山东省青岛市2023-2024学年高二上学期1月期末化学试题（原卷版+解析版）

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说明：
1．本试卷分为选择题和非选择题两部分，考试时间90分钟，满分100分．
2．选择题答案用2B铅笔涂在答题卡上，非选择题用0.5mm黑色中性笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内的相应位置．
可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 S 32 Cl 35.5 Cu 64
一、选择题：本题共10小题，每小题2分，共20分．每小题只有一个选项符合题意．
1. 化学与生活、生产等密切相关．下列说法错误的是
A. 钙钛矿太阳能电池的能量转化是将太阳能转化为电能
B. “暖宝宝贴”是利用原电池原理加快铁的腐蚀而进行发热的
C. 铜的电解精炼工艺中阳极泥的产生与金属活动性的差异相关
D. 铅酸蓄电池充电时的阳极反应为
【答案】D
【解析】
【详解】A．太阳能电池是将太阳能转化为电能的装置，故A正确；
B．暖宝宝中的炭粉、铁粉、食盐、水混合，Fe发生吸氧腐蚀而放热，利用原电池原理，故B正确；
C．铜的电解精炼工业中，阳极上金属失电子变成离子进入溶液，比金属铜活泼性差的金、银等固体会沉积下来形成阳极泥，阳极泥的产生与金属活动性的差异相关，故C正确；
D．铅蓄电池充电时，阳极上硫酸铅失电子发生氧化反应，电极反应为PbSO4+2H2O-2e-═PbO2++4H+，故D错误；
故选：D。
2. 可发生水解反应．下列说法错误的是
A. 、分子中键角较大的是B. 是由极性键构成的极性分子
C. 质量数为35的Cl原子可表示为D. HClO的电子式为
【答案】A
【解析】
【详解】A．NCl3、NH3中中心N原子都采取sp3杂化，N上都有1对孤电子对，空间结构都为三角锥形，由于电负性H＜Cl，故NCl3、NH3分子中键角较大的是NH3，A项错误；
B．H2O中只含H—O极性键，H2O的空间结构为V形，分子中正负电中心不重合，H2O是极性分子，B项正确；
C．质量数为35的Cl原子的核素符号为，C项正确；
D．HClO中含H—O键和O—Cl键，电子式为，D项正确；
答案选A。
3. 是一种新型光催化剂．下列说法错误的是
A. Zn处于元素周期表中的ds区
B. 基态Ge的价电子排布式为
C. 基态O原子的纺锤形轨道中电子具有的能量都相同
D. 三种元素电负性由大到小的顺序是O＞Ge＞Zn
【答案】B
【解析】
【详解】A．锌元素原子序数为30，基态原子的价电子排布式为3d104s2，则锌元素处于元素周期表中的ds区，故A正确；
B．锗元素的原子序数为32，基态原子的价电子排布式为3s23p2，故B错误；
C．氧元素的原子序数为8，基态原子的价电子排布式为2s22p4，纺锤形2p轨道中电子具有的能量都相同，伸展方向不同，故C正确；
D．金属元素电负性小于非金属元素，非金属元素的非金属性越强，电负性越大，则三种元素电负性由大到小的顺序是O＞Ge＞Zn，故D正确；
故选B。
4. 镍能形成多种配合物如正四面体形的和平面正方形的、正八面体形的等，下列说法正确的是
A. 中的配位原子是氧原子
B. 中Ni、C、N不可能处在同一直线上
C. 中键角比107.3°小
D. 和中均有d轨道参与杂化
【答案】D
【解析】
【详解】A．四羰基合镍分子中镍原子为中心原子，一氧化碳是配体，碳元素的电负性小于氧元素，与具有空轨道的镍原子形成配位键时，碳原子更易给出孤电子对，则四羰基合镍分子中的配位原子是碳原子，故A错误；
B．氰酸根离子与氮气分子的原子个数都为2、价电子数都为14，则氰酸根离子与氮气分子的空间结构相同，都是直线形，所以四氢酸根合镍离子中镍原子、碳原子和氮原子处在同一直线上，故B错误；
