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江苏省无锡市天一中学2021-2022学年高二下学期期中考试化学试题Word版含解析
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这是一份江苏省无锡市天一中学2021-2022学年高二下学期期中考试化学试题Word版含解析，共22页。试卷主要包含了 莽草酸的分子结构模型如图所示， 下列判断中不正确的是等内容，欢迎下载使用。
江苏省天一中学2021-2022学年春学期期中试卷
高二化学
可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 O 16 Na 23 S 32 Cl 35.5 Ti 48 Fe 56 Cu 64
第I卷 选择题
选择题：(本题包括15小题，每小题3分，共计45分。每小题只有一个选项符合题意)。
1. 人们熟悉的影片《蜘蛛侠》为我们塑造了一个能飞檐走壁、过高楼如履平地的蜘蛛侠，现实中的蜘蛛能在天花板上爬行自如，蜘蛛之所以不会从天花板上掉下的主要原因是
A. 蜘蛛的脚尖端锋利，能抓住天花板
B. 蜘蛛的脚上有“胶水”，从而能使蜘蛛粘在天花板上
C. 蜘蛛脚上的大量细毛与天花板之间存在范德华力，这一“黏力”使蜘蛛不致坠落
D. 蜘蛛有特异功能能抓住任何物体
【答案】C
【解析】
【详解】蜘蛛不会掉下的主要原因是蜘蛛脚上的大量毛与天花板之间存在范德华力，故选C。
2. 莽草酸的分子结构模型如图所示(分子中只有C、H、O三种原子)。其分子中手性碳原子的个数为
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
【答案】C
【解析】
【详解】连有4个不同原子或原子团的碳原子为手性碳原子，根据莽草酸的分子结构模型可知其结构简式为，其分子中有3个手性碳原子(用*号标出)，故选C。
3. 元素周期表长周期共有18个纵行，从左到右排为18列，即碱金属是第1列，稀有气体是第18列。按这种规定，下列说法正确的是（ ）
A. 第9列元素中没有非金属
B. 第15列元素的原子最外层的电子排布是ns2np5
C. 最外层电子排布为ns2的元素一定在第2列
D. 第11、12列为d区的元素
【答案】A
【解析】
【详解】A．第9列是过渡元素中的第Ⅷ族元素，全部是金属元素，故A正确；
B．第15列是第ⅤA族元素，原子最外层电子排布是ns2np3，故B错误；
C．最外层电子排布为ns2的元素除第二列(第ⅡA族)外，还有零族的氦元素及众多的过渡元素，故C错误；
D．第11、12列是第ⅠB、ⅡB族元素，为ds区元素，故D错误；
答案选A。
【点睛】本题的易错点为C，由于存在能级交错现象，如第四周期，在过渡金属部分存在3d14s2、3d24s2、3d34s2、3d54s2、…，最外层电子排布为4s2。
4. 下列判断中不正确的是
A. 熔融态能够导电的晶体一定是离子晶体
B. 不同族元素氧化物可形成同类晶体
C. 同族元素氧化物可形成不同类型晶体
D. 氯化铵固体属于离子晶体，加热使其分解时破坏了离子键和共价键
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A．熔融态能够导电的晶体不一定是离子晶体，可能是金属晶体，A错误；
B．不同族元素氧化物可形成同类晶体，例如氧化钠、氧化镁等均是离子晶体，B正确；
C．同族元素氧化物可形成不同类型晶体，例如二氧化硅是共价晶体，二氧化碳是分子晶体，C正确；
D．氯化铵是离子化合物，氯化铵固体属于离子晶体，氯化铵中存在离子键和共价键，加热使其分解时生成氨气和氯化氢，破坏了离子键和共价键，D正确；
答案选A。
5. 美国《科学》杂志曾报道：在40GPa的高压下，用激光加热到1800K，人们成功制得了共价晶体CO2，下列对该物质的推断一定不正确的是
A. 该共价晶体中含有极性键
B. 该共价晶体易汽化，可用作制冷材料
C. 该共价晶体有很高熔沸点
D. 该共价晶体的硬度大，可用作耐磨材料
【答案】B
【解析】
【详解】A、CO2固态时由分子晶体变为共价晶体，其成键情况也发生了变化，由原来的变为，但化学键依然为极性共价键，A项正确;
B、CO2由分子晶体变成共价晶体，熔沸点高，不易汽化，不适合作制冷材料，B不正确;
C、CO2由分子晶体变成共价晶体，共价晶体有很高的熔沸点，故C正确;
D、CO2由分子晶体变成共价晶体，共价晶体具有硬度大耐磨等特点，D项正确;
答案选Ｂ。
6. 科学家利用四种原子序数依次递增的短周期元素W、X、Y、Z“组合”成一种具有高效催化性能的超分子，其分子结构示意图如图所示(注：实线代表共价键，其他重复单元的W、X未标注)。W、X、Z分别位于不同周期，Z的原子半径在同周期元素中最大。下列说法不正确的是
A. Y的单质的氧化性在同主族中最强
B. 简单离子半径：
C Z与Y可形成多种离子化合物
D. 简单氢化物的热稳定性；
【答案】B
【解析】
【分析】根据题图可知，W形成1个共价键，且是四种短周期元素W、X、Y、Z中原子序数最小元素，说明W原子核外只有1个电子，又W、X、Z分别位于不同周期，则W是H元素；X形成4个共价键，则X是C元素；Z的原子半径在同周期元素中最大，则Z是Na元素；Y形成2个共价键，其原子序数比C元素的大，比Na元素的小，则Y是O元素。
【详解】
A．同主族元素自上而下，元素非金属性逐渐减弱，单质的氧化性逐渐减弱，故的氧化性在同主族中最强，A项正确；
B．电子层结构相同的不同离子，核电荷数越大，离子半径越小，故简单离子半径，B项错误；
C．O、两种元素可形成、等离子化合物，C项正确；
D．元素的非金属性越强，其形成的简单氢化物的热稳定性就越强，X是C元素，Y是O元素，由于元素的非金属性，所以形成的简单氢化物的热稳定性，D项正确；
故选B。
7. 下列有关主族元素M、N非金属性强弱比较的说法中，正确的是
选项
事实
非金属性
A
第一电离能
B
电负性
C
基态原子价层电子排布M：，N：
D
原子半径
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A．元素第一电离能越大，说明原子越难失去电子，所以非金属性强，故A错误；
B．元素非金属性越强，电负性也越强，所以电负性相同时，则非金属性也应相同，故B正确；
C．若n=2，基态原子价层电子排布 M：2s22p3，则M为氮元素，N：2s22p4，则N为氧元素，氧的非金属性强于氮，故C错误；
D．同主族元素或同周期元素比较，原子半径越小，非金属性越强，非同主族元素或同周期元素则无法比较，故D错误；
故选：B。
8. 常温下三氯化氮( NCl3)是一种淡黄色液体，其分子结构呈三角锥形，以下关于NCl3的说法正确的是
A. 分子中N—Cl键是非极性键
B. 分子中不存在孤电子对
C. NCl3分子是极性分子
D. 因N—Cl键的键能大，它的沸点高
【答案】C
【解析】
【分析】NCl3的电子式为，N原子上还有一对孤电子对。NCl3分子类似于NH3。N原子上还有孤电子对，不是＋5价，为极性分子，结构不对称，类似于NH3，为三角锥形。N－Cl键为极性键，键能大说明分子稳定，而物质的熔、沸点的高低应受分子间作用力影响，与共价键强弱无关。
【详解】A. N和Cl是两种不同的原子，分子中N—Cl键是极性键，故A错误；
B. NCl3的电子式为，N原子上还有一对孤电子对，故B错误；
C.结构不对称， NCl3分子是极性分子，故C正确；
D. 物质的熔、沸点的高低应受分子间作用力影响，与共价键强弱无关，故D错误；
故选C。
9. 最近发现一种钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如下图所示，顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，它的化学式为
A. Ti14C13 B. TiC C. Ti4C4 D. Ti4C3
【答案】A
【解析】
【详解】气态团簇分子的结构是表示分子真实组成的式子，由图可知，气态团簇分子由１４个钛原子和１３个碳原子构成，它的化学式为Ti14C13；
答案选A。
10. 如图所示，a为乙二胺四乙酸()，易与金属离子形成螯合物，b为与形成的螯合物。下列叙述正确的是
A. a和b中N原子均采取杂化 B. b中的配位数为4
C. a中配位原子是C原子 D. b中含有共价键、离子键和配位键
【答案】A
【解析】
【详解】A． a中N原子有3对键电子对，还有1对孤对电子，b中N原子有4对键电子对，没有孤对电子，则a、b中N原子均采取杂化，A正确；
B． b为配离子，的配位数为6，B错误；
C． a不是配合物，C错误；
D． b中钙离子与N、O之间形成配位键，其他原子之间形成共价键，不含离子键，D错误；
故选A。
11. 碳元素有多种同素异形体，其中C60、石墨与金刚石的结构如图所示。
已知C60的结构是由正五边形和正六边形组成的凸32面体。下列有关说法正确的是
A. C60中含有20个正五边形和12个正六边形
B. 石墨的层内碳原子之间只存在 σ 键
C. 石墨中层间碳原子之间存在化学键
D. 如图所示的金刚石晶胞中有8个碳原子
【答案】D
【解析】
【详解】A．C60的结构是由正五边形和正六边形组成的凸32面体，设正六边形x个，正五边形y个，由欧绿公式得到60＋(x＋y)－=2，每个正六边形有6个键，每个正五边形有5个键，(有一个双键)，解得x=20，y=12，因此C60中含有12个正五边形和20个正六边形，故A错误；
B．石墨的层内碳原子之间存在σ键，石墨每个碳原子经过sp2杂化后，还剩余一个未被杂化的p轨道，肩并肩重叠，形成π键，故B错误；
C．石墨中层间碳原子之间是通过范德华力连接，不存在化学键，故C错误；
D．如图所示的金刚石晶胞中碳原子有8个在顶点，6个在面心，4个在体内，因此含有 个碳原子，故D正确。
综上所述，答案为D。
12. 用如图所示装置(X、Y是直流电源的两极)分别进行下列各组实验,则下表中各项所列对应关系均正确的一组是
选项
X极
实验前U形管中液体
通电后现象及结论
A
正极
Na2SO4溶液
U形管两端滴入酚酞后，a管中呈红色
B
正极
AgNO3溶液
b管中电极反应式是4OH--4e-=O2↑+2H2O
C
负极
CuCl2溶液
b管中有气体逸出
D
负极
NaOH溶液
溶液pH降低
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【分析】本题考查了电解过程中，溶液pH的变化，电极反应式的书写和电解产物；根据电解规律“有氢无氧增碱性，有氧无氢增酸性，有氢有氧增原性”分析溶液pH的变化。
【详解】A. 电解Na2SO4溶液，实质是电解水，X极为正极，a管附近石墨电极的对应阳极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O，Y为负极，b管附近石墨对应阴极反应式为2H++2e-=H2↑，氢离子浓度降低，故两端滴入酚酞后，b管中呈红色，A错误；
B.电解硝酸银，阳离子放电顺序Ag+〉H+，阴离子放电顺序NO3-＜OH-，Y为负极，b管附近石墨对应阴极反应式为Ag++e-=Ag，B错误；
C.电解氯化铜，阳离子放电顺序Cu2+〉H+，阴离子放电顺序OH-＜Cl-，故实质为电解电解质，Y为正极，b管附近石墨对应阳极反应为2Cl--2e-=Cl2↑，产生氯气，C正确；
D.电解氢氧化钠，本质上为电解水，NaOH溶液浓度增大，碱性更强，pH增大，D错误；
答案为C。
13. 锌铜原电池装置如下图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是
A. 铜电极上发生氧化反应
B. 电池工作一段时间后，甲池的不变
C. 电池工作一段时间后，甲池溶液总质量增加，乙池溶液的总质量减小
D. 阴、阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡
【答案】B
【解析】
【详解】A．铜锌原电池，锌作负极，铜作正极，铜电极上发生还原反应，故A错误；
B．甲池的不参加反应，浓度不变，故B正确；
