广州市第16学中2023学年第二学期高二期中检测化学试题
第Ⅰ卷
可能用到的相对原子质量：H-1 O-16 Al-27 S-32 Ca-40 Ti-48
一、选择题(每小题只有一个最佳答案，1-10每小题2分，11-16每小题4分，共44分)
1. 2023年，我国科技事业收获丰硕成果。下列与科技成就相关的描述正确的是
A. 打造北斗卫星系统——与星载铷钟所用互为同位素
B. 实施海底封存——液化时，其共价键被破坏
C. 开启航运氢能时代——氢氧燃料电池工作时可将热能转化为电能
D. 突破量子通信技术——作为传输介质的光纤，其主要成分为晶体硅
【答案】A
【解析】
【详解】A．和的质子数相同、中子数不同，互为同位素，故A正确；
B．二氧化碳是分子晶体，所以二氧化碳液化时，只改变分子间的分子间作用力，不破坏分子内的共价键，故B错误；
C．氢氧燃料电池工作时可将化学能转化为电能，故C错误；
D．光纤的主要成分是二氧化硅，不是硅，故D错误；
故选A。
2. 分子世界美不胜收，下列三原子分子空间构型与其他明显不同的是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A． SO2中心S原子价层电子对数为，有一对孤电子对，分子空间构型为V型，故A不符合题意；
B．H2O中O的价层电子对数=，有二对孤电子对，分子空间构型为V型，故B不符合题意；
C．CO2中C的价层电子对数为=2（4-22）+2=2，分子空间构型是直线型，故C符合题意；
D．.O3中心原子的孤电子对是 =1，价层电子对数是1+2=3，分子空间构型是V形，故D不符合题意；
故答案选C。
3. 《医学入门》中记载我国传统中医提纯铜绿的方法：“水洗净，细研水飞，去石澄清，慢火熬干，”其中未涉及的操作是
A. 洗涤 B. 粉碎 C. 萃取 D. 蒸发
【答案】C
【解析】
【详解】水洗净是指洗去固体表面的可溶性污渍、泥沙等，涉及的操作方法是洗涤；细研水飞是指将固体研成粉末后加水溶解，涉及的操作方法是溶解；去石澄清是指倾倒出澄清液，去除未溶解的固体，涉及的操作方法是倾倒；慢火熬干是指用小火将溶液蒸发至有少量水剩余，涉及的操作方法是蒸发；因此未涉及的操作方法是萃取，答案选C。
4. 藿香蓟具有清热解毒功效，其有效成分结构如下。下列有关该物质的说法不正确的是
A. 分子式为 B. 分子中含有手性碳
C. 含有2种含氧官能团 D. 能与溴水发生加成反应
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据结构，分子中有17个C，20个H，4个O，故分子式为，故A正确；
B．连有4个不同原子或原子团的碳原子为手性碳原子，分子中不含有手性碳，故B错误；
C．藿香蓟中含有酯基、醚键和碳碳双键，含有2种含氧官能团，故C正确；
D．藿香蓟中含有不饱和双键，可以和溴水发生加成反应，故D正确。
答案选B。
5. 化学处处呈现美。下列说法不正确的是
A. 改变溶液的温度，溶液颜色会发生变化
B. 绚丽的烟火、霓虹灯光都与电子跃迁释放能量有关
C. 缺角NaCl晶体在饱和NaCl溶液中变为完美立方体块，体现晶体自范性
D. 甲烷与水分子通过氢键相连，形成笼状天然气水合物
【答案】D
【解析】
【详解】A．在氯化铜溶液中存在两种有颜色离子， [Cu(H2O)4]2+ 呈蓝色，[CuCl4]2- 呈黄色，它们之间存在下列平衡： [Cu(H2O)4]2+＋4Cl-[CuCl4]2-＋4H2O， 由于加热导致温度变化，使平衡移动，从而导致溶液颜色会发生变化，A正确；
B．电子在基态和激发态之间的跃迁会引起能量的变化,并以光的形式体现，所以霓虹灯光、焰火都与原子核外电子跃迁释放能量有关，B正确；
C．晶体具有规则的几何形状，有自范性，缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中慢慢变为完美的立方体块，体现了晶体的自范性，C正确；
D．水分子通过氢键形成多面体笼状结构，其中包含着天然气分子，形成笼状天然气水合物，甲烷与水分子并不是通过氢键相连，D错误；
故选D。
6. 关于下列仪器使用的说法不正确的是
A ①、③、④不可加热 B. ②、④不可用作反应容器
C. ③、⑤可用于物质分离 D. ②、④、⑤使用前需检漏
【答案】A
【解析】
【详解】A．③为蒸馏烧瓶可以进行加热，A符合题意；
B．②为酸式滴定管，④为容量瓶，不可用用作反应容器，B不符合题意；
C．③为蒸馏烧瓶可以用于蒸馏，⑤为分液漏斗用于萃取分液，③、⑤可用于物质分离，C不符合题意；
D．②为酸式滴定管，④为容量瓶，⑤为分液漏斗，使用前需检漏，防止液体流出造成测量不准确或者试剂污染，D不符合题意；
故选A。
7. 中国科学家首次成功制得大面积单晶石墨炔，是碳材料科学的一大进步。
下列关于金刚石、石墨、石墨炔的说法正确的是
A. 三种物质中均有碳碳原子间的键 B. 三种物质中的碳原子都是杂化
C. 三种物质的晶体类型相同 D. 三种物质均能导电
【答案】A
【解析】
【详解】A．原子间优先形成键，三种物质中均存键，A项正确；
B．金刚石中所有碳原子均采用杂化，石墨中所有碳原子均采用杂化，石墨炔中苯环上的碳原子采用杂化，碳碳三键上的碳原子采用杂化，B项错误；
C．金刚石为共价晶体，石墨炔为分子晶体，石墨为混合晶体，C项错误；
D．金刚石中没有自由移动电子，不能导电，D项错误；
故选A。
8. 利用金属Al、海水及其中的溶解氧可组成电池，如图所示。下列说法正确的是
A. b电极为电池正极
B. 电池工作时，海水中的向a电极移动
C. 电池工作时，紧邻a电极区域的海水呈强碱性
D. 每消耗1kgAl，电池最多向外提供37mol电子的电量
【答案】A
【解析】
【分析】铝为活泼金属，发生氧化反应为负极，则石墨为正极；
【详解】A．由分析可知，b电极为电池正极，A正确；
B．电池工作时，阳离子向正极移动，故海水中的向b电极移动，B错误；
C．电池工作时，a电极反应为铝失去电子生成铝离子，铝离子水解显酸性，C错误；
D．由C分析可知，每消耗1kgAl（为），电池最多向外提供mol电子的电量，D错误；
故选A。
9. 劳动成就梦想。下列劳动项目与化学知识没有关联的是
选项 劳动实践 化学知识
A 科研人员用杯酚分离和 超分子有分子识别的特征
B 实验员用明矾净水 水解产生吸附杂质
C 面点师傅用小苏打做膨松剂 固体溶于水吸热
D 学农活动利用秸秆等生产沼气 沼气中含有的可作燃料
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A．杯酚能盛装C60，而不能盛装C70，体现了超分子的分子识别的特征，两者有关联，故A正确；
B．明矾水解可形成Al(OH)3胶体，胶体表面积大，能吸附悬浮物等，故明矾可用来处理污水，两者有关联，故B正确；
C．面点师傅用小苏打做膨松剂是由于受热分解为二氧化碳气体，两者无关联，故C错误；
D．学农活动利用秸秆等生产沼气，沼气成分，可作燃料，两者有关联，故D正确；
故选：C。
10. 己二酸是一种重要的化工原料，科学家在现有工业路线基础上，提出了一条“绿色”合成路线：
下列说法正确的是
A. 苯的一氯代物有两种 B. 环己醇与乙醇互为同系物
C. 己二酸与溶液反应有生成 D. 环己烷分子中所有碳原子共平面
【答案】C
【解析】
【分析】己二酸是一种重要的化工原料，其工业合成路线为：苯经一系列反应生成环己醇，环己醇和硝酸在催化剂并加热条件下反应生成己二酸。科学家在现有工业路线基础上，提出了一条“绿色”合成路线为环己烷和空气中的氧气在催化剂并加热条件下直接合成己二酸。
【详解】A．苯环中只有一种H原子，一氯代物只有1种，A项错误；
B．环己醇的结构简式为，乙醇的结构简式为CH3CH2OH，前者为环状，后者为链状，因此两者不互为同系物，B项错误；
C．己二酸中含有羧基，可与碳酸氢钠反应生成二氧化碳，则己二酸与NaHCO3溶液反应有CO2生成，C项正确；
D．环己烷中6个C均为饱和碳原子，与其直接相连的4个原子构成四面体构型，所有原子一定不共面，因此环己烷中碳原子不共面，D项错误；
故本题选C。
11. 苯甲酸是一种常用的食品防腐剂。某实验小组设计粗苯甲酸(含有少量NaCl和泥沙)的提纯方案如下：
下列说法不正确的是
A. 操作Ⅰ中加热是为了增加苯甲酸的溶解度
B. 操作Ⅱ趁热过滤目的是除去泥沙和NaCl
C. 系列操作Ⅲ中可用冷水洗涤晶体
D. 可用酸化的检验苯甲酸中NaCl是否除净
【答案】B
【解析】
【分析】苯甲酸微溶于冷水，易溶于热水。粗苯甲酸中混有泥沙和氯化钠，加水、加热溶解，苯甲酸、NaCl溶解在水中，泥沙不溶，从而形成悬浊液；趁热过滤除去泥沙，同时防止苯甲酸结晶析出；将滤液冷却结晶，大部分苯甲酸结晶析出，氯化钠仍留在母液中；过滤、用冷水洗涤，便可得到纯净的苯甲酸。
【详解】A．苯甲酸微溶于冷水，易溶于热水，操作Ⅰ中加热是为了增加苯甲酸的溶解度，A正确；
B．操作Ⅱ趁热过滤的目的是除去泥沙，同时防止苯甲酸结晶析出，NaCl含量少，通常不结晶析出，B错误；
C．苯甲酸微溶于冷水，易溶于热水，所以操作Ⅲ可用冷水洗涤晶体，既可去除晶体表面吸附的杂质离子，又能减少溶解损失，C正确；
D．氯离子和银离子反应生成白色沉淀，可用酸化的AgNO3检验苯甲酸中NaCl是否除净，D正确；
故选B。
12. 代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 32g 分子中含有质子数为8
B. 1.7g 中含有氧原子数为0.1
C. 1.0L pH=2的溶液中的数目为0.02
D. 1mol金刚石含有的C-C键数目为4
【答案】B
【解析】
【详解】A．32g中n(S)=，其含有质子数为16，故A错误；
B．1.7g 的物质的量为，其含有氧原子数为0.1，故B正确；
C．1.0L pH=2的溶液中c()=0.01mol/L，则的数目为0.01，故C错误；
D．金刚石中的碳原子形成4个C-C单键，但每个C-C单键为两个碳原子共有，所以1mol金刚石含有的C-C键数目为2，故D错误；
故答案为：B。
13. W、X、Y、Z为原子序数依次增加的同一短周期元素，其中X、Y、Z相邻，W的核外电子数与X的价层电子数相等，是氧化性最强的单质，4种元素可形成离子化合物。下列说法正确的是
A. 阴离子中含有配位键 B. 键能：
C. 第一电离能：X
【解析】
【详解】Z2是氧化性最强的单质，则Z是F，X、Y、Z相邻，且W、X、Y、Z为原子序数依次增加的同一短周期元素，则X为N，Y为O，W的核外电子数与X的价层电子数相等，则W为B。
A．离子化合物(XY)+(WZ4) 即(NO)+(BF4)-，阴离子中含有F→B配位键，A正确；
B．由分析可知X为N，Y为O，Z为F，其中N对应的单质为氮气，包含氮氮三键，键能较大，B错误；
C．同一周期从左至右，第一电离能呈增大趋势，但是N原子的2p轨道为半充满结构，其第一电离能大于同周期相邻元素，则第一电离能：Y
14. 催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应。反应历程如图。下列说法不正确的是
A. 使用Ⅰ和Ⅱ，反应历程都分4步进行 B. M是中间产物
C. 反应达平衡时，升高温度，R的浓度增大 D. 使用Ⅱ时，反应体系更快达到平衡
【答案】D
【解析】
【详解】A．由图可知两种催化剂均出现四个波峰，所以使用Ⅰ和Ⅱ，反应历程都分4步进行，A正确；
B．M在反应过程中生成，又消耗，是中间产物，B正确；
C．由图可知该反应是放热反应，所以达平衡时，升高温度平衡向左移动，R的浓度增大，C正确；
D．由图可知Ⅰ的最高活化能小于Ⅱ的最高活化能，所以使用Ⅰ时反应速率更快，反应体系更快达到平衡，D错误；
故选D。
15. 冠醚因分子结构形如皇冠而得名，某冠醚分子c可识别，其合成方法如下。下列说法不正确的是
A. 该反应为取代反应 B. c中所有原子在同一平面内
C. c中有四种不同化学环境的氢原子 D. c可增加KI在有机溶剂中的溶解度
【答案】B
【解析】
【详解】A．对比a、b、c的结构简式可知，a和b反应生成c和HCl，因此该反应为取代反应，故A正确；
B．c中含有-CH2-基团，所有原子一定不在同一平面内，故B错误；
C．根据C的结构简式可知，冠醚中有四种不同化学环境的氢原子，如图所示： ， 核磁共振氢谱有4组峰，有四种不同化学环境的氢原子，故C正确；
D．c为冠醚，可与K+形成鳌合离子，该物质在苯中溶解度较大，因此c可增加KI在苯中的溶解度，故D正确。
答案选B。
16. 油画创作通常需要用到多种无机颜料。研究发现，在不同的空气湿度和光照条件下，颜料雌黄()褪色的主要原因是发生了以下两种化学反应：
下列说法正确的是
A. 氧化砷()是离子晶体，熔点高 B. 的空间结构为正四面体
C. 反应Ⅰ和Ⅱ中，元素As和S都被氧化 D. 酸性：
【答案】D
【解析】
【详解】A．As是非金属元素，是分子晶体，故A错误；
