精品解析：广东深圳市宝安区南方科技大学附属中学2025-2026学年高二上学期期末化学试卷

南科大附中2025年秋季学期高二年级期末考试 化学 （本试卷共10页满分100分 考试用时75分钟） 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、班级、考场和座位号填写在答题卡上。将条形码粘贴在答题卡“条形码粘贴处”。 2.作答时，务必将答案写在答题卡上，写在试卷及草稿纸上无效。 3.考试结束后，请将试卷妥善保管，答题卡统一交回。 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 O-16 F-19 Mg-24 S-32 K-39 Fe-56 一、选择题（本大题包括16小题，1-10小题每题2分，11-16小题每题4分，共44分。在每小题列出的四个选项中，只有一个选项是正确的。） 1. 我国科学家在嫦娥五号月壤样本中发现了一种新型水合矿物晶体，其主要成分为铵镁氯化物，晶体中存在被等微量取代的现象。氯同位素比例分析显示，该矿物中与的比例显著不同于典型地球矿物。下列说法不正确的是 A. 该矿物的主要成分属于盐类 B. 该矿物晶体中金属阳离子与阴离子以离子键结合 C. 该矿物所含元素均位于元素周期表的IA族 D. 与在元素周期表中的位置相同，原子核外电子数不同 【答案】D 【解析】 【详解】A．该矿物的主要成分为铵镁氯化物（(NH4)MgCl3·6H2O），其中含有铵根离子（）和氯离子（Cl-），符合盐类的定义，因此属于盐类，A正确； B．该矿物晶体中的金属阳离子（如Mg2+、Na+、K+、Cs+）与阴离子（Cl-）之间通过静电作用结合，形成离子键，B正确； C．该矿物所含元素中，H（氢）、Na（钠）、K（钾）、Cs（铯）均位于元素周期表的IA族，C正确； D． 37Cl和35Cl是氯元素的同位素，它们在元素周期表中的位置相同（原子序数均为17），但原子核外电子数相同（均为17），因为同位素的质子数和原子核外电子数相同，仅中子数不同，D错误； 故选D。 2. 在半导体生产工业中有着重要的应用，用化学用语表示反应中的相关粒子，其中正确的是 A. 的结构示意图： B. 的电子式： C. 水分子的空间结构模型： D. 中子数为15的Si原子： 【答案】D 【解析】 【详解】A．的质子数为9，阴离子核外电子数=质子数+电荷数=9+1=10，结构示意图为，A错误； B．中Si和F最外层均为8电子，电子式中每个F原子除了与Si成键的共用电子对，还应有3对孤电子对，选项中漏写了F的孤电子对，电子式应为，B错误； C．水分子的中心氧原子的价层电子对数为，有2对孤电子对，空间结构为V形，比例模型能够体现出原子的相对体积大小，其正确的比例模型为，选项中为直线形结构，C错误； D．Si的质子数为14，质量数=质子数+中子数=14+15=29，故中子数为15的原子表示为，D正确； 故选D。 3. 在25℃和101 kPa下，下列热化学方程式书写正确的是 A. 燃烧生成液态水，放出142.9 kJ热量： B. 4 g硫粉在中完全燃烧生成，放出37 kJ热量： C. 乙炔的燃烧热是1299.6 kJ/mol： D. 已知则 【答案】B 【解析】 【详解】A．的物质的量为，燃烧生成液态水放出热量，则反应对应的应为，热化学方程式应为：，A错误； B．硫粉的物质的量为，完全燃烧生成放出热量，则硫完全反应对应的为，热化学方程式为，B正确； C．燃烧热是指可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量，方程式中乙炔的物质的量为，对应的应为，热化学方程式应为：，C错误； D．与反应除了生成，还生成沉淀，生成沉淀会额外放热，因此实际小于，选项中数值错误，D错误； 故选B。 4. 室温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是 A. 由水电离产生的为的溶液中：、、、 B. 的溶液中：、、、 C. 加甲基橙呈红色的溶液中：、、、 D. 的溶液中：、、、 【答案】D 【解析】 【详解】A．由水电离产生的为的溶液为酸性或碱性溶液，酸性条件下与反应无法共存，碱性条件下、与生成沉淀无法共存，且、本身与也会生成沉淀不能共存，A错误； B．的溶液为强碱性溶液，含大量，与反应生成弱电解质无法共存，B错误； C．加甲基橙呈红色的溶液为强酸性溶液，含大量，与反应生成和无法共存，C错误； D．的溶液为酸性溶液，、、、之间不发生反应，也不与反应，可以大量共存，D正确； 故选D。 5. 制作紫砂壶所用的紫砂泥主要含有O、Si、Al和Fe，还含有少量的Mg、Ca、Mn和P等元素。下列说法正确的是 A. 若将基态Fe原子的核外电子排布式写为，遵循了能量最低原理 B. 若将基态Si原子的核外电子排布图写为，违反了泡利原理 C. 若将基态Mg原子的电子排布式写为，违反了能量最低原理 D. 若将基态O原子价层电子的轨道表示式写为，违背了洪特规则 【答案】C 【解析】 【详解】A．的原子序数为26，依据基态原子核外电子排布规律和能量最低原理，基态原子的核外电子排布式为，违背了能量最低原理，A错误； B．泡利原理是指一个原子轨道最多填入2个电子，且自旋方向相反，故若将基态原子核外电子排布图写为，违背了洪特规则，B错误； C．若将基态原子的核外电子排布式写为，则违背了能量最低原理，应先排轨道，再排轨道，C正确； D．O是8号元素，基态O原子的价层电子的轨道表示式为，没有违背洪特规则，D错误； 故选C。 6. 下列装置与设计能达到实验目的的是 A．探究温度对化学平衡的影响 B．测定锌与稀硫酸反应生成氢气的速率 C．