C．铜锌原电池，锌作负极，铜作正极，铜离子在铜电极上沉淀，锌离子通过阳离子交换膜进入乙池，根据电荷守恒，每析出64g铜，就补充65g锌离子，所以电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加，故C错误；
D．由于中间存在阳离子交换膜，只有阳离子能通过，阴离子不能通过，故D错误；
答案为B。
14. 我国科学家在太阳能光电催化—化学耦合分解硫化氢研究中获得新进展，相关装置如图所示。下列说法不正确的是
A. 该装置的总反应为H2SH2＋S
B. 能量转化方式主要为“光能→电能→化学能”
C. a极上发生的电极反应为Fe2＋-e-=Fe3＋
D. a极区需不断补充含Fe3＋和Fe2＋的溶液
【答案】D
【解析】
【详解】A．该装置发生的有关反应为H2S＋2Fe3＋=2H＋＋S＋2Fe2＋(a极区)、2Fe2＋-2e-=2Fe3＋(a极)、2H＋＋2e-=H2(b极)，这三个反应相加，结合反应条件得到总反应H2SH2＋S，A项正确；
B．该制氢工艺中光能转化为电能，最终转化为化学能， B项正确；
C．a电极上的发生的反应是由Fe2＋转化为Fe3＋，电极反应方程式为Fe2＋-e-=Fe3＋，C项正确；
D．a极区涉及两步反应，第一步利用氧化态Fe3＋高效捕获H2S得到硫和还原态Fe2＋，第二步是还原态Fe2＋在a极表面失去电子生成氧化态Fe3＋，这两步反应反复循环进行，所以a极区无需补充含Fe3＋和Fe2＋的溶液， D项错误。
答案为D。
15. 三室式电渗析法处理含废水的原理如图所示，在直流电源的作用下，两膜中间的和可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。工作一段时间后，在两极区均得到副产品。下列叙述正确的是
A. a极为电源正极，b极为电源负极
B. c膜是阳离子交换膜，d膜是阴离子交换膜
C. 阴极电极反应式为
D. 当电路中通过电子的电量时，会有生成
【答案】B
【解析】
【分析】在直流电场的作用下，两膜中间的和可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室，则与电源a电极连接的石墨为阴极，电极反应2H++2e-=H2↑ ，II室中通过c膜进入I室，与反应生成硝酸铵，则a为电源负极，b为电源正极，与之相连的石墨为阳极，电极反应4OH--4e-=2H2O+O2↑，II室中透过d膜进入III室，与形成硝酸铵；
【详解】A．分析可知a极为电源负极，b极为电源正极，故A错误；
B．a为电源负极，b为电源正极，与a电极连接的石墨为阴极，电极反应2H++2e-=H2↑ ，II室中通过c膜进入I室，与反应生成硝酸铵，与b相连的石墨为阳极，电极反应4OH--4e-=2H2O+O2↑，II室中透过d膜进入III室，与形成硝酸铵，故c膜是阳离子交换膜，d膜是阴离子交换膜，故B正确；
C．阴极电极反应式为：2H++2e-=H2↑，故C错误；
D．当电路中通过1mol电子的电量时，会有0.25molO2生成，温度压强不知不能计算气体体积，故D错误；
故选B。
第II卷 非选择题
二、非选择题：共4题，共55分
16. 填空。
（1）将燃煤产生的二氧化碳回收利用，可达到低碳排放的目的。下图是通过人工光合作用，以和为原料制备和的原理示意图。电极b作_______极，表面发生的电极反应为_______。
（2）浓差电池中的电动势是由于电池中存在浓度差而产生的。某浓差电池的原理如下图所示，该电池从浓缩海水中提取的同时又获得了电能。
①X为_______极，Y极反应式为_______。
②Y极生成时，_______移向_______(填“X”或“Y”)极。
（3）一种以肼(N2H4)为液体燃料的电池装置如下图所示。该电池用空气中的氧气作氧化剂，作电解质。负极反应式为_______；正极反应式为_______。
【答案】（1） ①. 正 ②. CO2+2H++2e-=HCOOH
（2） ①. 正 ②. 2Cl--2e-=Cl2↑ ③. 2 ④. X
（3） ①. N2H4+4OH--4e-=N2+4H2O ②. O2+2H2O+4e-=4OH-
【解析】
【小问1详解】
图中装置没有外加电源，属于原电池装置，CO2在电极b附近转化为HCOOH，发生还原反应，因此电极b作正极；结合得失电子守恒可知发生的电极反应式为CO2+2H++2e-=HCOOH；
【小问2详解】
①由图可知原电池装置电极X附近H+转化为H2，发生还原反应，则X为正极；Y电极为负极，电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑；
②由电极反应式2Cl--2e-=Cl2↑可知Y极生成1 mol Cl2时，转移电荷数为2mol，则有2mol Li+移向X极；
小问3详解】
燃料在负极失电子，即负极反应式为N2H4+4OH--4e-=N2+4H2O；氧气在正极得电子，正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-。
17. 下表为元素周期表的一都分，其中的编号代表对应的元素。
请回答下列问题：
（1）表中属于d区的元素是_______(填编号)。
（2）某元素的特征电子排布式为，该元素原子的价层电子的轨道表示式为_______。
（3）某些不同族元素的性质也有一定的相似性，如上表中元素⑤与元素②的氢氧化物有相似的性质。请写出元素②的氢氧化物与溶液反应的化学方程式：_______。
（4）用元素符号写出轨道半充满的元素_______。
（5）过渡元素铜的化合物，胆矾可写为，其结构示意图如下：
下列有关胆矾的说法正确的是_______(填字母)。
A. 所有氧原子都采取杂化 B. 氧原子存在配位键和氢键两种化学键
C. 的外围电子排布式为 D. 胆矾中的水在不同温度下会分步失去
（6）随着科学技术的发展，不断有新的元素被发现。若发现119号元素，应排在周期表的位置为_______。
【答案】（1）⑨ （2）
（3）Be(OH)2+2NaOH=Na2BeO2+2H2O
（4）Cu （5）D
（6）第八周期ⅠA族
【解析】
【小问1详解】
元素周期表中ⅢB~ⅦB以及Ⅷ族元素(除镧系和锕系外)属于d区元素，元素⑨属于d区。
【小问2详解】
某元素的特征电子排布式为，s能级最多容纳2个电子，则n=2，该元素原子的价层电子排布式为2s22p3，轨道表示式为。
【小问3详解】
根据氢氧化铝和氢氧化钠反应的方程式，可知Be(OH)2和NaOH反应生成Na2BeO2和水，反应的化学方程式为Be(OH)2+2NaOH=Na2BeO2+2H2O。
【小问4详解】
⑩号元素是Cu，价电子排布式为3d104s1，轨道半充满的元素是Cu；
【小问5详解】
A．中非羟基氧原子不是中心原子，不参与杂化杂化，故A错误；；
B．氢键不是化学键，故B错误；
C．的外围电子排布式为，故C错误；
D．根据胆矾的结构式，可知有4个水分子通过配位键与Cu2+结合，有1个水分子通过氢键与其它原子结合，作用力不同，所以胆矾中的水在不同温度下会分步失去，故D正确；
选D。
【小问6详解】
118号元素是第七周期0族元素，所以119号元素应排在周期表的位置为第八周期ⅠA族。
18. 已知A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次增大，其中A原子所处的周期数、族序数都与其原子序数相等；B原子核外电子有6种不同的运动状态，s轨道电子数是p轨道电子数的两倍；D原子L层上有2对成对电子；E+核外有3层电子且M层3d轨道电子全充满。请回答下列问题：
（1）E元素基态原子的电子排布式为_______。
（2）B、C、D三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为_______(填元素符号)。B、C、D元素可以组合成平面三角形结构的微粒是_______(填化学式)。
（3）D元素与氟元素相比，电负性：D_______(填“>”“=”或“<”)F，下列表述中能证明这一事实的是_______(填字母)。
A.常温下氟气的颜色比D单质的颜色深
B.氟气与D的氢化物剧烈反应，产生D的单质
C.氟与D形成的化合物中D元素呈正价态
D.比较两元素的单质与氢气化合时得电子的数目
（4）E的晶胞如图所示，E原子的配位数为_______。
（5）是重要的石油化工原料，分子内键与键的数目比_______。
【答案】（1）1s22s22p63s23p63d104s1
（2） ①. C、O、N ②. 同一周期，随着原子序数的增加，元素的第一电离能呈现增大的趋势。但氮元素的外层电子达到半充满的稳定构型，其第一电离能大于氧元素
（3） ①. < ②. BC
（4）12 （5）5：1
【解析】
【分析】A原子所处的周期数、族序数都与其原子序数相等，A为H元素；B原子核外电子有6种不同的运动状态，s轨道电子数是p轨道电子数的两倍，B为C元素；D原子L层上有2对成对电子，其排布为1s22s22p4，D为O元素；C介于C、O之间，为N元素；E＋离子核外有3层电子且M层3d轨道电子全充满，E原子核外电子数为2+8+18+1=29，E为Cu元素。
【小问1详解】
Cu原子的原子序数为29，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1；答案为：1s22s22p63s23p63d104s1；
【小问2详解】
同一周期，随着原子序数的增加，元素的第一电离能呈现增大的趋势。但氮元素的外层电子达到半充满的稳定构型，其第一电离能大于氧元素；所以 C、N、O三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为C、O、N；答案为：C、O、N；同一周期，随着原子序数的增加，元素的第一电离能呈现增大的趋势。但氮元素的外层电子达到半充满的稳定构型，其第一电离能大于氧元素；
【小问3详解】
非金属性越强其电负性越大，O元素与氟元素相比，电负性O < F；
A.电负性为元素的化学性质，而气体的颜色为物理性质，没有可比性，A错误；
B.氟气与水剧烈反应，产生氧气，氟气置换氧气，说明F的非金属性大于O，电负性较大，B正确；
C.F与O形成的化合物中O元素呈正价态，说明F的非金属性大于O的非金属性，电负性F大，C正确；
D.F2与氢气冷暗处发生爆炸，O2与氢气点燃才能发生反应，说明非金属性氟最大，不能看两元素的单质与氢气化合时得电子的数目的多少，而是看得电子的能力，D错误；
故选：BC。
【小问4详解】
E为Cu元素，金属铜采用面心立方最密堆积，配位数=3×8×=12；
【小问5详解】
C2H4是重要的石油化工原料,它是最简单的烯烃，含有碳碳双键，其结构式为 ；单键由1个σ键形成，双键由1个σ键和π键形成，则5：1。
19. 钛的化合物如、、、等均有着广泛用途。
（1）写出Ti的基态原子的核外电子排布式：_______。
（2）熔点是-25℃，沸点136.4℃，可溶于苯或，该晶体属于_______晶体；中B原子的杂化类型为_______。
（3）在催化作用下，可将氧化成，进而得到。与互为等电子体的分子化学式为_______。
（4）难溶于水和稀酸，但能溶于浓硫酸，析出含有钛酰离子的晶体，钛酰离子常成为链状聚合形式的阳离子，其结构形式如图1，化学式为_______。
（5）金属钛内部原子的堆积方式是面心立方堆积方式，如图2，若该晶胞的密度为，阿伏加德罗常数为，则该晶胞的边长为_______cm。
【答案】（1）1s22s22p63s23p63d24s2
（2） ①. 分子 ②. sp3
（3）CO2 （4）
（5）
【解析】
【小问1详解】
Ti是22号元素，Ti的基态原子的核外电子排布式1s22s22p63s23p63d24s2；
【小问2详解】
熔点是-25℃，沸点136.4℃，可溶于苯或，熔沸点低，该晶体属于分子晶体；中B原子的价电子对数为，杂化类型为sp3。
【小问3详解】
原子数相等、价电子数也相等的微粒为等电子体，价电子数为16，与互为等电子体的分子化学式为CO2。
【小问4详解】
每个O原子被两个Ti原子共用、每个Ti原子被两个O原子共用，利用均摊法可知二者原子个数之比为1：1； Ti元素为+4价、O元素为-2价，其化学式为。
【小问5详解】
根据均摊原则，晶胞中Ti原子数为，若该晶胞的密度为，阿伏加德罗常数为，设晶胞的边长为acm，则，a=。
江苏省天一中学2021-2022学年春学期期中试卷
高二化学
可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 O 16 Na 23 S 32 Cl 35.5 Ti 48 Fe 56 Cu 64
第I卷 选择题
选择题：(本题包括15小题，每小题3分，共计45分。每小题只有一个选项符合题意)。
1. 人们熟悉的影片《蜘蛛侠》为我们塑造了一个能飞檐走壁、过高楼如履平地的蜘蛛侠，现实中的蜘蛛能在天花板上爬行自如，蜘蛛之所以不会从天花板上掉下的主要原因是
A. 蜘蛛的脚尖端锋利，能抓住天花板
B. 蜘蛛的脚上有“胶水”，从而能使蜘蛛粘在天花板上
C. 蜘蛛脚上的大量细毛与天花板之间存在范德华力，这一“黏力”使蜘蛛不致坠落
D. 蜘蛛有特异功能能抓住任何物体
【答案】C
【解析】
【详解】蜘蛛不会掉下的主要原因是蜘蛛脚上的大量毛与天花板之间存在范德华力，故选C。
2. 莽草酸的分子结构模型如图所示(分子中只有C、H、O三种原子)。其分子中手性碳原子的个数为
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
【答案】C
【解析】
【详解】连有4个不同原子或原子团的碳原子为手性碳原子，根据莽草酸的分子结构模型可知其结构简式为，其分子中有3个手性碳原子(用*号标出)，故选C。
3. 元素周期表长周期共有18个纵行，从左到右排为18列，即碱金属是第1列，稀有气体是第18列。按这种规定，下列说法正确的是（ ）
A. 第9列元素中没有非金属
B. 第15列元素的原子最外层的电子排布是ns2np5
C. 最外层电子排布为ns2的元素一定在第2列
D. 第11、12列为d区的元素
【答案】A
【解析】
【详解】A．第9列是过渡元素中的第Ⅷ族元素，全部是金属元素，故A正确；
B．第15列是第ⅤA族元素，原子最外层电子排布是ns2np3，故B错误；
C．最外层电子排布为ns2的元素除第二列(第ⅡA族)外，还有零族的氦元素及众多的过渡元素，故C错误；
D．第11、12列是第ⅠB、ⅡB族元素，为ds区元素，故D错误；
答案选A。
【点睛】本题的易错点为C，由于存在能级交错现象，如第四周期，在过渡金属部分存在3d14s2、3d24s2、3d34s2、3d54s2、…，最外层电子排布为4s2。
4. 下列判断中不正确的是
A. 熔融态能够导电的晶体一定是离子晶体
B. 不同族元素氧化物可形成同类晶体
C. 同族元素氧化物可形成不同类型晶体
D. 氯化铵固体属于离子晶体，加热使其分解时破坏了离子键和共价键
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A．熔融态能够导电的晶体不一定是离子晶体，可能是金属晶体，A错误；
B．不同族元素氧化物可形成同类晶体，例如氧化钠、氧化镁等均是离子晶体，B正确；
C．同族元素氧化物可形成不同类型晶体，例如二氧化硅是共价晶体，二氧化碳是分子晶体，C正确；
D．氯化铵是离子化合物，氯化铵固体属于离子晶体，氯化铵中存在离子键和共价键，加热使其分解时生成氨气和氯化氢，破坏了离子键和共价键，D正确；
答案选A。
5. 美国《科学》杂志曾报道：在40GPa的高压下，用激光加热到1800K，人们成功制得了共价晶体CO2，下列对该物质的推断一定不正确的是
A. 该共价晶体中含有极性键
B. 该共价晶体易汽化，可用作制冷材料
C. 该共价晶体有很高熔沸点
D. 该共价晶体的硬度大，可用作耐磨材料
【答案】B
【解析】
【详解】A、CO2固态时由分子晶体变为共价晶体，其成键情况也发生了变化，由原来的变为，但化学键依然为极性共价键，A项正确;
B、CO2由分子晶体变成共价晶体，熔沸点高，不易汽化，不适合作制冷材料，B不正确;
C、CO2由分子晶体变成共价晶体，共价晶体有很高的熔沸点，故C正确;
D、CO2由分子晶体变成共价晶体，共价晶体具有硬度大耐磨等特点，D项正确;
答案选Ｂ。
6. 科学家利用四种原子序数依次递增的短周期元素W、X、Y、Z“组合”成一种具有高效催化性能的超分子，其分子结构示意图如图所示(注：实线代表共价键，其他重复单元的W、X未标注)。W、X、Z分别位于不同周期，Z的原子半径在同周期元素中最大。下列说法不正确的是
A. Y的单质的氧化性在同主族中最强
B. 简单离子半径：
C Z与Y可形成多种离子化合物
D. 简单氢化物的热稳定性；
【答案】B
【解析】
【分析】根据题图可知，W形成1个共价键，且是四种短周期元素W、X、Y、Z中原子序数最小元素，说明W原子核外只有1个电子，又W、X、Z分别位于不同周期，则W是H元素；X形成4个共价键，则X是C元素；Z的原子半径在同周期元素中最大，则Z是Na元素；Y形成2个共价键，其原子序数比C元素的大，比Na元素的小，则Y是O元素。
【详解】
A．同主族元素自上而下，元素非金属性逐渐减弱，单质的氧化性逐渐减弱，故的氧化性在同主族中最强，A项正确；
B．电子层结构相同的不同离子，核电荷数越大，离子半径越小，故简单离子半径，B项错误；
C．O、两种元素可形成、等离子化合物，C项正确；
D．元素的非金属性越强，其形成的简单氢化物的热稳定性就越强，X是C元素，Y是O元素，由于元素的非金属性，所以形成的简单氢化物的热稳定性，D项正确；
故选B。
7. 下列有关主族元素M、N非金属性强弱比较的说法中，正确的是
选项
事实
非金属性
A
第一电离能
B
电负性
C
基态原子价层电子排布M：，N：
D
原子半径
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A．元素第一电离能越大，说明原子越难失去电子，所以非金属性强，故A错误；
B．元素非金属性越强，电负性也越强，所以电负性相同时，则非金属性也应相同，故B正确；
C．若n=2，基态原子价层电子排布 M：2s22p3，则M为氮元素，N：2s22p4，则N为氧元素，氧的非金属性强于氮，故C错误；
D．同主族元素或同周期元素比较，原子半径越小，非金属性越强，非同主族元素或同周期元素则无法比较，故D错误；
故选：B。
8. 常温下三氯化氮( NCl3)是一种淡黄色液体，其分子结构呈三角锥形，以下关于NCl3的说法正确的是
A. 分子中N—Cl键是非极性键
B. 分子中不存在孤电子对
C. NCl3分子是极性分子
D. 因N—Cl键的键能大，它的沸点高
【答案】C
【解析】
【分析】NCl3的电子式为，N原子上还有一对孤电子对。NCl3分子类似于NH3。N原子上还有孤电子对，不是＋5价，为极性分子，结构不对称，类似于NH3，为三角锥形。N－Cl键为极性键，键能大说明分子稳定，而物质的熔、沸点的高低应受分子间作用力影响，与共价键强弱无关。
【详解】A. N和Cl是两种不同的原子，分子中N—Cl键是极性键，故A错误；
B. NCl3的电子式为，N原子上还有一对孤电子对，故B错误；
C.结构不对称， NCl3分子是极性分子，故C正确；
D. 物质的熔、沸点的高低应受分子间作用力影响，与共价键强弱无关，故D错误；
故选C。
9. 最近发现一种钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如下图所示，顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，它的化学式为
A. Ti14C13 B. TiC C. Ti4C4 D. Ti4C3
【答案】A
【解析】
【详解】气态团簇分子的结构是表示分子真实组成的式子，由图可知，气态团簇分子由１４个钛原子和１３个碳原子构成，它的化学式为Ti14C13；
答案选A。
10. 如图所示，a为乙二胺四乙酸()，易与金属离子形成螯合物，b为与形成的螯合物。下列叙述正确的是
A. a和b中N原子均采取杂化 B. b中的配位数为4
C. a中配位原子是C原子 D. b中含有共价键、离子键和配位键
【答案】A
【解析】
【详解】A． a中N原子有3对键电子对，还有1对孤对电子，b中N原子有4对键电子对，没有孤对电子，则a、b中N原子均采取杂化，A正确；
B． b为配离子，的配位数为6，B错误；
C． a不是配合物，C错误；
D． b中钙离子与N、O之间形成配位键，其他原子之间形成共价键，不含离子键，D错误；
故选A。
11. 碳元素有多种同素异形体，其中C60、石墨与金刚石的结构如图所示。
已知C60的结构是由正五边形和正六边形组成的凸32面体。下列有关说法正确的是
A. C60中含有20个正五边形和12个正六边形
B. 石墨的层内碳原子之间只存在 σ 键
C. 石墨中层间碳原子之间存在化学键
D. 如图所示的金刚石晶胞中有8个碳原子
【答案】D
【解析】
【详解】A．C60的结构是由正五边形和正六边形组成的凸32面体，设正六边形x个，正五边形y个，由欧绿公式得到60＋(x＋y)－=2，每个正六边形有6个键，每个正五边形有5个键，(有一个双键)，解得x=20，y=12，因此C60中含有12个正五边形和20个正六边形，故A错误；
B．石墨的层内碳原子之间存在σ键，石墨每个碳原子经过sp2杂化后，还剩余一个未被杂化的p轨道，肩并肩重叠，形成π键，故B错误；
C．石墨中层间碳原子之间是通过范德华力连接，不存在化学键，故C错误；
D．如图所示的金刚石晶胞中碳原子有8个在顶点，6个在面心，4个在体内，因此含有 个碳原子，故D正确。
综上所述，答案为D。
12. 用如图所示装置(X、Y是直流电源的两极)分别进行下列各组实验,则下表中各项所列对应关系均正确的一组是
选项
X极
实验前U形管中液体
通电后现象及结论
A
正极
Na2SO4溶液
U形管两端滴入酚酞后，a管中呈红色
B
正极
AgNO3溶液
b管中电极反应式是4OH--4e-=O2↑+2H2O
C
负极
CuCl2溶液
b管中有气体逸出
D
负极
NaOH溶液
溶液pH降低
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【分析】本题考查了电解过程中，溶液pH的变化，电极反应式的书写和电解产物；根据电解规律“有氢无氧增碱性，有氧无氢增酸性，有氢有氧增原性”分析溶液pH的变化。
【详解】A. 电解Na2SO4溶液，实质是电解水，X极为正极，a管附近石墨电极的对应阳极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O，Y为负极，b管附近石墨对应阴极反应式为2H++2e-=H2↑，氢离子浓度降低，故两端滴入酚酞后，b管中呈红色，A错误；
B.电解硝酸银，阳离子放电顺序Ag+〉H+，阴离子放电顺序NO3-＜OH-，Y为负极，b管附近石墨对应阴极反应式为Ag++e-=Ag，B错误；
C.电解氯化铜，阳离子放电顺序Cu2+〉H+，阴离子放电顺序OH-＜Cl-，故实质为电解电解质，Y为正极，b管附近石墨对应阳极反应为2Cl--2e-=Cl2↑，产生氯气，C正确；
D.电解氢氧化钠，本质上为电解水，NaOH溶液浓度增大，碱性更强，pH增大，D错误；
答案为C。
13. 锌铜原电池装置如下图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是
A. 铜电极上发生氧化反应
B. 电池工作一段时间后，甲池的不变
C. 电池工作一段时间后，甲池溶液总质量增加，乙池溶液的总质量减小
D. 阴、阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡
【答案】B
【解析】
【详解】A．铜锌原电池，锌作负极，铜作正极，铜电极上发生还原反应，故A错误；
B．甲池的不参加反应，浓度不变，故B正确；
C．铜锌原电池，锌作负极，铜作正极，铜离子在铜电极上沉淀，锌离子通过阳离子交换膜进入乙池，根据电荷守恒，每析出64g铜，就补充65g锌离子，所以电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加，故C错误；
D．由于中间存在阳离子交换膜，只有阳离子能通过，阴离子不能通过，故D错误；
答案为B。
14. 我国科学家在太阳能光电催化—化学耦合分解硫化氢研究中获得新进展，相关装置如图所示。下列说法不正确的是
A. 该装置的总反应为H2SH2＋S
B. 能量转化方式主要为“光能→电能→化学能”
C. a极上发生的电极反应为Fe2＋-e-=Fe3＋
D. a极区需不断补充含Fe3＋和Fe2＋的溶液
【答案】D
【解析】
【详解】A．该装置发生的有关反应为H2S＋2Fe3＋=2H＋＋S＋2Fe2＋(a极区)、2Fe2＋-2e-=2Fe3＋(a极)、2H＋＋2e-=H2(b极)，这三个反应相加，结合反应条件得到总反应H2SH2＋S，A项正确；
B．该制氢工艺中光能转化为电能，最终转化为化学能， B项正确；
C．a电极上的发生的反应是由Fe2＋转化为Fe3＋，电极反应方程式为Fe2＋-e-=Fe3＋，C项正确；
D．a极区涉及两步反应，第一步利用氧化态Fe3＋高效捕获H2S得到硫和还原态Fe2＋，第二步是还原态Fe2＋在a极表面失去电子生成氧化态Fe3＋，这两步反应反复循环进行，所以a极区无需补充含Fe3＋和Fe2＋的溶液， D项错误。
答案为D。
15. 三室式电渗析法处理含废水的原理如图所示，在直流电源的作用下，两膜中间的和可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。工作一段时间后，在两极区均得到副产品。下列叙述正确的是
A. a极为电源正极，b极为电源负极
B. c膜是阳离子交换膜，d膜是阴离子交换膜
C. 阴极电极反应式为
D. 当电路中通过电子的电量时，会有生成
【答案】B
【解析】
【分析】在直流电场的作用下，两膜中间的和可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室，则与电源a电极连接的石墨为阴极，电极反应2H++2e-=H2↑ ，II室中通过c膜进入I室，与反应生成硝酸铵，则a为电源负极，b为电源正极，与之相连的石墨为阳极，电极反应4OH--4e-=2H2O+O2↑，II室中透过d膜进入III室，与形成硝酸铵；
【详解】A．分析可知a极为电源负极，b极为电源正极，故A错误；
B．a为电源负极，b为电源正极，与a电极连接的石墨为阴极，电极反应2H++2e-=H2↑ ，II室中通过c膜进入I室，与反应生成硝酸铵，与b相连的石墨为阳极，电极反应4OH--4e-=2H2O+O2↑，II室中透过d膜进入III室，与形成硝酸铵，故c膜是阳离子交换膜，d膜是阴离子交换膜，故B正确；
C．阴极电极反应式为：2H++2e-=H2↑，故C错误；
D．当电路中通过1mol电子的电量时，会有0.25molO2生成，温度压强不知不能计算气体体积，故D错误；
故选B。
第II卷 非选择题
二、非选择题：共4题，共55分
16. 填空。
（1）将燃煤产生的二氧化碳回收利用，可达到低碳排放的目的。下图是通过人工光合作用，以和为原料制备和的原理示意图。电极b作_______极，表面发生的电极反应为_______。
（2）浓差电池中的电动势是由于电池中存在浓度差而产生的。某浓差电池的原理如下图所示，该电池从浓缩海水中提取的同时又获得了电能。
①X为_______极，Y极反应式为_______。
②Y极生成时，_______移向_______(填“X”或“Y”)极。
（3）一种以肼(N2H4)为液体燃料的电池装置如下图所示。该电池用空气中的氧气作氧化剂，作电解质。负极反应式为_______；正极反应式为_______。
【答案】（1） ①. 正 ②. CO2+2H++2e-=HCOOH
（2） ①. 正 ②. 2Cl--2e-=Cl2↑ ③. 2 ④. X
（3） ①. N2H4+4OH--4e-=N2+4H2O ②. O2+2H2O+4e-=4OH-
【解析】
【小问1详解】
图中装置没有外加电源，属于原电池装置，CO2在电极b附近转化为HCOOH，发生还原反应，因此电极b作正极；结合得失电子守恒可知发生的电极反应式为CO2+2H++2e-=HCOOH；
【小问2详解】
①由图可知原电池装置电极X附近H+转化为H2，发生还原反应，则X为正极；Y电极为负极，电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑；
②由电极反应式2Cl--2e-=Cl2↑可知Y极生成1 mol Cl2时，转移电荷数为2mol，则有2mol Li+移向X极；
小问3详解】
燃料在负极失电子，即负极反应式为N2H4+4OH--4e-=N2+4H2O；氧气在正极得电子，正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-。
17. 下表为元素周期表的一都分，其中的编号代表对应的元素。
请回答下列问题：
（1）表中属于d区的元素是_______(填编号)。
（2）某元素的特征电子排布式为，该元素原子的价层电子的轨道表示式为_______。
（3）某些不同族元素的性质也有一定的相似性，如上表中元素⑤与元素②的氢氧化物有相似的性质。请写出元素②的氢氧化物与溶液反应的化学方程式：_______。
（4）用元素符号写出轨道半充满的元素_______。
（5）过渡元素铜的化合物，胆矾可写为，其结构示意图如下：
下列有关胆矾的说法正确的是_______(填字母)。
A. 所有氧原子都采取杂化 B. 氧原子存在配位键和氢键两种化学键
C. 的外围电子排布式为 D. 胆矾中的水在不同温度下会分步失去
（6）随着科学技术的发展，不断有新的元素被发现。若发现119号元素，应排在周期表的位置为_______。
【答案】（1）⑨ （2）
（3）Be(OH)2+2NaOH=Na2BeO2+2H2O
（4）Cu （5）D
（6）第八周期ⅠA族
【解析】
【小问1详解】
元素周期表中ⅢB~ⅦB以及Ⅷ族元素(除镧系和锕系外)属于d区元素，元素⑨属于d区。
【小问2详解】
某元素的特征电子排布式为，s能级最多容纳2个电子，则n=2，该元素原子的价层电子排布式为2s22p3，轨道表示式为。
【小问3详解】
根据氢氧化铝和氢氧化钠反应的方程式，可知Be(OH)2和NaOH反应生成Na2BeO2和水，反应的化学方程式为Be(OH)2+2NaOH=Na2BeO2+2H2O。
【小问4详解】
⑩号元素是Cu，价电子排布式为3d104s1，轨道半充满的元素是Cu；
【小问5详解】
A．中非羟基氧原子不是中心原子，不参与杂化杂化，故A错误；；
B．氢键不是化学键，故B错误；
C．的外围电子排布式为，故C错误；
D．根据胆矾的结构式，可知有4个水分子通过配位键与Cu2+结合，有1个水分子通过氢键与其它原子结合，作用力不同，所以胆矾中的水在不同温度下会分步失去，故D正确；
选D。
【小问6详解】
118号元素是第七周期0族元素，所以119号元素应排在周期表的位置为第八周期ⅠA族。
18. 已知A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次增大，其中A原子所处的周期数、族序数都与其原子序数相等；B原子核外电子有6种不同的运动状态，s轨道电子数是p轨道电子数的两倍；D原子L层上有2对成对电子；E+核外有3层电子且M层3d轨道电子全充满。请回答下列问题：
（1）E元素基态原子的电子排布式为_______。
（2）B、C、D三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为_______(填元素符号)。B、C、D元素可以组合成平面三角形结构的微粒是_______(填化学式)。
（3）D元素与氟元素相比，电负性：D_______(填“>”“=”或“<”)F，下列表述中能证明这一事实的是_______(填字母)。
A.常温下氟气的颜色比D单质的颜色深
B.氟气与D的氢化物剧烈反应，产生D的单质
C.氟与D形成的化合物中D元素呈正价态
D.比较两元素的单质与氢气化合时得电子的数目
（4）E的晶胞如图所示，E原子的配位数为_______。
（5）是重要的石油化工原料，分子内键与键的数目比_______。
【答案】（1）1s22s22p63s23p63d104s1
（2） ①. C、O、N ②. 同一周期，随着原子序数的增加，元素的第一电离能呈现增大的趋势。但氮元素的外层电子达到半充满的稳定构型，其第一电离能大于氧元素
（3） ①. < ②. BC
（4）12 （5）5：1
【解析】
【分析】A原子所处的周期数、族序数都与其原子序数相等，A为H元素；B原子核外电子有6种不同的运动状态，s轨道电子数是p轨道电子数的两倍，B为C元素；D原子L层上有2对成对电子，其排布为1s22s22p4，D为O元素；C介于C、O之间，为N元素；E＋离子核外有3层电子且M层3d轨道电子全充满，E原子核外电子数为2+8+18+1=29，E为Cu元素。
【小问1详解】
Cu原子的原子序数为29，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1；答案为：1s22s22p63s23p63d104s1；
【小问2详解】
同一周期，随着原子序数的增加，元素的第一电离能呈现增大的趋势。但氮元素的外层电子达到半充满的稳定构型，其第一电离能大于氧元素；所以 C、N、O三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为C、O、N；答案为：C、O、N；同一周期，随着原子序数的增加，元素的第一电离能呈现增大的趋势。但氮元素的外层电子达到半充满的稳定构型，其第一电离能大于氧元素；
【小问3详解】
非金属性越强其电负性越大，O元素与氟元素相比，电负性O < F；
A.电负性为元素的化学性质，而气体的颜色为物理性质，没有可比性，A错误；
B.氟气与水剧烈反应，产生氧气，氟气置换氧气，说明F的非金属性大于O，电负性较大，B正确；
C.F与O形成的化合物中O元素呈正价态，说明F的非金属性大于O的非金属性，电负性F大，C正确；
D.F2与氢气冷暗处发生爆炸，O2与氢气点燃才能发生反应，说明非金属性氟最大，不能看两元素的单质与氢气化合时得电子的数目的多少，而是看得电子的能力，D错误；
故选：BC。
【小问4详解】
E为Cu元素，金属铜采用面心立方最密堆积，配位数=3×8×=12；
【小问5详解】
C2H4是重要的石油化工原料,它是最简单的烯烃，含有碳碳双键，其结构式为 ；单键由1个σ键形成，双键由1个σ键和π键形成，则5：1。
19. 钛的化合物如、、、等均有着广泛用途。
（1）写出Ti的基态原子的核外电子排布式：_______。
（2）熔点是-25℃，沸点136.4℃，可溶于苯或，该晶体属于_______晶体；中B原子的杂化类型为_______。
（3）在催化作用下，可将氧化成，进而得到。与互为等电子体的分子化学式为_______。
（4）难溶于水和稀酸，但能溶于浓硫酸，析出含有钛酰离子的晶体，钛酰离子常成为链状聚合形式的阳离子，其结构形式如图1，化学式为_______。
（5）金属钛内部原子的堆积方式是面心立方堆积方式，如图2，若该晶胞的密度为，阿伏加德罗常数为，则该晶胞的边长为_______cm。
【答案】（1）1s22s22p63s23p63d24s2
（2） ①. 分子 ②. sp3
（3）CO2 （4）
（5）
【解析】
【小问1详解】
Ti是22号元素，Ti的基态原子的核外电子排布式1s22s22p63s23p63d24s2；
【小问2详解】
熔点是-25℃，沸点136.4℃，可溶于苯或，熔沸点低，该晶体属于分子晶体；中B原子的价电子对数为，杂化类型为sp3。
【小问3详解】
原子数相等、价电子数也相等的微粒为等电子体，价电子数为16，与互为等电子体的分子化学式为CO2。
【小问4详解】
每个O原子被两个Ti原子共用、每个Ti原子被两个O原子共用，利用均摊法可知二者原子个数之比为1：1； Ti元素为+4价、O元素为-2价，其化学式为。
【小问5详解】
根据均摊原则，晶胞中Ti原子数为，若该晶胞的密度为，阿伏加德罗常数为，设晶胞的边长为acm，则，a=。
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