内容正文:
化学
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用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,将本试卷和答题卡一并交回。
4.可能用到的相对原子质量:H1 C12 O16 S32 Fe56 Ni59 Nb93
一、选择题:本题共16小题,共44分。第1~10小题,每小题2分;第11~16小题,每小题4分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 科技是国家强盛之基,创新是民族进步之魂。下列说法错误的是
A. 天目一号气象星座的光伏发电系统,可将光能转化成电能
B. 电视和电脑的液晶显示器使用的液晶材料属于晶体,能体现晶体的各向异性
C. 研究开发出可实现高效海水提铀()的复合吸附材料,U属于第七周期元素
D. 大型隧道建设使用的盾构机刀片需要涂层金刚石材料,金刚石是高硬度的共价晶体
2. 研究发现,在牙膏中添加氟化物能起到预防龋齿的作用,反应原理为。下列说法正确的是
A. 质量数为44,中子数为24的钙原子:
B. 基态磷原子价层电子排布违背了洪特规则
C. 的电子式:
D. 中既含离子键又含非极性共价键
3. 幸福属于劳动者,光荣属于劳动者。下列化学知识不能解释相应劳动项目的是
劳动项目
化学知识
A
清洗铁锅后及时擦干
擦干能减缓铁锅因发生吸氧腐蚀而生锈的速率
B
用热的纯碱溶液洗涤餐具表面的油污
热的纯碱溶液碱性较强,促进油脂水解生成易溶于水的物质
C
向预处理水中加入明矾
明矾水解生成胶体,吸附沉降水中的不溶杂质
D
用氢氧化钠固体和铝粉制成疏通剂,疏通被油脂、毛发、菜渣等堵塞的管道
氢氧化钠具有吸水性
A. A B. B C. C D. D
4. 柠檬黄是常见的着色剂,其结构如图,下列说法错误的是
A. 基态原子未成对电子数: B. 第一电离能:
C. 半径: D. 热稳定性:
5. 具有6个配体的Co3+的某种配合物的化学式为CoClm·nNH3,若0.1 mol此配合物与足量的AgNO3溶液反应,只生成0.3 mol AgCl沉淀,则此配合物的结构可能为
A. [Co(NH3)6]Cl3 B. [Co(NH3)4Cl2]Cl C. [Co(NH3)2Cl4]Cl D. [Co(NH3)5Cl]Cl
6. 下列能够用键能的大小作为主要依据来解释的是
A. 沸点: B. 稳定性:
C. 挥发性:HCl(浓)(浓) D. 导电性:Cu>Fe
7. 以下关于晶体性质说法不正确的是( )
A. 区分晶体和非晶体最可靠的方法是X−射线衍射实验
B. 冰和干冰都是分子晶体,一个分子周围都有12个紧邻的分子
C. 金属的电子气理论可以解释金属易导电、易导热、有延展性
D. 由原子构成的晶体可以是分子晶体、原子晶体、金属晶体
8. 设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A. 0.1 mol [Zn(NH3)4]SO4中,所含的共价键数目为1.6NA
B. 0.1 mol H3O+中,所含的电子总数为NA
C. 0.1 mol CH3CH(OH)COOH分子中,所含的手性碳原子个数为0.1NA
D. 常温下,2.8 g C2H4分子中,所含的σ键的数目为0.5NA
9. 下列说法错误的是
A. 为二元弱酸,也为二元弱酸
B. 离子化合物中可能含有共价键,共价化合物中一定不含离子键
C. 与水反应生成HCl和HClO,与水反应生成HF和HFO
D. 晶体中有阳离子但不一定有阴离子,晶体中有阴离子就一定有阳离子
10. W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,W的核外电子空间运动状态只有一种,X的基态原子核外电子占有3个原子轨道,Y的基态原子的s、p能级上的电子数相等,X、Y、Z三种元素组成的化合物甲的结构如下。
下列说法错误的是
A. W2Y分子中含有的孤电子对数是2 B. X2W6中电负性:W大于X
C. 化合物甲中X原子满足8电子结构 D. 原子半径:Z>X>Y
11. 晶体为片层结构,层内每个与2个、2个相连,形成1个铁氧八面体(结构如图)。晶体层与层之间的作用力为
A. 离子键和共价键 B. 共价键和氢键
C. 氢键和范德华力 D. 离子键和氢键
12. 杯芳烃的空腔大小由苯环的数量控制,通过在上缘和下缘引入基团,可改变其溶解度和选择性。SC[6]A修饰的银纳米粒与血根碱(SGR)形成的络合过程示意图如图,产物具有良好的抗菌、抗肿瘤、抗氧化和抗炎活性。下列说法正确的是
A. 杯[n]芳烃中大键与被装载分子通过共价键形成超分子
B. SC[6]A是杯[6]芳烃上缘引入磺酸基后形成的,可以减弱水溶性
C. 超分子有着广泛的应用,其特性是“分子识别”和“自组装”
D. SGR能被SC[6]A装载,也一定能被SC[4]A装载
13. 利用如图装置可进行烟气脱硫。下列说法正确的是
A. 多孔电极为负极,电极反应式为
B. 烟气脱硫过程可表示为
C. 电路中每通过0.1mol电子,理论上电解质溶液的总质量增加3.1g
D. 正极电极反应式为,随着时间推移,右室溶液pH逐渐增大
14. 硼元素可形成许多结构和性质特殊的化合物。一定条件下,由发生非氧化还原反应可制得晶体,其晶胞结构与其俯视图如图所示(氧原子未画出),晶胞参数,,。若A点的原子分数坐标为,且E点到上顶面的垂直距离为。
下列说法正确的是
A. 与中B原子的杂化类型相同
B. 该晶体的化学式为
C. p电子数:
D. E点的原子分数坐标为
15. 草酸是二元弱酸。某小组做如下两组实验:
实验Ⅰ:往溶液中滴加溶液。
实验Ⅱ:往溶液中滴加溶液。
已知:的电离常数、,,溶液混合后体积变化忽略不计。下列说法错误的是
A. 实验Ⅰ可选用酚酞作指示剂,指示反应终点
B. 实验Ⅰ中时,存在
C. 实验Ⅱ中时,溶液中
D. 向溶液中滴加少量澄清石灰水,发生反应的离子方程式为
16. 在恒温恒容密闭容器中充入一定量,发生如下反应:
反应①:
反应②:
反应②的速率方程可表示为和,其中分别为反应②正、逆速率的速率常数;测得的浓度随时间的变化如下表:
t/min
0
1
2
3
4
5
6
0.160
0.113
0.080
0.055
0.040
0.032
0.032
下列说法正确的是
A. 0~3min内,的平均反应速率为
B. 若升高温度,平衡时增大
C. 若,平衡时
D. 若总压强p(平衡)(起始),则混合气体中体积分数为60%
二、非选择题:本题共4小题,共56分。
17. A、B、C、D、E、G为元素周期表前四周期元素,它们的原子序数依次增大。
元素
相关信息
A
基态A原子的1s轨道上只有1个电子
B
B的基态原子s轨道上的电子数是p轨道的2倍
C
C与B同周期,第一电离能比相邻元素的都低
D
常温下单质为双原子分子,短周期元素中电负性最大
E
基态E原子的M能层和L能层电子数相等,最外层电子数是最内层电子数的一半
G
基态G原子未成对电子数为5
回答下列问题:
(1)下列不同状态的B中,失去一个电子需要吸收能量最多的是_______(填标号)。
(2)上述六种元素中,属于p区的有_______(填元素符号)。
(3)元素E与同主族相邻元素产生的焰色不同的原因为_______。
(4)B的一种氢化物的相对分子质量为26,其分子中的σ键与π键的数目之比为_______。
(5)由A和C形成的的空间构型为_______,其中心原子采取_______杂化。
(6)由D、E、G三种元素形成的晶体具有钙钛矿型的立方结构,晶胞结构如图1所示。
①该晶体的化学式为_______。
②在晶胞结构的另一种表示中,G处于各顶角位置。该晶胞结构中,沿立方格子对角面取得的截图如图2所示,D在该晶胞中的位置为_______(填阿拉伯数字序号)。
18. 铌(Nb)在电子管中用于除去残留气体,钢中掺铌能提高钢在高温时的抗氧化性,改善钢的焊接性能。一定条件下,可用金属钠还原七氟铌酸钾或用金属铝还原五氧化二铌制取铌。
回答下列问题:
(1)铌(Nb)和钒(V)位于同族且相邻,基态V原子的价电子排布式为___________。
(2)写出金属钠还原制备Nb的化学方程式:___________。
(3)是一种具有挥发性的试剂,可用于合成二氯二茂铌。
①二氯二茂铌中存在的化学键有___________(填标号)。
a.离子键 b.共价键 c.配位键 d.氢键 e.金属键
②(熔点约为210℃)是二聚体,其熔点低于的熔点(大于1000℃)的原因可能是___________。
(4)铌镍合金材料在生产中有广泛应用,它的晶胞如图所示。已知:为阿伏加德罗常数的值,铌(Nb)和钒位于同族且相邻,但是基态Nb原子最外层只有1个电子。
①Nb在元素周期表中的位置为___________。
②晶胞中Nb、Ni原子数之比为___________。
③晶体密度为___________。
19. 低碳经济已成为人们一种新的生活理念,二氧化碳的捕捉和利用是能源领域的一个重要研究方向。回答下列问题:
Ⅰ、工业上用和反应合成甲醚。
已知:一定温度下,由元素的最稳定的单质生成1 mol纯物质的热效应称为该物质的摩尔生成焓。
物质
摩尔生成焓/
0
(1)主反应: _____。
(2)甲醚的沸点比乙醇的沸点___(填“高”或“低”)。
(3)在密闭容器中按体积比通入和,在T℃、p kPa条件下发生主反应[该条件下有副反应发生]。测得平衡时,的体积分数为,同时混合气体中,。
①为同时提高平衡时转化率和选择性,应选择的反应条件为___(填标号)。
a.低温、低压 b.高温、高压 c.高温、低压 d.低温、高压
②T℃时,主反应的______(写出计算式即可)。
Ⅱ、(缩写为MDEA)溶液可用于捕集燃煤烟气中的。
(4)室温下,的,,吸收后溶液的,此时_____。
(5)从结构的角度解释MDEA水溶液能吸收的理由:__________。
Ⅲ、利用电解法在碱性或酸性条件下可将还原为和,其原理如图所示:
已知:选择性(S)和法拉第效率(FE)的定义(X代表或)如下:
(6)实验测得,碱性条件下生成、总的选择性小于酸性条件下,原因是__________。
(7)实验测得,酸性条件下生成、总的法拉第效率小于碱性条件下,原因是__________(用化学方程式或离子方程式表示)。
20. 氮族元素位于元素周期表第VA族,从上到下依次为氮(N)、磷(P)、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)、镆(Mc)。回答下列问题:
(1)是一种由四个氮原子构成的氮单质,和互为___________。
(2)氨()和膦()均为三角锥形分子,其中,H-N-H键角为,H-P-H键角为,试分析的键角小于的原因:___________。
(3)与互为同分异构体,但的沸点比的沸点高,其主要原因是___________。分子中含有大键,可表示为___________,p轨道提供2个电子形成大键的是___________(填“1”或“2”)号N原子。
(4)氮化钴属于立方晶系,经Cu掺杂得催化剂X,经Li掺杂得催化剂Y。
①X属于立方晶系,晶胞边长为d pm,距离最近的两个Co原子的核间距为___________pm。
②Y属于六方晶系,已知:,,。若A点原子的分数坐标为,则B点Li原子的分数坐标为___________。
③Y晶胞中,与N原子距离最近且相等的Li原子的个数为___________。
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化学
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用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,将本试卷和答题卡一并交回。
4.可能用到的相对原子质量:H1 C12 O16 S32 Fe56 Ni59 Nb93
一、选择题:本题共16小题,共44分。第1~10小题,每小题2分;第11~16小题,每小题4分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 科技是国家强盛之基,创新是民族进步之魂。下列说法错误的是
A. 天目一号气象星座的光伏发电系统,可将光能转化成电能
B. 电视和电脑的液晶显示器使用的液晶材料属于晶体,能体现晶体的各向异性
C. 研究开发出可实现高效海水提铀()的复合吸附材料,U属于第七周期元素
D. 大型隧道建设使用的盾构机刀片需要涂层金刚石材料,金刚石是高硬度的共价晶体
【答案】B
【解析】
【详解】A.光伏发电系统的工作原理就是将光能转化为电能,A正确;
B.液晶材料是介于液态和晶态之间的特殊聚集状态,不属于晶体,虽然其具有各向异性,但不符合晶体的定义,B错误;
C.是锕系元素,原子序数92大于第七周期起始元素钫(原子序数87),属于第七周期元素,C正确;
D.金刚石是碳原子通过共价键形成的共价晶体,硬度极高,适合作为盾构机刀片的涂层材料,D正确;
故选B。
2. 研究发现,在牙膏中添加氟化物能起到预防龋齿的作用,反应原理为。下列说法正确的是
A. 质量数为44,中子数为24的钙原子:
B. 基态磷原子价层电子排布违背了洪特规则
C. 的电子式:
D. 中既含离子键又含非极性共价键
【答案】B
【解析】
【详解】A.钙原子的质子数为20,正确的应为,A错误;
B.洪特规则是指能量相同的轨道上排布电子时,优先单独占据一个轨道,且自旋平行,图中2个电子挤入同一个p轨道,违反了洪特规则,B正确;
C.是带负电荷的阴离子,电子式为:,C错误;
D.中钙离子和氟离子以及钙离子和磷酸根离子之间存在离子键,磷酸根离子内存在极性共价键,但不存在非极性共价键,D错误;
故选B。
3. 幸福属于劳动者,光荣属于劳动者。下列化学知识不能解释相应劳动项目的是
劳动项目
化学知识
A
清洗铁锅后及时擦干
擦干能减缓铁锅因发生吸氧腐蚀而生锈的速率
B
用热的纯碱溶液洗涤餐具表面的油污
热的纯碱溶液碱性较强,促进油脂水解生成易溶于水的物质
C
向预处理水中加入明矾
明矾水解生成胶体,吸附沉降水中的不溶杂质
D
用氢氧化钠固体和铝粉制成疏通剂,疏通被油脂、毛发、菜渣等堵塞的管道
氢氧化钠具有吸水性
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.清洗铁锅后及时擦干,使铁锅中的铁不接触电解质溶液,能减缓铁锅因发生吸氧腐蚀而生锈的速率,A正确;
B.纯碱(Na2CO3)水解显碱性,加热促进水解,增强碱性,使油脂(酯类)水解更彻底,生成可溶性物质,B正确;
C.明矾(KAl(SO4)2·12H2O)溶于水后,Al3+水解生成Al(OH)3胶体,吸附悬浮杂质并沉降,C正确;
D.利用铝和氢氧化钠遇水反应放出大量的热,加快氢氧化钠对油脂和毛发等淤积物的腐蚀,同时产生气体增加管道内气压,利于疏通,D错误;
故选D。
4. 柠檬黄是常见的着色剂,其结构如图,下列说法错误的是
A. 基态原子未成对电子数: B. 第一电离能:
C. 半径: D. 热稳定性:
【答案】B
【解析】
【详解】A.基态原子电子排布::,未成对电子数为;:,未成对电子数为;:,未成对电子数为, 因此未成对电子数:,A正确;
B.同周期元素,从左到右第一电离能呈增大趋势,氮原子的2p轨道为稳定的半充满结构,元素的第一电离能大于相邻元素,则第一电离能由大到小的顺序为:N>O>C;氢原子的1s轨道为半充满结构,与碳原子相比,较难失去电子,与氧原子相比,较易失去电子,则氢元素的第一电离能大于碳元素,小于氧元素,所以第一电离能由大到小的顺序为:N>O>H>C,B错误;
C.和电子层结构相同,电子层结构相同时,核电荷数越大,离子半径越小,核电荷数,因此半径:,C正确;
D.非金属性:,非金属性越强,对应简单氢化物热稳定性越强,因此热稳定性:,D正确;
故选B。
5. 具有6个配体的Co3+的某种配合物的化学式为CoClm·nNH3,若0.1 mol此配合物与足量的AgNO3溶液反应,只生成0.3 mol AgCl沉淀,则此配合物的结构可能为
A. [Co(NH3)6]Cl3 B. [Co(NH3)4Cl2]Cl C. [Co(NH3)2Cl4]Cl D. [Co(NH3)5Cl]Cl
【答案】A
【解析】
【详解】0.1 mol此配合物与足量的AgNO3溶液反应,只生成0.3 mol AgCl沉淀,即化学式中外界有3个氯离子,答案选A。
6. 下列能够用键能的大小作为主要依据来解释的是
A. 沸点: B. 稳定性:
C. 挥发性:HCl(浓)(浓) D. 导电性:Cu>Fe
【答案】B
【解析】
【详解】A.H2O、HF均为分子晶体,影响其沸点的是分子间作用力,和H-O键、H-F键的键能无关,不能用键能来解释,A错误;
B.氮气分子中含有氮氮三键,氮氮三键的键能大,化学性质稳定,则氮气和氧气的稳定性能用键能的大小来解释,B正确;
C.挥发性属于分子间作用力相关的物理性质:HCl是分子晶体,分子间作用力弱,易挥发,分子间存在氢键且相对分子质量大,分子间作用力强,难挥发,和键能无关,C错误;
D.金属导电性由金属中自由电子的浓度、金属键的强弱等因素决定,和共价键键能无关,D错误;
故选B。
7. 以下关于晶体性质说法不正确的是( )
A. 区分晶体和非晶体最可靠的方法是X−射线衍射实验
B. 冰和干冰都是分子晶体,一个分子周围都有12个紧邻的分子
C. 金属的电子气理论可以解释金属易导电、易导热、有延展性
D. 由原子构成的晶体可以是分子晶体、原子晶体、金属晶体
【答案】BD
【解析】
【详解】A.区分晶体和非晶体科学的方法是X−射线衍射实验,故A正确;
B.冰和干冰都是分子晶体,干冰中一个二氧化碳分子周围有12个紧邻的分子,冰中一个水分子周围有4个水分子,故B错误;
C.金属易导电、易导热、有延展性可以用电子气理论解释,故C正确;
D.由原子构成的晶体可以是分子晶体(比如He)、原子晶体(比如金刚石),金属晶体构成的微粒是金属阳离子和自由电子,故D错误。
综上所述,答案为BD。
8. 设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A. 0.1 mol [Zn(NH3)4]SO4中,所含的共价键数目为1.6NA
B. 0.1 mol H3O+中,所含的电子总数为NA
C. 0.1 mol CH3CH(OH)COOH分子中,所含的手性碳原子个数为0.1NA
D. 常温下,2.8 g C2H4分子中,所含的σ键的数目为0.5NA
【答案】A
【解析】
【详解】A.1个氨分子中存在3个氮氢共价键,4个氨分子和锌离子形成4个配位键,配位键属于共价键,硫酸根离子中存在4个硫氧共价键,则0.1 mol [Zn(NH3)4]SO4中含共价键,所含的共价键数目为2NA,A错误;
B.1个H3O+中含有10个电子,则0.1 mol H3O+中,所含的电子总数为NA,B正确;
C.连有4个不同原子或原子团的碳原子为手性碳原子,即1个CH3CH(OH)COOH分子中有1个手性碳原子,则0.1 molCH3CH(OH)COOH分子中,所含的手性碳原子个数为0.1NA,C正确;
D.共价单键是σ键,共价双键中含有1个σ键和1个π键,即1个C2H4分子中含有5个σ键,则常温下,2.8g C2H4(即0.1mol)分子中含有0.5 molσ键,所含的σ键的数目为0.5NA,D正确;
故选A。
9. 下列说法错误的是
A. 为二元弱酸,也为二元弱酸
B. 离子化合物中可能含有共价键,共价化合物中一定不含离子键
C. 与水反应生成HCl和HClO,与水反应生成HF和HFO
D. 晶体中有阳离子但不一定有阴离子,晶体中有阴离子就一定有阳离子
【答案】C
【解析】
【详解】 A.非金属性:C>Si,H2CO3是二元弱酸,则H2SiO3也是二元弱酸,A正确;
B.离子化合物中可含共价键,如中内存在共价键;只要含有离子键就是离子化合物,因此共价化合物一定不含离子键,B正确;
C.与水反应生成和,但氧化性更强,与水反应为,C错误;
D.金属晶体中有阳离子,但无阴离子(只有自由电子),晶体呈电中性,有阴离子就一定有阳离子平衡电荷,D正确;
故答案选C。
10. W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,W的核外电子空间运动状态只有一种,X的基态原子核外电子占有3个原子轨道,Y的基态原子的s、p能级上的电子数相等,X、Y、Z三种元素组成的化合物甲的结构如下。
下列说法错误的是
A. W2Y分子中含有的孤电子对数是2 B. X2W6中电负性:W大于X
C. 化合物甲中X原子满足8电子结构 D. 原子半径:Z>X>Y
【答案】C
【解析】
【分析】W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,W的核外电子空间运动状态只有一种,说明W为H元素;X的基态原子核外电子占有3个原子轨道,结合X可以形成3个共价键,判断X为B元素;Y的基态原子的s、p能级上的电子数相等,判断Y为O元素;根据图示的X、Y、Z三种元素组成的化合物甲的结构图,可知Z形成+1价阳离子,则Z为Na元素,据此分析判断。
【详解】根据上述分析可知:W是H,X是B,Y是O,Z是Na元素。
A.根据上述分析可知:W是H,Y是O,W2Y分子为H2O,该分子中O原子上含有的孤电子对数是2,H原子上无孤对电子,因此H2O分子中含有的孤电子对数是2,A正确;
B.根据上述分析可知:W是H,X为B,X2W6是B2H6,该物质分子中电负性:H大于B,B正确;
C.B原子最外层有3个电子,在化合物甲中与O原子形成了3对共用电子对,因此化合物甲中X原子最外层是6电子结构,不满足最外层8电子结构,C错误;
D.根据上述分析可知:Z为Na、X为B、Y为O,原子核外电子层数越多,原子半径就越大;同一周期元素,原子序数越大,原子半径就越小,所以原子半径:Z(Na)>X(B)>Y(O),D正确;
故合理选项是C。
11. 晶体为片层结构,层内每个与2个、2个相连,形成1个铁氧八面体(结构如图)。晶体层与层之间的作用力为
A. 离子键和共价键 B. 共价键和氢键
C. 氢键和范德华力 D. 离子键和氢键
【答案】C
【解析】
【详解】由于晶体中含有结晶水和草酸根,层与层之间可以形成氢键,同时还存在范德华力,而离子键和共价键是层内的作用力,故选C。
12. 杯芳烃的空腔大小由苯环的数量控制,通过在上缘和下缘引入基团,可改变其溶解度和选择性。SC[6]A修饰的银纳米粒与血根碱(SGR)形成的络合过程示意图如图,产物具有良好的抗菌、抗肿瘤、抗氧化和抗炎活性。下列说法正确的是
A. 杯[n]芳烃中大键与被装载分子通过共价键形成超分子
B. SC[6]A是杯[6]芳烃上缘引入磺酸基后形成的,可以减弱水溶性
C. 超分子有着广泛的应用,其特性是“分子识别”和“自组装”
D. SGR能被SC[6]A装载,也一定能被SC[4]A装载
【答案】C
【解析】
【详解】A.超分子是通过非共价键形成的,A错误;
B.引入亲水基磺酸基,可增强水溶性,B错误;
C.“分子识别”和“自组装”是超分子的特征性质,C正确;
D.由结构可知,SC[6]A空腔大于SC[4]A,故SGR能被SC[6]A装载,不一定能被SC[4]A装载,D错误;
故答案为:C。
13. 利用如图装置可进行烟气脱硫。下列说法正确的是
A. 多孔电极为负极,电极反应式为
B. 烟气脱硫过程可表示为
C. 电路中每通过0.1mol电子,理论上电解质溶液的总质量增加3.1g
D. 正极电极反应式为,随着时间推移,右室溶液pH逐渐增大
【答案】C
【解析】
【分析】结合电池结构图可知,左侧多孔电极亚铁离子失去电子生成铁离子,是电池负极,电极反应式为:,同时生成的氧化二氧化硫为硫酸根,达到脱硫的目的,方程式为:;右侧光催化电极的氢离子得到电子,还原为氢气,电极反应式为:。
【详解】A.多孔电极上发生的反应为,发生氧化反应,故该电极为负极,A项错误;
B.违背了电荷守恒,正确反应为,B项错误;
C.电路中每通过0.1mol电子,吸收 ,同时将产生 ,即理论上电解质溶液的总质量增加,C项正确;
D.光催化电极上发生的反应为,发生还原反应,则该电极为正极,负极室产生的经质子交换膜移向正极室,根据电荷守恒可知,每消耗,则有从左室经质子交换膜进入右室,故右室中溶液的浓度基本保持不变,D项错误;
故选C。
14. 硼元素可形成许多结构和性质特殊的化合物。一定条件下,由发生非氧化还原反应可制得晶体,其晶胞结构与其俯视图如图所示(氧原子未画出),晶胞参数,,。若A点的原子分数坐标为,且E点到上顶面的垂直距离为。
下列说法正确的是
A. 与中B原子的杂化类型相同
B. 该晶体的化学式为
C. p电子数:
D. E点的原子分数坐标为
【答案】D
【解析】
【详解】A.中B原子价层电子对数为,采取杂化,中B原子价层电子对数为采取杂化,A项错误;
B.通过均摊法计算可得,晶胞中F个数为
,Be个数为,B个数为,发生非氧化还原反应时化合价不变,设氧原子个数为x,由正、负化合价代数和为0得,解得,则化学式为,B项错误;
C.同一周期从左到右,原子序数逐渐增大,p轨道电子数逐渐增多。p电子数,C项错误;
D.据A、E两点的位置,若A点的原子分数坐标为,则E点在x轴的分数坐标为,在y轴的分数坐标为,在z轴的分数坐标为,故E点的原子分数坐标为或,D项正确;
故选D。
15. 草酸是二元弱酸。某小组做如下两组实验:
实验Ⅰ:往溶液中滴加溶液。
实验Ⅱ:往溶液中滴加溶液。
已知:的电离常数、,,溶液混合后体积变化忽略不计。下列说法错误的是
A. 实验Ⅰ可选用酚酞作指示剂,指示反应终点
B. 实验Ⅰ中时,存在
C. 实验Ⅱ中时,溶液中
D. 向溶液中滴加少量澄清石灰水,发生反应的离子方程式为
【答案】D
【解析】
【详解】A.实验Ⅰ滴定终点生成,溶液呈碱性,酚酞变色范围在碱性区间,可选用酚酞作指示剂,A正确;
B.时,溶质为等物质的量浓度的和,的电离常数大于的水解常数,电离程度大于水解程度,故,B正确;
C.时,总体积为50mL,初始,,完全生成沉淀后剩余,,则,C正确;
D.澄清石灰水少量时,完全反应,离子方程式应为,题给离子方程式错误,D错误;
故选D。
16. 在恒温恒容密闭容器中充入一定量,发生如下反应:
反应①:
反应②:
反应②的速率方程可表示为和,其中分别为反应②正、逆速率的速率常数;测得的浓度随时间的变化如下表:
t/min
0
1
2
3
4
5
6
0.160
0.113
0.080
0.055
0.040
0.032
0.032
下列说法正确的是
A. 0~3min内,的平均反应速率为
B. 若升高温度,平衡时增大
C. 若,平衡时
D. 若总压强p(平衡)(起始),则混合气体中体积分数为60%
【答案】D
【解析】
【详解】A.0~3min内,的浓度变化为0.105mol/L,时间为180秒,速率为≈0.000583mol/(L·s),远小于0.035,A错误;
B.升高温度,反应①(放热)逆向移动,减少;反应②(吸热)正向移动,进一步消耗,故平衡时减小,B错误;
C.平衡时,,当时,平衡时,C错误;
D.平衡时,总压强比为2:1,说明总物质的量为初始的2倍,设生成了2b的列三段式,,压强比等于物质的量之比等于物质的量浓度比,故平衡时总物质的量浓度为0.32,通过计算,可得的物质的量占比为60%,D正确;
故选D。
二、非选择题:本题共4小题,共56分。
17. A、B、C、D、E、G为元素周期表前四周期元素,它们的原子序数依次增大。
元素
相关信息
A
基态A原子的1s轨道上只有1个电子
B
B的基态原子s轨道上的电子数是p轨道的2倍
C
C与B同周期,第一电离能比相邻元素的都低
D
常温下单质为双原子分子,短周期元素中电负性最大
E
基态E原子的M能层和L能层电子数相等,最外层电子数是最内层电子数的一半
G
基态G原子未成对电子数为5
回答下列问题:
(1)下列不同状态的B中,失去一个电子需要吸收能量最多的是_______(填标号)。
(2)上述六种元素中,属于p区的有_______(填元素符号)。
(3)元素E与同主族相邻元素产生的焰色不同的原因为_______。
(4)B的一种氢化物的相对分子质量为26,其分子中的σ键与π键的数目之比为_______。
(5)由A和C形成的的空间构型为_______,其中心原子采取_______杂化。
(6)由D、E、G三种元素形成的晶体具有钙钛矿型的立方结构,晶胞结构如图1所示。
①该晶体的化学式为_______。
②在晶胞结构的另一种表示中,G处于各顶角位置。该晶胞结构中,沿立方格子对角面取得的截图如图2所示,D在该晶胞中的位置为_______(填阿拉伯数字序号)。
【答案】(1)a (2)C、O、F
(3)电子从较高能级的激发态跃迁到低能级的激发态或基态时,以光的形式释放能量,而钾与同主族的其他元素所释放的能量不同,故产生不同颜色的光
(4)3:2 (5) ①. 三角锥形 ②.
(6) ①. ②. 4、6
【解析】
【分析】A的基态1s轨道只有1个电子,则A为H;B的s轨道电子总数是p轨道的2倍,电子排布,B为C;C与B同周期,第一电离能比相邻元素低(第二周期中第一电离能N>O,F>O),C为O;D:短周期电负性最大,单质为双原子分子,D为F,E的L层(8电子)与M层电子数相等,最外层电子数为1,电子排布,E为K;G基态未成对电子数为5,价电子排布,G为Mn,据此分析;
【小问1详解】
失去电子需要吸收能量越多,说明对应状态能量越低,电离能越大,a的电子排布,是基态,正电荷越高,电离能越大;且a为基态全满稳定结构,能量最低,失去1个电子需要吸收的能量最多;
【小问2详解】
p区元素为最后一个电子填充在p轨道的元素,H、K属于s区,Mn属于d区,只有属于p区;
【小问3详解】
不同元素原子的电子从高能级跃迁回低能级时,释放的能量不同,产生光的波长不同,因此焰色不同;
【小问4详解】
C的相对分子质量为26的氢化物是(乙炔),结构式为,含3个σ键、2个π键,故比值为;
【小问5详解】
是,中心O的价层电子对数为,含1对孤电子对,因此空间构型为三角锥形,中心原子采取杂化;
【小问6详解】
根据晶胞均摊法:K在顶点,数目为;Mn在体心,数目为1;F在面心,数目为,故化学式为;
②化学式为,在晶胞结构的另一种表示中,G(数目为1)在顶点时,D(数目为3)位于晶胞的棱心(),沿对角面截图后,四条边的中点(位置4和6)为D。
18. 铌(Nb)在电子管中用于除去残留气体,钢中掺铌能提高钢在高温时的抗氧化性,改善钢的焊接性能。一定条件下,可用金属钠还原七氟铌酸钾或用金属铝还原五氧化二铌制取铌。
回答下列问题:
(1)铌(Nb)和钒(V)位于同族且相邻,基态V原子的价电子排布式为___________。
(2)写出金属钠还原制备Nb的化学方程式:___________。
(3)是一种具有挥发性的试剂,可用于合成二氯二茂铌。
①二氯二茂铌中存在的化学键有___________(填标号)。
a.离子键 b.共价键 c.配位键 d.氢键 e.金属键
②(熔点约为210℃)是二聚体,其熔点低于的熔点(大于1000℃)的原因可能是___________。
(4)铌镍合金材料在生产中有广泛应用,它的晶胞如图所示。已知:为阿伏加德罗常数的值,铌(Nb)和钒位于同族且相邻,但是基态Nb原子最外层只有1个电子。
①Nb在元素周期表中的位置为___________。
②晶胞中Nb、Ni原子数之比为___________。
③晶体密度为___________。
【答案】(1)
(2)
(3) ①. abc ②. 为分子晶体,为离子晶体,熔点受微弱的分子间作用力影响,熔点受强烈的离子键的影响(或为分子晶体,为离子晶体,影响分子晶体熔点的范德华力远小于晶体中的离子键)
(4) ①. 第五周期第VB族(答d区也可) ②. 1:3 ③.
【解析】
【小问1详解】
钒为第23号元素,核外电子排布为,则基态V原子的价电子排布式为。
【小问2详解】
钠还原制备Nb的化学方程式为:。
【小问3详解】
①中存在内外界阴阳离子间的离子键作用,碳氢原子、碳碳原子间的共价键,配体与中心离子间的配位键,故选abc;
②为分子晶体,为离子晶体,熔点受微弱的分子间作用力影响,熔点受强烈的离子键的影响(或为分子晶体,为离子晶体,影响分子晶体熔点的范德华力远小于晶体中的离子键)。
【小问4详解】
①铌(Nb)和钒位于同族且相邻,Nb在元素周期表中的位置为第五周期第VB族;
②晶胞中Nb位于顶点和体心,故Nb的个数为,Ni位于棱上和面上,故Ni的个数为,晶胞中Nb、Ni原子数之比为;
③一个晶胞中2个Nb原子,6个Ni原子,晶体密度为。
19. 低碳经济已成为人们一种新的生活理念,二氧化碳的捕捉和利用是能源领域的一个重要研究方向。回答下列问题:
Ⅰ、工业上用和反应合成甲醚。
已知:一定温度下,由元素的最稳定的单质生成1 mol纯物质的热效应称为该物质的摩尔生成焓。
物质
摩尔生成焓/
0
(1)主反应: _____。
(2)甲醚的沸点比乙醇的沸点___(填“高”或“低”)。
(3)在密闭容器中按体积比通入和,在T℃、p kPa条件下发生主反应[该条件下有副反应发生]。测得平衡时,的体积分数为,同时混合气体中,。
①为同时提高平衡时转化率和选择性,应选择的反应条件为___(填标号)。
a.低温、低压 b.高温、高压 c.高温、低压 d.低温、高压
②T℃时,主反应的______(写出计算式即可)。
Ⅱ、(缩写为MDEA)溶液可用于捕集燃煤烟气中的。
(4)室温下,的,,吸收后溶液的,此时_____。
(5)从结构的角度解释MDEA水溶液能吸收的理由:__________。
Ⅲ、利用电解法在碱性或酸性条件下可将还原为和,其原理如图所示:
已知:选择性(S)和法拉第效率(FE)的定义(X代表或)如下:
(6)实验测得,碱性条件下生成、总的选择性小于酸性条件下,原因是__________。
(7)实验测得,酸性条件下生成、总的法拉第效率小于碱性条件下,原因是__________(用化学方程式或离子方程式表示)。
【答案】(1)
(2)低 (3) ①. d ②.
(4)20 (5)中氮原子含有孤电子对,能与氢离子形成配位键,促进的吸收
(6)碱性条件下,有部分转化为,用于生成、的的量减少,使总的选择性减小
(7)
【解析】
【小问1详解】
由反应焓变 () 等于生成物的总摩尔生成焓减去反应物的总摩尔生成焓,即,
;
【小问2详解】
由于分子间易形成氢键,所以沸点低于;
【小问3详解】
①由于主反应:的正反应是放热反应(),降低温度平衡正向移动,提高CO2转化率和甲醚选择性,该反应前气体计量数之和大于反应后气体计量数之和,正反应是气体体积减小的反应,增大压强平衡正向移动,故应选择低温、高压,故选d;
②设通入的的物质的量为a mol,主反应消耗的CO2为2x mol,副反应消耗的CO2为y mol,由三段式、可得,,,,解得,,则、、、、,,则、同理, 、,由此计算可得;
【小问4详解】
已知的,即,,即,吸收后溶液的,即,,故;
【小问5详解】
中氮原子含有孤电子对,能与氢离子形成配位键,使得溶液显碱性,促进的吸收;
【小问6详解】
由图可知,碱性条件下,有部分转化为,用于生成、的的量减少,使总的选择性减小,所以碱性条件下生成、总的选择性小于酸性条件下;
【小问7详解】
由图可知,酸性条件下,在阴极得到电子,发生反应生成,导致的消耗量减小,生成、总的法拉第效率减小,所以酸性条件下生成、总的法拉第效率小于碱性条件下。
20. 氮族元素位于元素周期表第VA族,从上到下依次为氮(N)、磷(P)、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)、镆(Mc)。回答下列问题:
(1)是一种由四个氮原子构成的氮单质,和互为___________。
(2)氨()和膦()均为三角锥形分子,其中,H-N-H键角为,H-P-H键角为,试分析的键角小于的原因:___________。
(3)与互为同分异构体,但的沸点比的沸点高,其主要原因是___________。分子中含有大键,可表示为___________,p轨道提供2个电子形成大键的是___________(填“1”或“2”)号N原子。
(4)氮化钴属于立方晶系,经Cu掺杂得催化剂X,经Li掺杂得催化剂Y。
①X属于立方晶系,晶胞边长为d pm,距离最近的两个Co原子的核间距为___________pm。
②Y属于六方晶系,已知:,,。若A点原子的分数坐标为,则B点Li原子的分数坐标为___________。
③Y晶胞中,与N原子距离最近且相等的Li原子的个数为___________。
【答案】(1)同素异形体
(2)N的电负性较大,N-H的键长较短,3个N-H之间排斥力较大(从P角度分析亦可)
(3) ①. 分子间可以形成氢键,而分子间不能形成氢键 ②. ③. 2
(4) ①. ②. ③. 12
【解析】
【小问1详解】
和都是由N元素组成的不同单质,故和互为同素异形体;
【小问2详解】
由于N的电负性较大,N-H的键长较短,3个N-H之间排斥力较大,故的键角小于的键角;
【小问3详解】
由于分子间可以形成氢键,而分子间不能形成氢键,故的沸点比的沸点高;咪唑环中共有5个原子(2个N,3个C)参与共轭,每个原子提供 1 个未杂化 p 轨道,环内共有6个电子(来自2个双键的4个电子+1号N原子提供的2个电子),因此大键可表示为;1号氮原子形成2个键,最外层剩余3个电子,其中1个电子参与形成大键,剩余2个电子形成孤电子对,2号氮原子形成3个键,最外层剩余2个电子,均参与形成大键,无孤电子剩余,故p轨道提供2个电子形成大键的是2号原子;
【小问4详解】
①X属于立方晶系,晶胞边长为d pm,距离Co最近原子的核间距为面对角线一半,为pm;
②Y属于六方晶系,已知:,,。若A点原子的分数坐标为,由图知,B点在三角形中心,则Li原子的分数坐标为:;
③六方最密堆积配位数为12,故1个N原子距离最近且相等的Li原子数目为12。
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