精品解析:云南腾冲市第一中学2025-2026学年上学期期末考试试卷 高二年级化学
2026-06-25
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内容正文:
2025-2026学年上学期期末考试试卷
高二年级化学
满分100分。考试时间75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证、考场号、座位号填写在答题卡上,并认真核准条形码上的准考证号、姓名、考场号、座位号,在规定的位置贴好条形码。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡交回。
4.可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Cl 35.5 Fe 56 Na 23
第Ⅰ卷 (选择题,共42分)
一、选择题 (本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有有一项是符合题目要求的。)
1. 我国高铁技术全球领先。CRH380B型动车组使用是镍镉(Ni-Cd)可充电电池,它作为原电池时,发生的反应为:Cd+2NiO(OH)+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2。由此推断,该电池负极材料是
A. Cd(OH)2 B. Cd C. Ni(OH)2 D. NiO(OH)
2. 我国科研人员研制出“”电池。以钠箔和多壁碳纳米管()为电极材料,放电时总反应的化学方程式为:。其工作原理如图所示。下列说法不正确的是
A. 放电时,向正极移动
B. 该电池可用溶液做电解质
C. 放电时,电子流向为:钠箔→导线
D. 放电时,正极的电极反应式为:
3. 根据元素周期律推测,下列说法不正确的是
A. 原子半径: Mg> Na B. 碱性:
C. 非金属性:Br>I D. 热稳定性:
4. 用氯化铁溶液作为“腐蚀液”腐蚀铜印刷电路板后,所得溶液中Cu2+和Fe3+的物质的量浓度恰好相等。则已反应的Fe3+和反应前Fe3+物质的量之比为
A. 1∶2 B. 1∶3 C. 2∶3 D. 3∶5
5. 侯氏制碱法制备NaHCO3的原理为:CO2+NH3+NaCl+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl,设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A. 常温常压下,11.2 L NH3含有的原子数目为2 NA
B. 常温常压下,18 g H2O含有的原子数目为3 NA
C. 1 mol NaHCO3完全分解,得到的CO2分子数为NA
D. 0.2 mol·L-1 NH4Cl溶液中含有Cl-数目为0.2 NA
6. 碳及其化合物的多样性是构成物质多样性的重要原因。下列说法中正确的是
A. H2、D2和T2互为同素异形体 B. 富勒烯、金刚石化学性质相似
C. 碳纳米管、石墨烯互为同分异构体 D. 12C、13C、14C三种核素互为同素异形体
7. Deacon催化氧化法可实现氯资源的再利用。本方法中,用CuO做催化剂,将工业副产物HCl制成,反应的化学方程式为:。下图所示为该法的一种催化机理。
下列说法不正确的是
A. 催化剂能改变化学反应速率
B. Y为反应物为生成物
C. 反应制得,需投入2molCuO
D. 图中转化涉及的反应中有两个属于氧化还原反应
8. 汽车尾气净化的主要原理为 。若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确并能说明反应在时刻才达到平衡状态的是
A. B.
C. D.
9. 某温度下,水溶液中与的关系如图所示。。下列说法不正确的是
A. b点温度高于25℃
B. 适当升温,b点可变为a点
C. 向a点通入氨气,水的电离程度减小
D. b点温度下,0.1KOH溶液的pH=13
10. 我国科学家发明了一种可充电电池,其工作原理如下图:
下列说法错误的是
A. 充电时向Zn电极移动
B. 充电时,阴极附近溶液的pH增大
C. 放电时,当电路中转移0.2mol电子时,正极区溶液质量增加5.5g
D. 放电时,电池总反应为
11. X、Y、Z、M四种主族元素,原子序数依次增大,分别位于三个不同短周期,Z与M同主族,Y与Z核电荷数相差1,M原子的电子总数是其最外层电子数的3倍。下列说法正确的是
A. 原子半径:Z>Y B. 简单氢化物的还原性:Z>M
C. 最高价氧化物对应水化物的酸性:Z>M D. X、Y能组成电子数为8的分子
12. 下列事实不能用元素周期律解释的是
A. 原子半径: B. 热稳定性:
C. 还原性: D. 酸性:
13. 某药物结构如图所示。下列有关该药物性质的说法不正确的是
A. 含有4个手性碳原子
B. 分子中碳原子的杂化方式有两种
C. 组成该分子的元素电负性大小排序为O>N>C>H
D. 该分子中所有氧原子都有两个孤电子对
14. 常温下,某实验⼈员在两个相同容器中分别加溶液和40mL0.1mol∙L-1NaHA溶液,再分别⽤盐酸滴定,保持体系温度不变,利⽤pH计和压⼒传感器检测,绘制曲线如图所示。下列说法错误的是
A. 图中曲线甲和丁代表向Na2A溶液中滴加盐酸
B. ⽔的电离程度:b点>d点
C. 的平衡常数的数量级是10-11
D. d点溶液中满⾜
第Ⅱ卷 (选择题,共58分)
二、非选择题(本题共4个大题,共58分)
15. 回答下列问题:
(1)晶体在熔化时破坏的作用力为___________。
(2)① ② ③ ④金刚石,这四种物质中碳原子采取杂化的是___________(填序号);乳酸分子中有___________个手性碳。
(3)分子中所有原子均满足8电子构型,分子中键和键的个数比为___________。
(4)的分子结构如图所示,其中原子的杂化方式为___________。
(5)用价层电子对互斥理论推断的VSEPR模型名称是___________;属于___________分子(填“极性”或“非极性”)分子中的键角___________(填“>”“<”或“=”)。
(6)原子中运动的电子有两种相反的自旋状态,若一种自旋状态用“”表示,与之相反的用“”表示,称为电子的自旋磁量子数。对于基态的氮原子,其价电子自旋磁量子数的代数和为___________。
(7)邻苯二甲酸酐( )和邻苯二甲酰亚胺( ),后者熔点高于前者,主要原因是___________。
16. 化学反应伴随着能量变化,根据所学知识,回答下列问题:
(1)下列反应中,属于吸热反应的是______(填字母)。
A. Na2O与水反应 B. 铝和氧化铁反应
C. CaCO3受热分解 D. 锌与盐酸反应
(2)还原法可将还原为脱除,已知:4NH3(g) + 6NO(g) = 5N2(g) + 6H2O(g)。若有15g NO被还原,则该反应释放的能量为______。
(3)生产液晶显示器的过程中使用的化学清洗剂是一种温室气体,在大气中寿命可达740年之久。已知:键能是指断开(或生成)1mol化学键所需要吸收(或放出)的能量,部分键能数据如下表所示。
化学键
N≡N
F—F
N—F
键能/()
a
b
c
则3F2(g) + N2(g) = 2NF3(g) ______。
(4)卤化镁高温分解的相对能量变化如图所示。
①写出该温度下MgF2(s)分解的热化学方程式:______。
②比较热稳定性:MgBr2______(填“>”或“<”)MgCl2。
③反应MgI2(s)+Br2(g)=MgBr2(s)+I2(g) △H=______kJ·mol-1。
17. 三氯化铬(,相对分子质量158.5,熔点83℃,易升华、水解、高温下易被氧气氧化)是合成其他铬盐的重要原料,在少机和有机合成中有重要作用,某同学在实验室加热与制备。
(1)的制备:将一定量的重铬酸铵[]放入坩埚中加热分解生成、和。上述反应中氧化产物和还原产物的物质的量之比为___________。
(2)的制备装置如图所示:
①仪器X的名称为___________。
②实验时,点燃酒精灯前需要先通入一段时间的,其目的是___________。
(3)产品中质量分数的测定,步骤如下:
(ⅰ)称取产品溶于水并于250 mL容量瓶中定容;
(ⅱ)取25.00 mL样品溶液于带塞的锥形瓶中,加热至沸腾后加入稍过量的,再加入过量的酸化,将氧化为,稀释并加热煮沸,在加入稍过量的KI固体,加塞摇匀,使铬完全以形式存在;
(ⅲ)加入1 mL指示剂,用的标准溶液滴定至终点,平行测定三次,平均消耗标准溶液24.00 mL(已知)。
①(ⅱ)中稀释后需要加热煮沸,其主要原因是___________。
②滴定实验可选用的指示剂为___________;产品中质量分数为___________(计算结果保留四位有效数字)。
18. 为验证反应Fe3++AgFe2++Ag+,利用如图电池装置进行实验。
(1)用Fe2(SO4)3固体配制500 mL 0.1 mol·L-1 Fe2(SO4)3溶液。在烧杯中溶解固体时,先加入一定体积的___________,搅拌后再加入一定体积的水。
(2)电流表显示电流由银电极流向石墨电极。可知, 盐桥中的阳离子进入___________电极溶液中。
(3)根据(2)实验结果,可知石墨电极的反应式为___________,银电极的反应式为___________。因此,Fe3+氧化性小于___________ (填“Ag+”或“Fe2+”)。
(4)电池装置中,盐桥连接两电极电解质溶液。如果盐桥中电解质为KNO3,反应一段时间后,可以观察到电流表指针反转,原因是___________。
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2025-2026学年上学期期末考试试卷
高二年级化学
满分100分。考试时间75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证、考场号、座位号填写在答题卡上,并认真核准条形码上的准考证号、姓名、考场号、座位号,在规定的位置贴好条形码。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡交回。
4.可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Cl 35.5 Fe 56 Na 23
第Ⅰ卷 (选择题,共42分)
一、选择题 (本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有有一项是符合题目要求的。)
1. 我国高铁技术全球领先。CRH380B型动车组使用是镍镉(Ni-Cd)可充电电池,它作为原电池时,发生的反应为:Cd+2NiO(OH)+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2。由此推断,该电池负极材料是
A. Cd(OH)2 B. Cd C. Ni(OH)2 D. NiO(OH)
【答案】B
【解析】
【详解】原电池中负极发生氧化反应,根据电池总反应可知,负极为Cd失去电子生成Cd(OH)2,故负极材料为Cd,选B。
2. 我国科研人员研制出“”电池。以钠箔和多壁碳纳米管()为电极材料,放电时总反应的化学方程式为:。其工作原理如图所示。下列说法不正确的是
A. 放电时,向正极移动
B. 该电池可用溶液做电解质
C. 放电时,电子流向为:钠箔→导线
D. 放电时,正极的电极反应式为:
【答案】B
【解析】
【详解】A.在原电池中,阳离子向正极移动,故Na+向正极移动,A正确;
B.若NaCl溶液做电解质,Na会和水反应,所以不行,B错误;
C.放电时,Na作为负极、碳纳米管为正极,电子的流向从负极到正极,故从钠箔→导线→MWCNT,C正确;
D.放电时,正极上二氧化碳得电子和钠离子反应生成碳酸钠和C,故电极反应式为4Na++3CO2+4e−=2Na2CO3+C,D正确;
故选B。
3. 根据元素周期律推测,下列说法不正确的是
A. 原子半径: Mg> Na B. 碱性:
C. 非金属性:Br>I D. 热稳定性:
【答案】A
【解析】
【详解】A.同周期主族元素从左到右原子半径减小,Na在Mg左侧,原子半径应为Na>Mg,A错误;
B.金属性Mg>Al,对应最高价氧化物水化物的碱性Mg(OH)2>Al(OH)3,B正确;
C.Br和I同属ⅦA族,Br在上,非金属性Br>I,C正确;
D.N的非金属性>P的非金属性,故NH3的热稳定性>PH3的热稳定性,D正确;
故选A。
4. 用氯化铁溶液作为“腐蚀液”腐蚀铜印刷电路板后,所得溶液中Cu2+和Fe3+的物质的量浓度恰好相等。则已反应的Fe3+和反应前Fe3+物质的量之比为
A. 1∶2 B. 1∶3 C. 2∶3 D. 3∶5
【答案】C
【解析】
【详解】设溶液中Cu2+的物质的量为x mol,则反应消耗的Fe3+的物质的量为2xmol,则已反应的Fe3+和反应前Fe3+物质的量之比为2x:(2+1)x=2:3,故选择C。
【点睛】反应完成后,溶液中Cu2+和Fe2+的物质的量相同,但Cu还原的Fe3+的物质的量为。
5. 侯氏制碱法制备NaHCO3的原理为:CO2+NH3+NaCl+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl,设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A. 常温常压下,11.2 L NH3含有的原子数目为2 NA
B. 常温常压下,18 g H2O含有的原子数目为3 NA
C. 1 mol NaHCO3完全分解,得到的CO2分子数为NA
D. 0.2 mol·L-1 NH4Cl溶液中含有Cl-数目为0.2 NA
【答案】B
【解析】
【详解】A.常温常压下,11.2 L NH3的物质的量小于0.5 mol,原子数目小于0.5NA×4=2NA,故A错误;
B.18 g H2O的物质的量为1 mol,每个水分子含3个原子,总原子数为3NA,故B正确;
C.根据2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,1 mol NaHCO3分解生成0.5 mol CO2,分子数为0.5 NA,故C错误;
D.未提供溶液体积,无法计算Cl−的物质的量,故D错误;
选B。
6. 碳及其化合物的多样性是构成物质多样性的重要原因。下列说法中正确的是
A. H2、D2和T2互为同素异形体 B. 富勒烯、金刚石化学性质相似
C. 碳纳米管、石墨烯互为同分异构体 D. 12C、13C、14C三种核素互为同素异形体
【答案】B
【解析】
【详解】A.H2、D2和T2是氢元素的同位素形成的单质,分子中原子个数和排列方式都相同,不互为非同素异形体,同素异形体需为同一元素的不同结构单质,如O2与O3,A错误;
B.富勒烯(C60)和金刚石均为碳元素的同素异形体,虽然物理性质(如硬度、导电性)差异大,但化学性质相似,如均能与氧气反应生成CO2,B正确;
C.碳纳米管和石墨烯是碳的同素异形体,因结构不同(管状与层状),但无固定分子式,故不满足同分异构体,C错误;
D.12C、13C、14C为碳元素的同位素,而同素异形体应为不同结构的单质,如金刚石与石墨,D错误;
故选B。
7. Deacon催化氧化法可实现氯资源的再利用。本方法中,用CuO做催化剂,将工业副产物HCl制成,反应的化学方程式为:。下图所示为该法的一种催化机理。
下列说法不正确的是
A. 催化剂能改变化学反应速率
B. Y为反应物为生成物
C. 反应制得,需投入2molCuO
D. 图中转化涉及的反应中有两个属于氧化还原反应
【答案】C
【解析】
【分析】根据反应的热化学方程式,该反应涉及反应物包含HCl、H2O、Cl2、O2、CuO,再结合催化机理图示可知,CuCl与Z发生氧化还原反应生成Cu2OCl2,可知Z为氧气;Cu2OCl2分解生成CuCl2和CuO,其中CuCl2继续分解生成CuCl和X,Cu元素化合价变化,故X为Cl2,该反应为氧化还原反应;CuO与Y反应可生成Cu(OH)Cl,由原子守恒可知,Y为HCl;Cu(OH)Cl可分解生成Cu2OCl2和W,则W为H2O,故X、Y、Z、W依次为Cl2、HCl、O2、H2O,据此回答。
【详解】A.催化剂可以改变反应活化能,即催化剂能改变化学反应速率,A正确;
B.Y为反应物HCl,W为生成物H2O,与分析一致,B正确;
C.反应制得1mol Cl2,不需要投入2mol CuO,因为CuO为催化剂在反应中可循环利用,C错误;
D.图中转化涉及两个氧化还原反应,与分析一致,D正确;
故选C。
8. 汽车尾气净化的主要原理为 。若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确并能说明反应在时刻才达到平衡状态的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.达到平衡后,正、逆速率相等,不再变化,t1时刻v正最大,之后随反应进行速率发生变化,未到达平衡,A错误;
B.t1时刻,CO2、CO的物质的量的变化量之比不等于1:1,示意图错误,B错误;
C.该反应是放热反应,在绝热容器中进行,随着反应进行,容器温度上升,t1时刻之后随反应进行温度不再发生变化,说明反应达到平衡状态,C正确;
D.焓变是定值,不随时间的变化而变化,不能说明反应达到平衡状态,D错误;
故答案选C。
9. 某温度下,水溶液中与的关系如图所示。。下列说法不正确的是
A. b点温度高于25℃
B. 适当升温,b点可变为a点
C. 向a点通入氨气,水的电离程度减小
D. b点温度下,0.1KOH溶液的pH=13
【答案】D
【解析】
【分析】水的离子积常数 ,随温度升高而增大;,25℃时 ,。
【详解】A.b点为中性点(),b点 ,则 ,大于25℃时的 。水的电离吸热, 增大说明温度升高,b点温度高于25℃,A正确。
B.升温仅改变 ,中性溶液始终满足 (沿 线移动)。a点为更高温度下的中性点( 均减小),则升温可使b点()移动到a点,B正确。
C.通入氨气会增大 ,使得水的电离平衡逆向移动,抑制水的电离(水电离的 和 浓度减小),C正确。
D.b点 ,0.1 mol·L⁻¹ KOH中 c(OH-)=0.1 mol/L,则 ,,故pH=12≠13,D错误。
故选:D。
10. 我国科学家发明了一种可充电电池,其工作原理如下图:
下列说法错误的是
A. 充电时向Zn电极移动
B. 充电时,阴极附近溶液的pH增大
C. 放电时,当电路中转移0.2mol电子时,正极区溶液质量增加5.5g
D. 放电时,电池总反应为
【答案】C
【解析】
【分析】Zn-MnO2电池应该是一种碱性电池,因为通常这类电池使用KOH作为电解质。在放电过程中,锌作为负极被氧化,而二氧化锰作为正极被还原。充电过程则是相反的,即电解反应,阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应。
【详解】A.充电时,阳离子(如K⁺)应该向阴极迁移,原来的负极Zn在充电时会成为阴极,这时候阳离子K+应该向阴极移动,故A正确;
B.充电时的阴极发生的反应应该是Zn(OH)+ 2e⁻ = Zn + 4OH⁻,这样,阴极处会产生OH⁻,使得溶液的pH升高,故B正确;
C.根据上面的分析,正极的放电反应是,得电子。当转移电子时,对应的的物质的量为,正极区溶液质量增加,由电荷守恒进入溶液中,质量减少,则正极质量应减少:,故C错误;
D.由分析,放电时,电池总反应为,故D正确;
故选C。
11. X、Y、Z、M四种主族元素,原子序数依次增大,分别位于三个不同短周期,Z与M同主族,Y与Z核电荷数相差1,M原子的电子总数是其最外层电子数的3倍。下列说法正确的是
A. 原子半径:Z>Y B. 简单氢化物的还原性:Z>M
C. 最高价氧化物对应水化物的酸性:Z>M D. X、Y能组成电子数为8的分子
【答案】C
【解析】
【分析】X、Y、Z、M四种主族元素,原子序数依次增大,分别位于三个不同短周期,X为H,Z与M同主族,Y与Z核电荷数相差1,可知M位于第三周期,M原子的电子总数是其最外层电子数的3倍,M为P,Z为N,Y为C,据此分析。
【详解】A.同周期主族元素原子半径随原子序数增大而减小,C的原子半径大于N,因此原子半径Y>Z,A错误;
B.同主族中,简单氢化物的还原性随原子半径增大而增强,P的原子半径大于N,简单氢化物的还原性:NH3(Z)弱于PH3(M),B错误;
C.最高价含氧酸的酸性随非金属性增强而增强,同主族中,非金属性N>P,最高价氧化物对应水化物的酸性:HNO3(Z)强于H3PO4(M),C正确;
D.H与C形成的最简单的分子为CH4,CH4的电子数为10,X、Y组成的稳定分子的电子数不可能为8,D错误;
故选C。
12. 下列事实不能用元素周期律解释的是
A. 原子半径: B. 热稳定性:
C. 还原性: D. 酸性:
【答案】D
【解析】
【详解】A.同周期主族元素从左到右元素原子半径递减,则原子半径:,A不符合;
B.同主族从上到下元素非金属性递减,非金属性越强,简单氢化物越稳定,则热稳定性:,B不符合;
C.同周期从左到右元素非金属性递增,非金属性越强,对应阴离子的还原性越弱,则还原性:,C不符合;
D.同周期从左到右元素非金属性递增,非金属性越强,对应最高价含氧酸的酸性越强,酸性:,D符合;
故选D。
13. 某药物结构如图所示。下列有关该药物性质的说法不正确的是
A. 含有4个手性碳原子
B. 分子中碳原子的杂化方式有两种
C. 组成该分子的元素电负性大小排序为O>N>C>H
D. 该分子中所有氧原子都有两个孤电子对
【答案】A
【解析】
【详解】A.如图可知,则其中含有3个手性碳原子,A错误;
B.根据结构可知,双键碳为sp2杂化,饱和碳为sp3杂化,B正确;
C.同周期元素,核电荷数越大电负性越强,则该分子组成元素的电负性由大到小的顺序为:O>N>C>H,C正确;
D.根据结构可知,O最外层有6个电子,只共用两对电子,因而含有2对孤对电子,D正确;
故选A。
14. 常温下,某实验⼈员在两个相同容器中分别加溶液和40mL0.1mol∙L-1NaHA溶液,再分别⽤盐酸滴定,保持体系温度不变,利⽤pH计和压⼒传感器检测,绘制曲线如图所示。下列说法错误的是
A. 图中曲线甲和丁代表向Na2A溶液中滴加盐酸
B. ⽔的电离程度:b点>d点
C. 的平衡常数的数量级是10-11
D. d点溶液中满⾜
【答案】D
【解析】
【分析】Na2A的水解程度大于NaHA溶液,故Na2A的碱性强于NaHA,Na2A与盐酸反应先生成NaHA,再产生H2A气体,故图中甲、丁线表示向Na2A溶液中滴加盐酸,乙、丙线表示向NaHA溶液中滴加盐酸;
【详解】A.由上述分析可知,甲和丁代表向Na2A溶液中滴加盐酸,故A正确;
B.根据图像可知b点对应的滴定点为a点,c点为盐酸和Na2A恰好反应生成NaHA和氯化钠,a点为NaHA和氯化钠和H2A混合物,此溶液显碱性,可知NaHA的水解显碱性,促进了水的电离,而d点为H2A和氯化钠混合物,且显酸性,电离显酸,抑制水的电离,水的电离程度:b点>d点,故B正确;
C.甲的起始pH=12,c(A-)≈c(OH-)=10-2mol/L,c(A2-)≈0.2mol/L,Na2A溶液中Kh1=≈=5×10-4;HA-=H++A2-的平衡常数Ka2===mol/L=2×10-11mol/L,HA-⇌H++A2-的平衡常数的数量级是10-11,故C正确;
D.d点表示向溶液滴加了40mL,由图像可知生成了部分气体,若没有气体,溶质为NaCl和H2A为2:1,但是有部分气体逸出,,故D错误;
答案选D。
第Ⅱ卷 (选择题,共58分)
二、非选择题(本题共4个大题,共58分)
15. 回答下列问题:
(1)晶体在熔化时破坏的作用力为___________。
(2)① ② ③ ④金刚石,这四种物质中碳原子采取杂化的是___________(填序号);乳酸分子中有___________个手性碳。
(3)分子中所有原子均满足8电子构型,分子中键和键的个数比为___________。
(4)的分子结构如图所示,其中原子的杂化方式为___________。
(5)用价层电子对互斥理论推断的VSEPR模型名称是___________;属于___________分子(填“极性”或“非极性”)分子中的键角___________(填“>”“<”或“=”)。
(6)原子中运动的电子有两种相反的自旋状态,若一种自旋状态用“”表示,与之相反的用“”表示,称为电子的自旋磁量子数。对于基态的氮原子,其价电子自旋磁量子数的代数和为___________。
(7)邻苯二甲酸酐( )和邻苯二甲酰亚胺( ),后者熔点高于前者,主要原因是___________。
【答案】(1)范德华力
(2) ①. ②③ ②. 1
(3)3:1 (4)sp3
(5) ①. 平面三角形 ②. 极性 ③. <
(6)或
(7)两者均为分子晶体,后者能形成分子间氢键,使分子间作用力增大,熔点更高
【解析】
【小问1详解】
C60是由60个碳原子组成的分子,属于分子晶体,熔化时破坏的是分子之间的作用力,即范德华力,分子内部的共价键未被破坏。
【小问2详解】
CH3Cl中心碳形成4个单键(3个C-H键和1个C-Cl键),杂化方式为sp3;CH2=CH2为平面结构,分子内形成3个σ键(1个C-C键和2个C-H键)和1个π键,杂化方式为sp2;苯环为平面结构,每个碳原子形成3个σ键(2个C-C键和1个C-H键)和1个离域π键,杂化方式为sp2;金刚石中每个碳原子通过4个单键(sp3杂化)与其他4个碳原子形成四面体结构;故答案为②③;乳酸的结构为CH3-CH(OH)-COOH,中间的碳原子(连接-OH、-CH3、-COOH、-H)满足手性碳条件,而CH3中的碳连接3个H和1个C,无手性,-COOH中的碳:连接2个O(双键)和2个单键,无手性,故乳酸分子中有1个手性碳。
【小问3详解】
COCl2分子中具有1个C=O双键(包括1个σ键和1个π键)和两个C-Cl单键(各含1个σ键),则σ键数为3,π键数为1,σ键与π键的个数比为3:1。
【小问4详解】
As4O6的结构与P4O6类似呈笼状结构,每个As原子与3个O原子形成单键(3个σ键),As原子中孤电子对数=(5个价层电子-3成键电子)/2 = 1对,杂化轨道数=σ键数+孤电子对数=3+1=4,因此As原子的杂化方式为sp3。
【小问5详解】
Sn是IVA族元素,其价电子数为4,基态电子构型为5s25p2,SnBr2中Sn的价层电子对数为,VSEPR模型名称为三角平面形,由于存在一个孤对电子,分子构型为V形;V形分子中,正负电荷中心不重合,因此为极性分子;理想三角平面形的键角为120°,但SnBr2中孤电子对的排斥作用强于成键电子对,导致实际键角小于120°。
【小问6详解】
基态氮原子的电子排布为1s22s22p3,价电子为2p3,占据三个p轨道,每个轨道1个电子,且自旋方向相同,每个p轨道电子的自旋磁量子数为或,根据洪德规则,三个p电子自旋方向相同,假设均为,则代数和为,若均为,则代数和为。
【小问7详解】
邻苯二甲酰亚胺分子中的N-H键能够作为氢键供体,与相邻分子的羰基氧形成分子间氢键,这种氢键显著增强了分子间作用力,导致晶体结构更稳定,熔点升高;而邻苯二甲酸酐仅含有极性羰基,但缺乏氢键供体,其分子间作用力主要依赖较弱的偶极-偶极相互作用和范德华力,因此熔点较低,故答案为:两者均为分子晶体,后者能形成分子间氢键,使分子间作用力增大,熔点更高。
16. 化学反应伴随着能量变化,根据所学知识,回答下列问题:
(1)下列反应中,属于吸热反应的是______(填字母)。
A. Na2O与水反应 B. 铝和氧化铁反应
C. CaCO3受热分解 D. 锌与盐酸反应
(2)还原法可将还原为脱除,已知:4NH3(g) + 6NO(g) = 5N2(g) + 6H2O(g)。若有15g NO被还原,则该反应释放的能量为______。
(3)生产液晶显示器的过程中使用的化学清洗剂是一种温室气体,在大气中寿命可达740年之久。已知:键能是指断开(或生成)1mol化学键所需要吸收(或放出)的能量,部分键能数据如下表所示。
化学键
N≡N
F—F
N—F
键能/()
a
b
c
则3F2(g) + N2(g) = 2NF3(g) ______。
(4)卤化镁高温分解的相对能量变化如图所示。
①写出该温度下MgF2(s)分解的热化学方程式:______。
②比较热稳定性:MgBr2______(填“>”或“<”)MgCl2。
③反应MgI2(s)+Br2(g)=MgBr2(s)+I2(g) △H=______kJ·mol-1。
【答案】(1)C (2)172.5kJ
(3)(a + 3b - 6c)
(4) ①. ②. < ③. -160
【解析】
【分析】小问1:常见的放热反应有:金属与酸的反应、中和反应、大多数化合反应、铝热反应等;常见的吸热反应有:大多数分解反应(如碳酸钙受热分解)、以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应(不包括燃烧)等。
小问2:本题考查根据热化学方程式进行能量计算。首先需要根据NO的质量计算其物质的量,再结合热化学方程式中NO的物质的量与反应释放能量的关系进行计算。
小问3:焓变的计算公式为:H=反应物总键能-生成物总键能。
小问4:该图像展示了卤化镁高温分解过程中的相对能量变化情况。横坐标为反应进程,纵坐标为能量。从图像中可以看出:对于不同的卤化镁,起始物质都是MgX2(s)(X = F、Cl、Br、I),随着反应进行,分解为Mg(s)和X2(g),能量均升高,说明卤化镁的分解反应均为吸热反应。不同卤化镁分解时,能量升高的幅度不同。MgF2分解时能量升高最多,达到562 kJ· mol-1;MgCl2分解能量升高幅度次之;MgBr2分解能量升高幅度又小一些;MgI2分解能量升高幅度最小,为262kJ· mol-1。这反映出不同卤化镁的稳定性不同,能量越低的物质越稳定,所以卤化镁的稳定性顺序大致为MgF2>MgCl2>MgBr2>MgI2,因为MgF2分解需要吸收更多的能量,更难分解,也就更稳定。
【小问1详解】
A.Na2O与水反应是化合反应,属于放热反应;
B.铝和氧化铁反应是铝热反应,属于放热反应;
C.CaCO3受热分解是分解反应,属于吸热反应;
D.锌与盐酸反应是金属与酸的反应,属于放热反应;
故选C。
【小问2详解】
NO的摩尔质量为30g/mol,15g NO的物质的量。由热化学方程式可知,6mol NO被还原时,反应释放2070kJ的能量。设0.5mol NO被还原时反应释放的能量为Q,则,解得。所以该反应释放的能量为172.5kJ。
【小问3详解】
对于反应3F2(g) + N2(g) = 2NF3(g) :反应物是3mol F2和1mol N2,断裂3mol F - F键和1mol N≡N键,所以反应物总键能为。生成物是2mol NF3,形成6mol N - F键,所以生成物总键能为。根据H=反应物总键能-生成物总键能,可得。
【小问4详解】
①由图可知,MgF2(s)分解生成Mg(s)和F2(g)时,吸收的能量为,那么1mol MgF2(s)分解生成1mol Mg(s)和1mol F2(g)的热化学方程式为。
②由图可知,MgBr2的能量高于MgCl2的能量,能量越低越稳定,所以热稳定性:MgBr2<MgCl2。
③由图可知:反应;反应。用第一个反应减去第二个反应可得:MgI2(s)+Br2(g)=MgBr2(s)+I2(g),根据盖斯定律,。
17. 三氯化铬(,相对分子质量158.5,熔点83℃,易升华、水解、高温下易被氧气氧化)是合成其他铬盐的重要原料,在少机和有机合成中有重要作用,某同学在实验室加热与制备。
(1)的制备:将一定量的重铬酸铵[]放入坩埚中加热分解生成、和。上述反应中氧化产物和还原产物的物质的量之比为___________。
(2)的制备装置如图所示:
①仪器X的名称为___________。
②实验时,点燃酒精灯前需要先通入一段时间的,其目的是___________。
(3)产品中质量分数的测定,步骤如下:
(ⅰ)称取产品溶于水并于250 mL容量瓶中定容;
(ⅱ)取25.00 mL样品溶液于带塞的锥形瓶中,加热至沸腾后加入稍过量的,再加入过量的酸化,将氧化为,稀释并加热煮沸,在加入稍过量的KI固体,加塞摇匀,使铬完全以形式存在;
(ⅲ)加入1 mL指示剂,用的标准溶液滴定至终点,平行测定三次,平均消耗标准溶液24.00 mL(已知)。
①(ⅱ)中稀释后需要加热煮沸,其主要原因是___________。
②滴定实验可选用的指示剂为___________;产品中质量分数为___________(计算结果保留四位有效数字)。
【答案】(1)1:1 (2) ①. 球形干燥管 ②. 排尽装置内空气,防止被氧气氧化
(3) ①. 除去溶解的氧气,防止将氧化 ②. 淀粉 ③.
【解析】
【17题详解】
重铬酸铵加热分解生成Cr2O3、 N2和H2O,Cr2O3为还原产物,N2为氧化产物,据得失电子守恒可知,氧化产物和还原产物得物质的量之比为1:1;
【18题详解】
①仪器X为球形干燥管;
②点燃酒精灯前通氮气的目的为:排尽装置中的空气,防止CrCl3被氧气氧化;
【19题详解】
①过量的过氧化钠除能将氯化铬完全氧化外,过量的过氧化钠与水反应生成氧气,而氧气能氧化碘离子,对实验造成影响,因此要加热煮沸一段时间,除去水中的溶解氧,防止碘离子被氧化;
②滴定实验中是利用硫代硫酸钠与单质碘反应,所以选择的指示剂为淀粉;
根据电子转移守恒及碘量法的方程式,可得关系式:,故反应中CrCl3的质量分数为:。
18. 为验证反应Fe3++AgFe2++Ag+,利用如图电池装置进行实验。
(1)用Fe2(SO4)3固体配制500 mL 0.1 mol·L-1 Fe2(SO4)3溶液。在烧杯中溶解固体时,先加入一定体积的___________,搅拌后再加入一定体积的水。
(2)电流表显示电流由银电极流向石墨电极。可知, 盐桥中的阳离子进入___________电极溶液中。
(3)根据(2)实验结果,可知石墨电极的反应式为___________,银电极的反应式为___________。因此,Fe3+氧化性小于___________ (填“Ag+”或“Fe2+”)。
(4)电池装置中,盐桥连接两电极电解质溶液。如果盐桥中电解质为KNO3,反应一段时间后,可以观察到电流表指针反转,原因是___________。
【答案】(1)稀硫酸 (2)银
(3) ①. Fe2+-e-→Fe3+ ②. Ag++e-→Ag ③. Ag+
(4)原电池反应和迁移过来的氧化Fe2+,均导致石墨电极一侧溶液中比值增大,从而使石墨电极电势升高。当石墨电极电势高于银电极电势时,原电池的正负极发生反转,总反应变为Fe3++Ag = Fe2++Ag+,电流方向随之反转
【解析】
【小问1详解】
硫酸铁溶解时要防止水解,故在烧杯中溶解时,先加入一定体积的稀硫酸,搅拌后再加入一定体积的水,故答案为稀硫酸。
【小问2详解】
电流表显示电流由银电极流向石墨电极,石墨作负极,银作正极;可知, 盐桥中的阳离子进入银电极一侧的溶液中,故答案为银。
【小问3详解】
根据(2)实验结果,石墨作负极,电极反应式为Fe2+-e-=Fe3+;Ag作正极,电极反应式为Ag++e-=Ag,电池总反应为Fe2++Ag+⥫Fe3++Ag,根据氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,可知Fe3+氧化性小于Ag+的,故答案为Fe2+-e-=Fe3+;Ag++e-=Ag;Ag+。
【小问4详解】
电流反转的直接原因是电极电势的相对高低发生改变,原电池反应和迁移过来的氧化Fe2+,均导致石墨电极一侧溶液中比值增大,从而使石墨电极电势升高。当石墨电极电势高于银电极电势时,原电池的正负极发生反转,总反应变为Fe3++Ag = Fe2++Ag+,电流方向随之反转,故答案为原电池反应和迁移过来的氧化Fe2+,均导致石墨电极一侧溶液中比值增大,从而使石墨电极电势升高。当石墨电极电势高于银电极电势时,原电池的正负极发生反转,总反应变为Fe3++Ag = Fe2++Ag+,电流方向随之反转。
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