精品解析：北京市通州区2025-2026学年高二上学期期末化学试题

通州区2025-2026学年度第一学期期末 高中二年级化学样题 本套样题共8页，共94分。建议时长85分钟。学生务必将答案答在答题卡上，在样题上作答无效。结束后，请将答题卡一并交回。 可能用到的相对原子质量：H：1 B：11 C：12 O：16 F：19 第一部分 一、本部分每小题3分，共36分。在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 1. 气体是制造中子探测器的关键材料，我国科研团队成功攻克分离技术，打破了长期依赖进口的局面。下列说法中不正确的是 A. 中含有极性共价键 B. 的原子核内有5个中子 C. 的空间结构为三角锥形 D. 元素属于元素周期表中的p区 2. 下列化学用语或图示表达正确的是 A. 的电子云图 B. 的键： C. 的VSEPR模型： D. 基态原子的价电子轨道表示式： 3. 在容积不变的密闭容器中，一定量与发生反应：，反应的能量变化如图所示。下列说法中正确的是 A. 反应的活化能为 B. 反应的焓变 C. 随着反应的进行，平衡常数增大 D. 通入过量的空气可提高的平衡转化率 4. 下列方程式与所给事实相符的是 A. 电解精炼铜的阳极反应： B. 用溶液清洗油污的原因： C. 用除去废水中的： D. 醋酸溶液约为3： 5. 下列说法中，正确的是 A. 杂化轨道只用于形成共价键 B. 2p、3p、4p能级的轨道数依次增多 C. 电负性越大，元素非金属性越强，第一电离能也越大 D. 氢键能增大很多物质分子之间的作用力，导致沸点升高 6. 下列实验事实不能证明醋酸是弱电解质的是 A．镁与相同浓度盐酸、醋酸反应时气体压强随时间的变化 B．向碳酸钠固体中滴入醋酸，产生使澄清石灰水变浑浊的气体 C．等浓度的盐酸、醋酸溶液分别通电后观察灯泡亮度 D．醋酸钠溶液使石蕊溶液变蓝 A. A B. B C. C D. D 7. 下列事实不能用元素周期律解释的是 A. 化合物中离子键百分数： B. 键的键能大于键的键能 C. 的酸性大于的酸性 D. 钠、镁、铝的常见化合价为、、 8. 下列实验装置或实验操作能达到实验目的的是 A．由制取无水固体 B．铁件镀铜 C．用标准溶液滴定溶液 D．探究压强对化学平衡的影响 A. A B. B C. C D. D 9. 依据下列事实进行的推测正确的是 事实 推测 A 酸性： 酸性： B 难溶于盐酸，可作“钡餐”使用 可代替作“钡餐” C 常温常压下，和混合无明显现象 该条件下不自发 D 的沸点高于 的稳定性高于 A. A B. B C. C D. D 10. 将除锈后的铁钉分别放入为2、4、6三份盐酸酸化的溶液中，进行如图1实验，压力传感器获取数据如图2所示，随后分别取出三组具支试管中反应后上清液滴入铁氰化钾溶液，溶液中均有蓝色沉淀产生。 下列说法不正确的是 A. 时，发生的反应是 B. 时，压强几乎未发生变化可知铁钉没有发生腐蚀 C. 时，正极反应主要为 D. 反应一段时间后，和的具支试管中溶液均增大 11. 下列说法中，正确的是 A. ，则正反应的活化能大于逆反应的活化能 B. ， ，则 C. 氢气的燃烧热为，则水分解的热化学方程式为 D. ，则和化学键断裂时需释放的热量 12. 实验小组探究了硫酸钙()在不同盐溶液中饱和溶液的浓度变化。一定温度下，硫酸钙饱和溶液的浓度约为，硫酸钙在不同体系盐溶液中饱和溶液的浓度曲线如下图所示。下列分析或结论不正确的是 A. 点时，的溶解速率与沉淀速率恰好相等 B. 点时，的饱和溶液的浓度小于点的主要原因是抑制了沉淀溶解平衡正向移动 C. 点时，在溶液和混合盐溶液中均能生成沉淀 D. 向难溶电解质的饱和溶液中加入任何强电解质，不一定都能增大难溶电解质的溶解度 第二部分 二、本部分共58分。 13. 合成氨反应是维持生命延续、满足人类社会能源与化工需求的关键化学反应。 （1）基态原子的核外电子占据的最高能级为___________能级。 （2）原子激发后会形成氢原子光谱，以下轨道表示式中属于激发态原子的是___________(填序号)。 A． B． C． （3）中的键角___________(填“>”“<”或“=”)，原因是___________。 （4）在实际生产中，为提高和的转化率，常采取迅速冷却的方法使气态氨变成液态氨后及时从平衡混合物中分离出去，促使化学平衡向生成氨的方向移动。请从物质结构角度解释氨易液化的原因：___________。 （5）以铁为催化剂的合成氨工业过程，需在高温和高压下实现。合成氨在催化剂上可能通过图1机理进行(*表示催化剂表面吸附位，*表示被吸附于催化剂表面的)。 ①基态原子的价层电子排布式是___________。 ②下面是机理反应中基元反应(ii)所需活化能最高，是反应速率的决速步骤，原因是___________。 (i) (ii) (iii) (iv) (v) … (…) （6）我国科学家团队探索氢化物在光照下的固氮行为，实现了接近常温常压条件下氢化锂()光催化合成氨过程(催化过程如图所示)。 ①中的化合价为___________，原因是___________。 ②氢化锂介导的光催化合成氨过程较传统的铁催化剂合成氨过程的优势有___________(写两条)。 14. 氢氧燃料电池具有转化效率高、质量比能量高等优势。 I．某同学利用如图所示装置制作简单的燃料电池。 （1）闭合，断开。 ①电极a的电极反应式是___________。 ②一段时间后，电极b附近的现象是___________。 （2）一段时间后断开，闭合。形成了燃料电池的证据是___________。 Ⅱ．燃料电池与电解池组合的新工艺，可实现制备氯气和烧碱的同时使高能耗的氯碱工业节能超过30%。在这种工艺设计中，相关物质的传输与转化关系如下图所示。 （3）电解池中总反应的离子方程式是___________。 （4）下列说法正确的是___________。 a．电解池中移向极，燃料电池中移向极 b．两池中的离子交换膜均是阳离子交换膜 c．比较和的值： （5）燃料电池中C、D两极通常采用多孔催化电极，其目的是___________。 （6）燃料电池中电解质吸收空气中的发生反应，会堵塞多孔催化电极的空隙和通路。请结合化学用语解释其原因___________。 15. 转化为高能燃料，有利于实现碳资源的有效循环。通常通过与反应生成和的反应i来实现。 （1）在一定条件下，已知每消耗，放热。反应i的热化学方程式是___________。 （2）反应i中在沸石类催化剂表面氢化生成甲醇的反应分为如下三步： 第一步： 第二步：…… 第三步： 第二步发生反应的方程式为___________。 （3）在氢化过程中常伴随着如下两个反应： 反应ii． 反应iii． 温度对两个化学反应的平衡常数的影响如下图所示，结合以上反应分析，为提高甲醇的产率和的转化率，应采取___________温、___________压(填“高”或“低”)。 （4）在恒温密闭容器中，维持压强和投料不变，将和按一定流速通过反应器，转化率和甲醇选择性随温度变化关系如下图所示。若时催化剂活性受温度影响不大，请分析在235℃以上时图中曲线变化的原因：___________。 [注：甲醇选择性] （5）从工业生产流程考虑可采取分离装置提高甲醇的产率，从而得到粗甲醇。粗甲醇的主要成分是甲醇和水。 ①可采取___________的方法使甲醇和水及时从平衡混合物中分离出去。 ②从结构角度分析甲醇与水能以任意比例互溶的原因是甲醇与水分子间存在氢键和___________。 ③请下图中画出甲醇与水分子间任意一条氢键___________。 16. 我国著名的科学家侯德榜改进了“索尔维制碱法”，确定了新的工艺流程——侯氏制碱法，部分工艺流程如下图所示。 （1）步骤I中通氨后，溶液中增加的粒子种类有、___________。 （2）由下图(体系中各含碳粒子的物质的量分数与的关系)可知步骤II通的过程中需控制溶液的约为___________。 （3）结合步骤I和II写出制备的化学方程式___________。 已知：时相关物质溶解度(水)数据： 物质 溶解度(水) 9.6 21.5 21.7 （4）步骤IV通氨的目的是___________。 （5）“吸氨母液”中主要成分是，已知盐析结晶过程中会使体系温度升高左右。与共同溶解度与温度的关系曲线如下图所示。 ①请结合化学用语解释步骤V中加入固体的原因：___________。 ②为使沉淀充分析出并分离，还需补充的操作是___________。 （6）已知：吸氨母液中钠离子浓度与铵根离子浓度之比(值)是控制工艺的关键指标：，实际生产中需控制值在范围内，值过高产生的影响是___________。 17. 某小组同学采用石墨作电极电解氯化铜溶液，其探究过程如下： （1）理论预测 ①阴极的实验现象是___________。 ②阳极的电极反应式是___________。 （2）实验探究 实验i 实验装置 实验现象 阳极 电解液颜色逐渐变浅，有刺激性气味气体产生。 阴极 电解后，阴极碳棒底部出现极少量红色物质 电解后，阴极区液面上覆盖着一层白色薄膜，溶液下层呈深棕色。 电解后，阴极区液面上层白色薄膜增厚，阴极碳棒表面上端附着白色物质，碳棒下端有少量红色物附着。 已知：碱式氯化铜[]为绿色晶体；(白色)(棕色) ①取少量洗净的红色物质，先加入稀硫酸，无明显现象，再加入稀硝酸，微热，观察到___________(填实验现象)，证明有生成。 ②验证阴极区棕色溶液中含有的实验操作和现象是___________。 ③探究阴极液面及碳棒上附着的白色物质产生的原因。 小组同学推测，白色物质中含有，依据是溶液在一定浓度范围内可发生反应：，小组同学设计实验ii进行实验，证实了其推测(实验装置如下图所示)。 a．甲电极是___________。 b．甲电极所在烧杯中观察到的实验现象是___________。 ④实验i结束后取出阴极碳棒，放置一段时间发现碳棒表面白色固体变成绿色，请写出该反应的化学方程式___________。 小组同学继续实验，将实验i中电解液改为浓度为10%的溶液重复实验i，阴极碳棒上只出现少量红色物质。 （3）实验反思 综合上述实验，用石墨作电极电解氯化铜溶液，要达到预期的实验现象采取的措施有___________(答出两点)。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 通州区2025-2026学年度第一学期期末 高中二年级化学样题 本套样题共8页，共94分。建议时长85分钟。学生务必将答案答在答题卡上，在样题上作答无效。结束后，请将答题卡一并交回。 可能用到的相对原子质量：H：1 B：11 C：12 O：16 F：19 第一部分 一、本部分每小题3分，共36分。在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 1. 气体是制造中子探测器的关键材料，我国科研团队成功攻克分离技术，打破了长期依赖进口的局面。下列说法中不正确的是 A. 中含有极性共价键 B. 原子核内有5个中子 C. 的空间结构为三角锥形 D. 元素属于元素周期表中的p区 【答案】C 【解析】 【详解】A． BF3中硼（B）与氟（F）原子间通过共价键结合，由于电负性差异（F > B），B-F键为极性共价键，A正确； B．10B质量数为10，硼的原子序数为5（质子数=5），中子数=质量数-质子数=10-5=5，B正确； C．BF3分子中价层电子对数=，硼原子采用sp2杂化，无孤对电子，三个F原子对称分布，空间结构为平面三角形，而非三角锥形（如NH3），C错误； D．硼（B）的原子序数为5，电子排布式为1s22s22p1，位于元素周期表第2周期IIIA族，价电子位于p轨道，属于p区元素，D正确； 故答案选C。 2. 下列化学用语或图示表达正确的是 A. 的电子云图 B. 的键： C. 的VSEPR模型： D. 基态原子的价电子轨道表示式： 【答案】A 【解析】 【详解】A．2pz电子云图是一个以原子核为中心，沿Z轴方向伸展的哑铃形（或纺锤形），符合题目所给图片，A正确； B．图片中为键，B错误； C．H2O的价层电子对构型为四面体形，分子构型为V形，C错误； D．根据洪特规则：电子在填充能量相同的简并轨道时，会优先单独占据不同的轨道，且自旋方向平行。图中2p轨道共有4个电子，但没有占满3条轨道，D错误； 故选A。 3. 在容积不变的密闭容器中，一定量与发生反应：，反应的能量变化如图所示。下列说法中正确的是 A. 反应的活化能为 B. 反应的焓变 C. 随着反应的进行，平衡常数增大 D. 通入过量的空气可提高的平衡转化率 【答案】D 【解析】 【分析】由图可知，该反应为反应物总能量大于生成物总能量的放热反应，反应的焓变ΔH=-(E3-E1) kJ/mol=-E2 kJ/mol。 【详解】A．由图可知，该反应的逆反应活化能为E3 kJ/mol，A错误； B．由分析可知，反应的焓变ΔH=-(E3-E1) kJ/mol，B错误； C．平衡常数是温度函数，温度不变，平衡常数不变，所以随着反应的进行，平衡常数不变，C错误； D．通入过量的空气，反应物氧气的浓度增大，平衡向正反应方向移动，二氧化硫的平衡转化率增大，D正确； 故选D。 4. 下列方程式与所给事实相符的是 A. 电解精炼铜的阳极反应： B. 用溶液清洗油污的原因： C. 用除去废水中的： D. 醋酸溶液约为3： 【答案】D 【解析】 【详解】A．电解精炼铜时，粗铜作阳极，发生氧化反应，应为、等，而选项给出的是阴极还原反应，与事实不符，A错误； B．溶液清洗油污是因 水解呈碱性，但水解应分步进行：、，选项方程式错误地写成一步完成且用等号，与事实不符，B错误； C．在水溶液中存在沉淀溶解平衡可提供，与 生成极难溶的沉淀，离子方程式为 ，选项中反应方程式与事实不相符，C错误； D．醋酸溶液约为3 是因醋酸部分电离，电离方程式 ，D正确； 故选D。 5. 下列说法中，正确的是 A. 杂化轨道只用于形成共价键 B. 2p、3p、4p能级的轨道数依次增多 C. 电负性越大，元素的非金属性越强，第一电离能也越大 D. 氢键能增大很多物质分子之间的作用力，导致沸点升高 【答案】D 【解析】 【详解】A．杂化轨道不仅用于形成共价键（键），还用于容纳孤对电子，因此该说法不全面，A错误； B．p能级（如2p、3p、4p）的轨道数固定为3个（），不随主量子数增加而增多，B错误； C．电负性越大，元素的非金属性越强，但第一电离能不一定越大，例如氧的电负性（3.44）大于氮（3.04），但氮的第一电离能（1402 kJ/mol）高于氧（1314 kJ/mol），C错误； D．氢键是一种较强的分子间作用力，能显著增大如等物质的分子间作用力，导致其沸点升高，D正确； 故答案选D。 6. 下列实验事实不能证明醋酸是弱电解质的是 A．镁与相同浓度盐酸、醋酸反应时气体压强随时间的变化 B．向碳酸钠固体中滴入醋酸，产生使澄清石灰水变浑浊的气体 C．等浓度的盐酸、醋酸溶液分别通电后观察灯泡亮度 D．醋酸钠溶液使石蕊溶液变蓝 A. A B. B C. C D. D 【答案】B 【解析】 【详解】A．镁与相同浓度盐酸、醋酸中的氢离子反应都放出氢气，图象斜率反映了产生气体的速率，一开始盐酸速率大，说明一开始盐酸电离出的氢离子浓度比醋酸多，说明醋酸电离能力不如强酸，则证明醋酸是弱电解质，A正确； B．向碳酸钠固体中滴入醋酸，产生使澄清石灰水变浑浊的气体，即二氧化碳，这个反应只能说明醋酸酸性比碳酸强，不能证明醋酸是弱电解质，B错误； C．等浓度的盐酸、醋酸溶液分别通电，由于盐酸电离出的离子多，导电能力比醋酸强，故盐酸的灯泡亮度比醋酸大，说明醋酸电离出的离子没有强酸盐酸多，证明醋酸是弱电解质，C正确； D．醋酸钠溶液使石蕊溶液变蓝，说明醋酸根离子水解产生了氢氧根使溶液呈碱性，可以证明醋酸是弱电解质，D正确； 故答案选B。 7. 下列事实不能用元素周期律解释的是 A. 化合物中离子键百分数： B. 键的键能大于键的键能 C. 的酸性大于的酸性 D. 钠、镁、铝的常见化合价为、、 【答案】C 【解析】 【详解】A．Mg和Al均在第三周期，从左到右电负性增大，与氧的电负性差减小，导致离子键成分降低，化合物中离子键百分数MgO>Al2O3，可以用元素周期律解释，A不符合题意； B．Cl和Br均在第ⅦA族，自上而下原子半径增大，键长增长，键能减小，Cl-Cl键能大于Br-Br键能，可以用元素周期律解释，B不符合题意； C．元素周期律适用于比较最高价含氧酸的酸性（如H2SO4>H3PO4），但H2SO3中S为+4价，不是最高价，即H2SO3酸性大于H3PO4不能用元素周期律解释，C符合题意； D．主族元素最高正价等于族序数，Na在第IA族、Mg在第IIA族、Al在第IIIA族，则钠、镁、铝的化合价+1、+2、+3可以用元素周期律解释，D不符合题意； 故答案选C。 8. 下列实验装置或实验操作能达到实验目的的是 A．由制取无水固体 B．铁件镀铜 C．用标准溶液滴定溶液 D．探究压强对化学平衡的影响 A. A B. B C. C D. D 【答案】D 【解析】 【详解】A．由制取无水固体，为防止氯化铁水解，应在HCl的气流中加热，该操作不能达到实验目的，A错误； B．在铁制件上镀铜，铁制镀件应该作阴极连接外接电源的负极，该图装置错误，B错误； C．在酸碱中和滴定过程中，眼睛应注视锥形瓶内溶液颜色的变化，以便及时判断滴定终点，该操作不能达到实验目的，C错误； D．装有 的密闭注射器中存在可逆反应：，压缩注射器会增大压强，平衡会向正反应方向移动，气体颜色瞬间会先变深平衡移动之后会变浅（但比原平衡深）；拉伸注射器会减小压强，平衡会向逆反应方向移动，气体颜色瞬间会先变浅平衡移动之后会变深（但比原平衡浅），可以探究压强对化学平衡的影响。能达到实验目的，D正确； 故答案选D。 9. 依据下列事实进行的推测正确的是 事实 推测 A 酸性： 酸性： B 难溶于盐酸，可作“钡餐”使用 可代替作“钡餐” C 常温常压下，和混合无明显现象 在该条件下不自发 D 的沸点高于 的稳定性高于 A. A B. B C. C D. D 【答案】A 【解析】 【详解】A．电负性：Cl＞Br，所以吸电子效应：Cl＞Br，则Cl-C的极性大于Br-C键的极性，使CH2ClCOOH的羧基中的羟基极性更大，更容易电离出氢离子，所以CH2BrCOOH的酸性弱于CH2ClCOOH，A正确； B．BaCO3可溶于盐酸生成有毒Ba2+，不能作“钡餐”，B错误； C．反应2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l)的ΔG < 0，热力学自发，但动力学受阻导致无明显现象，C错误； D．HF沸点高因分子间氢键，稳定性高因H-F键能大，两者无直接因果关系，依据沸点推测稳定性不合理，D错误； 故选A。 10. 