2022-2023学年高二下学期期中考试
化学试题
相对原子质量：H-1 N-14 O-16 Na-23 Zn-65
一、选择题(60分，每题3分，只有一个正确选项)
1. 下列设备工作时，将化学能主要转化为热能的是
A．纽扣电池 B．燃气灶 C．风力发电 D．太阳能热水器
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A．纽扣电池工作时化学能转化为电能，故A错误；
B．燃气灶工作时是将化学能转化为热能，故B正确；
C．风力发电是利用风车将风能转化为电能，故C错误；
D．太阳能热水器是将太阳能转化为热能，故D错误；
故答案选B。
2. 生活处处都伴随有化学，以下有关说法不正确的是
A. 天然金刚石形成于地壳中
B. 液晶介于液态和晶态之间，可用于制造显示器
C. 细胞双分子膜的两边都亲水
D. 生物机体可以产生具有光学活性的分子
【答案】A
【解析】
【详解】A．天然金刚石形成于地幔，A错误；
B．液晶介于液态和晶态之间的有机化合物，既具有液体的流动性，又具有晶体的光学性质，可用于制造显示器和高强度纤维，B正确；
C．细胞内外均有大量的水，根据相似相溶原理，磷脂分子的亲水性部分会分布于细胞膜的两侧，疏水部分会集中于磷脂双层的内侧，细胞双分子膜的两边都亲水，C正确；
D．含有手性碳的分子具有光学活性，生物机体可以产生具有光学活性的分子，D正确；
故选A。
3. 下列化学用语正确的是
A 基态镁原子最外层电子云轮廓图：
B. 乙醛的比例模型(空间填充模型)：
C. 中存在的大π键可以表示为
D. 基态铁原子的价层电子排布式：
【答案】B
【解析】
【详解】A．镁原子电子排布式，最外层电子云轮廓图为球形，A错误；
B．乙醛的比例模型(空间填充模型)： ，B正确；
C．中存在的大π键可以表示为，C错误；
D．基态铁原子的价层电子排布式：，D错误；
故选B。
4. 下列状态的钙中，电离最外层一个电子所需能量最大的是
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】能量越高越不稳定，越易失电子；原子的第一电离能、第二电离能、第三电离能……依次增大。钙第二电离能>第一电离能，基态比激发态稳定，失电子需要的能量更大，A、B属于基态、C、D属于激发态，所以电离最外层一个电子所需能量最大的是A项。
5. 三氟化氯是极强助燃剂，能发生自耦电离：，下列推测不合理的是
A. 分子的中心原子杂化方式不是
B. 与Fe反应生成和
C. 分子是含有极性键的极性分子
D. 比更易发生自耦电离
【答案】B
【解析】
【详解】A．三氟化氯中氯原子的价层电子对数为5，杂化方式不可能为sp2杂化，故A正确；
B．由三氟化氯是极强助燃剂可知，三氟化氯与铁反应生成氯化铁和氟化铁，故B错误；
C．三氟化氯中氯原子的价层电子对数为5，是结构不对称的三角锥形分子，属于含有极性键的极性分子，故C正确；
D．溴元素的电负性小于氯元素，溴氟键的极性强于氯氟键，则三氟化溴比三氟化氯更易发生自耦电离，故D正确；
故选B。
6. W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素，且原子序数总和为25，Y是地壳中含量最多的元素，由这四种元素形成的某化合物结构如图所示。下列叙述不正确的是
A. W和Z可以组成离子化合物
B. 化合物具有强氧化性，可杀菌消毒
C. X的最高价氧化物的水化物分子式为
D. 该化合物中的共价键有极性键和非极性键，都是键
【答案】C
【解析】
【分析】W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素，且原子序数总和为25，Y是地壳中含量最多的元素，则Y为O；结合图示可知，Z形成+1价阳离子，其原子序数大于O，则Z为Na；W形成1个共价键，其原子序数小于O，则W为H，四种原子的原子序数总和为25，X的原子序数为25-1-8-11=5，则X为B元素，以此分析解答。
【详解】根据分析可知，W为H，X为B，Y为O，Z为Na元素，则
A．氢元素和钠元素形成的氢化钠是离子化合物，故A正确；
B．该化合物中含有O－O键，具有强氧化性，能够杀菌消毒，故B正确；
C．X为B，最高价氧化物的水化物分子式为，故C错误；
D．该化合物中的共价键有极性键和非极性键，且都是单键，因此都是键，故D正确；
故选C。
7. 某团队报道了单硫代内酯单体实现了坚韧可回收塑料的目的。反应原理如图所示(R为烃基)。
下列叙述错误的是
A. 聚合反应时，原子利用率为100% B. 甲的水解产物均含有羟基
C. 丙中杂化的原子只有碳原子 D. 乙中碳氧双键活化了碳硫键
【答案】C
【解析】
【详解】A．聚合反应只生成一种物质，该反应的原子利用率为100%，A项正确；
B．1个甲分子中含2个酯基，水解生成、，B项正确；
C．丙中C、S原子均是杂化，C项错误；
D．乙分子中碳氧双键具有强吸电子能力，使碳硫键的极性增强，活化了碳硫键，D项正确；
故选C。
8. 某元素的原子有16个不同运动状态的电子，下列说法正确的是
A. 该元素的最高价氧化物为两性氧化物
B. 基态原子中所有的电子占有3个能级，有9种空间运动状态
C. 基态原子中能量最高的电子的电子云的形状为哑铃形
D. 若将该基态原子的电子排布式写成违背了泡利原理
【答案】C
【解析】
【详解】A． 某核素核外共有16个不同运动状态的电子，则该元素为S元素，其最高价氧化物的水化物为硫酸，属于强酸，A错误；
B． 原子核外电子排布为1s22s22p63s23p4，所有的电子占有5个能级，有9种空间运动状态，B错误；
C． 基态原子中能量最高的电子处于3p能级，电子云的形状为哑铃形，C正确；
D． 若将该原子的电子排布式写成 电子填充同一能级不同轨道时，优先单独占据一个轨道，且自旋方向相反，选项中排布式违背了洪特规则，D错误；
故选C。
9. 下列有几个结论是正确的
①金属性：
②氢化物的稳定性：
③微粒半径：
④氧化性：
⑤酸性：
⑥沸点：
⑦离子的还原性：
A. 7个 B. 6个 C. 5个 D. 4个
【答案】C
【解析】
【详解】①同周期自左向右金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强，同主族自上而下金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱，金属性：，①正确；
②非金属性越强，对应气态氢化物的稳定性越强，非金属性，气态氢化物的稳定性：，②正确；
③核外电子排布相同的微粒，其微粒半径随原子序数的增大而减小，微粒半径排列为，③错误；
④非金属性越强，单质的氧化性越强，非金属性，则氧化性，④正确；
⑤非金属性越强，最高价氧化物的水化物的酸性越强，非金属性，则酸性，⑤正确；
⑥中含分子间氢键，沸点最高，其它氢化物中相对分子质量大的沸点高，则沸点为，故⑥正确；
⑦非金属性越强，相应阴离子的还原性越弱，非金属性，还原性是，⑦错误。
综上所述③⑦错误；有5个结论正确，答案选C。
10. 用价层电子对互斥理论(VSEPR)可以预测许多分子或离子的空间构型，有时也能用来推测键角大小，下列判断正确的是( )
A. SO2、CS2、HI都是直线形的分子
B. BF3键角为120°，SnBr2键角大于120°
C. CH2O、BF3、SO3都是平面三角形的分子
D. PCl3、NH3、PCl5都是三角锥形的分子
【答案】C
【解析】
【详解】A.SO2是V形分子；CS2、HI是直线形的分子，A错误；
B.BF3键角为120°，BF3分子是平面三角形结构，而Sn原子价电子是4，在SnBr2中两个价电子与Br形成共价键，含有孤对电子，对成键电子有排斥作用，使键角小于120°，B错误；
C.CH2O、BF3、SO3中心原子价电子对数均为3，无孤电子对，都是平面三角形的分子，C正确；
D.PCl3、NH3都是三角锥形的分子，而PCl5是三角双锥形结构，D错误；
故合理选项是C。
11. 下列物质变化，只与范德华力有关的是
A. 干冰熔化 B. 乙酸汽化 C. 乙醇与丙酮混溶 D. 溶于水
【答案】A
【解析】
【详解】A．干冰属于分子晶体，熔化时克服范德华力，A正确；
B．乙酸汽化时克服氢键和范德华力，B错误；
C．乙醇分子间存在氢键，与丙酮混溶克服氢键和范德华力，C错误；
D．分子间存在氢键，溶于水克服氢键和范德华力，D错误；
故答案选A。
12. 近年来光催化处理船舶尾气技术被称为是一种“绿色友好”技术，以半导体为基底的表面经光激发后产生空穴和光生电子，光生空穴被表面吸附水或氢氧根离子捕获生成·OH自由基，光生电子则与等反应在催化剂表面生成、等物质，这些物质作用于尾气中的、NO等污染物并将其氧化降解，原理见图。下列说法错误的是
A. 和是等电子体，立体构型为V形
B. 与·OH自由基电子数相等的的立体构型名称为平面三角形
C. 催化剂可以改变氮氧化物、硫氧化物被氧化的速率
D. 尾气中含有大量有害物质，经过科学处理可以转化为有实用价值的物质
【答案】B
【解析】
【详解】A．等电子体是价电子总数相等的分子，SO2和O3的价电子总数都是18，是等电子体，中心原子都是sp3杂化，立体构型为V形，A正确；
B． CH3有3个σ键，未成键的轨道有1个单电子，故立体构型为三角锥结构，B错误；
C．催化剂可以改变氮氧化物、硫氧化物被氧化的反应速率，C正确；
D．尾气中含有大量有害物质，经过科学的处理可以转化为有实用价值的物质，D正确；
故答案为：B。
13. 我国科研人员提出了由和转化为高附加值产品的催化反应历程，该历程示意如下。则下列说法不正确的是
A. ①→②过程形成了键
B. 相同数目的和分子中σ键数之比为1∶2
C. 分子中C原子的杂化方式为和
D. 过程中，形成的键只有非极性共价键
【答案】D
【解析】
【详解】A．①→②的过程由CH3—和—COOH之间的键为键，故A正确；
B．单键由1个σ键形成，双键由1个σ键和1个π键形成，CO2结构式为O=C=O，含有2个σ键，CH4含4个C-H键，有4个σ键，相同数目的和分子中σ键数之比为2∶4=1∶2，故B正确；
C．CH3COOH中甲基中碳原子形成4个σ键、羧基中碳原子形成3个σ键，杂化轨道数目分别为4、3，碳原子分别采取sp3、sp2杂化，故C正确；
D．CH4→CH3COOH过程中形成C=O、C-O、O-H等极性共价键，故D错误；
故选：D。
14. 羰基硫()存在于多种植物中，杀虫效果显著。它的结构与、相似，已知的键能为，下列有关羰基硫的说法正确的是
A. 分子中只含键
B. 可推测的键能大于
C. 属于含有极性键的非极性分子
D. 、COS、CO2完全分解消耗的能量依次增大
【答案】D
【解析】
【详解】A．分子中有2个键和2个键，A错误；
B．S原子的半径大于O原子，可推测的键能小于的键能，即小于，B错误；
C．属于含有极性键的极性分子，C错误；
D．S原子的半径大于O原子，可推测的键能小于的键能，即小于，所以、、完全分解消耗的能量依次增大，D正确；
故选D。
15. 下列实验装置使用正确，且能达到实验目的的是
A. 用装置甲测定中和反应的反应热
B. 装置乙可以判断盐酸与碳酸钠反应属于放热反应
C. 用装置丙测定锌和硫酸的反应速率
D. 用装置丁不能比较锌和铜的金属性强弱
【答案】C
【解析】
【详解】A．测定中和反应的反应热用铜制搅拌器造成热量损失测量不准确，应选用环形玻璃搅拌棒，且隔热层应充满，A错误；
B．该过程涉及碳酸钠的溶解，且产生，无法确定反应吸放热，B错误；
C．用装置丙通过测定气体体积来测定锌和硫酸的反应速率，C正确；
D．锌棒变细，铜棒变粗即可比较金属性强弱，D错误。
故选C。
16. Na/Fe双离子可充电电池的原理如图所示。下列说法错误的是
A. 放电时，转移0.1 mol ，电极b质量增加3.1 g
B. 电极a的电势低于电极b的电势
C 有机电解质不能用水溶液代替
D. 充电时，阳极的电极反应式为：
【答案】AD
【解析】
【分析】由图可知，放电时Na在a电极失去电子变为Na+，a为负极，电极反应为Na-e-=Na+。CaFeO3在b电极上得到电子变为CaFeO2.5，b为正极，电极反应为CaFeO3+Na++e-=CaFeO2.5+Na2O。
【详解】A．根据分析，放电时b电极的反应为CaFeO3+Na++e-=CaFeO2.5+Na2O，增加的是Na+的质量，转移0.1mol e-时电极增加的质量为0.1mol×23g/mol=2.3g，A错误；
B．根据分析，a为负极，b为正极，因此电极a的电势低于电极b的电势，B正确；
C．负极Na参加反应，若用水溶液做电解质，Na与H2O反应，因此有机电解质不能用水溶液代替，C正确；
D．根据放电时正极的反应可知，充电时阳极的电极反应为CaFeO2.5+Na2O-e-= CaFeO3+Na+，D错误；
故选AD。
17. 近日，某团队分步进行8电子转移的电化学硝酸盐还原反应实现高效合成氨，装置如图所示。原理是：按照电子路径进行还原(先将硝酸盐还原成亚硝酸盐，再将亚硝酸盐还原成氨)，可大幅度地降低8电子还原过程的能垒，提高其反应活性。
下列叙述正确的是
A. N极为负极，发生了还原反应
B. 、的VSEPR模型名称分别为三角锥形、直线形
C. 生成的电极反应式为
D. 由生成34g 时至少转移12mol电子
【答案】C
【解析】
【详解】A．该装置为原电池，N极上Zn转化为Zn(OH)失电子发生了氧化反应，为负极，A错误；
B．含有一对孤电子对，价层电子对数为4，VSEPR模型名称为正四面体、价层电子对数为3，VSEPR模型名称分别平面三角形，B错误；
C．生成的电极反应式为，C正确；
D．N的化合价由+5→+3→-3，由生成34g (2mol)时至少转移16mol电子，D错误；
故选C。
18. 一定条件下，向一恒容密闭容器中通入适量的和，发生反应：，经历两步反应：①；②。反应体系中、、的浓度随时间的变化曲线如图所示。下列叙述正确的是
A. 曲线a是随时间的变化曲线
B. 时，
C. 时，的生成速率大于消耗速率
D. 时，
【答案】D
【解析】
【详解】A．NO2是中间产物，其浓度先增大，后减小，曲线a代表，A项错误；
B．根据图像可知，时、的浓度相等，B项错误；
C．时，浓度在减小，说明生成速率小于消耗速率，C项错误；
D．根据氮元素守恒，时，完全消耗，则，D项正确；
故选D。
19. 图1表示：以相同的滴速分别向同体积的蒸馏水和溶液中滴入溶液，氯离子浓度随氯化钠加入量的变化关系。图2表示：溶液中氯离子浓度随温度变化关系。结合信息，下列推断合理的是
已知：溶液中存在平衡①：(蓝色)溶液呈绿色，溶液中存在平衡②：
A. 平衡①的存在是图1中两条曲线没有重合的主要原因
B. 由图2可知平衡②为放热反应
C. 平衡②是无水硫酸铜粉末和硫酸铜溶液颜色不同的原因
D. 溶液加水稀释，平衡②溶液逐渐变为蓝色
【答案】D
【解析】
【详解】A．以相同的滴加速度滴加相同浓度的NaCl溶液，CuSO4溶液中Cl-浓度增加的慢，是由于发生反应，消耗了Cl-，A错误；
B．由图2可知：升高温度，CuCl2溶液中氯离子浓度降低，说明升高温度，化学平衡正向移动；根据平衡移动原理：升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动，该反应的正反应为吸热反应，B错误；
C．无水硫酸铜粉末是白色固体，当固体溶于水时，与水发生反应产生[Cu(H2O)4]2+，使溶液显蓝色，因此平衡的存在导致无水硫酸铜粉末和硫酸铜溶液显示不同的颜色，C错误；
D．CuCl2溶液呈绿色，加水稀释，的平衡逆向移动，[Cu(H2O)4]2+的浓度增大，溶液会逐渐变为蓝色，D正确；
故答案选D。
20. 二元有机酸的电离常数、。难溶于水，常温下，将溶解在一定浓度的HY溶液中，直至不再溶解，测得混合液中与的关系如图所示。下列说法错误的是
已知：HY是一元强酸，易溶于水。
A. 溶液显碱性
B. 溶度积
C. b点：
D. 若溶于HY溶液中得到点溶液，则
【答案】B
【解析】
【详解】A．的水解常数，溶液显碱性，A项正确；
B．，则，，，B项错误；
C．点时，溶液中含和，由电荷守恒：，C项正确；
D．溶于HY溶液中的反应：，消耗，c点溶液中，则，D项正确；
故选B。
二、填空题
21. Ⅰ.完成下列空白处
（1）锌锰干电池是最早使用的化学电池，其基本构造如图所示：电路中每通过0.4 mol ，负极质量减少___________g；
（2）一种利用垃圾渗透液实现发电装置示意图如下，当该装置工作时，Y极发生的电极反应式为：___________。
Ⅱ.“锂—空气”电池的理论能量密度高，是未来提高电动汽车续航里程的关键。
（3）“锂—空气”电池的反应原理可表示为：，其放电时的工作原理如图所示：电池工作时，发生氧化反应的是___________极(填“A”或“B”)。
（4）空气中的、影响电池放电。探究对放电的影响：向非水电解液中加入少量水，放电后检测A、B电极上的固体物质：A极：LiOH；B极：、LiOH
①B电极产生LiOH的化学方程式是___________。
②降低“锂—空气”电池放电、充电循环性能。
（5）探究对放电的影响：使电池在三种不同气体(物质的量相等)中放电，测量外电路转移的电子与消耗的比值。
实验 ⅰ ⅱ ⅲ
气体
①放电时，实验ⅰ中B极的电极反应式为___________。
②下列分析正确的是___________。
a．放电时，ⅰ、ⅲ中通过外电路的电子数相等
b．ⅲ中B极所发生的电极反应的产物主要为
c．ⅲ中，说明末与反应
【答案】（1）13 （2）
（3）A （4）
（5） ①. ②. b
【解析】
【小问1详解】
负极反应为：，一个锌原子失去两个电子变成锌离子，每失去0.4mol电子生成0.2mol锌离子，质量减少为；
【小问2详解】
Y极硝酸根得电子变成氮气分子，正极，电极反应为；
【小问3详解】
放电时为原电池，化学方程式为，发生氧化反应为Li失去电子，为A极；
【小问4详解】
B电极产生LiOH是过氧化锂和水反应生成，化学方程式为；
【小问5详解】
①放电时，实验ⅰ中B极为氧气得电子生成过氧化锂，电极反应式为；
②a．放电时，ⅰ、ⅲ中两个氧分子得到4个电子变成过氧根， 的比值相同，ⅰ、ⅲ中氧气的物质的量不同，通过外电路的电子数不相等，故a错误；
b．ⅲ中B极为氧气得电子生成过氧化锂，电极反应式为所发生的电极反应的产物主要为，故b正确；
c．ⅲ中，不能说明末与反应，二氧化碳可以与过氧化锂反应生成碳酸锂和氧气；
故选：b。
22. 二氯异氰尿酸钠为白色固体，难溶于冷水，是最为广谱、高效、安全的氧化杀菌消毒剂。实验室用如图所示装置制备二氯异氰尿酸钠(夹持装置略去)。
实验原理：
回答下列问题：
（1）装置A中的药品可以是___________(填一种化学式)。
（2）实验发现装置B中NaOH溶液的利用率较低，改进方法是___________。
（3）①当装置B内出现___________现象时，打开装置B的活塞加入溶液，在反应过程中不断通入。
②实验过程中B的温度必须保持为7℃～12℃，pH值控制在6.5～8.5的范围，则该实验的控温方式是___________。
③若温度过高，pH过低，会生成和等，写出该反应的化学方程式___________。
（4）二氯异氰尿酸钠缓慢水解产生HClO消毒灭菌，通过下列实验检测二氯异氰尿酸钠样品的氯元素含量。准确称取a g样品，用容量瓶配成250 mL溶液；取25.00 mL上述溶液于碘量瓶中，加入适量稀硫酸和过量KI溶液，密封在暗处静置5 min；用0.1000 mol/L 标准溶液滴定至溶液呈微黄色，加入淀粉指示剂继续滴定至终点，消耗溶液v mL。已知：，，
下列操作会导致样品的氯元素含量测定值偏高的是___________(填标号)
a．盛装标准溶液的滴定管未润洗
b．滴定管在滴定前有气泡，滴定后无气泡
c．碘量瓶中加入的稀硫酸过量
（5）OH-可以写成结构式，结合所学知识写出可能的结构式___________
【答案】（1）KMnO4 (或或KClO等合理即可)
（2）在A、B装置间加饱和食盐水洗气瓶洗气
（3） ①. 液面上方出现黄绿色气体 ②. 冷水浴 ③. (CNO)3H3+9Cl2+3H2O3NCl3+3CO2+9HCl
（4）ab （5）、
【解析】
【分析】在装置A中浓盐酸与KMnO4（或KClO3、KClO）等强氧化性发生反应制取Cl2，在装置B中Cl2与NaOH反应产生NaClO，然后发生反应：2NaClO+(CNO)3H3=Na(CNO)3Cl2+NaOH+H2O，制取得到二氯异氰尿酸钠；在装置C中用NaOH溶液吸收多余Cl2，防止大气污染。
【小问1详解】
根据分析，装置A中的药品可以是KMnO4（或KClO3、KClO）等强氧化剂；
【小问2详解】
浓盐酸具有挥发性，故Cl2中混有HCl气体，HCl会反应消耗NaOH，导致NaOH溶液的利用率较低，故改进的方法是将HCl吸收而不影响Cl2，应该是在A、B装置间加饱和食盐水洗气瓶洗气除去Cl2中的杂质HCl；
【小问3详解】
①该反应中有黄绿色的气体Cl2参加反应，打开装置B的活塞加入C3H3N3O3溶液，根据已知反应说明B中已经有次氯酸钠，故当液面上方出现黄绿色气体时说明氯气过量已将氢氧化钠转换为次氯酸钠；
②实验过程中B的温度必须保持为7℃~12℃，为维持该温度，同时便于控制反应温度，该实验的控温方式为冷水浴；
③若温度过高或溶液pH过多，会发生反应产生NCl3、CO2等，根据原子守恒、电子守恒可知C3H3N3O3生成NCl3的化学方程式为(CNO)3H3+9Cl2+3H2O3NCl3+3CO2+9HCl；
【小问4详解】
a．盛装Na2S2O3标准溶液的滴定管未润洗，导致Na2S2O3标准溶液浓度减小，消耗Na2S2O3的量增大，最终导致测定值偏高，a符合题意；
b．滴定管在滴定前有气泡，滴定后无气泡，则消耗标准溶液体积偏大，以此为标准计算的待测值偏高，b符合题意；
c．碘量瓶中加入的稀硫酸过量，能将所有的碘离子转化为I2，对结果没有影响，c不符合题意；
故选ab；
【小问5详解】
C原子形成4条共价键，N原子形成3条共价键，O原子形成2条共价键，CNO-中带有1个负电荷，因此结构式为或。
23. 甲醇是一种基本的有机化工原料，用途十分广泛。应用催化加氢规模化生产甲醇是综合利用，实现“碳达峰”的有效措施之一。我国科学家研究发现二氧化碳电催化还原制甲醇的反应，需通过以下两步实现：
Ⅰ.
Ⅱ.
（1）反应过程中各物质的相对能量变化情况如图所示。
_______。
（2）若，下列温度下反应能自发进行的是_______(填序号)。
A. B. 10℃ C. D.
（3）恒压下，分别向无分子筛膜和有分子筛膜(能选择性分离出)的两个同体积容器中通入和，甲醇的产率随温度的变化如图所示。温度相同时，有分子筛膜的容器中甲醇的产率大于无分子监膜的原因为_______。
（4）按照投料，在恒容密闭容器中进行反应，的平衡转化率随温度和压强变化如图所示。
①压强、、由大到小的顺序是_______。
②压强为时，温度高于之后，随着温度升高平衡转化率增大的原因是_______；
③同时增大的平衡转化率和的产率可采取的措施是_______。
④一种应用双极膜(由阳离子和阴离子交换膜构成)通过电化学还原制备甲醇的电解原理如图所示。催化电极的电极反应式为_______，双极膜内每消耗水，理论上石墨电极产生标准状况下_______。
【答案】（1） （2）A
（3）分子筛膜能不断分离出，有利于反应正向进行
（4） ①. ②. ，，升高温度，反应Ⅰ正向移动，反应Ⅱ逆向移动。之后，反应Ⅰ起主导作用，的平衡转化率增大 ③. 增大压强 ④. ⑤.
【解析】
【小问1详解】
步骤Ⅱ的反应热生成物的总能量—反应物的总能量。
【小问2详解】
若根据图示，，反应能自发进行，则，，温度低于时反应能自发进行，选A。
【小问3详解】
分子筛膜能不断分离出，有利于反应正向进行，提高了甲醇的产率，所以温度相同时，有分子筛膜的容器中甲醇的产率大于无分子监膜。
【小问4详解】
①合成甲醇的反应，增大压强，平衡正向移动，所以温度相同时，压强越大，的平衡转化率越大，所以。
②，，升高温度，反应Ⅰ正向移动，反应Ⅱ逆向移动。之后，反应Ⅰ起主导作用，的平衡转化率增大，所以压强为时，温度高于之后，随着温度升高平衡转化率增大；
③增大压强，反应Ⅱ正向移动，的产率增大，CO的浓度降低，由于CO的浓度降低反应Ⅰ正向移动，的平衡转化率增大，同时增大的平衡转化率和的产率可采取的措施是增大压强。
④据图示可知，在催化电极上得电子还原成，电极反应式为。石墨电极反应为，通过膜向石墨电极移动，双极膜内每消耗水，向石墨电极迁移并放电，同时通过膜向催化电极迁移，可见消耗同时生成，标准状况下的体积为。
24. ⅤA族元素原子核外电子排布有着特殊性，能与其他元素组成结构、性质各异的化合物。回答下列问题：
（1）氮原子可以提供孤电子对与氧原子形成配位键，基态氧原子的价层电子发生重排提供一个空轨道，则重排后的氧原子价电子排布图(轨道表达式)为___________，基态氧原子的价层电子不是重排结构，原因是不符合___________。
（2）沸点：___________(填“>”或“<”，下同)，键角：___________。
（3）As、Ge、Se三种元素的第一电离能由大到小的顺序是___________。
（4）基态As原子的价层电子排布式为___________，与互为等电子体的分子为___________(任写一种)。
（5）雌黄()中As原子的杂化方式为___________。
（6）根据下图所示晶胞中，写出该晶体的化学式___________。
【答案】（1） ①. ②. 洪特规则
（2） ①. < ②. <
（3）As
（4） ①. ②. (或等)
（5）杂化
（6）
【解析】
【小问1详解】
基态O原子核外电子排布为1s22s22p4，基态氧原子的价层电子发生重排提供一个空轨道，则重排后的氧原子价电子排布图为；洪特规则是指在相同能量的轨道上，电子总是尽可能分占不同的轨道且自旋方向相同，基态氧原子的价层电子不是重排结构，原因是不符合洪特规则，答案为：，不符合洪特规则；
【小问2详解】
氨分子可以形成氢键，导致沸点升高，故沸点：<；、中心原子均为sp3杂化，但是中存在1对孤电子对，孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力，导致中键角减小，故键角：<，答案为：<，<；
【小问3详解】
同一周期随着原子序数变大，第一电离能变大，As的4p轨道为半充满稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素，故第一电离能由大到小的顺序为As>Se>Ge；
【小问4详解】
As为第四周期第ⅤA族元素，基态As原子的价层电子排布式为；等电子体是指价电子数和原子数相同的分子、离子或原子团，与互为等电子体的分子为CCl4等，答案为：，(或等)；
【小问5详解】
雌黄()中每个As原子与3个硫原子形成共价键，As原子还有一对孤电子，所以的杂化方式为杂化，答案为：杂化；
【小问6详解】
氮原子处于顶点和面心晶胞中原子个数为： ，钛原子处于棱心晶胞中原子个数为：，铝原子处于体心个数为：1，所以化学式为：。2022-2023学年高二下学期期中考试
化学试题
相对原子质量：H-1 N-14 O-16 Na-23 Zn-65
一、选择题(60分，每题3分，只有一个正确选项)
1. 下列设备工作时，将化学能主要转化为热能的是
A．纽扣电池 B．燃气灶 C．风力发电 D．太阳能热水器
A. A B. B C. C D. D
2. 生活处处都伴随有化学，以下有关说法不正确的是
A. 天然金刚石形成于地壳中
B. 液晶介于液态和晶态之间，可用于制造显示器
C. 细胞双分子膜的两边都亲水
D. 生物机体可以产生具有光学活性的分子
3. 下列化学用语正确的是
A. 基态镁原子最外层电子云轮廓图：
B. 乙醛的比例模型(空间填充模型)：
C. 中存在的大π键可以表示为
D. 基态铁原子的价层电子排布式：
4. 下列状态的钙中，电离最外层一个电子所需能量最大的是
A. B. C. D.
5. 三氟化氯是极强助燃剂，能发生自耦电离：，下列推测不合理的是
A. 分子的中心原子杂化方式不是
B. 与Fe反应生成和
C. 分子是含有极性键的极性分子
D. 比更易发生自耦电离
6. W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素，且原子序数总和为25，Y是地壳中含量最多的元素，由这四种元素形成的某化合物结构如图所示。下列叙述不正确的是
A. W和Z可以组成离子化合物
B. 化合物具有强氧化性，可杀菌消毒
C. X的最高价氧化物的水化物分子式为
D. 该化合物中的共价键有极性键和非极性键，都是键
7. 某团队报道了单硫代内酯单体实现了坚韧可回收塑料的目的。反应原理如图所示(R为烃基)。
下列叙述错误的是
A. 聚合反应时，原子利用率为100% B. 甲的水解产物均含有羟基
C. 丙中杂化的原子只有碳原子 D. 乙中碳氧双键活化了碳硫键
8. 某元素的原子有16个不同运动状态的电子，下列说法正确的是
A. 该元素的最高价氧化物为两性氧化物
B. 基态原子中所有的电子占有3个能级，有9种空间运动状态
C. 基态原子中能量最高的电子的电子云的形状为哑铃形
D. 若将该基态原子的电子排布式写成违背了泡利原理
9. 下列有几个结论是正确的
①金属性：
②氢化物稳定性：
③微粒半径：
④氧化性：
⑤酸性：
⑥沸点：
⑦离子的还原性：
A. 7个 B. 6个 C. 5个 D. 4个
10. 用价层电子对互斥理论(VSEPR)可以预测许多分子或离子的空间构型，有时也能用来推测键角大小，下列判断正确的是( )
A. SO2、CS2、HI都是直线形的分子
B. BF3键角为120°，SnBr2键角大于120°
C. CH2O、BF3、SO3都是平面三角形的分子
D. PCl3、NH3、PCl5都是三角锥形的分子
11. 下列物质变化，只与范德华力有关的是
A. 干冰熔化 B. 乙酸汽化 C. 乙醇与丙酮混溶 D. 溶于水
12. 近年来光催化处理船舶尾气技术被称为是一种“绿色友好”技术，以半导体为基底的表面经光激发后产生空穴和光生电子，光生空穴被表面吸附水或氢氧根离子捕获生成·OH自由基，光生电子则与等反应在催化剂表面生成、等物质，这些物质作用于尾气中的、NO等污染物并将其氧化降解，原理见图。下列说法错误的是
A. 和是等电子体，立体构型为V形
B. 与·OH自由基电子数相等的的立体构型名称为平面三角形
C. 催化剂可以改变氮氧化物、硫氧化物被氧化的速率
D. 尾气中含有大量有害物质，经过科学的处理可以转化为有实用价值的物质
13. 我国科研人员提出了由和转化为高附加值产品的催化反应历程，该历程示意如下。则下列说法不正确的是
A. ①→②过程形成了键
B. 相同数目的和分子中σ键数之比为1∶2
C. 分子中C原子的杂化方式为和
D. 过程中，形成的键只有非极性共价键
14. 羰基硫()存在于多种植物中，杀虫效果显著。它的结构与、相似，已知的键能为，下列有关羰基硫的说法正确的是
A. 分子中只含键
B. 可推测的键能大于
C. 属于含有极性键的非极性分子
D. 、COS、CO2完全分解消耗的能量依次增大
15. 下列实验装置使用正确，且能达到实验目的的是
A. 用装置甲测定中和反应的反应热
B. 装置乙可以判断盐酸与碳酸钠反应属于放热反应
C. 用装置丙测定锌和硫酸的反应速率
D. 用装置丁不能比较锌和铜的金属性强弱
16. Na/Fe双离子可充电电池的原理如图所示。下列说法错误的是
A. 放电时，转移0.1 mol ，电极b质量增加3.1 g
B. 电极a电势低于电极b的电势
C. 有机电解质不能用水溶液代替
D. 充电时，阳极的电极反应式为：
17. 近日，某团队分步进行8电子转移的电化学硝酸盐还原反应实现高效合成氨，装置如图所示。原理是：按照电子路径进行还原(先将硝酸盐还原成亚硝酸盐，再将亚硝酸盐还原成氨)，可大幅度地降低8电子还原过程的能垒，提高其反应活性。
下列叙述正确的是
A. N极为负极，发生了还原反应
B. 、的VSEPR模型名称分别为三角锥形、直线形
C. 生成的电极反应式为
D. 由生成34g 时至少转移12mol电子
18. 一定条件下，向一恒容密闭容器中通入适量的和，发生反应：，经历两步反应：①；②。反应体系中、、的浓度随时间的变化曲线如图所示。下列叙述正确的是
A. 曲线a是随时间的变化曲线
B. 时，
C. 时，的生成速率大于消耗速率
D. 时，
19. 图1表示：以相同的滴速分别向同体积的蒸馏水和溶液中滴入溶液，氯离子浓度随氯化钠加入量的变化关系。图2表示：溶液中氯离子浓度随温度变化关系。结合信息，下列推断合理的是
已知：溶液中存在平衡①：(蓝色)溶液呈绿色，溶液中存在平衡②：
A. 平衡①的存在是图1中两条曲线没有重合的主要原因
B. 由图2可知平衡②为放热反应
C. 平衡②是无水硫酸铜粉末和硫酸铜溶液颜色不同的原因
D. 溶液加水稀释，平衡②溶液逐渐变为蓝色
20. 二元有机酸的电离常数、。难溶于水，常温下，将溶解在一定浓度的HY溶液中，直至不再溶解，测得混合液中与的关系如图所示。下列说法错误的是
已知：HY是一元强酸，易溶于水。
A. 溶液显碱性
B. 溶度积
C. b点：
D. 若溶于HY溶液中得到点溶液，则
二、填空题
21. Ⅰ.完成下列空白处
（1）锌锰干电池是最早使用的化学电池，其基本构造如图所示：电路中每通过0.4 mol ，负极质量减少___________g；
（2）一种利用垃圾渗透液实现发电装置示意图如下，当该装置工作时，Y极发生的电极反应式为：___________。
Ⅱ.“锂—空气”电池的理论能量密度高，是未来提高电动汽车续航里程的关键。
（3）“锂—空气”电池反应原理可表示为：，其放电时的工作原理如图所示：电池工作时，发生氧化反应的是___________极(填“A”或“B”)。
（4）空气中的、影响电池放电。探究对放电的影响：向非水电解液中加入少量水，放电后检测A、B电极上的固体物质：A极：LiOH；B极：、LiOH
①B电极产生LiOH的化学方程式是___________。
②降低“锂—空气”电池放电、充电循环性能。
（5）探究对放电的影响：使电池在三种不同气体(物质的量相等)中放电，测量外电路转移的电子与消耗的比值。
实验 ⅰ ⅱ ⅲ
气体
①放电时，实验ⅰ中B极的电极反应式为___________。
②下列分析正确的是___________。
a．放电时，ⅰ、ⅲ中通过外电路电子数相等
b．ⅲ中B极所发生的电极反应的产物主要为
c．ⅲ中，说明末与反应
22. 二氯异氰尿酸钠为白色固体，难溶于冷水，是最为广谱、高效、安全的氧化杀菌消毒剂。实验室用如图所示装置制备二氯异氰尿酸钠(夹持装置略去)。
实验原理：
回答下列问题：
（1）装置A中的药品可以是___________(填一种化学式)。
（2）实验发现装置B中NaOH溶液的利用率较低，改进方法是___________。
（3）①当装置B内出现___________现象时，打开装置B的活塞加入溶液，在反应过程中不断通入。
②实验过程中B的温度必须保持为7℃～12℃，pH值控制在6.5～8.5的范围，则该实验的控温方式是___________。
③若温度过高，pH过低，会生成和等，写出该反应的化学方程式___________。
（4）二氯异氰尿酸钠缓慢水解产生HClO消毒灭菌，通过下列实验检测二氯异氰尿酸钠样品的氯元素含量。准确称取a g样品，用容量瓶配成250 mL溶液；取25.00 mL上述溶液于碘量瓶中，加入适量稀硫酸和过量KI溶液，密封在暗处静置5 min；用0.1000 mol/L 标准溶液滴定至溶液呈微黄色，加入淀粉指示剂继续滴定至终点，消耗溶液v mL。已知：，，
下列操作会导致样品的氯元素含量测定值偏高的是___________(填标号)
a．盛装标准溶液的滴定管未润洗
b．滴定管在滴定前有气泡，滴定后无气泡
c．碘量瓶中加入的稀硫酸过量
（5）OH-可以写成结构式，结合所学知识写出可能的结构式___________
23. 甲醇是一种基本的有机化工原料，用途十分广泛。应用催化加氢规模化生产甲醇是综合利用，实现“碳达峰”的有效措施之一。我国科学家研究发现二氧化碳电催化还原制甲醇的反应，需通过以下两步实现：
Ⅰ.
Ⅱ.
（1）反应过程中各物质的相对能量变化情况如图所示。
_______
（2）若，下列温度下反应能自发进行的是_______(填序号)。
A. B. 10℃ C. D.
（3）恒压下，分别向无分子筛膜和有分子筛膜(能选择性分离出)的两个同体积容器中通入和，甲醇的产率随温度的变化如图所示。温度相同时，有分子筛膜的容器中甲醇的产率大于无分子监膜的原因为_______。
（4）按照投料，在恒容密闭容器中进行反应，的平衡转化率随温度和压强变化如图所示。
①压强、、由大到小的顺序是_______。
②压强为时，温度高于之后，随着温度升高平衡转化率增大的原因是_______；
③同时增大的平衡转化率和的产率可采取的措施是_______。
④一种应用双极膜(由阳离子和阴离子交换膜构成)通过电化学还原制备甲醇的电解原理如图所示。催化电极的电极反应式为_______，双极膜内每消耗水，理论上石墨电极产生标准状况下_______。
24. ⅤA族元素原子核外电子排布有着特殊性，能与其他元素组成结构、性质各异的化合物。回答下列问题：
（1）氮原子可以提供孤电子对与氧原子形成配位键，基态氧原子的价层电子发生重排提供一个空轨道，则重排后的氧原子价电子排布图(轨道表达式)为___________，基态氧原子的价层电子不是重排结构，原因是不符合___________。
（2）沸点：___________(填“>”或“<”，下同)，键角：___________。
（3）As、Ge、Se三种元素的第一电离能由大到小的顺序是___________。
（4）基态As原子的价层电子排布式为___________，与互为等电子体的分子为___________(任写一种)。
（5）雌黄()中As原子的杂化方式为___________。
（6）根据下图所示晶胞中，写出该晶体的化学式___________。
