河北省衡水市武强中学2024-2025学年高二上学期期末考试化学试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGE试卷第=18页，共=sectionpages1919页PAGE1河北省衡水市武强中学2024-2025学年高二上学期期末考试一、单选题1．下列有关化学电源的说法正确的是A．锂离子电池属于一次电池 B．废弃的锌锰干电池属于干垃圾C．化学电池放电时发生氧化还原反应 D．燃料电池放电时燃料在电池正极反应【答案】C【解析】锂离子电池能多次充放电，属于二次电池，A错误；干垃圾是除了可回收垃圾、有害垃圾和湿垃圾之外的废弃物，废弃的锌锰干电池属于有害垃圾，B错误；化学电池在放电时一定存在电子的定向移动，一定为氧化还原反应，C正确；燃料电池放电时，燃料在电池负极发生氧化反应，D错误。2．铜的还原性较弱，不能与稀硫酸反应被稀硫酸氧化。某学生根据所学知识，欲实现Cu+H2SO4=CuSO4+H2↑反应，设计了四个实验，如图所示，你认为可行的实验是A． B． C． D．【答案】C【解析】铜为不活泼金属，与稀硫酸不反应，如完成反应Cu+H2SO4=CuSO4+H2↑，应设计成电解池，且铜为阳极，发生氧化反应，电解质溶液为硫酸，B、D是原电池，故B、D错误，A中铜作阴极，故A错误；故选C。3．化学用语是学习化学的重要工具，下列用来表示物质变化的化学用语中，正确的是A．用惰性电极电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式为：2Cl——2e—=Cl2↑B．氢氧燃料电池的负极反应式：O2＋2H2O＋4e-=4OH-C．粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，正极反应式为：Cu=Cu2＋＋2e-D．钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式：Fe—2e—=Fe2＋【答案】A【解析】用惰性电极电解饱和食盐水时，氯离子在阳极上失去电子发生氧化反应生成氯气，电极反应式为2Cl-—2e-=Cl2↑，故A正确；氢氧燃料电池的负极发生的是氧化反应，不是还原反应，故B错误；粗铜精炼时，纯铜应该连接直流电源的负极做精炼池的阴极，故C错误；钢铁发生电化学腐蚀时，铁做原电池的负极，失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，碳做正极，水分子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，电极反应式为O2＋2H2O＋4e-=4OH-，故D错误。4．电化学气敏传感器法可用来测定空气中CO含量，其工作原理如图所示，下列说法正确的是A．工作电极上的反应式为HB．该电池工作时，外电路中电子的流动方向为工作电极→H2SO4溶液→铂电极C．每消耗0.2molO2，同时产生COD．电池工作一段时间后，溶液的pH增大【答案】C【解析】CO在电极上生成CO2，电极反应为：H2O+CO-2e-=CO2+2H+，该电极为负极，A错误；根据电子不下水规律可知，外电路中电子的流动方向为工作电极(负极)→灯泡→铂电极，B错误；根据两电极得失电子守恒可知O2∼4e-∼2CO2，每消耗5．据报道，我国科学家将钙钛矿晶格作为电催化的活性位点平台，用于氧还原选择性合成H2A．a极与外加电源的正极相连B．H+由a极区通过质子交换膜移向bC．相同条件下，消耗的O2与生成的O2体积比为1D．该电解池的总反应为O【答案】C【解析】a极生成O2，电极反应为：2H2O-4e-=O2↑+4H+，发生氧化反应，为阳极，与电源正极相连，A正确；b极为阴极，电极反应为：O2+2e-+2H2O=H2O26．下列原子的电子排布式能表示基态原子的电子排布式的是A．[Ne]3s13p3 B．[Ar]3d64s1C．[Ar]3d64s2 D．[Ar]3d5【答案】C【解析】先排满3s轨道，再排3p轨道，该原子基态电子排布式为[Ne]3s23p2，A错误；先排满4s轨道，再排3d轨道，该原子基态电子排布式为[Ar]3d54s2，B错误；先排满4s轨道，再排3d轨道，该原子基态电子排布式为[Ar]3d64s2，C正确；先排满4s轨道，再排3d轨道，该原子基态电子排布式为[Ar]3d34s2，D错误。7．22Ti原子的价电子排布式为3d24s2，它在元素周期表中的位置是A．第4周期ⅡA B．第4周期ⅣAC．第4周期ⅡB D．第4周期ⅣB【答案】D【解析】22Ti原子的价电子排布式为3d24s2，则填入电子的最高能层为第四层，可知该元素位于第4周期，价电子出现d能级，该元素为副族元素，又由价电子数之和为2+2=4，可知该元素位于第4周期ⅣB族，D正确。8．V2O5溶解NaOH溶液中，可得到钒酸钠(Na3VO4)，已知VO43-空间构型与SO4A．0 B．1 C．2 D．3【答案】A【解析】由于VO43-空间构型与SO42-相同，则两者的中心原子价层孤电子对数相同。SO42-中心原子价层孤电子对数=6+2-2×49．下列化学用语使用正确的是A．镁原子最外层电子的电子云图：B．具有3个中子的锂原子：3LiC．用电子式表示KCl形成过程：D．氨分子的结构式：【答案】D【解析】镁原子最外层电子为3s能级上的电子，电子云轮廓为球形，电子云图为，A错误；Li是3号元素，中子数为3的Li原子的质量数为6，可表示为6Li，B错误；KCl是离子化合物，其形成过程可表示为：，C错误；氨分子中氮原子和三个氢原子形成3个N-H键，其结构式为，D正确。10．下列说法正确的是A．Al的基态原子核外电子共有13种空间运动状态B．NH3C．碳的基态原子轨道表示式：D．基态锗原子的电子排布式：Ar【答案】B【解析】基态Al原子的电子排布式为1s22s22p63s23p1，核外电子共有7种空间运动状态，A错误；氨分子中氮原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为1，价层电子对互斥模型为，B正确；基态C原子的电子排布式为1s22s22p2，轨道表示式为，C错误；锗元素的原子序数为32，基态原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p2，D错误。11．下列物质中属于分子晶体，而且既含σ键又含π键的是A．NaCN B．CS2 C．H2O【答案】B【解析】NaCN是由阴阳离子组成的离子晶体，A错误；CS2是分子晶体，结构式为：S=C=S，碳原子与硫原子间形成碳硫双键，既含σ键又含π键，B正确；H2O2是分子晶体，原子间只含单键，只含σ键而不含π键，C错误；12．镓是重要的半导体材料，基态镓原子核外电子占据的能级中，所含轨道数目最多的是A．4f B．3d C．4p D．3s【答案】B【解析】镓是31号元素，基态Ga原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s24p1，所含轨道数目最多的是3d，B正确。13．古代壁画中常用的蓝色颜料是石青[2CuCO3∙Cu(OH)2]，黑色颜料是铁黑(Fe3O4)。下列元素位于元素周期表中ds区的是A．Cu B．C C．Fe D．O【答案】A【解析】Cu的价电子排布式为3d104s1，其属于ds区元素，A正确；C的价电子排布式为2s22p2，O的价电子排布式为2s22p4，二者均属于p区元素，B、D错误；Fe的价电子排布式为3d64s2，其属于d区元素，C错误。14．下列各组物质中都是极性键构成的极性分子的是A．CH4与CCl4 B．H2S与HF C．CO2与CS2 D．NH3与CH4【答案】B【解析】CH4、CCl4中心原子C价层电子对数均为4，无孤对电子，空间构型为正四面体，正负电荷中心重合，属于非极性分子，CH4、CCl4存在极性键，故A不符合题意；H2S、HF均存在极性键，H2S的中心原子S价层电子对数为4，有两对孤对电子，空间构型为V形，HF空间构型为直线形，它们正负电荷中心不重合，属于极性分子，故B符合题意；CO2、CS2都是直线形分子，正负电荷中心重合，都是由极性键构成的非极性分子，故C不符合题意；NH3中心原子N的价层电子对数为4，有一对孤对电子，是由极性键构成极性分子，CH4空间构型为正四面体，正负电荷中心重合，属于由极性键构成的非极性分子，故D不符合题意。15．下列性质的比较能用元素周期律解释的是A．酸性：HClO4>HC．沸点：HI>HBr>【答案】B【解析】元素非金属性越强，最高价氧化物对应的水化物酸性越强，有非金属性：Cl>S>Si，则酸性：HClO4>H2SO4>H2SiO3，A错误；元素的金属性越强，对应的最高价氧化物的水化物的碱性越强，有金属性K>Na>Li，则碱性：KOH>NaOH16．绿柱石的主要成分为Be3A．第一电离能：Be<AlB．四种元素均在p区C．Be和Al的电负性相近，两种元素的性质相似D．基态时，Si和O的单电子数不相同【答案】C【解析】同周期主族元素第一电离能从左往右呈增大趋势，但第ⅡA族和第ⅤA族元素第一电离能大于同周期相邻元素，所以第一电离能Be>B，同主族元素第一电离能从上往下逐渐减小，则第一电离能B>Al，所以第一电离能Be>Al，A错误；基态Be原子的价电子排布式为2s2，Be位于s区，Al、Si、O三种元素位于p区，B错误；根据对角线规则，Be和Al两种元素的性质相似，C正确；基态Si原子的价电子排布式为3s23p2，O原子的价电子排布式为2s217．金云母的化学式为KMg3AlSi3O10Fx(OH)(2-x)。下列说法正确的是A．非金属性：O<Si B．电离能：I1(Mg)<I1(Al)C．半径：r(Mg2+)<r(F-) D．碱性：KOH<Mg(OH)2【答案】C18．过氧化钠用于呼吸面罩的供氧剂，其反应原理为2Na2OA．Na2O2中含极性共价键 B．CO2的电子式为C．CO32-的空间构型为正四面体形 D．O原子结构示意图为【答案】B【解析】Na2O2的电子式为：，O和O之间存在非极性共价键，A错误；CO2的电子式为，B正确；CO32-的中心原子C的价层电子对数为3+4+2－3×22=319．硒被誉为人体微量元素的“抗癌之王”。下列有关硒的说法正确的是A．基态硒原子价电子层有2个未成对电子B．基态硒原子电子排布式为[C．基态硒的原子半径大于砷D．硒的最高价氧化物对应的水化物为H【答案】A【解析】基态Se原子核外有34个电子，电子排布式为[Ar]3d104s24p4，价电子层有2个未成对电子，A正确、B错误；同一周期从左到右原子半径逐渐减小，基态硒的原子半径小于砷，20．下列有关化学概念或性质的判断错误的是A．O3B．熔融状态下能导电的化合物是离子化合物C．键能：Si-FD．NaCl溶液和CH3【答案】A【解析】O3分子的共价键是极性键，O3空间结构与水分子的相似，分子有极性，A错误；熔融状态下能导电的化合物是离子化合物，共价化合物在熔融状态下不能电离出自由移动的离子，不能导电，B正确；分子的稳定性与键能有关，键能越小，稳定性越强，原子半径：F＜Cl＜Br，键能：Si-F>Si-Cl>Si-21．下列有关物质结构或性质的描述中，正确的是A．SO3B．键角：NHC．F的电负性大于Cl的电负性，所以酸性：CFD．HF分子间的氢键：氢键【答案】C【解析】SO32-中心原子S原子的价电子对数=3+6+2-3×22=4，含1对孤电子对，空间构型为三角锥形，A错误；CH4分子呈正四面体形，NH3分子呈三角锥形，则键角：NH3<CH4，B错误；F的电负性大于Cl的电负性，F-C22．X、Y、Z、W、R是原子序数依次增大的短周期主族元素，其中W和R位于同一主族，由这五种元素组成的一种化合物的结构如下图所示。下列说法正确的是A．原子半径：R>Z>W B．C．简单氢化物的沸点：Y>Z>【答案】A【解析】根据化合物的结构，结合X、Y、Z、W、R是原子序数依次增大的短周期主族元素，W和R同主族，Y形成4个共价键，则Y是C元素；Z原子序数大于Y且形成三个共价键，则Z是N元素；W和R位于同一主族且W和R均形成两个共价键，则W是O元素，R是S元素；X只能形成1个共价键且原子序数最小，则X是H元素。同一主族从上到下原子半径增大，则原子半径：S＞O，同一周期，从左到右，原子半径减小，则原子半径：O＞N，故三种原子半径：S>N>O，A正确；YW32-是CO32-，中心原子C原子的价层电子对数=3+4+2-3×22=3，为sp2杂化，其空间结构是平面三角形，RW32-是SO32-，中心原子S原子的价层电子对数=3+6+2-3×22=4，为sp3杂化且存在1对孤电子对，其空间结构是三角锥形，空间结构不相同，B错误；Y、Z、W分别是C、N、O，形成的氢化物分别为CH423．科学家设计并制备出了一种新型的稳定手性化合物(其分子中的手性氧鎓离子结构如图)。下列叙述错误的是A．手性氧鎓离子中含非极性键和极性键B．手性氧鎓离子中碳原子采用sp2、spC．1mol手性氧鎓离子含10mols-spD．手性氧鎓离子中氧元素的电负性最大【答案】C【解析】该化合物中所含碳碳键是非极性键、碳氧键是极性键，A正确；手性氧鎓离子中苯环上的碳原子采用sp2杂化，甲基上碳原子采用sp3杂化，B正确；手性氧鎓离子苯环上的碳原子采用sp2杂化，和氢原子形成8mols-sp2型σ键，故1mol手性氧鎓离子含8mols-sp2型σ键，C错误；该化合物含C、H、O三种元素，24．下列物质的熔点、沸点比较，正确的是A．熔点：金刚石>碳化硅>晶体硅B．沸点：HBrC．沸点：D．沸点：【答案】A【解析】共价晶体中半径越小，键长越短，共价键越强，熔点越高，原子半径：C＜Si，键长：C−C＜C−Si＜Si−Si，则熔沸点：金刚石>碳化硅>晶体硅，A正确；结构相似的氢化物相对分子质量越大，分子间作用力越强，熔沸点越高，则熔沸点为：HF>HBr>HCl，B错误；烷烃分子中，碳原子数越多，熔沸点越大，则沸点：，C错误；分子内氢键可使物质的熔沸点降低，分子间氢键可使物质的熔沸点升高，邻羟基苯甲酸能形成分子内氢键，对羟基苯甲酸能形成分子间氢键，沸点：，25．灰锡与金刚石的晶体类型相同，其晶胞如图所示。下列有关说法不正确的是A．一个灰锡晶胞中含有8个Sn原子B．灰锡属于共价晶体，其熔点低于金刚石C．若Sn-Sn键的键长为apmD．灰锡中每个Sn原子周围与它距离最近的Sn原子有4个【答案】C【解析】由晶胞结构可知Sn原子位于顶点、面心和体内，个数为：8×18+6×12+4=8，含有8个Sn原子，A正确；灰锡与金刚石的晶体类型相同，即灰锡也为共价晶体，Sn原子半径大于C，C-C的键长比Sn-Sn键的键长短，键能大，因此熔点高于灰锡，B正确；由晶胞结构可知，该晶胞体对角线长等于4个Sn-Sn键的键长，则晶胞参数为43a3 pm，C二、填空题26．电化学装置可实现化学能与电能的直接转化，是助力实现“30、60”双碳目标的一种重要路径。(1)图1所示的盐桥电池工作时，Zn为极(填“正”或“负”)，Cu电极的电极反应式为，盐桥中的K+移向池(填“左”或“右”)(2)图2所示装置是用甲烷燃料电池电解饱和NaCl溶液的实验。①甲烷燃料电池工作时，负极的电极反应式为。②乙池工作时，电子由(填“c”或“d”)极流出，电解总方程式为，d电极附近观察到的现象是(3)图3是牺牲阳极保护法实验装置。请根据提供的试剂完成探究防止Fe腐蚀的实验方案：按图3所示连接装置，过一段时间，取Fe电极区域少量溶液于试管中，，说明铁片没有被腐蚀(即能有效防腐)。供选试剂：KSCN溶液、H2O2溶液、新制氯水、K3FeCN【答案】(1)负Cu2++2e-=Cu右(2)CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+c2NaCl+2H2O通电2NaOH+H2↑+Cl2↑溶液变红，有气泡产生(3)加入K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液，没有现象【解析】（1）此装置中锌的活泼性强于铜，锌失去电子，为负极；Cu电极为正极，铜离子得到电子发生还原反应，电极反应式Cu2++2e-=Cu；原电池中阳离子向正极移动，故盐桥中的K+移向右池；（2）①甲为原电池，负极甲烷发生反应，电极反应为：CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+；②甲装置中a极为负极，与a极相连的d极为阴极，则c极为阳极，乙池工作时，电子由c极流出；电解氯化钠饱和溶液反应方程式为：2NaCl+2H2O通电2NaOH+H2↑+Cl2↑；d为阴极，电极反应为：2H2O+2e-=H2+2OH-，生成OH-，酚酞溶液变红，同时产生氢气，有气泡产生；（3）图3装置，过一段时间，如果Fe片被腐蚀，则溶液中有Fe2+，加入K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液，会产生蓝色沉淀，如果没有现象证明铁片没有被腐蚀。三、解答题27．碳和氮是组成蛋白质的主要元素，能形成多种物质。(1)碳与铁可以形成合金。从结构角度分析，Fe3+较Fe2+稳定的原因是(2)碳与其他元素一起能形成多种酸、酸根或有机物。①CO32-的空间构型是②类卤素(SCN)2对应的酸有两种，理论上硫氰酸(H-S-C≡N)的沸点低于异硫氰酸(H③有机物尿素[CO(NH2)2]。尿素中C、N、O第一电离能大小顺序为。(3)氮与其他元素一起能形成多种还原剂和氧化剂。①肼(N2H4)的电子式为。②三氟化氮(NF3)和三氯化氮(NCl3)是两种强氧化剂，N原子的杂化方式是。键角：NF3NCl3(填“>”或“<”)。【答案】(1)Fe3+的3d能级为3d(2)平面三角形异硫氰酸分子间可形成氢键，而硫氰酸分子间不能形成氢键N>O>C(3)sp3<【解析】（1）Fe为26号元素，电子排布式为1s22s22p63s2（2）①CO32-的中心原子碳原子的价层电子对数为②因为异硫氰酸分子间可形成氢键，而硫氰酸分子间不能形成氢键，故硫氰酸(H-S③同周期从左向右，元素的第一电离能呈最大趋势，但第VA族的3p能级处于半充满的稳定状态，第一电离能大于相邻元素，所以第一电离能大小为N>（3）①肼的分子式为N2H4②NF3中氮原子价层电子对数3+5-3×12=4，含一个孤电子对，NCl3中氮原子价层电子对数3+5-3×12=4，含一个孤电子对；由于电负性28．回答下列问题：(1)C60晶体在熔化时破坏的作用力为(2)①CH3Cl②CH2=CH2③④金刚石，这四种物质中碳原子采取sp2杂化的是(填序号)(3)COCl2分子中所有原子均满足8电子构型，COCl2分子中σ键和π键的个数比为(4)As4O6的分子结构如图所示，其中As原子的杂化方式为(5)用价层电子对互斥理论推断SnBr2的VSEPR模型名称是；属于分子(填“极性”或“非极性”)分子中Br-Sn-Br的键角120°(【答案】(1)范德华力(2)②③1(3)3：1(4)sp3(5)平面三角形极性<【解析】（1）C60（2）①中碳连了三个碳氢键和一个碳氯键，碳原子采取sp3杂化；②中每个碳原子是3个σ键和1个π键，碳原子采取sp2杂化；③中每个碳原子是3个σ键，6个碳原子形成1个大π键，碳原子采取sp2杂化；④金刚石中每个碳