将除锈后的铁钉分别放入为2、4、6三份盐酸酸化的溶液中，进行如图1实验，压力传感器获取数据如图2所示，随后分别取出三组具支试管中反应后上清液滴入铁氰化钾溶液，溶液中均有蓝色沉淀产生。 下列说法不正确的是 A. 时，发生的反应是 B. 时，压强几乎未发生变化可知铁钉没有发生腐蚀 C. 时，正极反应主要为 D. 反应一段时间后，和的具支试管中溶液均增大 【答案】B 【解析】 【分析】溶液酸性较强时，铁钉发生析氢腐蚀，反应生成的氢气使得具支试管中气体压强增大；溶液酸性较弱或中性时，铁钉发生吸氧腐蚀，反应消耗氧气使得具支试管中气体压强减小。 【详解】A．由图2可知，溶液pH为2时，具支试管中气体压强增大，说明铁钉发生析氢腐蚀，反应的离子方程式为：，A正确； B．由题意可知，三组具支试管中反应后上清液滴入铁氰化钾溶液，溶液中均有蓝色沉淀产生，说明溶液pH为4时，铁钉发生了腐蚀，具支试管中气体压强几乎未发生变化是因为实验开始时，溶液酸性较强，铁钉发生析氢腐蚀生成氢气，一段时间后，溶液中氢离子浓度减小，铁钉发生吸氧腐蚀消耗氧气，反应生成氢气的物质的量和消耗氧气的物质的量相当使得具支试管中气体压强变化不大，B错误； C．由图2可知，溶液pH为6时，具支试管中气体压强减小，说明铁钉发生吸氧腐蚀，腐蚀时，水分子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，电极反应式为：，C正确； D．由图2可知，溶液pH为2时，铁钉发生析氢腐蚀，反应消耗氢离子使得溶液中氢离子浓度减小，氢氧根离子浓度增大，溶液pH为6时，铁钉发生吸氧腐蚀，氧气在正极放电生成氢氧根离子，使得氢氧根离子浓度增大，D正确； 故选B。 11. 下列说法中，正确的是 A. ，则正反应的活化能大于逆反应的活化能 B. ， ，则 C. 氢气的燃烧热为，则水分解的热化学方程式为 D. ，则和化学键断裂时需释放的热量 【答案】C 【解析】 【详解】A．焓变等于正反应活化能与逆反应活化能的差，即，则该反应的正反应的活化能小于逆反应的活化能，A错误； B．已知，，则，因未知大小，故无法确定与0的大小关系，B错误； C．依据题意可得氢气燃烧热的热化学方程式为，则有，C正确； D．焓变等于反应物化学键断裂吸收的能量与生成物化学键形成所释放的能量差，D错误； 故答案选C。 12. 实验小组探究了硫酸钙()在不同盐溶液中饱和溶液的浓度变化。一定温度下，硫酸钙饱和溶液的浓度约为，硫酸钙在不同体系盐溶液中饱和溶液的浓度曲线如下图所示。下列分析或结论不正确的是 A. 点时，的溶解速率与沉淀速率恰好相等 B. 点时，的饱和溶液的浓度小于点的主要原因是抑制了沉淀溶解平衡正向移动 C. 点时，在溶液和混合盐溶液中均能生成沉淀 D. 向难溶电解质的饱和溶液中加入任何强电解质，不一定都能增大难溶电解质的溶解度 【答案】C 【解析】 【详解】A．a点在溶液的饱和浓度曲线上，曲线上的点代表硫酸钙达到饱和溶解平衡状态，此时溶解速率与沉淀速率相等，是动态平衡，故A正确； B．b点在含的混合盐溶液曲线上，是溶解平衡的相同离子；根据同离子效应，会抑制的溶解平衡正向移动，使其饱和浓度（溶解度）低于仅含的a点，故B正确； C．饱和浓度曲线的意义：曲线上的点为饱和状态，曲线下方为不饱和状态，曲线上方为过饱和状态（会生成沉淀）；c点的浓度低于溶液在该盐浓度下的饱和浓度，也低于混合盐溶液在该盐浓度下的饱和浓度，因此，c点在两种溶液中均为不饱和状态，不会生成沉淀，故C错误； D．以在不同盐溶液中饱和溶液的浓度变化为例：加入无相同离子的强电解质（如 ），盐效应会增大溶解度；加入有相同离子的强电解质（如 ），同离子效应会减小溶解度；因此，并非所有强电解质都能增大溶解度，故D正确； 故答案选C。 第二部分 二、本部分共58分。 13. 合成氨反应是维持生命延续、满足人类社会能源与化工需求的关键化学反应。 （1）基态原子的核外电子占据的最高能级为___________能级。 （2）原子激发后会形成氢原子光谱，以下轨道表示式中属于激发态原子的是___________(填序号)。 A． B． C． （3）中的键角___________(填“>”“<”或“=”)，原因是___________。 （4）在实际生产中，为提高和的转化率，常采取迅速冷却的方法使气态氨变成液态氨后及时从平衡混合物中分离出去，促使化学平衡向生成氨的方向移动。请从物质结构角度解释氨易液化的原因：___________。 （5）以铁为催化剂的合成氨工业过程，需在高温和高压下实现。合成氨在催化剂上可能通过图1机理进行(*表示催化剂表面吸附位，*表示被吸附于催化剂表面的)。 ①基态原子的价层电子排布式是___________。 ②下面是机理反应中基元反应(ii)所需活化能最高，是反应速率的决速步骤，原因是___________。 (i) (ii) (iii) (iv) (v) … (…) （6）我国科学家团队探索氢化物在光照下的固氮行为，实现了接近常温常压条件下氢化锂()光催化合成氨过程(催化过程如图所示)。 ①中的化合价为___________，原因是___________。 ②氢化锂介导的光催化合成氨过程较传统的铁催化剂合成氨过程的优势有___________(写两条)。 【答案】（1）2p （2）B （3） ①. < ②. 为sp3杂化，有一对孤电子对，孤电子对和成键电子对之间斥力大于成键电子对之间的斥力，导致键角小于 （4）氨气分子中形成分子间氢键 （5） ①. 3d64s2 ②. N2键能大，N2的吸附分解反应活化能高，反应慢 （6） ①. -1 ②. 中的电负性大于锂，锂更容易失电子显正价，所以H的化合价为-1 ③. 操作条件更简单；节约能源 【解析】 【小问1详解】 基态原子的核外电子排布式为1s22s22p3，占据的最高能级为2p能级； 【小问2详解】 A．基态氢原子核外电子排布式为1s1，第一能层没有p轨道，所以错误，A不符合题意； B．氢原子一个电子从1s轨道跃迁到能量更高的2s轨道，形成，得到激发态氢原子，B符合题意； C．为基态氢原子轨道表示式，C不符合题意； 故选B。 【小问3详解】 中N原子价层电子对数为：，有一对孤电子对，孤电子对和成键电子对之间斥力大于成键电子对之间的斥力，导致键角小于； 【小问4详解】 氨气分子中，氮原子电负性较大，容易形成分子间氢键，增大了氨气分子间的相互作用，使得氨气易液化； 【小问5详解】 基态原子为第26号元素，核外电子排布式是[Ar]3d64s2，价层电子排布式是3d64s2； 机理反应中基元反应(ii)所需活化能最高，是反应速率的决速步骤，原因是：N2键能大，N2的吸附分解反应活化能高，反应慢； 【小问6详解】 中的电负性大于锂，锂更容易失电子，所以锂的化合价为+1，H的化合价为-1；传统的工业合成氨需要在400~500℃，压强在20~50MPa，而氢化锂介导的光催化合成氨过程接近常温常压条件下氢化锂()光催化合成氨过程，操作条件更简单，节约能源。 14. 氢氧燃料电池具有转化效率高、质量比能量高等优势。 I．某同学利用如图所示装置制作简单燃料电池。 （1）闭合，断开。 ①电极a的电极反应式是___________。 ②一段时间后，电极b附近的现象是___________。 （2）一段时间后断开，闭合。形成了燃料电池的证据是___________。 Ⅱ．燃料电池与电解池组合的新工艺，可实现制备氯气和烧碱的同时使高能耗的氯碱工业节能超过30%。在这种工艺设计中，相关物质的传输与转化关系如下图所示。 （3）电解池中总反应的离子方程式是___________。 （4）下列说法正确的是___________。 a．电解池中移向极，燃料电池中移向极 b．两池中的离子交换膜均是阳离子交换膜 c．比较和的值： （5）燃料电池中C、D两极通常采用多孔催化电极，其目的是___________。 （6）燃料电池中电解质吸收空气中的发生反应，会堵塞多孔催化电极的空隙和通路。请结合化学用语解释其原因___________。 【答案】（1） ①. ②. 有气泡产生，溶液变红 （2）电流表指针发生偏转 （3） （4）b （5）增大电极与气体（H2、空气）的接触面积，加快反应速率，使气体更易扩散到电极表面，提高反应效率 （6）燃料电池中的电解质为NaOH溶液，吸收CO2可能发生反应，生成的NaHCO3溶解度较小，会在多孔电极的空隙中析出固体，堵塞空隙与通路 【解析】 【分析】惰性电极电解硫酸钠溶液，阳极H2O中的氢氧根失电子发生氧化反应，生成O2和H+，即，阴极H2O中的氢离子得电子发生还原反应，生成H2和OH-，即；碱性氢氧燃料电池负极反应式为，正极反应式为；据此作答。 【小问1详解】 闭合K1，断开K2时形成电解池，即为惰性电极电解滴有酚酞的硫酸钠溶液，a为阳极，电极反应式为；b为阴极，电极反应式为，溶液呈碱性，遇酚酞变红；则一段时间后，电极b附近的现象是有气泡产生，溶液变红； 【小问2详解】 一段时间后断开K1，闭合K2，因为a极生成了氧气，b极生成了氢气，则形成了燃料电池的证据是电流表指针发生偏转； 【小问3详解】 结合题意可知，左池为电解饱和食盐水制取氯气和氢氧化钠，同时生成氢气，离子方程式为； 【小问4详解】 a．电解池中产生氯气的电极为阳极，则A极为阳极，B为阴极，C为负极，D为正极；电解池中阳离子移向阴极（B极），原电池中阳离子移向正极（D极），a错误； b．电解池中，Na+移向阴极（B极）与OH-结合为NaOH，离子交换膜为阳离子交换膜；燃料电池中，Na+移向正极（D极），离子交换膜也为阳离子交换膜，两池中的离子交换膜均是阳离子交换膜，b正确； c．电解池中，B极生成OH-，Na⁺移入使NaOH浓度增大（x%＜进入燃料电池的NaOH的百分含量）；燃料电池中，D极生成OH⁻，Na⁺移入使NaOH浓度进一步增大（y%>进入燃料电池的NaOH的百分含量），因此x%<y%，c错误； 答案为b； 【小问5详解】 采用多孔催化电极可以增大电极与气体（H2、空气）的接触面积，加快反应速率，使气体更易扩散到电极表面，提高反应效率； 【小问6详解】 燃料电池中的电解质为NaOH溶液，吸收CO2可能发生反应，生成的NaHCO3溶解度较小，会在多孔电极的空隙中析出固体，堵塞空隙与通路。 15. 转化为高能燃料，有利于实现碳资源的有效循环。通常通过与反应生成和的反应i来实现。 （1）在一定条件下，已知每消耗，放热。反应i的热化学方程式是___________。 （2）反应i中在沸石类催化剂表面氢化生成甲醇的反应分为如下三步： 第一步： 第二步：…… 第三步： 第二步发生反应的方程式为___________。 （3）在氢化过程中常伴随着如下两个反应： 反应ii． 反应iii． 温度对两个化学反应的平衡常数的影响如下图所示，结合以上反应分析，为提高甲醇的产率和的转化率，应采取___________温、___________压(填“高”或“低”)。 （4）在恒温密闭容器中，维持压强和投料不变，将和按一定流速通过反应器，转化率和甲醇选择性随温度变化关系如下图所示。若时催化剂活性受温度影响不大，请分析在235℃以上时图中曲线变化的原因：___________。 [注：甲醇选择性] （5）从工业生产流程考虑可采取分离装置提高甲醇的产率，从而得到粗甲醇。粗甲醇的主要成分是甲醇和水。 ①可采取___________的方法使甲醇和水及时从平衡混合物中分离出去。 ②从结构角度分析甲醇与水能以任意比例互溶的原因是甲醇与水分子间存在氢键和___________。 ③请在下图中画出甲醇与水分子间任意一条氢键___________。 【答案】（1） （2） （3） ①. 低 ②. 高 （4）反应iii放热，反应ii吸热，升温使反应iii平衡逆向移动程度大于反应ii平衡正向移动程度，从而使得转化率和甲醇选择性均下降 （5） ①. 冷凝 ②. 范德华力 ③. 【解析】 【小问1详解】 通常通过与反应生成和的反应i来实现，在一定条件下，已知每消耗，放热，故反应i的热化学方程式为。 【小问2详解】 反应i分三步发生，三步加在一起为反应i，故第二步为：。 小问3详解】 总反应i为放热反应，降低温度有利于平衡正向移动，提高转化率，反应iii为气体分子数减少的反应，故高压可以促进反应iii正向移动，提高甲醇的产率。 【小问4详解】 反应iii放热，反应ii吸热，升温使反应iii平衡逆向移动程度大于反应ii平衡正向移动程度，从而使得转化率和甲醇选择性均下降。 【小问5详解】 ①可采取冷凝的方法使甲醇和水及时从平衡混合物中分离出去； ②从结构角度分析甲醇与水能以任意比例互溶的原因是甲醇与水分子间存在氢键和范德华力，从而增大了甲醇在水中溶解度； ③甲醇中的羟基氢与水中的氧原子或者水中的氢与甲醇中的氧原子均可形成氢键。 16. 我国著名的科学家侯德榜改进了“索尔维制碱法”，确定了新的工艺流程——侯氏制碱法，部分工艺流程如下图所示。 （1）步骤I中通氨后，溶液中增加的粒子种类有、___________。 （2）由下图(体系中各含碳粒子的物质的量分数与的关系)可知步骤II通的过程中需控制溶液的约为___________。 （3）结合步骤I和II写出制备的化学方程式___________。 已知：时相关物质溶解度(水)数据： 物质 溶解度(水) 96 21.5 21.7 （4）步骤IV通氨的目的是___________。 （5）“吸氨母液”中主要成分是，已知盐析结晶过程中会使体系温度升高左右。与的共同溶解度与温度的关系曲线如下图所示。 ①请结合化学用语解释步骤V中加入固体的原因：___________。 ②为使沉淀充分析出并分离，还需补充的操作是___________。 （6）已知：吸氨母液中钠离子浓度与铵根离子浓度之比(值)是控制工艺的关键指标：，实际生产中需控制值在范围内，值过高产生的影响是___________。 【答案】（1） （2）8 （3） （4）增大溶液中浓度，有利于析出 （5） ①. 加入NaCl后，上升，使平衡：右移，促进析出 ②. 蒸发浓缩，冷却结晶 （6）析出的混有大量NaCl杂质 【解析】 【分析】如图工艺流程为侯氏制碱法，饱和氯化钠溶液吸氨后得到氨盐水，这一步溶液中有了和，后通二氧化碳发生反应，过滤煅烧后得到纯碱；剩余母液通氨并用NaCl盐析，使析出，氨盐水可以进行循环利用。据此分析做题； 【小问1详解】 由分析可知，步骤I中通氨后，溶液中增加的粒子种类有、； 【小问2详解】 步骤II通是为了让析出，故应选取物质的量分数最大时的pH，故应该选取pH=8； 【小问3详解】 结合步骤I和II写出制备的化学方程式为： 【小问4详解】 由分析可知，步骤IV通氨的目的是增大溶液中浓度，有利于析出 【小问5详解】 ①步骤V中加入固体，可以使右移，使逐渐完全析出，故答案为：加入NaCl后，上升，使平衡：右移，促进析出； ②读“与的共同溶解度与温度的关系曲线”，可知在此混合溶液中，溶解度随温度升高而升高，NaCl溶解度则是随温度升高而降低，为使沉淀充分析出并分离，则需采取蒸发浓缩，冷却结晶的方法进行分离； 【小问6详解】 ，值过高，许多NaCl也和混到一起沉淀，会导致产物不纯，故答案为：析出的混有大量NaCl杂质； 17. 某小组同学采用石墨作电极电解氯化铜溶液，其探究过程如下： （1）理论预测 ①阴极的实验现象是___________。 ②阳极的电极反应式是___________。 （2）实验探究 实验i 实验装置 实验现象 阳极 电解液颜色逐渐变浅，有刺激性气味气体产生。 阴极 电解后，阴极碳棒底部出现极少量红色物质。 电解后，阴极区液面上覆盖着一层白色薄膜，溶液下层呈深棕色。 电解后，阴极区液面上层白色薄膜增厚，阴极碳棒表面上端附着白色物质，碳棒下端有少量红色物附着。 已知：碱式氯化铜[]为绿色晶体；(白色)(棕色) ①取少量洗净的红色物质，先加入稀硫酸，无明显现象，再加入稀硝酸，微热，观察到___________(填实验现象)，证明有生成。 ②验证阴极区棕色溶液中含有的实验操作和现象是___________。 ③探究阴极液面及碳棒上附着的白色物质产生的原因。 小组同学推测，白色物质中含有，依据是溶液在一定浓度范围内可发生反应：，小组同学设计实验ii进行实验，证实了其推测(实验装置如下图所示)。 a．甲电极是___________。 b．甲电极所在烧杯中观察到的实验现象是___________。 ④实验i结束后取出阴极碳棒，放置一段时间发现碳棒表面白色固体变成绿色，请写出该反应的化学方程式___________。 小组同学继续实验，将实验i中电解液改为浓度为10%的溶液重复实验i，阴极碳棒上只出现少量红色物质。 （3）实验反思 综合上述实验，用石墨作电极电解氯化铜溶液，要达到预期的实验现象采取的措施有___________(答出两点)。 【答案】（1） ①. 析出红色固体 ②. （2） ①. 红色固体溶解，溶液变蓝，有无色气体产生并在试管口变为红棕色 ②. 取少量棕色溶液于试管中，加适量蒸馏水稀释，若溶液棕色变浅且产生白色沉淀 ③. Cu ④. 电极逐渐溶解，溶液颜色可能变为棕色或出现白色沉淀 ⑤. （3）适当降低CuCl2溶液的浓度、合理控制电流(或电压)和电解时间 【解析】 【分析】惰性电极电解氯化铜溶液，阳极氯离子失电子产生氯气，反应式为，阴极铜离子得电子产生铜单质，反应式为；实验探究：在氯化铜溶液浓度或电解时间等因素的影响下，电极产物及现象会发生变化，设计实验探究可能的原因；据此作答。 【小问1详解】 ①电解氯化铜溶液时，阴极反应式为，因此现象为析出红色固体； ②阳极电极反应式为； 【小问2详解】 ①红色物质可能为铜，铜与稀硝酸反应生成硝酸铜，一氧化氮和水，方程式为，硝酸铜溶液为蓝色，一氧化氮与空气中的氧气作用生成二氧化氮，出现红棕色的现象；则可观察到红色固体溶解，溶液变蓝，有无色气体产生并在试管口变为红棕色； ②已知，加水稀释时平衡逆向移动，析出CuCl白色沉淀，则取少量棕色溶液于试管中，加适量蒸馏水稀释，若溶液棕色变浅且产生白色沉淀，即证明阴极区棕色溶液中含有[CuCl3]2−； ③a．依据原电池原理，铜失电子作负极，氯化铜得电子作正极，即甲电极是Cu； b．负极电极反应式为，CuCl可能进一步与Cl⁻反应形成棕色[CuCl3]2—，则甲电极现象为：电极逐渐溶解，溶液颜色可能变为棕色或出现白色沉淀； ④白色物质CuCl在空气中与水和氧气反应，生成绿色的碱式氯化铜[Cu(OH)Cl]，方程式为； 【小问3详解】 据题可知，电解饱和氯化铜溶液50 min，阴极区液面上层白色薄膜增厚，阴极碳棒表面上端附着白色物质，碳棒下端有少量红色物附着；当电解液改为浓度为10%的CuCl2溶液重复实验i，阴极碳棒上只出现少量红色物质；则要达到预期实验现象（阴极生成红色铜单质），可以采取的措施为：①适当降低CuCl2溶液的浓度，避免大量形成棕色配离子[CuCl3]2−而影响铜的析出；②合理控制电流(或电压)和电解时间，以便在阴极能明显观察到铜的析出； 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $