精品解析：湖南省衡阳市衡阳县第二中学2023-2024学年高二下学期4月期中考试化学试题

衡阳县二中2023-2024年下学期高二期中考试 化学试题 注意事项： 1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 可能用到的相对原子质量：H∶1 C∶12 N∶14 O∶16 Na∶23 S∶32 Cl∶35.5 K∶39 一、单选题（每题3分，42分） 1. 化学与能源、材料和环境密切相关。下列有关说法错误的是 A. 中国空间站使用的推进器燃料为氙气(Xe)，Xe是第五周期元素 B. 水结冰体积膨胀有利于水生生物，是因为水分子间存在氢键 C. 我国自主研发的“深地一号”为进军万米深度提供核心装备而制造钻头用的金刚石为共价晶体 D. BaSO4俗称“钡餐”，常用作X射线透视肠胃造影剂，Ba元素位于周期表d区 【答案】D 【解析】 【详解】A．Xe为稀有气体元素，是第五周期0族元素，A正确； B．在固态水（冰）中，水分子大范围地以分子间氢键互相联结，形成相当疏松的晶体，从而在结构中有许多空隙，造成体积膨胀，密度减小，B正确； C．制造钻头用的金刚石是由碳原子以共价键形成的三维骨架结构，且熔点高、硬度很大，属于共价晶体，C正确， D．BaSO4俗称“钡餐”，常用作X射线透视肠胃造影剂，Ba元素位于周期表第6周期第ⅡA族，属于s区，D错误； 故答案为：D。 2. 《中华本草》等中医典籍中，记载了炉甘石（）入药，可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。下列说法正确的是 A. 原子半径：C＜O B. 晶体中只含有离子键 C. Zn原子核外电子排布式为 D. 中阴离子的中心原子采取杂化 【答案】C 【解析】 【详解】A．同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐减小，则原子半径：C＞O，A错误； B．晶体中既含有离子键又含有共价键，B错误； C．Zn原子核外电子排布式为，C正确； D．中碳原子价电子对数为，采取杂化，D错误。 故选C。 3. 下列表示正确的是 A. CH4的结构式： B. H2O2的电子式： C. 次氯酸的结构式：H－O－Cl D. 14C的原子结构示意图： 【答案】C 【解析】 【详解】A．CH4的结构式：，A错误； B．H2O2是共价化合物，电子式为共用电子，不带电荷，B错误； C．次氯酸的结构式：H－O－Cl，C正确； D．14C的原子结构示意图：，D错误； 故选C。 4. 下列分子结构为正四面体的是 ①P4 ②NH3 ③CCl4 ④CH4 ⑤SO2 ⑥CO2 A. ①③④⑤ B. ①③④⑤⑥ C. ①③④ D. ④⑤ 【答案】C 【解析】 【详解】①P4分子构型为正四面体； ②NH3分子中的氮原子为sp3杂化，有1对孤电子对，为三角锥形； ③CCl4分子中的碳原子为sp3杂化，没有孤电子对，为正四面体； ④CH4分子中的碳原子为sp3杂化，没有孤电子对，为正四面体； ⑤SO2分子中的硫原子为sp2杂化，有1对孤电子对，为V形； ⑥CO2分子中的碳原子为sp杂化，没有孤电子对，为直线形； 故选C。 5. 已知。下列有关说法正确的是 A. 的电子式为 B. 键的键长比键长 C. 分子中只有键 D. 的酸性比强 【答案】D 【解析】 【详解】A．HCl为共价化合物，H原子和Cl原子间形成共用电子对，其电子式为，A错误； B．原子半径Cl＜I，故键长：Cl—Cl＜I—I，B错误； C．CH3COOH分子中，羧基的碳氧双键中含有π键，C错误； D．电负性Cl＞I，对O-H的共用电子对具有更强的吸引作用，导致O-H更易电离，故而酸性增加，即ClCH2COOH的酸性比ICH2COOH强，D正确； 故选D。 6. 设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A. 足量浓硫酸与1mol Zn完全反应，转移电子数为 B. 64g()中含有16NA个S―S键 C. 含有的共价键数目为5NA D. 标准状况下，22.4L中含2NA个孤电子对 【答案】A 【解析】 【详解】A．足量浓硫酸与锌反应生成硫酸锌、二氧化硫和水，则1mol锌完全反应时，转移电子数为1mol×2×NAmol—1=2NA，故A正确； B．由结构式可知，分子中含有8个硫硫键，则64g分子中含有硫硫键的数目为×8×NAmol—1=NA，故B错误； C．氯化铵是含有离子键和共价键的离子化合物，1mol氯化铵中含有的共价键数目为1mol×4×NAmol—1=4NA，故C错误； D．标准状况下，水为液态，无法计算22.4L水的物质的量和含有的孤电子对数目，故D错误； 故选A。 7. 