精品解析：河南省洛阳市宜阳县第一高级中学2024-2025学年高二上学期12月月考化学试题

2024学年高二年级12月质量检测 化学试卷 选择性必修一第四章占30%，选择性必修二第一，二章占70% 可能用到的相对原子质量：H：1 Li：7 N：14 O：16 F：19 S：32 K：39 Ni：59 Zn：65 Sr：88 一、选择题：本题共14小题，每小题3分，共42分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 1997年《京都议定书》中规定控制的6种温室气体为：、、、氢氟碳化合物(HFCs)、全氟碳化合物(PFCs)、六氟化硫()。下列化学用语或说法正确的是 A. 中有4个键 B. C、O、F均为p区元素 C. 属于非极性分子 D. 为正四面体结构 【答案】B 【解析】 【详解】A．甲烷分子中只含有s—pσ键，不含有π键，故A错误； B．碳元素、氧元素、氟元素的原子序数分别为6、8、9，价电子排布式分别为2s22p2、2s22p4、2s22p5，均处于元素周期表p区，故B正确； C．一氧化二氮与二氧化碳的原子个数都为3、价电子数都为16，互为等电子体，等电子体具有相同的分子结构，二氧化碳分子为直线形，则一氧化二氮的结构式为N=N=O，由结构式可知，一氧化二氮的分子结构不对称，属于极性分子，故C错误； D．六氟化硫分子中硫原子的价层电子对数为6、孤对电子对数为0，分子的空间结构为正八面体，不是正四面体，故D错误； 故选B。 2. 下列化学用语表述错误的是 A. 的电子式为： B. 的VSEPR模型： C. 分子中共价键电子云轮廓图： D. 邻羟基苯甲醛分子内氢键示意图： 【答案】A 【解析】 【详解】A．中和共用3个电子对，中心原子无孤对电子，电子式为，A项错误； B．中S原子的价层电子对数，含有1对孤电子对，VSEPR模型为四面体形，即，B项正确； C．分子中共价键属于键，键为头碰头重叠，分子中共价键电子云轮廓图：，C项正确； D．邻羟基苯甲醛分子中羟基和醛基能形成分子内氢键，氢键示意图为，D项正确； 故选：A。 3. 下列化学用语表达正确的是 A. 基态V原子的价电子排布式： B. 基态的价电子轨道表示式： C. 用电子云轮廓图描述原子轨道的形状： D. 激发态氮原子核外电子轨道表示式： 【答案】C 【解析】 【详解】A．V为23号元素，基态V原子的价电子排布式：，故A错误； B．Fe为为26号元素，基态的价电子排布式：，价电子轨道表示式：，故B错误； C．p轨道呈哑铃形，用电子云轮廓图描述：2py原子轨道的形状：，故C正确； D．N为7号元素，基态氮原子2p轨道上的3个电子自旋方向相同，核外电子排布的轨道表示式：，则基态N+的轨道表示式：，故D错误； 答案选C。 4. 下列叙述正确的是 A. 碱金属元素和卤族元素均属于p区元素 B. 、、轨道相互平行、能量相等 C. 基态S原子的核外电子的空间运动状态共有8种 D. 因电负性：，故、中碳、硼元素的化合价分别为-4、+3 【答案】D 【解析】 【详解】A．碱金属元素位于第IA族，属于s区元素，A错误； B．、、轨道都为3p轨道，能量相等，相互垂直，B错误； C．基态S原子的电子排布式为，核外电子的空间运动状态共有1+1+3+1+3=9种，C错误； D．电负性越大，得电子能力越强，由于电负性：，故中C为-4价，中B为+3价，即CH4、B2H6中碳、硼元素的化合价分别为-4、+3，D正确； 故选D。 5. 白磷在氯气中燃烧能生成、，受热失去两个Cl原子生成，其中分子结构如图所示： 下列叙述正确的是 A. 分子中所有P-Cl键键能都一样 B. 分子空间构型为平面正三角形 C. 、中P原子均为杂化 D. 分子中键角(Cl-P-Cl)有3种 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图可知，分子中所有P-C键的键长有两类，故P-C键键能不都一样，A错误； B．分子中有一对孤电子对和三对成键电子对，故空间构型为三角锥形，B错误； C．的价层电子对数为4，的价层电子对数为5，C错误； D．由图可知，键角(Cl-P-Cl)有90°、120°、180°三种，D正确； 故选D。 6. 下列关于的说法正确的是 A. 分子中的化学键为非极性键 B. 在水中的溶解度比在中的大 C. 分子空间构型为直线形 D. 含量是空气质量的重要指标 【答案】D 【解析】 【详解】A．