设计锌铜原电池 D．用NaOH标准溶液滴定锥形瓶中的盐酸 A. A B. B C. C D. D 【答案】A 【解析】 【详解】A．反应，该装置仅温度为变量，可通过观察两烧瓶内气体颜色变化判断平衡移动方向，能探究温度对化学平衡的影响，A正确； B．装置使用长颈漏斗，反应生成的氢气会从长颈漏斗上口逸出，无法准确测量氢气体积，不能测定反应速率，B错误； C．双液锌铜原电池需要盐桥连接两个烧杯以形成闭合回路，该装置仅用铜丝连接，没有设置盐桥，无法形成闭合回路，不能构成原电池，C错误； D．为强碱，应使用碱式滴定管盛装，且滴定过程中眼睛应注视锥形瓶内溶液颜色变化，装置和操作均错误，D错误； 故选A。 7. 下列化学用语表达正确的是 A. 用电子式表示CsCl的形成过程： B. OF2分子的VSEPR模型为 C. 用电子云轮廓图表示键的形成： D. Mn2+的价电子轨道表示式： 【答案】B 【解析】 【详解】A．已知CsCl是离子化合物，故用电子式表示CsCl的形成过程为：，A错误； B．OF2分子中中心原子O周围的价层电子对数为：2+ =2+2=4，根据价层电子对互斥理论可知，其VSEPR模型为：，B正确； C．已知π键是电子云“肩并肩”重叠，图示为“头碰头”重叠，是形成p-pσ键，而用电子云轮廓图表示p-pπ键的形成为：，C错误； D．已知Mn是25号元素，题干所示是Mn的价电子轨道表示式，则Mn2+的价电子轨道表示式：，D错误； 故答案为：B。 8. 某化学研究小组探究外界条件对化学反应的反应速率和平衡的影响，图像如下，下列判断不正确的是 A. 由图a可知，，该反应的 B. 由图b可知，该反应m+n>p C. 对于该反应，升温，平衡逆向移动，平衡常数减小 D. 对于该反应，增压（缩小体积），平衡正向移动，平衡常数增大 【答案】D 【解析】 【分析】由图a可知，温度越高，反应速率越快，达到平衡时间越短，曲线先达到平衡，则；平衡时对应C%低于，说明升温平衡逆向移动，正反应放热（）； 由图b可知，温度相同时，增大压强， C%增大，说明平衡正向移动，正反应为气体分子数减少方向（m+n>p）。 【详解】A．由分析可知，，该反应的，A正确； B．图b中增大压强C%增大，平衡正向移动，说明m+n>p，B正确； C．该反应（放热），升温平衡逆向移动，平衡常数减小（只与温度有关，放热反应升温减小），C正确； D．增压（缩小体积）时，因m+n>p，平衡正向移动，但平衡常数只与温度有关，压强变化不影响，不变，D错误； 故答案选D。 9. 在催化剂上发生反应生成原理如图，下列不正确的是 A. MgO是一种碱性氧化物 B. Pd能促进中的H-H键断裂 C. 生成的总反应为 D. 每步反应中碳元素的化合价均发生改变 【答案】D 【解析】 【详解】A．MgO可与酸反应仅生成盐和水，属于碱性氧化物，A正确； B．由反应原理图可知，在Pd表面解离为H原子，说明Pd能促进H-H键断裂，B正确； C．该反应反应物为和，生成物为和，配平可得总反应为，C正确； D．第一步与MgO结合生成的过程中，碳元素化合价均为+4价，未发生变化，因此并非每步反应中碳元素化合价均发生改变，D错误； 故选D。 10. 以废旧铅酸蓄电池中的含铅废料和为原料，通过不同过程a、b实现铅的再生利用。过程b涉及如下两个反应： ① ② 各过程的能量变化如图。 下列说法错误的是 A. 过程a的反应为： B. 与过程a相比，过程b增大了活化分子百分数 C. 过程b中，①为控速步骤 D. 过程b中起催化作用，加快反应速率 【答案】D 【解析】 【详解】A．反应a和反应b总反应相同，根据①+②得总反应，所以过程a的反应为：，A正确； B．由图可知，过程b活化能低于过程a，以过程b使用了催化剂，降低反应的活化能，增大了活化分子百分数，B正确； C．由图可知，①反应的活化能大于②，活化能越大，反应速率越慢，所以①反应速率比②慢，慢反应是控速步骤，C正确； D．先生成，后消耗，为反应中间产物，不是催化剂，D错误； 故选D。 11. 电离能是衡量元素失电子能力的重要依据，随着元素核电荷数的递增，电离能的值呈现周期性变化规律。用In表示元素的第n电离能，则图中的a、b、c分别代表 A. a为I1、b为I2、c为I3 B. a为I3、b为I2、c为I1 C. a为I2、b为I3、c为I1 D. a为I1、b为I3、c为I2 【答案】C 【解析】 【详解】在第三周期主族元素Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl中，Na的金属性最强，第一电离能最小，Mg的3p轨道全空，其第一电离能比Al的第一电离能大，则c为I1；对于第二电离能，Al失去1个3p电子后，3p轨道全空，其第二电离能比Mg的第二电离能大，Na的第二电离能更大(失去全充满的2p轨道电子)，则a为I2；第三电离能中，Mg失去全充满的2p轨道的电子，而Al失去1个3s电子，所以Mg的第三电离能远大于Al的第三电离能，则b为I3。 从而得出a为I2、b为I3、c为I1，故选C。 12. 铁配合物MBF4在照明、太阳能转换和光催化应用中成为更有前景的候选者，其配离子M+的结构如图。下列说法错误的是 A. 配合物MBF4中含有离子键 B. 的VSEPR模型为正四面体形 C. 配离子M+中配体数为6 D. 第二周期中，第一电离能介于B和N之间的元素有3种 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图可知，该配合物由配离子M+与通过离子键结合，A正确； B．的中心原子B价层电子对数为，无孤电子对，因此VSEPR模型为正四面体形，B正确； C．由题图可知，配离子M+的中心Fe原子连接的是2个三齿配体，配体数为2，每个配体提供3个N原子作为配位原子，,配位数为6，C错误； D．第二周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，但存在“反常”(电子排布全满、半满时更稳定，第一电离能大于同周期相邻元素)，第二周期元素第一电离能顺序为Li＜B＜Be＜C＜O＜N＜F＜Ne，因此第一电离能介于B和N之间的元素为Be、C、O，共3种，D正确； 故选C。 13. 下列说法正确的是 A. 25℃时，测得的一元酸HA溶液，若将该溶液加水稀释100倍，所得溶液（且），则HA为强酸 B. 泡沫灭火器的药品为和，利用了盐类的水解原理 C. 溶液与溶液等体积混合后显碱性，则混合溶液中： D. 等体积、等pH值的醋酸和盐酸分别与溶液恰好反应，前者消耗NaOH溶液的体积少 【答案】A 【解析】 【详解】A．强酸完全电离，稀释100倍时浓度变为原来的，增加2；弱酸稀释会促进电离，浓度下降幅度更小，增加小于2，本题中稀释后且，符合强酸的稀释规律，A正确； B．泡沫灭火器的实际药品为溶液和溶液，二者发生双水解反应快速生成和，选项中所述药品溶液不符合实际，B错误； C．两溶液等体积混合后，，，反应生成的和剩余的初始浓度均为；溶液显碱性说明的电离程度大于的水解程度，因此，C错误； D．醋酸是弱酸，仅部分电离，盐酸是强酸，完全电离，等体积、等时醋酸的物质的量远大于盐酸，与恰好反应时醋酸消耗的溶液体积更多，D错误； 故选A。 14. 一种新型解耦电解水(DWE)工艺通过将析氧反应拆分为电解池和催化池两个子反应，实现无膜、近中性(NaBr水溶液)条件下高效产氢，工作原理如图。下列说法正确的是 A. 电极X与电源的正极相连 B. 电解池中的H+从X极向Y极迁移 C. 释放O2的反应为 D. 当电路中转移1mol电子时，可制备11.2L H2 【答案】C 【解析】 【详解】A．电极X表面生成，H元素化合价降低，发生得电子的还原反应，因此X是电解池的阴极，需连接电源的负极，A错误； B．电解池中阳离子向阴极迁移，电解池中的H+从Y极向X极迁移，B错误； C．电解池中阳极Y发生反应，生成的​进入催化池，在催化剂作用下分解重新生成并释放O2，反应为，C正确； D．根据阴极反应，转移1mol电子生成0.5mol ，但选项未指明气体处于标准状况，无法确定的体积为11.2L，D错误； 故选C。 15. 一种新型绿色溶剂结构如图所示。W、Q、X、Y、Z、M是原子序数依次增大的短周期主族元素，、三者的原子核外电子层数之和与未成对电子数之和相等，的单质在常温下与水反应能生成的单质，基态原子的核外电子空间运动状态有9种。下列说法正确的是 A. Q、X、Y的第一电离能： B. 、、最简单氢化物稳定性： C. Y、Z、M的简单离子半径： D. 、、两两形成的化合物都是极性分子 【答案】B 【解析】 【分析】W 是原子序数较小的短周期主族元素，结合结构中W形成一个共价键，可知W为H；Z 的单质常温下与水反应生成 Y 的单质，可以是钠与水反应生成氢气，也可以是F2与水反应生成O2，不可能是H，故只能是F2与水反应生成O2，Z为F、Y为O；Q 能形成四个共价键且原子序数小于Y，推知Q为C；X 原子序数介于Q（C）与Y（O）之间，且 X、Y、Z 的电子层数之和（均为 2 层，和为 6）与未成对电子数之和（N：3、O：2、F：1，和为 6）相等，推知X 为N；基态 M 原子的核外电子空间运动状态（即轨道数）为9，且M形成了六个共价键，其核外电子排布为，故M为S。 【详解】A．Q、X、Y 的第一电离能，即 C、N、O 的第一电离能。第一电离能同周期从左到右一般增大，但N的2p轨道是半充满稳定结构，所以第一电离能顺序是 N>O>C，也就是 X>Y>Q，A错误； B．非金属性越强，氢化物越稳定，非金属性F>N>S，所以稳定性HF>NH3>H2S，即 Z>X>M，B正确； C．Y、Z、M 的简单离子半径，Y 是O2-，Z 是F-，M 是S2-，S2-比O2-、F-多一个电子层，半径最大，电子层结构相同的离子，核电荷数越大，半径越小，所以离子半径S2->O2->F-，即 M>Y>Z，C错误； D．Q、Y、M 两两形成的化合物，Q 是C，Y 是O，M 是S。如C和O形成的CS2、CO2是直线形非极性分子，D错误；　 故选B。 16. 氟化镁钾是一种具有优良光学性能的材料，其晶胞结构如图，晶胞密度为。用取代部分，可以合成新型催化剂材料（是平衡电荷引入的填隙阴离子，不破坏原有晶胞结构）。下列说法错误的是 A. 基态的价电子轨道表示式为 B. 若位于晶胞的体心，则位于晶胞的面心 C. 每个位于距其最近且相等的构成的正四面体空隙中 D. 若用厚度为、面积为的氟化镁钾合成催化剂材料，理论上需要掺杂的的物质的量为 【答案】C 【解析】 【详解】A．基态原子价电子排布为，失去3个电子得到，价电子为，其价电子轨道表示式为，A正确； B．原晶胞中在顶点、在体心、在棱心，若将移至体心，晶胞等效平移后对应位于面心，B正确； C．每个周围距离最近且相等的共6个，构成正八面体结构，位于正八面体空隙中，并非正四面体空隙，C错误； D．催化剂材料体积为，摩尔质量为，总物质的量为，掺杂物质的量为，D正确； 故选C。 二、解答题（本大题包括4小题，共56分） 17. Ⅰ．用50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液和50 mL 0.50 mol/L盐酸溶液利用下图装置进行中和反应反应热的测定。 （1）图中仪器X的名称是_______________________。 （2）所用NaOH溶液稍过量的原因是_______________。 （3）下列说法不正确的是_______________（填字母）。 A. 用温度计测完酸的温度后立即测量碱的温度 B. 向内筒中加入稀碱时，应当缓慢而匀速地加入 C. 将盐酸换成同浓度、同体积的醋酸对实验结果没有影响 D. 用量筒量取稀酸或碱时，视线必须与液体凹面最低处相平 （4）实验测得如下数据：假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是，中和反应后生成溶液的比热容。依据实验数据计算，该实验测得的中和反应反应热_______________（保留一位小数）。 实验序号 起始温度 终止温度 盐酸 氢氧化钠溶液 混合溶液 1 20.0 20.1 23.1 2 20.2 20.4 23.3 3 20.5 20.6 24.6 4 20.3 20.4 23.3 （5）下列反应的反应热不适宜用上图装置进行测定的是_______________。 A. BaO和足量的水 B. ZnO和足量的稀硫酸 C. Al和足量的NaOH溶液 D. KOH溶液和盐酸 Ⅱ．某研究小组利用溶液和酸性溶液之间的反应来探究“外界条件改变对化学反应速率的影响”，实验如下：（不考虑溶液混合所引起的体积缩小） 实验序号 实验温度/K 溶液（含硫酸） 溶液 溶液颜色褪至无色时所需时间/s A 293 2.0 mL 6.0 mL 0.1 mol/L 0 5 B 2.0 mL 5.0 mL 0.1 mol/L 1.0mL 7 C 313 2.0 mL 0.1 mol/L 1.0mL t （6）通过实验_______________（填实验序号）可探究出浓度变化对化学反应速率的影响。C组实验中溶液褪色时间t_______________7 s（填“<”、“=”或“>”）。 （7）某同学绘制了瞬时速率v和时间t的图像见下图，该同学提出猜想： 猜想a：温度上升导致速率快速上升 猜想b：反应产生了催化剂 该同学测量发现该反应前后体系温度只上升了0.5℃，因此猜想a不成立，推测产生的可能是该反应的催化剂。请设计实验验证该猜想______________________________________________。 【答案】（1） 环形玻璃搅拌棒（或玻璃搅拌器） （2） 确保盐酸被完全中和，从而减小实验误差 （3）ABC （4） （5）ABC （6） ①. A、B ②. （7） 取两份等量、等浓度的酸性高锰酸钾溶液和草酸溶液，其中一份加入少量溶液，另一份加入等量蒸馏水，记录从反应开始到溶液褪色的时间。(或其中一份直接加入少量固体)      【解析】 【小问1详解】 该仪器的作用是搅拌酸碱混合液，使反应充分、体系温度均匀，是中和热测定的专属仪器环形玻璃搅拌棒； 【小问2详解】 为了让定量的盐酸能够完全参与中和反应，用稍过量的NaOH确保HCl无剩余，避免因盐酸未完全反应导致测得的反应热数值偏小； 【小问3详解】 A．温度计测完酸温后立即测碱温，会因温度计上残留的酸与碱反应放热，导致测得的碱温偏高，引入误差，A错误； B．缓慢加入稀碱会导致大量热量散失到环境中，增大实验误差，应当快速一次性将碱加入内筒，B错误； C．醋酸是弱电解质，电离过程需要吸收热量，会使测得的反应放热总量偏小，对实验结果有影响，C错误； D．量筒量取液体时，视线与凹液面最低处相平是正确的读数操作，D正确； 故选ABC。 【小问4详解】 首先剔除误差明显偏大的第3组数据，剩余3组的平均温度差： 第1组：，第2组：，第4组：，平均温差。 溶液总质量，反应放热。 生成的物质的量，因此中和反应反应热； 【小问5详解】 A．该装置仅能测定没有气体生成、过程无其他额外热效应的溶液间的反应热，BaO和水反应除了化合放热，还存在氧化物溶解的额外热效应，且不属于稀溶液的反应热测定范畴，A符合题意； B．ZnO是固体氧化物，和稀硫酸的反应包含固体溶解的热效应，不是稀溶液反应热，B符合题意； C．Al和NaOH溶液反应有氢气生成，且是氧化还原反应，伴随其他热效应，不适宜用该装置测定，C符合题意； D．KOH和盐酸是稀的强酸强碱中和反应，可以用该装置测定，D不符合题意； 故选ABC。 【小问6详解】 探究浓度对速率的影响需要控制温度相同，仅改变反应物浓度，A和B的温度均为293K，浓度相同，仅浓度不同，符合单一变量原则。C组实验温度为313K，比B组的293K更高，其他条件和B组完全一致，温度升高反应速率大幅加快，因此褪色所需时间小于7s； 【小问7详解】 溶液与酸性溶液反应生成等，则可能是该反应的催化剂，可往反应混合液中直接添加，比较反应速率的变化。设计实验验证该猜想：取两份等量、等浓度的酸性高锰酸钾溶液和草酸溶液，其中一份加入少量溶液，另一份加入等量蒸馏水，记录从反应开始到溶液褪色的时间。(或其中一份直接加入少量固体)。 18. 某盐湖卤水含、、、、等，其综合利用流程如图。 （1）脱硼时转化为硼酸的离子方程式是__________________。 （2）在水中的溶解度随温度升高而显著增大，补全重结晶的步骤：加热溶解、_______________、_______________、过滤、洗涤、干燥。 （3）硼酸是一种片层状结构的白色晶体。其层状结构如图，若将羟基视作一个原子，硼酸分子的VSEPR模型名称为___________________，晶体含有_______________mol氢键。 （4）Ga与B同族，是一种离子化合物，其中阴离子与互为等电子体（原子数相同，且价电子数也相同的分子、离子或原子团互为等电子体），则中含有的阴离子为_______________。 （5）由浓缩液制备高纯流程示意图如下。 已知： 化学式 ①沉镁反应的离子方程式是___________________________________________________。 ②沉钙时，当，可认为其沉淀完全。溶液2中，若，则的范围是_______________～_______________mol/L。 （6）电解溶液制备LiOH的原理示意图如下，请依据此原理写出电解池阴极的电极反应式：__________________________________________。 电解后，向浓LiOH溶液中加入过量溶液并加热，过滤后直接烘干即可制得高纯，生成的化学方程式是___________________。 【答案】（1） （2） ①. 趁热过滤 ②. 冷却结晶 （3） ①. 平面三角形 ②. （4） （5） ①. ②. ③. （6） ①. ②. 【解析】 【分析】向某含、、、、等的盐湖卤水中加入盐酸进行脱硼处理，过滤得到粗硼酸晶体和脱硼液，对粗硼酸进行重结晶处理可获得高纯，将脱硼液进行脱水浓缩得到浓缩液，向浓缩液中加入石灰乳进行沉镁，过滤得到溶液1和沉淀1、，向溶液1中加入进行沉钙，过滤得到溶液2和沉淀2，向溶液2中加入饱和溶液进行沉锂，过滤得到粗沉淀，将沉淀转化为溶液，电解溶液得到，溶液和反应获得高纯。 【小问1详解】 脱硼时加入盐酸，与反应生成硼酸和水，符合强酸制弱酸的反应逻辑，离子方程式为； 【小问2详解】 由于溶解度随温度升高显著增大，加热溶解后先趁热过滤除去不溶性杂质，避免硼酸降温析出损失；之后冷却使硼酸因溶解度下降结晶析出，后续再进行过滤洗涤干燥； 【小问3详解】 将羟基视作一个原子，1个分子的中心B原子连接3个等价的“羟基基团”，无孤电子对，因此VSEPR模型为平面三角形；从层状结构可知，每个硼酸分子的3个羟基都可以参与形成2个分子间氢键，且每个氢键由2个硼酸分子共享，因此1mol 晶体含3mol氢键； 【小问4详解】 的原子数为5、价电子总数为，与之互为等电子体的阴离子需满足5个原子、价电子总数32；价电子数为3，因此阴离子为（价电子数：），对应的离子组成为，属于离子化合物； 【小问5详解】 ① 利用的远小于，加入浊液将转化为更难溶的沉淀除去 ，离子方程式为； ②沉淀完全时，；避免沉淀，需满足，代入，得； 【小问6详解】 阴极发生还原反应，水电离出的得电子生成，产生，通过锂离子交换膜移向阴极区，得到浓溶液，电极方程式为；加热条件下，与过量反应，生成碳酸锂沉淀，同时放出氨气、二氧化碳，化学方程式为。 19. 有易液化、含氢密度高等优点，是重要的化工原料，我国目前氨的生产能力居世界首位，的合成及应用有重要研究价值。 （1）以、合成时，Fe是常用的催化剂。与Fe同周期的基态Cr原子的价电子排布式为_______________，基态N原子的轨道表示式为_______________。 （2）氨硼烷储氢量高，是具有广泛应用前景的储氢，材料。 ①中B原子的杂化轨道类型为_______________，其中的键角_______________（填“>”“<”或“=”）中的键角。也可与形成配位化合物，但与却无法形成类似的配位化合物。请从物质结构的角度说明可能的原因_______________________________________________。 ②中N为价，中B为价，氨硼烷中存在“双氢键”可用“”表示，使氨硼烷的熔点明显升高，请解释“双氢键”形成的原因是_______________________________________________________________________________。 （3）一种新型储氢材料的立方晶胞如图1所示（的位置未标出），该晶胞沿x、y、z轴方向的投影都如图2所示。 ①该物质的化学式为_______________；“”的配位数（相邻的阳离子数目）为_______________。 ②晶体中存在的化学键有_______________。 A．离子键 B．极性共价键 C．非极性共价键 D．配位键 E．氢键 【答案】（1） ①. ②. （2） ①. ②. > ③. Cl原子半径较大，空间位阻大，阻碍了N原子上的孤电子对与B原子的空轨道接近 ④. N的电负性大于H，N-H键中的H带部分正电荷；B的电负性小于H，B-H键中的H带部分负电荷，带相反电荷的H原子间产生静电吸引作用，形成双氢键 （3） ①. ②. 4 ③. ABD 【解析】 【小问1详解】 Cr是24号元素，位于第四周期VIB族，根据构造原理和洪特规则特例，其基态原子的价电子排布式为，N是7号元素，基态原子的电子排布式为，根据泡利不相容原理和洪特规则，其轨道表示式为； 【小问2详解】 ①在中，B原子与3个H原子和1个N原子形成4个键，没有孤电子对，故B原子的杂化轨道类型为，在分子中，N原子上有一对孤电子对，孤电子对对成键电子对的排斥作用较大，使得键角较小；而在中，N原子的孤电子对与B原子形成配位键，孤电子对变成成键电子对，排斥作用减弱，因此键角变大，即中的键角>中的键角，不能与形成配位化合物，主要是因为Cl原子半径较大，导致分子空间位阻较大，阻碍了B原子靠近N原子； ②N的电负性大于H，使得N-H键中的H原子带有部分正电荷；而B的电负性小于H，使得B-H键中的H原子带有部分负电荷，带有部分正电荷的H原子与带有部分负电荷的H原子之间产生静电吸引作用，从而形成“双氢键”； 【小问3详解】 ①根据图1可知，位于立方晶胞的顶点和面心，一个晶胞中含有的个数为，结合图2的投影图可知，位于晶胞内部8个小立方体的体心，一个晶胞中含有8个，因此，阳离子与阴离子的个数比为，该物质的化学式为，以晶胞中某个小立方体体心的为例，其周围距离最近且等距的位于该小立方体的4个互不相邻的顶点上（构成正四面体），故的配位数为4； ②该晶体是由和构成的离子晶体，存在离子键（A）；中Mg与N之间存在配位键（D）；中的N-H键和中的B-H键均为极性共价键（B）；晶体中不存在非极性共价键和氢键，故选ABD。 20. 是一种重要资源，因温室效应的影响，捕集与转化技术备受关注。 （1）用制备甲醇可实现的能源化利用，主反应如下：。 ①温度为523 K时，测得上述主反应中生成放出的热量为12.3 kJ，该反应的_______________。 ②T℃时，向容积为2 L的恒容密闭容器中通入和，5 min时反应达平衡，在0~5 min内，的转化率为_______________。 （2）工业上用制备的过程中，还存在以下副反应：。 ①在恒温、恒容条件下，下列事实能说明上述副反应达到平衡状态的是_______________。 A．体系内 B．体系压强不再发生变化 C．体系内混合气体的密度保持不变 D．体系内CO的物质的量分数不再变化 ②升高温度，该副反应的化学平衡常数_______________（填“变大”“变小”或“不变”）。 （3）恒容密闭容器中投入和，进行上述主、副反应，测得平衡转化率、选择性和CO选择性随温度变化情况如图。已知：物质A的选择性（物质A代表或CO） ①曲线_______________（填“a”“b”或“c”）代表的选择性。 ②240℃~260℃，曲线a随温度升高而升高的原因是__________________________________________________。 ③在250℃，主副反应均达到平衡时，的转化率为25%，和CO的选择性均为50%，则该温度下副反应的平衡常数是_______________（用分数表示）。 【答案】（1） ①. -49.2 ②. （2） ①. D ②. 变大 （3） ①. b ②. 主反应为放热反应，副反应为吸热反应，240℃~260℃时，随温度升高，主反应逆向移动的程度小于副反应正向移动的程度 ③. 【解析】 【小问1详解】 ①的物质的量为，生成放出热量，则生成放出的热量为。该反应为放热反应，故。② 内，，消耗的物质的量为。根据主反应方程式，消耗的物质的量为。的转化率为。 【小问2详解】 ①A．体系内不能说明各组分浓度不再变化，无法判断是否达到平衡，A不符合题意； B．副反应前后气体分子数不变，若主反应已平衡而副反应未平衡，体系压强也不变，故压强不变不能说明副反应达到平衡，B不符合题意； C．恒容条件下混合气体总质量不变，密度始终保持不变，不能说明达到平衡，C不符合题意； D．体系内CO的物质的量分数不再变化，说明各组分含量保持不变，能说明反应达到平衡状态，D符合题意； 故选D。 ②该副反应的，为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，化学平衡常数变大。 【小问3详解】 ①主反应为放热反应，副反应为吸热反应。升高温度，主反应平衡逆向移动，的选择性降低；副反应平衡正向移动，CO的选择性升高。结合图像可知，曲线b随温度升高而下降，代表的选择性。 ②曲线a代表的转化率。240℃~260℃时，随温度升高，主反应逆向移动使转化率降低，副反应正向移动使转化率升高。由于主反应逆向移动的程度小于副反应正向移动的程度，消耗的总量增加，故的转化率（曲线a）随温度升高而升高。 ③初始投入，。250℃时转化率为25%，则消耗的总量为。和CO的选择性均为50%，则主反应消耗的为，副反应消耗的为。根据主反应，生成，消耗；根据副反应，生成，生成，消耗；平衡时，体系中各物质的物质的量：，，，；由于反应前后气体体积不变，可用物质的量代替浓度计算平衡常数：。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 南科大附中2025年秋季学期高二年级期末考试 化学 （本试卷共10页满分100分 考试用时75分钟） 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、班级、考场和座位号填写在答题卡上。将条形码粘贴在答题卡“条形码粘贴处”。 2.作答时，务必将答案写在答题卡上，写在试卷及草稿纸上无效。 3.考试结束后，请将试卷妥善保管，答题卡统一交回。 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 O-16 F-19 Mg-24 S-32 K-39 Fe-56 一、选择题（本大题包括16小题，1-10小题每题2分，11-16小题每题4分，共44分。在每小题列出的四个选项中，只有一个选项是正确的。） 1. 我国科学家在嫦娥五号月壤样本中发现了一种新型水合矿物晶体，其主要成分为铵镁氯化物，晶体中存在被等微量取代的现象。氯同位素比例分析显示，该矿物中与的比例显著不同于典型地球矿物。下列说法不正确的是 A. 该矿物的主要成分属于盐类 B. 该矿物晶体中金属阳离子与阴离子以离子键结合 C. 该矿物所含元素均位于元素周期表的IA族 D. 与在元素周期表中的位置相同，原子核外电子数不同 2. 在半导体生产工业中有着重要的应用，用化学用语表示反应中的相关粒子，其中正确的是 A. 的结构示意图： B. 的电子式： C. 水分子的空间结构模型： D. 中子数为15的Si原子： 3. 在25℃和101 kPa下，下列热化学方程式书写正确的是 A. 燃烧生成液态水，放出142.9 kJ热量： B. 4 g硫粉在中完全燃烧生成，放出37 kJ热量： C. 乙炔的燃烧热是1299.6 kJ/mol： D. 已知则 4. 室温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是 A. 由水电离产生的为的溶液中：、、、 B. 的溶液中：、、、 C. 加甲基橙呈红色的溶液中：、、、 D. 的溶液中：、、、 5. 制作紫砂壶所用的紫砂泥主要含有O、Si、Al和Fe，还含有少量的Mg、Ca、Mn和P等元素。下列说法正确的是 A. 若将基态Fe原子的核外电子排布式写为，遵循了能量最低原理 B. 若将基态Si原子的核外电子排布图写为，违反了泡利原理 C. 若将基态Mg原子的电子排布式写为，违反了能量最低原理 D. 若将基态O原子价层电子的轨道表示式写为，违背了洪特规则 6. 下列装置与设计能达到实验目的的是 A．探究温度对化学平衡的影响 B．测定锌与稀硫酸反应生成氢气的速率 C．设计锌铜原电池 D．用NaOH标准溶液滴定锥形瓶中的盐酸 A. A B. B C. C D. D 7. 下列化学用语表达正确的是 A. 用电子式表示CsCl的形成过程： B. OF2分子的VSEPR模型为 C. 用电子云轮廓图表示键的形成： D. Mn2+的价电子轨道表示式： 8. 某化学研究小组探究外界条件对化学反应的反应速率和平衡的影响，图像如下，下列判断不正确的是 A. 由图a可知，，该反应的 B. 由图b可知，该反应m+n>p C. 对于该反应，升温，平衡逆向移动，平衡常数减小 D. 对于该反应，增压（缩小体积），平衡正向移动，平衡常数增大 9. 在催化剂上发生反应生成原理如图，下列不正确的是 A. MgO是一种碱性氧化物 B. Pd能促进中的H-H键断裂 C. 生成的总反应为 D. 每步反应中碳元素的化合价均发生改变 10. 以废旧铅酸蓄电池中的含铅废料和为原料，通过不同过程a、b实现铅的再生利用。过程b涉及如下两个反应： ① ② 各过程的能量变化如图。 下列说法错误的是 A. 过程a的反应为： B. 与过程a相比，过程b增大了活化分子百分数 C. 过程b中，①为控速步骤 D. 过程b中起催化作用，加快反应速率 11. 电离能是衡量元素失电子能力的重要依据，随着元素核电荷数的递增，电离能的值呈现周期性变化规律。用In表示元素的第n电离能，则图中的a、b、c分别代表 A. a为I1、b为I2、c为I3 B. a为I3、b为I2、c为I1 C. a为I2、b为I3、c为I1 D. a为I1、b为I3、c为I2 12. 铁配合物MBF4在照明、太阳能转换和光催化应用中成为更有前景的候选者，其配离子M+的结构如图。下列说法错误的是 A. 配合物MBF4中含有离子键 B. 的VSEPR模型为正四面体形 C. 配离子M+中配体数为6 D. 第二周期中，第一电离能介于B和N之间的元素有3种 13. 下列说法正确的是 A. 25℃时，测得的一元酸HA溶液，若将该溶液加水稀释100倍，所得溶液（且），则HA为强酸 B. 泡沫灭火器的药品为和，利用了盐类的水解原理 C. 溶液与溶液等体积混合后显碱性，则混合溶液中： D. 等体积、等pH值的醋酸和盐酸分别与溶液恰好反应，前者消耗NaOH溶液的体积少 14. 一种新型解耦电解水(DWE)工艺通过将析氧反应拆分为电解池和催化池两个子反应，实现无膜、近中性(NaBr水溶液)条件下高效产氢，工作原理如图。下列说法正确的是 A. 电极X与电源的正极相连 B. 电解池中的H+从X极向Y极迁移 C. 释放O2的反应为 D. 当电路中转移1mol电子时，可制备11.2L H2 15. 一种新型绿色溶剂结构如图所示。W、Q、X、Y、Z、M是原子序数依次增大的短周期主族元素，、三者的原子核外电子层数之和与未成对电子数之和相等，的单质在常温下与水反应能生成的单质，基态原子的核外电子空间运动状态有9种。下列说法正确的是 A. Q、X、Y的第一电离能： B. 、、最简单氢化物稳定性： C. Y、Z、M的简单离子半径： D. 、、两两形成的化合物都是极性分子 16. 氟化镁钾是一种具有优良光学性能的材料，其晶胞结构如图，晶胞密度为。用取代部分，可以合成新型催化剂材料（是平衡电荷引入的填隙阴离子，不破坏原有晶胞结构）。下列说法错误的是 A. 基态的价电子轨道表示式为 B. 若位于晶胞的体心，则位于晶胞的面心 C. 每个位于距其最近且相等的构成的正四面体空隙中 D. 若用厚度为、面积为的氟化镁钾合成催化剂材料，理论上需要掺杂的的物质的量为 二、解答题（本大题包括4小题，共56分） 17. Ⅰ．用50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液和50 mL 0.50 mol/L盐酸溶液利用下图装置进行中和反应反应热的测定。 （1）图中仪器X的名称是_______________________。 （2）所用NaOH溶液稍过量的原因是_______________。 （3）下列说法不正确的是_______________（填字母）。 A. 用温度计测完酸的温度后立即测量碱的温度 B. 向内筒中加入稀碱时，应当缓慢而匀速地加入 C. 将盐酸换成同浓度、同体积的醋酸对实验结果没有影响 D. 用量筒量取稀酸或碱时，视线必须与液体凹面最低处相平 （4）实验测得如下数据：假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是，中和反应后生成溶液的比热容。依据实验数据计算，该实验测得的中和反应反应热_______________（保留一位小数）。 实验序号 起始温度 终止温度 盐酸 氢氧化钠溶液 混合溶液 1 20.0 20.1 23.1 2 20.2 20.4 23.3 3 20.5 20.6 24.6 4 20.3 20.4 23.3 （5）下列反应的反应热不适宜用上图装置进行测定的是_______________。 A. BaO和足量的水 B. ZnO和足量的稀硫酸 C. Al和足量的NaOH溶液 D. KOH溶液和盐酸 Ⅱ．某研究小组利用溶液和酸性溶液之间的反应来探究“外界条件改变对化学反应速率的影响”，实验如下：（不考虑溶液混合所引起的体积缩小） 实验序号 实验温度/K 溶液（含硫酸） 溶液 溶液颜色褪至无色时所需时间/s A 293 2.0 mL 6.0 mL 0.1 mol/L 0 5 B 2.0 mL 5.0 mL 0.1 mol/L 1.0mL 7 C 313 2.0 mL 0.1 mol/L 1.0mL t （6）通过实验_______________（填实验序号）可探究出浓度变化对化学反应速率的影响。C组实验中溶液褪色时间t_______________7 s（填“<”、“=”或“>”）。 （7）某同学绘制了瞬时速率v和时间t的图像见下图，该同学提出猜想： 猜想a：温度上升导致速率快速上升 猜想b：反应产生了催化剂 该同学测量发现该反应前后体系温度只上升了0.5℃，因此猜想a不成立，推测产生的可能是该反应的催化剂。请设计实验验证该猜想______________________________________________。 18. 某盐湖卤水含、、、、等，其综合利用流程如图。 （1）脱硼时转化为硼酸的离子方程式是__________________。 （2）在水中的溶解度随温度升高而显著增大，补全重结晶的步骤：加热溶解、_______________、_______________、过滤、洗涤、干燥。 （3）硼酸是一种片层状结构的白色晶体。其层状结构如图，若将羟基视作一个原子，硼酸分子的VSEPR模型名称为___________________，晶体含有_______________mol氢键。 （4）Ga与B同族，是一种离子化合物，其中阴离子与互为等电子体（原子数相同，且价电子数也相同的分子、离子或原子团互为等电子体），则中含有的阴离子为_______________。 （5）由浓缩液制备高纯流程示意图如下。 已知： 化学式 ①沉镁反应的离子方程式是___________________________________________________。 ②沉钙时，当，可认为其沉淀完全。溶液2中，若，则的范围是_______________～_______________mol/L。 （6）电解溶液制备LiOH的原理示意图如下，请依据此原理写出电解池阴极的电极反应式：__________________________________________。 电解后，向浓LiOH溶液中加入过量溶液并加热，过滤后直接烘干即可制得高纯，生成的化学方程式是___________________。 19. 有易液化、含氢密度高等优点，是重要的化工原料，我国目前氨的生产能力居世界首位，的合成及应用有重要研究价值。 （1）以、合成时，Fe是常用的催化剂。与Fe同周期的基态Cr原子的价电子排布式为_______________，基态N原子的轨道表示式为_______________。 （2）氨硼烷储氢量高，是具有广泛应用前景的储氢，材料。 ①中B原子的杂化轨道类型为_______________，其中的键角_______________（填“>”“<”或“=”）中的键角。也可与形成配位化合物，但与却无法形成类似的配位化合物。请从物质结构的角度说明可能的原因_______________________________________________。 ②中N为价，中B为价，氨硼烷中存在“双氢键”可用“”表示，使氨硼烷的熔点明显升高，请解释“双氢键”形成的原因是_______________________________________________________________________________。 （3）一种新型储氢材料的立方晶胞如图1所示（的位置未标出），该晶胞沿x、y、z轴方向的投影都如图2所示。 ①该物质的化学式为_______________；“”的配位数（相邻的阳离子数目）为_______________。 ②晶体中存在的化学键有_______________。 A．离子键 B．极性共价键 C．非极性共价键 D．配位键 E．氢键 20. 是一种重要资源，因温室效应的影响，捕集与转化技术备受关注。 （1）用制备甲醇可实现的能源化利用，主反应如下：。 ①温度为523 K时，测得上述主反应中生成放出的热量为12.3 kJ，该反应的_______________。 ②T℃时，向容积为2 L的恒容密闭容器中通入和，5 min时反应达平衡，在0~5 min内，的转化率为_______________。 （2）工业上用制备的过程中，还存在以下副反应：。 ①在恒温、恒容条件下，下列事实能说明上述副反应达到平衡状态的是_______________。 A．体系内 B．体系压强不再发生变化 C．体系内混合气体的密度保持不变 D．体系内CO的物质的量分数不再变化 ②升高温度，该副反应的化学平衡常数_______________（填“变大”“变小”或“不变”）。 （3）恒容密闭容器中投入和，进行上述主、副反应，测得平衡转化率、选择性和CO选择性随温度变化情况如图。已知：物质A的选择性（物质A代表或CO） ①曲线_______________（填“a”“b”或“c”）代表的选择性。 ②240℃~260℃，曲线a随温度升高而升高的原因是__________________________________________________。 ③在250℃，主副反应均达到平衡时，的转化率为25%，和CO的选择性均为50%，则该温度下副反应的平衡常数是_______________（用分数表示）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $