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(时间:90分钟 分值:100分)
一、选择题(本题共18小题,共54分。)
1.下列做法不能体现低碳生活的是( )
A.尽量坐公交车,少开私家车
B.教室人走关灯,关风扇
C.尽量购买外地的、当季的水果
D.尽可能使用太阳能热水器,少开空调
【解析】 尽量坐公交车,少开私家车,节约汽油,减少CO2的排放量,符合低碳生活;教室人走关灯、关风扇,节约电能,符合低碳生活;购买外地的、当季的水果,运输时消耗能源,不符合低碳生活;尽可能使用太阳能热水器,少开空调,节约电能,符合低碳生活。
【答案】 C
2.北京大学和中国科学院的化学工作者合作已成功研制出碱金属与C60形成的球碳盐K3C60,实验测知该物质属于离子化合物,且有良好的超导性。下列关于K3C60的组成和结构的分析正确的是( )
A.K3C60中只含离子键,不含有共价键
B.1 mol K3C60中含有的离子数目为63×6.02×1023
C.该化合物在熔融状态下能导电
D.该物质的化学式可定为KC20
【解析】 K3C60中K+和C之间为离子键,C中C和C之间为共价键,A错;1 mol K3C60中含有3 mol K+和1 mol C,离子数目为4×6.02×1023,B错;该物质由K+和C构成,不含C,故其化学式不是KC20,D错。
【答案】 C
3.依据元素周期表及元素周期律,下列推断正确的是( )
A.H3BO3的酸性比H2CO3的强
B.Mg(OH)2的碱性比Be(OH)2的强
C.HCl、HBr、HI的热稳定性逐渐增强
D.若M+和R2-的核外电子层结构相同,则原子序数:R>M
【解析】 非金属性:B<C,故H3BO3的酸性比H2CO3的弱,A错误;金属性:Mg>Be,故Mg(OH)2的碱性比Be(OH)2的强,B正确;非金属性:Cl>Br>I,故HCl、HBr、HI的热稳定性逐渐减弱,C错误;若M+和R2-的核外电子层结构相同,则原子序数:M>R,D错误。
【答案】 B
4.下列关系不正确的是( )
A.离子半径:Cl->F->Na+>Al3+
B.熔点:石英>食盐>冰>干冰
C.结合氢离子的能力:SO>SO>CO
D.热稳定性:PH3【解析】 F、Cl同主族,离子半径:Cl->F-,F-、Na+、Al3+具有相同的电子层结构,核电荷数越大,离子半径越小,A对;由于酸性:H2SO4>H2SO3>H2CO3,故结合H+的能力:SO【答案】 C
5.下列化学用语或图示表达正确的是( )
A.乙烷的比例模型为
B.Na+的结构示意图为
C.NH3的结构式为
D.CO2的电子式为
【解析】 A项,乙烷分子结构式为;B项,Na+的核电荷数仍为11;D项,CO2的电子式为
。
【答案】 C
6.(2013·湖南省部分重点中学质检)NO和CO都是汽车尾气里的有害物质,它们能缓慢地反应生成氮气和二氧化碳气体:2NO(g)+2CO(g)===N2(g)+2CO2(g)。对此反应,下列叙述正确的是( )
A.使用催化剂能加快反应速率
B.压强增大正反应速率增大,逆反应速率减小
C.冬天气温低,反应速率降低,对人体危害较小
D.无论外界条件怎样改变,均对此化学反应的速率无影响
【解析】 NO与CO的反应极其缓慢,加入催化剂可加快其反应,故A正确;压强增大可以同时加快正反应、逆反应的反应速率,B错;冬天反应速率低,NO和CO大部分不能及时转化为无毒物质,对人体的危害反而加大,C错;外界条件改变,反应速率可以改变,D错。
【答案】 A
7.X、Y、Z、W为四种短周期元素,它们在周期表中位于连续的四个主族,如图所示。Z元素原子核外K层与M层电子数相等。下列说法中正确的是( )
X
Y
Z
W
A.Y元素最高价氧化物对应水化物的化学式为H3YO4
B.Y的最简单气态氢化物的水溶液显弱碱性
C.原子半径由小到大的顺序为XD.X、Z两种元素的氧化物中所含化学键类型相同
【解析】 由题中信息可推知Z、W、X、Y依次是Mg、Al、C、N。N元素最高价氧化物对应水化物的化学式为HNO3,A错误;N的最简单气态氢化物是NH3,其水溶液即氨水,显弱碱性,B正确;根据元素周期律可知原子半径:Mg>Al>C>N,故C错误;MgO中含有离子键而CO或CO2中含有共价键,故D错误。
【答案】 B
8.下列各分子中所有原子都满足最外层8电子结构的是( )
A.BF3 B.H2O
C.SiCl4 D.PCl5
【解析】 BF3中,硼元素的化合价为+3价,硼原子最外层电子数为3,二者之和为6(≠8),故硼原子不满足最外层为8电子的稳定结构。H2O分子中,氢原子不满足最外层为8电子的稳定结构。SiCl4中,硅元素的化合价为+4价,硅原子的最外层电子数为4,二者之和为8;氯元素的化合价的绝对值为1,氯原子的最外层电子数为7,二者之和为8,故SiCl4中所有原子满足最外层为8电子的稳定结构。PCl5中,磷元素的化合价为+5价,磷原子的最外层电子数为5,二者之和为10(≠8),故磷原子不满足最外层为8电子的稳定结构。
【答案】 C
9.下列关于原子结构、元素性质的说法正确的是( )
A.非金属元素组成的化合物中只含共价键
B.ⅠA族金属元素是同周期中金属性最强的元素
C.同种元素的原子均有相同的质子数和中子数
D.ⅦA族元素的阴离子还原性越强,其最高价氧化物对应水化物的酸性越强
【解析】 非金属元素组成的化合物中可以含有离子键,如NH4Cl;B项正确;同种元素的原子质子数相同,中子数不一定相同;ⅦA族元素的阴离子还原性越强,对应元素的非金属性越弱,其最高价氧化物对应水化物的酸性越弱,如:非金属性:Cl>I,还原性:I->Cl-,酸性:HClO4>HIO4。
【答案】 B
10.金属钛对人体无毒且有惰性,能与肌肉和骨骼生长在一起,因而有“生物金属”之称。下列有关Ti和Ti的说法中正确的是( )
A.Ti和Ti中均含有22个中子
B.Ti和Ti的化学性质不同
C.Ti和Ti互称为同位素
D.Ti和Ti为同一核素
【解析】 Ti和Ti中的中子数分别为26和28,质子数都为22,A项错误;因它们的原子中质子数相同,中子数不同,故它们是同一种元素的两种核素,互为同位素,所以C项正确,D项错误;同位素的化学性质相同,B项错误。
【答案】 C
11.(双选)已知化学反应Na2SO4·10H2ONa2SO4·nH2O+(10-n)H2O。将装有芒硝(Na2SO4·10H2O)的密闭聚乙烯管安装在房屋的外墙上就能够白天蓄热,使室内保持低温度;晚上把白天所蓄的热量放出,使室内保持温暖。以下说法正确的是( )
A.白天将太阳能转化为化学能
B.白天将化学能转化为太阳能
C.晚上将化学能转化为热能
D.晚上将热能转化为化学能
【解析】 白天吸收的太阳能使Na2SO4·10H2O分解,即太阳能转化为化学能;晚上,Na2SO4·nH2O与(10-n)H2O作用形成Na2SO4·10H2O,放出热量,即化学能转化为热能,故A、C两项正确。
【答案】 AC
12.日常所用干电池的电极分别为碳棒(上面有铜帽)和锌皮,以糊状NH4Cl和ZnCl2作电解质(其中加入MnO2吸收H2),电极反应可简化为Zn-2e-===Zn2+、2NH+2e-===2NH3↑+H2↑(NH3与Zn2+能生成一种稳定的物质)。根据上述信息,下列结论正确的是( )
A.Zn为正极,碳为负极
B.Zn为负极,碳为正极
C.工作时,电子由碳极经外电路流向Zn极
D.长时间连续使用该电池时,内装糊状物不会流出
【解析】 根据原电池的工作原理可知,相对活泼(指金属性)的一极为负极,相对不活泼的一极为正极,B项正确;在外电路中,电子从负极流向正极,C项错误;长时间连续使用该电池,由于锌皮慢慢溶解而破损,糊状物很可能流出而腐蚀用电器,D项错误。
【答案】 B
13.(2012·安徽高考)科学家最近研究出一种环保、安全的储氢方法,其原理可表示为:
NaHCO3+H2HCOONa+H2O。
下列有关说法正确的是( )
A.储氢、释氢过程均无能量变化
B.NaHCO3、HCOONa均含有离子键和共价键
C.储氢过程中,NaHCO3被氧化
D.释氢过程中,每消耗0.1 mol H2O放出2.24 L的H2
【解析】 解答本题时应特别注意:未说明状况无法由物质的量计算气体的体积,这是选择题常出现的陷阱之一。化学反应的过程中既有物质变化又有能量变化,A项错误;NaHCO3、HCOONa属于离子化合物,含有离子键,另外酸根中含有共价键,B项正确;储氢过程中,H2中的H元素由0价升到+1价,化合价升高,被氧化,NaHCO3中的碳元素由+4价降到+2价,化合价降低,被还原,C项错误;由化学方程式可知,释氢过程中,每消耗0.1 mol H2O会生成0.1 mol H2,若为标准状况,则H2的体积为2.24 L,未说明状况,则体积数值不能确定,D项错误。
【答案】 B
14.(2011·福建高考)研究人员研制出一种锂水电池,可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料,以LiOH为电解质,使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正确的是( )
A.水既是氧化剂又是溶剂
B.放电时正极上有氢气生成
C.放电时OH-向正极移动
D.总反应为:2Li+2H2O===2LiOH+H2↑
【解析】 原电池工作时,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,C不正确。
【答案】 C
15.(2011·广东高考)
某小组为研究电化学原理,设计如图装置。下列叙述不正确的是( )
A.a和b不连接时,铁片上会有金属铜析出
B.a和b用导线连接时,铜片上发生的反应为:Cu2++2e-===Cu
C.无论a和b是否连接,铁片均会溶解,溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色
D.a和b用导线连接时,SO向铜电极移动
【解析】 a和b不连接时,不能构成原电池,铁置换出的铜附着在铁片上,故A正确;a和b用导线连接时,构成原电池,溶液中的Cu2+得到电子生成的铜在铜片上析出,故B正确;无论a和b是否连接,都是铁片不断溶解生成Fe2+,溶液中的Cu2+不断得到电子生成Cu,从溶液中析出,溶液颜色从蓝色逐渐变成浅绿色,故C正确;a和b用导线连接时,铁作负极,Fe失去电子转化为Fe2+,负极有多余的正电荷,因此SO向铁极移动,故D错误。
【答案】 D
16.将a g块状碳酸钙跟足量盐酸反应,反应物消耗的质量随时间的变化曲线如各选项中实线所示。在相同条件下,将b g(a>b)粉末状碳酸钙与同浓度足量盐酸反应,反应物消耗的质量随时间的变化曲线用虚线表示,则相应的曲线正确的是( )
【解析】 粉末状碳酸钙的表面积比块状碳酸钙的表面积大,故在相同条件下,与同浓度足量盐酸反应时粉末状碳酸钙的化学反应速率快,即单位时间内消耗CaCO3的质量大,体现在图象上为虚线的斜率大,可排除A、B。由于盐酸足量,所以碳酸钙全部反应完,而a>b,所以最终实线在虚线上方。
【答案】 C
17.已知1~18号元素的离子aW3+、bX+、cY2-、dZ-都具有相同的电子层结构,下列关系正确的是( )
A.质子数c>d
B.离子的还原性Y2-C.氢化物的稳定性H2Y>HZ
D.原子半径X>W
【解析】 根据四种离子具有相同的电子层结构,则W为Al,X为Na,Y为O,Z为F。O、F的质子数分别为8、9,A错;非金属性:F>O,还原性:O2->F-,氢化物的稳定性:HF>H2O,B、C错。
【答案】 D
18.(2013·新课标全国卷Ⅱ)“ZEBRA”蓄电池的结构如图所示,电极材料多孔Ni/NiCl2和金属钠之间由钠离子导体制作的陶瓷管相隔。下列关于该电池的叙述错误的是( )
A.电池反应中有NaCl生成
B.电池的总反应是金属钠还原三价铝离子
C.正极反应为:NiCl2+2e-===Ni+2Cl-
D.钠离子通过钠离子导体在两电极间移动
【解析】 结合蓄电池装置图,利用原电池原理分析相关问题。A项,在负极Na失电子生成Na+,正极反应为NiCl2+2e-===Ni+2Cl-,故电池反应中有NaCl生成;B项,电池的总反应是金属钠还原二价镍离子;C项,正极上NiCl2发生还原反应,电极反应为NiCl2+2e-===Ni+2Cl-;D项,钠在负极失电子,被氧化生成Na+,Na+通过钠离子导体在两电极间移动。
【答案】 B
二、非选择题(本题包括6小题,共46分)
19.(9分)已知溴原子结构示意图为。
(1)x为________,溴元素在周期表中的位置为____________________。
(2)溴元素的原子在反应中表现出________性。(填“氧化”或“还原”)
(3)溴元素的最高化合价为________价,其氢化物的电子式为________。
(4)氯、溴元素的最高价含氧酸的酸性________比________强。(填化学式)
(5)CaBr2的电子式为________,其中含________键。
【解析】 核外电子数=核电荷数,故x=35,电子层数=周期序数,最外层电子数=主族序数=最高化合价=8-|最低负价|。
【答案】 (1)35 第四周期第ⅦA族 (2)氧化
20.(7分)A、B、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素,其中A与Y同主族,X与Z同主族,A与B、X均可形成10电子的化合物;B与Z的最外层电子数之比为2∶3;常见化合物Y2X2与水反应生成X的单质,其溶液可使酚酞溶液变红。
请回答下列问题:
(1)元素Z的原子结构示意图为____________;化合物BA4的电子式为____________。
(2)化合物Y2X2中含有的化学键类型有_____________________________。
(3)化合物A2X2的结构式为______________________________________。
(4)Y2X2与BX2反应的化学方程式为______________________________
_____________________________________________________________。
【解析】 Y2X2与水生成X的单质,其溶液可使酚酞溶液变红,则Y为Na,X为O;又X与Z同主族,则Z为S;A、B、X、Y、Z原子序数依次增大,B与Z的最外层电子数之比为2∶3,则B为C;又A与B、X均可形成10电子的化合物,则A为H。(1)BA4为CH4。(2)Y2X2为Na2O2,该化合物中既含有离子键又含有共价键。(3)A2X2为H2O2,其电子式为,故结构式为H—O—O—H。(4)Y2X2和BX2分别为Na2O2和CO2。
【答案】 (1)
(2)离子键和共价键
(3)H—O—O—H
(4)2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
21.(8分)(2013·湛江期末调研)某温度时,在2 L的密闭容器中,X、Y、Z三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示。
回答下列问题:
(1)该反应的化学方程式是_______________________________________。
(2)反应开始至2 min时,用Y表示的化学反应速率为
_____________________________________________________________。
(3)若X、Y、Z都是气体,反应达到平衡时的压强和开始时的压强之比为________。
(4)若X、Y、Z均为气体,此反应达到平衡的标志是________。
A.容器内压强不随时间变化
B.容器内各物质的浓度不随时间变化
C.容器内气体密度不变
D.单位时间消耗0.1 mol X的同时生成0.3 mol Y
【解析】 (1)Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)=0.1∶0.3∶0.2=1∶3∶2
故化学方程式为:X+3Y??2Z
(2)v(Y)=mol·L-1·min-1=
0.075 mol·L-1·min-1
(3)===
(4)气体总质量不变,体积不变,故密度平衡前后一样。
【答案】 (1)X+3Y??2Z
(2)0.075 mol·L-1·min-1
(3)7∶8 (4)A、B、D
22.(8分)(2012·北京高考节选)用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应A,可实现氯的循环利用。
反应A:4HCl+O22Cl2+2H2O
已知:ⅰ.反应A中, 4 mol HCl被氧化,放出115.6 kJ的热量。
ⅱ.
(1)H2O的电子式是________。
(2)反应A的热化学方程式是_____________________________________。
(3)断开1 mol HO键与断开 1 mol HCl键所需能量相差约为________kJ,H2O中HO键比HCl中HCl键(填“强”或“弱”)________。
【解析】 (1)水是共价化合物,其电子式为HH。(2)在400 ℃时,水为气态,热化学方程式为4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH=-115.6 kJ/mol。(3)设H—Cl键的键能为a,H—O键的键能为b。反应热等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和,4a+498 kJ/mol-2×243 kJ/mol-4b=-115.6 kJ/mol。4(a-b)=-127.6 kJ/mol,a-b≈-32 kJ/mol。H—O键的键能比H—Cl键的键能大,则H—O键比H—Cl键强。
【答案】 (1)HH
(2)4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)
ΔH=-115.6 kJ/mol
(3)32 强
23.(8分)(2013·全国大纲卷)五种短周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大。A和C同族,B和D同族,C离子和B离子具有相同的电子层结构。A和B、D、E均能形成共价型化合物。A和B形成的化合物在水中呈碱性,C和E形成的化合物在水中呈中性。
回答下列问题:
(1)五种元素中,原子半径最大的是________,非金属性最强的是________。(填元素符号)
(2)由A和B、D、E所形成的共价型化合物中,热稳定性最差的是________。(用化学式表示)
(3)A和E形成的化合物与A和B形成的化合物反应,产物的化学式为________,其中存在的化学键类型为________。
(4)D最高价氧化物的水化物的化学式为________。
(5)单质D在充足的单质E中燃烧,反应的化学方程式为________;D在不充足的E中燃烧,生成的主要产物的化学式为 ________ 。
(6)单质E与水反应的离子方程式为________。
【解析】 推断出具体元素,根据元素性质及其化合物的性质来解题。
由A和B、D、E三种元素均能形成共价型化合物,结合A和B形成的化合物的水溶液显碱性可知,A为H元素,B为N元素。由A、B、C原子序数依次增大,A和C同族,则C为Na元素。B和D同族,则D为P元素。又因为C和E形成的化合物在水中呈中性,可知E为Cl元素。
(1)根据同周期元素原子序数越大原子半径越小,非金属性越强,同主族元素原子序数越大原子半径越大,非金属性越弱可知,五种元素中,原子半径最大的是Na原子,非金属性最强的是Cl元素。
(2)非金属性越弱,氢化物的稳定性越差,故最不稳定的是PH3。
(3)HCl与NH3反应生成离子化合物NH4Cl,NH和Cl-之间存在离子键,在NH中存在共价键。
(4)P的最高价氧化物为P2O5,其水化物为磷酸,化学式为H3PO4。
(5)磷在足量的氯气中燃烧生成五氯化磷,在少量氯气中燃烧生成三氯化磷。
(6)氯气溶于水后有一部分生成盐酸和次氯酸,但次氯酸是弱酸,不能完全电离,在离子方程式中写分子形式。
【答案】 (1)Na Cl (2)PH3
(3)NH4Cl 离子键和共价键 (4)H3PO4
(5)2P+5Cl22PCl5 PCl3
(6)Cl2+H2O??H++Cl-+HClO
24.(6分)(2013·天津高考)X、Y、Z、Q、R是五种短周期元素,原子序数依次增大。X、Y两元素最高正价与最低负价之和均为0;Q与X同主族;Z、R分别是地壳中含量最高的非金属元素和金属元素。
请回答下列问题:
(1)五种元素原子半径由大到小的顺序是(写元素符号)_______________________________________________________________。
(2)X与Y能形成多种化合物,其中既含极性键又含非极性键,且相对分子质量最小的物质是(写分子式)________。
(3)由以上某些元素组成的化合物A、B、C、D有如下转化关系:
AB(在水溶液中进行)
其中,C是溶于水显酸性的气体;D是淡黄色固体。
写出C的结构式:________;D的电子式: ________。
①如果A、B均由三种元素组成,B为两性不溶物,则A的化学式为____________;由A转化为B的离子方程式为___________________________________________________________________。
②如果A由三种元素组成,B由四种元素组成,A、B溶液均显碱性。用离子方程式表示A溶液显碱性的原因:________________________。A、B浓度均为0.1 mol·L-1的混合溶液中,离子浓度由大到小的顺序是____________;常温下,在该溶液中滴加稀盐酸至中性时,溶质的主要成分有________。
【解析】 依据题干提供的信息,判定元素种类,解决具体问题。X、Y两元素最高正价与最低负价之和均为0,结合它们都是短周期元素初步判断是ⅠA族的H和ⅣA族的C。Q与X同主族,则Q为Na。Z、R分别是地壳中含量最高的非金属元素和金属元素,可以判断是O和Al。所以X、Y、Z、Q、R分别是H、C、O、Na、Al。(1)H、C、O、Na、Al原子半径的大小顺序是Na>Al>C>O>H。(2)H和C形成的化合物中既含极性键又含非极性键,且相对分子质量最小的物质是C2H2。(3)由AB转化及C是溶于水显酸性的气体,可知C是CO2,D是淡黄色固体,则D是Na2O2。CO2的结构式为O===C===O;Na2O2的电子式是。①A、B均由三种元素组成,B为两性不溶物,则B为Al(OH)3,A为NaAlO2。NaAlO2转化为Al(OH)3的离子方程式为AlO+2H2O+CO2===Al(OH)3↓+HCO或2AlO+3H2O+CO2===2Al(OH)3↓+CO。②由上述五种元素组成的化合物,其溶液显碱性的有Na2CO3、NaHCO3和NaOH等。B由四种元素组成,所以B是NaHCO3。结合AB的转化可以确定A是Na2CO3。Na2CO3溶液显碱性的原因是CO+H2O??HCO+OH-。Na2CO3和NaHCO3浓度均为0.1 mol·L-1的混合溶液中,由于CO的水解程度大于HCO,所以离子浓度大小关系是c(Na+)>c(HCO)>c(CO)>c(OH-)>c(H+)。向Na2CO3和NaHCO3的混合溶液中滴加稀盐酸,Na2CO3先和HCl反应生成NaHCO3,然后NaHCO3与盐酸反应生成CO2,生成的CO2部分溶解在溶液中,溶有CO2的饱和溶液的pH为5.6,所以当溶液呈中性时,还会有少量NaHCO3存在,此时溶质的主要成分为NaCl、NaHCO3、CO2。
【答案】 (1)Na>Al>C>O>H (2)C2H2
①NaAlO2 AlO+2H2O+CO2===Al(OH)3↓+HCO[或2AlO+3H2O+CO2===2Al(OH)3↓+CO]
②CO+H2O??HCO+OH-
c(Na+)>c(HCO)>c(CO)>c(OH-)>c(H+)
NaCl、NaHCO3、CO2(或H2CO3)