精品解析：安徽省阜阳市阜南实验中学2024-2025学年高二上学期1月期末化学试题

阜南实验中学2024-2025学年高二上学期第三次质量检测 化学试卷 (时间：75分钟，满分：100分) 可能用到的相对原子质量：K=39 Fe=56 O=16 N=14 H=1 C=12 一、单选题(每题3分，总14题，共42分) 1. 近年来我国科技研究取得重大成就。下列说法正确的是 A. 宇航服材料之一聚酰胺纤维是天然有机高分子材料 B. 空间站存储器所用的材料石墨烯与金刚石互为同素异形体 C. “天和”核心舱太阳能电池翼使用砷化镓器件，砷是s区元素 D. 我国科学家制备的具有高选择性的催化剂中所含金属元素均位于第ⅢA族 2. 下列化学用语使用正确的是 A. 基态的价层电子排布式 B. 丙炔的键线式 C. 的键的形成 D. 的离子结构示意图 3. 一定条件下，气态反应物和生成物的相对能量与反应进程如下图所示。下列说法正确的是 A. 相同条件下，进程、中O3的平衡转化率不同 B. Cl(g)为进程的催化剂，可以减少反应热，加快反应速率 C. E1-E4=E2-E5 D. 两个进程中速率最快的一步反应的=(E3-E2)kJ·mol-1 4. 下列装置设计符合条件的是 A. 甲图中，利用了外加电流法的原理保护钢闸门不被腐蚀 B. 利用乙图装置可以实现在铁制品上镀铜 C. 装置丙用于中和反应反应热的测定 D. 装置丁电流稳定，可持续供电 5. 反应 ，若在恒压绝热的容器中发生，下列选项表明一定已达平衡状态的是 A. 容器内的温度不再变化 B. 容器内的压强不再变化 C. 相同时间内，断开H-H键的数目和生成N-H键的数目之比 D. 容器内气体的浓度 6. 甲烷与氯气在光照条件下存在如下反应历程(”·”表示电子)： ① ② ③ ④ 已知在一个分步反应中，较慢的一步反应控制总反应的速率。下列说法不正确的是 A. 上述过程的总反应方程式为 B. 光照的主要作用是促进反应①的进行从而使总反应速率加快 C. 反应②~④都是由微粒通过碰撞而发生的反应 D. 反应①是释放能量的反应 7. 恒温条件下，用图1装置研究铁的电化学腐蚀，测定结果如图2。下列说法不正确的是 A. 段主要发生析氢腐蚀 B. 段负极反应式为 C. 段正极反应式主要为 D. 段溶液的基本不变，可能的原因：相同时间内，消耗的量与产生的量基本相同 8. 城市污水循环用作城市稳定的第二水源，对缓解城市用水危机有重要意义。高铁酸盐作为一种绿色环保水处理剂，兼具极强的氧化性和良好的絮凝效果，电解制备(紫色固体，能溶于水，微溶于浓溶液)的装置示意图如图，下列说法正确的是 A. 可以循环使用，制备过程中无须添加 B. 工作时，左室和右室溶液的均减小 C. 生成高铁酸钾，左室溶液质量会增加 D. 交换膜为阳离子交换膜，交换膜为阴离子交换膜 9. 下列在指定溶液中的各组离子，一定能够大量共存的是 A. 无色溶液中：、、、 B. pH=1的溶液中：、、、 C. 酸性溶液中：、、、 D. 由水电离出的的溶液中：、、、 10. 室温下，下列实验方案不能达到探究目的的是 选项 实验方案 探究目的 A 向盛有2 mL 1.0 mol·L-1溶液的试管中滴加1.0mol·L-1溶液，观察气泡产生的情况 探究的与的的大小 B 分别测浓度均为0.1 mol·L-1的和溶液的pH值 比较和的水解常数 C 用注射器收集一定体积气体，连接色度传感器，通过抽拉活塞改变气体体积，记录体系中气体颜色变化 探究压强对化学平衡的影响 D 向3mL浓度分别为0.1 mol·L-1NaCl和0.1 mol·L-1NaI混合溶液中滴加几滴0.1 mol·L-1溶液，出现黄色沉淀 比较与的大小 A. A B. B C. C D. D 11. 某锂盐的结构如图所示，其阴离子是由原子序数依次增大的短周期主族元素X、Y、Z、W形成，X、Y与Z同一周期且Y与X、Z相邻，Y与W同族。下列性质规律按照W、X、Y、Z依次递增是是 A. 第一电离能 B. 元素的电负性 C. 简单氢化物的还原性 D. 简单离子半径 12. 周期表中第四周期元素Ge、As、Se常用于制造半导体材料。下列说法正确的是 A. 原子半径：r(Se)>r(As)>r(Ge) B. 电负性：χ(Se)>χ(As)>χ(Ge) C. 第一电离能：I1(Se)>I1(As)>I1(Ge) D. 基态原子中未成对电子数：Se>As>Ge 13. 俄罗斯用“质子—M”号运载火箭成功将“光线”号卫星送入预定轨道，发射用的运载火箭使用的是以液氢为燃烧剂，液氧为氧化剂的高能低温推进剂，反应过程如下图： 下列说法正确的是 A. 2molH2(g)与1molO2(g)所具有的总能量比2molH2O(g)所具有的总能量低 B. 一定条件下，反应2H2(g)+O2(g)==2H2O(g)能自发进行 C. 火箭中液氢燃烧的热化学方程式为：2H2(l)+O2(l)=2H2O(g)△H=-483.6kJ/mol D. H2O(g)变成H2O(l)的过程中，断键吸收的能量小于成键放出的能量 14. 室温下，重铬酸钾溶液中存在与之间的转化，其主要包含以下两个平衡： (i) (ii) 溶液中随pH的变化关系如图。 下列有关溶液的说法错误的是 A. ，平衡常数为K，室温下， B. 