内容正文:
2025~2026学年高二下学期3月月考
化学试题
(全卷满分100分,考试用时75分钟)
可能用到的相对原子质量H 1 C 12 N 14 O 16 Co 59 Zn 65 Zr 91
一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分)
1. 生活中有许多现象或做法都蕴含着化学知识,下列说法不正确的是
A. 风油精可以去除圆珠笔印,利用了“相似相溶”规律
B. “福建舰”可通过涂漆的方式防止舰体表面生锈
C. 牙膏中添加氟化物可以预防龋齿,利用了氟化物的强氧化性
D. “山东舰”甲板所用耐磨涂层碳化硅为共价晶体
【答案】C
【解析】
【详解】A.风油精可以去除圆珠笔印是因为:风油精也是一种有机溶剂,根据相似相溶原理,可以去除圆珠笔油,A正确;
B.“福建舰”可通过涂漆的方式隔绝空气和水,防止舰体表面生锈,B正确;
C.牙膏中添加氟化物可以预防龋齿,是氟离子与羟基磷灰石反应生成更难溶的氟磷灰石,利用了沉淀转化原理,C错误;
D.“山东舰”甲板所用耐磨涂层碳化硅,碳化硅晶体通过共价键形成,为共价晶体,D正确;
故选C。
2. 实验室可用如下反应制备氮气:。设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 含键数目为
B. 标准状况下,1 mol冰最多含氢键数目为
C. 常温下,的氨水中含的数目为
D. 与充分反应得到的分子数为
【答案】B
【解析】
【详解】A.叁键含有1个σ键2个π键;含2mol键,数目为2,A错误;
B.在冰中,每个水分子与周围4个水分子形成氢键,每个氢键为2个水分子所共用,平均每个水分子含有2个氢键,则1 mol冰最多含氢键数目为,B正确;
C.未给出溶液体积,无法计算氢氧根离子的具体数目,C错误;
D.合成氨反应为可逆反应,不能完全进行,实际得到分子数小于,D错误;
故选B。
3. 下列化学用语或图示正确的是
A. 基态O原子的价层电子轨道表示式:
B. 邻羟基苯甲醛分子内氢键的示意图:
C. 细胞和细胞器的双分子膜的结构示意图:
D. 分子的球棍模型:
【答案】A
【解析】
【详解】A.基态O原子的价层电子排布式为:,所以基态O原子的价层电子轨道表示式:,A正确;
B.邻羟基苯甲醛分子内氢键的示意图应该为,B错误;
C.细胞和细胞器的双分子膜的结构示意图为亲水基在外,疏水基朝内,C错误;
D.PH3的价电子对数为(5+3)÷2= 4对,一对孤电子和三个成键电子,所以PH3的中心原子杂化类型为sp3杂化,所以空间是三角锥形构型,球棍模型为,不是图中的平面三角形构型,D错误;
故答案选A。
4. 下列描述中错误的是
A. 中配位原子为N B. 的沸点比低
C. 1 mol白磷中的数目为 D. 和的空间结构相同
【答案】D
【解析】
【详解】A.配体结构为,N原子含有孤电子对,因此该配合物中配位原子为N,A描述正确;
B.分子间可形成氢键,分子间不能形成氢键,因此沸点比低,B描述正确;
C.白磷分子式为,分子为正四面体结构,正四面体共含有6个键,因此白磷中数目为,C描述正确;
D.根据价层电子对互斥理论判断空间结构:中心C的价层电子对数为,无孤电子对,空间结构为平面三角形;中心Br的价层电子对数为,含1对孤电子对,空间结构为三角锥形; 二者空间结构不同,D描述错误;
故选D。
5. 常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A. 澄清透明的溶液中:、、、
B. 水电离出的溶液中:、、、
C. 的的混合液:、、、
D. 使甲基橙显黄色的溶液:、、、
【答案】A
【解析】
【详解】A.澄清透明的溶液中:、、、相互不反应,能大量共存,A符合题意;
B.水电离出的溶液,水的电离被抑制,可能是酸性或碱性溶液,若为酸性溶液,氢离子和碳酸根离子会反应,若为碱性溶液,铵根离子会和氢氧根离子反应,不能大量共存,B不符合题意;
C.溶液中存在电荷守恒:,,则,中性条件下铁离子、铝离子转化为沉淀,不能大量共存,C不符合题意;
D.使甲基橙显黄色的溶液pH>4.4,若溶液呈碱性,亚铁离子和氢氧根离子会反应,若为酸性,酸性条件下,硝酸根离子会氧化亚铁离子,不能大量共存,D不符合题意;
故选A。
6. 下列实验设计与装置能达到相应实验目的的是
A.中和滴定
B.在铁片上镀镍
C.制胶体
D.实验室制备
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.氢氧化钠溶液滴定醋酸,滴定终点显碱性,应该使用酚酞做指示剂,不能选用甲基橙做指示剂,故A错误;
B.电源接反了:在铁片上镀镍,铁片作阴极,铁片应该与电源的负极相连,故B错误;
C.饱和FeCl3溶液滴入氢氧化钠溶液中得到氢氧化铁沉淀,制备Fe(OH)3胶体,应该把饱和FeCl3溶液滴入沸水中,故C错误;
D.实验室加热氯化铵和氢氧化钙的混合物制备NH3,试管口略向下倾斜,操作正确,故D正确;
故答案为D。
