精品解析：黑龙江省大庆铁人中学2024-2025学年高二下学期开学考试化学试卷

铁人中学2023级高二下学期开学考试 化学试题 时间：75分钟 满分：100分 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 O-19 Mg-24 Al-27 Ti-48 Cu-64 一、选择题(共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. 下列有关化学用语表示错误的是 A. H2O的VSEPR模型： B. 基态碳原子的价层电子排布图为： C. Be原子最外层电子的电子云轮廓图： D. CH3CH2OH的质谱图： 【答案】C 【解析】 【详解】A．H2O中的中心氧原子的价层电子对数为4，为sp3杂化，氧原子与两个氢原子成键，同时具有两个孤电子对，即VSEPR模型：，故A正确； B．C为6号元素，价电子排布为2s22p2，根据洪特规则，p轨道上的两个电子应自旋相同排布在两个简并轨道上，其价层电子排布图为：，故B正确； C，Be为4号元素，价电子排布为2s2，最外层电子处于s轨道，电子云轮廓图球形，故C错误； D．CH3CH2OH的相对分子质量为46，质谱图最后一个峰应为46，故D正确； 故答案为C。 2. 下列叙述中正确的是 A. 键能：Si-H>P-H>S-H>Cl-H B. BF3、CCl4都是含有极性键的非极性分子 C. 中心原子的价层电子对数为3，空间构型为平面三角形 D. 键角：CO2>CH4>H2O>NH3 【答案】B 【解析】 【详解】A．Si、P、S、Cl为同一周期相邻元素，电负性：Si<P<S<Cl，则键能：Si-H<P-H<S-H<Cl-H，A错误； B．BF3的中心B原子的价层电子对数为=3，发生sp2杂化，其最外层无孤电子对，则分子呈平面正三角形结构，CCl4分子中，中心C原子的价层电子对数为=4，发生sp3杂化，分子呈正四面体结构，二者都是含有极性键的非极性分子，B正确； C．中心S原子的价层电子对数为=4，由于S原子的最外层有1个孤电子对，所以空间构型为三角锥形，C错误； D．CO2分子中，C原子的价层电子对数为=2，发生sp杂化，分子呈直线形结构，CH4、NH3、H2O的中心原子的价层电子数都为4，都发生sp3杂化，但C、N、O的最外层的孤电子对数分别为0、1、2，孤电子对数越多，对成键电子的排斥作用越大，键角越小，所以键角：CO2>CH4>NH3>H2O，D错误； 故选B。 3. 下列叙述中错误的是 A. 测定某一固体是否是晶体可用X射线衍射仪进行实验 B. 石墨晶体是层状结构，层间没有化学键相连，是靠范德华力维系的 C. 在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素 D. 1mol SiO2晶体中含有2NA个Si-O键(NA表示阿伏加德罗常数的值) 【答案】D 【解析】 【详解】A．X射线衍射法是鉴别晶体的有效手段，因为晶体具有规则结构，会产生特定的衍射图案，而非晶体则不会，故A正确； B．石墨晶体层内碳原子通过共价键形成六边形网状结构，层间通过范德华力结合，没有化学键相连，故B正确； C．原子光谱的特征谱线是元素的“指纹”，可用于元素鉴定，例如光谱分析技术即基于此原理，故C正确； D．在SiO2晶体中，每个Si原子与4个O原子形成4个Si-O键，因此1mol SiO2应含有4NA个Si-O键，而非2NA，故D错误； 故答案为D。 4. 只要善于观察和发现，化学之美随处可见。下列说法正确的是 A. 舞台上干冰升华时，共价键断裂 B. 具有皇冠形状的S8()分子中S的杂化方式为sp2 C. 晶莹剔透的水晶中也含有一定成分的离子键 D. 气体单质中一定存在σ键，可能存在π键 【答案】C 【解析】 【详解】A．干冰气化时，固体变为气体，破坏了分子间作用力，没有共价键的断裂，A项错误； B．具有皇冠形状的S8()分子中S周围有两个σ键，两个孤电子对，杂化方式为，B项错误； C．晶莹剔透的水晶的主要成分为，Si与O的电负性的差值为1.7，Si-O键极性较强，因而Si-O键部分表现出离子键的特征，C项正确； D．惰性气体单质中不存在化学键，无σ键或π键，D项错误； 答案选C。 5. 分子结构修饰是指不改变分子的主体骨架，保持分子的基本结构不变，仅改变分子结构中的某些基团而得到新分子的过程，此法在药物设计与合成中有广泛的应用。如图为蔗糖分子修饰得到的三氯蔗糖。下列说法不正确的是 A. 电负性最大的元素为氧元素 B. 氯原子核外有17种空间运动状态不同的电子 C. 三氯蔗糖分子中含有9个手性碳原子 D. 三氯蔗糖易溶于水，与三氯蔗糖分子和水分子之间形成氢键有关 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据同周期从左到右电负性逐渐增大，同主族从上到下电负性逐渐减小，则电负性最大的元素为氧元素，故A正确； B．有多少个轨道就有多少种空间运动状态不同的电子，因此氯原子核外有9种空间运动状态不同的电子，故B错误； C．三氯蔗糖分子中含有9个手性碳原子，环上的碳原子都为手性碳原子，故C正确； D．三氯蔗糖易溶于水的原因有三氯蔗糖含有羟基，三氯蔗糖分子和水分子之间形成氢键，故D正确。 综上所述，答案为D。 6. 有关晶体的结构如下图所示，下列说法中错误的是 A. 钛酸钙的化学式为 B. 在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键(C-C)数目之比为1∶2 C. 硒化锌晶体中阳离子的配位数为6 D. 中与距离最近的所形成的键的夹角为109°28′ 【答案】C 【解析】 【详解】A．该晶胞中各原子数为Ca：=1，Ti：1，O：=3，故钛酸钙的化学式为，A项正确； B．在金刚石晶体中，每个碳原子周围有4条碳碳键，每条碳碳键被两个碳原子共用，故碳原子与碳碳键数目之比为1：()=1：2，B项正确； C．硒化锌晶体中与一个Se2-距离最近且相等的Zn2+有4个，由化学式ZnS可知，与一个Zn2+距离最近且相等的Se2-有4个，即硒化锌晶体中阳离子的配位数为4，C项错误； D．CaF2中以F-为中心，其周围4个Ca2+为顶点形成正四面体，故CaF2中F-与距离最近的Ca2+所形成的键的夹角为109.5°，D项正确； 答案选C。 7. 某锂盐的结构如图所示，其阴离子是由原子序数依次增大的短周期主族元素X、Y，Z、W形成，X，Y与Z同一周期，Y与W同族。下列说法正确的是（ ） A. 元素的电负性： B. 第一电离能： C. 简单气态氢化物的热稳定性： D. 简单离子的半径： 【答案】B 【解析】 【分析】某锂盐的结构如图，其阴离子是由原子序数依次增大的短周期主族元素X、Y，Z、W形成，Y形成两个共价键，W形成六个共价键，Y与W同族，因此它们位于第ⅥA族，则W为S，Y为O；X、Y、Z位于第二周期，Z形成一个共价键，则Z为F；X形成两个共价键且使形成的阴离子带一个单位负电荷，则X为N。 【详解】A．主族元素同周期从左向右电负性逐渐增强，同主族从上到下电负性逐渐减弱，N原子半径小于S原子半径，N原子对键合电子吸引力大于S原子，因此电负性N>S，总的来说电负性W<X<Y<Z。A项错误； B．族元素同主族从上到下第一电离能逐渐减弱，同周期从左向右第一电离能呈增强趋势，但第ⅤA族第一电离能大于第ⅥA族，因此第一电离能：，B项正确； C．非金属性越强，简单氢化物的稳定性越强，主族元素同周期从左向右非金属性逐渐增强，同主族从上到下非金属性逐渐减弱，因此非金属性大小：W<X<Y<Z，C项错误； D．简单离子半径的比较原则：电子层越多半径越大，因此S2-半径大于其他离子半径，电子层结构相同时，核电荷数越大半径越小，因此F-<O2-<N3-,因此简单离子的半径：Z<Y<X<W，D项错误； 答案选B。 【点睛】分析X元素时注意阴离子整体的带电量。 8. 下列室温下的溶液中，有关溶液中各粒子的浓度关系判断正确的有 ①0.1 mol·L－1 CH3COOH溶液中：c(CH3COO－)＝c(H＋) - c(OH－) ②0.1 mol·L－1 CuSO4·(NH4)2SO4·6H2O的溶液中： c(NH)＞c(SO)＞c(Cu2＋)＞c(H＋)＞c(OH－) ③等体积、等物质的量浓度的弱酸HX和NaX混合后的溶液中： c(Na＋)＞c(HX)＞c(X－)＞c(H＋)＞c(OH－) ④pH＝2的HA溶液与pH＝12的MOH溶液以任意比混合：c(H＋)＋c(M＋) >c(OH－) ⑤0.1 mol/L Na2CO3溶液中：c(OH－)＝c(HCO)＋c(H＋)＋c(H2CO3) ⑥向醋酸钠溶液中加入醋酸，得到的酸性混合溶液中： c(Na＋)>c(CH3COO－)>c(H＋)>c(OH－) ⑦pH=7的NH3—NH4Cl混合溶液中：c(NH)＝c(Cl－) ⑧0.1 mol·L－1的NaHA溶液，其pH＝4：c(HA－)>c(H＋)>c(H2A)>c(A2－) A. 3个 B. 4个 C. 5个 D. 6个 【答案】A 【解析】 【详解】①0.1 mol·L－1 CH3COOH溶液中存在电荷守恒式为c(CH3COO－)+ c(OH－)＝c(H＋)，则c(CH3COO－)＝c(H＋) - c(OH－)，故①正确； ②0.1 mol·L－1 CuSO4·(NH4)2SO4·6H2O的溶液中因Cu2+和NH4+的水解溶液显酸性，但水解程度均较弱，则c(SO)＞c(NH)＞c(Cu2＋)＞c(H＋)＞c(OH－)，故②错误； ③等体积、等物质的量浓度的弱酸HX和NaX混合后的溶液可能显酸性也可能显碱性，故③错误； ④pH＝2的HA溶液与pH＝12的MOH溶液以任意比混合存在电荷守恒式c(H+)+c(M+)=c(OH-)+c(A-)，则c(H＋)＋c(M＋) >c(OH－)，故④正确； ⑤0.1 mol/L Na2CO3溶液中存在的质子守恒式为c(OH－)＝c(HCO)＋c(H＋)＋2c(H2CO3)，故⑤错误； ⑥向醋酸钠溶液中加入醋酸，得到的酸性混合溶液中存在电荷守恒式为c(Na＋)+c(H＋)=c(CH3COO－)+c(OH－)，则c(Na＋)>c(CH3COO－)>c(H＋)>c(OH－)肯定不成立，故⑥错误； ⑦NH3—NH4Cl混合溶液中存在电荷守恒c(NH)+c(H+)＝c(Cl－)+c(OH－)，当pH=7时c(NH)＝c(Cl－)，故⑦正确； ⑧0.1 mol·L－1的NaHA溶液，其pH＝4说明HA－电离大于HA－水解，则c(HA－)>c(H＋)>c(A2－)>c(H2A)，故⑧错误； ①④⑦正确，故选A。 9. 镁铝合金具有优异的性能，其晶胞结构如图所示。下列说法不正确的是 A. 镁铝合金的化学式为MgAl2 B. 熔点：氯化铝 > 氯化镁 C. 晶体中存在的化学键类型为金属键 D. 该晶胞的质量是(表示阿伏加德罗常数的值) 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据晶胞示意图，Mg在顶点及面心，则晶胞中Mg原子个数为，Al原子在体心，则晶胞中Al原子个数为8个，故镁铝合金的化学式为，故A正确； B．是分子晶体，是离子晶体，的熔点(约192℃)明显低于(约714℃)，故B错误； C．镁铝合金是金属与金属形成的合金，存在的化学键类型为金属键，故C正确； D．晶胞内含有4个，摩尔质量为4×(24+2×27)=312 g/mol，所以晶胞的质量为，故D正确； 故选B。 10. 自由基是化学键断裂时产生的含未成对电子的中间体，活泼自由基与氧气的反应一直是科研人员的关注点，HNO自由基与O2反应过程的能量变化如图所示，下列说法错误的是 A. 三种中间产物中Z最稳定 B. 生成产物P2的决速步为中间产物Z到产物P2的基元反应 C. 相同条件下，中间产物Z转化为产物的速率：v(P1)<v(P2) D. 中间产物X生成中间产物Y的反应的活化能为26.31kJ·mol-1 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据能量越低越稳定，可知中间产物中Z最稳定，故A正确； B．活化能越大，反应速率越慢，整体反应速率的快慢，取决于最慢的基元反应，所以生成产物P2的决速步为中间产物Z到产物P2的基元反应，故B正确； C．由图可知，相同条件下中间产物Z转化为产物P1的活化能小于转化为产物P2的活化能，活化能越小，反应速率越快，则中间产物Z转化为产物P1的反应速率快于转化为产物P2的反应速率，故C错误； D．由图可知中间产物X生成中间产物Y的反应的活化能为14.15 kJ·mol－1-(-12.16 kJ·mol－1)=26.31kJ·mol－1，故D正确； 选C。 11. 石墨能与熔融金属钾作用，形成石墨间隙化合物，K原子填充在石墨各层碳原子中，比较常见的石墨间隙化合物是青铜色的化合物，其化学式可写作CxK，平面结构如图所示。则x值为 A. 12 B. 24 C. 60 D. 8 【答案】D 【解析】 【详解】可以取三个钾原子形成的小三角形为计算单位，其完全占有的碳原子数是4，占有的钾原子数为×3=，故碳原子数和钾原子数之比是4:=8:1，化学式可写作C8K，x为8，故答案为D。 12. 已知：常温下、Ka1(H2SO3) = 10−1.85、Ka2(H2SO3) = 6.0×10−8。通过0.1 mol⋅L-1 NaOH溶液滴定20 mL 0.1 mol⋅L-1 H2SO3溶液的实验探究H2SO3溶液、Na2SO3溶液、NaHSO3溶液的性质。 实验1：滴入10 mL 0.1 mol⋅L-1 NaOH溶液时测得溶液的pH = 1.85。 实验2：向实验1 所得溶液中继续滴入10 mL 0.1 mol⋅L-1 NaOH溶液，无明显现象。 实验3：向实验2所得溶液中通入NH3至溶液pH = 7(通入气体对溶液体积的影响可忽略)。 实验4：向实验2所得溶液中滴加HNO3酸化的Ba(NO3)2溶液，产生白色沉淀。 下列说法正确的是 A. 实验1所得溶液中存在：2c(H2SO3) + c(SO) ≈ 0.07 mol⋅L-1 B. 实验2 所得溶液中存在：c(Na+) > c(HSO) > c(H2SO3) > c(SO) C. 实验3所得溶液中存在：c(Na+) > c(NH) > c(SO) D. 实验4反应后静置，所得上层清液中一定有：c(Ba2+)⋅c(SO) = Ksp(BaSO3) 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据物料守恒可知，c(H2SO3)+ c(HSO)+ c(SO)= ，实验1溶液中溶液pH=1.85，故有Ka1(H2SO3)= = 10-1.85，故有=存在：实验1所得溶液中存在：2c(H2SO3) + c(SO) =≈ 0.07 mol⋅L-1，故A正确； B．实验2即相当于NaOH和H2SO3等浓度等体积混合，溶液中溶质为NaHSO3，由题干数据可知，Kh2= =10-12.15小于Ka2，即亚硫酸氢根离子电离大于水解，故溶液中存在：c(Na+)>c(HSO)>c(SO)>c(H2SO3)，故B错误； C．实验3溶液中电荷守恒式为：c(Na+)+ c(NH)+c(H+)=c(OH-)+2 c(SO)+c(HSO)，物料守恒有：c(Na+)= c(SO)+c(HSO)+c(H2SO3)，溶液pH=7，则有：c(H+)=c(OH-)，联合上述等式可得，c(NH)= c(SO)-c(H2SO3)，即c(NH)＜c(SO)，故C错误； D．浓硝酸具有强氧化性，能够将亚硫酸根氧化为硫酸根，故实验4中生成的白色沉淀为BaSO4，而不是BaSO3，即反应后静置所得上层清液中一定有：c(Ba2＋)×c(SO)=Ksp(BaSO4)，故D错误； 故选A。 13. 已知，25℃时，的，。用溶液滴定溶液，溶液中、、的分布分数随pH变化曲线及滴定曲线如下图(忽略滴定过程中温度的变化)。下列说法错误的是[如分布分数：] A. 两次突变，应选用不同的指示剂 B. pH=8时： C. b点溶液的pH约为4.54 D. 【答案】D 【解析】 【分析】用溶液滴定溶液，pH较大时，R-的分布分数较大，随着pH的减小，R2-的分布分数逐渐减小，HR-的分布分数逐渐增大，恰好生成NaHR之后，HA-的分布分数逐渐减小，H2R的分布分数逐渐增大，表示H2R、HR-、R2-的分布分数的曲线如图所示。 【详解】A．根据图像可知，第一次滴定突变时溶液呈酸性，所以可以选择甲基橙作指示剂，第二次滴定突变时溶液呈碱性，所以可以选择酚酞作指示剂，故A正确； B．根据图像可知，pH=8时，溶液中含有Na2R和NaHR，此时>，则，故B正确； C．由图可知，b点时，，，则，故pH=4.54，故C正确； D．的，，则，则，故D错误； 故选D。 14. 硒化锌是一种重要的半导体材料，其晶胞结构如图甲所示，已知晶胞参数为pnm，图乙为晶胞的俯视图。下列说法正确的是 A. 晶胞中硒原子的配位数为8 B. 晶胞中d点原子分数坐标为(，，) C. 硒位于第四周期第ⅣA族 D. Zn和Se的最短距离为pnm 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据均摊法，晶胞中Zn的个数为4，Se的个数为4，Se在顶点，与Zn构成的立体结构为正四面体，与其距离最近的Zn原子的个数为4，故A错误； B．将晶胞均分为8个小立方体，原子d应在上层四个小立方体的右前面一个小立方体的体心，d的分数坐标为，故B错误； C．Se位于周期表中第四周期VIA族，属于p区，故C错误； D．图中相邻的Zn与Se之间的距离为体对角线的，则相邻的Se和Zn之间的距离为，D正确； 故答案为：D。 15. 25℃时，某混合溶液中，、、和随pH变化的关系如图所示，为HCN的电离常数，下列说法错误的是 A. N点时， B. 点过程中，水的电离程度逐渐增大 C. P点时，若溶液为HCN与NaCN的混合溶液，则此时 D. 该溶液中， 【答案】C 【解析】 【分析】随着pH的增大，1gc( )、lgc(H+)逐渐减小，1gc()、lgc(OH-)逐渐增大，25℃pH=7时，lgc(H+)= lgc(OH-)，故NP所在线代表1gc()，MO所在线代表lgc(H+)，PQ所在线代表1gc()，OQ所在线代表lgc(OH-)，据此分析判断。 【详解】A．N点时，，A正确； B．点过程中，c()逐渐增大，水解程度增大，水的电离程度逐渐增大，B正确； C．P点时，，若溶液为HCN与NaCN的混合溶液，则此时根据电荷守恒，，则此时，C错误； D．该溶液中，，又，联立两式消去并化简整理可得出，，D正确； 故选C。 二、非选择题(共4题，共55分。) 16. A、B、C、D、E是元素周期表第3、4周期的元素，且原子序数逐渐增大，其相关信息如下表： 元素 相关信息 A 单质在空气中燃烧发出黄色火焰 B 基态原子最外层电子排布式为nsn-1npn-2 C 基态原子最外层p轨道上有两个电子的自旋方向与其他电子相反 D 基态原子核外有7个能级且最后填充的能级上有6个电子 E 基态原子核外有35种不同运动状态的电子 完成下列填空： （1）A元素的焰色为黄色，这是由于A元素的核外电子由___________ (填“激发态”或“基态”)跃迁到另一个状态时产生的光谱，该光谱属于___________ (填“发射”或“吸收”)光谱。 （2）元素C在元素周期表中的位置是___________，元素D位于元素周期表的___________区。 （3）基态E原子有___________种能量不同的电子，共占有___________个原子轨道。 （4）A、B中第一电离能最大的是___________(填元素符号，下同)，C、E中电负性较大的是___________。 （5）与B元素成“对角线规则”关系的某短周期元素M的最高价氧化物对应水化物具有两性，写出该两性化合物与A元素的最高价氧化物对应水化物反应的化学方程式：___________，已知M元素和C元素的电负性分别为1.5和3.0，则它们形成的化合物最可能是___________ (填“离子”或“共价”)化合物。 【答案】（1） ①. 激发态 ②. 发射 （2） ①. 第三周期ⅦA族 ②. d （3） ①. 8 ②. 18 （4） ①. Al ②. Cl （5） ①. Be(OH)2+2NaOH=Na2[Be(OH)4] ②. 共价 【解析】 【分析】根据信息可知A为；C基态原子最外层p轨道上有两个电子的自旋方向与其他电子相反，则C电子排布式：1s22s22p63s23p5，C为Cl元素，根据原子序数逐渐增大，B基态原子最外层电子排布式为，则B为，最外层电子排布式为；D基态原子核外有7个能级且最后填充的能级上有6个电子，则D为，电子排布式为，最后填充能级；E基态原子核外有35种不同运动状态的电子，则E为。 【小问1详解】 根据信息可知A为，焰色反应是电子从激发态跃迁回基态时释放特定波长的光，属于发射光谱； 【小问2详解】 C为Cl，位于第三周期ⅦA族；D为，最后填充能级，故D位于元素周期表的区； 【小问3详解】 E为，电子排布式为，有8个能级，故有8种能量不同的电子，占有轨道数为1+1+3+1+3+5+1+3=18； 【小问4详解】 Al的第一电离能大于Na（同一周期中金属的电离能随核电荷增大而升高）； Br的电负性大于Cl（同主族从上到下非金属性减弱）； 【小问5详解】 与B元素成“对角线规则”关系的某短周期元素M的最高价氧化物对应水化物具有两性，则M为，与反应的化学方程式为+=。Be与Cl的电负性差为1.5，小于1.7，形成共价化合物（如BeCl2）； 17. I．工业上用二氧化碳催化加氢可合成乙醇，其反应原理为：2CO2(g) + 6H2(g) C2H5OH(g) + 3H2O(g) ΔH＜0。 （1）该反应的ΔS___________ (填“＞”、“＜”或“=”)0；其正反应在___________ (填“高温”、“低温”或“任何温度”)下能自发进行。 （2）该反应的反应速率表达式为：v正 = k正·c2(CO2)·c6(H2)，v逆 = k逆·c(C2H5OH)·c3(H2O)，其中k正、k逆为速率常数。则该反应的平衡常数K=__________ (用含k正、k逆的代数式表示)。若其他条件不变，降低温度，则下列推断合理的是___________ (填标号)。 a．k正增大，k逆减小     b．k正减小，k逆增大 c．k正减小的倍数大于k逆 d．k正减小的倍数小于k逆 （3）恒温时，向一密闭容器中充入2 mol CO2和6 mol H2，发生上述反应，H2的平衡转化率(a)与压强的关系如图所示。 则此温度下，该反应的平衡常数Kp=___________ (气体的分压=气体总压强×气体的物质的量分数)。 Ⅱ．某含镍(NiO)废料有FeO、Al2O3、 MgO、SiO2等杂质，用此提取NiSO4的工艺流程如图所示： 已知：①金属离子生成氢氧化物沉淀所需的pH如图所示。 ②25℃时，HF电离常数Ka=7.2×10-4， Ksp (MgF2)=7.4×10-11。 （4）“酸浸”时，为提高浸出速率，可采取的措施有___________ (写一条即可)。 （5）废渣1的主要成分是___________ (填化学式)。“氧化”步骤中加入H2O2的目的是___________ (用离子方程式表示)。 （6）25℃时，1 mol/L的NaF溶液中c(OH-)= ___________ (列出计算式即可) mol/L。 （7）已知沉淀前溶液中c(Mg2+)=1.85×10-3 mol/L，当除镁率达到99%时，溶液中c(F-)= ___________mol/L。 【答案】（1） ①. < ②. 低温 （2） ①. ②. d （3）48 MPa-4 （4）增加硫酸浓度或提高反应温度(合理即可) （5） ①. SiO2 ②. 2Fe2++2H++H2O2 = 2Fe3++2H2O （6） （7）2.0×10-3 【解析】 【分析】某含镍(NiO)废料(FeO、Al2O3、MgO、SiO2)中加入20%H2SO4溶液进行酸浸，此时NiO、FeO、Al2O3、 MgO全部溶解生成Ni2+、Fe2+、Al3+、Mg2+，SiO2不溶而成为滤渣；过滤后，往滤液中加入H2O2氧化，Fe2+被氧化为Fe3+；加入Na2CO3溶液调节pH为5左右，此时Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀、Al3+转化为Al(OH)3沉淀(废渣2)；加入NH4F除镁，生成MgF2沉淀(废渣3)；最后将滤液进行处理，得到NiSO4。 【小问1详解】 对于反应2CO2(g) + 6H2(g)C2H5OH(g) + 3H2O(g) ΔH<0。该反应的反应物气体分子数大于生成物气体分子数，所以ΔS<0；对于自发反应，ΔH-TΔS<0，则其正反应在低温下能自发进行。 【小问2详解】 该反应的反应速率表达式为：v正 = k正·c2(CO2)·c6(H2)，v逆 = k逆·c(C2H5OH)·c3(H2O)，其中k正、k逆为速率常数。当反应达平衡时，v正 =v逆，则该反应的平衡常数K==。若其他条件不变，降低温度，正、逆反应速率都减慢，但平衡正向移动，K增大，所以k正减小的倍数小于k逆，则下列推断合理的是d。 【小问3详解】 恒温时，向一密闭容器中充入2 mol CO2和6 mol H2，发生反应2CO2(g) + 6H2(g)C2H5OH(g) + 3H2O(g)，压强为4MPa时，H2的平衡转化率a=0.80，则可建立如下三段式： 则此温度下，该反应的平衡常数Kp==48 MPa-4。 【小问4详解】 “酸浸”时，为提高浸出速率，可增大反应物浓度、适当升高温度、增大接触面积(将固体颗粒粉碎、不断搅拌)，则采取的措施有：增加硫酸浓度或提高反应温度(合理即可)。 【小问5详解】 由分析可知，废渣1的主要成分是SiO2。“氧化”步骤中，往滤液中加入H2O2氧化，Fe2+被氧化为Fe3+，依据得失电子守恒、电荷守恒和质量守恒，可得出加入H2O2的目的是：2Fe2++2H++H2O2 = 2Fe3++2H2O。 【小问6详解】 25℃时，1 mol/L的NaF溶液中存在如下水解平衡：F-+H2OHF+OH-，Kh==，c(HF)≈c(OH-)，c(F-)≈1mol/L，则c(OH-)==mol/L =mol/L。 【小问7详解】 已知沉淀前溶液中c(Mg2+)=1.85×10-3 mol/L，当除镁率达到99%时，溶液中c(Mg2+)=1.85×10-3 mol/L×(1-99%)=1.85×10-5 mol/L，溶液中c(F-)==mol/L =2.0×10-3mol/L。 【点睛】温度一定时，改变压强或浓度，化学平衡常数不变。 18. 坦桑石是一种世界公认的新兴宝石，这种宝石于1967年首次在赤道雪山脚下的阿鲁沙地区被发现。坦桑石的主要化学成分为Ca2Al3(SiO4)3(OH)，还可含有V、Cr、Mn等元素。 （1）下列状态的铝中，电离最外层的一个电子所需能量最大的是___________(填序号)。 ① ② ③ ④ （2）烟酸铬是铬的一种化合物，其合成过程如下： ①Cr3+核外电子排布式为___________。 ②H、C、N、O的电负性由大到小的顺序是___________。 ③烟酸中碳、氮原子的杂化方式分别为___________、___________。 ④分子中的大π键可用符号表示，其中n表参与形成大π键的原子数，m表参与形成大π键的电子数(如二氧化碳分子中的大π键可表示为)，则烟酸中的大π键应表示为___________。 （3）SiCl4、SiF4都极易水解。SiCl4、SiF4都属于___________(填“极性”或“非极性”)分子，其熔点的关系为SiCl4___________(填“>”、“<”或“=”)SiF4。 （4）氮化硼在一定条件下可以制得硼砂(Na2B4O7·10H2O)，硼砂的阴离子化学式为B2H4O，已知阴离子中B有两种杂化方式，B均与-OH相连，结构中含有两个六元环，写出该阴离子的结构式___________。 【答案】（1）③ （2） ①. ②. O>N>C>H ③. ④. ⑤. （3） ①. 非极性 ②. > （4） 【解析】 【小问1详解】 ①表示基态Al，② 表示基态Al+ ， ③ 表示基态Al2+ ， ④表示激发态Al2+， 由于第一电离能<第二电离能<第三电离能，基态比激发态稳定，所以电离最外层的一个电子所需能量最大的是③。 【小问2详解】 ①Cr是24号元素，其基态原子的电子排布式为，Cr3+是Cr原子失去4s轨道上的1个电子和3d轨道上的2个电子形成的，所以Cr3+核外电子排布式为； ②同周期从左到右，电负性逐渐增大，又因为CH4中C显负价，所以H、C、N、O四种元素中，电负性由大到小的顺序是O＞N＞C＞H； ③烟酸分子中，环上的碳原子以及羧基（-COOH ）中的碳原子，都形成了3个σ键，且没有孤电子对，价层电子对数为3，碳原子杂化方式为，氮原子形成1个键、1个键、有1对孤对电子，价层电子对数为3，氮原子杂化方式； ④烟酸分子中，环上的5个C原子、1个N原子参与形成大π键，且每个原子贡献1个未参与杂化的p轨道上的电子，所以烟酸中的大π键表示为。 【小问3详解】 SiCl4和SiF4均为正四面体形分子，为空间对称结构，所以SiCl4和SiF4都属于非极性分子；SiCl4和SiF4都属于分子晶体，组成结构相似，相对分子质量SiCl4＞SiF4，所以分子间作用力SiCl4＞SiF4，熔点SiCl4＞SiF4。 【小问4详解】 阴离子中B有两种杂化方式，即sp2和 sp3杂化，B均与-OH相连，则其中含有4个-OH，结构中含有两个六元环，该阴离子的结构式为： 。 19. 锰、铁、钛等过渡金属元素化合物的应用研究是当今前沿科学之一，回答下列问题： （1）熔融态的MnO和MnS均能导电，二者的晶体类型均为___________ (填“分子晶体”、“共价晶体”或“离子晶体”)，其熔点高的是___________ (填化学式)，原因为___________。 （2）铁氮化合物晶体中铁原子位于顶点或面心，氮原子位于体心，其晶胞沿z轴的投影如图甲所示，Fel、N间最近距离为a pm，则该晶体的晶胞参数为___________ pm。 （3）图乙是一种由Fe、Y、Ba、O组成的晶胞，四方锥底面中心和八面体中心的球代表Fe，以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子的分数坐标，图中M点的分数坐标为()。 ①Y的配位数为___________。 ②Q点的分数坐标为___________。 （4）TiO2属于四方晶系，晶胞参数α=β=γ=90°。研究表明，TiO2通过氮掺杂反应生成TiOaNb，能使TiO2对可见光具有活性，反应如图丙所示。 ①则TiOaNb晶体化学式中a=___________，b=___________。 ②TiO2的密度为ρ g/cm3，则阿伏加德罗常数的值NA=___________(列出表达式)。 【答案】（1） ①. 离子晶体 ②. MnO ③. 二者都为离子晶体，O2-和S2-带的电荷数都为2，但O2-半径比S2-小，则MnO中的离子键强，MnO的熔点高 （2） （3） ①. 8 ②. () （4） ①. ②. ③. 【解析】 【小问1详解】 熔融态的MnO和MnS均能导电，说明均能电离出可自由移动的离子，因而二者均属于离子晶体，O2-和S2-带的电荷数都为2，但O2-半径比S2-小，则MnO中的晶格能大，离子键强，MnO的熔点高； 【小问2详解】 设该晶胞的边长为x，由晶胞投影图知，Fel位于晶胞顶点，由于氮原子位于体心，Fel、N间最近距离为apm，则，求得x=，则该晶体的晶胞参数为pm； 【小问3详解】 ①Y在晶胞中处于顶点位置，在一个晶胞中离Y等距且最近的是氧原子且氧原子为两个，每个顶点由八个晶胞共有，每个氧原子由两个晶胞共有，故Y的配位数为8； ②M点在左侧面，分数坐标为()，由图知，Q点在体内，分数坐标为()； 【小问4详解】 ①TiOaNb晶胞中含有Ti：个，含O：个，含N：个，所以a=，b=； ②TiO2晶胞中含Ti：个，密度ρ=，则阿伏加德罗常数的值NA=。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 铁人中学2023级高二下学期开学考试 化学试题 时间：75分钟 满分：100分 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 O-19 Mg-24 Al-27 Ti-48 Cu-64 一、选择题(共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. 下列有关化学用语表示错误的是 A. H2O的VSEPR模型： B. 基态碳原子的价层电子排布图为： C. Be原子最外层电子的电子云轮廓图： D. CH3CH2OH的质谱图： 2. 下列叙述中正确的是 A. 键能：Si-H>P-H>S-H>Cl-H B. BF3、CCl4都是含有极性键的非极性分子 C. 中心原子的价层电子对数为3，空间构型为平面三角形 D. 键角：CO2>CH4>H2O>NH3 3. 下列叙述中错误的是 A. 测定某一固体是否是晶体可用X射线衍射仪进行实验 B. 石墨晶体是层状结构，层间没有化学键相连，是靠范德华力维系的 C. 在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素 D. 1mol SiO2晶体中含有2NA个Si-O键(NA表示阿伏加德罗常数的值) 4. 只要善于观察和发现，化学之美随处可见。下列说法正确的是 A. 舞台上干冰升华时，共价键断裂 B. 具有皇冠形状的S8()分子中S的杂化方式为sp2 C. 晶莹剔透的水晶中也含有一定成分的离子键 D. 气体单质中一定存在σ键，可能存在π键 5. 分子结构修饰是指不改变分子的主体骨架，保持分子的基本结构不变，仅改变分子结构中的某些基团而得到新分子的过程，此法在药物设计与合成中有广泛的应用。如图为蔗糖分子修饰得到的三氯蔗糖。下列说法不正确的是 A. 电负性最大的元素为氧元素 B. 氯原子核外有17种空间运动状态不同的电子 C. 三氯蔗糖分子中含有9个手性碳原子 D. 三氯蔗糖易溶于水，与三氯蔗糖分子和水分子之间形成氢键有关 6. 有关晶体的结构如下图所示，下列说法中错误的是 A. 钛酸钙的化学式为 B. 在金刚石晶体中，碳原子与碳碳键(C-C)数目之比为1∶2 C. 硒化锌晶体中阳离子的配位数为6 D. 中与距离最近的所形成的键的夹角为109°28′ 7. 某锂盐的结构如图所示，其阴离子是由原子序数依次增大的短周期主族元素X、Y，Z、W形成，X，Y与Z同一周期，Y与W同族。下列说法正确的是（ ） A. 元素的电负性： B. 第一电离能： C. 简单气态氢化物的热稳定性： D. 简单离子的半径： 8. 下列室温下的溶液中，有关溶液中各粒子的浓度关系判断正确的有 ①0.1 mol·L－1 CH3COOH溶液中：c(CH3COO－)＝c(H＋) - c(OH－) ②0.1 mol·L－1 CuSO4·(NH4)2SO4·6H2O的溶液中： c(NH)＞c(SO)＞c(Cu2＋)＞c(H＋)＞c(OH－) ③等体积、等物质的量浓度的弱酸HX和NaX混合后的溶液中： c(Na＋)＞c(HX)＞c(X－)＞c(H＋)＞c(OH－) ④pH＝2的HA溶液与pH＝12的MOH溶液以任意比混合：c(H＋)＋c(M＋) >c(OH－) ⑤0.1 mol/L Na2CO3溶液中：c(OH－)＝c(HCO)＋c(H＋)＋c(H2CO3) ⑥向醋酸钠溶液中加入醋酸，得到的酸性混合溶液中： c(Na＋)>c(CH3COO－)>c(H＋)>c(OH－) ⑦pH=7的NH3—NH4Cl混合溶液中：c(NH)＝c(Cl－) ⑧0.1 mol·L－1的NaHA溶液，其pH＝4：c(HA－)>c(H＋)>c(H2A)>c(A2－) A. 3个 B. 4个 C. 5个 D. 6个 9. 镁铝合金具有优异的性能，其晶胞结构如图所示。下列说法不正确的是 A. 镁铝合金的化学式为MgAl2 B. 熔点：氯化铝 > 氯化镁 C. 晶体中存在的化学键类型为金属键 D. 该晶胞的质量是(表示阿伏加德罗常数的值) 10. 自由基是化学键断裂时产生的含未成对电子的中间体，活泼自由基与氧气的反应一直是科研人员的关注点，HNO自由基与O2反应过程的能量变化如图所示，下列说法错误的是 A. 三种中间产物中Z最稳定 B. 生成产物P2的决速步为中间产物Z到产物P2的基元反应 C. 相同条件下，中间产物Z转化为产物的速率：v(P1)<v(P2) D. 中间产物X生成中间产物Y的反应的活化能为26.31kJ·mol-1 11. 石墨能与熔融金属钾作用，形成石墨间隙化合物，K原子填充在石墨各层碳原子中，比较常见的石墨间隙化合物是青铜色的化合物，其化学式可写作CxK，平面结构如图所示。则x值为 A. 12 B. 24 C. 60 D. 8 12. 已知：常温下、Ka1(H2SO3) = 10−1.85、Ka2(H2SO3) = 6.0×10−8。通过0.1 mol⋅L-1 NaOH溶液滴定20 mL 0.1 mol⋅L-1 H2SO3溶液的实验探究H2SO3溶液、Na2SO3溶液、NaHSO3溶液的性质。 实验1：滴入10 mL 0.1 mol⋅L-1 NaOH溶液时测得溶液的pH = 1.85。 实验2：向实验1 所得溶液中继续滴入10 mL 0.1 mol⋅L-1 NaOH溶液，无明显现象。 实验3：向实验2所得溶液中通入NH3至溶液pH = 7(通入气体对溶液体积的影响可忽略)。 实验4：向实验2所得溶液中滴加HNO3酸化的Ba(NO3)2溶液，产生白色沉淀。 下列说法正确的是 A. 实验1所得溶液中存在：2c(H2SO3) + c(SO) ≈ 0.07 mol⋅L-1 B. 实验2 所得溶液中存在：c(Na+) > c(HSO) > c(H2SO3) > c(SO) C. 实验3所得溶液中存在：c(Na+) > c(NH) > c(SO) D. 实验4反应后静置，所得上层清液中一定有：c(Ba2+)⋅c(SO) = Ksp(BaSO3) 13. 已知，25℃时，的，。用溶液滴定溶液，溶液中、、的分布分数随pH变化曲线及滴定曲线如下图(忽略滴定过程中温度的变化)。下列说法错误的是[如分布分数：] A. 两次突变，应选用不同的指示剂 B. pH=8时： C. b点溶液的pH约为4.54 D. 14. 硒化锌是一种重要的半导体材料，其晶胞结构如图甲所示，已知晶胞参数为pnm，图乙为晶胞的俯视图。下列说法正确的是 A. 晶胞中硒原子的配位数为8 B. 晶胞中d点原子分数坐标为(，，) C. 硒位于第四周期第ⅣA族 D. Zn和Se的最短距离为pnm 15. 25℃时，某混合溶液中，、、和随pH变化的关系如图所示，为HCN的电离常数，下列说法错误的是 A. N点时， B. 点过程中，水的电离程度逐渐增大 C. P点时，若溶液为HCN与NaCN的混合溶液，则此时 D. 该溶液中， 二、非选择题(共4题，共55分。) 16. A、B、C、D、E是元素周期表第3、4周期的元素，且原子序数逐渐增大，其相关信息如下表： 元素 相关信息 A 单质在空气中燃烧发出黄色火焰 B 基态原子最外层电子排布式为nsn-1npn-2 C 基态原子最外层p轨道上有两个电子的自旋方向与其他电子相反 D 基态原子核外有7个能级且最后填充的能级上有6个电子 E 基态原子核外有35种不同运动状态的电子 完成下列填空： （1）A元素的焰色为黄色，这是由于A元素的核外电子由___________ (填“激发态”或“基态”)跃迁到另一个状态时产生的光谱，该光谱属于___________ (填“发射”或“吸收”)光谱。 （2）元素C在元素周期表中的位置是___________，元素D位于元素周期表的___________区。 （3）基态E原子有___________种能量不同的电子，共占有___________个原子轨道。 （4）A、B中第一电离能最大的是___________(填元素符号，下同)，C、E中电负性较大的是___________。 （5）与B元素成“对角线规则”关系的某短周期元素M的最高价氧化物对应水化物具有两性，写出该两性化合物与A元素的最高价氧化物对应水化物反应的化学方程式：___________，已知M元素和C元素的电负性分别为1.5和3.0，则它们形成的化合物最可能是___________ (填“离子”或“共价”)化合物。 17. I．工业上用二氧化碳催化加氢可合成乙醇，其反应原理为：2CO2(g) + 6H2(g) C2H5OH(g) + 3H2O(g) ΔH＜0。 （1）该反应的ΔS___________ (填“＞”、“＜”或“=”)0；其正反应在___________ (填“高温”、“低温”或“任何温度”)下能自发进行。 （2）该反应的反应速率表达式为：v正 = k正·c2(CO2)·c6(H2)，v逆 = k逆·c(C2H5OH)·c3(H2O)，其中k正、k逆为速率常数。则该反应的平衡常数K=__________ (用含k正、k逆的代数式表示)。若其他条件不变，降低温度，则下列推断合理的是___________ (填标号)。 a．k正增大，k逆减小     b．k正减小，k逆增大 c．k正减小的倍数大于k逆 d．k正减小的倍数小于k逆 （3）恒温时，向一密闭容器中充入2 mol CO2和6 mol H2，发生上述反应，H2的平衡转化率(a)与压强的关系如图所示。 则此温度下，该反应的平衡常数Kp=___________ (气体的分压=气体总压强×气体的物质的量分数)。 Ⅱ．某含镍(NiO)废料有FeO、Al2O3、 MgO、SiO2等杂质，用此提取NiSO4的工艺流程如图所示： 已知：①金属离子生成氢氧化物沉淀所需的pH如图所示。 ②25℃时，HF电离常数Ka=7.2×10-4， Ksp (MgF2)=7.4×10-11。 （4）“酸浸”时，为提高浸出速率，可采取的措施有___________ (写一条即可)。 （5）废渣1的主要成分是___________ (填化学式)。“氧化”步骤中加入H2O2的目的是___________ (用离子方程式表示)。 （6）25℃时，1 mol/L的NaF溶液中c(OH-)= ___________ (列出计算式即可) mol/L。 （7）已知沉淀前溶液中c(Mg2+)=1.85×10-3 mol/L，当除镁率达到99%时，溶液中c(F-)= ___________mol/L。 18. 坦桑石是一种世界公认的新兴宝石，这种宝石于1967年首次在赤道雪山脚下的阿鲁沙地区被发现。坦桑石的主要化学成分为Ca2Al3(SiO4)3(OH)，还可含有V、Cr、Mn等元素。 （1）下列状态的铝中，电离最外层的一个电子所需能量最大的是___________(填序号)。 ① ② ③ ④ （2）烟酸铬是铬的一种化合物，其合成过程如下： ①Cr3+核外电子排布式为___________。 ②H、C、N、O的电负性由大到小的顺序是___________。 ③烟酸中碳、氮原子的杂化方式分别为___________、___________。 ④分子中的大π键可用符号表示，其中n表参与形成大π键的原子数，m表参与形成大π键的电子数(如二氧化碳分子中的大π键可表示为)，则烟酸中的大π键应表示为___________。 （3）SiCl4、SiF4都极易水解。SiCl4、SiF4都属于___________(填“极性”或“非极性”)分子，其熔点的关系为SiCl4___________(填“>”、“<”或“=”)SiF4。 （4）氮化硼在一定条件下可以制得硼砂(Na2B4O7·10H2O)，硼砂的阴离子化学式为B2H4O，已知阴离子中B有两种杂化方式，B均与-OH相连，结构中含有两个六元环，写出该阴离子的结构式___________。 19. 锰、铁、钛等过渡金属元素化合物的应用研究是当今前沿科学之一，回答下列问题： （1）熔融态的MnO和MnS均能导电，二者的晶体类型均为___________ (填“分子晶体”、“共价晶体”或“离子晶体”)，其熔点高的是___________ (填化学式)，原因为___________。 （2）铁氮化合物晶体中铁原子位于顶点或面心，氮原子位于体心，其晶胞沿z轴的投影如图甲所示，Fel、N间最近距离为a pm，则该晶体的晶胞参数为___________ pm。 （3）图乙是一种由Fe、Y、Ba、O组成的晶胞，四方锥底面中心和八面体中心的球代表Fe，以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子的分数坐标，图中M点的分数坐标为()。 ①Y的配位数为___________。 ②Q点的分数坐标为___________。 （4）TiO2属于四方晶系，晶胞参数α=β=γ=90°。研究表明，TiO2通过氮掺杂反应生成TiOaNb，能使TiO2对可见光具有活性，反应如图丙所示。 ①则TiOaNb晶体化学式中a=___________，b=___________。 ②TiO2的密度为ρ g/cm3，则阿伏加德罗常数的值NA=___________(列出表达式)。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $