精品解析：湖南省常德市汉寿县第一中学2023-2024学年高二下学期5月期中考试化学试题

湖南省常德市汉寿县第一中学2023—2024学年 高二下学期期中考试化学试题 一、单选题（每题3分，共42分） 1. 我国传统文化包含丰富的化学知识。材料1，苏轼的《格物粗谈》中记载：“红柿摘下未熟，每篮用木瓜三枚放入，得气即发，并无涩味”。材料2，《易经》记载：“泽中有火”“上火下泽”。“泽”，指湖泊池沼。下列关于材料中“气”和“火”的说法正确的是 A. “气”“火”在水中都能形成分子间氢键 B. “气”的沸点高于“火” C. “气”“火”分子的空间结构都是正四面体形 D. 每个“气”“火”分子中键数目之比为5∶4 【答案】BD 【解析】 【分析】乙烯具有催熟作用，“气”是指乙烯，湖泊池沼中腐烂的植物发酵会产生甲烷，甲烷能燃烧，所以“火”是指甲烷气体； 【详解】A．H和N、O、F原子可形成氢键，则乙烯和甲烷不能形成分子间氢键，A错误； B．乙烯的相对分子质量大于甲烷，范德华力大，所以熔沸点高，则乙烯的沸点高于甲烷，故B正确； C．乙烯含碳碳双键，分子的空间结构为平面结构，故C错误； D．乙烯结构简式为CH2=CH2，单键由1个键形成，双键由1个键和1个π键形成，每个乙烯分子中含键数目为5，甲烷结构简式为CH4，每个甲烷分子中含键数目为4，则数目之比为5∶4，故D正确； 故选：BD。 2. 某元素X的原子核内有83个质子，在元素周期表中相对原子质量标示为209.0。下列说法不正确的是（ ） A. 该元素与砷属同一族 B. 该元素位于元素周期表p区 C. 该元素最高价氧化物的化学式为X2O3 D. 该元素原子最外层有3个未成对电子 【答案】C 【解析】 【分析】由题意可知，原子序数为83的X元素的相对原子质量为209，而稀有气体中原子序数依次为2、8、18、36、54、86，X与86号元素相差3，则X处于第六周期ⅤA族，据此分析解答。 【详解】根据上述分析，X处于元素周期表的第六周期ⅤA族。 A．根据上述分析，X处于元素周期表的第六周期ⅤA族，与砷属同一族，故A正确； B．第ⅤA族元素的最外层电子排布为ns2np3，位于元素周期表的p区，故B正确； C．X处于元素周期表的第六周期ⅤA族，X元素的最高正化合价为+5，最高价氧化物的化学式为X2O5，故C错误； D．X处于元素周期表的第六周期ⅤA族，最外层电子排布为6s26p3，最外层有3个未成对电子，故D正确； 答案选C。 【点睛】学会根据原子序数判断元素在周期表中的位置是解题的关键。解答此类试题，需要记住稀有气体的原子序数和元素周期表的结构。 3. 甲醛是家庭装修常见的污染物。一种催化氧化甲醛的反应为HCHO+O2H2O+CO2。下列有关叙述正确的是 A. HCHO分子中σ键和π键的数目之比为2∶1 B. 16O原子中的中子数为16 C. CO2的空间构型为直线形 D. H2O与D2O互为同素异形体 【答案】C 【解析】 【详解】A．HCHO分子中含有2个C-H键，1个C=O键，则σ键和π键的数目之比为3：1，A错误； B．16O原子中质量数为16，中子数为16-8=8，B错误； C．CO2的中心碳原子价层电子对数为2+=2，采取sp杂化，空间构型为直线形，C正确； D．由同种元素组成的不同的单质为同素异形体，H2O与D2O不是单质，不互为同素异形体，D错误； 答案选C。 4. 设NA为阿伏加 德罗常数的值，下列说法中正确的是 A. 0.2 mol/L CaCl2溶液中含有氯离子的数目为0.4NA B. 18 g D2O中所含电子数为10NA C. 2.24 L N2和O2的混合气体中分子数为0.2NA D. 标准状况下，22.4L H2O中含有氧原子的数目大于1NA 【答案】D 【解析】 【详解】A、溶液体积不知不能计算微粒数，只能计算氯离子浓度为2mol/L，选项A错误； B、D2O 的摩尔质量为20g/mol，所以18g重水为0.9mol，所含电子数为9NA，选项B错误； C、标准状况下，2.24 L N2和O2的混合气体中分子数为0.1NA，选项C错误； D、标准状况下水为液态，22.4L H2O的物质的量大于1mol，所含有氧原子的数目大于NA，选项D正确。 答案选D。 5. 根据元素周期律，由事实进行归纳推测，推测合理的是 事实 推测 A 和难溶于水 可溶于水 B HCl在1500℃时分解，HI在230℃时分解 HBr的分解温度介于二者之间 C Si是半导体材料，同族的Ge也是半导体材料 IVA族的元素都是半导体材料 D S与高温时反应，Cl与加热能反应 P与在常温时能反应 A. A B. B C. C D. D 【答案】B 【解析】 【详解】A．为铜主族元素，性质相似，和难溶于水，可以推测难溶于水，A错误； B．非金属性：，所以氢化物的稳定性：，因此的分解温度，B正确； C．Si和Ge位于金属和非金属的分界处，为半导体材料，但同族的其他元素，非金属为绝缘体，金属为导体，C错误； D．