中心原子价层电子对数为2+=2+1=3，的空间结构为V形，分子中正电中心和负电中心不重合，为极性分子，分子比较特殊，含有的化学键为极性共价键，A错误； B．的空间结构为V形，分子中正电中心和负电中心不重合，为极性分子，但极性较弱，是非极性溶剂，水的极性较大，在水中的溶解度比在中的小，B错误； C．中心原子价层电子对数为2+=2+1=3，的空间结构为V形，C错误； D．O3是空气质量的重要指标之一，其浓度的变化直接影响着空气质量和生态环境，D正确； 故选D。 7. 下列说法正确的是 A. 分子中含有键 B. 和的VSEPR模型和空间结构均一致 C. 键长： D. 酸性： 【答案】C 【解析】 【详解】A．氯气分子中氯原子p轨道电子云重叠形成p—pσ键，不含有s—pσ键，故A错误； B．氨分子中氮原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为1，分子的VSEPR模型为四面体、空间构型为三角锥形，则分子的VSEPR模型和空间结构不一致，中氮原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为0，分子的VSEPR模型为正四面体、空间构型也为正四面体，即铵根的VSEPR模型和空间结构一致，故B错误； C．碳原子的原子半径小于硅原子，则共价键的键长大小顺序为，故C正确； D．氯原子为吸电子基，会使羧基中羟基的极性增强，易电离出氢离子，使羧酸的酸性增强，则酸性的强弱顺序为，故D错误； 故选C。 8. 是一种重要的化工原料。下列说法不正确的是 A. 分子中键的键能大，可推断的沸点高 B. 液态氟化氢中存在形式，可推断氟元素的电负性大 C. 易溶于水，原因与和能形成分子间氢键有关 D. 氟的非金属性强于氯，可推断的热稳定性强于的热稳定性 【答案】A 【解析】 【详解】A．形成分子晶体，HF的沸点高是因为存在分子间氢键，不是键的键能大导致的，A错误； B．液态氟化氢中存在形式，是因为F的电负性大，使得HF分子间存在氢键，从而形成缔合分子，B正确； C．F、O的电负性都很大，和能形成分子间氢键，导致易溶于水，C正确； D．元素的非金属性越强，其简单气态氢化物越稳定，氟的非金属性强于氯，则的热稳定性强于的热稳定性，D正确； 故选A。 9. 已知基态R元素原子的价电子排布式可表示为。下列关于元素R的判断正确的是 A. R的最高正价为+7价 B. R元素位于第VA族 C. R元素第一电离能大于同周期相邻元素 D. R元素的电负性大于元素周期表相邻元素 【答案】D 【解析】 【分析】由基态R元素原子的价电子排布式可表示为可知，n=2，故价电子排布式为，可得R元素为F，据此回答。 【详解】A．F的非金属性最强，只能得到电子，不能失去电子，故F无最高正价，A错误； B．F元素位于第2周期第VIIA族，B错误； C．同周期元素中，第一电离能呈增大趋势，第二周期中第一电离能最大的是Ne，C错误； D．F元素非金属性最强，电负性最大，大于元素周期表相邻元素，D正确； 故选D。 10. 通过理论计算方法优化了P和Q的分子结构，P和Q呈平面六元并环结构，原子的连接方式如图所示，下列说法错误的是 A. P为非极性分子，Q为极性分子 B. 第一电离能： C. 和所含电子数目相等 D. P和Q分子中C、B和N均为杂化 【答案】A 【解析】 【详解】A．由所给分子结构图，P和Q分子都满足对称，正负电荷重心重合，都是非极性分子，A错误； B．同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，氮原子的2p轨道为稳定的半充满结构，第一电离能大于相邻元素，则第一电离能由小到大的顺序为B<C<N，故B正确； C．由所给分子结构可知，P分子式为C24H12，Q分子式为B12N12H12，P、Q分子都是含156个电子，故1mol P和1mol Q所含电子数目相等，C正确； D．由所给分子结构可知，P和Q分子中C、B和N均与其它三个原子成键，P和Q分子呈平面结构，故P和Q分子中C、B和N均为sp2杂化，D正确； 本题选A 11. 某催化剂结构简式如图所示。下列说法错误的是 A. 该物质中为价 B. 基态原子的第一电离能： C. 该物质中C和P均采取杂化 D. 基态原子价电子排布式为 【答案】C 【解析】 【详解】A．由结构简式可知，P原子的3个孤电子与苯环形成共用电子对，P原子剩余的孤电子对与Ni形成配位键，提供孤电子对，与Ni形成配位键，由于整个分子呈电中性，故该物质中Ni为+2价，A项正确； B．同周期元素随着原子序数的增大，第一电离能有增大趋势，故基态原子的第一电离能：Cl＞P，B项正确； C．该物质中，C均存在于苯环上，采取sp2杂化，P与苯环形成3对共用电子对，剩余的孤电子对与Ni形成配位键，价层电子对数为4，采取sp3杂化，C项错误； D．Ni的原子序数为28，位于第四周期第Ⅷ族，基态Ni原子价电子排布式为3d84s2，D项正确； 故选C。 12. 某物质可溶于水、乙醇，熔点为209.5℃，其结构简式如下图所示。下列说法错误的是 A. 该物质溶于乙醇，可与乙醇分子形成分子间氢键 B. 该物质分子中含有极性共价键 C. 分子中每个N原子的孤电子对数均为1 D. 该物质分子中σ键和π键的个数比为 【答案】D 【解析】 【详解】A．该物质中氨基与乙醇中羟基可形成分子间氢键，A正确； B．有机物含有、、以及，都为极性共价键，B正确； C．N最外层5个电子，由结构可知每个N都有一个孤电子对，C正确； D．该有机物含有9个键，含有、、以及，都为极性键，其中含有3个键，键和键的个数比为，D错误； 故选D。 13. 短周期主族元素X、Y、Z、M的原子序数依次增大，Z的单质是合成氨的原料之一，M的最高价氧化物对应的水化物为强酸，它们组成的一种分子结构如下图所示。下列说法错误的是 A. 简单氢化物的沸点： B. 第一电离能： C. 中Z原子采用杂化 D. Y、M、Z的氧化物均为酸性氧化物 【答案】D 【解析】 【分析】短周期主族元素X、Y、Z、M的原子序数依次增大，Z的单质是合成氨的原料之一，Z为N，M的最高价氧化物对应的水化物为强酸，根据结构式M能形成2个共价键，故M为S，根据其组成的分子结构可知，X形成1个共价键，X为H，Y可形成4个共价键，Y为C，X、Y、Z、M分别为H、C、N、S。 【详解】A．Y的简单氢化物为，Z的简单氢化物为，分子间可以形成氢键，熔、沸点高于，故A正确； B．由于氮原子2p能级半充满较为稳定，因此第一电离能N大于C，B正确。 C．中，中心原子N原子的价层电子对数为(5－1－1×2)/2+3=4，为杂化，故C正确； D．NO、CO均不是酸性氧化物，故D错误； 综上所述，错误的是D项。 14. 已知X、Y、Z、W、T为原子序数依次增大的前四周期元素，其中X、W同主族，Z、T同主族，Z是Y、W的同周期相邻元素，Z原子的质子数是价层电子数的3倍。下列叙述错误的是 A. 最高价氧化物对应水化物酸性：W>T B. 基态T原子的核外电子排布式为 C. 第一电离能：Z>W>Y D. Z元素基态原子的核外电子数是其单电子数的5倍 【答案】B 【解析】 【分析】根据“Z原子的质子数是价层电子数的3倍”，可推断Z是Li或磷，由于Z的原子序数大于X、Y，所以Z只能是P，又X、Y、Z、W、T为原子序数依次增大的前四周期元素，其中X、W同主族，Z、T同主族，Z是Y、W的同周期相邻元素，可判断X、Y、Z、W、T在元素周期表中相对位置关系为，则X是O、Y是Si、Z是P、W是S、T是As，据此回答。 【详解】A．由于非金属性S>P>As，故最高价氧化物对应水化物的酸性：H2SO4>H3AsO4，A正确； B．As位于第四周期第VA族，基态As原子的核外电子排布式为，B错误； C．Si、P、S位于同周期，同一周期主族元素从左往右第一电离能呈增大趋势，但P位于位于第三周期第VA族，p轨道处于半满结构，能量较低，第一电离能较大，大于同周期相邻的两种元素，故第一电离能：P>S>Si，C正确； D．P元素基态原子的核外电子数为15个，其单电子数为3，P元素基态原子的核外电子数是其单电子数的5倍，D正确； 故选B。 二、非选择题：本题共4小题，共58分。 15. 祖母绿是国际珠宝界公认的四大名贵宝石之一，其主要成分为，还含有适量的。请回答下列问题： （1）基态原子核外电子有___________种运动状态，核外电子占据的最高能级的电子云轮廓图为___________形。 （2）Be、Si、O三种元素的电负性从大到小的顺序为___________。 （3）某同学将基态氧原子的核外电子的轨道表示式表示为，该核外电子排布违背了___________；当激发态氧原子从状态变到，形成的是___________光谱(填“发射”或“吸收”)。 （4）原子核外运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用表示，与之相反的用表示，称为电子的自旋磁量子数。基态Cr原子的3d能级自旋磁量子数可能的代数和为___________。 （5）试推测第一电离能：___________(填“>”或“<”)，简述推测方法：___________。 （6）Be、Al的电负性非常接近，导致Be、Al的化学性质相似。试写出Be溶于NaOH溶液的离子方程式：___________。 【答案】（1） ①. 14 ②. 哑铃 （2）O> Si>Be （3） ①. 泡利不相容原理或泡利原理 ②. 发射 （4）或 （5） ①. > ②. Mg与Be同主族，同主族元素从上到下，第一电离能呈现减小的趋势，Mg与Al同周期，Mg的第一电离能大于Al的第一电离能，故Be的第一电离能大于Al的第一电离能 （6） 【解析】 【小问1详解】 为14号元素，基态原子核外电子排布式为，有14种运动状态，核外电子占据的最高能级的p轨道，电子云轮廓图为哑铃形； 【小问2详解】 一般来说金属的电负性小于1.7，非金属电负性大于1.7，故Be的电负性最小，非金属性：Si＜O，故电负性从大到小的顺序为O>Si>Be； 【小问3详解】 泡利原理是指每个轨道最多只能容纳两个自旋相反的电子，能量最低原理是指核外电子优先排布能量最低的轨道，根据该核外电子排布图可知，其违背了泡利不相容原理或泡利原理；当激发态氧原子从状态变到，形成的是发射光谱； 【小问4详解】 基态的Cr原子价电子排布式，电子排布图为，所以价电子自旋磁量子数的代数和为或； 【小问5详解】 Mg与Be同主族，Be的电子层数更少，原子半径更小，故第一电离能更大；Mg与A1同周期，Mg第一电离能大于Al的第一电离能(Al的第一电离能低于Mg，是因为Al失去的3p能级电子能量比Mg失去的3s能级电子的能量高)，故>； 【小问6详解】 由于Be、Al的电负性非常接近，导致Be、Al的化学性质相似，Be溶于NaOH溶液的离子方程式为：。 16. 回答下列问题。 （1）中心原子为，中心原子为，二者均为形结构，但中存在大键()。中原子的轨道杂化方式___________；为键角___________键角(填“>”“<”或“=”)。比较与中键的键长并说明原因___________。 （2）分子的空间构型为___________；的熔、沸点___________(填“高于”或“低于”)，原因是___________。 （3）(见图)是晶型转变的诱导剂。的空间构型为___________；中咪唑环存在大键，则N原子采取的轨道杂化方式为___________。 （4）可作HMF转化为FDCA的催化剂(见下图)。FDCA的熔点远大于HMF，除相对分子质量存在差异外，另一重要原因是___________。 （5）的VSEPR模型名称是___________；分子中的键角___________(填“>”“<”或“=”)。 【答案】（1） ①. ②. > ③. 分子中键键长小于中键的键长，其原因是：分子中既存在键，又存在大键，原子轨道重叠的程度较大，因此其中键的键长较小，而只存在普通的键 （2） ①. 角(V)形 ②. 低于 ③. 和都是分子晶体，结构相似，的相对分子质量大，的熔、沸点高 （3） ①. 正四面体形 ②. （4）FDCA形成的分子间氢键更多 （5） ①. 平面三角形 ②. 【解析】 【小问1详解】 中心原子为，中心原子为，二者均为形结构，但中存在大键。由中存在大键可以推断，其中原子只能提供1对电子，有一个原子提供1个电子，另一个O原子提供1对电子，这5个电子处于互相平行的轨道中形成大键，提供孤电子对与其中一个形成配位键，与另一个形成的是普通的共价键(键，这个只提供了一个电子参与形成大键)，的价层电子对数为3，则原子的轨道杂化方式为；中心原子为，根据价层电子对的计算公式可知，因此，的杂化方式为；根据价层电子对互斥理论可知，时，价电子对的几何构型为正四面体，时，价电子对的几何构型平面正三角形，杂化的键角一定大于的，因此，虽然和均为形结构，但键角大于键角；分子中键的键长小于中键的键长，其原因是：分子中既存在键，又存在大键，原子轨道重叠的程度较大，因此其中键的键长较小，而只存在普通的键。 【小问2详解】 根据VSEPR理论有的中心原子的价电子对数为，去掉2对孤对电子，知分子的空间构型是角(V)形；和都是分子晶体，结构相似，的相对分子质量大，的熔、沸点高。 【小问3详解】 中B形成4个键(其中有1个配位键)，为杂化，空间构型为正四面体形；咪唑环存在大键，原子形成3个键，杂化方式为。 【小问4详解】 由HMF和FDCA的结构可知，HMF和FDCA均能形成分子间氢键，但FDCA形成的分子间氢键更多，使得FDCA的熔点远大于HMF。 【小问5详解】 分子中，价层电子对数且含有1个孤电子对，VSEPR模型为平面三角形；空间构型为形，该分子的正负电荷中心不重合，为极性分子；孤电子对和成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力，所以分子中的键角。 17. 电化学的应用十分广泛，请分析下列几种电化学装置并回答问题： I．微生物燃料电池是废水处理中实现碳氮联合转化产生CO2和N2的装置，如图所示，1、2为厌氧微生物电极，3为阳离子交换膜，4为好氧微生物反应器。请回答： （1）电极1名称：___________极，电池工作一段时间后，电极2附近的pH___________(填“增大”。或“不变”)。 （2）电极1的电极反应式为___________。 （3）若好氧微生物反应器中消耗O2 (标准状况)4.48 L，理论上电极2生成N2物质的量为___________mol。 Ⅱ．一种流体电解海水提锂的工作原理如图所示，中间室辅助电极材料具有选择性吸附Li+转化为LiMn2O4脱出Li+转化为Li1-xMn2O4的功能。 （4）第一步吸附锂时，应接通电源___________(填“1”或“2”)，中间室材料接电源___________极(填“正”或“负”)。 （5）第二步脱出锂时，中间室材料发生的电极反应式为___________。 （6）为完成锂离子的吸附/脱出，中间室两侧选用___________(填“阴”或“阳”)离子交换膜。 （7）结合化学用语解释阴极室生成LiOH的原因___________。 （8）当阴极室得到4.8 g LiOH时，理论上阳极室产生气体的体积为___________(标准状况下)。 【答案】（1） ①. 负 ②. 增大 （2）CH3COO--8e-+2H2O=2CO2↑+7H+ （3）0.08 （4） ①. 1 ②. 负 （5）LiMn2O4-xe-=Li1-xMn2O4+xLi+ （6）阳 （7）阴极室中，通入O2的电极的电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，中间室材料的电极反应式为LiMn2O4-xe-= Li1-xMn2O4+xLi+，锂离子通过阳离子交换膜进入阴极室 （8）1.12 L 【解析】 【分析】由题意可知：流体电解海水提锂的工作原理为第一步接通电源l，与直流电源正极相连的M电极为阳极，水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，中间室材料为阴极，锂离子、Li1-xMn2O4在阴极得到电子发生还原反应生成LiMn2O4，电极反应式为Li1-xMn2O4+xLi++xe-=LiMn2O4，锂离子通过阳离子交换膜由阳极室进入中间室，达到选择性提取锂的目的。第二步接通电源2，与直流电源正极相连的中间室材料为阳极，LiMn2O4在阳极失去电子发生氧化反应生成Li1-xMn2O4和Li+，电极反应式为LiMn2O4-xe-=Li1-xMn2O4+xLi+；N电极为阴极，在水分子作用下，氧气在阴极得到电子发生还原反应生成OH-，电极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-，Li+通过阳离子交换膜由中间室进入阴极室，从而达到使海水中的锂离子最终以LiOH的形式被浓缩到阴极室的目的。 【小问1详解】 根据反应原理装置图可知：在电极1上CH3COO-失去电子变为CO2，则电极1为负极； 在电极2上得到电子被还原为N2，电极反应式为：2+10e-+12H+=N2↑+6H2O，虽然由负极迁移了一部分H+，但仍不能抵消反应消耗的H+，所以电极2附近有一部分H+被消耗，可见随着反应的进行，电极2附近溶液中c(H+)逐渐减小，因而附近溶液的pH逐渐增大； 【小问2详解】 在电极1上CH3COO-失去电子变为CO2，同时产生H+，则电极1 的电极反应式为：CH3COO--8e-+2H2O=2CO2↑+7H+； 【小问3详解】 好氧微生物反应器中，发生反应为氧气和铵根离子生成硝酸根离子、氢离子和水，，好氧微生物反应器中消耗标准状况下O24.48 L，其物质的量为n(O2)==0.2mol，则转移电子的物质的量0.8 mol，由电极2反应式2+10e-+12H+=N2↑+6H2O，可知每转移10 mol电子，反应产生1 mol N2。现在反应转移0.8 mol电子，则反应产生N2的物质的量为n(N2)==0.08 mol； 【小问4详解】 由题意可知，第一步吸附锂时，流体电解海水提锂的工作原理为第一步接通电源1，与直流电源正极相连的M电极上H2O失去电子变为O2，则M电极为阳极，水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为：2H2O-4e-=O2↑+4H+；中间室材料为电解池的阴极，接电源的负极，Li+通过阳极膜，与Li1-xMn2O4反应产生LiMn2O4，电极反应式为：通过阳极膜，与Li1-xMn2O4+xLi++xe-=LiMn2O4，从而达到选择性提取锂的目的； 【小问5详解】 由分析可知：第二步脱锂时，接通电源2，与直流电源正极相连的中间室材料为阳极，LiMn2O4在阳极失去电子发生氧化反应生成Li1-xMn2O4和Li+，故阳极的电极反应式为：LiMn2O4-xe-=Li1-xMn2O4+xLi+； 【小问6详解】 由分析可知，第一步选择性吸附锂过程中锂离子通过阳离子交换膜由阳极室进入中间室，第二步释放锂的过程中锂离子通过阳离子交换膜由中间室进入阴极室，所以中间室两侧的离子交换膜选用阳离子交换膜； 【小问7详解】 第二步接通电源2，与直流电源正极相连的中间室材料为阳极，LiMn2O4在阳极失去电子发生氧化反应生成Li1-xMn2O4和Li+，电极反应式为LiMn2O4-xe-=Li1-xMn2O4+xLi+，N电极为阴极，在水分子作用下氧气在阴极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，N电极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-，锂离子通过阳离子交换膜由中间室进入阴极室，从而在阴极室生成氢氧化锂； 【小问8详解】 由得失电子数目守恒可知，当阴极室得到4.8 g氢氧化锂时，理论上阳极室产生标准状况下O2的体积为V(O2)=。 18. 原电池和电解池在生产生活中具有广泛的应用。 Ⅰ．电解溶液 （1）实验室中电解溶液的实验装置如图1所示。 ①某同学用如图1装置模拟工业电解精炼铜实验，则为___________(填“精铜”，或“粗铜”)。 ②某同学用图2电解溶液，、均为碳棒，写出的电极反应式：___________。 ③某同学一不小心将一段铜棒掉入溶液中，仍用图2完成电解溶液实验，发现铜棒___________(选填“A”或“B”)端变粗。 Ⅱ．燃料电池在工业上的应用 （2）利用燃料电池电解，可将雾霾中的、分别转化为和，如图3装置所示。充入的一端是___________(选填“甲”或“乙”)。通入一端的电极反应式为：___________，当电路中转移电子时，的浓度为___________(电解过程中忽略溶液体积变化)。 Ⅲ．“火星”电池 （3）火星大气由96%的二氧化碳气体组成，火星探测器采用Li-CO电池供电，其反应机理如下图4。 电池中的“交换膜”应为___________交换膜(填“阳离子”或“阴离子”)。写出电极反应式：___________。 【答案】（1） ①. 粗铜 ②. ③. A （2） ①. 甲 ②. ③. 2 （3） ①. 阳离子 ②. 【解析】 【小问1详解】 ①电解精炼铜应以粗铜为阳极，纯铜为阴极，图1中为阳极，所以为粗铜； ②图2中为惰性阳极，电解溶液时，其电极反应式：； ③某同学一不小心将一段铜棒掉入溶液中，仍用图2完成电解溶液实验，C1是阳极，A是阴极，则此时A端发生反应：，所以铜棒A端变粗。 【小问2详解】 图3中左为燃料电池、右为电解池，NO、分别转化为和时NO发生还原反应，所以通入的这极为阴极，另外一极为阳极，即甲为负极通入燃料，所以通入的一端是甲；通入一端的电极为阳极，电极反应式为：；电解池总反应式，即每转移电子生成，电路中转移电子时，的浓度为。 【小问3详解】 根据图示可知左侧锂电极为负极，Li失去电子变成锂离子，进入电解质中，其反应式为，在二氧化碳电极上二氧化碳得到电子变为碳单质，同时产生碳酸根，碳酸根与电解质中的锂离子结合，生成碳酸锂，则正极反应式为，为维持溶液呈电中性，要通过离子交换膜由左侧进入右侧，因此离子交换膜为阳离子交换膜。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024学年高二年级12月质量检测 化学试卷 选择性必修一第四章占30%，选择性必修二第一，二章占70% 可能用到的相对原子质量：H：1 Li：7 N：14 O：16 F：19 S：32 K：39 Ni：59 Zn：65 Sr：88 一、选择题：本题共14小题，每小题3分，共42分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 1997年《京都议定书》中规定控制的6种温室气体为：、、、氢氟碳化合物(HFCs)、全氟碳化合物(PFCs)、六氟化硫()。下列化学用语或说法正确的是 A. 中有4个键 B. C、O、F均为p区元素 C. 属于非极性分子 D. 为正四面体结构 2. 下列化学用语表述错误的是 A. 的电子式为： B. 的VSEPR模型： C. 分子中共价键电子云轮廓图： D. 邻羟基苯甲醛分子内氢键示意图： 3. 下列化学用语表达正确的是 A. 基态V原子的价电子排布式： B. 基态的价电子轨道表示式： C. 用电子云轮廓图描述原子轨道的形状： D. 激发态氮原子核外电子轨道表示式： 4. 下列叙述正确的是 A. 碱金属元素和卤族元素均属于p区元素 B. 、、轨道相互平行、能量相等 C. 基态S原子的核外电子的空间运动状态共有8种 D. 因电负性：，故、中碳、硼元素的化合价分别为-4、+3 5. 白磷在氯气中燃烧能生成、，受热失去两个Cl原子生成，其中分子结构如图所示： 下列叙述正确的是 A. 分子中所有P-Cl键键能都一样 B. 分子的空间构型为平面正三角形 C. 、中P原子均为杂化 D. 分子中键角(Cl-P-Cl)有3种 6. 下列关于的说法正确的是 A. 分子中的化学键为非极性键 B. 在水中的溶解度比在中的大 C. 分子空间构型为直线形 D. 含量是空气质量的重要指标 7. 下列说法正确的是 A. 分子中含有键 B. 和的VSEPR模型和空间结构均一致 C. 键长： D. 酸性： 8. 是一种重要的化工原料。下列说法不正确的是 A. 分子中键的键能大，可推断的沸点高 B. 液态氟化氢中存在形式，可推断氟元素的电负性大 C. 易溶于水，原因与和能形成分子间氢键有关 D. 氟的非金属性强于氯，可推断的热稳定性强于的热稳定性 9. 已知基态R元素原子的价电子排布式可表示为。下列关于元素R的判断正确的是 A. R的最高正价为+7价 B. R元素位于第VA族 C. R元素的第一电离能大于同周期相邻元素 D. R元素的电负性大于元素周期表相邻元素 10. 通过理论计算方法优化了P和Q的分子结构，P和Q呈平面六元并环结构，原子的连接方式如图所示，下列说法错误的是 A. P为非极性分子，Q为极性分子 B. 第一电离能： C. 和所含电子数目相等 D. P和Q分子中C、B和N均杂化 11. 某催化剂结构简式如图所示。下列说法错误是 A. 该物质中为价 B. 基态原子的第一电离能： C. 该物质中C和P均采取杂化 D. 基态原子价电子排布式 12. 某物质可溶于水、乙醇，熔点为209.5℃，其结构简式如下图所示。下列说法错误的是 A. 该物质溶于乙醇，可与乙醇分子形成分子间氢键 B. 该物质分子中含有极性共价键 C. 分子中每个N原子的孤电子对数均为1 D. 该物质分子中σ键和π键的个数比为 13. 短周期主族元素X、Y、Z、M的原子序数依次增大，Z的单质是合成氨的原料之一，M的最高价氧化物对应的水化物为强酸，它们组成的一种分子结构如下图所示。下列说法错误的是 A. 简单氢化物的沸点： B. 第一电离能： C. 中Z原子采用杂化 D. Y、M、Z的氧化物均为酸性氧化物 14. 已知X、Y、Z、W、T为原子序数依次增大的前四周期元素，其中X、W同主族，Z、T同主族，Z是Y、W的同周期相邻元素，Z原子的质子数是价层电子数的3倍。下列叙述错误的是 A. 最高价氧化物对应水化物的酸性：W>T B. 基态T原子的核外电子排布式为 C. 第一电离能：Z>W>Y D. Z元素基态原子的核外电子数是其单电子数的5倍 二、非选择题：本题共4小题，共58分。 15. 祖母绿是国际珠宝界公认的四大名贵宝石之一，其主要成分为，还含有适量的。请回答下列问题： （1）基态原子核外电子有___________种运动状态，核外电子占据的最高能级的电子云轮廓图为___________形。 （2）Be、Si、O三种元素的电负性从大到小的顺序为___________。 （3）某同学将基态氧原子的核外电子的轨道表示式表示为，该核外电子排布违背了___________；当激发态氧原子从状态变到，形成的是___________光谱(填“发射”或“吸收”)。 （4）原子核外运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用表示，与之相反的用表示，称为电子的自旋磁量子数。基态Cr原子的3d能级自旋磁量子数可能的代数和为___________。 （5）试推测第一电离能：___________(填“>”或“<”)，简述推测方法：___________。 （6）Be、Al的电负性非常接近，导致Be、Al的化学性质相似。试写出Be溶于NaOH溶液的离子方程式：___________。 16. 回答下列问题。 （1）中心原子为，中心原子为，二者均为形结构，但中存在大键()。中原子的轨道杂化方式___________；为键角___________键角(填“>”“<”或“=”)。比较与中键的键长并说明原因___________。 （2）分子的空间构型为___________；的熔、沸点___________(填“高于”或“低于”)，原因是___________。 （3）(见图)是晶型转变的诱导剂。的空间构型为___________；中咪唑环存在大键，则N原子采取的轨道杂化方式为___________。 （4）可作HMF转化为FDCA催化剂(见下图)。FDCA的熔点远大于HMF，除相对分子质量存在差异外，另一重要原因是___________。 （5）的VSEPR模型名称是___________；分子中的键角___________(填“>”“<”或“=”)。 17. 电化学的应用十分广泛，请分析下列几种电化学装置并回答问题： I．微生物燃料电池是废水处理中实现碳氮联合转化产生CO2和N2的装置，如图所示，1、2为厌氧微生物电极，3为阳离子交换膜，4为好氧微生物反应器。请回答： （1）电极1名称：___________极，电池工作一段时间后，电极2附近的pH___________(填“增大”。或“不变”)。 （2）电极1的电极反应式为___________。 （3）若好氧微生物反应器中消耗O2 (标准状况)4.48 L，理论上电极2生成N2物质的量为___________mol。 Ⅱ．一种流体电解海水提锂的工作原理如图所示，中间室辅助电极材料具有选择性吸附Li+转化为LiMn2O4脱出Li+转化为Li1-xMn2O4的功能。 （4）第一步吸附锂时，应接通电源___________(填“1”或“2”)，中间室材料接电源___________极(填“正”或“负”)。 （5）第二步脱出锂时，中间室材料发生的电极反应式为___________。 （6）为完成锂离子的吸附/脱出，中间室两侧选用___________(填“阴”或“阳”)离子交换膜。 （7）结合化学用语解释阴极室生成LiOH的原因___________。 （8）当阴极室得到4.8 g LiOH时，理论上阳极室产生气体的体积为___________(标准状况下)。 18. 原电池和电解池在生产生活中具有广泛的应用。 Ⅰ．电解溶液 （1）实验室中电解溶液实验装置如图1所示。 ①某同学用如图1装置模拟工业电解精炼铜实验，则为___________(填“精铜”，或“粗铜”)。 ②某同学用图2电解溶液，、均为碳棒，写出的电极反应式：___________。 ③某同学一不小心将一段铜棒掉入溶液中，仍用图2完成电解溶液实验，发现铜棒___________(选填“A”或“B”)端变粗。 Ⅱ．燃料电池在工业上的应用 （2）利用燃料电池电解，可将雾霾中的、分别转化为和，如图3装置所示。充入的一端是___________(选填“甲”或“乙”)。通入一端的电极反应式为：___________，当电路中转移电子时，的浓度为___________(电解过程中忽略溶液体积变化)。 Ⅲ．“火星”电池 （3）火星大气由96%的二氧化碳气体组成，火星探测器采用Li-CO电池供电，其反应机理如下图4。 电池中的“交换膜”应为___________交换膜(填“阳离子”或“阴离子”)。写出电极反应式：___________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$