2022年上学期高二入学考试化学试题注意事项:1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。3.非选择题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。第Ⅰ卷(选择题)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.已知某基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2,该元素在周期表中的位置和区分别是( )A.第四周期第ⅡB族;s区B.第四周期第ⅧB族;d区C.第四周期第Ⅷ族;d区D.第四周期第Ⅷ族;ds区2.周期表中有如图所示的元素,下列叙述正确的是( )A.钛元素原子的M层上共有10个电子B.钛元素是ds区的过渡元素C.钛元素原子最外层上有4个电子D.47.87是钛原子的近似相对原子质量3.下列说法不正确的是( )A.N2分子有一个σ键,两个π键B.同一分子内σ键比π键重叠程度大,形成的共价键强C.两个原子间形成共价键时,最多有一个σ键D.气体单质中,一定有σ键,可能有π键4.无线电频率可以降低盐水中所含元素之间的“结合力”,释放出氢原子,若点火,氢原子就会在该种频率下持续燃烧。上述中“结合力”实质是( )A.分子间作用力B.非极性共价键C.氢键D.极性共价键5.下列关于价层电子对互斥模型(VSEPR模型)的叙述不正确的是( )A.VSEPR模型可用来预测分子的空间结构
B.分子中价层电子对相互排斥决定了分子的空间结构C.分子中键角越大,价层电子对相互排斥力越小,分子越稳定D.中心原子上的孤电子对不参与互相排斥6.m、n、p、q、w五种元素,其核电荷数依次增大。m元素基态原子核外只有三个能级,且各能级电子数相等,p、q元素位于同一族,且两者核电荷数之和为24,w元素原子核外有4个能层,最外层只有1个电子,其余各层均排满电子。下列说法错误的是( )A.m、n、p元素的第一电离能依次增大B.n元素基态原子的轨道表示式:C.w元素原子的价电子排布式为3d104s1D.w单质分别与p、q单质反应,产物中w的化合价不同7.若不断地升高温度,实现“雪花→水→水蒸气→氧气和氢气”的变化。在变化的各阶段被破坏的粒子间的主要相互作用依次是( )A.氢键;范德华力;非极性键B.氢键;氢键;极性键C.氢键;极性键;范德华力D.范德华力;氢键;非极性键8.下列化合物中,含有3个手性碳原子的是( )A.B.C.D.9.对下列图示实验的描述正确的是( )A.图1所示的实验:钢闸门连在外接电源的负极上,可以对其进行保护B.图2所示的实验:用NaOH溶液滴定盐酸C.图3所示的实验:用浓硫酸和NaOH溶液反应测定中和反应的反应热
D.图4所示的实验:根据两烧瓶中气体颜色的变化(热水中变深、冰水中变浅)判断2NO2(g)N2O4(g)正反应是吸热反应10.氮及其化合物的转化过程如图所示,其中图2为反应①过程中能量变化的曲线图。下列分析合理的是( )A.图2中c曲线是加入催化剂a时的能量变化曲线B.反应①的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92kJ·mol-1C.在反应②中,若有1.25mol电子发生转移,则参加反应的NH3的体积为5.6LD.催化剂a、b能提高反应①、②的化学反应速率和平衡转化率二、选择题(本题共4小题,每小题4分,共16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,选对但不全得2分,有选错的得0分)11.下图是利用原电池原理提取碘的两个实验装置,下列说法中正确的是( )A.两个装置中,石墨Ⅰ和石墨Ⅱ均作负极B.碘元素在装置①中被氧化,在装置②中被还原C.装置①中MnO2的电极反应式为MnO2+2H2O+2e-===Mn2++4OH-
D.装置①、②中反应分别生成等量的I2时,导线上通过的电子数之比为1∶512.常温下,将HCl气体通入1L浓度均为0.1mol·L-1的NaA和NaB的混合溶液中,混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示(忽略溶液体积的变化)。下列叙述不正确的是( )A.Ka(HB)的数量级为10-9B.酸性的强弱顺序为HCl>HA>HBC.当通入0.1molHCl气体时c(B-)>c(A-)D.当混合溶液呈中性时:c(Na+)=c(Cl-)+c(A-)+c(B-)13.在容积一定的密闭容器中,置入一定量的NO(g)和足量C(s),发生反应C(s)+2NO(g)CO2(g)+N2(g),平衡状态时NO(g)的物质的量浓度c(NO)与温度T的关系如图所示。则下列说法中正确的是( )A.该反应的ΔH<0B.若该反应在T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2,则K1<K2C.在T2时,若反应体系处于状态D,则此时一定有v正<v逆D.在T3时,若混合气体的密度不再变化,则可以判断反应达到平衡状态14.已知Ksp(CaCO3)=2.8×10-9及表中有关信息:弱酸CH3COOHH2CO3电离平衡常数(常温)Ka=1.8×10-5Ka1=4.3×10-7Ka2=5.6×10-11下列判断正确的是( )
A.向Na2CO3溶液中滴入酚酞,溶液变红,主要原因是CO+2H2OH2CO3+2OH-B.常温时,CH3COOH与CH3COONa混合溶液的pH=6,则=C.NaHCO3溶液中:c(OH-)-c(H+)=c(H2CO3)-c(CO)D.2×10-4mol·L-1的Na2CO3溶液与CaCl2溶液等体积混合出现沉淀,则CaCl2溶液的浓度一定是5.6×10-5mol·L-1
第Ⅱ卷(非选择题)二、非选择题:本题有4小题,每空2分,共64分。15.(14分)(1)COCl2分子中所有原子均满足8电子稳定结构,COCl2分子中σ键和π键的个数比为________,中心原子的杂化方式为________。(2)AlH中,Al原子的轨道杂化方式为________;列举与AlH空间结构相同的一种离子和一种分子:______、________(填化学式)。(3)用价层电子对互斥模型推断SnBr2分子中,Sn原子的轨道杂化方式为________,SnBr2分子中Br—Sn—Br的键角________120°(填“>”“<”或“=”)。16.(16分)(1)CO可用于合成甲醇,一定温度下,向体积为2L的密闭容器中加入CO和H2,发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),达平衡后测得各组分浓度如下:物质COH2CH3OH浓度(mol•L-1)0.91.00.6①列式并计算平衡常数K=。②若降低温度,K值增大,则反应的△H0(填“>”或“<”)。③若保持体积不变,再充入0.6molCO和0.4molCH3OH,此时v正v逆(填“>”、“<”或“=”),(2)二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用CO2的热点研究领域,CO2催化加氢生成乙烯和水的化学方程式为2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g),回答下列问题:理论计算表明,原料初始组成n(CO2)∶n(H2)=1∶3,在体系压强为0.1MPa,反应达到平衡时,四种组分的物质的量分数x随温度T的变化如图所示。①图中,表示C2H4、CO2变化的曲线分别是__________、________。CO2催化加氢合成C2H4反应的ΔH________0(填“大于”或“小于”)。
②根据图中点A(440K,0.39),计算该温度时反应的平衡常数Kp=________(MPa)-3(列出计算式。以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。③二氧化碳催化加氢合成乙烯反应往往伴随副反应,生成C3H6、C3H8、C4H8等低碳烃。一定温度和压强条件下,为了提高反应速率和乙烯选择性,应当___________________。17.(16分)(1)已知:①Fe(s)+O2(g)===FeO(s) ΔH1=-272.0kJ·mol-1;②2Al(s)+O2(g)===Al2O3(s) ΔH2=-1675.7kJ·mol-1。Al和FeO发生铝热反应的热化学方程式是_______________________________________。(2)N2O和CO是常见的环境污染气体。对于反应N2O(g)+CO(g)CO2(g)+N2(g)来说,“Fe+”可作为此反应的催化剂。其总反应分两步进行:第一步为Fe++N2OFeO++N2;则第二步为_____________________(写方程式)。已知第二步反应几乎不影响总反应达到平衡所用的时间,由此推知,第一步反应的活化能________(填“大于”“小于”或“等于”)第二步反应的活化能。(3)纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注,采用肼(N2H4)燃料电池为电源,用离子交换膜控制电解液中的c(OH-)制备纳米Cu2O,其装置如图甲、乙。①上述装置中D电极应连接肼燃料电池的________极(填“A”或“B”),该电解池中离子交换膜为________(填“阴”或“阳”)离子交换膜。②该电解池的阳极反应式为_______________,肼燃料电池中A极发生的电极反应为_______________。③当反应生成14.4gCu2O时,至少需要肼________mol。18.(18分)已知和碳元素同主族的X元素位于元素周期表中的第一个长周期,短周期元素Y原子的最外层电子数比内层电子总数少3,它们形成化合物的分子式是XY4。试回答:(1)X元素的基态原子的电子排布式:_____________,Y元素原子最外层电子的轨道表示式:____________。(2)若X、Y两元素电负性分别为2.1和2.85,试判断XY4中X与Y之间的化学键为
________(填“共价键”或“离子键”)。(3)该化合物的空间结构为________形,中心原子的轨道杂化类型为________,分子为________(填“极性分子”或“非极性分子”)。(4)该化合物在常温下为液体,该液体微粒间的作用力是________。(5)该化合物的沸点与SiCl4比较:________(填化学式)的高,原因是_______________。化学答案第Ⅰ卷(选择题)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.答案 C解析 某原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2,可知共4个能层,为第四周期元素,价电子排布为3d84s2,为Ni,最后填充d电子,为d区元素,位于第四周期第Ⅷ族。2.答案 A解析 钛元素原子的M层为第三层,电子排布为3s23p63d2,共有10个电子,A正确;钛元素是d区的过渡元素,B错误;钛元素原子最外层为4s2,有2个电子,C错误;47.87是钛原子的相对原子质量,D错误。3.答案 D解析 N2分子的结构式为N≡N,含有一个σ键,两个π键,故A正确;共价键重叠程度越大,越稳定,同一分子内σ键比π键强,故B正确;两个原子间形成共价键时,“头碰头”式的重叠方式只有一个,则两个原子间形成共价键时,最多有一个σ键,故C正确;单原子分子不含共价键,如氦气,故D错误。元素,W、X为金属元素,处于第三周期,W为Al元素,X为Na元素。4.答案 D解析 水分子是由H原子和O原子构成的,H原子和O原子之间存在极性共价键,“释放出氢原子”必须破坏水分子内的氢氧键,这是一种共价键。5.答案 D解析 空间结构与价层电子对相互排斥有关,因此分子中价层电子对相互排斥决定了分子的空间结构,故B正确;中心原子上的孤电子对参与相互排斥,如H2O中中心原子为O,O有2个孤电子对,空间结构为V形,甲烷中中心原子为C,无孤电子对,空间结构为正四面体,故D错误。
6.答案 A解析 m、n、p、q、w五种元素,其核电荷数依次增大。m元素基态原子核外只有三个能级,且各能级电子数相等,则原子核外电子排布式为1s22s22p2,故m为C元素;w元素原子核外有4个能层,最外层只有1个电子,其余各层均排满电子,原子核外电子数为2+8+18+1=29,故w为Cu;p、q元素位于同一族,它们的原子序数大于碳而小于Cu,只能处于第二、三周期、第三、四或第二、四周期,且两者核电荷数之和为24,可推知p为O元素、q为S元素;n的原子序数介于C、O之间,故n为N元素。7.答案 B8.答案 A解析 含有2个手性碳原子,故B错误;含有1个手性碳原子,故C错误;含有1个手性碳原子,故D错误。9.答案 A解析 钢闸门连在外接电源的负极上,作阴极,被保护,为外加电流法,故A正确;NaOH溶液滴定盐酸,NaOH应盛放在碱式滴定管中,滴定管选择不合理,故B错误;浓硫酸稀释放热,应选稀硫酸与NaOH溶液反应测定中和反应的反应热,故C错误;热水中颜色深,可知升高温度2NO2(g)N2O4(g)逆向移动,则正反应为放热反应,故D错误。10.答案 B解析 A项,催化剂的反应机理是降低活化能,所以曲线d是加入催化剂的能量变化曲线;B项,根据能量变化曲线数据计算;C项,不知道是不是在标准状况下,气体体积不能准确计算;D项,催化剂能提高反应速率,并不能影响平衡转化率。二、选择题(本题共4小题,每小题4分,共16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,选对但不全得2分,有选错的得0分)11.答案 BD解析 ①中石墨Ⅰ区的NaI生成I2是失去电子的过程,故石墨Ⅰ作负极,②中石墨Ⅱ区的NaIO3生成I2是得电子的过程,故石墨Ⅱ作正极,故A错误;①中碘元素的化合价升高,被氧化;②中碘元素的化合价降低,被还原,故B正确;MnO2插入酸性溶液中,不可能生成OH-,故C错误;反应①中碘元素的变化为2I-~I2,生成1molI2时转移2mole-,②中碘元素的变化为2IO~I2,生成1molI2时转移10mole-,则反应①、②中生成等量的I2时导线上通过的电子数之比为1∶5,故D正确。12.答案 C解析 根据图像可知,当lg=3时,pH=6,此时,c(H+)=10-6mol·L-1,=
103,Ka(HB)==10-6×10-3=10-9,A正确;pH一定时,lg>lg,则有>,<,式子两边都乘以c(H+),可得<,即Ka(HB)<Ka(HA),所以酸性:HA>HB,向NaA和NaB的混合溶液中通入HCl后,溶液中存在HA、HB,则说明HCl酸性强于HA和HB,所以酸性强弱顺序为HCl>HA>HB,B正确;原溶液中NaA和NaB均为0.1mol,根据强酸制弱酸原理,通入0.1molHCl,H+先与B-反应,反应后溶液中溶质为0.1molNaA、0.1molNaCl、0.1molHB,NaA完全电离,微弱水解,而HB部分电离,所以溶液中c(B-)<c(A-),C错误;混合溶液的电荷守恒为c(Na+)+c(H+)=c(Cl-)+c(A-)+c(B-)+c(OH-),当溶液呈中性时,c(H+)=c(OH-),所以有c(Na+)=c(Cl-)+c(A-)+c(B-),D正确。13.答案 AD解析 由图像可知,T1<T2,升高温度c(NO)增大,平衡左移(吸热方向),所以ΔH<0,且K1>K2,A项正确、B项不正确;T2时D点表示c(NO)>c(NO)平衡,因此由D→B点需降低c(NO),即平衡向右移动,所以D点对应体系中,v正>v逆,C项不正确;由于C为固体,故容积不变时,反应后气体质量增大,混合气体的密度增大,当密度不再变化时,可以判断反应达到平衡状态,D项正确。14.答案 BC解析 弱酸根离子水解是分步进行的,以第一步为主,向Na2CO3溶液中滴入酚酞,溶液变红,主要原因是CO+H2OHCO+OH-,故A错误;常温时,CH3COOH与CH3COONa混合溶液的pH=6,醋酸的电离平衡常数表达式为Ka=,=,=,故B正确;NaHCO3溶液中的元素质量守恒:c(Na+)=c(H2CO3)+c(HCO)+c(CO),电荷守恒:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(HCO)+2c(CO),两式联立得:c(OH-)+c(CO)=c(H2CO3)+c(H+),故C正确;已知Ksp(CaCO3)=2.8×10-9=c(CO)·c(Ca2+),2×10-4mol·L-1的Na2CO3溶液与CaCl2溶液等体积混合,c(CO)=2×10-4mol·L-1×=1×10-4mol·L-1,代入公式,得c(Ca2+)=2.8×10-5mol·L-1,则原CaCl2溶液中c(Ca2+)>2.8×10-5mol·L-1×2=5.6×10-5mol·L-1,故D错误。第Ⅱ卷(非选择题)二、非选择题:本题有4小题,共64分。15.(14分)答案 (1)3∶1 sp2 (2)sp3 NH CH4 (3)sp2 <