7. 图示超分子在催化领域具有重要作用,以下说法错误的是
A. 该超分子酸性弱于
B. 该超分子通过氢键完成自组装
C. 该超分子中,中的大键电子参与形成配位键
D. 该超分子存在的化学键类型有极性键、非极性键、氢键
【答案】D
【解析】
【详解】A.中羧基之间以氢键相互连接,更难电离出,酸性弱于,A项正确;
B.由图示可知,分子之间通过氢键连接,自组装形成超分子,B项正确;
C.中五个碳原子共面,碳原子杂化类型为,形成离域大π键,离域的π电子参与形成配位键,C项正确;
D.氢键属于分子间作用力,不是化学键,D项错误;
故答案选D。
8. 一种离子液体由原子序数依次增大的短周期主族元素Q、X、Y、Z、W组成,其阴、阳离子的结构如图所示。下列说法错误的是
A. 简单氢化物的稳定性:
B. 最高价含氧酸的酸性:
C. 电负性:
D. Q与X形成的化合物或与Y形成的简单离子均为10电子微粒
【答案】D
【解析】
【分析】Q、X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,根据该离子液体中阴、阳离子结构中的成键情况分析可知,Q形成一根键,原子序数最小,Q为H;阳离子带一个单位正电荷,根据其结构中Y形成了三根键,可知其最外层5个电子;阴离子带一个单位负电荷,Z形成六根键,说明Z最外层也为5,因为Y的原子序数小于Z,所以Y为N,Z为P;X形成四根键,原子序数小于Y,为C;W形成一根键,原子序数大于Z,所以W为Cl;据此分析。
【详解】A.由分析可知,Y是N,X是C,非金属性N>C,故简单氢化物的稳定性NH3>CH4,A正确;
B.由分析可知,Y是N,Z是P,非金属性N>P,故最高价含氧酸酸性HNO3>H3PO4,B正确;
C.由分析可知,W是Cl,Z是P,电负性Cl>P,C正确;
D.由分析可知,Q是H,X是C,Y是N,Q与X形成的化合物除CH4外还有C2H4等 并非10电子微粒,而Q与Y形成的简单离子为是10电子微粒;D错误;
故选D。
9. 下列有关物质性质或用途的解释错误的是
选项
性质或用途
解释
A
酸性:
电负性:,极性:,导致中羟基极性更大,更容易电离出
B
熔点:氯化钠>氯化铝
离子晶体中离子所带电荷数越少,离子半径越大,离子晶体熔点越低
C
用红热铁针和均匀涂覆石蜡的水晶片验证晶体的各向异性
晶体内部质点排列具有有序性
D
氢氟酸可用于雕刻玻璃
氢氟酸能与玻璃中的二氧化硅发生反应
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.由于电负性:F>Cl,导致键的极性:F-C>Cl-C,从而使F3C-的极性大于Cl3C-的极性,最终使CF3COOH的羧基中的羟基的极性更大,更易电离出H+,因此酸性:CF3COOH>CCl3COOH,A正确;
B.氯化铝为分子晶体、氯化钠为离子晶体,离子晶体熔点一般高于分子晶体,故熔点:氯化钠>氯化铝,B错误;
C.红热铁针和涂覆石蜡的水晶片验证晶体各向异性,是因为晶体内部质点排列有序,不同方向上物理性质不同,如导热性(在物质X柱面上滴一滴熔化的石蜡,用一根红热的铁针刺中凝固的石蜡,石蜡熔化呈椭圆形,说明石蜡在不同方向熔化的快慢不同,这是由于X的导热性的各向异性决定的,说明物质X为晶体),C正确;
D.氢氟酸能与玻璃中的二氧化硅发生反应生成水和SiF4,故氢氟酸可用于雕刻玻璃,D正确;
故选B。
10. 一种电化学组合装置如图,锌电池工作时“双极膜”中间层的H2O解离为H+和,在电场作用下向两极迁移,同时可高选择性电催化5-羟甲基糠醛生成2,5-呋喃二甲酸并耦合析氢。下列说法正确的是
A. 膜n为阳离子交换膜
B. c为阳极,发生氧化反应
C. 产生0.3 mol 时,理论上生成0.4 mol 2,5-呋喃二甲酸
D. 当双极膜中有1 mol H2O解离时,负极区溶液质量增加32.5 g
【答案】C
【解析】
【分析】首先判断装置:左侧为锌原电池,右侧为电解池。Zn失电子发生氧化反应,因此Zn电极(b)为原电池负极,a为原电池正极;电解池中,阳极接原电池正极,发生氧化反应,阴极接原电池负极,发生还原反应,5-羟甲基糠醛氧化为2,5-呋喃二甲酸是氧化反应,因此d为电解池阳极,c为电解池阴极,发生析氢的还原反应,据此解答。
【详解】A.双极膜解离的向原电池正极(左侧a区)迁移,向原电池负极(右侧Zn区)迁移,因此膜n需要允许(阴离子)通过,为阴离子交换膜,A错误;
B.c接原电池负极(b),因此c为电解池阴极,发生还原反应,B错误;
C.正极反应为,生成时,转移电子。 1分子5-羟甲基糠醛生成2,5-呋喃二甲酸:失,失,1 mol产物共转移,因此生成产物的物质的量为,C正确;
D.1mol 解离生成1mol 和1mol ,转移1 mol电子,负极反应为,转移1 mol电子时,有进入溶液(质量),同时双极膜解离的也进入负极区(质量),因此负极区溶液总质量增加,D错误;
故选C。
