【中国第二高中】【河北卷】河北省衡水中学2024-2025学年高三上学期综合素质评价一化学试卷含答案及解析

高三年级素养检测一化学试题可能用到的相对原子量：H-1C-12O-16Al-27Si-28S-32Cl-35.5Fe-56Co-59Cu-64As-75Ta-181一、单项选择题。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，只有一项是符合题目要求的。1．河北省有着深厚的文化底蕴和独特的自然条件，民间艺术代表着民族的思想和智慧，下列民间艺术作品的制作材料主要成分是蛋白质的是民间艺术作品选项A.井陉木雕B.雄安芦苇画C.蔚县剪纸D.唐山驴皮皮影2.NA是阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是A．1mol乙二醇中采取sp3杂化的原子总数为2NAB．标准状况下，11.2L乙炔中π键的数目为NAC．31gP4分子中孤电子对数为NAD．1mol[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2＋中配位键的数目为6NA3．一种名贵宝石的主要成分是由原子序数依次增大的短周期主族元素X、Y、Z、W组成，其中X、Z为金属元素，X的质子数等于W的最外层电子数，Y、W的最外层电子数之和是X、Z最外层电子数之和的2倍，Y单质是空气的主要成分之一。下列有关说法正确的是A．X的氢氧化物易溶于水B．X、Z位于同一主族C．X、W的氯化物中各原子均为8电子稳定结构D．Y、Z的第一电离能均小于同周期相邻两种元素4．短周期元素X、Y、M原子半径依次减小，M与X、Y位于不同周期，它们组成的某离子液体阳离子结构如图所示。下列有关说法错误的是A．X元素的单质，既可能是共价晶体，也可能是分子晶体B．Y的简单氢化物既可溶于水，又可溶于甲醇C．X的简单氢化物的空间结构为正四面体D．X、Y均可与O形成原子个数比1∶2的酸性氧化物5．某化合物的分子结构如图所示，其中G、X、Y、Z、W为原子序数依次递增的短周期主族元素，G、Y、W位于不同周期。下列说法错误的是A．原子半径：Z＞W＞Y＞GB．沸点：XY2>XZ2C．G2XY分子和G2Y分子之间可以形成氢键D．该化合物中X、Y、Z、W原子均满足8电子结构6.下列仪器或装置能实现相应实验目的的是A．用图Ⅰ所示操作测定NaOH溶液的物质的量浓度B．用图Ⅱ所示装置为镀件镀铜C．用图Ⅲ所示装置在实验室中制取Cl2D．用图Ⅳ所示装置干燥SO27.现代宇宙学理论认为现今的宇宙起源于一次“大爆炸”，该过程中发生“碳燃烧”形成了其他元素，可表示为12C＋12C→aX＋γ(γ为高能量光子)，12C＋12C→bY＋1H，12C＋12C→cZ＋4He，下列说法错误的是A．a＝24B．Y的基态原子的电子排布式为1s22s22p63s1C.cZ是20OD．金属性：X<Y8.一种利用水催化促进NO2和SO2转化的化学机制如图所示，电子传递可以促进HSOeq\o\al(－,3)中O—H键的解离，进而形成中间体SOeq\o\al(－,3)，通过“水分子桥”，处于纳米液滴中的HSOeq\o\al(－,3)可以将电子快速转移给周围的气相NO2分子。下列叙述正确的是A．图示中分子、离子之间以范德华力结合形成“水分子桥”B．HSOeq\o\al(－,3)中O—H键的解离可表示为HSOeq\o\al(－,3)=H＋＋e－＋SOeq\o\al(－,3)C．SOeq\o\al(－,3)中S和O均满足8电子稳定结构D．总反应的离子方程式为HSOeq\o\al(－,3)＋NO2＋H2O=HNO2＋HSOeq\o\al(－,4)9．聚乙二醇(PEG)有良好的生物相容性，在水中可与H3O＋形成氢键，由“中性聚合物”转变为超分子“聚电解质”，下列说法错误的是A.PEG中C和O的杂化方式相同B．H3O＋的VSEPR模型为四面体形C．键角：H2O＞H3O＋D．电负性：O＞C＞H10．下列装置能达到实验目的的是A．装置甲：制备少量“84”消毒液B．装置乙：除去Fe(OH)3胶体中的FeCl3C．装置丙：电解饱和食盐水并检验气体产物D．装置丁：测定草酸溶液的浓度11．NiFe基催化剂是碱性条件下活性最高的催化剂之一，利用NiFe基催化剂自修复水氧化循环中FeOeq\o\al(2-,4)发生的一步反应为FeOeq\o\al(2-,4)＋H2O——FeOOH＋O2↑＋OH－(未配平)，下列说法正确的是A．FeOeq\o\al(2-,4)中铁元素化合价的绝对值与基态铁原子的价电子数相等B．反应中FeOOH是氧化产物C．生成22.4LO2时，转移4mol电子D．FeOeq\o\al(2-,4)与H2O的化学计量数之比为2∶312．已知：溴(Br2)的沸点为59℃、CCl4的沸点为76.8℃。海水提溴中，可以用四氯化碳萃取浓溴水中的溴，分离溴和四氯化碳可采用减压蒸馏，装置如图。下列说法正确的是A．可以用酒精灯加热替代热水浴B．毛细玻璃管起搅拌作用C．冷凝管能用球(或蛇)形冷凝管替换D．克氏蒸馏头上弯管的作用是防止液体进入接收瓶13．磷化铝可用红磷和铝烧制而成，水解释放出PH3气体，用作广谱性熏蒸杀虫剂。红磷为无定型粉末，铝为面心立方晶胞，磷化铝的立方晶胞结构如图，下列说法错误的是A．P的第一电离能大于同周期相邻元素B．PH3和AlP熔化时都破坏共价键C．Al片发生形变时金属阳离子和自由电子间的作用力仍然存在D．铝晶胞中铝原子的配位数为12，磷化铝晶胞中铝原子的配位数为414．73号元素钽(Ta)形成的晶体TaAs在室温下拥有超高的空穴迁移率和较低的电子迁移率，其长方体晶胞结构如图所示，下列说法错误的是A．基态As原子核外N层有5种空间运动状态不同的电子B．Ta是过渡金属，位于d区C．As的配位数为6D．TaAs的晶体密度ρ＝eq\f(4×256,a2bNA)×1021g·cm-3二、非选择题：本题共4小题，共58分。15.（14分）三氯硅烷是一种\t"/item/%E4%B8%89%E6%B0%AF%E7%A1%85%E7%83%B7/_blank"无机化合物，化学式为SiHCl3，无色液体，沸点为31.8℃，熔点为-126.5℃，溶于苯、乙醚、庚烷等多数有机溶剂，易水解，主要用于制造硅酮化合物。实验室根据反应Si+3HClSiHCl3+H2，利用如下装置制备SiHCl3粗品(加热及夹持装置略)。回答下列问题：（1）上述装置依次连接的合理顺序为：（通HCl气体）→__________________（按气流方向，用小写字母表示，仪器可重复使用）；仪器B的名称为。（2）组装好仪器后进行的操作为。（3）装入药品后，①通入HCl，②加热管式炉，③通冷凝水，先后的顺序为________（填数字），判断制备反应结束的实验现象是_____________________________。（4）装置E中冰水浴的作用为，本实验装置的缺陷为。（5）已知电负性Cl＞H＞Si，SiHCl3水解的化学方程式为_______________。（6）采用如下方法测定溶有少量HCl的SiHCl3纯度。m1g样品经水解、干燥等预处理过程得硅酸水合物后，经过高温灼烧、冷却、称量质量为m2g，则样品纯度为___________%(用含m1、m2的代数式表示)。16.（14分）镍、钴、镁的氢氧化物在化工生产中有着重要的应用。某褐铁矿层红土矿（其含有金属元素为：Fe、Ni、Mg和少量Co），某工厂以此为原料，制备镍、钴、镁的氢氧化物等产品的工艺流程如下：已知：①常温下，相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：金属离子NM开始沉淀的pH9.6完全沉淀的pH11.1②Co(OH)2在空气中可被氧化成CoO(OH)③“氧化”过程中，混合气在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸(H2SO5)，过一硫酸(H2SO5)溶液中含硫微粒有HSO5-、SO52-回答下列问题：（1）“加压酸浸”过程中，为增大褐铁矿层红土矿在硫酸中的浸出速率，可采取的措施为。（2）根据化合价判断1molH2SO5中含有O-O单键的数目为；用石灰乳调节pH=4，M被H2SO5氧化为M，该反应的离子方程式为。（3）“氧化”过程中保持空气通入速率不变，M(Ⅱ)氧化率与时间的关系如下。SO2体积分数为_______时，M(Ⅱ)氧化速率最大；继续增大SO2体积分数时，M(Ⅱ)氧化速率减小的原因是_______。（4）“沉钴镍”过程中加入NaOH溶液，调节pH的范围是，得到的Co(Ⅱ)在空气中被氧化成Co（Ⅲ）的化学方程式为。（5）钴镍渣中钴含量的测定：处理钴镍渣使Co(Ⅱ)完全被氧化成Co（Ⅲ），在稀硫酸中加入0.1000g处理后的样品，待样品完全溶解后加入足量KI固体。充分反应后，调节溶液pH=3～4、以淀粉作指示剂，用0.01000mol·L-1Na2S2O3标准液滴定至终点，消耗标准溶液25.00ml（已知：2Co3++2I-=2Co2++I2；I2+2S2O32-=2I-+S4O62-）。样品中含Co（Ⅲ）元素的质量分数为。17.（15分）硅是地壳中含量第二大的元素。(1)基态Si原子的价层电子排布式是____。地壳中的硅元素主要以硅酸盐的形式存在，硅酸盐的阴离子结构丰富多样，其中都含有“硅氧四面体”结构单元如图甲所示，可简化为图乙。硅氧四面体中，每个O连接____个Si，Si原子的杂化类型是____。硅氧四面体通过共用氧原子可形成链状、环状或网络状复杂阴离子，如图丙和图丁，则丙的化学式为______。丁中硅原子与氧原子个数比为_______。（2）单晶硅的晶胞为正方体，与金刚石的晶胞相似，图中原子坐标参数A为(0，0，0)，B为(，0，)，C(，，0)，如图所示。图中原子坐标参数D为，精确的阿伏加德罗常数是以高纯的单晶28Si为样品通过X射线衍射法测定的。测得相同条件下样品的密度为ρg•cm-3，晶胞边长为apm(1pm=10-10cm)，则阿伏加德罗常数的表达式NA=____mol-1。（3）已知几种常见化学键的键能如表：化学键Si—OH—OO=OSi—SiC—CSi—C键能/kJ·mol-1368467498226607x比较Si—Si键与Si—C键的键能大小：x_________(填“＞”“＜”或“=”)226kJ·mol-1。能否（填“能”或“不能”）据此比较金刚石和单晶硅的熔点？若能，比较熔点高低。若不能，说明理由。18.（15分）中学常见物质之间的转化关系如图，部分生成物省略。金属M在潮湿的空气中生锈有A生成。C、D是由短周期元素X、Y、Z中两种组成的化合物，X、Y、Z的原子序数依次增大，在周期表中X的原子半径最小，Y、Z的原子最外层电子数之和为10，D为无色非可燃性气体，G为黄绿色气体单质，J、M为常见金属单质，I有漂白作用。请回答下列问题：写出A的化学式：，金属M在潮湿的空气中生成A的化学方程式为：。(2)I的结构式为，中心原子的杂化方式为。(3)与的键角大小关系为：(填化学式)，原因是。(4)已知F在酸性条件下会发生歧化反应，请写出该反应的离子方程式：。设计实验证明M中含有F：。(5)在含有K和L的混合溶液中，检验K中金属阳离子的方法为，发生反应的离子方程式为。(6)J、M和硫元素形成的某晶体晶胞结构如图所示，阿伏加德罗常数的值为NA。该晶体密度为。

高三年级素养检测一化学答案1.D解析：井陉木雕的制作材料主要是树根，其主要成分是纤维素，A项错误；雄安芦苇画的制作材料是芦苇，其主要成分是纤维素，B项错误；蔚县剪纸的制作材料是纸，其主要成分是纤维素，C项错误；唐山驴皮皮影的制作材料是驴皮，其主要成分是蛋白质，D项正确。2．A解析：乙二醇中C、O原子均采取sp3杂化，所以1mol乙二醇中采取sp3杂化的原子总数为4NA，A项错误；一个乙炔分子中含2个π键，标准状况下，11.2L的HC≡CH物质的量为0.5mol，故π键数目为NA，B项正确；31gP4的物质的量为0.25mol，其结构为，每个P原子有一个孤电子对，所以31gP4中含孤电子对数为NA，C项正确；1mol[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2＋中配位键的数目为6NA，D项正确。3．D解析：短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大，其中X、Z为金属元素，Y单质是空气的主要成分之一，可知X为第二周期金属元素，Z为第三周期金属元素，Y为第二周期非金属元素，W为第三周期非金属元素。由“X的质子数等于W的最外层电子数”可知，X为Be，W为Si。结合“Y、W的最外层电子数之和是X、Z最外层电子数之和的2倍”可知，X、Y、Z、W依次为Be、O、Al、Si。根据对角线规则可知Be(OH)2难溶于水，A项错误；Be位于第ⅡA族，Al位于第ⅢA族，B项错误；BeCl2中Be原子不满足8电子稳定结构，C项错误；O的第一电离能小于同周期相邻元素N、F，Al的第一电离能也小于同周期相邻元素Mg、Si，D项正确。4．D解析：根据该阳离子中各原子成键数目可知，M为第ⅠA族或第ⅦA族元素，X为第ⅣA族元素，Y为第ⅤA族元素，X、Y可形成双键，可知X为C，再结合“X、Y、M原子半径依次减小，M与X、Y位于不同周期”推知，X、Y、M依次为C、N、H。C元素可形成多种单质，既可能是共价晶体：金刚石，也可能是分子晶体：C60，A项正确；N的简单氢化物NH3与H2O、CH3OH间均可形成氢键，所以NH3既可溶于水，又可溶于甲醇，B项正确；X的简单氢化物为CH4，空间结构为正四面体，C项正确；CO2是酸性氧化物，NO2不是酸性氧化物，D项错误。5．B解析：根据各元素原子的成键特点，结合原子序数大小关系分析可知，G、X、Y、Z、W依次为H、C、O、S、Cl。则原子半径由大到小的顺序为S＞Cl＞O＞H，A项正确；CO2和CS2组成与结构相似，相对分子质量：CO2<CS2，则范德华力：CO2<CS2，所以沸点：CO2<CS2，B项错误；G2XY为HCHO，G2Y为H2O，二者之间可以形成氢键，C项正确；由各元素的核外电子排布及其在该化合物中的成键特点可知，该化合物中C、O、S、Cl原子均满足8电子结构，D项正确。6．A解析：测定NaOH溶液的物质的量浓度时，需用标准盐酸进行滴定，使用的装置和操作如图Ⅰ所示，A项正确；为镀件镀铜时，应使铜片作阳极，镀件作阴极，B项错误；以MnO2和浓盐酸为反应物制取Cl2时需要加热，图Ⅲ中缺少酒精灯，C项错误；碱石灰能与SO2发生反应，不能使用图Ⅳ所示装置干燥SO2，D项错误。7．C解析：根据“碳燃烧”过程中质子总数和中子总数不变，结合“碳燃烧”的表达式可知，aX为24Mg，bY为23Na，cZ为20Ne。则a＝24，A项正确；Y为Na，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s1，B项正确；cZ不是20O，C项错误；金属性：Mg<Na，D项正确。8．B解析：由图可知，N、O原子的电负性大，与周围其他分子(或离子)中的H原子之间形成氢键，分子、离子之间以氢键结合形成“水分子桥”，A项错误；由图可知，HSOeq\o\al(－,3)中O—H键解离时生成e－和SOeq\o\al(－,3)，根据质量守恒可知，还会生成H＋，则该过程可表示为HSOeq\o\al(－,3)=H＋＋e－＋SOeq\o\al(－,3)，B项正确；根据O—H键的解离过程可知，SOeq\o\al(－,3)中的一个氧原子具有未成对电子，则该氧原子不可能满足8电子稳定结构，C项错误；由图可知，HSOeq\o\al(－,3)与NO2发生的总反应的离子方程式为HSOeq\o\al(－,3)＋2NO2＋H2O=2HNO2＋HSOeq\o\al(－,4)，D项错误。9．C解析：PEG中C和O均采取sp3杂化，A项正确；H3O＋的中心原子价层电子对数为4，孤电子对数为1，则其VSEPR模型为四面体形，B项正确；H2O和H3O＋的中心原子杂化方式均为sp3，H2O中O有两个孤电子对，H3O＋中O有一个孤电子对，由于孤电子对与孤电子对之间的斥力大于孤电子对与σ键电子对之间的斥力，故键角：H3O＋＞H2O，C项错误；电负性：O＞C＞H，D项正确。10．D解析：MnO2和浓盐酸反应需要加热，A项错误；Fe(OH)3胶体粒子和Fe3+、Cl－都能透过滤纸，B项错误；电解饱和食盐水时，阳极生成Cl2，用淀粉KI溶液检验，阴极生成H2，用向下排空气法收集，C项错误；酸性KMnO4溶液有强氧化性，用酸式滴定管盛装，且酸性KMnO4溶液呈紫色，可指示滴定终点，D项正确。11．D解析：FeOeq\o\al(2-,4)中铁元素的化合价为＋6价，基态铁原子的价电子排布式为3d64s2，铁元素化合价的绝对值与基态铁原子的价电子数不相等，A项错误；反应中，铁元素化合价降低，FeOOH是还原产物，B项错误；未注明温度和压强，不能确定O2的物质的量，C项错误；配平后的化学方程式为4FeOeq\o\al(2-,4)＋6H2O=4FeOOH＋3O2↑＋8OH－，则FeOeq\o\al(2-,4)与H2O的化学计量数之比为2∶3，D项正确。12．D解析：酒精灯直接加热，不便于控制温度，水浴加热便于控制温度，受热更均匀，A项错误；毛细玻璃管的作用是防暴沸，B项错误；球形或蛇形冷凝管会残留液体，不能替代直形冷凝管，C项错误；克氏蒸馏头上弯管作用是防止减压蒸馏过程中液体因剧烈沸腾而溅入冷凝管，D项正确。13．B解析：P的3p轨道半充满不易失去电子，第一电离能大于同周期相邻元素，A项正确；PH3、AlP为分子晶体，熔化时不破坏化学键，破坏分子间作用力，B项错误；金属键没有方向性，当金属受到外力作用时，晶体中的各原子层发生相对滑动而不会被破坏，Al片发生形变时，金属阳离子和自由电子间的作用力仍然存在，C项正确；铝为面心立方晶胞，铝原子的配位数是12，图示磷化铝晶胞中铝原子的配位数为4，D项正确。14．A解析：基态As原子的价电子排布式为4s24p3，一个原子轨道即为一种空间运动状态，N层电子共4种空间运动状态，A项错误；Ta是73号元素，位于d区，B项正确；由晶胞结构可知，As和Ta的配位数均为6，C项正确；m(晶胞)＝ρa2b×10-21＝eq\f(4M,NA)，则ρ＝eq\f(4×256,a2bNA)×1021g·cm-3，D项正确。15.答案：（1）cdabghcdef（2分）球形冷凝管（1分）（2）检查装置气密性（2分）（3）①③②或③①②（1分）当管式炉中没有固体剩余时（2分）（4）冷凝三氯硅烷，便于收集（1分）缺少尾气H2的处理装置（1分）（5）SiHCl3+3H2O=H2SiO3+3HCl+H2↑（2分）（6）（2分）解析：（1）氯化氢气体通入浓硫酸干燥后，在管式炉中和硅在高温下反应，生成三氯硅烷和氢气，由于三氯硅烷沸点为31.8℃，熔点为-126.5℃，在球形冷凝管中可冷却成液态，在装置E中收集起来，浓硫酸可以防止C中的水蒸气进入E，防止SiHCl3水解，气体则通过C装置排出同时C可处理多余吸收的氯化氢气体，燃着的酒精灯可以除去未反应的氢气。所以连接的合理顺序为：HCl气体→cdabghcdef。仪器B的名称为球形冷凝管（2）制备SiHCl3时，由于氯化氢、SiHCl3和氢气都是气体，所以组装好装置后，要先检查装置气密性。（3）将硅粉置于管式炉中，通入氯化氢气体，排出装置中的空气，一段时间后，接通冷凝装置，加热开始反应，当管式炉中没有固体剩余时，即硅粉完全反应。（4）冰水浴的作用为冷凝三氯硅烷，便于收集；本实验装置的缺陷为缺少尾气H2的处理装置。（5）已知电负性Cl＞H＞Si，则SiHCl3中氯元素的化合价为-1，H元素的化合价为-1，硅元素化合价为+4，所以发生SiHCl3水解反应时，要发生氧化还原反应，得到氯化氢、硅酸和氢气，化学方程式为：SiHCl3+3H2O=H2SiO3+3HCl+H2↑。(3)m1g样品经水解，干燥等预处理过程得到硅酸水合物后，高温灼烧，所得固体氧化物为二氧化硅，质量为m2g，则二氧化硅的物质的量为n(SiO2)=，样品纯度为=。16.答案：（1）适当升温、搅拌、适当增大硫酸的浓度等（2分）（2）NA（1分）M+HSO5-+H2O=M（2分）（3）9.0%（1分）继续增大SO2体积分数时，由于SO2有还原性，过多将会降低H2SO5的浓度，降低M(Ⅱ)氧化速率；（2分）（4）（2分）4Co(OH)2+O2=4CoO(OH)+2H20（2分）（5）14.75%（2分）解析：（1）“加压酸浸”过程中，为增大褐铁矿层红土矿在硫酸中的浸出速率，可采取的措施为适当升温、搅拌、适当增大硫酸的浓度等。（2）根据化合价判断H2SO5分子含有2个-1价氧原子，所以1molH2SO5中含有O-O单键的数目为NA；用石灰乳调节pH=4，M被H2SO5氧化为M，该反应的离子方程式为：M+HSO5-+H2O=M（3）根据图示可知SO2体积分数为9.0%时，M(Ⅱ)氧化速率最大；继续增大SO2体积分数时，由于SO2有还原性，过多将会降低H2SO5的浓度，降低M(Ⅱ)氧化速率。（4）N完全沉淀的pH为9.2，MpH为9.6，故加入氢氧化钠调节至Co(Ⅱ)在空气中被氧化成Co（Ⅲ）的化学方程式为：4Co(OH)2+O2=4CoO(OH)+2H2O（5）根据元素守恒和得失电子守恒可得关系式：2CoOOH～2Co³+～I₂～2S2O32-；n[Co（Ⅲ）]=n(S2O52-)=c(S2O52-)×V(S2O52-)=0.01000mol·L-1×25.00mL×10⁻3L·mL⁻¹=2.5000×10⁻4mol；m(Co样品)=2.5000×10-4mol×59g·mol-¹=1.475×10-²g；w=m[Co/m(样品)]=1.475×10-²g/0.1000g×100%=14.75%17.（15分，除标注外，每空1分）（1）3s23p22sp3

Si6O1812-（2分）6:17（2分）（2）（）（2分）×1030（2分）（3）>能金刚石的熔点高于单晶硅（2分）解析：（1）Si为14号元素，基态Si原子的核外电子排布式是1s22s22p23s23p2，因此基态Si原子的价层电子排布式是3s23p2；根据结构图