高一化学期中模拟卷(鲁科版2019必修二第1~2章) -2024-2025学年高一化学下学期期中考点大串讲(鲁科版2019必修第二册)
2025-04-08
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2份
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20页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学鲁科版必修第二册 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期中 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 1013 KB |
| 发布时间 | 2025-04-08 |
| 更新时间 | 2025-04-08 |
| 作者 | 水木清华化学工作室 |
| 品牌系列 | 上好课·考点大串讲 |
| 审核时间 | 2025-04-08 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/51488142.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
期中模拟01(必修二第1~2章)
一、选择题:本题共14个小题,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.“天为棋盘星作子,中国北斗耀太空”,铷原子钟被称为北斗卫星的心脏。如图是铷元素在元素周期表中的信息及其原子结构示意图。下列有关铷原子的说法不正确的是
A.图中,原子核内有37个中子 B.铷的相对原子质量为85.468
C.铷离子符号为 D.铷元素属于金属元素
2.以下有关原子结构、元素周期表(律)的叙述正确的是
A.元素周期表有18列、16族
B.第ⅦA族元素从上到下,单质的熔点逐渐降低
C.所有主族元素原子的最外层电子数都等于元素的最高正化合价
D.碱金属单质从Li到Cs,熔点依次升高
3.随着原子序数的递增,下列说法正确的是
A.最外层电子数逐渐增多
B.原子半径逐渐减小
C.元素的主要化合价逐渐增加
D.元素的化合价、原子半径、最外层电子数、得失电子能力呈周期性变化
4.两种非金属元素A、B,下列叙述中,能肯定A非金属性比B非金属性强的是
A.A原子的最外层电子数比B原子的最外层电子数多
B.A原子的电子层数比B原子的电子层数少
C.简单氢化物的稳定性A<B
D.A、B组成的二元化合物中A显示负价,B显示正价
5.短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的位置如表所示,其中W的气态氢化物摩尔质量为34 g·mol-1,Y的最低价氢化物为非电解质,则下列说法中正确的是
X
Y
Z
W
Q
A.Q单质能溶于水,且其水溶液需用棕色细口瓶盛装
B.X的最低价氢化物的水溶液显碱性
C.单质的熔沸点:Q>Y
D.Na在Y中燃烧可生成化合物Na2Y2,其与水反应后溶液呈碱性
6.短周期主族元素原子序数依次增大,W原子没有中子,X元素为地壳中含量最多的元素,同周期,且最外层电子数之和为与W同主族,X与Z同主族。下列结论错误的是
A.原子半径大小顺序为:
B.氧化物对应的水化物酸性:
C.简单氢化物的稳定性:
D.形成的化合物中一定有离子键,可能还有共价键
7.下列有关元素周期表和元素周期律的叙述,正确的是
A.半导体芯片的元素可在周期表中金属与非金属的分界处寻找
B.同一周期主族元素对应的离子半径从左到右依次减小
C.最外层电子数为1的主族元素都极易失电子,都具有很强的金属性
D.Cl的非金属性强于S,则含氧酸酸性:HClO>H2SO4
8.关于化学键的下列叙述中,正确的是
①化学键只存在于分子之间
②两个非金属和非金属原子间只能形成共价键
③化学键是一种静电作用
④化学键是相邻原子之间强烈的相互吸引
⑤离子化合物可能含共价键
⑥共价化合物可能含离子键
⑦金属和非金属只能形成离子键
A.②③④ B.②③⑤ C.①⑤⑦ D.③⑤⑥
9.短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,X的原子半径是所有短周期主族元素中最大的,的核外电子数与X、Z的最外层电子数之和相等,由W、X、Y三种元素形成的化合物的结构如图所示。下列叙述正确的是
