吉林省长春汽车经济技术开发区第三中学2024-2025学年高二上学期1月期末考试化学试题（解析版）

高级中学名校试卷高级中学名校试卷PAGE2PAGE1吉林省长春汽车经济技术开发区第三中学2024-2025学年高二上学期1月期末考试一、单选题1．某原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，则下列说法错误的是A．该原子核外电子共有16种运动状态B．该原子核外电子共占据5个轨道C．该原子核外电子共占据三个能层D．该原子核外电子共占据五个能级【答案】B【解析】某原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，该元素为16号的硫元素。该原子核外电子共有16个，有16种运动状态，选项A正确；每个s能级有1个轨道，每个p能级有3个轨道，则该原子核外电子共占据9个轨道，选项B错误；该原子核外电子共占据三个能层，选项C正确；该原子核外电子共占据1s、2s、2p、3s、3p五个能级，选项D正确。答案选B。2．元素周期表中第三周期三种元素原子①②③的逐级电离能数据如下表所示。下列有关比较错误的是标号①②③电离能/kJ·mol−149657873845621817145169122745773395431157510540A．最高正价：②>③>① B．离子半径：②>③>①C．电负性：②>③>① D．金属性：①>③>②【答案】B【解析】由表中数据可知①、②、③分别是钠、铝、镁三种元素；钠、铝、镁三种元素的最高正价分别是+1、+3、+2，所以最高正价：②>③>①，A正确；三种元素形成的离子结构相同，质子数越大半径越小，所以离子半径：①>③>②，B错误；同周期主族元素自左向右电负性依次增大，所以电负性：②>③>①，C正确；同周期主族元素自左向右金属性依次减弱，所以金属性：①>③>②，D正确；故选B。3．若不断地升高温度，实现"雪花→水→水蒸气→氧气和氢气"的变化。在变化的各阶段被破坏的粒子间主要的相互作用依次是A．氢键；分子间作用力；非极性键 B．氢键；氢键；极性键C．氢键；极性键；分子间作用力 D．分子间作用力；氢键；非极性键【答案】B【解析】固态水中和液态水中含有氢键，当雪花→水→水蒸气主要是氢键、分子间作用力被破坏，但属于物理变化，共价键没有破坏；水蒸气→氧气和氢气，为化学变化，破坏的是极性共价键，故在变化的各阶段被破坏的粒子间的主要相互作用依次是氢键、分子间作用力、极性键，B正确。4．下列分子中所有原子均在一个平面上的是A．P4 B．SO3 C．NF3【答案】B【解析】白磷分子的空间构型为正四面体形，分子中所有原子不可能在一个平面上，A错误；SO3分子中S的价层电子对数=3+6-3×22=3，无孤对电子对数，分子的空间构型为平面正三角形，B正确；NF3分子中N的价层电子对数=3+5-3×12=4、1对孤对电子对数，分子的空间构型为三角锥形，C错误；H2O25．根据“相似相溶原理”的规律和实际经验，下列叙述不正确的是A．白磷(P4)易溶于CS2，难溶于水C．溴易溶于苯，微溶于水 D．卤化氢易溶于水，也易溶于CCl【答案】D【解析】白磷分子的空间构型为正四面体形，结构对称，为非极性分子，二硫化碳是非极性分子、水是极性分子，由相似相溶原理可知，白磷易溶于二硫化碳，难溶于水，A正确；苯是非极性分子，难溶于水，与水混合静置后分层，B正确；溴是非极性分子，易溶于非极性分子苯，微溶于极性分子水，C正确；卤化氢是正负电荷重心不重合的极性分子，易溶于极性分子水，难溶于非极性分子四氯化碳，D错误。6．下列关于配合物和超分子的说法正确的是A．超分子是由两种或两种以上的分子形成的分子聚集体B．向CoNHC．利用超分子的自组装特征可以分离C60D．在FeCN5NO2【答案】A【解析】超分子是两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体，包括离子，A正确；CoNH36Cl2能电离出[Co(NH3)6]2+和Cl-，加入硝酸银溶液能生成AgCl沉淀，B错误；分离C60和C70是利用超分子“分子识别”的特征，C错误；配离子[Fe(CN)5(NO)]2-的中心离子为Fe3+提供空轨道，NO和CN-与Fe3+7．As2O3(砒霜)是两性氧化物(分子结构如图所示)，溶于盐酸生成AsCl3，AsCl3A．As2O3分子中AsB．LiAlH4C．AsCl3D．AsH3分子的键角小于【答案】D【解析】As2O3分子中每个As原子形成3个As-O共价键，As原子上还有1个孤电子对，As原子的杂化轨道数目为4，所以As原子的杂化方式为sp3杂化，A错误；LiAlH4为离子化合物，阳离子是Li+，阴离子为AlH4-，B错误；AsCl3中有3个σ键，孤电子对数为12×(5-3×1)=1，As原子采取sp3杂化，含有1个孤电子对，所以空间结构为三角锥形，C错误；AsH3分子中8．资料显示：在极性分子中，正电荷重心同负电荷重心间的距离称偶极长，通常用d表示。极性分子的极性强弱同偶极长和正(或负)电荷重心的电量(q)有关，一般用偶极矩(μ)来衡量。分子的偶极矩定义为偶极长和偶极上一端电荷电量的乘积，即μ=d⋅q。下列四组分子中，所有分子都符合μ=0的是A．HCl、CS2、H2S、SO2 B．BF3、CCl4、BeCl2、CO2C．N2、NH3、H2O、CCl4 D．CH4、SO3、NH3、H2O【答案】B【解析】HCl是极性键形成双原子的极性分子，μ>0；H2S、SO2中都是V形，即极性分子，其μ>0；CS2是直线形分子，即非极性分子，其偶极矩为0；A错误；BF3为平面三角形、CCl4为正四面体形，BeCl2和CO2均为直线形，因此分子结构均对称，均为非极性分子，所有分子都符合μ=0，B正确；N2和CCl4均为非极性分子，μ=0；NH3分子为三角锥形，水分子为V形，都属于极性分子，μ>0，C错误；CH4为正四面体构型、SO3平面三角形结构，二者均为非极性分子，μ=0；NH3分子为三角锥形，水为V形，都属于极性分子，μ>0，D错误。9．NAA．常温下，1.12L氮气含有的电子数为0.1NB．常温下，12g金刚石中含有的共价键数目为4NC．1molCuNH34D．42gCH2=CHCH3中【答案】D【解析】常温下，气体摩尔体积大于22.4L/mol，1.12L氮气含有的电子数小于1.12L22.4L/mol×14×NAmol－1=0.7NA，A错误；金刚石中每个碳原子与4个碳原子形成碳碳键，每个碳碳键为2个碳原子所共有，每个碳原子形成的共价键数目为4×12=2，12g金刚石中含有的共价键数目为12g12g/mol×2×NAmol－1=2NA，B错误；四氨合铜离子中配位键和配体NH3中N-H键都为共价键，则1mol配离子中共价键的数目为1mol×16×NAmol－1=16NA，C错误；丙烯分子中碳碳双键碳原子的杂化方式为sp2杂化，则42g丙烯中sp2杂化的碳原子数为42g42g/mol×2×NAmol－110．短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，Z和W位于同一周期，由这四种元素组成一种化合物M，M的结构如图所示(提示：“一”表示成键原子双方提供电子形成的共价键，“→”表示成键原子单方提供电子对形成的共价键，箭头指向的原子是接受孤电子对的原子)。下列说法错误的是A．原子半径：Z＞W＞Y＞XB．最高价氧化物对应的水化物的酸性：W＞ZC．工业上电解ZW3制备Z的单质D．常温下，简单氢化物水溶液pH：Y＞W【答案】C【解析】由M的结构式知，X、W只形成一个共价键，X的原子序数小于Y，Y原子形成4个共价键，其中一个共价键由Y原子单方提供电子对，说明Y原子最外层有5个电子，同理推知Z原子最外层有3个电子，结合原子序数大小关系，可知Y为N，X为H，W为Cl，Z为Al。同一周期元素，原子序数越大，元素的原子半径越小，不同周期元素，原子核外电子层数越多，原子半径越大，则原子半径：Z(Al)＞W(Cl)＞Y(N)＞X(H)，A正确；元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的酸性就越强，元素的非金属性：Cl＞Al，所以酸性：HClO4＞Al(OH)3，用字母表示溶液的酸性为：W＞Z，B正确；AlCl3是共价化合物，在熔融状态下不导电，在工业上一般是用电解熔融氧化铝方法制备铝，C错误；Y是N，其简单氢化物NH3的水溶液氨水显碱性，pH＞7；W是Cl，氯元素的简单氢化物HCl水溶液呈酸性，pH＜7，因此常温下，简单氢化物水溶液pH：Y＞W，D正确。11．治疗新冠肺炎药物瑞德西韦的主要成分结构如图。下列说法错误的是A．分子中存在σ键、π键B．分子中的N-H键的键能小于O-H键的键能C．分子中N、O、P原子的第一电离能由大到小的关系为O>N>PD．分子中含有手性碳原子【答案】C【解析】分子中所有的单键都是σ键，双键中都含π键，苯环中含大π键，A正确；非金属性越强，形成的共价键的键能越大，非金属性：O＞N，即键能：N-H＜O-H，B正确；同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大，但第ⅤA族原子轨道中电子处于半满状态，比较稳定，其第一电离能大于第ⅥA族的，即N＞O，在磷元素和氧元素形成的化合物中，氧元素显示负价，电负性O＞P，所以其第一电离能大小顺序是N＞O＞P，C错误；分子结构中五元环上的碳原子均为手性碳原子，另外，结构片段中*的碳原子也为手性碳原子，D正确。12．下列对有关事实的原因分析错误的是事实原因A白磷(P4)为正四面体分子白磷分子中P−P键间的夹角是109°28′B分子内不同化学键之间存在一定的夹角共价键具有方向性C键的极性H−O键＞H−S键O的电负性大于S的电负性D通常状况下，1体积水溶解700体积氨气氨是极性分子且有氢键的影响A．选项A B．选项B C．选项C D．选项D【答案】A【解析】白磷分子中有6个P−P键之间的夹角均是60°，构成正四面体分子，A错误；共价键具有方向性使得分子内不同化学键之间存在一定的夹角，B正确；电负性越大的原子，其对共用电子对的作用力越强，键的极性越强，O的电负性大于S，因此键的极性H−O键＞H−S键，C正确；氨是极性分子且氨气与水形成分子间氢键，因此氨气极易溶于水，D正确。13．下列关于物质性质或结构的比较错误的是A．硬度：金刚石>碳化硅>晶体硅 B．熔点：CIC．沸点：H2O>【答案】C【解析】金刚石、碳化硅、晶体硅都是共价晶体；共价晶体中，原子半径越小，共价键越短，共价键越强，硬度越大，原子半径：C＜Si，共价键强度：C-C＞C-Si＞Si-Si，故硬度：金刚石＞碳化硅＞晶体硅，A正确；CI4、CBr4、CCl4、CF4都是分子晶体；分子晶体的相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔沸点越高，故熔点：CI4＞CBr4＞CCl4＞CF4，B正确；H2O、H2S、H2Se都是分子晶体；分子晶体的相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔沸点越高，但H2O分子间存在氢键，使得H2O的沸点高于H2Se，故沸点：H2O＞H2Se＞H2S，C错误；元素的非金属性越强，其简单氢化物的热稳定性越强；同一主族，从上到下，元素的非金属性依次减弱，即非金属性：F＞Cl＞Br，故热稳定性：HF＞HCl＞HBr，D正确。14．有关晶体的结构如图所示。下列说法正确的是A．在碘晶体中，距离一个I2分子最近的I2有B．图乙的气态团簇分子的分子式为EF或FEC．MgO晶胞中，Mg2+D．在NaCl晶体中，距某个Na+最近的Cl【答案】D【解析】在碘晶体中，距离一个I2分子最近的I2有3×12×8=12个，A错误；该气态团簇分子含有4个E和4个F原子，分子式为E4F4或F4E4，B错误；MgO晶胞中，距Mg2+最近的O2-有6个，Mg2+的配位数为6，C错误；在NaCl晶体中，距Na+最近的Cl-有6个，这15．我国古代四大发明之一的黑火药爆炸时发生的反应为2KNO3+S+3C=K2S+N2↑+3CO2↑。生成物K2S的晶体结构如图。下列有关说法错误的是A．反应产物中有两种非极性分子B．1molCO2和1molN2含有的π键数目之比为1:1C．K2S晶体中阴离子周围最近的阳离子有4个D．若K2S晶体的晶胞边长为anm，则该晶体的密度为4.4×10【答案】C【解析】反应产物中，K2S为离子化合物，CO2、N2为共价化合物，其中CO2是由极性键形成的非极性分子，N2是由非极性键形成的非极性分子，所以有两种非极性分子，A正确；CO2的结构式为O=C=O，N2的结构式为N≡N，分子中都含有2个π键，则1molCO2和1molN2含有的π键数目之比为2:2=1:1，B正确；K2S晶体中，K+分别位于8个小立方体的体心，K+周围距离最近的S2-有4个，则S2-周围最近的K+有8个，C错误；在K2S晶胞中含K+的数目为8，含S2-的数目为8×18+6×12=4；若K2S晶体的晶胞边长为anm，则该晶体的密度为4×110g/molN二、解答题16．将酞菁—钴钛菁—三氯化铝复合嵌接在碳纳米管上，制得一种高效催化还原二氧化碳的催化剂。回答下列问题：(1)图1所示的几种碳单质，它们互为，其中属于原子晶体的是，C60间的作用力是(2)酞菁和钴酞菁的分子结构如图2所示。酞菁分子中所有原子共平面，其中p轨道能提供一对电子的N原子是(填图2酞菁中N原子的标号)。钴酞菁分子中，钴离子的化合价为，氮原子提供孤对电子与钴离子形成键。(3)气态AlCl3通常以二聚体Al2Cl6的形式存在，其空间结构如图3a所示，二聚体中Al的轨道杂化类型为。AlF3的熔点为1090℃，远高于AlCl3的192℃，由此可以判断铝氟之间的化学键为键。AlF3结构属立方晶系，晶胞如图3b所示，F-的配位数为。若晶胞参数为apm【答案】(1)同素异形体金刚石范德华力(2)③+2配位(3)sp3离子2【解析】（1）同一元素形成的不同单质之间互为同素异形体。图1所示的几种碳单质，它们的组成元素均为碳元素，因此，它们互为同素异形体；其中金刚石属于原子晶体，石墨属于混合型晶体，C60属于分子晶体，碳纳米管不属于原子晶体；C（2）已知酞菁分子中所有原子共平面，则其分子中所有的C原子和所有的N原子均为sp2杂化，且分子中存在大π键，其中标号为①和②的N原子均有一对电子占据了一个sp2杂化轨道，其p轨道只能提供1个电子参与形成大π键，标号为③的N原子的p轨道能提供一对电子参与形成大π键，因此标号为③的N原子形成的N—H键易断裂从而电离出H+；钴酞菁分子中，失去了2个H（3）由Al2Cl6的空间结构结合相关元素的原子结构可知，Al原子价层电子对数是4，其与其周围的4个氯原子形成四面体结构，因此，二聚体中A1的轨道杂化类型为sp3。AlF3的熔点为1090℃，远高于AlCl3的192℃，由于F的电负性最大，其吸引电子的能力最强，因此，可以判断铝氟之间的化学键为离子键。由AlF3的晶胞结构可知，其中含灰色球的个数为12×14=3，蓝色球的个数为8×18=1，则灰色的球为F-，距F-最近且等距的Al3+有217．甲烷作为一种新能源在化学领域应用广泛，请回答下列问题。(1)高炉冶铁过程中，甲烷在催化反应室中产生水煤气(CO和H2)还原氧化铁，有关反应为：CH已知：2CO则CH4与O2反应生成CO和H2的热化学方程式为(2)如下图所示，装置Ⅰ为甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)，通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜。①a处应通入(填“CH4”或“O2”)，b处电极上发生的电极反应式是；铁电极上发生的电极反应式是②电镀结束后，装置Ⅰ中溶液的pH(填写“变大”、“变小”或“不变”，下同)，装置Ⅱ中Cu2+的物质的量浓度③电镀结束后，装置Ⅰ溶液中的阴离子除了OH-以外还含有(忽略水解)④在此过程中若完全反应，装置Ⅱ中阴极质量变化12.8g，则装置I中理论上消耗甲烷L(标准状况下)。【答案】(1)2CH4(g)+O2(g)═2CO(g)+4H2(g)△H=-46kJ•mol-1(2)CH4O2＋2H2O＋4e-=4OH-Cu2++2e-=Cu变小不变CO32-【解析】（1）已知①CH4g+CO2g=2COg+2H2gΔH1=+260kJ⋅mol-1，②2COg+O2g=2CO2gΔH2=-566kJ⋅mol-1，将方程式2×①+②得2CH4(g)+O2(g)═2CO(g)+4H2(g)△H=2（2）①Ⅱ中实现铁棒上镀铜，则Cu作阳极、Fe作阴极，I中a处电极为负极、b处电极为正极，负极上通入燃料、正极上通入氧化剂，所以a处通入的气体是甲烷；甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，电极反应为CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O，b处通入氧气，电极反应式为O2＋2H2O＋4e-=4OH-，I中a处电极为负极，铁电极连接负极为阴极，阴极上铜离子得电子产生铜，故铁电极上发生的电极反应式是Cu2++2e-=Cu；故答案为：CH4；O2＋2H2O＋4e-=4OH-；Cu2++2e-②根据I中电池反应为CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O，KOH参加反应导致溶液中KOH浓度降低，则溶液的pH减小；Ⅱ中发生电镀，阳极上溶解的铜质量等于阴极上析出铜的质量，则溶液中铜离子浓度不变，故答案为：变小；不变；③I中负极反应为CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O，所以还有碳酸根离子生成，故答案为：④串联电路中转移电子相等，所以消耗甲烷的体积=12.8g64g/mol×28×22.4L/mol=1.12L18．NOx是汽车尾气和化工生产中的常见大气污染物，其综合治理是当前重要的研究课题。工业上可以用不同的方法处理NOⅠ．碘蒸气存在能大幅度提高N2O的分解速率，反应方程式为第一步(快反应)I第二步(慢反应)……第三步(快反应)2IO(1)写出第二步反应。(2)下列表述正确的是___________。A．增大I2的浓度能提高N2OC．第三步对总反应速率起决定作用 D．IO为反应的催化剂Ⅱ．汽车尾气中含有较多的氮氧化合物和不完全燃烧的CO，汽车三元催化器可以将其转化成两种无污染的气体，从而降低氯氧化合物的排放量。2CO(3)在绝热，恒容的密闭容器中，充入1molCO和1molNO，下列选项中不能说明该反应已经达到平衡状态的是___________。A．CO和NO的物质的量之比不变 B．混合气体的密度保持不变C．平衡常数K保持不变 D．2v(4)为探究温度和催化剂对反应的影响，分别在不同温度、不同催化剂下，保持其他条件不变，在相同时间内测得NO转化率与温度的关系如图所示。M点是否为平衡点(填“是”或“不是”)，M点以后，乙催化剂条件下，NO转化率降低，其原因是。(5)一定温度下，在2L的密闭容器中充入1molCO和1molNO，压强为20kPa，平衡时压强变为起始的0.9倍，已知：v正=k正c2NOc2CO，v逆=k逆cN2c2CO2(k正、k逆为速率常数，只与温度有关注：Kp为用气体分压计算的平衡常数，气体分压等于气体总压×【答案】(1)I(g)+N2O(g)→N(2)B(3)AB(4)不是温度升高，催化剂活性降低(5)<2【解析】（1）由总反应方程式和分步反应方程式可知，第二步反应为碘原子与一氧化二氮反应生成氮气和一氧化碘，反应的化学方程式为I(g)+N2O(g)→N2（2）碘是反应的催化剂，增大碘的浓度，反应速率加快，但化学平衡不移动，一氧化二氮的转化率不变，A错误；反应的活化能越大，反应速率越慢，由题意可知，第二步反应为慢反应、第三步反应为快反应，则第二步的活化能比第三步的活化能大，B正确；慢反应是总反应的决速步骤，第二步反应为慢反应，对总反应速率起决定作用，C错误；由题意可知，碘是反应的催化剂，一氧化碘是中间产物，D错误；（3）在容器中充入1molCO和1molNO，由方程式可知，反应中CO和NO的物质的量比始终不变，则CO和NO的物质的量之比不变不能判断反应是否达到平衡，A符合题意；反应前后气体的质量相等，在恒容密闭容器中混合气体的密度始终不变，则混合气体的密度保持不变不能判断反应是否达到平衡，B符合题意；该反应为放热反应，反应放出的热量会使绝热容器中的反应温度升高，平衡向逆反应方向移动，反应的平衡常数减小，所以绝热容器中平衡常数K保持不变说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，C不符合题意；由方程式可知，2vN2正（4）由图可知，M点一氧化氮的转化率小于对应温度400℃条件下甲中曲线对应点的转化率，说明反应未达到平衡，则M点正反应速率大于逆反应速率；温度升高后，两种催化剂条件下一氧化氮转化效率均明显降低说明温度升高催化剂活性降低；（5）该反应为放热反应，达到平衡后，仅升高温度，平衡向逆反应方向移动，逆反应速率大于正反应速率，则逆反应的速率常数大于正反应的速率常数；设平衡时反应生成氮气的物质的量为amol，由题意可建立如下三段式：2CO平衡时压强变为起始的0.9倍，则平衡时气体压强为20kPa×0.9=18kPa，由气体的物质的量之比等于气体压强之比可得：22-a=2020×0.9，解得a=0.2，则反应的平衡常数Kp=19．草酸广泛分布在植物、动物和真菌体内。(1)25℃，用0.100mol⋅L-1H2①图中标记的点，水的电离程度由大到小的顺序为。②n点cHC2O4(2)某小组同学从菠菜中提取了7.500g粗草酸晶体(H2C2O4⋅2H2O)，配制成250mL溶液。用①当最后半滴KMnO4溶液滴入锥形瓶，(填实验现象)②三次实验数据如下：实验序号锥形瓶中草酸溶液体积滴定管初始读数滴定管终点读数ⅰ25.00mL0.22mL20.34mLⅱ25.00mL0.25mL21.75mLⅲ25.00mL0.20mL20.28mL三组数据中，第(填“ⅰ，ⅱ，或者ⅲ”)组数据是无效数据。③下列操作使得测定结果偏高的是(填标号)。a．锥形瓶水洗后来用待测草