C．六氨合镍离子中氮原子与具有空轨道的镍离子形成配位键，孤对电子对数为0，氨分子中氮原子的孤对电子对数为1，孤对电子对数越多，对成键电子对的斥力越大，键角越小，则六氨合镍离子中H−N−H键角大于氨分子的键角107.3°，故C错误；
D．由四氰酸根合镍离子的空间构型为平面正方形、六氨合镍离子的空间构型为正八面体形可知，四氰酸根合镍离子中镍离子的杂化方式为dsp2杂化、六氨合镍离子中镍离子的杂化方式为sp3 d2杂化，均有d轨道参与杂化，故D正确；
故选D。
5. 一种具有聚集诱导发光性能的物质，其分子结构如图所示．下列说法错误的是
A. 该分子含有14个杂化的碳原子B. 该分子所有碳原子处于同一平面
C. 该物质不具有旋光性D. 该分子之间可形成氢键
【答案】B
【解析】
【详解】A．苯环上的碳原子和与双键相连的碳原子采用sp2杂化，因此该分子含有14个sp2杂化的碳原子，故A正确；
B．苯环及与苯环相连碳原子在同一平面上，单键可以旋转，因此该分子所有碳原子可能处于同一平面，但不一定处于同一平面，故B错误；
C．手性碳原子指与四个不同的原子或基团相连的碳原子，分子中含有手性碳原子，则该物质具有旋光性，该分子中不含手性碳原子，该物质不具有旋光性，故C正确；
D．该分子中含有羧基，分子间可形成氢键，故D正确；
故选：B。
6. “孔蚀”是一种集中于金属表面极小范围并能深入到金属内部的电化学腐蚀。某铁合金表面钝化膜破损后的孔蚀如图所示，下列说法正确的是
A. 的存在会加速该铁合金的腐蚀B. 孔的表面与内部均只能发生吸氧腐蚀
C. 铁合金与锌或锡连接均属于牺牲阳极保护法D. 铁合金与电源负极连接可于表面形成钝化膜
【答案】A
【解析】
【详解】A．由图可知，孔的外部氯离子进入孔的内部会增强介质的导电性，从而加快铁合金的腐蚀速率，则氯离子的存在会加速该铁合金的腐蚀，故A正确；
B．由图可知，孔的内部介质中含有盐酸，若介质酸性过强，铁合金可能发生析氢腐蚀，故B错误；
C．铁合金与锡连接时，金属性强于锡的铁做原电池的负极，腐蚀速率加快，则与锡连接不能达到保护铁合金的目的，不属于牺牲阳极保护法，故C错误；
D．铁失去电子发生氧化反应生成钝化膜，所以铁合金与电源正极连接，做电解池的阳极才可于表面形成钝化膜，故D错误；
故选A。
7. 下列说法中正确的是
①非金属元素不可能形成离子化合物 ②位于第四周期第VA族的元素为非金属元素
③可用质谱法区分和 ④金属晶体的导电性、导热性均与自由电子有关
⑤分子晶体中一定存在共价键 ⑥金刚石与石墨中的C―C―C夹角都为120°
⑦NaCl晶体中，阴离子周围紧邻的阳离子数为6
⑧NaClO和NaCl均为离子化合物，它们所含的化学键类型完全相同
A. ①③④⑥B. ②③④⑦C. ②③④⑤D. ②③④⑧
【答案】B
【解析】
【详解】①氯化铵为离子晶体，①错误；
②位于第四周期第VA族的元素为砷，砷为非金属元素，②正确；
③和的质量数不同，可用质谱法区分和，③正确；
④给金属晶体加电压时，晶体中的自由电子定向移动形成电流，自由电子的移动能传递热量，金属晶体的导电性、导热性均与自由电子有关，④正确；
⑤分子晶体不一定都含有化学键，如稀有气体为分子晶体，但是不含化学键，⑤错误；
⑥金刚石中碳为sp3杂化，为正四面体形，键角小于120°，⑥错误；
⑦在NaCl晶体中，每个氯离子周围紧邻6个钠离子，每个钠离子周围紧邻6个氯离子，⑦正确；
⑧NaClO中含有离子键，次氯酸根离子中含有氯氧共价键；NaCl中只含有离子键，⑧错误；
正确的为②③④⑦；
故选B。
8. 2023年化学诺贝尔奖授予三位科学家以表彰他们发现和合成量子点方面做出的贡献．我国化学家研究的一种新型复合光催化剂［碳量子点（CQDS）氮化碳（）纳米复合物］可利用太阳光实现高效分解水，原理如图所示．现以每生成2ml或1ml计，水分解、反应Ⅰ及反应Ⅱ的焓变依次为、、．下列说法错误的是
A. 反应Ⅰ的化学方程式为
B. 该过程涉及太阳能、热能及化学能之间的转化
C. 该过程实现高效分解水的同时也产生副产物
D. 若，则与的大小关系为
【答案】C
【解析】
【详解】A．由反应原理可知，反应Ⅰ的化学方程式为2H2O=H2↑+H2O2，故A正确；
B．由反应原理可知，该过程涉及太阳能、热能及化学能之间的转化，故B正确；
C．该过程实现高效分解水，H2O2为中间产物，故C错误；
D．由盖斯定律，ΔH=ΔH1+ΔH2，若ΔH2＜0，则ΔH＜ΔH1，故D正确；
故选：C。
9. 物质结构决定物质性质．下列性质差异与结构因素匹配错误的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】C
【解析】
【详解】A．Na、Mg、Al原子价电子排布式为3s1、3s2、3s23p1，则失电子能力：Na＞Mg＞Al，还原性：Na＞Mg＞Al，性质差异与结构因素匹配，A不符合题意；
B．分子间存在氢键，则沸点：>，性质差异与结构因素匹配，B不符合题意；
C．非金属性越强，元素简单氢化物越稳定，非金属性：，则稳定性：，与分子间作用力无关，C符合题意；
D．金刚石、碳化硅、晶体硅都是共价晶体，共价晶体的熔点与共价键的强度有关，键能：C-C>Si-C>Si-Si，熔点：金刚石＞碳化硅＞晶体硅，性质差异与结构因素匹配，D不符合题意；
故选C。
10. 下列实验装置（夹持装置略）不能达到实验目的的是
A. 甲装置可制作氢氧燃料电池B. 乙装置可实现在铜片表面镀锌
C. 丙装置可测定中和反应的反应热D. 丁装置可用于制备NaClO消毒液
【答案】D
【解析】
【详解】A．氢气和氧气的反应为自发的氧化还原反应，可以制作氢氧燃料电池，A正确；
B．在铜片表面镀锌，则镀层锌阳极、镀件铜为阴极，含锌离子溶液为电解液，B正确；
C．丙是简易量热计，可以用甲装置测定中和反应的反应热，C正确；
D．应该上侧电极为阴极，水放电生成氢气和氢氧根离子，下侧电极为阳极，氯离子放电生成氯气，氯气上升和氢氧根离子生成次氯酸钠，D错误；
故选D。
二、选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分．每小题有一个或两个选项符合题意，全都选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．
11. 某种新型储氢材料的晶胞如图，八面体中心M为铁元素金属离子，顶点均为配体；四面体中心为硼原子，顶点均为氢原子，下列说法正确的是
A. 黑球微粒的化学式为B. 白球微粒中存在配位键，硼原子提供空轨道
C. 晶体中分子间可能存在氢键作用D. 晶体中所含元素的电负性大小顺序为N＞B＞H＞Fe
【答案】BC
【解析】
【分析】由图可知，白球的四面体中心为硼原子，顶点均为氢原子，则白球为硼原子与氢原子形成的四氢合硼离子，白球的化学式为BH，由晶胞结构可知，位于顶点面心的黑球个数为8×+6×=4，位于体内的白球个数为8，则黑球和白球的个数比为1：2，所以黑球的化学式为。
【详解】A．由分析可知，黑球的化学式为，故A错误；
B．由分析可知，白球的化学式为BH，四氢合硼离子中硼原子与3个氢原子形成极性键，硼原子的空轨道与具有孤电子对的H-离子形成配位键，故B正确；
C．由图可知，氨分子为配体，所以晶体中配体氨分子可能形成分子间氢键，故C正确；
D．由图可知，四面体为硼原子与氢原子形成的四氢合硼离子，四氢合硼离子中硼元素的化合价为+3价、氢元素的化合价为-1价，则氢元素的电负性大于硼元素，晶体中所含元素的电负性大小顺序为N＞H＞B＞Fe，故D错误；
故选BC。
12. 短周期元素X、Y、Z、W原子序数依次增大．基态X、Z、W原子均有两个未成对电子，W与Z同主族．下列说法错误的是
A. 第三电离能：Z＞Y＞XB. 、均为非极性分子
C. Y、Z形成的化合物只有5种D. 最高价含氧酸的酸性W大于X
【答案】AC
【解析】
【分析】短周期元素X、Y、Z、W原子序数依次增大．基态X、Z、W原子均有两个未成对电子，则核外电子排布可能为：1s22s22p2、1s22s22p4、1s22s22p63s23p2、1s22s22p63s23p4，即可能为C、O、Si、S，W与Z同主族且Z的原子序数小于W，所以X：C，Z：O，W：S，Y：N，以此解答。
【详解】A．O2+、N2+、C2+的电子排布式为1s22s22p2、1s22s22p1、1s22s2，C2+的2s能级全充满较稳定，所以C的第三电离能最大，故A错误；
B．CS2是直线形，为非极性分子，SO3为平面三角形，也为非极性分子，故B正确；
C．N、O两种元素组成的化合物为氮氧化物，包括多种化合物，如一氧化二氮(N2O)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、三氧化二氮(N2O3)、四氧化二氮(N2O4)和五氧化二氮(N2O5)等，大于5种，故C错误；
D．非金属性：S>C，元素非金属性越强，最高价含氧酸的酸性越强，则酸性：H2SO4>H2CO3，故D正确；
故选AC。
13. 咪唑（a）和N-甲基咪唑（b）都是合成医药中间体的重要原料，分子中均存在大π键，结构如图．下列说法正确的是
A. 大π键均表示为B. C―N键的键长：①＜②
C. C、N原子均为杂化D. a、b所有原子均在同一平面上
【答案】A
【解析】
【详解】A．已知N-甲基咪唑分子具有类似苯环的结构，则C、N都为sp2杂化，在形成大π健过程中，每个C原子提供1个电子，与甲基相连的N原子提供2个电子，另一N原子提供1个电子，形成的大π健表示为，咪唑分子中，每个C原子提供1个电子，与甲基相连的N原子提供2个电子，另一N原子提供1个电子，形成的大π健表示为，在形成大π键过程中每个原子首先形成单键，余下的最外层单电子或者孤对电子成大π键，则有电子3×1+2×2-1=6，故咪唑分子中的大π键可表示为，故A正确；
B．N-甲基咪唑（b）分子中的甲基是推电子基，C-N键的键长：①＞②，故B错误；
C．咪唑（a）和N-甲基咪唑（b）都含大π键，a和b分子中的N原子都采取sp2杂化，环上的C原子sp2杂化，但甲基上碳原子sp3杂化，故C错误；
D．与碳碳双键和碳氮双键直接相连的原子共面，则与中C、N原子均在同一平面上，但甲基中氢原子一定不能都共平面，故D错误；
故选：A。
14. 环氧乙烷（EO）是一种重要的有机合成原料和消毒剂．由乙烯经电解制备环氧乙烷的原理如图所示．下列说法正确的是
A. 电极2连接外接电源的正极B. “离子膜”只能是阴离子交换膜
C. 溶液a含有两种溶质，溶液b可循环使用D. 若用丙烯替代乙烯，则经电解可制得甲基环氧乙烷
【答案】CD
【解析】
【详解】A．电极2产生氢气，故为阴极，连接外接电源的负极，A错误；
B．为防止氢氧根离子通过离子交换膜进入阳极区与氯气直接发生反应，该离子交换膜应为阳离子交换膜，B错误；
C．溶液a含电解生成的KOH，可能还含有未完全反应的KCl，溶液b为KCl溶液，可以循环使用，C正确；
D．若用丙烯代替乙烯，生成的有机物为甲基环氧乙烷，D正确；
故选CD。
15. 由汞（Hg）、锗（Ge）、锑（Sb）形成的一种新物质M为潜在的拓扑绝缘体材料。M晶体可视为Ge晶体（晶胞如图a所示）中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成（晶胞如图b所示），已知原子P的分数坐标，M的最简式的相对分子质量为，下列说法正确的是
A. 1个Ge晶胞中含有4个Ge原子B. M晶胞中与Ge距离最近的Sb共8个
C. M晶胞中原子Q的坐标为D. M晶体的密度为
【答案】CD
【解析】
【详解】A．由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点、面心和体内的锗原子个数为8×+6×+4=8，故A错误；
B．由晶胞结构可知，M晶胞中位于体心的锗原子与4个距离最近的锑原子构成四面体形结构，故B错误；
C．由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点的原子P的分数坐标，则晶胞底面的边长为1，原子Q在X轴、Y轴、Z轴为、、，则M晶胞中原子Q的坐标为，故C正确；
D．由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点、面上和体心的锗原子个数为8×+4×+1=4，位于面心和棱上的汞原子个数为6×+4×=4，位于体内的锑原子个数为8，则M的最简式为HgGeSb2，设晶体的密度为dg/cm3，由晶胞的质量公式可得：=(10—7x2y)3d，解得d=，故D正确；
故选CD。
三、非选择题：本题共5小题，共60分．
16. 五氮离子盐、在炸药、推进剂等领域具有较高应用价值。回答下列问题：
（1）经X射线衍射测得的局部结构如下图所示，图中存在平面五元环结构。
①图中空间构型为正四面体的微粒是___________(填化学式)，基态氯原子的价电子轨道表示式为___________。
②该物质的晶体类型为___________，晶体中含有的化学键有___________(填标号)。
a．非极性共价键 b．π键 c．氢键 d．配位键
（2）五唑银()的立方晶胞结构如图甲所示，晶胞参数为，图乙是晶胞图的俯视图。
①晶胞中周围距离最近的有___________个。图乙中，已知a点的坐标，b点的坐标，则晶胞中c点的原子分数坐标为___________。
②晶胞中PQ之间的核间距为___________。
【答案】16. ①. ②. ③. 离子晶体 ④. abd
17. ①. 12 ②. （0.75，0.25，0.75） ③. npm
【解析】
【小问1详解】
①中含有N、H3O+、、Cl-，N为平面五元环结构，H3O+、中O、N都为sp3杂化，H3O+中O原子有1个孤电子对，为三角锥形，中N原子没有孤电子对，为正四面体形；基态氯原子的价电子排布式为3s23p5，价层电子排布图为；
②中含有N、H3O+、、Cl-，存在阴阳离子，为离子晶体；中含有N-N非极性键，N为平面五元环结构，存在大π键，H3O+、中存在配位键，晶体中含有的化学键有非极性共价键、π键、配位键，故答案为：离子晶体；abd。
【小问2详解】
①由图2五唑银（AgN5）的立方晶胞结构可知，Ag+为面心立方结构，配位数为12，Ag+周围距离最近的Ag+有12；将晶胞切割成8个小立方体，c位于右前上方的小立方体的体心，a点的坐标（1，1，1），b点的坐标（0.5，1，0.5），则晶胞中c点的原子分数坐标为（0.75，0.25，0.75）；
②晶胞中PQ之间的核间距为体对角线的，即npm。
17. 氢气是一种清洁燃料和重要的工业原料，广泛应用于航空航天、石油化工、有机合成等领域。回答下列问题：
（1）一定条件下，氢气与二氧化碳气体反应生成和水蒸气。已知相关化学键键能如表所示：
则该反应的热化学方程式为___________。
（2）“萨巴蒂尔反应”［ ］可将航天员呼出的转化为供空间站在轨运行的火箭燃料。有关物质的摩尔燃烧焓如表所示：
①石墨不完全燃烧生成的热化学方程式为___________。
②已知每18g水蒸气转化为液态水释放44kJ的热量，则“萨巴蒂尔反应”的___________。
（3）一种用于制氢气的膜基海水电解装置如图所示，其中隔膜只允许水分子通过。
①N电极为直流电源的电子___________(填“流入”或“流出”)极，P电极发生的电极反应式为___________。
②理论上，该装置每产生13.44L(STP)气体时，转移电子的数目为___________，I室海水减少的质量为___________。
【答案】（1）CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) △H=—46kJ/ml
（2） ①. C石墨，s)+ O2(g)=CO(g) △H=—110.5kJ/ml ②. —164.9kJ/ml
（3） ①. 流出 ②. 2H2O—4e—=4H++O2↑ ③. 0.8NA ④. 7.2
【解析】
【小问1详解】
由题意可知，氢气与二氧化碳气体反应生成甲醇和水蒸气的反应为CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)，由反应热与反应物的键能之和与生成物的键能之和的差值相等可得：反应△H=—(803 kJ/ml×2+436kJ/ml×3)—(464kJ/ml×3+414kJ/ml×3+326kJ/ml) =—46kJ/ml，则反应的热化学方程式为CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) △H=—46kJ/ml，故答案为：CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) △H=—46kJ/ml；
【小问2详解】
①石墨不完全燃烧生成一氧化碳的反应为C石墨，s)+ O2(g)=CO(g)，氧气支持燃烧，但不能燃烧，所以氧气的摩尔燃烧焓为0，则石墨不完全燃烧的反应热△H= (—393.5kJ/ml)—(—283kJ/ml) =—110.5kJ/ml，反应的热化学方程式为C石墨，s)+ O2(g)=CO(g) △H=—110.5kJ/ml，故答案为：C石墨，s)+ O2(g)=CO(g) △H=—110.5kJ/ml；
②二氧化碳不能燃烧，则二氧化碳的摩尔燃烧焓为0，水蒸气转化为液态水释放44kJ的热量，则液态水的摩尔燃烧焓为—44kJ/ml，则由摩尔燃烧焓可知，“萨巴蒂尔反应”的焓变△H=[0+ (—285.8kJ/ml)×4]—[(—890.3kJ/ml)+ (—44kJ/ml)×2]= —164.9kJ/ml，故答案为：—164.9kJ/ml；
【小问3详解】
由氢离子移动方向可知，P电极为电解池的阳极、Q电极为阴极，则直流电源的M电极为正极、N电极为负极；电解过程中，水分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，阳极区水分子浓度减小，海水I室中水分子通过隔膜加入阳极室，水分子在阳极失去电子生成氢气和氢氧根离子，进入阴极室的氢离子中和反应生成的氢氧根离子生成水；
①由分析可知，N电极为直流电源的负极，是电子流出的电极；P电极为电解池的阳极，，水分子在阳极失去电子生成氢气和氢氧根离子，电极反应式为2H2O—4e—=4H++O2↑，故答案为：流出；2H2O—4e—=4H++O2↑；
②设阳极生成氧气的物质的量为aml，由得失电子数目守恒可知，阴极生成氢气的物质的量为2aml，由装置产生标准状况下气体的体积为13.44L可得：a+2a=，解得a=0.2ml，则电路中转移电子的数目为0.2ml×4×NAml—1=0.8NA，、I室海水减少的质量为0.8ml××18g/ml=7.2g，故答案为：0.8NA；7.2g。
18. 过渡元素锰能形成很多重要的化合物。回答下列问题：
（1）三醋酸锰是一种有机反应氧化剂。Mn在元素周期表中的位置为___________。下列表示锰原子处于激发态的有___________(填标号，下同)，其中能量较高的是___________。
a． b． c． d．
（2）三醋酸锰是一种配合物，其结构如图所示，所含键和键个数之比为___________。羧酸可表示为A―H，、和酸性随A―H间的电子云密度增大而减弱，其中酸性最弱的是___________。
（3）锰酸锂()可作为锂离子电池的正极材料，通过嵌入或脱嵌实现充放电。
①锰酸锂可充电电池的总反应为：。从锰酸锂中脱嵌的过程为___________。(填“放电”或“充电”)过程，对应的电极反应式为___________。
②晶胞可看成由图1中A、B单元按图2方式构成。图1中“”表示，则“”表示的微粒是___________。(填离子符号)。

【答案】（1） ①. 第四周期第ⅦB族 ②. bd ③. d
（2） ①. 1:7 ②.
（3） ①. 充电 ②. ③.
【解析】
【小问1详解】
Mn为25号元素，Mn在元素周期表中的位置为第四周期第ⅦB族；根据构造原理知，Mn的基态原子核外电子排布为[Ar]3d54s2，当有电子跃迁到更高轨道时处于激发态，故表示锰原子处于激发态的有、，其中能量较高的是；
【小问2详解】
单键均为σ键，双键中含有1个σ键1个π键，三醋酸锰所含键和键个数之比为1:7；电负性F>Cl>H，则吸电子能力F>Cl>H，吸电子能力增强导致羧基中氢更容易被电离出来，导致酸性增强，故其中酸性最弱的是；
【小问3详解】
①锰酸锂可充电电池的总反应为：，由总反应可知，从锰酸锂中脱嵌的反应为，发生氧化反应，反应为充电过程；
②据“均摊法”，晶胞中含个、（4+4）×4=32个，、微粒个数比为1:4，结合化学式可知，“”表示的微粒是。
19. 二氧化硫及氮氧化物是大气的主要污染物，为防治环境污染，科研人员做了大量研究。回答下列问题：
（1）氨气催化还原是消除NO的一种方法。
已知：


则理论上，每消耗标准状况下22.4L催化还原NO生成和时，吸收或释放的能量为___________。
（2）利用如下装置可有效消除含NO废气、含废气，同时制备化工产品次磷酸，实现能量资源综合利用。
①开始工作后，甲装置溶液酸性___________(填“增强”或“减弱”)，多孔石墨b的电极反应式为___________。
②乙装置电池反应的化学方程式为___________。
③丙装置产品室获得的原因是___________。
（3）库伦测硫仪可用于检测煤燃烧释放出的气体中的含量，进而计算出煤中硫的含量，原理如图所示。检测前，电解质溶液中保持定值时，电解池不工作；将待测气体通入电解池后，溶解并将还原，测硫仪便立即工作使又恢复到原定值，测定结束。
①在电解池中发生反应的离子方程式为___________。
②对mg煤样品进行检测时，电解消耗的电荷量为xC，该煤样品中硫元素的含量为___________(已知电路中每转移1ml消耗的电荷量为96500C)
【答案】（1）498.7
（2） ①. 增强 ②. NO+5e-+6H+=NH+H2O ③. CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O ④. 装置丙中石墨e为阳极，石墨f为阴极，NaH2PO4溶液中钠离子通过阳离子交换膜进入稀NaOH溶液，稀硫酸溶液中氢离子进入产品室，H2PO通过阴离子交换棋进入产品至，所以在产品室得到
（3） ①. ++2H2O=3I-+ SO+4H+ ②.
【解析】
【小问1详解】
已知：① ；② ；③ ；由盖斯定律可知，②×2-①×2-③×3得到4NH3(g)+5O2(g)= 4NO(g)+6H2O(g) ==+1995.6，标准状况下22.4L的物质的量为1ml，每消耗1ml催化还原NO生成和时，吸收的能量为1994.8kJ×=498.7kJ。
【小问2详解】
①装置乙为原电池，通入O2的电极为正极，通入CH4的电极为负极，则甲中多孔石墨b为阴极，NO得到电子生成NH，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：NO+5e-+6H+=NH+H2O，多孔石墨a为阳极，SO2失去电子生成SO，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：SO2-2e-+2H2O= SO+4H+，c(H+)增大，开始工作后，甲装置溶液酸性增强；
②乙装置电池反应的化学方程式为：CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O；
③装置丙中石墨e为阳极，石墨f为阴极，NaH2PO4溶液中钠离子通过阳离子交换膜进入稀NaOH溶液，稀硫酸溶液中氢离子进入产品室，H2PO通过阴离子交换棋进入产品至，所以在产品室得到。
【小问3详解】
①由题意可知，溶解并将还原生成I-，同时生成SO，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为：++2H2O=3I-+ SO+4H+；
②由题意可得如下关系：S～SO2～～2e-，电解消耗的电量为x库仑，则煤样中硫的质量分数为。
20. 有机物K是一种重要的药物合成中间体，其一种合成路线如下图所示。
回答下列问题：
（1）B的结构简式为___________；反应①~③中的主要作用是___________。
（2）E的名称为___________；反应⑦的反应类型为___________；I所含有的官能团除亚氨基外，还有___________(填名称)。
（3）满足下列条件的G的同分异构体共有___________种，其中核磁共振氢谱有3组峰且峰面积比为2∶2∶1的结构简式为___________。
①氯原子直接连在苯环上； ②能发生银镜反应。
（4）反应⑨的化学方程式为___________。
（5）环戊乙酸()是利尿降压药合成的中间体，以为原料合成环戊乙酸的路线为___________(无机试剂任选)。
【答案】20. ①. ②. 防止苯环上氨基对位的氢原子和氯气发生取代反应
21. ①. 2-氯甲苯或邻氯甲苯 ②. 还原反应 ③. 碳氯键、羟基
22. ①. 13 ②.
23. NaCN+→NaCl+
24.
【解析】
【分析】A为苯胺，根据B的分子式、C的结构简式知，A发生取代反应生成B为，B和氯气发生取代反应生成C，C发生取代反应生成D，E在光照条件下和氯气发生取代反应生成F，根据E的结构简式知，E为，F水解生成G，根据G的分子式及H的结构简式知，G为，D和G发生取代反应生成H，H发生还原反应生成I为，I发生取代反应生成J为，J发生取代反应生成K，据此解答。
【小问1详解】
B的结构简式为；反应①～③中ClSO3H的主要作用是防止苯环上氨基对位的氢原子和氯气发生取代反应；
【小问2详解】
E为，E的名称为2-氯甲苯或邻氯甲苯；反应⑦的反应类型为还原反应；I为，I所含有的官能团除亚氨基外，还有碳氯键、羟基；
【小问3详解】
G为，G的同分异构体满足下列条件：①氯原子直接连在苯环上；②能发生银镜反应，说明含有醛基，如果取代基为-CHO、-OH、-Cl，有10种同分异构体；如果取代基为HCOO-、-Cl，有邻位、间位、对位3种同分异构体，所以符合条件的同分异构体有13种；其中核磁共振氢谱有3组峰且峰面积比为2:2:1的结构简式为；
【小问4详解】
反应⑨的化学方程式为NaCN+→NaCl+；
【小问5详解】
以为原料合成，根据H→I→J→K知，发生还原反应生成，然后发生取代反应生成，发生取代反应生成，发生水解反应生成，合成路线为。选项
性质差异
结构因素
A
还原性：Na＞Mg＞Al
核外电子排布
B
沸点：（131℃）＞（31.36℃）
分子间氢键
C
稳定性：
分子间作用力
D
熔点：金刚石＞碳化硅＞晶体硅
共价键键能
化学键
H―H
C―O
C=O
O―H
C―H
E/()
436
326
803
464
414
物质
摩尔燃烧焓
―393.5
―285.8
―283
―890.3