精品解析：湖南省长沙市恒雅高级中学2024-2025学年高二下学期期末考试 化学试题

长沙市恒雅高中2025年上学期高二期末考试 化学 注意事项： 1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2.请将答案正确填写在答题卡上 一、单选题(共42分) 1. 考古时利用，测定一些文物的年代，则的电子数为 A. 14 B. 8 C. 6 D. 20 【答案】C 【解析】 【详解】元素符号左下角的数字为质子数，即质子数为6，电子数等于质子数为6，故选C。 2. 先秦时期的《考工记》最早记载了我国古代精炼蚕丝工艺。“以涚水(草木灰水)沤(长时间浸泡)其丝，七日……”可除去蚕丝中的丝胶等杂质。下列说法错误的是 A. 草木灰经水浸、过滤得到涚水 B. 涚水的主要溶质是碳酸钾 C. 蚕丝纤维与棉纤维主要成分相同 D. 丝胶在碱性溶液中比在水中易水解 【答案】C 【解析】 【详解】A．草木灰主要成分是K2CO3，该物质易溶于水，因此草木灰经水浸、过滤得到涚水中含有可以去除油脂的洗涤剂K2CO3的水溶液，A正确； B．草木灰中含有多种可溶性物质，其主要成分是碳酸钾，故涚水的主要溶质是碳酸钾，B正确； C．蚕丝纤维主要成分是蛋白质，而棉纤维主要成分是纤维素，因此二者的主要成分不相同，C错误； D．丝胶属于蛋白质，蛋白质是氨基酸脱水缩合形成的高分子化合物，在碱性溶液中由于水解产生的羧基能够与碱发生反应产生可溶性物质，因此其在碱性条件下比在中性水中更易发生水解反应，D正确； 故合理选项是C。 3. 下列化学用语表示正确的是 A. 乙烯的结构式：C2H4 B. 甲烷的球棍模型： C. 硝酸的分子式：HNO3 D. 二氧化碳的电子式： 【答案】C 【解析】 【详解】A．乙烯的结构式为 ，C2H4为乙烯的分子式，A错误； B．甲烷的球棍模型为 ， 为甲烷的空间填充模型，B错误； C．1分子硝酸由1个H原子、1个N原子和3个O原子构成，硝酸的分子式为HNO3，C正确； D．O原子最外层外有6个电子，其中有4个电子形成2对孤电子对，另外两个单电子与C原子外的4个单电子形成双键，二氧化碳的电子式为 ，D错误； 故答案选C。 4. 下列说法中不正确的是 A. 纤维素可在人体内酶的作用下水解生成葡萄糖 B. 部分蛋白质遇浓硝酸变黄色 C. 油脂在碱性环境下水解可以制得肥皂和甘油 D. 葡萄糖可发生银镜反应 【答案】A 【解析】 【详解】A．人体内没有可以水解纤维素的酶，A错误； B．部分蛋白质遇浓硝酸发生显色反应，B正确； C．油脂在碱性条件下水解可以得到高级脂肪酸钠(肥皂)和甘油，C正确； D．葡萄糖中含醛基，能发生银镜反应，D正确； 故选A。 5. 下列对新制饱和氯水的叙述不正确的是 A. 具有刺激性气味 B. 需要避光保存 C. 具有杀菌、消毒作用 D. 不能使有色布条褪色 【答案】D 【解析】 【详解】A．新制饱和氯水中含有氯分子，氯气有刺激性气味，故A正确； B．新制氯水中含有次氯酸，次氯酸见光易分解，需要避光保存，故B正确； C．次氯酸具有强氧化性，可以杀菌消毒，故C正确； D．次氯酸具有漂白性，可以使有色布条褪色，故D错误； 故答案选D。 6. 下图是实验室硫酸试剂标签上的部分内容，据此下列说法正确的是 A. 配制500mL4.6 mol/L的稀硫酸需取该硫酸125mL B. 1molAl与足量的该硫酸反应产生3g氢气 C. 该硫酸的物质的量浓度为9.2mol/L D. 将该硫酸加水配成质量分数49%的溶液时其物质的量浓度等于9.2mol/L 【答案】A 【解析】 【分析】根据c=可知，该硫酸溶液的物质的量浓度为mol/L=18.4mol/L。 【详解】A．根据稀释定律，溶液稀释前后溶质的物质的量不变，故需要浓硫酸的体积为=125mL，选项A正确； B．常温下Al在浓硫酸中发生钝化现象，且浓硫酸为氧化性酸，加热反应也不能生成氢气，选项B错误； C．根据c=可知，该硫酸溶液的物质的量浓度为mol/L=18.4mol/L，选项C错误； D．浓硫酸和水的密度不同，等质量混合后体积不等于硫酸体积的2倍，混合后物质的量浓度不是9.2mol/L，选项D错误。 答案选A。 7. 实验室通过如图所示装置制备Na2S2O3，反应原理：2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2。下列有关说法错误的是 A. 导管a的作用是有利于硫酸滴入 B. 装置A中的反应体现硫酸的酸性 C. 装置B、D作用完全相同 D. 装置C中先有淡黄色浑浊产生，后又变澄清，说明过程中有硫单质生成 【答案】C 【解析】 【分析】硫酸和亚硫酸钠在A中发生复分解反应产生二氧化硫，通过B中产生气泡的速率调节滴加硫酸的速率，二氧化硫与硫化钠、碳酸钠在C中发生反应制备Na2S2O3，多余的二氧化硫用E吸收，二氧化硫在C、E中被吸收时容易引起倒吸，B和D还有防倒吸的作用。 【详解】A．a可以平衡分液漏斗和烧瓶内的气压，有利于硫酸顺利滴入，A正确； B．A中发生H2SO4+Na2SO3=Na2SO4+H2O+SO2↑，利用复分解反应强制弱原理制备SO2，该反应体现了硫酸的酸性，B正确； C．实验过程中可以通过B中产生气泡的速率调节滴加硫酸的速率，同时二氧化硫与C中物质反应易引起倒吸，B还可以起到平衡气压、防倒吸的作用，D的作用仅仅是作安全瓶，起防倒吸的作用，C错误； D．C中出现黄色浑浊，说明C中产生了硫单质，最终又变澄清，说明硫单质又反应了，即装置C中先有淡黄色浑浊产生，后又变澄清，说明过程中有硫单质生成，D正确； 答案选C。 8. 碘对动植物的生命是极其重要的。下列有关碘及其化合物的离子方程式书写正确的是 A. 利用食醋、淀粉碘化钾试纸检验碘盐中的碘酸钾： B. 氢碘酸在空气中变质： C. 将少量钠投入盐酸中： D. 向悬浊液中滴加溶液： 【答案】D 【解析】 【详解】A．食醋是弱酸，不能拆，反应的离子方程式为：，故A错误； B．电荷及电子转移均不守恒，反应为：，故B错误； C．将少量钠投入盐酸中，钠与盐酸反应：，故C错误； D．氯化银、碘化银为同种类型沉淀，由于氯化银的Ksp大于碘化银的Ksp，因此向悬浊液中滴加溶液可以得到碘化银沉淀，反应为：，故D正确； 故答案选D。 9. 复旦大学某课题组首次实现了以芳基磺酰氯(ArSO2Cl)为引发剂的有机催化光调控活性聚合，如图所示。图中R1、R2为烷基，Ar为芳基。下列说法正确的是 A. 基态S原子的价电子有4种运动状态 B. 磺酰氯(SO2Cl2)的分子构型为正四面体形 C. X分子中的C、N原子均只采取sp2杂化 D. Y分子属于线性高分子材料，具有热塑性 【答案】D 【解析】 【详解】A．已知S为16号元素，故基态S原子的价电子排布式为：3s2p4，根据鲍利不相容原理可知，基态S原子的价电子有6种运动状态，A错误； B．由题干信息可知，SO2Cl2的结构式为：，故磺酰氯(SO2Cl2)的分子中心原子S周围价层电子对数为4，故其构型为四面体形，由于Cl和O的原子半径不同，故不为正四面体形，B错误； C．由题干有机物结构简式可知，X分子中的环上C和N均采用sp2杂化，但烷基R2上的C采用sp3杂化，C错误； D．由题干有机物结构简式可知，Y分子属于线性高分子材料，具有热塑性，D正确； 故答案为：D。 10. 中国传统文化源远流长，下列文物或物品属于无机非金属材料的是 竹简 棉衣 曾侯乙编钟 成化鸡缸杯 A B C D A. A B. B C. C D. D 【答案】D 【解析】 【详解】A．竹简的成分是纤维素，属于天然有机高分子化合物，故不选A； B．棉衣的成分是纤维素，属于天然有机高分子化合物，故不选B； C．曾侯乙编钟是青铜器，属于金属材料，故不选C； D．成化鸡缸杯属于硅酸盐，属于无机非金属材料，故选D； 选D。 11. 在密闭容器中充入1和1，在一定条件下发生反应：，测得的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示。实验测得，，(、为速率常数，只与温度有关)，下列说法错误的是 A. 达到平衡后，仅升高温度，增大的倍数小于增大的倍数 B. 若密闭容器(对应压强下)体积为1L，则b点 C. 的物质的量浓度：b点点 D. 逆反应速率：a点点 【答案】C 【解析】 【详解】A．平衡时，v正=v逆，即k正c2(NO)∙c2(CO)= k逆c(N2)∙c2(CO2)，升高温度后，正、逆反应的速率增大，但NO的平衡转化率降低，平衡逆向移动，说明逆反应增大的幅度大于正反应，而体系中各组分的瞬时浓度不变，故k正增大的倍数小于 k逆增大的倍数，A正确； B．