内容正文:
吉林市田家炳高级中学2025-2026学年度下学期
高一年级期末考试化学学科试卷
(满分100分,考试时间75分钟)
可能用到的相对原子质量:B-11 C-12 N-14 Ag-108
一、选择题(每题3分,共45分)
1. 北京时间2024年3月18日,冰岛境内发生了“21世纪至今最剧烈的火山喷发”,对该国造成了严重的破坏。火山喷发是硫元素在自然界中转化的重要途径,部分过程如图所示。下列说法错误的是
A. SO2、SO3均是酸性氧化物
B. 火山喷发易诱发酸雨
C. 硫的转化过程涉及的反应均为氧化还原反应
D. 火山口可能发生的反应有2H2S+SO2=3S+2H2O
2. 氮及其化合物部分转化关系如图。已知阿伏加德罗常数的值为,下列说法正确的是
A. 实验室可用加热固体的方法制取少量氨气
B. 反应①和反应②都属于氮的固定
C. 根据反应④可判断属于酸性氧化物
D. 和在室温下发生反应所得最终产物的分子数目为
3. 2025年6月11日《Nature》发表人类首次合成完整光谱表征、可低温封存的中性纯氮大分子N6,其巨大的能量密度被视为极具前景的清洁储能材料。下列说法正确的是
A. 若将N原子的轨道表示式为,则违背了泡利原理
B. N原子核外有3种能量不同的电子
C. N6和N2是氮元素的两种同位素
D. N6(g) = 3N2(g) 该反应为吸热反应
4. 、等均可作锂离子电池的电极材料,关于其组成元素说法错误的是
A. 的焰色试验形成发射光谱
B. 第二周期第一电离能介于和之间的元素有4种
C. 和都位于周期表中区
D. 基态原子核外电子有9种空间运动状态
5. 下列说法错误的是
A. Na2O2中既含有离子键又含有共价键,属于离子化合物
B. 键能是衡量化学键稳定性的参数之一,键能越大,化学键越牢固
C. 已知乙炔的结构式为H-C≡C-H,则乙炔中存在2个σ键(C-H)和3个π键(C≡C)
D. Cl2分子中σ键的形成:
6. 对于反应:,下列叙述错误的是
A. NH4+的空间结构为正四面体形
B. H2O的VSEPR模型:
C. NH3是只含极性键的极性分子
D. NH2Cl和NH3中的N原子都采用sp2杂化
7. 结构决定性质。下列事实对应的解释错误的是
A. 事实:热稳定性:HCl > HI;解释:键能:H-Cl > H-I
B. 事实:水中溶解度:O3 > O2;解释:O3是非极性分子
C. 事实:沸点:H2O > H2S;解释:水分子之间存在氢键
D. 事实:碘易溶于四氯化碳;解释:相似相溶
8. 下列说法错误的是
A. 离子液体含有体积很大的阴、阳离子,易挥发
B. 饱和CuSO4溶液析出形状规则的蓝色晶体,体现晶体的自范性
C. “嫦娥六号”完成月球背面采样:可用X射线衍射仪测定月球岩石的晶体结构
D. “电子气理论”可用来解释金属的:延展性、导电性、导热性等性质
9. 一种负热膨胀材料的立方晶胞结构如图,晶胞密度为,阿伏加德罗常数的值为,下列说法错误的是
A. 沿晶胞体对角线方向的投影图为
B. 和B均为杂化
C. 晶体中与最近且距离相等的有6个
D. 和B的最短距离为
10. 超分子有分子识别特性。“杯酚”像个碗似的,可与形成超分子(结构如图),借助杯酚分离固体混合物的实验过程如下。下列有关说法错误的是
A. 超分子中和“杯酚”之间的作用力是范德华力
B. “杯酚”分子是非极性分子,因为其具有对称的结构
C. C60溶于甲苯,“杯酚”溶于氯仿
D. 和互为同素异形体
11. 对下列图示的叙述不正确的是
A. (a)图可表示Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl固体反应的能量变化
B. 通过(b)图可知石墨比金刚石稳定
C. 由(c)图可知,O2(g)和SO2(g)反应生成SO3(g)是吸热反应
D. (a)图表明反应物断键吸收能量大于生成物形成新键释放的能量
12. 下列有关反应热或热化学方程式的说法错误的是
A. 已知:2H2S(g) + O2(g) = 2S(s) + 2H2O(g) ΔH1;2H2S(g) + 3O2(g) = 2SO2(s) + 2H2O(g) ΔH2;则ΔH1 > ΔH2
B. 已知H2(g)的燃烧热为285.8 kJ/mol,H2燃烧热的热化学方程式为:H2(g) + O2(g) = H2O(l) ΔH = -285.8 kJ/mol
C. 已知:H+(aq) + OH-(aq) = H2O(l) ΔH = -57.3 kJ/mol,则稀氨水和稀H2SO4溶液完全反应生成1 mol H2O时,放出热量少于57.3 kJ
D. 测定中和热的实验里,NaOH溶液应多次缓慢注入盐酸中,从而减小误差
13. 化学硫碘循环硫化氢分解联产氢气、硫磺是能源研究领域的重要课题。下列说法正确的是
A. 图1反应若使用催化剂,既可以改变反应路径,也可以改变其
B. 图2中若的状态为气态,则能量变化曲线可能为①
C. 图3中的反应为吸热反应,所以需要加热才能进行
D. 由图1、图2和图3可知,
14. 在2 L的密闭容器中,反应A(g) + 3B(g) = 2C(g) + 2D(g)在四种不同情况下的反应速率如下,其中表示反应速率最快的是
A. v(A) = 0.15 mol/(L·min) B. v(B) = 0.01 mol/(L·s)
C. v(C) = 0.20 mol/(L·min) D. v(D) = 0.02 mol/(L·s)
15. 在密闭系统中有反应C(s) + CO2(g) 2CO(g),能使反应速率加快的措施是
①通过减小容器体积增大压强 ②升高温度 ③将炭粉碎 ④恒容通入CO2 ⑤增加炭的量 ⑥恒压条件下通入N2
A. ①②③④ B. ①②④⑥ C. ①②③④⑥ D. ①②③④⑤⑥
二、填空题(共55分)
16. (一)硫、氮化合物广泛参与自然界物质循环,结合相关化学知识,回答下列问题:
(1)实验室常用铜和浓硫酸反应制取SO2,其化学方程式为____________________。
(2)为探究酸性:H2SO3 > HClO,提供下列装置:
A.NaHCO3溶液
B. 品红
C.酸性KMnO4溶液
D. 漂白粉溶液
装置的正确连接顺序为:纯净的_______________________(填字母)。
能证明H2SO3的酸性强于HClO的实验现象为____________________。
(3)部分含硫、氮物质的类别与硫元素和氮元素化合价的对应关系如图所示。
① 实验室一般将W保存在棕色试剂瓶中,原因用化学方程式解释:____________________。
② 下列有关图中所示含N、S物质的叙述,正确的是____________________(填字母)。
A. 向BaCl2溶液中依次通入C和Z,溶液无现象
B. 铜与W的浓溶液反应先生成Y
C. C能使紫色石蕊溶液先变红后褪色
D. 用玻璃棒分别蘸取R的浓溶液和W的浓溶液,玻璃棒靠近时有白烟产生
(二)硅是构成无机世界的骨干,碳和硅是元素周期表中相同主族的“兄弟元素”。回答下列问题:
(4)下列物品或设施含有硅酸盐的是____________________(填字母)。
A. 混凝土桥墩 B. 水晶镜片 C. 硅太阳能电池 D. 铝合金门窗
(5)某同学设计实验用如图装置证明元素碳、硅的非金属性强弱。Na2SiO3溶液中发生反应的离子方程式为____________________。
17. 已知A、B、C、D、E、F是元素周期表前四周期中原子序数依次增大的常见元素,相关信息如下表:
元素
相关信息
A
宇宙中含量最多的元素
B
元素原子最高能级的不同轨道都有电子,并且自旋方向相同
C
基态原子的价层电子排布式为ns2np4
D
第一电离能至第四电离能分别是:I1=578 kJ/mol,I2=1817 kJ/mol,I3=2745 kJ/mol,I4=11575 kJ/mol
E
前四周期中电负性最小的元素
F
元素原子的最外层只有一个电子,其次外层的所有轨道的电子均成对
(1)元素:D____________________、F____________________(填元素名称)。
(2)B2H4的电子式为____________________。
(3)B、C、D三种元素的简单离子半径由大到小的顺序为(用离子符号表示)____________________。
(4)与E元素同周期的基态原子中,未成对电子数与E原子相同的元素有____________________种。检验E元素的方法为____________________。
(5)比较元素F与镍的第二电离能:I2(F)_____I2(Ni)(填“<”或“>”),其原因是____________________。
18. 晶体具有周期性的微观结构,表现出许多独特的性质,用于制造各种材料。
(1)干冰在-78℃时可直接升华为气体,常用作制冷剂、人工降雨材料等。
① 1个CO2分子周围等距且最近的CO2分子有_____个。
② 下图是冰的结构。干冰的密度比冰的大,可能的原因是____________________(填字母序号)。
a.二氧化碳的相对分子质量大于水分子
b. 干冰晶胞中二氧化碳分子堆积得更密集
c. 水分子极性强,分子间作用力大
d. 冰中氢键存在方向性,晶体有较大空隙,空间利用率低
(2)金刚石是天然存在的最硬物质,常用作制作切割工具或宝石;二氧化硅可用于制作光导纤维。二者的晶胞结构如图所示(代表阿伏加德罗常数的值):
① 1个金刚石晶胞有____________________个C。
② 1 mol二氧化硅晶体中Si-O键数目为____________________个。
(3)氯化钠是联合制碱的副产物,萤石(CaF2)是生产冰晶石的原料,二者的晶胞和某气态团簇分子的结构如图,回答下列问题:
① 氯化钠晶胞中,A为(0,0,0),B为(1,1,1),则C的坐标参数为____________________。
② 氟化钙晶胞中,钙离子配位数为____________________。
③ 如图,该气态团簇分子的分子式为____________________。
(4)比较熔点:金刚石_____氯化钠(填“>”、“<”或“=”)。
19. (一)已知:H-H和H-O的键能分别为436 kJ·mol-1、463 kJ·mol-1。
(1)2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g) ΔH = -482 kJ·mol-1,则2O(g)=(g)____________________ 。
(二)
(2)用甲、乙两套装置分别定量测定锌与一定浓度稀硫酸的反应速率。下列说法正确的是
A. 实验前,甲需检查装置的气密性,乙装置无需检查装置的气密性
B. 甲、乙两实验均可通过收集一定体积的氢气所需的时间来测定反应速率的大小
C. 甲、乙两实验测得生成氢气的速率一定相等
D. 甲装置可用长颈漏斗代替分液漏斗
(三)Ⅰ. 一定温度下,在2 L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示:
(3)t min时,v(正)____________________v(逆)(填“>”、“<”或“=”)。
(4)反应开始到10 min时,用X表示的反应速率为_____________mol。
(5)反应开始到10 min时 Y的转化率为__________。
(6)反应的化学方程式为____________________。
Ⅱ. 某实验小组用0.1 mol/L Na2S2O3溶液和0.1 mol/L H2SO4溶液为反应物,探究外界条件对化学反应速率的影响,实验记录如下表。已知反应:Na2S2O3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2↑ + S↓ + H2O
实验序号
温度/℃
Na2S2O3/mL
H2SO4/mL
H2O/mL
出现沉淀所需的时间/s
Ⅰ
0
5
5
10
12
Ⅱ
0
5
10
5
t
Ⅲ
0
5
7
a
10
Ⅳ
30
5
5
10
2
(7)实验Ⅰ和Ⅳ是探究___________对化学反应速率的影响。
(8)实验Ⅱ中,t__________10(填“>”、“<”或“=”)。
(9)实验Ⅲ中,a = ________。
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吉林市田家炳高级中学2025-2026学年度下学期
高一年级期末考试化学学科试卷
(满分100分,考试时间75分钟)
可能用到的相对原子质量:B-11 C-12 N-14 Ag-108
一、选择题(每题3分,共45分)
1. 北京时间2024年3月18日,冰岛境内发生了“21世纪至今最剧烈的火山喷发”,对该国造成了严重的破坏。火山喷发是硫元素在自然界中转化的重要途径,部分过程如图所示。下列说法错误的是
A. SO2、SO3均是酸性氧化物
B. 火山喷发易诱发酸雨
C. 硫的转化过程涉及的反应均为氧化还原反应
D. 火山口可能发生的反应有2H2S+SO2=3S+2H2O
【答案】C
【解析】
【详解】A.酸性氧化物能与碱反应生成对应的盐和水,SO2与碱反应生成亚硫酸盐和水,SO3与碱反应生成硫酸盐和水,二者均为酸性氧化物,A正确;
B.火山喷发释放的SO2等气体与水反应生成H2SO3,H2SO3进一步被氧化为H2SO4,易形成硫酸型酸雨,B正确;
C.硫的转化过程中,如SO2→H2SO3、SO3→H2SO4等反应,硫元素化合价未发生变化,属于非氧化还原反应,因此硫的转化过程涉及的反应并非所有均为氧化还原反应,C错误;
D.火山口可能存在H2S和SO2,二者可发生归中反应:2H2S+SO2=3S+2H2O,D正确;
故选C。
2. 氮及其化合物部分转化关系如图。已知阿伏加德罗常数的值为,下列说法正确的是
A. 实验室可用加热固体的方法制取少量氨气
B. 反应①和反应②都属于氮的固定
C. 根据反应④可判断属于酸性氧化物
D. 和在室温下发生反应所得最终产物的分子数目为
【答案】B
【解析】
【详解】A.固体受热分解生成氨气和氯化氢气体,但离开热源,二者又迅速化合生成固体,所以实验室里不能用加热固体的方法制取氨气,A错误;
B.氮的固定为氮气生成含氮化合物的反应,反应①和②都符合,B正确;
C.和中氮元素的化合价不同,所以不属于酸性氧化物,C错误;
D.和完全反应生成,同时由于发生可逆反应:,所以最终所得产物分子数目小于,D错误;
故选B。
3. 2025年6月11日《Nature》发表人类首次合成完整光谱表征、可低温封存的中性纯氮大分子N6,其巨大的能量密度被视为极具前景的清洁储能材料。下列说法正确的是
A. 若将N原子的轨道表示式为,则违背了泡利原理
B. N原子核外有3种能量不同的电子
C. N6和N2是氮元素的两种同位素
D. N6(g) = 3N2(g) 该反应为吸热反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.该轨道表示式中2p轨道电子未优先分占不同简并轨道,违背的是洪特规则,并未违背泡利原理,A错误;
B.N原子核外电子排布为,共1s、2s、2p三种不同能级,对应3种能量不同的电子,B正确;
C.同位素是质子数相同、中子数不同的原子的互称,和是氮元素的不同单质,属于同素异形体,C错误;
D.是高能量密度储能材料,能量远高于稳定的,反应释放能量,为放热反应,D错误;
故选B。
4. 、等均可作锂离子电池的电极材料,关于其组成元素说法错误的是
A. 的焰色试验形成发射光谱
B. 第二周期第一电离能介于和之间的元素有4种
C. 和都位于周期表中区
D. 基态原子核外电子有9种空间运动状态
【答案】B
【解析】
【详解】A.的焰色试验,灼烧时,电子吸收能量跃迁至高能级,不稳定,又跃迁回较低能级,释放能量,形成发射光谱,A正确;
B.同周期元素,从左至右,第一电离能有增大趋势,由于N的2p轨道半充满,较稳定,第一电离能大于O,第二周期第一电离能介于和之间的元素有Be、B、C3种,B错误;
C.和都属于Ⅷ族元素,位于周期表中区,C正确;
D.基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p5,核外电子占据9个原子轨道,有9种空间运动状态,D正确;
故选B。
5. 下列说法错误的是
A. Na2O2中既含有离子键又含有共价键,属于离子化合物
B. 键能是衡量化学键稳定性的参数之一,键能越大,化学键越牢固
C. 已知乙炔的结构式为H-C≡C-H,则乙炔中存在2个σ键(C-H)和3个π键(C≡C)
D. Cl2分子中σ键的形成:
【答案】C
【解析】
【详解】A.中与之间存在离子键,内两个原子间存在非极性共价键,含有离子键的化合物属于离子化合物,A正确;
B.键能是衡量化学键稳定性的参数,键能越大,断裂该化学键需要的能量越高,化学键越牢固,B正确;
C.单键均为键,三键包含1个键和2个键,乙炔中2个键都是键,中含1个键、2个键,因此乙炔总共有3个键、2个键,C错误;
D.分子中两个的轨道沿键轴方向“头碰头”重叠形成键,与图示形成过程一致,D正确;
故选C。
6. 对于反应:,下列叙述错误的是
A. NH4+的空间结构为正四面体形
B. H2O的VSEPR模型:
C. NH3是只含极性键的极性分子
D. NH2Cl和NH3中的N原子都采用sp2杂化
【答案】D
【解析】
【详解】A.中N原子价层电子对数为4,无孤电子对,空间结构为正四面体形,A正确;
B.的价层电子对数为,VSEPR模型为包含2对孤电子对的四面体形,题目所给为正确的VSEPR模型图示,B正确;
C.中只含有N-H极性键,分子为三角锥形,正、负电荷中心不重合,属于极性分子,C正确;
D.和中N原子的价层电子对数均为4,都采用杂化,而非杂化,D错误;
故选D。
7. 结构决定性质。下列事实对应的解释错误的是
A. 事实:热稳定性:HCl > HI;解释:键能:H-Cl > H-I
B. 事实:水中溶解度:O3 > O2;解释:O3是非极性分子
C. 事实:沸点:H2O > H2S;解释:水分子之间存在氢键
D. 事实:碘易溶于四氯化碳;解释:相似相溶
【答案】B
【解析】
【详解】A.和的热稳定性由分子内共价键键能决定,原子半径小于,键长更短,键能,因此热稳定性,A正确;
B.为V形极性分子,为非极性分子,水是极性溶剂,根据相似相溶原理,极性分子在水中溶解度大于非极性分子,选项解释中“是非极性分子”的表述错误,B错误;
C.分子间存在强于范德华力的氢键,分子间仅存在范德华力,因此沸点,C正确;
D.和四氯化碳均为非极性分子,根据相似相溶原理,碘易溶于四氯化碳,D正确;
故选B。
8. 下列说法错误的是
A. 离子液体含有体积很大的阴、阳离子,易挥发
B. 饱和CuSO4溶液析出形状规则的蓝色晶体,体现晶体的自范性
C. “嫦娥六号”完成月球背面采样:可用X射线衍射仪测定月球岩石的晶体结构
D. “电子气理论”可用来解释金属的:延展性、导电性、导热性等性质
【答案】A
【解析】
【详解】A.离子液体由大体积阴、阳离子构成,离子间作用力较强,特点是难挥发,选项中“易挥发”表述错误,A错误;
B.晶体自范性是指晶体能自发呈现规则几何外形的性质,饱和溶液析出规则的蓝色胆矾晶体,体现了晶体的自范性,B正确;
C.X射线衍射实验是测定晶体结构的常用方法,可用X射线衍射仪测定月球岩石的晶体结构,C正确;
D.“电子气理论”认为金属是由金属阳离子和自由电子通过金属键结合形成的,可解释金属的导电性、导热性、延展性等共性,D正确;
故选A。
9. 一种负热膨胀材料的立方晶胞结构如图,晶胞密度为,阿伏加德罗常数的值为,下列说法错误的是
A. 沿晶胞体对角线方向的投影图为
B. 和B均为杂化
C. 晶体中与最近且距离相等的有6个
D. 和B的最短距离为
【答案】A
【解析】
【详解】A.由晶胞图可知,晶胞中Ag位于体心,B位于顶点,C、N位于体对角线上,沿晶胞体对角线方向投影,体对角线上的原子投影到中心(重叠),其余6个顶点原子分别投影到六元环的顶点上,其他体内的C、N原子都投影到对应顶点原子投影与体心的连线上,则投影图为,A错误;
B.Ag位于体心,与周围4个N原子原键,价层电子对数为4,且与4个N原子形成正四面体,则Ag为杂化;由晶胞中成键情况知,共用顶点B原子的8个晶胞中,有4个晶胞中存在1个C原子与该B原子成键,即B原子的价层电子对数为4,为杂化,B正确;
C.晶胞中Ag位于体心,与最近且距离相等的就是该晶胞上、下、左、右、前、后6个相邻的晶胞体心中的原子,为6个,C正确;
D.B位于顶点,其个数为,Ag、C、N均位于晶胞内,个数分别为1、4、4,由晶胞密度可知晶胞参数a=,和B的最短距离为体对角线的一半,即,D正确;
故选A。
10. 超分子有分子识别特性。“杯酚”像个碗似的,可与形成超分子(结构如图),借助杯酚分离固体混合物的实验过程如下。下列有关说法错误的是
A. 超分子中和“杯酚”之间的作用力是范德华力
B. “杯酚”分子是非极性分子,因为其具有对称的结构
C. C60溶于甲苯,“杯酚”溶于氯仿
D. 和互为同素异形体
【答案】B
【解析】
【详解】A.和杯酚之间无法形成氢键,二者依靠范德华力结合形成超分子,A正确;
B.杯酚为碗状结构,羟基均朝向碗的内侧,正电中心与负电中心不重合,属于极性分子,并非非极性分子,B错误;
C.纯净的可溶于甲苯,杯酚可溶于氯仿,加入氯仿后超分子解离,杯酚进入滤液B,描述符合事实,C正确;
D.和是碳元素形成的不同单质,互为同素异形体,D正确;
故选B。
11. 对下列图示的叙述不正确的是
A. (a)图可表示Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl固体反应的能量变化
B. 通过(b)图可知石墨比金刚石稳定
C. 由(c)图可知,O2(g)和SO2(g)反应生成SO3(g)是吸热反应
D. (a)图表明反应物断键吸收能量大于生成物形成新键释放的能量
【答案】C
【解析】
【详解】A.与固体反应为吸热反应,(a)图中生成物总能量高于反应物总能量,对应吸热反应的能量变化,A正确;
B.图中石墨和的总能量低于金刚石和的总能量,说明石墨能量更低,能量越低物质越稳定,因此石墨比金刚石稳定,B正确;
C.图中的总能量低于和的总能量,可知分解为和是吸热反应,其逆反应即和反应生成是放热反应,C错误;
D.图表示吸热反应,吸热反应的焓变大于0,而焓变等于反应物断键吸收总能量减去生成物成键释放总能量,因此反应物断键吸收能量大于生成物形成新键释放的能量,D正确;
故选C。
12. 下列有关反应热或热化学方程式的说法错误的是
A. 已知:2H2S(g) + O2(g) = 2S(s) + 2H2O(g) ΔH1;2H2S(g) + 3O2(g) = 2SO2(s) + 2H2O(g) ΔH2;则ΔH1 > ΔH2
B. 已知H2(g)的燃烧热为285.8 kJ/mol,H2燃烧热的热化学方程式为:H2(g) + O2(g) = H2O(l) ΔH = -285.8 kJ/mol
C. 已知:H+(aq) + OH-(aq) = H2O(l) ΔH = -57.3 kJ/mol,则稀氨水和稀H2SO4溶液完全反应生成1 mol H2O时,放出热量少于57.3 kJ
D. 测定中和热的实验里,NaOH溶液应多次缓慢注入盐酸中,从而减小误差
【答案】D
【解析】
【详解】A.H2S不完全燃烧生成S,放出的热量小于完全燃烧生成SO2放出的热量,放热反应为负值,放热越多越小,因此,A正确;
B.燃烧热是1 mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量,H2的稳定氧化物为液态H2O,对应热化学方程式书写符合要求,B正确;
C.稀氨水中的NH3·H2O是弱电解质,电离过程需要吸收热量,因此稀氨水和稀硫酸反应生成1 mol H2O时放出的热量少于57.3 kJ,C正确;
D.测定中和热时,NaOH溶液应快速一次性注入盐酸中,若多次缓慢注入会导致热量散失过多,增大实验误差,D错误;
故选D。
13. 化学硫碘循环硫化氢分解联产氢气、硫磺是能源研究领域的重要课题。下列说法正确的是
A. 图1反应若使用催化剂,既可以改变反应路径,也可以改变其
B. 图2中若的状态为气态,则能量变化曲线可能为①
C. 图3中的反应为吸热反应,所以需要加热才能进行
D. 由图1、图2和图3可知,
【答案】D
【解析】
【详解】A.催化剂改变反应路径,不改变反应热,A错误;
B.的能量高于的能量,能量变化曲线不可能为①,焓变值应该更大,B错误;
C.图3中的反应为吸热反应,吸热反应不一定需要加热才能进行,如氯化铵和氢氧化钡晶体为吸热反应,不需要加热即可进行,C错误;
D.由图1:;由图2:;由图3:,根据盖斯定理可知 ,D正确;
故答案选D。
14. 在2 L的密闭容器中,反应A(g) + 3B(g) = 2C(g) + 2D(g)在四种不同情况下的反应速率如下,其中表示反应速率最快的是
A. v(A) = 0.15 mol/(L·min) B. v(B) = 0.01 mol/(L·s)
C. v(C) = 0.20 mol/(L·min) D. v(D) = 0.02 mol/(L·s)
【答案】D
【解析】
【详解】A.将除以对应化学计量数1,可得;
B.先统一单位:,除以对应化学计量数3,可得;
C.将除以对应化学计量数2,可得;
D.先统一单位:,除以对应化学计量数2,可得;
比较大小:
故答案选:D。
15. 在密闭系统中有反应C(s) + CO2(g) 2CO(g),能使反应速率加快的措施是
①通过减小容器体积增大压强 ②升高温度 ③将炭粉碎 ④恒容通入CO2 ⑤增加炭的量 ⑥恒压条件下通入N2
A. ①②③④ B. ①②④⑥ C. ①②③④⑥ D. ①②③④⑤⑥
【答案】A
【解析】
【详解】①减小容器体积增大压强,气体反应物浓度增大,反应速率加快;②升高温度,活化分子百分数增加,反应速率加快;③将炭粉碎,增大反应物接触面积,反应速率加快;④恒容通入,反应物浓度增大,反应速率加快;⑤炭为固体,增加用量不改变其浓度,反应速率不变;⑥恒压条件下通入,容器体积增大,反应物气体浓度减小,反应速率减慢;综上分析①②③④可加快反应速率,故选A。
二、填空题(共55分)
16. (一)硫、氮化合物广泛参与自然界物质循环,结合相关化学知识,回答下列问题:
(1)实验室常用铜和浓硫酸反应制取SO2,其化学方程式为____________________。
(2)为探究酸性:H2SO3 > HClO,提供下列装置:
A.NaHCO3溶液
B. 品红
C.酸性KMnO4溶液
D. 漂白粉溶液
装置的正确连接顺序为:纯净的_______________________(填字母)。
能证明H2SO3的酸性强于HClO的实验现象为____________________。
(3)部分含硫、氮物质的类别与硫元素和氮元素化合价的对应关系如图所示。
① 实验室一般将W保存在棕色试剂瓶中,原因用化学方程式解释:____________________。
② 下列有关图中所示含N、S物质的叙述,正确的是____________________(填字母)。
A. 向BaCl2溶液中依次通入C和Z,溶液无现象
B. 铜与W的浓溶液反应先生成Y
C. C能使紫色石蕊溶液先变红后褪色
D. 用玻璃棒分别蘸取R的浓溶液和W的浓溶液,玻璃棒靠近时有白烟产生
(二)硅是构成无机世界的骨干,碳和硅是元素周期表中相同主族的“兄弟元素”。回答下列问题:
(4)下列物品或设施含有硅酸盐的是____________________(填字母)。
A. 混凝土桥墩 B. 水晶镜片 C. 硅太阳能电池 D. 铝合金门窗
(5)某同学设计实验用如图装置证明元素碳、硅的非金属性强弱。Na2SiO3溶液中发生反应的离子方程式为____________________。
【答案】(1)
(2) ①.
A C B D ②.
A溶液中有气泡产生,B中品红溶液不褪色,D中溶液变浑浊或产生白色沉淀
(3) ①.
②.
D (4)A (5)
(或 )
【解析】
【小问1详解】
实验室常用不活泼金属铜与浓硫酸在加热条件下反应来制取二氧化硫,其化学方程式为 ;
【小问2详解】
要证明酸性 ,可通过证明酸性 来间接实现。首先将纯净的 通入 溶液(装置A)中,产生 气体,证明酸性 ;由于 具有还原性,能与漂白粉发生氧化还原反应产生干扰,需将混合气体通入酸性 溶液(装置C)除去 ,再通过品红溶液(装置B)检验 是否除尽(现象为品红溶液不褪色);最后将纯净的 通入漂白粉溶液(装置D)中,生成 白色沉淀和 ,证明酸性 ;
【小问3详解】
根据化合价与物质类别的关系图可知,N元素中,R为 ,X为,Y为,Z为 ,W为 ;S元素中,A为,B为,C为 ,D为,E为,F为。
① 结合题意,W应为浓硝酸,浓硝酸见光易分解生成二氧化氮、氧气和水,反应为,因此需保存在棕色试剂瓶中避光保存;
② A.向 溶液中通入 和 , 溶于水生成硝酸,硝酸会将 氧化为硫酸,进而生成 白色沉淀,A错误;
B.铜与浓硝酸反应,生成 (Z),B错误;
C. 溶于水生成亚硫酸,能使紫色石蕊溶液变红,但 不能漂白酸碱指示剂,故不能使其褪色,C错误;
D.浓氨水挥发出的 与浓硝酸挥发出的 在空中相遇,化合生成 固体小颗粒,产生白烟,D正确;
故选D。
【小问4详解】
A.混凝土的主要成分是水泥、沙子等,水泥属于传统的硅酸盐材料,A正确;
B.水晶的主要成分是 ,属于氧化物,B错误;
C.硅太阳能电池的主要成分是单质硅,C错误;
D.铝合金属于金属材料,D错误;
故选A。
【小问5详解】
装置中石灰石与稀盐酸反应生成的 气体,经除杂后通入 溶液中,发生强酸制弱酸的反应,生成白色的硅酸沉淀。该反应证明了最高价氧化物对应水化物的酸性:碳酸强于硅酸,从而证明碳元素的非金属性强于硅元素,发生反应的离子方程式为 (或 ) 。
17. 已知A、B、C、D、E、F是元素周期表前四周期中原子序数依次增大的常见元素,相关信息如下表:
元素
相关信息
A
宇宙中含量最多的元素
B
元素原子最高能级的不同轨道都有电子,并且自旋方向相同
C
基态原子的价层电子排布式为ns2np4
D
第一电离能至第四电离能分别是:I1=578 kJ/mol,I2=1817 kJ/mol,I3=2745 kJ/mol,I4=11575 kJ/mol
E
前四周期中电负性最小的元素
F
元素原子的最外层只有一个电子,其次外层的所有轨道的电子均成对
(1)元素:D____________________、F____________________(填元素名称)。
(2)B2H4的电子式为____________________。
(3)B、C、D三种元素的简单离子半径由大到小的顺序为(用离子符号表示)____________________。
(4)与E元素同周期的基态原子中,未成对电子数与E原子相同的元素有____________________种。检验E元素的方法为____________________。
(5)比较元素F与镍的第二电离能:I2(F)_____I2(Ni)(填“<”或“>”),其原因是____________________。
【答案】(1) ①. 铝 ②. 铜
(2) (3)
(4) ①. 4 ②. 焰色试验(或焰色反应)
(5) ①. ②. 的价层电子排布为,处于全充满的稳定状态,较难失去一个电子;而的价层电子排布为,失去一个电子相对容易
【解析】
【分析】A元素:宇宙中含量最多的元素是氢(H),故A为H;B元素:原子最高能级的不同轨道都有电子,且自旋方向相同,说明其p能级处于半充满状态,结合原子序数依次增大,B为N;D元素:第一至第四电离能中,远大于说明其最外层有3个电子,属于第ⅢA族。结合电离能具体数值及前四周期背景,D为Al;C元素:原子序数介于N(7)和Al(13)之间。C的价层电子排布式为,故C为O;E元素:前四周期中电负性最小的元素是钾(K),故E为K;F元素:最外层只有1个电子,其次外层所有轨道的电子均成对(即次外层有18个电子),其核外电子排布式为,故F为Cu元素。
【小问1详解】
根据推断,D为Al,F为Cu,题目要求填元素名称,故填“铝”、“铜”;
【小问2详解】
根据推断,A为H,B为N,即为(肼),N原子最外层有5个电子,两个N原子之间共用一对电子,每个N原子与两个H原子各共用一对电子,且每个N原子保留一对孤对电子,其电子式为;
【小问3详解】
B、C、D的简单离子分别为,它们均为10电子微粒,核外电子排布相同。对于电子层结构相同的离子,核电荷数越大,原子核对最外层电子的吸引力越强,离子半径越小,核电荷数,故离子半径大小顺序为;
【小问4详解】
E为K,其基态电子排布式为,未成对电子数为1。在第四周期中,未成对电子数同样为1的基态原子还有Sc、Cu、Ga、Br,除K外共有4种;检验钾元素通常使用焰色试验,透过蓝色钴玻璃观察呈紫色;
【小问5详解】
F为Cu,其基态电子排布为,失去1个电子后形成的的电子排布为,3d轨道处于全充满的稳定状态,再失去第二个电子(即第二电离能)非常困难;而Ni的基态排布为,失去1个电子后形成的的电子排布为失去第二个电子相对容易,故。
18. 晶体具有周期性的微观结构,表现出许多独特的性质,用于制造各种材料。
(1)干冰在-78℃时可直接升华为气体,常用作制冷剂、人工降雨材料等。
① 1个CO2分子周围等距且最近的CO2分子有_____个。
② 下图是冰的结构。干冰的密度比冰的大,可能的原因是____________________(填字母序号)。
a.二氧化碳的相对分子质量大于水分子
b. 干冰晶胞中二氧化碳分子堆积得更密集
c. 水分子极性强,分子间作用力大
d. 冰中氢键存在方向性,晶体有较大空隙,空间利用率低
(2)金刚石是天然存在的最硬物质,常用作制作切割工具或宝石;二氧化硅可用于制作光导纤维。二者的晶胞结构如图所示(代表阿伏加德罗常数的值):
① 1个金刚石晶胞有____________________个C。
② 1 mol二氧化硅晶体中Si-O键数目为____________________个。
(3)氯化钠是联合制碱的副产物,萤石(CaF2)是生产冰晶石的原料,二者的晶胞和某气态团簇分子的结构如图,回答下列问题:
① 氯化钠晶胞中,A为(0,0,0),B为(1,1,1),则C的坐标参数为____________________。
② 氟化钙晶胞中,钙离子配位数为____________________。
③ 如图,该气态团簇分子的分子式为____________________。
(4)比较熔点:金刚石_____氯化钠(填“>”、“<”或“=”)。
【答案】(1) ①.
12 ②. abd
(2) ①.
8 ②.
(3) ①.
(1, , ) ②.
8 ③.
(或 )
(4)
>
【解析】
【小问1详解】
①干冰晶体中二氧化碳分子采取面心立方最密堆积,每个分子周围等距且最近的分子有12个(即配位数为12)。
② 干冰密度比冰大,一方面是因为二氧化碳的相对分子质量(44)大于水(18),另一方面是因为干冰是分子密堆积,而冰中水分子间存在具有方向性的氢键,导致晶体内部有较大空隙,空间利用率低。水分子极性强、分子间作用力大不是导致其密度小的原因。故选abd。
【小问2详解】
①金刚石晶胞中,碳原子位于8个顶点、6个面心和4个体内,利用均摊法计算,晶胞中碳原子个数为 。
②在二氧化硅晶体中,每个硅原子与4个氧原子形成4个Si-O键,因此 1 mol 二氧化硅中含有 1 mol 硅原子,共形成 4 mol Si-O键,数目为 。
【小问3详解】
①氯化钠晶胞中,A(0,0,0)位于左下前顶点,B(1,1,1)位于右上后顶点,C点为氯离子,位于右侧面的面心,坐标参数为(1, , )。
②氟化钙晶胞中,钙离子位于顶点和面心,氟离子位于体内的8个四面体空隙中,以顶点钙离子为例,其周围等距且最近的氟离子分布在相连的8个晶胞的体内,故配位数为8。
③气态团簇分子是一个独立的分子,不适用晶胞的均摊法。该分子呈立方体结构,8个顶点由E和F原子交替占据,各含有4个原子,故分子式为 。
【小问4详解】
金刚石属于共价晶体,氯化钠属于离子晶体。共价晶体中三维骨架网状结构的共价键极强,破坏它需要很高的能量,其熔点通常远高于离子晶体,故金刚石熔点大于氯化钠。
19. (一)已知:H-H和H-O的键能分别为436 kJ·mol-1、463 kJ·mol-1。
(1)2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g) ΔH = -482 kJ·mol-1,则2O(g)=(g)____________________ 。
(二)
(2)用甲、乙两套装置分别定量测定锌与一定浓度稀硫酸的反应速率。下列说法正确的是
A. 实验前,甲需检查装置的气密性,乙装置无需检查装置的气密性
B. 甲、乙两实验均可通过收集一定体积的氢气所需的时间来测定反应速率的大小
C. 甲、乙两实验测得生成氢气的速率一定相等
D. 甲装置可用长颈漏斗代替分液漏斗
(三)Ⅰ. 一定温度下,在2 L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示:
(3)t min时,v(正)____________________v(逆)(填“>”、“<”或“=”)。
(4)反应开始到10 min时,用X表示的反应速率为_____________mol。
(5)反应开始到10 min时 Y的转化率为__________。
(6)反应的化学方程式为____________________。
Ⅱ. 某实验小组用0.1 mol/L Na2S2O3溶液和0.1 mol/L H2SO4溶液为反应物,探究外界条件对化学反应速率的影响,实验记录如下表。已知反应:Na2S2O3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2↑ + S↓ + H2O
实验序号
温度/℃
Na2S2O3/mL
H2SO4/mL
H2O/mL
出现沉淀所需的时间/s
Ⅰ
0
5
5
10
12
Ⅱ
0
5
10
5
t
Ⅲ
0
5
7
a
10
Ⅳ
30
5
5
10
2
(7)实验Ⅰ和Ⅳ是探究___________对化学反应速率的影响。
(8)实验Ⅱ中,t__________10(填“>”、“<”或“=”)。
(9)实验Ⅲ中,a = ________。
【答案】(1) (2)B
(3)> (4)
(5)
(6)
(7)温度 (8)<
(9)
【解析】
【小问1详解】
反应热 。设的键能为,对于反应,有,解得。反应是形成化学键的过程,放出能量,因此;
【小问2详解】
A项,只要有气体生成或参与的实验装置均需检查气密性,甲、乙均需检查,错误;
B项,测定反应速率可通过测定收集一定体积气体所需时间来实现,时间越短速率越快,正确;
C项,甲装置中滴加稀硫酸时,液体会占据锥形瓶内的体积,导致排出的气体体积偏大,测得的速率不一定与乙相等,错误;
D项,长颈漏斗无法控制液体的滴加速度,且生成的气体容易从长颈漏斗逸出,不能代替分液漏斗,错误。
故选B;
【小问3详解】
时,反应物X、Y的物质的量仍在减小,生成物Z的物质的量仍在增加,说明反应尚未达到平衡,正在向正反应方向进行,因此正反应速率大于逆反应速率,即;
【小问4详解】
反应开始到时,X的物质的量变化量。用X表示的反应速率;
【小问5详解】
反应开始到时,Y的物质的量变化量。Y的转化率;
【小问6详解】
内,,,。同一反应中,各物质的物质的量变化量之比等于化学计量数之比,即。由于反应物未完全消耗,该反应为可逆反应,故化学方程式为;
【小问7详解】
对比实验Ⅰ和Ⅳ可知,两组实验中各反应物的体积(即浓度)均相同,唯一的变量是温度(Ⅰ为,Ⅳ为),因此这两组实验是探究温度对化学反应速率的影响;
【小问8详解】
实验Ⅱ和Ⅲ相比,温度相同,总体积均为。实验Ⅱ中的体积()大于实验Ⅲ(),即实验Ⅱ中的浓度更大。浓度越大,反应速率越快,出现沉淀所需的时间越短,已知实验Ⅲ所需时间为,故实验Ⅱ所需时间;
【小问9详解】
探究浓度对反应速率的影响时,必须控制单一变量,即保证溶液的总体积相等。实验Ⅰ的总体积为,则实验Ⅲ的总体积也应为,故,解得。
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