山西省名校2022-2023学年高二下学期联合考试化学试题
一、单选题
1．化学与生活联系紧密。下列有关叙述错误的是
A．废旧镍镉电池属于有害垃圾
B．CO2排放过多会导致温室效应
C．钢铁在潮湿环境中易发生电化学腐蚀
D．BaCO3可用作医疗上肠胃检查的“钡餐”
2．下列物质溶于水的电离方程式书写正确的是
A． B．
C． D．
3．某电解池装置如图所示，电解质溶液为等浓度的、、混合溶液，则电解一段时间后(溶液有剩余)，阴极可能得到的产物依次为
A．Cu、 B．Cu、、Na C．、 D．、Cu
4．下列说法正确的是
A．3s2表示3s能级有2个轨道
B．p能级的能量一定比s能级的能量高
C．在离核越近区域内运动的电子，能量越低
D．1个原子轨道里，最少要容纳2个电子
5．室温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A．溶液：、、
B．溶液：、、
C．加入甲基橙后变红的溶液：、、
D．溶液：、、
6．根据实验测定，某容器中同时发生甲和乙两个反应：
反应甲：
反应乙：
该容器中的反应达到平衡后，下列措施中一定能提高平衡体系中CH3OH的百分含量的是
A．降低温度 B．使用催化剂
C．扩大容器体积 D．在原料气中加入H2O(g)
7．氨的催化氧化反应为，下列说法正确的是
A．非金属性：N>O>H
B．稳定性：
C．中所有原子均满足8电子结构
D．基态原子的未成对电子数：N>O>H
8．T℃时，在某恒压密闭容器中充入2molSO2(g)、1molO2(g)，发生反应，达到平衡时，O2(g)的物质的量分数为，下列说法可以说明该反应达到平衡的是
A．容器内的压强不再发生变化时 B．容器内气体的密度不变时
C．SO3(g)的体积分数为40%时 D．SO2(g)的转化率为50%时
9．若X3+的价层电子排布式为3d3，则下列说法正确的是
A．X为25号元素Mn
B．基态X原子中的电子有14种空间运动状态
C．X是同周期中未成对电子数最多的元素
D．X在元素周期表中的位置为第四周期第ⅣB族
10．设为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是
A．室温下，的溶液中含有的数目为
B．1L溶液中含有的、数目之和为
C．室温下，的溶液中，由水电离出的数目为
D．电解精炼铜时，当阳极质量减轻64g时，导线中转移的电子数为
11．关于下列装置的叙述正确的是
选项 A B C D
装置
叙述 用牺牲阳极保护法防止铁管道被腐蚀 在铁极附近放置一片湿润的淀粉―KI试纸，试纸变蓝 铅蓄电池充电时，阴极的质量减小 电子从Fe电极流出
A．A B．B C．C D．D
12．合成氨反应是一种有效的工业固氮方法，解决了数亿人口生存问题。诺贝尔奖获得者埃特尔提出了合成氨反应吸附解离的机理，通过实验测得合成氨过程中能量(E)变化如图所示，其中吸附在催化剂表面的物种用“ad”表示。下列说法正确的是
A．该反应中，反应物总能量比反应产物的总能量高
B．该反应历程中的决速步骤为
C．使用催化剂后，合成氨反应的和活化能均改变
D．工业上通常让合成氨反应在高温高压条件下进行来提高的平衡产率
13．根据相应的图像，下列相关说法正确的是
A．图甲：醋酸溶液加水稀释，醋酸的电离程度：p点大于q点
B．图乙：等体积、等pH的盐酸和氢氟酸溶液加水稀释，由水电离出的浓度：a点
D．图丁：的，
14．是一种极为活泼的卤素气体，在制冷、化学工业中有着广泛应用。可通过电解的无水HF溶液制备，该过程有两种气体生成。下列说法正确的是
A．该反应生成了、
B．电解一段时间后，阴、阳两极生成的气体质量之比为1∶19
C．电解过程中转移1mol电子时，生成的气体体积为22.4L
D．一段时间后，加入一定量的固体，可使电解液恢复到电解前的状态
15．硫化锌(ZnS)和硫化铅(PbS)常用于光导体、半导体工业，它们在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知：，M为Zn或Pb，pM表示。下列说法正确的是
A．曲线Ⅱ代表PbS的沉淀溶解平衡曲线
B．n、q两点溶液中的：n
D．向m点对应的悬浊液中加入少量固体，溶液组成由m沿mn曲线向n方向移动
二、非选择题
16．X、Y、Z、W、M是原子序数依次增大的5种短周期元素。非金属元素X的核外电子数等于其周期数；Y的基态原子最外层有3个未成对电子；Z元素的电负性是同周期中最大的；W元素原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等；基态M原子的3p轨道上有4个电子。请回答下列问题：
（1）写出各元素的元素符号：X ，Y 。
（2）Y、Z、W、M的简单离子半径由大到小的顺序为 (填离子符号)。
（3）X、Y、Z、W的电负性由大到小的顺序为 (填元素符号，下同)。
（4）Z与M相比第一电离能比较大的是 ，其基态原子的电子排布式为 。
（5）X~M中某种元素的部分电离能(用、……表示，单位)数据如表：
I ……
电离能 738 1451 7733 10540
①由此可判断该元素是 (填元素符号)，其最高正价为 。
②该元素的电离能越来越大的原因是 。
17．我国在应对气候变化的工作中取得显著成效，承诺2030年前实现“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”，北京冬奥会更是首个实现“碳中和”的世界级体育盛会。因此，如何高效利用成为重要的研究课题。
（1）Ⅰ.光合作用［］
植物光合作用中能量的转化形式为 ；已知植物通过光合作用每吸收1mol需要吸收的能量约为470kJ，若某植物通过光合作用大约吸收了kJ能量，则吸收的为 g。
（2）“人工树叶”电化学装置如图1所示(以稀硫酸为电解质溶液)，该装置能将和转化为糖类(用表示)和。
①该装置涉及的能量转换形式为 。
②X为 (填“阴极”或“阳极”)，阳极上发生的电极反应为 。
③室温下，该装置工作一段时间后，电解质溶液的pH (填“升高”、“降低”或“不变”)
（3）Ⅱ.电化学方法可将有效地转化为，电化学装置如图2所示
该装置工作时，阴极上发生的电极反应为 。
（4）已知该装置工作时，阴极上除有生成外，还可能有副产物生成降低电解效率。(电解效率=)，测得阴极区内的，电解效率为75%，则阳极生成的气体在标准状况下的体积为 L。(忽略电解前后溶液的体积变化)
18．硫代硫酸钠俗称“海波”，又名“大苏打”，溶液具有弱碱性和较强的还原性，是一种重要的化工产品。某化学兴趣小组利用如图装置制备硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3 5H2O)并测定其纯度。请回答下列问题：
Ⅰ.【查阅资料】
①Na2S2O3 5H2O是无色透明晶体，易溶于水。
②向Na2CO3和Na2S混合溶液中通入SO2可制得Na2S2O3。
Ⅱ.【制备产品】实验装置如图所示(夹持装置省略)：
（1）制备 Na2S2O3 5H2O：
①仪器a的名称为 。
②装置A中发生反应的离子方程式是 ，实验室内制备SO2时一般采用质量分数为70%的硫酸而不用98%的浓硫酸，原因是 。
（2）测定纯度：原理为。准确称取mg得到的产品，用适量蒸馏水溶解并配成250mL溶液，取25mL于锥形瓶中，加入几滴淀粉溶液，用0.1000mol L-1碘的标准溶液进行滴定。
①用 (填“酸式”或“碱式”)滴定管盛放碘的标准溶液，滴定至终点的现象是 。
②滴定起始和滴定终点的液面位置如图所示，则消耗碘的标准溶液的体积V= mL，产品的纯度是 (用含m、M的代数式表示)%。(设Na2S2O3 5H2O的摩尔质量为M g mol-1)
③滴定前，仰视液面读数，滴定后俯视液面读数，则所测产品的纯度 (填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
19．选择性催化还原法(SCR)技术是目前国际上主流高效去除尾气中NOx起始终点的技术路线，主要用于还原尾气中的NOx。在一定温度范围内，催化剂将NOx分解成无害的氮气(N2)和水(H2O)，同时，在SCR催化剂的末端涂覆ASC(氨氧化催化剂)，将未反应完全的氨气氧化，防止氨气泄露。其反应原理及主要方程式如图所示：
SCR标准主反应：
SCR辅助反应：
ASC反应：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
请回答下列问题：
（1）由上述反应可知，SCR标准主反应的△H1= kJ mol-1，该反应在 (填“高温”、“低温”或“任意温度”)条件下能自发进行。
（2）在密闭容器中进行SCR标准主反应时，氨氮比[]与温度均会影响该反应的脱硝效率(单位时间内脱除的NOx量与未经脱硝前烟气中所含NOx量的百分比)，其关系如图所示：
①根据图像信息判断，脱硝的最佳条件是 。
②氨氮比一定时，在400℃脱硝效率最大，其可能的原因是 。
③当时，烟气中的NO含量反而增大，主要原因是 。
（3）T℃时，在2L恒容密闭容器中充入1molNO、1molNO2和2molNH3，仅发生SCR辅助反应：，5min时反应达到平衡，测得N2的物质的量分数为，体系压强为。
①在0~5min内， ，NO的平衡转化率为 。
②T℃时，该反应的压强平衡常数Kp= MPa(Kp为以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】金属的电化学腐蚀与防护；绿色化学；铁的吸氧腐蚀
【解析】【解答】A.废旧镍镉电池中含有的镍、镉都是重金属，会污染环境，所以废旧镍镉电池属于有害垃圾，A正确；
B.CO2能使大气不断变暖，所以CO2排放过多会导致温室效应，B正确；
C.在潮湿环境中，钢铁中的Fe、杂质C与浮在表面的水膜易形成原电池，从而发生电化学腐蚀，C正确；
D.BaCO3易溶于胃酸HCl，并使人发生中毒，所以不可用作医疗上肠胃检查的“钡餐”，BaSO4可用作钡餐。D错误；
故答案为：D
【分析】本题考查化学与生活，废旧镍镉电池中含有有毒重金属，属于有害垃圾，不可随意丢弃；CO2、CH4都是温室气体，会造成气候变暖；钢铁是铁碳合金，在潮湿的环境中容易形成原电池发生吸氧腐蚀；碳酸钡可溶与盐酸产生钡离子使人中毒，不可用作钡餐，硫酸钡难溶于酸，可用作钡餐。
2．【答案】B
【知识点】电离方程式的书写
【解析】【解答】A.BaCl2为强电解质，电离方程式用“=”连接，电离方程式为：，A错误；
B.碳酸是弱电解质，在溶液中分步电离，B正确；
C.硫酸氢钠是强酸的酸式盐，电离方程式为：，C错误；
D.NH3.H2O为弱碱，在溶液中部分电离，用可逆符号，其电离方程式为，D错误。
故答案为：B
【分析】电离方程式的书写，强电解质用“=”，弱电解质用可逆符号。
3．【答案】A
【知识点】电解原理；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A.该装置是电解池，电极是惰性电极，在阴极放电的是溶液中的阳离子，放电顺序，且在水溶液中Na+不放电，所以阴极可能得到的产物依次为Cu、H2，所以A正确；
B.Na+在水溶液中不放电，B错误；
C.阴极产物应该是阳离子放电，C错误；
D.Cu2+的放电顺序排在H+之前。
故答案为：A
【分析】阴极阳离子的放电顺序为，Na+的放电顺序排在水电离出的H+之后，所以在水溶液中Na+不放电。
4．【答案】C
【知识点】原子核外电子排布；原子核外电子的运动状态；原子结构的构造原理；原子核外电子的能级分布
【解析】【解答】A.s能级只有1个轨道，3s2表示3s能级容纳2个电子，A不正确；
B.p能级的能量不一定比s能级的能量高，如3p能级的能量低于4s能级的能量，B不正确；
C.能量较低的电子，在离核较近的区域运动，在离核越近区域内运动的电子，能量越低，C正确；
D.1个原子轨道里，最多能容纳2个电子，也可以容纳1个电子或不容纳电子，D不正确；
故答案为：C
【分析】核外电子分层排布，在离核越近的区域能量越低，在离核越远的区域能量越高。
5．【答案】D
【知识点】离子共存
【解析】【解答】A.偏铝酸根离子与氢离子会生成氢氧化铝沉淀或铝离子，两者不能大量共存，A不符合题意；
B.铁离子与碳酸根离子会发生双水解生成氢氧化铁沉淀和二氧化碳，不能大量共存，B不符合题意；
C.加入甲基橙后变红的溶液存在氢离子，氢离子与氟离子会反应生成弱电解质HF，氢离子和碳酸根离子反应生成二氧化碳，C不符合题意；
D.限定溶液中，离子均不反应，能大量共存，D符合题意；
故答案为：D
【分析】能发生反应的离子不能大量共存。复分解型离子反应中，生成难溶物、易挥发的物质、弱电解质均不能共存。
6．【答案】A
【知识点】化学平衡中反应条件的控制；化学平衡的影响因素；化学平衡移动原理
【解析】【解答】A.降低温度，反应乙平衡逆向移动，二氧化碳和氢气的浓度增大，反应甲中的平衡正向移动，CH3OH的物质的量增大，从而提高平衡体系中CH3OH的百分含量，A符合题意；
B.使用催化剂，反应甲、反应乙都不移动，不能提高平衡体系中CH3OH的百分含量，B不符合题意；
C.扩大容器体积，即减小压强，反应甲的平衡逆向移动，CH3OH的物质的量减小，从而降低平衡体系中CH3OH的百分含量，C不符合题意；
D.在原料气中加入H2O(g)，反应甲、反应乙的平衡都发生逆向移动，从而降低平衡体系中CH3OH的百分含量，D不符合题意；
故答案为：A
【分析】根据勒夏特列原理，当改变一个反应条件时，平衡会向着减弱这种改变的方向移动。
7．【答案】D
【知识点】原子核外电子排布；元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律
【解析】【解答】A.同周期从左向右非金属性增强，非金属性O强于N，故A错误；
B.非金属性越强，其气态氢化物的稳定性越强，O的非金属性强于N，则H2O的稳定性强于NH3，故B错误；
C.NH3中H的最外层有2个电子，故C错误；
D.N的电子排布式为1s22s2p3，有3个未成对电子，O的电子排布式为1s22s2p4，有2个未成对电子，H的电子排布式为1s1，有1个未成对电子，因此未成对电子数为：N＞O＞H，故D正确；
故答案为：D
【分析】同周期从左到右，非金属性逐渐增强，故非金属性O>N>H；非金属性越强，氢化物越稳定，所以稳定性H2O>NH3；NH3中H原子最外层只有2个电子，不满足8电子结构；N的电子排布式为1s22s2p3，有3个未成对电子，O的电子排布式为1s22s2p4，有2个未成对电子，H的电子排布式为1s1，有1个未成对电子，因此未成对电子数为：N＞O＞H。
8．【答案】B
【知识点】化学平衡常数；化学平衡状态的判断
【解析】【解答】设参加反应O2的物质的量为x，建立三段式可解得x=0.6mol.
A.恒压容器，压强始终不变，所以当容器内的压强不再发生变化时不能说明反应达到平衡状，A不符合题意；
B.因为反应前后气体的分子数不等，容器内压强恒定，则达平衡时，混合气的体积减小，而混合气的质量不变，则混合气的密度改变，当容器内气体的密度不变时，反应达平衡状态，B符合题意；
C.平衡时，SO3(g)的体积分数为 ，则SO3(g)的体积分数为40%时，反应未达平衡，C不符合题意；
D.平衡时，SO2(g)的转化率为 ，则当SO2(g)的转化率为50%时，反应未达平衡，D不符合题意；
故答案为：B
【分析】判断反应达到平衡的标志，可用“逆向相等，变量不变”来判断，即同种物质的速率。
V正=V逆，不同物质V 正和V逆之比等于化学计量系数之比；当变量不变时，说明反应达到平衡状态。
A项，恒压容器，压强始终不变，不能作为平衡标志；B项，密度等于气体总质量除以气体总体积，体积在改变，所以密度是变量，可以作为平衡标志；C和D，根据三段式可知，平衡时SO3的体积分数为50%，SO2的体积分数是60%，所以CD错误。
9．【答案】C
【知识点】原子核外电子排布；原子核外电子的运动状态；原子结构的构造原理；原子核外电子的能级分布
【解析】【解答】A.X的基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，则X为24号元素Cr，A不正确；
B.基态X原子中的电子占据15个轨道，有15种空间运动状态，B不正确；
C.X的未成对电子数为6，是同周期中未成对电子数最多的元素，C正确；
D.X的价电子数为6，在元素周期表中的位置为第四周期第ⅥB族，D不正确；
故答案为：C
【分析】空间运动状态数目指的是电子占据的原子轨道数，电子的运动状态数目指的是核外电子总数。
10．【答案】A
【知识点】铜的电解精炼；电解质在水溶液中的电离；盐类水解的原理；阿伏加德罗常数
【解析】【解答】A.室温下，pH=2，则c(H+)=，c(H2SO4)=，SO42-的数目为，A正确；
B.溶液中含有的数目之和为0.5NA，B错误；
C.能水解的盐对水的电离起促进作用，由水电离出的OH-数目为，C错误；
D.电解精炼铜时，阳极放电的有Zn，Fe，Ni，Cu，当阳极质量减轻64g时，导线中转移的电子数不是2NA，D错误；
故答案为：A
【分析】硫酸是二元酸，pH=2的H2SO4溶液中氢离子的浓度是硫酸根离子浓度的2倍；在NaHCO3溶液中，含碳微粒有3种， 数目之和为0.5NA；酸碱对水的电离起抑制作用，能水解的盐对水的电离起促进作用，氯化铵溶液中水电离出的氢氧根离子的数目大于10-7NA。电解精炼铜时，粗铜做阳极，阳极锌铁镍铜放电，阴极只有铜离子放电。
11．【答案】C
【知识点】金属的电化学腐蚀与防护；电解原理；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A.装置中有外接电源，则此保护法为外接电源保护法，A不正确；
B.装置中阳极材料为铁，属于活性电极，电池工作时，阳极Fe失电子生成Fe2+进入溶液，Cl-不失电子，没有Cl2生成，则湿润的淀粉―KI试纸不变蓝色，B不正确；
C.铅蓄电池充电时，阴极发生反应PbSO4+2e-=Pb+SO42-，阴极质量减小，C正确；
D.在该装置中，铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，Al作负极，Fe作正极，电子从铝电极流出，沿导线流入Fe电极，D不正确；
故答案为：C
【分析】当活性电极做阳极时，活性电极本身失电子，溶液中的离子不放电；铅蓄电池充电时，阴阳两极的质量均减小。
12．【答案】A
【知识点】工业合成氨；活化能及其对化学反应速率的影响；化学平衡的调控；活化分子
【解析】【解答】A.由合成氨过程中能量(E)变化图可以看出，该反应为放热反应，反应物总能量比反应产物的总能量高，A正确；
B.活化能越大，反应速率越慢，决定反应速率，从能量(E)变化图中可以看出活化能最大的一步是
，其活化能高于106KJ/mol，B错误；
C.催化剂不影响反应的焓变，C错误；
D.合成氨是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，降低原料的平衡转化率，D错误；
故答案为：A
【分析】反应历程中活化能最大的反应是决速步；使用催化剂可以减小反应的活化能，但不会改变反应的焓变。
13．【答案】D
【知识点】化学平衡常数；化学平衡转化过程中的变化曲线；弱电解质在水溶液中的电离平衡
【解析】【解答】A.图甲：醋酸溶液加水稀释，越稀越电离，醋酸的电离程度：p点小于q点；
B.图乙：等体积、等pH的盐酸和氢氟酸溶液加水稀释，HF的pH更小，对水的电离的抑制作用更强，HF中水电离出的氢离子更小，由水电离出的氢离子浓度：a点>b点；
C.图丙：O-T2阶段，该反应处于正向建立阶段，T2-T3阶段，升温平衡逆向移动，该反应为放热反应。对应的平衡常数K的大小T1>T2>T3；
D.图丁：升温Y的体积分数减小，说明平衡正向移动，则；温度相同时，增大压强平衡逆向移动，Y的体积分数增大，所以P2>P1；
故答案为：D
【分析】AB 两项，抓住“越稀越电离”的解题方法；CD两项，根据勒夏特列原理分析改变条件时平衡的移动方向。
14．【答案】B
【知识点】电解原理；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A.电解KHF2的无水HF溶液，反应应生成F2、H2，溶液中不含氧元素，无O2生成，A错误；
B.阴极产生氢气，电极反应式为2H++2e-=H2，阳极产生氟气，电极反应式为，则转移的电子相同，生成的氢气和氟气的物质的量相等，阴、阳两极生成的气体质量之比等于1∶19，B正确；
C.未指明气体所处状态，无法计算其体积，C错误；
D.阴极产生氢气，阳极产生氟气，则通入HF气体，可使电解液恢复到电解前的状态，D错误；
故答案为：B
【分析】在无水体系中，没有氧原子，不生成O2；该反应实质是电解HF，生成氢气和氟气。
15．【答案】B
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
【解析】【解答】A.已知：Ksp(PbS)＜Ksp(ZnS)，当c(S2-)相同时，c(Pb2+)＜c(Zn2+)，则pPb＞pZn，则曲线I代表PbS的沉淀溶解平衡曲线，曲线Ⅱ代表ZnS的沉淀溶解平衡曲线，A错误；
B.由A选项的分析可知，n点的c(Pb2+)小于q点的c(Zn2+)，B正确；
C.Ksp只和温度有关，温度不变，Ksp不变，C错误；
D.向m点对应的悬浊液中加入少量MCl2固体，c(M2+)增大，沉淀溶解平衡逆向移动，c(S2-)减小，则溶液组成由m沿mn曲线向左侧移动，D错误；
故答案为：B
【分析】纵坐标为pM，金属阳离子浓度的负对数，离子浓度越大，pM越小；Ksp只与温度有关，温度不变，Ksp不变。
16．【答案】（1）H；N
（2）
（3）F>N>H>Mg
（4）F；
（5）Mg；+2；失去电子后半径减小，原子核对电子的吸引作用(引力)增大
【知识点】原子核外电子排布；原子结构的构造原理；原子核外电子的能级分布；元素电离能、电负性的含义及应用；原子结构与元素的性质
【解析】【解答】5种元素为短周期元素，非金属元素X的核外电子数等于其周期数，即X为H，基态Y原子最外层有3个未成对电子，即Y的电子排布式为1s22s22p3，推出Y为N；Z元素的电负性是同周期中最大的，根据电负性规律，推出Z为F，W元素原子核外s能级上的电子与p能级上的电子总数相等，W的电子排布式可能为1s22s22p4、1s22s22p63s2，原子序数依次增大，因此W为Mg，基态M原子的3p轨道上有4个电子，即电子排布式为1s22s22p63s23p4，推出M为S，据此分析。
（1）X为H，Y为N。
（2）Y、Z、W、M简单离子分别为N3-、F-、Mg2+、S2-，S2-比另外三种离子多一个电子层，离子半径最大，N3-、F-、Mg2+核外电子排布相同，离子半径随着原子序数的递增而减小，因此离子半径大小顺序是S2-＞N3-＞F-＞Mg2+；故答案为S2-＞N3-＞F-＞Mg2+
（3）X、Y、Z、W分别为H、N、F、Mg，Mg为金属元素，电负性最小，同周期从左向右电负性依次增大，因此电负性由大到小的顺序是F＞N＞H＞Mg；故答案为F＞N＞H＞Mg；
（4）Z、M分别为F、S，F的第一电离能大于S，其电子排布式为1s22s22p5；故答案为F；1s22s22p5
（5）①根据电离能的规律，I3远大于I2，说明该元素最外层有2个电子，该元素为Mg，其最高正价为+2；故答案为Mg；+2；
②失去电子后半径减小，原子核对电子的吸引能力增大，失去电子需要提供较多的能量，电离能越来越大；故答案为失去电子后半径减小，原子核对电子的吸引作用增大。
【分析】离子半径大小比较：核外电子层数不同时，电子层数越多，离子半径越大；核外电子层数相同，电子排布相同，遵循原子序数越小，离子半径越大的原则；同周期从左到右，电负性逐渐增大；一般来说，非金属元素的电负性大于金属元素；同周期从左到右，第一电离能呈增大的趋势，但第二主族大于第三主族，第五主族大于第六主族；元素的逐级电离能逐渐增大，由于核外电子分层排布，所以逐级电离能会出现突变，根据突变可以判断该元素最外层电子数。
17．【答案】（1）太阳能转化为化学能；176
（2）太阳能转化为电能，电能转化为化学能；阴极；；降低
（3）
（4）0.896
【知识点】化学反应中能量的转化；常见能量的转化及运用；电解原理；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】（1）光合作用是将太阳能转化为化学能；已知植物通过光合作用每吸收1molCO2需要吸收的能量约为470 kJ，若某植物通过光合作用大约吸收了能量，则吸收的CO2的物质的量为 ，CO2的质量为
（2）①Y电极水失电子发生氧化反应生成氧气，Y为阳极，该极上发生的电极反应为。
②总反应为，反应消耗水，该装置工作一段时间后，电解质溶液的氢离子浓度增大，pH降低。
（3）CO2生成CH3COOH，碳元素化合价降低发生还原反应，所以CH3COOH 在阴极室产生，阴极发生的电极反应为.阳极的电极反应为
由阴极反应式可知电子转移总数为，根据电子转移守恒可知
【分析】(1)光合作用是将太阳能转化为化学能.
(2)"人工树叶”电化学装置把太阳能转化为电能，电能转化为化学能 。
②由水生成氧气，发生氧化反应，作为阳极；由二氧化碳生成葡萄糖发生还原反应，作为阴极。
电解质溶液的pH应该看总反应，总反应为，反应消耗水，电解质溶液的氢离子浓度增大，pH降低。
18．【答案】（1）圆底烧瓶；；硫酸浓度太大，H+浓度更小，反应速率更慢
（2）酸式；当滴入最后半滴碘的标准溶液时，锥形瓶内溶液由无色变为蓝色，且半分钟内不褪色；18.10；；偏低
【知识点】二氧化硫的性质；浓硫酸的性质；中和滴定
【解析】【解答】(1)浓硫酸中溶剂水太少，大多数硫酸未电离，H+浓度更小，反应速率更慢；
(2)碘易腐蚀橡皮，不能用碱式滴定管，所以要用酸式滴定管 滴入最后半滴碘的标准溶液，锥形瓶内溶液由无色变为蓝色，且半分钟内不褪色，即停止滴定，滴定管读数精确到0.01mL，V=18.10-0.00=18.10 ，， 仰视导致读数偏大，俯视导致读数偏小，V=末读数-初读数，V偏小，所以结果偏低。
【分析】在装置A中，Na2SO3与70%H2SO4溶液反应制取SO2气体；SO2气体通过安全瓶后进入C装置；在C装置内SO2与Na2CO3、Na2S混合溶液发生反应，生成Na2S2O3 5H2O。尾气经过安全瓶后，进入E装置，被NaOH溶液吸收。
（1）在装置A中，亚硫酸钠与浓硫酸反应生成二氧化硫，离子方程式为；实验室制二氧化硫，一般用70%的硫酸，不用98%的浓硫酸也不用稀硫酸，因为浓硫酸中溶剂水太少，硫酸未电离，氢离子浓度小；稀硫酸中溶剂水太多，生成的二氧化硫会溶解在稀硫酸中，不利于气体的溢出。
（2）氧化性的物质如溴单质、碘单质、高锰酸钾会腐蚀橡皮，不能用碱式滴定管，应该用酸式滴定管。滴定管的读数精确到0.01mL.
19．【答案】（1）-1625.8；任意温度
（2）氨氮比为1、温度为400℃；在400℃时催化剂的活性最强，催化效率最高，同时400℃温度较高，反应速率快；当时，过量的NH3会被O2氧化生成NO，所以脱氮效率反而降低
（3）0.1；50%；3po
【知识点】焓变和熵变；化学平衡常数；化学平衡移动原理；化学平衡状态的判断；化学平衡转化过程中的变化曲线
【解析】【解答】（1）SCR标准主反应： ①：
ASC反应： ②
反应Ⅰ： ③：
依据盖斯定律，将反应②-③×2得，SCR标准主反应 △H1=(-1266.8kJ mol-1)-(+179.5kJ mol-1)×2=-1625.8kJ mol-1；该反应的ΔS＞0、△H＜0，则在任意温度条件下能自发进行。答案为：-1625.8；任意温度
（2）①根据图像信息判断，脱硝的最佳条件是氨氮比为1、温度为400℃。
②氨氮比一定时，在400℃脱硝效率最大，正反应是放热反应，则不能从平衡移动角度分析，而应从催化剂的活性、反应速率角度分析，所以其可能的原因是：在400℃时催化剂的活性最强，催化效率最高，同时400℃温度较高，反应速率快。
③当 时，NH3过量，但烟气中的NO含量反而增大，则过量的NH3转化为NO，从而得出主要原因是：当 时，过量的NH3会被O2氧化生成NO，所以脱氮效率反而降低。答案为：氨氮比为1、温度为400℃；在400℃时催化剂的活性最强，催化效率最高，同时400℃温度较高，反应速率快；当 时，过量的NH3会被O2氧化生成NO，所以脱氮效率反而降低；
（3）T℃时，在2L恒容密闭容器中充入1molNO、1molNO2和2molNH3，仅发生SCR辅助反应：，5min时反应达到平衡，测得N2的物质的量分数为，体系压强为p0，设参加反应NO的物质的量为x，则可建立三段式可得，x=0.5mol.
①在0-5min 内，v(NH3)=
NO的平衡转化率为
②压强平衡常数Kp=
【分析】(1)
H<0，S>0，任意温度自发；H>0，S<0，任意温度不自发。
（2）400℃，脱硝效率最大，说明400℃ 催化剂的活性最大。
当 时，过量的NH3会被O2氧化生成NO，所以脱氮效率反而降低。
山西省名校2022-2023学年高二下学期联合考试化学试题
一、单选题
1．化学与生活联系紧密。下列有关叙述错误的是
A．废旧镍镉电池属于有害垃圾
B．CO2排放过多会导致温室效应
C．钢铁在潮湿环境中易发生电化学腐蚀
D．BaCO3可用作医疗上肠胃检查的“钡餐”
【答案】D
【知识点】金属的电化学腐蚀与防护；绿色化学；铁的吸氧腐蚀
【解析】【解答】A.废旧镍镉电池中含有的镍、镉都是重金属，会污染环境，所以废旧镍镉电池属于有害垃圾，A正确；
B.CO2能使大气不断变暖，所以CO2排放过多会导致温室效应，B正确；
C.在潮湿环境中，钢铁中的Fe、杂质C与浮在表面的水膜易形成原电池，从而发生电化学腐蚀，C正确；
D.BaCO3易溶于胃酸HCl，并使人发生中毒，所以不可用作医疗上肠胃检查的“钡餐”，BaSO4可用作钡餐。D错误；
故答案为：D
【分析】本题考查化学与生活，废旧镍镉电池中含有有毒重金属，属于有害垃圾，不可随意丢弃；CO2、CH4都是温室气体，会造成气候变暖；钢铁是铁碳合金，在潮湿的环境中容易形成原电池发生吸氧腐蚀；碳酸钡可溶与盐酸产生钡离子使人中毒，不可用作钡餐，硫酸钡难溶于酸，可用作钡餐。
2．下列物质溶于水的电离方程式书写正确的是
A． B．
C． D．
【答案】B
【知识点】电离方程式的书写
【解析】【解答】A.BaCl2为强电解质，电离方程式用“=”连接，电离方程式为：，A错误；
B.碳酸是弱电解质，在溶液中分步电离，B正确；
C.硫酸氢钠是强酸的酸式盐，电离方程式为：，C错误；
D.NH3.H2O为弱碱，在溶液中部分电离，用可逆符号，其电离方程式为，D错误。
故答案为：B
【分析】电离方程式的书写，强电解质用“=”，弱电解质用可逆符号。
3．某电解池装置如图所示，电解质溶液为等浓度的、、混合溶液，则电解一段时间后(溶液有剩余)，阴极可能得到的产物依次为
A．Cu、 B．Cu、、Na C．、 D．、Cu
【答案】A
【知识点】电解原理；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A.该装置是电解池，电极是惰性电极，在阴极放电的是溶液中的阳离子，放电顺序，且在水溶液中Na+不放电，所以阴极可能得到的产物依次为Cu、H2，所以A正确；
B.Na+在水溶液中不放电，B错误；
C.阴极产物应该是阳离子放电，C错误；
D.Cu2+的放电顺序排在H+之前。
故答案为：A
【分析】阴极阳离子的放电顺序为，Na+的放电顺序排在水电离出的H+之后，所以在水溶液中Na+不放电。
4．下列说法正确的是
A．3s2表示3s能级有2个轨道
B．p能级的能量一定比s能级的能量高
C．在离核越近区域内运动的电子，能量越低
D．1个原子轨道里，最少要容纳2个电子
【答案】C
【知识点】原子核外电子排布；原子核外电子的运动状态；原子结构的构造原理；原子核外电子的能级分布
【解析】【解答】A.s能级只有1个轨道，3s2表示3s能级容纳2个电子，A不正确；
B.p能级的能量不一定比s能级的能量高，如3p能级的能量低于4s能级的能量，B不正确；
C.能量较低的电子，在离核较近的区域运动，在离核越近区域内运动的电子，能量越低，C正确；
D.1个原子轨道里，最多能容纳2个电子，也可以容纳1个电子或不容纳电子，D不正确；
故答案为：C
【分析】核外电子分层排布，在离核越近的区域能量越低，在离核越远的区域能量越高。
5．室温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A．溶液：、、
B．溶液：、、
C．加入甲基橙后变红的溶液：、、
D．溶液：、、
【答案】D
【知识点】离子共存
【解析】【解答】A.偏铝酸根离子与氢离子会生成氢氧化铝沉淀或铝离子，两者不能大量共存，A不符合题意；
B.铁离子与碳酸根离子会发生双水解生成氢氧化铁沉淀和二氧化碳，不能大量共存，B不符合题意；
C.加入甲基橙后变红的溶液存在氢离子，氢离子与氟离子会反应生成弱电解质HF，氢离子和碳酸根离子反应生成二氧化碳，C不符合题意；
D.限定溶液中，离子均不反应，能大量共存，D符合题意；
故答案为：D
【分析】能发生反应的离子不能大量共存。复分解型离子反应中，生成难溶物、易挥发的物质、弱电解质均不能共存。
6．根据实验测定，某容器中同时发生甲和乙两个反应：
反应甲：
反应乙：
该容器中的反应达到平衡后，下列措施中一定能提高平衡体系中CH3OH的百分含量的是
A．降低温度 B．使用催化剂
C．扩大容器体积 D．在原料气中加入H2O(g)
【答案】A
【知识点】化学平衡中反应条件的控制；化学平衡的影响因素；化学平衡移动原理
【解析】【解答】A.降低温度，反应乙平衡逆向移动，二氧化碳和氢气的浓度增大，反应甲中的平衡正向移动，CH3OH的物质的量增大，从而提高平衡体系中CH3OH的百分含量，A符合题意；
B.使用催化剂，反应甲、反应乙都不移动，不能提高平衡体系中CH3OH的百分含量，B不符合题意；
C.扩大容器体积，即减小压强，反应甲的平衡逆向移动，CH3OH的物质的量减小，从而降低平衡体系中CH3OH的百分含量，C不符合题意；
D.在原料气中加入H2O(g)，反应甲、反应乙的平衡都发生逆向移动，从而降低平衡体系中CH3OH的百分含量，D不符合题意；
故答案为：A
【分析】根据勒夏特列原理，当改变一个反应条件时，平衡会向着减弱这种改变的方向移动。
7．氨的催化氧化反应为，下列说法正确的是
A．非金属性：N>O>H
B．稳定性：
C．中所有原子均满足8电子结构
D．基态原子的未成对电子数：N>O>H
【答案】D
【知识点】原子核外电子排布；元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律
【解析】【解答】A.同周期从左向右非金属性增强，非金属性O强于N，故A错误；
B.非金属性越强，其气态氢化物的稳定性越强，O的非金属性强于N，则H2O的稳定性强于NH3，故B错误；
C.NH3中H的最外层有2个电子，故C错误；
D.N的电子排布式为1s22s2p3，有3个未成对电子，O的电子排布式为1s22s2p4，有2个未成对电子，H的电子排布式为1s1，有1个未成对电子，因此未成对电子数为：N＞O＞H，故D正确；
故答案为：D
【分析】同周期从左到右，非金属性逐渐增强，故非金属性O>N>H；非金属性越强，氢化物越稳定，所以稳定性H2O>NH3；NH3中H原子最外层只有2个电子，不满足8电子结构；N的电子排布式为1s22s2p3，有3个未成对电子，O的电子排布式为1s22s2p4，有2个未成对电子，H的电子排布式为1s1，有1个未成对电子，因此未成对电子数为：N＞O＞H。
8．T℃时，在某恒压密闭容器中充入2molSO2(g)、1molO2(g)，发生反应，达到平衡时，O2(g)的物质的量分数为，下列说法可以说明该反应达到平衡的是
A．容器内的压强不再发生变化时 B．容器内气体的密度不变时
C．SO3(g)的体积分数为40%时 D．SO2(g)的转化率为50%时
【答案】B
【知识点】化学平衡常数；化学平衡状态的判断
【解析】【解答】设参加反应O2的物质的量为x，建立三段式可解得x=0.6mol.
A.恒压容器，压强始终不变，所以当容器内的压强不再发生变化时不能说明反应达到平衡状，A不符合题意；
B.因为反应前后气体的分子数不等，容器内压强恒定，则达平衡时，混合气的体积减小，而混合气的质量不变，则混合气的密度改变，当容器内气体的密度不变时，反应达平衡状态，B符合题意；
C.平衡时，SO3(g)的体积分数为 ，则SO3(g)的体积分数为40%时，反应未达平衡，C不符合题意；
D.平衡时，SO2(g)的转化率为 ，则当SO2(g)的转化率为50%时，反应未达平衡，D不符合题意；
故答案为：B
【分析】判断反应达到平衡的标志，可用“逆向相等，变量不变”来判断，即同种物质的速率。
V正=V逆，不同物质V 正和V逆之比等于化学计量系数之比；当变量不变时，说明反应达到平衡状态。
A项，恒压容器，压强始终不变，不能作为平衡标志；B项，密度等于气体总质量除以气体总体积，体积在改变，所以密度是变量，可以作为平衡标志；C和D，根据三段式可知，平衡时SO3的体积分数为50%，SO2的体积分数是60%，所以CD错误。
9．若X3+的价层电子排布式为3d3，则下列说法正确的是
A．X为25号元素Mn
B．基态X原子中的电子有14种空间运动状态
C．X是同周期中未成对电子数最多的元素
D．X在元素周期表中的位置为第四周期第ⅣB族
【答案】C
【知识点】原子核外电子排布；原子核外电子的运动状态；原子结构的构造原理；原子核外电子的能级分布
【解析】【解答】A.X的基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，则X为24号元素Cr，A不正确；
B.基态X原子中的电子占据15个轨道，有15种空间运动状态，B不正确；
C.X的未成对电子数为6，是同周期中未成对电子数最多的元素，C正确；
D.X的价电子数为6，在元素周期表中的位置为第四周期第ⅥB族，D不正确；
故答案为：C
【分析】空间运动状态数目指的是电子占据的原子轨道数，电子的运动状态数目指的是核外电子总数。
10．设为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是
A．室温下，的溶液中含有的数目为
B．1L溶液中含有的、数目之和为
C．室温下，的溶液中，由水电离出的数目为
D．电解精炼铜时，当阳极质量减轻64g时，导线中转移的电子数为
【答案】A
【知识点】铜的电解精炼；电解质在水溶液中的电离；盐类水解的原理；阿伏加德罗常数
【解析】【解答】A.室温下，pH=2，则c(H+)=，c(H2SO4)=，SO42-的数目为，A正确；
B.溶液中含有的数目之和为0.5NA，B错误；
C.能水解的盐对水的电离起促进作用，由水电离出的OH-数目为，C错误；
D.电解精炼铜时，阳极放电的有Zn，Fe，Ni，Cu，当阳极质量减轻64g时，导线中转移的电子数不是2NA，D错误；
故答案为：A
【分析】硫酸是二元酸，pH=2的H2SO4溶液中氢离子的浓度是硫酸根离子浓度的2倍；在NaHCO3溶液中，含碳微粒有3种， 数目之和为0.5NA；酸碱对水的电离起抑制作用，能水解的盐对水的电离起促进作用，氯化铵溶液中水电离出的氢氧根离子的数目大于10-7NA。电解精炼铜时，粗铜做阳极，阳极锌铁镍铜放电，阴极只有铜离子放电。
11．关于下列装置的叙述正确的是
选项 A B C D
装置
叙述 用牺牲阳极保护法防止铁管道被腐蚀 在铁极附近放置一片湿润的淀粉―KI试纸，试纸变蓝 铅蓄电池充电时，阴极的质量减小 电子从Fe电极流出
A．A B．B C．C D．D
【答案】C
【知识点】金属的电化学腐蚀与防护；电解原理；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A.装置中有外接电源，则此保护法为外接电源保护法，A不正确；
B.装置中阳极材料为铁，属于活性电极，电池工作时，阳极Fe失电子生成Fe2+进入溶液，Cl-不失电子，没有Cl2生成，则湿润的淀粉―KI试纸不变蓝色，B不正确；
C.铅蓄电池充电时，阴极发生反应PbSO4+2e-=Pb+SO42-，阴极质量减小，C正确；
D.在该装置中，铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，Al作负极，Fe作正极，电子从铝电极流出，沿导线流入Fe电极，D不正确；
故答案为：C
【分析】当活性电极做阳极时，活性电极本身失电子，溶液中的离子不放电；铅蓄电池充电时，阴阳两极的质量均减小。
12．合成氨反应是一种有效的工业固氮方法，解决了数亿人口生存问题。诺贝尔奖获得者埃特尔提出了合成氨反应吸附解离的机理，通过实验测得合成氨过程中能量(E)变化如图所示，其中吸附在催化剂表面的物种用“ad”表示。下列说法正确的是
A．该反应中，反应物总能量比反应产物的总能量高
B．该反应历程中的决速步骤为
C．使用催化剂后，合成氨反应的和活化能均改变
D．工业上通常让合成氨反应在高温高压条件下进行来提高的平衡产率
【答案】A
【知识点】工业合成氨；活化能及其对化学反应速率的影响；化学平衡的调控；活化分子
【解析】【解答】A.由合成氨过程中能量(E)变化图可以看出，该反应为放热反应，反应物总能量比反应产物的总能量高，A正确；
B.活化能越大，反应速率越慢，决定反应速率，从能量(E)变化图中可以看出活化能最大的一步是
，其活化能高于106KJ/mol，B错误；
C.催化剂不影响反应的焓变，C错误；
D.合成氨是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，降低原料的平衡转化率，D错误；
故答案为：A
【分析】反应历程中活化能最大的反应是决速步；使用催化剂可以减小反应的活化能，但不会改变反应的焓变。
13．根据相应的图像，下列相关说法正确的是
A．图甲：醋酸溶液加水稀释，醋酸的电离程度：p点大于q点
B．图乙：等体积、等pH的盐酸和氢氟酸溶液加水稀释，由水电离出的浓度：a点
D．图丁：的，
【答案】D
【知识点】化学平衡常数；化学平衡转化过程中的变化曲线；弱电解质在水溶液中的电离平衡
【解析】【解答】A.图甲：醋酸溶液加水稀释，越稀越电离，醋酸的电离程度：p点小于q点；
B.图乙：等体积、等pH的盐酸和氢氟酸溶液加水稀释，HF的pH更小，对水的电离的抑制作用更强，HF中水电离出的氢离子更小，由水电离出的氢离子浓度：a点>b点；
C.图丙：O-T2阶段，该反应处于正向建立阶段，T2-T3阶段，升温平衡逆向移动，该反应为放热反应。对应的平衡常数K的大小T1>T2>T3；
D.图丁：升温Y的体积分数减小，说明平衡正向移动，则；温度相同时，增大压强平衡逆向移动，Y的体积分数增大，所以P2>P1；
故答案为：D
【分析】AB 两项，抓住“越稀越电离”的解题方法；CD两项，根据勒夏特列原理分析改变条件时平衡的移动方向。
14．是一种极为活泼的卤素气体，在制冷、化学工业中有着广泛应用。可通过电解的无水HF溶液制备，该过程有两种气体生成。下列说法正确的是
A．该反应生成了、
B．电解一段时间后，阴、阳两极生成的气体质量之比为1∶19
C．电解过程中转移1mol电子时，生成的气体体积为22.4L
D．一段时间后，加入一定量的固体，可使电解液恢复到电解前的状态
【答案】B
【知识点】电解原理；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A.电解KHF2的无水HF溶液，反应应生成F2、H2，溶液中不含氧元素，无O2生成，A错误；
B.阴极产生氢气，电极反应式为2H++2e-=H2，阳极产生氟气，电极反应式为，则转移的电子相同，生成的氢气和氟气的物质的量相等，阴、阳两极生成的气体质量之比等于1∶19，B正确；
C.未指明气体所处状态，无法计算其体积，C错误；
D.阴极产生氢气，阳极产生氟气，则通入HF气体，可使电解液恢复到电解前的状态，D错误；
故答案为：B
【分析】在无水体系中，没有氧原子，不生成O2；该反应实质是电解HF，生成氢气和氟气。
15．硫化锌(ZnS)和硫化铅(PbS)常用于光导体、半导体工业，它们在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知：，M为Zn或Pb，pM表示。下列说法正确的是
A．曲线Ⅱ代表PbS的沉淀溶解平衡曲线
B．n、q两点溶液中的：n
D．向m点对应的悬浊液中加入少量固体，溶液组成由m沿mn曲线向n方向移动
【答案】B
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
【解析】【解答】A.已知：Ksp(PbS)＜Ksp(ZnS)，当c(S2-)相同时，c(Pb2+)＜c(Zn2+)，则pPb＞pZn，则曲线I代表PbS的沉淀溶解平衡曲线，曲线Ⅱ代表ZnS的沉淀溶解平衡曲线，A错误；
B.由A选项的分析可知，n点的c(Pb2+)小于q点的c(Zn2+)，B正确；
C.Ksp只和温度有关，温度不变，Ksp不变，C错误；
D.向m点对应的悬浊液中加入少量MCl2固体，c(M2+)增大，沉淀溶解平衡逆向移动，c(S2-)减小，则溶液组成由m沿mn曲线向左侧移动，D错误；
故答案为：B
【分析】纵坐标为pM，金属阳离子浓度的负对数，离子浓度越大，pM越小；Ksp只与温度有关，温度不变，Ksp不变。
二、非选择题
16．X、Y、Z、W、M是原子序数依次增大的5种短周期元素。非金属元素X的核外电子数等于其周期数；Y的基态原子最外层有3个未成对电子；Z元素的电负性是同周期中最大的；W元素原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等；基态M原子的3p轨道上有4个电子。请回答下列问题：
（1）写出各元素的元素符号：X ，Y 。
（2）Y、Z、W、M的简单离子半径由大到小的顺序为 (填离子符号)。
（3）X、Y、Z、W的电负性由大到小的顺序为 (填元素符号，下同)。
（4）Z与M相比第一电离能比较大的是 ，其基态原子的电子排布式为 。
（5）X~M中某种元素的部分电离能(用、……表示，单位)数据如表：
I ……
电离能 738 1451 7733 10540
①由此可判断该元素是 (填元素符号)，其最高正价为 。
②该元素的电离能越来越大的原因是 。
【答案】（1）H；N
（2）
（3）F>N>H>Mg
（4）F；
（5）Mg；+2；失去电子后半径减小，原子核对电子的吸引作用(引力)增大
【知识点】原子核外电子排布；原子结构的构造原理；原子核外电子的能级分布；元素电离能、电负性的含义及应用；原子结构与元素的性质
【解析】【解答】5种元素为短周期元素，非金属元素X的核外电子数等于其周期数，即X为H，基态Y原子最外层有3个未成对电子，即Y的电子排布式为1s22s22p3，推出Y为N；Z元素的电负性是同周期中最大的，根据电负性规律，推出Z为F，W元素原子核外s能级上的电子与p能级上的电子总数相等，W的电子排布式可能为1s22s22p4、1s22s22p63s2，原子序数依次增大，因此W为Mg，基态M原子的3p轨道上有4个电子，即电子排布式为1s22s22p63s23p4，推出M为S，据此分析。
（1）X为H，Y为N。
（2）Y、Z、W、M简单离子分别为N3-、F-、Mg2+、S2-，S2-比另外三种离子多一个电子层，离子半径最大，N3-、F-、Mg2+核外电子排布相同，离子半径随着原子序数的递增而减小，因此离子半径大小顺序是S2-＞N3-＞F-＞Mg2+；故答案为S2-＞N3-＞F-＞Mg2+
（3）X、Y、Z、W分别为H、N、F、Mg，Mg为金属元素，电负性最小，同周期从左向右电负性依次增大，因此电负性由大到小的顺序是F＞N＞H＞Mg；故答案为F＞N＞H＞Mg；
（4）Z、M分别为F、S，F的第一电离能大于S，其电子排布式为1s22s22p5；故答案为F；1s22s22p5
（5）①根据电离能的规律，I3远大于I2，说明该元素最外层有2个电子，该元素为Mg，其最高正价为+2；故答案为Mg；+2；
②失去电子后半径减小，原子核对电子的吸引能力增大，失去电子需要提供较多的能量，电离能越来越大；故答案为失去电子后半径减小，原子核对电子的吸引作用增大。
【分析】离子半径大小比较：核外电子层数不同时，电子层数越多，离子半径越大；核外电子层数相同，电子排布相同，遵循原子序数越小，离子半径越大的原则；同周期从左到右，电负性逐渐增大；一般来说，非金属元素的电负性大于金属元素；同周期从左到右，第一电离能呈增大的趋势，但第二主族大于第三主族，第五主族大于第六主族；元素的逐级电离能逐渐增大，由于核外电子分层排布，所以逐级电离能会出现突变，根据突变可以判断该元素最外层电子数。
17．我国在应对气候变化的工作中取得显著成效，承诺2030年前实现“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”，北京冬奥会更是首个实现“碳中和”的世界级体育盛会。因此，如何高效利用成为重要的研究课题。
（1）Ⅰ.光合作用［］
植物光合作用中能量的转化形式为 ；已知植物通过光合作用每吸收1mol需要吸收的能量约为470kJ，若某植物通过光合作用大约吸收了kJ能量，则吸收的为 g。
（2）“人工树叶”电化学装置如图1所示(以稀硫酸为电解质溶液)，该装置能将和转化为糖类(用表示)和。
①该装置涉及的能量转换形式为 。
②X为 (填“阴极”或“阳极”)，阳极上发生的电极反应为 。
③室温下，该装置工作一段时间后，电解质溶液的pH (填“升高”、“降低”或“不变”)
（3）Ⅱ.电化学方法可将有效地转化为，电化学装置如图2所示
该装置工作时，阴极上发生的电极反应为 。
（4）已知该装置工作时，阴极上除有生成外，还可能有副产物生成降低电解效率。(电解效率=)，测得阴极区内的，电解效率为75%，则阳极生成的气体在标准状况下的体积为 L。(忽略电解前后溶液的体积变化)
【答案】（1）太阳能转化为化学能；176
（2）太阳能转化为电能，电能转化为化学能；阴极；；降低
（3）
（4）0.896
【知识点】化学反应中能量的转化；常见能量的转化及运用；电解原理；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】（1）光合作用是将太阳能转化为化学能；已知植物通过光合作用每吸收1molCO2需要吸收的能量约为470 kJ，若某植物通过光合作用大约吸收了能量，则吸收的CO2的物质的量为 ，CO2的质量为
（2）①Y电极水失电子发生氧化反应生成氧气，Y为阳极，该极上发生的电极反应为。
②总反应为，反应消耗水，该装置工作一段时间后，电解质溶液的氢离子浓度增大，pH降低。
（3）CO2生成CH3COOH，碳元素化合价降低发生还原反应，所以CH3COOH 在阴极室产生，阴极发生的电极反应为.阳极的电极反应为
由阴极反应式可知电子转移总数为，根据电子转移守恒可知
【分析】(1)光合作用是将太阳能转化为化学能.
(2)"人工树叶”电化学装置把太阳能转化为电能，电能转化为化学能 。
②由水生成氧气，发生氧化反应，作为阳极；由二氧化碳生成葡萄糖发生还原反应，作为阴极。
电解质溶液的pH应该看总反应，总反应为，反应消耗水，电解质溶液的氢离子浓度增大，pH降低。
18．硫代硫酸钠俗称“海波”，又名“大苏打”，溶液具有弱碱性和较强的还原性，是一种重要的化工产品。某化学兴趣小组利用如图装置制备硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3 5H2O)并测定其纯度。请回答下列问题：
Ⅰ.【查阅资料】
①Na2S2O3 5H2O是无色透明晶体，易溶于水。
②向Na2CO3和Na2S混合溶液中通入SO2可制得Na2S2O3。
Ⅱ.【制备产品】实验装置如图所示(夹持装置省略)：
（1）制备 Na2S2O3 5H2O：
①仪器a的名称为 。
②装置A中发生反应的离子方程式是 ，实验室内制备SO2时一般采用质量分数为70%的硫酸而不用98%的浓硫酸，原因是 。
（2）测定纯度：原理为。准确称取mg得到的产品，用适量蒸馏水溶解并配成250mL溶液，取25mL于锥形瓶中，加入几滴淀粉溶液，用0.1000mol L-1碘的标准溶液进行滴定。
①用 (填“酸式”或“碱式”)滴定管盛放碘的标准溶液，滴定至终点的现象是 。
②滴定起始和滴定终点的液面位置如图所示，则消耗碘的标准溶液的体积V= mL，产品的纯度是 (用含m、M的代数式表示)%。(设Na2S2O3 5H2O的摩尔质量为M g mol-1)
③滴定前，仰视液面读数，滴定后俯视液面读数，则所测产品的纯度 (填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
【答案】（1）圆底烧瓶；；硫酸浓度太大，H+浓度更小，反应速率更慢
（2）酸式；当滴入最后半滴碘的标准溶液时，锥形瓶内溶液由无色变为蓝色，且半分钟内不褪色；18.10；；偏低
【知识点】二氧化硫的性质；浓硫酸的性质；中和滴定
【解析】【解答】(1)浓硫酸中溶剂水太少，大多数硫酸未电离，H+浓度更小，反应速率更慢；
(2)碘易腐蚀橡皮，不能用碱式滴定管，所以要用酸式滴定管 滴入最后半滴碘的标准溶液，锥形瓶内溶液由无色变为蓝色，且半分钟内不褪色，即停止滴定，滴定管读数精确到0.01mL，V=18.10-0.00=18.10 ，， 仰视导致读数偏大，俯视导致读数偏小，V=末读数-初读数，V偏小，所以结果偏低。
【分析】在装置A中，Na2SO3与70%H2SO4溶液反应制取SO2气体；SO2气体通过安全瓶后进入C装置；在C装置内SO2与Na2CO3、Na2S混合溶液发生反应，生成Na2S2O3 5H2O。尾气经过安全瓶后，进入E装置，被NaOH溶液吸收。
（1）在装置A中，亚硫酸钠与浓硫酸反应生成二氧化硫，离子方程式为；实验室制二氧化硫，一般用70%的硫酸，不用98%的浓硫酸也不用稀硫酸，因为浓硫酸中溶剂水太少，硫酸未电离，氢离子浓度小；稀硫酸中溶剂水太多，生成的二氧化硫会溶解在稀硫酸中，不利于气体的溢出。
（2）氧化性的物质如溴单质、碘单质、高锰酸钾会腐蚀橡皮，不能用碱式滴定管，应该用酸式滴定管。滴定管的读数精确到0.01mL.
19．选择性催化还原法(SCR)技术是目前国际上主流高效去除尾气中NOx起始终点的技术路线，主要用于还原尾气中的NOx。在一定温度范围内，催化剂将NOx分解成无害的氮气(N2)和水(H2O)，同时，在SCR催化剂的末端涂覆ASC(氨氧化催化剂)，将未反应完全的氨气氧化，防止氨气泄露。其反应原理及主要方程式如图所示：
SCR标准主反应：
SCR辅助反应：
ASC反应：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
请回答下列问题：
（1）由上述反应可知，SCR标准主反应的△H1= kJ mol-1，该反应在 (填“高温”、“低温”或“任意温度”)条件下能自发进行。
（2）在密闭容器中进行SCR标准主反应时，氨氮比[]与温度均会影响该反应的脱硝效率(单位时间内脱除的NOx量与未经脱硝前烟气中所含NOx量的百分比)，其关系如图所示：
①根据图像信息判断，脱硝的最佳条件是 。
②氨氮比一定时，在400℃脱硝效率最大，其可能的原因是 。
③当时，烟气中的NO含量反而增大，主要原因是 。
（3）T℃时，在2L恒容密闭容器中充入1molNO、1molNO2和2molNH3，仅发生SCR辅助反应：，5min时反应达到平衡，测得N2的物质的量分数为，体系压强为。
①在0~5min内， ，NO的平衡转化率为 。
②T℃时，该反应的压强平衡常数Kp= MPa(Kp为以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。
【答案】（1）-1625.8；任意温度
（2）氨氮比为1、温度为400℃；在400℃时催化剂的活性最强，催化效率最高，同时400℃温度较高，反应速率快；当时，过量的NH3会被O2氧化生成NO，所以脱氮效率反而降低
（3）0.1；50%；3po
【知识点】焓变和熵变；化学平衡常数；化学平衡移动原理；化学平衡状态的判断；化学平衡转化过程中的变化曲线
【解析】【解答】（1）SCR标准主反应： ①：
ASC反应： ②
反应Ⅰ： ③：
依据盖斯定律，将反应②-③×2得，SCR标准主反应 △H1=(-1266.8kJ mol-1)-(+179.5kJ mol-1)×2=-1625.8kJ mol-1；该反应的ΔS＞0、△H＜0，则在任意温度条件下能自发进行。答案为：-1625.8；任意温度
（2）①根据图像信息判断，脱硝的最佳条件是氨氮比为1、温度为400℃。
②氨氮比一定时，在400℃脱硝效率最大，正反应是放热反应，则不能从平衡移动角度分析，而应从催化剂的活性、反应速率角度分析，所以其可能的原因是：在400℃时催化剂的活性最强，催化效率最高，同时400℃温度较高，反应速率快。
③当 时，NH3过量，但烟气中的NO含量反而增大，则过量的NH3转化为NO，从而得出主要原因是：当 时，过量的NH3会被O2氧化生成NO，所以脱氮效率反而降低。答案为：氨氮比为1、温度为400℃；在400℃时催化剂的活性最强，催化效率最高，同时400℃温度较高，反应速率快；当 时，过量的NH3会被O2氧化生成NO，所以脱氮效率反而降低；
（3）T℃时，在2L恒容密闭容器中充入1molNO、1molNO2和2molNH3，仅发生SCR辅助反应：，5min时反应达到平衡，测得N2的物质的量分数为，体系压强为p0，设参加反应NO的物质的量为x，则可建立三段式可得，x=0.5mol.
①在0-5min 内，v(NH3)=
NO的平衡转化率为
②压强平衡常数Kp=
【分析】(1)
H<0，S>0，任意温度自发；H>0，S<0，任意温度不自发。
（2）400℃，脱硝效率最大，说明400℃ 催化剂的活性最大。
当 时，过量的NH3会被O2氧化生成NO，所以脱氮效率反而降低。