a点NO的平衡转化率为80%，CO和NO起始的物质的量均为1mol，根据化学方程式可知CO、NO、N2、CO2转化的物质的量分别为0.8mol、0.8mol、0.4mol、0.8mol，则CO、NO、N2、CO2平衡时的物质的量分别为0.2mol、0.2mol、0.4mol、0.8mol，由于容器体积为1L，故CO、NO、N2、CO2平衡时的浓度分别为0.2mol/L、0.2mol/L、0.4mol/L、0.8mol/L，a点===160；a点和b点温度相同，平衡常数相同，所以b点=160，B正确； C．a点和b点的NO的起始物质的量相同，若从a→b，需要减小压强，根据勒夏特列只减弱不消除原理，所以不论平衡如何移动，气体浓度一定是降低的，所以NO物质的量浓度是b点＜a点，C错误； D．设压强为p2，温度与a点相同时的点为d点，由C选项可知，d点NO的物质的量浓度大于a点，则a点N2、CO2的浓度大于d点，故a点逆反应速率大于d点；d点和c点的压强相同，d点的温度高于c点，则d点的逆反应速率大于c点，故a点逆反应速率大于c点，D正确； 故选C。 12. 下列离子方程式与所给事实相符的是 A. 向水杨酸溶液中加入碳酸氢钠：+2HCO→+2H2O+2CO2↑ B. 向碳酸氢镁溶液中加入过量澄清石灰水溶液产生白色沉淀： C. 向溶液中通入气体： D. 溶液滴入溶液中： 【答案】D 【解析】 【详解】A．酚羟基酸性小于碳酸，不会和碳酸氢钠反应，生成二氧化碳，A错误； B．由于石灰水过量，最终生成氢氧化镁和碳酸钙沉淀，B错误； C．硫化钠呈碱性，水应为反应物，生成硫单质和氢氧根离子，C错误； D．K3[Fe(CN)6]溶液滴入FeCl2溶液中：亚铁与铁氰化钾反应生成深蓝色沉淀，D正确； 故选D。 13. 近日，清华大学王保国教授团队设计出了一种双极膜(将解离成和)电解合成的反应器，其简化模型如图所示，已知：法拉第常数。下列说法错误的是 A. M极电势低于N极电势 B. 电解合成过程中，通过阳离子交换膜向左移动 C. 阴极的电极反应式为 D. 理论上产生时，外电路流过的电量为 【答案】D 【解析】 【详解】A．左侧发生还原反应生成，电极反应式为，该电极为阴极，与电源负极相连，由于电源正极电极电势大于负极电势，故左边电极电势低于右边电极电势，A正确； B．电解合成过程中通过阳离子交换膜向左移动，B正确； C．根据A的分析，C正确； D．理论上产生时，转移，因此外电路流过的电量，D错误； 故选D。 14. 我国科学家设计了一种双位点电催化剂，用和电化学催化合成甘氨酸原理如图，双极膜中解离的和在电场作用下向两极迁移。已知在溶液中，甲醛转化为，存在平衡：，电极上发生的电子转移反应为。下列说法正确的是 A. 电极与电源的负极相连 B. 理论上双极膜中解离水的质量为90g时，则生成 C. 阴极总反应式为： D. 用铅蓄电池作电源时，每消耗，铜上生成 【答案】A 【解析】 【分析】在KOH溶液中HCHO转化为：HCHO+OH-→HOCH2O-，存在平衡，Cu电极上发生的电子转移反应为，结合成H2，Cu电极为阳极；PbCu电极为阴极，首先HOOC-COOH在Pb上发生得电子的还原反应转化为OHC-COOH：H2C2O4+2e-+2H+=OHC-COOH+H2O，OHC-COOH与HO-N+H3反应生成HOOC-CH=N-OH：OHC-COOH+HO- N+H3→HOOC-CH=N-OH+H2O+H+，HOOC-CH=N-OH发生得电子的还原反应转化成H3N+CH2COOH：HOOC-CH=N-OH+4e-+5H+=H3N+CH2COOH+H2O。 【详解】A．由分析，PbCu电极为阴极，电极与电源的负极相连，A正确； B．根据分析，阴极区的总反应为H2C2O4+HO-N+H3+6e-+6H+= H3N+CH2COOH+3H2O，1molH2O解离成1molH+和1molOH-，90g水为5mol，故理论上生成molH3N+CH2COOH，B错误； C．由分析可知，阴极总反应式为：H2C2O4+HO-N+H3+6e-+6H+= H3N+CH2COOH+3H2O，C错误； D．没有标况，不确定生成氢气体积，D错误； 故选A。 二、解答题(共58分) 15. 甲烷是非常重要的化工原料，利用甲烷催化重整技术可制备多种化工品和能源品。回答下列问题： （1）现有甲烷、水蒸气催化重整制氢工艺： ，此反应分两步进行，第I步和第Ⅱ步的反应原理如下，反应的关系如图1所示。 I． Ⅱ． 1000℃时，反应的平衡常数___________。 （2）一种甲烷和二氧化碳的共转化催化反应历程如图2所示： 已知部分化学键的键能数据如下： 共价键 C—H O—H C—O C—C 键能() 413 497 462 351 348 根据上述信息，写出该催化反应的热化学方程式：___________。 （3）某研究团队认为甲烷催化制甲酸的转化过程如图3所示： ①上述历程中除制得甲酸外，还可得到的副产品为___________。 ②已知上述步骤Ⅱ反应的。一定温度下，向10L恒容密闭钢瓶中充入1mol(g)和1mol(g)，在催化剂作用下发生步骤Ⅱ的反应。10min末达到平衡，测得钢瓶中(g)的物质的量为0.6mol。0~10min内，平均反应速率___________。改变条件重复实验，测得的平衡转化率()与温度(T)和压强(p)的关系如图4所示，则___________(填“”“”或“”)。 （4）已知 。500℃时，与水蒸气重整制氢时主要发生的反应有：，，实际生产中可向重整反应体系中加入适量多孔CaO，理由是___________。在m和n两种催化剂作用下，反应的阿伦尼乌斯经验公式实验数据如图5所示，已知阿伦尼乌斯经验公式(为活化能，k为速率常数，R和C为常数)，m和n两种催化剂中对该反应催化效果较差的是___________，用m作催化剂时，该反应的活化能为___________。 【答案】（1）10000或 （2） （3） ①. ②. ③. （4） ①. 吸收，提高的产率，提供热量 ②. m ③. 31 【解析】 【小问1详解】 1000℃时，第I步反应、第Ⅱ步反应的分别为3、1，则，，反应可由反应I反应Ⅱ得到，因此，故答案为：10000或104； 【小问2详解】 由图可知，反应为二氧化碳与甲烷在催化剂作用下反应生成乙酸，反应的化学方程式为：，反应的=(497kJ/mol×2+413kJ/mol×4)-(413kJ/mol×3+348kJ/mol+351kJ/mol+462kJ/mol+497kJ/mol)=-251kJ/mol，故答案为： ； 【小问3详解】 ①根据图中转化关系，再结合元素守恒和得失电子守恒，可得总反应方程式为：，则上述历程中除制得甲酸外，还可得到的副产品是，故答案为：H2； ②列三段式如下： 0~10min内，，，该反应为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，的平衡转化率增大，且在图中相同压强下，温度为时的平衡转化率大于时的，故，故答案为：；＜； 【小问4详解】 加入适量多孔的CaO便于吸收，且二者反应放热，提供热量，加快甲烷与水蒸气的重整反应速率，提高的产率；已知，则，即直线的斜率为活化能的相反数，由图可知，斜率关系：m<n，则对应活化能关系：m>n，活化能越大，催化效果越差，所以m和n两种催化剂中对该反应的催化效果较差的是m，用m作催化剂时，反应的活化能为，故答案为：吸收，提高的产率，提供热量；m；31。 16. 有机化合物G是某医药合成的中间体，合成路线如图： 已知：①++② 回答下列问题： （1）下列说法不正确的是_______。 A. E的分子式为C13H16O3Br B. F分子内的所有原子一定处于同一平面 C. G中含氧官能团的名称为酰胺键、酯基 D. A→B的反应类型是还原反应，D→E的反应类型是取代反应 （2）D的结构简式为______。 （3）请写出甲苯与丁二酸酐()的反应方程式______。 （4）参照上述合成路线，设计以乙烯和物质F为原料合成的路线(用流程图表示，其他试剂任选)______。 （5）B有多种同分异构体，同时满足下列条件的同分异构体的结构简式______。 ①能够发生银镜反应、与FeCl3溶液发生显色反应 ②核磁共振氢谱表明：分子中共有5种不同化学环境的氢原子 【答案】（1）AB （2） （3）+→或+→ （4） （5）、、 【解析】 【分析】根据题中所给信息①推出A的结构简式为，B与乙醇发生酯化反应，推出C的结构简式为，根据D的分子式以及E的结构简式知D生成E发生取代反应，因此D的结构简式为，据此分析； 【小问1详解】 A．根据E的结构简式，E的分子式为，A错误； B．根据F的结构简式，F中含有，N的杂化方式为，因此F中所有原子不处于同一平面，B错误； C．根据G的结构简式，含氧官能团是酰胺基(键)、酯基，C正确； D．A的结构简式为， B的结构简式对比知，A生成B是加氢去氧，发生还原反应，D的结构简式为，则D→E发生取代反应， D正确； 故选AB。 【小问2详解】 根据分析可知D的结构简式为； 【小问3详解】 根据信息①可知甲苯与丁二酸酐()的反应方程式或； 【小问4详解】 由E→G可知，可由与反应得到，可由乙烯先与水加成生成乙醇，乙醇发生氧化反应生成，再发生流程中D→E的反应得到，合成路线为 【小问5详解】 与溶液发生显色反应，说明含有苯环和酚羟基，根据B的结构简式，符合书写的同分异构体的条件之一能发生银镜反应，说明含有醛基，核磁共振氢谱有五组峰，说明是对称结构，符合条件的结构简式为、、。 17. 铬铁矿石的主要成分为亚铬酸亚铁(FeCr2O4)，还含有及少量难溶于水和碱溶液的杂质。铬及其化合物在化工上用途广泛，由铬铁矿石制备重要化工原料重铬酸钾(K2Cr2O7)的工艺流程如下图所示： 已知：铬铁矿碱熔后转化为和。 回答下列问题： （1）为了加快矿石碱熔速率，可以采取的措施有_______(任写一种)。 （2）写出铬铁矿碱熔后转化为和的化学方程式_______。 （3）“水浸”时，滤渣A为红褐色沉淀，水解的离子方程式为_______。 （4）“调pH”时，气体X循环利用，X的化学式为_______，滤渣B的主要成分为_______。 （5）“铬转化”时，若盐酸浓度过大或用量过多，会使产品中含有Cr(Ⅲ)，既影响产品的纯度，又产生有毒气体污染环境，写出相关反应离子方程式_______。 （6）某工厂采用电解法处理含铬废水，耐酸电解槽用铁板作阴阳极，槽中盛放含铬废水，原理示意图如下： 若不考虑气体的溶解，当收集到13.44L(标准状况下)时有_______mol被还原，一段时间后产生和沉淀，若电解后溶液中，则_______。(已知，) 【答案】（1）矿石粉碎或搅拌或适当升高温度或提高空气中氧气的含量 （2） （3） （4） ①. ②. (或) （5） （6） ①. 0.1 ②. 【解析】 【分析】铬铁矿石的主要成分为亚铬酸亚铁(FeCr2O4)，还含有及少量难溶于水和碱溶液的杂质，铬铁矿石加入碳酸钠、通入氧气“碱熔”生成和、Na2SiO3，“水浸”水解为Fe(OH)3沉淀，过滤，滤液中通入二氧化碳调节pH，Na2SiO3生成沉淀，过滤，滤液中加适量盐酸使转化为，再加KCl得到。 【小问1详解】 根据影响反应速率的因素，矿石粉碎、搅拌、适当升高温度、提高空气中氧气的含量等都可以加快矿石碱熔速率。 【小问2详解】 铬铁矿“碱熔”时被氧气氧化为和，Cr元素化合价由+3升高为+6、铁元素化合价由+2升高为+3，根据得失电子守恒，反应的化学方程式为； 【小问3详解】 滤渣A为红褐色沉淀，说明“水浸”时水解Fe(OH)3和氢氧化钠，水解的离子方程式为； 【小问4详解】 碱熔过程中放出的气体是二氧化碳，用二氧化碳“调pH”，硅酸钠和二氧化碳反应生成硅酸沉淀和碳酸钠，滤渣B的主要成分为。 【小问5详解】 “铬转化”时，若盐酸浓度过大或用量过多，会使产品中含有Cr(Ⅲ)，同时产生有毒气体，说明氯离子被氧化为氯气，反应的离子方程式为； 【小问6详解】 阳极发生反应Fe-2e-=Fe2+，阴极发生反应2H++2e-=H2，当收集到13.44L(标准状况下)时电路中转移电子，则阳极生成0.6molFe2+，Fe2+把还原为Cr(Ⅲ)，Cr元素化合价降低3，根据电子守恒，被还原的的物质的量是0.1mol；一段时间后产生和沉淀，若电解后溶液中，，则。 18. 氮化铝(AlN)陶瓷是一种新型无机非金属材料， 最高可稳定到2473K， 导热性好、热膨胀系数小，是良好的耐热冲击材料。制取原理为：Al2O3+3C+N22A1N+3CO，回答下列问题： (1)氮化铝的晶体类型为________。在上述化学方程式中第二周期元素的第一电离能由小到大的顺序是______。 (2)基态氧原子电子占据最高能级的原子轨道的形状是________，未成对电子数为________。 (3)等电子体具有相似的结构。CO与N2互为等电子体，CO分子中σ键与π键数目之比为_______。 (4)Cu2+处于：[Cu(NH3)4]2+的中心，若将配离子[Cu(NH3)4]2+中的2个NH3换为CN-，则有2种结构，则Cu2+是否为sp3杂化________（填“是”或“否”）理由为_________。 (5)AlN晶体结构如图所示，1个Al原子周围距离最近的Al原子数为______个；若晶胞结构的高为a nm， 底边长为b nm，NA表示阿伏加 德罗常数的值，则其密度为_______g.cm-3(列出计算式)。 【答案】 ①. 原子晶体 ②. C<O<N ③. 哑铃形(或纺锤形) ④. 2 ⑤. 1：2 ⑥. 否 ⑦. 若是sp3杂化[Cu(NH3)4]2+的空间构型为正四面体形，将配离子[Cu(NH3)4]2+中的2个NH3换为CN-，则只有1种结构 ⑧. 12 ⑨. 【解析】 【分析】(1)原子晶体的熔沸点较高、硬度大，同一周期元素的电离能呈增大趋势； (2)根据O原子核外电子排布及各个能级的原子轨道的形状确定未成对电子数目； (3)等电子体结构相似，结合共价单键都是σ键与π键，共价双键一个是σ键，1个是π键；共价三键1个σ键个2个π键分析； (4)根据将配离子[Cu(NH3)4]2+中的2个NH3换为CN-，有2种结构，判断Cu2+中原子杂化类型； (5)利用均摊方法计算一个晶胞中含有的离Al原子最近的Al原子个数，先计算一个晶胞中含有的Al、N原子数目，然后根据晶胞密度计算公式计算。 【详解】(1)由于原子晶体的熔沸点较高、硬度大，而氮化铝(AlN)陶瓷最高可稳定到2473K，说明原子间结合力强，熔沸点高，属于原子晶体；在上述反应中涉及到的第二周期的元素有C、N、O三种元素，同一元素的电离能随原子序数的增大而增大，但由于N原子最外层的p电子处于半充满的稳定状态，不容易失去电子，属于其第一电离能比相邻的O元素要大，故三种元素的第一电离能由小到大的顺序是C<O<N； (2)O是8号元素，核外电子排布为1s22s22p4，可见基态氧原子电子占据最高能级是2p能级，其原子轨道的形状是哑铃形(或纺锤形)，由于2p轨道数目是3 个，原子核外电子总是尽可能成单排列，而且自旋方向相同，一个轨道最多可容纳2个电子，自旋方向相反，所以未成对电子数为2个； (3) N2结构简式是N≡N，等电子体具有相似的结构。CO与N2互为等电子体，所以CO分子中含有1个σ键和2个π键，因此CO分子中σ键与π键数目之比为1：2； (4)由于将配离子[Cu(NH3)4]2+中的2个NH3换为CN-，有2种结构，说明[Cu(NH3)4]2+形成是平面正方形结构，Cu2+在平面正方形对角线的交点上；若是Cu2+采用sp3杂化，由于正四面体任何两个顶点都处于相邻位置，那么[Cu(NH3)4]2+的空间构型为正四面体形，将配离子[Cu(NH3)4]2+中的2个NH3换为CN-，则只有1种结构，所以Cu2+不是采用sp3杂化； (5)由晶体结构示意图可知与Al原子连接的N原子构成的是正四面体结构，与N原子连接的Al原子构成的也是正四面体结构，则晶体中若Al原子处于立方体顶点上，可截图为，可见顶点Al原子到面心最近Al原子最近，在一个晶胞中有3个这种Al原子，且通过该Al原子可形成8个晶胞，每个Al原子被计算了2次，因此与1个Al原子周围距离最近的Al原子数为=12个；也可以按照题图画实线部分截图为。在该结构图中，底面为菱形，处于对位的两个顶角分别为60°、120°，其中含有Al原子个数为Al：=2，含有N原子数目为N：=2，因此一个该结构中含有2个AlN，底面面积为S=b×(10-7 cm) b×(10-7 cm)=b2×10-14 cm2，晶胞高为a nm=a×10-7 cm，则该结构体积V=b2×10-21 cm3，该结构质量m=g，所以该结构(即晶胞)的密度为=g/cm3。 【点睛】本题考查了物质结构的知识，涉及元素电离能大小比较、原子的杂化、等电子体及晶胞有关计算等。掌握物质结构知识是解题关键，在进行晶胞计算时要学会利用均摊方法，难点是计算晶胞中含有的Al、N原子数目，同时会计算晶胞的体积，结合密度计算公式计算，需要学生具有一定的空间想象能力和计算能力，在计算晶体密度时要注意长度单位的换算关系。学生要具备扎实的基础知识与综合运用知识分析问题、解决问题的能力。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 长沙市恒雅高中2025年上学期高二期末考试 化学 注意事项： 1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2.请将答案正确填写在答题卡上 一、单选题(共42分) 1. 考古时利用，测定一些文物的年代，则的电子数为 A. 14 B. 8 C. 6 D. 20 2. 先秦时期的《考工记》最早记载了我国古代精炼蚕丝工艺。“以涚水(草木灰水)沤(长时间浸泡)其丝，七日……”可除去蚕丝中的丝胶等杂质。下列说法错误的是 A. 草木灰经水浸、过滤得到涚水 B. 涚水的主要溶质是碳酸钾 C. 蚕丝纤维与棉纤维主要成分相同 D. 丝胶在碱性溶液中比在水中易水解 3. 下列化学用语表示正确的是 A. 乙烯的结构式：C2H4 B. 甲烷的球棍模型： C. 硝酸的分子式：HNO3 D. 二氧化碳的电子式： 4. 下列说法中不正确的是 A. 纤维素可在人体内酶的作用下水解生成葡萄糖 B. 部分蛋白质遇浓硝酸变黄色 C. 油脂在碱性环境下水解可以制得肥皂和甘油 D. 葡萄糖可发生银镜反应 5. 下列对新制饱和氯水的叙述不正确的是 A. 具有刺激性气味 B. 需要避光保存 C. 具有杀菌、消毒作用 D. 不能使有色布条褪色 6. 下图是实验室硫酸试剂标签上的部分内容，据此下列说法正确的是 A. 配制500mL4.6 mol/L的稀硫酸需取该硫酸125mL B. 1molAl与足量的该硫酸反应产生3g氢气 C. 该硫酸的物质的量浓度为9.2mol/L D. 将该硫酸加水配成质量分数49%的溶液时其物质的量浓度等于9.2mol/L 7. 实验室通过如图所示装置制备Na2S2O3，反应原理：2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2。下列有关说法错误的是 A. 导管a的作用是有利于硫酸滴入 B. 装置A中的反应体现硫酸的酸性 C. 装置B、D作用完全相同 D. 装置C中先有淡黄色浑浊产生，后又变澄清，说明过程中有硫单质生成 8. 碘对动植物的生命是极其重要的。下列有关碘及其化合物的离子方程式书写正确的是 A. 利用食醋、淀粉碘化钾试纸检验碘盐中的碘酸钾： B. 氢碘酸在空气中变质： C. 将少量钠投入盐酸中： D. 向悬浊液中滴加溶液： 9. 复旦大学某课题组首次实现了以芳基磺酰氯(ArSO2Cl)为引发剂的有机催化光调控活性聚合，如图所示。图中R1、R2为烷基，Ar为芳基。下列说法正确的是 A. 基态S原子的价电子有4种运动状态 B. 磺酰氯(SO2Cl2)的分子构型为正四面体形 C. X分子中的C、N原子均只采取sp2杂化 D. Y分子属于线性高分子材料，具有热塑性 10. 中国传统文化源远流长，下列文物或物品属于无机非金属材料的是 竹简 棉衣 曾侯乙编钟 成化鸡缸杯 A B C D A. A B. B C. C D. D 11. 在密闭容器中充入1和1，在一定条件下发生反应：，测得的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示。实验测得，，(、为速率常数，只与温度有关)，下列说法错误的是 A. 达到平衡后，仅升高温度，增大的倍数小于增大的倍数 B. 若密闭容器(对应压强下)体积为1L，则b点 C. 的物质的量浓度：b点点 D. 逆反应速率：a点点 12. 下列离子方程式与所给事实相符的是 A. 向水杨酸溶液中加入碳酸氢钠：+2HCO→+2H2O+2CO2↑ B. 向碳酸氢镁溶液中加入过量澄清石灰水溶液产生白色沉淀： C. 向溶液中通入气体： D. 溶液滴入溶液中： 13. 近日，清华大学王保国教授团队设计出了一种双极膜(将解离成和)电解合成的反应器，其简化模型如图所示，已知：法拉第常数。下列说法错误的是 A. M极电势低于N极电势 B. 电解合成过程中，通过阳离子交换膜向左移动 C. 阴极的电极反应式为 D. 理论上产生时，外电路流过的电量为 14. 我国科学家设计了一种双位点电催化剂，用和电化学催化合成甘氨酸原理如图，双极膜中解离的和在电场作用下向两极迁移。已知在溶液中，甲醛转化为，存在平衡：，电极上发生的电子转移反应为。下列说法正确的是 A. 电极与电源的负极相连 B. 理论上双极膜中解离水的质量为90g时，则生成 C. 阴极总反应式为： D. 用铅蓄电池作电源时，每消耗，铜上生成 二、解答题(共58分) 15. 甲烷是非常重要的化工原料，利用甲烷催化重整技术可制备多种化工品和能源品。回答下列问题： （1）现有甲烷、水蒸气催化重整制氢工艺： ，此反应分两步进行，第I步和第Ⅱ步的反应原理如下，反应的关系如图1所示。 I． Ⅱ． 1000℃时，反应的平衡常数___________。 （2）一种甲烷和二氧化碳的共转化催化反应历程如图2所示： 已知部分化学键的键能数据如下： 共价键 C—H O—H C—O C—C 键能() 413 497 462 351 348 根据上述信息，写出该催化反应的热化学方程式：___________。 （3）某研究团队认为甲烷催化制甲酸的转化过程如图3所示： ①上述历程中除制得甲酸外，还可得到的副产品为___________。 ②已知上述步骤Ⅱ反应的。一定温度下，向10L恒容密闭钢瓶中充入1mol(g)和1mol(g)，在催化剂作用下发生步骤Ⅱ的反应。10min末达到平衡，测得钢瓶中(g)的物质的量为0.6mol。0~10min内，平均反应速率___________。改变条件重复实验，测得的平衡转化率()与温度(T)和压强(p)的关系如图4所示，则___________(填“”“”或“”)。 （4）已知 。500℃时，与水蒸气重整制氢时主要发生的反应有：，，实际生产中可向重整反应体系中加入适量多孔CaO，理由是___________。在m和n两种催化剂作用下，反应的阿伦尼乌斯经验公式实验数据如图5所示，已知阿伦尼乌斯经验公式(为活化能，k为速率常数，R和C为常数)，m和n两种催化剂中对该反应催化效果较差的是___________，用m作催化剂时，该反应的活化能为___________。 16. 有机化合物G是某医药合成的中间体，合成路线如图： 已知：①++② 回答下列问题： （1）下列说法不正确的是_______。 A. E的分子式为C13H16O3Br B. F分子内的所有原子一定处于同一平面 C. G中含氧官能团的名称为酰胺键、酯基 D. A→B的反应类型是还原反应，D→E的反应类型是取代反应 （2）D的结构简式为______。 （3）请写出甲苯与丁二酸酐()的反应方程式______。 （4）参照上述合成路线，设计以乙烯和物质F为原料合成的路线(用流程图表示，其他试剂任选)______。 （5）B有多种同分异构体，同时满足下列条件的同分异构体的结构简式______。 ①能够发生银镜反应、与FeCl3溶液发生显色反应 ②核磁共振氢谱表明：分子中共有5种不同化学环境的氢原子 17. 铬铁矿石的主要成分为亚铬酸亚铁(FeCr2O4)，还含有及少量难溶于水和碱溶液的杂质。铬及其化合物在化工上用途广泛，由铬铁矿石制备重要化工原料重铬酸钾(K2Cr2O7)的工艺流程如下图所示： 已知：铬铁矿碱熔后转化为和。 回答下列问题： （1）为了加快矿石碱熔速率，可以采取的措施有_______(任写一种)。 （2）写出铬铁矿碱熔后转化为和的化学方程式_______。 （3）“水浸”时，滤渣A为红褐色沉淀，水解的离子方程式为_______。 （4）“调pH”时，气体X循环利用，X的化学式为_______，滤渣B的主要成分为_______。 （5）“铬转化”时，若盐酸浓度过大或用量过多，会使产品中含有Cr(Ⅲ)，既影响产品的纯度，又产生有毒气体污染环境，写出相关反应离子方程式_______。 （6）某工厂采用电解法处理含铬废水，耐酸电解槽用铁板作阴阳极，槽中盛放含铬废水，原理示意图如下： 若不考虑气体的溶解，当收集到13.44L(标准状况下)时有_______mol被还原，一段时间后产生和沉淀，若电解后溶液中，则_______。(已知，) 18. 氮化铝(AlN)陶瓷是一种新型无机非金属材料， 最高可稳定到2473K， 导热性好、热膨胀系数小，是良好的耐热冲击材料。制取原理为：Al2O3+3C+N22A1N+3CO，回答下列问题： (1)氮化铝的晶体类型为________。在上述化学方程式中第二周期元素的第一电离能由小到大的顺序是______。 (2)基态氧原子电子占据最高能级的原子轨道的形状是________，未成对电子数为________。 (3)等电子体具有相似的结构。CO与N2互为等电子体，CO分子中σ键与π键数目之比为_______。 (4)Cu2+处于：[Cu(NH3)4]2+的中心，若将配离子[Cu(NH3)4]2+中的2个NH3换为CN-，则有2种结构，则Cu2+是否为sp3杂化________（填“是”或“否”）理由为_________。 (5)AlN晶体结构如图所示，1个Al原子周围距离最近的Al原子数为______个；若晶胞结构的高为a nm， 底边长为b nm，NA表示阿伏加 德罗常数的值，则其密度为_______g.cm-3(列出计算式)。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $