天津市2024-2025学年高二上学期期末模拟 化学试卷03

天津市2024-2025高二年级化学学科期末模拟试卷03 本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，共100分，考试用时60分钟。答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，并在规定位置粘贴考试用条形码。答题时，务必将答案涂写在答题卡上，答在试卷上无效。 第Ⅰ卷(选择题，共45分) 注意事项： 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。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。 可能用到的相对原子质量：H1；C12；N14；O16；K39；Na23 1、 选择题(本题包括15小题，每小题3分，共45分。每小题只有一个选项符合题意) 1.下列有关热化学方程式的叙述正确的是 A. 已知，则 B. ，则的燃烧热 C. 已知正丁烷（g）→异丁烷（g），则异丁烷比正丁烷稳定 D. 和的相等 2.甲烷分子结构具有高对称性且断开1molC－H键需要吸收440kJ能量。无催化剂作用下甲烷在温度达到1200℃以上才可裂解。在催化剂及一定条件下，CH4可在较低温度下发生裂解反应，甲烷在镍基催化剂上转化过程中的能量变化如图所示。下列说法错误的是 A. 甲烷催化裂解成C和需要吸收1760kJ能量 B. 步骤②、③反应均为放热反应 C. 催化剂使用一段时间后失活的原因可能是碳在催化剂表面沉积 D. 使用该催化剂，反应的焓变不变 3.已知分解1 mol H2O2放出热量98 kJ，在含少量I－的溶液中，H2O2分解的机理为 ①H2O2 + I－→H2O + IO－　慢　　 ②H2O2 + IO－→H2O + O2 + I－　快 下列有关该反应的说法正确的是 A. 当反应放出98 kJ的热量时会生成0.5 mol O2 B. H2O2的分解速率主要是由②反应决定 C. IO－是该反应的催化剂 D. 由于催化剂的加入改变了该反应的反应热 4.（2023上·天津南开·高二统考期末）向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2，一定条件下使反应达到平衡，正反应速率随时间变化的示意图如下所示。下列叙述正确的是 A. 反应在c 点达到平衡状态 B. 反应物浓度：点小于点 C. 反应物的总能量低于生成物的总能量 D. 时，SO2的转化率：段小于段 5.在一定条件下，向2L密闭容器中通入2molN2和6molH2，发生反应：N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)，下列说法能够说明反应已达到平衡状态的是 A. c(NH3)：c(H2)：c(N2)=2：3：1 B. 单位时间内1个N≡N键断裂的同时，有6个N－H键形成 C. 混合气体的平均相对分子质量不再改变 D. 单位时间内有6个N－H键断裂的同时，有3个H－H键形成 6.下列变化的熵变大于零的是 A. 2H2O2(l)=2H2O(l)＋O2(g) B. CO2(g)→CO2(s) C. NaOH(aq)＋HCl(aq)=NaCl(aq)＋H2O(l) D. NH3(g)＋HCl(g)=NH4Cl(s) 7.下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是 A. 在的溶液中：、、、 B. 使甲基橙变红的溶液中：、、、 C. 透明溶液中：、、、 D. 常温下，水电离出的溶液中：、、、 8.下列说法正确是 A. 将溶液从常温加热至，溶液的pH减小 B. 醋酸溶液加水稀释，促进了醋酸的电离，溶液pH减小 C. 溶液呈酸性，说明为弱酸，且电离程度大于水解程度 D. 室温下测得溶液，则溶液中水电离出的 9.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A. 25℃时，1LpH=3的H2SO3溶液中，H+的数目为0.001NA B. 0.1mo1•L-1的NH4NO3溶液中含有NH、NH3、NH3•H2O的总数目为0.1NA C. 25℃时，pH=13的NaOH溶液中，水电离出的OH-的数目为10-11NA D. 99°C时，1LpH=7的NaOH溶液中，OH-的数目为10-7NA 10.碳酸钙是常见难溶物，将过量碳酸钙粉末置于水中达到溶解平衡： [已知，，的电离常数]，下列有关说法正确的是 A. 上层清液中存在 B. 上层清液中含碳微粒最主要以形式存在 C. 向体系中通入气体，溶液中保持不变 D. 通过加溶液可实现向的有效转化 11.碱性锌锰电池以氢氧化钾溶液为电解质溶液，其结构示意图如图所示，电池总反应式为：。下列说法中不正确的是 A. 电池工作时，电子转移方向是由经外电路流向 B. 电池正极反应式为 C. 电池工作时，不参与反应 D. 电池工作时，发生氧化反应，发生还原反应 12.下列实验装置(部分夹持装置已略去)可以达到对应实验目的是 A B C D 实验目的 测定锌与稀硫酸反应速率 测定中和反应的反应热 比较和溶解度大小 探究铁的析氢腐蚀 实验装置 13.尿素的结构可表示为 ，下列有关说法正确的是 A. 1CO(NH2)2分子中含有7molσ键 B. CO(NH2)2分子中C原子、N原子的杂化轨道类型均为sp3 C. 组成尿素的四种元素的第一电离能由大到小的顺序是O＞N＞C＞H D. 尿素的分子的空间结构是平面三角形，所有原子在同一平面内 14.25℃时，向10 mL 0.01 mol/L盐酸中滴加0.01 mol/L氨水，混合溶液中粒子浓度关系正确的是 A. 时， B. 时， C. mL时， D. mL时， 15.常温下，用浓度为的标准溶液滴定浓度均为的和的混合溶液，滴定过程中溶液的随()的变化曲线如图所示。下列说法错误的是 A. 约为 B. 点a： C. 点b： D. 水的电离程度： 第Ⅱ卷(选择题，共55分) 16.根据原子核外电子排布规律，回答下列问题： （1）写出基态S原子的核外电子排布式：______。 （2）画出基态N原子的轨道表示式：______。 （3）Fe3+比Fe2+的稳定性______(填“强”或“弱”)，从结构上分析原因是______；基态Fe2+与Fe3+离子中未成对的电子数之比为______。 （4）基态K原子中，核外电子占据最高能层的符号是______，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为______。 （5）在周期表中，与Li的化学性质最相似的邻族元素是______(填元素符号)，该元素基态原子核外M层电子的自旋状态______(填“相同”或“相反”)。 （6）在KHSO4的四种组成元素各自所能形成的简单离子中，核外电子排布相同的是______(填离子符号)。 17.某学生通过测定反应过程中所放出的热量来计算中和反应反应热。他将50mL盐酸与50mLNaOH溶液加入如图所示的装置中，进行中和反应。 回答下列问题： （1）从实验装置上看，图中缺少的一种玻璃仪器是_____，其作用是_____。 （2）实验中NaOH稍过量原因是_____。 （3）实验数据如表所示。 实验次数 起始温度/℃ 终止温度 盐酸 NaOH溶液 /℃ 1 26.2 26.0 29.4 2 25.9 25.9 29.1 3 26.4 26.2 29.7 已知：，反应后溶液的比热容c为，反应后溶液的总质量均为100g。 ①三次测量所得温度差的平均值为_____。 ②50mL的盐酸与50mL的NaOH溶液发生中和反应放出的热量为_____。 ③根据实验结果，写出盐酸与NaOH溶液反应生成1molH2O时的热化学方程式：_____。 ④若实验中改用50mL醋酸与50mLNaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量会_____(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。 18.二甲醚是一种重要的清洁燃料，也可替代氟利昂作制冷剂等，对臭氧层无破坏作用。工业上可利用煤的气化产物（水煤气）合成二甲醚。回答下列问题： （1）利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下： ① kJ⋅mol ② kJ⋅mol ③ kJ⋅mol 总反应：的______； 一定条件下的密闭容器中，该总反应达到平衡，要提高CO的转化率，可以采取的措施是______（填字母代号）。 a．高温高压 b．加入催化剂 c．