因为非金属性：，所以与反应越来越容易，P与在常温时不能反应，D错误； 故选B。 6. B、Al、Ga位于元素周期表中第ⅢA族．为无色气体，主要用作有机合成中的催化剂，极易水解生成（在水中完全电离为和、）和硼酸（）．硼酸（）是一元弱酸，和甲醇在浓硫酸存在下生成挥发性的硼酸甲酯，硼酸甲酯主要用作热稳定剂、木材防腐剂等，还能和NaH反应制备，是常用的还原剂．是常用的耐火材料，还能用作炼铝的原料，高温下和焦炭在氯气的氛围中反应生成，一般以二聚分子（）形式存在．GaN的结构与晶体硅类似是第三代半导体研究的热点． 下列说法不正确的是 A. 通过配位键形成二聚分子 B. 分子间能形成氢键 C. Ga原子基态外围电子排布式为 D. GaN中Ga、N的配位数均为4 【答案】C 【解析】 【详解】A．中Al原子含有空轨道，Cl原子能够提供孤电子对，Al和Cl形成配位键，形成二聚分子，A正确； B．中含有O-H键，所以分子间能形成氢键 ，B正确； C．Ga位于第四周期IIIA族，原子基态外围电子排布式为，C错误； D．GaN的结构与晶体硅，GaN中Ga、N的配位数均为4，D正确； 故选C。 7. 短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，元素Y是地壳中含量最多的元素，X与Z同主族且二者可形成离子化合物，Z的原子半径是短周期元素中最大的，W的最外层电子数是其电子层数的2倍。下列说法正确的是 A. 简单氢化物的稳定性：W＜Y B. 简单离子半径：W＞Z＞Y C. 元素W的含氧酸均为强酸 D. X和Y形成的二元化合物一定不含非极性共价键 【答案】A 【解析】 【分析】短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，元素Y是地壳中含量最多的元素，则Y为O，W最外层电子数是其电子层数的2倍，其原子序数大于O，则W为S元素，X与Z同主族且二者可形成离子化合物，Z半径最大，Z为Na元素，则X为H，以此分析解答。 【详解】A．同一主族从上到下元素的非金属性逐渐减弱，简单氢化物的稳定性逐渐减弱，W<Y，故A正确； B．简单离子半径：S2->O2->Na+，故B错误； C．W为S元素，S的含氧酸不一定为强酸，如亚硫酸为弱酸，故C错误； D．Y和X形成的二元化合物中的H2O2含有非极性共价键，故D错误； 故答案为A。 8. 结合图中信息，下列结论或推测不正确的是 A. 第二周期元素氢化物随着相对分子质量增加，沸点逐渐升高 B. 随着同主族元素氢化物的相对分子质量的增加，范德华力增大 C. 随原子序数的递增，第IVA族元素的氢化物的沸点逐渐升高 D. 随原子序数的递增，除外，第VIIA族元素氢化物的沸点逐渐增大 【答案】A 【解析】 【详解】A．由图中可知，沸点H2O＞HF＞NH3，与氢键有关，与相对分子质量无关，A错误； B．随着同主族元素氢化物的相对分子质量的增加，范德华力增大，，B正确； C．ⅣA元素中无形成氢键的分子，故相对分子质量越大，沸点越高，C正确； D．HF分子间可以形成氢键，沸点增大，除HF外，第VIIA族元素随原子序数的递增氢化物的沸点逐渐增大，D正确； 故答案为：A。 9. 我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，主要过程如图所示。 已知： 化学能 键 键 键 键 键能/() 467 498 436 138 下列说法不正确的是 A. 总反应为 B. 过程Ⅲ中有旧化学键的断裂和新化学键的形成 C. 催化剂能减小水分解反应的焓变 D. 若分解，估算出反应吸收能量 【答案】C 【解析】 【详解】A．用太阳光在催化剂表面实现高效分解水，则总反应为，故A正确； B．由过程III可知，H2O2中的O-H键断裂，H-H键形成，有旧化学键的断裂和新化学键的形成，故B正确； C．催化剂只改变反应历程，不影响始末状态，不能改变水分解反应的焓变，故C错误； D．由，分解，∆H=反应物的总键能-生成物的总键能=2×2×467-(2×436+498)=+498kJ/mol，则反应吸收能量，故D正确； 故选：C。 10. X、Y、Q、W、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素，其中基态Y原子的s电子总数是p电子总数的2倍，W与Y位于同一主族，X、Y、Z三种元素可组成用于隐形飞机中吸收微波的物质R(结构如图)，Q元素单质可用作铝热反应的引燃剂。下列说法正确的是 A. 同一周期中，第一电离能比Q小的只有一种 B. 原子半径：W>Q>Y>X C. 最高价氧化物对应水化物的酸性：Z>W>Y D. 