上海市上海外国语大学附属大境中学2022-2023学年高一下学期化学期末考试试题
一、单选题
1．下列化学用语描述不正确的是（ ）
A．可用于考古断代的一种核素的符号：
B．的电子式：
C．钠离子的结构示意图：
D．用电子式表示的形成过程为：
2．下列物质中既有离子键又有共价键的是（ ）
A．MgO B．NH3 C．CaCl2 D．Na2O2
3．下列有关电池的说法不正确的是（ ）
A．手机上用的锂离子电池属于二次电池
B．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极
C．甲醇燃料电池可把化学能转化为电能
D．锌锰干电池中，锌电极是负极
4．（2016高二上·包头期末）下面几种情况，能够形成原电池的是（ ）
A． B．
C． D．
5．如图为某兴趣小组制作的番茄电池，下列说法正确的是( )
A．电子由铜通过导线流向锌
B．该装置是将电能转化为化学能的装置
C．锌电极发生氧化反应
D．电流由锌通过导线流向铜
6．下列关于物质性质的比较，不正确的是（ ）
A．酸性：H2CO3＜H2SO4＜HClO4 B．半径：
C．非金属性：Si＜C＜N D．最低负价：N>O>F
7．X、Y、Z、W为四种短周期元素，有关这四种元素的信息如下，下列说法不正确的是（ ）
元素 X Y Z W
原子半径/nm 0.077 0.075 0.102 0.099
最高正价或最低负价 ＋4 ＋5 -2 -1
A．Y的最简单氢化物为NH3 B．W的单质为Cl2
C．X的最高价氧化物为CO D．X与Z形成的化学式为CS2
8．下列反应既是放热反应，又是氧化还原反应的是（ ）
A．铝片与稀硫酸反应
B．灼热的炭与CO2反应
C．与NH4Cl的反应
D．NaOH溶液与盐酸溶液的中和反应
9．下列关于化学反应中的说法错误的是（ ）
A．如图所示的反应为放热反应
B．化学键断裂吸收能量，化学键形成放出能量
C．需要加热的化学反应不一定是吸热反应
D．化学反应中有物质变化也有能量变化
10．化学能与热能、电能等能相互转化，关于化学能与其他能量相互转化的说法错误的是（ ）
A．化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂与生成
B．铝热反应中，反应物的总能量比生成物的总能量低
C．图I所示的装置不能将化学能转变为电能
D．图II所示的反应为放热反应
11．关于铝与氢氧化钠溶液反应的说法不正确的是（ ）
A．铝是还原剂 B．氧化剂是氢氧化钠和水
C．只有水是氧化剂 D．氢气是还原产物
12．下列有关铁及其化合物的说法中正确的是 （ ）
A．赤铁矿的主要成分是Fe3O4
B．铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2
C．除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质可以向溶液中加铁粉，然后过滤
D．Fe3+与KSCN反应产生血红色沉淀
13．现有反应，在一体积可调的密闭容器中进行，采取下列措施对其反应速率几乎无影响的是（ ）
A．增加H2O(g)的量
B．将容器体积缩小一半
C．保持容器内体积不变，充入Ar使体系压强增大
D．充入Ar，保持容器内压强不变
14．有A、B、C、D四块金属，进行如下实验：
①将A、B用导线相连结，浸入稀硫酸溶液中，A极为负极；
②C、D用导线相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，电流由D→导线→C。
③A、C相连后，同时浸入稀硫酸中，C极产生大量气泡。
④B、D相连后同时浸入稀硫酸溶液中，D极发生氧化反应。
据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是（ ）
A．A>B>C>D B．A>C>D>B C．C>A>D>B D．B>D>C>A
15．某电池总反应为，下列与此电池总反应不符的原电池是（ ）
A．铜片、铁片、溶液组成的原电池
B．石墨、铁片、溶液组成的原电池
C．铁片、锌片、溶液组成的原电池
D．银片、铁片、溶液组成的原电池
二、填空题
16．氮元素是生命的基础，也是参与生态平衡和物质循环的重要元素。氮气是空气中含量最多的气体，约占空气体积的78%。氮肥对于提高农作物产量有重要作用，若使用不合理可能会对环境和农业生产带来一定的负面影响。
（1）写出N2分子的结构式 ，解释氮气化学性质稳定的原因 。
（2）天然固氮的方式有生物固氮和大气固氮。大气固氮是在放电或高温下，空气中的N2转化为HNO3的过程。将下列N2转化为HNO3的过程补充完整。
①为 ，②为 。
A．NH3 B．NO C．N2O5 D．H2O
（3）1787年，有化学家提出氨是由氮、氢元素组成的，于是出现了大量以氮气和氢气为原料合成氨的研究。然而，直到1913年，人类才实现了合成氨的工业化生产。写出工业合成氨的化学方程式 。
（4）甲、乙两组同学用干燥的圆底烧瓶各收集一瓶氨气，根据下图喷泉实验的装置进行实验都观察到美丽的红色喷泉。
①此喷泉实验之所以成功发生，利用了氨气的性质是 ，因而才造成烧瓶内外悬殊的气压差。
②酚酞溶液显“红色”说明氨气的水溶液呈 性。
（5）以氨气为原料可制得铵态氮肥。下列属于铵态氮肥的是____。
A．KNO3 B．NH4Cl C．尿素[CO(NH2)2]
（6）铵盐均为易溶于水的白色晶体，是植物生长非常重要的氮肥之一。但若保存或使用不当，可能肥效降低，也可能对环境、农业生产带来负面影响。关于铵态氮肥的保存和使用，请分别给出一条建议 。
17．回答下列问题：
（1）盛蒸馏水的烧杯中先注入一些煤油，再投入金属钠，观察到的现象是____。
A．钠在水层中反应并四处游动
B．钠停留在煤油层中不发生反应
C．钠在煤油的液面上反应并四处游动
D．钠在煤油与水的界面处反应并上下跳动
（2）钠在空气中燃烧可制得过氧化钠，过氧化钠的用途之一便是在呼吸面具中做供氧剂，用化学语言(反应方程式)来说明其原理：(提示：人呼出的气体中含有CO2和水蒸气) 。
（3）某实验小组通过以下实验来比较Na2CO3和NaHCO3两种物质的性质。称取两种固体各2g，分别放入两个小烧杯中，再各滴加10mL蒸馏水，振荡，测量温度变化；待固体充分溶解，并恢复至室温后，向所得溶液中各滴加2滴酚酞试液。
①a烧杯中固体完全溶解，而b烧杯固体有剩余，b烧杯内的物质是 。
②同学们在两烧杯中还观察到了其它现象，其中a烧杯中出现的现象：Ⅰ溶液温度 (填“升高”或“降低”)，Ⅱ滴加酚酞试液显 (填“红色”或“浅红)”。
（4）为比较两者热稳定性设计了“套管实验”，实验装置如图所示，整个实验过程中，能观察到澄清石灰水变浑浊的是烧杯 (填“A”成“B”)。
（5）以下能用来鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体的实验操作是____。
A．用pH试纸测定同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液pH值并做比较
B．分别在这两种物质的溶液中，加入少量CaCl2溶液
C．分别在这两种物质的溶液中，加入少量Ca(OH)2溶液
（6）常温下，用如图1所示装置，分别向溶液和溶液中逐滴滴加的稀盐酸，用压强传感器测得压强随盐酸体积的变化曲线如图2所示。
①表示向NaHCO3溶液中滴加盐酸的是曲线 (填X或Y)。
②写出ac段反应实质(离子方程式)： 。
（7）向的NaOH溶液中通入标况下4.48L的CO2，请计算此时溶液中溶质的组成及物质的量 。
18．I.一定温度下，在2L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的量随时间变化的曲线如图：
（1）该反应的化学方程式为 ，从反应开始到10s时，Y的转化率为 ，如果想加快该反应速率，可采取的措施有 (任写一个)。
（2）II.把0.5molX气体和0.6molY气体混合于2L的恒容密闭容器中，使它们发生如下反应：，2min末生成0.6molW，若测知以Z的浓度变化表示的反应速率为，试计算：
n= 。
（3）前2min内用X的浓度变化表示的平均反应速率为 ；
（4）2min末时Y的浓度为 ；
（5）2min末，恢复到反应前温度，体系内压强是反应前压强的 倍。
三、实验题
19．铁是人类迄今为止人类冶炼和使用最多的金属。铁在人们的生产生活，乃至于国防、现代化建设中均发挥着极其重要的作用。
（1）“秦砖汉瓦”是我国传统建筑文化的一个缩影。同是由含铁元素的黏土烧制，但经过不同的工艺烧制，有的是黑色的，有的却是红色的，分析其原因可能是 。
（2）某补铁剂的主要成分是硫酸亚铁，请回答下列有关问题。
①补铁剂药片外层有糖衣包裹，糖衣的作用是 。
②补铁剂中常添加维生素C，其作用之一是防止被氧化，由此推测维生素C具有 性。
③若该补铁剂已经氧化变质，将其溶于水并滴加KSCN试剂会观察到 。
（3）某研究小组配制FeSO4溶液时，为了防止被氧化，需向溶液中加入少量的 ，其原理是 (用离子方程式表示)。
（4）为了进一步制备氢氧化亚铁沉淀，向新配制的FeSO4溶液中滴加NaOH溶液。并放置了一段时间，观察到的现象是 ，Fe(OH)2被氧化的化学方程式为 。
（5）小组成员改良了方法制得白色的Fe(OH)2沉淀并使之较长时间保存，实验装置如下：
根据你的理解，请写出补全以下实验步骤。
①装配好试剂和装置后打开止水夹，使得A试管中反应产生的H：排净该装置中的空气(氧气)
② ，以确定空气已经被排尽。
③ ，制备得到Fe(OH)2。
（6）已知还原性，向含有1molFeI2和1molFeBr2的溶液中通入的2.5molCl2。
①被氧化的离子依次为： 。
②对应的被氧化的离子的物质的量分别是： 。
③对应氧化产物的物质的量分别是： 。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】用电子式表示简单的离子化合物和共价化合物的形成；元素、核素；原子结构示意图；电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】A.14C因为具有可以释放出一定的放射性射线从而可以进行文物中骨头等的时间测定，因此可以用来考古，A选项是正确的；
B.H2O属于共价化合物，H与O原子之间是通过共用电子对来成键，B选项是正确的；
C.钠原子最外层有1个电子，要达到稳定结构，Na原子易失去最外层的电子，变成Na+，C选项是正确的；
D.在MgCl2中，是Mg原子是电子，Cl原子得电子，题目中的电子转移方向是相反的，D选项是错误的。
故答案为：D。
【分析】对于原子来说，它们都有形成稳定结构的趋势，对于只有一个电子层的原子，趋向于最外层形成2电子稳定结构；如果是有两个或两个电子层，如果原子的最外层电子是4个或小于4，就趋向于失去电子；反之如果大于4个最外层电子，原子就趋向于得到电子，形成8电子稳定结构。
2．【答案】D
【知识点】离子键的形成；共价键的形成及共价键的主要类型
【解析】【解答】A. MgO中只含有离子键，不符合题意；
B.NH3中只存在共价键，不符合题意；
C.CaCl2中只含有离子键，不符合题意；
D.Na2O2中既含有离子键又含有共价键，其中Na+与O22-之间是离子键，O22-内部是共价键。D选项符合题意。
故答案为：D。
【分析】离子键指的是阴阳离子之间形成的强烈的相互作用力，存在于强碱、盐和金属氧化物中；而共价键指的是两个原子通过共用电子对之间形成的强烈的相互作用，存在于酸、非金属氢化物、非金属氧化物以及有机物中。
3．【答案】B
【知识点】电极反应和电池反应方程式；化学电源新型电池；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A.锂离子电池可以放电以后再充电，二次使用，因此属于二次电池，A选项是正确的；
B.在原电池中，根据工作原理，由负极失去电子，是电子流出的一极，锌的活泼性更强，因此应该由锌来失电子，电子的流向是在外电路中由锌向铜移动，B选项是错误的；
C.甲醇燃料电池属于原电池，原电池就是可以实现将化学能转化为电能，C选项是正确的；
D.锌的活动性更强，失电子能力更强，因此在锌锰干电池中，锌电极是负极，D选项是正确的。
故答案为：B。
【分析】原电池的工作原理：在外电路中，由负极失去电子，经过导线到达正极；在内电路中，是阴阳离子实现导电的作用，形成闭合回路，阴离子在电解质溶液中靠近负极，阳离子在电解质溶液中靠近正极。
4．【答案】C
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】解：A、该装置的两个电极是相等的，不能构成原电池，故A错误；
B、该装置不能构成闭合回路，所以不能构成原电池，故B错误；
C、该装置符合原电池的构成条件，所以能形成原电池，故C正确；
D、酒精不是电解质，锌和酒精不能自发的进行氧化还原反应，所以不能构成原电池，故D错误．
故选C．
【分析】根据原电池的构成条件分析，原电池的构成条件是：①有两个活泼性不同的电极，②将电极插入电解质溶液中，③两电极间构成闭合回路，④能自发的进行氧化还原反应．
5．【答案】C
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A.锌的活动性更强，因此锌作负极，铜作正极，所以电子应该由锌流向铜，A选项是成为错误的；
B.该装置是原电池，原电池是将化学能转化为电能的装置，B选项是错误的；
C.锌是原电池的负极，负极失去电子，化合价升高，属于氧化反应，C选项是正确的；
D.电流的方向与电子的流向是相反的，是由铜流向锌，D选项是错误的。
故答案为：C。
【分析】原电池的工作原理：在外电路中，由负极失去电子，经过导线到达正极；在内电路中，是阴阳离子实现导电的作用，形成闭合回路，阴离子在电解质溶液中靠近负极，阳离子在电解质溶液中靠近正极。
6．【答案】D
【知识点】物质的组成、结构和性质的关系；微粒半径大小的比较
【解析】【解答】A.元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的酸性就越强，非金属性有：C
C.同一周期的元素从左至右，非金属性是逐渐增大的，同一主族的元素，非金属性从上至下是逐渐减小的，所以有，非金属性： Si＜C＜N ，C选项是正确的；
D.N的最低负价是-3，O的最低负价是-2，F的最低负价是-1，所以有化合价：N
【分析】元素非金属的比较方法：（1）比较最高价氧化物的水化物的酸性强弱，非金属性越强，酸性就越强；
（2）非金属单质与H2的化合的难易程度以及生成的氢化物的稳定性，与氢气化合越容易，以及对应的氢化物越稳定，非金属性就越强；
（3）非金属之间也可以发生置换反应，非金属性越强的元素的单质可以将非金属性弱的元素的单质从其盐溶液中置换出来。
7．【答案】C
【知识点】元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】A.Y是N，其最简单的氢化物是 NH3 ，A选项是正确的；
B.W是Cl，其单质的分子式是 Cl2 ，B选项是正确的；
C.X是C，其最高价氧化物的分子式是CO2，C选项是错误的；
D.X是C，Z是S，所以二者形成的 CS2 ，D选项是正确的。
故答案为：C。
【分析】根据电子层数越多半径越大，以及同一周期的元素原子，从左至右半径逐渐减小，还有几个原子的化合价可知：X.Y在第二周期，Z.W在第三周期。又根据原子的最高正价或者最低负价等于其主族序数，可以推出X是C，Y是N，Z是S，W是Cl。
8．【答案】A
【知识点】氧化还原反应；吸热反应和放热反应
【解析】【解答】A.铝是活泼金属，在与稀硫酸反应时会释放出大量的热，该反应属于氧化还原反应，A选项是正确的；
B. 灼热的炭与CO2反应会化合成为CO，该反应属于吸热反应，不符合题意；
C. 与NH4Cl的反应属于吸热反应，C选项不符合题意；
D.所有的中和反应都属于放热反应，但是中和反应属于复分解反应，复分解反应不属于氧化还原反应，D选项是不符合题意的。
故答案为：A。
【分析】常见的放热反应有：（1）活泼金属与酸或者水的反应；（2）酸碱中和反应；（3）所有的燃烧反应以及缓慢氧化反应；（4）多数的化合反应.
氧化还原反应指的是有电子转移的反应。
9．【答案】A
【知识点】化学反应中能量的转化；吸热反应和放热反应
【解析】【解答】A.反应物比生成物的能量高的反应属于吸热反应，因此A选项是错误的；
B.化学键的变化与能量之间的关系：“断键吸能，成键放能”，B选项是正确的；
C.有的反应需要加热，但是也有可能是放热反应，比如铝热反应，需要高温下进行，但是该反应会放出大量的热量，C选项是正确的；
D.只要有化学反应发生，一定会有化学键的变化，只要有化学键的变化，一定会有能量的变化，D选项是正确的。
故答案为：A。
【分析】化学反应代表着有新物质的生成，从微观角度来看，是有旧化学键的断裂和新化学键的形成，只要是有化学键的变化，就意味着有能量的变化。所以只要是化学反应的发生，就一定会有能量的变化。
10．【答案】B
【知识点】化学反应中能量的转化；吸热反应和放热反应；探究铝热反应
【解析】【解答】 A.化学反应中之所以有能量的变化是因为化学反应中化学键的变化，化学键的断裂和形成都要有能量的变化，因此A选项是正确的；
B.铝热反应总是放热反应，放热反应是反应物的总能量大于生成物总能量的反应，所以B选项是错误的；
C.图一中两个烧杯之间没有导电的介质，因此无法构成原电池， 不能将化学能转变为电能 ，所以C选项是正确的；
D. 图II所示的反应是反应物的总能量大于生成物的总能量，因此属于放热反应。D选项是正确的。
故答案为：B.
【分析】化学反应的实质是：断旧键，成新键。化学键的断裂和形成都是需要吸收和释放能量的，因此化学反应一定是伴随能量变化的。
从宏观上来看，如果反应物的总能量大于生成物总能量，则反应是放热反应，反之则是吸热反应。
11．【答案】B
【知识点】氧化还原反应；铝的化学性质；探究铝与酸、碱溶液的反应
【解析】【解答】A.在该反应在，铝的化合价升高，作还原剂，A选项是正确的；
B.氧化剂只有水，没有氢氧化钠，B选项是错误的；C选项是正确的；
D.氢气是水通过得电子而生成的物质，因此氢气是还原产物，D选项是正确的。
故答案为：B。
【分析】在氧化还原反应中，化合价降低的物质作氧化剂，化合价升高的物质是还原剂。通过氧化反应得到的产物是氧化产物，通过还原反应得到的产物是还原产物。
12．【答案】C
【知识点】铁的化学性质；二价铁离子和三价铁离子的检验；铁及其化合物的性质实验
【解析】【解答】A. Fe2O3是红棕色的，因此是赤铁矿的主要成分，A选项是错误的；
B. 铁与水蒸气在高温下的反应产物 是Fe3O4和H2，B选项是错误的；
C.铁粉可以与溶液中的Fe3+还原为Fe2+，因此可以利用铁粉将FeCl2溶液中的FeCl3除去，并将过量的铁粉过滤即可达到除杂的效果，C选项是正确的；
D. Fe3+与KSCN反应产生 的是配合物，是可以溶于水的，并不是沉淀，D选项是错误的。
故答案为：C。
【分析】利用铁粉将FeCl2溶液中的FeCl3除去时应注意应该使用过量的铁粉，因为这样可以保证所有的Fe3+都还原，然后再将过量的铁粉过滤除去，就可以得到纯净的FeCl2溶液了。
13．【答案】C
【知识点】化学反应速率；探究影响化学反应速率的因素
【解析】【解答】A.水蒸气是反应物，增大反应物的量，就是增大反应物的浓度，会加快反应速率，A选项不符合题意；
B.将容器的体积缩小一半，有无各个物质的物质的量不变，因此各物质的浓度会扩大为原来的二倍，因此也可以加快反应速率，B选项不符合题意；
C.保持体积不变，只是充入氩气，增大反应体系的压强，但是不会影响各组分的浓度，因此对于化学反应的速率几乎无影响，C选项符合题意；
D.充入氩气，保持压强不变，会使容器的体积增大，各组分的浓度减小，会减小化学反应的速率，D选项不符合题意。
故答案为：C。
【分析】影响化学反应速率的因素有：催化剂、反应物的浓度、压强、温度等等。其中越强要是影响化学反应速率，应先考虑压强有没有改变参与反应的各组分的浓度，如果没有改变各组分的浓度，即使增大体系的压强，也不能加快反应速率。
14．【答案】B
【知识点】常见金属的活动性顺序及其应用；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】 ①A、B 和稀硫酸构成的原电池， A 作负极，因此A比B活泼；
②C、D 和稀硫酸构成原电池以后，电流从 D→导线→C ，所以电子是从C极出发，因此C比D活泼；
③A.C相连后，C极产生大量的气泡，说明C极发生的是H+得电子的反应，说明C极作的是正极，因此A比C活泼；
④B、D相连后同时浸入稀硫酸溶液中，D极发生氧化反应 ，说明在该原电池中，D作的是负极失电子，所以D比B活泼。综上，有活动性强弱：A>C>D>B.
故答案为：B.
【分析】如果构成原电池的两个电极材料都是金属的话，那么更活泼的金属作负极，发生氧化反应，较不活泼的金属作正极，发生还原反应。因为金属越活泼，越容易失去电子。
15．【答案】C
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A.铜作正极，铁作负极，总反应是： Fe+2 Fe3+=3 Fe2+，A是正确的；
B.石墨作正极，铁作负极，总反应是： Fe+2 Fe3+=3 Fe2+，B是正确的；
C.锌作负极，铁作正极，总反应是：Zn+Fe2+=Zn2++Fe，C是错误的，符合题意；
D.银片作正极，铁片作负极，总反应是：Fe+2 Fe3+=3 Fe2+，D选项是正确的。
故答案为：D。
【分析】若构成原电池的两极点极材料都是金属单质，那么由活泼性强的金属来作负极，以为活泼性强其更容易失去电子，在原电池中作负极，发生氧化反应。
16．【答案】（1）；氮气分子中含氮氮三键，断裂需较大能量
（2）B；D
（3）N2+3H22NH3
（4）极易溶于水；碱
（5）B
（6）铵态氮肥应放阴凉处密封，使用时不要与碱性物质如草木灰混合使用以免发生反应而使肥效损失
【知识点】物质的组成、结构和性质的关系；氮的氧化物的性质及其对环境的影响；含氮物质的综合应用；结构式
【解析】【解答】（1）氮原子最外层有5个电子，若要达到8电子稳定结构，需要形成3对共有电子对，所以其结构式是： ；氮气分子化学性质稳定的原因是分子内部有氮氮三键，键能较大；
(2)氮气的连续氧化是在常温下先被空气中的氧气氧化为NO，NO再被氧气氧化为NO2，二氧化氮溶于水生成硝酸和一氧化氮；
（3）工业合成氨的原理是用氮气和氢气再高温高压催化的作用下生成氨气；
（4）由于氨气极易溶于水，所以在氨气与水接触的瞬间会形成装置内外较大的压强差，使得液体在容器中形成喷泉；能使酚酞变红是因为氨水显碱性；
（5）铵态氮肥中要有铵根离子，因此至右B选项是符合题意的；
（6）由于铵盐容易见光或受热分解，因此应该将铵盐置于阴凉干燥处，且铵盐不能与碱性物质一起使用，否则会降低肥效。
【分析】（1）分子的结构式指的是用小短线代替共有电子对；
（2）氮元素有多个价态，连续氧化可以将氮元素从最低价态升高到最高价态；
（3）工业合成氨属于可逆反应，而且该反应要求的条件相对较为苛刻，所以在化工生产时应该注意控制反应条件；
（4）当气体极易溶于液体时，可以形成喷泉实验；
（5）含有铵根离子的盐属于铵态氮肥；
（6）由于铵根易与氢氧根离子反应，生成氨气，所以当铵态氮肥与碱性物质混合时会减小铵态氮肥的肥效。
17．【答案】（1）D
（2）2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
（3）NaHCO3；升高；红色
（4）B
（5）A；B
（6）X；H++=
（7）0.05molNa2CO3；0.15molNaHCO3
【知识点】钠的化学性质；钠的重要化合物；钠的氧化物
【解析】【解答】（1）因为钠的密度大于煤油小于水，所以将钠投入蒸馏水和煤油的混合液体中后，钠会先沉在煤油和水的中间，但是钠一旦和水接触后就会和水反应，并放出氢气，氢气会推着钠进入煤油中，如此往复，钠就会在煤油与水的交界处不断上下跳动，D选项是符合题意的；
（2）过氧化钠与二氧化碳反应得到碳酸钠和氧气；过氧化钠和水反应的产物是氢氧化钠和氧气；
（3）相同的温度下，碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠，所以没有完全溶解的物质是碳酸氢钠；碳酸钠溶于水会释放出热量，因此a烧杯中的温度会升高；碳酸钠溶液显碱性，因此滴加酚酞后溶液会显红色；
（4）因为碳酸氢钠的热稳定性差，碳酸钠的热稳定性良好，所以碳酸氢钠受热会分解出二氧化碳气体，使澄清石灰水变浑浊；
（5）在相同浓度、相同温度时，碳酸钠溶液的碱性强于碳酸氢钠，A选项是正确的；
碳酸钠与氯化钙反应会有沉淀生成，但是碳酸氢钠遇氯化钙没有沉淀生成，所以B选项是符合题意的；
无论是碳酸钠还是碳酸氢钠遇到氢氧化钙都会有白色沉淀，两者的现象是相同的，因此C选项不符合题意；
（6）因为碳酸氢钠溶液中有HCO3-，会直接与盐酸反应，放出CO2，所以碳酸氢钠溶液与盐酸会使压强立刻增大；所以 表示向NaHCO3溶液中滴加盐酸的是曲线 是X；ac段时H+与CO32-反应生成HCO3-的过程；
（7）根据反应：CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O 和Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3，可知向的NaOH溶液中通入标况下4.48L的CO2，是CO2过量，Na2CO3由NaOH来决定，然后过量的CO2继续与Na2CO3反应，所以最终溶质是 0.05molNa2CO3 和 0.15molNaHCO3 。
【分析】（1）钠的密度比水小，比煤油大，因此钠单质经常保存在煤油或石蜡油中；
（2）由于过氧化钠可以与空气中的二氧化碳和水反应，因此过氧化钠可以作潜水用的氧气面罩；
（3）碳酸钠和碳酸氢钠在溶于水后都会显碱性，在浓度与温度相同时，时碳酸钠溶液的碱性更强；
（4）套管实验是将碳酸钠置于外管，碳酸氢钠置于内管，外管受热大的碳酸钠没分解，而内管受热小的碳酸氢钠分解了，证明了碳酸钠的热稳定性强于碳酸氢钠；
（5）只有具有特殊现象的实验才可以进行物质的鉴别和检验；
（6）通过滴加盐酸的方法可以用来鉴别碳酸钠和碳酸氢钠，立即产生气泡的是碳酸氢钠溶液，反应一段时间后再产生气泡的是碳酸钠溶液；
（7）二氧化碳与氢氧化钠反应的产物取决于二者物质的量之比，如果二者的物质的量比介于二分之一到一之间，溶液中的溶质包括碳酸钠和碳酸氢钠。
18．【答案】（1）X(g)+Y(g) 2Z(g)；79%；升高温度(或增大浓度或加入催化剂等)
（2）2
（3）0.1mol/(L min)
（4）0.05mol/L
（5）
【知识点】化学反应速率；化学反应速率与化学平衡的综合应用；化学反应速率和化学计量数的关系
【解析】【解答】（1）三者的物质的量变化量之比是：1：1：2，所以它们的系数之比也是1：1：2，因此化学方程式为： X(g)+Y(g) 2Z(g) ；Y的物质的量变化量为0.79mol，Y起始的物质的量为1mol，所以其转化率为 79% ；升高温度、加催化剂以及增大反应物的浓度都可以加快反应速率；
（2）W的化学反应速率为：0.6/2×2=0.15 mol/(L min) ，W与Z的化学反应速率之比为1：3，所以n值为2；
（3）X的化学反应速率表示是Z的速率的2倍，因此 前2min内用X的浓度变化表示的平均反应速率为0.1mol/(L min) ；
（4）Y和W的系数之比为5：6，W生成 0.6mol ，Y转化了0.5mol，因此 2min末时Y的物质的量是0.1mol，体积是2L，所以浓度为0.05mol；
（5）2min末，恢复到反应前温度，体系内压强 之比等于物质的量之比，反应后气体总的物质的量为1mol，反应前的气体物质的量为1.1mol，所以 体系内压强是反应前压强的 10/11倍。
【分析】（1）化学反应中系数之比等于物质的量变化之比，或者物质的量浓度之比；
（2）物质的转化率之比等于已经反应的物质的量与原物质的量之比；
（3）化学反应速率之比等于单位时间内物质的量浓度变化量与时间的比值；
（5）根据阿伏加德罗定律可知：同温同体积的条件下，物质的量与压强成正比。
19．【答案】（1）土壤中含有铁，在灼烧时，经过不同工艺煅烧，分别生成了黑色Fe3O4或FeO和红色Fe2O3
（2）隔绝空气，防止Fe2+被氧化；还原；溶液变红
（3）铁粉；2Fe3++Fe=3Fe2+
（4）生成的白色絮状沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色；4FeOH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
（5）检验试管B出口处氢气的纯度；关闭止水夹
（6）I-、Fe2+、Br-；；2mol、2mol、1mol；；1mol、2mol、0.5mol
【知识点】氧化还原反应；铁的化学性质；铁的氧化物和氢氧化物；铁盐和亚铁盐的相互转变；离子方程式的书写
【解析】【解答】(1)根据铁的氧化物的物理性质可知： Fe2O3 是红色的；黑色的固体可能是 Fe3O4或FeO ；
（2） ① 二价铁具有强还原性，外加糖衣的作用是防止药片被氧化；
② 维生素C可以防止亚铁离子被氧化，说明维生素C可以与氧化性物质反应，说明其具有还原性；
③ 亚铁离子氧化后得到的产物是三价铁离子，三价铁离子可以与硫氰化钾反应使溶液变红色；
（3）铁粉可以将三价铁离子还原为二价铁离子，且不引入新的杂质；
（4）氢氧化亚铁极其不稳定，在空气中会被氧气氧化成氢氧化铁，现象是白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变成红褐色；
（5） ② 因为铁在和稀硫酸反应后会得到氢气，排除溶液中的氧气，所以应该在B管口中检验氢气的纯度，证明空气已经除尽；
③ 关闭止水夹之后，两个管中会形成一定的压力差，就会将硫酸亚铁压入B中，反应得到氢氧化亚铁；
(6)① 当同一氧化剂遇到多个还原剂时，会优先氧化还原性强的离子；
② 先氧化I-，其物质的量是2mol，得到的氧化产物I2的物质的量是1mol，消耗Cl2的物质的量是1mol，还剩余Cl2的物质的量是1.5mol，再氧化Fe2+，Fe2+的物质的量是2mol，消耗Cl2的物质的量是1mol，还剩下0.5mol的Cl2，可以氧化1mol的Br-，得到的氧化产物Br2的物质的量是0.5mol。
【分析】（1）铁的常见氧化物有3种，分别是黑色的Fe3O4和FeO，以及红棕色的 Fe2O3 ；
（2） Fe2+ 具有还原性，可以被氧化性的物质氧化，因此要想保存好Fe2+ 溶液应该加入还原性物质；
检验三价铁离子最好的方法就是加入硫氰化钾溶液，如果溶液颜色变红，就证明溶液中有三价铁离子；
（3）单质铁和铁离子会发生归中反应，从而防止二价铁离子变质；
（4）氢氧化亚铁在空气中会被氧气氧化成氢氧化铁，现象是白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变成红褐色；
（5）由于氢氧化亚铁极易被氧气氧化，所以再制备氢氧化亚铁的时候应该注意隔绝氧气；
（6）反应涉及到的方程式有：2I-+Cl2=I2+2Cl-
2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
2Br-+Cl2=Br2+2Cl-，根据方程式中各组分的系数关系，可以计算。
上海市上海外国语大学附属大境中学2022-2023学年高一下学期化学期末考试试题
一、单选题
1．下列化学用语描述不正确的是（ ）
A．可用于考古断代的一种核素的符号：
B．的电子式：
C．钠离子的结构示意图：
D．用电子式表示的形成过程为：
【答案】D
【知识点】用电子式表示简单的离子化合物和共价化合物的形成；元素、核素；原子结构示意图；电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】A.14C因为具有可以释放出一定的放射性射线从而可以进行文物中骨头等的时间测定，因此可以用来考古，A选项是正确的；
B.H2O属于共价化合物，H与O原子之间是通过共用电子对来成键，B选项是正确的；
C.钠原子最外层有1个电子，要达到稳定结构，Na原子易失去最外层的电子，变成Na+，C选项是正确的；
D.在MgCl2中，是Mg原子是电子，Cl原子得电子，题目中的电子转移方向是相反的，D选项是错误的。
故答案为：D。
【分析】对于原子来说，它们都有形成稳定结构的趋势，对于只有一个电子层的原子，趋向于最外层形成2电子稳定结构；如果是有两个或两个电子层，如果原子的最外层电子是4个或小于4，就趋向于失去电子；反之如果大于4个最外层电子，原子就趋向于得到电子，形成8电子稳定结构。
2．下列物质中既有离子键又有共价键的是（ ）
A．MgO B．NH3 C．CaCl2 D．Na2O2
【答案】D
【知识点】离子键的形成；共价键的形成及共价键的主要类型
【解析】【解答】A. MgO中只含有离子键，不符合题意；
B.NH3中只存在共价键，不符合题意；
C.CaCl2中只含有离子键，不符合题意；
D.Na2O2中既含有离子键又含有共价键，其中Na+与O22-之间是离子键，O22-内部是共价键。D选项符合题意。
故答案为：D。
【分析】离子键指的是阴阳离子之间形成的强烈的相互作用力，存在于强碱、盐和金属氧化物中；而共价键指的是两个原子通过共用电子对之间形成的强烈的相互作用，存在于酸、非金属氢化物、非金属氧化物以及有机物中。
3．下列有关电池的说法不正确的是（ ）
A．手机上用的锂离子电池属于二次电池
B．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极
C．甲醇燃料电池可把化学能转化为电能
D．锌锰干电池中，锌电极是负极
【答案】B
【知识点】电极反应和电池反应方程式；化学电源新型电池；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A.锂离子电池可以放电以后再充电，二次使用，因此属于二次电池，A选项是正确的；
B.在原电池中，根据工作原理，由负极失去电子，是电子流出的一极，锌的活泼性更强，因此应该由锌来失电子，电子的流向是在外电路中由锌向铜移动，B选项是错误的；
C.甲醇燃料电池属于原电池，原电池就是可以实现将化学能转化为电能，C选项是正确的；
D.锌的活动性更强，失电子能力更强，因此在锌锰干电池中，锌电极是负极，D选项是正确的。
故答案为：B。
【分析】原电池的工作原理：在外电路中，由负极失去电子，经过导线到达正极；在内电路中，是阴阳离子实现导电的作用，形成闭合回路，阴离子在电解质溶液中靠近负极，阳离子在电解质溶液中靠近正极。
4．（2016高二上·包头期末）下面几种情况，能够形成原电池的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】解：A、该装置的两个电极是相等的，不能构成原电池，故A错误；
B、该装置不能构成闭合回路，所以不能构成原电池，故B错误；
C、该装置符合原电池的构成条件，所以能形成原电池，故C正确；
D、酒精不是电解质，锌和酒精不能自发的进行氧化还原反应，所以不能构成原电池，故D错误．
故选C．
【分析】根据原电池的构成条件分析，原电池的构成条件是：①有两个活泼性不同的电极，②将电极插入电解质溶液中，③两电极间构成闭合回路，④能自发的进行氧化还原反应．
5．如图为某兴趣小组制作的番茄电池，下列说法正确的是( )
A．电子由铜通过导线流向锌
B．该装置是将电能转化为化学能的装置
C．锌电极发生氧化反应
D．电流由锌通过导线流向铜
【答案】C
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A.锌的活动性更强，因此锌作负极，铜作正极，所以电子应该由锌流向铜，A选项是成为错误的；
B.该装置是原电池，原电池是将化学能转化为电能的装置，B选项是错误的；
C.锌是原电池的负极，负极失去电子，化合价升高，属于氧化反应，C选项是正确的；
D.电流的方向与电子的流向是相反的，是由铜流向锌，D选项是错误的。
故答案为：C。
【分析】原电池的工作原理：在外电路中，由负极失去电子，经过导线到达正极；在内电路中，是阴阳离子实现导电的作用，形成闭合回路，阴离子在电解质溶液中靠近负极，阳离子在电解质溶液中靠近正极。
6．下列关于物质性质的比较，不正确的是（ ）
A．酸性：H2CO3＜H2SO4＜HClO4 B．半径：
C．非金属性：Si＜C＜N D．最低负价：N>O>F
【答案】D
【知识点】物质的组成、结构和性质的关系；微粒半径大小的比较
【解析】【解答】A.元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的酸性就越强，非金属性有：C
C.同一周期的元素从左至右，非金属性是逐渐增大的，同一主族的元素，非金属性从上至下是逐渐减小的，所以有，非金属性： Si＜C＜N ，C选项是正确的；
D.N的最低负价是-3，O的最低负价是-2，F的最低负价是-1，所以有化合价：N
【分析】元素非金属的比较方法：（1）比较最高价氧化物的水化物的酸性强弱，非金属性越强，酸性就越强；
（2）非金属单质与H2的化合的难易程度以及生成的氢化物的稳定性，与氢气化合越容易，以及对应的氢化物越稳定，非金属性就越强；
（3）非金属之间也可以发生置换反应，非金属性越强的元素的单质可以将非金属性弱的元素的单质从其盐溶液中置换出来。
7．X、Y、Z、W为四种短周期元素，有关这四种元素的信息如下，下列说法不正确的是（ ）
元素 X Y Z W
原子半径/nm 0.077 0.075 0.102 0.099
最高正价或最低负价 ＋4 ＋5 -2 -1
A．Y的最简单氢化物为NH3 B．W的单质为Cl2
C．X的最高价氧化物为CO D．X与Z形成的化学式为CS2
【答案】C
【知识点】元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】A.Y是N，其最简单的氢化物是 NH3 ，A选项是正确的；
B.W是Cl，其单质的分子式是 Cl2 ，B选项是正确的；
C.X是C，其最高价氧化物的分子式是CO2，C选项是错误的；
D.X是C，Z是S，所以二者形成的 CS2 ，D选项是正确的。
故答案为：C。
【分析】根据电子层数越多半径越大，以及同一周期的元素原子，从左至右半径逐渐减小，还有几个原子的化合价可知：X.Y在第二周期，Z.W在第三周期。又根据原子的最高正价或者最低负价等于其主族序数，可以推出X是C，Y是N，Z是S，W是Cl。
8．下列反应既是放热反应，又是氧化还原反应的是（ ）
A．铝片与稀硫酸反应
B．灼热的炭与CO2反应
C．与NH4Cl的反应
D．NaOH溶液与盐酸溶液的中和反应
【答案】A
【知识点】氧化还原反应；吸热反应和放热反应
【解析】【解答】A.铝是活泼金属，在与稀硫酸反应时会释放出大量的热，该反应属于氧化还原反应，A选项是正确的；
B. 灼热的炭与CO2反应会化合成为CO，该反应属于吸热反应，不符合题意；
C. 与NH4Cl的反应属于吸热反应，C选项不符合题意；
D.所有的中和反应都属于放热反应，但是中和反应属于复分解反应，复分解反应不属于氧化还原反应，D选项是不符合题意的。
故答案为：A。
【分析】常见的放热反应有：（1）活泼金属与酸或者水的反应；（2）酸碱中和反应；（3）所有的燃烧反应以及缓慢氧化反应；（4）多数的化合反应.
氧化还原反应指的是有电子转移的反应。
9．下列关于化学反应中的说法错误的是（ ）
A．如图所示的反应为放热反应
B．化学键断裂吸收能量，化学键形成放出能量
C．需要加热的化学反应不一定是吸热反应
D．化学反应中有物质变化也有能量变化
【答案】A
【知识点】化学反应中能量的转化；吸热反应和放热反应
【解析】【解答】A.反应物比生成物的能量高的反应属于吸热反应，因此A选项是错误的；
B.化学键的变化与能量之间的关系：“断键吸能，成键放能”，B选项是正确的；
C.有的反应需要加热，但是也有可能是放热反应，比如铝热反应，需要高温下进行，但是该反应会放出大量的热量，C选项是正确的；
D.只要有化学反应发生，一定会有化学键的变化，只要有化学键的变化，一定会有能量的变化，D选项是正确的。
故答案为：A。
【分析】化学反应代表着有新物质的生成，从微观角度来看，是有旧化学键的断裂和新化学键的形成，只要是有化学键的变化，就意味着有能量的变化。所以只要是化学反应的发生，就一定会有能量的变化。
10．化学能与热能、电能等能相互转化，关于化学能与其他能量相互转化的说法错误的是（ ）
A．化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂与生成
B．铝热反应中，反应物的总能量比生成物的总能量低
C．图I所示的装置不能将化学能转变为电能
D．图II所示的反应为放热反应
【答案】B
【知识点】化学反应中能量的转化；吸热反应和放热反应；探究铝热反应
【解析】【解答】 A.化学反应中之所以有能量的变化是因为化学反应中化学键的变化，化学键的断裂和形成都要有能量的变化，因此A选项是正确的；
B.铝热反应总是放热反应，放热反应是反应物的总能量大于生成物总能量的反应，所以B选项是错误的；
C.图一中两个烧杯之间没有导电的介质，因此无法构成原电池， 不能将化学能转变为电能 ，所以C选项是正确的；
D. 图II所示的反应是反应物的总能量大于生成物的总能量，因此属于放热反应。D选项是正确的。
故答案为：B.
【分析】化学反应的实质是：断旧键，成新键。化学键的断裂和形成都是需要吸收和释放能量的，因此化学反应一定是伴随能量变化的。
从宏观上来看，如果反应物的总能量大于生成物总能量，则反应是放热反应，反之则是吸热反应。
11．关于铝与氢氧化钠溶液反应的说法不正确的是（ ）
A．铝是还原剂 B．氧化剂是氢氧化钠和水
C．只有水是氧化剂 D．氢气是还原产物
【答案】B
【知识点】氧化还原反应；铝的化学性质；探究铝与酸、碱溶液的反应
【解析】【解答】A.在该反应在，铝的化合价升高，作还原剂，A选项是正确的；
B.氧化剂只有水，没有氢氧化钠，B选项是错误的；C选项是正确的；
D.氢气是水通过得电子而生成的物质，因此氢气是还原产物，D选项是正确的。
故答案为：B。
【分析】在氧化还原反应中，化合价降低的物质作氧化剂，化合价升高的物质是还原剂。通过氧化反应得到的产物是氧化产物，通过还原反应得到的产物是还原产物。
12．下列有关铁及其化合物的说法中正确的是 （ ）
A．赤铁矿的主要成分是Fe3O4
B．铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2
C．除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质可以向溶液中加铁粉，然后过滤
D．Fe3+与KSCN反应产生血红色沉淀
【答案】C
【知识点】铁的化学性质；二价铁离子和三价铁离子的检验；铁及其化合物的性质实验
【解析】【解答】A. Fe2O3是红棕色的，因此是赤铁矿的主要成分，A选项是错误的；
B. 铁与水蒸气在高温下的反应产物 是Fe3O4和H2，B选项是错误的；
C.铁粉可以与溶液中的Fe3+还原为Fe2+，因此可以利用铁粉将FeCl2溶液中的FeCl3除去，并将过量的铁粉过滤即可达到除杂的效果，C选项是正确的；
D. Fe3+与KSCN反应产生 的是配合物，是可以溶于水的，并不是沉淀，D选项是错误的。
故答案为：C。
【分析】利用铁粉将FeCl2溶液中的FeCl3除去时应注意应该使用过量的铁粉，因为这样可以保证所有的Fe3+都还原，然后再将过量的铁粉过滤除去，就可以得到纯净的FeCl2溶液了。
13．现有反应，在一体积可调的密闭容器中进行，采取下列措施对其反应速率几乎无影响的是（ ）
A．增加H2O(g)的量
B．将容器体积缩小一半
C．保持容器内体积不变，充入Ar使体系压强增大
D．充入Ar，保持容器内压强不变
【答案】C
【知识点】化学反应速率；探究影响化学反应速率的因素
【解析】【解答】A.水蒸气是反应物，增大反应物的量，就是增大反应物的浓度，会加快反应速率，A选项不符合题意；
B.将容器的体积缩小一半，有无各个物质的物质的量不变，因此各物质的浓度会扩大为原来的二倍，因此也可以加快反应速率，B选项不符合题意；
C.保持体积不变，只是充入氩气，增大反应体系的压强，但是不会影响各组分的浓度，因此对于化学反应的速率几乎无影响，C选项符合题意；
D.充入氩气，保持压强不变，会使容器的体积增大，各组分的浓度减小，会减小化学反应的速率，D选项不符合题意。
故答案为：C。
【分析】影响化学反应速率的因素有：催化剂、反应物的浓度、压强、温度等等。其中越强要是影响化学反应速率，应先考虑压强有没有改变参与反应的各组分的浓度，如果没有改变各组分的浓度，即使增大体系的压强，也不能加快反应速率。
14．有A、B、C、D四块金属，进行如下实验：
①将A、B用导线相连结，浸入稀硫酸溶液中，A极为负极；
②C、D用导线相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，电流由D→导线→C。
③A、C相连后，同时浸入稀硫酸中，C极产生大量气泡。
④B、D相连后同时浸入稀硫酸溶液中，D极发生氧化反应。
据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是（ ）
A．A>B>C>D B．A>C>D>B C．C>A>D>B D．B>D>C>A
【答案】B
【知识点】常见金属的活动性顺序及其应用；原电池工作原理及应用
【解析】【解答】 ①A、B 和稀硫酸构成的原电池， A 作负极，因此A比B活泼；
②C、D 和稀硫酸构成原电池以后，电流从 D→导线→C ，所以电子是从C极出发，因此C比D活泼；
③A.C相连后，C极产生大量的气泡，说明C极发生的是H+得电子的反应，说明C极作的是正极，因此A比C活泼；
④B、D相连后同时浸入稀硫酸溶液中，D极发生氧化反应 ，说明在该原电池中，D作的是负极失电子，所以D比B活泼。综上，有活动性强弱：A>C>D>B.
故答案为：B.
【分析】如果构成原电池的两个电极材料都是金属的话，那么更活泼的金属作负极，发生氧化反应，较不活泼的金属作正极，发生还原反应。因为金属越活泼，越容易失去电子。
15．某电池总反应为，下列与此电池总反应不符的原电池是（ ）
A．铜片、铁片、溶液组成的原电池
B．石墨、铁片、溶液组成的原电池
C．铁片、锌片、溶液组成的原电池
D．银片、铁片、溶液组成的原电池
【答案】C
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A.铜作正极，铁作负极，总反应是： Fe+2 Fe3+=3 Fe2+，A是正确的；
B.石墨作正极，铁作负极，总反应是： Fe+2 Fe3+=3 Fe2+，B是正确的；
C.锌作负极，铁作正极，总反应是：Zn+Fe2+=Zn2++Fe，C是错误的，符合题意；
D.银片作正极，铁片作负极，总反应是：Fe+2 Fe3+=3 Fe2+，D选项是正确的。
故答案为：D。
【分析】若构成原电池的两极点极材料都是金属单质，那么由活泼性强的金属来作负极，以为活泼性强其更容易失去电子，在原电池中作负极，发生氧化反应。
二、填空题
16．氮元素是生命的基础，也是参与生态平衡和物质循环的重要元素。氮气是空气中含量最多的气体，约占空气体积的78%。氮肥对于提高农作物产量有重要作用，若使用不合理可能会对环境和农业生产带来一定的负面影响。
（1）写出N2分子的结构式 ，解释氮气化学性质稳定的原因 。
（2）天然固氮的方式有生物固氮和大气固氮。大气固氮是在放电或高温下，空气中的N2转化为HNO3的过程。将下列N2转化为HNO3的过程补充完整。
①为 ，②为 。
A．NH3 B．NO C．N2O5 D．H2O
（3）1787年，有化学家提出氨是由氮、氢元素组成的，于是出现了大量以氮气和氢气为原料合成氨的研究。然而，直到1913年，人类才实现了合成氨的工业化生产。写出工业合成氨的化学方程式 。
（4）甲、乙两组同学用干燥的圆底烧瓶各收集一瓶氨气，根据下图喷泉实验的装置进行实验都观察到美丽的红色喷泉。
①此喷泉实验之所以成功发生，利用了氨气的性质是 ，因而才造成烧瓶内外悬殊的气压差。
②酚酞溶液显“红色”说明氨气的水溶液呈 性。
（5）以氨气为原料可制得铵态氮肥。下列属于铵态氮肥的是____。
A．KNO3 B．NH4Cl C．尿素[CO(NH2)2]
（6）铵盐均为易溶于水的白色晶体，是植物生长非常重要的氮肥之一。但若保存或使用不当，可能肥效降低，也可能对环境、农业生产带来负面影响。关于铵态氮肥的保存和使用，请分别给出一条建议 。
【答案】（1）；氮气分子中含氮氮三键，断裂需较大能量
（2）B；D
（3）N2+3H22NH3
（4）极易溶于水；碱
（5）B
（6）铵态氮肥应放阴凉处密封，使用时不要与碱性物质如草木灰混合使用以免发生反应而使肥效损失
【知识点】物质的组成、结构和性质的关系；氮的氧化物的性质及其对环境的影响；含氮物质的综合应用；结构式
【解析】【解答】（1）氮原子最外层有5个电子，若要达到8电子稳定结构，需要形成3对共有电子对，所以其结构式是： ；氮气分子化学性质稳定的原因是分子内部有氮氮三键，键能较大；
(2)氮气的连续氧化是在常温下先被空气中的氧气氧化为NO，NO再被氧气氧化为NO2，二氧化氮溶于水生成硝酸和一氧化氮；
（3）工业合成氨的原理是用氮气和氢气再高温高压催化的作用下生成氨气；
（4）由于氨气极易溶于水，所以在氨气与水接触的瞬间会形成装置内外较大的压强差，使得液体在容器中形成喷泉；能使酚酞变红是因为氨水显碱性；
（5）铵态氮肥中要有铵根离子，因此至右B选项是符合题意的；
（6）由于铵盐容易见光或受热分解，因此应该将铵盐置于阴凉干燥处，且铵盐不能与碱性物质一起使用，否则会降低肥效。
【分析】（1）分子的结构式指的是用小短线代替共有电子对；
（2）氮元素有多个价态，连续氧化可以将氮元素从最低价态升高到最高价态；
（3）工业合成氨属于可逆反应，而且该反应要求的条件相对较为苛刻，所以在化工生产时应该注意控制反应条件；
（4）当气体极易溶于液体时，可以形成喷泉实验；
（5）含有铵根离子的盐属于铵态氮肥；
（6）由于铵根易与氢氧根离子反应，生成氨气，所以当铵态氮肥与碱性物质混合时会减小铵态氮肥的肥效。
17．回答下列问题：
（1）盛蒸馏水的烧杯中先注入一些煤油，再投入金属钠，观察到的现象是____。
A．钠在水层中反应并四处游动
B．钠停留在煤油层中不发生反应
C．钠在煤油的液面上反应并四处游动
D．钠在煤油与水的界面处反应并上下跳动
（2）钠在空气中燃烧可制得过氧化钠，过氧化钠的用途之一便是在呼吸面具中做供氧剂，用化学语言(反应方程式)来说明其原理：(提示：人呼出的气体中含有CO2和水蒸气) 。
（3）某实验小组通过以下实验来比较Na2CO3和NaHCO3两种物质的性质。称取两种固体各2g，分别放入两个小烧杯中，再各滴加10mL蒸馏水，振荡，测量温度变化；待固体充分溶解，并恢复至室温后，向所得溶液中各滴加2滴酚酞试液。
①a烧杯中固体完全溶解，而b烧杯固体有剩余，b烧杯内的物质是 。
②同学们在两烧杯中还观察到了其它现象，其中a烧杯中出现的现象：Ⅰ溶液温度 (填“升高”或“降低”)，Ⅱ滴加酚酞试液显 (填“红色”或“浅红)”。
（4）为比较两者热稳定性设计了“套管实验”，实验装置如图所示，整个实验过程中，能观察到澄清石灰水变浑浊的是烧杯 (填“A”成“B”)。
（5）以下能用来鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体的实验操作是____。
A．用pH试纸测定同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液pH值并做比较
B．分别在这两种物质的溶液中，加入少量CaCl2溶液
C．分别在这两种物质的溶液中，加入少量Ca(OH)2溶液
（6）常温下，用如图1所示装置，分别向溶液和溶液中逐滴滴加的稀盐酸，用压强传感器测得压强随盐酸体积的变化曲线如图2所示。
①表示向NaHCO3溶液中滴加盐酸的是曲线 (填X或Y)。
②写出ac段反应实质(离子方程式)： 。
（7）向的NaOH溶液中通入标况下4.48L的CO2，请计算此时溶液中溶质的组成及物质的量 。
【答案】（1）D
（2）2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
（3）NaHCO3；升高；红色
（4）B
（5）A；B
（6）X；H++=
（7）0.05molNa2CO3；0.15molNaHCO3
【知识点】钠的化学性质；钠的重要化合物；钠的氧化物
【解析】【解答】（1）因为钠的密度大于煤油小于水，所以将钠投入蒸馏水和煤油的混合液体中后，钠会先沉在煤油和水的中间，但是钠一旦和水接触后就会和水反应，并放出氢气，氢气会推着钠进入煤油中，如此往复，钠就会在煤油与水的交界处不断上下跳动，D选项是符合题意的；
（2）过氧化钠与二氧化碳反应得到碳酸钠和氧气；过氧化钠和水反应的产物是氢氧化钠和氧气；
（3）相同的温度下，碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠，所以没有完全溶解的物质是碳酸氢钠；碳酸钠溶于水会释放出热量，因此a烧杯中的温度会升高；碳酸钠溶液显碱性，因此滴加酚酞后溶液会显红色；
（4）因为碳酸氢钠的热稳定性差，碳酸钠的热稳定性良好，所以碳酸氢钠受热会分解出二氧化碳气体，使澄清石灰水变浑浊；
（5）在相同浓度、相同温度时，碳酸钠溶液的碱性强于碳酸氢钠，A选项是正确的；
碳酸钠与氯化钙反应会有沉淀生成，但是碳酸氢钠遇氯化钙没有沉淀生成，所以B选项是符合题意的；
无论是碳酸钠还是碳酸氢钠遇到氢氧化钙都会有白色沉淀，两者的现象是相同的，因此C选项不符合题意；
（6）因为碳酸氢钠溶液中有HCO3-，会直接与盐酸反应，放出CO2，所以碳酸氢钠溶液与盐酸会使压强立刻增大；所以 表示向NaHCO3溶液中滴加盐酸的是曲线 是X；ac段时H+与CO32-反应生成HCO3-的过程；
（7）根据反应：CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O 和Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3，可知向的NaOH溶液中通入标况下4.48L的CO2，是CO2过量，Na2CO3由NaOH来决定，然后过量的CO2继续与Na2CO3反应，所以最终溶质是 0.05molNa2CO3 和 0.15molNaHCO3 。
【分析】（1）钠的密度比水小，比煤油大，因此钠单质经常保存在煤油或石蜡油中；
（2）由于过氧化钠可以与空气中的二氧化碳和水反应，因此过氧化钠可以作潜水用的氧气面罩；
（3）碳酸钠和碳酸氢钠在溶于水后都会显碱性，在浓度与温度相同时，时碳酸钠溶液的碱性更强；
（4）套管实验是将碳酸钠置于外管，碳酸氢钠置于内管，外管受热大的碳酸钠没分解，而内管受热小的碳酸氢钠分解了，证明了碳酸钠的热稳定性强于碳酸氢钠；
（5）只有具有特殊现象的实验才可以进行物质的鉴别和检验；
（6）通过滴加盐酸的方法可以用来鉴别碳酸钠和碳酸氢钠，立即产生气泡的是碳酸氢钠溶液，反应一段时间后再产生气泡的是碳酸钠溶液；
（7）二氧化碳与氢氧化钠反应的产物取决于二者物质的量之比，如果二者的物质的量比介于二分之一到一之间，溶液中的溶质包括碳酸钠和碳酸氢钠。
18．I.一定温度下，在2L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的量随时间变化的曲线如图：
（1）该反应的化学方程式为 ，从反应开始到10s时，Y的转化率为 ，如果想加快该反应速率，可采取的措施有 (任写一个)。
（2）II.把0.5molX气体和0.6molY气体混合于2L的恒容密闭容器中，使它们发生如下反应：，2min末生成0.6molW，若测知以Z的浓度变化表示的反应速率为，试计算：
n= 。
（3）前2min内用X的浓度变化表示的平均反应速率为 ；
（4）2min末时Y的浓度为 ；
（5）2min末，恢复到反应前温度，体系内压强是反应前压强的 倍。
【答案】（1）X(g)+Y(g) 2Z(g)；79%；升高温度(或增大浓度或加入催化剂等)
（2）2
（3）0.1mol/(L min)
（4）0.05mol/L
（5）
【知识点】化学反应速率；化学反应速率与化学平衡的综合应用；化学反应速率和化学计量数的关系
【解析】【解答】（1）三者的物质的量变化量之比是：1：1：2，所以它们的系数之比也是1：1：2，因此化学方程式为： X(g)+Y(g) 2Z(g) ；Y的物质的量变化量为0.79mol，Y起始的物质的量为1mol，所以其转化率为 79% ；升高温度、加催化剂以及增大反应物的浓度都可以加快反应速率；
（2）W的化学反应速率为：0.6/2×2=0.15 mol/(L min) ，W与Z的化学反应速率之比为1：3，所以n值为2；
（3）X的化学反应速率表示是Z的速率的2倍，因此 前2min内用X的浓度变化表示的平均反应速率为0.1mol/(L min) ；
（4）Y和W的系数之比为5：6，W生成 0.6mol ，Y转化了0.5mol，因此 2min末时Y的物质的量是0.1mol，体积是2L，所以浓度为0.05mol；
（5）2min末，恢复到反应前温度，体系内压强 之比等于物质的量之比，反应后气体总的物质的量为1mol，反应前的气体物质的量为1.1mol，所以 体系内压强是反应前压强的 10/11倍。
【分析】（1）化学反应中系数之比等于物质的量变化之比，或者物质的量浓度之比；
（2）物质的转化率之比等于已经反应的物质的量与原物质的量之比；
（3）化学反应速率之比等于单位时间内物质的量浓度变化量与时间的比值；
（5）根据阿伏加德罗定律可知：同温同体积的条件下，物质的量与压强成正比。
三、实验题
19．铁是人类迄今为止人类冶炼和使用最多的金属。铁在人们的生产生活，乃至于国防、现代化建设中均发挥着极其重要的作用。
（1）“秦砖汉瓦”是我国传统建筑文化的一个缩影。同是由含铁元素的黏土烧制，但经过不同的工艺烧制，有的是黑色的，有的却是红色的，分析其原因可能是 。
（2）某补铁剂的主要成分是硫酸亚铁，请回答下列有关问题。
①补铁剂药片外层有糖衣包裹，糖衣的作用是 。
②补铁剂中常添加维生素C，其作用之一是防止被氧化，由此推测维生素C具有 性。
③若该补铁剂已经氧化变质，将其溶于水并滴加KSCN试剂会观察到 。
（3）某研究小组配制FeSO4溶液时，为了防止被氧化，需向溶液中加入少量的 ，其原理是 (用离子方程式表示)。
（4）为了进一步制备氢氧化亚铁沉淀，向新配制的FeSO4溶液中滴加NaOH溶液。并放置了一段时间，观察到的现象是 ，Fe(OH)2被氧化的化学方程式为 。
（5）小组成员改良了方法制得白色的Fe(OH)2沉淀并使之较长时间保存，实验装置如下：
根据你的理解，请写出补全以下实验步骤。
①装配好试剂和装置后打开止水夹，使得A试管中反应产生的H：排净该装置中的空气(氧气)
② ，以确定空气已经被排尽。
③ ，制备得到Fe(OH)2。
（6）已知还原性，向含有1molFeI2和1molFeBr2的溶液中通入的2.5molCl2。
①被氧化的离子依次为： 。
②对应的被氧化的离子的物质的量分别是： 。
③对应氧化产物的物质的量分别是： 。
【答案】（1）土壤中含有铁，在灼烧时，经过不同工艺煅烧，分别生成了黑色Fe3O4或FeO和红色Fe2O3
（2）隔绝空气，防止Fe2+被氧化；还原；溶液变红
（3）铁粉；2Fe3++Fe=3Fe2+
（4）生成的白色絮状沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色；4FeOH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
（5）检验试管B出口处氢气的纯度；关闭止水夹
（6）I-、Fe2+、Br-；；2mol、2mol、1mol；；1mol、2mol、0.5mol
【知识点】氧化还原反应；铁的化学性质；铁的氧化物和氢氧化物；铁盐和亚铁盐的相互转变；离子方程式的书写
【解析】【解答】(1)根据铁的氧化物的物理性质可知： Fe2O3 是红色的；黑色的固体可能是 Fe3O4或FeO ；
（2） ① 二价铁具有强还原性，外加糖衣的作用是防止药片被氧化；
② 维生素C可以防止亚铁离子被氧化，说明维生素C可以与氧化性物质反应，说明其具有还原性；
③ 亚铁离子氧化后得到的产物是三价铁离子，三价铁离子可以与硫氰化钾反应使溶液变红色；
（3）铁粉可以将三价铁离子还原为二价铁离子，且不引入新的杂质；
（4）氢氧化亚铁极其不稳定，在空气中会被氧气氧化成氢氧化铁，现象是白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变成红褐色；
（5） ② 因为铁在和稀硫酸反应后会得到氢气，排除溶液中的氧气，所以应该在B管口中检验氢气的纯度，证明空气已经除尽；
③ 关闭止水夹之后，两个管中会形成一定的压力差，就会将硫酸亚铁压入B中，反应得到氢氧化亚铁；
(6)① 当同一氧化剂遇到多个还原剂时，会优先氧化还原性强的离子；
② 先氧化I-，其物质的量是2mol，得到的氧化产物I2的物质的量是1mol，消耗Cl2的物质的量是1mol，还剩余Cl2的物质的量是1.5mol，再氧化Fe2+，Fe2+的物质的量是2mol，消耗Cl2的物质的量是1mol，还剩下0.5mol的Cl2，可以氧化1mol的Br-，得到的氧化产物Br2的物质的量是0.5mol。
【分析】（1）铁的常见氧化物有3种，分别是黑色的Fe3O4和FeO，以及红棕色的 Fe2O3 ；
（2） Fe2+ 具有还原性，可以被氧化性的物质氧化，因此要想保存好Fe2+ 溶液应该加入还原性物质；
检验三价铁离子最好的方法就是加入硫氰化钾溶液，如果溶液颜色变红，就证明溶液中有三价铁离子；
（3）单质铁和铁离子会发生归中反应，从而防止二价铁离子变质；
（4）氢氧化亚铁在空气中会被氧气氧化成氢氧化铁，现象是白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变成红褐色；
（5）由于氢氧化亚铁极易被氧气氧化，所以再制备氢氧化亚铁的时候应该注意隔绝氧气；
（6）反应涉及到的方程式有：2I-+Cl2=I2+2Cl-
2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
2Br-+Cl2=Br2+2Cl-，根据方程式中各组分的系数关系，可以计算。
