江苏省邗江中学2020-2021学年高二上学期期中考试化学试题(解析版)
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江苏省邗江中学 2020—2021 学年高二上学期期中考试 化学试题
1. 废弃的电子产品称为电子垃圾,其中含铅、汞等有害物质、危害严重。
下列对电子垃圾处理应予提倡的
是①将电子垃圾掩埋地下 ②改进生产工艺,减少有害物质使用 ③依法要求制造商回收废旧电子产品 ④将 电子垃圾焚烧处理
A. ①③
B. ②④
C. ①④
D. ②③
【答案】D
【解析】 【详解】电子垃圾含有重金属,污染土地,不能掩埋地下,①错误。
改进生产工艺,减少有害物质使用能 防止污染,②正确。
依法要求制造商回收废旧电子产品,能防止污染,③正确。
电子垃圾焚烧处理后铅汞 等有害物质仍然存在,污染空气土地等,④错误; 故选 D。
2. 下列各组物质的晶体中,化学键类型相同,晶体类型也相同的是
A. SiO2 和 NaCl C. 晶体 Si 和 MgCl2 【答案】B
B. NaCl 和 MgO D. 金刚石和 KCl
【解析】 【详解】A.二氧化硅为共价晶体,氯化钠为离子晶体,故 A 不符合题意; B.氯化钠和氧化镁均为离子晶体,均只含离子键,故 B 符合题意; C.晶体 Si 为共价晶体,氯化镁为离子晶体,故 C 不符合题意; D.金刚石为共价晶体,氯化钾为离子晶体,故 D 不符合题意; 综上所述答案为 B
3. 下列各组多电子原子的原子轨道能量高低比较中,错误的是( )
A. 2s < 2p 【答案】B
B. 3px < 3py
C. 3s < 3d
D. 4s > 3p
【解析】 【详解】A.相同电子层上原子轨道能量的高低:ns<np<nd<nf,所以 2s<2p,故 A 正确; B.3px 和 3py 轨道是两个不同的原子轨道,空间伸展方向不同,两个轨道上的电子的运动状态不同,但同一
能级上的原子轨道具有相同的能量,故 B 错误; C.相同电子层上原子轨道能量的高低:ns<np<nd<nf,所以 3s<3d,故 C 正确; D.原子中不同能级电子能量从小到大顺序是 1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f,所 以 4s>3p,故 D 正确; 故选 B。
【点睛】本题考查核外电子排布规律,本题注意把握构造原理的应用。
多电子原子中,各原子轨道的能量 高低比较方法:相同电子层上原子轨道能量的高低:ns<np<nd<nf;形状相同的原子轨道能量的高低:1s <2s<3s<4s;同一能级上的原子轨道具有相同的能量:npx=npy=npz。
4. 下面的排序不正确的是 A. 碱性:NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3 B. 硬度由大到小:金刚石>碳化硅>晶体硅 C. 熔点由高到低:Na>Mg>Al D. 晶格能由大到小:NaF>NaCl>NaBr>NaI 【答案】C 【解析】 【详解】A.金属性 Na>Mg>Al,所以碱性 NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3,故 A 正确; B.金刚石、碳化硅、晶体硅均为共价晶体,硬度与共价键强弱有关,由于 C 原子半径小于 Si 原子,所以 C-C 的键能>C-Si 的键能>Si-Si 的键能,所以硬度由大到小:金刚石>碳化硅>晶体硅,故 B 正确; C.Na、Mg、Al 均为金属晶体,熔点与金属阳离子 半径大小有关,Na+>Mg2+>Al3+,离子半径越大,金 属键越弱,所以熔点 Na<Mg<Al,故 C 错误;
的 D.离子所带电荷相同时,离子半径越小晶格能越大,离子半径:F->Cl->Br->I-,所以晶格能由大到小:
NaF>NaCl>NaBr>NaI,故 D 正确; 综上所述答案 C。
5. 在下列有关晶体的叙述中错误的是: A. 离子晶体中,一定存在离子键 B. 原子晶体中,只存在共价键 C. 金属晶体的熔沸点均很高 D. 离子晶体中,可能含有共价键
【答案】C
【解析】 【详解】A.阴、阳离子通过离子键形成离子晶体,离子晶体中一定存在离子键,可以存在共价键,故 A 正确; B.原子晶体是原子之间通过共价键形成的,原子晶体中只存在共价键,故 B 正确; C.金属晶体的熔沸点不一定很高,例如金属汞的熔沸点就较低,常温下为液体,故 C 错误; D.离子晶体中可能含有共价键,比如 NaOH 晶体中含有 O 原子和 H 原子形成的共价键,故 D 正确; 故选:C。
6. 下列各式表示水解反应的是( )
A. HCO3- +H2O H3O+ +CO32C. H2PO-4 +H2O HPO42- +H3O+
B. HS﹣+H2O⇌H2S+OH﹣
D. HCO3- +OH- H2O+CO32-
【答案】B
【解析】
【详解】A、 HCO3- +H2O H3O+ +CO32- ,是碳酸氢根离子的电离方程式,不是水解离子方程式,故 A
错误; B、HS﹣+H2O⇌H2S+OH﹣,是硫氢根离子的水解离子方程式,故 B 正确;
C、 H2PO-4 +H2O HPO42- +H3O+ ,是磷酸二氢根离子的电离方程式,故 C 错误;
D、 HCO3- +OH-
答案选 B。
H2O+CO32- ,是碳酸氢根离子和氢氧根离子发生的复分解反应,故 D 错误;
7. 下列粒子中,电子排布式为 1s22s22p63s23p6 的是( )
A. Na+
B. Mg2 +
C. Cl-
D. Br-
【答案】C
【解析】 【详解】A. Na+电子排布式为 1s22s22p6,故 A 错误; B. Mg2 +电子排布式为 1s22s22p6,故 B 错误 C. Cl-电子排布式为 1s22s22p63s23p6,故 C 正确; D. Br-电子排布式为 1s22s22p63s23p63d104s24p6,故 D 错误。
8. 下列分子中含有 σ 键而不含 π 键的是 ( )
A. CH2= CH2
B. N2
C. Cl2
D. C2H2
【答案】C
【解析】 【分析】 一般共价单键为 σ 键,而双键、三键中均含 π 键。
【详解】A.含 C-H 和 C=C 键,含有 σ 键、π 键,故 A 不选; B.含 N≡N 键,含有 σ 键、π 键,故 B 不选; C.只含 Cl-Cl,含有 σ 键而不含 π 键,故 C 选; D.含 C-H 和 C≡C 键,含有 σ 键、π 键,故 D 不选。
故选 C。
9. 下例各组数值是相应元素的原子序数,其中所表示的原子能以离子键结合成稳定化合物的是( )
A. 1 与 6
B. 2 与 8
C. 9 与 11
D. 8 与 14
【答案】C
【解析】 【详解】A.1 号是非金属元素氢,6 号是非金属元素 C,C、H 元素之间易形成共价键,选项 A 错误; B.2 号是非金属氦,8 号是非金属元素 O,He、O 元素不形成化学键,选项 B 错误; C.9 号是活泼非金属 F,11 号是活泼金属 Na,F、Na 元素易形成离子键,选项 C 正确; D.8 号是非金属元素 O,14 号是非金属 Si,O、Si 元素易形成共价化合物,选项 D 错误; 答案选 C。
10. 关于化学键的下列叙述中,正确的是( ) A. 离子化合物可能含共价键 B. 共价化合物可能含离子键 C. 离子化合物中只含离子键 D. 共价化合物中可能含共价键
【答案】A
【解析】 【分析】
【详解】A.离子化合物中可能含共价键,如 NaOH,故 A 正确;
B.共价化合物中一定不含离子键,含有离子键的化合物为离子化合物,故 B 错误;
C.离子化合物中肯定含有离子键,可能含共价键,如 NaOH,故 C 错误;
D.只含有共价键的化合物属于共价化合物,共价化合物一定含有共价键,故 D 错误;
故选 A。
【点睛】 11. 下列各项叙述中,正确的是
A. 镁原子由 1s22s22p63s2→1s22s22p63p2 时,原子释放能量,由基态转化成激发态 B. 外围电子排布式为 5s25p1 的元素位于第五周期第ⅠA 族,是 s 区元素
C. 24Cr 原子的核外电子排布式是 1s22s22p63s23p63d44s2
D. 所有原子任一电子层的 s 电子云轮廓图都是球形,但球的半径大小不同
【答案】D 【解析】 【详解】A.3p 轨道电子能量比 3s 轨道电子能量高,镁原子由 1s22s22p63s2→1s22s22p63p2 时,原子吸收能量, 由基态转化成激发态,故 A 错误; B.外围电子排布式为 5s25p1 的元素位于第五周期第ⅢA 族,属于 p 区元素,故 B 错误; C. 由于 3d 轨道处于半充满状态时能量较低,则 24Cr 原子的核外电子排布式是:1s22s22p63s23p63d54s1,故 C 错误; D. 所有原子任一电子层的 s 电子云轮廓图都是球形,能层越大,球的半径越大,故 D 正确; 答案选 D。
12. 现有四种元素的基态原子的核外电子排布式如下:①1s22s22p63s23p4②1s22s22p63s23p3;③1s22s22p3; ④1s22s22p5。
则下列有关比较中正确的是: A. 最高正化合价:④>①>③=② B. 原子半径:④>③>②>① C. 电负性:④>③>①>② D. 第一电离能:④>③>②>① 【答案】CD 【解析】
【分析】
根据各元素基态原子的核外电子排布式可知①为 S 元素,②为 P 元素,③为 N 元素,④为 F 元素。
【详解】A.最高正化合价等于最外层电子数,但 F 元素没有正化合价,所以最高正化合价:①>②=③, 故 A 错误; B.根同周期自左而右原子半径减小,所以原子半径 P>S,N>F,电子层越多原子半径越大,故原子半径 P>S>N>F,即②>①>③>④,故 B 错误; C.非金属性 F>N>S>P,非金属性越强电负性越大,所以电负性 F>N>S>P,即④>③>①>②,故 C 正确; D.同周期自左而右第一电离能呈增大趋势,故第一电离能 N<F,但 P 元素原子 3p 能级容纳 3 个电子,为 半满稳定状态,能量较低,第一电离能高于同周期相邻元素,所以第一电离能 S<P,同主族自上而下第一 电离能降低,所以第一电离能 N>P,所以第一电离能 S<P<N<F,即④>③>②>①,故 D 正确; 综上所述答案为 CD。
13. 下列有关叙述正确的是 A. 在 BCl3 分子中,所有原子都满足最外层 8 电子结构 B. 核外电子排布完全相同的两种微粒,其化学性质一定相同 C. 已知 NaH 是离子化合物,则其电子式是 Na+[:H]D. NaCl 晶体中,每个 Na+同时吸引 6 个 Cl— 【答案】CD 【解析】 【详解】A.硼原子最外层有 3 个电子,与 3 个氯原子形成共价键,BCl3 分子中 B 原子最外层只有 6 个电子, 故 A 错误; B.核外电子排布完全相同的两种微粒,其化学性质不一定相同,如 Na+和 Ne 核外电子排布相同,但化学 性质不同,故 B 错误; C.NaH 是离子化合物,由 Na+和 H-组成,电子式为 Na+[:H]-,故 C 正确;
D.NaCl 的晶胞结构如图所示
,晶体中每个 Na+同时吸引着 6 个 Cl-,每个 Cl-同时吸引着
6 个 Na+,故 D 正确; 综上所述答案为 CD。
14. 一定温度下,下列溶液的离子浓度关系式正确的是
.的 A. pH=5 H2S溶液中,c(H+)=c(OH—)=1×10-5mol·L-1
B
0.1mol·L-1Na2SO3
溶液中,c(Na+)=2c(
SO32-
)+c(
HSO
3
)+c(H2SO3)
C. pH=9 的 CH3COONa 溶液,升高温度,溶液 pH 降低
D.
pH=10
的的
Na2C2O4
溶液中,c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(
HC
2O
4
)+2c(
C
2
O
24
)
【答案】BD
【解析】 【分析】 强碱弱酸盐溶液因水解呈碱性,亚硫酸钠、草酸钠溶液分步水解,溶液中电荷守恒、物料守恒;
【详解】A. pH=5 的 H2S 溶液中,c(H+)=1×10-5mol·L-1,
c(OH
—
)=
Kw c(H
)
,温度没指明,KW 不知道,
不能计算氢 c(OH—),A 错误; B. Na2SO3 溶液中,钠离子的物质的量是硫原子的 2 倍,亚硫酸钠是强碱弱酸盐,完全电离后,有少量亚硫
酸根离子分步水解,故物料守恒:c(Na+)=2c( SO32- )+2c( HSO3- )+2c(H2SO3),B 错误;
C. pH=9 的 CH3COONa 溶液因水解呈碱性,升高温度,促进水解,氢氧根浓度增大,碱性增强,溶液 pH 增大,C 错误;
D.
Na2C2O4
是强碱弱酸盐,完全电离后,有少量
C2
O
24
离子分步水解,溶液呈电中性,电荷守恒:c(Na+)
+c(H+)=c(OH-)+c(
HC
2
O
4
)+2c(
C
2
O
24
),D
正确;
答案选 D。
15. 某原子的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d54s2,下列说法中不正确的是( )
A. 该元素原子中共有 25 个电子 B. 该元素原子核外有 4 个能层 C. 该元素原子最外层共有 2 个电子 D. 该元素原子 M 电子层共有 8 个电子
【答案】D
【解析】
【详解】根据 1s22s22p63s23p63d54s2,该原子有 4 个能层,共有 25 个电子,最外层有 2 个电子,第三层
(M 层)有 13 个电子,综上所述,答案选 D。
16. 有四种短周期元素,它们的结构、性质等信息如下表所述:
元素 结构、性质等信息
是短周期中(除稀有气体外)原子半径最大的元素,该元素的某种合金是原子反
A 应堆的导热剂
B
B 与 A 同周期,其最高价氧化物的水化物呈两性
C
元素的气态氢化物极易溶于水,可用作制冷剂
是海水中除氢、氧元素外含量最多的元素,其单质或化合物也是自来水生产 D
过程中常用的消毒杀菌剂
请根据表中信息填写:
(1)A 原子的外围电子排布式__________________________________。
(2)B 元素在周期表中的位置________;离子半径:B________A(填“大于”或“小于”)。
(3)C 元素原子核外有________个未成对电子,能量最高的电子为________轨道上的电子,其轨道呈________ 形。
(4)D 元素原子的价电子排布式为________,D-的结构示意图是________。
(5)B 的最高价氧化物对应的水化物的化学式___________________,与 A 的最高价氧化物对应的水化物相比,
碱性较强的是:_______________(填化学式)。
【答案】 (1). 3s1 (2). 第三周期第ⅢA 族 (3). 小于 (4). 3 (5). 2p (6). 哑铃(或纺锤)
(7). 3s23p5 (8).
(9). Al(OH)3 (10). NaOH
【解析】 【分析】 A 是短周期中(除稀有气体外)原子半径最大的元素,该元素的某种合金是原子反应堆的导热剂,则 A 为 Na; B 与 A 同周期,即处于第三周期,B 的最高价氧化物的水化物呈两性,故 B 为 Al;C 元素的气态氢化物极 易溶于水,可用作制冷剂,则 C 为 N 元素;D 是海水中除氢、氧元素外含量最多的元素,其单质或化合物 也是自水生产过程中常用的消毒杀菌剂,则 D 为 Cl。
【详解】(1)A 为 Na,原子核外电子数为 11,原子的核外电子排布式为:1s22s22p63s1,外围电子排布式为
3s1;
(2)B 为 Al,在周期表中 位置是:第三周期第ⅢA 族;钠离子、铝离子核外电子层结构相同,核电荷数越
大离子半径越小,故铝离子半径小于钠离子半径;
的 (3)C 为 N 元素,核外电子排布式为:1s22s22p3,其原子核外 2p 轨道有 3 个未成对电子,2p 轨道的电子能量
最高,轨道呈哑铃形(或纺锤形);
(4)D 为 Cl 元素,价电子排布式为 3s23p5,Cl-的结构示意图是:
;
(5)Al 元素最高价氧化物对应的水化物为 Al(OH)3,Na 的最高价氧化物对应的水化物为 NaOH,金属性 Na>Al, 则 NaOH 的碱性较强。
17. 下图为几种晶体或晶胞的示意图:
请回答下列问题: (1)上述晶体中,属于离子晶体的是________________。
(2)冰、金刚石、MgO、CaCl2、干冰 5 种晶体的熔点最高的是________________________。
(3)NaCl 晶胞与 MgO 晶胞相同,NaCl 晶体的晶格能______(填“大于”或“小于”)MgO 晶体。
(4)每个 Cu 晶胞中实际占有________个 Cu 原子,CaCl2 晶体中每个 Ca2+同时吸引________个 Cl-,MgO 晶胞 中每个 Mg2+同时吸引______个 O2-。
【答案】 (1). MgO、CaCl2 (2). 金刚石 (3). 小于 (4). 4 (5). 8 (6). 6 【解析】 【分析】 冰晶体为分子晶体,金刚石晶体为原子晶体,铜晶体为金属晶体,氧化镁为离子晶体,氯化钙为离子晶体, 干冰为分子晶体。
【详解】(1)上述晶体中,属于离子晶体的是 MgO、CaCl2; (2)一般情况下熔点:原子晶体>离子晶体>分子晶体,所以五种晶体的熔点最高的是金刚石; (3)Mg2+、O2-均带两个电荷,Na+、Cl-均只带一个电荷,所以 MgO 晶体的晶格能更大;
(4)根据均摊法每个 Cu 晶体占有的铜原子个数为 8 1 +6 1 =4;根据氯化钙晶体的晶胞,以顶面面心 Ca2+ 82
为例,该晶胞中钙离子周围有 4 个氯离子,其上方晶胞中还有 4 个氯离子,所以每个 Ca2+同时吸引 8 个 Cl-; 根据 MgO 晶胞结构,以顶面面心镁离子为例可知,每个 Mg2+同时吸引 6 个 O2-。
18. 下表为长式周期表的一部分,其中的编号代表对应的元素。
①
②
③ ④⑤ ⑥
⑦⑧
⑨
⑩
⑾⑿ ⒀
(1)写出上表中元素⑾原子的外围电子排布式___________。
元素⑿正三价离子的核外电子排布式 _________________元素⑥负一价离子的结构示意图__________。
(2)元素⑦与⑥形成的化合物的电子式为:___________,其形成的化合物的晶体类型是:____________ (3)元素④、⑤的第一电离能较大的是:___________(用元素符号表示)。
元素⑤、⑥电负性较大的是: ______________(用元素符号表示)。
(4)④、⑤、⑥三种元素形成的离子,离子半径最大的是:___________。
(用离子符号表示) (5)⑦、⑧与水反应最剧烈的物质是___________。
(填化学式) (6)元素(11)在一定条件下形成的晶体的基本结构单元如下图 1 和图 2 所示,则在图 1 和图 2 的结构中 与该元素一个原子等距离且最近的原子数之比为:___________。
【答案】 (1). 3d5 4s2 (2). 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 (3).
离子晶体 (6). N (7). F (8). N3- (9). Na (10). 2:3
(4). Na[: F :] (5).
【解析】
【分析】
由元素在周期表中的位置可知:①为H ,②为Be ,③为C ,④为N ,⑤为O ,⑥为F ,⑦为Na ,⑧为Mg ,⑨为Si ,⑩为Cl ,(11)为Mn ,(12)为Fe ,(13)为Co ,从原子序数、结合核外电子排布规律,书写基态原子电子排布式、或外围电子排布式、书写离子结构示意图,活泼金属和活泼非金属组成的化合物通常属于离子化合物、其对应的晶体属于离子晶体,同一周期元素的第一电离能呈增大趋势,但若电子排布处于半充满或全充满时,第一电离能则较大,同周期从左向右电负性增大,依次解答;
【详解】(1)元素⑾为Mn ,原子序数为25,基态原子电子排布式为22626521s 2s 2p 3s 3p 3d 4s ,外围电子排布式523d 4s 。
元素⑿为Fe ,原子序数为26,基态原子电子排布式为22626621s 2s 2p 3s 3p 3d 4s ,正三价离子的核外电子排布式为2262651s 2s 2p 3s 3p 3d ,元素⑥负一价离子即氟离子的结构示意图为;
(2)元素⑦与⑥形成的化合物为NaF ,是活泼金属和活泼非金属组成的,属于离子化合物,电子式为:
Na [:F :]+
-⋅⋅⋅⋅,氟化钠晶体由钠离子和氟离子通过离子键构成,属于离子晶体;
(3)同一周期元素的第一电离能呈增大趋势,N 的2p 能级处于半充满稳定状态,则第一电离能:N>O ;同周期从左向右电负性增大,F 的电负性大于O ;
(4)具有相同电子排布的离子,原子序数大的离子半径小,则④、⑤、⑥三种元素形成的离子,离子半径最大的是N 3-;
(5)同周期从左到右元素金属性递减,金属性越强,与水反应产生氢气越容易,则⑦、⑧与水反应最剧烈的物质是Na ;
(6)图1中原子位于体心和顶点,配位数为8,图2中原子位于顶点和面心,距离最近的为顶点和面心的铁原子,有12个,所以配位数为12,则在图1和图2的结构中与该元素一个原子等距离且最近的原子数之比为2:3。
19. (1)KAl(SO 4)2溶液蒸干得到的固体物质是_______,FeCl 2溶液蒸干灼烧得到的固体物质是__________,NaHCO 3溶液蒸干灼烧得到的固体物质是__________,亚硫酸钠溶液蒸干灼烧得到的固体物质是
_____________。
(2)写出下列离子方程式。
①明矾净水:______________________________
②泡沫灭火器原理:____________________________
③纯碱溶液显碱性的原因:_______________________________
④氯化铵溶液显酸性的原因:____________________________
【答案】 (1). KAl(SO 4)2·
12H 2O (2). Fe 2O 3 (3). Na 2CO 3 (4). Na 2SO 4 (5). Al 3++3H
2O
Al(OH)3(胶体)+3H + (6). Al 3++33HCO -= Al(OH)3↓+3CO 2↑ (7). 23CO -+H 2O 3 HCO -+OH - (8). 4NH ++H 2O NH 3·H 2O+ H +
【解析】
【详解】(1) KAl(SO 4)2溶液中的Al 3+会发生水解反应生成氢氧化铝和硫酸,由于硫酸是高沸点酸,不能挥发,最后氢氧化铝和硫酸会再发生反应,最后仍然会留下明矾,故KAl(SO 4)2溶液蒸干得到的固体物质是明矾,
化学式是KAl(SO 4)2·
12H 2O ; 蒸发FeCl 2溶液,Fe 2+水解产生Fe(OH)2和HCl ,HCl 具有挥发性,则蒸发FeCl 2溶液得到的是Fe(OH)2固体,Fe(OH)2被溶解在溶液中的O 2氧化为Fe(OH)3,Fe(OH)3灼烧后得到氧化铁,化学式是Fe 2O 3; NaHCO 3不稳定,受热分解产生Na 2CO 3、H 2O 、CO 2,所以NaHCO 3溶液蒸干灼烧得到的固体物质是Na 2CO 3; Na 2SO 3具有还原性,易被溶解在溶液中的O 2氧化为Na 2SO 4,最后蒸干、灼烧为Na 2SO 4;
(2)①明矾净水是由于溶液中Al 3+发生水解反应产生Al(OH)3胶体具有吸附作用,反应的离子方程式为:Al 3++3H 2O Al(OH)3(胶体)+3H +;
②泡沫灭火器原理是NaHCO 3与KAl(SO 4)2发生相互促进的水解反应,生成CO 2气体和Al(OH)3沉淀,其反应的离子方程式为:Al 3++33HCO -=Al(OH)3↓+3CO 2↑;
③Na 2CO 3是强碱弱酸盐,在溶液中23CO -发生水解生成的3HCO -和OH -,使水的电离平衡正向移动,最终达到平衡时溶液中c (OH -)>c (H +),溶液显碱性,用离子方程式表示为:23CO -+H 2O
3 HCO -+OH -; ④氯化铵是强酸弱碱盐,在溶液中4NH +发生水解作用,消耗水电离产生的OH -,使水的电离平衡正向移动,
最终达到平衡时溶液中c (H +)>c (OH -),溶液显酸性,用离子方程式表示为:4NH ++H 2O NH 3·H 2O+ H +。