内容正文:
南昌二中2025—2026学年度上学期高二化学期中试卷
可能用到的相对原子质量:H-1 Na-23
一、选择题
1. 下列叙述正确的是
A. Sc的原子结构示意图为
B. 的VSEPR模型:
C. 激发态的电子轨道表示式:
D. 基态中能级最高的电子所占据轨道的电子云形状为球形
【答案】C
【解析】
【详解】A.Sc是21号元素,核外电子排布为,原子结构示意图应为,A错误;
B.的中心S原子价层电子对数为,VSEPR模型为四面体,B错误;
C.基态的电子排布为;激发态时,2p轨道的电子可跃迁到3s、3p轨道,图示符合激发态的电子轨道表示式,C正确;
D.基态的电子排布为,能级最高的电子位于3p轨道,电子云形状为哑铃形(非球形),D错误;
故答案选C。
2. 下列化学用语错误的是
A. 的电子式:
B. HCl分子中σ键形成:
C. 基态铅原子的简化电子排布式:[Xe]5d106s26p2
D. sp2杂化轨道模型:
【答案】C
【解析】
【详解】A.CaC2为离子化合物,由Ca2+和构成,两个碳原子形成碳碳三键,电子式为,每个碳原子均满足8电子稳定结构,A正确;
B.HCl中的共价键是由氢原子提供的未成对电子的1s原子轨道和氯原子提供的未成对电子的3p原子轨道重叠形成的σ键,故HCl分子中σ键的形成可表示为:,B正确;
C.铅为82号元素,位于第六周期,与碳元素同主族,基态原子电子排布式为[Xe]4f145d106s26p2,简化电子排布式需包含4f14,C错误;
D.sp2杂化轨道含有的s轨道成分和的p轨道成分,杂化轨道间夹角为120°,呈平面三角形,故sp2杂化轨道模型为,D正确;
故选C。
3. 元素周期表共有18个纵列,从左到右排为1~18列,即碱金属为第1列,稀有气体元素为第18列。按这种规定,下列说法正确的是
A. 第9列元素中没有非金属元素
B. 只有第2列的元素原子最外层电子排布式为
C. 第四周期第9列元素是铁元素
D. 第10、11列为ds区
【答案】A
【解析】
【详解】A.第9列为第Ⅷ族中的一列,均为金属元素,没有非金属元素,A正确;
B.第2列(碱土金属)最外层电子排布为,此外He的核外电子排布式为,第ⅡB族元素原子的最外层电子排布式也为,B错误;
C.第四周期第8列是铁元素,第9列为钴元素, C错误;
D.ds区包括第11列(铜族)和第12列(锌族),而第10列属于d区,D错误;
故答案选A。
4. 键长、键角和键能是描述共价键的三个重要参数,下列叙述正确的是
A. 多原子分子的键角一定,表明共价键具有方向性
B. 因为H-O的键能小于H-F的键能,所以O2、F2与H2反应的能力逐渐减弱
C. H-F的键长是H-X(X为卤素原子)中最长的
D. 碳碳三键和碳碳双键的键能分别是单键键能的3倍和2倍
【答案】A
【解析】
【详解】A.键角是分子中相邻共价键之间的夹角,其固定性反映了共价键的方向性(原子轨道需沿特定方向重叠),A正确;
B.H-O键能小于H-F键能,但F2的键能(F-F)远小于O2(O=O),因此F2更易解离并与H2反应,即O2、F2与H2反应的能力逐渐增强,B错误;
C.已知键长是指共价键中两个原子核之间的距离,近似可以认为两个原子半径之和,因F原子半径最小,H-F的键长是H-X(X为卤素原子)中最短的,C错误;
D.因双键和三键包含σ键和π键,而π键键能较低,故碳碳三键和双键的键能并非单键的3倍和2倍,D错误;
故答案为:A。
5. 下列粒子的VSEPR模型为平面三角形但其空间结构不为平面三角形的是
A. H3O+ B. BF3 C. NO D. SO2
【答案】D
【解析】
【详解】A.H3O+中心原子O的价层电子对数为4,有一个孤电子对,VSEPR模型为四面体,空间结构为三角锥形,A不符合题意;
B.BF3中心原子B的价层电子对数为3,无孤电子对,VSEPR模型和空间结构均为平面三角形,B不符合题意;
C.NO中心原子N的价层电子对数为3,无孤电子对,VSEPR模型和空间结构均为平面三角形,C不符合题意;
D.SO2中心原子S的价层电子对数为3,有一个孤电子对,VSEPR模型为平面三角形,空间结构为V形,D符合题意;
故选D。
6. 下列有关分子空间构型的说法中正确的是
A. HClO、、分子中所有原子的最外层电子都满足了8电子稳定结构
B. 和都是正四面体形分子且键角都为
C. 键角:NH3>PH3>AsH3
D. 的空间结构是正四面体形
【答案】C
【解析】
【详解】A.HClO中H的最外层电子数为2,不满足8电子;中B的最外层电子数为6,也不满足;中N和Cl均满足,A错误;
B.是正四面体结构,但键角为60°,而的键角为109°28′,两者键角不同,B错误;
C.、、中心原均为sp3杂化,有1对孤电子,中心原子电负性越大,对成键电子对的吸引力越强,导致成键电子对之间的排斥力增大,键角越大,故键角>>,C正确;
D.中As的价层电子对数为,有1对孤电子对,因此空间构型为三角锥形,价层电子对互斥模型是四面体形,D错误;
故答案选C。
7. 下列实验操作现象及结论均正确的是
选项
实验操作
结论
A
向2 mL Mg(OH)2和NaOH的混合液中滴入少量CuSO4溶液,生成蓝色沉淀
Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Cu(OH)2]
B
压缩注射器中的NO2和N2O4混合气体,红棕色逐渐变浅
平衡向正反应方向移动
C
