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河南省南阳市六校2021-2022学年高一下学期中考试化学试题
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这是一份河南省南阳市六校2021-2022学年高一下学期中考试化学试题，共27页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
2021-2022学年河南省南阳市六校高一（下）期中化学试卷
一、选择题：本题共16小题，每小题3分，共48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．（3分）变废为宝历来是化学重要的研究领域，二氧化碳催化循环再利用制备甲烷的过程如图所示。该图示中沙及的下列元素中不属于短周期元素的是（ ）
A．碳 B．氧 C．镁 D．钯
2．（3分）二氧化氯（ClO2）具有强氧化性，可用于处理工业废水中的CN﹣：2ClO2+2CN﹣＝2CO2+N2+2Cl﹣，下列有关说法正确的是（ ）
A．Cl﹣的结构示意图：
B．CO2分子的空间结构是角形
C．中子数为8的氮原子：N
D．N2的电子式：N⋮⋮N
3．（3分）下列过程的能量变化符合图示过程的是（ ）
A．煅烧石灰石 B．水分解 C．碘升华 D．铁生锈
4．（3分）下列关于化学反应速率和化学反应限度的说法正确的是（ ）
A．化学反应速率只能用单位时间内反应物浓度的减少来表示
B．反应速率数值大的反应进行得一定快
C．对于可逆反应而言，物质的浓度不变时，反应一定达到了该条件下的限度
D．一定条件下，可逆反应达到最大限度时，反应没有停止
5．（3分）浩瀚的海洋里蕴藏着丰富的化学资源。实验室里从海带灰中提取碘单质的操作涉及的装置为（ ）
A．
B．
C．
D．
6．（3分）在反应中2A（g）+B（g）⇌5C（g）（g），下列表示的该反应速率最快的是（ ）
A．v（B）＝0.3mol•L﹣1•s﹣1 B．v（A）＝0.5mol•L﹣1•s﹣1
C．v（C）＝1.2mol•L﹣1•s﹣1 D．v（D）＝30mol•L﹣1•min﹣1
7．（3分）如图所示，在锥形瓶中放入一支试管，试管中加入下列物质中的一种：①NaOH固体、②生石灰、③NH4NO3晶体、④Na2O2固体、⑤SiO2粉末。U形玻璃管中盛有品红溶液，开始时溶液两端高度一致，用胶头滴管向试管中加入适量水，判断试管中加入的物质可能是（ ）
A．①②④ B．只有③ C．③⑤ D．全部
8．（3分）某水果电池的结构如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．锌片作负极，发生还原反应
B．电池工作时，电子从锌片经LED灯流向铜片
C．电池工作时，锌片变细铜片变粗
D．电池工作结束后柠檬的酸性变强
9．（3分）1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮核发现了质子，其核反应为He→X+（ ）
A．N的质量数为14
B．X元素位于第二周期ⅥA族
C．He与He互为同位素
D．上述反应属于化学变化
10．（3分）用一根铁钉与30mL3mol⋅L﹣1硫酸反应制取H2，若要增大反应速率，可采取的措施是（ ）
①改用40mL3mol⋅L﹣1硫酸
②改用30mL6mol⋅L﹣1硫酸
③改用330mL18mol⋅L﹣1硫酸
④适当升高温度
⑤滴入少量CuSO4溶液
A．①②③④ B．②③④⑤ C．①②④ D．②④⑤
11．（3分）下列离子方程式书写错误的是（ ）
A．向硅酸钠溶液中加入稀硫酸：+2H+＝H2SiO3↓
B．向氯化铝溶液中加入过量氨水：Al3++4OH﹣＝[Al（OH）4]﹣
C．碘单质与浓氢氧化钠溶液反应：3I2+6OH﹣＝5I﹣++3H2O
D．氯气与水反应：Cl2+H2O⇌H++Cl﹣+HClO
12．（3分）下列说法正确的是（ ）
A．放热反应中反应物的总能量小于生成物的总能量
B．将Mg、Al片用导线连接后放入氢氧化钠溶液中组成原电池，Al为负极，Mg为正极
C．由甲烷、空气和稀硫酸构成的燃料电池的正极反应是O2+4e﹣+2H2O═4OH﹣
D．充电电池可以无限制地反复放电、充电
13．（3分）短周期元素R的最高价含氧酸对应钾盐的化学式为KnRO2n﹣2，若R原子的质量数为x，则R元素形成的ag简单气态氢化物M中含氢原子的物质的量是（ ）
A．×（3n﹣4）mol B．×（12﹣3n）mol
C．×（12﹣3n）mol D．mol
14．（3分）短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W与Z同主族，Y的核外电子数是W的2倍，W是空气中含量最多的元素。下列说法正确的是（ ）
A．原子半径：Y＞Z＞X＞W
B．简单氢化物的稳定性：Z＞W＞Y
C．X、Y、Z属于同周期元素
D．四种元素的单质中，W单质的熔沸点最高
15．（3分）一定温度下，在某恒容密闭容器中发生反应：3X（g）+Z（g）（g），其中气体的物质的量变化曲线如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．Q点Y的正反应速率和逆反应速率相等
B．从开始到达到平衡时用X表示的平均反应速率是0.2mol⋅L﹣1⋅min﹣1
C．达到平衡后气体的平均相对分子质量不再改变
D．达到平衡后，再充入氩气，反应速率增大
16．（3分）五种短周期主族元素a、b、c、d、e在周期表中的相对位置如表所示，下列说法错误的是（ ）
A．五种元素可能都是非金属元素
B．五种元素原子的最外层电子数之和可能为30
C．若a的一种单质是自然界最硬的物质，则五种元素中最高价氧化物的水化物为强酸的只有e
D．若五种元素中只有一种是金属元素，则c的最高价氧化物的水化物能与其简单氢化物反应
二、非选择题：本题共5小题，共52分。
17．（11分）短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，Z可与X形成淡黄色固体化合物G；X与W可形成化合物W2X，该化合物溶于水可生成具有漂白性的物质；Y、W的最外层电子数相同。请回答下列问题：
（1）X的元素符号为 ；Y的原子结构示意图为 。
（2）G中含有的化学键类型有 ；用电子式表示G的形成过程 。
（3）W2X的结构式为 ，其溶于水发生反应的化学方程式为 。
18．（10分）短周期主族元素X、Y、Z和M的原子序数依次增大，相关信息如下表：
元素
相关信息
X
最外层电子数是核外电子总数的
Y
地壳中含量最多的元素
Z
Z的质子数比Y的质子数多1
M
M与X同主族
请回答下列问题：
（1）Z的元素符号是 ，X元素灼烧时火焰呈现的颜色是 。
（2）Y原子的得电子能力比Z原子的得电子能力 （填“强”或“弱”），原因是 （从原子结构角度分析）。
（3）写出X的单质在单质Y2中燃烧的化学方程式： 。单质Y2与单质Y3的关系是 。
（4）设计实验比较X与M原子的失电子能力强弱： 。
19．（10分）已知反应：N2O4（g）⇌2NO2（g）。将一定量N2O4气体充某恒容密闭容器中，控制反应温度为T。
（1）该反应为吸热反应，则断开化学键所需要的总能量 （填“大于”、“小于”或“等于”）形成化学键放出的总能量。
（2）下列可以说明该反应达到平衡的是 （填序号）。
A.气体的压强不再变化
B.v正（N2O4）＝2v逆（NO2）
C.容器内气体的颜色不再变化
D.容器内气体的密度不再变化
（3）在温度为T的条件下，向某恒容密闭容器中充入0.04mol•L﹣1N2O4，c（NO2）随时间的变化曲线如图所示。
①在图中画出0～16min时间段内，c（N2O4）随时间的变化曲线 。
②0～4min内用NO2表示的平均反应速率c（NO2）＝ ；1～4四个点中，v正＞v逆的点有 。
20．（10分）为了验证Cl、Br、S原子的得电子能力，设计如图实验装置图。
请回答下列问题：
（1）仪器b的名称是 。
（2）装置A中导管a的作用是 。
（3）若装置发生堵塞，则装置B中可以观察到的现象是 。
（4）该实验装置中能说明Cl原子的得电子能力比Br原子的强的离子方程式为 。
（5）装置D中进行的实验存在的明显不足之处是 （答一点）。
（6）溶液X可能是 。
21．（11分）能量转化是化学变化的主要特征之一，按要求回答下列问题。
（1）页岩气是从页岩层中开采出来的天然气，成分以甲烷为主，页岩气的资源潜力可能大于常规天然气。下列有关页岩气的叙述错误的是 （填序号）。
A.页岩气属于新能源
B.页岩气和氧气的反应是放热反应
C.甲烷中每个原子的最外层电子排布都达到8电子稳定结构
D.页岩气可以作燃料电池的负极燃料
（2）有关的电池装置如下：
电池装置
编号
a
b
c
d
①上述四种电池中，属于二次电池的是 （填序号，下同），属于干电池的是 。
②a装置中，外电路中电子的流向是 。（填“从Zn流向Cu”或“从Cu流向Zn”）
③装置中，若电解质改为碱性介质，则负极的电极反应式为 。
（3）氧化还原反应一般可以设计成原电池。若将反应Fe+2Fe3+═3Fe2+设计成原电池，则：
①该电池的电解质溶液可以是 。
②当外电路中转移1mole﹣时，电解质溶液增加的质量是 g。
2021-2022学年河南省南阳市六校高一（下）期中化学试卷
参考答案与试题解析
一、选择题：本题共16小题，每小题3分，共48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．（3分）变废为宝历来是化学重要的研究领域，二氧化碳催化循环再利用制备甲烷的过程如图所示。该图示中沙及的下列元素中不属于短周期元素的是（ ）
A．碳 B．氧 C．镁 D．钯
【分析】短周期元素指元素周期表中第一、二、三周期，选项中碳、氧、镁是短周期元素，而钯是长周期元素。
【解答】解：碳、氧处于周期表中第二周期，三者属于短周期元素，是长周期元素，
故选：D。
【点评】本题考查元素周期表，识记常见元素在周期表中位置，题目基础性强，旨在考查学生对基础知识的掌握情况。
2．（3分）二氧化氯（ClO2）具有强氧化性，可用于处理工业废水中的CN﹣：2ClO2+2CN﹣＝2CO2+N2+2Cl﹣，下列有关说法正确的是（ ）
A．Cl﹣的结构示意图：
B．CO2分子的空间结构是角形
C．中子数为8的氮原子：N
D．N2的电子式：N⋮⋮N
【分析】A．氯离子核外18个电子、核内有17个质子；
B．CO2分子结构式为O＝C＝O，C原子价层电子对个数是2且不含孤电子对；
C．元素符合左下角数字表示质子数、左上角数字表示质量数，中子数为8的N原子的质量数＝7+8＝15；
D．每个氮原子缺少孤电子对。
【解答】解：A．氯离子核外18个电子，氯离子的结构示意图为，故A错误；
B．CO2分子结构式为O＝C＝O，C原子价层电子对个数是2且不含孤电子对4为直线形分子，故B错误；
C．元素符合左下角数字表示质子数，中子数为8的N原子的质量数＝7+8＝15N，故C正确；
D．每个氮原子缺少孤电子对，N2的电子式为，故D错误；
故选：C。
【点评】本题考查分子空间构型判断、化学用语，侧重考查基础知识的掌握和灵活运用能力，明确分子空间构型判断方法、化学用语表示方法是解本题关键，题目难度不大。
3．（3分）下列过程的能量变化符合图示过程的是（ ）
A．煅烧石灰石 B．水分解 C．碘升华 D．铁生锈
【分析】由图象可知，反应物总能量大于生成物总能量，该反应为放热反应，结合常见的吸放热反应分析解答。
【解答】解：A．煅烧石灰石的反应为吸热反应，故A错误；
B．水分解为吸热反应，故B错误；
C．碘升华为物理变化，与图象不符合；
D．铁生锈为缓慢氧化过程，与图象符合；
故选：D。
【点评】本题考查反应热与焓变，为高频考点，把握反应中能量变化为解答的关键，侧重分析与运用能力的考查，注意图象信息分析与运用，题目难度不大。
4．（3分）下列关于化学反应速率和化学反应限度的说法正确的是（ ）
A．化学反应速率只能用单位时间内反应物浓度的减少来表示
B．反应速率数值大的反应进行得一定快
C．对于可逆反应而言，物质的浓度不变时，反应一定达到了该条件下的限度
D．一定条件下，可逆反应达到最大限度时，反应没有停止
【分析】A.化学反应速率除了用单位时间内反应物浓度的减少量还可以用或生成物浓度的增加量来表示；
B.化学反应速率数值大的反应进行得不一定快，还要看所用的单位；
C.在化学反应中，固态物质和液态物质的浓度视为常数，始终不变；
D.可逆反应达到最大限度时反应仍在进行。
【解答】解：A.化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量来表示，故A错误；
B.比较化学反应速率的快慢时必须是用同一种物质，且速率的单位相同；
C.对于可逆反应而言，纯物质的浓度不变时，故C错误；
D.一定条件下，可逆反应达到最大限度时，仍在进行，但不等于0。
故选：D。
【点评】本题考查化学反应速率和化学反应限度知识，为高频考点，侧重于基本概念的理解和运用的考查，注意正确理解化学反应限度的特征，注意化学反应平衡状态的本质原因是正逆反应速率相等且不等于0，浓度不变是外观特征。
5．（3分）浩瀚的海洋里蕴藏着丰富的化学资源。实验室里从海带灰中提取碘单质的操作涉及的装置为（ ）
A．
B．
C．
D．
【分析】实验室里从海带灰中提取碘单质，主要步骤为浸取、过滤、氧化、萃取，浸取、过滤分离出浸取液含I﹣，加氧化剂氧化得到碘单质，用四氯化碳萃取出I2，分液分离出碘的四氯化碳溶液中，通过蒸馏提纯得到碘单质。
【解答】解：实验室里从海带灰中提取碘单质，海带灰溶解浸取后，加入四氯化碳萃取分液得到碘单质，装置C是蒸发溶液的装置，实验室里从海带灰中提取碘单质的操作涉及的装置为B，
故选：B。
【点评】本题考查了海水资源的应用，主要是碘单质的提取过程的分析判断，题目难度不大。
6．（3分）在反应中2A（g）+B（g）⇌5C（g）（g），下列表示的该反应速率最快的是（ ）
A．v（B）＝0.3mol•L﹣1•s﹣1 B．v（A）＝0.5mol•L﹣1•s﹣1
C．v（C）＝1.2mol•L﹣1•s﹣1 D．v（D）＝30mol•L﹣1•min﹣1
【分析】化学反应速率之比等于化学计量数之比，则反应速率与化学计量数的比值越大、反应速率越快，以此来解答。
【解答】解：反应速率与化学计量数的比值越大、反应速率越快，则
A.＝0.3；
B.＝8.25；
C.＝0.24；
D.＝6.25，
显然A中比值最大、反应速率最快，
故选：A。
【点评】本题考查化学反应速率，为高频考点，把握反应速率与化学计量数的关系为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意比值法应用及速率单位统一，题目难度不大。
7．（3分）如图所示，在锥形瓶中放入一支试管，试管中加入下列物质中的一种：①NaOH固体、②生石灰、③NH4NO3晶体、④Na2O2固体、⑤SiO2粉末。U形玻璃管中盛有品红溶液，开始时溶液两端高度一致，用胶头滴管向试管中加入适量水，判断试管中加入的物质可能是（ ）
A．①②④ B．只有③ C．③⑤ D．全部
【分析】U形玻璃管中盛有品红溶液，开始时溶液两端高度一致，用胶头滴管向试管中加入适量水，U形玻璃管中的品红溶液呈现如图状态，图中左高右低，说明锥形瓶中压强减小，说明试管中温度降低。
【解答】解：①NaOH固体溶于水是放热过程，锥形瓶压强增大，故错误；
②生石灰溶于水是放热反应，锥形瓶压强增大，故错误；
③NH4NO3晶体溶于水是吸热反应，故正确；
④Na5O2固体是放热反应，锥形瓶压强增大，故错误；
⑤SiO2粉末与水不反应，故错误；
故选：B。
【点评】本题考查化学反应能量变化，熟记常见的吸热反应和放热反应，题目难度不大。
8．（3分）某水果电池的结构如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．锌片作负极，发生还原反应
B．电池工作时，电子从锌片经LED灯流向铜片
C．电池工作时，锌片变细铜片变粗
D．电池工作结束后柠檬的酸性变强
【分析】A．原电池负极发生氧化反应；
B．电子由负极流出，经用电器到正极；
C．正极生成氢气；
D．反应消耗氢离子。
【解答】解：A．原电池负极失去电子发生氧化反应；
B．电池工作时，故B正确；
C．负极锌失去电子变为锌离子，正极氢离子得电子生成氢气放出，故C错误；
D．正极氢离子得电子生成氢气放出，故D错误；
故选：B。
【点评】本题以水果电池为载体考查原电池原理，明确原电池构成条件即可解答，注意正负极上发生的反应，题目难度不大。
9．（3分）1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮核发现了质子，其核反应为He→X+（ ）
A．N的质量数为14
B．X元素位于第二周期ⅥA族
C．He与He互为同位素
D．上述反应属于化学变化
【分析】根据质子数和质量数守恒可知，核反应N+He→X+H中Z＝8，A＝14，，即X为，N为，据此分析。
【解答】解：A.N即为，故A正确；
B.X为氧元素，位于第二周期ⅥA族；
C.和是同种元素的不同种原子，故C正确；
D.化学反应中的最小微粒是原子，化学反应中不能实现原子种类，故此反应不是化学变化；
故选：D。
【点评】本题考查了同位素的概念、原子的结构以及化学反应的判断，难度不大，应注意的是有原子种类、元素种类变化的反应不是化学反应。
10．（3分）用一根铁钉与30mL3mol⋅L﹣1硫酸反应制取H2，若要增大反应速率，可采取的措施是（ ）
①改用40mL3mol⋅L﹣1硫酸
②改用30mL6mol⋅L﹣1硫酸
③改用330mL18mol⋅L﹣1硫酸
④适当升高温度
⑤滴入少量CuSO4溶液
A．①②③④ B．②③④⑤ C．①②④ D．②④⑤
【分析】适当增大硫酸浓度、升高温度、形成原电池等可以加快反应速率。
【解答】解：①改用40mL3mol⋅L﹣1硫酸，硫酸浓度不变，故①错误；
②改用30mL8mol⋅L﹣1硫酸，硫酸浓度增大，故②正确；
③改用330mL18mol⋅L﹣1硫酸，常温下铁遇浓硫酸钝化；
④适当升高温度，反应速率加快；
⑤滴入少量CuSO2溶液，Fe置换出Cu，反应速率加快；
故选：D。
【点评】本题考查化学反应速率，题目难度中等，掌握外界条件改变对反应速率的影响是解题的关键。
11．（3分）下列离子方程式书写错误的是（ ）
A．向硅酸钠溶液中加入稀硫酸：+2H+＝H2SiO3↓
B．向氯化铝溶液中加入过量氨水：Al3++4OH﹣＝[Al（OH）4]﹣
C．碘单质与浓氢氧化钠溶液反应：3I2+6OH﹣＝5I﹣++3H2O
D．氯气与水反应：Cl2+H2O⇌H++Cl﹣+HClO
【分析】A.硫酸的酸性强于硅酸；
B.一水合氨为弱碱，不能拆，且氢氧化铝不能溶于氨水；
C.碘单质和浓氢氧化钠溶液反应生成NaI、碘酸钠和水；
D.氯气和水反应生成HCl和HClO。
【解答】解：A.硫酸的酸性强于硅酸，向硅酸钠溶液中加入稀硫酸，离子方程式为+＝H4SiO3↓，故A正确；
B.一水合氨为弱碱，不能拆，离子方程式为Al3++5NH3•H2O＝Al（OH）4↓+3，故B错误；
C.碘单质和浓氢氧化钠溶液反应生成NaI、碘酸钠和水6+6OH﹣＝5I﹣++3H2O，故C正确；
D.氯气和水反应生成HCl和HClO，且此反应是可逆反应，离子方程式为Cl8+H2O⇌H++Cl﹣+HClO，故D正确；
故选：B。
【点评】本题考查了离子方程式书写的正误判断，难度不大，应注意离子方程式应拆分正确且满足电荷守恒和质量守恒。
12．（3分）下列说法正确的是（ ）
A．放热反应中反应物的总能量小于生成物的总能量
B．将Mg、Al片用导线连接后放入氢氧化钠溶液中组成原电池，Al为负极，Mg为正极
C．由甲烷、空气和稀硫酸构成的燃料电池的正极反应是O2+4e﹣+2H2O═4OH﹣
D．充电电池可以无限制地反复放电、充电
【分析】A．根据放热反应中反应物的总能量和生成物的总能量的关系根据判断；
B．镁不能与氢氧化钠溶液反应，铝和氢氧化钠之间有自发的氧化还原反应；
C．甲烷、空气和稀硫酸构成的燃料电池，电解质为酸性；
D．当电解质和电极发生变质时，则电池不能再使用。
【解答】解：A．化学反应的能量是守恒的，故A错误；
B．由Al，其负极反应是金属铝失电子的氧化反应，Mg为正极；
C．H2、O2、稀硫酸酸性燃料电池中，O3在正极得到电子发生还原反应，电极反应式为：O2+4H++8e﹣＝2H2O，故C错误；
D．充电电池可反复充电使用，不能无限制使用，则电池不能再使用；
故选：B。
【点评】本题考查原电池及工作原理，为高频考点，把握电极、电极反应、离子移动为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意原电池的工作原理，题目难度不大。
13．（3分）短周期元素R的最高价含氧酸对应钾盐的化学式为KnRO2n﹣2，若R原子的质量数为x，则R元素形成的ag简单气态氢化物M中含氢原子的物质的量是（ ）
A．×（3n﹣4）mol B．×（12﹣3n）mol
C．×（12﹣3n）mol D．mol
【分析】根据化合物中各元素化合价的代数和为0可知，R的最高价含氧酸对应的钾盐KnRO2n﹣2中R的最高正价为+[（2n﹣2）×2﹣n×1]＝+（3n﹣4），则其最低负价为﹣[8﹣（3n﹣4）]＝﹣（12﹣3n），则R元素形成的简单气态氢化物M的化学式为H12﹣3nR，若R原子的质量数为x，据此计算R元素形成的ag简单气态氢化物H12﹣3nR中含氢原子的物质的量。
【解答】解：由于化合物中各元素化合价的代数和为0，R的最高价含氧酸对应的钾盐KnRO2n﹣4中R的最高正价为+[（2n﹣2）×6﹣n×1]＝+（3n﹣6），则其最低负价为﹣[8﹣（3n﹣4）]＝﹣（12﹣3n）12﹣3nR，若R原子的质量数为x12﹣2nR的摩尔质量为（12﹣3n+x）g/mol，则ag简单气态氢化物H12﹣3nR中含氢原子的物质的量n＝＝mol，
故选：B。
【点评】本题考查了物质的量的有关计算，熟练掌握公式的应用以及最高正价与最低负价之间的关系是解题关键。
14．（3分）短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W与Z同主族，Y的核外电子数是W的2倍，W是空气中含量最多的元素。下列说法正确的是（ ）
A．原子半径：Y＞Z＞X＞W
B．简单氢化物的稳定性：Z＞W＞Y
C．X、Y、Z属于同周期元素
D．四种元素的单质中，W单质的熔沸点最高
【分析】短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W是空气中含量最多的元素，则W为N元素；W与Z同主族，则Z为P元素；Y的核外电子数是W的2倍，Y核外电子数为2×7＝14，故Y为Si元素；W与Z的原子序数之和是X的2倍，X的原子序数为＝11，故X为Na元素。
【解答】解：由分析可知，W为N元素、Y为Si元素；
A．同周期主族元素自左而右原子半径减小，则原子半径：Na＞Si＞P＞N；
B．元素非金属性：N＞P＞Si3＞PH3＞SiH7，故B错误；
C．Na、P都处于第三周期；
D．四种元素的单质中，其它三种元素单质为固体，故D错误；
故选：C。
【点评】本题考查原子结构与元素周期律，推断元素是解题的关键，熟练掌握元素周期律与元素化合物知识，试题侧重考查学生对基础知识的掌握情况。
15．（3分）一定温度下，在某恒容密闭容器中发生反应：3X（g）+Z（g）（g），其中气体的物质的量变化曲线如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．Q点Y的正反应速率和逆反应速率相等
B．从开始到达到平衡时用X表示的平均反应速率是0.2mol⋅L﹣1⋅min﹣1
C．达到平衡后气体的平均相对分子质量不再改变
D．达到平衡后，再充入氩气，反应速率增大
【分析】A．Q点还未达到平衡状态；
B．根据v＝计算X表示的反应速率；
C．达到平衡后，混合气体的总质量和总物质的量均不变；
D．恒温恒容条件下，充入He气，容器中气体的物质的量增大，但反应物和生成物的浓度没有变化。
【解答】解：A．由图可知，Q点Y的正反应速率和逆反应速率不相等；
B．从开始到达到平衡时，该容器体积未知，故B错误；
C．达到平衡后，则气体的平均相对分子质量不再改变；
D．温度，t时刻充入1molHe，但反应物和生成物的浓度没有变化，正，故D错误；
故选：C。
【点评】本题考查化学反应速率和化学平衡，侧重考查学生平衡图像和速率计算的掌握情况，试题难度中等。
16．（3分）五种短周期主族元素a、b、c、d、e在周期表中的相对位置如表所示，下列说法错误的是（ ）
A．五种元素可能都是非金属元素
B．五种元素原子的最外层电子数之和可能为30
C．若a的一种单质是自然界最硬的物质，则五种元素中最高价氧化物的水化物为强酸的只有e
D．若五种元素中只有一种是金属元素，则c的最高价氧化物的水化物能与其简单氢化物反应
【分析】A.由位置可知，a可能为C，则b为N、c为O、d为Si、e为S；
B.设b的最外层电子数为n，则a、d的最外层电子数为n﹣1，c、e的最外层电子数为n+1，且b可能为O；
C.若a的一种单质是自然界最硬的物质，a为C，五种元素中最高价氧化物的水化物中硝酸、硫酸均为强酸；
D.若五种元素中只有一种是金属元素，则d为Al，c为N。
【解答】解：A.由位置可知，a可能为C、c为O、e为S，故A正确；
B.设b的最外层电子数为n，则a，c、e的最外层电子数为n+1，五种元素原子的最外层电子数之和为5n＝2×6＝30；
C.若a的一种单质是自然界最硬的物质，a为C、硫酸均为强酸，故C错误；
D.若五种元素中只有一种是金属元素，则d为Al，则的最高价氧化物的水化物（硝酸）能与其简单氢化物（氨气）反应生成硝酸铵；
故选：C。
【点评】本题考查位置结构与性质，为高频考点，把握元素的位置、性质、元素化合物知识为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意元素化合物知识的应用，题目难度不大。
二、非选择题：本题共5小题，共52分。
17．（11分）短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，Z可与X形成淡黄色固体化合物G；X与W可形成化合物W2X，该化合物溶于水可生成具有漂白性的物质；Y、W的最外层电子数相同。请回答下列问题：
（1）X的元素符号为 O ；Y的原子结构示意图为 。
（2）G中含有的化学键类型有 离子键、共价键 ；用电子式表示G的形成过程 。
（3）W2X的结构式为 Cl﹣O﹣Cl ，其溶于水发生反应的化学方程式为 Cl2O+H2O═2HClO 。
【分析】短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，Z可与X形成淡黄色固体化合物G，则X为O元素、Z为Na元素、G为Na2O2；X与W可形成化合物W2X，该化合物溶于水可生成具有漂白性的物质，则W为Cl元素、W2X为Cl2O；Y、W的最外层电子数相同，可推知Y为F元素。
【解答】解：由分析可知，X为O元素、Z为Na元素、G为Na2O2、W5X为Cl2O。
（1）X的元素符号为O；Y的原子结构示意图为：，
故答案为：O；；
（2）G为Na2O7，G中含有的化学键类型有离子键、共价键，
故答案为：离子键、共价键；；
（3）W2X为Cl2O，其结构式为Cl﹣O﹣Cl5O+H2O═2HClO，
故答案为：Cl﹣O﹣Cl；Cl2O+H2O═2HClO。
【点评】本题考查结构性质位置关系应用，需要学生熟练掌握元素化合物知识，注意抓住短周期元素形成的物质，题目侧重对常用化学用语的考查，掌握用电子式表示化学键或物质的形成过程。
18．（10分）短周期主族元素X、Y、Z和M的原子序数依次增大，相关信息如下表：
元素
相关信息
X
最外层电子数是核外电子总数的
Y
地壳中含量最多的元素
Z
Z的质子数比Y的质子数多1
M
M与X同主族
请回答下列问题：
（1）Z的元素符号是 F ，X元素灼烧时火焰呈现的颜色是 紫红色 。
（2）Y原子的得电子能力比Z原子的得电子能力 弱 （填“强”或“弱”），原因是 同周期主族元素从左向右原子半径减小、得电子能力增强 （从原子结构角度分析）。
（3）写出X的单质在单质Y2中燃烧的化学方程式： 4Li+O22Li2O 。单质Y2与单质Y3的关系是 同素异形体 。
（4）设计实验比较X与M原子的失电子能力强弱： 取大小相同的Li、Na，分别用水反应，Na反应剧烈可证明 。
【分析】短周期主族元素X、Y、Z和M的原子序数依次增大，Y为地壳中含量最多的元素，Y为O元素；X的最外层电子数是核外电子总数的，可知X的最外层电子数为1、核外电子总数为3，X为Li元素；Z的质子数比Y的质子数多1，Z为F元素；M与X同主族，结合原子序数可知，M为Na元素，以此来解答。
【解答】解：由上述分析可知，X为Li元素、Z为F元素，
（1）Z的元素符号是F，X元素灼烧时火焰呈现的颜色是紫红色，
故答案为：F；紫红色；
（2）Y原子的得电子能力比Z原子的得电子能力弱，原因是同周期主族元素从左向右原子半径减小，
故答案为：弱；同周期主族元素从左向右原子半径减小；
（3）X的单质在单质Y2中燃烧的化学方程式为4Li+O72Li2O，单质O3与单质O3的关系是同素异形体，
故答案为：4Li+O72Li2O；同素异形体；
（4）设计实验比较X与M原子的失电子能力强弱的方法为取大小相同的Li、Na，Na反应剧烈可证明，
故答案为：取大小相同的Li、Na，Na反应剧烈可证明。
【点评】本题考查位置、结构与性质，为高频考点，把握元素的性质、原子结构、原子序数来推断元素为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意规律性知识及元素化合物知识的应用，题目难度不大。
19．（10分）已知反应：N2O4（g）⇌2NO2（g）。将一定量N2O4气体充某恒容密闭容器中，控制反应温度为T。
（1）该反应为吸热反应，则断开化学键所需要的总能量 大于 （填“大于”、“小于”或“等于”）形成化学键放出的总能量。
（2）下列可以说明该反应达到平衡的是 AC （填序号）。
A.气体的压强不再变化
B.v正（N2O4）＝2v逆（NO2）
C.容器内气体的颜色不再变化
D.容器内气体的密度不再变化
（3）在温度为T的条件下，向某恒容密闭容器中充入0.04mol•L﹣1N2O4，c（NO2）随时间的变化曲线如图所示。
①在图中画出0～16min时间段内，c（N2O4）随时间的变化曲线 。
②0～4min内用NO2表示的平均反应速率c（NO2）＝ 0.01mol•L﹣1•min﹣1 ；1～4四个点中，v正＞v逆的点有 3、4 。
【分析】（1）当断开化学键吸收的能量大于形成化学键放出的能量时反应为吸热反应；
（2）A．该反应是一个气体体积增大的反应，气体的压强不再改变说明各气体浓度保持不变，说明混合气体的总物质的量一定；
B．v正（N2O4）＝2v逆（NO2）时，用v（N2O4）表示的正、逆反应速率不相等；
C．容器内气体的颜色不变说明各气体浓度保持不变；
D．由质量守恒定律可知，反应前后气体质量不变，恒容容器的体积不变，则密度始终不变；
（3）①在温度为T的条件下，向某恒容密闭容器中充入0.04mol/LN2O4，由方程式的化学计量数并结合图象可知，达到平衡过程中生成二氧化氮0.06mol/L，则消耗0.03mol/L四氧化二氮，在第12min达到平衡时，c（N2O4）＝0.01mol/L，12min以后四氧化二氮的物质的量浓度不再改变；
②据图可知，在第4min时，c（NO2）＝0.04mol/L，代入速率计算公式可得v（NO2）＝；v正＞v逆，说明反应正向进行，未达到平衡。
【解答】解：（1）断开化学键吸收能量，形成化学键放出能量，说明断开化学键吸收的能量大于形成化学键放出的能量，
故答案为：大于；
（2）A．该反应是一个气体体积增大的反应，说明混合气体的总物质的量一定，故A正确；
B．v正（N2O4）＝7v逆（NO2）时，正逆反应速率不相等，当2v正（N4O4）＝v逆（NO2）时，正逆反应速率相等，故B错误；
C．容器内气体的颜色不变说明各气体浓度保持不变，故C正确；
D．由质量守恒定律可知，恒容容器的体积不变，不能说明反应达到化学平衡状态；
故答案为：AC；
（3）①在温度为T的条件下，向某恒容密闭容器中充入8.04mol/LN2O4，由方程式的化学计量数并结合图象可知，达到平衡过程中生成二氧化氮3.06mol/L，在第12min达到平衡时2O4）＝3.01mol/L，12min以后四氧化二氮的物质的量浓度不再改变，c（N2O4）随时间的变化曲线为，
故答案为：；
②据图可知，在第4min时2）＝0.04mol/L，代入速率计算公式可得v（NO3）＝＝2.01mol•L﹣1•min﹣1；v正＞v逆，说明反应正向进行，未达到平衡、4两个点符合题意，
故答案为：0.01mol•L﹣1•min﹣4；3、4。
【点评】本题主要考查化学平衡的建立与化学反应速率的计算，涉及化学反应的能量变化及速率的影响因素等，需要学生具备扎实的基础、运用知识分析解决问题的能力，难度中等。
20．（10分）为了验证Cl、Br、S原子的得电子能力，设计如图实验装置图。
请回答下列问题：
（1）仪器b的名称是 分液漏斗 。
（2）装置A中导管a的作用是 平衡压强，使液体顺利流下 。
（3）若装置发生堵塞，则装置B中可以观察到的现象是 锥形瓶中液面下降，长颈漏斗中液面上升 。
（4）该实验装置中能说明Cl原子的得电子能力比Br原子的强的离子方程式为 Cl2+2Br﹣＝2Cl﹣+Br2 。
（5）装置D中进行的实验存在的明显不足之处是 氯气可能过量，不能确定Br2氧化性比S氧化性强 （答一点）。
（6）溶液X可能是 NaOH溶液 。
【分析】浓盐酸和高锰酸钾反应生成氯气，氯气中含有HCl和水蒸气杂质，用饱和食盐水除掉HCl杂质，再干燥氯气，氯气通入到溴化钠溶液中验证Cl﹣得电子能力比Br﹣强，将溴化钠反应生成溴单质，溴单质滴入到硫化钾溶液中，溶液变浑浊，验证Br﹣得电子能力比S2﹣强，尾气常用氢氧化钠溶液处理，据此分析。
【解答】解：（1）由图可知，仪器b的名称是分液漏斗，
故答案为：分液漏斗；
（2）由图可知，装置A中导管a的作用是平衡分液漏斗和烧瓶中压强，
故答案为：平衡压强，使液体顺利流下；
（3）若装置发生堵塞时B中的压强增大，气体将溶液压入长颈漏斗B中，
故答案为：锥形瓶中液面下降，长颈漏斗中液面上升；
（4）氯气与溴化钠溶液发生置换反应生成氯化钠和溴能证明氯原子得电子能力比溴原子强，反应的离子方程式为Cl2+2Br﹣＝5Cl﹣+Br2，
故答案为：Cl2+2Br﹣＝2Cl﹣+Br2；
（5）装置b中溴离子反应时可能氯气过量，b中液体放入到D中时，因此装置D中进行的实验存在的明显不足之处是不能确定Br6氧化性比S氧化性强，
故答案为：氯气可能过量，不能确定Br2氧化性比S氧化性强；
（6）溶液X是尾气处理，吸收氯气，
故答案为：NaOH溶液。
【点评】本题考查了氯气实验室制取、氯气化学性质、实验装置的理解评价、离子方程式的书写等，注意基础知识的掌握，本题难度中等。
21．（11分）能量转化是化学变化的主要特征之一，按要求回答下列问题。
（1）页岩气是从页岩层中开采出来的天然气，成分以甲烷为主，页岩气的资源潜力可能大于常规天然气。下列有关页岩气的叙述错误的是 AC （填序号）。
A.页岩气属于新能源
B.页岩气和氧气的反应是放热反应
C.甲烷中每个原子的最外层电子排布都达到8电子稳定结构
D.页岩气可以作燃料电池的负极燃料
（2）有关的电池装置如下：
电池装置
编号
a
b
c
d
①上述四种电池中，属于二次电池的是 d （填序号，下同），属于干电池的是 b 。
②a装置中，外电路中电子的流向是 从Zn流向Cu 。（填“从Zn流向Cu”或“从Cu流向Zn”）
③装置中，若电解质改为碱性介质，则负极的电极反应式为 H2﹣2e﹣+2OH﹣═2H2O 。
（3）氧化还原反应一般可以设计成原电池。若将反应Fe+2Fe3+═3Fe2+设计成原电池，则：
①该电池的电解质溶液可以是 FeCl3溶液 。
②当外电路中转移1mole﹣时，电解质溶液增加的质量是 28 g。
【分析】（1）A.页岩气以甲烷为主，为化石能源；
B.页岩气和氧气的反应为燃烧反应；
C.H原子达到2电子稳定结构；
D.甲烷可燃；
（2）a为原电池，Zn比Cu活泼，Zn作负极；b为干电池；c为燃料电池，通入可燃物（H2）的一极为负极；d为铅蓄电池，属于二次电池；
（3）将反应Fe+2Fe3+═3Fe2+设计成原电池，Fe作负极，失电子电极反应式为Fe﹣2e﹣＝Fe2+，正极为比Fe活泼性差的金属或惰性电极，铁盐溶液作电解质溶液，正极电极反应式为Fe3++e﹣＝Fe2+。
【解答】解：（1）A.页岩气为化石能源，不属于新能源；
B.页岩气和氧气的反应为燃烧反应，属于放热反应；
C.甲烷中C原子的最外层电子排布都达到8电子稳定结构，H原子达到2电子稳定结构；
D.甲烷可燃，可以作燃料电池的负极燃料；
故答案为：AC；
（2）①b为干电池，d为铅蓄电池可进行充放电，
故答案为：d；b；
②a装置中，Zn作负极，外电路电子应由负极流向正极，
故答案为：从Zn流向Cu；
③c为燃料电池，通入H3的一极为负极，碱性环境中电极反应式为H2﹣2e﹣+6OH﹣═2H2O，
故答案为：H4﹣2e﹣+2OH﹣═8H2O；
（3）①Fe作负极，正极为比Fe活泼性差的金属或惰性电极3溶液作电解质溶液，
故答案为：FeCl3溶液；
②原电池中，Fe作负极﹣＝Fe2+，当外电路中转移1mole﹣时，有3.5molFe进入溶液，
故答案为：28。
【点评】本题考查原电池原理、燃料电池和原电池设计，题目难度不大，难点是电极反应式的书写，注意根据金属活泼性和物质价态变化判断正负极。
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2021-2022学年河南省南阳市六校高一（下）期中化学试卷
一、选择题：本题共16小题，每小题3分，共48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．（3分）变废为宝历来是化学重要的研究领域，二氧化碳催化循环再利用制备甲烷的过程如图所示。该图示中沙及的下列元素中不属于短周期元素的是（ ）
A．碳 B．氧 C．镁 D．钯
2．（3分）二氧化氯（ClO2）具有强氧化性，可用于处理工业废水中的CN﹣：2ClO2+2CN﹣＝2CO2+N2+2Cl﹣，下列有关说法正确的是（ ）
A．Cl﹣的结构示意图：
B．CO2分子的空间结构是角形
C．中子数为8的氮原子：N
D．N2的电子式：N⋮⋮N
3．（3分）下列过程的能量变化符合图示过程的是（ ）
A．煅烧石灰石 B．水分解 C．碘升华 D．铁生锈
4．（3分）下列关于化学反应速率和化学反应限度的说法正确的是（ ）
A．化学反应速率只能用单位时间内反应物浓度的减少来表示
B．反应速率数值大的反应进行得一定快
C．对于可逆反应而言，物质的浓度不变时，反应一定达到了该条件下的限度
D．一定条件下，可逆反应达到最大限度时，反应没有停止
5．（3分）浩瀚的海洋里蕴藏着丰富的化学资源。实验室里从海带灰中提取碘单质的操作涉及的装置为（ ）
A．
B．
C．
D．
6．（3分）在反应中2A（g）+B（g）⇌5C（g）（g），下列表示的该反应速率最快的是（ ）
A．v（B）＝0.3mol•L﹣1•s﹣1 B．v（A）＝0.5mol•L﹣1•s﹣1
C．v（C）＝1.2mol•L﹣1•s﹣1 D．v（D）＝30mol•L﹣1•min﹣1
7．（3分）如图所示，在锥形瓶中放入一支试管，试管中加入下列物质中的一种：①NaOH固体、②生石灰、③NH4NO3晶体、④Na2O2固体、⑤SiO2粉末。U形玻璃管中盛有品红溶液，开始时溶液两端高度一致，用胶头滴管向试管中加入适量水，判断试管中加入的物质可能是（ ）
A．①②④ B．只有③ C．③⑤ D．全部
8．（3分）某水果电池的结构如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．锌片作负极，发生还原反应
B．电池工作时，电子从锌片经LED灯流向铜片
C．电池工作时，锌片变细铜片变粗
D．电池工作结束后柠檬的酸性变强
9．（3分）1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮核发现了质子，其核反应为He→X+（ ）
A．N的质量数为14
B．X元素位于第二周期ⅥA族
C．He与He互为同位素
D．上述反应属于化学变化
10．（3分）用一根铁钉与30mL3mol⋅L﹣1硫酸反应制取H2，若要增大反应速率，可采取的措施是（ ）
①改用40mL3mol⋅L﹣1硫酸
②改用30mL6mol⋅L﹣1硫酸
③改用330mL18mol⋅L﹣1硫酸
④适当升高温度
⑤滴入少量CuSO4溶液
A．①②③④ B．②③④⑤ C．①②④ D．②④⑤
11．（3分）下列离子方程式书写错误的是（ ）
A．向硅酸钠溶液中加入稀硫酸：+2H+＝H2SiO3↓
B．向氯化铝溶液中加入过量氨水：Al3++4OH﹣＝[Al（OH）4]﹣
C．碘单质与浓氢氧化钠溶液反应：3I2+6OH﹣＝5I﹣++3H2O
D．氯气与水反应：Cl2+H2O⇌H++Cl﹣+HClO
12．（3分）下列说法正确的是（ ）
A．放热反应中反应物的总能量小于生成物的总能量
B．将Mg、Al片用导线连接后放入氢氧化钠溶液中组成原电池，Al为负极，Mg为正极
C．由甲烷、空气和稀硫酸构成的燃料电池的正极反应是O2+4e﹣+2H2O═4OH﹣
D．充电电池可以无限制地反复放电、充电
13．（3分）短周期元素R的最高价含氧酸对应钾盐的化学式为KnRO2n﹣2，若R原子的质量数为x，则R元素形成的ag简单气态氢化物M中含氢原子的物质的量是（ ）
A．×（3n﹣4）mol B．×（12﹣3n）mol
C．×（12﹣3n）mol D．mol
14．（3分）短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W与Z同主族，Y的核外电子数是W的2倍，W是空气中含量最多的元素。下列说法正确的是（ ）
A．原子半径：Y＞Z＞X＞W
B．简单氢化物的稳定性：Z＞W＞Y
C．X、Y、Z属于同周期元素
D．四种元素的单质中，W单质的熔沸点最高
15．（3分）一定温度下，在某恒容密闭容器中发生反应：3X（g）+Z（g）（g），其中气体的物质的量变化曲线如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．Q点Y的正反应速率和逆反应速率相等
B．从开始到达到平衡时用X表示的平均反应速率是0.2mol⋅L﹣1⋅min﹣1
C．达到平衡后气体的平均相对分子质量不再改变
D．达到平衡后，再充入氩气，反应速率增大
16．（3分）五种短周期主族元素a、b、c、d、e在周期表中的相对位置如表所示，下列说法错误的是（ ）
A．五种元素可能都是非金属元素
B．五种元素原子的最外层电子数之和可能为30
C．若a的一种单质是自然界最硬的物质，则五种元素中最高价氧化物的水化物为强酸的只有e
D．若五种元素中只有一种是金属元素，则c的最高价氧化物的水化物能与其简单氢化物反应
二、非选择题：本题共5小题，共52分。
17．（11分）短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，Z可与X形成淡黄色固体化合物G；X与W可形成化合物W2X，该化合物溶于水可生成具有漂白性的物质；Y、W的最外层电子数相同。请回答下列问题：
（1）X的元素符号为 ；Y的原子结构示意图为 。
（2）G中含有的化学键类型有 ；用电子式表示G的形成过程 。
（3）W2X的结构式为 ，其溶于水发生反应的化学方程式为 。
18．（10分）短周期主族元素X、Y、Z和M的原子序数依次增大，相关信息如下表：
元素
相关信息
X
最外层电子数是核外电子总数的
Y
地壳中含量最多的元素
Z
Z的质子数比Y的质子数多1
M
M与X同主族
请回答下列问题：
（1）Z的元素符号是 ，X元素灼烧时火焰呈现的颜色是 。
（2）Y原子的得电子能力比Z原子的得电子能力 （填“强”或“弱”），原因是 （从原子结构角度分析）。
（3）写出X的单质在单质Y2中燃烧的化学方程式： 。单质Y2与单质Y3的关系是 。
（4）设计实验比较X与M原子的失电子能力强弱： 。
19．（10分）已知反应：N2O4（g）⇌2NO2（g）。将一定量N2O4气体充某恒容密闭容器中，控制反应温度为T。
（1）该反应为吸热反应，则断开化学键所需要的总能量 （填“大于”、“小于”或“等于”）形成化学键放出的总能量。
（2）下列可以说明该反应达到平衡的是 （填序号）。
A.气体的压强不再变化
B.v正（N2O4）＝2v逆（NO2）
C.容器内气体的颜色不再变化
D.容器内气体的密度不再变化
（3）在温度为T的条件下，向某恒容密闭容器中充入0.04mol•L﹣1N2O4，c（NO2）随时间的变化曲线如图所示。
①在图中画出0～16min时间段内，c（N2O4）随时间的变化曲线 。
②0～4min内用NO2表示的平均反应速率c（NO2）＝ ；1～4四个点中，v正＞v逆的点有 。
20．（10分）为了验证Cl、Br、S原子的得电子能力，设计如图实验装置图。
请回答下列问题：
（1）仪器b的名称是 。
（2）装置A中导管a的作用是 。
（3）若装置发生堵塞，则装置B中可以观察到的现象是 。
（4）该实验装置中能说明Cl原子的得电子能力比Br原子的强的离子方程式为 。
（5）装置D中进行的实验存在的明显不足之处是 （答一点）。
（6）溶液X可能是 。
21．（11分）能量转化是化学变化的主要特征之一，按要求回答下列问题。
（1）页岩气是从页岩层中开采出来的天然气，成分以甲烷为主，页岩气的资源潜力可能大于常规天然气。下列有关页岩气的叙述错误的是 （填序号）。
A.页岩气属于新能源
B.页岩气和氧气的反应是放热反应
C.甲烷中每个原子的最外层电子排布都达到8电子稳定结构
D.页岩气可以作燃料电池的负极燃料
（2）有关的电池装置如下：
电池装置
编号
a
b
c
d
①上述四种电池中，属于二次电池的是 （填序号，下同），属于干电池的是 。
②a装置中，外电路中电子的流向是 。（填“从Zn流向Cu”或“从Cu流向Zn”）
③装置中，若电解质改为碱性介质，则负极的电极反应式为 。
（3）氧化还原反应一般可以设计成原电池。若将反应Fe+2Fe3+═3Fe2+设计成原电池，则：
①该电池的电解质溶液可以是 。
②当外电路中转移1mole﹣时，电解质溶液增加的质量是 g。
2021-2022学年河南省南阳市六校高一（下）期中化学试卷
参考答案与试题解析
一、选择题：本题共16小题，每小题3分，共48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．（3分）变废为宝历来是化学重要的研究领域，二氧化碳催化循环再利用制备甲烷的过程如图所示。该图示中沙及的下列元素中不属于短周期元素的是（ ）
A．碳 B．氧 C．镁 D．钯
【分析】短周期元素指元素周期表中第一、二、三周期，选项中碳、氧、镁是短周期元素，而钯是长周期元素。
【解答】解：碳、氧处于周期表中第二周期，三者属于短周期元素，是长周期元素，
故选：D。
【点评】本题考查元素周期表，识记常见元素在周期表中位置，题目基础性强，旨在考查学生对基础知识的掌握情况。
2．（3分）二氧化氯（ClO2）具有强氧化性，可用于处理工业废水中的CN﹣：2ClO2+2CN﹣＝2CO2+N2+2Cl﹣，下列有关说法正确的是（ ）
A．Cl﹣的结构示意图：
B．CO2分子的空间结构是角形
C．中子数为8的氮原子：N
D．N2的电子式：N⋮⋮N
【分析】A．氯离子核外18个电子、核内有17个质子；
B．CO2分子结构式为O＝C＝O，C原子价层电子对个数是2且不含孤电子对；
C．元素符合左下角数字表示质子数、左上角数字表示质量数，中子数为8的N原子的质量数＝7+8＝15；
D．每个氮原子缺少孤电子对。
【解答】解：A．氯离子核外18个电子，氯离子的结构示意图为，故A错误；
B．CO2分子结构式为O＝C＝O，C原子价层电子对个数是2且不含孤电子对4为直线形分子，故B错误；
C．元素符合左下角数字表示质子数，中子数为8的N原子的质量数＝7+8＝15N，故C正确；
D．每个氮原子缺少孤电子对，N2的电子式为，故D错误；
故选：C。
【点评】本题考查分子空间构型判断、化学用语，侧重考查基础知识的掌握和灵活运用能力，明确分子空间构型判断方法、化学用语表示方法是解本题关键，题目难度不大。
3．（3分）下列过程的能量变化符合图示过程的是（ ）
A．煅烧石灰石 B．水分解 C．碘升华 D．铁生锈
【分析】由图象可知，反应物总能量大于生成物总能量，该反应为放热反应，结合常见的吸放热反应分析解答。
【解答】解：A．煅烧石灰石的反应为吸热反应，故A错误；
B．水分解为吸热反应，故B错误；
C．碘升华为物理变化，与图象不符合；
D．铁生锈为缓慢氧化过程，与图象符合；
故选：D。
【点评】本题考查反应热与焓变，为高频考点，把握反应中能量变化为解答的关键，侧重分析与运用能力的考查，注意图象信息分析与运用，题目难度不大。
4．（3分）下列关于化学反应速率和化学反应限度的说法正确的是（ ）
A．化学反应速率只能用单位时间内反应物浓度的减少来表示
B．反应速率数值大的反应进行得一定快
C．对于可逆反应而言，物质的浓度不变时，反应一定达到了该条件下的限度
D．一定条件下，可逆反应达到最大限度时，反应没有停止
【分析】A.化学反应速率除了用单位时间内反应物浓度的减少量还可以用或生成物浓度的增加量来表示；
B.化学反应速率数值大的反应进行得不一定快，还要看所用的单位；
C.在化学反应中，固态物质和液态物质的浓度视为常数，始终不变；
D.可逆反应达到最大限度时反应仍在进行。
【解答】解：A.化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量来表示，故A错误；
B.比较化学反应速率的快慢时必须是用同一种物质，且速率的单位相同；
C.对于可逆反应而言，纯物质的浓度不变时，故C错误；
D.一定条件下，可逆反应达到最大限度时，仍在进行，但不等于0。
故选：D。
【点评】本题考查化学反应速率和化学反应限度知识，为高频考点，侧重于基本概念的理解和运用的考查，注意正确理解化学反应限度的特征，注意化学反应平衡状态的本质原因是正逆反应速率相等且不等于0，浓度不变是外观特征。
5．（3分）浩瀚的海洋里蕴藏着丰富的化学资源。实验室里从海带灰中提取碘单质的操作涉及的装置为（ ）
A．
B．
C．
D．
【分析】实验室里从海带灰中提取碘单质，主要步骤为浸取、过滤、氧化、萃取，浸取、过滤分离出浸取液含I﹣，加氧化剂氧化得到碘单质，用四氯化碳萃取出I2，分液分离出碘的四氯化碳溶液中，通过蒸馏提纯得到碘单质。
【解答】解：实验室里从海带灰中提取碘单质，海带灰溶解浸取后，加入四氯化碳萃取分液得到碘单质，装置C是蒸发溶液的装置，实验室里从海带灰中提取碘单质的操作涉及的装置为B，
故选：B。
【点评】本题考查了海水资源的应用，主要是碘单质的提取过程的分析判断，题目难度不大。
6．（3分）在反应中2A（g）+B（g）⇌5C（g）（g），下列表示的该反应速率最快的是（ ）
A．v（B）＝0.3mol•L﹣1•s﹣1 B．v（A）＝0.5mol•L﹣1•s﹣1
C．v（C）＝1.2mol•L﹣1•s﹣1 D．v（D）＝30mol•L﹣1•min﹣1
【分析】化学反应速率之比等于化学计量数之比，则反应速率与化学计量数的比值越大、反应速率越快，以此来解答。
【解答】解：反应速率与化学计量数的比值越大、反应速率越快，则
A.＝0.3；
B.＝8.25；
C.＝0.24；
D.＝6.25，
显然A中比值最大、反应速率最快，
故选：A。
【点评】本题考查化学反应速率，为高频考点，把握反应速率与化学计量数的关系为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意比值法应用及速率单位统一，题目难度不大。
7．（3分）如图所示，在锥形瓶中放入一支试管，试管中加入下列物质中的一种：①NaOH固体、②生石灰、③NH4NO3晶体、④Na2O2固体、⑤SiO2粉末。U形玻璃管中盛有品红溶液，开始时溶液两端高度一致，用胶头滴管向试管中加入适量水，判断试管中加入的物质可能是（ ）
A．①②④ B．只有③ C．③⑤ D．全部
【分析】U形玻璃管中盛有品红溶液，开始时溶液两端高度一致，用胶头滴管向试管中加入适量水，U形玻璃管中的品红溶液呈现如图状态，图中左高右低，说明锥形瓶中压强减小，说明试管中温度降低。
【解答】解：①NaOH固体溶于水是放热过程，锥形瓶压强增大，故错误；
②生石灰溶于水是放热反应，锥形瓶压强增大，故错误；
③NH4NO3晶体溶于水是吸热反应，故正确；
④Na5O2固体是放热反应，锥形瓶压强增大，故错误；
⑤SiO2粉末与水不反应，故错误；
故选：B。
【点评】本题考查化学反应能量变化，熟记常见的吸热反应和放热反应，题目难度不大。
8．（3分）某水果电池的结构如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．锌片作负极，发生还原反应
B．电池工作时，电子从锌片经LED灯流向铜片
C．电池工作时，锌片变细铜片变粗
D．电池工作结束后柠檬的酸性变强
【分析】A．原电池负极发生氧化反应；
B．电子由负极流出，经用电器到正极；
C．正极生成氢气；
D．反应消耗氢离子。
【解答】解：A．原电池负极失去电子发生氧化反应；
B．电池工作时，故B正确；
C．负极锌失去电子变为锌离子，正极氢离子得电子生成氢气放出，故C错误；
D．正极氢离子得电子生成氢气放出，故D错误；
故选：B。
【点评】本题以水果电池为载体考查原电池原理，明确原电池构成条件即可解答，注意正负极上发生的反应，题目难度不大。
9．（3分）1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮核发现了质子，其核反应为He→X+（ ）
A．N的质量数为14
B．X元素位于第二周期ⅥA族
C．He与He互为同位素
D．上述反应属于化学变化
【分析】根据质子数和质量数守恒可知，核反应N+He→X+H中Z＝8，A＝14，，即X为，N为，据此分析。
【解答】解：A.N即为，故A正确；
B.X为氧元素，位于第二周期ⅥA族；
C.和是同种元素的不同种原子，故C正确；
D.化学反应中的最小微粒是原子，化学反应中不能实现原子种类，故此反应不是化学变化；
故选：D。
【点评】本题考查了同位素的概念、原子的结构以及化学反应的判断，难度不大，应注意的是有原子种类、元素种类变化的反应不是化学反应。
10．（3分）用一根铁钉与30mL3mol⋅L﹣1硫酸反应制取H2，若要增大反应速率，可采取的措施是（ ）
①改用40mL3mol⋅L﹣1硫酸
②改用30mL6mol⋅L﹣1硫酸
③改用330mL18mol⋅L﹣1硫酸
④适当升高温度
⑤滴入少量CuSO4溶液
A．①②③④ B．②③④⑤ C．①②④ D．②④⑤
【分析】适当增大硫酸浓度、升高温度、形成原电池等可以加快反应速率。
【解答】解：①改用40mL3mol⋅L﹣1硫酸，硫酸浓度不变，故①错误；
②改用30mL8mol⋅L﹣1硫酸，硫酸浓度增大，故②正确；
③改用330mL18mol⋅L﹣1硫酸，常温下铁遇浓硫酸钝化；
④适当升高温度，反应速率加快；
⑤滴入少量CuSO2溶液，Fe置换出Cu，反应速率加快；
故选：D。
【点评】本题考查化学反应速率，题目难度中等，掌握外界条件改变对反应速率的影响是解题的关键。
11．（3分）下列离子方程式书写错误的是（ ）
A．向硅酸钠溶液中加入稀硫酸：+2H+＝H2SiO3↓
B．向氯化铝溶液中加入过量氨水：Al3++4OH﹣＝[Al（OH）4]﹣
C．碘单质与浓氢氧化钠溶液反应：3I2+6OH﹣＝5I﹣++3H2O
D．氯气与水反应：Cl2+H2O⇌H++Cl﹣+HClO
【分析】A.硫酸的酸性强于硅酸；
B.一水合氨为弱碱，不能拆，且氢氧化铝不能溶于氨水；
C.碘单质和浓氢氧化钠溶液反应生成NaI、碘酸钠和水；
D.氯气和水反应生成HCl和HClO。
【解答】解：A.硫酸的酸性强于硅酸，向硅酸钠溶液中加入稀硫酸，离子方程式为+＝H4SiO3↓，故A正确；
B.一水合氨为弱碱，不能拆，离子方程式为Al3++5NH3•H2O＝Al（OH）4↓+3，故B错误；
C.碘单质和浓氢氧化钠溶液反应生成NaI、碘酸钠和水6+6OH﹣＝5I﹣++3H2O，故C正确；
D.氯气和水反应生成HCl和HClO，且此反应是可逆反应，离子方程式为Cl8+H2O⇌H++Cl﹣+HClO，故D正确；
故选：B。
【点评】本题考查了离子方程式书写的正误判断，难度不大，应注意离子方程式应拆分正确且满足电荷守恒和质量守恒。
12．（3分）下列说法正确的是（ ）
A．放热反应中反应物的总能量小于生成物的总能量
B．将Mg、Al片用导线连接后放入氢氧化钠溶液中组成原电池，Al为负极，Mg为正极
C．由甲烷、空气和稀硫酸构成的燃料电池的正极反应是O2+4e﹣+2H2O═4OH﹣
D．充电电池可以无限制地反复放电、充电
【分析】A．根据放热反应中反应物的总能量和生成物的总能量的关系根据判断；
B．镁不能与氢氧化钠溶液反应，铝和氢氧化钠之间有自发的氧化还原反应；
C．甲烷、空气和稀硫酸构成的燃料电池，电解质为酸性；
D．当电解质和电极发生变质时，则电池不能再使用。
【解答】解：A．化学反应的能量是守恒的，故A错误；
B．由Al，其负极反应是金属铝失电子的氧化反应，Mg为正极；
C．H2、O2、稀硫酸酸性燃料电池中，O3在正极得到电子发生还原反应，电极反应式为：O2+4H++8e﹣＝2H2O，故C错误；
D．充电电池可反复充电使用，不能无限制使用，则电池不能再使用；
故选：B。
【点评】本题考查原电池及工作原理，为高频考点，把握电极、电极反应、离子移动为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意原电池的工作原理，题目难度不大。
13．（3分）短周期元素R的最高价含氧酸对应钾盐的化学式为KnRO2n﹣2，若R原子的质量数为x，则R元素形成的ag简单气态氢化物M中含氢原子的物质的量是（ ）
A．×（3n﹣4）mol B．×（12﹣3n）mol
C．×（12﹣3n）mol D．mol
【分析】根据化合物中各元素化合价的代数和为0可知，R的最高价含氧酸对应的钾盐KnRO2n﹣2中R的最高正价为+[（2n﹣2）×2﹣n×1]＝+（3n﹣4），则其最低负价为﹣[8﹣（3n﹣4）]＝﹣（12﹣3n），则R元素形成的简单气态氢化物M的化学式为H12﹣3nR，若R原子的质量数为x，据此计算R元素形成的ag简单气态氢化物H12﹣3nR中含氢原子的物质的量。
【解答】解：由于化合物中各元素化合价的代数和为0，R的最高价含氧酸对应的钾盐KnRO2n﹣4中R的最高正价为+[（2n﹣2）×6﹣n×1]＝+（3n﹣6），则其最低负价为﹣[8﹣（3n﹣4）]＝﹣（12﹣3n）12﹣3nR，若R原子的质量数为x12﹣2nR的摩尔质量为（12﹣3n+x）g/mol，则ag简单气态氢化物H12﹣3nR中含氢原子的物质的量n＝＝mol，
故选：B。
【点评】本题考查了物质的量的有关计算，熟练掌握公式的应用以及最高正价与最低负价之间的关系是解题关键。
14．（3分）短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W与Z同主族，Y的核外电子数是W的2倍，W是空气中含量最多的元素。下列说法正确的是（ ）
A．原子半径：Y＞Z＞X＞W
B．简单氢化物的稳定性：Z＞W＞Y
C．X、Y、Z属于同周期元素
D．四种元素的单质中，W单质的熔沸点最高
【分析】短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W是空气中含量最多的元素，则W为N元素；W与Z同主族，则Z为P元素；Y的核外电子数是W的2倍，Y核外电子数为2×7＝14，故Y为Si元素；W与Z的原子序数之和是X的2倍，X的原子序数为＝11，故X为Na元素。
【解答】解：由分析可知，W为N元素、Y为Si元素；
A．同周期主族元素自左而右原子半径减小，则原子半径：Na＞Si＞P＞N；
B．元素非金属性：N＞P＞Si3＞PH3＞SiH7，故B错误；
C．Na、P都处于第三周期；
D．四种元素的单质中，其它三种元素单质为固体，故D错误；
故选：C。
【点评】本题考查原子结构与元素周期律，推断元素是解题的关键，熟练掌握元素周期律与元素化合物知识，试题侧重考查学生对基础知识的掌握情况。
15．（3分）一定温度下，在某恒容密闭容器中发生反应：3X（g）+Z（g）（g），其中气体的物质的量变化曲线如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．Q点Y的正反应速率和逆反应速率相等
B．从开始到达到平衡时用X表示的平均反应速率是0.2mol⋅L﹣1⋅min﹣1
C．达到平衡后气体的平均相对分子质量不再改变
D．达到平衡后，再充入氩气，反应速率增大
【分析】A．Q点还未达到平衡状态；
B．根据v＝计算X表示的反应速率；
C．达到平衡后，混合气体的总质量和总物质的量均不变；
D．恒温恒容条件下，充入He气，容器中气体的物质的量增大，但反应物和生成物的浓度没有变化。
【解答】解：A．由图可知，Q点Y的正反应速率和逆反应速率不相等；
B．从开始到达到平衡时，该容器体积未知，故B错误；
C．达到平衡后，则气体的平均相对分子质量不再改变；
D．温度，t时刻充入1molHe，但反应物和生成物的浓度没有变化，正，故D错误；
故选：C。
【点评】本题考查化学反应速率和化学平衡，侧重考查学生平衡图像和速率计算的掌握情况，试题难度中等。
16．（3分）五种短周期主族元素a、b、c、d、e在周期表中的相对位置如表所示，下列说法错误的是（ ）
A．五种元素可能都是非金属元素
B．五种元素原子的最外层电子数之和可能为30
C．若a的一种单质是自然界最硬的物质，则五种元素中最高价氧化物的水化物为强酸的只有e
D．若五种元素中只有一种是金属元素，则c的最高价氧化物的水化物能与其简单氢化物反应
【分析】A.由位置可知，a可能为C，则b为N、c为O、d为Si、e为S；
B.设b的最外层电子数为n，则a、d的最外层电子数为n﹣1，c、e的最外层电子数为n+1，且b可能为O；
C.若a的一种单质是自然界最硬的物质，a为C，五种元素中最高价氧化物的水化物中硝酸、硫酸均为强酸；
D.若五种元素中只有一种是金属元素，则d为Al，c为N。
【解答】解：A.由位置可知，a可能为C、c为O、e为S，故A正确；
B.设b的最外层电子数为n，则a，c、e的最外层电子数为n+1，五种元素原子的最外层电子数之和为5n＝2×6＝30；
C.若a的一种单质是自然界最硬的物质，a为C、硫酸均为强酸，故C错误；
D.若五种元素中只有一种是金属元素，则d为Al，则的最高价氧化物的水化物（硝酸）能与其简单氢化物（氨气）反应生成硝酸铵；
故选：C。
【点评】本题考查位置结构与性质，为高频考点，把握元素的位置、性质、元素化合物知识为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意元素化合物知识的应用，题目难度不大。
二、非选择题：本题共5小题，共52分。
17．（11分）短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，Z可与X形成淡黄色固体化合物G；X与W可形成化合物W2X，该化合物溶于水可生成具有漂白性的物质；Y、W的最外层电子数相同。请回答下列问题：
（1）X的元素符号为 O ；Y的原子结构示意图为 。
（2）G中含有的化学键类型有 离子键、共价键 ；用电子式表示G的形成过程 。
（3）W2X的结构式为 Cl﹣O﹣Cl ，其溶于水发生反应的化学方程式为 Cl2O+H2O═2HClO 。
【分析】短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，Z可与X形成淡黄色固体化合物G，则X为O元素、Z为Na元素、G为Na2O2；X与W可形成化合物W2X，该化合物溶于水可生成具有漂白性的物质，则W为Cl元素、W2X为Cl2O；Y、W的最外层电子数相同，可推知Y为F元素。
【解答】解：由分析可知，X为O元素、Z为Na元素、G为Na2O2、W5X为Cl2O。
（1）X的元素符号为O；Y的原子结构示意图为：，
故答案为：O；；
（2）G为Na2O7，G中含有的化学键类型有离子键、共价键，
故答案为：离子键、共价键；；
（3）W2X为Cl2O，其结构式为Cl﹣O﹣Cl5O+H2O═2HClO，
故答案为：Cl﹣O﹣Cl；Cl2O+H2O═2HClO。
【点评】本题考查结构性质位置关系应用，需要学生熟练掌握元素化合物知识，注意抓住短周期元素形成的物质，题目侧重对常用化学用语的考查，掌握用电子式表示化学键或物质的形成过程。
18．（10分）短周期主族元素X、Y、Z和M的原子序数依次增大，相关信息如下表：
元素
相关信息
X
最外层电子数是核外电子总数的
Y
地壳中含量最多的元素
Z
Z的质子数比Y的质子数多1
M
M与X同主族
请回答下列问题：
（1）Z的元素符号是 F ，X元素灼烧时火焰呈现的颜色是 紫红色 。
（2）Y原子的得电子能力比Z原子的得电子能力 弱 （填“强”或“弱”），原因是 同周期主族元素从左向右原子半径减小、得电子能力增强 （从原子结构角度分析）。
（3）写出X的单质在单质Y2中燃烧的化学方程式： 4Li+O22Li2O 。单质Y2与单质Y3的关系是 同素异形体 。
（4）设计实验比较X与M原子的失电子能力强弱： 取大小相同的Li、Na，分别用水反应，Na反应剧烈可证明 。
【分析】短周期主族元素X、Y、Z和M的原子序数依次增大，Y为地壳中含量最多的元素，Y为O元素；X的最外层电子数是核外电子总数的，可知X的最外层电子数为1、核外电子总数为3，X为Li元素；Z的质子数比Y的质子数多1，Z为F元素；M与X同主族，结合原子序数可知，M为Na元素，以此来解答。
【解答】解：由上述分析可知，X为Li元素、Z为F元素，
（1）Z的元素符号是F，X元素灼烧时火焰呈现的颜色是紫红色，
故答案为：F；紫红色；
（2）Y原子的得电子能力比Z原子的得电子能力弱，原因是同周期主族元素从左向右原子半径减小，
故答案为：弱；同周期主族元素从左向右原子半径减小；
（3）X的单质在单质Y2中燃烧的化学方程式为4Li+O72Li2O，单质O3与单质O3的关系是同素异形体，
故答案为：4Li+O72Li2O；同素异形体；
（4）设计实验比较X与M原子的失电子能力强弱的方法为取大小相同的Li、Na，Na反应剧烈可证明，
故答案为：取大小相同的Li、Na，Na反应剧烈可证明。
【点评】本题考查位置、结构与性质，为高频考点，把握元素的性质、原子结构、原子序数来推断元素为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意规律性知识及元素化合物知识的应用，题目难度不大。
19．（10分）已知反应：N2O4（g）⇌2NO2（g）。将一定量N2O4气体充某恒容密闭容器中，控制反应温度为T。
（1）该反应为吸热反应，则断开化学键所需要的总能量 大于 （填“大于”、“小于”或“等于”）形成化学键放出的总能量。
（2）下列可以说明该反应达到平衡的是 AC （填序号）。
A.气体的压强不再变化
B.v正（N2O4）＝2v逆（NO2）
C.容器内气体的颜色不再变化
D.容器内气体的密度不再变化
（3）在温度为T的条件下，向某恒容密闭容器中充入0.04mol•L﹣1N2O4，c（NO2）随时间的变化曲线如图所示。
①在图中画出0～16min时间段内，c（N2O4）随时间的变化曲线 。
②0～4min内用NO2表示的平均反应速率c（NO2）＝ 0.01mol•L﹣1•min﹣1 ；1～4四个点中，v正＞v逆的点有 3、4 。
【分析】（1）当断开化学键吸收的能量大于形成化学键放出的能量时反应为吸热反应；
（2）A．该反应是一个气体体积增大的反应，气体的压强不再改变说明各气体浓度保持不变，说明混合气体的总物质的量一定；
B．v正（N2O4）＝2v逆（NO2）时，用v（N2O4）表示的正、逆反应速率不相等；
C．容器内气体的颜色不变说明各气体浓度保持不变；
D．由质量守恒定律可知，反应前后气体质量不变，恒容容器的体积不变，则密度始终不变；
（3）①在温度为T的条件下，向某恒容密闭容器中充入0.04mol/LN2O4，由方程式的化学计量数并结合图象可知，达到平衡过程中生成二氧化氮0.06mol/L，则消耗0.03mol/L四氧化二氮，在第12min达到平衡时，c（N2O4）＝0.01mol/L，12min以后四氧化二氮的物质的量浓度不再改变；
②据图可知，在第4min时，c（NO2）＝0.04mol/L，代入速率计算公式可得v（NO2）＝；v正＞v逆，说明反应正向进行，未达到平衡。
【解答】解：（1）断开化学键吸收能量，形成化学键放出能量，说明断开化学键吸收的能量大于形成化学键放出的能量，
故答案为：大于；
（2）A．该反应是一个气体体积增大的反应，说明混合气体的总物质的量一定，故A正确；
B．v正（N2O4）＝7v逆（NO2）时，正逆反应速率不相等，当2v正（N4O4）＝v逆（NO2）时，正逆反应速率相等，故B错误；
C．容器内气体的颜色不变说明各气体浓度保持不变，故C正确；
D．由质量守恒定律可知，恒容容器的体积不变，不能说明反应达到化学平衡状态；
故答案为：AC；
（3）①在温度为T的条件下，向某恒容密闭容器中充入8.04mol/LN2O4，由方程式的化学计量数并结合图象可知，达到平衡过程中生成二氧化氮3.06mol/L，在第12min达到平衡时2O4）＝3.01mol/L，12min以后四氧化二氮的物质的量浓度不再改变，c（N2O4）随时间的变化曲线为，
故答案为：；
②据图可知，在第4min时2）＝0.04mol/L，代入速率计算公式可得v（NO3）＝＝2.01mol•L﹣1•min﹣1；v正＞v逆，说明反应正向进行，未达到平衡、4两个点符合题意，
故答案为：0.01mol•L﹣1•min﹣4；3、4。
【点评】本题主要考查化学平衡的建立与化学反应速率的计算，涉及化学反应的能量变化及速率的影响因素等，需要学生具备扎实的基础、运用知识分析解决问题的能力，难度中等。
20．（10分）为了验证Cl、Br、S原子的得电子能力，设计如图实验装置图。
请回答下列问题：
（1）仪器b的名称是 分液漏斗 。
（2）装置A中导管a的作用是 平衡压强，使液体顺利流下 。
（3）若装置发生堵塞，则装置B中可以观察到的现象是 锥形瓶中液面下降，长颈漏斗中液面上升 。
（4）该实验装置中能说明Cl原子的得电子能力比Br原子的强的离子方程式为 Cl2+2Br﹣＝2Cl﹣+Br2 。
（5）装置D中进行的实验存在的明显不足之处是 氯气可能过量，不能确定Br2氧化性比S氧化性强 （答一点）。
（6）溶液X可能是 NaOH溶液 。
【分析】浓盐酸和高锰酸钾反应生成氯气，氯气中含有HCl和水蒸气杂质，用饱和食盐水除掉HCl杂质，再干燥氯气，氯气通入到溴化钠溶液中验证Cl﹣得电子能力比Br﹣强，将溴化钠反应生成溴单质，溴单质滴入到硫化钾溶液中，溶液变浑浊，验证Br﹣得电子能力比S2﹣强，尾气常用氢氧化钠溶液处理，据此分析。
【解答】解：（1）由图可知，仪器b的名称是分液漏斗，
故答案为：分液漏斗；
（2）由图可知，装置A中导管a的作用是平衡分液漏斗和烧瓶中压强，
故答案为：平衡压强，使液体顺利流下；
（3）若装置发生堵塞时B中的压强增大，气体将溶液压入长颈漏斗B中，
故答案为：锥形瓶中液面下降，长颈漏斗中液面上升；
（4）氯气与溴化钠溶液发生置换反应生成氯化钠和溴能证明氯原子得电子能力比溴原子强，反应的离子方程式为Cl2+2Br﹣＝5Cl﹣+Br2，
故答案为：Cl2+2Br﹣＝2Cl﹣+Br2；
（5）装置b中溴离子反应时可能氯气过量，b中液体放入到D中时，因此装置D中进行的实验存在的明显不足之处是不能确定Br6氧化性比S氧化性强，
故答案为：氯气可能过量，不能确定Br2氧化性比S氧化性强；
（6）溶液X是尾气处理，吸收氯气，
故答案为：NaOH溶液。
【点评】本题考查了氯气实验室制取、氯气化学性质、实验装置的理解评价、离子方程式的书写等，注意基础知识的掌握，本题难度中等。
21．（11分）能量转化是化学变化的主要特征之一，按要求回答下列问题。
（1）页岩气是从页岩层中开采出来的天然气，成分以甲烷为主，页岩气的资源潜力可能大于常规天然气。下列有关页岩气的叙述错误的是 AC （填序号）。
A.页岩气属于新能源
B.页岩气和氧气的反应是放热反应
C.甲烷中每个原子的最外层电子排布都达到8电子稳定结构
D.页岩气可以作燃料电池的负极燃料
（2）有关的电池装置如下：
电池装置
编号
a
b
c
d
①上述四种电池中，属于二次电池的是 d （填序号，下同），属于干电池的是 b 。
②a装置中，外电路中电子的流向是 从Zn流向Cu 。（填“从Zn流向Cu”或“从Cu流向Zn”）
③装置中，若电解质改为碱性介质，则负极的电极反应式为 H2﹣2e﹣+2OH﹣═2H2O 。
（3）氧化还原反应一般可以设计成原电池。若将反应Fe+2Fe3+═3Fe2+设计成原电池，则：
①该电池的电解质溶液可以是 FeCl3溶液 。
②当外电路中转移1mole﹣时，电解质溶液增加的质量是 28 g。
【分析】（1）A.页岩气以甲烷为主，为化石能源；
B.页岩气和氧气的反应为燃烧反应；
C.H原子达到2电子稳定结构；
D.甲烷可燃；
（2）a为原电池，Zn比Cu活泼，Zn作负极；b为干电池；c为燃料电池，通入可燃物（H2）的一极为负极；d为铅蓄电池，属于二次电池；
（3）将反应Fe+2Fe3+═3Fe2+设计成原电池，Fe作负极，失电子电极反应式为Fe﹣2e﹣＝Fe2+，正极为比Fe活泼性差的金属或惰性电极，铁盐溶液作电解质溶液，正极电极反应式为Fe3++e﹣＝Fe2+。
【解答】解：（1）A.页岩气为化石能源，不属于新能源；
B.页岩气和氧气的反应为燃烧反应，属于放热反应；
C.甲烷中C原子的最外层电子排布都达到8电子稳定结构，H原子达到2电子稳定结构；
D.甲烷可燃，可以作燃料电池的负极燃料；
故答案为：AC；
（2）①b为干电池，d为铅蓄电池可进行充放电，
故答案为：d；b；
②a装置中，Zn作负极，外电路电子应由负极流向正极，
故答案为：从Zn流向Cu；
③c为燃料电池，通入H3的一极为负极，碱性环境中电极反应式为H2﹣2e﹣+6OH﹣═2H2O，
故答案为：H4﹣2e﹣+2OH﹣═8H2O；
（3）①Fe作负极，正极为比Fe活泼性差的金属或惰性电极3溶液作电解质溶液，
故答案为：FeCl3溶液；
②原电池中，Fe作负极﹣＝Fe2+，当外电路中转移1mole﹣时，有3.5molFe进入溶液，
故答案为：28。
【点评】本题考查原电池原理、燃料电池和原电池设计，题目难度不大，难点是电极反应式的书写，注意根据金属活泼性和物质价态变化判断正负极。
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