加入过量烧碱溶液，反应的离子方程式为 C. 加入少量水稀释，平衡时与的比值减小 D. 当时，的平衡浓度约为 二、填空题(四大题，每空2分，共58分) 15. 利用CO2合成二甲醚有助于实现“碳中和”。CO2加氢合成二甲醚涉及的主要反应如下： I． CO2(g)+ 3H2(g) CH3OH(g)+ H2O(g) ΔH1 = −49 kJ∙mol−1 II． 2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2= −24.5 kJ∙mol−1 III． CO2(g)+H2(g) CO(g)+ H2O(g) ΔH3= +41.2 kJ∙mol−1 回答下列问题： （1）反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的ΔH= ___________ kJ∙mol−1。 （2）一定条件下，向恒容密闭容器中充入2 mol CH3OH(g)，发生反应： 2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+ H2O(g)达平衡时，CH3OH(g)转化率为50%。若反应前容器中含有0.5molH2O(g)，则CH3OH(g)的平衡转化率为___________。 （3）理论计算表明，在260°C和适当催化剂条件下，向恒容密闭容器中充入1 molCO2(g)和3 mol H2(g)，初始压强为p kPa，发生上述反应， 10 min时达平衡，生成0.05 molCO(g)和0.3 mol H2O (g)，容器中压强为 p kPa。若反应速率用单位时间内气体分压变化表示，则0~10 min内υ(CH3OCH3)=___________kPa∙min−1； Kx是以物质的量分数表示的平衡常数，反应I平衡常数Kx=___________ (列出计算式即可) 。 （4）起始投料比n(H2)/n(CO2)=4，压强为3.0 MPa的条件下发生上述反应，CO2平衡转化率和平衡时二甲醚的选择性随温度的变化如图所示。 已知：二甲醚选择性=表示平衡时CH3OCH3选择性的曲线是 ___________(填“X”或“Y” )；温度高于300°C时，曲线X的纵坐标随温度升高而增大的原因是___________。 （5）为同时提高CO2的平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性，应选择的反应条件为___________(填标号)。 A. 低温、低压 B. 低温、高压 C. 高温、低压 D. 高温、高压 16. 磷酸亚铁锂和锰酸锂均可用作锂离子电池正极材料。回答下列问题： （1）在周期表中，基态O原子的价电子轨道表示式为_________。基态P原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为_________形。 （2）原子核外电子有两种相反的自旋状态，分别用和表示，称为电子的自旋磁量子数。基态Mn原子的价电子自旋磁量子数的代数和为_________。 （3）的空间结构为_________形，其中心原子的杂化轨道类型为_________。 （4）和相比，更易液化，原因是________________________。 （5）Fe元素位于周期表的_________区。已知：，。Mn的第三电离能大于Fe的第三电离能，其主要原因是________________________。 17. 液流电池储能容量大，使用寿命长。下图为钒液流电池的结构及充电时工作原理示意图。 已知：酸性溶液中钒的存在形式及颜色 离子种类 颜色 黄色 蓝色 绿色 紫色 回答下列问题： （1）充电时，电极为___________(填“阳极”或“阴极”)。 （2）充电完成时，阳极溶液的颜色是___________，该电极的电极反应式为___________。 （3）研究发现，电催化和含氮物质在常温常压下合成尿素，有助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题。向一定浓度的溶液中通至饱和，在电极上反应生成尿素，电解原理如图所示。 ①中元素的化合价是___________。 ②图中离子交换膜为___________(填“阴离子”或“阳离子”)交换膜。 ③电极的电极反应式为___________。 ④电解过程中，当极产生(标准状况)时，极生成尿素___________g。 18. 乙酸、碳酸、次氯酸、亚磷酸(H3PO3)在生产、生活及医药方面有广泛用途。 Ⅰ.已知25℃时，部分物质的电离常数如下表所示。 弱酸 CH3COOH H2CO3 HClO 电离常数 （1）根据表中数据，将pH=3的下列三种酸溶液分别稀释100倍，pH变化最小的是___________(填标号)。 a．CH3COOH b．H2CO3 c．HClO （2）常温下相同浓度的下列溶液：①CH3COONH4②CH3COONa ③CH3COOH，其中c(CH3COO-)由大到小的顺序是___________(填标号)。 （3）常温下，pH=10的CH3COONa溶液中，由水电离出来的c(OH-)=___________mol/L；请设计实验，比较常温下0.1 mol/L CH3COONa溶液的水解程度和0.1 mol/L CH3COOH溶液的电离程度大小：___________(简述实验步骤和结论)。 Ⅱ．常温下，已知溶液中含磷微粒的浓度之和为0.1 mol/L，溶液中各含磷微粒的关系如图所示。 已知：，；x、z两点的坐标为x(7.3，1.3)、z(12.6，1.3)。 （4）H3PO3与足量的NaOH溶液反应的离子方程式为___________。 （5）表示随pOH变化的曲线是___________。(填“①”、“②”或“③”)。 （6）常温下，NaH2PO3溶液中的___________(填“<”“>”或“=”)。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 阜南实验中学2024-2025学年高二上学期第三次质量检测 化学试卷 (时间：75分钟，满分：100分) 可能用到的相对原子质量：K=39 Fe=56 O=16 N=14 H=1 C=12 一、单选题(每题3分，总14题，共42分) 1. 近年来我国科技研究取得重大成就。下列说法正确的是 A. 宇航服材料之一聚酰胺纤维是天然有机高分子材料 B. 空间站存储器所用的材料石墨烯与金刚石互为同素异形体 C. “天和”核心舱太阳能电池翼使用砷化镓器件，砷是s区元素 D. 我国科学家制备的具有高选择性的催化剂中所含金属元素均位于第ⅢA族 【答案】B 【解析】 【详解】A．聚酰胺纤维是人工合成的有机高分子材料，A项错误； B．石墨烯是只有一个碳原子直径厚度的单层石墨，石墨烯、金刚石是由碳元素组成的不同单质，两者互为同素异形体，B项正确； C．砷为33号元素，是p区元素，C项错误； D．Ni、Co、Fe都是第Ⅷ族元素，In是第ⅢA族元素，D项错误； 故选B。 2. 下列化学用语使用正确的是 A. 基态的价层电子排布式 B. 丙炔的键线式 C. 的键的形成 D. 的离子结构示意图 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据铜离子的电子排布可知，基态铜原子的价电子排布式为3d104s1，A错误； B．丙炔的键线式为，B错误； C．HCl分子中σ键的形成为：，C正确； D．F−的离子结构示意图为，D错误； 故选C。 3. 一定条件下，气态反应物和生成物的相对能量与反应进程如下图所示。下列说法正确的是 A. 相同条件下，进程、中O3的平衡转化率不同 B. Cl(g)为进程的催化剂，可以减少反应热，加快反应速率 C. E1-E4=E2-E5 D. 两个进程中速率最快的一步反应的=(E3-E2)kJ·mol-1 【答案】C 【解析】 【详解】A．催化剂不能改变反应的始态和终态，不能改变反应物的平衡转化率，即相同条件下O3的平衡转化率：历程Ⅰ=历程Ⅱ，故A错误； B．催化剂只能改变反应速率，不能改变反应热，故B错误； C．由图可知，Cl原子是历程Ⅱ的催化剂，催化剂不能改变反应的反应热，则历程Ⅰ、Ⅱ的反应热相等，即为E1-E4=E2-E5，故C正确； D．由图可知，历程Ⅱ两个步骤的活化能比历程Ⅰ低，且历程Ⅱ第二步反应活化能小于第一步反应的活化能，反应的活化能越低，反应速率越快，则历程Ⅰ、历程Ⅱ中速率最快的一步反应的焓变为(E2-E3)kJ·mol-1，故D错误； 故选C。 4. 下列装置设计符合条件的是 A. 甲图中，利用了外加电流法的原理保护钢闸门不被腐蚀 B. 利用乙图装置可以实现在铁制品上镀铜 C. 装置丙用于中和反应反应热的测定 D. 装置丁电流稳定，可持续供电 【答案】A 【解析】 【分析】甲图为外加电源的阴极保护法，钢闸门连接电源阴极，不被腐蚀；乙图为电镀，镀层金属连接阳极，待镀金属连接阴极；丙图为中和热测定，保温且要用玻璃搅拌器搅拌；丁图为双液原电池，工作原理图应左边烧杯盛放硫酸锌溶液，右边烧杯盛放硫酸铜溶液，通过中间的盐桥形成通路，稳定供电。 【详解】A．甲图为外加电源的阴极保护法，钢闸门连接电源阴极，不被腐蚀，A正确； B．乙图为电镀，镀层金属连接阳极失去电子不断补充电解质溶质，待镀金属连接阴极Cu2++2e-=Cu，生成的Cu覆盖在待镀金属表面，B错误； C．丙图为中和热测定，保温且要用玻璃搅拌器搅拌使反应充分，C错误； D．丁图为双液原电池，工作原理图应左边烧杯盛放硫酸锌溶液，右边烧杯盛放硫酸铜溶液，避免电极与电解质直接接触反应，通过中间的盐桥形成通路，稳定供电，D错误； 故答案选A。 5. 反应 ，若在恒压绝热的容器中发生，下列选项表明一定已达平衡状态的是 A. 容器内的温度不再变化 B. 容器内的压强不再变化 C. 相同时间内，断开H-H键的数目和生成N-H键的数目之比 D. 容器内气体的浓度 【答案】A 【解析】 【详解】A．该反应为放热反应，绝热容器中温度不再变化，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，A正确； B．反应在恒压条件下进行，压强始终保持不变，无法根据压强不变判断是否达到平衡状态，B错误； C．断开键和生成键均表示正反应方向，且不满足反应计量数关系，无法判断是否达到平衡状态，C错误； D．