向2 mL 0.1 mol/L K2Cr2O7溶液中滴入5-10滴6 mol/L NaOH溶液,溶液由橙色变为黄色
在碱性条件下转化为
D
用pH计分别测定0.1 mol/L NaClO溶液和0.1 mol/L CH3COONH4溶液的pH,NaClO溶液pH大
酸性:CH3COOH>HClO
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.向Mg(OH)2和NaOH的混合液中滴加CuSO4生成蓝色沉淀,说明Cu2+与OH-结合生成Cu(OH)2,但由于溶液中具有浓度较高的OH-,此时沉淀的生成仅说明Cu2+的溶度积超过其溶度积,无法直接比较Mg(OH)2和Cu(OH)2的Ksp,A不符合题意;
B.压缩NO2和N2O4混合气体,增大压强,平衡向正反应方向移动,但压缩瞬间气体浓度增大,颜色应先变深后变浅, B不符合题意;
C.向K2Cr2O7溶液中存在平衡:,加入NaOH,OH-中和H+,使(橙色)转化为(黄色),C符合题意;
D. CH3COONH4溶液中CH3COO-、均水解,未遵循单一变量原则,无法直接通过pH比较CH3COOH与HClO的酸性强弱,D不符合题意;
故选C。
8. 高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型的消毒剂,由于其强烈的氧化和絮凝的作用,高铁酸盐的消毒和净水效果全面优于含氯消毒剂和高锰酸盐。以Fe、Ni为电极制取Na2FeO4的原理如图所示,制备过程中定期向Ⅱ补充NaOH溶液。下列叙述错误的是
A. Fe电极的电极反应式为:Fe-6e-+8OH-=FeO+4H2O
B. 离子交换膜b为阴离子交换膜
C. 每生成0.1 mol Na2FeO4,I室中溶液质量增加13.8 g
D. 电解一段时间,Ⅰ室中溶液pH增大
【答案】C
【解析】
【分析】该装置以Fe、Ni为电极制取,为电解池装置,Fe电极为阳极,Ni电极为阴极,阳极电极反应式为,阴极电极反应式为,据此解答。
【详解】A.Fe电极为阳极,Fe失电子生成,电极反应式为:,A正确;
B.Fe电极为阳极,Ni电极为阴极,Ⅱ室中的Na+移动向I室,OH-移动向Ⅱ室,故离子交换膜a、b分别为阳离子交换膜、阴离子交换膜,B正确;
C.每生成0.1 mol,外电路中通过0.6mol电子,根据,由0.3molH2生成,同时有0.6molNa+进入I室,I室中溶液质量增加:,C错误;
D.阴极电极反应式为,电解一段时间,Ⅰ室中溶液增大,D正确;
故选C。
9. 下图是元素周期表的一部分,图中所列字母分别代表一种化学元素。下列叙述不正确的是
A. 元素b的基态原子核外有6种运动状态不同的电子
B. 基态c原子中有3个未成对电子,其中能量最高的电子所在原子轨道的电子云轮廓图为哑铃形
C. 元素f位于周期表中d区
D. 理论上为离子化合物,猜测其电子式为
【答案】C
【解析】
【分析】由周期表知,a为H,b为C,c为N,d为O,e为Na,f为Cu,据此分析。
【详解】A.b为C,基态原子核外有6个电子,每个电子的运动状态不同,故有6种运动状态不同的电子,A正确;
B.c为N,基态N原子核外价电子排布为,有3个未成对电子,其中能量最高的电子所在原子轨道为2p轨道,电子云轮廓图为哑铃形,B正确;
C.f为Cu,基态Cu的价电子排布式为,位于周期表中ds区,不是d区,C错误;
D.为,为氢化铵,理论上由和组成离子化合物,猜测其电子式为,D正确;
故选C。
10. 部分弱酸的电离平衡常数如下表,则下列说法不正确的是
弱酸
HCOOH
HClO
电离平衡常数(25℃)
A. 酸性:
B. 同浓度的离子结合能力由强到弱顺序为:
C. 碳酸钠滴入足量甲酸溶液中的反应为:
D. 少量通入NaClO溶液中的反应为:
【答案】D
【解析】
【分析】弱酸的电离常数越大,酸性越强,由表格数据可知,酸性强弱顺序为:,由盐类水解规律可知,离子的水解能力的强弱顺序为:。
【详解】A.由分析可知,弱酸的酸性强弱顺序为:,A正确;
B.离子的水解能力越强,同浓度的离子结合氢离子的能力越强,由分析可知,离子的水解能力的强弱顺序为:,则结合氢离子的能力的强弱顺序为:,B正确;
C.由分析可知,甲酸酸性强于碳酸,则由强酸制弱酸的原理可知,碳酸钠溶液与足量甲酸溶液反应生成甲酸钠、二氧化碳和水,反应的离子方程式为:,C正确;
D.硫化氢具有强还原性,能与次氯酸钠溶液发生氧化还原反应生成氯化钠、硫沉淀和水,反应的离子方程式为:,D错误;
故选D。
11. 某化合物是一种常用的食品营养强化剂,其组成元素M、X、Y、Z、Q、R的原子序数依次增大,前5种元素为主族元素且在短周期均有分布。X原子核外有6种不同运动状态的电子;Z与X同周期,且基态Z原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等;Q的原子半径在同周期主族元素中最大;R原子的质子数等于Y、Z、Q原子的质子数之和。下列说法正确的是
A. 第一电离能:
B. 简单氢化物的键角:
C. 的常见氧化物均可与水反应且所得水溶液均显碱性
D. 常温下,的单质与的最高价氧化物对应的水化物的浓溶液不能反应
【答案】C
【解析】
【分析】其组成元素M、X、Y、Z、Q、R的原子序数依次增大,前5种元素为主族元素且在短周期均有分布,M为H元素;X原子核外有6种不同运动状态的电子,X为C元素;Z与X同周期,且基态Z原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等,Z为O元素;Q的原子半径在同周期主族元素中最大,Q为Na元素;R原子的质子数等于Y、Z、Q原子的质子数之和,R为Fe元素。
【详解】A.由题分析可知: X为C,Y为N,Z为O,第一电离能:,A错误;
B.X,Y,Z的简单氢化物分别为、、,键角:,B错误;
C.Na的常见氧化物和均可与水反应且所得水溶液均显碱性,C正确;
D.常温下,浓硝酸使发生钝化,发生了化学反应,D错误;
故答案选C。
12. 如图所示的化合物是一种重要的化工原料,X、Y、Z、W、E是原子序数依次增大的短周期主族元素,其中Z、E同族,下列说法正确的是
A. 简单离子半径:Y>Z>W>E B. 电负性:Z>Y>X
C. 第一电离能:W>Z>Y>X D. 该物质中所有原子均达到8电子稳定结构
【答案】B
【解析】
【分析】X、Y、Z、W、E为原子序数依次增大的短周期主族元素;Z、E同族,Y连三个键,则Y在短周期中为第ⅤA族元素(价电子为ns2np3),结合原子序数可知Y为N元素;Z在Y之后且与E同族,且Z共用2个键,可推测出Z为O元素,E为S元素;Y连接2个X且X只用1个键,可得到X为H元素;W+为+1价阳离子,且原子序数在O元素与S元素之间,则W为Na元素,综上所述可得各元素分别为:X=H、Y=N、Z=O、W=Na、E=S,据此分析解答。
【详解】A.电子层结构相同的离子,原子序数越大,离子半径越小,E2-(S2-)有3个电子层,W+(Na+)、Y3-(N3-)、Z2-(O2-)都只有2个电子层且核外电子数相同,则得到离子半径大小顺序为:E2-(S2-)>Y3-(N3-)>Z2-(O2-)>W+(Na+),即E>Y>Z>W,故A错误;
B.在H、N、O中H的电负性最小,O的电负性大于N,故电负性O>N>H,故B正确;
C.W是Na,第一电离能最小,N的p能级的半充满情况,使其第一电离能比它们右侧相邻的元素大,即N>O,故第一电离能N>O>H>Na,故C错误;
D.S原子形成了6个共用电子对,不满足8电子稳定结构,故D错误;
答案选B。
13. 常温下,某浓度溶液中滴加溶液,若定义,则测得、、变化如图所示。下列说法不正确的是。
A. 曲线Ⅱ表示随pH的变化
B. 常温下,
C. 将等浓度等体积的与溶液混合后,溶液显酸性
D. a、b、c三点对应的溶液,始终不变
【答案】D
【解析】
【分析】H2A溶液中存在电离平衡,pH越大,c(H+)越小,平衡右移程度越大,c(A2-)越大,pc(A2-)越小,所以Ⅲ是pc(A2-),pH越小,c(H+)越大,平衡左移程度越大,c(H2A)越大,pc(H2A)越小,所以Ⅱ是pc(H2A)和pH的关系曲线,Ⅰ是pc(HA-)和pH的关系曲线;,用a点计算Ka1=c(H+)=10-0.8,,用c点计算Ka2=c(H+)=10-5.3,据此分析解答。
【详解】A.由分析可知,曲线Ⅱ表示随pH的变化,故A正确;
B., ,=,故B正确;
C.,===10-8.7,由分析可知Ka1=10-0.8,所以Ka1>Kh1,所以将等浓度等体积的Na2A与H2A溶液混合后,溶液显酸性,C正确;
D.根据物料守恒,a、b、c三点对应溶液,n(H2A)+n(HA﹣)+n(A2﹣)始终不变,但溶液体积改变,所以浓度之和发生改变,D错误;
答案选D。
14. 在化学分析中,用AgNO3标准溶液滴定溶液中的Cl-,以K2CrO4为指示剂,利用Ag+与CrO反应生成砖红色沉淀指示滴定终点。已知:-lgc(Ag+)与-lgc(Cl-)或-lgc(CrO)的变化关系如图所示且Ksp(AgCl)>Ksp(Ag2CrO4)。下列说法正确的是
A. 曲线I代表-lgc(Ag+)与-lgc(Cl-)的变化关系
B. a+b=10
C. 当反应达到平衡时,该反应的平衡常数K=108
D. 常温下,仅往Ag2CrO4的悬浊液中加入少量的K2CrO4溶液,Ksp(Ag2CrO4)增大
【答案】B
【解析】
【分析】由可知,溶液中-为0时,溶液中;由可知,溶液中-为0时,溶液中,由图斜率可知,曲线I代表-lgc(Ag+)与-lgc(CrO)的变化关系、曲线Ⅱ代表-lgc(Ag+)与-lgc(Cl-)变化关系,由此可知,氯化银溶度积Ksp(AgCl)=10-10、铬酸银的溶度积Ksp(Ag2CrO4)=10-12。
【详解】A.由分析可知,曲线I代表-lgc(Ag+)与-lgc(CrO)的变化关系,A错误;
B.由图可知,a、b为纵坐标等于4时,曲线Ⅱ和曲线I对应的横坐标值分别为b、a,即、、,由可知,,由可知,,因此a+b=4+6=10,B正确;
C.由方程式可知,反应的平衡常数,C错误;
D.溶度积是温度函数,温度不变,溶度积不变,所以加入少量的K2CrO4溶液时,铬酸银的溶度积不变,D错误;
故选B。
二、填空题
15. 回答下列问题:
(1)基态Zn原子核外电子共有___________种空间运动状态。
(2)基态Cr原子的价层电子排布式:___________。
(3)在空气中FeO稳定性小于Fe2O3,从电子排布的角度分析,其主要原因是___________。
(4)(CN)2(氰)与卤素单质性质相似,与H2О反应生成HCN(氢氰酸)和HOCN(氰酸),反应中所涉及的第二周期元素的第一电离能由大到小的顺序为___________(填元素符号)。
