内容正文:
叙州区第二中学2023年春期高一期末考试
化学试题
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上。2.满分100分,时间75分钟
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 S 32 Cl 35.5 Na 23 Fe 56
第I卷(选择题 42分)
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 日本福岛核废水排海引起舆论风波,核废水中不只含有放射性氚,真正具有伤害性的,还有6种放射性元素,分别是碘—131、铯—134和铯—137、碳—14、钴—60和锶—90。下列关于I的叙述正确的是
A. I原子所含中子数与质子数之差为25 B. I和I互称为同素异形体
C. I的核外电子数为131 D. I和I的核外电子数之差为4
2. 下列说法不正确的是
A. 易分解是因为共价键作用力弱
B. 离子键就是使阴、阳离子结合成化合物的静电引力
C. 二氧化碳分子中碳原子和氧原子最外电子层都具有8电子的稳定结构
D. NaOH晶体既有离子键,又有极性共价键
3. 某溶液可能含有Na+、Cu2+、Fe3+、S2-、CO、SO、NO等离子中的数种。向此溶液中加入稀盐酸,有浅黄色沉淀和气体出现,此溶液的焰色为黄色。根据以上实验现象,下列关于原溶液中离子成分的推测正确的是
A. 一定有S2-、SO、Na+ B. 可能只有Na+、S2-、CO
C. 一定没有Cu2+、Fe3+ D. 一定有Na+、S2-、NO
4. 下列反应的离子方程式正确的是
A. 碘化亚铁溶液与等物质的量的氯气:
B. 向次氯酸钙溶液通入足量二氧化碳:
C 铜与稀硝酸:
D. 向硫化钠溶液通入足量二氧化硫:
5. 常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A. 无色的强酸溶液:
B. 盐酸溶液:
C. 强碱溶液:
D. 溶液:
6. 下列说法中正确的是
A. 核酸检测时用到的“拭子”由尼龙纤维制成,属于有吸附性的天然有机高分子材料
B. 聚氯乙烯是一种塑料,最适合合成氯乙烯的原料是乙炔和HCl
C. 乙烯和聚乙烯均能使高锰酸钾溶液褪色
D. 的单体是
7. X、Y、Z、Q、W五种短周期元素,核电荷数依次增加。只有Q为金属,X与Q同主族,Z与W同主族,Y原子最外层电子数是内层电子数的2倍,Q+与Z3-具有相同的电子层结构。下列说法正确的是
A. Z的氧化物都能跟碱反应
B. Z的氢化物与Z的最高价氧化物的水化物能发生反应
C. Y的最高价氧化物的水化物是非电解质
D. 原子半径Q < W
8. 下列叙述错误的是
A. 先与发生加成反应,再与发生取代反应,最多消耗
B. 实验室中可用如图所示方法除去气体中的气体
C. 实验室中可用酸性的溶液鉴别气体和气体
D. 工业上可利用与的加成反应制得纯净的
9. 异辛烷在内燃机的汽缸里燃烧时抗震性较好,是优良的发动机燃料,异辛烷的球棍模型如图所示。下列说法正确的是
A. 异辛烷的分子式为 B. 异辛烷中所有的碳原子共平面
C. 异辛烷与环己烷( )互为同系物 D. 异辛烷可以发生取代反应和氧化反应
10. 氢氧燃料电池的能量转化率较高,且产物是H2O,无污染,是一种具有应用前景的绿色电源。下列有关氢氧燃料电池的说法正确的是
A. 通入氢气的电极发生还原反应
B. 外电路中每有0.4mol电子发生转移,该实验中就会有6.72L气体被消耗
C. 碱性电解液中阳离子向通入氢气的方向移动
D. 正极的电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-
11. 下列实验装置及操作能达到相应实验目的的是
A. 用装置①分离和两种固体
B. 用装置②制备能较长时间观察到其白色
C. 用装置③做钾元素的焰色试验
D. 用装置①制备并检验乙炔性质
12. 一种借用的转化,消除NH3、NO气体污染的途径如图所示。下列说法正确的是
A. 反应①是一个非氧化还原反应
B. 反应②中N2只是氧化产物
C. 利用上述转化有利于缓解温室效应
D. 该过程的总反应可能为
13. 在一定温度下,向容积为2L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应生成另外两种气体,反应中各物质的量变化如图所示,对该反应的推断合理的是
A. 该反应的化学方程式为:2B(g)+C(g)6A(g)+2D(g)
B. 反应进行到6s时,v(B)=v(D)
C. 物质A在0~6s内的平均反应速率为0.1mol•L-1•s-1
D. 反应进行到6s时,各物质的浓度不再改变,反应停止
14. “绿水青山就是金山银山”,对工业废水和生活污水进行处理是防止水体污染、改善水质的主要措施。某工厂拟综合处理含NH废水和工业废气(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO,不考虑其他成分),设计了如下流程:
已知:2NO2+2NaOH═NaNO3+NaNO2+H2O、NO2+NO+2NaOH═2NaNO2+H2O
下列说法不正确的是
A. 固体1中主要含有Ca(OH)2、CaCO3、CaSO3
B. 为使反应①中的有关气体被充分吸收,可采取增大接触面积、控制气体流速的措施
C. 为确保反应③只生成NaNO2,理论上应控制NO与O2的物质的量之比为2:1
D. 反应④用来处理含NH废水,其离子方程式为:NH+NO=N2↑+2H2O
第II卷(非选择题 58分)
15. 食品添加剂可以改善食品的色香、味等品质,能更好地满足吃货们的心愿,丰富舌尖上的营养和美味。请回答下列问题:
I.磷酸氢钙CaHPO4是一种常用的营养强化剂和膨松剂,可以用于糕点、代乳品、婴幼儿配方食品等。
(1)Ca的结构示意图为_______。中子数为23的P,其核素符号为_______。
(2)下列说法中不正确的是_______。
A. 热稳定性; H2O> NH3> PH3 B. 碱性: KOH >Ca(OH)2>Al(OH)3
C. 酸性: H3PO4>H2SiO3> H2CO3 D. 还原性: O2-<S2-<P3-
II.短周期主族元素A、B、C、D、E、F都可能存在于某些食品添加剂中,且它们原子序数依次增大,A的一种核素原子核内没有中子,B是地壳中含量最多的元素,C元素的原子在同周期主族元素中原子半径最大,D元素原子的最外层电子数与电子层数相等,B、E元素的原子最外层电子数相同。请回答下列问题:
(3)E元素在元素周期表中的位置为_______。
(4)由A、B、F三种元素组成的简单化合物的电子式为_______。
(5)B单质与C单质在加热条件下反应,所得产物中存在的化学键类型为_______。
(6)B、C、D对应简单离子的半径由小到大的顺序为_______(用具体微粒符号表示)。
(7)D元素最高价氧化物与C元素最高价氧化物对应水化物的溶液反应的离子方程式为_______。
16. I.用消石灰和氯化铵固体制备NH3
(1)NH3的发生装置应选择图中的______(填字母代号),制备NH3的化学方程式为______。
(2)欲收集一瓶干燥的NH3,选择图中的装置,其连接顺序为:发生装置→______(按气流方向,用小写字母表示)。
(3)通过上面装置制得的NH3进行如图实验(实验前旋塞1、2均关闭)。
①先打开旋塞1,D瓶中的现象是______;原因是______(用化学方程式表示)。
②稳定后,关闭旋塞1,再打开旋塞2,观察到的现象是______。
II.设计了如图所示的实验装置模拟工业生产制备少量硝酸。
(4)实验时先用酒精喷灯预热催化剂,然后通入反应气体,当催化剂红热后撤离酒精喷灯,催化剂始终保持红热,温度可达到700℃以上,由此可知该反应是______(填“吸热”或“放热”)反应,反应的化学方程式是______。
(5)B中试剂为______,NaOH溶液的作用是______。
(6)欲使氨气尽可能完全转化为硝酸,理论上n(NH3):n(O2)的最佳比例为______。
17. 任何化学反应都伴随着能量的变化,通过化学反应,化学能可转化为热能、电能等不同形式的能量。
(1)H2可用于工业合成氨气,已知拆开1molH—H、1molN≡N分别需要吸收的能量为436kJ、946kJ,形成1molN—H会放出能量391kJ,则在反应N2+3H22NH3中,每生成2molNH3___________(填“吸收”或“放出”)热量___________kJ。
(2)Mg、Al设计成如图所示原电池装置:
①若溶液盐酸,Mg为___________极;
②若溶液为氢氧化钠溶液,负极的电极反应为___________。
(3)电化学法处理SO2是目前研究的热点。利用过氧化氢吸收SO2可消除SO2污染,设计装置如图所示。
①石墨1为___________(填“正极”或“负极”);
②正极的电极反应式为___________。
②若11.2L(标准状况)SO2参与反应,则迁移H+的物质的量为___________。
18. 无机非金属元素在化工生产中扮演着重要的角色,请利用相关知识回答下列问题:
(1)硅单质可作为硅半导体材料,三氯硅烷()还原法是当前制备高纯硅的主要方法,生产过程示意图如下:
