/2025學年第一學期期中考試化學試題原子量：H-1，O-16，S-32，K-39，Ca-40，Mn-55，F(xiàn)e-56第一題Fe單質(zhì)及其化合物應用廣泛?；卮鹣铝袉栴}：1.在元素周期表中，F(xiàn)e位于第___________周期___________族。基態(tài)Fe原子與基態(tài)離子未成對電子數(shù)之比為___________。2.尿素分子與形成配離子的硝酸鹽：俗稱尿素鐵，既可作鐵肥，又可作緩釋氮肥。①元素C、N、O、Fe中，第一電離能最大的是___________，電負性最大的是___________。②尿素分子中，C原子采取的軌道雜化方式為___________。③八面體配離子中的配位數(shù)為6，碳氮鍵的鍵長均相等，則與配位的原子是___________(填元素符號)。3.可用作合成氨催化劑，其體心立方晶胞如圖所示(晶胞邊長為apm)。①晶胞中Fe原子的半徑為___________pm。②研究發(fā)現(xiàn)，晶胞中陰影所示m，n，k三種截面的催化活性不同，截面單位面積含有Fe原子個數(shù)越多，催化活性越低。則截面n中，單位面積含有的Fe原子為___________個。三種截面的催化活性由高到低排序是___________?！菊_答案】1.①.四②.VIII③.4：52.①.N②.O③.sp2④.O3.①.②.③.m>n>k【1題詳解】Fe為26號元素，位于元素周期表中第四周期VIII族；基態(tài)Fe原子電子排布式為[Ar]3d64s2，未成對電子數(shù)為4，基態(tài)Fe3+電子排布式為[Ar]3d5，未成對電子數(shù)為5，故四；VIII；4：5?！?題詳解】①①Fe是過渡金屬，第一電離能和電負性最低，同周期元素從左到右，第一電離能呈增大趨勢，但N原子2p軌道為半充滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，第一電離能：N>O>C>Fe；同周期元素從左到右，電負性逐漸增大，因此電負性：O>N>C>Fe，故N；O。②尿素分子中C原子形成3個σ鍵，無孤電子對，采取的軌道雜化方式為sp2雜化。③八面體配離子中配位數(shù)為6，碳氮鍵的鍵長均相等，因此N原子不會參與形成配位鍵，說明C=O中O原子參與配位，所以與配位的原子是O?！?題詳解】①為體心立方晶胞，晶胞邊長為apm，體對角線長度為，體心立方晶胞中Fe原子半徑r與體對角線關(guān)系為4r=，因此原子的半徑為。②m截面面積Sm=a2pm2，每個角原子被4個相鄰晶胞共享(二維共享)，如圖所示：，每個晶胞的頂點原子貢獻個原子給該晶面，所含原子數(shù)為，單位面積鐵原子數(shù)為個pm-2，n截面面積為pm2，每個角原子被4個相鄰晶胞共享，體心原子完全屬于本截面，所含原子數(shù)為，單位面積鐵原子數(shù)為個pm-2；截面k：邊長為pm，截面面積為=()a2pm2。Fe原子位于3個頂點和1個體心，總Fe數(shù)為3×+1=。單位面積Fe原子數(shù)為=pm-2；根據(jù)題意，單位面積Fe原子數(shù)越多，催化活性越低。因此，催化活性由高到低為：m>n>k。第二題中國已探明的稀土工業(yè)儲量為5200萬噸，約占世界的50%，是稀土資源最豐富的國家。以含、等的稀土礦浸取液為原料制氧化鑭()的流程如下。(注：鑭-La、銪-Eu)已知：?。ⅲ?，4.鑭(La)元素位于元素周期表___________區(qū)。A.s區(qū) B.p區(qū) C.d區(qū) D.f區(qū)5.脫銪：已知基態(tài)Eu原子的價層電子排布式是?？蓪⑾⊥恋V浸取液中的轉(zhuǎn)化為進而與分離。從原子結(jié)構(gòu)的角度解釋易被還原為的原因：___________。萃取和反萃?。喝跛嵝缘沫h(huán)烷酸()常用于稀土離子的萃取分離，萃取時生成易溶于有機溶劑的，。6.萃取時需要用到的儀器有___________(不定項)。A.分液漏斗 B.圓底燒瓶 C.燒杯 D.冷凝管7.萃取時，需要適時打開活塞放氣的原因是___________。8.從平衡移動的角度解釋反萃取時鹽酸中的作用：___________。碳化：向溶液中持續(xù)通入，邊攪拌邊加入MgO維持，充分反應生成固體。制備過程中主要物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。9.制備總反應的離子方程式是___________。10.理想情況下，恰好完全轉(zhuǎn)化為時，，。結(jié)合計算，解釋此時不生成沉淀的原因：___________。11.上述制流程中，除外，可以在流程中直接循環(huán)利用的物質(zhì)還有___________?！菊_答案】4.D5.根據(jù)洪特規(guī)則，價層電子全滿、半滿時較穩(wěn)定，f能級有7個原子軌道，（4f6）得電子生成的(4f7)的價層電子排布是半充滿的，比較穩(wěn)定，所以易被還原為6.AC7.防止分液漏斗內(nèi)壓強過大，避免發(fā)生危險或影響實驗效果8.反萃取時，鹽酸中H+與RCOO-結(jié)合為RCOOH，RCOO-減小，使平衡正向移動，溶解于水中9.10.理想情況下，La3+恰好完全轉(zhuǎn)化為時La2(CO3)3，，，，，所以此時不生成沉淀。11.RCOOH的有機溶液【分析】含、等的稀土礦浸取液，加RCOOH的有機溶液與反應生成易溶于有機溶劑的(RCOO)3La，萃取液加鹽酸反萃取生成RCOOH和易溶于水的LaCl3，LaCl3溶液中通入二氧化碳、加入氧化鎂反應生成La2(CO3)3沉淀和MgCl2，La2(CO3)3煅燒得到La2O3。據(jù)此分析解題。【4題詳解】鑭(La)系為ⅢB族元素，位于元素周期表f區(qū)，故選D?！?題詳解】根據(jù)洪特規(guī)則，價層電子全滿、半滿時較穩(wěn)定，f能級有7個原子軌道，（4f6）得電子生成的(4f7)的價層電子排布是半充滿的，比較穩(wěn)定，所以易被還原為?！?題詳解】萃取時需要加入萃取劑，“振蕩-靜置-分液”步驟，萃取時需要用到的儀器有分液漏斗和燒杯，故選AC。【7題詳解】萃取時，需要適時打開活塞放氣的原因是防止分液漏斗內(nèi)壓強過大，避免發(fā)生危險或影響實驗效果?！?題詳解】從平衡移動的角度解釋反萃取時鹽酸中的作用：反萃取時，鹽酸中H+與RCOO-結(jié)合為RCOOH，RCOO-濃度減小，使平衡正向移動，溶解于水中?！?題詳解】由制備過程轉(zhuǎn)化關(guān)系圖可知，制備La2(CO3)3時，LaCl3、CO2、MgO反應生成La2(CO3)3、MgCl2，總反應的離子方程式是：?！?0題詳解】理想情況下，La3+恰好完全轉(zhuǎn)化為時La2(CO3)3，，，，，所以此時不生成沉淀。【11題詳解】反萃取時加入鹽酸生成RCOOH，RCOOH的有機溶液在流程中可在“萃取器”中循環(huán)利用。第三題溴己新(化合物Ⅰ)又稱必嗽平，常用作祛痰藥。可通過下列路線合成：12.化合物D中含氧官能團的名稱為___________；化合物E的結(jié)構(gòu)簡式是___________。13.反應②與反應⑥的反應類型分別為___________。A.取代、取代 B.氧化、加成 C.氧化、還原 D.氧化、取代14.反應①所需的試劑是___________；該反應還能生成B的多種同分異構(gòu)體，寫出其中核磁共振氫譜波峰數(shù)目最少的結(jié)構(gòu)簡式___________。15.寫出反應③的反應式：___________。16.寫出滿足下列條件的F的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式：___________(任寫一種)。?。邪被c羧基，且氨基在(即的相鄰碳)上；ⅱ．苯環(huán)上只有一個取代基；ⅲ．分子中含有兩個手性碳原子。17.請寫出以和為原料制備的合成路線___________。【正確答案】12.①.酯基和硝基②.13.D14.①.濃硫酸和濃硝酸②.15.+CH3CH2OH+H2O16.17.【分析】A和濃硝酸發(fā)生取代反應生成B，B發(fā)生氧化反應生成C，C和乙醇發(fā)生酯化反應生成D，則C為，D發(fā)生還原反應生成E，E和溴發(fā)生取代反應生成F，則E為，F(xiàn)中酯基發(fā)生還原反應生成G中醇羥基，G和SOCl2發(fā)生取代反應生成H，H和發(fā)生取代反應生成I，以此解答?！?2題詳解】由D的結(jié)構(gòu)簡式可知，含氧官能團的名稱為：酯基和硝基。由分析可知，化合物E的結(jié)構(gòu)簡式是?！?3題詳解】由分析可知，反應②中B發(fā)生氧化反應生成C，反應⑥中H和發(fā)生取代反應生成I，故選D?！?4題詳解】由分析可知，A發(fā)生硝化反應生成B，所需的試劑是濃硫酸和濃硝酸，該過程中甲基的鄰位和對位H原子都可以被硝基取代，生成B的多種同分異構(gòu)體，其中核磁共振氫譜波峰數(shù)目最少的結(jié)構(gòu)簡式（對稱結(jié)構(gòu)）為：。【15題詳解】由分析可知，反應③中C和乙醇發(fā)生酯化反應生成D，化學方程式為：+CH3CH2OH+H2O?！?6題詳解】F的同分異構(gòu)體滿足條件：?。邪被c羧基，且氨基在(即的相鄰碳)上；ⅱ．苯環(huán)上只有一個取代基；ⅲ．分子中含有兩個手性碳原子，即與四個各不相同原子或基團相連的碳原子，滿足條件的同分異構(gòu)體為：?！?7題詳解】以CH2=CHCH=CH2和為原料制備，根據(jù)H生成I的反應知，CH2=CHCH=CH2和溴發(fā)生加成反應生成BrCH2CH=CHCH2Br，BrCH2CH=CHCH2Br和發(fā)生H生成I類型的反應，然后發(fā)生加聚反應生成，合成路線為：。第四題種類繁多的金屬及其化合物已成為人類社會發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。Ⅰ．我國科研工作者設計了一種Mg-海水電池驅(qū)動電解海水()制備消毒液(主要成分為NaClO)的裝置(如圖所示，電極1～4均為惰性電極)。該裝置工作時，電池和電解池中同時產(chǎn)生氫氣。18.產(chǎn)生的電極是___________(填數(shù)字)，理論上，每通過0.2mol電子，可產(chǎn)生的體積為(STP下)___________L。19.寫出電極3上的電極反應___________。Ⅱ．海底文物表面凝結(jié)物種類受文物材質(zhì)和海洋環(huán)境等因素的影響。20.①無氧環(huán)境中，文物中的Fe與海水中的在細菌作用下形成FeS等含鐵凝結(jié)物。的空間結(jié)構(gòu)是___________，補全并配平下列Fe與反應的離子方程式：___________。__________________________________________________________________②有氧環(huán)境中，海水中的鐵質(zhì)文物表面形成等凝結(jié)物。21.寫出Fe與氧氣在海水中生成的化學方程式___________。Ⅲ．四氧化三鐵()磁性納米顆粒穩(wěn)定、容易生產(chǎn)且用途廣泛，是臨床診斷、生物技術(shù)和環(huán)境化學領(lǐng)域多種潛在應用的有力工具。22.中國科學院上海硅酸鹽研究所研制出“納米藥物分子運輸車”，該“運輸車”可提高腫瘤的治療效果，其結(jié)構(gòu)如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是___________(不定項)。A.該“運輸車”中二氧化硅是酸性氧化物B.四氧化三鐵起到“磁性導航儀”的作用C.該“運輸車”的外殼不含碳元素D.該“運輸車”分散于水中所得分散系屬于膠體氧化沉淀法是制取的一種常見方法，其制取流程如下圖所示：23.硫酸鈉和芒硝的溶解度曲線如圖所示。由溶液N獲得副產(chǎn)物芒硝的操作是：___________、___________、過濾、洗滌、干燥。某興趣小組模仿上述流程制取并測定其產(chǎn)率。具體步驟如下：步驟1：測定工業(yè)綠礬的含量：稱取3.0g工業(yè)綠礬，配制成250.00mL溶液。量取25.00mL溶液于錐形瓶中，用酸性溶液滴定至終點，消耗溶液的平均體積為20.00mL。(滴定時發(fā)生反應的離子方程式為)步驟2：稱取300g工業(yè)綠礬，通過上述流程最終制得。24.計算產(chǎn)品的產(chǎn)率___________%(保留4位有效數(shù)字)?！菊_答案】18.①.2，4②.4.4819.20.①.正四面體形②.4，1，4，1，3，2OH-21.22.AB23.①.加熱濃縮②.冷卻結(jié)晶24.64.66%【18題詳解】根據(jù)電池圖可知，左側(cè)為原電池，電極1為負極失電子，電極2為正極得電子，右側(cè)為電解池，電極3為陽極失電子，電極4為陰極得電子，產(chǎn)生的電極為得電子的電極，即電極2和電極4；是由水電離出的H+得電子生成的，電極反應為，電極2和電極4都可生成，每通過0.2mol電子，電極2和電極4都生成0.1mol，總物質(zhì)的量為0.2mol，標況下的體積為4.48L；【19題詳解】電極3為電解池陽極失電子，電極為惰性電極，則海水中的Cl-失電子轉(zhuǎn)化為ClO-，電解質(zhì)為堿性，電極反應為：；【20題詳解】的價層電子對數(shù)為4，無孤電子對，為正四面體形；題中給出反應物和生成物，方程式需要配平，根據(jù)氧化還原反應中得失電子數(shù)目相等進行配平，方程式為；【21題詳解】有氧環(huán)境中，海水中的鐵質(zhì)文物表面形成等凝結(jié)物，反應方程式為；【22題詳解】A．酸性氧化物是能與堿反應生成鹽和水的氧化物，SiO2能與NaOH等強堿反應生成硅酸鈉和水，所以SiO2是酸性氧化物，A正確；B．四氧化三鐵具有磁性，可利用其磁性起到“磁性導航儀”的作用，引導“運輸車”到達指定位置，B正確；C．“運輸車”的外殼是有機物，有機物都含有碳元素，C錯誤；D．膠體的分散質(zhì)粒子直徑在1-100nm之間，而該“運輸車”的直徑為200nm，分散于水中所得的分散系不屬于膠體，D錯誤；故選AB。23題詳解】工業(yè)綠礬溶解后得到FeSO4溶液，加入NaOH溶液并通入空氣，發(fā)生反應：，后續(xù)反應最終得到和Na2SO4溶液（溶液N），由Na2SO4溶液獲得芒硝晶體，操作是加熱濃縮→冷卻結(jié)晶→過濾→洗滌→干燥，因為Na2SO4的溶解度隨溫度變化有一定規(guī)律，通過加熱濃縮、冷卻結(jié)晶可使Na2SO4晶體析出?！?4題詳解】根據(jù)滴定反應的離子方程式，可知。量取的25.00mL溶液消耗20.00ml的酸性溶液，，則25.00mL溶液中。配制的250.00mL溶液中，即3.0g工業(yè)綠礬中含F(xiàn)e2+的物質(zhì)的量為0.01mol。設300g工業(yè)綠礬中Fe2+的物質(zhì)的量為x，根據(jù)比例關(guān)系，解得x=1mol?？煽醋?，1molFe2+參與反應，根據(jù)鐵元素守恒，理論上生成Fe3O4的物質(zhì)的量為，F(xiàn)e3O4的摩爾質(zhì)量為，則理論上生成Fe3O4的質(zhì)量，。第五題蒸汽轉(zhuǎn)化是以烴類與水蒸氣反應制備氫氣、一氧化碳和二氧化碳的工藝，其中水碳比是目前研究的關(guān)鍵。水碳比是指原料氣中和的物質(zhì)的量之比，一般用表示，即。用水蒸氣重整制氫的總反應為：已知：燃燒熱為，燃燒熱為，液態(tài)水的汽化熱為。25.總反應的___________。用水蒸氣重整制氫的總反應可分為以下兩個過程：反應Ⅰ．水蒸氣重整：反應Ⅱ．水煤氣變換：26.在恒容密閉容器中，加入和一定量的，若僅發(fā)生反應Ⅰ，的平衡轉(zhuǎn)化率按不同水碳比隨溫度的變化曲線如圖所示。下列說法錯誤的是___________(填字母)。A.點a、b、c對應的平衡常數(shù)：B.C.下，若容器內(nèi)比值不變，可判斷反應達到平衡D.下達平衡后，壓強P：對于反應Ⅱ水煤氣變換：，是重要化工過程，主要用于合成氨、制氫以及合成氣加工等工業(yè)領(lǐng)域中。曾有科學家做過如下實驗，在下，分別使和還原，得到如下數(shù)據(jù)：化學方程式平衡后氣體的物質(zhì)的量分數(shù)：：27.根據(jù)上述實驗結(jié)果判斷：①、還原為能力的強弱___________(填字母)。A．B．C．D．無法判斷②反應Ⅱ水煤氣變換的化學平衡常數(shù)___________(保留2位小數(shù))。我國學者研發(fā)了一種用于低溫水煤氣變換反應的高效穩(wěn)定催化劑——原子層金簇負載催化劑，下圖表示該催化劑與金催化劑的反應歷程：(吸附在催化劑表面上的物種用*標注)28.使用金催化劑(A)和原子層金簇負載催化劑(B)，哪種更有利于該反應進行？___________(填“A”或“B”)，原因___________。29.100kPa時，將水碳比的混合氣體投入恒壓反應器中，平衡時，各組分的物質(zhì)的量分數(shù)與溫度的關(guān)系如圖所示。①圖中表示的虛線是曲線___________(選填“A”或“B”)，理由是___________。②總反應的速率也可用單位時間內(nèi)分壓的變化來描述。若反應在下，2小時達到平衡，則這2小時內(nèi)的___________。(注：氣體分壓總壓強氣體物質(zhì)的量分數(shù))③若在，將的混合氣投入恒容反應器中，則的平衡物質(zhì)的量分數(shù)___________0.04(填“”“”或“”)?！菊_答案】25.26.CD27.①.A②.28.①.B②.由圖可知，使用催化劑（B）的活化能比使用催化劑（A）的活化能低，因此使用催化劑（B）更有利于該反應進行29.①.A②.反應I為吸熱反應，反應II為放熱反應，溫度升高，反應I正向移動，反應II逆向移動，600°C前隨溫度升高，CO濃度增大使反應II正向進行的程度大于溫度升高使其逆向進行的程度，600°C后隨溫度升高，CO濃度增大使反應II正向進行的程度小于溫度升高使其逆向進行的程度，CO的物質(zhì)的量分數(shù)先增大后減小，故曲線A符合，CO平衡曲線是曲線B；③.④.【25題詳解】由題可知以下反應的熱化學方程式：（1）（2）（3）由蓋斯定律可知總反應的反應熱：；【26題詳解】A．平衡常數(shù)只受溫度影響，、兩點溫度相同（），點溫度為，由圖可知；反應Ⅰ為吸熱反應()，升高溫度，平衡常數(shù)增大，所以，A正確；B．因為反應開始時加入的的物質(zhì)的量的值越大，的平衡轉(zhuǎn)化率越高，所以有，B正確；C．反應開始進行后，容器內(nèi)比值一直不變，故無法根據(jù)這個比值判斷反應是否達到平衡，C錯誤；D．設起始時的物質(zhì)的量為，轉(zhuǎn)化了的，容器的體積為，反應達到平衡后，在同一溫度且容器體積不變的情況下，容器內(nèi)的壓強和容器內(nèi)氣體