11. 向溶液蚀刻铜板后的“腐蚀液”中,滴加1滴0.1 mol/L KSCN溶液,溶液变为红色并立即产生白色沉淀。为探究产生上述现象的原因,进行如下实验。
实验
操作
现象
①
分别向溶液和溶液中,滴加1滴溶液
溶液中无明显变化,一段时间后变成红色;溶液变为绿色,一段时间后绿色褪去并产生白色沉淀
②
向溶液中,滴加少量溶液和1滴0.1 mol/L KSCN溶液
溶液立即变为红色,并产生白色沉淀
③
向溶液中,滴加少量溶液和1滴0.1 mol/L KSCN溶液
溶液立即变为红色,无白色沉淀生成
已知:性质与卤素离子相似;白色沉淀为;在溶液中显淡黄色。
下列说法错误的是
A. 实验①中溶液变为浅红色的原因是被氧化
B. 实验②中生成白色沉淀的反应为
C. 由实验①②③可知,是氧化SCN-的催化剂
D. 可用KSCN溶液检验"腐蚀液"中是否含有
【答案】D
【解析】
【详解】A.空气中氧气具有氧化性,氧化亚铁离子生成铁离子,铁离子和KSCN溶液变红色,A正确;
B.实验②中铜离子与反应生成沉淀,Cu元素化合价从+2降为+1,部分化合价从-1升为0生成,结合得失电子守恒和原子守恒,生成白色沉淀的反应为,B正确;
C.比较①②③,无时氧化反应缓慢,加入后反应速率明显加快,且在反应过程中先被氧化,后被还原再生,符合催化剂的特点,因此是该反应的催化剂,,C正确;
D.刻蚀覆铜板后的腐蚀液中一定含有和反应生成的,加入KSCN后,可氧化生成,能将氧化为,也会使溶液变红,因此变红不能说明腐蚀液中一定含,D错误;
故选D。
12. 常温下,溶液中所有含A物种的摩尔分数与pH的关系如图虚线所示,和NA在溶液(浓度保持不变)中达到沉淀溶解平衡时,(Q表示和)与pH的关系如图实线所示。下列说法正确的是
A. 直线①表示与pH的关系
B.
C. 时,溶液中存在:
D. 向0.01 mol/L的、的混合溶液中滴加溶液,先开始沉淀
【答案】C
【解析】
【分析】所有虚线表示溶液中所有含A组分的摩尔分数与pH变化关系,图中一共三条虚线,说明含A组分共有三者,分别是、、,则是一种二元弱酸,随着pH逐渐增加,减小,故第一条下降的粗虚线是,先升后降的则是,最后出现并逐渐增加的虚线则代表,利用a点求得,利用b点求得;实线①②分别是和NA在溶液的与pH的关系,已知,则,则,同理对于,其,可以看出-pH的斜率更大,故曲线②表示-pH的关系;
【详解】A.根据分析,曲线②表示-pH的关系,A错误;
B.曲线①表示与pH的关系,根据点d坐标数据可得,,浓度保持不变,,利用 ,求得,代入,同理代入c点可求得,B错误;
C.时,,,由图,时,5<<8 即<<,,由摩尔分数图,时,,因此存在:
C正确;
D.计算沉淀所需浓度:沉淀:,沉淀,先沉淀,D错误;
故选C。
13. 在低温下能自发进行。和按不同进料比通入恒容密闭容器中,保持体系初始压强相同,测定不同温度下体系达平衡时的(,为体系平衡压强)如图,已知Z点。下列说法错误的是
A.
B. 的平衡转化率:
C. 温度下,分压平衡常数为
D. 温度下,当进料比时,体系平衡压强为215 kPa
【答案】B
【解析】
【详解】A.该反应在低温下能自发进行,说明该反应正方向是放热反应,温度越高,放热反应平衡逆向移动,转化程度越小, 绝对值越小, 越大。由图可知,相同进料比下 ,因此 ,A正确;
B.Y、Z都在曲线上,Y点,Z点。r增大说明比例升高,增加一种反应物会提高另一种反应物的转化率:Y点:初始分压,转化,转化率,Z点:初始分压,转化,转化率,因此,即,B错误;
C.Z点 ,,由 得初始压强 。 设 ,,总初始物质的量 ,反应转化,由 ,得 。 平衡时:,,,总物质的量 。 分压:,,。 分压平衡常数 ,C正确;
D.T1下,时,X点,即转化量;当时,代入表达式可得,转化量仍为,,平衡压强: ,D正确;
故选B。
14. 标记的乙酸甲酯在足量NaOH溶液中发生水解,部分反应历程可表示为: 能量变化如图所示。已知 为快速平衡,下列说法正确的是
A. 反应结束后,溶液中存在
B. 反应Ⅲ为决速步
C. 反应结束后,溶液中存在
D. 反应Ⅰ与反应Ⅳ活化能的差值等于图示总反应的焓变
【答案】A
【解析】
【详解】A.已知为快速反应,结合反应Ⅱ可知溶液中存在,A正确;
B.由图中反应进程可知正反应中Ⅰ活化能最大是决速步,逆反应中活化能IV大,是决速步,B错误;
C.结合反应历程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和可知,18O只存在于乙酸甲酯、乙酸、氢氧根离子、水分子中,不会在甲醇分子中存在,C错误;
D.图示总反应的焓变=反应物的总焓-生成物的总焓=(Ⅰ反应的活化能-Ⅱ反应的活化能)-( Ⅲ反应的活化能-Ⅳ反应的活化能)≠Ⅰ反应的活化能-Ⅳ反应的活化能,D错误;
故选A。
15. 锆的某种氧化物是重要的催化与能源材料,其晶胞结构如图1所示,该立方晶胞的参数为a pm,阿伏加德罗常数的值为。在高温或氧分压较低时,图1中的部分被还原为,同时产生氧空位以维持电中性,在这个过程中得到的某一产物的晶胞结构如图2所示。下列说法错误的是