已知:i.石英砂主要成分都是;ii.三氯硅烷易被氧化。
①硅在周期表中的位置是___________。
②工业上原料石英砂常用溶液浸泡除杂,实验室检验溶液中存在的操作与现象为___________。
③写出制粗硅的化学方程式___________。
④整个制备过程必须严格控制无水无氧。遇水剧烈反应生成、和一种气体单质,该气体单质是___________(填名称);在制备高纯硅的过程中若混入,可能引起的后果是___________。
⑤用含二氧化硅的石英矿,整个制备提纯过程硅元素损失了,最终获得高纯硅的质量为___________t(结果精确到小数点后两位)。
(2)瓷器成分大多为硅酸盐,如蓝紫色的硅酸铜钡(,铜为价),下列说法正确的是___________。
A. B. 可用氧化物形式表示为
C. 硅酸铜钡易溶于强酸和强碱 D. 唐宋时期,我国的瓷器已享誉海内外
(3)在人体器官受到损伤时,需要使用一种新型无机非金属材料来植入体内,这种材料是___________(填序号)。
A. 压电陶瓷 B. 高温结构陶瓷 C. 生物陶瓷 D. 超导陶瓷
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叙州区第二中学2023年春期高一期末考试
化学试题
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上。2.满分100分,时间75分钟
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 S 32 Cl 35.5 Na 23 Fe 56
第I卷(选择题 42分)
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 日本福岛核废水排海引起舆论风波,核废水中不只含有放射性氚,真正具有伤害性的,还有6种放射性元素,分别是碘—131、铯—134和铯—137、碳—14、钴—60和锶—90。下列关于I的叙述正确的是
A. I原子所含中子数与质子数之差为25 B. I和I互称为同素异形体
C. I的核外电子数为131 D. I和I的核外电子数之差为4
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A. I原子所含中子数是131-53=78,,质子数是53,两者之差为78-53=25,故A正确;
B.I和I是两种原子,二者互称为同位素;故B错误;
C. I的质子数为53,核外电子数也为53,故C错误;
D.I和I的核外电子数都是53,之差为0,故D错误;
故答案为:A
2. 下列说法不正确的是
A. 易分解是因为共价键作用力弱
B. 离子键就是使阴、阳离子结合成化合物的静电引力
C. 二氧化碳分子中碳原子和氧原子最外电子层都具有8电子的稳定结构
D. NaOH晶体既有离子键,又有极性共价键
【答案】B
【解析】
【详解】A.H2O2易分解是因为H2O2中共价键作用力弱,容易断裂生成水和氧气,A正确;
B.离子键是指阴、阳离子间的静电作用,包括静电引力和静电斥力,B错误;
C.CO2结构式为O=C=O,分子中所有原子均达到8电子稳定结构,C正确;
D.NaOH由Na+和OH-构成含有离子键,OH-中含有O-H极性共价键,D正确;
故选B。
3. 某溶液可能含有Na+、Cu2+、Fe3+、S2-、CO、SO、NO等离子中的数种。向此溶液中加入稀盐酸,有浅黄色沉淀和气体出现,此溶液的焰色为黄色。根据以上实验现象,下列关于原溶液中离子成分的推测正确的是
A. 一定有S2-、SO、Na+ B. 可能只有Na+、S2-、CO
C. 一定没有Cu2+、Fe3+ D. 一定有Na+、S2-、NO
【答案】C
【解析】
【分析】Cu2+与S2-、CO等不能大量共存,Fe3+与S2-、CO、SO不能大量共存,据此分析;
【详解】此溶液的焰色为黄色,说明原溶液中含有Na+,溶液中加入稀盐酸,有浅黄色沉淀和气体产生,浅黄色沉淀为S,原溶液中一定存在S2-,SO、NO至少存在一种,可能存在CO,一定不存在Cu2+、Fe3+,故选项C正确;
答案为C。
4. 下列反应的离子方程式正确的是
A. 碘化亚铁溶液与等物质的量的氯气:
B. 向次氯酸钙溶液通入足量二氧化碳:
C 铜与稀硝酸:
D. 向硫化钠溶液通入足量二氧化硫:
【答案】B
【解析】
【详解】A.碘化亚铁溶液与等物质的量的氯气,碘离子与氯气恰好完全反应,:,故A错误;
B.向次氯酸钙溶液通入足量二氧化碳,反应生成碳酸氢钙和次氯酸:,故B正确;
C.铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水:,故C错误;
D.向硫化钠溶液通入足量二氧化硫,溶液变浑浊,溶液中生成亚硫酸氢钠:,故D错误;
答案为B。
5. 常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A. 无色的强酸溶液:
B. 盐酸溶液:
C. 强碱溶液:
D. 溶液:
【答案】D
【解析】
【详解】A.酸性溶液中,氢氧根离子可以和氢离子反应生成水,不能共存,A错误;
B.在0.1mol/L盐酸中含有大量氢离子,四种离子中硅酸根可以与氢离子反应生成硅酸沉淀,故不能共存,B错误;
C.强碱溶液中含有大量的氢氧根离子,可以和铵根离子反应生成一水合氨,不能共存,C错误;
D.氯化铁溶液中的三价铁离子和氯离子和不反应,可以共存,D正确;
故选D。
6. 下列说法中正确的是
A. 核酸检测时用到的“拭子”由尼龙纤维制成,属于有吸附性的天然有机高分子材料
B. 聚氯乙烯是一种塑料,最适合合成氯乙烯的原料是乙炔和HCl
C. 乙烯和聚乙烯均能使高锰酸钾溶液褪色
D. 的单体是
【答案】B
【解析】
【详解】A.尼龙纤维属于合成纤维,属于有机高分子材料,但不属于天然有机高分子材料,故A错误;
B.聚氯乙烯是一种塑料,聚氯乙烯可由氯乙烯发生加聚反应制得,氯乙烯可通过乙炔和氯化氢发生加成反应制得,最适合合成聚氯乙烯的原料是乙炔和HCl,故B正确;
C.聚乙烯中无碳碳双键,不能使高锰酸钾溶液褪色,故C错误;
D.共扼二烯烃能发生1,4加成,则该聚合物的单体是CH2=CH-CH=CH2,故D错误;
故选B。
7. X、Y、Z、Q、W五种短周期元素,核电荷数依次增加。只有Q为金属,X与Q同主族,Z与W同主族,Y原子最外层电子数是内层电子数的2倍,Q+与Z3-具有相同的电子层结构。下列说法正确的是
A. Z的氧化物都能跟碱反应
B. Z的氢化物与Z的最高价氧化物的水化物能发生反应
C. Y的最高价氧化物的水化物是非电解质
D. 原子半径Q < W
【答案】B
【解析】
【分析】X、Y、Z、Q、W五种短周期元素,核电荷数依次增加,Y原子最外层电子数是内层电子数2倍,最外层电子数小于9,所以Y是C元素;Q为金属,Q+与Z3-具有相同的电子层结构,且Z、Q是短周期元素,所以Q是Na元素,Z是N元素;只有Q为金属,X与Q同主族,X与Q是短周期元素,所以X是H元素;Z与W同主族,所以W是P元素;即X是H元素,Y是C元素,Z是N元素,Q是Na元素,W是P元素。
【详解】A.Z的氧化物有多种,部分氧化物是不成盐氧化物,如NO是不成盐氧化物,和碱不反应,A错误;
B.Z的氢化物是NH3,Z的最高价氧化物的水化物是HNO3,氨气和硝酸能发生反应生成硝酸铵,B正确;
C.Y最高价氧化物的水化物H2CO3,是弱电解质,C错误;
D.Q是Na元素,W是P元素;两者的原子位于具有电子层数,W的核电荷数大,所以半径小,原子半径Q > W,D错误;
故选B。
8. 下列叙述错误的是
A. 先与发生加成反应,再与发生取代反应,最多消耗
B. 实验室中可用如图所示方法除去气体中的气体
C. 实验室中可用酸性的溶液鉴别气体和气体
D. 工业上可利用与的加成反应制得纯净的
【答案】A
【解析】
【详解】A.先与发生加成反应生成1mol一氯乙烷,分子中含有5个H原子,再与发生取代反应,最多消耗,故A错误;
B.乙烷与溴水不反应,乙烯与溴水发生加成反应生成1,2-二溴乙烷,可用溴水除去气体中的气体,故B正确;
C.与酸性高锰酸钾不反应,能被酸性高锰酸钾氧化,乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色,实验室中可用酸性的溶液鉴别气体和气体,故C正确;
D.与发生加成反应的产物只有,工业上可利用与的加成反应制得纯净的,故D正确;
选A。
9. 异辛烷在内燃机的汽缸里燃烧时抗震性较好,是优良的发动机燃料,异辛烷的球棍模型如图所示。下列说法正确的是
A. 异辛烷的分子式为 B. 异辛烷中所有的碳原子共平面
C. 异辛烷与环己烷( )互为同系物 D. 异辛烷可以发生取代反应和氧化反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.异辛烷的分子式为,故A错误;
B.异辛烷中有1个碳原子通过单键与另外3个碳原子相连,有1个碳原子与另外4个碳原子通过单键连接,不可能所有的碳原子共平面,故B错误;
C.异辛烷与环己烷( )结构不相似,不是同系物,故C错误;
D.异辛烷属于烷烃,可以与卤素单质发生取代反应,异辛烷可以燃烧,故D正确;
选D。
10. 氢氧燃料电池的能量转化率较高,且产物是H2O,无污染,是一种具有应用前景的绿色电源。下列有关氢氧燃料电池的说法正确的是
A. 通入氢气的电极发生还原反应
B. 外电路中每有0.4mol电子发生转移,该实验中就会有6.72L的气体被消耗
C. 碱性电解液中阳离子向通入氢气的方向移动
D. 正极的电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-
【答案】D
【解析】
【分析】氢氧燃料电池工作时,是把化学能转变为电能,通入氢气的电极为电源的负极,发生氧化反应,电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O,通入氧气的电极为原电池的正极,电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-,电子是从负极流向正极,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,据此判断。
【详解】A.氢氧燃料电池中,氢气易失电子发生氧化反应,故A错误;
B.气体所处的状态不确定,无法计算气体的体积,故B错误;
C.阳离子向正极移动即通入氧气的电极移动,故C错误;
D.氧气易得电子发生还原反应,通入氧气的电极是正极,电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-,故D正确;
故选:D。
11. 下列实验装置及操作能达到相应实验目的的是
A. 用装置①分离和两种固体
B. 用装置②制备能较长时间观察到其白色
C. 用装置③做钾元素的焰色试验
D. 用装置①制备并检验乙炔的性质
【答案】B
【解析】
【详解】A.装置①易升华,遇冷凝华,而受热分解产生HCl和,两种气体遇冷又生成,因此无法利用装置①分离两种固体,A不能达到相应目的;
B.装置②打开止水夹a时,利用左侧试管中产生氢气可以排除装置中的空气,关闭止水夹后,利用氢气产生的压力,将溶液压入右侧试管,可以较长时间观察的生成的白色沉淀,B能达到相应实验目的;
C.装置丙中用Cu丝产生焰色现象,对钾元素的焰色试验有干扰,因此应改成用铁丝或者铂丝,C不能达到相应实验目的;
D.装置丁中产生的乙炔气体中含有气体,也会使溴水褪色,需要用硫酸铜溶液除掉杂质后,再通入溴水中检验乙炔的性质,D不能达到相应实验目的;
故选:B。
12. 一种借用的转化,消除NH3、NO气体污染的途径如图所示。下列说法正确的是
A. 反应①是一个非氧化还原反应
B. 反应②中N2只是氧化产物
C. 利用上述转化有利于缓解温室效应
D. 该过程的总反应可能为
【答案】D
【解析】
【详解】A.反应①中CeO2分解生成CeO2-x和O2,存在元素化合价的变化,所以反应①是一个氧化还原反应,故A错误;
B.反应②中NO得电子被还原,NO的反应产物N2是还原产物,故B错误;
C.NH3和NO不会引起温室效应,NO在空气中能被氧气氧化为NO2,NO2与水反应生成硝酸和NO,会形成酸雨,故C错误;
D.该转化过程是在CeO2的催化和光照条件下,NH3和NO、O2发生反应生成N2、H2O,则该过程的总反应可能为4NH3+2NO+2O2=3N2+6H2O,故D正确;
故选D。
13. 在一定温度下,向容积为2L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应生成另外两种气体,反应中各物质的量变化如图所示,对该反应的推断合理的是
A. 该反应的化学方程式为:2B(g)+C(g)6A(g)+2D(g)
B. 反应进行到6s时,v(B)=v(D)
C. 物质A在0~6s内的平均反应速率为0.1mol•L-1•s-1
D. 反应进行到6s时,各物质的浓度不再改变,反应停止
【答案】C
【解析】
【详解】A.从图中可知,BC为反应物,AD为生成物,且各物质的反应速率之比等于化学计量数之比,则该反应的化学方程式为3B(g)+4C(g)6A(g)+2D(g),A错误;
B.反应进行到6s时达到平衡状态,但是根据化学方程式可知,2v(B)=3v(D),B错误;
C.物质A在0-6s内物质的量变化量为1.2mol,则v(A)=,C正确;
D.反应进行到6s,此时反应达到平衡,化学平衡是动态平衡,反应并未停止,D错误;
故答案选C。
14. “绿水青山就是金山银山”,对工业废水和生活污水进行处理是防止水体污染、改善水质的主要措施。某工厂拟综合处理含NH废水和工业废气(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO,不考虑其他成分),设计了如下流程:
已知:2NO2+2NaOH═NaNO3+NaNO2+H2O、NO2+NO+2NaOH═2NaNO2+H2O
下列说法不正确的是
A. 固体1中主要含有Ca(OH)2、CaCO3、CaSO3
B. 为使反应①中的有关气体被充分吸收,可采取增大接触面积、控制气体流速的措施
C. 为确保反应③只生成NaNO2,理论上应控制NO与O2的物质的量之比为2:1
D. 反应④用来处理含NH废水,其离子方程式为:NH+NO=N2↑+2H2O
【答案】C
【解析】
【详解】A.工业废气中CO2、SO2会和石灰乳反应生成CaCO3、CaSO3,氢氧化钙溶解度较小,所以固体1中主要含有Ca(OH)2、CaCO3、CaSO3,A正确;
B.增大接触面积可以充分反应,控制气体流速可以使气体充分和石灰乳反应,B正确;
C.根据题目所给信息可知,若要只生成NaNO2,则应通入NO2,且控制NO与NO2物质的量之比为1:1,又因为2NO+O2=2NO2,故NO:O2=4:1,C错误;
D.反应④中NO和NH发生归中反应生成氮气,根据电子守恒、元素守恒可得离子方程式为NH+NO=N2↑+2H2O,D正确;
综上所述答案为C。
第II卷(非选择题 58分)
15. 食品添加剂可以改善食品的色香、味等品质,能更好地满足吃货们的心愿,丰富舌尖上的营养和美味。请回答下列问题:
I.磷酸氢钙CaHPO4是一种常用的营养强化剂和膨松剂,可以用于糕点、代乳品、婴幼儿配方食品等。
(1)Ca的结构示意图为_______。中子数为23的P,其核素符号为_______。
(2)下列说法中不正确的是_______。
A. 热稳定性; H2O> NH3> PH3 B. 碱性: KOH >Ca(OH)2>Al(OH)3
C. 酸性: H3PO4>H2SiO3> H2CO3 D. 还原性: O2-<S2-<P3-
II.短周期主族元素A、B、C、D、E、F都可能存在于某些食品添加剂中,且它们的原子序数依次增大,A的一种核素原子核内没有中子,B是地壳中含量最多的元素,C元素的原子在同周期主族元素中原子半径最大,D元素原子的最外层电子数与电子层数相等,B、E元素的原子最外层电子数相同。请回答下列问题:
(3)E元素在元素周期表中的位置为_______。
(4)由A、B、F三种元素组成的简单化合物的电子式为_______。
(5)B单质与C单质在加热条件下反应,所得产物中存在的化学键类型为_______。
(6)B、C、D对应简单离子的半径由小到大的顺序为_______(用具体微粒符号表示)。
(7)D元素最高价氧化物与C元素最高价氧化物对应水化物的溶液反应的离子方程式为_______。
【答案】(1) ①. ②. (2)C
(3)第三周期VIA族
(4)
(5)离子键;非极性共价键
(6)O2->Na+>Al3+
(7)
【解析】
【分析】短周期主族元素A、B、C、D、E、F的原子序数依次增大,其中A的一种核素原子核内没有中子,则A为H元素,B是地壳中含量最多的元素,则B为O元素,C元素的原子在同周期主族元素中原子半径最大,则C处于IA族,原子序数大于氧,故C为Na, D元素原子的最外层电子数与电子层数相等,推知D为Al,B(氧)、E元素的原子最外层电子数相同,推知E为S, F的原子序数最大,故F为Cl,据此分析。
【小问1详解】
Ca是20号元素,故Ca的结构示意图为: ;P是15号元素,质子数为15,中子数为23,则质量数为38,则P核素符号为;答案为: ;;
【小问2详解】
A.同周期元素,越往右非金属性越强,同主族元素,由上到下,非金属性越弱,故三种元素的非金属性:O> N> P,元素非金属性越强,对应的氢化物越稳定,故氢化物的热稳定性:H2O> NH3> PH3,A正确;
B.同周期元素,越往左金属性越强,同主族元素,由上到下,金属性越强,故三种元素的金属性:K>Ca>Al,金属性越强,对应的最高价氧化物水化物的碱性越强,故碱性: KOH >Ca(OH)2>Al(OH)3,B正确;
C.同主族元素,由上到下,非金属性越弱,故非金属性:C > Si,则对应的最高价氧化物水化物的酸性:H2CO3> H2SiO3,C错误;
D.电子层越多,离子半径越大,电子层结构相同,根据半径比较规律,“序小径大”,故三种离子的半径关系为:<<,则还原性:<<,D正确;
故本题选C
【小问3详解】
由上述分析可知,E为硫元素,故其在周期表中位置是:第三周期VIA族;
【小问4详解】
A、B、F三种元素组成的简单化合物为次氯酸,电子式为;
【小问5详解】
B单质与C单质在加热条件下反应产物是过氧化钠,电子式为:,可知,过氧化钠中存在的化学键类型为:离子键;非极性共价键;
【小问6详解】
电子层结构相同时 ,根据半径比较规律,“序小径大”,故三种离子的半径关系为:>Na+>Al3+;答案为:>Na+>Al3+;
【小问7详解】
D、 C元素最高价氧化物对应水化物分别是氢氧化铝、氢氧化钠,二者反应会生成偏铝酸钠和水,故反应的离子方程为:;答案为:。
16. I.用消石灰和氯化铵固体制备NH3
(1)NH3的发生装置应选择图中的______(填字母代号),制备NH3的化学方程式为______。
(2)欲收集一瓶干燥的NH3,选择图中的装置,其连接顺序为:发生装置→______(按气流方向,用小写字母表示)。
(3)通过上面装置制得的NH3进行如图实验(实验前旋塞1、2均关闭)。
①先打开旋塞1,D瓶中的现象是______;原因是______(用化学方程式表示)。
②稳定后,关闭旋塞1,再打开旋塞2,观察到的现象是______。
II.设计了如图所示的实验装置模拟工业生产制备少量硝酸。
(4)实验时先用酒精喷灯预热催化剂,然后通入反应气体,当催化剂红热后撤离酒精喷灯,催化剂始终保持红热,温度可达到700℃以上,由此可知该反应是______(填“吸热”或“放热”)反应,反应的化学方程式是______。
(5)B中试剂为______,NaOH溶液的作用是______。
(6)欲使氨气尽可能完全转化为硝酸,理论上n(NH3):n(O2)的最佳比例为______。
【答案】(1) ①. A ②. Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O
(2)d→c→f→e→d→c→i
(3) ①. 出现白烟 ②. NH3+HCl=NH4Cl ③. 水倒流入D中
(4) ①. 放热 ②. 4NH3+5O24NO+6H2O
(5) ①. 水 ②. 吸收尾气(NO、NO2)
(6)1:2
【解析】
【分析】实验室用消石灰和氯化铵固体加热制取氨气,生成的氨气用碱石灰干燥后,采用相下排空气法收集,尾气用水吸收,但要进行防倒吸处理;工业生产制备少量硝酸,首先进行氨气的催化氧化反应,生成NO,NO与氧气接触生成二氧化氮,二氧化氮被水吸收生成硝酸,尾气用氢氧化钠溶液吸收,据此分析解答。
【小问1详解】
实验室用消石灰和氯化铵固体加热制取氨气,装置应选A,反应原理为:Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O。故答案为:A;Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O;
【小问2详解】
由以上分析欲收集一瓶干燥的NH3,仪器连接顺序应为:d→c→f→e→d→c→i,故答案为:d→c→f→e→d→c→i;
【小问3详解】
①先打开旋塞1后,因C中压强大于D,HCl气体进入D中与氨气反应生成氯化铵固体颗粒,因此在D中能观察到白烟,故答案为:出现白烟;NH3+HCl=NH4Cl;
②稳定后,关闭旋塞1,再打开旋塞2,因C、D中压强减小,烧杯中的水会倒吸入D中,故答案为:水倒流入D中;
【小问4详解】
由催化剂始终保持红热,可知该反应放热,氨气经催化氧化生成NO和水,反应方程式为:4NH3+5O24NO+6H2O,故答案为:放热;4NH3+5O24NO+6H2O;
【小问5详解】
装置B中盛水,与二氧化氮反应生成硝酸,过量的气体用NaOH溶液吸收,以防污染空气,故答案为:水;吸收尾气(NO、NO2);
【小问6详解】
欲使氨气尽可能完全转化为硝酸,则根据得失电子守恒,1mol氨气失8mol电子,1mol氧气得4mol电子,两者按照1:2混合为最佳比例,故答案为:1:2。
17. 任何化学反应都伴随着能量的变化,通过化学反应,化学能可转化为热能、电能等不同形式的能量。
(1)H2可用于工业合成氨气,已知拆开1molH—H、1molN≡N分别需要吸收的能量为436kJ、946kJ,形成1molN—H会放出能量391kJ,则在反应N2+3H22NH3中,每生成2molNH3___________(填“吸收”或“放出”)热量___________kJ。
(2)Mg、Al设计成如图所示原电池装置:
①若溶液为盐酸,Mg为___________极;
②若溶液为氢氧化钠溶液,负极的电极反应为___________。
(3)电化学法处理SO2是目前研究的热点。利用过氧化氢吸收SO2可消除SO2污染,设计装置如图所示。
①石墨1为___________(填“正极”或“负极”);
②正极的电极反应式为___________。
②若11.2L(标准状况)SO2参与反应,则迁移H+的物质的量为___________。
【答案】(1) ①. 放出 ②. 92
(2) ①. 负 ②.
(3) ①. 负极 ②. ③. 1mol
【解析】
【小问1详解】
根据反应热=反应物键能和-生成物键能和,则=(436×3+947-391×6)kJ·mol-1=-92 kJ·mol-1,该反应为放热反应,每生成2molNH3放出92kJ,故答案为:放出;92;
【小问2详解】
①若溶液为盐酸,Mg比Al活泼,镁与盐酸反应,则镁作负极,故答案为:负;
②若用NaOH溶液,镁不与NaOH反应,Al与NaOH反应,Al作负极,电极反应为:,故答案为:;
【小问3详解】
过氧化氢吸收SO2,两者发生反应:,SO2在石墨1上失电子,发生反应:,石墨1作负极;石墨2作正极,正极反应为:;由电极反应可知1mol SO2反应时转移2mol电子,则电路中迁移2mol氢离子,若11.2L(即0.5mol)SO2参与反应时,迁移1mol氢离子,故答案为:负极;;1。
18. 无机非金属元素在化工生产中扮演着重要的角色,请利用相关知识回答下列问题:
(1)硅单质可作为硅半导体材料,三氯硅烷()还原法是当前制备高纯硅的主要方法,生产过程示意图如下:
已知:i.石英砂主要成分都是;ii.三氯硅烷易被氧化。
①硅在周期表中的位置是___________。
②工业上原料石英砂常用溶液浸泡除杂,实验室检验溶液中存在的操作与现象为___________。
③写出制粗硅的化学方程式___________。
④整个制备过程必须严格控制无水无氧。遇水剧烈反应生成、和一种气体单质,该气体单质是___________(填名称);在制备高纯硅的过程中若混入,可能引起的后果是___________。
⑤用含二氧化硅的石英矿,整个制备提纯过程硅元素损失了,最终获得高纯硅的质量为___________t(结果精确到小数点后两位)。
(2)瓷器成分大多为硅酸盐,如蓝紫色的硅酸铜钡(,铜为价),下列说法正确的是___________。
A. B. 可用氧化物形式表示为
C. 硅酸铜钡易溶于强酸和强碱 D. 唐宋时期,我国的瓷器已享誉海内外
(3)在人体器官受到损伤时,需要使用一种新型无机非金属材料来植入体内,这种材料是___________(填序号)。
A. 压电陶瓷 B. 高温结构陶瓷 C. 生物陶瓷 D. 超导陶瓷
【答案】(1) ①. 第三周期第ⅣA族 ②. 取少量溶液于试管中,加入氢氧化钠溶液并加热,将湿润的红色石蕊试纸放在试管口,观察到试纸变蓝(或蘸浓盐酸出现白烟),证明溶液中含 ③. ④. 氢气 ⑤. 氧气会氧化,氧气与氢气混合引起爆炸 ⑥. 33.25 (2)AD (3)C
【解析】
【小问1详解】
①硅在周期表中的位置是第三周期第ⅣA族,答案为:第三周期第ⅣA族;
②工业上原料石英砂常用溶液浸泡除杂,实验室检验溶液中存在的操作与现象为取少量溶液于试管中,加入氢氧化钠溶液并加热,将湿润的红色石蕊试纸放在试管口,观察到试纸变蓝(或蘸浓盐酸出现白烟),证明溶液中含,答案为:取少量溶液于试管中,加入氢氧化钠溶液并加热,将湿润的红色石蕊试纸放在试管口,观察到试纸变蓝(或蘸浓盐酸出现白烟),证明溶液中含;
③制粗硅中二氧化硅和碳在高温条件下反应生成一氧化碳和硅,化学方程式:,答案为:;
④中氢的化合价是-1价,与水中+1价的氢发生氧化还原生成氢气,在制备高纯硅的过程中若混入,氧气会氧化,氧气与氢气混合引起爆炸,答案为:氢气,氧气会氧化,氧气与氢气混合引起爆炸;
⑤,, ,答案为:33.25;
【小问2详解】
A. 根据化合价之和为零,可得,A正确;
B. 可用氧化物形式表示为,B错误;
C. 硅酸铜钡与强酸和强碱不反应不易溶于强酸和强碱,C错误;
D. 唐宋时期,我国的瓷器已享誉海内外,D正确;
故选AD;
【小问3详解】
用于人体器官的陶瓷,应具有良好的生物性能,故选C。
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