减少的浓度 d．增加CO的浓度 e．分离出二甲醚 （2）已知反应②某温度下的平衡常数为400。此温度下，在密闭容器中加入，反应到某时刻测得各组分的浓度如下： 物质 浓度/（mol·L） 0.44 0.6 0.6 ①比较此时正、逆反应速率的大小：______（填“>”、“<”或“=”）。 ②若加入后，经10 min反应达到平衡，此时______mol/L；该时间内反应速率______。 19.Ⅰ.次磷酸具有较强的还原性，可用于制药工业。 （1）是一元酸，25℃时，。写出其电离方程式：___________。 （2）用电渗析法制备的工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)。 ①写出阴极的电极反应：___________。 ②的移动方向是：移向___________(填“阴极室”或“原料室”)。 ③阳极室得到，的浓度逐渐增大。 a．结合电极反应说明其原因是___________。 b．该方法得到的产品溶液中会混有。产生的原因是___________。 Ⅱ.氢能是极具发展潜力的清洁能源，以氢燃料为代表的燃料电池有良好的应用前景。 （3）298K时，燃烧生成放热121kJ，蒸发吸热44kJ，表示燃烧热热化学方程式为___________。 （4）氢氧燃料电池中氢气在___________(填“正”或“负”)极发生反应。 （5）在允许自由迁移的固体电解质燃料电池中，放电的电极反应式为___________。 （6）甲醇燃料电池中，吸附在催化剂表面的甲醇分子逐步脱氢得到CO，四步可能脱氢产物及其相对能量如图，则最可行途径为a→___________(用b～j等代号表示)。 天津市2024-2025高二年级化学学科期末模拟试卷03 本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，共100分，考试用时60分钟。答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，并在规定位置粘贴考试用条形码。答题时，务必将答案涂写在答题卡上，答在试卷上无效。 第Ⅰ卷(选择题，共45分) 注意事项： 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。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。 可能用到的相对原子质量：H1；C12；N14；O16；K39；Na23 一、选择题(本题包括15小题，每小题3分，共45分。每小题只有一个选项符合题意) 1.下列有关热化学方程式的叙述正确的是 A. 已知，则 B. ，则的燃烧热 C. 已知正丁烷（g）→异丁烷（g），则异丁烷比正丁烷稳定 D. 和的相等 【答案】C 【详解】A．碳完全燃烧生成的是二氧化碳放出的热量比不完全燃烧生成一氧化碳的更多，故，选项A错误； B．燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物所放出的热量，根据 ，则H2的燃烧热为285.8kJ/mol，选项B错误； C．能量越低越稳定，由已知正丁烷(g)→异丁烷(g) ，可得异丁烷能量更低，异丁烷更稳定，选项C正确； D．方程式的系数扩大或缩小几倍，对应的也要扩大或缩小几倍，故扩大一倍后不相等，选项D错误； 2.甲烷分子结构具有高对称性且断开1molC－H键需要吸收440kJ能量。无催化剂作用下甲烷在温度达到1200℃以上才可裂解。在催化剂及一定条件下，CH4可在较低温度下发生裂解反应，甲烷在镍基催化剂上转化过程中的能量变化如图所示。下列说法错误的是 A. 甲烷催化裂解成C和需要吸收1760kJ能量 B. 步骤②、③反应均为放热反应 C. 催化剂使用一段时间后失活的原因可能是碳在催化剂表面沉积 D. 使用该催化剂，反应的焓变不变 【答案】A 【详解】A．断开1molC－H键需要吸收440kJ能量，1mol甲烷分子中有4molC－H键，完全断开需要吸收1760kJ能量，即1mol甲烷中的化学键完全断开需要吸收1760kJ能量，而不是甲烷催化裂解成C和 H2 需要吸收1760kJ能量，故A错误； B．步骤②、③反应中，反应物的总能量均高于生成物的总能量，所以均为放热反应，故B正确； C．从图中可以看出，甲烷在镍基催化剂上转化是在催化剂表面上发生的，催化剂使用一段时间后失活的原因可能是碳在催化剂表面沉积，堵塞了催化剂表面的活性中心，故C正确； D．催化剂不影响反应物和生成物的总能量，使用该催化剂，反应的焓变不变，故D正确； 3.已知分解1 mol H2O2放出热量98 kJ，在含少量I－的溶液中，H2O2分解的机理为 ①H2O2 + I－→H2O + IO－　慢　　 ②H2O2 + IO－→H2O + O2 + I－　快 下列有关该反应的说法正确的是 A. 当反应放出98 kJ的热量时会生成0.5 mol O2 B. H2O2的分解速率主要是由②反应决定 C. IO－是该反应的催化剂 D. 由于催化剂的加入改变了该反应的反应热 【答案】A 【解析】 【详解】A. 当反应放出98 kJ的热量时，消耗1mol H2O2，会生成0.5 mol O2，A正确； B. H2O2分解速率主要是由①反应决定，B错误； C. I－是该反应的催化剂，C错误； D. 由于催化剂的加入改变了该反应的活化能，对反应热无影响，D错误； 4.（2023上·天津南开·高二统考期末）向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2，一定条件下使反应达到平衡，正反应速率随时间变化的示意图如下所示。下列叙述正确的是 A. 反应在c 点达到平衡状态 B. 反应物浓度：点小于点 C. 反应物的总能量低于生成物的总能量 D. 时，SO2的转化率：段小于段 【答案】D 【解析】 【详解】A、化学平衡状态实质是正反应速率等于逆反应速率，c点对应的正反应速率还在改变，未达平衡，错误； B、a到b时正反应速率增加，反应物浓度随时间不断减小，错误； C、从a到c正反应速率增大，之后正反应速率减小，说明反应刚开始时温度升高对正反应速率的影响大于浓度减小对正反应速率的影响，说明该反应为放热反应，即反应物的总能量高于生成物的总能量，错误； D、随着反应的进行，正反应速率增大，△t1＝△t2时，SO2的转化率：a～b段小于b～c段，正确； 5.在一定条件下，向2L密闭容器中通入2molN2和6molH2，发生反应：N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)，下列说法能够说明反应已达到平衡状态的是 A. c(NH3)：c(H2)：c(N2)=2：3：1 B. 单位时间内1个N≡N键断裂的同时，有6个N－H键形成 C. 混合气体的平均相对分子质量不再改变 D. 单位时间内有6个N－H键断裂的同时，有3个H－H键形成 【答案】C 【解析】 【详解】A．恒容容器按照系数比充入反应物，任何时候物质浓度比都等于系数比，不能作为平衡标志，故A错误； B．平衡时v正=v逆，单位时间内1个N≡N键断裂表示正向反应，有6个N－H键形成也是正向速率，同向不能作为平衡标志，故B错误； C．平均相对分子质量为，该反应是气体物质的量变化的反应，始终在变化，当不变了反应达到平衡，故C正确； D．平衡时v正=v逆，单位时间内有6个N－H键断裂表示逆向速率，同时有3个H－H键形成表示逆向速率，同向不能作为平衡标志，故D错误； 6.下列变化的熵变大于零的是 A. 2H2O2(l)=2H2O(l)＋O2(g) B. CO2(g)→CO2(s) C. NaOH(aq)＋HCl(aq)=NaCl(aq)＋H2O(l) D. NH3(g)＋HCl(g)=NH4Cl(s) 【答案】A 【解析】 【详解】A．2H2O2(l)=2H2O(l)＋O2(g)，液体的熵值小于气体，所以熵变大于零，A正确； B．CO2(g)→CO2(s)，气体的熵值大于固体，所以熵变小于零，B错误； C．NaOH(aq)＋HCl(aq)=NaCl(aq)＋H2O(l)，溶液的熵值大于液体的熵值，所以熵变小于零，C错误； D．NH3(g)＋HCl(g)=NH4Cl(s)，气态NH3和HCl的熵值大于固体NH4Cl的熵值，所以熵变小于零，D错误； 7.下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是 A. 在的溶液中：、、、 B. 使甲基橙变红的溶液中：、、、 C. 透明溶液中：、、、 D. 常温下，水电离出的溶液中：、、、 【答案】C 【解析】 【详解】A．在的溶液中，会与发生剧烈的双水解，不能大量共存，A错误； B．使甲基橙变红的溶液，溶液呈酸性，、不能大量共存，B错误； C．透明溶液中：、、、能大量共存，C正确； D．常温下，水电离出的溶液中，溶液可能呈酸性也可能呈碱性，在酸性溶液中不能大量共存，D错误。 8.下列说法正确是 A. 将溶液从常温加热至，溶液的pH减小 B. 醋酸溶液加水稀释，促进了醋酸的电离，溶液pH减小 C. 溶液呈酸性，说明为弱酸，且电离程度大于水解程度 D. 室温下测得溶液，则溶液中水电离出的 【答案】A 【解析】 【详解】A．为强酸强碱盐，溶液呈中性，但升温过程中水的电离程度增大，溶液中氢离子浓度增大，pH减小，故A正确； B．醋酸溶液加水稀释，促进了醋酸的电离，但氢离子浓度减小，pH增大，故B错误； C．溶液呈酸性，说明溶液中氢离子浓度大于氢氧根离子浓度，不能说明为弱酸，如溶液呈酸性，硫酸为强酸，故C错误； D．室温下测得溶液，则溶液中水电离出的，故D错误； 9.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A. 25℃时，1LpH=3的H2SO3溶液中，H+的数目为0.001NA B. 0.1mo1•L-1的NH4NO3溶液中含有NH、NH3、NH3•H2O的总数目为0.1NA C. 25℃时，pH=13的NaOH溶液中，水电离出的OH-的数目为10-11NA D. 99°C时，1LpH=7的NaOH溶液中，OH-的数目为10-7NA 【答案】A 【解析】 【详解】A．25℃时，1LpH=3的H2SO3溶液中c(H+)=10-3mol/L，H+的物质的量n=1L×10-3mol/L=0.001mol，个数为0.001NA，故A正确； B．体积未知，无法计算，故B错误； C．体积未知，无法计算，故C错误； D．99°C时的Kw未知，无法计算，故D错误； 10.碳酸钙是常见难溶物，将过量碳酸钙粉末置于水中达到溶解平衡： [已知，，的电离常数]，下列有关说法正确的是 A. 上层清液中存在 B. 上层清液中含碳微粒最主要以形式存在 C. 向体系中通入气体，溶液中保持不变 D. 通过加溶液可实现向的有效转化 【答案】B 【解析】 【详解】A．上层清液为碳酸钙的饱和溶液，碳酸根离子水解生成碳酸氢根离子，因此，A错误； B．根据Ka2=4.7×10-11可得，则碳酸根的水解平衡常数为，说明碳酸根的水解程度较大，则上层清液中含碳微粒主要为碳酸氢根离子，B正确； C．向体系中通入CO2，，c()减小，CaCO3(s)⇌Ca2+(aq)+CO(aq)正向移动，溶液中钙离子浓度增大，C错误； D．由题干可知，，，则的平衡常数K，故通过加溶液不可实现向的有效转化，D错误； 11.碱性锌锰电池以氢氧化钾溶液为电解质溶液，其结构示意图如图所示，电池总反应式为：。下列说法中不正确的是 A. 电池工作时，电子转移方向是由经外电路流向 B. 电池正极反应式为 C. 电池工作时，不参与反应 D. 电池工作时，发生氧化反应，发生还原反应 【答案】C 【解析】 【详解】A．失电子的一极是负极，电子从负极流向正极，负极是金属锌失电子，电子转移方向是由Zn经外电路流向MnO2，故A正确； B．正极上得电子，发生还原反应，所以正极的电极反应式为：，故B正确； C．电池工作时，KOH电离出离子，增大溶液的导电性，KOH不参与反应，但是能提高溶液的导电性，故C错误； D．负极上锌失电子，Zn发生氧化反应，正极得电子，发生还原反应，则MnO2发生还原反应，故D正确； 12.下列实验装置(部分夹持装置已略去)可以达到对应实验目的是 A B C D 实验目的 测定锌与稀硫酸反应速率 测定中和反应的反应热 比较和溶解度大小 探究铁的析氢腐蚀 实验装置 【答案】A 【解析】 【详解】A．反应中可以通过生成氢气的快慢来测定锌与稀硫酸反应速率，A符合题意； B．测定中和反应的反应热应该在量热计中进行，B不符合题意； C．反应中硝酸银过量，过量银离子和硫离子生成硫化银沉淀，不能比较AgCl和硫化银溶解度大小，C不符合题意； D．探究铁的析氢腐蚀应该在酸性环境中，D不符合题意； 13.尿素的结构可表示为 ，下列有关说法正确的是 A. 1CO(NH2)2分子中含有7molσ键 B. CO(NH2)2分子中C原子、N原子的杂化轨道类型均为sp3 C. 组成尿素的四种元素的第一电离能由大到小的顺序是O＞N＞C＞H D. 尿素的分子的空间结构是平面三角形，所有原子在同一平面内 【答案】A 【解析】 【详解】A．在CO(NH2)2分子中，含有4个C-H键、2个C-N键、1个C=O键，共含有7个σ键、1个π键，则1CO(NH2)2分子中含有7molσ键，A正确； B．CO(NH2)2分子中C原子的价层电子对数为3，发生sp2杂化，N原子的价层电子对数为4，发生sp3杂化，B不正确； C．组成尿素的四种元素为H、C、N、O，C、N、O位于同一周期且左右相邻，但N原子的2p轨道半充满，其第一电离能比O大，则第一电离能由大到小的顺序是N＞O＞C＞H，C不正确； D．尿素的分子中C原子发生sp2杂化，则C、N、O的空间结构是平面三角形，但N原子与相连的C、H不可能在同一平面内，D不正确； 14.25℃时，向10 mL 0.01 mol/L盐酸中滴加0.01 mol/L氨水，混合溶液中粒子浓度关系正确的是 A. 时， B. 时， C. mL时， D. mL时， 【答案】C 【解析】 【详解】A．时，离子浓度大小为，故A错误； B．时，离子浓度大小为，故B错误； C． mL时，根据根据物料守恒可得，故C正确； D． mL时，溶质为氯化铵，溶液显酸性，故D错误； 15.常温下，用浓度为的标准溶液滴定浓度均为的和的混合溶液，滴定过程中溶液的随()的变化曲线如图所示。下列说法错误的是 A. 约为 B. 点a： C. 点b： D. 水的电离程度： 【答案】D 【解析】 【分析】NaOH溶液和HCl、CH3COOH混酸反应时，先与强酸反应，然后再与弱酸反应，由滴定曲线可知，a点时NaOH溶液和HCl恰好完全反应生成NaCl和水，CH3COOH未发生反应，溶质成分为NaCl和CH3COOH；b点时NaOH溶液反应掉一半的CH3COOH，溶质成分为NaCl、CH3COOH和 CH3COONa；c点时NaOH溶液与CH3COOH恰好完全反应，溶质成分为NaCl、CH3COONa；d点时NaOH过量，溶质成分为NaCl、CH3COONa和NaOH，据此解答。 【详解】A．由分析可知，a点时溶质成分为NaCl和CH3COOH，c(CH3COOH)=0.0100mol/L，c(H+)=10-3.38mol/L，==10-4.76，故A正确； B．a点溶液为等浓度的NaCl和CH3COOH混合溶液，存在物料守恒关系c(Na+)=c(Cl-)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-)，故B正确； C．点b溶液中含有NaCl及等浓度的CH3COOH和 CH3COONa，由于pH<7，溶液显酸性，说明CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度，则c(CH3COOH)<c(CH3COO-)，故C正确； D．c点溶液中CH3COO-水解促进水的电离，d点碱过量，会抑制水的电离，则水的电离程度c>d，故D错误； 第Ⅱ卷(选择题，共55分) 16.根据原子核外电子排布规律，回答下列问题： （1）写出基态S原子的核外电子排布式：______。 （2）画出基态N原子的轨道表示式：______。 （3）Fe3+比Fe2+的稳定性______(填“强”或“弱”)，从结构上分析原因是______；基态Fe2+与Fe3+离子中未成对的电子数之比为______。 （4）基态K原子中，核外电子占据最高能层的符号是______，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为______。 （5）在周期表中，与Li的化学性质最相似的邻族元素是______(填元素符号)，该元素基态原子核外M层电子的自旋状态______(填“相同”或“相反”)。 （6）在KHSO4的四种组成元素各自所能形成的简单离子中，核外电子排布相同的是______(填离子符号)。 【解析】 【小问1详解】 S 位于第三周期第 VIA 族，核外电子排布式为 1s22s22p63s23p4(或[Ne]3s23p4)； 【小问2详解】 N 位于第二周期 VA 族，根据泡利原理和洪特规则，核外电子排布图为； 【小问3详解】 的价层电子排布式为3d5，3d能级处于半满状态，故更稳定，故Fe3+比Fe2+的稳定性强； 基态Fe2+与Fe3+离子的价层电子排布式分别为3d6和3d5，其未成对电子数分别为4和5，即未成对电子数之比为4：5； 【小问4详解】 基态K原子核外有4个电子层，核外电子排布为1s22s22p63s23p64s1，最高能层为第4层，即N层，最外层电子为4s电子，该能层电子的电子云轮廓图形状为球形；答案为N；球形； 【小问5详解】 由元素周期表中的“对角线规则”可知，与Li的化学性质最相似的邻族元素是Mg；Mg为12号元素，M层只有2个电子，排布在3s轨道上，故M层的2个电子自旋状态相反，故答案为:Mg；相反； 【小问6详解】 在KHSO4的四种组成元素各自所能形成的简单离子分别为H+(或H-)、O2-、K+和S2-，其中核外电子排布相同的是K+和S2-；答案为：K+和S2-。 17.某学生通过测定反应过程中所放出的热量来计算中和反应反应热。他将50mL盐酸与50mLNaOH溶液加入如图所示的装置中，进行中和反应。 回答下列问题： （1）从实验装置上看，图中缺少的一种玻璃仪器是_____，其作用是_____。 （2）实验中NaOH稍过量原因是_____。 （3）实验数据如表所示。 实验次数 起始温度/℃ 终止温度 盐酸 NaOH溶液 /℃ 1 26.2 26.0 29.4 2 25.9 25.9 29.1 3 26.4 26.2 29.7 已知：，反应后溶液的比热容c为，反应后溶液的总质量均为100g。 ①三次测量所得温度差的平均值为_____。 ②50mL的盐酸与50mL的NaOH溶液发生中和反应放出的热量为_____。 ③根据实验结果，写出盐酸与NaOH溶液反应生成1molH2O时的热化学方程式：_____。 ④若实验中改用50mL醋酸与50mLNaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量会_____(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。 【答案】（1） ①. 玻璃搅拌器 ②. 搅拌使溶液混合均匀充分反应 （2）保证盐酸完全被中和 （3） ①. 3.3℃ ②. 1.386kJ ③. 　 ④. 偏小 【解析】 【分析】本实验为中和热测定实验，需要用到的玻璃仪器为烧杯、环形玻璃搅拌棒、温度计、量筒，操作过程需要减少热量的损失，最后利用公式进行计算。 【小问1详解】 从实验装置上看，图中缺少玻璃搅拌器；其作用是搅拌使溶液混合均匀充分反应； 【小问2详解】 实验需要保证盐酸完全反应，则实验中NaOH稍过量的原因是保证盐酸完全被中和； 小问3详解】 ①第一组温度差为℃，第二组温度差为℃，第三组温度差为℃，则三次测量所得温度差的平均值为3.3℃； ②50mL的盐酸与50mL的NaOH溶液发生中和反应放出的热量为； ③实验测得中和热为，则盐酸与NaOH溶液反应生成1molH2O时的热化学方程式为　； ④若实验中改用50mL醋酸与50mLNaOH溶液进行反应，醋酸电离需要吸热，则与上述实验相比，所放出的热量会偏小。 18.二甲醚是一种重要的清洁燃料，也可替代氟利昂作制冷剂等，对臭氧层无破坏作用。工业上可利用煤的气化产物（水煤气）合成二甲醚。回答下列问题： （1）利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下： ① kJ⋅mol ② kJ⋅mol ③ kJ⋅mol 总反应：的______； 一定条件下的密闭容器中，该总反应达到平衡，要提高CO的转化率，可以采取的措施是______（填字母代号）。 a．高温高压 b．加入催化剂 c．减少的浓度 d．增加CO的浓度 e．分离出二甲醚 （2）已知反应②某温度下的平衡常数为400。此温度下，在密闭容器中加入，反应到某时刻测得各组分的浓度如下： 物质 浓度/（mol·L） 0.44 0.6 0.6 ①比较此时正、逆反应速率的大小：______（填“>”、“<”或“=”）。 ②若加入后，经10 min反应达到平衡，此时______mol/L；该时间内反应速率______。 【答案】（1） ①. -246.4 kJ·mol ②. ce （2） ①. > ②. 0.04 ③. 0.16 mol/（L·min） 【解析】 小问1详解】 已知① kJ⋅mol ② kJ⋅mol ③ kJ⋅mol 根据盖斯定律可知，①×2+②+③得：  ΔH＝-246.4 kJ·mol-1，故答案为-246.4 kJ·mol-1； a．该反应为气体分子数减小的放热反应，则高温平衡会逆向移动，一氧化碳转化率减小，a错误； b．