2024-2025学年高二化学上学期期末考试模拟卷01（含答案解析）

这是一份2024-2025学年高二化学上学期期末考试模拟卷01（含答案解析），共22页。试卷主要包含了00mL高锰酸钾溶液，4LHF含有的分子数为NA，6∶1等内容，欢迎下载使用。

测试范围：选择性必修1全册、选择性必修2第一章(人教版2019)
可能用到的相对原子质量：相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Al-27 Si-28
S-32 Cl-35.5 K-39 Ca-40 Fe-56 C-59 Cu-64
一、选择题：本题共16个小题，每小题3分，共48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．下列微粒能促进水的电离的是( )
A．Cl- B．NH4+ C．Na＋ D．OH-
2．下列事实不能直接从原子结构角度解释的是( )
A．化合物ICl中I为+1价 B．第一电离能：B>Al
C．沸点：CS2>CO2 D．热稳定性：NH3>PH3
3．化学与生产、生活密切相关，下列说法正确的是( )
A．能够自发进行的反应一定是熵增的过程
B．铁表面的镀锌层破损后，就完全失去了对铁的保护作用
C．盐碱地(含NaCl、Na2CO3)不利于农作物生长，施加适量石膏可以降低土壤的碱性
D．对于一个放热反应的平衡体系，若降温，则正反应速率下降，逆反应速率增大，平衡逆向移动
4．下列表述中合理的是( )
A．在101kPa下，1g物质完全燃烧所放出的热量叫做该物质的热值
B．把FeCl3的水溶液加热蒸干可得到FeCl3固体
C．用25 mL碱式滴定管量取20.00mL高锰酸钾溶液
D．太阳能电池是把太阳能转化为内能的装置
5．下列有关化学概念或原理的论述中，正确的是 ( )
A．Cl2、SO2、NH3的水溶液都能够导电，因此Cl2、SO2、NH3都属于电解质
B．用醋酸溶液做导电性实验，灯泡很暗说明醋酸为弱酸
C．将纯水加热到较高温度，水的离子积变大、pH变小、呈中性
D．任何可逆反应，其平衡常数越大，反应速率、反应物的转化率就越大
6．“结构决定性质”是学习化学的重要思维方法，下列说法正确的是( )
A．同一元素不可能既表现金属性，又表现非金属性
B．第三周期元素的最高正化合价等于它所处的主族序数
C．核外电子排布相同的微粒，化学性质一定相同
D．元素周期表中位于金属和非金属分界线附近的元素属于过渡元素
7．下列实验合理的是( )
A．用湿润的pH试纸测定CH3COO Na溶液的pH
B．可用精密pH试纸区分pH=5.1和pH=5.6的两种NH4Cl溶液
C．在中和滴定中，可用50mL的量筒量取20.00mL的溶液
D．通过Na2S2O3溶液与稀硫酸反应生成气体的快慢可判断浓度对反应速率的影响
8．NA为阿伏伽德罗常数的值。下列叙述正确的是( )
A．室温下1LpH=10的浓氨水中OH-的数目为10-4NA
B．标准状况下，22.4LHF含有的分子数为NA
C．10mL12ml/L盐酸与足量MnO2加热反应，制得Cl2的分子数为0.03NA
D．0.1ml/L明矾[KAl(SO4)2·12H2O]溶液完全水解后生成Al(OH)3胶粒数小于0.1NA
9．下列图示与对应的叙述相符的是( )
A．图1表示镁条与盐酸反应的能量变化
B．图2表示H2SO4溶液中滴入BaCl2溶液后，溶液的导电性随BaCl2物质的量的变化
C．图3表示电解精炼铜时，溶液中Cu2＋的物质的量浓度随转移电子物质的量的变化
D．图4表示其他条件一定，反应2SO2＋O22SO3在有、无催化剂情况下SO2的体积分数随时间的变化
10．化学平衡常数(K)、电离常数(Ka、Kb)、水的离子积常数(KW)、溶度积常数(Ksp)等常数是表示判断物质性质的重要常数，下列关于这些常数的说法中，正确的是( )
A．化学平衡常数的大小与温度、浓度、压强有关，与催化剂无关
B．Ka(HCN)＜Ka(CH3COOH)说明相同物质的量浓度时，氢氰酸的酸性比醋酸的强
C．当温度升高时，弱酸、弱碱的电离常数(Ka、Kb)和水的离子积常数(KW)均变大
D．向氯化钡溶液中加入等体积同浓度的碳酸钠和硫酸钠溶液，先产生BaSO4沉淀，则Ksp(BaSO4)＞Ksp(BaCO3)
11．我国科学家使用双功能催化剂(能吸附不同粒子)催化水煤气制H2，反应： CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g) ΔH＜0，在低温下获得高转化率与高反应速率。反应部分过程如图所示：
下列说法正确的是( )
A．该反应高温下不能自发进行，则反应的ΔS＜0
B．该反应的平衡常数
C．在整个转化过程中，氧元素的化合价始终不变
D．步骤Ⅰ吸收的能量大于步骤Ⅱ放出的能量
12．已知HClO的Ka=2.98×10-8，关于反应Cl2(g)+H2O(l)H+(aq)+Cl-(aq)+HClO(aq) ΔH＜0，达到平衡后，下列说法正确的是( )
A．取氯水稀释，c(HClO)/c(Cl-)增大
B．100 mL pH=2的新制氯水中：n(OH-)+n(ClO-)+n(HClO)= 0.001ml
C．已知CH3COOH的Ka=1.75×10-5，CH3COOH溶液的pH一定比HClO溶液的pH小
D．饱和氯水中加入碳酸氢钠固体，上述平衡正向移动，有CO2气体逸出\
13．位于三个周期的短周期元素X、Y、Z、M、N的原子序数依次增大，又知Y原子的最外层电子数是其内层电子总数的3倍，M原子的最外层上只有2个电子，Z与X位于同一主族，N与Y位于同一主族。下列叙述不正确的是( )
A．原子半径：r(Z)>r(M)>r(N)>r(Y)>r(X) B．元素的电负性：Y>X >N >Z
C．元素的第一电离能：I1(M)>I1(Z)>I1(X) D．原子中的未成对电子数：N=Y>Z>M
14．我国科学家设计可同时实现H2制备和海水淡化的新型电池，装置示意图如图。
下列说法不正确的是( )
A．电极a是正极
B．电极b的反应式：N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O
C．每生成1mlN2，有2mlNaCl发生迁移
D．离子交换膜c、d分别是阳离子交换膜和阴离子交换膜
15．25 ℃时，Fe(OH)2和Cu(OH)2的饱和溶液中，金属阳离子的物质的量浓度的负对数[-lg c(M2+)]与溶液pH的变化关系如图所示，已知该温度下Ksp[Cu(OH)2]”“”“”“”或“Al
C．沸点：CS2>CO2 D．热稳定性：NH3>PH3
【答案】C
【解析】A项，氯元素的非金属性强于碘元素，氯化碘中共用电子对偏向非金属性强的氯原子一方，碘元素呈+1价，则氯化碘中碘元素呈+1价能直接从原子结构角度解释，故A不符合题意；B项，同主族元素，从上到下元素的金属性依次增强，第一电离能依次减小，则硼元素的第一电离能大于铝元素能直接从原子结构角度解释，故B不符合题意；C项，二氧化碳和二硫化碳是结构相似的分子晶体，二硫化碳的相对分子质量大于二氧化碳，分子间作用力大于二氧化碳，沸点高于二氧化碳，则二硫化碳的沸点高于二氧化碳不能直接从原子结构角度解释，故C符合题意；D项，同主族元素，从上到下元素的非金属性依次减弱，氢化物的稳定性依次减弱，则氨分子的稳定性强于磷化氢能直接从原子结构角度解释，故D不符合题意；故选C。
3．化学与生产、生活密切相关，下列说法正确的是( )
A．能够自发进行的反应一定是熵增的过程
B．铁表面的镀锌层破损后，就完全失去了对铁的保护作用
C．盐碱地(含NaCl、Na2CO3)不利于农作物生长，施加适量石膏可以降低土壤的碱性
D．对于一个放热反应的平衡体系，若降温，则正反应速率下降，逆反应速率增大，平衡逆向移动
【答案】C
【解析】A项，ΔH-TΔS＜0即可自发，例如氨气和氯化氢化合为氯化铵晶体的反应是熵减的放热反应，在室温下即可自发，A错误；B项，锌比铁活泼，镀层破损后形成原电池，Zn为负极，Fe被保护起来，B错误；C项，碳酸钠溶液水解呈碱性，石膏为硫酸钙、是微溶物，可以与碳酸钠反应转化成难溶的碳酸钙，同时有硫酸钠生成，硫酸钠溶液呈中性，故降低土壤的碱性，C正确；D项，降低温度，正、逆反应速率均下降，D错误；故选C。
