山东省曹县2022-2023学年高三下学期开学考试化学试卷

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山东省曹县2022-2023学年高三下学期开学考试化学试卷
一、选择题：本题共10小题，每小题2分，共20分.每小题只有一个选项符合题目要求.
1．（2023高三下·曹县开学考）古代化学源远流长。下列说法错误的是（　　）
A．“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”，说明铁能置换出铜；这样铁釜能减缓锈蚀
B．“欲试药金（铜锌合金），烧火有五色气起”，通过焰色反应可检验金属元素
C．“龙泉水，可以淬刀剑”，高温的铁与水反应生成
D．“取朴硝（含有）以温汤溶解，次早结块”，该过程为重结晶
【答案】A
【知识点】物质的组成、结构和性质的关系
【解析】【解答】A、“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”，涉及铁置换出铜的反应，原电池能加快化学反应速率；
B、五颜六色的焰火利用了部分金属元素的焰色反应；
C、高温条件下铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气；
D、重结晶是溶质受温度影响较大的，从饱和溶液析出晶体。
故答案为：A
【分析】A.铁比铜活泼，据此分析。
B. 焰色反应可检验金属元素。
C.高温条件下铁与水蒸气反应生成 和氢气。
D.重结晶是将结晶溶于溶剂或熔融后，又重新从溶液或熔体中结晶的过程。
2．（2022·山东）下列试剂实验室保存方法错误的是（　　）
A．浓硝酸保存在棕色细口瓶中
B．氢氧化钠固体保存在广口塑料瓶中
C．四氯化碳保存在广口塑料瓶中
D．高锰酸钾固体保存在棕色广口瓶中
【答案】C
【知识点】化学试剂的存放
【解析】【解答】A．由于浓硝酸不稳定，见光易分解，故浓硝酸需保存在棕色细口瓶中避光保存，A不符合题意；
B．氢氧化钠固体能与玻璃中的SiO2反应，故氢氧化钠固体保存在广口塑料瓶中，B不符合题意；
C．四氯化碳是一种有机溶剂，易挥发，且能够溶解塑料，故其不能保存在广口塑料瓶中，应该保存在细口玻璃瓶中，C符合题意；
D．高锰酸钾受热易分解，故需在棕色广口瓶中、阴冷处密封保存，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.浓硝酸不稳定，见光易分解；
B.氢氧化钠能与玻璃中的二氧化硅反应生成硅酸钠；
D.高锰酸钾受热分解。
3．（2023高三下·曹县开学考） 的半衰期很短，自然界中不能稳定存在。人工合成反应如下：；。下列说法正确的是（　　）
A．X的中子数为2
B．X、Y互为同位素
C．可用作示踪原子研究化学反应历程
D．自然界不存在分子是因其化学键不稳定
【答案】B
【知识点】原子中的数量关系；同位素及其应用；质量守恒定律
【解析】【解答】A.由人工合成反应可知， ， ， ， ，故X的中子数为4，A项不符合题意；
B.同理可得 ，Y的中子数为2， 与 的质子数相同，中子数不同，互为同位素，B项符合题意；
C.由于 的半衰期很短，故不可用作示踪原子，C项不符合题意；
D.自然界不存在 是因为 的半衰期很短，易发生核变化转化为其他原子，与其化学键不稳定无关，D项不符合题意。
故答案为：B
【分析】A.原子左上角数字表示其质量数，左下角数字表示其质子数，质量数=质子数+中子数，结合反应前后质子数和质量数相等进行分析。
B.同位素是指质子数相同，中子数不同的原子。
C. 的半衰期很短，不可用作示踪原子。
D.自然界不存在 是因为 的半衰期很短，易发生核变化转化为其他原子。
4．（2023高三下·曹县开学考）X、Y、Z、W是短周期同一周期的主族元素，原子序数依次增大；基态X的价电子轨道表示式为，Z最外层电子数是其次外层电子数的3倍；四种元素与锂组成的化合物结构如图（箭头表示配位键）。下列说法正确的是（　　）
A．四种元素中第一电离能最大的是Z
B．Y和Z形成的化合物常温下均易溶于水
C．X的最高价氧化物的水化物是一种强酸
D．Z和W分别与氢元素形成的10电子化合物的沸点：前者高于后者
【答案】D
【知识点】原子核外电子排布；原子核外电子的能级分布；元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律；元素周期表的结构及其应用
【解析】【解答】A.由基态X的价电子轨道表示式为 ，可知X为B，这四种元素位于第二周期；根据Z最外层电子数是其次外层电子数的3倍，可知Z为0；由图可知Y的成键数为4，W的成键数为1，结合四种元素同周期且原子序数依次增大，则Y为C，W为F。四种元素中第一电离能最大的是F，A不符合题意；
B.Y和Z形成的化合物有CO、 ，常温下， 可溶于水，但CO难溶于水，B不符合题意；
C.B的最高价氧化物对应的水化物 为一元弱酸，C不符合题意；
D.Z和W分别与氢元素形成的10电子化合物为 ， 在室温时呈液态，HF在室温时呈气态，故沸点： >HF，D符合题意。
【分析】 X、Y、Z、W是短周期同一周期的主族元素，原子序数依次增大。根据基态X的价电子轨道表示式可知X为B，则这四种元素均位于第二周期；Z最外层电子数是其次外层电子数的3倍，可推出Z最外层电子数为6，则Z为O，所以W是F；根据所给化合物的结构式可知，Y能形成4个共价键，则可推出Y是C。
5．（2023高三下·曹县开学考）用下列实验装置进行有关实验能达到实验目的的是（　　）
A．检验溶液中是否有
B．证明蔗糖属于还原性糖
C．制备
D．用标准溶液滴定锥形瓶中的盐酸
【答案】C
【知识点】化学实验方案的评价
【解析】【解答】A.检验溶液中是否有 ，用焰色反应需要透过蓝色钴玻璃，故A不符合题意；
B.蔗糖属于还原性糖，用与新制氢氧化铜反应，条件为煮沸，故B不符合题意；
C.二氧化碳不与氯化钙反应，但是氯化钙溶液中含有 ，则有 ，继而发生 ，故C符合题意；
D.用标准NaOH溶液滴定锥形瓶中的盐酸，应该用碱式滴定管，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.注意验证K元素的焰色反应实验中要透过蓝色钴玻璃。
B.还原性糖与新制氢氧化铜反应的条件是加热到沸腾。
C.CO2与氯化钙溶液不反应，但CO32-与氯化钙溶液反应生成 。
D.注意区分酸式滴定管和碱式滴定管，酸式滴定管下端有玻璃活塞，碱式滴定管下端是用橡皮管连接带有尖嘴的小玻璃管。
6．（2023高三下·曹县开学考）化合物Y能用于高性能光学树脂的合成，可由化合物X与2-甲基丙烯酰氯在一定条件下反应制得：
下列有关化合物X、Y的说法错误的是（　　）
A．Y与的加成产物分子中含有手性碳原子
B．X分子具有亲水基团，可溶于水
C．可用溶液鉴别X、Y
D．Y不存在顺反异构
【答案】B
【知识点】有机化合物中碳的成键特征；有机物的结构和性质
【解析】【解答】A.Y与 发生加成反应后，连接甲基的碳原子上含有4个不同原子或原子团，所以Y与 发生加成反应的产物中连接甲基的碳原子为手性碳原子，故A不符合题意；
B.X为2，4，6-三溴苯酚，分子中虽具有亲水基团羟基，但连有三个溴原子的苯环为憎水基，憎水基团的作用大于亲水基团的作用，故其为不溶于水的白色固体，故B符合题意；
C.X分子中含有酚羟基，遇 溶液显紫色，Y分子中不含酚羟基，遇 溶液不显紫色，现象不同，故可用 溶液鉴别X、Y，故C不符合题意；
D.Y分子中处于端位的双键碳原子上连接了相同的原子（H），所以不存在顺反异构，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.手性碳原子连接4个不同原子或基团，据此分析。
B.X中憎水基团的作用大于亲水基团的作用，据此分析。
C.酚羟基遇氯化铁溶液显紫色，据此分析。
D. 顺式异构体是指两个相同原子或基团在双键同一侧，反式异构体是指两个相同原子或基团分别在双键两侧，据此分析。
7．（2023高三下·曹县开学考）某同学进行海带提碘实验，部分实验操作如下：将灼烧后的海带灰放入烧杯中，加入蒸馏水充分浸泡后放置在泥三角上，煮沸2~3分钟，冷却后过滤。将适量稀硫酸与双氧水滴入滤液，充分反应后转移至分液漏斗，打开盛有的试剂瓶，将橡胶塞倒放，取少量加入分液漏斗中，塞紧瓶塞，将分液漏斗多次振荡放气后静置分液，层从上口倒出。实验中存在错误的有几处（　　）
A．1 B．2 C．3 D．4
【答案】C
【知识点】制备实验方案的设计；化学实验方案的评价
【解析】【解答】烧杯要放置铁三脚或铁圈上的石棉网上才能加热，而不是泥三角上，因为 会腐蚀橡胶，故装 溶液的试剂瓶不能用橡胶塞， 的密度比水的大，故 层应该从下口放出，共有这3处错误，
故答案为：C。
【分析】烧杯要放置在铁三脚或铁圈的石棉网上加热，装 溶液的试剂瓶不能用橡胶塞，层应该从下口放出。据此分析。
8．（2023高三下·曹县开学考）氢能源是最具应用前景的能源之一。可利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢，工作原理如图所示（电极l、电极2均为惰性电极）。下列说法错误的是（　　）
A．控制连接开关或，可交替得到和
B．碱性电解液改为酸性电解池能达到同样目的
C．接通时电极3上的电极反应式为
D．电极3在交替连接或过程中得以循环使用
【答案】B
【知识点】电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A.连接开关 时，电极1为阴极，发生的电极反应为 ，电极3为阳极，发生的电极反应为 ，连接开关 时，电极3为阴极，发生的电极反应为 NiOOH+H2O+e-= Ni(OH)2+OH- ，电极2为阳极，发生的电极反应为，故控制连接开关 或 ，可交替得到 和 ，A项符合题意；
B.如果碱性电解液改为酸性电解液，电极3上的物质 和NiOOH均能与酸反应，B项不符合题意；
C.由A项分析可知，接通 时电极3上的电极反应式为 ，C项符合题意；
D.由A项分析知，电极3在交替连接 或 过程中得以循环使用，D项符合题意。
【分析】连接开关 时，电极1为阴极，电极反应式为 ，电极3为阳极，电极反应式为 ；连接开关 时，电极3为阴极，电极反应式为NiOOH+H2O+e-= Ni(OH)2+OH-，电极2为阳极，电极反应式为。
9．（2023高三下·曹县开学考）向7.5mL0.03的溶液中，逐滴加入相同浓度的NaOH溶液，溶液pH与NaOH溶液体积关系如图所示，已知，下列说法错误的是（　　）
A．第一级电离平衡常数的数量级为
B．水的电离程度：bC．b点溶液中离子浓度：
D．c点溶液中：
【答案】C
【知识点】水的电离；离子浓度大小的比较；电离平衡常数
【解析】【解答】A.a点为0.03 的 溶液，pH=2， ， ，则 第一级电离平衡常数 ，即 的数量级为 ，故A不符合题意；
B.酸、碱溶液抑制了水的电离，滴定终点时水的电离程度最大，b、d点都没有到滴定终点，NaOH溶液体积越大水的电离程度越大，则水的电离程度：bC.b点加入7.5mL等浓度的NaOH溶液，反应后溶质为 ，溶液呈酸性，说明 的电离程度大于其水解程度， 还来自水和 的电离，则 ，正确的离子浓度大小为： ，故C符合题意；
D.c点加入15mL等浓度的NaOH溶液，反应后溶质为 ，结合质子守恒可知： ，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A. 第一级电离平衡常数 =。
B.酸、碱溶液抑制水的电离。
C.b点加入7.5mL等浓度的NaOH溶液，反应后溶质为 ，溶液呈酸性，说明 的电离程度大于其水解程度，据此分析。
D.c点溶液溶质为 ，结合质子守恒进行分析。
10．（2023高三下·曹县开学考）硫代硫酸钠（）可作为照相业的定影剂，反应的化学方程式为：。下列说法正确的是（　　）
A．基态Br原子中电子的空间运动状态有35种
B．中含有离子键、共价键、配位键
C．中心原子S的杂化方式为
D．非金属元素S、O、Br中电负性最大的是Br
【答案】C
【知识点】原子核外电子的运动状态；元素电离能、电负性的含义及应用；化学键；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】A.基态Br原子核外电子排布式为 ，内层轨道全部占满，共占据14个原子轨道，4s能级、4p能级占据4个轨道，核外电子占据l8个原子轨道，故基态Br原子中电子的空间运动状态有l8种，A不符合题意；
B. 是配离子， 和 之间形成配位键，S原子和O原子之间形成共价键，不含离子键，B不符合题意；
C. 与 原子总数相同，价电子总数相同，中心S原子的杂化方式相同， 中中心S原子形成4个共价键，价层电子对数为 ，则中心S原子采取 杂化，C符合题意；
D.元素的电负性：O>Br>S，电负性最大的是O，D不符合题意。
【分析】A.基态Br原子核外电子排布式为。
B. 是配离子，只含共价键和配位键。
C.通过计算中心原子的价层电子对数和孤电子对数进行分析。
D.非金属性越强，其电负性越大。
二、选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分.每小题有一个或两个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分.
11．（2023高三下·曹县开学考）下列说法中正确的是（　　）
A．向溶液中通入，可能发生反应：
B．溶解度大于，则溶解度大于
C．的浓硫酸与足量铜粉在加热条件下反应，转移电子数为
D．烯烃可通过加成、消去、取代反应制得
【答案】A
【知识点】氧化还原反应；离子方程式的书写；氧化还原反应的电子转移数目计算
【解析】【解答】A.本题考查离子方程式的书写、氧化还原反应等。还原性： ，则 优先氧化 ，根据化学计量数判断， 化学计量数为6时， 化学计量数的范围为0~3，则可能发生反应： ，A项符合题意；
B.碱金属碳酸盐的溶解度大于碳酸氢盐，而碱土金属碳酸盐的溶解度小于碳酸氢盐，B项不符合题意；
C.浓硫酸与足量铜粉加热反应，硫酸浓度逐渐减小，铜不与稀硫酸反应，转移电子数小于 ，C项不符合题意；
D.烯烃可以通过炔烃与 的加成反应，醇、卤代烃的消去反应制得，但无法通过取代反应制得，D项不符合题意。
故答案为：A
【分析】A.还原性：，则优先氧化，结合电荷、原子、电子守恒进行分析。
B.碱金属碳酸盐的溶解度大于碳酸氢盐，而碱土金属碳酸盐的溶解度小于碳酸氢盐。
C.注意随着反应进行，浓硫酸变为稀硫酸，而铜与稀硫酸不反应，据此分析。
D.根据有机物的官能团及性质进行分析。
12．（2023高三下·曹县开学考）下列离子方程式书写正确的是（　　）
A．向溶液中通入少量
B．用白醋浸泡过的淀粉-试纸检验加碘盐中的
C．向溶液中通入气体产生白色沉淀：
D．的溶液和的溶液等体积混合：
【答案】D
【知识点】离子方程式的书写
【解析】【解答】A. 先氧化亚铁离子再氧化溴离子，正确的离子方程式为 ，A不符合题意；
B.用白醋浸泡过 淀粉-KI试纸检验加碘盐中的 ，离子方程式为 ，B不符合题意；
C.SO2通入硝酸钡中，发生氧化还原反应生成硫酸钡沉淀，离子方程式为 ，C不符合题意；
D. 的 溶液和 的 溶液等体积混合，生成铝离子和水，离子方程式符合题意，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】判断离子方程式正误时，需注意以下几点：
1.是否符合事实；
2.化学式拆写（单质、氧化物、气体、难溶物、弱电解质等不能拆写）是否正确；
3.符号（等号，可逆号，沉淀气体的箭头标注）使用是否正确；
4.是否遵循原子守恒、电荷守恒、得失电子守恒；
5.是否漏掉离子反应；
6.反应物或产物的配比是否正确。
13．（2023高三下·曹县开学考）萤石是制作光学玻璃的原料之一，其主要成分氟化钙的晶胞结构如图所示。下列说法错误的是（　　）
A．Ca位于元素周期表s区
B．每个周围距离最近且等距的有4个
C．位于构成的四面体空隙
D．基态氟原子核外电子的原子轨道有四种伸展方向
【答案】B
【知识点】晶胞的计算；金属晶体的基本堆积模型；元素周期表的结构及其应用
【解析】【解答】A.Ca位于第四周期第ⅡA族，为元素周期表s区，A不符合题意；
B.由面心的 可知，每个 周围距离最近且等距的 有8个，B符合题意；
C.由晶胞结构图可知， 距离最近且等距的 为4个，所以 位于 构成的四面体空隙，C不符合题意；
D.基态氟原子核外电子排布式为 ，其中s能级有一种伸展方向，p能级有三种伸展方向，共4种，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.注意s区包括第ⅠA、ⅡA族的全部元素，据此分析。
B.由面心的 进行分析。
C.F-周围的4个Ca2+构成正四面体。
D.s能级有一种伸展方向，p能级有三种伸展方向，结合F原子的核外电子排布式进行分析。
14．（2023高三下·曹县开学考）相同金属在其不同浓度盐溶液中可形成浓差电池。如下图所示装置是利用浓差电池电解溶液（a、b电极均为石墨电极），可以制得和NaOH。下列说法错误的是（　　）
A．a电极的电极反应式为
B．电池放电过程中，Cu（1）电极上的电极反应式为
C．c、d离子交换膜依次为阴离子交换膜和阳离子交换膜
D．电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得320gNaOH
【答案】C,D
【知识点】电极反应和电池反应方程式；化学方程式的有关计算
【解析】【解答】A.由分析可知， a电极的电极反应式为 2H2O+2e-=H2↑+2OH-，不符合题意；
B.由分析可知， 电池放电过程中，Cu（1）电极上的电极反应式为，不符合题意；
C.由分析可知，a极附近生成NaOH、b极附近生成H2SO4，所以Na+通过离子交换膜c进入a极附近，即c为阳离子交换膜，SO42-通过离子交换膜d进入d极附近，即d为阴离子交换膜，符合题意；
D.原电池中铜离子浓度相同时，原电池停止工作，此时两侧溶液中铜离子浓度均为1.5mol/L，正极析出n(Cu)=(2.5-1.5)mol/L×2L=2mol，根据正极反应式和阴极反应式，结合电荷守恒可知反应关系式Cu~2e-~2NaOH，所以生成n(NaOH)=4mol，根据m=nM可知，m(NaOH)=4mol×40g/mol=160g，符合题意；
故答案为：CD。
【分析】Cu2+的氧化性强，根据图示信息，左侧溶液中c(Cu2+)较大，则Cu（1）电极为正极，Cu（2）电极为负极，正极反应为Cu2++2e-═Cu，负极反应式为Cu-2e-═Cu2+；a电极与Cu（2）电极相连，所以a电极为阴极、b电极为阳极，阳极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+，阴极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-。
15．（2023高三下·曹县开学考）已知：25 ℃时，约为1×10-10，约为。下列有关电解质溶液的说法正确的是（　　）
A．的溶液中：
B．pH相同的①、② NaOH、③NaClO三种溶液中：③ >① >②
C．向浓度均为的NaCl和混合液中滴加溶液，先沉淀
D．氨水和溶液等体积混合：
【答案】A,D
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质；离子浓度大小的比较；溶液酸碱性的判断及相关计算
【解析】【解答】 溶液含有的粒子有： 根据质子守恒可得： ，A符合题意；pH相同的这三种溶液，NaOH是强碱，其浓度最小，钠盐水解程度越大，pH相同时钠盐浓度越小，NaClO水解程度较大，则浓度：① > ③，所以三种溶液浓度：① >③ > ②，所以 ：① > ③ > ②，B不符合题意； 和NaCl溶液的浓度均为 ， 的 分别约为 ，形成沉淀需要的 浓度分别为 ，
，所以需要离子浓度大的是 ，应先生成AgCl沉淀，C不符合题意；0. 2 氨水和 溶液等体积混合生成 ，根据物料守恒可得，D 符合题意。
【分析】A.根据质子守恒进行分析。
B. NaOH为强碱， 、NaClO 均为强碱弱酸盐，存在水解反应，根据 pH相同判断各物质的浓度，据此分析。
C. 根据Ksp表达式算出形成两种沉淀所需的各自c()，c()较小的对应的沉淀先生成，据此分析。
D.等物质的量的 氨水和反应生成 ，结合物料守恒进行分析。
三、非选择题：本题共5小题，共60分。
16．（2023高三下·曹县开学考）钒广泛应用于钢铁工业，钒的氧化物在化学工业常用作催化剂。某沉钒废水（含）钒含量约为2%。从该沉钒废水中分离出铁元素并制备的流程如下所示：
已知：①钒元素的存在形态较多，部分四价钒和五价钒物种的分布分数与pH的关系如图所示。
②完全沉淀的pH为8.4；完全溶解的pH约为11。
③吉布斯自由能（）可以用来判断反应进行的方向。一个反应的越小，反应发生的可能性越大。
（1）写出基态V原子的核外电子排布式　 　。
（2）“沉铁”时调节pH时不能用氨水代替氢氧化钠的原因是　 　。
（3）写出“氧化”时发生的离子方程式　 　。
（4）①“沉钒沉铝”中所得沉淀物与浸出剂反应与温度的关系如图所示。“浸出”时应控制温度低于60℃，原因是　 　。
②若“浸出”时浸出剂中添加NaOH固体，并边浸出边通入，可大大提高钒的浸出率，原因是　 　。
（5）“二次沉钒”时，先调节pH约为6~8，得到含钒铵盐沉淀，写出“焙烧时该铵盐沉淀发生分解的化学方程式　 　。
【答案】（1）
（2）氨水不能使氢氧化铝溶解，使得 中混有
（3）
（4）温度低于60℃时，钒酸钙与碳酸钠反应的 小于铝酸钙和碳酸钠反应的 ，钒酸钙与碳酸钠的反应更容易发生，有利于钒的浸出；NaOH溶液与 反应生成碳酸钠，碳酸钠溶液浓度大，有利于钒酸钙沉淀溶解转化为 ，提高钒的浸出率
（5）
【知识点】原子核外电子排布；制备实验方案的设计；离子方程式的书写
【解析】【解答】（1）钒元素的原子序数为23，基态原子的电子排布式为 或 ，故答案为： 或 ；
（3）由分析可知，“氧化”时发生反应为碱性条件下将 离子与过氧化氢溶液反应生成 离子和水，反应的离子方程式为 ，故答案为： ；
（4）①由图可知，温度低于60℃时，钒酸钙与碳酸钠反应的 小于铝酸钙和碳酸钠反应的 ，钒酸钙与碳酸钠的反应更容易发生，有利于钒的浸出，故答案为：温度低于60℃时，钒酸钙与碳酸钠反应的 小于铝酸钙和碳酸钠反应的 ，钒酸钙与碳酸钠的反应更容易发生，有利于钒的浸出；
②由图可知，若“浸出”时浸出剂中添加氢氧化钠固体，并边浸出边通入二氧化碳，二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠，增大溶液中碳酸钠溶液的浓度，有利于钒酸钙沉淀溶解转化为 ，提高钒的浸出率，故答案为：NaOH溶液与 反应生成碳酸钠，碳酸钠溶液浓度大，有利于钒酸钙沉淀溶解转化为 ，提高钒的浸出率；
（5）由分析可知，“焙烧”时铵盐沉淀发生分解的反应为钒酸铵高温焙烧发生分解反应生成五氧化二钒、氨气和水，反应的化学方程式为 ，故答案为： 。
【分析】根据流程图及题干信息，加入NaOH溶液，“沉铁”时，Fe2+转化为Fe(OH)2沉淀，Al3+、VO2+分别转化为NaAlO2、NaVO(OH)3，过滤后所得滤液的主要成分是NaAlO2、NaVO(OH)3；H2O2具有氧化性，可将VO(OH)3-氧化为VO43-；加入CaO，与AlO2-、VO43-分别反应生成铝酸钙、钒酸钙沉淀，向铝酸钙、钒酸钙中加入浸出剂，过滤得到含有VO43-的浸出液；通过调节浸出液pH约为6 8，使VO43-转化为VO3-，加入NH4Cl溶液将VO3-转化为钒酸铵沉淀，经焙烧可得到V2O5，
17．（2023高三下·曹县开学考）乙酰乙酸乙酯（A）是有机合成的原料，以下是以A为原料合成有机物F的合成路线：
完成下列填空：
（1）A中的官能团有　 　。
（2）E→F的反应类型是　 　。
（3）制备A的化学方程式：　 　，则X的结构简式是　 　。
（4）B的同分异构体G满足以下条件：①含六元环；②含5种不同化学环境的H原子；③有酸性且在一定条件下能发生银镜反应。写出G的结构简式　 　。
（5）参照（3）和流程所给信息，请写出以已二酸（）、乙醇为原料合成B的同分异构体的合成路线。（无机试剂和有机溶剂任用，合成路线流程图示例见本题题干）。　 　
【答案】（1）酯基、酮羰基
（2）还原反应
（3）；
（4）
（5）
【知识点】有机物中的官能团；有机物的合成；同分异构现象和同分异构体；羧酸简介
【解析】【解答】（1）由题干流程图中A的结构简式为： ，则其中含有的官能团有羰基（或酮基）、酯基，故答案为：羰基(或酮基）、酯基；
（2）E→F即 ，有机化学中将加氢失氧的化学反应为还原反应，故该反应的反应类型是还原反应，故答案为：还原反应；
（3）由题干流程图中A的结构简式为： ；制备A的化学方程式为 ，根据质量守恒可知，X的结构简式是 ，故答案为： ；
（5）由题干信息A到B转化信息可知， 可由 和 取代而得到，由题（3）信息可知， 可由 合成得到，而 和HBr加热即可制得 ，据此确定合成路线如下：
，故答案为
【分析】（1）根据A对的结构简式进行分析。
（2）对比E、F的结构简式，E→F发生加氢失氧，属于还原反应。
（3）根据A的结构简式可知，A是由两个乙酸乙酯通过发生取代反应得到的，据此分析。
（4）同分异构体中分子式相同、结构不同；有不同化学环境的氢原子，说明该有机物具有一定的对称性；有酸性表示含有羧基； 在一定条件下能发生银镜反应，则说明含有醛基，据此分析。
（5）由题干信息A到B转化信息可知， 可由 和 取代而得到，由题（3）信息可知， 可由 合成得到，而 和HBr加热即可制得 。据此分析。
18．（2023高三下·曹县开学考）草酸亚铁晶体（）是一种黄色难溶于水的固体，受热易分解，是生产电池、涂料以及感光材料的原材料。为探究草酸亚铁晶体的热分解的产物，设计装置图如下。
回答下列问题：
（1）装置a的名称是　 　；检验产物是否有水时存在一定的缺陷，改进方法为　 　。
（2）为了保证实验结果的准确性，同时防止加热时发生爆炸，实验前应进行的操作是　 　。实验时夹紧，点燃A处与F处的酒精灯进行实验，当观察到　 　（填现象）时，证明气体产物中含有CO。结束时，应首先熄灭　 　（填“A”或“F”）处的酒精灯。
（3）工业制得的草酸亚铁晶体中常含有杂质，测定其纯度的流程如下图：
①准确量取25.00mL样品溶液的玻璃仪器是　 　；第二次滴定达到终点的现象是　 　。
②以M为草酸亚铁晶体的相对质量，该样品的纯度为　 　（用代数式表示），若配制溶液时被氧化，则测定结果将　 　（填“偏高”“偏低”或“不变”）。
【答案】（1）球形干燥管；在B与C之间加一个盛有 的干燥管（盛有浓硫酸的洗气瓶）
（2）先通入一段时间的氮气；F中氧化铜变红，产生的气体使G中澄清石灰水变浑浊；F
（3）酸式滴定管（或移液管）；当最后一滴 溶液加入后，溶液变为浅红色，且半分钟不恢复（或溶液恰好变为浅红色，且半分钟不恢复）；；偏低
【知识点】常用仪器及其使用；物质检验实验方案的设计；有关混合物反应的计算
【解析】【解答】（1）装置a的名称为球形干燥管；装置B的作用是检验产物中是否含有水，而装置C中的水蒸气进入装置B中，也会使无水硫酸铜变蓝，干扰产物中水的检验，因此改进措施为在B和C之间添加一个盛有无水 的干燥管或盛有浓硫酸的洗气瓶；
（2）反应前装置中含有空气，空气中的 对产物 的测量产生干扰，分解产物中可能有CO，CO是可燃性物质，为提高实验结果的准确性和防止加热时发生爆炸，实验前应进行的操作是先通入一段时间的氮气；F处发生的反应 ， 能使澄清石灰水变浑浊，因此证明产物中含有CO的现象是F中氧化铜变红，产生的气体使G中澄清石灰水变浑浊；实验结束时，应首先熄灭F处的酒精灯。
【分析】（1）根据仪器的特征进行分析；无水硫酸铜用于检验产物中的水，注意排除干扰物质。
（2）反应前装置中含有的空气（CO2）会对实验产生干扰，应先排除；CO能够还原CuO，CO2能使澄清石灰水变浑浊，据此分析。
（3）①根据仪器用途进行分析； 第一次滴定时，酸性高锰酸钾溶液将Fe2+、C2O42-分别氧化为Fe3+、CO2，反应后溶液中加入适量锌粉，锌粉将Fe3+还原成Fe2+；第二次滴定时，酸性高锰酸钾溶液将Fe2+氧化成Fe3+。
②根据反应关系式2MnO4-~5C2O42-，结合n=cV进行分析；若配制溶液时Fe2+被氧化，则第一次滴定消耗高锰酸钾溶液的体积减少。
19．（2023高三下·曹县开学考）Co、Al、Si形成的合金是一种高性能的热电材料，备受研究人员关注。回答下列问题：
（1）基态Co原子的价电子排布式为　 　，处于元素周期表的　 　区。
（2）下列各状态的铝中，再电离出一个电子所需能量最小的是　 　（填序号）。
（3） 是某些有机反应的催化剂，如苯酚（）与乙酰氯（）反应的部分历程为
①乙酰氯分子中碳原子的杂化类型为　 　。
②乙酰氯分子中C—C键与C—Cl键的夹角　 　120°（填“大于”“等于”或“小于”），判断理由是　 　。
③的空间构型为　 　。
（4）金刚石、金刚砂（SiC）、单晶硅的熔点由高到低的顺序为　 　。
（5）Co、Al、Si形成的一种合金的晶胞结构如图所示（若不看，该晶胞具有萤石结构），1号原子、2号原子、Al原子的分数坐标分别为（0，1，0）、、，则3号原子的分数坐标为　 　；若晶胞参数为，则该合金的密度为　 　（表示阿伏加德罗常数的值，只需列出式子）。
【答案】（1）；d
（2）D
（3）；小于；氧原子上有2个孤电子对，且与C原子形成C—O键，对C—C键和C—Cl键有较大的排斥力；正四面体形
（4）金刚石>金刚砂（SiC）>单晶硅
（5）；
【知识点】原子核外电子排布；判断简单分子或离子的构型；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】（1）钴的原子序数是27，基态Co原子的价电子排布式为 ，Co元素位于第Ⅷ族，原子核外最后填充的是d电子，故Co为d区元素。
（2）A、B、C分别电离出—个电子所需的能量为基态Al原子的第—、二、三电离能，基态铝原子的第三电离能>第二电离能>第—电离能；原子处于激发态时能量比基态时高，易失去电子，D处于激发态，电离出—个电子需要的能量最低，综合分析需要能量最小的为D。
（3）①乙酰氯分子甲基中的碳原子采用 杂化、羰基中的碳原子采用 杂化。②由于乙酰氯分子中含有碳氧双键，C—O键上的氧原子有2个孤电子对，对C—C键和C—Cl键有较大的排斥力，因此该夹角小于120°。③微粒 中Al原子形成4个 键，且不含孤电子对，故空间构型为正四面体形。
（4）金刚石、金刚砂（SiC）、单晶硅均为原子晶体，结构相似，共价键键长越短，键能越大，原子晶体的熔点越高，原子半径：C（5）结合萤石结构和晶胞图，根据所给的三个原子的分数坐标，可知3号原子的分数坐标为 。根据均摊法可知，该晶胞中含有 个Co原子、8个Si原子、1个Al原子，其密度 。
【分析】（1）价电子即最外层电子数，Co元素位于第Ⅷ族，处于元素周期表d区。
（2）元素的第一、二、三……逐级电离能依次升高，基态的电离能大于激发态的，据此分析。
（3）①乙酰氯分子甲基中的碳原子形成4个单键，采用 杂化；羰基中的碳原子形成3个单键，采用 杂化。
②乙酰氯分子中含有碳氧双键，其中氧原子有2个孤电子对，对C—C键和C—Cl键有较大的排斥力。
③ 中Al原子形成4个单键，且不含孤电子对，据此分析。
（4）原子晶体中，共价键键长越短，键能越大，则其熔点越高。
（5）根据萤石结构和晶胞图进行推算原子坐标；根据均摊法，结合m=ρV=nM、N=nNA进行分析。
20．（2023高三下·曹县开学考）乙烯是制造塑料、合成橡胶和合成纤维等化学产品的基本原料，乙烷直接裂解、乙烷二氧化碳氧化裂解和乙烷氧气氧化裂解和乙烷氧气氧化裂解制备乙烯的反应如下：
(Ⅰ)
(II)
(III)
回答下列问题：
（1）已知键能：，，由此计算生成碳碳键放出的能量为　 　kJ。
（2）上述反应体系在一定条件下建立平衡后，下列说法正确的是___________(填序号)。
A．反应(I)加入催化剂，可降低反应的焓变
B．恒压掺入Ar能提高反应(II)的平衡产率
C．降低温度，反应(II)的正反应速率降低、逆反应速率增大
D．增加乙烷的浓度，反应(I)和(II)的平衡均向右移动
（3）K为平衡常数，与温度的倒数的变化如图所示，a，b两条直线中表示反应(II)的直线是　 　(填字母)，理由是　 　。
（4） 时，将乙烷与氦气的混合气体(乙烷的物质的量分数为m%)通入一密闭容器中发生反应(I)。平衡时容器压强为，此时乙烷的平衡转化率为，反应的平衡常数=　 　(用题中所给字母表示，并化简，分压=总压×物质的量分数)。
（5）已知Arrhenius经验公式(为活化能，k为速率常数，R和C为常数)，反应(II)的Arrhenius经验公式实验数据如图甲中直线a所示，该反应的活化能=　 　。当改变外界条件时，实验数据如图中直线b所示，则实验可能改变的外界条件是　 　。
（6）电有机合成是制备有机物的一种常用方法，相关研究团队利用电化学装置实现和两种分子的耦合转化来制备乙烯等物质，其原理如图乙所示。阴极上的电极反应式为　 　。若生成的乙烯和乙烷的体积比为3：1，则消耗的和，物质的量之比为　 　。
【答案】（1）271
（2）B；D
（3）B；反应(II)为吸热反应，当温度降低时，平衡逆向移动， 变小，温度降低， 上升， 变小，故b曲线符合
（4）
（5）26；加入催化剂或增大催化剂表面积
（6）CO2+2e-=CO+ O2-；8： 7。
【知识点】电极反应和电池反应方程式；化学反应速率的影响因素；化学平衡的影响因素；制备实验方案的设计；有关反应热的计算
【解析】【解答】（1） =反应物总键能-生成物总键能，由题可知，反应I中每断裂2molC- H键，会形成1mol碳碳π键和1molH- H键，故2 x 416 - E(碳碳π键)- 436 = +125 ，解得E(碳碳π键)= 271 。
（2）A.加入催化剂，不能改变反应热，A不正确；
B.恒压掺入Ar，相当于增大体积减小压强，故平衡向着气体体积增大的方向移动，平衡正向移动，平衡产率提高，B正确；
C.降低温度，无论正反应还是逆反应速率都降低，C不正确；
D.乙烷在反应(I)和(II)中，均为反应物，增加乙烷的浓度，即增大反应物浓度，平衡正向移动，D正确；
故本题选BD。
（3）反应(II)为吸热反应，当温度降低时，平衡逆向移动， 变小，温度降低， 上升， 变小，故b曲线符合，答案为：b；反应(II)为吸热反应，当温度降低时，平衡逆向移动， 变小，温度降低， 上升， 变小，故b曲线符合；
（4）设总物质的量为100mol，则乙烷为mmol由三段式：
可得平衡时乙烷、乙烯以及氢气的物质的量分数分别为： 、 、 ， ；答案为 ；
（5）计算曲线a的活化能，将(3.8，2.8)、 (3.5，10.6)分 别代入到 可得： 解得 =26 ；类似的方法计算曲线b的活化能，将(3.5，10.6)、(4.2，1.1)分别代入到 解得 =13.6 ，与a相比，曲线b的活化能降低，则实验可能改变的外界条件是加入催化剂或增大催化剂表面积。
（6）根据图中信息，二氧化碳在阴极得电子转化为一氧化碳，结合题图和题干中固体电解质可传导 ，可知电极反应式为： ；根据图中信息， 在阳极失去电子变成乙烷、乙烯和水，由于生成乙烯和乙烷的体积比为3：1，产生物质的量比也是3： 1，设生成了3mol乙烯和1mol乙烷，根据碳元素守恒则有8mol甲烷发生反应，应中失去1molH原子相当于失去1mol电子，共转移14mol电子，根据得失电子守恒，阴极上有7mol 参与电极反应，则此时消耗的 和 的体积比为8：7。
【分析】（1） =反应物总键能-生成物总键能，据此分析。
（2）A.影响焓变大小的因素有：温度、压强、物质的聚集状态、参加反应物质的物质的量。
B.恒压掺入惰性气体，相当于增大体积减小压强。
C.降低温度，反应速率减小。
D.根据勒夏特烈原理进行分析。
（3）降低温度利于平衡向放热反应方向移动，据此分析。
（4）通过列出化学平衡三段式，结合平衡常数表达式进行分析。
（5）将(3.8，2.8)、 (3.5，10.6)分别代入到 ，解二元一次方程进行分析。
（6）该装置为电解池，根据CO2→CO，碳元素化合价降低，则CO2得电子，发生还原反应，所以电极A是阴极，电极反应式为 ，电极B是阳极，结合电子、原子守恒进行分析。
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山东省曹县2022-2023学年高三下学期开学考试化学试卷
一、选择题：本题共10小题，每小题2分，共20分.每小题只有一个选项符合题目要求.
1．（2023高三下·曹县开学考）古代化学源远流长。下列说法错误的是（　　）
A．“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”，说明铁能置换出铜；这样铁釜能减缓锈蚀
B．“欲试药金（铜锌合金），烧火有五色气起”，通过焰色反应可检验金属元素
C．“龙泉水，可以淬刀剑”，高温的铁与水反应生成
D．“取朴硝（含有）以温汤溶解，次早结块”，该过程为重结晶
2．（2022·山东）下列试剂实验室保存方法错误的是（　　）
A．浓硝酸保存在棕色细口瓶中
B．氢氧化钠固体保存在广口塑料瓶中
C．四氯化碳保存在广口塑料瓶中
D．高锰酸钾固体保存在棕色广口瓶中
3．（2023高三下·曹县开学考） 的半衰期很短，自然界中不能稳定存在。人工合成反应如下：；。下列说法正确的是（　　）
A．X的中子数为2
B．X、Y互为同位素
C．可用作示踪原子研究化学反应历程
D．自然界不存在分子是因其化学键不稳定
4．（2023高三下·曹县开学考）X、Y、Z、W是短周期同一周期的主族元素，原子序数依次增大；基态X的价电子轨道表示式为，Z最外层电子数是其次外层电子数的3倍；四种元素与锂组成的化合物结构如图（箭头表示配位键）。下列说法正确的是（　　）
A．四种元素中第一电离能最大的是Z
B．Y和Z形成的化合物常温下均易溶于水
C．X的最高价氧化物的水化物是一种强酸
D．Z和W分别与氢元素形成的10电子化合物的沸点：前者高于后者
5．（2023高三下·曹县开学考）用下列实验装置进行有关实验能达到实验目的的是（　　）
A．检验溶液中是否有
B．证明蔗糖属于还原性糖
C．制备
D．用标准溶液滴定锥形瓶中的盐酸
6．（2023高三下·曹县开学考）化合物Y能用于高性能光学树脂的合成，可由化合物X与2-甲基丙烯酰氯在一定条件下反应制得：
下列有关化合物X、Y的说法错误的是（　　）
A．Y与的加成产物分子中含有手性碳原子
B．X分子具有亲水基团，可溶于水
C．可用溶液鉴别X、Y
D．Y不存在顺反异构
7．（2023高三下·曹县开学考）某同学进行海带提碘实验，部分实验操作如下：将灼烧后的海带灰放入烧杯中，加入蒸馏水充分浸泡后放置在泥三角上，煮沸2~3分钟，冷却后过滤。将适量稀硫酸与双氧水滴入滤液，充分反应后转移至分液漏斗，打开盛有的试剂瓶，将橡胶塞倒放，取少量加入分液漏斗中，塞紧瓶塞，将分液漏斗多次振荡放气后静置分液，层从上口倒出。实验中存在错误的有几处（　　）
A．1 B．2 C．3 D．4
8．（2023高三下·曹县开学考）氢能源是最具应用前景的能源之一。可利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢，工作原理如图所示（电极l、电极2均为惰性电极）。下列说法错误的是（　　）
A．控制连接开关或，可交替得到和
B．碱性电解液改为酸性电解池能达到同样目的
C．接通时电极3上的电极反应式为
D．电极3在交替连接或过程中得以循环使用
9．（2023高三下·曹县开学考）向7.5mL0.03的溶液中，逐滴加入相同浓度的NaOH溶液，溶液pH与NaOH溶液体积关系如图所示，已知，下列说法错误的是（　　）
A．第一级电离平衡常数的数量级为
B．水的电离程度：bC．b点溶液中离子浓度：
D．c点溶液中：
10．（2023高三下·曹县开学考）硫代硫酸钠（）可作为照相业的定影剂，反应的化学方程式为：。下列说法正确的是（　　）
A．基态Br原子中电子的空间运动状态有35种
B．中含有离子键、共价键、配位键
C．中心原子S的杂化方式为
D．非金属元素S、O、Br中电负性最大的是Br
二、选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分.每小题有一个或两个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分.
11．（2023高三下·曹县开学考）下列说法中正确的是（　　）
A．向溶液中通入，可能发生反应：
B．溶解度大于，则溶解度大于
C．的浓硫酸与足量铜粉在加热条件下反应，转移电子数为
D．烯烃可通过加成、消去、取代反应制得
12．（2023高三下·曹县开学考）下列离子方程式书写正确的是（　　）
A．向溶液中通入少量
B．用白醋浸泡过的淀粉-试纸检验加碘盐中的
C．向溶液中通入气体产生白色沉淀：
D．的溶液和的溶液等体积混合：
13．（2023高三下·曹县开学考）萤石是制作光学玻璃的原料之一，其主要成分氟化钙的晶胞结构如图所示。下列说法错误的是（　　）
A．Ca位于元素周期表s区
B．每个周围距离最近且等距的有4个
C．位于构成的四面体空隙
D．基态氟原子核外电子的原子轨道有四种伸展方向
14．（2023高三下·曹县开学考）相同金属在其不同浓度盐溶液中可形成浓差电池。如下图所示装置是利用浓差电池电解溶液（a、b电极均为石墨电极），可以制得和NaOH。下列说法错误的是（　　）
A．a电极的电极反应式为
B．电池放电过程中，Cu（1）电极上的电极反应式为
C．c、d离子交换膜依次为阴离子交换膜和阳离子交换膜
D．电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得320gNaOH
15．（2023高三下·曹县开学考）已知：25 ℃时，约为1×10-10，约为。下列有关电解质溶液的说法正确的是（　　）
A．的溶液中：
B．pH相同的①、② NaOH、③NaClO三种溶液中：③ >① >②
C．向浓度均为的NaCl和混合液中滴加溶液，先沉淀
D．氨水和溶液等体积混合：
三、非选择题：本题共5小题，共60分。
16．（2023高三下·曹县开学考）钒广泛应用于钢铁工业，钒的氧化物在化学工业常用作催化剂。某沉钒废水（含）钒含量约为2%。从该沉钒废水中分离出铁元素并制备的流程如下所示：
已知：①钒元素的存在形态较多，部分四价钒和五价钒物种的分布分数与pH的关系如图所示。
②完全沉淀的pH为8.4；完全溶解的pH约为11。
③吉布斯自由能（）可以用来判断反应进行的方向。一个反应的越小，反应发生的可能性越大。
（1）写出基态V原子的核外电子排布式　 　。
（2）“沉铁”时调节pH时不能用氨水代替氢氧化钠的原因是　 　。
（3）写出“氧化”时发生的离子方程式　 　。
（4）①“沉钒沉铝”中所得沉淀物与浸出剂反应与温度的关系如图所示。“浸出”时应控制温度低于60℃，原因是　 　。
②若“浸出”时浸出剂中添加NaOH固体，并边浸出边通入，可大大提高钒的浸出率，原因是　 　。
（5）“二次沉钒”时，先调节pH约为6~8，得到含钒铵盐沉淀，写出“焙烧时该铵盐沉淀发生分解的化学方程式　 　。
17．（2023高三下·曹县开学考）乙酰乙酸乙酯（A）是有机合成的原料，以下是以A为原料合成有机物F的合成路线：
完成下列填空：
（1）A中的官能团有　 　。
（2）E→F的反应类型是　 　。
（3）制备A的化学方程式：　 　，则X的结构简式是　 　。
（4）B的同分异构体G满足以下条件：①含六元环；②含5种不同化学环境的H原子；③有酸性且在一定条件下能发生银镜反应。写出G的结构简式　 　。
（5）参照（3）和流程所给信息，请写出以已二酸（）、乙醇为原料合成B的同分异构体的合成路线。（无机试剂和有机溶剂任用，合成路线流程图示例见本题题干）。　 　
18．（2023高三下·曹县开学考）草酸亚铁晶体（）是一种黄色难溶于水的固体，受热易分解，是生产电池、涂料以及感光材料的原材料。为探究草酸亚铁晶体的热分解的产物，设计装置图如下。
回答下列问题：
（1）装置a的名称是　 　；检验产物是否有水时存在一定的缺陷，改进方法为　 　。
（2）为了保证实验结果的准确性，同时防止加热时发生爆炸，实验前应进行的操作是　 　。实验时夹紧，点燃A处与F处的酒精灯进行实验，当观察到　 　（填现象）时，证明气体产物中含有CO。结束时，应首先熄灭　 　（填“A”或“F”）处的酒精灯。
（3）工业制得的草酸亚铁晶体中常含有杂质，测定其纯度的流程如下图：
①准确量取25.00mL样品溶液的玻璃仪器是　 　；第二次滴定达到终点的现象是　 　。
②以M为草酸亚铁晶体的相对质量，该样品的纯度为　 　（用代数式表示），若配制溶液时被氧化，则测定结果将　 　（填“偏高”“偏低”或“不变”）。
19．（2023高三下·曹县开学考）Co、Al、Si形成的合金是一种高性能的热电材料，备受研究人员关注。回答下列问题：
（1）基态Co原子的价电子排布式为　 　，处于元素周期表的　 　区。
（2）下列各状态的铝中，再电离出一个电子所需能量最小的是　 　（填序号）。
（3） 是某些有机反应的催化剂，如苯酚（）与乙酰氯（）反应的部分历程为
①乙酰氯分子中碳原子的杂化类型为　 　。
②乙酰氯分子中C—C键与C—Cl键的夹角　 　120°（填“大于”“等于”或“小于”），判断理由是　 　。
③的空间构型为　 　。
（4）金刚石、金刚砂（SiC）、单晶硅的熔点由高到低的顺序为　 　。
（5）Co、Al、Si形成的一种合金的晶胞结构如图所示（若不看，该晶胞具有萤石结构），1号原子、2号原子、Al原子的分数坐标分别为（0，1，0）、、，则3号原子的分数坐标为　 　；若晶胞参数为，则该合金的密度为　 　（表示阿伏加德罗常数的值，只需列出式子）。
20．（2023高三下·曹县开学考）乙烯是制造塑料、合成橡胶和合成纤维等化学产品的基本原料，乙烷直接裂解、乙烷二氧化碳氧化裂解和乙烷氧气氧化裂解和乙烷氧气氧化裂解制备乙烯的反应如下：
(Ⅰ)
(II)
(III)
回答下列问题：
（1）已知键能：，，由此计算生成碳碳键放出的能量为　 　kJ。
（2）上述反应体系在一定条件下建立平衡后，下列说法正确的是___________(填序号)。
A．反应(I)加入催化剂，可降低反应的焓变
B．恒压掺入Ar能提高反应(II)的平衡产率
C．降低温度，反应(II)的正反应速率降低、逆反应速率增大
D．增加乙烷的浓度，反应(I)和(II)的平衡均向右移动
（3）K为平衡常数，与温度的倒数的变化如图所示，a，b两条直线中表示反应(II)的直线是　 　(填字母)，理由是　 　。
（4） 时，将乙烷与氦气的混合气体(乙烷的物质的量分数为m%)通入一密闭容器中发生反应(I)。平衡时容器压强为，此时乙烷的平衡转化率为，反应的平衡常数=　 　(用题中所给字母表示，并化简，分压=总压×物质的量分数)。
（5）已知Arrhenius经验公式(为活化能，k为速率常数，R和C为常数)，反应(II)的Arrhenius经验公式实验数据如图甲中直线a所示，该反应的活化能=　 　。当改变外界条件时，实验数据如图中直线b所示，则实验可能改变的外界条件是　 　。
（6）电有机合成是制备有机物的一种常用方法，相关研究团队利用电化学装置实现和两种分子的耦合转化来制备乙烯等物质，其原理如图乙所示。阴极上的电极反应式为　 　。若生成的乙烯和乙烷的体积比为3：1，则消耗的和，物质的量之比为　 　。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】物质的组成、结构和性质的关系
【解析】【解答】A、“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”，涉及铁置换出铜的反应，原电池能加快化学反应速率；
B、五颜六色的焰火利用了部分金属元素的焰色反应；
C、高温条件下铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气；
D、重结晶是溶质受温度影响较大的，从饱和溶液析出晶体。
故答案为：A
【分析】A.铁比铜活泼，据此分析。
B. 焰色反应可检验金属元素。
C.高温条件下铁与水蒸气反应生成 和氢气。
D.重结晶是将结晶溶于溶剂或熔融后，又重新从溶液或熔体中结晶的过程。
2．【答案】C
【知识点】化学试剂的存放
【解析】【解答】A．由于浓硝酸不稳定，见光易分解，故浓硝酸需保存在棕色细口瓶中避光保存，A不符合题意；
B．氢氧化钠固体能与玻璃中的SiO2反应，故氢氧化钠固体保存在广口塑料瓶中，B不符合题意；
C．四氯化碳是一种有机溶剂，易挥发，且能够溶解塑料，故其不能保存在广口塑料瓶中，应该保存在细口玻璃瓶中，C符合题意；
D．高锰酸钾受热易分解，故需在棕色广口瓶中、阴冷处密封保存，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.浓硝酸不稳定，见光易分解；
B.氢氧化钠能与玻璃中的二氧化硅反应生成硅酸钠；
D.高锰酸钾受热分解。
3．【答案】B
【知识点】原子中的数量关系；同位素及其应用；质量守恒定律
【解析】【解答】A.由人工合成反应可知， ， ， ， ，故X的中子数为4，A项不符合题意；
B.同理可得 ，Y的中子数为2， 与 的质子数相同，中子数不同，互为同位素，B项符合题意；
C.由于 的半衰期很短，故不可用作示踪原子，C项不符合题意；
D.自然界不存在 是因为 的半衰期很短，易发生核变化转化为其他原子，与其化学键不稳定无关，D项不符合题意。
故答案为：B
【分析】A.原子左上角数字表示其质量数，左下角数字表示其质子数，质量数=质子数+中子数，结合反应前后质子数和质量数相等进行分析。
B.同位素是指质子数相同，中子数不同的原子。
C. 的半衰期很短，不可用作示踪原子。
D.自然界不存在 是因为 的半衰期很短，易发生核变化转化为其他原子。
4．【答案】D
【知识点】原子核外电子排布；原子核外电子的能级分布；元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律；元素周期表的结构及其应用
【解析】【解答】A.由基态X的价电子轨道表示式为 ，可知X为B，这四种元素位于第二周期；根据Z最外层电子数是其次外层电子数的3倍，可知Z为0；由图可知Y的成键数为4，W的成键数为1，结合四种元素同周期且原子序数依次增大，则Y为C，W为F。四种元素中第一电离能最大的是F，A不符合题意；
B.Y和Z形成的化合物有CO、 ，常温下， 可溶于水，但CO难溶于水，B不符合题意；
C.B的最高价氧化物对应的水化物 为一元弱酸，C不符合题意；
D.Z和W分别与氢元素形成的10电子化合物为 ， 在室温时呈液态，HF在室温时呈气态，故沸点： >HF，D符合题意。
【分析】 X、Y、Z、W是短周期同一周期的主族元素，原子序数依次增大。根据基态X的价电子轨道表示式可知X为B，则这四种元素均位于第二周期；Z最外层电子数是其次外层电子数的3倍，可推出Z最外层电子数为6，则Z为O，所以W是F；根据所给化合物的结构式可知，Y能形成4个共价键，则可推出Y是C。
5．【答案】C
【知识点】化学实验方案的评价
【解析】【解答】A.检验溶液中是否有 ，用焰色反应需要透过蓝色钴玻璃，故A不符合题意；
B.蔗糖属于还原性糖，用与新制氢氧化铜反应，条件为煮沸，故B不符合题意；
C.二氧化碳不与氯化钙反应，但是氯化钙溶液中含有 ，则有 ，继而发生 ，故C符合题意；
D.用标准NaOH溶液滴定锥形瓶中的盐酸，应该用碱式滴定管，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.注意验证K元素的焰色反应实验中要透过蓝色钴玻璃。
B.还原性糖与新制氢氧化铜反应的条件是加热到沸腾。
C.CO2与氯化钙溶液不反应，但CO32-与氯化钙溶液反应生成 。
D.注意区分酸式滴定管和碱式滴定管，酸式滴定管下端有玻璃活塞，碱式滴定管下端是用橡皮管连接带有尖嘴的小玻璃管。
6．【答案】B
【知识点】有机化合物中碳的成键特征；有机物的结构和性质
【解析】【解答】A.Y与 发生加成反应后，连接甲基的碳原子上含有4个不同原子或原子团，所以Y与 发生加成反应的产物中连接甲基的碳原子为手性碳原子，故A不符合题意；
B.X为2，4，6-三溴苯酚，分子中虽具有亲水基团羟基，但连有三个溴原子的苯环为憎水基，憎水基团的作用大于亲水基团的作用，故其为不溶于水的白色固体，故B符合题意；
C.X分子中含有酚羟基，遇 溶液显紫色，Y分子中不含酚羟基，遇 溶液不显紫色，现象不同，故可用 溶液鉴别X、Y，故C不符合题意；
D.Y分子中处于端位的双键碳原子上连接了相同的原子（H），所以不存在顺反异构，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.手性碳原子连接4个不同原子或基团，据此分析。
B.X中憎水基团的作用大于亲水基团的作用，据此分析。
C.酚羟基遇氯化铁溶液显紫色，据此分析。
D. 顺式异构体是指两个相同原子或基团在双键同一侧，反式异构体是指两个相同原子或基团分别在双键两侧，据此分析。
7．【答案】C
【知识点】制备实验方案的设计；化学实验方案的评价
【解析】【解答】烧杯要放置铁三脚或铁圈上的石棉网上才能加热，而不是泥三角上，因为 会腐蚀橡胶，故装 溶液的试剂瓶不能用橡胶塞， 的密度比水的大，故 层应该从下口放出，共有这3处错误，
故答案为：C。
【分析】烧杯要放置在铁三脚或铁圈的石棉网上加热，装 溶液的试剂瓶不能用橡胶塞，层应该从下口放出。据此分析。
8．【答案】B
【知识点】电极反应和电池反应方程式；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A.连接开关 时，电极1为阴极，发生的电极反应为 ，电极3为阳极，发生的电极反应为 ，连接开关 时，电极3为阴极，发生的电极反应为 NiOOH+H2O+e-= Ni(OH)2+OH- ，电极2为阳极，发生的电极反应为，故控制连接开关 或 ，可交替得到 和 ，A项符合题意；
B.如果碱性电解液改为酸性电解液，电极3上的物质 和NiOOH均能与酸反应，B项不符合题意；
C.由A项分析可知，接通 时电极3上的电极反应式为 ，C项符合题意；
D.由A项分析知，电极3在交替连接 或 过程中得以循环使用，D项符合题意。
【分析】连接开关 时，电极1为阴极，电极反应式为 ，电极3为阳极，电极反应式为 ；连接开关 时，电极3为阴极，电极反应式为NiOOH+H2O+e-= Ni(OH)2+OH-，电极2为阳极，电极反应式为。
9．【答案】C
【知识点】水的电离；离子浓度大小的比较；电离平衡常数
【解析】【解答】A.a点为0.03 的 溶液，pH=2， ， ，则 第一级电离平衡常数 ，即 的数量级为 ，故A不符合题意；
B.酸、碱溶液抑制了水的电离，滴定终点时水的电离程度最大，b、d点都没有到滴定终点，NaOH溶液体积越大水的电离程度越大，则水的电离程度：bC.b点加入7.5mL等浓度的NaOH溶液，反应后溶质为 ，溶液呈酸性，说明 的电离程度大于其水解程度， 还来自水和 的电离，则 ，正确的离子浓度大小为： ，故C符合题意；
D.c点加入15mL等浓度的NaOH溶液，反应后溶质为 ，结合质子守恒可知： ，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A. 第一级电离平衡常数 =。
B.酸、碱溶液抑制水的电离。
C.b点加入7.5mL等浓度的NaOH溶液，反应后溶质为 ，溶液呈酸性，说明 的电离程度大于其水解程度，据此分析。
D.c点溶液溶质为 ，结合质子守恒进行分析。
10．【答案】C
【知识点】原子核外电子的运动状态；元素电离能、电负性的含义及应用；化学键；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】A.基态Br原子核外电子排布式为 ，内层轨道全部占满，共占据14个原子轨道，4s能级、4p能级占据4个轨道，核外电子占据l8个原子轨道，故基态Br原子中电子的空间运动状态有l8种，A不符合题意；
B. 是配离子， 和 之间形成配位键，S原子和O原子之间形成共价键，不含离子键，B不符合题意；
C. 与 原子总数相同，价电子总数相同，中心S原子的杂化方式相同， 中中心S原子形成4个共价键，价层电子对数为 ，则中心S原子采取 杂化，C符合题意；
D.元素的电负性：O>Br>S，电负性最大的是O，D不符合题意。
【分析】A.基态Br原子核外电子排布式为。
B. 是配离子，只含共价键和配位键。
C.通过计算中心原子的价层电子对数和孤电子对数进行分析。
D.非金属性越强，其电负性越大。
11．【答案】A
【知识点】氧化还原反应；离子方程式的书写；氧化还原反应的电子转移数目计算
【解析】【解答】A.本题考查离子方程式的书写、氧化还原反应等。还原性： ，则 优先氧化 ，根据化学计量数判断， 化学计量数为6时， 化学计量数的范围为0~3，则可能发生反应： ，A项符合题意；
B.碱金属碳酸盐的溶解度大于碳酸氢盐，而碱土金属碳酸盐的溶解度小于碳酸氢盐，B项不符合题意；
C.浓硫酸与足量铜粉加热反应，硫酸浓度逐渐减小，铜不与稀硫酸反应，转移电子数小于 ，C项不符合题意；
D.烯烃可以通过炔烃与 的加成反应，醇、卤代烃的消去反应制得，但无法通过取代反应制得，D项不符合题意。
故答案为：A
【分析】A.还原性：，则优先氧化，结合电荷、原子、电子守恒进行分析。
B.碱金属碳酸盐的溶解度大于碳酸氢盐，而碱土金属碳酸盐的溶解度小于碳酸氢盐。
C.注意随着反应进行，浓硫酸变为稀硫酸，而铜与稀硫酸不反应，据此分析。
D.根据有机物的官能团及性质进行分析。
12．【答案】D
【知识点】离子方程式的书写
【解析】【解答】A. 先氧化亚铁离子再氧化溴离子，正确的离子方程式为 ，A不符合题意；
B.用白醋浸泡过 淀粉-KI试纸检验加碘盐中的 ，离子方程式为 ，B不符合题意；
C.SO2通入硝酸钡中，发生氧化还原反应生成硫酸钡沉淀，离子方程式为 ，C不符合题意；
D. 的 溶液和 的 溶液等体积混合，生成铝离子和水，离子方程式符合题意，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】判断离子方程式正误时，需注意以下几点：
1.是否符合事实；
2.化学式拆写（单质、氧化物、气体、难溶物、弱电解质等不能拆写）是否正确；
3.符号（等号，可逆号，沉淀气体的箭头标注）使用是否正确；
4.是否遵循原子守恒、电荷守恒、得失电子守恒；
5.是否漏掉离子反应；
6.反应物或产物的配比是否正确。
13．【答案】B
【知识点】晶胞的计算；金属晶体的基本堆积模型；元素周期表的结构及其应用
【解析】【解答】A.Ca位于第四周期第ⅡA族，为元素周期表s区，A不符合题意；
B.由面心的 可知，每个 周围距离最近且等距的 有8个，B符合题意；
C.由晶胞结构图可知， 距离最近且等距的 为4个，所以 位于 构成的四面体空隙，C不符合题意；
D.基态氟原子核外电子排布式为 ，其中s能级有一种伸展方向，p能级有三种伸展方向，共4种，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.注意s区包括第ⅠA、ⅡA族的全部元素，据此分析。
B.由面心的 进行分析。
C.F-周围的4个Ca2+构成正四面体。
D.s能级有一种伸展方向，p能级有三种伸展方向，结合F原子的核外电子排布式进行分析。
14．【答案】C,D
【知识点】电极反应和电池反应方程式；化学方程式的有关计算
【解析】【解答】A.由分析可知， a电极的电极反应式为 2H2O+2e-=H2↑+2OH-，不符合题意；
B.由分析可知， 电池放电过程中，Cu（1）电极上的电极反应式为，不符合题意；
C.由分析可知，a极附近生成NaOH、b极附近生成H2SO4，所以Na+通过离子交换膜c进入a极附近，即c为阳离子交换膜，SO42-通过离子交换膜d进入d极附近，即d为阴离子交换膜，符合题意；
D.原电池中铜离子浓度相同时，原电池停止工作，此时两侧溶液中铜离子浓度均为1.5mol/L，正极析出n(Cu)=(2.5-1.5)mol/L×2L=2mol，根据正极反应式和阴极反应式，结合电荷守恒可知反应关系式Cu~2e-~2NaOH，所以生成n(NaOH)=4mol，根据m=nM可知，m(NaOH)=4mol×40g/mol=160g，符合题意；
故答案为：CD。
【分析】Cu2+的氧化性强，根据图示信息，左侧溶液中c(Cu2+)较大，则Cu（1）电极为正极，Cu（2）电极为负极，正极反应为Cu2++2e-═Cu，负极反应式为Cu-2e-═Cu2+；a电极与Cu（2）电极相连，所以a电极为阴极、b电极为阳极，阳极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+，阴极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-。
15．【答案】A,D
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质；离子浓度大小的比较；溶液酸碱性的判断及相关计算
【解析】【解答】 溶液含有的粒子有： 根据质子守恒可得： ，A符合题意；pH相同的这三种溶液，NaOH是强碱，其浓度最小，钠盐水解程度越大，pH相同时钠盐浓度越小，NaClO水解程度较大，则浓度：① > ③，所以三种溶液浓度：① >③ > ②，所以 ：① > ③ > ②，B不符合题意； 和NaCl溶液的浓度均为 ， 的 分别约为 ，形成沉淀需要的 浓度分别为 ，
，所以需要离子浓度大的是 ，应先生成AgCl沉淀，C不符合题意；0. 2 氨水和 溶液等体积混合生成 ，根据物料守恒可得，D 符合题意。
【分析】A.根据质子守恒进行分析。
B. NaOH为强碱， 、NaClO 均为强碱弱酸盐，存在水解反应，根据 pH相同判断各物质的浓度，据此分析。
C. 根据Ksp表达式算出形成两种沉淀所需的各自c()，c()较小的对应的沉淀先生成，据此分析。
D.等物质的量的 氨水和反应生成 ，结合物料守恒进行分析。
16．【答案】（1）
（2）氨水不能使氢氧化铝溶解，使得 中混有
（3）
（4）温度低于60℃时，钒酸钙与碳酸钠反应的 小于铝酸钙和碳酸钠反应的 ，钒酸钙与碳酸钠的反应更容易发生，有利于钒的浸出；NaOH溶液与 反应生成碳酸钠，碳酸钠溶液浓度大，有利于钒酸钙沉淀溶解转化为 ，提高钒的浸出率
（5）
【知识点】原子核外电子排布；制备实验方案的设计；离子方程式的书写
【解析】【解答】（1）钒元素的原子序数为23，基态原子的电子排布式为 或 ，故答案为： 或 ；
（3）由分析可知，“氧化”时发生反应为碱性条件下将 离子与过氧化氢溶液反应生成 离子和水，反应的离子方程式为 ，故答案为： ；
（4）①由图可知，温度低于60℃时，钒酸钙与碳酸钠反应的 小于铝酸钙和碳酸钠反应的 ，钒酸钙与碳酸钠的反应更容易发生，有利于钒的浸出，故答案为：温度低于60℃时，钒酸钙与碳酸钠反应的 小于铝酸钙和碳酸钠反应的 ，钒酸钙与碳酸钠的反应更容易发生，有利于钒的浸出；
②由图可知，若“浸出”时浸出剂中添加氢氧化钠固体，并边浸出边通入二氧化碳，二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠，增大溶液中碳酸钠溶液的浓度，有利于钒酸钙沉淀溶解转化为 ，提高钒的浸出率，故答案为：NaOH溶液与 反应生成碳酸钠，碳酸钠溶液浓度大，有利于钒酸钙沉淀溶解转化为 ，提高钒的浸出率；
（5）由分析可知，“焙烧”时铵盐沉淀发生分解的反应为钒酸铵高温焙烧发生分解反应生成五氧化二钒、氨气和水，反应的化学方程式为 ，故答案为： 。
【分析】根据流程图及题干信息，加入NaOH溶液，“沉铁”时，Fe2+转化为Fe(OH)2沉淀，Al3+、VO2+分别转化为NaAlO2、NaVO(OH)3，过滤后所得滤液的主要成分是NaAlO2、NaVO(OH)3；H2O2具有氧化性，可将VO(OH)3-氧化为VO43-；加入CaO，与AlO2-、VO43-分别反应生成铝酸钙、钒酸钙沉淀，向铝酸钙、钒酸钙中加入浸出剂，过滤得到含有VO43-的浸出液；通过调节浸出液pH约为6 8，使VO43-转化为VO3-，加入NH4Cl溶液将VO3-转化为钒酸铵沉淀，经焙烧可得到V2O5，
17．【答案】（1）酯基、酮羰基
（2）还原反应
（3）；
（4）
（5）
【知识点】有机物中的官能团；有机物的合成；同分异构现象和同分异构体；羧酸简介
【解析】【解答】（1）由题干流程图中A的结构简式为： ，则其中含有的官能团有羰基（或酮基）、酯基，故答案为：羰基(或酮基）、酯基；
（2）E→F即 ，有机化学中将加氢失氧的化学反应为还原反应，故该反应的反应类型是还原反应，故答案为：还原反应；
（3）由题干流程图中A的结构简式为： ；制备A的化学方程式为 ，根据质量守恒可知，X的结构简式是 ，故答案为： ；
（5）由题干信息A到B转化信息可知， 可由 和 取代而得到，由题（3）信息可知， 可由 合成得到，而 和HBr加热即可制得 ，据此确定合成路线如下：
，故答案为
【分析】（1）根据A对的结构简式进行分析。
（2）对比E、F的结构简式，E→F发生加氢失氧，属于还原反应。
（3）根据A的结构简式可知，A是由两个乙酸乙酯通过发生取代反应得到的，据此分析。
（4）同分异构体中分子式相同、结构不同；有不同化学环境的氢原子，说明该有机物具有一定的对称性；有酸性表示含有羧基； 在一定条件下能发生银镜反应，则说明含有醛基，据此分析。
（5）由题干信息A到B转化信息可知， 可由 和 取代而得到，由题（3）信息可知， 可由 合成得到，而 和HBr加热即可制得 。据此分析。
18．【答案】（1）球形干燥管；在B与C之间加一个盛有 的干燥管（盛有浓硫酸的洗气瓶）
（2）先通入一段时间的氮气；F中氧化铜变红，产生的气体使G中澄清石灰水变浑浊；F
（3）酸式滴定管（或移液管）；当最后一滴 溶液加入后，溶液变为浅红色，且半分钟不恢复（或溶液恰好变为浅红色，且半分钟不恢复）；；偏低
【知识点】常用仪器及其使用；物质检验实验方案的设计；有关混合物反应的计算
【解析】【解答】（1）装置a的名称为球形干燥管；装置B的作用是检验产物中是否含有水，而装置C中的水蒸气进入装置B中，也会使无水硫酸铜变蓝，干扰产物中水的检验，因此改进措施为在B和C之间添加一个盛有无水 的干燥管或盛有浓硫酸的洗气瓶；
（2）反应前装置中含有空气，空气中的 对产物 的测量产生干扰，分解产物中可能有CO，CO是可燃性物质，为提高实验结果的准确性和防止加热时发生爆炸，实验前应进行的操作是先通入一段时间的氮气；F处发生的反应 ， 能使澄清石灰水变浑浊，因此证明产物中含有CO的现象是F中氧化铜变红，产生的气体使G中澄清石灰水变浑浊；实验结束时，应首先熄灭F处的酒精灯。
【分析】（1）根据仪器的特征进行分析；无水硫酸铜用于检验产物中的水，注意排除干扰物质。
（2）反应前装置中含有的空气（CO2）会对实验产生干扰，应先排除；CO能够还原CuO，CO2能使澄清石灰水变浑浊，据此分析。
（3）①根据仪器用途进行分析； 第一次滴定时，酸性高锰酸钾溶液将Fe2+、C2O42-分别氧化为Fe3+、CO2，反应后溶液中加入适量锌粉，锌粉将Fe3+还原成Fe2+；第二次滴定时，酸性高锰酸钾溶液将Fe2+氧化成Fe3+。
②根据反应关系式2MnO4-~5C2O42-，结合n=cV进行分析；若配制溶液时Fe2+被氧化，则第一次滴定消耗高锰酸钾溶液的体积减少。
19．【答案】（1）；d
（2）D
（3）；小于；氧原子上有2个孤电子对，且与C原子形成C—O键，对C—C键和C—Cl键有较大的排斥力；正四面体形
（4）金刚石>金刚砂（SiC）>单晶硅
（5）；
【知识点】原子核外电子排布；判断简单分子或离子的构型；晶胞的计算；原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】（1）钴的原子序数是27，基态Co原子的价电子排布式为 ，Co元素位于第Ⅷ族，原子核外最后填充的是d电子，故Co为d区元素。
（2）A、B、C分别电离出—个电子所需的能量为基态Al原子的第—、二、三电离能，基态铝原子的第三电离能>第二电离能>第—电离能；原子处于激发态时能量比基态时高，易失去电子，D处于激发态，电离出—个电子需要的能量最低，综合分析需要能量最小的为D。
（3）①乙酰氯分子甲基中的碳原子采用 杂化、羰基中的碳原子采用 杂化。②由于乙酰氯分子中含有碳氧双键，C—O键上的氧原子有2个孤电子对，对C—C键和C—Cl键有较大的排斥力，因此该夹角小于120°。③微粒 中Al原子形成4个 键，且不含孤电子对，故空间构型为正四面体形。
（4）金刚石、金刚砂（SiC）、单晶硅均为原子晶体，结构相似，共价键键长越短，键能越大，原子晶体的熔点越高，原子半径：C（5）结合萤石结构和晶胞图，根据所给的三个原子的分数坐标，可知3号原子的分数坐标为 。根据均摊法可知，该晶胞中含有 个Co原子、8个Si原子、1个Al原子，其密度 。
【分析】（1）价电子即最外层电子数，Co元素位于第Ⅷ族，处于元素周期表d区。
（2）元素的第一、二、三……逐级电离能依次升高，基态的电离能大于激发态的，据此分析。
（3）①乙酰氯分子甲基中的碳原子形成4个单键，采用 杂化；羰基中的碳原子形成3个单键，采用 杂化。
②乙酰氯分子中含有碳氧双键，其中氧原子有2个孤电子对，对C—C键和C—Cl键有较大的排斥力。
③ 中Al原子形成4个单键，且不含孤电子对，据此分析。
（4）原子晶体中，共价键键长越短，键能越大，则其熔点越高。
（5）根据萤石结构和晶胞图进行推算原子坐标；根据均摊法，结合m=ρV=nM、N=nNA进行分析。
20．【答案】（1）271
（2）B；D
（3）B；反应(II)为吸热反应，当温度降低时，平衡逆向移动， 变小，温度降低， 上升， 变小，故b曲线符合
（4）
（5）26；加入催化剂或增大催化剂表面积
（6）CO2+2e-=CO+ O2-；8： 7。
【知识点】电极反应和电池反应方程式；化学反应速率的影响因素；化学平衡的影响因素；制备实验方案的设计；有关反应热的计算
【解析】【解答】（1） =反应物总键能-生成物总键能，由题可知，反应I中每断裂2molC- H键，会形成1mol碳碳π键和1molH- H键，故2 x 416 - E(碳碳π键)- 436 = +125 ，解得E(碳碳π键)= 271 。
（2）A.加入催化剂，不能改变反应热，A不正确；
B.恒压掺入Ar，相当于增大体积减小压强，故平衡向着气体体积增大的方向移动，平衡正向移动，平衡产率提高，B正确；
C.降低温度，无论正反应还是逆反应速率都降低，C不正确；
D.乙烷在反应(I)和(II)中，均为反应物，增加乙烷的浓度，即增大反应物浓度，平衡正向移动，D正确；
故本题选BD。
（3）反应(II)为吸热反应，当温度降低时，平衡逆向移动， 变小，温度降低， 上升， 变小，故b曲线符合，答案为：b；反应(II)为吸热反应，当温度降低时，平衡逆向移动， 变小，温度降低， 上升， 变小，故b曲线符合；
（4）设总物质的量为100mol，则乙烷为mmol由三段式：
可得平衡时乙烷、乙烯以及氢气的物质的量分数分别为： 、 、 ， ；答案为 ；
（5）计算曲线a的活化能，将(3.8，2.8)、 (3.5，10.6)分 别代入到 可得： 解得 =26 ；类似的方法计算曲线b的活化能，将(3.5，10.6)、(4.2，1.1)分别代入到 解得 =13.6 ，与a相比，曲线b的活化能降低，则实验可能改变的外界条件是加入催化剂或增大催化剂表面积。
（6）根据图中信息，二氧化碳在阴极得电子转化为一氧化碳，结合题图和题干中固体电解质可传导 ，可知电极反应式为： ；根据图中信息， 在阳极失去电子变成乙烷、乙烯和水，由于生成乙烯和乙烷的体积比为3：1，产生物质的量比也是3： 1，设生成了3mol乙烯和1mol乙烷，根据碳元素守恒则有8mol甲烷发生反应，应中失去1molH原子相当于失去1mol电子，共转移14mol电子，根据得失电子守恒，阴极上有7mol 参与电极反应，则此时消耗的 和 的体积比为8：7。
【分析】（1） =反应物总键能-生成物总键能，据此分析。
（2）A.影响焓变大小的因素有：温度、压强、物质的聚集状态、参加反应物质的物质的量。
B.恒压掺入惰性气体，相当于增大体积减小压强。
C.降低温度，反应速率减小。
D.根据勒夏特烈原理进行分析。
（3）降低温度利于平衡向放热反应方向移动，据此分析。
（4）通过列出化学平衡三段式，结合平衡常数表达式进行分析。
（5）将(3.8，2.8)、 (3.5，10.6)分别代入到 ，解二元一次方程进行分析。
（6）该装置为电解池，根据CO2→CO，碳元素化合价降低，则CO2得电子，发生还原反应，所以电极A是阴极，电极反应式为 ，电极B是阳极，结合电子、原子守恒进行分析。
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