A.与形成的化合物溶于水时一定只破坏离子键
B.元素非金属性强弱的顺序为
C.的简单氢化物的稳定性比的简单氢化物的稳定性低
D.化合物M中W都满足8电子稳定结构
10.和在一定条件下能发生反应:,生成反应放出热量(a、b、c均大于0),下列说法正确的是
A.反应物的总能量低于生成物的总能量
B.断开键和键所需能量大于断开键所需能量
C.向密闭容器中加入和,生成放出的热量等于
D.断开键所需能量为
11.在一定温度下的密闭容器中,不能说明可逆反应已经达到平衡状态的标志是
A.HI的生成速率与HI的分解速率相等
B.HI的生成速率与的生成速率之比是2∶1
C.单位时间内一个H—H键断裂的同时有两个H—I键断裂
D.单位时间里断裂2molHI的同时生成
12.根据原电池原理,下列有关说法正确的是
A.若X为Fe,Y为Cu,Z为酒精,则该装置能够实现化学能到电能的转化
B.若X为Mg,Y为Al,Z为KOH溶液,负极发生的电极反应式为:
C.若X为Zn,Y为Cu,Z为硫酸铜,每转移0.2mol电子,正极质量增加12.8g
D.若X为Zn,Y为Cu,Z为稀硫酸,则Cu电极上有气泡产生
13.可转化成有机物实现碳循环。在体积为1L的密闭容器中,充入和,一定条件下反应:,测得和的浓度随时间变化如下图所示。下列说法不正确的是
A.从到,为
B.若混合气体密度不变时,该反应达平衡状态
C.平衡时向容器中充入,反应速率不变
D.时,反应处于平衡状态
14.氢氧燃料电池已用于航天飞机,其工作原理如图所示,该燃料电池说法不正确的是
A.氢氧燃料电池中,当转移4mol电子时消耗1mol氧气
B.电子从电极经外电路流向电极
C.放电时的总反应为:
D.通入氧气的一极为负极,发生氧化反应
二、非选择题(本题共4个小题,共58分)
15.(14分)基于对原子结构的认知,人们能更好探索物质的组成、结构、性质及其应用。
(1)1919年,卢瑟福用粒子轰击氮核得到质子,进而猜想原子核内存在不带电的中子,这一猜想10年后被他的学生查德威克用实验证实,并得到公认。
①α粒子是一种没有核外电子的粒子,它带有2个单位正电荷,质量数为4,则α粒子中含有 个质子和 个中子。
②N2和H2在一定条件下反应可生氨气(NH3)。氮有和两种稳定核素,氢元素有、、三种核素。
ⅰ.的原子结构示意图为 。
ⅱ.、、、最多可形成 种氨分子。
ⅲ.相对分子质量为19的氨分子有 种。
(2)氮化铝(AlN)具有耐高温、抗冲击、导热性好等优良性能。可由氧化铝(Al2O3)、氮气(N2)和石墨(C)在一定条件下制得AlN,同时生成一种具有可燃性的氧化物。
①下列说法正确的是 。
a.氮化铝中氮元素的化合价为+3
b.氧化铝的熔点比金属铝的高
c.氮气和石墨在合成AlN的反应中均作还原剂
②该反应的化学方程式为 。
(3)顺铂[化学式为PtCl2(NH3)2,相对分子质量为300]是一种用于治疗癌症的药物。一片顺铂药片中顺铂的质量为3×10-4g。
①一片顺铂药片中顺铂的物质的量为 。
②一片顺铂药片中顺铂里所含氮原子的数目约为 。
16.(14分)按要求回答下列问题:
(1)下列变化中属于吸热反应的是 。
铝片与稀盐酸的反应将胆矾加热变为白色干冰汽化 氯酸钾分解制氧气甲烷在氧气中的燃烧反应 与盐酸的反应
(2)反应在一个容积可变的密闭容器中进行,下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是 。
增加的量 将容器的体积缩小一半保持体积不变,充入使体系压强增大 保持压强不变,充入使容器体积变大
(3)在体积为的密闭容器中,充入和,一定条件下反应:,测得和的浓度随时间变化如下图所示:
从到, ;点时正 逆(填、或,下同);第分钟时 第分钟时。
若已知生成标准状况下时放出热量为,而上述反应的实际放热量总小于,其原因是 。
17.(15分) 利用元素周期律和元素周期表的有关知识回答下列问题。
(1)下列关于元素性质或原子结构递变情况的叙述中,错误的是___________。
A.Li、Be、B原子的最外层电子数依次增多
B.P、S、Cl元素的最高正化合价依次升高
C.N、O、F原子的半径依次增大
D.Na、K、Rb原子核外的电子层数依次增多
(2)A元素原子最外层电子数是次外层电子数的3倍,B元素原子次外层电子数是最外层电子数的2倍,则A、B元素___________。
A.一定是第2周期元素 B.一定是同一周期元素
C.一定分别位于第2、3周期 D.可以相互化合形成化合物
(3)短周期元素A、B、C在元素周期表中的位置如图所示。已知B、C两元素的原子序数之和是A元素的原子序数的4倍,则A是 、B 是 、C是 。(填元素符号,下同)
(4)X、Y、Z是相邻的三种短周期元素,X和Y同周期,Y和Z同主族,三种元素原子的最外层电子数之和为17,核内质子数之和为31,则X 、Y 、Z 。
(5)写出下列物质的电子式:
①KCl ;② ;③ ;
(6)用电子式表示下列物质的形成过程。
① ;② 。
18.(15分)自1909年德国化学家哈伯经过反复实验研究出合成氨的条件,1913年实现工业化生产,合成氨一直是人工固氮的最主要方式。氨气是一种重要的工业原料,可用于制取硝酸和肥料。为增加氨的产量,化学家们一直在研究调控合成氨的反应条件和措施。
(1)已知:NH3中N-H键能为391 kJ · mol-1,N2中键能为945.6 kJ · mol-1,H2中H-H键能为436 kJ · mol-1,则合成1.0mol NH3 (填“吸收”或“放出”) kJ热量。
(2)某温度下,向2.0L的恒容密闭容器中充入2.0 mol N2和6.0mol H2,发生合成氨反应,实验数据如下表所示:
t/s
0
50
150
250
350
n(NH3)/mol
0
0.24
0.36
0.40
0.40
①0~50s内的平均反应速率v(N2)= ,氨气的平衡含量为 %(保留两位有效数字)。
②工业上恒温恒容时随反应的进行,气体的物质的量减少,压强减小,当容器压强不变时说明已达平衡状态,此时容器中下列数据也不再变化的是 (填标号)。
a.氨气的含量 b.气体的密度 c.N2 和H2 的物质的量之比
(3)现在化学家们研究电化学方法N2和H2合成氨(如图),则气体a是 (填化学式),电极2发生的电极反应为 。
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期中模拟01(必修二第1~2章)
一、选择题:本题共14个小题,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.“天为棋盘星作子,中国北斗耀太空”,铷原子钟被称为北斗卫星的心脏。如图是铷元素在元素周期表中的信息及其原子结构示意图。下列有关铷原子的说法不正确的是
A.图中,原子核内有37个中子 B.铷的相对原子质量为85.468
C.铷离子符号为 D.铷元素属于金属元素
【答案】A
【解析】A.根据原子结构示意图可知,铷元素为第37号元素,则图中;质子数与中子数之和约等于相对原子质量,则根据铷元素在元素周期表中的信息可知,其相对原子质量为85,中子数为,A错误;
B.根据铷元素在元素周期表中的信息可知,其相对原子质量为85.468,B正确;
C.根据原子结构示意图可知,铷原子最外层电子数为1,易失去1个电子形成,C正确;
D.根据铷元素在元素周期表中的信息可知,铷元素属于金属元素,D正确;答案选A。
2.以下有关原子结构、元素周期表(律)的叙述正确的是
A.元素周期表有18列、16族
B.第ⅦA族元素从上到下,单质的熔点逐渐降低
C.所有主族元素原子的最外层电子数都等于元素的最高正化合价
D.碱金属单质从Li到Cs,熔点依次升高
【答案】A
【解析】A.元素周期表共有18列(对应18个族的位置),但实际划分为16个族,其中包括7个主族(IA至VIIA)、7个副族(IIIB至IIB)、1个Ⅷ族(占3列)和1个0族,总计16族,A正确;
B.第ⅦA族元素从上到下,形成的单质相对分子质量增大,分子间作用力增强,单质的熔点从上到下逐渐升高,B错误;
C.F元素没有正价,C错误;
D.碱金属(Li到Cs)的熔点随原子半径增大、金属键减弱而逐渐降低,D错误;故选A。
3.随着原子序数的递增,下列说法正确的是
A.最外层电子数逐渐增多
B.原子半径逐渐减小
C.元素的主要化合价逐渐增加
D.元素的化合价、原子半径、最外层电子数、得失电子能力呈周期性变化
【答案】D
【解析】A.随着原子序数的递增,最外层电子数呈周期性变化,故A错误;
B.随着原子序数的递增,原子半径呈周期性变化,故B错误;
C.随着原子序数的递增,元素的主要化合价呈周期性变化,故C错误;
D.随着原子序数的递增,元素的化合价、原子半径、最外层电子数、得失电子能力呈周期性变化,故D正确;故选D。
4.两种非金属元素A、B,下列叙述中,能肯定A非金属性比B非金属性强的是
A.A原子的最外层电子数比B原子的最外层电子数多
B.A原子的电子层数比B原子的电子层数少
C.简单氢化物的稳定性A<B
D.A、B组成的二元化合物中A显示负价,B显示正价
【答案】D
【解析】A.同一周期主族元素若A原子的最外层电子数比B原子的最外层电子数多,A位于B的右侧,A的非金属性比B的强,但不是同一周期元素则不一定,如O的非金属性比Cl强,A不合题意;
B.同一主族元素,若A原子的电子层数比B原子的电子层数少,则A位于B的上方,A的非金属性一定比B的强,但不是同一主族则不一定,如N的非金属性比Cl的弱,B不合题意;
C.非金属元素的简单气态氢化物的稳定性与非金属性一致,故简单氢化物的稳定性A<B说明A的非金属性比的B弱,C不合题意;
D.A、B组成的二元化合物中A显示负价,B显示正价,说明的A的非金属性比B的大,则A的非金属性比B的强,D符合题意;故选D。
5.短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的位置如表所示,其中W的气态氢化物摩尔质量为34 g·mol-1,Y的最低价氢化物为非电解质,则下列说法中正确的是
X
Y
Z
W
Q
A.Q单质能溶于水,且其水溶液需用棕色细口瓶盛装
B.X的最低价氢化物的水溶液显碱性
C.单质的熔沸点:Q>Y
D.Na在Y中燃烧可生成化合物Na2Y2,其与水反应后溶液呈碱性
【答案】C
【分析】根据“W的气态氢化物摩尔质量为34g·mol-1”可知,W是硫元素或者磷元素,再根据“Y的最低价氢化物为非电解质”,则可知W是磷元素,Q是硫元素,Y是氮元素,X是碳元素,Z是铝元素。
【解析】A.S单质不溶于水,A错误;
B.C的最低价氢化物为甲烷,不溶于水,B错误;
C.Q是硫元素,Y是氮元素,硫单质常温下为固体,氮气常温下为气体,单质的熔沸点:S>N,C正确;
D.Na不能在氮气中燃烧生成化合物Na2Y2,D错误;故选C。
6.短周期主族元素原子序数依次增大,W原子没有中子,X元素为地壳中含量最多的元素,同周期,且最外层电子数之和为与W同主族,X与Z同主族。下列结论错误的是
A.原子半径大小顺序为:
B.氧化物对应的水化物酸性:
C.简单氢化物的稳定性:
D.形成的化合物中一定有离子键,可能还有共价键
【答案】B
【分析】W、X、Y、Z、Q,W原子没有中子,所以W时H元素,X元素为地壳中含量最多的元素,所以X为O元素,Y、Z、Q同周期,且Y、Z、Q最外层电子数之和为14,Y与W同主族,所以Y为Na,Z为S元素,Q为Cl元素。
【解析】A.电子层数越多半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小;原子半径大小顺序为:,A正确;
B.同周期从左到右,金属性减弱,非金属性变强,非金属性越强,非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,但是没有说明是否为最高价氧化物对应水合物酸性,故不能判断,B错误;
C.非金属性越强,其简单氢化物稳定性越强,简单氢化物的稳定性:,C正确;
D.O、Na可以形成化合物Na2O、Na2O2,Na2O中只含有离子键,Na2O2中既含有离子键又含有共价键,故一定有离子键,可能有共价键,D正确;故选B。
7.下列有关元素周期表和元素周期律的叙述,正确的是
A.半导体芯片的元素可在周期表中金属与非金属的分界处寻找
B.同一周期主族元素对应的离子半径从左到右依次减小
C.最外层电子数为1的主族元素都极易失电子,都具有很强的金属性
D.Cl的非金属性强于S,则含氧酸酸性:HClO>H2SO4
【答案】A
【解析】A.在金属元素和非金属元素分界区域的元素通常既具有金属性又具有非金属性,可以在此寻找良好的半导体芯片的元素,如硅等,故A正确;
B.同周期主族元素原子半径依次减小,形成的离子包含阳离子和阴离子,阴离子比阳离子多一个电子层,阴离子半径大于阳离子半径,如Cl-大于Na+的半径,故B错误;
C.氢元素的原子是最外层电子数为1的主族元素,没有很强的金属性,故C错误;
D.HClO不是Cl元素最高价氧化物的水化物,HClO的酸性弱于H2SO4,故D错误;故选A。
8.关于化学键的下列叙述中,正确的是
①化学键只存在于分子之间
②两个非金属和非金属原子间只能形成共价键
③化学键是一种静电作用
④化学键是相邻原子之间强烈的相互吸引
⑤离子化合物可能含共价键
⑥共价化合物可能含离子键
⑦金属和非金属只能形成离子键
A.②③④ B.②③⑤ C.①⑤⑦ D.③⑤⑥
【答案】B
【解析】①离子化合物、原子晶体和金属中含有化学键,分子之间存在分子间作用力,①项错误;
②非金属与非金属原子之间只能通过共用电子对形成共价键,②项正确;
③化学键是相邻原子之间的一种静电作用,既相互吸引又相互排斥,③项正确;
④化学键是相邻原子之间强烈的相互作用,④项错误;
⑤含有离子键的化合物是离子化合物,离子化合物中可能含有共价键,如NaOH等,⑤项正确;
⑥只含有共价键的化合物为共价化合物,共价化合物中不可能含有离子键,⑥项错误;
⑦金属和非金属之间也可能形成共价键,如氯化铝等,⑦项错误;故选B。
9.短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,X的原子半径是所有短周期主族元素中最大的,的核外电子数与X、Z的最外层电子数之和相等,由W、X、Y三种元素形成的化合物的结构如图所示。下列叙述正确的是
A.与形成的化合物溶于水时一定只破坏离子键
B.元素非金属性强弱的顺序为
C.的简单氢化物的稳定性比的简单氢化物的稳定性低
D.化合物M中W都满足8电子稳定结构
【答案】D
【分析】短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,X的原子半径是所有短周期主族元素中最大的,则X为Na;由W、X、Y三种元素形成的化合物M的结构可知,Y形成四个共价键,说明Y为Si;W形成两个键,最外层应该是6个电子,则W为O , W的核外电子数与X、Z的最外层电子数之和相等,W有8个电子,X最外层有1个电子,则Z最外层有7个电子,则Z为Cl,则W为O、X为Na、Y为Si、Z为Cl,据此解答。
【解析】A.与分别是O和Na,形成的化合物可以是Na2O2,溶于水时破坏的有离子键和共价键,A错误;
B.W为O、Y为Si、Z为Cl,同周期元素,从左到右非金属性依次增强,则氯元素的非金属性强于硅元素,则非金属性:W>Z>Y,B错误;
C.W为O、Y为Si,非金属性:W>Y,则W的简单氢化物稳定性比Y的简单氢化物稳定性高,C错误;
D.M中含二价阴离子,W为O,化合物M中O都满足8电子稳定结构,D正确;故选D。
10.和在一定条件下能发生反应:,生成反应放出热量(a、b、c均大于0),下列说法正确的是
A.反应物的总能量低于生成物的总能量
B.断开键和键所需能量大于断开键所需能量
C.向密闭容器中加入和,生成放出的热量等于
D.断开键所需能量为
【答案】D
【解析】A.根据题意,氢气与碘蒸气反应生成碘化氢的反应为放热反应,所以反应物的总能量比生成物的总能量高,故A错误;
B.因为该反应的正反应为放热反应,所以断开键和键所需要的能量小于断开键所需要的能量,故B错误;
C.吸收热量,则和反应生成放出的热量小于,故C错误;
D.设断开键所需能量为,则,解得,故D正确;故选D。
11.在一定温度下的密闭容器中,不能说明可逆反应已经达到平衡状态的标志是
A.HI的生成速率与HI的分解速率相等
B.HI的生成速率与的生成速率之比是2∶1
C.单位时间内一个H—H键断裂的同时有两个H—I键断裂
D.单位时间里断裂2molHI的同时生成
【答案】D
【解析】A.HI的生成速率与HI的分解速率相等,说明正反应速率与逆反应速率相等,即达到平衡状态,A项正确;
B.HI的生成速率与H2的生成速率之比是2∶1,根据各物质的化学反应速率之比等于化学计量数之比可知,当转换成同一物质H2后能反映出正反应速率与逆反应速率相等,即可说明达到平衡状态,B项正确;
C.单位时间内一个H-H键断裂的同时有两个H-I键断裂,说明正反应速率与逆反应速率相等,即达到平衡状态,C项正确;
D.单位时间里断裂2 mol HI的同时生成1 mol I2,只代表逆反应方向的速率,不能说明正反应速率是否等于逆反应速率,因此不能说明反应是否达到平衡状态,D项错误;故选D。
12.根据原电池原理,下列有关说法正确的是
A.若X为Fe,Y为Cu,Z为酒精,则该装置能够实现化学能到电能的转化
B.若X为Mg,Y为Al,Z为KOH溶液,负极发生的电极反应式为:
C.若X为Zn,Y为Cu,Z为硫酸铜,每转移0.2mol电子,正极质量增加12.8g
D.若X为Zn,Y为Cu,Z为稀硫酸,则Cu电极上有气泡产生
【答案】D
【解析】A.酒精属于非电解质,它们不能构成原电池,不能实现化学能转化为电能,故A错误;
B.Mg虽然比Al活泼,但Mg不与NaOH溶液反应,铝能与NaOH溶液反应,因此铝为负极,Mg为正极,负极反应式为Al-3e-+4OH-=AlO+2H2O,故B错误;
C.锌比铜活泼,锌为负极,铜为正极,负极反应式为Zn-2e-=Zn2+,正极反应式为Cu2++2e-=Cu,转移0.2mol电子,生成0.1molCu,即正极质量增加0.1mol×64g/mol=6.4g,故C错误;
D.锌比铜活泼,锌为负极,铜为正极,负极反应式为Zn-2e-=Zn2+,正极反应式为2H++2e-=H2↑,Cu电极上有气泡产生,故D正确;故选D。
13.可转化成有机物实现碳循环。在体积为1L的密闭容器中,充入和,一定条件下反应:,测得和的浓度随时间变化如下图所示。下列说法不正确的是
A.从到,为
B.若混合气体密度不变时,该反应达平衡状态
C.平衡时向容器中充入,反应速率不变
D.时,反应处于平衡状态
【答案】B
【解析】A.从3min到9min,,A正确;
B.反应前后均为气体,且容器体积不变,则混合气体密度一直保持不变,混合气体密度不变时,不能判断反应达平衡状态,B错误;
C.平衡时向容器中充入Ne,各物质浓度不变,反应速率不变,C正确;
D.9min时,CO2、CH3OH的浓度均不再改变,反应处于平衡状态,D正确;故选B。
14.氢氧燃料电池已用于航天飞机,其工作原理如图所示,该燃料电池说法不正确的是
A.氢氧燃料电池中,当转移4mol电子时消耗1mol氧气
B.电子从电极经外电路流向电极
C.放电时的总反应为:
D.通入氧气的一极为负极,发生氧化反应
【答案】D
【分析】氢氧燃料电池中通入氢气的一极为负极,即a电极为负极,通入氧气的一极为正极,即b电极为正极。
【解析】A.氢氧燃料电池中,正极电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-,当转移4 mol电子时消耗1mol氧气,A项正确;
B.电子从负极经外电路流向正极,即电子从a电极经外电路流向b电极,B项正确;
C.放电时的总反应为:2H2 + O2 = 2H2O,C项正确;
D.通入氧气的一极为正极,得电子,化合价降低,发生还原反应,D项错误;故选D。
二、非选择题(本题共4个小题,共58分)
15.(14分)基于对原子结构的认知,人们能更好探索物质的组成、结构、性质及其应用。
(1)1919年,卢瑟福用粒子轰击氮核得到质子,进而猜想原子核内存在不带电的中子,这一猜想10年后被他的学生查德威克用实验证实,并得到公认。
①α粒子是一种没有核外电子的粒子,它带有2个单位正电荷,质量数为4,则α粒子中含有 个质子和 个中子。
②N2和H2在一定条件下反应可生氨气(NH3)。氮有和两种稳定核素,氢元素有、、三种核素。
ⅰ.的原子结构示意图为 。
ⅱ.、、、最多可形成 种氨分子。
ⅲ.相对分子质量为19的氨分子有 种。
(2)氮化铝(AlN)具有耐高温、抗冲击、导热性好等优良性能。可由氧化铝(Al2O3)、氮气(N2)和石墨(C)在一定条件下制得AlN,同时生成一种具有可燃性的氧化物。
①下列说法正确的是 。
a.氮化铝中氮元素的化合价为+3
b.氧化铝的熔点比金属铝的高
c.氮气和石墨在合成AlN的反应中均作还原剂
②该反应的化学方程式为 。
(3)顺铂[化学式为PtCl2(NH3)2,相对分子质量为300]是一种用于治疗癌症的药物。一片顺铂药片中顺铂的质量为3×10-4g。
①一片顺铂药片中顺铂的物质的量为 。
②一片顺铂药片中顺铂里所含氮原子的数目约为 。
【答案】(1) 2 (1分) 2 (1分) (2分) 10 (1分) 2 (1分)
(2) b (2分) Al2O3+N2+3C2AlN+3CO (2分)
(3) 1.0×10-6 (2分) 2.0×10-6NA (2分)
【解析】(1)①α粒子是一种没有核外电子的粒子,它带有2个单位正电荷,质量数为4,该阳离子质子数=核外电子数+电荷数=0+2=2;质量数=质子数+中子数,则中子数=质量数-质子数=4-2=2;
②i.的核内有7个质子,核外有7个电子,原子结构示意图为;
ⅱ.氨分子是由1个氮原子和3个氢原子构成的,3个氢原子相同时有3种氨分子,3个氢原子都不相同时有l种氨分子,3个氢原子中有2个氢原子相同时,有6种氨分子,所以共有3+1+6=10种氨分子;
ⅲ.相对分子质量为19的氨分子有:和两种分子;
(2)①a.元素的金属性:Al<N,则氮化铝中氮元素的化合价为-3,Al元素的化合价为+3价,a错误;
b.氧化铝是离子化合物,Al3+与O2-之间以强烈的离子键结合,断裂消耗很高能量,因而其熔点较高;但金属Al是以金属键结合,由于Al原子半径比较大,其金属阳离子与自由电子之间的金属键比较弱,破坏只需消耗较少能量,因此其熔点较低,故氧化铝的熔点比金属铝的高,b正确;
c.根据题意可知该反应方程式为Al2O3+N2+3C2AlN+3CO,该反应中N元素的化合价由0价变为-3价、C元素的化合价由0价变为+2价,所以N2作氧化剂、C作还原剂,c错误;
故合理选项是b;
②该反应中反应物是Al2O3、N2、C,生成物是AlN,同时生成一种具有可燃性的氧化物,根据元素守恒知该气体为CO,反应方程式为Al2O3+N2+3C2AlN+3CO;
(3)①一片顺铂药片中顺铂的物质的量为n===l.0×10-6 mol;
②n(N)=2n[PtCl2(NH3)2]=2×l.0×10-6 mol=2.0×10-6mol,N=n·NA=2.0×10-6NA。
16.(14分)按要求回答下列问题:
(1)下列变化中属于吸热反应的是 。
铝片与稀盐酸的反应将胆矾加热变为白色干冰汽化 氯酸钾分解制氧气甲烷在氧气中的燃烧反应 与盐酸的反应
(2)反应在一个容积可变的密闭容器中进行,下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是 。
增加的量 将容器的体积缩小一半保持体积不变,充入使体系压强增大 保持压强不变,充入使容器体积变大
(3)在体积为的密闭容器中,充入和,一定条件下反应:,测得和的浓度随时间变化如下图所示:
从到, ;点时正 逆(填、或,下同);第分钟时 第分钟时。
若已知生成标准状况下时放出热量为,而上述反应的实际放热量总小于,其原因是 。
【答案】(1)②④⑥ (3分)
(2)①③(2分)
(3) (2分) (2分) (2分) 该反应是可逆反应,和不可能完全反应,所以放出的热量总是小于(3分)
【解析】(1)①铝片与稀盐酸的反应是放热反应; ②将胆矾加热变为白色粉末是吸热反应; ③干冰汽化是物理变化; ④氯酸钾分解制氧气是吸热反应;⑤甲烷在氧气中的燃烧反应是放热反应; 与盐酸的反应是吸热反应;故答案为:②④⑥;
(2)①C是固体,增加C的量对反应速率几乎无影响; ②将容器的体积缩小一半,各组分的浓度都增大,反应速率增大;③保持体积不变,充入N2使体系压强增大,各组分的浓度不变,反应速率不变; ④保持压强不变,充入N2使容器体积变大,容器体积变大,各组分的浓度都减小,反应速率减小;故答案为:①③;
(3)①从3min到9min,v(H2)=3v(CO2)== 0.125mol/(L·min);3min之后,CO2的浓度仍在减小,CH3OH的浓度仍在增大,说明平衡向正反应方向移动,a点时v(正)>v(逆);第9分钟时反应达到平衡状态,则有v正(CH3OH)=v逆(CH3OH),反应3min到9min过程是建立平衡的过程,v正(CH3OH)逐渐减小,第9分钟时v逆(CH3OH)<第3分钟时v正(CH3OH)。故答案为:0.125;>;<;
②若已知生成标准状况下2.24LCH3OH(g)时放出热量为4.9kJ,而上述反应的实际放热量总小于49kJ,其原因是反应是可逆反应,不能进行彻底。故答案为:反应是可逆反应,不能进行彻底;
17.(15分) 利用元素周期律和元素周期表的有关知识回答下列问题。
(1)下列关于元素性质或原子结构递变情况的叙述中,错误的是___________。
A.Li、Be、B原子的最外层电子数依次增多
B.P、S、Cl元素的最高正化合价依次升高
C.N、O、F原子的半径依次增大
D.Na、K、Rb原子核外的电子层数依次增多
(2)A元素原子最外层电子数是次外层电子数的3倍,B元素原子次外层电子数是最外层电子数的2倍,则A、B元素___________。
A.一定是第2周期元素 B.一定是同一周期元素
C.一定分别位于第2、3周期 D.可以相互化合形成化合物
(3)短周期元素A、B、C在元素周期表中的位置如图所示。已知B、C两元素的原子序数之和是A元素的原子序数的4倍,则A是 、B 是 、C是 。(填元素符号,下同)
(4)X、Y、Z是相邻的三种短周期元素,X和Y同周期,Y和Z同主族,三种元素原子的最外层电子数之和为17,核内质子数之和为31,则X 、Y 、Z 。
(5)写出下列物质的电子式:
①KCl ;② ;③ ;
(6)用电子式表示下列物质的形成过程。
① ;② 。
【答案】(1)C(2分)
(2)D(1分)
(3) O (1分) P (1分) Cl(1分)
(4) N (1分) O(1分) S(1分)
(5) (1分) (1分) (1分)
(6) (2分) (2分)
【解析】(1)A.Li、Be、B分别位于第IA族、第IIA族、第IIIA族,原子的最外层电子数依次增多,A正确;
B.P、S、Cl元素的最高正化合价依次是+5、+6、+7,P、S、Cl元素的最高正化合价依次升高,B正确;
C.同一周期,原子半径逐渐减小,所以N、O、F原子的半径依次减小,C错误;
D.Na、K、Rb是第ⅠA族原子,所以原子核外的电子层数依次增多,D正确;
故答案选C。
(2)A元素原子最外层电子数是次外层电子数的3倍,A最外层含有6个电子,次外层含有2个电子,则A 是O元素,B元素原子次外层电子数是最外层电子数的2倍,若B含有2个电子层,B为Li元素,若B含有3个电子层,B为Si元素,O、Be位于第二周期,Si位于第三周期,O元素和Li、Si元素可以相互化合形成化合物Li2O、SiO2,故选D。
(3)根据位置关系,设B的原子序数是x,则C为x+2,A为x-8+1,则根据题目信息可知x+ x+2=( x-8+1)×4,解得x=15,则A、B、C分别是O、P、Cl。
(4)根据题目信息,三种元素相邻,X和Y同周期,Y和Z同主族,三种元素原子的最外层电子数之和为17,核内质子数之和为31,则X、Y、Z分别是N、O、S。
(5)KCl是离子化合物,电子式为,是共价化合物,电子式为,的电子式为。
(6)是离子化合物,用电子式形成过程为:,两个Br原子通过共用电子对形成Br2,用电子式表示Br2的形成过程为:。
18.(15分)自1909年德国化学家哈伯经过反复实验研究出合成氨的条件,1913年实现工业化生产,合成氨一直是人工固氮的最主要方式。氨气是一种重要的工业原料,可用于制取硝酸和肥料。为增加氨的产量,化学家们一直在研究调控合成氨的反应条件和措施。
(1)已知:NH3中N-H键能为391 kJ · mol-1,N2中键能为945.6 kJ · mol-1,H2中H-H键能为436 kJ · mol-1,则合成1.0mol NH3 (填“吸收”或“放出”) kJ热量。
(2)某温度下,向2.0L的恒容密闭容器中充入2.0 mol N2和6.0mol H2,发生合成氨反应,实验数据如下表所示:
t/s
0
50
150
250
350
n(NH3)/mol
0
0.24
0.36
0.40
0.40
①0~50s内的平均反应速率v(N2)= ,氨气的平衡含量为 %(保留两位有效数字)。
②工业上恒温恒容时随反应的进行,气体的物质的量减少,压强减小,当容器压强不变时说明已达平衡状态,此时容器中下列数据也不再变化的是 (填标号)。
a.氨气的含量 b.气体的密度 c.N2 和H2 的物质的量之比
(3)现在化学家们研究电化学方法N2和H2合成氨(如图),则气体a是 (填化学式),电极2发生的电极反应为 。
【答案】
(1) 放出 (2分) 46.2(2分)
(2) 0.0012 mol∙L-1∙s-1 (2分) 5.3 (2分) a(2分)
(3) H2 (2分) (3分)
【解析】(1)合成氨反应的方程式为: ,,即合成2.0mol NH3放出92.4kJ的热量,故合成1.0mol NH3放出46.2kJ热量;
(2)①0~50s内的平均反应速率v(N2)=,根据表格中数据,平衡时NH3的物质的量为0.40mol,故可列出三段式:,NH3的平衡含量为:;
②a.达到平衡时氨气的含量不变,a正确;
b.恒容条件下气体的总质量不变,气体的密度一直不变,与是否达到平衡无关,b错误;
c.N2和H2的投料比为系数比,物质的量之比始终等于1:3,与是否达到平衡无关,c错误;
故选a;
(3)合成氨反应中N元素化合价降低,H元素化合价升高,故H2在负极反应,电极1为负极,N2在正极反应,电极2为正极。根据以上分析,气体a是H2,电极2发生的电极反应为:。
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