容器内气体浓度比为，无法说明各组分浓度不再发生变化，不能判断是否达到平衡状态，D错误； 答案选A。 6. 甲烷与氯气在光照条件下存在如下反应历程(”·”表示电子)： ① ② ③ ④ 已知在一个分步反应中，较慢的一步反应控制总反应的速率。下列说法不正确的是 A. 上述过程的总反应方程式为 B. 光照的主要作用是促进反应①的进行从而使总反应速率加快 C. 反应②~④都是由微粒通过碰撞而发生的反应 D. 反应①是释放能量的反应 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．由反应历程可知，甲烷与氯气在光照条件下发生的反应为甲烷与氯气发生取代反应生成一氯甲烷和氯化氢，则总反应方程式为，故A正确； B．光照的主要作用是破坏氯气分子中的共价键，形成氯原子，促进反应①的进行从而使总反应速率加快，故B正确； C．由反应历程可知，反应②~④都是由微粒通过有效碰撞而发生的反应，故C正确； D．反应①是吸收能量、破坏氯气分子中的共价键形成氯原子的过程，故D错误； 故选D。 7. 恒温条件下，用图1装置研究铁的电化学腐蚀，测定结果如图2。下列说法不正确的是 A. 段主要发生析氢腐蚀 B. 段负极反应式为 C. 段正极反应式主要为 D. 段溶液的基本不变，可能的原因：相同时间内，消耗的量与产生的量基本相同 【答案】C 【解析】 【分析】图1中构成原电池，铁作负极，开始时pH=1.8，AB段溶液pH值增大，体系压强增大，铁主要发生析氢腐蚀；BD段溶液的pH值增加，体系压强减小，正极反应式为：O2+4e-+4H+=2H2O；DE段溶液pH基本不变，但压强减小，产生的Fe2+被O2氧化，pH基本不变可能的原因：相同时间内，2Fe+O2+4H+=2Fe2++2H2O消耗H+的量与4Fe2++O2+10H2O=4Fe(OH)3+8H+产生H+的量基本相同，据此分析； 【详解】A．由图可知，AB段体系的压强增大，说明产生了氢气，故AB段主要发生析氢腐蚀，A正确； B．AD段内发生的都是铁的电化学腐蚀，铁在负极的电极式为：Fe-2e-=Fe2+，B正确； C．由图可知BC段的pH为3-5，正极不能产生氢氧根，电极反应式为：O2+4e-+4H+=2H2O，C错误； D．根据分析，DE段溶液pH基本不变，但压强减小，产生的Fe2+被O2氧化，pH基本不变可能的原因：相同时间内，2Fe+O2+4H+=2Fe2++2H2O消耗H+的量与4Fe2++O2+10H2O=4Fe(OH)3+8H+产生H+的量基本相同，D正确； 故选C。 8. 城市污水循环用作城市稳定的第二水源，对缓解城市用水危机有重要意义。高铁酸盐作为一种绿色环保水处理剂，兼具极强的氧化性和良好的絮凝效果，电解制备(紫色固体，能溶于水，微溶于浓溶液)的装置示意图如图，下列说法正确的是 A. 可以循环使用，制备过程中无须添加 B. 工作时，左室和右室溶液的均减小 C. 生成高铁酸钾，左室溶液质量会增加 D. 交换膜为阳离子交换膜，交换膜为阴离子交换膜 【答案】D 【解析】 【分析】由图可知右室铁转化为高铁酸根，铁元素化合价升高，则铁为阳极，Pt为阴极，阳极电极反应式为：，左室水得电子生成氢气，阴极电极反应式为6H2O+6e-=3H2↑+6OH-。 【详解】A．阳极电极反应式为：，阴极电极反应式为6H2O+6e-=3H2↑+6OH-，由阴、阳两极电极反应式可知，转移电子物质的量相同时，阳极消耗的氢氧根比阴极生成的氢氧根多，所以制备过程中要添加KOH，故A错误； B．阴极电极反应式为6H2O+6e-=3H2↑+6OH-，左室氢离子放电生成氢气，氢氧根浓度增大，溶液的pH增大，故B错误； C．生成高铁酸钾，转移电子物质的量为6mol，由阴极电极反应式6H2O+6e-=3H2↑+6OH-可知，为了维持左室电荷守恒，有6mol钾离子通过阳离子交换膜进入左室，溶液质量会增加6×39-6=228g，故C错误； D．阳极电极反应式为：，右室负电荷减少，则中间室中的OH-，通过阴离子交换膜进入右室，阴极电极反应式为6H2O+6e-=3H2↑+6OH-，左室负电荷增多，中间室中的K+通过阳离子交换膜进入左室，所以交换膜为阳离子交换膜，交换膜为阴离子交换膜，故D正确； 故答案为：D。 9. 下列在指定溶液中的各组离子，一定能够大量共存的是 A. 无色溶液中：、、、 B. pH=1的溶液中：、、、 C. 酸性溶液中：、、、 D. 由水电离出的的溶液中：、、、 【答案】C 【解析】 【详解】A．与会发生双水解反应，生成沉淀和气体，不能大量共存，A错误； B．的溶液含大量，酸性条件下具有强氧化性，会将还原性的氧化为，不能大量共存，B错误； C．酸性溶液中，、、、之间互不反应，也不与反应，能大量共存，C正确； D．由水电离出的的溶液可能为强酸或强碱环境，若强酸条件下与反应生成和，若强碱条件下与反应生成，也会与反应，不能大量共存，D错误； 故选C 。 10. 室温下，下列实验方案不能达到探究目的的是 选项 实验方案 探究目的 A 向盛有2 mL 1.0 mol·L-1溶液的试管中滴加1.0mol·L-1溶液，观察气泡产生的情况 探究的与的的大小 B 分别测浓度均为0.1 mol·L-1的和溶液的pH值 比较和的水解常数 C 用注射器收集一定体积气体，连接色度传感器，通过抽拉活塞改变气体体积，记录体系中气体颜色变化 探究压强对化学平衡的影响 D 向3mL浓度分别为0.1 mol·L-1NaCl和0.1 mol·L-1NaI混合溶液中滴加几滴0.1 mol·L-1溶液，出现黄色沉淀 比较与的大小 A. A B. B C. C D. D 【答案】B 【解析】 【详解】A．向盛有2mL 1.0 mol·L-1CH3COOH溶液的试管中滴加1.0 mol·L-1Na2CO3溶液，观察到有气泡产生，即有CO2生成，说明酸性：>H2CO3，则CH3COOH的Ka大于H2CO3的Ka1，能探究的与的的大小，A不符合题意； B．CH3COONH4是弱酸弱碱盐，其溶液中铵根离子会促进醋酸根离子的水解，NaHCO3溶液中钠离子不影响碳酸氢根离子的水解，所以测定等浓度的和溶液的pH值，不能比较和的水解常数，B符合题意； C．存在化学平衡：，当往外抽拉注射器时，管内容积增大，气体压强减小，浓度变小，混合气体的颜色先变浅又逐渐变深，颜色逐渐变深说明平衡逆向移动，即减小压强，平衡向气体分子数增大的方向移动，能探究压强对化学平衡的影响，C不符合题意； D．向3mL浓度分别为0.1 mol·L-1NaCl和0.1 mol·L-1NaI混合溶液中滴加几滴AgNO3 溶液，出现黄色沉淀 ，说明Cl- 和I- 起始浓度相同时，先生成黄色的AgI 沉淀，说明Ksp(AgI)小于Ksp(AgCl)，能比较与的大小，D不符合题意； 故选B。 11. 某锂盐的结构如图所示，其阴离子是由原子序数依次增大的短周期主族元素X、Y、Z、W形成，X、Y与Z同一周期且Y与X、Z相邻，Y与W同族。下列性质规律按照W、X、Y、Z依次递增是是 A. 第一电离能 B. 元素的电负性 C. 简单氢化物的还原性 D. 简单离子半径 【答案】B 【解析】 【分析】因为其阴离子是由原子序数依次增大的短周期主族元素X、Y、Z、W形成，X、Y与Z同一周期，Y与W同族，根据结构中Y形成两个化学键，W形成六个化学键，Z形成一个化学键，则Y是O元素，W是S元素，Z是F元素，X、Y与Z同一周期且Y与X、Z相邻，则X是N元素。 【详解】A．同周期主族元素从左到右，元素的第一电离能有逐渐增大的趋势，第ⅡA与第ⅤA族元素的第一电离能比同周期相邻元素的第一电离能大， 同主族元素从上到下，第一电离能逐渐减小，第一电离能：S<O<N<F，A错误； B．同周期主族元素从左到右，元素的电负性逐渐增大，同主族从上到下，电负性逐渐减小，则电负性:S<N<O<F ，B正确； C．元素的非金属性越强，简单气态氢化物的还原性越弱，即还原性：H2S>NH3>H2O>HF，C错误； D．硫离子的电子层数为三层，一般来说电子层数越多、离子半径越大，N3-、O2-、F-具有相同的电子层结构，核电荷数越大、半径越小，所以简单离子的半径：S2->N3->O2->F-，D错误； 故选B。 12. 周期表中第四周期元素Ge、As、Se常用于制造半导体材料。下列说法正确的是 A. 原子半径：r(Se)>r(As)>r(Ge) B. 电负性：χ(Se)>χ(As)>χ(Ge) C. 第一电离能：I1(Se)>I1(As)>I1(Ge) D. 基态原子中未成对电子数：Se>As>Ge 【答案】B 【解析】 【详解】A．同周期元素从左到右半径依次减小，原子半径：r(Se)<r(As)< r(Ge)，故A错误； B．同周期元素从左到右电负性依次增强，电负性：χ(Se)>χ(As)>χ(Ge)，故B正确； C．As原子4p能级半充满，结构稳定，第一电离能大于同周期相邻元素，第一电离能：I1(As)>I1(Se)>I1(Ge)，故C错误； D．Ge未成对电子数为2，As未成对电子数为3，Se未成对电子数为2，基态原子中未成对电子数： As>Ge =Se，故D错误； 选B。 13. 俄罗斯用“质子—M”号运载火箭成功将“光线”号卫星送入预定轨道，发射用的运载火箭使用的是以液氢为燃烧剂，液氧为氧化剂的高能低温推进剂，反应过程如下图： 下列说法正确的是 A. 2molH2(g)与1molO2(g)所具有的总能量比2molH2O(g)所具有的总能量低 B. 一定条件下，反应2H2(g)+O2(g)==2H2O(g)能自发进行 C. 火箭中液氢燃烧的热化学方程式为：2H2(l)+O2(l)=2H2O(g)△H=-483.6kJ/mol D. H2O(g)变成H2O(l)的过程中，断键吸收的能量小于成键放出的能量 【答案】B 【解析】 【详解】A． 由图象分析，2mol H2(g)与1mol O2(g)反应生成2mol H2O(g)放出483.6kJ的热量，故2mol H2(g)与1mol O2(g)所具有的总能量比2mol H2O(g)所具有的总能量高，A项错误； B． ，，当时，反应自发进行，则当低温下反应自发进行，B项正确； C． 由图象分析可知，2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ∆H=-483.6kJ/mol，C项错误； D． H2O(g)生成H2O(l)为物理变化，不存在化学键的断裂和生成，D项错误； 故答案为：B。 14. 室温下，重铬酸钾溶液中存在与之间的转化，其主要包含以下两个平衡： (i) (ii) 溶液中随pH的变化关系如图。 下列有关溶液的说法错误的是 A. ，平衡常数为K，室温下， B. 加入过量烧碱溶液，反应的离子方程式为 C. 加入少量水稀释，平衡时与的比值减小 D. 当时，的平衡浓度约为 【答案】C 【解析】 【详解】A．已知（i）、（ii），由得，则得，A正确； B．加入的NaOH与反应(ⅱ)电离产生的发生反应，促使两个平衡不断右移，最终生成，反应的离子方程式为，B正确； C．根据可知，该反应的平衡常数，变形可得：；加水稀释时溶液减小，增大，即平衡时与的比值增加，因此增大，C错误； D．当时，，根据图像可知：，可以推出，反应(ⅰ)的=3.0×10-2，反应(ⅱ)的K2==3.0×10-7，则=9×10-9，c()= mol/L=9×10-4.2 mol/L，D正确； 故答案选C。 二、填空题(四大题，每空2分，共58分) 15. 利用CO2合成二甲醚有助于实现“碳中和”。CO2加氢合成二甲醚涉及的主要反应如下： I． CO2(g)+ 3H2(g) CH3OH(g)+ H2O(g) ΔH1 = −49 kJ∙mol−1 II． 2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2= −24.5 kJ∙mol−1 III． CO2(g)+H2(g) CO(g)+ H2O(g) ΔH3= +41.2 kJ∙mol−1 回答下列问题： （1）反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的ΔH= ___________ kJ∙mol−1。 （2）一定条件下，向恒容密闭容器中充入2 mol CH3OH(g)，发生反应： 2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+ H2O(g)达平衡时，CH3OH(g)转化率为50%。若反应前容器中含有0.5molH2O(g)，则CH3OH(g)的平衡转化率为___________。 （3）理论计算表明，在260°C和适当催化剂条件下，向恒容密闭容器中充入1 molCO2(g)和3 mol H2(g)，初始压强为p kPa，发生上述反应， 10 min时达平衡，生成0.05 molCO(g)和0.3 mol H2O (g)，容器中压强为 p kPa。若反应速率用单位时间内气体分压变化表示，则0~10 min内υ(CH3OCH3)=___________kPa∙min−1； Kx是以物质的量分数表示的平衡常数，反应I平衡常数Kx=___________ (列出计算式即可) 。 （4）起始投料比n(H2)/n(CO2)=4，压强为3.0 MPa的条件下发生上述反应，CO2平衡转化率和平衡时二甲醚的选择性随温度的变化如图所示。 已知：二甲醚选择性=表示平衡时CH3OCH3选择性的曲线是 ___________(填“X”或“Y” )；温度高于300°C时，曲线X的纵坐标随温度升高而增大的原因是___________。 （5）为同时提高CO2的平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性，应选择的反应条件为___________(填标号)。 A. 低温、低压 B. 低温、高压 C. 高温、低压 D. 高温、高压 【答案】（1）−90.2 （2）40% （3） ①. 0.00125p ②. （4） ①. Y ②. 温度高于300℃时以反应III为主，反应III为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，CO2转化率增大 （5）B 【解析】 【小问1详解】 将反应I减去反应III得到反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的ΔH= −49 kJ∙mol−1−(+41.2 kJ∙mol−1)=−90.2 kJ∙mol−1；故答案为：−90.2。 【小问2详解】 一定条件下，向恒容密闭容器中充入2 mol CH3OH(g)，发生反应： 2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+ H2O(g)达平衡时，CH3OH(g)转化率为50%，则此时生成0.5mol CH3OCH3和0.5mol H2O，平衡常数为，若反应前容器中含有0.5molH2O(g)，建立三段式，，解得x=0.4mol，则CH3OH(g)的平衡转化率为；故答案为：40%。 【小问3详解】 理论计算表明，在260°C和适当催化剂条件下，向恒容密闭容器中充入1 molCO2(g)和3 mol H2(g)，初始压强为p kPa，发生上述反应， 10 min时达平衡，生成0.05 molCO(g)和0.3 mol H2O (g)，容器中压强为 p kPa。发生反应III消耗0.05mol CO2和0.05mol H2，生成0.05mol H2O (g)，建立三段式，，根据压强之比等于物质的量之比得到，y+x=0.3mol−0.05mol=0.25mol，解得x=0.2，y=0.05，若反应速率用单位时间内气体分压变化表示，则0~10 min内 Kx是以物质的量分数表示的平衡常数，反应I平衡常数Kx=；故答案为：0.00125 p；。 【小问4详解】 反应I和反应II都是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，生成CH3OCH3物质的量减小，即CH3OCH3选择性下降，因此CH3OCH3选择性的曲线是Y；温度低于300℃时以反应反应I和反应II为主，反应I和反应II为放热反应，温度升高，平衡逆向向移动，CO2转化率降低，当温度高于300℃时以反应III为主，反应III为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，CO2转化率增大；故答案为：Y；温度高于300℃时以反应III为主，反应III为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，CO2转化率增大。 【小问5详解】 反应I是体积减小的放热反应，反应II是体积不变的放热反应，要同时提高CO2的平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性，加压，有利于反应I平衡正向移动，高温，反应I和反应II平衡逆向移动，因此应选择的反应条件为高压、低温；故答案为：B。 16. 磷酸亚铁锂和锰酸锂均可用作锂离子电池正极材料。回答下列问题： （1）在周期表中，基态O原子的价电子轨道表示式为_________。基态P原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为_________形。 （2）原子核外电子有两种相反的自旋状态，分别用和表示，称为电子的自旋磁量子数。基态Mn原子的价电子自旋磁量子数的代数和为_________。 （3）的空间结构为_________形，其中心原子的杂化轨道类型为_________。 （4）和相比，更易液化，原因是________________________。 （5）Fe元素位于周期表的_________区。已知：，。Mn的第三电离能大于Fe的第三电离能，其主要原因是________________________。 【答案】（1） ①. ②. 哑铃（或纺锤） （2）（或） （3） ①. 正四面体 ②. （4）分子间存在氢键，使分子间作用力增强 （5） ①. d ②. 的价电子排布式为，处于半充满的稳定状态，较难失去电子 【解析】 【小问1详解】 O元素为8号元素，基态原子的价电子排布式为，轨道表示式。P元素为15号元素，基态原子的电子排布式为，电子占据的最高能级为能级，p轨道的电子云轮廓图为哑铃形（或纺锤形）。 【小问2详解】 Mn为25号元素，基态原子的价电子排布式为。轨道上的2个电子自旋相反，自旋磁量子数代数和为0；轨道上的5个电子分别占据5个不同的轨道且自旋方向相同，故其价电子自旋磁量子数的代数和为或。 【小问3详解】 中中心原子P的键数为4，孤电子对数为，价层电子对数为，故其空间结构为正四面体形，中心原子P的杂化轨道类型为。 【小问4详解】 N的电负性较强，分子间能形成氢键，而分子间不能形成氢键，氢键的存在使得分子间作用力显著增强，沸点升高，从而更易液化。 【小问5详解】 Fe元素为26号元素，位于元素周期表的第四周期第VIII族，属于d区。Mn失去两个电子形成，其价电子排布式为，处于半充满的稳定状态，较难再失去一个电子，故其第三电离能较大；而Fe失去两个电子形成，其价电子排布式为，失去一个电子后形成半充满稳定状态，较易失去电子，故其第三电离能较小。 17. 液流电池储能容量大，使用寿命长。下图为钒液流电池的结构及充电时工作原理示意图。 已知：酸性溶液中钒的存在形式及颜色 离子种类 颜色 黄色 蓝色 绿色 紫色 回答下列问题： （1）充电时，电极为___________(填“阳极”或“阴极”)。 （2）充电完成时，阳极溶液的颜色是___________，该电极的电极反应式为___________。 （3）研究发现，电催化和含氮物质在常温常压下合成尿素，有助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题。向一定浓度的溶液中通至饱和，在电极上反应生成尿素，电解原理如图所示。 ①中元素的化合价是___________。 ②图中离子交换膜为___________(填“阴离子”或“阳离子”)交换膜。 ③电极的电极反应式为___________。 ④电解过程中，当极产生(标准状况)时，极生成尿素___________g。 【答案】（1）阴极 （2） ①. 黄色 ②. （3） ①. -3 ②. 阳离子 ③. ④. 15 【解析】 【分析】由图可知，充电时，氢离子向右移动，则右侧为阴极，电极反应式为V3++e－＝V2+，左侧电极是阳极，电极反应式为VO2++H2O－e－＝+2H+，右侧为阴极；由图中信息可知，电极A上硝酸根得到电子生成尿素，发生还原反应；电极B是阳极，氢氧根放电产生氧气，据此作答。 【小问1详解】 根据以上分析可知充电时，电极为阴极。 【小问2详解】 阳极电极反应式为VO2++H2O－e－＝+2H+，所以充电完成时阳极溶液的颜色是黄色。 【小问3详解】 ①中C是+4价，O是－2价，依据化合价代数和为0可知元素的化合价是－3价。 ②阳极B是产生氧气，同时产生氢离子，而阴极A需要消耗氢离子，所以图中离子交换膜为阳离子交换膜。 ③电极的电极反应式为。 ④电解过程中，当极产生(标准状况)即1mol氧气时，转移4mol电子，根据A电极反应式2+16e－+18H++CO2＝CO(NH2)2+7H2O，可知A极生成尿素是0.25mol，质量是0.25mol×60g/mol＝15g。 18. 乙酸、碳酸、次氯酸、亚磷酸(H3PO3)在生产、生活及医药方面有广泛用途。 Ⅰ.已知25℃时，部分物质的电离常数如下表所示。 弱酸 CH3COOH H2CO3 HClO 电离常数 （1）根据表中数据，将pH=3的下列三种酸溶液分别稀释100倍，pH变化最小的是___________(填标号)。 a．CH3COOH b．H2CO3 c．HClO （2）常温下相同浓度的下列溶液：①CH3COONH4②CH3COONa ③CH3COOH，其中c(CH3COO-)由大到小的顺序是___________(填标号)。 （3）常温下，pH=10的CH3COONa溶液中，由水电离出来的c(OH-)=___________mol/L；请设计实验，比较常温下0.1 mol/L CH3COONa溶液的水解程度和0.1 mol/L CH3COOH溶液的电离程度大小：___________(简述实验步骤和结论)。 Ⅱ．常温下，已知溶液中含磷微粒的浓度之和为0.1 mol/L，溶液中各含磷微粒的关系如图所示。 已知：，；x、z两点的坐标为x(7.3，1.3)、z(12.6，1.3)。 （4）H3PO3与足量的NaOH溶液反应的离子方程式为___________。 （5）表示随pOH变化的曲线是___________。(填“①”、“②”或“③”)。 （6）常温下，NaH2PO3溶液中的___________(填“<”“>”或“=”)。 【答案】（1）c （2）②①③ （3） ①. 10-4 ②. 将等浓度的CH3COONa、CH3COOH两种溶液等体积混合，然后用pH测定溶液pH。若溶液pH＜7，说明CH3COOH电离作用大于CH3COO-的水解作用；若溶液pH＞7，说明CH3COOH电离作用小于CH3COO-的水解作用； （4）H3PO3+2OH-=+2H2O （5）② （6）> 【解析】 【小问1详解】 酸的电离平衡常数越大，等浓度时该酸电离程度就越大。根据表格数据可知电离平衡常数：K(CH3COOH)＞K(H2CO3)＞K(HClO)，所以pH=3的三种溶液的浓度：c(HClO)＞c(H2CO3)＞c(CH3COOH)，当将溶液稀释100倍后，弱酸电离产生H+，使溶液中c(H+)有所增加，因此稀释100倍后溶液中c(H+)：HClO＞H2CO3＞CH3COOH，故溶液中 pH变化最小的是HClO，故合理选项是c； 【小问2详解】 常温下相同浓度的溶液：①CH3COONH4、②CH3COONa、③CH3COOH，①②是盐是强电解质，完全电离，而③是弱酸，只有很少部分发生电离，所以③CH3COOH中c(CH3COO-)最小；在②CH3COONa中只有CH3COO-部分水解，而在①CH3COONH4中CH3COO-、双水解，水解彼此促进，使c(CH3COO-)比②CH3COONa溶液中少，因此三种溶液中c(CH3COO-)由大到小的顺序是：②①③； 【小问3详解】 常温下，pH=10的CH3COONa溶液中，c(H+)=10-10 mol/L，则溶液中c(OH-)=10-4 mol/L，溶液中的OH-完全由水电离产生，所以由水电离出来的c(OH-)=10-4 mol/L； 【小问4详解】 要比较常温下0.1 mol/L CH3COONa溶液的水解程度和0.1 mol/L CH3COOH溶液的电离程度大小，可将两种溶液等体积混合，得到等浓度CH3COONa、CH3COOH的混合溶液，然后用pH试纸测定溶液的pH，根据pH大小进行判断。由于溶液中同时存在CH3COOH电离作用和CH3COO-的水解作用，若溶液pH＜7，说明CH3COOH电离作用大于CH3COO-的水解作用，若溶液pH＞7，说明CH3COOH电离作用小于CH3COO-的水解作用； 【小问5详解】 图示有三条曲线说明H3PO3是二元弱酸，所以H3PO3与足量NaOH溶液反应产生Na2HPO3、H2O，反应的离子方程式为：H3PO3+2OH-=+2H2O； 【小问6详解】 图示三条曲线中①表示pc()、pc()、pc(H3PO3)随pOH变化曲线，所以表示pc()随pOH变化的曲线是②； 在常温下NaHPO3溶液中存在电离产生和H+，使溶液显酸性；也存在水解产生H3PO3和OH-，使溶液显碱性。由于①表示pc()，③表示pc(H3PO3)，根据图示可知：在y点c()=c(H3PO3)时，溶液pOH=10，pH=4，溶液显酸性，所以水解作用小于其电离作用，因此在常温下NaH2PO3溶液中c()>c(H3PO3)。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $