酸氢钠。‎ ‎(5)氧原子的半径小于碳原子,氧的原子核对最外层电子的作用力大于碳原子,所以氧原子得电子能力强于碳原子。‎ ‎(6)根据题意及化学反应速率的定义可得,0~t min内CO2的反应速率为c‎2t mol·L-1·min-1。‎ - 11 -‎ - 11 -‎