(5)肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被-NH2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物。肼可用作火箭燃料,燃烧时发生的反应是:N2O4(l)+2N2H4(l)=3N2(g)+4H2O(g)
若该反应中有4 mol N-H键断裂,则形成的π键有___________mol。
(6)[H2F]+[SbF6]-(氟酸锑)是一种超强酸,[H2F]+离子的空间结构为___________。
(7)卤族元素除F外,Cl、Br、I均可形成多种含氧酸根离子。ClO、IO、BrO中键角由大到小的顺序是___________(填离子符号)。
【答案】(1)15 (2)
(3)价电子排布式为,而价电子排布式为为半充满结构,故FeO稳定性小于
(4)N>O>C (5)3
(6)V形 (7)
【解析】
小问1详解】
基态Zn原子核外有30个电子,核外电子排布为,1个空间运动状态称为1个原子轨道数,故共有15种。
【小问2详解】
基态Cr原子核外有24个电子,核外电子排布为,价电子排布式为。
【小问3详解】
基态Fe原子核外有26个电子,核外电子排布为,价电子排布式为,而价电子排布式为为半充满结构,故FeO稳定性小于。
【小问4详解】
(CN)2(氰)与卤素单质性质相似,与H2О反应生成HCN(氢氰酸)和HOCN(氰酸),反应中所涉及的第二周期元素有C、N和O。因N原子处于半满更稳定,故其第一电离能最大N,其次是O元素,最小的是原子序数最小的C,故答案为N>O>C。
【小问5详解】
一个中含有4个N-H键,若该反应中有4 mol N-H键断裂则发生反应的是1 mol,根据方程式可知生成的是1.5 mol,每个中含有2个π键,则1.5 mol中含有3 molπ键。
【小问6详解】
按照价电子对互斥理论,每个中含有2条键,含有对孤对电子,故空间结构为V形。
【小问7详解】
中心离子杂化类型均为,孤对电子数为0,空间构型为正四面体形、孤对电子数为1,空间构型为三角锥形、孤对电子数为2,空间构型为V形;孤对电子数越多键角越小,故键角由大到小的顺序是。
16. Ⅰ.元素A、B、C、D、E、F原子序数依次增大。F为第四周期元素,其余为短周期主族元素。它们的性质或结构信息见下表。
元素
性质或结构信息
A
处于第二周期且基态原子核外电子排布中未成对电子最多
B
基态原子的p轨道有两个未成对电子
C
第一至第四电离能:I1=738 kJ·mol−1;I2=1451 kJ·mol−1;I3=7733 kJ·mol−1;I4=10540 kJ·mol−1
D
最高正价与最低负价的代数和为4
F
前四周期中电负性最小
回答下列问题:
(1)固态A2B5由两种离子构成:阴离子为平面三角形,阳离子为直线形,阳离子为___________(填化学式)。
(2)HA3是一种弱酸。已知常温下:Ka(HA3)=10−4.7;Ka1(H2CO3)=4.2×10−7;则足量HA3与Na2CO3溶液反应的化学方程式为___________。
(3)DB3(g)以单分子形式存在,DB3(s)的结构有多种,其中一种如图。
DB3(s)中D原子的杂化方式为___________,DB3(s)中B-D-B键角:∠1___________∠2(填“>”“<”或“=”)。
(4)D、E、F的简单离子半径从大到小的顺序为___________(用离子符号表示)。
Ⅱ.按要求回答下列问题。
(5)SiCl4可发生水解反应,机理如下:
含s、p、d轨道的杂化类型有:①dsp2、②sp3d、③sp3d2,中间体SiCl4(H2O)中Si采取的杂化类型为___________(填标号)。
(6)硒、硅均能与氢元素形成气态氢化物,若“Si-H”中共用电子对偏向氢元素,氢气与硒反应时单质硒是氧化剂,则硒与硅的电负性相对大小为Se___________(填“>”或“<”) Si。与Si同周期的部分元素的电离能如图所示,其中a、b和c分别代表___________(填字母)。
A.a为I1,b为I2,c为I3 B.a为I2,b为I3,c为I1
C.a为I3,b为I2,c为I1 D.a为I1,b为I3,c为I2
【答案】(1)
(2)
(3) ①. sp3 ②. >
(4)
(5)② (6) ①. > ②. B
【解析】
【分析】A.第二周期未成对电子最多的元素是N(价电子: 2s22p3,3个未成对电子);
B.p轨道有2个未成对电子且原子序数大于A,是O(价电子:2s22p4);
C.C的电离能在I2到I3出现突变(I3远大于I2),说明C失去2个电子后达到稳定结构,属于第ⅡA族元素。结合短周期主族元素、原子序数大于B(O,原子序数8),因此C为Mg(镁);
D.D的最高正价与最低负价代数和为4。主族元素中,最高正价=族序数(O、F除外),最低负价=族序数- 8,设族序数为x,则x+(x-8)=4,解得x=6(第ⅥA族)。结合短周期主族元素、原子序数大于C(Mg,原子序数12),因此D为S(硫);
F.F是前四周期中电负性最小的元素。电负性随周期表从左到右增大、从上到下减小,前四周期中金属性最强(电负性最小)的元素是第四周期第ⅠA族的K,因此F为K(钾);
E.原子序数介于D和F之间,E为Cl。
【小问1详解】
根据分析可知,A2B5为N2O5,N2O5固态由两种离子构成:
阴离子为,中成键电子对数为3,孤电子对数=,因此中心N原子价层电子对数=3+0=3,中心N原子价层电子对=3,无孤电子对,空间构型为平面三角形,符合描述;
阳离子为,中成键电子对数为2,孤电子对数=,因此中心N原子价层电子对数=2+0=2,中心N原子价层电子对= 2,无孤电子对,空间构型为直线形,符合描述;
故阳离子为;
【小问2详解】
根据分析可知,A为N,故HA3是叠氮酸HN3。已知:Ka(HA3)=10−4.7>Ka1(H2CO3)=4.2×10−7,因此HN3酸性强于H2CO3,根据“强酸制弱酸”,足量HN3与Na2CO3反应生成NaN3、CO2和H2O,方程式为: ;
【小问3详解】
根据分析可知,D为S,B为O,故DB3(s)是SO3(s)。根据图中SO3(s)的结构可知,SO3(s)中每个S原子与4个氧原子成键,所以成键电子对数=σ键电子对数=4,孤电子对数==0,故SO3(s)中S原子价层电子对数=4+0=4,故SO3(s)中S原子的杂化方式为sp3;
图中所示,由于单键与双键之间的斥力大于单键与单键之间的斥力,因此∠1>∠2;
【小问4详解】
根据分析可知,D为S,E为Cl,F为K。比较S2-、Cl-、K+的半径时,电子层结构相同时,核电荷数越大,半径越小。三者电子层均为3层,核电荷数:S2-<Cl-<K+,故半径顺序为S2->Cl->K+;
【小问5详解】
中间体中Si与4个Cl、1个H2O的O形成σ键,共5个σ键,价层电子对数为5。①dsp2:使用1个d、1个s、2个p轨道,共4个轨道,对应4个σ键,不符合;②sp3d:使用1个s、3个p、1个d 轨道,共5个轨道,对应5个σ键,符合;③sp3d2:使用1个s、3个p、2个d轨道,共6个轨道,对应6个σ键,不符合,故答案选②;
【小问6详解】
电负性反映原子吸引共用电子对的能力:
“Si-H” 中共用电子对偏向 H,说明电负性:H>Si,H2与Se反应时,Se是氧化剂,得电子,说明电负性:Se>H,因此电负性Se>Si;
第一电离能(I1):Na的I1极小,易失1个电子,同周期元素第一电离能总体随原子序数增大而增大(ⅡA>ⅢA、ⅤA>ⅥA例外);
第二电离能(I2):Na+为稳定结构,再失电子极难,所以Na的I2骤增;
第三电离能(I3):Mg2+为稳定结构,再失电子极难,所以Mg的I3骤增;
结合图像分析,图c中Na的电离能最小,对应I1;图a中Na的电离能骤增,对应I2;图b中Mg的电离能更大,对应I3,因此选B。
17. 以铁矿烧渣(主要成分是Fe2O3、Fe3O4,含少量Al2O3、SiO2和MgO、CaCO3)为原料制备磷酸铁晶体(FePO4·2H2O)的流程如下:
(1)基态氮原子的电子排布图为___________。
(2)“酸浸1”步骤:铁浸取率随盐酸过量系数变化如图-1所示。工业上通常取盐酸过量系数为1.4,而不用更高的过量系数的原因___________。
(3)“氧化”步骤:
①写出氧化过程中的离子方程式___________。
②需要控制反应的温度50-60℃的原因是___________。
(4)已知溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示:
金属离子
Ca2+
Al3+
Fe3+
Mg2+
开始沉淀时(c=0.1mol/L)的pH
11.8
3.3
1.5
9.8
沉淀完全时(c=1.0×10-5mol/L)的pH
13.8
4.7
2.8
11.8
如果“氧化”后的溶液中Fe3+浓度为1.0 mol/L,用NH3·H2O调节溶液的pH=___________时,Fe3+开始沉淀。(结果保留小数点后一位)
(5)“沉铁”步骤:其他条件一定,制备FePO4时测得Fe的有效转化率与溶液pH的关系如图所示。
①pH<1.5时,pH越大,Fe的有效转化率越大的原因是___________。
②pH>1.5时,pH越大,Fe的有效转化率越低的原因是___________。
【答案】(1) (2)HCl过量系数1.4时,铁浸出率已经达到了90%,超过1.4时,铁浸出率提高不大,但消耗大量的HCl使成本过高,使其后续氨化除杂成本增加
(3) ①. 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O ②. 温度低,反应速率慢,温度高,H2O2分解
(4)1.1或1.2 (5) ①. pH<1.5时,pH越大,c(H+)减小,促进了()和()的电离,生成了更多的,进而又促进平衡正向移动 ②. pH>1.5时,pH越大,c(OH-)越大,部分Fe3+生成Fe(OH)3
【解析】
【分析】由题干流程图可知,向铁矿烧渣(主要成分是Fe2O3、Fe3O4,含少量Al2O3、SiO2和MgO、CaCO3)中加入足量的HCl将Fe2O3、Fe3O4, Al2O3、MgO和CaCO3 分别转化为FeCl3、FeCl2、AlCl3、MgCl2和CaCl2,而SiO2与HCl不反应留在滤渣中,向滤液中加入H2O2将Fe2+氧化为Fe3+,而后加入氨水将Fe3+沉淀分离出来,其余离子留在滤液中,向沉淀中加入HCl将Fe(OH)3溶解生成FeCl3溶液,向溶液中加入NH4H2PO4进行沉淀即可得到FePO4·2H2O沉淀,过滤洗涤,低温干燥即可得到晶体,据此分析解题。
【小问1详解】
N为7号元素,核外电子排布图为
【小问2详解】
HCl过量系数1.4时,铁浸出率已经达到了90%,超过1.4时,铁浸出率提高不大,但消耗大量的HCl使成本过高,使其后续氨化除杂成本增加;
【小问3详解】
①“氧化”步骤中亚铁离子被过氧化氢氧化生成铁离子,其反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;
②过氧化氢受热易分解,则需要控制反应的温度50-60℃的原因是温度低,反应速率慢;温度高,H2O2分解;
【小问4详解】
由表中数据可知,Ksp[Fe(OH)3]=0.1×(10-12.5)3=10-38.5,如果“氧化”后的溶液中Fe3+浓度为1.0mol•L-1,当溶液中c(OH-)==10-12.8mol/L,则用NH3•H2O调节溶液的pH=1.2时,Fe3+开始沉淀;
【小问5详解】
①pH<1.5时,pH越大,c(H+)减小,促进了()和()的电离,生成了更多的,进而又促进平衡正向移动;
②pH>1.5时,pH越大,c(OH-)越大,部分Fe3+生成Fe(OH)3,产率低。
18. 氮的化合物种类繁多,性质也各不相同。请回答下列问题:
(1)已知:①
②
则的_______。
(2)NO作为主要空气污染物,其主要来源是汽车尾气,研究人员用活性炭对汽车尾气中的NO进行吸附,并发生反应: 。在恒压密闭容器中加入足量活性炭和一定量NO气体,反应相同时间时,测得NO的转化率随温度的变化如图所示:
图中a、b、c三点中,达到平衡的点是______;温度为1100 K时,的平衡体积分数为______。
(3)现代技术用氨气将汽车尾气中的还原为和,反应原理是 。500℃时,在2 L恒容密闭容器中充入1 mol NO、1 mol 和2 mol ,8 min时反应达到平衡,此时的转化率为40%,体系压强为 MPa,则0~8 min内用表示的平均反应速率_______,500℃时该反应的平衡常数_______MPa(用含的代数式表示,为以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
(4)利用反应构成的电池既能有效消除氮氧化物的排放,减轻雾霾污染,又能充分利用化学能,装置如图所示。
①B极的电极反应式为_______。
②若反应转移1.6 mol电子,A极生成N2的体积为_______L(标准状况)。
【答案】(1)+113.0 kJ/mol
(2) ①. b、c ②. 20%
(3) ①. 0.05 ②.
(4) ①. ②. 4.48
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,目标反应 可通过 得到,故其焓变 ;
【小问2详解】
温度低于1050 K时,反应速率较慢,反应未达到平衡状态,即处于平衡建立过程,温度≥1050 K时,达到平衡状态,升高温度,平衡向吸热方向移动,即逆向移动,NO的转化率降低,b、c点达到平衡状态;1100K时,NO的转化率为40%,设开始时加入n(NO)为1mol,平衡时消耗n(NO)=1mol×40%=0.4mol;三段式分析: ,反应前后气体计量数之和不变,则反应前后气体总物质的量不变,为1mol,生成的n(N2)为0.2mol,同温同压下气体的体积分数等于其物质的量分数,所以N2的体积分数=×100%=20%,故答案为:bc;20%;
【小问3详解】
0~8 min内NH3的转化率为40%,达到平衡状态时消耗n(NH3)=2mol×40%=0.8mol,生成的n(N2)等于消耗的n(NH3),为0.8 mol,用N2表示的平均反应速率(N2)===0.05 mol•L-1•min-1;三段式分析:,混合气体总物质的量=(0.6+0.6+1.2+1.2+0.8) mol=4.4 mol,p(NO)=p(NO2)==,p(NH3)=p(H2O)==,p(N2)==,500℃时该反应的平衡常数Kp===,故答案为:0.05mol•L-1•min-1;;
【小问4详解】
①B极为原电池的负极,通入的是氨气,将失电子发生氧化反应生成氮气,电极反应式为:2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O;故答案为:2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O;
②根据A的电极反应式:2NO2+8e-+4H2O═N2+8OH-可知,转移8mol电子,生成1molN2,则反应转移1.6mol电子,A极生成N2的物质的量为0.20mol,V=nVm=0.20mol×22.4L•mol-1=4.48L,故答案为:4.48。
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南昌二中2025—2026学年度上学期高二化学期中试卷
可能用到的相对原子质量:H-1 Na-23
一、选择题
1. 下列叙述正确的是
A. Sc的原子结构示意图为
B. 的VSEPR模型:
C. 激发态的电子轨道表示式:
D. 基态中能级最高的电子所占据轨道的电子云形状为球形
2. 下列化学用语错误的是
A. 的电子式:
B. HCl分子中σ键的形成:
C. 基态铅原子的简化电子排布式:[Xe]5d106s26p2
D. sp2杂化轨道模型:
3. 元素周期表共有18个纵列,从左到右排为1~18列,即碱金属为第1列,稀有气体元素为第18列。按这种规定,下列说法正确的是
A. 第9列元素中没有非金属元素
B. 只有第2列的元素原子最外层电子排布式为
C. 第四周期第9列元素是铁元素
D. 第10、11列为ds区