解析 (1)COCl2分子中有1个C==O和2个C—Cl,所以COCl2分子中σ键的数目为3,π键的数目为1,个数比3∶1,中心原子C的价层电子对数为3+=3,故中心原子的杂化方式为sp2。(2)AlH中Al原子上的孤电子对数==0,杂化轨道数目为4+0=4,Al原子的杂化方式为sp3,与AlH空间结构相同的离子,可以用C原子替换Al原子则不带电荷:CH4,可以用N原子与1个单位正电荷替换Al原子:NH。(3)SnBr2分子中Sn原子价层电子对数为2+×(4-2×1)=3,所以Sn原子的轨道杂化方式为sp2杂化,且含有一个孤电子对,所以该分子为V形分子,孤电子对对成键电子对有排斥作用,所以其键角小于120°。16.(16分)答案(1)①=(或0.67)(2分)②<(2分)③=(2分)(2) ①d c 小于②×或×等③选择合适催化剂等解析 (2)①由平衡图像知,390K时四种组分的物质的量分数之比满足1∶3的是c曲线和a曲线,物质的量分数之比满足1∶4的是d曲线和b曲线,结合反应方程式2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)和原始投料n(CO2)∶n(H2)=1∶3可得,曲线c表示CO2,曲线a表示H2,曲线d表示C2H4,曲线b表示H2O;由图像的变化趋势可知,升高温度,曲线a、c增大,曲线b、d减小,说明平衡左移,所以正反应放热,ΔH<0。②起始投料比n(CO2)∶n(H2)=1∶3,平衡时总压为0.1MPa,结合反应方程式可知p(CO2)∶p(H2)=1∶3,p(C2H4)∶p(H2O)=1∶4,由图像可知p(H2)=p(H2O)=0.1×0.39MPa,所以p(CO2)=×0.39MPa,p(C2H4)=×0.39MPa。根据反应的化学方程式2CO2(g)+ 6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)平衡时压强:×0.39 0.1×0.39 ×0.39 0.1×0.39该温度下的平衡常数Ksp===
×(MPa)-3或×(MPa)-3。③在一定温度和压强下,为了提高反应速率和乙烯的选择性,减少副反应的发生,应当选择合适催化剂等。17.(16分)答案(1)3FeO(s)+2Al(s)===Al2O3(s)+3Fe(s) ΔH=-859.7kJ·mol-1解析②-①×3即得:3FeO(s)+2Al(s)===Al2O3(s)+3Fe(s) ΔH=-859.7kJ·mol-1。(2)FeO++COFe++CO2 大于 解析 总反应分两步进行,根据催化剂定义,第一步:Fe++N2OFeO++N2,第二步反应中,中间产物(FeO+)氧化CO生成CO2,本身被还原成Fe+,FeO++COFe++CO2,第二步反应对总反应速率没有影响,说明第一步是慢反应,控制总反应速率,第二步反应速率大于第一步反应速率,则第一步反应的活化能大于第二步反应的活化能。(3)①B 阴 ②2Cu-2e-+2OH-===Cu2O+H2O N2H4-4e-+4OH-===N2+4H2O ③0.05解析 (3)①燃料电池正极通氧化剂,负极通燃料,即A极为负极,B极为正极。图乙为电解池装置,电解目的为制备Cu2O,则D极作阳极,接电池正极(B极),铜被氧化。阳极反应式为2Cu-2e-+2OH-===Cu2O+H2O,反应消耗OH-,采用阴离子交换膜使OH-向阳极移动。②根据上述分析,阳极反应为2Cu-2e-+2OH-===Cu2O+H2O;A极为负极,N2H4失电子,转化为N2,故电极反应式为N2H4-4e-+4OH-===N2+4H2O。③根据电极反应可知,Cu2O与N2H4、e-的数量关系式为4e-~2Cu2O~N2H4,所以n(N2H4)=0.5n(Cu2O)=×0.5=0.05mol。18.(18分)答案 (1)1s22s22p63s23p63d104s24p2(或[Ar]3d104s24p2)(2)共价键(3)正四面体 sp3杂化 非极性分子(4)范德华力 (5)GeCl4 组成和结构相似的分子,相对分子质量越大,范德华力越大,沸点越高解析 X元素与碳元素同主族且位于元素周期表中的第一个长周期,X为Ge元素,Y原子是短周期元素且最外层电子数比内层电子总数少3,Y为C