加入催化剂，平衡不移动，一氧化碳转化率不变，b错误 c．减少的浓度，平衡正向移动，一氧化碳转化率增大，c正确； d．增加CO的浓度，一氧化碳转化率减小，d错误； e．分离出二甲醚，则其浓度减小，平衡正向移动，一氧化碳转化率增大，e正确； 故选ce； 【小问2详解】 ①由表中数据可知，反应进行到某时刻时：Qc===1.86＜K=400，说明此时反应正向进行，v正＞v逆，故答案为＞； ②由反应2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g) + H2O(g)和表中数据可知，起始时加入CH3OH的物质的量为1.64mol，反应经10 min达到平衡，根据平衡三段式法有： K===400，解得a=0.8，则达到平衡时c(CH3OH)=(1.64－2×0.8)mol/L=0.04mol/L，该时间内用CH3OH表示的反应速率为v(CH3OH)==0.16mol/(L·min)，故答案为0.04mol/L；0.16mol/(L·min)。 19.Ⅰ.次磷酸具有较强的还原性，可用于制药工业。 （1）是一元酸，25℃时，。写出其电离方程式：___________。 （2）用电渗析法制备的工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)。 ①写出阴极的电极反应：___________。 ②的移动方向是：移向___________(填“阴极室”或“原料室”)。 ③阳极室得到，的浓度逐渐增大。 a．结合电极反应说明其原因是___________。 b．该方法得到的产品溶液中会混有。产生的原因是___________。 Ⅱ.氢能是极具发展潜力的清洁能源，以氢燃料为代表的燃料电池有良好的应用前景。 （3）298K时，燃烧生成放热121kJ，蒸发吸热44kJ，表示燃烧热热化学方程式为___________。 （4）氢氧燃料电池中氢气在___________(填“正”或“负”)极发生反应。 （5）在允许自由迁移的固体电解质燃料电池中，放电的电极反应式为___________。 （6）甲醇燃料电池中，吸附在催化剂表面的甲醇分子逐步脱氢得到CO，四步可能脱氢产物及其相对能量如图，则最可行途径为a→___________(用b～j等代号表示)。 【答案】（1）. （2）. ①. ②. 阴极室 ③. 阳极反应为水放电失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子：，通过阴离子交换膜进入阳极室/产品室，与氢离子反应得到 ④. 氧气可以将氧化为 （3）. （4）. 负 18. （5） a→b→e→h→j 【解析】 【小问1详解】 是一元酸，25℃时，，则为弱酸，发生部分电离，为：； 【小问2详解】 电解池中，与电源正极相连的电极是阳极，阳极发生氧化反应，与电源负极相连的电极是阴极，阴极上发生还原反应，内电路中阴离子移向阳极、阳离子移向阴极； ①阴极室中是水放电得到电子发生还原反应生成氢气与氢氧根，阴极的电极反应：； ②的移动方向是：移向阴极方向，也就是阴极室； ③阳极室得到，的浓度逐渐增大。 a．阳极反应为水放电失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子：，通过阴离子交换膜进入阳极室/产品室，与氢离子反应得到，故生成且浓度不断增大； b．已知次磷酸具有较强的还原性，阳极室有氧气产生，氧气具有氧化性，氧气可以将氧化为，而混入杂质； 【小问3详解】 298K时，1g氢气（为0.5mol）燃烧生成放热121kJ，1mol H2O(l)蒸发吸热44kJ，则1mol氢气燃烧生成H2O(l)放热121kJ ×2+44 kJ =286kJ，表示氢气燃烧热的热化学方程式为； 【小问4详解】 燃料电池中的燃料氢气在负极失去电子发生氧化反应，因此，氢氧燃料电池中氢气在负极发生反应； 【小问5详解】 在允许自由迁移的固体电解质燃料电池中，失去电子发生氧化反应和结合生成二氧化碳和水，电极反应式为； 【小问6详解】 由图示可知，吸附在催化剂表面的甲醇分子逐步脱氢得到CO，能垒越低，活化能越小，越容易进行，则可行的途径为a→b→e→h→j。 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$