安徽省界首第一中学2022-2023学年高二上学期趣味竞赛化学试题

2022~2023学年度高二上学期趣味竞赛化学试题考生注意：1.本试卷分客观题和主观题两部分。满分200分，考试时间150分钟。2.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用水笔向对应标号的方框内填入你选择的选项；非选择题请用0.5毫米黑色签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。3.本场考试可以使用非编程型计算器。4.元素周期表如下图所示：客观题部分(共75分)一、单选题：本题共15题，每小题3分，共45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。A组(15)1.在学习化学时，我们要对概念有深刻的理解，下列说法中完全正确的是A.凡是只有共价键的物质都是共价化合物，但含有共价键的物质可能是离子化合物。B.凡是属于糖类的都是碳水化合物，但被称为碳水化合物的物质可能并不属于糖类。C.不同物质的俗名不同，如CaO有生石灰、消石灰，而Ca(OH)2有熟石灰和石灰水。D.苏打的化学式为Na2CO3，小苏打的是NaHCO3，大苏打可以用于银版照片定影液。【答案】B【解析】【详解】A．含共价键物质可能为单质，例如氢气等，A错误；B．凡是属于糖类的都是碳水化合物，但被称为碳水化合物的物质可能并不属于糖类，B正确；C．不同物质的俗名不同，如CaO有生石灰，而Ca(OH)2有熟石灰、消石灰，C错误；D．苏打的化学式为Na2CO3，小苏打的是NaHCO3，大苏打可以照片定影液但不能用于印银版照片，D错误；故选B。2.学了这么久的化学，你知道化学在生产生活中的应用都有哪些吗？下列说法中错误的是A.在海水中，我们可以在探测器铜制外壳下用铁制螺丝连接一块大小适当的铁块，这样既能增加负重使其可以更好的深入水下，又能有效的缓解探测器被腐蚀的速率B.我们现在所使用的药品“阿司匹林”的化学名称为水杨酸，属于芳香化合物，是从自然界的柳树皮、白珠树叶及甜桦树中提取出的，他作为药物使用时能解热镇痛C.在工业生产中，为了提高化石燃料煤的利用率，我们通常会将煤置于隔绝空气的环境中并加以强热，其产物中含有碳、二甲苯、萘、沥青、氨气、乙烯等有用物质D.工业生产小苏打时，通常会选择向饱和食盐水中先通入氨气再通入二氧化碳，这样做是为了提高吸收率，之后再通过过滤分离出小苏打固体，滤液可加工为化肥【答案】C【解析】【详解】A．在探测器铜制外壳下用铁制螺丝连接一块大小适当的铁块，形成铜铁原电池，铁作负极被腐蚀，铜为正极被保护，同时也增加了负重使其可以更好的深入水下，故A正确；B．阿司匹林的化学名称为乙酰水杨酸，其分子中含有苯环，属于芳香族化合物，水杨酸是植物体内一种重要的内源激素，存在于自然界的柳树皮、白珠树叶及甜桦树中，阿司匹林具有解热镇痛作用，故B正确；C．把煤隔绝空气加强热，煤分解成焦炉煤气、粗氨水、焦炭、煤焦油等，故C错误；D．氨气溶解性大而且溶液呈碱性能吸收更多二氧化碳，因此工业生产小苏打时，往饱和食盐水中先通入氨气再通入二氧化碳，可提高吸收率，生产小苏打的反应为，过滤分离出小苏打固体，滤液主要含NH4Cl，可加工为化肥，故D正确；故答案选C。3.相信大家都听说过或者玩过《植物大战僵尸2：奇妙时空之旅》，而其中所蕴含的化学知识也数不胜数。下列说法中错误的是A.强酸柠檬可以发出(酸性加强的)柠檬汁进行攻击，而柠檬汁可以对铁质护甲造成额外的伤害，其中涉及到的反应体现了柠檬酸的酸性。B.磁力菇能吸走僵尸的铁质物品(还有“朋克僵尸的脑袋”)，如果僵尸所拥有的铁质物品在空气中发生部分氧化，磁力菇依然能够起到作用。C.功夫火把僵尸会手持可以烧毁植物的火把，能烧掉位于前方绝大多数的非低矮植物，并且能点燃炸药桶的引线，这说明燃烧是放热反应。D.火箭筒小鬼僵尸依靠火箭筒在空中飞行，其涉及到的化学方程式中可能有火药燃烧的方程式：S+2KNO3+3CK2S+2NO↑+3CO2↑。【答案】D【解析】【详解】A．柠檬汁可以对铁质护甲造成额外的伤害，是酸和金属单质的反应，涉及到的反应体现了柠檬酸的酸性，A正确；B．所拥有的铁质物品在空气中发生部分氧化，则未被氧化的铁使得磁力菇依然能够起到作用，B正确；C．火把能点燃炸药桶的引线，这说明燃烧是放热反应，能引燃炸药，C正确；D．火药成分为硫、硝酸钾、碳粉，反应燃烧生成氮气，燃烧的方程式：S+2KNO3+3CK2S+N2↑+3CO2↑，D错误；故选D。4.我们将有离子参与的反应叫做离子反应，下列离子方程式中正确的是A.足量的碳酸氢钠与氢氧化钙溶液反应：HCO+Ca2++OH=CaCO3↓+H2OB.氢氧化铁溶于氢碘酸：Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2OC.将使84消毒液有刺鼻性气味的气体通入水中：Cl2+H2O=H++Cl+HClOD.将高铁酸钠(Na2FeO4)加入水中：4FeO+10H2O=4Fe(OH)3(胶体)+3O2↑+8OH【答案】C【解析】【详解】A．足量的碳酸氢钠与氢氧化钙溶液反应，氢氧根离子、钙离子完全反应生成碳酸钙沉淀、水：2HCO+Ca2++2OH=CaCO3↓+2H2O+CO，A错误；B．氢氧化铁溶于氢碘酸，生成的铁离子会把碘离子氧化为碘单质，，B错误；C．将使84消毒液有刺鼻性气味的气体通入水中反应为氯气和水生成盐酸和弱酸次氯酸：Cl2+H2O=H++Cl+HClO，C正确；D．将高铁酸钠(Na2FeO4)加入水中反应为可逆反应：4FeO+10H2O4Fe(OH)3(胶体)+3O2↑+8OH，D错误；故选C。5.下列各组离子中，可能能在所处环境中大量共存的是A.在室温环境下c(OH)=1×1011的溶液中：Cr2+，SO，NO，Na+B.在4℃的水溶液中：Be2+，K+，PO，OHC.在漂白液中：OH，Rb+，SO，COD.在水玻璃中：H+，SCN，Cl，Cs+【答案】C【解析】【详解】A．在室温环境下c(OH)=1×1011的溶液中含大量氢离子，硝酸根离子在酸性环境下会氧化Cr2+，不能大量共存，A错误；B．根据对角线原则，Be2+化学性质与铝离子相似，不能和OH大量共存，B错误；C．Rb+为ⅠA族元素离子，在漂白液中四种离子均不反应，能大量共存，C正确；D．水玻璃为硅酸钠溶液，硅酸根离子和氢离子生成硅酸沉淀，不能大量共存，D错误；故选C。B组(610)6.已知氯酸钾和和亚硫酸氢钾可以发生氧化还原反应(无污染性气体产生)，且反应中被氧化被还原的元素个数都只有一个。若该反应的反应速率会随着c(H+)的提升而加快，下图为ClO在单位时间内物质的量浓度变化表示的反应速率时间图象，下列说法正确的是A.反应进行一段时间后速率下降可能是因为c(OH)的浓度下降导致。B.纵坐标为v(H+)的vt曲线在通过平移后可与图中图象完全重合。C.图中阴影部分的面积表示t1~t2时间内ClO的物质的量的减少量。D.系数为最简整数比时，每摩尔反应转移6mole并产生3mol质子。【答案】D【解析】【分析】氯酸钾具有氧化性、亚硫酸氢根离子具有还原性，已知氯酸钾和和亚硫酸氢钾可以发生氧化还原反应(无污染性气体产生)，且反应中被氧化被还原的元素都只有一种，根据电子守恒可知，反应为；【详解】A．反应物浓度越大，反应速率越快，反应进行一段时间后速率下降可能是因为反应物的浓度下降导致，A错误；B．由反应可知，v():v(H+)=1:3，故纵坐标为v(H+)的vt曲线与图中图象不能完全重合，B错误；C．反应速率等于物质浓度的变化量与反应时间的比值，故图中阴影部分的面积表示t1~t2时间内ClO的浓度的变化量，C错误；D．由反应可知，，则每摩尔反应转移6mole并产生3mol质子，D正确；故选D。7.去年7月，他们一同出征奥运；时隔一年，奥运健儿再次亮相世界赛场。世界田径锦标赛、WTT欧洲夏季系列赛相继开赛，苏炳添、巩立姣、马龙、孙颖莎、王曼昱等中国健儿登场。当中国健儿们站上领奖台时，五星红旗总会在《义勇军进行曲》中冉冉升起。下列关于五星红旗的说法，不正确的是A.北京冬奥会使用的国旗材料为“涤丝绸”，属于涤纶，民间俗称“的确良”。B.天安门上升起的国旗使用的材料为“春亚纺”，属于涤纶，具有不易虫蛀等优良性能。C.嫦娥五号月面着陆后插下的国旗材料属于芳纶和锦纶，他们都属于合成纤维。D.国庆阅兵式上的阅兵红旗使用的材料属于芳纶，其缺点为耐磨性较差。【答案】D【解析】【详解】A．“涤丝绸”，属于涤纶，民间俗称“的确良”为合成材料，A正确；B．“春亚纺”，属于涤纶，为有机合成材料，具有不易虫蛀等优良性能，B正确；C．芳纶和锦纶为有机合成材料，他们都属于合成纤维，C正确；D．芳纶属于合成纤维，耐磨，缺点为透气性较差，D错误；故选D。8.瑞典Linkoping(林雪平)大学研究出一款超级电池PowerPaper，又称“纸电池”，该电池打破四项世界纪录，因拥有极其轻薄的厚度，并具有极佳的延展性和稳固性，反复经过多次折叠依然能保持良好状态。电池虽小，但其容量为26800毫安，约为iPhone电池容量的十倍，以保障具有持久的续航。而根据微软公布的消息，这是一种包含了柔性正电极和柔性负电极的电化学能量存储单元。正负电极都会在柔性的金属丝网上部署镓基液态金属。电化学能量存储单元还包括膜，该膜具有与柔性正电极接触的表面和与柔性负电极接触的相对表面，其结构简图如下图所示：下列说法不正确的是：A.由元素周期表可知，氢氧化镓能和苛性钠、苛性钾溶液反应；而纸电池具有柔韧性更好、容量更高、厚度更薄、延展性更好、稳固性更高等一系列的优点。B.若正极为铜片，负极分别是锌片和另一种银白色金属片，以NaCl溶液为电解液时，发现电流表指针的偏转方向相反，则另一种银白色金属片可能是银片。C.此纸电池负极材料可以是铝片，正极材料可以是石墨片，若此原电池的电解液为NaOH溶液，其电极反应的负极反应式为：Ale+2OH=AlO+H2O。D.原电池有携带方便、不需维护、可长期(几个月甚至几年)储存或使用等优点，但非氧化还原反应也可以设计成原电池，由此可得出原电池不等于化学电池。【答案】C【解析】【详解】A．镓元素是元素周期表第四周期ⅢA族元素，根据同族元素化学性质相似，氢氧化铝可以溶于强碱，故氢氧化镓能和苛性钠、苛性钾溶液反应，A正确；B．用电流表测试这两个电池时，发现电流表的指针都发生了偏转，但偏转方向相反，说明Cu在两组电池中的作用不同：Cu和Zn、NaCl溶液构成原电池时，Cu作正极，Zn作负极，铜与另一种银白色的金属构成原电池时，Cu作负极，另一种银白色的金属作正极，铜的活泼性大于Ag，Cu作负极，银作正极，二者电流方向相反，符合题意，B正确；C．根据原电池原理，与电解质溶液发生反应的电极为负极，故铝片为负极，负极发生的电极反应为，C错误；D．浓度差电池，是非氧化还原反应，浓差电池是化学电源但不是原电池，D正确；故答案为：C。9.2022年6月末，日本国家警察厅(NPA)正式宣布，将开始为富士山可能发生喷发做全面准备。也就是说，自1707年最后一次喷发后，平静了300多年的富士山，可能真的将正式进入“待机阶段”。警察厅认为，如果日本富士山喷发，火山灰不仅可能落在富士山附近地区，也有可能落在东京都市圈，也就是还可能影响东京。下列说法中正确的是A.硫在自然界中没有以单质存在的情况，大多数的硫元素以矿物的形式存在。B.硫化物在地表附近由于受到空气中氧气和水的长期作用，会转化为亚硫酸。C.芒硝化学式中有10个水分子，通过风化这一化学变化可以去除其中的水。D.火山灰中含硫氧化物，其自身记入PM2.5指标，进入空气一定能形成胶体。【答案】C【解析】【详解】A．硫在火山口等附近存在单质，A错误；B．氧气具有氧化性，硫化物在地表附近由于受到空气中氧气和水的长期作用，会转化为硫酸盐等，B错误；C．失去结晶水的变化为化学变化，芒硝化学式中有10个水分子，通过风化这一化学变化可以去除其中的水，C正确；D．胶体是分散质粒子大小在1nm~100nm的分散系；PM2.5的微粒已经不是胶体了，D错误；故选C。10.配方是Minecraft中重要的组成部分。定义工作台的九宫格为3*3的二维矩阵，每一格记为Box[X][Y]，其中X、Y∈[0，2]且X、Y为整数，设左上角是Box[0][0]。同时定义三种配方模型：“铁块模型”、“台阶模型”和“石砖模型”，已知三种模型如下图所示(红色填充表示选中)，若配方中有超过50%的物质能够与相邻物质反应，则认为此配方为“无效配方”，反之为“有效配方”。则在下列各组配方中，是“无效配方”的是A.台阶模型：Box[2][0]=KCl Box[2][1]=COBox[2][2]=NaOHB.石砖模型：Box[1][0]=Fe2+ Box[1][1]=HNO3Box[2][0]=SCNBox[2][1]=Cu2+C.铁块模型：Box[0][0]=石蕊溶液Box[0][1]=Ca2+Box[0][2]=H2O2Box[1][0]=SOBox[1][1]=Ba2+Box[1][2]=SOBox[2][0]=OHBox[2][1]=COBox[2][2]=K+D.石砖模型：Box[1][0]=OHBox[1][1]=Al(OH)3Box[2][0]=酚酞溶液Box[2][1]=HCO【答案】D【解析】【分析】根据题意可知ABCD配方分别为：、、、；【详解】A．由分析可知，碳酸根离子和相邻物质不反应，为“有效配方”，A不符合题意；B．由分析可知，只有亚铁离子和硝酸反应，为“有效配方”，B不符合题意；C．由分析可知，钡离子和亚硫酸根离子、硫酸根离子、碳酸根离子反应，其他相邻离子之间不反应，为“有效配方”，C不符合题意；D．由分析可知，氢氧根离子会和酚酞反应变红色、和氢氧化铝反应生产偏铝酸钠，碳酸氢根溶液显碱性，也能使酚酞试液变红色，故为“无效配方”，D符合题意；故选D。C组(1115)11.此前，广州一名消费者用张小泉菜刀拍蒜，不料竟把刀拍断了。张小泉菜刀售后客服回复“菜刀不能拍蒜”。一时间，“张小泉菜刀不能拍蒜”引发全网讨论。7月15日，张小泉官方道歉并回应称，并不是所有的刀具都适合用来拍蒜，一些硬度较高或者有专用用途的刀具如果用来拍蒜的话，有断刀的风险。另外，他们公司可能会研发专门用来拍蒜的刀。而张小泉的竞争对手——王麻子借其热度直播拍蒜直接走红。近日，“王麻子官方旗舰店”抖音号凭借直播拍蒜，并称“可以拍蒜，拍断包换”。阅读以上材料，下列有关金属材料的说法不正确的是A.直接由高炉中生产出的粗制铁被称为“生铁”，可被进一步精炼成钢、熟铁或工业纯铁，或再熔化铸造成专门的形状用于生产生活B.通过淬火和回火，可以大幅度的提高金属的强度、韧性等；而烤蓝的原理是在钢铁表面生成一定厚度和强度的以Fe3O4为主的保护层C.由于铁在自然界中不会以游离态存在，工业上需要通过炼铁获得游离态的铁，常用矿石有赤铁矿、磁铁矿等，炼制出的铁碳含量较高D.若要比较两种金属的硬度，我们可以使其相互刻画，没有划痕的金属硬度比有划痕的金属硬度大，合金材料也可以通过这种方式比较【答案】C【解析】【详解】A．直接由高炉中生产出的粗制铁被称为“生铁”，生铁通过氧化除去大量碳，降低生铁中硅、锰等元素的含量，因此可被进一步精炼成钢、熟铁或工业纯铁，然后再熔化铸造成专门的形状用于生产生活，从而更好的服务人类生产、生活、科研等，A正确；B．通过淬火和回火，可以降低金属材料中杂质碳元素的含量，也就可以大幅度的提高金属的强度、韧性等；而烤蓝的原理是在钢铁表面生成一定厚度和强度的以Fe3O4为主的保护层，从而增加金属的抗腐蚀性能，B正确；C．铁元素在自然界中存在形式既有游离态也有化合态，游离态的铁通常存在于陨石中，化合态的铁以各种铁矿中的形式存在。使用的铁矿石有赤铁矿、磁铁矿等，工业上获得游离态的铁通常是将铁的化合物与还原剂在高温下发生氧化还原反应进行冶炼，炼制出的生铁中碳元素的含量较高，C错误；D．若要比较两种金属的硬度，我们可以使其相互刻画，没有划痕的金属硬度比有划痕的金属硬度大，同理合金材料的硬度在比较大小时也可以通过这种方式进行比较，D正确；故合理选项是C。12.随着当今社会的发展，科技正在不断改变我们的生活方式，而我们所使用的支付方式也开始向着数字化的方向转变，支付宝正是其中的一个例子。而随着第19届亚运会的接近，支付宝的“蚂蚁森林”中也出现了“亚运碳中和”的选项，为国家的“双碳”目标做出自己的贡献。下列有关“碳中和”“碳达峰”的说法正确的是A.碳中和一般是指国家、企业、产品、活动或个人在一定时间内直接或间接产生的二氧化碳或温室气体排放总量，通过植树造林、节能减排等形式，达到绝对的“零排放”。B.“双碳”中的碳指的就是石油、煤炭、木材等由碳元素构成的自然资源，“碳”的耗用导致全球变暖的元凶“二氧化碳”制造得多，所以我们认为“二氧化碳”也是大气污染物。C.2018年10月，支付宝蚂蚁森林种树模式被正式纳入国家义务植树体系。截至20年9月，已经有超5.5亿用户参与蚂蚁森林，种植了超过两亿棵树，这有利于实现“碳中和”。D.“低碳”“碳足迹”等词汇近年来成为国内外的热门用语。这里的“碳”的指向和“碳中和”“碳达峰”中的“碳”指向相同，都是指石油、煤炭、木材等由碳元素构成的自然资源。【答案】C【解析】【分析】“碳达峰”是指在某一时间点，二氧化碳的排放不再增长达到峰值，之后逐步回落。“碳中和”指的是，在一定时间内，通过植树造林、节能减排等途径，抵消自身产生的二氧化碳排放量，实现二氧化碳“零排放”。碳达峰与碳中和一起，简称“双碳”。【详解】A．根据上述分析可知，“碳中和”指的是，在一定时间内，通过植树造林、节能减排等途径，抵消自身产生的二氧化碳排放量，实现二氧化碳“零排放”，温室气体不仅包括二氧化碳，还包括甲烷等，A错误；B．二氧化碳不是大气污染物，B错误；C．植树造林有利于实现“碳中和”，C正确；D．“低碳”“碳足迹”等词汇近年来成为国内外的热门用语。这里的“碳”的指向和“碳中和”“碳达峰”中的“碳”指向相同，都是指二氧化碳，D错误；故选C。13.化学反应的方向：对于可逆反应而言，有正向进行和逆向进行两个方向。一般地，判断反应方向有“焓判据”和“熵判据”两种判断方法。在此之前我们要先了解“熵”的概念。熵()的定义式为，其中为体系混乱度，为玻尔兹曼常数，熵单位为J·K1·mol1；越大系统混乱度越大，规定(开氏温标下，0K=273.15℃即绝对零度，开氏温标每增加1K，摄氏温标增加1℃)：即在绝对零度下任何完美的纯净的晶体的熵值为0，对于同一种物质，其熵值：气态>液态>固态。•焓判据：放热反应体系能量降低，因此具有自发进行(指没有任何外力做功的情况下能够“自己”进行)的倾向。•熵判据：反应体系具有自发向熵增的方向进行的倾向。但是仅凭焓判据和熵判据都存在特例，无法概况全部化学反应，因此1876年美国化学家吉布斯引入了一个新的热力学函数——吉布斯自由能()，其物理意义是一个化学反应可被利用来做有用功的能力，根据吉布斯亥姆霍兹方程式：因此有在压强与温度恒定时，若则正反应自发，若则逆反应自发，若反应达到化学平衡。以下化学反应不适用焓判据的是A.氢气的氧化反应B.铜锌原电池反应C.氢氧化钡与铵盐反应D.醋酸的电离反应【答案】CD【解析】【详解】A．氢气氧化反应属于自发反应，反应放热，，能用焓判据解释，A不符合题意；B．铜锌原电池反应属于自发的氧化还原反应，反应放热，，能用焓判据解释，B不符合题意；C．，该反应能自发进行，但，不能用焓判据解释，C符合题意；D．醋酸的电离属于自发的吸热过程，不是化学反应，不能用焓判据解释，D符合题意；故选CD。14.化学反应的方向：对于可逆反应而言，有正向进行和逆向进行两个方向。一般地，判断反应方向有“焓判据”和“熵判据”两种判断方法。在此之前我们要先了解“熵”的概念。熵()的定义式为，其中为体系混乱度，为玻尔兹曼常数，熵单位为J·K1·mol1；越大系统混乱度越大，规定(开氏温标下，0K=273.15℃即绝对零度，开氏温标每增加1K，摄氏温标增加1℃)：即在绝对零度下任何完美的纯净的晶体的熵值为0，对于同一种物质，其熵值：气态>液态>固态。•焓判据：放热反应体系能量降低，因此具有自发进行(指没有任何外力做功的情况下能够“自己”进行)的倾向。•熵判据：反应体系具有自发向熵增的方向进行的倾向。但是仅凭焓判据和熵判据都存在特例，无法概况全部化学反应，因此1876年美国化学家吉布斯引入了一个新的热力学函数——吉布斯自由能()，其物理意义是一个化学反应可被利用来做有用功的能力，根据吉布斯亥姆霍兹方程式：因此有在压强与温度恒定时，若则正反应自发，若则逆反应自发，若反应达到化学平衡。对于一个均为正的反应，下列可以使其正向进行的是A.置于低温条件下B.置于高温条件下C.加入合适的催化剂D.将产物及时分离【答案】B【解析】【分析】根据题意可知，在压强与温度恒定时，正向自发。【详解】结合上述分析，对于，的反应来说，温度高才能使，即置于高温条件下能正向自发，B项符合题意。答案选B。15.化学反应的方向：对于可逆反应而言，有正向进行和逆向进行两个方向。一般地，判断反应方向有“焓判据”和“熵判据”两种判断方法。在此之前我们要先了解“熵”的概念。熵()的定义式为，其中为体系混乱度，为玻尔兹曼常数，熵单位为J·K1·mol1；越大系统混乱度越大，规定(开氏温标下，0K=273.15℃即绝对零度，开氏温标每增加1K，摄氏温标增加1℃)：即在绝对零度下任何完美的纯净的晶体的熵值为0，对于同一种物质，其熵值：气态>液态>固态。•焓判据：放热反应体系能量降低，因此具有自发进行(指没有任何外力做功的情况下能够“自己”进行)的倾向。•熵判据：反应体系具有自发向熵增的方向进行的倾向。但是仅凭焓判据和熵判据都存在特例，无法概况全部化学反应，因此1876年美国化学家吉布斯引入了一个新的热力学函数——吉布斯自由能()，其物理意义是一个化学反应可被利用来做有用功的能力，根据吉布斯亥姆霍兹方程式：因此有在压强与温度恒定时，若则正反应自发，若则逆反应自发，若反应达到化学平衡。根据材料，许多放热化学反应能够自发进行，使得人们总结出焓判据的原因在于A.其反应熵变很小B.其反应需要的温度较高C.反应活化能较低D.反应的体积功大(，其中为其体积功)【答案】D【解析】【详解】仅凭焓判据和熵判据都存在特例，无法概况全部化学反应，1876年美国化学家吉布斯引入了一个新的热力学函数——吉布斯自由能()，其物理意义是一个化学反应可被利用来做有用功的能力；故使得人们总结出焓判据的原因在于反应的体积功大(，其中为其体积功)；故选D。二、不定项选择题：本题共6题，每小题5分，共30分。在每小题给出的四个选项中，有一项或多项是符合题目要求的，全部选对的5分，选对但不全的得2分，选错得0分。16.傲娇，来源日本ACGN一个词语，指人物为了掩饰害羞腼腆而做出态度强硬高傲表里不一言行的代名词，常用来形容平常说话带刺，态度强硬高傲，但在一定的条件下害臊地黏腻在身边的人物。在化学中也有这样的原理，那就是勒夏特列原理。勒夏特列对于可逆反应平衡的移动总结出的规则在后人的二次总结下总结成了一条：平衡总是朝着能减小外界条件改变对其产生的影响的方向移动。已知相同条件下，每个产物浓度系数次幂的连乘积与每个反应物浓度系数次幂的连乘积之比是个常数，阅读以上材料，在恒容条件下，下列说法正确的是A.对于煤和温室气体的反应，物质成分不变后如果升高温度，反应向着产生空气污染物的方向进行。B.对于天然气和氯气的反应，物质成分不变后如果减小容积，反应向着产生氯化氢气体的方向进行。C.对于工业的人工固氮反应，物质成分不变后如果除去产物，反应向着产生含有氢键物质方向进行。D.对于两氮氧化物自身互化，物质成分不变后如果缩小容器，反应向着使气体颜色变浅的方向进行。【答案】C【解析】【详解】A．对于煤和温室气体的反应为，反应为吸热反应，物质成分不变后如果升高温度，反应逆向进行，则反应向着减少空气污染物的方向进行，A错误；B．对于天然气和氯气的反应，反应生成的CHCl3、CCl4不是气体，反应后气体分子数减小，物质成分不变后如果减小容积，反应会逆向进行，反应向着减少氯化氢气体的方向进行，B错误；C．对于工业的人工固氮反应，氨分子可以形成氢键，物质成分不变后如果除去产物，反应正向进行，故反应向着产生含有氢键物质方向进行，C正确；D．对于两氮氧化物自身互化，物质成分不变后如果缩小容器，容器中各物质浓度均变大，故反应后颜色变深，D错误；故选C。17.傲娇，来源日本ACGN的一个词语，指人物为了掩饰害羞腼腆而做出态度强硬高傲表里不一言行的代名词，常用来形容平常说话带刺，态度强硬高傲，但在一定的条件下害臊地黏腻在身边的人物。在化学中也有这样的原理，那就是勒夏特列原理。勒夏特列对于可逆反应平衡的移动总结出的规则在后人的二次总结下总结成了一条：平衡总是朝着能减小外界条件改变对其产生的影响的方向移动。已知相同条件下，每个产物浓度系数次幂的连乘积与每个反应物浓度系数次幂的连乘积之比是个常数。初中时候，我们学到的无机基本反应类型共4种：化合反应、分解反应、置换反应和复分解反应。其中，复分解反应发生的条件是：产物中必须存在沉淀、气体或H2O，那么，按照我们初中的知识，有两种物质在水溶液中混合后应该不反应，他们是我们平时吃的食盐A和波尔多液制备中属于盐的物质B。可是，他们混合后真的不发生反应吗？让我们来试验一下：实验I：分别取25mL饱和A溶液与饱和B溶液，倒入小烧杯中，观察到溶液最终呈绿色；经过笔式酸度计测量可知，在此条件下测得酸度计在饱和A溶液溶液中的示数为7.01，在饱和B溶液中的示数为3.22，而在混合溶液中的示数为3.07。实验II：将实验I中所得溶液均匀分成2份，分别标记成a、b两组，a组放入冰水中，而b组仍保存在小烧杯中。将小烧杯放在加热器上加热，一段时间后观察到a组溶液从绿色变成蓝色，b组溶液绿色加深。实验III：向两个洁净的试管中分别加入等浓度的Cu(NO3)2溶液和CuCl2溶液，使用同一热源均匀加热，观察到加入CuCl2溶液的试管内溶液绿色逐渐加深。物质A和物质B分别是A.NaNO2、CuSO4B.NaCl、Cu(NO3)2C.NaNO2、Cu(NO3)2D.NaCl、CuSO4【答案】D【解析】【详解】食盐为氯化钠，波尔多液制备中物质为硫酸铜和氢氧化钙，其中属于盐的物质为硫酸铜，故物质A和物质B分别是氯化钠、硫酸铜；故选D。18.傲娇，来源日本ACGN的一个词语，指人物为了掩饰害羞腼腆而做出态度强硬高傲表里不一言行的代名词，常用来形容平常说话带刺，态度强硬高傲，但在一定的条件下害臊地黏腻在身边的人物。在化学中也有这样的原理，那就是勒夏特列原理。勒夏特列对于可逆反应平衡的移动总结出的规则在后人的二次总结下总结成了一条：平衡总是朝着能减小外界条件改变对其产生的影响的方向移动。已知相同条件下，每个产物浓度系数次幂的连乘积与每个反应物浓度系数次幂的连乘积之比是个常数。初中的时候，我们学到的无机基本反应类型共4种：化合反应、分解反应、置换反应和复分解反应。其中，复分解反应发生的条件是：产物中必须存在沉淀、气体或H2O，那么，按照我们初中的知识，有两种物质在水溶液中混合后应该不反应，他们是我们平时吃的食盐A和波尔多液制备中属于盐的物质B。可是，他们混合后真的不发生反应吗？让我们来试验一下：实验I：分别取25mL饱和A溶液与饱和B溶液，倒入小烧杯中，观察到溶液最终呈绿色；经过笔式酸度计测量可知，在此条件下测得酸度计在饱和A溶液溶液中的示数为7.01，在饱和B溶液中的示数为3.22，而在混合溶液中的示数为3.07。实验II：将实验I中所得溶液均匀分成2份，分别标记成a、b两组，a组放入冰水中，而b组仍保存在小烧杯中。将小烧杯放在加热器上加热，一段时间后观察到a组溶液从绿色变成蓝色，b组溶液绿色加深。实验III：向两个洁净的试管中分别加入等浓度的Cu(NO3)2溶液和CuCl2溶液，使用同一热源均匀加热，观察到加入CuCl2溶液的试管内溶液绿色逐渐加深。下列说法正确的是A.由实验I可知，A和B能够发生复分解反应。B.由实验II可知，从蓝色向绿色的转化可逆，且此反应是吸热反应。C.由实验III可知，反应中影响颜色的因素中有Cl和Cu2+在溶液中的浓度。D.若已知铜盐水溶液中Cu元素以[Cu(H2O)4]2+存在，且反应后溶液中没有新离子产生，可推测产物为[CuCl4]2和H2O。【答案】ABD【解析】【详解】A．复分解反应为化合物交换成分生成另外化合物的反应；饱和A溶液溶液中的示数为7.01，在饱和B溶液中的示数为3.22；由实验I可知，A和B混合后pH减小，说明氢离子浓度变大，说明可能A和B能够发生复分解反应导致某种离子浓度减小、而氢离子浓度增大，A正确；B．由实验II可知，温度改变颜色发生转化，从蓝色向绿色的转化可逆，b组溶液绿色加深，说明升高温度向绿色方向移动，则此反应是吸热反应，B正确；C．实验III观察到加入CuCl2溶液的试管内溶液绿色逐渐加深，实验中变量为阴离子种类，故反应中影响颜色的因素中为Cl，C错误；D．若已知铜盐水溶液中Cu元素以[Cu(H2O)4]2+存在，且反应后溶液中没有新离子产生，通过以上实验可知，氯离子的加入影响了溶液颜色的变化，则可推测[Cu(H2O)4]2+与加入的氯离子形成新的配合物[CuCl4]2，同时生成水，D正确；故选ABD。19.现取铝镁合金，使其在一定浓度的稀硝酸中恰好完全溶解(假定硝酸的还原产物只有NO)，向反应后的混合溶液中滴加溶液，当滴加时，得到沉淀的质量恰好为最大值，则下列有关说法不正确的是

A.沉淀中氢氧根离子的质量为B.恰好溶解后溶液中的的物质的量为C.生成标准状况下NO气体的体积为D.与合金反应的硝酸的物质的量为【答案】C【解析】【详解】A．沉淀为氢氧化铝和氢氧化镁，沉淀质量等于原铝镁合金质量与沉淀中氢氧根离子质量之和，所以沉淀中氢氧根离子的质量为，故A正确；B．恰好溶解后溶液中的的物质的量等于沉淀质量最大时溶液中的物质的量，当沉淀质量最大时，溶液中的溶质只有硝酸钠，溶液中硝酸根离子与钠离子的物质的量相等，，故B正确；C．根据以上分析可知，沉淀中氢氧根离子的物质的量等于、所带电荷的物质的量，也等于合金失去电子的物质的量，即等于反应过程中转移电子的物质的量，，根据得失电子守恒，生成NO时，中价的N元素转变为价，因此生成NO的物质的量为，所以生成标准状况下NO气体的体积为，故C错误；D．与合金反应的硝酸分别起酸的作用和氧化剂的作用，作为酸的硝酸生成硝酸盐的物质的量等于反应后硝酸钠的物质的量，为，作为氧化剂的硝酸的物质的量等于生成的NO的物质的量，为，所以与合金反应的硝酸的物质的量为，故D正确；答案选C。20.量子的概念起源于人们对于黑体的研究，所谓“黑体”是指能够吸收所有到达其表面的电磁辐射，而不发生反射的物质。黑体虽然可以吸收所有电磁辐射，但其自身可以在加热时向外进行辐射(即“黑体辐射”)。先前，人们认识到物体中存在着不停运动的带电微粒，其振动会激发出变化的电磁场，从而产生电磁辐射。但是，用经典的电磁学和热学理论去解释黑体辐射却遇到了很大困难。为了得出与实验相符合的黑体辐射公式，德国物理学家普朗克在多次尝试之后，最终放弃了将宏观世界的能量连续理论应用到微观世界，提出了所谓的“能量量子化”理论。他认为，振动着的带电微粒的能量只能是某一个最小数值的整数倍(类似任何物体的电荷数都是元电荷的整数倍)：为普朗克常量，为电磁波频率(注：在工程学上电磁波频率用表示，二者通用)光也是一种电磁波，其依然满足能量量子化理论，对于波长为的光，其也存在最小能量，我们称之为“光子”不久之后，在量子论的催生下，人们对于原子结构的认知也开始了思想上的突破，首先便是波尔的氢原子理论：轨道量子化与定态：波尔认为，氢原子中的电子在库仑引力作用下绕原子核做圆周运动，但其轨道半径是量子化的(即只能是某一特定数值，而不能是连续的数值)。当电子在这些轨道上运动的时候，不产生电磁辐射。电子在不同轨道上运动时，氢原子本身具有不同的能量。由于轨道的取值量子化，则氢原子本身的能量也是量子化的一些特定数值，则氢原子的状态(即“定态”)也是不同的。定态分两类：基态(能量最低)和激发态(在外界给予能量时会由基态变为激发态)。激发态不稳定，在能量较高的轨道上的电子会自动“跳”(称之为“跃迁”)回能量较低的轨道上。根据能量守恒定律，其在跃迁同时会向外辐射能量(以电磁辐射的形式)。电子的跃迁也会带动氢原子能量状态的改变，因此也会使得氢原子发生“跃迁”。频率条件：按照波尔理论，电子在从能量较高的轨道(能量记为)向能量较低的轨道(能量记为)跃迁时，会释放出能量为的光子。其能量由前后两个能级的能量差决定：补充知识：电磁波的波速为光速(记为)，波长记为，频率记为，满足。如图所示，氢原子在不同能量状态(简称能级)间发生三种跃迁时，释放光子的波长分别是，则下列说法正确的是(横线表示一个能级。右侧数值表示该能级下氢原子具有的能量，单位为eV(电子伏特)，能量单位。箭头表示从一个能级跃迁到另一个能级)。A.发生跃迁时，释放光子的波长可表示为B.发生跃迁时，氢原子能量增加C.用12.09的光子照射大量处于基态的氢原子时，一个氢原子可辐射出3种频率的光D.大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时，可能辐射出3种频率的光【答案】AD【解析】【详解】A．由题意可知，能量差、光速，两式联立得；由图可知发生跃迁时，，则，整理得，A正确；B．发生跃迁时，释放出能量，氢原子能量减小，B错误；C．用12.09的光子照射大量处于基态的氢原子时，电子从n=1能级跃迁到n=3能级，一个氢原子从n=3能级向基态跃迁的过程中，可以发出2种频率的光，C错误；D．大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时，可发生到、到、到的变化，故可能辐射出3种频率的光，D正确；故选AD。21.量子的概念起源于人们对于黑体的研究，所谓“黑体”是指能够吸收所有到达其表面的电磁辐射，而不发生反射的物质。黑体虽然可以吸收所有电磁辐射，但其自身可以在加热时向外进行辐射(即“黑体辐射”)。先前，人们认识到物体中存在着不停运动的带电微粒，其振动会激发出变化的电磁场，从而产生电磁辐射。但是，用经典的电磁学和热学理论去解释黑体辐射却遇到了很大困难。为了得出与实验相符合的黑体辐射公式，德国物理学家普朗克在多次尝试之后，最终放弃了将宏观世界的能量连续理论应用到微观世界，提出了所谓的“能量量子化”理论。他认为，振动着的带电微粒的能量只能是某一个最小数值的整数倍(类似任何物体的电荷数都是元电荷的整数倍)：为普朗克常量，为电磁波频率(注：在工程学上电磁波频率用表示，二者通用)光也是一种电磁波，其依然满足能量量子化理论，对于波长为的光，其也存在最小能量，我们称之为“光子”不久之后，在量子论的催生下，人们对于原子结构的认知也开始了思想上的突破，首先便是波尔的氢原子理论：轨道量子化与定态：波尔认为，氢原子中的电子在库仑引力作用下绕原子核做圆周运动，但其轨道半径是量子化的(即只能是某一特定数值，而不能是连续的数值)。当电子在这些轨道上运动的时候，不产生电磁辐射。电子在不同轨道上运动时，氢原子本身具有不同的能量。由于轨道的取值量子化，则氢原子本身的能量也是量子化的一些特定数值，则氢原子的状态(即“定态”)也是不同的。定态分两类：基态(能量最低)和激发态(在外界给予能量时会由基态变为激发态)。激发态不稳定，在能量较高的轨道上的电子会自动“跳”(称之为“跃迁”)回能量较低的轨道上。根据能量守恒定律，其在跃迁同时会向外辐射能量(以电磁辐射的形式)。电子的跃迁也会带动氢原子能量状态的改变，因此也会使得氢原子发生“跃迁”。频率条件：按照波尔理论，电子在从能量较高的轨道(能量记为)向能量较低的轨道(能量记为)跃迁时，会释放出能量为的光子。其能量由前后两个能级的能量差决定：补充知识：电磁波的波速为光速(记为)，波长记为，频率记为，满足。下列说法正确的是A.相比起氢原子跃迁之前，跃迁后氢原子自身的化学性质将会发生改变。B.氢原子由基态跃迁到激发态之后，核外电子能量增大，运动速率增大。C.已知氢原子基态能量为，普朗克常量为，设电子的质量为。则基态氢原子吸收频率为的光子被电离后，电子速度大小为。D.大量氢原子从基态向能级跃迁，可能辐射出的光的频率为代表组合数，，其中)。【答案】B【解析】【详解】A．相比起氢原子跃迁之前，原子中最外层电子数没有改变，故跃迁后氢原子自身的化学性质不会发生改变，A错误；B．氢原子由基态跃迁到激发态之后，电子获得能量，核外电子能量增大，运动速率增大，B正确；C．已知氢原子基态能量为，普朗克常量为，设电子的质量为。则基态氢原子吸收频率为的光子被电离后，电子总能量为，根据E=mc2可知，电子速度大小为，C错误；D．大量氢原子从基态向n能级跃迁，基态向n能级跃迁有n种情况，基态+1能级向n能级跃迁有n1种情况，基态+2能级向n能级跃迁有n2种情况⋯⋯，故可能辐射出的光的频率为n+(n1)+(n2)+⋯⋯+2+1，故共种，D错误；故选B。主观题部分(共125分)三、论证题：本题共2题，每小题10分，共20分。请在答题卡对应的区域内作答，超出答题区域的答案无效，论证中仅可使用文字语言，可以引用一定量的课本内数据与客观题中的材料，要求论证合情合理，逻辑严谨，条理清晰，不超过150字。示例：请从化学的角度就“火山喷发造成的影响”做出简要分析。【仅供示例使用】答：火山喷发对于人们的生产生活造成的影响有害亦有利。火山喷发时喷出的火山灰中含有大量的SO2和SO3等污染型气体，容易诱发硫酸型酸雨等一系列二次污染问题，同时流淌的岩浆会导致火山附近的人们遭受到对生命财产安全的威胁，对人类的生产生活造成一系列的困扰。但同时火山喷发也是金刚石(C)等一系列矿石出产的契机，喷出的火山灰也相当于化肥，可以使周围的土地更加肥沃，同时也可以作为美容产品的原料。22.自2019年以来，新冠肺炎疫情一直都影响着我们的生产生活，而疫情之下的核酸检测也成了人们的刚需。对此，某公司根据胶体金免疫层析法推出了一种自测试剂盒。（1）请利用课本内知识，论证“向新冠肺炎自测试剂盒中倒入可乐或柠檬水可能会导致假阳性”这一观点的合理性_______。（2）请论证该公司根据胶体金免疫层析法研制自测试剂盒的优势和缺陷_______。【答案】（1）胶体在加入其它电解质溶液的时候会破坏胶体的稳定性从而产生聚沉现象，故向新冠肺炎自测试剂盒中倒入可乐或柠檬水可能会导致胶体出现聚沉而得出假阳性的结论（2）优点的操作简单、适用范围广、现象明显；缺点是胶体不是特别稳定，容易受到外界条件的影响【解析】【分析】胶体中分散质粒子的直径介于1nm～100n之间，胶体能够发生丁达尔效应、电泳、聚沉，胶粒不能通过半透膜，而小分子、离子等可以通过半透膜；【小问1详解】胶体中存在分散质为胶粒，在加入其它电解质溶液的时候会破坏胶体的稳定性从而产生聚沉现象，故向新冠肺炎自测试剂盒中倒入可乐或柠檬水可能会导致胶体出现聚沉而得出假阳性的结论；【小问2详解】优点的操作简单、适用范围广、现象明显；缺点是胶体不是特别稳定，容易受到外界条件的影响。23.据报道，日本原子能规制委员会7月22日举行临时会议，正式批准东京电力公司制定的福岛第一核电站核污染水排海计划。福岛核电站放射性废水主要有三个来源，反应堆原有的冷却剂、事故后为持续冷却堆芯而新注入的水、大量渗入反应堆的地下水及雨水等。发生辐射泄漏后，为控制反应堆温度，需要持续注水进行冷却降温。截至2021年3月，已储存了125万吨核污水，且每天新增140吨。请从化学的角度分析核污水排放将会造成的危害，可以适当结合其它学科知识_______。【答案】核污水含有大量的放射性元素成分，氚的含量最高，其次还有14C、60Co、90Sr，这三种元素降解时间长，而且容易进入海洋的沉积物中被海洋生物吸收，这些同位素对人类具有潜在的毒性，能以更长久和复杂的方式影响海洋环境；另外，14C作为“人类集体辐射剂量的主要贡献者”，有可能损害人类的DNA。【解析】【详解】核污水含有大量的放射性元素成分，氚的含量最高，其次还有14C、60Co、90Sr，这三种元素降解时间长，而且容易进入海洋的沉积物中被海洋生物吸收，这些同位素对人类具有潜在的毒性，能以更长久和复杂的方式影响海洋环境；另外，14C作为“人类集体辐射剂量的主要贡献者”，有可能损害人类的DNA。四、非选择题：本题共9题，共105分。24.有时候，化学如同魔法一般，让人捉摸不透……（1）直至2022年7月24日11时，我国的“问天”实验舱已经进入了发射倒计时。“问天”实验舱是中国空间站“天宫”的组成部分，舱段规模20吨级，主要面向空间生命科学研究，而他的发动机——大推力氢氧发动机YF77也十分引人注目。已知氢氧发动机内部可以简化为燃料电池，写出此电池的总反应方程式：_______并写出使用液氧液氢做燃料的一个优势：_______。（2）写出HOOCCOOH和HOCH2CH2OH反应生成六元环化合物的反应方程式：_______。（3）已知Fe(OH)2在常温无氧条件下会发生分解，转化为Fe3O4，且该反应为涉及到两种元素变价，写出其反应方程式：_______。（4）写出氢氧化铁溶解在氢碘酸溶液中的离子方程式：_______。【答案】（1）①.2H2+O2=2H2O②.环保（2）HOOCCOOH+HOCH2CH2OH+2H2O（3）（4）【解析】【小问1详解】氢氧燃料电池的总反应为2H2+O2=2H2O；使用液氧液氢做燃料，不会产生污染物，绿色环保，故答案为：2H2+O2=2H2O；环保；【小问2详解】HOOCCOOH和HOCH2CH2OH发生酯化反应生成和水，反应的化学方程式为HOOCCOOH+HOCH2CH2OH+2H2O；【小问3详解】Fe(OH)2在常温无氧条件下会发生分解，转化为Fe3O4，且该反应为涉及到两种元素变价，铁元素的化合价升高，则必然有元素的化合价降低，O已经是最低化合价，不可能再降低，因此可知H元素化合价降低生成氢气，则反应的化学方程式为，故答案为：；【小问4详解】氢氧化铁与氢碘酸发生氧化还原反应生成碘化亚铁、碘单质和水，反应的离子方程式为，故答案为：。25.回答下列问题：（1）初中物理中我们已经认识到电阻，根据欧姆定律可以推出其定义式为，在之后的学习中我们会接触到电阻的决定式(即阐明电阻的决定因素与其比例关系的公式)：如图所示，对于一个长度为，电流通过一端的横截面积为的导体，其电阻满足，其中的是该导体材料的电阻率，单位为Ω·m，仅与材料和温度有关。我们取电阻的倒数记为电导，符号为，即G=，类似的，我们也可以得到电导率，则=_______。（2）物理化学家为了定量描述电解质电解程度，引入了电离度的概念，表达式如下：I.电离度越大，电解质电离程度越彻底，其电离平衡常数_______(填“越大”，“越小”或“不变”)II.电离度的测定有三种方法：半中和法，pH法和电导率法，其中电导率法最为精确与常用。由于电导率大小同时受三个物理量的制约，为了统一起见，引入概念“摩尔电导率”，记为。其物理意义为在两个距离单位间距的极板之间填充含有1mol该物质的溶液时的电导。①与的关系是_______(用含的代数式表达，可引入其他物理量，例如体积，体积的物质的量浓度等)②已知：a.弱电解质电离程度与溶液浓稀有关，在极稀溶液中可以看为完全电离。在此时的摩尔电导率也叫极限摩尔电导率，记为。b.相同条件下，摩尔电导率和极限摩尔电导率仅与电解质溶液内的自由离子数呈正比。(忽略水的电离)则电离度的表达式为_______(用题目II中所给物理量的表达式进行表达，其中与的外界测定环境相同，仅溶液浓度与极板面积不同)【答案】（1）或（2）①.不变②.③.【解析】【小问1详解】，根据题干定义可知，电导率=，所以==；【小问2详解】I.电离平衡常数与温度有关，温度不变时，电离度越大，电解质电离程度越彻底，但其电离平衡常数不变；II.①为在两个距离单位间距的极板之间填充含有1mol该物质的溶液时的电导G，G与的关系是G=，物质的量n=cV（体积为，该体积溶液的物质的量浓度为），所以与的关系是。②由于Λm与Λm′都与电解质电离出的自由离子数目成正比（因为忽略了水的电离，所有离子均来源于电解质），则可以写成：Λm=k×NΛm′=k×N′其中k为比例系数，N为弱电解质正常情况下电离出的离子数，N′为弱电解质无限稀释情况下电离出的离子数（相当于完全电离时电离出的离子数），而由于其测定条件相同，在相同条件下仅与溶液内自由离子数成正比，因此k值相同。而电解质分子数=，记一个电解质分子电离出的离子个数为Nm，可以得到=综上26.自然界中，万物相互依存、相互促进。只有合理的进行人类的生产生活，我们才能和自然和睦相处。（1）下图为某城镇的生产和生活区的分布情况，已知河流流经A、E设施后水中的c(H+)发生大幅度变化，流经F设施后水中含氧量大幅度降低，请从下方的各个设施中选择对应的设施，并填入下方的方框中：可以选择的设施：火力发电厂、污水处理厂、石灰厂、城镇居民区、自来水厂、化肥厂。A：_______B：_______C：_______D：_______E：_______F：_______。（2）随着时代的发展，我们生活中使用的材料也在不断进步：I.选出下面属于传统无机非金属材料的物品：_______。①玻璃钢②砖瓦③玄武岩④光导纤维⑤橡胶⑥沸石⑦金刚砂⑧搪瓷⑨水玻璃II.在生产中，缩合反应十分常见。已知此反应的产物具有咪唑环结构：(←这只也是咪唑)试画出最终产物的结构式：_______。【答案】（1）①.石灰厂②.自来水厂③.城镇居民区④.污水处理厂⑤.火力发电厂⑥.化肥厂（2）①.②③⑥⑧②.【解析】【分析】缩合反应为生成聚合物和小分子化合物的反应，反应物质往往含有2个官能团；；【小问1详解】B为自来水厂，引用无污染水源；生产的自来水供给城镇居民区使用，C为城镇居民区；城镇居民区产生污染经过污水处理厂排放，D为污水处理厂；A、E设施后水中的c(H+)发生大幅度变化，A处于山区，为石灰厂，生产的氧化钙会和氢离子反应导致c(H+)发生大幅度变化；E为火力发电厂，煤炭燃烧导致水中c(H+)发生大幅度变化；流经F设施后水中含氧量大幅度降低，F为化肥厂，排放水含有大量营养元素导致微生物繁殖，水中缺氧；故ABCDEF分别为石灰厂、自来水厂、城镇居民区、污水处理厂、火力发电厂、化肥厂；【小问2详解】I.①玻璃钢为复合材料；②砖瓦为传统无机非金属材料；③玄武岩为传统建筑材料，是传统无机非金属材料；④光导纤维为二氧化硅，不是传统无机非金属材料；⑤橡胶为有机材料；⑥沸石为传统无机非金属材料；⑦金刚砂为新型无机非金属材料；⑧搪瓷为传统无机非金属材料；⑨水玻璃为硅酸钠溶液，不是传统无机非金属材料；故选②③⑥⑧；II.缩合反应为生成聚合物和小分子化合物的反应，已知反应脱去2nH2O、2nPhOH，且生成咪唑环结构，则反应为邻位2个氨基和酯基反应生成咪唑环结构同时生成小分子H2O、PhOH，结合反应物结构可知，最终生成物为：。27.化学一直都在发展……①利用非水体系中的化学反应，可以用来制备无水盐，工业上原来制备无水硝酸铜的过程如下(步骤I得到的是硝酸铜溶液)，据此回答：CuOCu(NO3)2Cu(NO3)2·nH2OCu(NO3)2(无水)已知：步骤III的气体产物仅有两种，均呈酸性，其中一种分子量为64（1）步骤I中加入的物质1(aq)为_______(填写化学式)，步骤III中加入SOCl2的作用是_______，写出步骤III发生的化学反应的化学方程式_______。（2）已知若步骤III中不加入SOCl2，直接加热含结晶水的硝酸铜，会生成碱式硝酸铜[Cu(NO3)2·3Cu(OH)2]，其原因是硝酸铜发生了_______(填反应类型)，其反应的化学方程式为_______。②现如今化学家们发明了另一种制备方法：Cu(s)Cu(NO3)2·nN2O4Cu(NO3)2已知：在液态N2O4中存在一下自耦电离平衡：N2O4NO++，步骤I，II均放出有毒气体，两者均为汽车尾气的主要成分（3）试写出步骤I与步骤II的方程式：步骤I_______；步骤II_______。（4）该反应的优点(写出一条即可)：_______。【答案】（1）①.HNO3②.除去Cu(NO3)2·nH2O中的结晶水③.Cu(NO3)2·nH2O+nSOCl2=Cu(NO3)2+nSO2+2nHCl（2）①.水解反应②.4Cu(NO3)2·nH2OCu(NO3)2·3Cu(OH)2+6HNO3+(4n6)H2O（3）①.Cu+(n+2)N2O4=Cu(NO3)2·nN2O4+2NO②.Cu(NO3)2·nN2O4Cu(NO3)2+2nNO2（4）反应步骤少，操作简单，反应条件温和【解析】【分析】①CuO和HNO3溶液反应生成Cu(NO3)2和水，得到Cu(NO3)溶液，将溶液浓缩结晶得到Cu(NO3)2·nH2O晶体，再往Cu(NO3)2·nH2O中加入SOCl2液体并加热，除去结晶水得到无水Cu(NO3)2。②将Cu(s)投入到液态N2O4中，反应生成Cu(NO3)2·nN2O4和NO，将Cu(NO3)2·nN2O4微热发生分解反应，得到Cu(NO3)2和NO2。【小问1详解】根据分析，步骤I中加入HNO3溶液和CuO反应生成Cu(NO3)2和水；步骤III中加入SOCl2液体，目的是将Cu(NO3)2·nH2O中的结晶水除去，以得到无水Cu(NO3)2；步骤III反应过程中生成两种气体产物，均呈酸性，其中一种分子量为64，则这两种气体为SO2和HCl，该反应的化学方程式为Cu(NO3)2·nH2O+nSOCl2=Cu(NO3)2+nSO2+2nHCl；【小问2详解】不加SOCl2，直接加热含结晶水的硝酸铜，Cu(NO3)2发生水解反应，生成碱式硝酸铜[Cu(NO3)2·3Cu(OH)2]，反应的化学方程式为4Cu(NO3)2·nH2OCu(NO3)2·3Cu(OH)2+6HNO3+(4n6)H2O；【小问3详解】在液态N2O4中存在一下自耦电离平衡：N2O4NO++，将Cu(s)投入到液态N2O4中，反应生成Cu(NO3)2·nN2O4和NO，反应的化学方程式为Cu+(n+2)N2O4=Cu(NO3)2·nN2O4+2NO；将Cu(NO3)2·nN2O4微热发生分解反应，得到Cu(NO3)2和NO2，反应的化学方程式为Cu(NO3)2·nN2O4Cu(NO3)2+2nNO2；【小问4详解】相比于工业上原来制备无水硝酸铜的过程，该反应步骤少，操作简单，反应条件温和。28.你知道什么是酸碱吗？中学我们认识知道，酸是在水溶液中电离出的阳离子全部为氢离子的物质，碱是在水溶液中电离出的阴离子全部为氢氧根离子的物质。而事实上，酸碱的定义随着历史发展也在不断革新，历代化学家发表了不同的酸碱理论，目前较为广泛接受的有离子论，溶剂论，质子论，电子论和软硬酸碱理论，在此处针对溶剂论和质子论做简单介绍。溶剂论是1905年富兰克林提出的一种按照纯溶剂是否能够自耦电离(例如水的自耦电离：2H2OH3O++OH)出溶剂合质子来区分酸碱的一种理论，这个理论将溶液自耦电离出的具有溶液特征的阳离子称为酸，具有溶液特征的阴离子称为碱。例如：液态N2O4中发生自耦电离N2O4NO++NO，此时NO+即为该溶液的酸，NO即为该溶液的碱。据此回答第(1)题。（1）①已知液氨会自耦电离，请类比水的自耦电离写出其自耦电离方程式：_______，其中，_______为液氨溶液的酸，_______为液氨溶液的碱。此时的酸碱中和反应可以写成(写出方程式)：_______。②写出氯气在液氨溶液中反应的离子方程式：_______。质子论是1923年由布朗斯特和劳里提出的，其定义酸为可以给出质子的物种，碱定义为可以接受质子的物种，因此存在关系：，如图的关系也称为“共轭酸碱对”，因此该理论又称为“共轭酸碱理论”。该理论下所有酸碱都是共轭的，满足弱酸共轭强碱，弱碱共轭强酸。其中的酸，碱可以是分子，也可以是阴离子，阳离子。同时，“盐”的定义被去除，因为组成盐的离子本身就可以分别看作酸和碱。（2）①下列说法正确的是_______。A.因为在水溶液中有H2SO42H++SO，因此H2SO4与SO互为共轭酸碱对B.由于水可以发生自耦电离，则按照该理论，水既属于酸又属于碱C.可以根据HNO3的性质推断NO的酸性较弱D.液氨对碳酸和盐酸是区分溶剂，可以便于区分酸性的强弱②对于反应NH3+HCl=NH4Cl而言，_______是酸_______是碱。③在溶液中，酸的强度是依靠其电离平衡常数来判断的。越大则证明电离程度越大，故酸性越强。对于一种酸HA，其电离平衡常数为：HAH++A，其中，与化学平衡常数类似，为离子浓度的化学计量数次幂的乘积比电解质的化学计量数次幂的乘积。实验证明，盐酸，硝酸，硫酸，高氯酸的酸性是有差异的，可是在水溶液中无法区分酸性差异，其原因在于水溶液本身具有碱性，其溶剂化作用(质子在溶液中不是单独存在，而是结合溶剂分子生成溶剂合质子，这称为溶剂化作用)导致这四种酸在水溶液中的电离平衡趋势相同，从而无法断定酸性强弱，这类溶剂称为拉平溶剂。反之，若将这四种酸分别放入冰醋酸中，测得的平衡常数是不同的，即电离平衡趋势不同，这类溶剂称之为区分溶剂。据此回答问题：区分溶剂之所以能够区分不同强酸的酸碱性，原因在于其溶剂化作用_______(填“较强”或“较弱”)。【答案】（1）①.②.③.④.⑤.（2）①.ABD②.HCl③.NH3④.较弱【解析】【小问1详解】根据举例：水的自耦电离：2H2OH3O++OH；液态N2O4中发生自耦电离N2O4NO++NO；已知液氨会自耦电离，则类比水的自耦电离，则氨自耦电离方程式：，其中自耦电离出的具有溶液特征的阳离子称为酸，则为液氨溶液的酸，具有溶液特征的阴离子称为碱，则为液氨溶液的碱。此时的酸碱中和反应可以写成：。②类比可知，氯气在液氨溶液中反应生成，离子方程式：；【小问2详解】①A．已知称为“共轭酸碱对”，因为在水溶液中有H2SO42H++SO，因此H2SO4与SO互为共轭酸碱对，A正确；B．定义酸为可以给出质子的物种，碱定义为可以接受质子的物种，由于水可以发生自耦电离，则按照该理论，水既属于酸又属于碱，B正确；C．硝酸为强酸，根据则推断NO为碱，具有碱性，C错误；D．液氨对碳酸和盐酸是区分溶剂，可以通过液氨结合碳酸、盐酸中氢离子的难易程度，便于区分酸性的强弱，D正确；故选ABD；②对于反应NH3+HCl=NH4Cl而言，NH3的到质子为碱，HCl提供质子为酸；③水溶液本身具有碱性，其溶剂化作用(质子在溶液中不是单独存在，而是结合溶剂分子生成溶剂合质子，这称为溶剂化作用)导致这四种酸在水溶液中的电离平衡趋势相同，从而无法断定酸性强弱，这类溶剂称为拉平溶剂。反之，若将这四种酸分别放入冰醋酸中，测得的平衡常数是不同的，即电离平衡趋势不同，这类溶剂称之为区分溶剂。由题干意思可知，区分溶剂之所以能够区分不同强酸的酸碱性，原因在于其溶剂化作用较弱，更能体现酸本身电离出氢离子的难易程度。29.在初中，我们曾经接触过这样一个模型：我们称其为“洋葱模型”，因为这个原子模型看起来像一个洋葱，一层一层的……awa每一层都被称作“能层”，而每个能层能够容纳的电子数都不一样：2，8，18，32……但是，你是否有过这样的疑惑：为什么每个能层能够容纳的电子的数目只能是那么多呢……？这时，我们就要提到另外一个模型了：玻尔模型。玻尔在提出的模型中规定：电子在一些特定的可能轨道上绕核做圆周运动，离核愈远能量愈高，这如同太阳系中的各大行星，围绕着太阳在不停的运动。他以这个模型为基础，提出了构造原理，即从氢开始，随核电子数的增加，新增电子填入原子核外“壳层”的顺序，由此开启了用原子结构解释元素周期表的篇章。我们之前学的“能层”，其前身就是玻尔所提出的“壳层”。自此之后的5年，原本的“壳层”落实为了所谓的“能层”和“能级”。在后人的不断努力下，到1936年，德国科学家马德隆以原子光谱事实为依据，最终提出了完整的构造原理。构造原理是化学中的一种定理，决定了原子、分子和离子中电子在各能级的排布。随核电荷数递增，大多数元素的电中性基态原子的电子按顺序填入核外电子运动轨道，即为构造原理。下图中，每个小圆圈表示一个能级。每一行对应一个能层，各圆圈连线的顺序表示随核电荷数递增而增加的电子填入能级的顺序；而另一张图(下)为碳原子的电子排布图：一、已知以下有关电子排布的定义：•电子排布式：是表示原子核外电子排布的图式之一、有七个电子层，分别用1、2、3、4、5、6、7等数字表示K、L、M、N、O、P、Q等电子层，用s、p、d、f等符号分别表示各电子亚层，并在这些符号右上角用数字表示各亚层上电子的数目。迄今为止，只发现了7个电子层。•能量最低原理：自然界一个普遍的规律是"能量越低越稳定"。原子中的电子也是如此。在不违反泡利原理、和洪特规则的条件下，电子优先占据能量较低的原子轨道，使整个原子体系能量处于最低，这样的状态是原子的基态。•洪特规则：电子尽可能的占据不同轨道，自旋方向相同。•泡利不相容原理：在一个能量最低的体系中，没有两个电子的四个量子数是完全相同的。•能级交错：电子层数较大的某些轨道的能量反低于电子层数较小的某些轨道能量的现象。•电子自旋：电子不仅在核外空间不停地运动，而且还作自旋运动。电子自旋有两种状态，相当于顺时针和逆时针两种方向。每个轨道最多容纳2个自旋方向相反的电子。同一轨道中的2个电子称成对电子，若一个轨道中只有1个电子，该电子被称为单电子。•价层电子：指原子核外电子中能与其他原子相互作用形成化学键，跟元素化合价有关的电子，又称价电子。•价层：就是显现化合价的电子层，通常指原子的最外层电子层。•电负性：周期表中各元素的原子吸引电子能力的一种相对标度。又称负电性。元素的电负性愈大，吸引电子的倾向愈大，非金属性也愈强。一般认为，电负性大于1.8的是非金属元素，小于1.8的是金属元素，在1.8左右的元素既有金属性又有非金属性。而一般构成元素的电负性差值在0.6~1.7左右的化合物都是共价化合物。且已知原子中的每一个电子都具有一个不同的运动状态，Re原子共有14个能级，价层共有7个运动状态不同的电子：（1）写出基态Re原子的价层电子排布图：_______。（2）写出与Re同族的原子序数最小的+2价离子基态核外电子排布式：___。（3）Re电负性是1.9，Cl的电负性是3.0，ReCl3的熔点为723℃，沸点800~850℃，500℃真空升华。据此判断ReCl3是_______(选填“共价”，“离子”)化合物。（4）试推测N能层最多只能容纳32个电子的原因：_____。二、解决了第一个问题之后，我们就成功的来到了第二个问题：很多同学都知道，CO2和H2O明明都是3个原子，为什么CO2的空间结构是直线形，而H2O的空间结构却是V形呢？对于下面的问题，这里我们要介绍3个知识点：价层电子对互斥模型、杂化轨道理论和大π键。价层电子对互斥模型，又称VSEPR模型，是将共用电子对与孤对电子的概念，与原子轨道的概念相结合，且电子斥力达到最小。在这个模型中电子对相互排斥，成键电子与孤对电子距离越远越好。VSEPR模型以最简单的方法形象化了化学变化，也很容易判断物质的空间构型，并且去除孤电子对的VSEPR模型就是实际情况下的空间结构。而孤电子对(英语：lonepair，或称孤对电子)是不与其他原子结合或共享的成对价电子。存在于原子的最外围电子壳层。孤对电子在分子中的存在和分配影响分子的形状等，对轻原子组成的分子影响尤为显著。指分子中未成键的价电子对。对于孤对电子，有以下计算公式：值得注意的是，中心原子为多个相同原子时，该公式的计算结果为每一个原子上的孤对电子数，而不是中心原子孤对电子数的总和。（5）试计算H2O中孤电子对的对数：_______对。杂化轨道理论：杂化轨道理论是一种科学理论。在形成多原子分子的过程中，中心原子的若干能量相近的原子轨道重新组合，形成一组新的轨道，这个过程叫做轨道的杂化，产生的新轨道叫做杂化轨道。只有最外电子层中不同能级中的电子可以进行轨道杂化，且在第一层的两个电子不参与反应。不同能级中的电子在进行轨道杂化时，电子会从能量低的层跃迁到能量高的层，并且杂化以后的各电子轨道能量相等(等性杂化)，同时又高于原来能量较低的能级的能量，低于原来能量较高的能级的能量。当然的，有几个原子轨道参加杂化，杂化后就生成几个杂化轨道。那么，我们该如何计算杂化轨道的数量呢？计算公式在这里哦(中心原子的轨道数)：比如，PO中P原子的杂化情况为个轨道参与杂化，也就是sp3杂化。很多同学看到公式就有些懵了：π键数该如何计算呢？这里我们要讲第三个知识点：大π键。你可能觉得CO2分子中有两个C=O，但事实上，那真的是碳氧双键吗？事实上，CO2中的那两个π键看成普通π键只是为了方便我们的理解，而那两个π键应该属于大π键，而他的孤对电子也因此被拿去。我们先来看一下轨道的电子云模型(一种用来描述电子在原子核外空间某处出现机会(几率)的大小的模型，毕竟根据量子力学相关的定义，我们无法同时获得电子的位置和此时的时刻)：细心的同学可以发现，2p轨道其实是由3个相同结构构造成的，我们根据其朝向分别命名为2px、2py和2pz。我们常见的π键，就是2p轨道的电子云通过侧面“肩碰肩”的方式形成的。只是，大π键(离域π键)的形成和π键要求不同：1.一般情况下，所有参与形成离域π键的原子必须在同一直线或同一平面上。2.一般情况下，参与离域π键的原子都必须提供一个或两个互相平行的p轨道。3.一般情况下，形成离域π键的p电子的总数小于p轨道数的两倍。大π键的常见表示方法：，其中n为原子个数，m为共用电子个数，m≤2n。那么，m的值应该如何计算呢？计算公式如下：（6）试计算CO2分子中大π键的数量和对应的大π键表示：_______。（7）写出CO2分子中C原子的杂化情况：_______。到了这里，相信你已经能够解决题干刚开始给出的那个问题了：为什么CO2的空间结构是直线形，而H2O的空间结构却是V形呢？已知电子对的数量和其对应的VSEPR模型如下表所示：电子对数VSEPR模型2直线型3平面三角形(sp2杂化)三角锥形(sp3杂化)4四面体(正四面体)5三角双锥型6正八面体（8）写出N2O4一个中心原子的杂化情况和其对应的空间结构：_______；_______。【答案】（1）（2）1s22s22p63s23p63d5（3）共价化合物（4）N能层含有4s、4p、4d和4f共四个能级，每个能级最多容纳的电子数分别为2、6、10、14个电子，则N能层最多容纳32个电子。（5）2（6）2（7）sp（8）①.sp2②.平面形【解析】【小问1详解】Re原子共有14个能级，价层共有7个运动状态不同的电子，根据构造原理可得其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d56s2，则其价层电子排布式为5d56s2，价层电子排布图为；【小问2详解】Re原子的价层电子排布式为5d56s2，Re属于d区元素，且其位于第VIIB族，则与Re同族的原子序数最小的+2价离子为Mn2+，其基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5；【小问3详解】一般构成元素的电负性差值在0.6~1.7左右的化合物都是共价化合物，Re和Cl的电负性差值为1.1，在0.6~1