4. 键长、键角和键能是描述共价键的三个重要参数,下列叙述正确的是
A. 多原子分子的键角一定,表明共价键具有方向性
B. 因为H-O的键能小于H-F的键能,所以O2、F2与H2反应的能力逐渐减弱
C. H-F的键长是H-X(X为卤素原子)中最长的
D. 碳碳三键和碳碳双键的键能分别是单键键能的3倍和2倍
5. 下列粒子的VSEPR模型为平面三角形但其空间结构不为平面三角形的是
A. H3O+ B. BF3 C. NO D. SO2
6. 下列有关分子空间构型的说法中正确的是
A. HClO、、分子中所有原子的最外层电子都满足了8电子稳定结构
B. 和都是正四面体形分子且键角都为
C 键角:NH3>PH3>AsH3
D. 的空间结构是正四面体形
7. 下列实验操作现象及结论均正确的是
选项
实验操作
结论
A
向2 mL Mg(OH)2和NaOH的混合液中滴入少量CuSO4溶液,生成蓝色沉淀
Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Cu(OH)2]
B
压缩注射器中的NO2和N2O4混合气体,红棕色逐渐变浅
平衡向正反应方向移动
C
向2 mL 0.1 mol/L K2Cr2O7溶液中滴入5-10滴6 mol/L NaOH溶液,溶液由橙色变为黄色
在碱性条件下转化为
D
用pH计分别测定0.1 mol/L NaClO溶液和0.1 mol/L CH3COONH4溶液的pH,NaClO溶液pH大
酸性:CH3COOH>HClO
A. A B. B C. C D. D
8. 高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型的消毒剂,由于其强烈的氧化和絮凝的作用,高铁酸盐的消毒和净水效果全面优于含氯消毒剂和高锰酸盐。以Fe、Ni为电极制取Na2FeO4的原理如图所示,制备过程中定期向Ⅱ补充NaOH溶液。下列叙述错误的是
A. Fe电极的电极反应式为:Fe-6e-+8OH-=FeO+4H2O
B. 离子交换膜b为阴离子交换膜
C. 每生成0.1 mol Na2FeO4,I室中溶液质量增加13.8 g
D. 电解一段时间,Ⅰ室中溶液pH增大
9. 下图是元素周期表的一部分,图中所列字母分别代表一种化学元素。下列叙述不正确的是
A. 元素b的基态原子核外有6种运动状态不同的电子
B. 基态c原子中有3个未成对电子,其中能量最高的电子所在原子轨道的电子云轮廓图为哑铃形
C. 元素f位于周期表中d区
D. 理论上为离子化合物,猜测其电子式为
10. 部分弱酸的电离平衡常数如下表,则下列说法不正确的是
弱酸
HCOOH
HClO
电离平衡常数(25℃)
A. 酸性:
B. 同浓度的离子结合能力由强到弱顺序为:
C. 碳酸钠滴入足量甲酸溶液中的反应为:
D. 少量通入NaClO溶液中的反应为:
11. 某化合物是一种常用的食品营养强化剂,其组成元素M、X、Y、Z、Q、R的原子序数依次增大,前5种元素为主族元素且在短周期均有分布。X原子核外有6种不同运动状态的电子;Z与X同周期,且基态Z原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等;Q的原子半径在同周期主族元素中最大;R原子的质子数等于Y、Z、Q原子的质子数之和。下列说法正确的是
A. 第一电离能:
B. 简单氢化物的键角:
C. 的常见氧化物均可与水反应且所得水溶液均显碱性
D. 常温下,的单质与的最高价氧化物对应的水化物的浓溶液不能反应
12. 如图所示的化合物是一种重要的化工原料,X、Y、Z、W、E是原子序数依次增大的短周期主族元素,其中Z、E同族,下列说法正确的是
A. 简单离子半径:Y>Z>W>E B. 电负性:Z>Y>X
C. 第一电离能:W>Z>Y>X D. 该物质中所有原子均达到8电子稳定结构
13. 常温下,某浓度溶液中滴加溶液,若定义,则测得、、变化如图所示。下列说法不正确的是。
A. 曲线Ⅱ表示随pH的变化
B. 常温下,
C. 将等浓度等体积的与溶液混合后,溶液显酸性
D. a、b、c三点对应的溶液,始终不变
14. 在化学分析中,用AgNO3标准溶液滴定溶液中的Cl-,以K2CrO4为指示剂,利用Ag+与CrO反应生成砖红色沉淀指示滴定终点。已知:-lgc(Ag+)与-lgc(Cl-)或-lgc(CrO)的变化关系如图所示且Ksp(AgCl)>Ksp(Ag2CrO4)。下列说法正确的是
A. 曲线I代表-lgc(Ag+)与-lgc(Cl-)的变化关系
B. a+b=10
C. 当反应达到平衡时,该反应的平衡常数K=108
D. 常温下,仅往Ag2CrO4的悬浊液中加入少量的K2CrO4溶液,Ksp(Ag2CrO4)增大
二、填空题
15. 回答下列问题:
(1)基态Zn原子核外电子共有___________种空间运动状态。
(2)基态Cr原子的价层电子排布式:___________。
(3)在空气中FeO稳定性小于Fe2O3,从电子排布的角度分析,其主要原因是___________。
(4)(CN)2(氰)与卤素单质性质相似,与H2О反应生成HCN(氢氰酸)和HOCN(氰酸),反应中所涉及的第二周期元素的第一电离能由大到小的顺序为___________(填元素符号)。
(5)肼(N2H4)分子可视为NH3分子中一个氢原子被-NH2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物。肼可用作火箭燃料,燃烧时发生的反应是:N2O4(l)+2N2H4(l)=3N2(g)+4H2O(g)
若该反应中有4 mol N-H键断裂,则形成的π键有___________mol。
(6)[H2F]+[SbF6]-(氟酸锑)是一种超强酸,[H2F]+离子的空间结构为___________。
(7)卤族元素除F外,Cl、Br、I均可形成多种含氧酸根离子。ClO、IO、BrO中键角由大到小的顺序是___________(填离子符号)。
16. Ⅰ.元素A、B、C、D、E、F原子序数依次增大。F为第四周期元素,其余为短周期主族元素。它们的性质或结构信息见下表。
元素
性质或结构信息
A
处于第二周期且基态原子核外电子排布中未成对电子最多
B
基态原子的p轨道有两个未成对电子
C
第一至第四电离能:I1=738 kJ·mol−1;I2=1451 kJ·mol−1;I3=7733 kJ·mol−1;I4=10540 kJ·mol−1
D
最高正价与最低负价的代数和为4
F
前四周期中电负性最小
回答下列问题:
(1)固态A2B5由两种离子构成:阴离子平面三角形,阳离子为直线形,阳离子为___________(填化学式)。
(2)HA3是一种弱酸。已知常温下:Ka(HA3)=10−4.7;Ka1(H2CO3)=4.2×10−7;则足量HA3与Na2CO3溶液反应的化学方程式为___________。
(3)DB3(g)以单分子形式存在,DB3(s)的结构有多种,其中一种如图。
DB3(s)中D原子的杂化方式为___________,DB3(s)中B-D-B键角:∠1___________∠2(填“>”“<”或“=”)。
(4)D、E、F的简单离子半径从大到小的顺序为___________(用离子符号表示)。
Ⅱ.按要求回答下列问题。
(5)SiCl4可发生水解反应,机理如下:
含s、p、d轨道的杂化类型有:①dsp2、②sp3d、③sp3d2,中间体SiCl4(H2O)中Si采取的杂化类型为___________(填标号)。
(6)硒、硅均能与氢元素形成气态氢化物,若“Si-H”中共用电子对偏向氢元素,氢气与硒反应时单质硒是氧化剂,则硒与硅的电负性相对大小为Se___________(填“>”或“<”) Si。与Si同周期的部分元素的电离能如图所示,其中a、b和c分别代表___________(填字母)。
A.a为I1,b为I2,c为I3 B.a为I2,b为I3,c为I1
C.a为I3,b为I2,c为I1 D.a为I1,b为I3,c为I2
17. 以铁矿烧渣(主要成分是Fe2O3、Fe3O4,含少量Al2O3、SiO2和MgO、CaCO3)为原料制备磷酸铁晶体(FePO4·2H2O)的流程如下:
(1)基态氮原子的电子排布图为___________。
(2)“酸浸1”步骤:铁浸取率随盐酸过量系数变化如图-1所示。工业上通常取盐酸过量系数为1.4,而不用更高的过量系数的原因___________。
(3)“氧化”步骤:
①写出氧化过程中的离子方程式___________。
②需要控制反应的温度50-60℃的原因是___________。
(4)已知溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示:
金属离子
Ca2+
Al3+
Fe3+
Mg2+
开始沉淀时(c=0.1mol/L)的pH
11.8
3.3
1.5
9.8
沉淀完全时(c=1.0×10-5mol/L)的pH
13.8
4.7
2.8
118
如果“氧化”后溶液中Fe3+浓度为1.0 mol/L,用NH3·H2O调节溶液的pH=___________时,Fe3+开始沉淀。(结果保留小数点后一位)
(5)“沉铁”步骤:其他条件一定,制备FePO4时测得Fe的有效转化率与溶液pH的关系如图所示。
①pH<1.5时,pH越大,Fe的有效转化率越大的原因是___________。
②pH>1.5时,pH越大,Fe的有效转化率越低的原因是___________。
18. 氮的化合物种类繁多,性质也各不相同。请回答下列问题:
(1)已知:①
②
则的_______。
(2)NO作为主要空气污染物,其主要来源是汽车尾气,研究人员用活性炭对汽车尾气中的NO进行吸附,并发生反应: 。在恒压密闭容器中加入足量活性炭和一定量NO气体,反应相同时间时,测得NO的转化率随温度的变化如图所示:
图中a、b、c三点中,达到平衡的点是______;温度为1100 K时,的平衡体积分数为______。
(3)现代技术用氨气将汽车尾气中的还原为和,反应原理是 。500℃时,在2 L恒容密闭容器中充入1 mol NO、1 mol 和2 mol ,8 min时反应达到平衡,此时的转化率为40%,体系压强为 MPa,则0~8 min内用表示的平均反应速率_______,500℃时该反应的平衡常数_______MPa(用含的代数式表示,为以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
(4)利用反应构成的电池既能有效消除氮氧化物的排放,减轻雾霾污染,又能充分利用化学能,装置如图所示。
①B极的电极反应式为_______。
②若反应转移1.6 mol电子,A极生成N2的体积为_______L(标准状况)。
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