A. 图1晶胞中两个O原子间的最短距离为
B. 图1晶胞中每个Zr原子的配位数为8
C. 图2晶胞中与的个数比为
D. 图1晶体的密度为
【答案】D
【解析】
【详解】A.,图1晶胞中两个O原子间的最短距离为晶胞边长的一半,即,故A正确;
B.图1晶胞中O原子填充Zr原子围成的四面体的空隙,O原子的配位数是4,根据化学式ZrO2,可知图1晶胞中每个Zr原子的配位数为8,故B正确;
C.设晶胞中与的个数分别为x、y,图2晶胞中Zr原子数为4,则有,O原子数为5,根据化合价代数和为0,则有,计算可得、,所以图2晶胞中与的个数比为,故C正确;
D.晶体密度,根据均摊法计算,图1晶胞中Zr原子个数为,O原子个数为8,则,故D错误;
选D。
二、填空题(本题共4小题,共55分)
16. 非金属元素及其化合物在生产、生活和科研中应用广泛。回答下列问题:
(1)1 mol配合物中含有________键。
(2)黑磷具有与石墨类似的层状结构,如下图所示。黑磷的晶体类型为________,层与层之间的相互作用为________。
(3)存在两种异构体,抗癌药物顺铂可由以下途径得到:
(顺式-二氯二氨合铂),下列说法正确的是________。
A. 中Pt的杂化方式为
B. 相同条件下,顺铂在苯中的溶解度小于反铂
C. 的配位数为2
D. 顺铂中的键角大于中的键角
(4)中心原子为Cl,中心原子为O,二者均为V形结构,但中存在大键。中Cl原子的轨道杂化方式________;中键长________中键长(填“>”“<”或“=”)。
(5)逐级电离能:,可能的原因是________。
【答案】(1)18 (2) ①. 混合型晶体 ②. 范德华力 (3)BD
(4) ①. ②. <
(5)的价电子排布为,为半充满稳定结构,更难失去第三个电子;的价电子排布为,失去第三个电子后可得到半充满稳定结构,因此
【解析】
【小问1详解】
1个中,每个配体内部含2个键,与每个之间的配位键属于键,因此1个配离子共含个σ键,故1该配合物含18σ键。
【小问2详解】
黑磷结构与石墨类似,层内P原子间以共价键结合,层间为分子间作用力,因此属于混合晶体,层与层之间的相互作用为范德华力(分子间作用力)。
【小问3详解】
A:存在两种异构体,说明其为平面正方形结构,不是杂化(杂化只能得到一种四面体结构),A错误;B:顺铂为极性分子,反铂为非极性分子,根据相似相溶规律,非极性溶剂苯中,极性分子顺铂的溶解度小于非极性的反铂,B正确;C:该配合物配体为2个和2个,配位数为4,C错误;D:中N的孤对电子对成键键排斥作用更强,顺铂中的N原子孤对电子与Pt形成配位键后(顺铂中N原子有4个键、无孤电子对),对键的排斥作用减小,因此键角大于游离中的键角,D正确。故选BD。
【小问4详解】
中存在三中心五电子大键,说明该分子中原子是sp2杂化,Cl原子有未参与杂化的p轨道,Cl为杂化;中为单键,中因存在大键,键的键长更短,故中键长小于中的。
【小问5详解】
第三电离能是气态+2价离子失去1个电子变成+3价离子所需的能量,原子失去2个电子后,价电子为半充满稳定结构,难失电子;而价电子为,失电子后可得到半充满稳定结构,更易失电子,因此。
17. 碘化铅()易溶于DMF溶剂,极难溶于乙醇,微溶于水。实验室用废旧铅酸电池的铅膏(主要成分为、和PbO)制备,并测定的溶度积常数,操作如下:
【制备】
Ⅰ.取10 g铅膏于烧杯中,加100 mL饱和溶液快速搅拌1.5 h,弃去上层清液。
Ⅱ.再往烧杯中加入溶液,边加边搅拌至反应完全,静置后过滤。
Ⅲ.向滤渣中加入足量溶液,至固体全部溶解,得到醋酸铅溶液。
Ⅳ.控制一定pH,将步骤Ⅲ中所得醋酸铅溶液加热后加入含的溶液,反应后冷却至室温,过滤得粗产品。
已知:,。
(1)步骤Ⅰ加入饱和溶液的作用是________。
(2)步骤Ⅱ中加入使转化为PbO,发生反应的化学方程式为________,判断反应完全的依据是________。
(3)步骤Ⅳ中,已知控制不同pH,得到的产品中含有的杂质不同。实验小组进行了如下探究:
组别
实验条件
产品中杂质
a
加入HI溶液,控制
b
加入NaI溶液,用调节pH至4~6之间
X
①实验a中,为提纯PbI₂,可先将得到的粗产品溶于DMF中,再加入________使结晶析出。
②实验b中,通过检测发现杂质X中含有的铅原子与碘原子个数之比为,且X中不含碳原子,则杂质X的化学式为________。
【测定的溶度积】
(4)取固体溶于水配制成饱和溶液,准确量取25.00 mL饱和溶液加入离子交换柱内,与树脂中的发生交换,待溶液全部流出后,用蒸馏水淋洗树脂,将流出液和洗涤液合并,再用0.00519 mol/L NaOH标准液滴定,平均消耗NaOH溶液11.65 mL。
①下列仪器中,滴定时需用到的有________(填仪器名称)。
②该温度下的________(列出计算式)。
【答案】(1)使转化为,便于后续被醋酸溶解
(2) ①. ②. 不再有明显气泡逸出
(3) ①. 乙醇 ②.
(4) ①. 碱式滴定管、锥形瓶 ②. 或或或等价表达式
【解析】
【分析】由题意,难溶于酸的铅膏先被转化成,然后与醋酸反应得到醋酸铅溶液,加热醋酸铅溶液并加入含I-溶液,冷却得到粗产品;
【小问1详解】
分析制备的过程可知,难溶于酸的铅膏先被转化成,然后与醋酸反应得到醋酸铅溶液,加热醋酸铅溶液并加入含I-溶液,冷却得到粗产品,故答案为使转化为,便于后续被醋酸溶解;
【小问2详解】
具有还原性,与发生氧化还原反应生成、和水,反应的化学方程式为,反应生成气体,当反应完全时不再生成,无气泡生成;
【小问3详解】
①已知易溶于DMF,极难溶于乙醇,因此,向的DMF溶液中加入乙醇,可降低溶解度,使其结晶析出,故答案为乙醇;
②杂质X中,且不含碳原子,根据电荷平衡,还需要1个−1价的阴离子,酸性较弱的条件下应为OH-,杂质X的化学式为;
【小问4详解】
① NaOH标准溶液呈碱性,盛装在碱式滴定管中,待滴定的溶液盛装在锥形瓶中,故答案为碱式滴定管、锥形瓶;
②根据题干信息饱和溶液中的与树脂中的H+交换,再用NaOH标准液滴定H+,可得物质的量的关系有,由此计算,,,代入可得为或或或等价表达式。
18. 锂离子电池是新能源汽车的重要部件。某研究小组利用对废弃的锂离子电池正极材料(在酸性溶液中是强氧化剂)进行氯化处理,同时回收、等金属,工艺流程如图所示:
已知:常温下,,;离子浓度小于表示沉淀完全。
回答下列问题:
(1)在元素周期表中的位置是________。
(2)“焙烧”得到、、的混合物,滤饼1的主要成分是________(填化学式)。
(3)实验室中若用稀盐酸直接溶解电池正极材料会生成一种有毒气体,请写出该反应的离子反应方程式________。
(4)烧渣“水浸”前要先分离过量的,否则“水浸”时因其水解会产生大量的烟雾。、同主族,从原子结构角度解释不如易水解的原因是________。
(5)“沉钴”时需要调节溶液的,其目的是________。
(6)在空气中加热时,固体残留率()随温度的变化曲线如图所示:
在290℃完全脱水,在A点的温度下剩余固体的成分是________(填化学式)。
(7)已知的溶解度随温度变化如下表:
T/℃
20
40
60
80
/g
1.33
1.17
1.01
0.85
“沉锂”前将溶液浓缩可以得到副产品,此外还有一个目的是________;“沉锂”后过滤时用热水而不用冷水洗涤的原因是________。
【答案】(1)第四周期第Ⅷ族
(2)
(3)
(4)Si原子半径大,键长较长,较易断裂 碳没有d轨道,无法接受水分子的配位进攻,硅有空的3d轨道,可接受水分子的孤对电子,形成配位中间体,使得的水解在常温下可以进行 原子半径:,Si原子周围空间相对宽松,较易与Si形成配位键(三点任选其一即可)
(5)使沉淀完全
(6)
(7) ①. 有利于沉淀锂离子 ②. 减少的损失
【解析】
【分析】由流程和题中信息可知,LiCoO2粗品与SiCl4在500℃焙烧时生成氧气和烧渣,烧渣是LiCl、CoCl2和SiO2的混合物;烧渣经水浸、过滤后得滤液1和滤饼1,滤饼1的主要成分是SiO2;滤液1用氢氧化钠溶液沉钴,过滤后得滤饼2[主要成分为Co(OH)2]和滤液2(主要溶质为LiCl);滤饼2置于空气中在850℃煅烧得到Co3O4;滤液2经碳酸钠溶液沉锂,得到为Li2CO3,以此解答。
【小问1详解】
Co是第27号元素,位于元素周期表第四周期第Ⅷ族;
【小问2详解】
“焙烧”得到LiCl、CoCl2和SiO2的混合物,由分析可知,滤饼1的主要成分是SiO2。
【小问3详解】
已知在酸性溶液中是强氧化剂,若用盐酸直接溶解,Cl-被氧化,产生有污染性的气体氯气,Co元素由+3价下降到+2价,根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为:;
【小问4详解】
不如易水解的原因,从原子结构角度分析:Si的原子半径大,Si-Cl键长较长,较易断裂;也可以说碳没有d轨道,无法接受水分子的配位进攻,硅有空的3d轨道,可接受水分子的孤对电子,形成配位中间体,使得的水解在常温下可以进行,或者说原子半径:,Si原子周围空间相对宽松,较易与Si形成配位键。
【小问5详解】
溶液中Co2+浓度为时,表示沉淀完全,,所以,,pH≈9.4,所以“沉钴”时需要调节溶液的,其目的是:使Co2+沉淀完全。
【小问6详解】
Co(OH)2 在空气中加热时,可得到不同价态的氧化物,根据质量守恒定律,在变化过程中,Co的质量没有变化。设原始固体质量为 100 g,则 n(Co)=n[Co(OH)2]== mol,m(Co)=nM(Co)= mol×59 g/mol=g,在 290℃ 时,固体质量=89.25g,水完全脱除,固体只含Co元素和O元素,其中O元素的质量 m(O)=m-m(Co)=(89.25−)g,n(O)= =mol。在剩余固体中,n(Co):n(O)= :=2:3,剩余固体的成分为 Co2O3;
【小问7详解】
“沉锂”前将溶液浓缩可以得到副产品,同时增大了c(Li+),此外还有一个目的是有利于沉淀锂离子,Li2CO3的溶解度随着温度的升高而降低,“沉锂”后过滤时用热水而不用冷水洗涤的原因是减少Li2CO3的损失。
19. 利用、为原料合成的主要反应如下。
Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题:
(1)已知反应Ⅲ的平衡常数,写出反应Ⅲ的热化学方程式________。
(2)与在催化剂表面生成和的部分反应历程,如图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用*标注。步骤①②④中为决速步骤的是________。
(3)一定条件下,加入新催化剂使和在压强为p MPa的恒压密闭容器中只发生反应Ⅰ、Ⅱ,平衡转化率和选择性[]随温度的变化曲线如图所示。
①表示选择率的曲线是________(填“”或“”);平衡转化率随温度升高发生如图变化的原因是________。
②由图计算,553 K时达到平衡,的体积分数是________(保留两位有效数字),反应Ⅰ的________(列出计算式)。(为压强平衡常数,其表达式写法:在浓度平衡常数表达式中用分压代替浓度,气体的分压等于总压乘以该气体的物质的量分数。)
(4)向恒压密闭容器中按、物质的量之比投料只发生反应Ⅱ,,温度时反应物摩尔分数随时间变化关系如图所示。已知该反应的速率方程为,,温度时反应速率常数k分别为,。
下列说法正确的是________。
A. 温度下,平衡后向容器中加入氮气,反应速率不变
B. 温度下,改变初始投料比例,可使平衡时各组分摩尔分数与温度时相同
C. 温度不变,仅改变体系初始压强,反应物摩尔分数随时间的变化曲线不变
D. 、温度下达平衡时反应速率的比值:
【答案】(1)
(2)① (3) ①. ②. 随温度升高,反应Ⅱ正向进行的程度大于反应Ⅰ逆向进行的程度 ③. 21% ④. 或或或等价表达式 (4)D
【解析】
【小问1详解】
根据题干信息,反应Ⅲ的平衡常数,结合平衡常数表达式和盖斯定律可知,反应Ⅲ=反应Ⅰ-反应Ⅱ,则反应Ⅲ的热化学方程式为,;
【小问2详解】
从图像可以看出,反应①的活化能为0.89 eV,反应②活化能为,反应④活化能为,其中,反应①的活化能最大,反应速率最慢,是决速步骤;
【小问3详解】
①根据题干信息,,,随着温度升高,反应Ⅰ平衡向逆反应方向移动,反应Ⅱ平衡向正反应方向移动,的选择率降低,因此,表示选择率的曲线是,表示平衡转化率的曲线是。是反应Ⅰ和Ⅱ的原料,从图像可以看出,的平衡转化率随温度升高而增加,说明升温使反应Ⅱ平衡向正反应方向移动的程度大于使反应Ⅰ逆向进行的程度;
②从图像可以看出,当温度为553K时,的选择性为60%,的平衡转化率为20%,和的起始投料量分别为1 mol和3 mol,则反应过程中消耗的的物质的量,生成的物质的量为,根据质量守恒,生成CO的物质的量,据此可列式:
平衡时,气体总物质的量,则的体积分数为;反应Ⅰ的平衡常数;
【小问4详解】
A.不参与反应,在恒温恒压下,向平衡后的容器中通入,参与反应的各气体浓度降低,根据,反应速率降低,A错误;
B.假设起始投料量不相等,可将该容器划分为恒压的两部分,右半部分,左半部分为过量的原料(或),如图所示:。当温度为时,根据图像,右半部分中反应物的含量高于温度为时。此时撤去挡板,容器中原料的分压增加,平衡向正反应方向移动,但根据勒夏特列原理,平衡的移动不能抵消原料分压增加的影响,最终导致该条件下无法达到与温度时相同的平衡状态,B错误;
C.当温度不变时,增加压强,容器内气体分子碰撞频率增加,反应速率增加,到达平衡状态所需时间更短,反应物摩尔分数随时间的变化曲线会变得更陡,C错误;
D.从图像可以看出,当温度为时,容器中反应物的摩尔分数大于,,,则,D正确;
故答案选D。
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2025~2026学年高二下学期3月月考
化学试题
(全卷满分100分,考试用时75分钟)
可能用到的相对原子质量H 1 C 12 N 14 O 16 Co 59 Zn 65 Zr 91
一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分)
1. 生活中有许多现象或做法都蕴含着化学知识,下列说法不正确的是
A. 风油精可以去除圆珠笔印,利用了“相似相溶”规律
B. “福建舰”可通过涂漆的方式防止舰体表面生锈
C. 牙膏中添加氟化物可以预防龋齿,利用了氟化物的强氧化性
D. “山东舰”甲板所用耐磨涂层碳化硅为共价晶体
2. 实验室可用如下反应制备氮气:。设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 含键数目为
B. 标准状况下,1 mol冰最多含氢键数目为
C. 常温下,的氨水中含的数目为
D. 与充分反应得到的分子数为
3. 下列化学用语或图示正确的是
A. 基态O原子的价层电子轨道表示式:
B. 邻羟基苯甲醛分子内氢键的示意图:
C. 细胞和细胞器的双分子膜的结构示意图:
D. 分子的球棍模型:
4. 下列描述中错误的是
A. 中配位原子为N B. 的沸点比低
C. 1 mol白磷中的数目为 D. 和的空间结构相同
5. 常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A. 澄清透明的溶液中:、、、
B. 水电离出的溶液中:、、、
C. 的的混合液:、、、
D. 使甲基橙显黄色的溶液:、、、
6. 下列实验设计与装置能达到相应实验目的的是
A.中和滴定
B.在铁片上镀镍
C.制胶体
D.实验室制备
A. A B. B C. C D. D
7. 图示超分子在催化领域具有重要作用,以下说法错误的是
A. 该超分子酸性弱于
B. 该超分子通过氢键完成自组装
C. 该超分子中,中的大键电子参与形成配位键
D. 该超分子存在的化学键类型有极性键、非极性键、氢键
8. 一种离子液体由原子序数依次增大的短周期主族元素Q、X、Y、Z、W组成,其阴、阳离子的结构如图所示。下列说法错误的是
A. 简单氢化物的稳定性:
B. 最高价含氧酸的酸性:
C. 电负性:
D. Q与X形成的化合物或与Y形成的简单离子均为10电子微粒
9. 下列有关物质性质或用途的解释错误的是
选项
性质或用途
解释
A
酸性:
电负性:,极性:,导致中羟基极性更大,更容易电离出
B
熔点:氯化钠>氯化铝
离子晶体中离子所带电荷数越少,离子半径越大,离子晶体熔点越低
C
用红热铁针和均匀涂覆石蜡的水晶片验证晶体的各向异性
晶体内部质点排列具有有序性
D
氢氟酸可用于雕刻玻璃
氢氟酸能与玻璃中的二氧化硅发生反应
A. A B. B C. C D. D
10. 一种电化学组合装置如图,锌电池工作时“双极膜”中间层的H2O解离为H+和,在电场作用下向两极迁移,同时可高选择性电催化5-羟甲基糠醛生成2,5-呋喃二甲酸并耦合析氢。下列说法正确的是
A. 膜n为阳离子交换膜
B. c为阳极,发生氧化反应
C. 产生0.3 mol 时,理论上生成0.4 mol 2,5-呋喃二甲酸
D. 当双极膜中有1 mol H2O解离时,负极区溶液质量增加32.5 g
11. 向溶液蚀刻铜板后的“腐蚀液”中,滴加1滴0.1 mol/L KSCN溶液,溶液变为红色并立即产生白色沉淀。为探究产生上述现象的原因,进行如下实验。
实验
操作
现象
①
分别向溶液和溶液中,滴加1滴溶液
溶液中无明显变化,一段时间后变成红色;溶液变为绿色,一段时间后绿色褪去并产生白色沉淀
②
向溶液中,滴加少量溶液和1滴0.1 mol/L KSCN溶液
溶液立即变为红色,并产生白色沉淀
③
向溶液中,滴加少量溶液和1滴0.1 mol/L KSCN溶液
溶液立即变为红色,无白色沉淀生成
已知:性质与卤素离子相似;白色沉淀为;在溶液中显淡黄色。
下列说法错误的是
A. 实验①中溶液变为浅红色的原因是被氧化
B. 实验②中生成白色沉淀的反应为
C. 由实验①②③可知,是氧化SCN-的催化剂
D. 可用KSCN溶液检验"腐蚀液"中是否含有
12. 常温下,溶液中所有含A物种的摩尔分数与pH的关系如图虚线所示,和NA在溶液(浓度保持不变)中达到沉淀溶解平衡时,(Q表示和)与pH的关系如图实线所示。下列说法正确的是
A. 直线①表示与pH的关系
B.
C. 时,溶液中存在:
D. 向0.01 mol/L的、的混合溶液中滴加溶液,先开始沉淀
13. 在低温下能自发进行。和按不同进料比通入恒容密闭容器中,保持体系初始压强相同,测定不同温度下体系达平衡时的(,为体系平衡压强)如图,已知Z点。下列说法错误的是
A.
B. 的平衡转化率:
C. 温度下,分压平衡常数为
D. 温度下,当进料比时,体系平衡压强为215 kPa
14. 标记的乙酸甲酯在足量NaOH溶液中发生水解,部分反应历程可表示为: 能量变化如图所示。已知 为快速平衡,下列说法正确的是
A. 反应结束后,溶液中存在
B. 反应Ⅲ为决速步
C. 反应结束后,溶液中存在
D. 反应Ⅰ与反应Ⅳ活化能的差值等于图示总反应的焓变
15. 锆的某种氧化物是重要的催化与能源材料,其晶胞结构如图1所示,该立方晶胞的参数为a pm,阿伏加德罗常数的值为。在高温或氧分压较低时,图1中的部分被还原为,同时产生氧空位以维持电中性,在这个过程中得到的某一产物的晶胞结构如图2所示。下列说法错误的是
A. 图1晶胞中两个O原子间的最短距离为
B. 图1晶胞中每个Zr原子的配位数为8
C. 图2晶胞中与的个数比为
D. 图1晶体的密度为
二、填空题(本题共4小题,共55分)
16. 非金属元素及其化合物在生产、生活和科研中应用广泛。回答下列问题:
(1)1 mol配合物中含有________键。
(2)黑磷具有与石墨类似的层状结构,如下图所示。黑磷的晶体类型为________,层与层之间的相互作用为________。
(3)存在两种异构体,抗癌药物顺铂可由以下途径得到:
(顺式-二氯二氨合铂),下列说法正确的是________。
A. 中Pt的杂化方式为
B. 相同条件下,顺铂在苯中的溶解度小于反铂
C. 的配位数为2
D. 顺铂中的键角大于中的键角
(4)中心原子为Cl,中心原子为O,二者均为V形结构,但中存在大键。中Cl原子的轨道杂化方式________;中键长________中键长(填“>”“<”或“=”)。
(5)逐级电离能:,可能的原因是________。
17. 碘化铅()易溶于DMF溶剂,极难溶于乙醇,微溶于水。实验室用废旧铅酸电池的铅膏(主要成分为、和PbO)制备,并测定的溶度积常数,操作如下:
【制备】
Ⅰ.取10 g铅膏于烧杯中,加100 mL饱和溶液快速搅拌1.5 h,弃去上层清液。
Ⅱ.再往烧杯中加入溶液,边加边搅拌至反应完全,静置后过滤。
Ⅲ.向滤渣中加入足量溶液,至固体全部溶解,得到醋酸铅溶液。
Ⅳ.控制一定pH,将步骤Ⅲ中所得醋酸铅溶液加热后加入含的溶液,反应后冷却至室温,过滤得粗产品。
已知:,。
(1)步骤Ⅰ加入饱和溶液的作用是________。
(2)步骤Ⅱ中加入使转化为PbO,发生反应的化学方程式为________,判断反应完全的依据是________。
(3)步骤Ⅳ中,已知控制不同pH,得到的产品中含有的杂质不同。实验小组进行了如下探究:
组别
实验条件
产品中杂质
a
加入HI溶液,控制
b
加入NaI溶液,用调节pH至4~6之间
X
①实验a中,为提纯PbI₂,可先将得到的粗产品溶于DMF中,再加入________使结晶析出。
②实验b中,通过检测发现杂质X中含有的铅原子与碘原子个数之比为,且X中不含碳原子,则杂质X的化学式为________。
【测定的溶度积】
(4)取固体溶于水配制成饱和溶液,准确量取25.00 mL饱和溶液加入离子交换柱内,与树脂中的发生交换,待溶液全部流出后,用蒸馏水淋洗树脂,将流出液和洗涤液合并,再用0.00519 mol/L NaOH标准液滴定,平均消耗NaOH溶液11.65 mL。
①下列仪器中,滴定时需用到的有________(填仪器名称)。
②该温度下的________(列出计算式)。
18. 锂离子电池是新能源汽车的重要部件。某研究小组利用对废弃的锂离子电池正极材料(在酸性溶液中是强氧化剂)进行氯化处理,同时回收、等金属,工艺流程如图所示:
已知:常温下,,;离子浓度小于表示沉淀完全。
回答下列问题:
(1)在元素周期表中的位置是________。
(2)“焙烧”得到、、的混合物,滤饼1的主要成分是________(填化学式)。
(3)实验室中若用稀盐酸直接溶解电池正极材料会生成一种有毒气体,请写出该反应的离子反应方程式________。
(4)烧渣“水浸”前要先分离过量的,否则“水浸”时因其水解会产生大量的烟雾。、同主族,从原子结构角度解释不如易水解的原因是________。
(5)“沉钴”时需要调节溶液的,其目的是________。
(6)在空气中加热时,固体残留率()随温度的变化曲线如图所示:
在290℃完全脱水,在A点的温度下剩余固体的成分是________(填化学式)。
(7)已知的溶解度随温度变化如下表:
T/℃
20
40
60
80
/g
1.33
1.17
1.01
0.85
“沉锂”前将溶液浓缩可以得到副产品,此外还有一个目的是________;“沉锂”后过滤时用热水而不用冷水洗涤的原因是________。
19. 利用、为原料合成的主要反应如下。
Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题:
(1)已知反应Ⅲ的平衡常数,写出反应Ⅲ的热化学方程式________。
(2)与在催化剂表面生成和的部分反应历程,如图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用*标注。步骤①②④中为决速步骤的是________。
(3)一定条件下,加入新催化剂使和在压强为p MPa的恒压密闭容器中只发生反应Ⅰ、Ⅱ,平衡转化率和选择性[]随温度的变化曲线如图所示。
①表示选择率的曲线是________(填“”或“”);平衡转化率随温度升高发生如图变化的原因是________。
②由图计算,553 K时达到平衡,的体积分数是________(保留两位有效数字),反应Ⅰ的________(列出计算式)。(为压强平衡常数,其表达式写法:在浓度平衡常数表达式中用分压代替浓度,气体的分压等于总压乘以该气体的物质的量分数。)
(4)向恒压密闭容器中按、物质的量之比投料只发生反应Ⅱ,,温度时反应物摩尔分数随时间变化关系如图所示。已知该反应的速率方程为,,温度时反应速率常数k分别为,。
下列说法正确的是________。
A. 温度下,平衡后向容器中加入氮气,反应速率不变
B. 温度下,改变初始投料比例,可使平衡时各组分摩尔分数与温度时相同
C. 温度不变,仅改变体系初始压强,反应物摩尔分数随时间的变化曲线不变
D. 、温度下达平衡时反应速率的比值:
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