4．下列表述中合理的是( )
A．在101kPa下，1g物质完全燃烧所放出的热量叫做该物质的热值
B．把FeCl3的水溶液加热蒸干可得到FeCl3固体
C．用25 mL碱式滴定管量取20.00mL高锰酸钾溶液
D．太阳能电池是把太阳能转化为内能的装置
【答案】A
【解析】A项，热值是指在101kPa下，1g物质完全燃烧所放出的热量叫做该物质的热值，热值的单位是kJ/g，A项正确；B项，氯化铁水解产生氢氧化铁和氯化氢，水解吸热，加热促进水解，同时氯化氢挥发，促使水解平衡进一步向正反应方向移动，所以最终得到的是氢氧化铁，B项错误；C项，高锰酸钾溶液具有氧化性，能腐蚀橡胶，应该用酸式滴定管量取，C项错误；D项，太阳能电池是把太阳能转化为电能，从而给其它用电器供电，D项错误；故选A。
5．下列有关化学概念或原理的论述中，正确的是 ( )
A．Cl2、SO2、NH3的水溶液都能够导电，因此Cl2、SO2、NH3都属于电解质
B．用醋酸溶液做导电性实验，灯泡很暗说明醋酸为弱酸
C．将纯水加热到较高温度，水的离子积变大、pH变小、呈中性
D．任何可逆反应，其平衡常数越大，反应速率、反应物的转化率就越大
【答案】C
【解析】A项，电解质是在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物，Cl2是单质，既不是电解质也不是非电解质，SO2、NH3的水溶液虽然可以导电，但是溶液中的离子是由亚硫酸、一水合氨电离产生的，并非SO2、NH3自身电离产生的，因此SO2、NH3属于非电解质，A项错误；B项，溶液的导电性与溶液中离子的浓度有关，与酸的强弱无关，B项错误；C项，水的电离是吸热过程，且存在电离平衡H2OH++OH-，将纯水加热到较高温度，水的电离程度增大，c(H+)、c(OH-)均增大，pH变小，但始终c(H+)=c(OH-)，则扔呈中性，水的离子积Kw=c(H+)c(OH-)变大，C项正确；D项，对于放热反应，降低温度平衡向正反应方向移动，平衡常数变大，但反应速率减小，反应物的转化率增大，D项错误；故选C。
6．“结构决定性质”是学习化学的重要思维方法，下列说法正确的是( )
A．同一元素不可能既表现金属性，又表现非金属性
B．第三周期元素的最高正化合价等于它所处的主族序数
C．核外电子排布相同的微粒，化学性质一定相同
D．元素周期表中位于金属和非金属分界线附近的元素属于过渡元素
【答案】B
【解析】A项，元素周期表中位于金属和非金属分界线附近的元素既能表现一定的金属性，又能表现一定的非金属性，如B、Al、Si、Ge等，A项错误；B项，第三周期元素的最高正化合价=原子的最外层电子数=相应的主族族序数，B项正确；C项，核外电子排布相同的微粒，化学性质不一定相同，如K+和Cl-的核外电子排布相同，K+具有氧化性，Cl-具有还原性，C项错误；D项，元素周期表中位于金属和非金属分界线附近的元素是B、Al、Si、Ge、As、Sb、Te、P、At，它们都是主族元素，而过渡元素指副族元素和第VIII族元素，D项错误；故选B。
7．下列实验合理的是( )
A．用湿润的pH试纸测定CH3COO Na溶液的pH
B．可用精密pH试纸区分pH=5.1和pH=5.6的两种NH4Cl溶液
C．在中和滴定中，可用50mL的量筒量取20.00mL的溶液
D．通过Na2S2O3溶液与稀硫酸反应生成气体的快慢可判断浓度对反应速率的影响
【答案】B
【解析】A项，pH试纸测定时，不能提前润湿，会导致测量结果出现误差，故A错误；B项，精密pH试纸可以判别0.2或0.3的pH差，故B正确；C项，量筒为粗量仪器，读数估读到小数点后一位，中和滴定中，量取20.00mL的溶液应选用滴定管，故C错误；D项，该反应的方程式Na2S2O3+H2SO4═Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O，要验证浓度对反应速率的影响，通过测定产生沉淀的时间来测定反应速率，故D错误。
8．NA为阿伏伽德罗常数的值。下列叙述正确的是( )
A．室温下1LpH=10的浓氨水中OH-的数目为10-4NA
B．标准状况下，22.4LHF含有的分子数为NA
C．10mL12ml/L盐酸与足量MnO2加热反应，制得Cl2的分子数为0.03NA
D．0.1ml/L明矾[KAl(SO4)2·12H2O]溶液完全水解后生成Al(OH)3胶粒数小于0.1NA
【答案】A
【解析】A项， 室温下1LpH=10的浓氨水中OH-的数目为1L×10-4ml/L×NA=10-4NA，故A正确；B项，标准状况下，HF是液态，不能用气体摩尔体积进行计算，故B错误；C项，10mL12ml/L盐酸与足量MnO2加热反应，当盐酸变稀后，不与二氧化锰反应，故C错误；D项，0.1ml/L明矾[KAl(SO4)2·12H2O]溶液体积未知，故D错误；故选A。
9．下列图示与对应的叙述相符的是( )
A．图1表示镁条与盐酸反应的能量变化
B．图2表示H2SO4溶液中滴入BaCl2溶液后，溶液的导电性随BaCl2物质的量的变化
C．图3表示电解精炼铜时，溶液中Cu2＋的物质的量浓度随转移电子物质的量的变化
D．图4表示其他条件一定，反应2SO2＋O22SO3在有、无催化剂情况下SO2的体积分数随时间的变化
【答案】C
【解析】A项，图1表示反应物总能量小于生成物总能量，反应吸热，镁条与盐酸反应为放热反应，与图不相符，故A错误；B项，图2表示带电性随滴入BaCl2溶液先减小到0后增大，H2SO4溶液中滴入BaCl2溶液后反应生成硫酸钡沉淀和盐酸，溶液中含有盐酸导电性不为0，与图不相符，故B错误；C项，电解精炼铜时，阳极粗铜有铁、锌、铜等多种金属失电子产生的铜离子的物质的量小于阴极上得电子的铜离子的物质的量，溶液中Cu2＋的物质的量浓度随转移电子物质的量逐渐减少，与图3相符，故C正确；D项，催化剂只改变反应速率，平衡不移动，故SO2转化率不变，与图4不相符，故D错误；故选C。
10．化学平衡常数(K)、电离常数(Ka、Kb)、水的离子积常数(KW)、溶度积常数(Ksp)等常数是表示判断物质性质的重要常数，下列关于这些常数的说法中，正确的是( )
A．化学平衡常数的大小与温度、浓度、压强有关，与催化剂无关
B．Ka(HCN)＜Ka(CH3COOH)说明相同物质的量浓度时，氢氰酸的酸性比醋酸的强
C．当温度升高时，弱酸、弱碱的电离常数(Ka、Kb)和水的离子积常数(KW)均变大
D．向氯化钡溶液中加入等体积同浓度的碳酸钠和硫酸钠溶液，先产生BaSO4沉淀，则Ksp(BaSO4)＞Ksp(BaCO3)
【答案】C
【解析】化学平衡常数只与温度有关，与浓度、压强、催化剂无关，故A错误；二者都是一元酸，浓度相同时，电离常数越小，说明电离程度越小，氢离子浓度越小，溶液的酸性越弱，故氢氰酸的酸性比醋酸弱，故B错误；弱酸、弱碱和水的电离过程是吸热过程，温度升高促进电离，弱酸、弱碱和水的离子积的电离常数(Ka、Kb、KW)均变大，故C正确；溶解度越小越先沉淀，二者结构相似，溶解度越小，溶度积就越小，故Ksp(BaSO4)＜Ksp(BaCO3)，故D错误。
11．我国科学家使用双功能催化剂(能吸附不同粒子)催化水煤气制H2，反应： CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g) ΔH＜0，在低温下获得高转化率与高反应速率。反应部分过程如图所示：
下列说法正确的是( )
A．该反应高温下不能自发进行，则反应的ΔS＜0
B．该反应的平衡常数
C．在整个转化过程中，氧元素的化合价始终不变
D．步骤Ⅰ吸收的能量大于步骤Ⅱ放出的能量
【答案】A
【解析】A．反应为放热反应，根据ΔH-TΔS＜0反应能自发进行，而该反应高温下不能自发进行，则反应的ΔS＜0，A正确；B项，平衡常数等于生成物浓度系数次方之积与反应物浓度系数次方之积的比；该反应的平衡常数，B错误；C项，在步骤Ⅰ转化过程中，氧形成的共价键由2个变为1个，故氧元素化合价发生改变，C错误；D项，化学键断裂吸收能量，化学键形成放出能量，反应为放热反应，则步骤Ⅰ吸收的能量小于步骤Ⅱ放出的能量，D错误；故选A。
12．已知HClO的Ka=2.98×10-8，关于反应Cl2(g)+H2O(l)H+(aq)+Cl-(aq)+HClO(aq) ΔH＜0，达到平衡后，下列说法正确的是( )
A．取氯水稀释，c(HClO)/c(Cl-)增大
B．100 mL pH=2的新制氯水中：n(OH-)+n(ClO-)+n(HClO)= 0.001ml
C．已知CH3COOH的Ka=1.75×10-5，CH3COOH溶液的pH一定比HClO溶液的pH小
D．饱和氯水中加入碳酸氢钠固体，上述平衡正向移动，有CO2气体逸出\
【答案】D
【解析】氯水中存在平衡Cl2+H2OH++Cl-+HClO，电离平衡HClOH++ClO-。A项，氯水中存在平衡Cl2+H2OH++Cl-+HClO，HClOH++ClO-，加水稀释，Cl-、ClO-浓度均减小，但平衡HClOH++ClO-正向移动，Cl-浓度减小幅度比ClO-浓度减小幅度小，故c(HClO)/c(Cl-)的比值会减小，A错误；B项，100 mL pH=2的新制氯水中，氢离子的物质的量为n(H+)==0.001ml，根据溶液中电荷守恒式可知，n(OH-)+n(ClO-)+n(Cl-)= n(H+)= 0.001ml，但n(H+)＞n(HClO)，故n(OH-)+n(ClO-)+n(HClO)＜0.001ml，B错误；C项，虽然醋酸的电离平衡常数比次氯酸的大，但起始浓度未知，所以CH3COOH溶液的pH不一定比HClO溶液的pH小，C错误；D项，碳酸氢钠固体会消耗氢离子，产生二氧化碳气体，从而使Cl2(g)+H2O(l)H+(aq)+Cl-(aq)+HClO(aq) 平衡向正向移动，D正确；故选D。
13．位于三个周期的短周期元素X、Y、Z、M、N的原子序数依次增大，又知Y原子的最外层电子数是其内层电子总数的3倍，M原子的最外层上只有2个电子，Z与X位于同一主族，N与Y位于同一主族。下列叙述不正确的是( )
A．原子半径：r(Z)>r(M)>r(N)>r(Y)>r(X) B．元素的电负性：Y>X >N >Z
C．元素的第一电离能：I1(M)>I1(Z)>I1(X) D．原子中的未成对电子数：N=Y>Z>M
【答案】BC
【解析】Y原子的最外层电子数是其内层电子总数的3倍，Y是O；M原子的最外层上只有2个电子，结合短周期元素X、Y、Z、M、N的原子序数依次增大，M是Mg；Z与X位于同一主族，只能是第ⅠA族元素。又五种元素位于三个周期，X是H，Z是Na；N与Y位于同一主族，N是S。原子半径：r(Z)>r(M)>r(N)>r(Y)>r(X)，故A正确；元素的非金属性越强，电负性越大，电负性：Y>N>X>Z，故B错误；根据同一周期从左到右，元素的第一电离能呈增大趋势，同一主族从上到下，元素的第一电离能逐渐减小，I1(X)>I1(M)>I1(Z)，故C错误；原子中的未成对电子数，N有2个，Y有2个，Z有1个，M有0个，应该为N=Y>Z>M，故D正确。
14．我国科学家设计可同时实现H2制备和海水淡化的新型电池，装置示意图如图。
下列说法不正确的是( )
A．电极a是正极
B．电极b的反应式：N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O
C．每生成1mlN2，有2mlNaCl发生迁移
D．离子交换膜c、d分别是阳离子交换膜和阴离子交换膜
【答案】C
【解析】该装置为原电池，电极a上氢离子得电子生成氢气，则a为正极，电极反应为2H++2e-=H2↑，电极b上，N2H4在碱性条件下失去电子生成N2，b为负极，电极反应为N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O，根据电解池中，阳离子移向正极，阴离子移向负极，则钠离子经c移向左侧(a)，氯离子经d移向右侧(b)，c、d分别是阳离子交换膜和阴离子交换膜。A项，电极a是正极，A正确；B项，电极b的反应式：N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O，B正确；C项，根据N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O，每生成1mlN2，转移4ml电子，根据电荷守恒，有4mlNaCl发生迁移，C错误；D项，离子交换膜c、d分别是阳离子交换膜和阴离子交换膜，D正确；故选C。
15．25 ℃时，Fe(OH)2和Cu(OH)2的饱和溶液中，金属阳离子的物质的量浓度的负对数[-lg c(M2+)]与溶液pH的变化关系如图所示，已知该温度下Ksp[Cu(OH)2]c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)>c(H+)(2分)
(6)CH3COOH+CN-=HCN+CH3COO-(2分) (7)> (1分)
【解析】(1)相同浓度的溶液中，①NaCN溶液水解呈碱性，②NaOH溶液为强碱溶液，③CH3COONa溶液水解呈碱性，④Na2CO3溶液水解呈碱性，酸性：CH3COOH>HCN> HCO3-，由越弱越水解可知，溶液的碱性强弱顺序为②>④>①>③，4种溶液pH由大到小的顺序是②>④>①>③。(2)NaCN溶液中存在水解平衡CN-+H2OHCN+OH-，促进水的电离，使溶液呈碱性。(3)等浓度CH3COONa溶液和Na2CO3溶液中，根据越弱越水解规律结合表格可以看出，酸性：CH3COOH> HCO3-，所以等浓度的Na2CO3溶液水解程度大于CH3COONa的水解程度，对应Na2CO3溶液的碱性强于CH3COONa溶液，若向等体积的③和④中分别滴加盐酸至溶液呈中性，则消耗盐酸的体积③0.1。(5)Na2CO3溶液中，CO32-会发生水解，其水解平衡为CO32-+H2OHCO3-+OH-，溶液呈碱性，生成的HCO3-部分发生水解，部分发生微弱电离，HCO3-H++CO32-，则Na2CO3溶液中离子浓度大小关系为c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)>c(H+)；(6)CH3COOH的Ka=1.7×10-5，HCN的Ka=4.9×10-10，则根据强酸制弱酸原理可知，向NaCN溶液中加入CH3COOH，发生反应的离子方程式为CH3COOH+CN-=HCN+CH3COO-。(7)因碳酸的第二步电离平衡常数Ka2=4.7×10-11，HCN的电离平衡常数Ka=4.9×10-10，则酸性HCN> HCO3-，所以对应的盐的水解程度：Na2CO3>NaCN，则同温下，溶液的pH：④>①。
19．(10分)合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大成㩆，在很大程度上解决了地球上因粮食不足而导致的饥饿问题，是化学和技术对社会发展与进步的巨大贡献。
(1)自然界中的氮元素主要以分子的形式存在于空气中，是人工固氮的主要来源。
①基态氮原子的轨道表示式为___________，占据最高能级电子的电子云轮廓图为___________形。
②NH3分子中，与N原子相连的H显正电性。N、H电负性大小顺序为___________。
(2)铁触媒是普遍使用的以铁为主体的多成分催化剂，通常还含有Al2O3、K2O、CaO、MgO、Cr2O3等氧化物中的几种。
①上述氧化物所涉及的元素中，处于元素周期表中d区的元素是________。
②比较Mg、Ca第一电离能的大小：_______。O的第一电离能小于N，原因是________。
③下表的数据从上到下是钠、镁、铝逐级失去电子的电离能。
结合数据说明Mg的常见化合价为＋2价的原因___________。：
(3)我国科研人员研制出了“Fe—LiH”催化剂，温度、压强分别降到了350℃、1MPa，这是近年来合成氨反应研究中的重要突破。比较Li+与H-的半径大小关系：r(Li+) ___________r(H-)((填“>”或“H(1分)
(2) Cr(1分) Mg>Ca(1分) N原子2p能级上的电子数处于半充满的稳定结构(2分)
最外层上3s能级上有两个电子，第一电离能和第二电离能都较小，易同时失去两个电子，故化合价常为+2(2分)
(3) < (1分)
【解析】(1)①氮是7号元素，其电子轨道表达示为 ，其最高能级是3p，故轮廓图为哑铃形；②显负价元素的电负性大于显正价的元素，故N>H；(2)①d区元素全部是过渡金属，故只有Cr在d区；②同主族从上到下，第一电离能减小，故第一电离能Mg>Ca；由于N原子处理半充满的稳定结构，更加稳定，故N的第一电离能大于O；③从表格中可以看到，镁元素3s能级上的两个电子的电离能较小，很容易同时失去两个电子，故Mg元素常显+2价；(3) Li+与H−的核外电子排布相同，核电荷数小的半径大，故Li+半径小于H−。
20．(10分)目前的新能源汽车多采用三元锂电池，某三元锂电池工作原理如图所示，该电池离子导体为有机锂盐溶液。
回答下列问题：
(1)锂离子电池的电极材料为LiNiaCbMncO2，当a=c=0且b=1时该物质中C元素的化合价为 ， 的中子数为31，1ml含有电子 ml。
(2)连接K2、K3时，N为 极，电极电势高的电极发生 (填“氧化”或“还原”)反应，被氧化的物质为 (填化学式)。
(3)连接K1、K2时，N极的电极反应式为 ，当外电路通过0.1ml电子时，通过隔膜的Li+质量为 g。
【答案】(1) ＋3(1分) 26(1分) (2) 正(1分) 还原(1分) Li xC6(2分)
(3) LiNiaCbMncO2-xe-= Li1-xNiaCbMncO2+ xLi+(2分) 0.7(2分)
【解析】(1)LiNiaCbMncO2，当a=c=0且b=1时该化学式可写为LiCO2，则其中C元素的化合价为＋3；的中子数为31，则其质子数为59-31=28，则其核外电子数为28-2=26，1ml 含有电子为26 ml。(2)连接K1、K3时，装置为原电池，当Li+离子由M电极通过有机锂盐溶液移向电极N时，电子则由M电极通过外接线路流向电极N，则电极M为原电池负极，电极N为原电池正极，正极发生还原反应(电极电势高的电极为电源的正极)；负极发生氧化反应，则被氧化的物质为Li xC6。(3)连接K1、K2时，装置为电解池，则电极M应与电源负极相连，为阴极，电极N与电源正极相连为阳极，阳极发生氧化反应，则N极的电极反应式为LiNiaCbMncO2-xe-= Li1-xNiaCbMncO2+ xLi+，则当外电路通过0.1ml电子时，通过隔膜的Li+的物质的量为0.1 ml，其质量为0.1 ml7g/ml=0.7g。
21．(12分)钴及其化合物在工业生产中有广阔的应用前景。已知：C2+不易被氧化，C3+具有强氧化性，[C(NH3)6]2+具有较强还原性，[C(NH3)6]3+性质稳定。
(1)从锂钴废料(主要成分为LiCO2)分离C2+。
①的电子排布式为 。
②“酸溶”时不选择浓的理由是： 。
③“净化”时，加固体是将转化为沉淀，“净化”后溶液中c(F-)=4.0×10-2ml·L-1，若“过滤1”后溶液中浓度为1.0，则“净化”后c(Na+)= 。[溶液体积变化忽略不计，不考虑其他离子影响。25℃时Ksp(LiF)= 2.0×10-3]
(2)从由CCl2制备[C(NH3)6]Cl3。
实验过程：称取研细的CCl2·6H2O 10.0g和NH4Cl50g于烧杯中溶解，将溶液转入三颈烧瓶，分液漏斗中分别装有25浓氨水，530%的H2O2溶液，控制反应温度为60℃，打开分液漏斗，反应一段时间后，得[C(NH3)6]Cl3溶液，实验装置如图所示：
①由CCl2制备[C(NH3)6]Cl3溶液的离子方程式为 。
②分液漏斗中液体加入三颈烧瓶中的顺序为 。
(3)用CSO4溶液为原料“沉钴”时，可先制得CCO3再制备C3O4.CCO3在空气中受热分解，测得剩余固体的质量与起始CCO3的质量的比值(剩余固体的质量分数)随温度变化曲线如图所示。
为获得较高产率的C3O4，请补充实验方案：取CSO4溶液 。(可选用的试剂：0.1 ml/L NH4HCO3溶液、空气、0.1 ml/L HCl溶液、0.1 ml/L BaCl2溶液)。
【答案】(1) 1s22s22p63s23p63d7(或[Ar]3d7) (2分) 浓HCl有还原性，与C3+会发生反应产生Cl2，污染空气(2分) 0.99 ml·L-1(2分)
(2) 2C2++2NH4++H2O2+10NH3·H2O =2 [C(NH3)6]3++12H2O(2分)
先加浓氨水再加H2O2溶液(2分)
(3)边搅拌边滴加0.1ml/L NH4HCO3溶液，至不再产生沉淀，过滤、洗涤，取最后一次洗涤液加入0.1ml/L HCl溶液酸化，再加入0.1ml/L BaCl2溶液，无浑浊生成，得到CCO3固体，将CCO3固体置于热解装置中，通入空气气流，在400~600 ℃温度下高温煅烧至恒重即可(2分)
【解析】(1)①钴元素的原子序数为27，基态C2+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d7(或[Ar]3d7)；②钴酸锂中钴元素的化合价为+3价，由题意可知，+3价钴元素具有强氧化性，若酸溶时加入具有还原性的浓盐酸，钴酸锂会与浓盐酸反应生成有毒的氯气，污染空气，所以酸溶时不能选用浓盐酸；③由氟化锂的溶度积可知，净化后溶液中的锂离子浓度为，则沉淀锂离子消耗的氟离子的浓度为1ml/L-0.05ml/L=0.95ml/L，由净化后溶液中氟离子浓度为0.04ml/L可知，溶液中钠离子的浓度为0.95ml/L+0.04ml/L=0.99 ml/L；(2)①由题意可知制备[C(NH3)6]Cl3的反应为，溶液中的C2+与NH4+、氨水和过氧化氢溶液反应生成[C(NH3)6]3+和水，反应的离子方程式为2C2++2NH4++H2O2+10NH3·H2O =2 [C(NH3)6]3++12H2O；②分液漏斗中液体加入三颈烧瓶中的顺序为先加浓氨水，后加过氧化氢溶液；(3)由于CCO3难溶于水，取反萃取后得到的水相，加入0.1ml/L的NH4HCO3，将C2+转化为CCO3沉淀，过滤除去可溶性杂质，然后洗涤，为了保证杂质除净，加入0.1ml/L HCl溶液酸化，用0.1ml/L的BaCl2溶液检验洗涤液中有无SO42-，干燥后在空气中400~600℃温度下高温分解CCO3至恒重得到C3O4。
编号
实验操作
实验现象
解释与结论
A
向a、b两支试管中各加入2mL 5% H2O2溶液，分别滴入0.2ml/LFeCl3溶液和0.2ml/L CuSO4溶液各5滴
a中产生气泡速率快于b
Fe3＋的催化效果好于Cu2＋
B
向盛有2mL 0.1ml/L 溶液中滴加几滴0.1ml/L NaCl溶液，再加入几滴0.1ml/L KI溶液
先得到白色沉淀，后变为黄色沉淀
Ksp(AgCl)＞Ksp(AgI)
C
向1mL 0.5ml/L KI溶液中加入1mL 1ml/L FeCl3溶液，充分反应后滴加KSCN溶液
溶液变红色
Fe3＋与I-反应是可逆反应
D
常温下，等体积等pH的HA、HB两种酸溶液分别与足量锌反应
相同时间内，HB收集到的H2多
酸性强弱：HA大于HB
编号
热化学方程式
化学平衡常数
①
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1=-91kJ·ml-1
K1
②
2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) △H2=-24kJ·ml-1
K2
③
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H3=-41kJ·ml-1
K3
HCN
H2CO3
CH3COOH
Ka=4.9×10-10
Ka1=4.5×10-7，Ka2=4.7×10-11
Ka=1.7×10-5
元素
Na
Mg
Al
电离能(kJ/ml)
496
738
578
4562
1451
1817
6912
7733
2745
9543
10540
11575