最简单气态氢化物的沸点：W>Y 【答案】D 【解析】 【分析】X、Y、Q、W、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素，其中Y原子最外层电子数是其内层电子数的2倍，则Y为C元素；W与Y位于同一主族，则W为Si元素；Q元素单质可用作铝热反应的引燃剂，则Q为Mg元素；结合物质的结构式可知，X可形成1对共用电子对，则X为H元素，Z可形成2个共价单键，则根据满8电子稳定原则可知，Z最外层电子数为6，且位于第三周期，所以Z为S元素。 【详解】A．同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，镁原子的3s轨道为稳定的全充满结构，元素的第一电离能大于相邻元素，则钠元素、铝元素的第一电离能小于镁元素　，A错误； B．电子层数越大，原子半径越大，电子层数相同时，核电荷数越小，原子半径越大，则原子半径从大到小的顺序为：Q(Mg)>W(Si)>Y(C)>X(H)，B错误； C．同周期从左到右元素非金属性依次增强，同主族从上到下元素非金属性依次减弱，则非金属性：Z(S)>Y(C)>W(Si)，最高价氧化物对应水化物的酸性硫酸大于碳酸大于硅酸，C错误； D．Y简单氢化物为CH4，W简单氢化物为SiH4，两者均属于结构相似的分子晶体，因SiH4的相对分子质量较大，范德华力较大，所以沸点较高，D正确； 故选D。 11. H2和O2在钯的配合物离子[PdCl4]2的作用下合成H2O2，反应历程如图： 下列说法不正确的是 A. 该过程的总反应为 B. 该过程有非极性键断裂 C. [PdCl4]2在此过程中作为中间产物 D. 历程中发生了反应 【答案】C 【解析】 【详解】A．依据图示可知氢气与氧气在［PdCl4］2-催化作用下生成过氧化氢，即H2+O2H2O2，A项正确； B．H2、O2中存在非极性键，该过程有非极性键断裂，B项正确； C．依据过程图可知［PdCl4］2-在此过程中先消耗后生成，反应前后不变，是催化剂，C项错误； D．由图示可知，过程中发生了反应Pd+O2+2Cl-=［PdCl2O2］2-，D项正确。 故选C。 12. 由含硒废料(主要含SiO2、S、Se、Fe2O3、CuO、ZnO等)制取硒的流程如图： 下列有关说法不正确的是 A. 加入煤油的目的是溶解S B. “酸溶”所得的滤液中存在 C. “酸溶”时能除去废料中的全部氧化物杂质 D. “酸化”的离子反应为： 【答案】C 【解析】 【分析】由流程可知，煤油溶解S后，过滤分离出含硫的煤油，分离出Se、Fe2O3、CuO、ZnO、SiO2后，加硫酸溶解、过滤，滤液含硫酸铜、硫酸锌、硫酸铁，剩余固体为Se和SiO2，再加亚硫酸钠浸取Se生成Na2SeSO3，过滤得滤渣主要成分为SiO2，最后酸化Na2SeSO3溶液可得粗硒，以此来解答。 【详解】A．由分析可知，加入煤油的目的是溶解S，A正确； B．由分析可知，“酸溶”所得的滤液中含有硫酸铁，故存在Fe3+，B正确； C．由分析可知，加硫酸溶解、过滤，滤液含硫酸铜、硫酸锌、硫酸铁，滤渣含SiO2，操作的目的是除去废料中的金属氧化物，C错误； D．Na2SeSO3酸化生成粗硒，可知“酸化”时发生的离子反应方程式为：，D正确； 故答案为：C。 13. 下列描述原子结构的化学用语错误的是 A. 氧原子核外能量最高的电子云的形状： B. 的价层电子轨道表达式： C. 钛原子结构示意图为： D. 基态铜原子的价层电子排布图：3d94s2 【答案】D 【解析】 【详解】A．氧原子核外能量最高的电子为2p轨道，电子云的形状为哑铃型：，A正确； B．Mn的原子序数为25，Mn2+价电子排布式为：3d5，轨道表示式为：，B正确； C．钛为22号元素，钛原子的电子排布式为2s22s22p63s23p63d24s2，则外围电子排布为2，8，10，2，则其结构示意图为：，C正确； D．Cu元素为29号元素，原子核外有29个电子，所以核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s1，价层电子排布式为：3d104s1，D错误； 故选D。 14. 氯气可以用于制取漂白剂和自来水杀菌消毒。常温下，溶液中Cl2(aq)、HClO和ClO-物质的量分数(α)随pH变化的关系如图所示。 已知，Cl2(g)Cl2(aq)K1=10－1.2 Cl2(aq)＋H2OHClO＋H＋＋Cl－K2=10－3.4 下列说法正确的是 A. Cl2(g)＋H2O2H＋＋ClO－＋Cl－K3=10－10.9 B. 氯气通入水中，c(HClO)＋c(ClO－)<c(H＋)－c(OH－) C. pH=7.0时漂白能力要比pH=6.0时要强 D. 氯气处理自来水时，在夏天的杀菌消毒效果要比在冬天好 【答案】B 【解析】 【详解】A. Cl2(g)＋H2O 2H＋＋ClO－＋Cl－，平衡常数的表达式为K3=，在pH=7.5时，c(HClO)=c(ClO－)，即K3=，Cl2(g) Cl2(aq) K1=，Cl2(aq)＋H2O HClO＋Cl－+H＋，K2=,取pH=7.5，K3=K1×K2×c(H＋)=10－1.2×10－3.4×10－7.5=10－12.1，故A错误； B. 氯气通入水中，存在电荷守恒：c(H＋)=c(Cl－)＋c(ClO－)＋c(OH－)，得出：c(Cl－)+c(ClO－)=c(H＋)－c(OH－)，氯气与水反应：Cl2＋H2O=HCl＋HClO，根据物料守恒，c(Cl－)=c(HClO)＋c(ClO－)，带入上式，得出：c(HClO)＋2c(ClO－)=c(H＋)－c(OH－)，因此有c(HClO)＋c(ClO－)<c(H＋)－c(OH－)，故B正确； C. 起漂白作用的是HClO，由图象可知，pH=7.0时，c(HClO)比pH=6.0小，因此pH=7.0时漂白能力要比pH=6.0时要弱，故C错误； D. 夏天相比冬天温度高，并且HClO易分解；温度越高，HClO分解越快。所以，在夏天的杀菌消毒效果要比在冬天差，故D错误； 答案：B。 二、非选择题（共4个大题，，共58分） 15. NH3的合成及应用一直是科学研究的重要课题。 （1）以N2、H2合成NH3，Fe是常用的催化剂。基态Fe原子简化电子排布式为___________。 （2）铁单质和氨气在640℃可发生置换反应，产物之一的晶胞结构如图所示， 该反应的化学方程式为___________。 （3）我国化学工业科学家侯德榜利用下列反应最终制得了高质量的纯碱。 NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl ①NaHCO3分解得Na2CO3，的空间结构为___________。 ②1体积水可溶解1体积CO2，1体积水可溶解约700体积NH3.NH3极易溶于水的原因是___________。 ③反应时，向饱和NaCl溶液中先通入的气体是___________。 （4）NH3BH3(氨棚烷)的储氢量高，是具有广泛应用前景的储氢材料。比较沸点：NH3BH3___________CH3CH3(填“>”或“<”)。 （5）HEC中的C、N、O三种元素都能与H元素形成含A-A(A表示C、N、O元素)键的氢化物。氢化物中A-A键的键能(kJ·moL⁻¹)如下表： HO-OH 346 247 207 A-A键的键能依次降低的原因是___________。 【答案】（1）[Ar]3d64s2 （2）8Fe+2NH32Fe4N+3H2 （3） ①. 平面三角形 ②. NH3与H2O分子间能形成氢键 ③. NH3 （4）> （5）C、N、O中心原子上孤电子对数目越多，排斥作用越大，形成的化学键越不稳定，键能就越小 【解析】 【小问1详解】 Fe为26号元素，核外有26个电子，根据构造原理，基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，前18个电子的排布顺序相对固定，其简化的电子排布式为[Ar]3d64s2，故答案为：[Ar]3d64s2； 【小问2详解】 晶胞中铁原子个数为8+6=4，氮原子个数为1，所以该产物的化学式是Fe4N；铁和氨气在640℃可发生置换反应生成Fe4N，则另一产物为H2，所以该反应的化学方程式为，故答案为：； 【小问3详解】 ①的中心原子C原子的价层电子对数=3+(4+2-32)=3，无孤对电子，C原子采取sp2杂化，其空间结构为平面三角形，故答案为：平面三角形； ②极易溶于水的原因是与分子间能形成氢键，故答案为：与分子间能形成氢键； ③因为二氧化碳在水中溶解度不大，氨气极易溶于水，饱和氨盐水显碱性，比饱和食盐水更容易吸收二氧化碳，所以要先向饱和食盐水中通入氨气，制成饱和氨盐水，再向其中通入二氧化碳，故答案为：NH3； 【小问4详解】 与互为等电子体，由于分子中N原子的电负性较大，分子间会形成氢键，所以熔点高于，故答案为：>； 【小问5详解】 C、N、O中心原子上孤电子对数目越多，排斥作用越大，形成的化学键越不稳定，键能就越小。 16. 钛被称为继铁、铝之后的第三金属，制备金属钛的一种流程如下： （1）基态钛原子的价电子排布图为 ______________，其原子核外共有_______种运动状态不相同的电子， 金属钛晶胞如图1所示，为________ 堆积(填堆积方式)。 （2）已知TiCl4在通常情况下是无色液体，熔点为-37℃，沸点为136℃，据此可知TiCl4形成的晶体类型为________。 （3）纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂，其催化的一个实例如图2，化合物乙的沸点明显高于化合物甲，主要原因是______________，化合物乙中采取sp3杂化的原子的电负性由大到小的顺序为______________。 （4）硫酸氧钛晶体中阳离子为链状聚合形状的离子，结构如图3所示，该阳离子Ti与O的原子数之比为___________________，其化学式为_________________。 （5）钙钛矿晶体结构如图4所示，钛离子位于立方晶胞的顶角，被_______个氧离子包围成配位八面体；钙离子位于立方晶胞的体心，被_________个氧离子包围， 钙钛矿晶体的化学式为______________。 【答案】（1） ①. ②. 22 ③. 六方最密 （2）分子晶体 （3） ①. 乙分子间形成氢键 ②. O＞N>C （4） ①. 1:1 ②. TiO2+（或） （5） ①. 6 ②. 12 ③. CaTiO3 【解析】 【分析】由流程可知，钙钛矿经硫酸浸取后过滤得到硫酸氧钛溶液，该溶液加水后加热，硫酸氧钛水解得到钛酸沉淀，过滤得到钛酸，钛酸经焙烧后得到二氧化钛，二氧化钛与C和Cl2一起在高温下反应生成四氯化钛，最后四氯化钛在高温下用镁还原得到钛，氩气作保护气。 【小问1详解】 钛是22号元素，基态钛原子的价电子排布式为3d24s2，其价电子排布图为，其原子核外共有22种运动状态不相同的电子。 由金属钛晶胞结构示意图可知，其为六方最密堆积。 【小问2详解】 已知TiCl4在通常情况下是无色液体，熔点为-37℃，沸点为136℃，其熔、沸点较低，故TiCl4形成的晶体类型为分子晶体。 【小问3详解】 化合物乙的沸点明显高于化合物甲，主要原因是乙分子间形成氢键，而甲分子间不能形成氢键，化合物乙中采取sp3杂化的原子有C、O、N，C、O、N的电负性由大到小的顺序为O＞N＞C。 【小问4详解】 硫酸氧钛晶体中阳离子为链状聚合形状的离子，由其结构示意图可知，每个O与２个Ti成键、每个Ti与2个O成键，故该阳离子中Ti与O的原子数之比为1:1，因为Ti显+4价、O显-2价，故其化学式为TiO2+（或）。 【小问5详解】 由钙钛矿晶体的结构示意图可知，钛离子位于立方晶胞的顶角，被6个氧离子包围成配位八面体；钙离子位于立方晶胞的体心，晶胞的12条棱边的中心都有1个O离子，故钙离子被12个氧离子包围。 由均摊法可知，氧原子数为12×=3，钛原子数为8×=1，钙离子数为1，故该晶胞中钙钛矿晶体的化学式为CaTiO3。 【点睛】本题考查了元素原子核外电子的运动状态及其排布规律、核外电子排布的表示方法、晶体类型的判断、氢键对物质性质的影响、元素电负性的变化规律、有关晶胞的判断和计算等等，难度较大。要求学生要掌握核外电子排布的一般规律，会用电子排布图等形式表示核外电子的运动状态，掌握电负性的变化规律，会比较常见元素的电负性，能根据晶胞的结构特点判断原子的堆积方式、确定晶体的化学式. 17. 亚氯酸钠()是一种重要的消毒剂，可以为原料制取。实验室利用下图装置制备亚氯酸钠(夹持装置略)，并利用滴定法测定所制亚氯酸钠的纯度。 已知：①二氧化氯()是黄绿色易溶于水的气体，熔点为、沸点为11℃，其浓度过高时易发生分解。 ② Ⅰ．亚氯酸钠的制备。 (1)装置A中装 和固体的仪器的名称为_______________；写出装置A中发生反应的化学方程式_______________。 (2)仪器B的作用是_______________。用冷水浴冷却的目的是_____________(写出两条即可)。 (3)空气流速过快或过慢，均会降低的产率，试解释其原因_____________。 Ⅱ．亚氯酸钠纯度的测定。 (4)设计实验检验所得晶体中是否含有杂质____________________。 (5)为了测定粗品的纯度，取上述粗产品溶于水配成溶液，取出溶液于锥形瓶中，再加入足量酸化的溶液，充分反应后(被还原为，杂质不参加反应)，入2～3滴淀粉溶液，用的标准液滴定至终点，消耗标准液的体积为。 ①滴定终点的现象为____________________。 ②粗品的纯度为______。(提示：) 【答案】 ①. 三颈烧瓶 ②. ③. 作安全瓶，防止C中液体倒吸进入A中 ④. 减少分解、减少挥发(答案合理均可) ⑤. 空气流速过快时，不能被充分吸收；空气流速过慢时，浓度过高导致分解 ⑥. 取少量晶体溶于蒸馏水，滴加几滴溶液，若有白色沉淀出现，则说明含有，若无白色沉淀出现，则说明不含 ⑦. 溶液蓝色褪去且半分钟内颜色不再变化 ⑧. 90.5% 【解析】 【分析】实验室用为原料制取亚氯酸钠()，而需要现制取，所以在三颈烧瓶中用浓硫酸、氯酸钠和亚硫酸钠反应制取，由于浓度过高时会分解，所以向装置A中通入空气将生成的稀释。混有年空气的在装置C中与氢氧化钠、双氧水反应生成亚氯酸钠。 【详解】(1)装和固体的仪器为：三颈烧瓶；根据已知信息②，结合题图可知装置A用于制备，发生的反应中作氧化剂，被还原成，还原剂被氧化成，反应的化学方程式为，故答案为：三颈烧瓶；； (2)仪器B是一个安全瓶，可防止C中液体倒吸进入A中；根据题中信息，的熔沸点较低，温度过高易挥发，制备时使用，在高温下易分解，会导致产率降低，故用冰水浴冷却的目的是减少分解、减少的挥发，故答案为：作安全瓶，防止C中液体倒吸进入A中；减少分解、减少的挥发(答案合理均可)； (3)当空气流速过快时，来不及被充分吸收；当空气流速过慢时，又会在容器内滞留，浓度过高导致分解，故答案为：空气流速过快时，不能被充分吸收；空气流速过慢时，浓度过高导致分解； (4)检验所得晶体是否含有杂质，可以通过检验硫酸根离子来实现，即取少量晶体溶于蒸馏水，滴加几滴溶液，若有白色沉淀出现，则说明含有，若无白色沉淀出现，则说明不含，故答案为：取少量晶体溶于蒸馏水，滴加几滴溶液，若有白色沉淀出现，则说明含有，若无白色沉淀出现，则说明不含； (5)①遇淀粉，液变蓝色，滴定终点时，反应完全，溶液由蓝色变为无色且半分钟内不变色，故答案为：溶液蓝色褪去且半分钟内颜色不再变化； ②根据被还原为，被氧化为，结合得失电子守恒可得，结合题给反应可得关系式，则粗品的纯度为，故答案为：90.5%。 18. 异丁烯是一种重要的化工原料，常用于制备催化剂、农药、医药、香料、汽油添加剂及润滑油等。将异丁烷脱氢制备异丁烯具有良好的经济与社会效益，涉及的主要反应有： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： （1）已知、、的燃烧热分别为、、，则_______(用、、表示)。 （2）在恒温，2 L密闭容器中充入1 mol异丁烷，t min后达到平衡状态，异丁烷的转化率为50%，其中异丁烯的选择性为80%，则生成异丁烯的速率_______。脱氢反应的平衡常数_______。(异丁烯的选择性) （3）在恒温，恒压条件下，初始反应气体组成或与平衡时异丁烷摩尔分数x的关系如图所示。 ①其中为曲线_______。 ②平衡时异丁烷摩尔分数x随的增大而减小，其原因为_______。 （4）“O”表示催化剂固体杂多酸盐，“…O”表示吸附在该催化剂表面，异丁烷脱氢反应的机理如下，请补充基元反应ⅲ。 ⅰ. ⅱ. ⅲ._______ ⅳ. （5）有人提出加入适量空气，采用异丁烷氧化脱氢的方法制备异丁烯，发生反应 kJ/mol比较异丁烷直接脱氢制备异丁烯，从产率角度分析该方法的优点是_______。 【答案】（1） （2） ①. mol⋅L⋅min ②. 0.16 （3） ①. M ②. 反应为气体分子数增大的反应，恒压时加入稀有气体导致体积变大，平衡正向移动 （4） （5）空气中与产物中反应生成，同时惰性的加入该分子数增加的反应中，二者均可使平衡正向移动，提高异丁烯产率(答出一点即可) 【解析】 【小问1详解】 、、的燃烧热分别为、、，故热化学方程式有 ， ， ，则根据盖斯定律可知，主反应 。 【小问2详解】 一定条件下，在2 L密闭容器中充入1 mol异丁烷，t min后达到平衡状态，异丁烷的转化率为50%，其中异丁烯的选择性为80%，则主反应中转化的异丁烷的物质的量为( mol，则生成异丁烯的速率 mol⋅L⋅min； 主反应(脱氢反应)平衡后各物质的物质的量分别为： mol， mol， mol，则脱氢反应的平衡常数。 【小问3详解】 加入其他气体，体系总物质的量增加，异丁烷摩尔分数x减小。随着增加，平衡逆向移动，平衡时x减小：加入稀有气体Ar，对于分子数增加的反应，平衡正向移动，异丁烷转化率增加，平衡时x减小。因此，相同条件下加入稀有气体，平衡时x相对较低。则为曲线M。 【小问4详解】 由图可知，基元反应ⅲ为分解为异丁烯和◯，故为。 【小问5详解】 由于空气中与产物中反应生成，同时惰性的加入该分子数增加的反应中，二者均可使平衡正向移动，因此异丁烷氧化脱氢的方法可以提高异丁烯产率。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 湖南省常德市汉寿县第一中学2023—2024学年 高二下学期期中考试化学试题 一、单选题（每题3分，共42分） 1. 我国传统文化包含丰富的化学知识。材料1，苏轼的《格物粗谈》中记载：“红柿摘下未熟，每篮用木瓜三枚放入，得气即发，并无涩味”。材料2，《易经》记载：“泽中有火”“上火下泽”。“泽”，指湖泊池沼。下列关于材料中“气”和“火”的说法正确的是 A. “气”“火”水中都能形成分子间氢键 B. “气”的沸点高于“火” C. “气”“火”分子的空间结构都是正四面体形 D. 每个“气”“火”分子中键数目之比为5∶4 2. 某元素X的原子核内有83个质子，在元素周期表中相对原子质量标示为209.0。下列说法不正确的是（ ） A. 该元素与砷属同一族 B. 该元素位于元素周期表p区 C. 该元素最高价氧化物的化学式为X2O3 D. 该元素原子最外层有3个未成对电子 3. 甲醛是家庭装修常见的污染物。一种催化氧化甲醛的反应为HCHO+O2H2O+CO2。下列有关叙述正确的是 A. HCHO分子中σ键和π键的数目之比为2∶1 B. 16O原子中的中子数为16 C. CO2的空间构型为直线形 D. H2O与D2O互为同素异形体 4. 设NA为阿伏加 德罗常数的值，下列说法中正确的是 A. 0.2 mol/L CaCl2溶液中含有氯离子的数目为0.4NA B. 18 g D2O中所含电子数为10NA C. 2.24 L N2和O2的混合气体中分子数为0.2NA D. 标准状况下，22.4L H2O中含有氧原子的数目大于1NA 5. 根据元素周期律，由事实进行归纳推测，推测合理的是 事实 推测 A 和难溶于水 可溶于水 B HCl在1500℃时分解，HI在230℃时分解 HBr的分解温度介于二者之间 C Si是半导体材料，同族的Ge也是半导体材料 IVA族的元素都是半导体材料 D S与高温时反应，Cl与加热能反应 P与在常温时能反应 A. A B. B C. C D. D 6. B、Al、Ga位于元素周期表中第ⅢA族．为无色气体，主要用作有机合成中的催化剂，极易水解生成（在水中完全电离为和、）和硼酸（）．硼酸（）是一元弱酸，和甲醇在浓硫酸存在下生成挥发性的硼酸甲酯，硼酸甲酯主要用作热稳定剂、木材防腐剂等，还能和NaH反应制备，是常用的还原剂．是常用的耐火材料，还能用作炼铝的原料，高温下和焦炭在氯气的氛围中反应生成，一般以二聚分子（）形式存在．GaN的结构与晶体硅类似是第三代半导体研究的热点． 下列说法不正确的是 A. 通过配位键形成二聚分子 B. 分子间能形成氢键 C. Ga原子基态外围电子排布式为 D. GaN中Ga、N的配位数均为4 7. 短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，元素Y是地壳中含量最多的元素，X与Z同主族且二者可形成离子化合物，Z的原子半径是短周期元素中最大的，W的最外层电子数是其电子层数的2倍。下列说法正确的是 A. 简单氢化物的稳定性：W＜Y B. 简单离子半径：W＞Z＞Y C. 元素W的含氧酸均为强酸 D. X和Y形成的二元化合物一定不含非极性共价键 8. 结合图中信息，下列结论或推测不正确的是 A. 第二周期元素氢化物随着相对分子质量的增加，沸点逐渐升高 B. 随着同主族元素氢化物的相对分子质量的增加，范德华力增大 C. 随原子序数的递增，第IVA族元素的氢化物的沸点逐渐升高 D. 随原子序数的递增，除外，第VIIA族元素氢化物的沸点逐渐增大 9. 我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，主要过程如图所示。 已知： 化学能 键 键 键 键 键能/() 467 498 436 138 下列说法不正确的是 A. 总反应为 B. 过程Ⅲ中有旧化学键的断裂和新化学键的形成 C. 催化剂能减小水分解反应的焓变 D. 若分解，估算出反应吸收能量 10. X、Y、Q、W、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素，其中基态Y原子的s电子总数是p电子总数的2倍，W与Y位于同一主族，X、Y、Z三种元素可组成用于隐形飞机中吸收微波的物质R(结构如图)，Q元素单质可用作铝热反应的引燃剂。下列说法正确的是 A. 同一周期中，第一电离能比Q小的只有一种 B. 原子半径：W>Q>Y>X C. 最高价氧化物对应水化物的酸性：Z>W>Y D. 最简单气态氢化物的沸点：W>Y 11. H2和O2在钯的配合物离子[PdCl4]2的作用下合成H2O2，反应历程如图： 下列说法不正确的是 A. 该过程的总反应为 B. 该过程有非极性键断裂 C. [PdCl4]2在此过程中作为中间产物 D. 历程中发生了反应 12. 由含硒废料(主要含SiO2、S、Se、Fe2O3、CuO、ZnO等)制取硒的流程如图： 下列有关说法不正确的是 A. 加入煤油的目的是溶解S B. “酸溶”所得的滤液中存在 C. “酸溶”时能除去废料中的全部氧化物杂质 D. “酸化”的离子反应为： 13. 下列描述原子结构的化学用语错误的是 A. 氧原子核外能量最高的电子云的形状： B. 价层电子轨道表达式： C. 钛原子结构示意图为： D. 基态铜原子价层电子排布图：3d94s2 14. 氯气可以用于制取漂白剂和自来水杀菌消毒。常温下，溶液中Cl2(aq)、HClO和ClO-物质的量分数(α)随pH变化的关系如图所示。 已知，Cl2(g)Cl2(aq)K1=10－1.2 Cl2(aq)＋H2OHClO＋H＋＋Cl－K2=10－3.4 下列说法正确的是 A. Cl2(g)＋H2O2H＋＋ClO－＋Cl－K3=10－10.9 B. 氯气通入水中，c(HClO)＋c(ClO－)<c(H＋)－c(OH－) C. pH=7.0时漂白能力要比pH=6.0时要强 D. 氯气处理自来水时，在夏天的杀菌消毒效果要比在冬天好 二、非选择题（共4个大题，，共58分） 15. NH3的合成及应用一直是科学研究的重要课题。 （1）以N2、H2合成NH3，Fe是常用的催化剂。基态Fe原子简化电子排布式为___________。 （2）铁单质和氨气在640℃可发生置换反应，产物之一的晶胞结构如图所示， 该反应的化学方程式为___________。 （3）我国化学工业科学家侯德榜利用下列反应最终制得了高质量的纯碱。 NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl ①NaHCO3分解得Na2CO3，空间结构为___________。 ②1体积水可溶解1体积CO2，1体积水可溶解约700体积NH3.NH3极易溶于水的原因是___________。 ③反应时，向饱和NaCl溶液中先通入的气体是___________。 （4）NH3BH3(氨棚烷)的储氢量高，是具有广泛应用前景的储氢材料。比较沸点：NH3BH3___________CH3CH3(填“>”或“<”)。 （5）HEC中的C、N、O三种元素都能与H元素形成含A-A(A表示C、N、O元素)键的氢化物。氢化物中A-A键的键能(kJ·moL⁻¹)如下表： HO-OH 346 247 207 A-A键的键能依次降低的原因是___________。 16. 钛被称为继铁、铝之后的第三金属，制备金属钛的一种流程如下： （1）基态钛原子的价电子排布图为 ______________，其原子核外共有_______种运动状态不相同的电子， 金属钛晶胞如图1所示，为________ 堆积(填堆积方式)。 （2）已知TiCl4在通常情况下是无色液体，熔点为-37℃，沸点为136℃，据此可知TiCl4形成的晶体类型为________。 （3）纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂，其催化的一个实例如图2，化合物乙的沸点明显高于化合物甲，主要原因是______________，化合物乙中采取sp3杂化的原子的电负性由大到小的顺序为______________。 （4）硫酸氧钛晶体中阳离子为链状聚合形状的离子，结构如图3所示，该阳离子Ti与O的原子数之比为___________________，其化学式为_________________。 （5）钙钛矿晶体的结构如图4所示，钛离子位于立方晶胞的顶角，被_______个氧离子包围成配位八面体；钙离子位于立方晶胞的体心，被_________个氧离子包围， 钙钛矿晶体的化学式为______________。 17. 亚氯酸钠()是一种重要的消毒剂，可以为原料制取。实验室利用下图装置制备亚氯酸钠(夹持装置略)，并利用滴定法测定所制亚氯酸钠的纯度。 已知：①二氧化氯()是黄绿色易溶于水的气体，熔点为、沸点为11℃，其浓度过高时易发生分解。 ② Ⅰ．亚氯酸钠的制备。 (1)装置A中装 和固体的仪器的名称为_______________；写出装置A中发生反应的化学方程式_______________。 (2)仪器B的作用是_______________。用冷水浴冷却的目的是_____________(写出两条即可)。 (3)空气流速过快或过慢，均会降低的产率，试解释其原因_____________。 Ⅱ．亚氯酸钠纯度的测定。 (4)设计实验检验所得晶体中是否含有杂质____________________。 (5)为了测定粗品的纯度，取上述粗产品溶于水配成溶液，取出溶液于锥形瓶中，再加入足量酸化的溶液，充分反应后(被还原为，杂质不参加反应)，入2～3滴淀粉溶液，用的标准液滴定至终点，消耗标准液的体积为。 ①滴定终点的现象为____________________。 ②粗品的纯度为______。(提示：) 18. 异丁烯是一种重要的化工原料，常用于制备催化剂、农药、医药、香料、汽油添加剂及润滑油等。将异丁烷脱氢制备异丁烯具有良好的经济与社会效益，涉及的主要反应有： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： （1）已知、、的燃烧热分别为、、，则_______(用、、表示)。 （2）在恒温，2 L密闭容器中充入1 mol异丁烷，t min后达到平衡状态，异丁烷的转化率为50%，其中异丁烯的选择性为80%，则生成异丁烯的速率_______。脱氢反应的平衡常数_______。(异丁烯的选择性) （3）在恒温，恒压条件下，初始反应气体组成或与平衡时异丁烷摩尔分数x的关系如图所示。 ①其中为曲线_______。 ②平衡时异丁烷摩尔分数x随的增大而减小，其原因为_______。 （4）“O”表示催化剂固体杂多酸盐，“…O”表示吸附在该催化剂表面，异丁烷脱氢反应的机理如下，请补充基元反应ⅲ。 ⅰ. ⅱ. ⅲ._______ ⅳ. （5）有人提出加入适量空气，采用异丁烷氧化脱氢的方法制备异丁烯，发生反应 kJ/mol比较异丁烷直接脱氢制备异丁烯，从产率角度分析该方法的优点是_______。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $