江西省赣州市上进联考2023-2024学年高二下学期3月第一次阶段性考试化学试题(原卷版+解析版)

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江西省赣州市上进联考2023-2024学年高二下学期3月第一次阶段性考试化学试题(原卷版+解析版)

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2023-2024学年高二年级第二学期第一次阶段性考试
化学试卷
试卷共8页,18小题,满分100分。考试用时75分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考场号、座位号、准考证号填写在答题卡指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后,请将答题卡交回。
可能用到的相对原子质量:
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是最符合题目要求的。
1. 层状半导体材料(二硫化钼)的结构与石墨结构相似,由此推知,晶体最可能是
A. 离子晶体 B. 金属晶体 C. 混合型晶体 D. 分子晶体
2. 下列方程式正确且符合题意的是
A. 用饱和纯碱溶液浸泡锅炉中的:
B. 碱性氢氧燃料电池的负极反应式:
C. 表示辛烷()燃烧热的热化学方程式:
D. 泡沫灭火器灭火原理:
3. 下列元素性质递变规律如图所示,该元素性质可能是
A. 原子半径 B. 最高化合价 C. 电负性 D. 第一电离能
4. 几种氧化物的化学键中离子键成分的百分数如下表所示:
氧化物
离子键成分的百分数/ 62 50 41 33
根据表格信息,可推知:前四周期元素组成的离子晶体中,离子键成分的百分数最高的是
A. B. C. D.
5. 金属铅的晶粒大小与熔点关系如图所示。下列叙述正确的是
A. 铅与锗位于同主族且单质晶体类型相同 B. 铅晶粒越大,其熔点越低
C. 铅晶体中含阳离子,必含阴离子 D. 铅晶体熔点高低与晶粒表面积大小有关
6. “固态双铍化合物(双铍烯)”被誉为2023年最“炫”分子,结构如图所示。
下列叙述正确的是
A. 双铍烯中铍只形成极性键 B. 基态铍原子最高能级电子云轮廓图为哑铃形
C. 1个双铍烯分子含9个键 D. 双铍烯分子式为
7. 钯、铂形成一种化合物如图所示。下列叙述错误的是
A 该化合物含键和键 B. 该化合物只含型键
C. 该化合物含3种短周期元素 D. 电负性:
8. 下列物质性质中,不能用“对角线规则”解释的是
A. 和都能与反应生成盐和水
B. 硼单质、硅单质都是共价晶体且都能与溶液反应生成盐和
C. 溴单质、碘单质都能与氢气在一定条件下生成氢化物
D. 常温下,、都难溶于水
9. 中国科学技术大学曾杰教授团队制备了晶体并用于催化丙烯与水反应生成甲基环氧乙烷,如图所示。下列叙述正确的是
A. 丙烯中的C原子仅采取杂化 B. 水分子的模型为V形
C. 甲基环氧乙烷分子是手性分子 D. 甲基环氧乙烷的范德华力小于丙烯
10. 下列有关物质结构或性质分类相同的是
A. 模型:和 B. 晶体类型:和
C. 空间结构:和 D. 分子极性:和
11. 下列物质性质排序错误的是
A 酸性: B. 沸点:
C. 熔点: D. 稳定性:
12. 陈述1和陈述2均正确且二者没有相关性的是
选项 陈述1 陈述2
A 中氢键键能大于冰 F的原子半径小于O
B 油漆工用甲苯清洗工具,而不用水 甲苯的沸点低于水
C 分子是极性分子 分子空间结构呈V形
D 以上时分解生成和 价铜的价层电子达到全充满结构
A. A B. B C. C D. D
13. 常温下,在含甲酸()、醋酸()浓度相等的混合液中滴加氨水,溶液中[,、、]与关系如图所示。已知:的酸性比的强。下列叙述错误的是
A. 代表与的关系
B. 常温下,
C. 在溶液中滴加氨水至Q点:
D. 上述反应中,最先生成
14. 中国科学院大连化学物理研究所研究员邓德会团队直接将室温下空气转化制硝酸。装置如图所示。
下列叙述错误的是
A. a极为阳极,产生的导入b极区作原料 B. 是中间产物,作催化剂
C. b极反应式为 D. 每制备时转移电子数约为
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 中国科学院大连化物所碳资源小分子与氢能利用研究组通过设计一种全新的多功能复合催化剂,首次实现了直接加氢制取高辛烷值汽油。如图所示。
根据上述涉及物质及元素回答下列问题:
(1)基态原子核外电子占据______个原子轨道,有______个运动状态不同的电子,电子云有______个伸展方向。
(2)基态的核外电子排布式为___________。基态有___________个未成对电子。
(3)基态C原子核外s、p能级上电子总数之比为___________。
(4)异戊烷分子含__________键
(5)分子中的大键可用符号表示,其中m代表参与形成大键的原子数,n代表参与形成大键的电子数(如对二甲苯分子中苯环的大键可表示为),则吡咯()的大键可表示为___________。
(6)对二甲苯晶体中不存在的“作用力类型”有___________(填字母)。
A. 范德华力 B. 氢键 C. 非极性键 D. 极性键
16. 5种原子序数依次增大的前四周期元素部分信息如下表所示:
代号 部分信息
X 简单阴离子与基态的电子排布式相同
Y 基态原子核外每个能级上电子数相等且能级电子云轮廓图为球形
Z 基态原子价层电子排布式为
M 共价化合物是强酸
W 位于元素周期表ds区,基态原子核外电子达到全充满稳定结构
回答下列问题:
(1)基态W原子最外层的能层符号为___________,Z与X形成的简单化合物的电子式为___________。
(2)W单质的晶胞如图所示,为阿伏加德罗常数的值,底边长为,高为,W的相对原子质量为M。1个晶胞含___________个W原子,W晶体密度为_________。
(3)分子________(填“极性”或“非极性”)分子,判断依据是_________________________________。
(4)Y第一电离能大于右邻元素,其原因是_________________________________。
(5)元素的气态原子(或离子)获得一个电子所放出的能量称为电子亲和能,单位为。习惯规定,放出热量时亲和能为正值,吸收热量时电子亲和能为负值。电子亲和能越大,表明越容易得到电子。乙原子同周期几种元素的电子亲和能如图所示。
解释Z的亲和能“反常”:_________________________________(从结构角度分析)。
17. 甲醇是一种化工产品,也是潜在储氢材料。工业合成甲醇的原理:
(1)在恒温恒容密闭容器中充入和发生上述反应合成甲醇,下列情况表明达到平衡状态的是___________。
A. 混合气体密度不随时间变化 B. 体积分数不随时间变化
C. 气体总压强不随时间变化 D. 气体平均摩尔质量不随时间变化
(2)在反应器中充入、合成。已知:达到平衡时,升高温度,逆反应速率大于正反应速率。下列措施能提高平衡转化率的是___________,
A. 升高温度 B. 增大压强 C. 加入催化剂 D. 增大投料比
(3)甲醇分解制备反应历程如图所示(*表示吸附在催化剂表面)。
决速步骤的反应式为_________________________。总反应的热化学方程式为______________________。
(4)体积均为的甲、乙恒容密闭容器中起始都充入和,合成。分别在恒温、绝热情况下发生反应,测得混合气体压强变化如图所示。
①正反应速率:b_____c(填“>”“<”或“=”,下同),气体总物质的量:a_____b。
②a点时,乙容器体系中浓度熵Q等于________,b点对应的平衡常数K______Q。
18. (硫酸四氨合铜晶体)是一种重要化工产品,一种制备流程如图所示。
回答下列问题:
(1)基态原子的价层电子排布图为___________。
(2)的键角___________(填“大于”“小于”或“等于”)的键角。
(3)已知:、的结构式如图所示,(硫酸)、(亚硫酸)。
①浓硫酸浓度一般为,由稀硫酸较难得到无水硫酸,其主要原因是______________________。
②含氧酸中键极性越强,酸性越强。的酸性比的强,其原因是______________________。
(4)是非极性分子,是极性溶剂,但是能溶于水,其主要原因是______________________。在,溶液中加入乙醇析出晶体,由此推知分子极性:_______水(填“大于”或“小于”)。
(5)浓硫酸中价S具有强氧化性,而稀硫酸中S稳定,不表现强氧化性,其主要原因是______________________(从结构稳定性角度分析)。
(6)铜单质晶胞如图所示。与铜最近且等距离的铜原子有______个。铜晶胞中原子空间利用率为___________。
提示:顶点铜原子与面心铜原子紧邻,原子空间利用率等于原子总体积与晶胞体积之比。2023-2024学年高二年级第二学期第一次阶段性考试
化学试卷
试卷共8页,18小题,满分100分。考试用时75分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考场号、座位号、准考证号填写在答题卡指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后,请将答题卡交回。
可能用到的相对原子质量:
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是最符合题目要求的。
1. 层状半导体材料(二硫化钼)的结构与石墨结构相似,由此推知,晶体最可能是
A. 离子晶体 B. 金属晶体 C. 混合型晶体 D. 分子晶体
【答案】C
【解析】
【详解】石墨晶体中存在类似于金属键的化学键、范德华力、共价键,属于混合型晶体,(二硫化钼)的结构与石墨结构相似,晶体最可能是混合型晶体。故C正确;
故选:C。
2. 下列方程式正确且符合题意的是
A. 用饱和纯碱溶液浸泡锅炉中的:
B. 碱性氢氧燃料电池的负极反应式:
C. 表示辛烷()燃烧热的热化学方程式:
D. 泡沫灭火器灭火原理:
【答案】D
【解析】
【详解】A.硫酸钙微溶于水,应写化学式,对应的离子方程式为,A项错误;
B.碱性氢氧燃料电池中通入氢气一极为负极,失电子发生氧化反应,在碱性环境生成水,负极反应式为,B项错误;
C.燃烧热指可燃物的物质的量为时完全燃烧生成指定产物时所放出的热量,C项错误;
D.硫酸铝溶液和碳酸氢钠溶液混合产生和,达到灭火目的,D项正确;
故选D。
3. 下列元素性质递变规律如图所示,该元素性质可能是
A. 原子半径 B. 最高化合价 C. 电负性 D. 第一电离能
【答案】D
【解析】
【分析】根据原子序数可知,元素依次为,据此作答。
【详解】A.由原子序数可知,元素依次为,同周期元素的原子半径从左至右依次减小,A不符合题意;
B.最高化合价由低至高,B不符合题意;
C.电负性由左至右依次增大,C不符合题意;
D.磷的第一电离能大于硫,图像变化符合事实,D符合题意;
故答案选D。
4. 几种氧化物的化学键中离子键成分的百分数如下表所示:
氧化物
离子键成分的百分数/ 62 50 41 33
根据表格信息,可推知:前四周期元素组成的离子晶体中,离子键成分的百分数最高的是
A B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据表格信息,电负性差值越大的两种元素组成的化合物中离子键百分数越大。前四周期元素中,钾电负性最小,氟电负性最大,A项符合题意。
5. 金属铅的晶粒大小与熔点关系如图所示。下列叙述正确的是
A. 铅与锗位于同主族且单质晶体类型相同 B. 铅晶粒越大,其熔点越低
C. 铅晶体中含阳离子,必含阴离子 D. 铅晶体熔点高低与晶粒表面积大小有关
【答案】D
【解析】
【详解】A.铅晶体是金属晶体,而锗晶体是共价晶体,类似金刚石类型,呈正四面体形,A项错误:
B.图中纵坐标由大到小。即铅晶粒越大,其熔点越高,B项错误;
C.铅晶体是金属晶体,由金属离子和自由电子靠金属键构成,含阳离子,不含阴离子,C项错误;
D.铅晶粒表面积越大,颗粒越小,晶体熔点越低,D项正确;
故答案选D。
6. “固态双铍化合物(双铍烯)”被誉为2023年最“炫”分子,结构如图所示。
下列叙述正确的是
A. 双铍烯中铍只形成极性键 B. 基态铍原子最高能级电子云轮廓图为哑铃形
C. 1个双铍烯分子含9个键 D. 双铍烯分子式为
【答案】D
【解析】
【详解】A.铍形成了铍铍键,它是非极性键,A项错误;
B.基态原子核外电子排布式为,电子云轮廓图为球形,B项错误;
C.1个双铍烯分子含10个键,C项错误;
D.观察分子模型可知,1个分子含10个碳、10个氢和2个铍,分子式为,D项正确;
故选:D。
7. 钯、铂形成一种化合物如图所示。下列叙述错误的是
A. 该化合物含键和键 B. 该化合物只含型键
C. 该化合物含3种短周期元素 D. 电负性:
【答案】B
【解析】
【详解】A.化合物含有的单键均为键,含有的C=C、C=N中含有键和键, A正确;
B.该化合物含型键、N与Pd之间形成的型键,B错误;
C.该化合物含C、N、H三种短周期元素,C正确;
D.同一周期从左到右元素的电负性增强;非金属元素的电负性一般大于金属元素的电负性,电负性:,D正确;
故答案为:B。
8. 下列物质性质中,不能用“对角线规则”解释的是
A. 和都能与反应生成盐和水
B. 硼单质、硅单质都是共价晶体且都能与溶液反应生成盐和
C. 溴单质、碘单质都能与氢气在一定条件下生成氢化物
D. 常温下,、都难溶于水
【答案】C
【解析】
【详解】A.Be、Al处于对角线位置,物质性质相似,能与反应生成盐和水,则也能与反应生成盐和水,A不符合题意;
B.B、Si处于对角线位置,物质性质相似,Si能与反应生成盐和,则B也能与反应生成盐和,B不符合题意;
C.Br、I不是处于对角线位置,而是同一主族元素,性质相似与“对角线规则”无关,C符合题意;
D.Li、Mg处于对角线位置,物质性质相似,因此、都难溶于水,D不符合题意;
故答案选C。
9. 中国科学技术大学曾杰教授团队制备了晶体并用于催化丙烯与水反应生成甲基环氧乙烷,如图所示。下列叙述正确的是
A. 丙烯中的C原子仅采取杂化 B. 水分子的模型为V形
C. 甲基环氧乙烷分子是手性分子 D. 甲基环氧乙烷的范德华力小于丙烯
【答案】C
【解析】
【详解】A.丙烯中碳原子采取杂化,A项错误;
B.水分子空间结构是V形,模型为四面体形,B项错误;
C.甲基连接的碳原子为手性碳原子,含1个手性碳原子的分子一定是手性分子,C项正确;
D.甲基环氧乙烷相对分子质量大于丙烯,故甲基环氧乙烷的范德华力大于丙烯,D项错误;
故答案为:C。
10. 下列有关物质结构或性质分类相同的是
A. 模型:和 B. 晶体类型:和
C. 空间结构:和 D. 分子极性:和
【答案】A
【解析】
【详解】A.的中心原子S的价层电子对数为,的中心原子Cl的价层电子对数为,S、Cl原子价层都有4个电子对,模型均为四面体形,A项正确;
B.二氧化硅是共价晶体,干冰是分子晶体,B项错误;
C.是直线形分子,是V形分子,C项错误;
D.中原子价层电子对数为,无孤电子对,中S原子价层电子对数为,孤电子对数为1,前者是非极性分子,后者是极性分子,D项错误;
故答案选A。
11. 下列物质性质排序错误的是
A. 酸性: B. 沸点:
C. 熔点: D. 稳定性:
【答案】B
【解析】
【详解】A.氟是吸电子基,甲基是推电子基,三氟乙酸中氢氧键极性较强,酸性较强,A正确;
B.邻羟基苯甲酸形成分子内氢键,对羟基苯甲酸形成分子间氢键,后者沸点较高,B错误;
C.氟离子半径小于溴离子,氟化钙中离子键强于溴化钙,氟化钙熔点高于溴化钙,C正确;
D.非金属性越强,其简单氢化物稳定性越强,非金属性:,则稳定性:,D正确;
故选B。
12. 陈述1和陈述2均正确且二者没有相关性的是
选项 陈述1 陈述2
A 中氢键键能大于冰 F的原子半径小于O
B 油漆工用甲苯清洗工具,而不用水 甲苯的沸点低于水
C 分子是极性分子 分子空间结构呈V形
D 以上时分解生成和 价铜的价层电子达到全充满结构
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.F原子半径小于O,电负性强于O,“”键长小于“”,前者氢键键能较大,A项正确;
B.油漆是弱极性分子,甲苯的极性很小,水是极性分子,根据相似相溶原理,油漆更易溶于甲苯,不溶于水,与沸点高低无关,B项错误;
C.的价层电子对数为,VSEPR是平面三角形,但有一对孤电子对,因此是V形分子,故是极性分子,C项正确;
D.价层电子排布式为,达到全充满稳定结构,故在高温下,比稳定,D项正确;
故答案选B。
13. 常温下,在含甲酸()、醋酸()浓度相等的混合液中滴加氨水,溶液中[,、、]与关系如图所示。已知:的酸性比的强。下列叙述错误的是
A. 代表与的关系
B. 常温下,
C. 在溶液中滴加氨水至Q点:
D. 上述反应中,最先生成
【答案】C
【解析】
【分析】根据电离常数表达式可知,与关系式如下:,,根据图像数据可知,代表与的关系,代表与的关系,代表与的关系,据此分析解答。
【详解】A.由以上分析可知,代表与的关系,故A正确;
B.由以上分析可知,故B正确;
C.由于Q点表示溶液,二者电离常数相等,即Q点对应溶液呈中性,离子浓度:,故C错误;
D.比的酸性强,在相同条件下,优先与氨水发生中和反应生成,故D正确;
故选:C。
14. 中国科学院大连化学物理研究所研究员邓德会团队直接将室温下空气转化制硝酸。装置如图所示。
下列叙述错误的是
A. a极为阳极,产生的导入b极区作原料 B. 是中间产物,作催化剂
C. b极反应式为 D. 每制备时转移电子数约为
【答案】B
【解析】
【分析】由图示可知,a极为阳极,发生反应为,向阴极(b极)迁移,即阳极区水不断减少。阴极区发生反应:,,,阴极总反应式为,电解池的总反应式为。
【详解】A. 由分析可知,结合总反应中体积比,空气中体积比为,显然在阴极区空气中需要补充,可以来自于阳极区,故A不符合题意;
B.观察图示,阴极反应的关键是双氧水转化成羟基自由基,参与反应,故是催化剂,是中间产物并参与循环,故B符合题意;
C.根据分析可知,b极总反应式为,故C不符合题意;
D.的物质的量为,根据总反应式,生成硝酸转移电子,电子数约为,故D不符合题意;
故选B。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 中国科学院大连化物所碳资源小分子与氢能利用研究组通过设计一种全新的多功能复合催化剂,首次实现了直接加氢制取高辛烷值汽油。如图所示。
根据上述涉及物质及元素回答下列问题:
(1)基态原子核外电子占据______个原子轨道,有______个运动状态不同的电子,电子云有______个伸展方向。
(2)基态的核外电子排布式为___________。基态有___________个未成对电子。
(3)基态C原子核外s、p能级上电子总数之比为___________。
(4)异戊烷分子含__________键。
(5)分子中的大键可用符号表示,其中m代表参与形成大键的原子数,n代表参与形成大键的电子数(如对二甲苯分子中苯环的大键可表示为),则吡咯()的大键可表示为___________。
(6)对二甲苯晶体中不存在的“作用力类型”有___________(填字母)。
A. 范德华力 B. 氢键 C. 非极性键 D. 极性键
【答案】(1) ①. 6 ②. 11 ③. 4
(2) ①. ②. 5
(3)
(4)16 (5) (6)B
【解析】
【小问1详解】
基态的核外电子排布式为,电子占据6个轨道;每个电子运动状态不同,故钠原子有11个运动状态不同的电子;电子云伸展方向相同且只有1个,故基态钠原子有4个电子云伸展方向。
【小问2详解】
铁是26号元素,基态铁原子核外电子排布式为,基态的核外电子排布式为,基态核外电子排布式为,有5个未成对电子。
【小问3详解】
基态C原子核外电子排布式为,s、p能级上电子总数之比为。
【小问4详解】
异戊烷分子式为,异戊烷分子含12个极性键、4个非极性键,故异戊烷分子含16个键。
【小问5详解】
吡咯中C、N原子均采取杂化,未参与杂化的p轨道垂直于分子平面形成大键,由于C、N均形成3个键,则每个C原子提供1个电子,N原子提供2个电子形成大键。
【小问6详解】
对二甲苯晶体是分子晶体,分子间存在范德华力,不存在氢键,分子内存在极性键和非极性键。
16. 5种原子序数依次增大的前四周期元素部分信息如下表所示:
代号 部分信息
X 简单阴离子与基态的电子排布式相同
Y 基态原子核外每个能级上电子数相等且能级电子云轮廓图为球形
Z 基态原子价层电子排布式为
M 共价化合物是强酸
W 位于元素周期表ds区,基态原子核外电子达到全充满稳定结构
回答下列问题:
(1)基态W原子最外层的能层符号为___________,Z与X形成的简单化合物的电子式为___________。
(2)W单质的晶胞如图所示,为阿伏加德罗常数的值,底边长为,高为,W的相对原子质量为M。1个晶胞含___________个W原子,W晶体密度为_________。
(3)分子是________(填“极性”或“非极性”)分子,判断依据是_________________________________。
(4)Y第一电离能大于右邻元素,其原因是_________________________________。
(5)元素的气态原子(或离子)获得一个电子所放出的能量称为电子亲和能,单位为。习惯规定,放出热量时亲和能为正值,吸收热量时电子亲和能为负值。电子亲和能越大,表明越容易得到电子。乙原子同周期几种元素的电子亲和能如图所示。
解释Z的亲和能“反常”:_________________________________(从结构角度分析)。
【答案】(1) ①. N ②.
(2) ①. 6 ②.
(3) ①. 极性 ②. 呈三角锥形,分子中正、负电荷中心不能重合
(4)的第一电离能失去的电子是能级的,而该能级的能量比B失去的能级电子的能量低
(5)基态N原子价层电子排布式为,达到半充满结构,得一个电子较难,吸收热量较多
【解析】
【分析】X的简单阴离子与基态Li+的电子排布式(1s2)相同,因此X为H元素;Y的基态原子核外每个能级上电子数相等且能级电子云轮廓图为球形,说明电子排布式为1s22s2,因此Y为Be元素;Z的基态原子价层电子排布式为 ,说明n=2,价层电子排布式为 ,因此Z为N元素;M 共价化合物XM是强酸,符合的是HCl,因此M为Cl元素;W位于元素周期表ds区,基态原子核外电子达到全充满稳定结构,因此W为Zn元素,据此作答。
【小问1详解】
W为Zn元素,基态Zn原子最外层为4s2,因此能层符号为N;Z为N元素,X为H元素,形成的简单化合物为NH3,电子式为,故答案为:N;。
【小问2详解】
W为Zn元素,Zn分布在晶胞的顶点、面心和体心,根据均摊法可知1个晶胞含;,故答案为:6;。
W晶体密度为
【小问3详解】
Z为N元素,M为Cl元素,分子为NCl3,中心原子N原子的价层电子对数为,有一对孤电子对,呈三角锥形,分子中正、负电荷中心不能重合,为极性分子,故答案为:极性;呈三角锥形,分子中正、负电荷中心不能重合。
【小问4详解】
Y为Be元素,Be的第一电离能大于右邻元素,其原因是第一电离能失去的电子是能级的,而该能级的能量比B失去的能级电子的能量低,故答案为:的第一电离能失去的电子是能级的,而该能级的能量比B失去的能级电子的能量低。
【小问5详解】
Z为N元素,元素的气态原子(或离子)获得一个电子所放出的能量称为电子亲和能,反常的原因是:基态N原子价层电子排布式为,达到半充满结构,得一个电子较难,吸收热量较多,故答案为:基态N原子价层电子排布式为,达到半充满结构,得一个电子较难,吸收热量较多。
17. 甲醇是一种化工产品,也是潜在储氢材料。工业合成甲醇的原理:
(1)在恒温恒容密闭容器中充入和发生上述反应合成甲醇,下列情况表明达到平衡状态的是___________。
A. 混合气体密度不随时间变化 B. 体积分数不随时间变化
C. 气体总压强不随时间变化 D. 气体平均摩尔质量不随时间变化
(2)在反应器中充入、合成。已知:达到平衡时,升高温度,逆反应速率大于正反应速率。下列措施能提高平衡转化率的是___________,
A. 升高温度 B. 增大压强 C. 加入催化剂 D. 增大投料比
(3)甲醇分解制备反应历程如图所示(*表示吸附在催化剂表面)。
决速步骤的反应式为_________________________。总反应的热化学方程式为______________________。
(4)体积均为的甲、乙恒容密闭容器中起始都充入和,合成。分别在恒温、绝热情况下发生反应,测得混合气体压强变化如图所示。
①正反应速率:b_____c(填“>”“<”或“=”,下同),气体总物质的量:a_____b。
②a点时,乙容器体系中浓度熵Q等于________,b点对应的平衡常数K______Q。
【答案】(1)CD (2)BD
(3) ①. ②.
(4) ① > ②. > ③. 1 ④. >
【解析】
【小问1详解】
A.气体总质量不变,容器体积恒定,故密度始终不变,故混合气体密度不随时间变化,不能说明反应达到平衡状态,A项不选;
B.根据数据计算,体积分数始终为,不能判断平衡状态,B项不选;
C.该反应为气体分子数减小的反应,随着反应进行,气体总物质的量减少,总压强减小,故气体总压强不随时间变化时,反应达到平衡状态,C项选;
D.该反应为气体分子数减小的反应,随着反应进行,气体总物质的量减少,当气体平均摩尔质量不随时间变化,说明气体总物质的量不在变化,反应达到平衡状态,D项选;
答案选CD;
【小问2详解】
达到平衡时,升高温度,逆反应速率大于正反应速率,平衡逆向移动,说明该反应的正反应为放热反应;
A.升温,平衡逆向移动,平衡转化率降低,A项不选;
B.该反应为气体分子数减小的反应,增大压强,平衡正向移动,平衡转化率增大,B项选;
C.加入催化剂,平衡不移动,平衡转化率不变,C项不选;
D.增大投料比,相当于增大浓度,平衡转化率增大,D项选;
答案选BD;
【小问3详解】
活化能越大反应速率越慢,从图1看出,共分5步反应,决速步骤是反应⑤:;反应物相对能量为0,产物相对能量为,热化学方程式为;
【小问4详解】
合成甲醇反应是放热反应,气体分子数减小反应,起始投料相同,在恒容密闭容器中总压强减小;在绝热恒容密闭容器中,气体压强先增大,后减小,故甲容器为绝热过程,温度高于乙容器,乙容器为恒温条件;
①平衡时,甲容器温度高,正反应速率大,则正反应速率:b>c;体积、压强相等,温度与气体物质的量成反比,即温度高,气体物质的量少,则气体总物质的量:a>b;
②设a点时,变化的物质的量为x,则有;
温度、容积不变时,气体总压强与气体物质的量成正比,则,, ;b点转化率大于a点,则;
18. (硫酸四氨合铜晶体)是一种重要化工产品,一种制备流程如图所示。
回答下列问题:
(1)基态原子价层电子排布图为___________。
(2)的键角___________(填“大于”“小于”或“等于”)的键角。
(3)已知:、的结构式如图所示,(硫酸)、(亚硫酸)。
①浓硫酸浓度一般为,由稀硫酸较难得到无水硫酸,其主要原因是______________________。
②含氧酸中键极性越强,酸性越强。的酸性比的强,其原因是______________________。
(4)是非极性分子,是极性溶剂,但是能溶于水,其主要原因是______________________。在,溶液中加入乙醇析出晶体,由此推知分子极性:_______水(填“大于”或“小于”)。
(5)浓硫酸中价S具有强氧化性,而稀硫酸中S稳定,不表现强氧化性,其主要原因是______________________(从结构稳定性角度分析)。
(6)铜单质晶胞如图所示。与铜最近且等距离的铜原子有______个。铜晶胞中原子空间利用率为___________。
提示:顶点铜原子与面心铜原子紧邻,原子空间利用率等于原子总体积与晶胞体积之比。
【答案】18. 19. 大于
20. ①. 和分子间形成氢键 ②. O的电负性大于S,的极性强于,导致中键极性更强,酸性更强
21. ①. 和水反应生成稳定的 ②. 小于
22. 浓硫酸主要以分子存在,而稀硫酸主要以存在,呈正四面体形,结构稳定
23. ①. 12 ②.
【解析】
【小问1详解】
基态原子核外电子排布式为,价层电子排布式为,即价电子排布图为:;
【小问2详解】
孤电子对对成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力,中含1个孤电子对,中含2个孤电子对,则的键角大于的键角;
小问3详解】
①中与水形成氢键,故硫酸中水无法完全除去;
②O的电负性大于S,的极性强于,导致中键极性更强,酸性更强;
【小问4详解】
从极性角度分析,难溶于水,但是与可以发生反应生成;为极性溶质,溶液中加入乙醇析出晶体,说明分子极性:小于H2O;
【小问5详解】
浓硫酸主要以分子存在,而稀硫酸主要以稳定的正四面体形存在,故稀硫酸不表现氧化性;
【小问6详解】
面心上铜原子与顶点铜原子最近,共有12个;铜晶胞是面心立方晶胞,面对角线上3个铜原子相切,设晶胞参数为a,铜的原子半径为r,,原子空间利用率。

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