内容正文:
辽宁省名校联盟2025年高二1月份联合考试
化学
本试卷满分100分,考试时间75分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡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。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。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 P 31 S 32 Mn 55 Bi 209
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45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. 辽宁博物馆是中国著名的历史艺术性博物馆之一,其馆藏精品——西周卷体夔纹蟠龙盖罍由青铜所铸。下列说法错误的是
A. 青铜的硬度高于纯铜
B. 铜合金是用量最大、用途最广的合金
C. 青铜器露置于空气中主要发生吸氧腐蚀而“生锈”
D. 用电解精炼提纯铜时,用纯铜作阴极、粗铜作阳极
2. 某元素的基态原子,M能层上有一个半充满的能级,符合该结构的元素有
A. 1种 B. 2种 C. 3种 D. 4种
3. 下列化学用语表示正确的是
A. 的VSEPR模型:
B. 基态铬原子的价电子轨道表示式:
C. 溶液显碱性的原因
D. 分子中键的形成:
4. 下列有关叙述中正确的是
A. s电子的电子云轮廓图是球形,s电子做圆周运动
B. 基态原子价电子排布式为的元素,位于第四周期第ⅠB族
C. 中键的键长比中键的键长短
D. 脯氨酸()存在手性异构体
5. 劳动创造幸福生活,下列劳动项目或原理解释不合理的是
选项
劳动项目
化学原理
A
环保行动:用明矾处理自来水
明矾中水解产生胶体,吸附自来水中的悬浮杂质,净化自来水
B
家务劳动:用食醋清洗壶垢()
常温下,
C
社区服务:为防止地下钢管被腐蚀,将钢管与直流电源负极相连
采用了牺牲阳极法进行防护
D
化工体验:利用小苏打溶液和硫酸铝溶液制作泡沫灭火器
小苏打和硫酸铝在溶液中发生反应:
A. A B. B C. C D. D
6. 中科院长春应用化学研究所某团队提出了一种独特的锂-氮(Li-N)电池,其在放电过程中消耗氮气,充电过程中释放氮气,可实现氮气的循环,并对外提供电能,反应原理为。下列说法正确的是
A. 充电时,甲接外接电源的正极
B. 放电时,通过玻璃纤维向甲电极移动
C. 充电时,电极乙上发生的反应为
D. 放电时,当有2.24 L 参与反应时,理论上外电路转移0.6 mol电子
7. 我国科学家成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(用R代表),经X射线衍射测得化合物R的晶体结构,其局部结构如图所示。从结构角度分析,R中两种阳离子不同之处为
A. 电子总数 B. 中心原子的价层电子对数
C. 空间结构 D. 共价键类型
8. 活泼自由基与氧气的反应一直是关注的热点。HNO自由基与反应过程的能量变化如图所示。下列说法错误的是
A. HNO自由基与生成产物P1和P2的反应均为放热反应
B. 产物的稳定性:
C. 相同条件下,反应的速率:
D. 该历程中正反应的最大活化能
9. 化学之美无处不在,下列说法正确的是
A. 加热固体碘出现大量紫色蒸气时,共价键断裂
B. 青花瓷中的青色来自氧化铁
C. 手性分子互为镜像,在三维空间里不能叠合
D. 戊醇在水中的溶解度大于乙醇在水中的溶解度
10. 下列对物质性质或用途的解释不合理的是
选项
物质的性质或用途
解释
A
水在通电条件下才会分解
水分子间存在氢键
B
硫黄难溶于水,易溶于
硫黄属于非极性分子,水是极性分子,是非极性分子,相似相溶
C
钠可用于制造高压钠灯
钠原子的核外电子由激发态跃迁至基态时以光的形式释放能量
D
石墨(部分结构:)能导电
未杂化的p轨道重叠使电子可在整个碳原子平面内运动
A. A B. B C. C D. D
11. 表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 0.2 mol 中杂化轨道数目为
B. 31 g白磷()中键数目为
C. 常温下,的醋酸溶液中的数目为
D. 标准状况下,中键的数目为
12. 常温下,某小组同学用如下实验探究的沉淀溶解平衡。
实验
装置
实验
序号
Ⅰ
Ⅱ
传感器
种类
导电率传感器
pH传感器
实验
操作
向蒸馏水中加入足量的粉末,一段时间后再加蒸馏水
向滴有酚酞的蒸馏水中加入粉末,隔一段时间后,再向所得悬浊液中加入一定量稀硫酸
实验
数据
已知:常温下,酚酞的变色范围:为无色,为粉红色,为红色。下列说法错误的是
A. 图1中b→c导电率增大的原因是
B. 图1中d点小于
C. 实验Ⅱ中,溶液颜色先变红,后变为无色,最后溶液呈粉红色
D. 实验Ⅱ中加入的物质的量小于加入硫酸的物质的量
13. 工业上用和反应合成甲醇的反应原理为 ,在2 L刚性密闭容器中,通入1 mol 和一定量,的平衡体积分数与温度(T/℃)、投料比的关系曲线如图所示。下列说法正确的是
A.
B. 温度:
C. 下反应的平衡常数
D. 下,当各物质的浓度均为时,反应正向进行
14. W、X、Y、Z是同周期主族元素,Y是一种非金属元素且s能级和p能级上的电子数相等,上述四种元素与锂组成的盐是一种新型电池的电解质,其结构如图所示(“←”表示配位键,即W原子提供孤电子对与X原子共用)。下列说法错误的是
A. 第一电离能:
B. 简单氢化物的沸点:
C. 该电解质阴离子中所有原子均满足8电子稳定结构
D. Y、Z两元素组成的分子可能为非极性分子也可能为极性分子
15. 25℃时,用NaOH固体调节溶液的pH(已知:为二元弱酸,且忽略温度的变化),溶液中及浓度的负对数pc随溶液pH变化的关系如图所示。下列说法错误的是
A. 曲线Ⅰ表示
B. 的的数量级为
C. b点:
D. 由b点到c点的过程中,水的电离程度一直增大
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 钛及其合金在多个领域有广泛应用,主要包括航空航天、航海、化工、医疗等领域,金属钛可由制备。工业上以钛铁矿、焦炭、氯气为原料,在高温条件下制取,反应的化学方程式为。
(1)基态钛原子的价电子排布式为________,位于元素周期表的________区。
(2)制取的反应中涉及的非金属元素电负性由大到小的顺序为________。
(3)已知在通常情况下是无色液体,结构与相似。中C的杂化方式为________,稳定性比差,从化学键角度分析原因为________。
(4)磷酸钛锂可用作锂离子电池的正极材料:
①19 g 中键的数目为________。
②磷常见的含氧酸有磷酸()和偏磷酸(),其中酸性较强的是________(填名称),原因为________。
(5)和高温反应是一种重要的化学反应,通常也可用于制备金属钛。已知:大键可表示为,其中m表示参与形成大键的原子数,n表示形成大键的电子数。例如:苯分子中6个碳原子各有1个未参加杂化的2p轨道,它们垂直于苯环的平面,并从侧面相互重叠而形成一个闭合的大键,并且均匀地对称分布在环平面的上方和下方,以这6个碳原子为中心,共6个电子形成的键,表示为。则中的大键可表示为________。
17. 二氧化锰()在工业生产中具有重要的用途,可用于锰盐的制备,也用作氧化剂、除锈剂、催化剂等。某化工厂以富锰矿(主要成分是,含少量、、CaO和杂质)为原料提纯二氧化锰的工艺流程如图所示。
已知:①常温下,部分金属阳离子以氢氧化物形式沉淀时的pH如表:
金属阳离子
开始沉淀的pH
7.5
1.8
3.7
8.6
沉淀完全的pH
9.0
3.2
4.7
10.1
②常温下,,
(1)下列状态的锰中,失去一个电子所需能量最大的是________(填字母)。
A.
B.
C.
(2)“粉碎”的目的是________。
(3)“还原酸浸”时发生反应的离子方程式为________,浸渣的成分是________(填化学式)。
(4)“沉淀Ⅰ”中加入的作用是________,调pH的范围为________。
(5)“沉淀Ⅱ”发生反应的离子方程式为________。
(6)“电解”时的装置如图所示,当产生11.0 g Mn时,理论上溶液的质量________(填“增重”或“减轻”)________g。
18. 铋酸钠()是分析化学中的重要试剂,在水中缓慢分解,遇沸水或酸则迅速分解。某兴趣小组设计实验制取铋酸钠并探究其应用。
Ⅰ.制取铋酸钠。制取装置如图(加热和夹持仪器已略去),部分物质性质如下:
物质
性质
不溶于冷水,浅黄色
难溶于水,白色
(1)C中盛放与的混合液,在加热条件下与反应生成,反应的化学方程式为________,B装置的作用是________。
(2)当观察到________(填现象)时,可以初步判断C中反应已经完成。
(3)拆除装置前必须先除去残留的,以免污染空气。除去烧瓶A中残留的操作是________。
(4)反应结束后,为从装置C中获得尽可能多的产品,需要的操作有________、过滤、洗涤、干燥。
Ⅱ.铋酸钠的应用——检验。
(5)往待检液中加入铋酸钠晶体,加硫酸酸化,生成,且溶液变为紫红色,证明待检液中存在。产生紫红色现象的离子方程式为________。
Ⅲ.产品纯度的测定。
(6)取上述产品a g,加入足量稀硫酸和稀溶液使其完全反应,再用的标准溶液滴定生成的(已知:,未配平),达到滴定终点时,消耗c mL标准溶液。
①滴定终点的现象是________。
②则该产品的纯度为________%(用含a、b、c的代数式表示)。
19. 含氮化合物是化工、能源、环保等领域的研究热点。
(1)工业上常用和合成尿素,利用该反应可以在一定程度上减缓温室效应。该反应可分两步进行,其能量变化和反应历程如图所示。
①以、为原料生产尿素的热化学方程式为________。
②合成尿素总反应自发进行的条件是________(填“高温”或“低温”)。
(2)一定温度下,将和按的物质的量之比充入一容积恒为10 L的密闭容器中发生总反应。15 min时达到平衡,各物质的浓度变化曲线如图所示。
①上述条件下,从反应开始至15 min时,的平均生成速率为________。
②下列说法能说明该反应达到平衡状态的是________(填字母)。
A.和的浓度之比不变
B.的体积分数不再变化
C.气体的密度不再变化
D.的消耗速率和的消耗速率之比为
③25 min时再向容器中充入2 mol的、1 mol 和2 mol ,则此时平衡________(填“正向移动”或“逆向移动”),再次平衡时总反应的平衡常数________。
(3)汽车尾气已成为许多大城市空气的主要污染源,其中存在大量NO。我国科学家在以为还原剂清除NO的研究方面取得了显著成果,其化学方程式为 。当固定比例的和的混合气体,以相同流速分别通过填充有两种催化剂的反应器,测得NO的转化率与温度的关系如图所示。
①新型催化剂优于传统催化剂的理由为________。
②M、N、P、Q四点中一定未达到平衡状态的是________(填字母)。
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辽宁省名校联盟2025年高二1月份联合考试
化学
本试卷满分100分,考试时间75分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡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。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。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 P 31 S 32 Mn 55 Bi 209
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45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. 辽宁博物馆是中国著名的历史艺术性博物馆之一,其馆藏精品——西周卷体夔纹蟠龙盖罍由青铜所铸。下列说法错误的是
A. 青铜的硬度高于纯铜
B. 铜合金是用量最大、用途最广的合金
C. 青铜器露置于空气中主要发生吸氧腐蚀而“生锈”
D. 用电解精炼提纯铜时,用纯铜作阴极、粗铜作阳极
【答案】B
【解析】
【详解】A.青铜是铜合金,合金中不同种类的原子会破坏纯金属中原子层的规则排列,使原子层之间不易发生相对滑动,因此青铜的硬度通常高于纯铜,A正确;
B.目前用量最大、用途最广的合金是钢铁等铁合金,不是铜合金,B错误;
C.青铜含有多种金属,表面存在水膜并接触空气时会形成微小原电池;中性或弱碱性环境中,正极主要发生氧气得电子的反应:,所以青铜器主要发生吸氧腐蚀,C正确;
D.电解精炼铜属于电解池过程,粗铜作阳极,主要发生;纯铜作阴极,发生,使铜在阴极析出,D正确;
故选B。
2. 某元素的基态原子,M能层上有一个半充满的能级,符合该结构的元素有
A. 1种 B. 2种 C. 3种 D. 4种
【答案】D
【解析】
【详解】M能层上有一个半充满的能级,符合该结构的基态原子的价电子排布式可能为、、或,共4种。故D选项符合题意。
3. 下列化学用语表示正确的是
A. 的VSEPR模型:
B. 基态铬原子的价电子轨道表示式:
C. 溶液显碱性的原因
D. 分子中键的形成:
【答案】C
【解析】
【详解】A.中O价层电子对数目为:,O采取杂化,有2个孤电子对和2个键电子对,因此VSEPR模型为,A错误;
B.铬原子的价电子轨道表示式:,不符合洪特规则特例,电子在能量相同的轨道上排布时,处于全空、半满、全满时,原子较稳定。正确的为:,B错误;
C.溶液显碱性的原因为,C正确;
D.选项为头碰头的成键方式,即键的形成过程,分子中键的形成过程为,D错误。
故答案选C。
4. 下列有关叙述中正确的是
A. s电子的电子云轮廓图是球形,s电子做圆周运动
B. 基态原子价电子排布式为的元素,位于第四周期第ⅠB族
C. 中键的键长比中键的键长短
D. 脯氨酸()存在手性异构体
【答案】D
【解析】
【详解】A.s电子的电子云轮廓图是球形,表示在此范围内电子出现的概率较大,A错误;
B.基态原子价电子排布式为的元素,位于第四周期第Ⅷ族,B错误;
C.C原子半径大于N原子半径,因此中键的键长比中键的键长长,C错误;
D.脯氨酸分子中含有手性碳原子(用“*”标记:),因此存在手性异构体,D正确;
故选D。
5. 劳动创造幸福生活,下列劳动项目或原理解释不合理的是
选项
劳动项目
化学原理
A
环保行动:用明矾处理自来水
明矾中水解产生胶体,吸附自来水中的悬浮杂质,净化自来水
B
家务劳动:用食醋清洗壶垢()
常温下,
C
社区服务:为防止地下钢管被腐蚀,将钢管与直流电源负极相连
采用了牺牲阳极法进行防护
D
化工体验:利用小苏打溶液和硫酸铝溶液制作泡沫灭火器
小苏打和硫酸铝在溶液中发生反应:
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.明矾中水解产生胶体,吸附自来水中的悬浮杂质,净化自来水,故可用明矾处理自来水,A正确;
B.常温下,由于,因此利用强酸制弱酸,可用食醋清洗壶垢(),发生反应的化学方程式为,B正确;
C.为防止地下钢管被腐蚀,将钢管与直流电源负极相连,利用了外加电流的阴极保护法对钢管进行防护,C错误;
D.小苏打和硫酸铝在溶液中发生反应:,可用于制作泡沫灭火器,D正确;
故答案选C。
6. 中科院长春应用化学研究所某团队提出了一种独特的锂-氮(Li-N)电池,其在放电过程中消耗氮气,充电过程中释放氮气,可实现氮气的循环,并对外提供电能,反应原理为。下列说法正确的是
A. 充电时,甲接外接电源的正极
B. 放电时,通过玻璃纤维向甲电极移动
C. 充电时,电极乙上发生的反应为
D. 放电时,当有2.24 L 参与反应时,理论上外电路转移0.6 mol电子
【答案】C
【解析】
【分析】该锂-氮电池充电反应为,放电为其逆反应:。放电时为原电池,甲电极金属锂为负极发生氧化反应,乙电极为正极,氮气在正极转化为Li3N,Li+由甲向乙迁移。充电时为电解池,甲作阴极析出锂,乙作阳极,Li3N分解释放氮气。
【详解】A.根据分析,放电时,电极甲为负极,电极乙为正极,故充电时,甲作阴极析出锂,甲接外接电源的负极,A错误;
B.根据分析,放电时,甲电极为负极,乙电极为正极,因此,通过玻璃纤维向电极乙移动,B错误;
C.充电时,电极乙释放,发生的电极反应式为,C正确;
D.没有指明标准状况,无法计算,D错误。
故选C。
7. 我国科学家成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(用R代表),经X射线衍射测得化合物R的晶体结构,其局部结构如图所示。从结构角度分析,R中两种阳离子不同之处为
A. 电子总数 B. 中心原子的价层电子对数
C. 空间结构 D. 共价键类型
【答案】C
【解析】
【分析】R中两种阳离子分别是H3O+和。
【详解】A.H3O+和均含有10个电子,A不符合题意;
B.H3O+的中心原子O的价电子对数为3+=3+1=4,的中心原子N的价电子对数为4+=4+0=4,即两种离子的中心原子的价层电子对数相同,B不符合题意;
C.由B选项可知,H3O+的中心原子O的价电子对数为4,采取sp3杂化,含有1个孤电子对,其空间构型为三角锥形,的中心原子N的价电子对数为4+=4+0=4,采取sp3杂化,无孤电子对,其空间构型为正四面体形,即两种离子的空间结构不同,C符合题意;
D.H3O+和都含有极性共价键,D不符合题意;
故选C。
8. 活泼自由基与氧气的反应一直是关注的热点。HNO自由基与反应过程的能量变化如图所示。下列说法错误的是
A. HNO自由基与生成产物P1和P2的反应均为放热反应
B. 产物的稳定性:
C. 相同条件下,反应的速率:
D. 该历程中正反应的最大活化能
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图示可知,反应物所具有的能量之和比生成物所具有的能量之和高,自由基与的反应均为放热反应,A正确;
B.产物所具有的能量比产物所具有的能量低,所以产物比产物要稳定,B正确;
C.由图示可知,由Z到产物所需的活化能低于由Z到产物所需的活化能,则相同条件下,反应的速率:,C正确;
D.由图示可知中间产物Z到过渡态Ⅳ所需的活化能最大,,D错误;
故本题选D。
9. 化学之美无处不在,下列说法正确的是
A. 加热固体碘出现大量紫色蒸气时,共价键断裂
B. 青花瓷中的青色来自氧化铁
C. 手性分子互为镜像,在三维空间里不能叠合
D. 戊醇在水中的溶解度大于乙醇在水中的溶解度
【答案】C
【解析】
【详解】A.加热固体碘出现大量紫色蒸气时,仅破坏分子间作用力,共价键未断裂,A错误;
B.氧化铁为红棕色,B错误;
C.互为手性异构体的分子组成元素相同,官能团相同,手性分子互为镜像,在三维空间里不能叠合,C正确;
D.醇在水中的溶解度随烃基碳原子数增多而降低,戊醇的烃基比乙醇大,疏水部分占比更高,在水中的溶解度小于乙醇,D错误;
故答案选C。
10. 下列对物质性质或用途的解释不合理的是
选项
物质的性质或用途
解释
A
水在通电条件下才会分解
水分子间存在氢键
B
硫黄难溶于水,易溶于
硫黄属于非极性分子,水是极性分子,是非极性分子,相似相溶
C
钠可用于制造高压钠灯
钠原子的核外电子由激发态跃迁至基态时以光的形式释放能量
D
石墨(部分结构:)能导电
未杂化的p轨道重叠使电子可在整个碳原子平面内运动
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.水在通电条件下才会分解,说明水的化学性质比较稳定,是因为水中键的键能大,A错误;
B.硫黄难溶于水,易溶于,是因为硫黄属于非极性分子,水是极性分子,是非极性分子,相似相溶,B正确;
C.钠原子的核外电子由激发态跃迁至基态时以光的形式释放能量,因此钠可用于制造高压钠灯,C正确;
D.未杂化的p轨道重叠使电子可在整个碳原子平面内运动,因此石墨可导电,D正确;
故本题选A。
11. 表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 0.2 mol 中杂化轨道数目为
B. 31 g白磷()中键数目为
C. 常温下,的醋酸溶液中的数目为
D. 标准状况下,中键的数目为
【答案】B
【解析】
【详解】A.N原子采取杂化,1个分子有4个杂化轨道,因此中杂化轨道数目为,A项错误;
B.根据白磷的结构图可知,31 g白磷即1 mol P原子形成1.5 mol 键,其数目为1.5NA,B项正确;
C.没有给出溶液的体积,无法计算的数目,C项错误;
D.1个C2H2分子中有2个键,标准状况下,的物质的量是0.1 mol,键的数目为,D项错误;
故答案为B。
12. 常温下,某小组同学用如下实验探究的沉淀溶解平衡。
实验
装置
实验
序号
Ⅰ
Ⅱ
传感器
种类
导电率传感器
pH传感器
实验
操作
向蒸馏水中加入足量的粉末,一段时间后再加蒸馏水
向滴有酚酞的蒸馏水中加入粉末,隔一段时间后,再向所得悬浊液中加入一定量稀硫酸
实验
数据
已知:常温下,酚酞的变色范围:为无色,为粉红色,为红色。下列说法错误的是
A. 图1中b→c导电率增大的原因是
B. 图1中d点小于
C. 实验Ⅱ中,溶液颜色先变红,后变为无色,最后溶液呈粉红色
D. 实验Ⅱ中加入的物质的量小于加入硫酸的物质的量
【答案】D
【解析】
【详解】A.在水中溶解产生和,因此的导电率增大,A正确;
B.cd段再加入少量蒸馏水,和均减小,使得d点小于,B正确;
C.由图像可知,AB段pH不断增大,不断溶解,BC段pH不变,存在平衡:,此时溶液,因此实验Ⅱ中溶液变红,CD段加入稀硫酸,中和,pH减小,稀硫酸消耗完,继续溶解,pH增大,最终溶液的pH范围为,由酚酞的变色范围知,此时溶液变为粉红色,故溶液颜色先变红,后变为无色,最后溶液呈粉红色,C正确;
D.A点时加入的使溶液pH变化到了B点,C点时加入硫酸与反应,使得溶液的pH变化到了D点,若与硫酸恰好完全反应生成硫酸镁,溶液会因水解而呈酸性,但D点溶液的pH约为10,显碱性,说明加入的硫酸的物质的量小于,D错误。
故答案选D。
13. 工业上用和反应合成甲醇的反应原理为 ,在2 L刚性密闭容器中,通入1 mol 和一定量,的平衡体积分数与温度(T/℃)、投料比的关系曲线如图所示。下列说法正确的是
A.
B. 温度:
C. 下反应的平衡常数
D. 下,当各物质的浓度均为时,反应正向进行
【答案】A
【解析】
【详解】A.和按计量系数比投料,达平衡时的体积分数最大,因此,A正确;
B.根据反应的,升高温度,平衡逆向移动,的体积分数减小,所以,B错误;
C.由图可知,下当投料比时,的平衡体积分数为30%,列三段式:,,解得,将各物质的浓度代入平衡常数的表达式,得,C错误;
D.由图可知,下当投料比时,的平衡体积分数为25%,列三段式:,,解得,将各物质的浓度代入平衡常数的表达式,得,当各物质的浓度均为时,,因此反应逆向进行,D错误;
故答案选A。
14. W、X、Y、Z是同周期主族元素,Y是一种非金属元素且s能级和p能级上的电子数相等,上述四种元素与锂组成的盐是一种新型电池的电解质,其结构如图所示(“←”表示配位键,即W原子提供孤电子对与X原子共用)。下列说法错误的是
A. 第一电离能:
B. 简单氢化物的沸点:
C. 该电解质阴离子中所有原子均满足8电子稳定结构
D. Y、Z两元素组成的分子可能为非极性分子也可能为极性分子
【答案】B
【解析】
【分析】W、X、Y、Z是同周期主族元素,Y是一种非金属元素且s能级和p能级上的电子数相等,Y是O元素;W形成1个共价键,W是F元素;X能形成4个共价键,其中1个是配位键,X是B元素;Z形成4个共价键,Z是C元素。
【详解】A.第一电离能,同周期,从左到右,总体呈增大趋势,,即,A正确;
B.简单氢化物的沸点:在通常情况下为液体,而氟化氢,甲烷为气体,因此,的沸点最高,分子间存在较强的氢键,而甲烷分子之间仅以较弱的范德华力相结合,因此的沸点高于,因此沸点:,B错误;
C.根据图示,阴离子中所有原子均满足8电子稳定结构,C正确;
D.C、O两元素组成的CO分子为极性分子,分子为非极性分子,D正确。
故答案选B。
15. 25℃时,用NaOH固体调节溶液的pH(已知:为二元弱酸,且忽略温度的变化),溶液中及浓度的负对数pc随溶液pH变化的关系如图所示。下列说法错误的是
A. 曲线Ⅰ表示
B. 的的数量级为
C. b点:
D. 由b点到c点的过程中,水的电离程度一直增大
【答案】B
【解析】
【详解】A.向溶液中加入NaOH固体的过程中,先增大后减小,增大,因此曲线Ⅰ表示,A正确;
B.根据c点,溶液中,,则的数量级为,B错误;
C.b点溶液显酸性,且以为主,此时电离程度大于水解程度,则,C正确;
D.由a点经b点到c点的过程中,溶液一直呈酸性,且酸性越来越弱,酸抑制水电离程度越来越弱,故水的电离程度一直增大,D正确;
故答案选B。
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 钛及其合金在多个领域有广泛应用,主要包括航空航天、航海、化工、医疗等领域,金属钛可由制备。工业上以钛铁矿、焦炭、氯气为原料,在高温条件下制取,反应的化学方程式为。
(1)基态钛原子的价电子排布式为________,位于元素周期表的________区。
(2)制取的反应中涉及的非金属元素电负性由大到小的顺序为________。
(3)已知在通常情况下是无色液体,结构与相似。中C的杂化方式为________,稳定性比差,从化学键角度分析原因为________。
(4)磷酸钛锂可用作锂离子电池的正极材料:
①19 g 中键的数目为________。
②磷常见的含氧酸有磷酸()和偏磷酸(),其中酸性较强的是________(填名称),原因为________。
(5)和高温反应是一种重要的化学反应,通常也可用于制备金属钛。已知:大键可表示为,其中m表示参与形成大键的原子数,n表示形成大键的电子数。例如:苯分子中6个碳原子各有1个未参加杂化的2p轨道,它们垂直于苯环的平面,并从侧面相互重叠而形成一个闭合的大键,并且均匀地对称分布在环平面的上方和下方,以这6个碳原子为中心,共6个电子形成的键,表示为。则中的大键可表示为________。
【答案】(1) ①. ②. d
(2)
(3) ①. ②. 钛原子半径比碳大,键的键长比键的键长大、键能低,易断裂
(4) ①. 或 ②. 偏磷酸 ③. 偏磷酸中有2个非羟基氧原子,而磷酸中有1个非羟基氧原子,非羟基氧原子数越多,对电子的吸引力越强,羟基中键极性越强,酸性越强
(5)
【解析】
【小问1详解】
基态钛原子的价电子排布式为;钛位于第四周期第ⅣB族,处于元素周期表中d区;
【小问2详解】
该反应涉及的三种非金属元素为氧、碳、氯,其非金属性的大小顺序为:O>Cl>C,故其电负性顺序为:O>Cl>C;
【小问3详解】
中的碳原子与四个氯原子通过单键相连,碳的价电子数为4,故四氯化碳中的碳原子无孤电子对,杂化方式为sp3杂化;钛原子半径比碳大,键键长比键的键长大、键能低,易断裂,因此稳定性比差;
【小问4详解】
①中P原子与4个O原子形成4条键,故19 g 中键的数目为或;
②偏磷酸中有2个非羟基氧原子,而磷酸中有1个非羟基氧原子,非羟基氧原子数越多,对电子的吸引力越强,羟基中键极性越强,酸性越强,故偏磷酸()酸性较强;
【小问5详解】
中C采取杂化,有1个未参加杂化的2p轨道,3个O也各有1个2p轨道与C未参加杂化的2p轨道相互平行,1个C原子提供1个电子,3个O原子各提供1个电子,外界得到的2个电子也参与大键的形成,因此中的大键可表示为。
17. 二氧化锰()在工业生产中具有重要的用途,可用于锰盐的制备,也用作氧化剂、除锈剂、催化剂等。某化工厂以富锰矿(主要成分是,含少量、、CaO和杂质)为原料提纯二氧化锰的工艺流程如图所示。
已知:①常温下,部分金属阳离子以氢氧化物形式沉淀时的pH如表:
金属阳离子
开始沉淀的pH
7.5
1.8
3.7
8.6
沉淀完全的pH
9.0
3.2
4.7
10.1
②常温下,,
(1)下列状态的锰中,失去一个电子所需能量最大的是________(填字母)。
A.
B.
C.
(2)“粉碎”的目的是________。
(3)“还原酸浸”时发生反应的离子方程式为________,浸渣的成分是________(填化学式)。
(4)“沉淀Ⅰ”中加入的作用是________,调pH的范围为________。
(5)“沉淀Ⅱ”发生反应的离子方程式为________。
(6)“电解”时的装置如图所示,当产生11.0 g Mn时,理论上溶液的质量________(填“增重”或“减轻”)________g。
【答案】(1)C (2)增大富锰矿的表面积,提高反应速率和酸浸率
(3) ①. ②. 和
(4) ①. 将氧化为 ②.
(5)
(6) ①. 减轻 ②. 30.2
【解析】
【分析】以富锰矿(主要成分是MnO2,含少量Fe2O3、Al2O3、CaO和SiO2杂质)为原料提纯二氧化锰,粉碎后加入硫酸、SO2进行还原酸浸,MnO2、Fe2O3、Al2O3、CaO和SiO2转化为硫酸锰、硫酸亚铁、硫酸铝、硫酸钙,SiO2不反应,过滤得到滤渣为SiO2和CaSO4,然后溶液中加MnO2氧化亚铁离子转化为铁离子,调节pH,并使铁离子、铝离子转化为氢氧化铁、氢氧化铝沉淀,过滤得到滤渣1,滤液加入MnF2除去钙离子,得到滤渣2为CaF2,滤液为MnSO4,电解得到Mn。
【小问1详解】
A.图中为基态Mn原子,对电子的吸引力弱,易失去电子,A不符合题意;
B.图中为激发态Mn原子,不稳定,B不符合题意;
C.图中为基态,基态已经失去2个电子而带2个正电荷,对电子的吸引力更强,且为半充满稳定状态,电离最外层一个电子所需能量最大,C符合题意;
故答案选C。
【小问2详解】
“粉碎”的目的是增大富锰矿的表面积,以提高反应速率和酸浸率。
【小问3详解】
“还原酸浸”时被还原为,发生反应的离子方程式为;由分析可知浸渣的成分是SiO2和CaSO4。
【小问4详解】
由已知①可知,与同时沉淀,为了除去铁需将氧化为,故的作用是将氧化为,且不引入杂质;调pH的目的是将和完全沉淀,而不沉淀,因此调pH范围为。
【小问5详解】
根据已知②可知,比更难溶,“沉淀Ⅱ”发生转化为的反应,离子方程式为。
【小问6详解】
当产生11.0 g Mn时,即生成Mn的物质的量为0.2 mol,溶液中有0.2 mol 转化为Mn,且有0.2 mol 通过阴离子交换膜移向稀硫酸溶液,故减少0.2 mol ,质量为30.2 g。
18. 铋酸钠()是分析化学中的重要试剂,在水中缓慢分解,遇沸水或酸则迅速分解。某兴趣小组设计实验制取铋酸钠并探究其应用。
Ⅰ.制取铋酸钠。制取装置如图(加热和夹持仪器已略去),部分物质性质如下:
物质
性质
不溶于冷水,浅黄色
难溶于水,白色
(1)C中盛放与的混合液,在加热条件下与反应生成,反应的化学方程式为________,B装置的作用是________。
(2)当观察到________(填现象)时,可以初步判断C中反应已经完成。
(3)拆除装置前必须先除去残留的,以免污染空气。除去烧瓶A中残留的操作是________。
(4)反应结束后,为从装置C中获得尽可能多的产品,需要的操作有________、过滤、洗涤、干燥。
Ⅱ.铋酸钠的应用——检验。
(5)往待检液中加入铋酸钠晶体,加硫酸酸化,生成,且溶液变为紫红色,证明待检液中存在。产生紫红色现象的离子方程式为________。
Ⅲ.产品纯度的测定。
(6)取上述产品a g,加入足量稀硫酸和稀溶液使其完全反应,再用的标准溶液滴定生成的(已知:,未配平),达到滴定终点时,消耗c mL标准溶液。
①滴定终点的现象是________。
②则该产品的纯度为________%(用含a、b、c的代数式表示)。
【答案】(1) ①. ②. 除去HCl
(2)C中的白色固体消失(或黄色不再加深、C液面上方充满黄绿色气体等)
(3)关闭,打开
(4)在冰水中冷却结晶
(5)
(6) ①. 当最后半滴标准溶液滴入时,溶液粉红色褪去,且半分钟内不恢复 ②.
【解析】
【分析】装置A制取氯气,B除去氯化氢,C在加热、搅拌条件下制备铋酸钠,D吸收尾气。所得铋酸钠可在酸性条件下将锰离子氧化为高锰酸根离子,再根据氧化还原反应的计量关系测定产品纯度。
【小问1详解】
氢氧化铋中铋元素的化合价由+3价升高到+5价,每个铋原子失去2个电子;氯气还原为氯离子,每个氯气分子得到2个电子。根据电子守恒和原子守恒,反应的化学方程式为;A中产生的氯气会夹带氯化氢,B位于A与C之间,因此B的作用是除去HCl;
【小问2详解】
表格显示氢氧化铋为白色难溶固体,生成的铋酸钠为浅黄色固体。反应进行时白色氢氧化铋逐渐被消耗,因此当C中的白色固体消失时,可以初步判断反应已经完成;
【小问3详解】
图中左侧活塞控制浓盐酸,右侧活塞控制NaOH溶液。停止制气后,应停止加入浓盐酸,并使NaOH溶液进入烧瓶A吸收残留氯气,因此关闭,打开;
【小问4详解】
反应在加热条件下进行,铋酸钠不溶于冷水,且在水中会分解。反应结束后在冰水中冷却,既能使产品尽可能析出,又能减慢其分解,因此应在冰水中冷却结晶;
【小问5详解】
酸性条件下,铋酸钠中的铋元素由+5价降为+3价,每个铋原子得到2个电子;锰离子中的锰元素由+2价升为+7价,每个锰原子失去5个电子。根据电子守恒、原子守恒和电荷守恒,离子方程式为;
【小问6详解】
①滴定时,草酸标准溶液将有色的高锰酸根离子还原。当最后半滴草酸标准溶液滴入时,溶液粉红色褪去,且半分钟内不恢复,即达到滴定终点;
②酸性条件下,草酸与高锰酸根离子的反应为。由该反应可得,;结合第(5)问反应的计量关系,得到;铋酸钠的摩尔质量为,所以该产品的纯度为。
19. 含氮化合物是化工、能源、环保等领域的研究热点。
(1)工业上常用和合成尿素,利用该反应可以在一定程度上减缓温室效应。该反应可分两步进行,其能量变化和反应历程如图所示。
①以、为原料生产尿素的热化学方程式为________。
②合成尿素总反应自发进行的条件是________(填“高温”或“低温”)。
(2)一定温度下,将和按的物质的量之比充入一容积恒为10 L的密闭容器中发生总反应。15 min时达到平衡,各物质的浓度变化曲线如图所示。
①上述条件下,从反应开始至15 min时,的平均生成速率为________。
②下列说法能说明该反应达到平衡状态的是________(填字母)。
A.和的浓度之比不变
B.的体积分数不再变化
C.气体的密度不再变化
D.的消耗速率和的消耗速率之比为
③25 min时再向容器中充入2 mol的、1 mol 和2 mol ,则此时平衡________(填“正向移动”或“逆向移动”),再次平衡时总反应的平衡常数________。
(3)汽车尾气已成为许多大城市空气的主要污染源,其中存在大量NO。我国科学家在以为还原剂清除NO的研究方面取得了显著成果,其化学方程式为 。当固定比例的和的混合气体,以相同流速分别通过填充有两种催化剂的反应器,测得NO的转化率与温度的关系如图所示。
①新型催化剂优于传统催化剂的理由为________。
②M、N、P、Q四点中一定未达到平衡状态的是________(填字母)。
【答案】(1) ①. ②. 低温
(2) ①. 8 ②. BC ③. 正向移动 ④. 50
(3) ①. 在较低温度下,单位时间内NO的转化率更高 ②. M
【解析】
【详解】(1)①由图示可知,和的能量比和的能量高,其热化学方程式为 。
②该反应的,正向为熵减反应(),要使,T应较小,该反应低温自发。
(2)①由图可知通入氨气的起始浓度为,15 min达到平衡时氨气浓度为,则氨气的浓度变化值为,物质的量变化值为,根据化学方程式可知,生成尿素的物质的量为,从反应开始至15 min时,的平均生成速率为。
②A.和的浓度之比为,不能判断各组分含量的变化,不能判断平衡,A错误;
B.的体积分数不再变化,能判断反应已达到平衡,B正确;
C.气体的质量是个变值,气体的体积不变,气体的密度不再变化,能判断反应达到平衡状态,C正确;
D.的消耗速率和的消耗速率之比在任意时刻都为,不能判断平衡,D错误;
故答案选BC。
③根据图像可列三段式:
则该温度下此反应的化学平衡常数,再充入2 mol的、和,氨气、二氧化碳、水的浓度分别变为、、,则,平衡正向移动,因温度未变,则不变。
(3)由图可知,在较低温度下,新型催化剂单位时间内NO的转化率更高,反应正向为放热反应,M、N、P、Q四点中只有M点升高温度反应仍在正向进行,则一定未达到平衡状态的是M点。
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