化合物甲是一种常用的有机消毒剂，其结构简式如图所示。其中短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，Y与Z不同周期。下列说法正确的是 A. 原子半径：W>X> Y> Z B. 氢化物的稳定性：Y> X C. 含氧酸酸性：Z>X> W D. 化合物甲中所有原子最外层均满足8e-结构 【答案】D 【解析】 【分析】根据结构简式可知，Z为一价，Y为二价，W为四价，X为三价，短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，Y与Z不同周期，可推出X为N、Y为O、Z为Cl、W为C。 【详解】A．一般来讲，电子层数越多，半径越大，四种元素中氯原子半径不是最小，选项A错误； B．两种元素形成的氢化物不止一种，未强调简单氢化物，无法比较稳定性，选项B错误； C．未强调最高价氧化物对应水化物，无法比较酸性强弱，选项C错误； D．由图可知化合物甲中所有原子最外层均满足8e-结构，选项D正确； 答案选D。 8. 下列对分子结构及其性质的解释中，不正确的是 A. 乙烷难溶于水、溴易溶于四氯化碳都可用相似相溶原理解释 B. 酸性：，是因为分子中的氢原子数目比HClO多 C. 羟基乙酸不属于手性分子，因其分子中不存在手性碳原子 D. 的沸点高于，因乙醇分子中含—OH，能形成分子间氢键 【答案】B 【解析】 【详解】A．水为极性分子，乙烷、溴、四氯化碳都为非极性分子，所以乙烷难溶于水、溴易溶于四氯化碳都可用相似相溶原理解释，A正确； B．酸性的强弱与分子中氢原子数目的多少无关，酸性：，是因为分子中的非羟基氧原子数目比HClO多，B不正确； C．羟基乙酸分子中没有手性碳原子，所以不属于手性分子，C正确； D．分子中含有-OH，能形成分子间的氢键，而分子间不能形成氢键，所以的沸点高于，D正确； 故选B。 9. 下列有关晶体的说法中一定正确的是 ①共价晶体中只存在非极性共价键 ②稀有气体形成的晶体属于共价晶体 ③干冰晶体升华时，分子内共价键会发生断裂 ④金属元素和非金属元素形成的化合物一定是离子化合物 ⑤分子晶体的堆积方式均为分子密堆积 ⑥离子晶体和金属晶体中均存在阳离子，但金属晶体中却不存在离子键 ⑦金属晶体和离子晶体都能导电 A. ①③⑦ B. 只有⑥ C. ②④⑤⑦ D. ⑤⑥ 【答案】B 【解析】 【详解】①共价晶体中也可能存在极性键，如SiO2晶体为共价晶体，晶体中存在极性共价键，不存在非极性共价键，①错误； ②稀有气体分子属于单原子分子，形成的晶体属于分子晶体，②错误； ③干冰属于分子晶体，升华时破坏的是分子间作用力，不是共价键，③错误； ④金属元素与非金属元素形成的化合物不一定是离子化合物，如氯化铝是共价化合物，④错误； ⑤分子晶体的堆积方式不一定均为分子密堆积，如冰，每个水分子周围只有4个水分子，不是密堆积，⑤错误； ⑥离子晶体是由阴、阳离子通过离子键结合形成的晶体，金属晶体是金属阳离子和自由电子通过金属键结合而成的晶体，所以金属晶体中不存在离子键，⑥正确； ⑦离子晶体中没有自由移动的离子，不能导电；金属晶体中存在自由移动的电子，能导电，⑦错误。 综上，正确的选项只有⑥； 答案选B。 10. 下列事实解释错误的是 事实 解释 A 酸性：CH3COOH<CCl3COOH<CF3COOH H的电负性小于氯原子，氯原子小于氟原子，电负性越强羟基上的氢原子越容易电离，酸性越强 B 第一电离能： Mg为3p轨道全空的稳定电子构型，而Al失去一个电子变为3p轨道全空的稳定电子构型 C O2与O3分子极性相同 二者都是由非极性键构成的分子 D 的沸点比低 前者形成了分子内氢键，后者形成分子间氢键 A. A B. B C. C D. D 【答案】C 【解析】 【详解】A．由于H的电负性小于氯原子，氯原子小于氟原子，电负性越强其吸电子效应越强，羟基上的氢原子越容易电离，酸性越强，故导致酸性：CH3COOH<CCl3COOH<CF3COOH，A不合题意； B．Mg为3p轨道全空的稳定电子构型，而Al失去一个电子变为3p轨道全空的稳定电子构型，导致Al失去一个电子比Mg更容易，即第一电离能：，B不合题意； C．O2是非极性分子，O3是极性分子，极性不同，且臭氧分子中是极性键，C符合题意； D．对羟基苯甲醛形成分子间氢键，其熔沸点较高，邻羟基苯甲醛形成分子内氢键，其熔沸点较低，所以对羟基苯甲醛的熔沸点比邻羟基苯甲醛的高，D不合题意； 故答案为：C。 11. LDFCB是电池的一种电解质，该电解质阴离子由同周期元素原子W、X、Y、Z构成(如图)，Y的最外层电子数等于X的核外电子总数，四种原子最外层电子数之和为20，下列说法错误的是 A. XY的中心原子价层电子对数为3 B. Y所在周期中，第一电离能大于Y的元素有2种 C. 