B．的价电子对数=3+1+=4，结构中相当于一个氧原子被一个硫原子代替，空间结构是四面体结构，但不是正四面体，故B错误；
C．反应Ⅰ中As元素化合价不变，未发生氧化还原反应，故C错误；
D．元素的非金属性As
Ⅱ卷
二、填空题，共4道大题。请将正确答案填写在答题卡对应的空位处。
17. 回答下列问题：
Ⅰ.元素分析、仪器分析等是有机化合物的表征手段。按下图实验装置(部分装置略)对有机化合物进行C、H元素定量分析。将装有样品的Pt坩埚和多孔CuO微球放入石英管中，先通入排出石英管中的空气，而后将已称重的U型管c、d与石英管连接，检查装置气密性。依次点燃煤气灯b和a，进行实验。
请回答以下问题：
（1）c和d中的固体试剂分别是___________、___________。
（2）一种机理认为，实验过程中CuO被还原为低价铜，氧气又可将其氧化为CuO循环使用。则多孔CuO微球的作用是___________。
（3）反应结束后，继续通入氧气至装置冷却至室温，取下c、d管称重。继续通入氧气的目的是___________。
（4）纯样品为0.148g，实验结束后测定反应产生的为0.18g，为0.352g。另取该样品进行仪器分析以确定其结构：
①质谱测得该有机物的相对分子量为74，则该有机物的分子式为___________。
②测得该有机物的红外光谱(图左)和核磁共振氢谱(图右)。该有机物的结构简式为___________。
Ⅱ.同分异构现象在有机化合物中十分普遍，这也是有机化合物数量非常庞大的原因之一。
（5）请写出的一种同分异构体(只有一种环境氢)的结构简式___________。
【答案】（1） ①. 无水氯化钙 ②. 碱石灰 （2）作催化剂
（3）保证生成的水和CO2被完全吸收
（4） ①. C4H10O ②. (CH3)3COH
（5）
【解析】
【分析】先通入排出石英管中的空气，连接装置后检查装置气密性，先点燃b处，再点燃a处，有机物转化为为CO2、H2O，c处的无水氯化钙吸收水，d处的碱石灰吸收CO2。
【小问1详解】
c处吸收水，d处吸收CO2，所以c和d中的固体试剂分别是无水氯化钙、碱石灰；
【小问2详解】
根据题意CuO先消耗再生成，所以多孔CuO微球的作用是作催化剂；
【小问3详解】
反应结束后，继续通入氧气至装置冷却至室温，继续通入氧气的目的是将生成的水和二氧化碳排进后面的装置中，保证生成的水和CO2被完全吸收；
【小问4详解】
①0.18g的物质的量为0.01mol，其中n(H)=0.02mol，m(H)=0.02g，0.352g的物质的量为，其中n(C)=0.008mol，m(C)= 0.008mol×12g/mol=0.096g，则m(O)=0.148g- 0.352g-0.02g-0.096g= 0.032g，n(O)=0.002mol，即该有机物中C、H、O原子个数比为4：10：1，其最简式为C4H10O，又质谱测得该有机物的相对分子量为74，则该有机物的分子式为C4H10O；
②由有机物的红外光谱(图左)和核磁共振氢谱(图右)可知，该有机物的结构存在C-O键、对称的-CH3、-O-H，所以其结构简式为(CH3)3COH；
【小问5详解】
分子比同碳原子数的链状烷烃少2个氢原子，只有一种环境的氢原子，所以应有环，且对称性强，其结构简式为。
18. “结构决定性质、性质决定用途”是化学学科重要思想方法。请回答下列问题：
（1）某元素的基态原子核外电子排布式为[Ar]，则该元素位于元素周期表中第___________周期___________族，属于___________区。
（2）在第四周期中，未成对电子数最多的元素是___________(填元素符号)，其价层电子轨道表示式为___________。
（3）乙烯分子中碳原子的杂化方式为___________，其中含有的键与键的数目之比为___________，乙烯难溶于水而易溶于四氮化碳的原因是：___________。
（4）在HF、HCl、HBr、HI中按熔、沸点由高到低顺序为：___________。
（5）镍能形成多种配合物。常温下，是无色挥发性液体，是红黄色单斜晶体。的熔点远高于的原因是___________。
（6）的晶胞(正四棱柱)如图所示，则该晶体的密度为___________(设阿伏加德罗常数的值为，用含a、b、的代数式表示)。
【答案】（1） ①. 四 ②. IB ③. ds
（2） ①. 6 ②.
（3） ①. sp2 ②. 5：1 ③. 乙烯和四氯化碳均为非极性分子，而水为极性分子，根据相似相溶，乙烯易溶于四氯化碳
（4）HF、HI 、HBr、HCl
（5）为分子晶体，为离子晶体，分子晶体的熔点小于离子晶体
（6）
【解析】
【小问1详解】
元素的基态原子核外电子排布式为[Ar]，可知核外电子总数为18+11=29，即29号元素Cu，该元素最高能层为N能层位于元素周期表中第四周期IB族，属于ds区。
【小问2详解】
在第四周期中，未成对电子数最多的元素是24号元素Cr，其未成对电子有6个，其价层电子轨道表示式为。
【小问3详解】
乙烯分子中碳原子连有三个σ键，杂化方式为sp2，中含有的键与键的数目分别为5、1，故含有的键与键的数目之比为为5：1。乙烯和四氯化碳均为非极性分子，而水为极性分子，根据相似相溶，乙烯易溶于四氯化碳。
【小问4详解】
HF、HCl、HBr、HI均为分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔沸点越高，但HF分子间形成氢键，使HF沸点最高，故在HF、HCl、HBr、HI中按熔、沸点由高到低顺序为HF、HI 、HBr、HCl。
【小问5详解】
的熔点远高于的原因是为分子晶体，为离子晶体，分子晶体的熔点小于离子晶体。
【小问6详解】
由图可知，Ti原子位于晶胞的顶点和体心，含，氧原子四个位于面上，两个位于内部，含个，则该晶体的密度为。
19. 对和的高效利用能够有效缓解全球变暖。
（1）已知标准大气压下，、CO、的燃烧热分别为890.0kJ/mol、283.0kJ/mol、285.8kJ/mol，请计算反应的△H=___________kJ/mol。
（2）在两个体积均为2L的恒容密闭容器中，在相同温度下进行反应：
(假设不发生其他反应)，起始时按表中相应的量加入物质。的平衡转化率如表所示。
容器 起始物质的量/mol 的平衡转化率
CO
X 1 1 0 0 50%
Y 2 2 0 0 —
①该温度下，反应的平衡常数K=___________。
②下列条件能说明反应达到平衡状态的是___________(填标号)。
A．
B．容器内混合气体的总压强不再变化
C．容器内混合气体的密度保持不变
D．容器内各物质的浓度满足
③达到平衡时，Y内的平衡转化率___________50%(填“>”，“<”或“=”)。判断理由是：___________。
（3）还可以通过催化加氢合成乙醇： △H<0，设m为起始时的投料比，即。通过实验得到下列图像：
①若图1中m相同，则温度从高到低的顺序为___________。
②图2表示在m=3时，平衡状态各物质的物质的量分数与温度的关系，则a曲线表示的是___________的物质的量分数。恒压下，温度为时的平衡转化率为___________(保留3位有效数字)。
【答案】（1）
（2） ①. 1 ②. BD ③. ＜ ④. 容器Y相当于在容器X的基础上增大压强，平衡逆向移动，使得CO2平衡转化率＜50%
（3） ①. T3＞T2＞T1 ②. H2 ③.
【解析】
【小问1详解】
已知标准大气压下，、CO、的燃烧热分别为890.0kJ/mol、283.0kJ/mol、285.8kJ/mol，可得热化学方程式：
反应①：；
反应②：；
反应③：；
反应①-2×反应②-③×反应③得到目标反应，；
【小问2详解】
①由容器X中的数据，可得三段式：，
容器体积为2L，平衡时CH4、CO2、CO、H2的浓度分别为0.25mol/L、0.25mol/L、0.5mol/L、0.5mol/L、该温度下，反应的平衡常数；
②A．，不同物质表示正逆反应速率，且之比不等于化学计量数之比，说明正反应速率不等于逆反应速率，反应未达到平衡状态，A不符合题意；
B．反应为前后气体分子数不同的反应，压强随反应的进行发生变化，当压强不变时，反应达到平衡状态，B符合题意；
C．体系中物质均为气体，气体总质量不变，容器恒容密闭，根据可知，混合气体的密度始终保持不变，不能判断反应是否达到平衡状态，C不符合题意；
D．容器内各物质的浓度满足，此时Q=K=1，反应达到平衡状态，D符合题意；
故选BD；
③相同温度下，假设存在容器Z，体积为4L，起始时投料情况与容器Y相同，此时X、Z为等效平衡，CO2平衡转化率相同，压缩容器Z的体积到2L，即压强增大，平衡逆向移动，CO2平衡转化率下降，压缩容器Z的体积到2L后等同于容器Y，即Y的CO2平衡转化率小于50%；
【小问3详解】
①反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，CO2平衡转化率下降，即T3＞T2＞T1；
②m=3时投料比等于化学计量数之比，所以反应得任意时刻，，且，温度升高，平衡逆向移动，H2、CO2物质的量分数变大，乙醇、H2O物质的量粉碎减小，即a为H2的物质的量分数、b为CO2的物质的量分数、c为H2O的物质的量分数、d为乙醇的物质的量分数；设起始时CO2的物质的量为amol，即H2的物质的量为3amol，CO2转化了xmol，可得三段式
，由图可知，温度为T4时，CO2和乙醇物质的量相同，即a-x=0.5x，x= ，即CO2的平衡转化率为： 。
20. “刀片电池”通过结构创新，大大提升了磷酸铁锂电池的能量密度。以下是以磷矿石(主要成分，还有、等杂质)为原料生产白磷()同时制得刀片电池正极材料的工艺流程：
已知：
①难溶于水，可溶于pH<2的酸性溶液。
②在pH大于2.0时开始产生氢氧化物沉淀，pH为4.0时沉淀完全。
回答下列问题：
（1）白磷()分子呈正四面体形，难溶于水。白磷是___________(填“极性分子”或“非极性分子”)。
（2）“炉渣Ⅰ”主要含有铁单质及铁的磷化物，写出一种分离出铁单质的简单方法___________。FeP溶于稀硝酸的离子方程式为___________。
（3）“炉渣Ⅱ”的主要成分是一种难溶硅酸盐，其化学式为___________。
（4）向“溶液Ⅱ”中通入控制pH在2.0的原因是___________。
（5）Goodenough等人因在锂离子电池及钴酸锂、磷酸铁锂等正极材料研究方面的卓越贡献而获得2019年诺贝尔化学奖。的晶胞结构示意图如(a)所示。其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体，它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。每个晶胞中含有的单元数有___________个。
电池充电时，脱出部分，形成，结构示意图如(b)所示，则x=___________。中铁元素有＋2和＋3价。价层电子排布式为___________。
【答案】（1）非极性分子
（2） ①. 用磁铁吸的方法从铁单质和铁的磷化物中分离出铁单质 ②. 3FeP+8H++8=3+8NO↑+3Fe3++4H2O
（3）CaSiO3 （4）防止铁离子转化为氢氧化铁，避免生成的磷酸铁中含有较多氢氧化铁杂质，促进FePO4析出
（5） ①. 4 ②. ③. 3d6
【解析】
【分析】磷矿石中加入SiO2、焦炭，在电炉中1500℃条件下反应，生成炉气和炉渣，炉气分离得到P4、SiF4和CO，炉渣分离得到炉渣I和炉渣II，炉渣I中主要含有铁单质和铁的磷化物，则炉渣I中主要为Fe、FeP等物质，结合所加原料和生成物，分析化合价变化可知，反应中焦炭为还原剂，铁元素和磷元素被还原，炉渣II中应该含有Ca元素形成的盐，炉渣I中加入硝酸，过滤得到滤液I和滤渣III，硝酸具有强氧化性，将Fe及其化合物氧化为Fe3+，向溶液I中加入磷酸生成溶液II，溶液II中加入NH3最终反应生成磷酸铁。
【小问1详解】
白磷分子呈正四面体形，难溶于水，说明其正负电荷中心重合，为非极性分子。
【小问2详解】
铁单质能被磁铁吸引，铁的磷化物不能被磁铁吸引，因此可用磁铁吸的方法从铁单质和铁的磷化物中分离出铁单质。FeP溶于稀硝酸，反应生成Fe3+、、NO和H2O，离子方程式为3FeP+8H++8=3+8NO↑+3Fe3++4H2O。
【小问3详解】
根据分析可知，炉渣II中的主要成分为Ca元素形成的化合物，则其化学式为CaSiO3。
【小问4详解】
从题干中可知，Fe3+在pH大于2.0时开始沉淀，向溶液II中通入氨气控制pH在2.0左右，可防止铁离子转化为氢氧化铁，避免生成的磷酸铁中含有较多氢氧化铁杂质，同时从题干可知，FePO4难溶于水，可溶于pH<2的酸性溶液，pH=2可促进FePO4析出。
【小问5详解】
O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体，则图中小白球表示Li+，一个晶胞中其数目为8×+4×+4×=4，再根据其化学式LiFePO4可知，一个晶胞中含有LiFePO4的单元数为4个。电池充电时LiFePO4脱出部分Li+，形成图b的结构，根据均摊法可知，此时Li+数量为8×+3×+3×=3.25，Fe原子数量不变为4个，则有(1-x):1=3.25:4，x=。Fe2+的价层电子排布式为3d6。广州市第16学中2023学年第二学期高二期中检测化学试题
第Ⅰ卷
可能用到的相对原子质量：H-1 O-16 Al-27 S-32 Ca-40 Ti-48
一、选择题(每小题只有一个最佳答案，1-10每小题2分，11-16每小题4分，共44分)
1. 2023年，我国科技事业收获丰硕成果。下列与科技成就相关的描述正确的是
A. 打造北斗卫星系统——与星载铷钟所用互为同位素
B. 实施海底封存——液化时，其共价键被破坏
C. 开启航运氢能时代——氢氧燃料电池工作时可将热能转化为电能
D. 突破量子通信技术——作为传输介质的光纤，其主要成分为晶体硅
2. 分子世界美不胜收，下列三原子分子空间构型与其他明显不同的是
A. B. C. D.
3. 《医学入门》中记载我国传统中医提纯铜绿的方法：“水洗净，细研水飞，去石澄清，慢火熬干，”其中未涉及的操作是
A. 洗涤 B. 粉碎 C. 萃取 D. 蒸发
4. 藿香蓟具有清热解毒功效，其有效成分结构如下。下列有关该物质的说法不正确的是
A. 分子式为 B. 分子中含有手性碳
C. 含有2种含氧官能团 D. 能与溴水发生加成反应
5. 化学处处呈现美。下列说法不正确的是
A. 改变溶液的温度，溶液颜色会发生变化
B. 绚丽的烟火、霓虹灯光都与电子跃迁释放能量有关
C. 缺角NaCl晶体在饱和NaCl溶液中变为完美立方体块，体现晶体自范性
D. 甲烷与水分子通过氢键相连，形成笼状天然气水合物
6. 关于下列仪器使用的说法不正确的是
A. ①、③、④不可加热 B. ②、④不可用作反应容器
C. ③、⑤可用于物质分离 D. ②、④、⑤使用前需检漏
7. 中国科学家首次成功制得大面积单晶石墨炔，是碳材料科学的一大进步。
下列关于金刚石、石墨、石墨炔的说法正确的是
A. 三种物质中均有碳碳原子间的键 B. 三种物质中的碳原子都是杂化
C. 三种物质的晶体类型相同 D. 三种物质均能导电
8. 利用金属Al、海水及其中的溶解氧可组成电池，如图所示。下列说法正确的是
A. b电极为电池正极
B. 电池工作时，海水中的向a电极移动
C. 电池工作时，紧邻a电极区域的海水呈强碱性
D. 每消耗1kgAl，电池最多向外提供37mol电子的电量
9. 劳动成就梦想。下列劳动项目与化学知识没有关联的是
选项 劳动实践 化学知识
A 科研人员用杯酚分离和 超分子有分子识别的特征
B 实验员用明矾净水 水解产生吸附杂质
C 面点师傅用小苏打做膨松剂 固体溶于水吸热
D 学农活动利用秸秆等生产沼气 沼气中含有的可作燃料
A. A B. B C. C D. D
10. 己二酸是一种重要的化工原料，科学家在现有工业路线基础上，提出了一条“绿色”合成路线：
下列说法正确的是
A. 苯的一氯代物有两种 B. 环己醇与乙醇互为同系物
C. 己二酸与溶液反应有生成 D. 环己烷分子中所有碳原子共平面
11. 苯甲酸是一种常用的食品防腐剂。某实验小组设计粗苯甲酸(含有少量NaCl和泥沙)的提纯方案如下：
下列说法不正确的是
A. 操作Ⅰ中加热是为了增加苯甲酸的溶解度
B. 操作Ⅱ趁热过滤的目的是除去泥沙和NaCl
C. 系列操作Ⅲ中可用冷水洗涤晶体
D. 可用酸化的检验苯甲酸中NaCl是否除净
12. 代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 32g 分子中含有质子数为8
B. 1.7g 中含有氧原子数为0.1
C. 1.0L pH=2的溶液中的数目为0.02
D. 1mol金刚石含有C-C键数目为4
13. W、X、Y、Z为原子序数依次增加的同一短周期元素，其中X、Y、Z相邻，W的核外电子数与X的价层电子数相等，是氧化性最强的单质，4种元素可形成离子化合物。下列说法正确的是
A. 阴离子中含有配位键 B. 键能：
C. 第一电离能：X
A. 使用Ⅰ和Ⅱ，反应历程都分4步进行 B. M是中间产物
C. 反应达平衡时，升高温度，R的浓度增大 D. 使用Ⅱ时，反应体系更快达到平衡
15. 冠醚因分子结构形如皇冠而得名，某冠醚分子c可识别，其合成方法如下。下列说法不正确的是
A. 该反应为取代反应 B. c中所有原子在同一平面内
C. c中有四种不同化学环境的氢原子 D. c可增加KI在有机溶剂中的溶解度
16. 油画创作通常需要用到多种无机颜料。研究发现，在不同的空气湿度和光照条件下，颜料雌黄()褪色的主要原因是发生了以下两种化学反应：
下列说法正确的是
A. 氧化砷()是离子晶体，熔点高 B. 的空间结构为正四面体
C. 反应Ⅰ和Ⅱ中，元素As和S都被氧化 D. 酸性：
Ⅱ卷
二、填空题，共4道大题。请将正确答案填写在答题卡对应的空位处。
17. 回答下列问题：
Ⅰ.元素分析、仪器分析等是有机化合物表征手段。按下图实验装置(部分装置略)对有机化合物进行C、H元素定量分析。将装有样品的Pt坩埚和多孔CuO微球放入石英管中，先通入排出石英管中的空气，而后将已称重的U型管c、d与石英管连接，检查装置气密性。依次点燃煤气灯b和a，进行实验。
请回答以下问题：
（1）c和d中的固体试剂分别是___________、___________。
（2）一种机理认为，实验过程中CuO被还原为低价铜，氧气又可将其氧化为CuO循环使用。则多孔CuO微球的作用是___________。
（3）反应结束后，继续通入氧气至装置冷却至室温，取下c、d管称重。继续通入氧气的目的是___________。
（4）纯样品为0.148g，实验结束后测定反应产生的为0.18g，为0.352g。另取该样品进行仪器分析以确定其结构：
①质谱测得该有机物的相对分子量为74，则该有机物的分子式为___________。
②测得该有机物的红外光谱(图左)和核磁共振氢谱(图右)。该有机物的结构简式为___________。
Ⅱ.同分异构现象在有机化合物中十分普遍，这也是有机化合物数量非常庞大的原因之一。
（5）请写出的一种同分异构体(只有一种环境氢)的结构简式___________。
18. “结构决定性质、性质决定用途”是化学学科重要思想方法。请回答下列问题：
（1）某元素的基态原子核外电子排布式为[Ar]，则该元素位于元素周期表中第___________周期___________族，属于___________区。
（2）在第四周期中，未成对电子数最多的元素是___________(填元素符号)，其价层电子轨道表示式为___________。
（3）乙烯分子中碳原子的杂化方式为___________，其中含有的键与键的数目之比为___________，乙烯难溶于水而易溶于四氮化碳的原因是：___________。
（4）在HF、HCl、HBr、HI中按熔、沸点由高到低顺序为：___________。
（5）镍能形成多种配合物。常温下，是无色挥发性液体，是红黄色单斜晶体。的熔点远高于的原因是___________。
（6）的晶胞(正四棱柱)如图所示，则该晶体的密度为___________(设阿伏加德罗常数的值为，用含a、b、的代数式表示)。
19. 对和的高效利用能够有效缓解全球变暖。
（1）已知标准大气压下，、CO、燃烧热分别为890.0kJ/mol、283.0kJ/mol、285.8kJ/mol，请计算反应的△H=___________kJ/mol。
（2）在两个体积均为2L的恒容密闭容器中，在相同温度下进行反应：
(假设不发生其他反应)，起始时按表中相应的量加入物质。的平衡转化率如表所示。
容器 起始物质的量/mol 的平衡转化率
CO
X 1 1 0 0 50%
Y 2 2 0 0 —
①该温度下，反应平衡常数K=___________。
②下列条件能说明反应达到平衡状态的是___________(填标号)。
A．
B．容器内混合气体的总压强不再变化
C．容器内混合气体的密度保持不变
D．容器内各物质的浓度满足
③达到平衡时，Y内的平衡转化率___________50%(填“>”，“<”或“=”)。判断理由是：___________。
（3）还可以通过催化加氢合成乙醇： △H<0，设m为起始时的投料比，即。通过实验得到下列图像：
①若图1中m相同，则温度从高到低的顺序为___________。
②图2表示在m=3时，平衡状态各物质的物质的量分数与温度的关系，则a曲线表示的是___________的物质的量分数。恒压下，温度为时的平衡转化率为___________(保留3位有效数字)。
20. “刀片电池”通过结构创新，大大提升了磷酸铁锂电池的能量密度。以下是以磷矿石(主要成分，还有、等杂质)为原料生产白磷()同时制得刀片电池正极材料的工艺流程：
已知：
①难溶于水，可溶于pH<2的酸性溶液。
②在pH大于2.0时开始产生氢氧化物沉淀，pH为4.0时沉淀完全。
回答下列问题：
（1）白磷()分子呈正四面体形，难溶于水。白磷是___________(填“极性分子”或“非极性分子”)。
（2）“炉渣Ⅰ”主要含有铁单质及铁的磷化物，写出一种分离出铁单质的简单方法___________。FeP溶于稀硝酸的离子方程式为___________。
（3）“炉渣Ⅱ”的主要成分是一种难溶硅酸盐，其化学式为___________。
（4）向“溶液Ⅱ”中通入控制pH在2.0的原因是___________。
（5）Goodenough等人因在锂离子电池及钴酸锂、磷酸铁锂等正极材料研究方面的卓越贡献而获得2019年诺贝尔化学奖。的晶胞结构示意图如(a)所示。其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体，它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。每个晶胞中含有的单元数有___________个。
电池充电时，脱出部分，形成，结构示意图如(b)所示，则x=___________。中铁元素有＋2和＋3价。价层电子排布式___________。
