内容正文:
石嘴山市第一中学2024-2025学年高二上学期期末考试
化学试题
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,只有一项是符合题目要求的。
1. 化学与生活息息相关。下列说法错误的是
A. 相对于燃油汽车,新能源汽车的使用可有效减少碳排放
B. 空气中的水汽凝华为雪花是一个放热过程,也是熵增过程
C. 倡导垃圾分类与回收,可促进生活垃圾的循环再利用
D. 使用含氟牙膏刷牙,能有效预防龋齿
2. 下列化学用语表示正确的是
A. 的电子式:
B. 的结构式:
C. 碳酸氢钠的电离方程式
D. 明矾化学式:
3. 下列反应条件的改变对3CO+Fe2O33CO2+2Fe反应速率的影响正确的是
A. 增加Fe2O3的物质的量能加快反应速率 B. 减小CO2的浓度能加快反应速率
C. 升高温度能加快反应速率 D. 添加催化剂对反应速率无影响
4. 港珠澳大桥的设计使用寿命高达120年,主要的防腐方法有:①钢梁上安装铝片;②使用高性能富锌(富含锌粉)底漆;③使用高附着性防腐涂料;④预留钢铁腐蚀量。下列分析不合理的是
A. 方法①②③只能减缓钢铁腐蚀,未能完全消除
B. 防腐涂料可以防水、隔离O2降低吸氧腐蚀速率
C. 防腐过程中铝和锌均失去电子,主要发生化学腐蚀
D. 钢铁在海水中发生吸氧腐蚀时正极反应式为O2 +2H2O + 4e-= 4OH-
5. 下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A. 使甲基橙变红的溶液中:Fe2+、、Cl-、
B. 与Al反应能放出H2的溶液:、Ba2+、、
C. 在=106mol/L的溶液中:Al3+、H+、Cl-、
D. 常温下,水电离出的c(H+)=10-13mol/L溶液中:ClO-、K+、Na+、
6. 短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次递增,其中,X是周期表中原子半径最小的元素,Y与Z同主族,Y的L层电子数是K层电子数的3倍.下列说法中正确的是
A. 气态氢化物热稳定性:
B. 元素X和Y形成的化合物只含有极性键
C. 元素X存在三种常见核素,三者的性质完全相同
D. Y、W的某些单质或两元素之间形成的某些化合物可用作自来水消毒剂
7. 下列事实能用勒夏特列原理来解释的是
A. SO2被氧化成SO3 ,往往需要使用催化剂
B. 实验室采用排饱和食盐水的方法收集氯气
C. H2、I2、HI平衡混合气体加压后颜色加深
D. 工业合成氨选择反应温度为500℃
8. 是一种新型硝化剂,在温度下可发生下列反应: 。温度下的平衡常数为。下列说法错误的是
A. 反应的
B. 该反应在高温下可自发进行
C. 温度下的平衡常数为,温度下的平衡常数为,若,则
D. 温度下,在体积为1 L的恒温密闭容器中充入2 mol,4 mol ,1 mol,此时反应将向正反应方向进行
9. 在催化条件下可以将还原为,反应原理为: ,的平衡转化率随温度或压强的变化如图所示。下列说法错误的是
A. 压强: B. 反应速率:
C. 平衡常数: D. 气体的颜色:b深,c浅
10. 短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W的核外电子数与X、Z的最外层电子数之和相等,Y元素的族序数与Z的最外层电子数之和等于X的原子序数,由X、W、Y三种元素形成的化合物M的结构如图所示。下列叙述正确的是
A. 元素非金属性强弱的顺序为W>Y>Z
B. W与X形成的二元化合物中阴阳离子数目之比为1:2
C. Y与W形成的二元化合物可用作半导体材料
D. 电解饱和XZ水溶液可以制得X单质和Z单质
11. 向1 mL的三种酸HA、HB、HC溶液中加水稀释,所得溶液的pH随溶液体积V(mL)的变化如下图所示,已知其中两种酸的酸性:HB<HA<CH3COOH。下列说法正确的是
A. X的起始浓度大于0.01 mol/L
B. Y对应的是HB,Z对应的是HA
C. 相同体积相同pH的HA溶液和HB溶液,与足量镁反应,HB溶液放出的气体多
D. 当稀释至lgV=3时,三种酸溶液的导电性大小顺序为X>Y>Z
12. 下列实验装置可以达到实验目的或描述正确的是
A.测定锌与稀硫酸反应速率(计时器未画出)
B.使Fe表面腐蚀电流降至零或接近于零
C.制备无水氯化镁
D.测定中和反应的反应热
A. A B. B C. C D. D
13. 某温度下,向溶液中滴入的溶液,溶液中随加入溶液体积[]的关系如图所示。下列说法正确的是
已知:该温度下,。
A. 该温度下
B. 向b点溶液中加入的KBr溶液,沉淀转化为AgBr
C. c点溶液中存在:
D. 相同条件下,在水中和在溶液中的溶解度相同
14. 我国某大学科研团队提出用多孔泡沫铁、高度膨化的纳米泡沫碳(CFs)和添加了的溶液构建独特的“摇椅式”全铁离子电池,电池结构如图(阴离子未标出)。下列说法错误的是
A. 可增加电解质溶液的导电性
B. 充电时,阳极的电极反应式为
C. 放电时,电极N为负极
D. 放电时,每转移,参与反应的铁元素的总质量为112g
二、非选择题(本题共4小题,共58分。)
15. 根据原子结构与性质的相关知识,请回答下列问题:
(1)基态S原子电子占据最高能层的符号是__,最高能级的电子云轮廓图为__形。
(2)下列Li原子电子排布图表示的状态中,能量最低和最高的分别为__、__(填标号)。
A. B.
C. D.
(3)Fe3+基态核外电子排布式为__,基态磷原子的核外价电子排布图为___。
(4)根据元素周期律,原子半径As__Se,电负性As___Se(填“大于”或“小于”)。
(5)Fe、Co、Ni在周期表中的位置为___,C、N、O、Fe的第一电离能由大到小的顺序为___。
(6)只需用一种试剂___(试剂的名称)即可检验图中铁是否发生了腐蚀,写出该检验对应的离子方程式___。
(7)元素铜与镍的第二电离能分别为:ICu=1958kJ·mol-1、INi=1753kJ·mol-1,ICu>INi的原因是__。
16. 选择性还原是有效利用二氧化碳资源的途径之一,是减少二氧化碳的一种比较有效实际的方法。
(1)和在催化剂作用下能选择性合成甲烷,已知:
ⅰ.
ⅱ.
则ⅲ. __________。
(2)在一定温度下,将和充入容积为2L的恒容密闭容器中,仅发生反应ⅱ,10min时达到平衡,此时测得混合气体中的物质的量分数为30%,则10min内的平均反应速率__________,CO的平衡转化率为__________。
(3)以的比例向恒容密闭容器中通入、的混合气体使之仅发生反应ⅲ,起始压强为101kPa。相同时间内测得容器中的转化率与温度的关系如图所示。
①A点时__________(填“>”“<”或“=”,下同);平衡常数:__________。
②试分析从A点至C点的转化率增大的可能原因:__________。
③平衡时,若保持温度和压强不变,向容器中充入一定量的(不参与化学反应),此时的转化率__________(填“增大”“减小”或“不变”)。
17. 铜冶炼产生的铜渣是重要的二次矿产资源。从一种铜渣(主要含和及少量单质)中回收硅、铁、钴、铜的工艺如下:
已知:①易形成凝胶,难过滤,时,易脱水。
②时,相关物质的见下表
物质
回答下列问题:
(1)“酸浸”前,采用_______方法可提高酸浸效率(填一条即可)。
(2)“酸浸”时,有空气参与反应,溶解的化学方程式为_______。从环保角度考虑,不使用酸浸的原因可能是_______(填一条即可)。
(3)“高温固化”的作用是_______。
(4)“氧化”中可选用的最佳试剂X为_______(填标号)。
A. B. C.
(5)“碱沉1”中,_______时,沉淀完全。
(6)“滤液3”中可回收的盐主要有和_______。
(7)水胆矾部分晶体结构如下图。下列说法正确的是_______(填标号)。
A.的杂化方式可能为
B.中心原子的孤电子对数为2
C.晶体中有离子键、配位键和氢键等化学键
18. 利用草酸及草酸盐的性质可测定人体血液中钙离子的浓度。
实验流程:取血样,加适量的草酸铵溶液,析出草酸钙沉淀,将此沉淀洗涤后溶于强酸得草酸,再用硫酸酸化的标准液平行滴定三次,平均消耗溶液。即可计算出血液中钙离子的浓度。
(1)标准溶液应用_______(填“酸式滴定管”或“碱式滴定管”)盛装,注入标准溶液之前,滴定管需要_______、洗涤和润洗。
(2)请写出滴定过程中发生的离子反应方程式:_______。
(3)判断达到滴定终点的依据是_______。
(4)血液样品中浓度为_______(保留2位有效数字)。
(5)下列操作会使测得的血液中钙离子的浓度偏高的是_______。
A. 滴定前因装液较多,测量同学坐着没有起身,抬头读数
B. 滴定过程中用蒸馏水将锥形瓶内壁上黏附的溶液冲下
C. 若未等滴定管液面稳定就读数
D. 酸式滴定管在滴定前有气泡,滴定后气泡消失
(6)已知碳酸:,草酸:。
①溶液的_______(填“大于”“小于”或“等于”)溶液的。
②若将等浓度的草酸溶液和碳酸溶液等体积混合,溶液中各种粒子浓度大小的顺序正确的是_______(填字母)。
a. b.
c. d.
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石嘴山市第一中学2024-2025学年高二上学期期末考试
化学试题
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,只有一项是符合题目要求的。
1. 化学与生活息息相关。下列说法错误的是
A. 相对于燃油汽车,新能源汽车的使用可有效减少碳排放
B. 空气中的水汽凝华为雪花是一个放热过程,也是熵增过程
C. 倡导垃圾分类与回收,可促进生活垃圾的循环再利用
D. 使用含氟牙膏刷牙,能有效预防龋齿
【答案】B
【解析】
【详解】A.新能源汽车所需能源不是化石能源,因此可有效减少碳排放,正确,A不符合题意;
B.水由气体变为固体时要放热,由水蒸气变成固体时混乱度减小,熵减小,因此空气中的水汽凝华为雪花是一个放热的熵减的过程,错误,B符合题意;
C.生活垃圾分类收集处理,实现资源的循环再利用,提高资源利用率,正确,C不符合题意;
D.含氟牙膏中氟离子与牙齿的钙质结合会生成一种较难溶于酸的“氟磷灰石”,有利于牙齿健康,正确,D不符合题意;
答案选B。
2. 下列化学用语表示正确的是
A. 的电子式:
B. 的结构式:
C. 碳酸氢钠的电离方程式
D. 明矾化学式:
【答案】D
【解析】
【详解】A.的电子式:,A错误;
B.的结构式:,B错误;
C.碳酸氢钠的电离方程式:,C错误;
D.明矾为硫酸铝钾晶体,其化学式为:,D正确;
故选D。
3. 下列反应条件的改变对3CO+Fe2O33CO2+2Fe反应速率的影响正确的是
A. 增加Fe2O3的物质的量能加快反应速率 B. 减小CO2的浓度能加快反应速率
C. 升高温度能加快反应速率 D. 添加催化剂对反应速率无影响
【答案】C
【解析】
【详解】A.Fe2O3是固体,改变固体的物质的量反应速率不变,故A错误;
B.减小CO2的浓度反应速率减慢,故B错误;
C.升高温度能加快反应速率,故C正确;
D.添加催化剂可以改变反应的活化能进而改变反应速率,故D错误;
故选C。
4. 港珠澳大桥的设计使用寿命高达120年,主要的防腐方法有:①钢梁上安装铝片;②使用高性能富锌(富含锌粉)底漆;③使用高附着性防腐涂料;④预留钢铁腐蚀量。下列分析不合理的是
A. 方法①②③只能减缓钢铁腐蚀,未能完全消除
B. 防腐涂料可以防水、隔离O2降低吸氧腐蚀速率
C. 防腐过程中铝和锌均失去电子,主要发生化学腐蚀
D. 钢铁在海水中发生吸氧腐蚀时正极反应式为O2 +2H2O + 4e-= 4OH-
【答案】C
【解析】
【详解】A.防腐方法并不能完全防止铁的腐蚀,只能减缓钢铁腐蚀,因此方法①②③只能减缓钢铁腐蚀,故A正确;
B.防腐涂料可以防水、隔离O2,避免Fe与氧气、水反应,降低吸氧腐蚀速率,故B正确;
C.铝和锌比铁活泼,防腐过程形成原电池,铝和锌作负极失去电子,发生的是电化学腐蚀,故C错误;
D.钢铁在海水中发生吸氧腐蚀时,正极上氧气得电子发生还原反应,正极反应式为O2 +2H2O + 4e-= 4OH-,故D正确;
答案选C。
5. 下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A. 使甲基橙变红的溶液中:Fe2+、、Cl-、
B. 与Al反应能放出H2的溶液:、Ba2+、、
C. 在=106mol/L的溶液中:Al3+、H+、Cl-、
D. 常温下,水电离出的c(H+)=10-13mol/L溶液中:ClO-、K+、Na+、
【答案】C
【解析】
【详解】A.使甲基橙变红的溶液为酸性溶液,酸性溶液中硝酸根离子能与亚铁离子发生氧化还原反应,不能大量共存,故A错误;
B.与铝反应能放出氢气的溶液可能是强酸溶液,也可能是强碱溶液,强酸溶液中氢离子能与亚硫酸氢根离子、碳酸根离子反应,强碱溶液中氢氧根离子与铵根离子、亚硫酸氢根离子、碳酸根离子反应,则四种离子在与铝反应能放出氢气的溶液中一定不能大量共存,故B错误;
C.=106mol/L的溶液为酸性溶液,四种离子在酸性溶液中不发生任何反应,一定能大量共存,故C正确;
D.常温下,水电离出的c(H+)=10-13mol/L溶液可能是酸溶液,也可能是碱溶液,酸溶液中氢离子与次氯酸根离子反应,四种离子在碱溶液中不发生任何反应,四种离子在常温下,水电离出的c(H+)=10-13mol/L溶液中可能大量共存,故D错误;
故选C。
6. 短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次递增,其中,X是周期表中原子半径最小的元素,Y与Z同主族,Y的L层电子数是K层电子数的3倍.下列说法中正确的是
A. 气态氢化物热稳定性:
B. 元素X和Y形成的化合物只含有极性键
C. 元素X存在三种常见核素,三者的性质完全相同
D. Y、W的某些单质或两元素之间形成的某些化合物可用作自来水消毒剂
【答案】D
【解析】
【分析】根据X 是周期表中原子半径最小的元素推测,X为氢元素,Y的L层电子是K层电子数的3倍,说明K层已排满2个电子,故Y的L层电子数6,故Y为氧元素,Y与Z同主族,且都是短周期元素 ,故Z是硫元素;W原子序数比Z大,故W为氯元素,故X、Y、Z、W分别为:H、O、S、Cl元素,以此解题。
【详解】A.气态氢化物热稳定性根据非金属越强稳定性越强,故稳定性H2S<HCl,A错误;
B.元素X和Y形成的化合物为H2O和H2O2,H2O2既含有极性键,又含有非极性键,B错误;
C.氢元素存在H、D、T三种核素,三者的物理性质不同,化学性质几乎完全相同,C错误;
D.Y、W的某些单质如O3、Cl2或两元素之间形成的某些化合物如Cl2O都具有强氧化性,可用作自来水的消毒剂,D正确;
故选D。
7. 下列事实能用勒夏特列原理来解释的是
A. SO2被氧化成SO3 ,往往需要使用催化剂
B. 实验室采用排饱和食盐水的方法收集氯气
C. H2、I2、HI平衡混合气体加压后颜色加深
D. 工业合成氨选择反应温度为500℃
【答案】B
【解析】
【分析】勒夏特列原理是如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等),平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。平衡移动原理适用的对象应存在可逆过程,如与可逆过程无关,则不能用平衡移动原理解释。
【详解】A.催化剂只影响反应速率不影响平衡移动,所以不能用勒夏特列原理解释,A不符合题意;
B.氯气能够溶于水,存在Cl2+H2O⇌HClO+H++Cl-,食盐水中含有大量氯离子,抑制平衡正向移动,降低氯气在食盐水中的溶解度,可以用勒夏特列原理解释,B符合题意;
C.该反应前后气体物质的量之和不变,所以压强不影响平衡移动,不能用勒夏特列原理解释,C不符合题意;
D.合成氨的正反应是放热反应,升高温度平衡逆向移动,但500℃左右的温度合成氨反应更快,不能用勒夏特列原理解释,D不符合题意;
故选B。
8. 是一种新型硝化剂,在温度下可发生下列反应: 。温度下的平衡常数为。下列说法错误的是
A. 反应的
B. 该反应在高温下可自发进行
C. 温度下的平衡常数为,温度下的平衡常数为,若,则
D. 温度下,在体积为1 L的恒温密闭容器中充入2 mol,4 mol ,1 mol,此时反应将向正反应方向进行
【答案】C
【解析】
【详解】A.由热化学方程式可知,该反应为气体分子数增加的反应即熵增,则ΔS>0,故A项正确;
B.ΔH>0,ΔS>0,该反应若可以自发进行,需ΔG=ΔH-TΔS<0,则该反应在高温下可自发进行,故B项正确;
C.该反应为吸热反应,温度越高平衡常数越大,若K1<K2,则T1<T2,故C项错误;
D.,Qc<K1,则此时反应将向正反应方向进行,故D项正确;
答案选C。
9. 在催化条件下可以将还原为,反应原理为: ,的平衡转化率随温度或压强的变化如图所示。下列说法错误的是
A. 压强: B. 反应速率:
C. 平衡常数: D. 气体的颜色:b深,c浅
【答案】D
【解析】
【详解】A.该反应是气体计量数减小的反应,压强增大,平衡正向移动,的平衡转化率增大,则,A正确;
B.相同条件下,温度越高,反应速率越快,所以,B正确;
C.该反应为放热反应,温度越高,平衡常数越小,所以,C正确;
D.b点的温度低,平衡向正反应方向移动,的量减小,所以b点的颜色要浅一些,D错误;
故选D。
10. 短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W的核外电子数与X、Z的最外层电子数之和相等,Y元素的族序数与Z的最外层电子数之和等于X的原子序数,由X、W、Y三种元素形成的化合物M的结构如图所示。下列叙述正确的是
A. 元素非金属性强弱的顺序为W>Y>Z
B. W与X形成的二元化合物中阴阳离子数目之比为1:2
C. Y与W形成的二元化合物可用作半导体材料
D. 电解饱和XZ水溶液可以制得X单质和Z单质
【答案】B
【解析】
【分析】根据由X、X、Y三种元素形成的化合物M的结构推知:X为+1价,即IA族元素;W为二价,即VIA族。再由原子序数大小的关系知X为Na,W为O。而W的核外电子数与X、Z的最外层电子数之和相等可知Z的最外层电子为7,又Z的原子序数最大,故Z为Cl;由Y元素的族序数与Z的最外层电子数之和等于X的原子序数,可知Y的族序数为IVA族,Y为Si。故W、X、Y、Z分别为:O,Na,Si,Cl。
【详解】A.元素金属性强弱:O>Cl>Si,即W>Z>Y,A错误;
B.W与X形成的二元化合物中有Na2O和Na2O2,它们的阴阳离子数目之比均为1:2,B正确;
C.Y与W形成的二元化合物为SiO2,可用作光导纤维,不可用作半导体材料,C错误;
D.电解饱和的XZ即NaCl水溶液,可制得H2、Cl2和NaOH,不可制得金属Na,D错误;
故答案为:B。
11. 向1 mL的三种酸HA、HB、HC溶液中加水稀释,所得溶液的pH随溶液体积V(mL)的变化如下图所示,已知其中两种酸的酸性:HB<HA<CH3COOH。下列说法正确的是
A. X的起始浓度大于0.01 mol/L
B. Y对应的是HB,Z对应的是HA
C. 相同体积相同pH的HA溶液和HB溶液,与足量镁反应,HB溶液放出的气体多
D. 当稀释至lgV=3时,三种酸溶液的导电性大小顺序为X>Y>Z
【答案】C
【解析】
【分析】由线X可以看出,当溶液稀释104倍后,pH由2变化到6,则X为强酸,由酸性HB<HA<CH3COOH可知,HB和HA都是弱酸,则X为HC,酸性HB<HA,Y代表HA,Z为HB。
【详解】A.由分析可知X为强酸,初始pH为2,初始浓度等于0.01mol/L,故A错误;
B.根据分析可知Y代表HA,Z为HB,B错误;
C.HB酸性小于HA,相同体积相同pH的HA溶液和HB溶液,HB的浓度大,物质的量多,与足量镁反应,HB溶液放出的气体多,C正确;
D.当稀释至lgV=3时,三种酸溶液Z对应的pH值小,氢离子浓度大,导电性强,X对应的pH值大,氢离子浓度小,导电性最弱,导电性大小顺序为X<Y<Z,D错误;
答案选C。
12. 下列实验装置可以达到实验目的或描述正确的是
A.测定锌与稀硫酸反应速率(计时器未画出)
B.使Fe表面腐蚀电流降至零或接近于零
C.制备无水氯化镁
D.测定中和反应的反应热
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.图中针筒可测定一定时间收集的气体的体积,可测定生成氢气的反应速率,A正确;
B.使Fe表面腐蚀电流降至零或接近于零,铁电极应该与直流电源负极相连,B错误;
C.加热促进镁离子水解,且生成的盐酸易挥发,应在HCl气流中蒸发制备无水氯化镁,C错误;
D.缺少环形玻璃搅拌棒,不能用于测定中和反应的反应热,D错误;
故选A。
13. 某温度下,向溶液中滴入的溶液,溶液中随加入溶液体积[]的关系如图所示。下列说法正确的是
已知:该温度下,。
A. 该温度下
B. 向b点溶液中加入的KBr溶液,沉淀转化为AgBr
C. c点溶液中存在:
D. 相同条件下,在水中和在溶液中的溶解度相同
【答案】A
【解析】
【分析】向10 mL0.02 mol⋅L−1AgNO3溶液中滴入0.010 mol⋅L−1的Na2S溶液,发生反应:,Ag+单独存在或者S2-单独存在均会水解,水解是促进水的电离的,b点时,加入Na2S溶液体积10mL,此时恰好生成Ag2S沉淀,Ag2S沉淀存在沉淀溶解平衡,已知此时,则平衡时
【详解】A.该温度下,,A正确;
B.该温度下,,向b点溶液中加入KBr溶液,不能实现沉淀转化,B错误;
C.由图可知,c点溶液为NaNO3和Na2S混合溶液,根据原子守恒可知,,溶液中总的硫元素物质的量为,则,即,C错误;
D.相同条件下,Ag2S在水中和在Na2S溶液中的溶解度不相同,D错误;
故选A。
14. 我国某大学科研团队提出用多孔泡沫铁、高度膨化的纳米泡沫碳(CFs)和添加了的溶液构建独特的“摇椅式”全铁离子电池,电池结构如图(阴离子未标出)。下列说法错误的是
A. 可增加电解质溶液的导电性
B. 充电时,阳极的电极反应式为
C. 放电时,电极N为负极
D. 放电时,每转移,参与反应的铁元素的总质量为112g
【答案】D
【解析】
【分析】放电时,N极泡沫铁失电子发生氧化反应Fe-2e-=Fe2+,N是负极;M电极Fe3+在泡沫碳表面得电子发生还原反应Fe3++e-=Fe2+,M正极;
【详解】A.离子浓度越大,导电能力越强,可增加电解质溶液的导电性,故A正确;
B.充电时,M是阳极,阳极的电极反应式为,故B正确;
C.放电时,N极泡沫铁失电子发生氧化反应Fe-2e-=Fe2+,N是负极,故C正确;
D.放电时,每转移,负极消耗1molFe,正极消耗2mol Fe3+,参与反应的铁元素的总质量为168g,故D错误;
选D。
二、非选择题(本题共4小题,共58分。)
15. 根据原子结构与性质的相关知识,请回答下列问题:
(1)基态S原子电子占据最高能层的符号是__,最高能级的电子云轮廓图为__形。
(2)下列Li原子电子排布图表示的状态中,能量最低和最高的分别为__、__(填标号)。
A. B.
C. D.
(3)Fe3+基态核外电子排布式为__,基态磷原子的核外价电子排布图为___。
(4)根据元素周期律,原子半径As__Se,电负性As___Se(填“大于”或“小于”)。
(5)Fe、Co、Ni在周期表中的位置为___,C、N、O、Fe的第一电离能由大到小的顺序为___。
(6)只需用一种试剂___(试剂的名称)即可检验图中铁是否发生了腐蚀,写出该检验对应的离子方程式___。
(7)元素铜与镍的第二电离能分别为:ICu=1958kJ·mol-1、INi=1753kJ·mol-1,ICu>INi的原因是__。
【答案】 ①. M ②. 哑铃(纺锤) ③. D ④. C ⑤. [Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5 ⑥. ⑦. 大于 ⑧. 小于 ⑨. 第四周期第Ⅷ族 ⑩. N﹥O﹥C﹥Fe ⑪. 铁氰化钾 ⑫. 3Fe2++2[Fe(CN)6]3-=Fe3[Fe(CN)6]2↓ ⑬. 铜失去的是全充满的3d10电子,镍失去的是4s1电子
【解析】
【详解】(1)S原子核外有3个电子层,最高能层为M层,基态S原子电子占据的能级有1s、2s、2p、3s、3p,最高能级为3p,其电子云轮廓图为哑铃(纺锤)形,故答案为:M;哑铃(纺锤);
(2)原子核外电子排布中,如果电子所占的轨道能级越高,该原子能量越高,根据图知,电子排布能量最低的是1s、2s能级,能量最高的是2s、2p能级,故答案为:D;C;
(3)Fe原子核外有26个电子,核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2,Fe原子失去4s能级2个电子、3d能级1个电子形成Fe3+,Fe3+电子排布式为:[Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5;磷元素为15号元素,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p3,则其核外价电子排布图为;故答案为:[Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5;
(4)同一周期元素,原子半径随着原子序数增大而减小,电负性逐渐增强,则原子半径As大于Se,电负性As小于Se,故答案为:大于;小于;
(5)Fe、Co、Ni分别为26、27、28号元素,在周期表中的位置为第四周期第Ⅷ族;C、N、O都是第二周期元素,同周期元素从左到右第一电离能呈现增大的趋势,氮原子的2p轨道为半充满状态,则第一电离能由大到小为:N﹥O﹥C,Fe位于第四周期,四种元素中铁的第一电离能最小,第一电离能从大到小为:
N﹥O﹥C﹥Fe;故答案为:第四周期第Ⅷ族;N﹥O﹥C﹥Fe;
(6)由图中可知若钢铁发生吸氧腐蚀,则有Fe-2e- = Fe2+,检验Fe2+即可知是否发生腐蚀,检验Fe2+用铁氰化钾,若产生蓝色沉淀则有3Fe2++2[Fe(CN)6]3-=Fe3[Fe(CN)6]2↓;故答案为:铁氰化钾;3Fe2++2[Fe(CN)6]3-=Fe3[Fe(CN)6]2↓;
(7)基态铜和镍原子的价电子排布式分别为3d104s1、3d842,铜的第二电离能是失去全充满的3d10电子,较难失去,镍的第二电离能是失去4s1电子,较易失去,故铜的第二电离能大于镍;故答案为:铜失去的是全充满的3d10电子,镍失去的是4s1电子。
16. 选择性还原是有效利用二氧化碳资源的途径之一,是减少二氧化碳的一种比较有效实际的方法。
(1)和在催化剂作用下能选择性合成甲烷,已知:
ⅰ.
ⅱ.
则ⅲ. __________。
(2)在一定温度下,将和充入容积为2L的恒容密闭容器中,仅发生反应ⅱ,10min时达到平衡,此时测得混合气体中的物质的量分数为30%,则10min内的平均反应速率__________,CO的平衡转化率为__________。
(3)以的比例向恒容密闭容器中通入、的混合气体使之仅发生反应ⅲ,起始压强为101kPa。相同时间内测得容器中的转化率与温度的关系如图所示。
①A点时__________(填“>”“<”或“=”,下同);平衡常数:__________。
②试分析从A点至C点的转化率增大的可能原因:__________。
③平衡时,若保持温度和压强不变,向容器中充入一定量的(不参与化学反应),此时的转化率__________(填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】(1)-165
(2) ①. 0.225 ②. 75%
(3) ①. > ②. > ③. 温度升高,反应速率加快,反应相同时间内的转化率增大 ④. 减小
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律可知方程式ⅲ=ⅰ+ⅱ,则;
【小问2详解】
设消耗CO的物质的量为x,列三段式,的物质的量分数为30%,则,,则反应后氢气的物质的量为,10min内氢气的平均反应速率为;CO的平衡转化率为;
【小问3详解】
①刚开始反应正向进行,A点CO的转化率逐渐增大,则A点正反应速率大于逆反应速率;该反应是放热反应,温度升高,反应逆向进行,平衡常数减小,则;
②温度升高,反应速率加快,则反应相同时间内的转化率增大;
③保持温度和压强不变,向容器中充入一定量的氮气(不参与化学反应),容器的体积增大,相当于减小压强,平衡逆向移动,的转化率减小。
17. 铜冶炼产生的铜渣是重要的二次矿产资源。从一种铜渣(主要含和及少量单质)中回收硅、铁、钴、铜的工艺如下:
已知:①易形成凝胶,难过滤,时,易脱水。
②时,相关物质的见下表
物质
回答下列问题:
(1)“酸浸”前,采用_______方法可提高酸浸效率(填一条即可)。
(2)“酸浸”时,有空气参与反应,溶解的化学方程式为_______。从环保角度考虑,不使用酸浸的原因可能是_______(填一条即可)。
(3)“高温固化”的作用是_______。
(4)“氧化”中可选用的最佳试剂X为_______(填标号)。
A. B. C.
(5)“碱沉1”中,_______时,沉淀完全。
(6)“滤液3”中可回收的盐主要有和_______。
(7)水胆矾部分晶体结构如下图。下列说法正确的是_______(填标号)。
A.的杂化方式可能为
B.中心原子的孤电子对数为2
C.晶体中有离子键、配位键和氢键等化学键
【答案】(1)粉碎铜渣
(2) ①. 2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O ②. 硝酸与铜反应会生成氮氧化物,氮氧化物会污染空气
(3)使凝胶脱水生成SiO2,便于除去
(4)B (5)2.8
(6)(NH4)2SO4
(7)A
【解析】
【分析】铜渣加入稀硫酸酸浸,再高温固化将H4SiO4脱水生成SiO2便于除去,加水浸取,滤液中有Fe2+、Cu2+、Co2+等离子,滤渣为SiO2,加入氧化剂氧化将Fe2+氧化为Fe3+离子氧化剂选择H2O2,不会引入杂质,加入氨水调节pH值使Fe3+离子沉淀除去,滤渣2为Fe(OH)3,滤液中再加入氨水,使Cu2+转化为水胆矾,滤液3中有CoSO4和(NH4)2SO4。
【小问1详解】
“酸浸”前,采用将铜渣粉碎,可以增大与酸的接触面积,从而提高酸浸效率;
【小问2详解】
“酸浸”时,有空气参与反应,与O2和H2SO4反应生成硫酸铜和水,反应的化学方程式为:2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O;从环保角度考虑,不使用酸浸的原因可能是硝酸与铜反应会生成氮氧化物污染空气;
【小问3详解】
易形成凝胶,难过滤,时,易脱水,高温固化的作用是将H4SiO4脱水形成SiO2,易于分离除去;
【小问4详解】
“氧化”的目的是将Fe2+氧化为Fe3+,不能引入杂质,可选用的最佳试剂为H2O2,答案选B;
【小问5详解】
根据Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)×c3(OH-)=1×10-38.6,c(Fe3+)=1×10-5mol·L-1,得出c(OH-)=10-11.2mol·L-1,c(H+)=10-2.8mol·L-1,pH=2.8,2.8时,沉淀完全;
【小问6详解】
经过分析,滤液3中有CoSO4和(NH4)2SO4;
【小问7详解】
由图可知,水胆矾中Cu2+的配位数为6,应该形成6个杂化轨道,杂化方式sp3d2为6个杂化轨道,A正确;
中心原子的孤电子对数为,B错误;
氢键不是化学键,C错误;
答案选A。
18. 利用草酸及草酸盐的性质可测定人体血液中钙离子的浓度。
实验流程:取血样,加适量的草酸铵溶液,析出草酸钙沉淀,将此沉淀洗涤后溶于强酸得草酸,再用硫酸酸化的标准液平行滴定三次,平均消耗溶液。即可计算出血液中钙离子的浓度。
(1)标准溶液应用_______(填“酸式滴定管”或“碱式滴定管”)盛装,注入标准溶液之前,滴定管需要_______、洗涤和润洗。
(2)请写出滴定过程中发生的离子反应方程式:_______。
(3)判断达到滴定终点的依据是_______。
(4)血液样品中浓度为_______(保留2位有效数字)。
(5)下列操作会使测得的血液中钙离子的浓度偏高的是_______。
A. 滴定前因装液较多,测量同学坐着没有起身,抬头读数
B. 滴定过程中用蒸馏水将锥形瓶内壁上黏附的溶液冲下
C. 若未等滴定管液面稳定就读数
D. 酸式滴定管在滴定前有气泡,滴定后气泡消失
(6)已知碳酸:,草酸:。
①溶液的_______(填“大于”“小于”或“等于”)溶液的。
②若将等浓度的草酸溶液和碳酸溶液等体积混合,溶液中各种粒子浓度大小的顺序正确的是_______(填字母)。
a. b.
c. d.
【答案】(1) ①. 酸式 ②. 检查是否漏水
(2)
(3)当滴入最后半滴标准液,溶液由无色变为紫红色,且半分钟内不褪色
(4)1.2 (5)CD
(6) ①. 大于 ②. ac
【解析】
【小问1详解】
具有强氧化性,能腐蚀橡胶,高锰酸钾标准溶液应用酸式滴定管盛装,注入标准溶液之前,滴定管需要检查是否漏水、洗涤和润洗。
【小问2详解】
高锰酸钾氧化醋酸的离子反应方程式为。
【小问3详解】
酸性高锰酸钾溶液显紫红色,判断达到滴定终点的依据是当滴入最后半滴标准液,溶液由无色变为紫红色,且半分钟内不褪色。
【小问4详解】
根据方程式可知5CaC2O4~5H2C2O4~2KMnO4,血液样品中浓度为=1.2。
【小问5详解】
A. 滴定前因装液较多,测量同学坐着没有起身,抬头读数,读数偏高,实际消耗溶液体积减少,测定结果偏低;
B. 滴定过程中用蒸馏水将锥形瓶内壁上黏附的溶液冲下,不影响测定结果;
C. 若未等滴定管液面稳定就读数,内壁溶液未回流,读取的标准溶液体积可能会增大,测定结果偏高;
D. 酸式滴定管在滴定前有气泡,滴定后气泡消失,读数偏高,测定结果偏高;
答案选CD。
【小问6详解】
①由于碳酸的小于草酸的,酸越弱,水解程度越大,因此溶液的大于溶液的。
②a.由于醋酸的两步电离常数均大于碳酸的电离常数,电离常数越大,电离程度越大,所以等浓度的草酸溶液和碳酸溶液等体积混合后,溶液中,a正确;
b.醋酸的两步电离常数均大于碳酸的电离常数,电离常数越大,电离程度越大,所以等浓度的草酸溶液和碳酸溶液等体积混合后,溶液中,b错误;
c.醋酸的两步电离常数均大于碳酸的电离常数,电离常数越大,电离程度越大,所以等浓度的草酸溶液和碳酸溶液等体积混合后,溶液中,c正确;
d.醋酸的两步电离常数均大于碳酸的电离常数,电离常数越大,电离程度越大,所以等浓度的草酸溶液和碳酸溶液等体积混合后,溶液中,d错误;
答案选ac。
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