该结构中各原子最外层均满足8电子稳定结构 D. Y、Z两元素简单离子的核外电子数相等 【答案】B 【解析】 【分析】电解质阴离子由同周期元素原子W、X、Y、Z构成，Y形成2个共价键，X形成4个共价键，Y的最外层电子数等于X的核外电子总数，则Y位于ⅥA族，X为C元素、Y为O元素；Z只能形成1个共价键，Z为F元素，W形成4个共价键且得到1个电子形成阴离子，W为B元素，四种原子最外层电子数之和为20，即3+4+6+7=20，以此来解答。 【详解】A．由分析可知，X为C，Y为O，则XY为的中心原子价层电子对数为3+=3，A正确； B．由分析可知，Y为O，根据同一周期从左往右元素的第一电离能呈增大趋势，ⅡA、ⅤA反常，故Y所在周期中，第一电离能大于Y的元素有N、F、Ne3种，B错误； C．由分析可知，X为C，Y为O，Z为F，W为B，结合题干该结构中各原子最外层均满足8电子稳定结构，C正确； D．由分析可知，Y为O，Z为F，故Y、Z两元素简单离子即O2-、F-的核外电子数相等，均为10，D正确； 故答案为：B。 12. 利用电渗析法再生钠碱循环脱硫中的吸收液，并获取高浓度的，工作原理如图所示。已知双极膜在电流作用下可将水解离，膜两侧分别得到和。下列说法正确的是 A. 双极膜右侧得到的是 B. 再生吸收液从M室流出 C. 相同条件下，阳极生成气体，电路中通过电子 D. N室中、分别与发生反应可得高浓度 【答案】C 【解析】 【分析】根据图1钠碱循环脱硫示意可知，Na2SO3吸收SO2得到NaHSO3溶液从pH>8变成pH<6，则图2中要再生吸收液，NaHSO3需要转化为Na2SO3；M室亚硫酸根和亚硫酸氢根与H+结合生成高浓度SO2；N室NaHSO3与OH-生成Na2SO3。 【详解】A．在电解池中，阳离子向阴极方向迁移，阴离子向阳极方向迁移，因此，双极膜右侧得到的是H+，左侧得到OH−，A错误； B．据分析可知，N室的亚硫酸氢根离子与其右侧迁移进来的氢氧根离子发生反应生成亚硫酸根离子，从而实现再生，因此，再生吸收液从N室流出，B错误； C．阳极发生的电极反应是2H2O-4e-=O2↑+4H+，生成1molO2转移4mol电子，C正确； D．据分析，M室中、分别与双极膜解离出的H+发生反应，得高浓度SO2，D错误； 综上所述，本题选C。 13. VA族氮、磷、砷（As）、锑（Sb）元素及其化合物应用广泛。氨是重要的化工原料，广泛用于生产铵盐、硝酸、纯碱、医药等；白磷（）晶胞如图所示，P元素可形成多种含氧酸，其中次磷酸（）为一元弱酸，为三元中强酸。下列说法正确的是 A. 是由极性键形成的非极性分子 B. 易液化是由于与分子间形成氢键 C. 次磷酸与足量NaOH溶液反应： D. 白磷晶体中1个分子周围有12个紧邻的分子 【答案】D 【解析】 【详解】A．中含共价键P-Cl键，属于极性键，中心原子P价层电子对数为：，含1对孤电子对，为三角锥形，属于极性分子，故A错误； B．易液化是由于分子间形成氢键，故B错误； C．次磷酸为一元弱酸，只能电离出1个氢离子，消耗1个NaOH，与足量NaOH溶液反应：，故C错误； D．由白磷晶胞结构图可知，与晶胞顶点距离最近且相等的白磷分子有3个，分别位于3个面心，为2个晶胞所共用；而晶胞顶点上的白磷分子为8个晶胞所共用，则晶体中与1个分子紧邻的分子有：，故D正确； 答案选D。 14. 为有效缓解“碳达峰”，一种利用有机胺协助CO2氢化还原为CH3OH的过程如下，下列说法正确的是 A. 过程Ⅱ中涉及非极性键的断裂与生成 B. 化合物X和Y中N原子的杂化方式不同 C. 催化剂中P形成配位键后R-P-R键角变小 D. 该过程的总反应方程式为 【答案】D 【解析】 【详解】A．过程Ⅱ中涉及非极性键的断裂，但不涉及非极性键的生成，故A错误； B．化合物X和Y中N原子均只形成单键，均为sp3杂化，故B错误； C．催化剂中P形成配位键前呈三角锥结构，形成配位键后呈四面体结构，形成配位键后键角变大，故C错误； D．由图可知，反应为二氧化碳和氢气生成甲醇和水，故总反应方程式为，D正确； 故选：D。 二、填空题（4大题，共58分。） 15. 回答下列问题： （1）根据对角线规则，在周期表中，与Li化学性质最相似的邻族元素是___________(填元素符号)，MgO的电子式为___________。 （2）实验测得AlCl3的实际存在形式为Al2Cl6，其分子的球棍模型如图所示。已知Al2Cl6分子中正负电荷中心重合，则Al2Cl6属于___________分子(填“极性”或“非极性”)分子，分子中Al采取___________杂化。 （3）下列不同状态的硼中，失去一个电子需要吸收能量最多的是___________(填标号)。 A. B. C. D. （4）PH3的电子式为___________；NH3很容易液化(常用作冷库中的制冷剂)，而同主族的PH3却没有这样的性质，原因是：___________。 （5）亚硒酸钠(Na2SeO3)能消除加速人体衰老的活性氧，的键角小于气态分子SeO3的原因是：___________。 【答案】（1） ①. Mg ②. （2） ①. 非极性分子 ②. sp3 （3）A （4） ①. ②. 氮元素的电负性大，NH3分子之间能形成氢键，磷元素的电负性较小，PH3分子之间不能形成氢键 （5）SeO3分子中Se原子的价层电子对数为3，孤电子对数为0，分子的空间构型为平面三角形，键角为120°；亚硒酸根离子中硒原子的价层电子对数为4，孤对电子数为1，离子的空间构型为三角锥形，键角小于120° 【解析】 【小问1详解】 根据对角线规则，在周期表中，与Li化学性质最相似的邻族元素是Mg，MgO是离子化合物，电子式为。 【小问2详解】 已知Al2Cl6分子中正负电荷中心重合，因此Al2Cl6属于非极性分子，每个铝原子和氯原子形成共价键，因此分子中Al采取sp3杂化。 小问3详解】 由题给信息知，A项和C项代表B＋，B项和D项代表B原子。B再失去一个电子较难，即第二电离能大于第一电离能，且A项中B＋各轨道都改处于全满状态比较稳定，较C项中B＋更难失去电子，因此失去一个电子需要吸收能量最多的是A； 【小问4详解】 PH3属于共价化合物，电子式为；由于氮元素的电负性大，NH3分子之间能形成氢键，磷元素的电负性较小，PH3分子之间不能形成氢键，所以NH3很容易液化(常用作冷库中的制冷剂)，而同主族的PH3却没有这样的性质。 【小问5详解】 由于SeO3分子中Se原子的价层电子对数为3，孤电子对数为0，分子的空间构型为平面三角形，键角为120°；亚硒酸根离子中硒原子的价层电子对数为4，孤对电子数为1，离子的空间构型为三角锥形，键角小于120°，因此的键角小于气态分子SeO3的。 16. 铁、钴及其化合物在生活中有广泛应用。 （1）Fe2+的基态核外电子排布式为_________。 （2）实验室用KSCN溶液、苯酚检验Fe3+。 ①1mol苯酚分子中含有σ键的数目为_________。 ②类卤素离子SCN-可用于Fe3+的检验，其对应的酸有两种，分别为硫氰酸(HSC≡N)和异硫氰酸，这两种酸中沸点较高的是_________，原因：_________。 （3）氮化铁晶体的晶胞结构如图所示。该晶体中铁、氮的微粒个数之比为________。 （4）某铁的化合物结构简式如图所示： ①上述化合物中所含有的非金属元素的电负性由大到小的顺序为_________(用元素符号表示)。 ②上述化合物中氮原子的杂化方式为_________。 （5）配合物[Co(NH3)5Cl]Cl2中与Co2+形成配位键的原子是_________(用元素符号表示)，与NH3互为等电子体的离子是_________。 【答案】（1）1s22s22p63s23p63d6 （2） ①. 13NA ②. 异硫氰酸 ③. 硫氰酸分子间无法形成氢键，异硫氰酸分子间可形成氢键，故异硫氰酸的沸点较高 （3）4∶1 （4） ①. O>N>C>H ②. sp2 （5） ①. N、Cl ②. H3O+ 【解析】 【小问1详解】 铁是26号元素，失去2个4s电子后形成Fe2+，Fe2+的基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6。故答案为：1s22s22p63s23p63d6； 【小问2详解】 ①1mol苯酚分子中含有σ键(6molσC-C、5molσC-H、1molσC-O、1molσO-H)的数目为13NA。故答案为：13NA； ②类卤素离子SCN-可用于Fe3+的检验，其对应的酸有两种，分别为硫氰酸(HSC≡N)和异硫氰酸，这两种酸中沸点较高的是异硫氰酸，原因：硫氰酸分子间无法形成氢键，异硫氰酸分子间可形成氢键，故异硫氰酸的沸点较高。故答案为：异硫氰酸；硫氰酸分子间无法形成氢键，异硫氰酸分子间可形成氢键，故异硫氰酸的沸点较高； 【小问3详解】 该晶体中铁在顶点和面心，为8×+6×=4，氮在体心为1，该晶体中铁、氮的微粒个数之比为4∶1。故答案为：4∶1； 【小问4详解】 ①周期表中同主族从下到上，同周期从左到右，元素的非金属性增强，电负性变大，在化合物中显负价的电负性较大，上述化合物中所含有的非金属元素的电负性由大到小的顺序为O>N>C>H。故答案为：O>N>C>H； ②上化合物中氮原子均参与形成大键，述化合物中氮原子的杂化方式均为sp2。故答案为：sp2； 【小问5详解】 配合物[Co(NH3)5Cl]Cl2中内界为[Co(NH3)5Cl]2+，与Co2+形成配位键的原子是N、Cl；是4原子分子，价电子总和为8，与NH3互为等电子体的离子是H3O+。故答案为：N、Cl；H3O+。 17. SiCl4是生产多晶硅的副产物。利用SiCl4对废弃的锂电池正极材料LiCoO2进行氯化处理以回收Li、Co等金属，工艺路线如下： 回答下列问题： （1）Co位于元素周期表第__________周期，第__________族。 （2）烧渣是LiCl、CoCl2和SiO2和的混合物，“500℃焙烧”后剩余的SiCl4应先除去，否则水浸时会产生大量烟雾，导致SiCl4比CCl4易水解的因素有___________（填标号）。 a. Si-Cl键极性更大 b. Si的原子半径更大 c. Si-Cl键键能更大 d. Si有更多价层轨道 （3）已知，若“沉钴过滤”的pH控制为10.0，则溶液中Co2+浓度为__________ mol/L。“850℃煅烧时的化学方程式为_________________。 （4）由CoCl2可制备AlxCoOy晶体，其立方晶胞如图。Al与O最小间距大于Co与O最小间距，x、y为整数，则Co在晶胞中的位置为____________；晶体中一个Al周围与其最近的O的个数为___________。 【答案】（1） ①. 四 ②. Ⅷ （2）abd （3） ①. ②. （4） ①. 体心 ②. 12 【解析】 【分析】由流程和题中信息可知，LiCoO2粗品与SiCl4在500℃焙烧时生成氧气和烧渣，烧渣是LiCl、CoCl2和SiO2的混合物；烧渣经水浸、过滤后得滤液1和滤饼1，滤饼1的主要成分是SiO2和H2SiO3；滤液1用氢氧化钠溶液沉钴，过滤后得滤饼2（主要成分为Co(OH)2）和滤液2（主要溶质为LiCl）；滤饼2置于空气中在850℃煅烧得到Co3O4；滤液2经碳酸钠溶液沉锂，得到滤液3和滤饼3，滤饼3为Li2CO3。 【小问1详解】 Co是27号元素，其原子有4个电子层，其价电子排布为3d74s2，元素周期表第8、9、10三个纵行合称第Ⅷ族，因此，其位于元素周期表第四周期、第Ⅷ族； 【小问2详解】 a．Si-Cl键极性更大，则 Si-Cl键更易断裂，因此，比易水解，a有关； b．Si的原子半径更大，因此，SiCl4中的共用电子对更加偏向于Cl，从而导致Si-Cl键极性更大，且Si原子更易受到水电离的OH-的进攻，因此，比易水解，b有关； c．通常键能越大化学键越稳定且不易断裂，因此，Si-Cl键键能更大不能说明Si-Cl更易断裂，故不能说明SiCl4比SCl4易水解，c无关； d．Si有更多的价层轨道，因此更易与水电离的OH-形成化学键，从而导致SiCl4比CCl4易水解，d有关； 综上所述，导致比易水解的因素有abd； 【小问3详解】 已知，若“沉钴过滤”的pH控制为10.0，则溶液中，c(H+)=10-10mol/L，c(OH-)=10-4mol/L，则溶液中Co2+浓度为mol/L，“850℃煅烧”时，有空气中氧气参与，Co在产物中为Co3O4，故化学方程式为； 【小问4详解】 AlxCoOy晶体其立方晶胞如图，根据图中信息，1个晶胞中白色原子有3个，其余两种原子分别都是1个，Al与O最小间距大于Co与O最小间距，则Al在顶点，个数为1，Co在体心，个数为1，O在面心，个数为3，以某个顶点Al分析，面心的氧原子一个横截面有4个，三个横截面共12个，因此，晶体中一个Al周围与其最近的O的个数为12。 18. 我国力争于2030年前做到碳达峰，CO2和CH4催化重整制备合成气(主要成分为CO、H2)是CO2利用的研究热点之一，其中部分反应如下： 反应Ⅰ积碳反应：CH4(g)C(s)+2H2(g) ΔH1=+74.8kJ/mol 反应Ⅱ消碳反应：C(s)+CO2(g)2CO(g) ΔH2=+172kJ/mol 回答下列问题： （1）催化重整反应CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH=_________。 （2）催化重整反应中催化剂的活性会因积碳而降低，消碳反应则使积碳量减少。 ①投料比___________(填“增大”或“减小”)有助于减少积碳。 ②使用不同催化剂时，反应Ⅰ、Ⅱ活化能如下表所示： 反应 Ⅰ Ⅱ 催化剂X 活化能/kJ/mol 33 91 催化剂Y活化能/kJ/mol 43 72 由表中数据判断，使用催化剂___________(填“X”或“Y”)催化重整反应速率较快。 （3）一定条件下，催化重整反应CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)中CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示(不考虑副反应)，则T1___________T2(填“大于，小于或等于”)；A、B、C三点对应的平衡常数KA、KB、KC的大小关系为___________。 （4）恒温下，往2L密闭容器中加入2molCH4、2molCO2进行该催化重整反应 ①2min后测得CO2的转化率为40%，则2min内平均反应速率v(CH4)= ___________mol·L-1·min-1。 ②下列叙述能说明该反应达到平衡状态的是___________(填序号)。 A．容器中混合气体的密度保持不变 B．容器中混合气体的压强保持不变 C．v正(CO2)=2v逆(CO) D．断裂2mol C-H键的同时断裂1mol H-H键 （5）在恒温、体系总压恒定为P0kPa下，往密闭容器中加入2molCH4、2molCO2进行该催化重整反应，达到平衡状态时，CO2的转化率为50%。已知气体分压=气体总压×气体的物质的量分数，用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数Kp，则该温度下的平衡常数Kp=___________(kPa)2(用含P0的代数式表示)。 【答案】（1） （2） ①. 减小 ②. Y （3） ①. 小于 ②. （4） ①. 0.2 ②. BD （5） 【解析】 【小问1详解】 利用盖斯定律，将反应Ⅰ+Ⅱ得催化重整反应CO2(g)+CH4(g)⇌2CO(g)+2H2(g) ∆H=+74.8 kJ∙mol-1+172 kJ∙mol-1=+246.8kJ∙mol-1； 【小问2详解】 ①由反应Ⅰ知，减少n(CH4)，有利于平衡逆向移动，减少积炭；由反应Ⅱ知，增大c(CO2)，有利于平衡正向移动，减少积炭，则投料比减小，有助于减少积碳； ②相对于使用催化剂X，使用催化剂Y时积碳反应的活化能大，则积碳反应的速率小，而消碳反应活化能小，则消碳反应的速率大，反应中催化剂活性会因积碳而降低，所以催化剂Y的活性较好； 【小问3详解】 ①催化重整反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，CH4的平衡转化率增大，则T2＞T1； ②B、C点温度相同，则平衡常数相等，A点温度低，则平衡常数小，从而得出A、B、C三点对应的平衡常数KA、KB、Kc的大小关系为KB=Kc＞KA； 【小问4详解】 ①2min后测得CO2的转化率为40%，则消耗的CO2为0.8mol，则消耗的CH4也为0.8mol，2min内平均反应速率v(CH4)==0.2mol·L-1·min-1； ②A．反应前后气体质量相等，体积不变，混合气体的密度始终不变，密度保持不变，不能说明达到平衡状态，A错误； B．反应前后气体化学计量数不同，故反应中压强会发生变化，当容器中混合气体的压强保持不变时，反应达到平衡状态，B正确； C．v正(CO2)=2v逆(CO)时，正、逆反应速率不相等，不能说明达到平衡状态，C错误； D．断裂2mol C—H键的同时断裂1mol H—H键说明正、逆反应速率相等，能说明达到平衡状态，D正确； 故选BD； 【小问5详解】 在恒温、体系总压恒定为P0kPa，往密闭容器中加入2mol CH4、2mol CO2进行该催化重整反应，达到平衡状态时，CO2的转化率为50%。可建立以下三段式：,平衡时气体的总物质的量为6mol，则平衡时CH4的分压为P(CH4)=P(CO2)=，CO的分压为P(CO)=P(H2)=，=。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 衡阳县二中2023-2024年下学期高二期中考试 化学试题 注意事项： 1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 可能用到的相对原子质量：H∶1 C∶12 N∶14 O∶16 Na∶23 S∶32 Cl∶35.5 K∶39 一、单选题（每题3分，42分） 1. 化学与能源、材料和环境密切相关。下列有关说法错误的是 A. 中国空间站使用的推进器燃料为氙气(Xe)，Xe是第五周期元素 B. 水结冰体积膨胀有利于水生生物，是因为水分子间存在氢键 C. 我国自主研发的“深地一号”为进军万米深度提供核心装备而制造钻头用的金刚石为共价晶体 D. BaSO4俗称“钡餐”，常用作X射线透视肠胃造影剂，Ba元素位于周期表d区 2. 《中华本草》等中医典籍中，记载了炉甘石（）入药，可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。下列说法正确的是 A. 原子半径：C＜O B. 晶体中只含有离子键 C. Zn原子核外电子排布式为 D. 中阴离子的中心原子采取杂化 3. 下列表示正确的是 A. CH4的结构式： B. H2O2的电子式： C. 次氯酸的结构式：H－O－Cl D. 14C的原子结构示意图： 4. 下列分子结构为正四面体的是 ①P4 ②NH3 ③CCl4 ④CH4 ⑤SO2 ⑥CO2 A. ①③④⑤ B. ①③④⑤⑥ C. ①③④ D. ④⑤ 5. 已知。下列有关说法正确的是 A. 的电子式为 B. 键的键长比键长 C. 分子中只有键 D. 的酸性比强 6. 设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A. 足量浓硫酸与1mol Zn完全反应，转移电子数为 B. 64g()中含有16NA个S―S键 C. 含有的共价键数目为5NA D. 标准状况下，22.4L中含2NA个孤电子对 7. 化合物甲是一种常用的有机消毒剂，其结构简式如图所示。其中短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，Y与Z不同周期。下列说法正确的是 A. 原子半径：W>X> Y> Z B. 氢化物的稳定性：Y> X C. 含氧酸酸性：Z>X> W D. 化合物甲中所有原子最外层均满足8e-结构 8. 下列对分子结构及其性质的解释中，不正确的是 A. 乙烷难溶于水、溴易溶于四氯化碳都可用相似相溶原理解释 B. 酸性：，是因为分子中的氢原子数目比HClO多 C. 羟基乙酸不属于手性分子，因其分子中不存在手性碳原子 D. 的沸点高于，因乙醇分子中含—OH，能形成分子间氢键 9. 下列有关晶体的说法中一定正确的是 ①共价晶体中只存在非极性共价键 ②稀有气体形成的晶体属于共价晶体 ③干冰晶体升华时，分子内共价键会发生断裂 ④金属元素和非金属元素形成的化合物一定是离子化合物 ⑤分子晶体的堆积方式均为分子密堆积 ⑥离子晶体和金属晶体中均存在阳离子，但金属晶体中却不存在离子键 ⑦金属晶体和离子晶体都能导电 A. ①③⑦ B. 只有⑥ C. ②④⑤⑦ D. ⑤⑥ 10. 下列事实的解释错误的是 事实 解释 A 酸性：CH3COOH<CCl3COOH<CF3COOH H电负性小于氯原子，氯原子小于氟原子，电负性越强羟基上的氢原子越容易电离，酸性越强 B 第一电离能： Mg为3p轨道全空的稳定电子构型，而Al失去一个电子变为3p轨道全空的稳定电子构型 C O2与O3分子极性相同 二者都是由非极性键构成的分子 D 的沸点比低 前者形成了分子内氢键，后者形成分子间氢键 A. A B. B C. C D. D 11. LDFCB是电池的一种电解质，该电解质阴离子由同周期元素原子W、X、Y、Z构成(如图)，Y的最外层电子数等于X的核外电子总数，四种原子最外层电子数之和为20，下列说法错误的是 A. XY的中心原子价层电子对数为3 B. Y所在周期中，第一电离能大于Y的元素有2种 C. 该结构中各原子最外层均满足8电子稳定结构 D. Y、Z两元素简单离子的核外电子数相等 12. 利用电渗析法再生钠碱循环脱硫中的吸收液，并获取高浓度的，工作原理如图所示。已知双极膜在电流作用下可将水解离，膜两侧分别得到和。下列说法正确的是 A. 双极膜右侧得到的是 B. 再生吸收液从M室流出 C. 相同条件下，阳极生成气体，电路中通过电子 D. N室中、分别与发生反应可得高浓度 13. VA族氮、磷、砷（As）、锑（Sb）元素及其化合物应用广泛。氨是重要的化工原料，广泛用于生产铵盐、硝酸、纯碱、医药等；白磷（）晶胞如图所示，P元素可形成多种含氧酸，其中次磷酸（）为一元弱酸，为三元中强酸。下列说法正确的是 A. 是由极性键形成的非极性分子 B. 易液化是由于与分子间形成氢键 C. 次磷酸与足量NaOH溶液反应： D. 白磷晶体中1个分子周围有12个紧邻的分子 14. 为有效缓解“碳达峰”，一种利用有机胺协助CO2氢化还原为CH3OH的过程如下，下列说法正确的是 A. 过程Ⅱ中涉及非极性键的断裂与生成 B. 化合物X和Y中N原子的杂化方式不同 C. 催化剂中P形成配位键后R-P-R键角变小 D. 该过程的总反应方程式为 二、填空题（4大题，共58分。） 15 回答下列问题： （1）根据对角线规则，在周期表中，与Li化学性质最相似的邻族元素是___________(填元素符号)，MgO的电子式为___________。 （2）实验测得AlCl3的实际存在形式为Al2Cl6，其分子的球棍模型如图所示。已知Al2Cl6分子中正负电荷中心重合，则Al2Cl6属于___________分子(填“极性”或“非极性”)分子，分子中Al采取___________杂化。 （3）下列不同状态的硼中，失去一个电子需要吸收能量最多的是___________(填标号)。 A. B. C. D. （4）PH3的电子式为___________；NH3很容易液化(常用作冷库中的制冷剂)，而同主族的PH3却没有这样的性质，原因是：___________。 （5）亚硒酸钠(Na2SeO3)能消除加速人体衰老的活性氧，的键角小于气态分子SeO3的原因是：___________。 16. 铁、钴及其化合物在生活中有广泛应用。 （1）Fe2+的基态核外电子排布式为_________。 （2）实验室用KSCN溶液、苯酚检验Fe3+。 ①1mol苯酚分子中含有σ键的数目为_________。 ②类卤素离子SCN-可用于Fe3+检验，其对应的酸有两种，分别为硫氰酸(HSC≡N)和异硫氰酸，这两种酸中沸点较高的是_________，原因：_________。 （3）氮化铁晶体的晶胞结构如图所示。该晶体中铁、氮的微粒个数之比为________。 （4）某铁的化合物结构简式如图所示： ①上述化合物中所含有的非金属元素的电负性由大到小的顺序为_________(用元素符号表示)。 ②上述化合物中氮原子的杂化方式为_________。 （5）配合物[Co(NH3)5Cl]Cl2中与Co2+形成配位键的原子是_________(用元素符号表示)，与NH3互为等电子体的离子是_________。 17. SiCl4是生产多晶硅的副产物。利用SiCl4对废弃的锂电池正极材料LiCoO2进行氯化处理以回收Li、Co等金属，工艺路线如下： 回答下列问题： （1）Co位于元素周期表第__________周期，第__________族。 （2）烧渣是LiCl、CoCl2和SiO2和的混合物，“500℃焙烧”后剩余的SiCl4应先除去，否则水浸时会产生大量烟雾，导致SiCl4比CCl4易水解的因素有___________（填标号）。 a. Si-Cl键极性更大 b. Si的原子半径更大 c. Si-Cl键键能更大 d. Si有更多的价层轨道 （3）已知，若“沉钴过滤”的pH控制为10.0，则溶液中Co2+浓度为__________ mol/L。“850℃煅烧时的化学方程式为_________________。 （4）由CoCl2可制备AlxCoOy晶体，其立方晶胞如图。Al与O最小间距大于Co与O最小间距，x、y为整数，则Co在晶胞中的位置为____________；晶体中一个Al周围与其最近的O的个数为___________。 18. 我国力争于2030年前做到碳达峰，CO2和CH4催化重整制备合成气(主要成分为CO、H2)是CO2利用的研究热点之一，其中部分反应如下： 反应Ⅰ积碳反应：CH4(g)C(s)+2H2(g) ΔH1=+748kJ/mol 反应Ⅱ消碳反应：C(s)+CO2(g)2CO(g) ΔH2=+172kJ/mol 回答下列问题： （1）催化重整反应CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH=_________。 （2）催化重整反应中催化剂的活性会因积碳而降低，消碳反应则使积碳量减少。 ①投料比___________(填“增大”或“减小”)有助于减少积碳。 ②使用不同催化剂时，反应Ⅰ、Ⅱ活化能如下表所示： 反应 Ⅰ Ⅱ 催化剂X 活化能/kJ/mol 33 91 催化剂Y活化能/kJ/mol 43 72 由表中数据判断，使用催化剂___________(填“X”或“Y”)催化重整反应速率较快 （3）一定条件下，催化重整反应CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)中CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示(不考虑副反应)，则T1___________T2(填“大于，小于或等于”)；A、B、C三点对应的平衡常数KA、KB、KC的大小关系为___________。 （4）恒温下，往2L密闭容器中加入2molCH4、2molCO2进行该催化重整反应。 ①2min后测得CO2的转化率为40%，则2min内平均反应速率v(CH4)= ___________mol·L-1·min-1。 ②下列叙述能说明该反应达到平衡状态的是___________(填序号)。 A．容器中混合气体的密度保持不变 B．容器中混合气体的压强保持不变 C．v正(CO2)=2v逆(CO) D．断裂2mol C-H键的同时断裂1mol H-H键 （5）在恒温、体系总压恒定为P0kPa下，往密闭容器中加入2molCH4、2molCO2进行该催化重整反应，达到平衡状态时，CO2的转化率为50%。已知气体分压=气体总压×气体的物质的量分数，用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数Kp，则该温度下的平衡常数Kp=___________(kPa)2(用含P0的代数式表示)。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $