内容正文:
2025~2026学年度第一学期高中期末质量监测
高二化学
考生注意:
1.满分100分,考试时间75分钟。
2.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
3.本卷命题范围:人教版选择性必修1和选择性必修2第一章。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Cu 64
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. 2025年诺贝尔化学奖聚焦金属有机框架(MOFs)材料,其核心结构由金属元素作为“节点”,有机分子作为“连接桥”构成。下列常用于MOFs合成的金属元素中,属于副族元素的是
A. Na B. Al C. Zn D. Ca
2. 下列说法正确的是
A. 元素位于元素周期表的区
B. 基态Cu原子的价层电子轨道表示式:
C. 表示能级有两个轨道
D. 中子数为10的氧核素符号:
3. 下列物质在生活、生产中的应用不合理的是
A. 硫酸钡可用作医用口服“钡餐” B. 可用作净水剂
C. 电解氯化钠溶液可以制备金属钠 D. 用食醋可除去热水壶内壁的水垢
4. 反应的逆反应速率随时间变化的曲线如图所示,时刻反应达到平衡,维持其他条件不变,t₁时刻只改变一种条件,该条件可能是
A. 增大A(g)的浓度 B. 恒容时充入Ar气
C. 使用正催化剂 D. 升高温度
5. 下列有关原子结构及元素周期表说法错误是
A. 最外层电子数为的原子,其价层电子数也为2
B. 电子排布式违反了泡利原理
C. 在元素周期表中,d区和ds区的元素都是金属元素
D. Ge(锗)、As(砷)、Se(硒)、Br(溴)的电负性依次增大
6. 下列装置能实现相应实验目的的是
A. 用甲装置制备无水 B. 用乙图组装铜锌原电池
C. 用丙装置测定中和反应的反应热 D. 用丁装置探究铁的析氢腐蚀
7. W、X、Y、Z、M是5种短周期元素,其第一电离能与原子序数关系如图所示,且M元素原子的价层电子排布式为。下列说法正确的是
A. 电负性大小关系:
B. 同周期第一电离能大于X的元素有三种
C. W与M可形成离子化合物
D. 基态Z原子的核外电子有8种不同的空间运动状态
8. 常温下,下列各组离子在指定溶液中,可能大量共存的是
A. 使酚酞变红色的溶液中:、、、
B. 的溶液中:、、、
C. 由水电离产生的的溶液中:、、、
D. 的溶液中:、、、
9. 某兴趣小组探究重铬酸钾()溶液中存在的平衡: ,通过改变条件观察溶液颜色变化。下列说法错误的是
A. 若加热溶液橙色加深,说明该反应
B. 加入少量固体,溶液变为黄色,增大
C. 加入少量固体,溶液黄色加深,说明平衡正向移动
D. 加水稀释后瞬间,,平衡正向移动
10. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法中正确的是
A. 的溶液中,的数目为
B. 电解精炼铜时,阳极质量减少6.4g,转移电子数为
C. 1 mol 在沸水中形成的胶体粒子数为
D. 4.8 g的与混合气体中,含氧原子数目为
11. 下列实验方案能达到实验目的的是
选项
实验方案
实验目的
A
向溶液中滴加溶液,观察是否有白色沉淀生成
验证结合的能力:
B
分别测定相同浓度的溶液和溶液的pH
比较溶液和的酸性
C
向盛有溶液的试管中滴加2滴溶液,振荡试管,再向试管中滴加2滴溶液,观察生成的沉淀的颜色
比较和的大小
D
向的溶液中滴加的KI溶液,充分反应后滴加KSCN溶液,观察颜色变化
验证与KI的反应是可逆反应
A. A B. B C. C D. D
12. 碳酸酐酶(EZn)催化下与反应(途径a)、无催化下与反应(途径b)的机理如图所示。下列说法正确的是
A. 途径a中为
B. 途径决速步的过渡态为
C. 碳酸酐酶(EZn)提高了的平衡转化率
D. 若途径加入,的平衡浓度一定增大
13. 一种以、组成的钠离子电池,工作时钠离子在正负极之间嵌入和脱出实现电荷转移。其放电时的工作原理如图所示。下列说法错误的是
A. 充电时,b极有电子流出,发生氧化反应
B. 放电时,每转移1 mol电子,a极质量减少23 g
C. 充电时,阳极电极反应式为
D. 放电时,正极区电解液中的物质的量逐渐增大
14. 常温下,在“”的水溶液体系中,、、三种微粒的物质的量分数随溶液变化(仅用和调节)的关系如图所示。下列说法错误的是
A.
B. 溶液中存在:
C. 溶液中存在:
D. 当体系呈中性时,
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 已知X、Y、Z、Q、T、U是原子序数依次增大的前四周期元素。其相关信息如下:
元素
元素信息或原子结构信息
X
原子中只有一种形状的电子云,且多个电子层上的电子均成对
Y
原子在第二电子层上只有一个空轨道
Z
其单质在空气中含量最多
Q
原子的价层电子排布式为
T
原子序数是Q元素原子序数的2倍
U
原子的最外层只有一个电子,其次外层内所有轨道的电子均已成对
(1)基态T原子的电子占据最高能层符号为___________,最高能级的电子云轮廓图形状为___________。
(2)基态Y原子核外电子排布的轨道表示式为___________。
(3)在Y、Z、Q三种元素中,电负性由小到大的顺序是___________(填元素符号,后同),第一电离能由小到大的顺序是___________。
(4)基态离子的核外电子排布式为___________;高温下UQ容易转化为,试从原子结构的角度解释原因:___________。
(5)依据对角线规则,X的最高价氧化物对应水化物与NaOH溶液反应的化学方程式为___________。
16. 草酸()又称乙二酸,是一种二元酸,主要用作还原剂和漂白剂,在25℃时为无色透明结晶,常温下、。
(1)属于________(填“强”或“弱”)电解质,常温下溶液水解的离子方程式为________。
(2)常温下,向的溶液中逐渐滴加的NaOH溶液,溶液中含碳微粒浓度随加入NaOH体积的变化如图所示。表示的曲线是________(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”);a点的________。
(3)实验室用a g草酸样品配制成250 mL溶液,用移液管量取25.00 mL配制的草酸溶液于锥形瓶中,用的酸性标准溶液滴定,其操作步骤如下:
ⅰ.检查滴定管是否漏水;
ⅱ.用蒸馏水洗净滴定管,用的酸性标准溶液润洗2~3次;
ⅲ.滴定管中注入标准溶液,经过排气泡、调整液面后开始滴定,直至滴定终点;
ⅳ.再重复操作两次,消耗的酸性标准溶液平均体积为V mL。
①酸性溶液滴定草酸的离子方程式为________。
②用滴定管盛装好溶液后需排气泡,下列排气泡操作正确的是________(填标号),若在接近滴定终点时,用少量蒸馏水将锥形瓶内壁冲洗一下,再继续滴定至终点,实验结果将会________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
a. b. c.
③该草酸样品中草酸的纯度是________(用含a、V的代数式表示)。
17. 海绵钛、磷酸铁锂()在化工、电池中有着广泛应用。利用钛渣(含、、、)制备电极和海绵钛的工艺如图所示。
(1)基态钛原子的核外电子排布式为___________。
(2)“酸浸”后,钛主要以形式存在,水解过程中需加水稀释并加热,其目的是___________。写出水解反应的离子方程式:___________。
(3)“除钙、镁”时,当、均沉淀完全时,溶液中___________。[已知,]
(4)“烧结”主要是将葡萄糖碳化,制备成碳包裹的,其主要目的是___________。
(5)已知反应: 。
①为什么不能由和直接反应来制取:___________。
②若“高温氯化”时生成一种可燃性气体,“高温氯化”发生反应的化学方程式为___________。
18. 利用制取生物柴油的副产物甘油()与水蒸气可实现重整制氢。主要反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
反应Ⅳ:
回答下列问题:
(1)反应Ⅱ的___________;反应Ⅰ在___________能自发进行(填“高温”“低温”或“任何温度”)。
(2)某温度下,在某刚性密闭容器中按照投入和,发生反应Ⅲ,下列说法可以判断该反应达到平衡状态的是___________(填标号)。
A. 的浓度与的浓度之比保持不变
B. 气体的平均摩尔质量保持不变
C. 气体的密度保持不变
D.
(3)条件下,2 mol 和5 mol 发生上述反应达到平衡状态时,体系中、、和的物质的量随温度变化的理论计算结果如图所示。
①图中曲线、分别代表___________。
②550℃时,的平衡转化率为___________;550℃时,反应Ⅲ的压强平衡常数___________(列出计算式即可,不必化简,为以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
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2025~2026学年度第一学期高中期末质量监测
高二化学
考生注意:
1.满分100分,考试时间75分钟。
2.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
3.本卷命题范围:人教版选择性必修1和选择性必修2第一章。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Cu 64
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. 2025年诺贝尔化学奖聚焦金属有机框架(MOFs)材料,其核心结构由金属元素作为“节点”,有机分子作为“连接桥”构成。下列常用于MOFs合成的金属元素中,属于副族元素的是
A. Na B. Al C. Zn D. Ca
【答案】C
【解析】
【详解】Na位于第三周期ⅠA族,属于主族元素;Al位于第三周期ⅢA族,属于主族元素;Zn位于第四周期ⅡB族,属于副族元素;Ca位于第四周期ⅡA族,属于主族元素;故选C。
2. 下列说法正确的是
A. 元素位于元素周期表的区
B. 基态Cu原子的价层电子轨道表示式:
C. 表示能级有两个轨道
D. 中子数为10的氧核素符号:
【答案】B
【解析】
【详解】A.Cl元素的价电子构型为3s23p5,属于p区元素,A错误;
B.基态Cu原子的电子排布式为[Ar]3d104s1,价层电子为3d104s1,3d轨道全充满(5个轨道各2个电子),4s轨道1个电子,轨道表示式正确,B正确;
C.3p2表示3p能级上有2个电子,3p能级本身有3个轨道,C错误;
D.氧的质子数为8,中子数为10时,质量数=8+10=18,核素符号应为,D错误;
答案选B。
3. 下列物质在生活、生产中的应用不合理的是
A. 硫酸钡可用作医用口服“钡餐” B. 可用作净水剂
C. 电解氯化钠溶液可以制备金属钠 D. 用食醋可除去热水壶内壁的水垢
【答案】C
【解析】
【详解】A.难溶于水和胃酸(盐酸),且不易被X射线穿透,适合用作医用口服钡餐,A正确;
B.电离出的水解生成胶体,可吸附水中悬浮杂质,起到净水作用,B正确;
C.电解氯化钠溶液得到的产物是、和,制备金属钠需要电解熔融态氯化钠,该应用不合理,C错误;
D.食醋中的醋酸酸性强于碳酸,可与水垢的主要成分、反应生成可溶性物质,从而除去水垢,D正确;
故选C。
4. 反应的逆反应速率随时间变化的曲线如图所示,时刻反应达到平衡,维持其他条件不变,t₁时刻只改变一种条件,该条件可能是
A. 增大A(g)的浓度 B. 恒容时充入Ar气
C. 使用正催化剂 D. 升高温度
【答案】C
【解析】
【分析】图示是逆反应速率变化情况,随着反应进行,逆反应速率逐渐增大并达到平衡,不再变化,t1时刻逆反应速率迅速增大,并保持不变,说明正反应速率也应该变大,但平衡没有发生移动。
【详解】A.反应是一个反应前后气体分子数不变的可逆反应,时刻达到平衡。增大A(g)的浓度,瞬间增大,瞬间不变,平衡正向移动,A不符合题意;
B.恒容时,充入Ar气,虽然系统内压强增大了,但是各组分的浓度保持不变,所以化学反应速率不变,平衡不移动,B不符合题意;
C.加入催化剂后,和都增大,且,平衡不移动,C符合题意;
D.升高温度,同时都增大,且,平衡发生移动,D不符合题意;
故答案选C。
5. 下列有关原子结构及元素周期表说法错误是
A. 最外层电子数为的原子,其价层电子数也为2
B. 电子排布式违反了泡利原理
C. 在元素周期表中,d区和ds区的元素都是金属元素
D. Ge(锗)、As(砷)、Se(硒)、Br(溴)的电负性依次增大
【答案】A
【解析】
【详解】A.对于最外层电子数为的原子(如过渡金属钪,Sc,最外层为),其价层电子数包括d电子(如Sc为,价电子数为3),不一定为2,A错误;
B.电子排布式 中违反s轨道最多容纳2个电子的泡利原理,B正确;
C.d区(第3-12族)和ds区(第11-12族)元素均为金属元素,C正确;
D.同周期元素从左到右电负性增大,Ge、As、Se、Br电负性依次增大,D正确;
故选A。
6. 下列装置能实现相应实验目的的是
A. 用甲装置制备无水 B. 用乙图组装铜锌原电池
C. 用丙装置测定中和反应的反应热 D. 用丁装置探究铁的析氢腐蚀
【答案】A
【解析】
【详解】A.制备无水MgCl2时,MgCl2·2H2O加热易水解生成Mg(OH)2或MgO,甲装置中通入HCl气体可抑制Mg2+水解,能得到无水MgCl2,A正确;
B.铜锌原电池中,Zn电极应置于ZnSO4溶液,Cu电极置于CuSO4溶液,乙装置中Zn直接与CuSO4溶液接触发生置换反应,无法形成电流,B错误;
C.测定中和反应反应热时,为减少热量损失,需要使用环形玻璃搅拌器,金属是热的良导体,导热快,热量损失大,会导致测定误差,装置错误,C错误;
D.析氢腐蚀发生在酸性环境中,食盐水是中性电解质溶液,铁钉在食盐水中发生吸氧腐蚀,不能探究析氢腐蚀,D错误;
故选A。
7. W、X、Y、Z、M是5种短周期元素,其第一电离能与原子序数关系如图所示,且M元素原子的价层电子排布式为。下列说法正确的是
A. 电负性大小关系:
B. 同周期第一电离能大于X的元素有三种
C. W与M可形成离子化合物
D. 基态Z原子的核外电子有8种不同的空间运动状态
【答案】C
【解析】
【分析】M价层电子排布为,s轨道最多容纳2个电子,短周期元素所在电子层数≤3,故,M价层为,即,原子序数为11,结合横坐标得,,因此W原子序数,为,X原子序数,为,Y原子序数,为,Z原子序数,为,符合第一电离能变化规律(的半满,第一电离能高于相邻的、)。
【详解】A.同周期主族元素电负性随原子序数增大而增大,故电负性,即,A错误;
B.X为,位于第二周期,同周期第一电离能大于的元素有、、、,共4种,B错误;
C.W为,M为,二者可形成离子化合物,C正确;
D.Z为,基态核外电子排布为,空间运动状态数等于核外轨道总数,共种,D错误;
故选C。
8. 常温下,下列各组离子在指定溶液中,可能大量共存的是
A. 使酚酞变红色的溶液中:、、、
B. 的溶液中:、、、
C. 由水电离产生的的溶液中:、、、
D. 的溶液中:、、、
【答案】C
【解析】
【详解】A.使酚酞变红色的溶液呈碱性,在碱性环境中会与OH-反应生成NH3·H2O,不能大量共存,A不符合题意;
B.pH=1的溶液呈强酸性,在酸性条件下会分解产生S↓和SO2↑,不能大量共存,B不符合题意;
C.由水电离产生的c(H+)=10-13 mol/L的溶液可能呈强酸性或强碱性;若呈碱性,CH3COO-可稳定存在,与K+、Na+、均不反应,可能大量共存,C符合题意;
D.c(Fe3+)=0.1 mol/L的溶液中,Fe3+与会发生双水解反应生成Fe(OH)3↓和CO2↑,不能大量共存,D不符合题意;
故答案选C。
9. 某兴趣小组探究重铬酸钾()溶液中存在的平衡: ,通过改变条件观察溶液颜色变化。下列说法错误的是
A. 若加热溶液橙色加深,说明该反应
B. 加入少量固体,溶液变为黄色,增大
C. 加入少量固体,溶液黄色加深,说明平衡正向移动
D. 加水稀释后瞬间,,平衡正向移动
【答案】C
【解析】
【详解】A.加热溶液橙色加深,说明平衡逆向移动(即向吸热方向),因此正向反应为放热反应,ΔH < 0,A正确;
B.加入NaOH固体消耗H+,使平衡正向移动,增大,溶液变为黄色,B正确;
C.加入固体增加,平衡应逆向移动,溶液黄色加深是直接加入所致,而非平衡正向移动,C错误;
D.加水稀释瞬间,所有离子浓度等比例减小,浓度商表达式为:,分母浓度指数小于分子浓度指数,故减小至小于K,平衡正向移动,D正确;
故选C。
10. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法中正确的是
A. 的溶液中,的数目为
B. 电解精炼铜时,阳极质量减少6.4g,转移电子数为
C. 1 mol 在沸水中形成的胶体粒子数为
D. 4.8 g的与混合气体中,含氧原子数目为
【答案】D
【解析】
【详解】A.0.1 mol/L AlCl3溶液未指明体积,无法计算数目,A错误;
B.电解精炼铜时,阳极粗铜含杂质(如Zn、Fe等),质量减少6.4g不一定全为铜溶解,转移电子数不确定,B错误;
C.Fe(OH)3胶体粒子为多个分子的聚集体,1 mol FeCl3形成的胶体粒子数远小于NA,C错误;
D.O2与O3混合气体总质量4.8g,氧元素总物质的量为4.8g / 16g·mol−1 = 0.3 mol,氧原子数目为0.3NA,D正确;
故选D。
11. 下列实验方案能达到实验目的的是
选项
实验方案
实验目的
A
向溶液中滴加溶液,观察是否有白色沉淀生成
验证结合的能力:
B
分别测定相同浓度的溶液和溶液的pH
比较溶液和的酸性
C
向盛有溶液的试管中滴加2滴溶液,振荡试管,再向试管中滴加2滴溶液,观察生成的沉淀的颜色
比较和的大小
D
向的溶液中滴加的KI溶液,充分反应后滴加KSCN溶液,观察颜色变化
验证与KI的反应是可逆反应
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.溶液中滴加溶液,若有白色沉淀生成,说明生成氢氧化铝沉淀,则说明结合的能力:,A符合题意;
B.中铵根离子也会水解,影响溶液的酸碱性,而中钠离子不水解,故无法比较和的酸性,B不符合题意;
C.由题可知,是过量的,因此最后产生黄色沉淀的原因不是AgCl转化为AgI,C不符合题意;
D.由题可知,过量,不能证明与反应是可逆反应,D不符合题意;
故选A。
12. 碳酸酐酶(EZn)催化下与反应(途径a)、无催化下与反应(途径b)的机理如图所示。下列说法正确的是
A. 途径a中为
B. 途径决速步的过渡态为
C. 碳酸酐酶(EZn)提高了的平衡转化率
D. 若途径加入,的平衡浓度一定增大
【答案】A
【解析】
【详解】A.途径a的起始物质为,能量为60 kJ/mol;终态为,能量为Q;催化剂不改变反应焓变,途径b中(-20 kJ/mol)反应生成(-31 kJ/mol),焓变ΔH=-11 kJ/mol;途径a中Q=60 kJ/mol + ΔH=60-11=49 kJ/mol,故A正确;
B.决速步为活化能最大的步骤;途径a中,对应活化能=106-60=46 kJ/mol,对应活化能=129-90=39 kJ/mol,对应活化能=83-40=43 kJ/mol,第一步反应的活化能最大,决速步过渡态为,故B错误;
C.催化剂仅降低活化能,加快反应速率,不影响平衡移动,CO2平衡转化率不变,故C错误;
D.加入NaOH(s),OH⁻先与H⁺反应使平衡右移生成,但过量OH⁻会继续与反应生成,浓度可能先增大后减小,并非一定增大,故D错误;
故答案选A。
13. 一种以、组成的钠离子电池,工作时钠离子在正负极之间嵌入和脱出实现电荷转移。其放电时的工作原理如图所示。下列说法错误的是
A. 充电时,b极有电子流出,发生氧化反应
B. 放电时,每转移1 mol电子,a极质量减少23 g
C. 充电时,阳极电极反应式为
D. 放电时,正极区电解液中的物质的量逐渐增大
【答案】D
【解析】
【分析】放电时阳离子向正极移动,由图中的移动方向可知,放电时a为负极,b为正极;充电时a为阴极,b为阳极,以此解答。
【详解】A.由分析可知,放电时a是负极,b是正极,故充电时,a是阴极,b是阳极,b极有电子流出,发生氧化反应,A正确;
B.放电时a(负极)脱出,负极反应式为,a电极上脱出,每转移1 mol电子,会脱出1 mol ,故a极质量减少23 g,B正确;
C.充电时阳极(b极)反应是放电正极反应的逆过程,阳极电极反应式为,C正确;
D.放电时,a电极上脱出,b电极上嵌入,虽然从a电极经过电解液迁移到b电极,但电解液中的物质的量不变,D错误;
故选D。
14. 常温下,在“”的水溶液体系中,、、三种微粒的物质的量分数随溶液变化(仅用和调节)的关系如图所示。下列说法错误的是
A.
B. 溶液中存在:
C. 溶液中存在:
D. 当体系呈中性时,
【答案】C
【解析】
【分析】发生电离,、。pH很低时,几乎不电离,是体系中主要存在形式,物质的量分数接近1,pH升高,不断电离转化为,分数逐渐减小。pH较低时电离生成分数随pH升高逐渐增大,当pH升高到一定程度后,进一步电离转化为,所以分数又逐渐降低。pH很高时,完全电离,成为主要存在形式,分数随pH升高不断增大。当和曲线相交时,,对应pH=6.9,因此一级电离常数;当和曲线相交时,,对应pH=13.0,因此二级电离常数。
【详解】A.当时,,,A正确;
B.的水解常数,第二步电离常数,,,水解程度大于电离程度,水解生成,电离生成,因此,B正确;
C.溶液中,根据电荷守恒:、物料守恒:,利用电荷守恒减去物料守恒可得质子守恒,正确关系为: ,C错误;
D.中性溶液中,根据电荷守恒:,得,因此右侧; 左侧,因此,D正确;
故选C。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 已知X、Y、Z、Q、T、U是原子序数依次增大的前四周期元素。其相关信息如下:
元素
元素信息或原子结构信息
X
原子中只有一种形状的电子云,且多个电子层上的电子均成对
Y
原子在第二电子层上只有一个空轨道
Z
其单质在空气中含量最多
Q
原子的价层电子排布式为
T
原子序数是Q元素原子序数的2倍
U
原子的最外层只有一个电子,其次外层内所有轨道的电子均已成对
(1)基态T原子的电子占据最高能层符号为___________,最高能级的电子云轮廓图形状为___________。
(2)基态Y原子核外电子排布的轨道表示式为___________。
(3)在Y、Z、Q三种元素中,电负性由小到大的顺序是___________(填元素符号,后同),第一电离能由小到大的顺序是___________。
(4)基态离子的核外电子排布式为___________;高温下UQ容易转化为,试从原子结构的角度解释原因:___________。
(5)依据对角线规则,X的最高价氧化物对应水化物与NaOH溶液反应的化学方程式为___________。
【答案】(1) ①. M ②. 哑铃形
(2) (3) ①. ②.
(4) ①. 或 ②. 中的最外层电子排布处于稳定的全充满状态,较更稳定
(5)
【解析】
【分析】X原子只有一种形状电子云、各层电子均成对,电子只有s轨道,为;Y原子在第二电子层上只有一个空轨道,指p亚层有1个空轨道,其价电子排布为,是C;Z单质空气中含量最高,为N;Q价电子排布,,价层,为O;T原子序数是O的2倍,为S;U前四周期、最外层1个电子,次外层所有轨道电子全成对,电子排布,是Cu。
【小问1详解】
T为S,S电子排布,最高能层为M层;最高能级是,轨道电子云轮廓为哑铃形;
【小问2详解】
Y为C,C核外6个电子,轨道排布式为;
【小问3详解】
电负性同周期从左到右递增,因此;N的2p轨道半满稳定,电离能大于O,因此第一电离能;
【小问4详解】
U为,原子排布,失去1个电子得,电子排布式为(或);的轨道为全充满稳定结构,是稳定性弱,高温下易失去部分氧生成更稳定的;
【小问5详解】
Be与Al处于元素周期表对角线位置,因此是两性氢氧化物,与反应的方程式为。
16. 草酸()又称乙二酸,是一种二元酸,主要用作还原剂和漂白剂,在25℃时为无色透明结晶,常温下、。
(1)属于________(填“强”或“弱”)电解质,常温下溶液水解的离子方程式为________。
(2)常温下,向的溶液中逐渐滴加的NaOH溶液,溶液中含碳微粒浓度随加入NaOH体积的变化如图所示。表示的曲线是________(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”);a点的________。
(3)实验室用a g草酸样品配制成250 mL溶液,用移液管量取25.00 mL配制的草酸溶液于锥形瓶中,用的酸性标准溶液滴定,其操作步骤如下:
ⅰ.检查滴定管是否漏水;
ⅱ.用蒸馏水洗净滴定管,用的酸性标准溶液润洗2~3次;
ⅲ.滴定管中注入标准溶液,经过排气泡、调整液面后开始滴定,直至滴定终点;
ⅳ.再重复操作两次,消耗的酸性标准溶液平均体积为V mL。
①酸性溶液滴定草酸的离子方程式为________。
②用滴定管盛装好溶液后需排气泡,下列排气泡操作正确的是________(填标号),若在接近滴定终点时,用少量蒸馏水将锥形瓶内壁冲洗一下,再继续滴定至终点,实验结果将会________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
a. b. c.
③该草酸样品中草酸的纯度是________(用含a、V的代数式表示)。
【答案】(1) ①.
弱 ②.
(2) ①.
Ⅱ ②.
(3) ①.
②.
b ③.
无影响 ④.
【解析】
【小问1详解】
的电离平衡常数小于1,说明为弱电解质;溶液中发生水解反应生成和,因此水解方程式为;
【小问2详解】
向溶液中逐滴加入溶液,开始发生反应,溶液中不断减小,不断增加;后续随着溶液继续滴加,发生反应,开始不断减小,不断增加;因此先增加后减小,对应的应为曲线Ⅱ;
不断减小对应曲线Ⅰ,不断增加对应曲线Ⅲ,a点为曲线Ⅰ和曲线Ⅱ的交点,即,根据,因此a点的;
【小问3详解】
①在酸性环境下,可以将氧化为,自身被还原为,因此离子方程式为;
②溶液有强氧化性,需要使用酸式滴定管,排除酸式滴定管中气泡的方法为打开活塞,快速放出液体排出气体,对应的操作为b,a中手的位置不正确,容易造成将活塞拔出问题;c中仪器为碱式滴定管,故选b;
接近滴定终点时,用少量蒸馏水将锥形瓶内壁冲洗一下,再继续滴定至终点,不会影响的总物质的量,因此消耗的标准液的体积不变,对实验结果无影响;
③消耗的的物质的量为 ,根据反应方程式可知,溶液中的物质的量为,溶液中的物质的量为,其质量为,因此该草酸样品中草酸的纯度是。
17. 海绵钛、磷酸铁锂()在化工、电池中有着广泛应用。利用钛渣(含、、、)制备电极和海绵钛的工艺如图所示。
(1)基态钛原子的核外电子排布式为___________。
(2)“酸浸”后,钛主要以形式存在,水解过程中需加水稀释并加热,其目的是___________。写出水解反应的离子方程式:___________。
(3)“除钙、镁”时,当、均沉淀完全时,溶液中___________。[已知,]
(4)“烧结”主要是将葡萄糖碳化,制备成碳包裹的,其主要目的是___________。
(5)已知反应: 。
①为什么不能由和直接反应来制取:___________。
②若“高温氯化”时生成一种可燃性气体,“高温氯化”发生反应的化学方程式为___________。
【答案】(1)或
(2) ①. 水解反应吸热,加水稀释和加热均能促进水解,使水解趋于完全 ②.
(3)2 (4)提高LiFePO4电极的导电性
(5) ①. 、得,反应难发生 ②.
【解析】
【分析】向钛渣(含、、、)中加入盐酸酸浸,“酸浸”后,钛主要以形式存在,水解反应生成TiO2・xH2O沉淀,过滤得到TiO2・xH2O和滤液,滤液中主要为Fe2+、Mg2+和Ca2+;TiO2・xH2O煅烧分解生成二氧化钛,二氧化钛与碳和氯气在高温下反应生成四氯化钛,四氯化钛与镁高温条件下反应生成海绵钛;向滤液中加入NaF,Mg2+和Ca2+转化为MgF2和CaF2除去,再加入H3PO4和Li2CO3溶液,将溶液中的Fe2+转化为LiFePO4,与葡萄糖烧结得到碳包裹的LiFePO4,据此作答。
【小问1详解】
基态钛原子(Ti,原子序数 22)的核外电子排布式为或;
【小问2详解】
由流程可知水解生成TiO2・xH2O,离子方程式为:,水解反应吸热,加水稀释和加热均能使平衡正向移动,促进 水解趋于完全,生成沉淀TiO2・xH2O;
【小问3详解】
“除钙、镁” 时, Ca2+和Mg2+与F-结合生成CaF2和MgF2沉淀,已知,];当Ca2+和Mg2+均沉淀完全时,;
【小问4详解】
葡萄糖在高温下碳化生成导电碳层,制备成碳包裹的,其主要目的是提高LiFePO4电极的导电性;
【小问5详解】
①由反应可知:、得,反应难发生;
②“高温氯化”时生成可燃性气体为CO,反应物为TiO2、C和Cl2,产物为TiCl4和CO,反应的化学方程式为:。
18. 利用制取生物柴油的副产物甘油()与水蒸气可实现重整制氢。主要反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
反应Ⅳ:
回答下列问题:
(1)反应Ⅱ的___________;反应Ⅰ在___________能自发进行(填“高温”“低温”或“任何温度”)。
(2)某温度下,在某刚性密闭容器中按照投入和,发生反应Ⅲ,下列说法可以判断该反应达到平衡状态的是___________(填标号)。
A. 的浓度与的浓度之比保持不变
B. 气体的平均摩尔质量保持不变
C. 气体的密度保持不变
D.
(3)条件下,2 mol 和5 mol 发生上述反应达到平衡状态时,体系中、、和的物质的量随温度变化的理论计算结果如图所示。
①图中曲线、分别代表___________。
②550℃时,的平衡转化率为___________;550℃时,反应Ⅲ的压强平衡常数___________(列出计算式即可,不必化简,为以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
【答案】(1) ①. -41 kJ/mol ②. 高温 (2)BD
(3) ①. 、CO ②. ③.
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律可得,反应Ⅲ = 反应Ⅰ + 3反应Ⅱ,故,代入数据可得,解得;
根据化学反应自发进行的判据,对反应Ⅰ来说,,根据反应Ⅰ的化学方程式可判断正反应为气体分子数增加的反应,所以,结合吉布斯自由能可得,要使,反应Ⅰ需在高温条件下才能自发进行;
【小问2详解】
A.反应Ⅲ中CO2和H2是产物,化学计量数之比为3:7,因此在该反应过程中和的浓度之比始终为3:7,故的浓度与的浓度之比保持不变不能说明反应达到平衡状态,A错误;
B.反应Ⅲ中反应前后各物质都是气体,气体总质量不变,该反应是气体分子数增大的反应,反应过程中气体的发生变化,根据,在反应过程中气体为变量,故当保持不变时,说明反应达到平衡状态,B正确;
C.容器为刚性密闭容器,反应前后气体总质量不变、容器容积不变,因此气体密度()始终不变,故密度不变不能说明反应达到平衡状态,C错误;
D.由变形得,对反应Ⅲ来说,符合反应速率和化学计量数的比例关系,即正逆反应速率相等,能说明反应达到平衡状态,D正确;
故选BD。
【小问3详解】
①550°C时,曲线L1的物质的量是5 mol,根据C原子守恒,体系中加入2 mol,即体系中,由图示可知,,,所以L1不可能是CO,故L1表示H2,L2表示CO;
②由图示及①的分析可知,550°C时,,,,根据C原子守恒,可得,根据O原子守恒,可得,所以水的平衡转化率为:;
由上述分析可知,550°C时,体系中气体,故反应Ⅲ的压强平衡常数为=。
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