2021-2022学年河南省实验中学高三上学期期末考试化学试题含解析

这是一份2021-2022学年河南省实验中学高三上学期期末考试化学试题含解析，共16页。试卷主要包含了单选题，实验题，工业流程题，原理综合题等内容，欢迎下载使用。
河南省实验中学2021-2022学年高三上学期期末考试化学试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题
1．化学与生产生活密切相关，下列有关说法错误的是
A．“血液透析”和“静电除尘”利用了胶体的不同性质
B．在食品袋中放入盛有硅胶和铁粉的透气小袋，可防止食物受潮、氧化
C．陶瓷、水泥和石英玻璃都属于硅酸盐产品
D．开发全降解CO2塑料，可缓解日益严重的白色污染
【答案】C
【详解】A．静电除尘利用的是胶体的电泳、血液透析利用的是胶体的渗析，选项A正确；
B．硅胶有吸水性，在食品袋中放入盛有硅胶的透气小袋，可防止食物受潮变质，铁粉有抗氧化性，可防止食物氧化，选项B正确；
C．石英为二氧化硅，不属于硅酸盐产品，选项C错误；
D．开发二氧化碳制成的全降解塑料，可以缓解日益严重的“白色污染”，选项D正确。
答案选C。
2．设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A．78g Na2O2 固体中含有的离子数之和为3NA
B．标准状况下22.4LCl2 通入足量水中，反应中转移的电子数为NA
C．18 g D2O所含有的质子数、电子数均为10NA
D．pH =1的醋酸溶液中含有的H+数目为0.1NA
【答案】A
【详解】A．依据n=计算物质的量==0.1mol，结合过氧化钠是钠离子和过氧根离子构成，固体中阴、阳离子数之和为0.3NA，选项A正确；
B．标况下22.4L氯气的物质的量为1mol，1mol氯气溶于水，只有部分氯气与水反应生成氯化氢和次氯酸，反应转移的电子小于1mol，转移的电子数小于NA，选项B错误；
C．D2O的摩尔质量是20g/mol，18 g D2O为0.9 mol，所含有的质子数、电子数均为0.9NA，选项C错误；
D．没有给定体积，无法确定H+数目，选项D错误。
答案选A。
3．某有机物的结构如下图所示，下列关于该有机物的说法正确的是

A．该有机物催化加氢后的分子式为C10H18O
B．分子中环上的碳原子可能在同一平面内部
C．1mol该有机物能与1mol NaOH反应
D．该有机物中碳原子上的氢原子的一氯代物的同分异构体有7 种( 不考虑立体异构)
【答案】D
【详解】A、根据结构简式确定分子式为C10H18O，分子中含有一个碳碳双键，催化加氢后的分子式为C10H20O，选项A错误；
B、分子中的环不是苯环，存在烷基结构，根据甲烷的正四面体结构可知，分子中环上的碳原子不可能在同一平面，选项B错误；
C、分子中不含酚羟基、羧基、酯基等，分子中含1个醇羟基，没有能与 NaOH反应的官能团，选项C错误；
D、，该有机物中红圈中的两个甲基上的氢等效，分子中碳原子上有7种不同化学环境下的氢，碳原子上氢原子的一氯代物的同分异构体有7 种，选项D正确。
答案选D。
【点睛】本题考查有机物的结构、性质，注意多官能团有机物中各官能团的结构决定其化学性质。分子中的六元环不是苯环，分子中含有碳碳双键、羟基，由此判断解答。
4．短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大，X 与Y、Z、W不在同一周期，Y最外层电子数是次外层电子数的3倍，W与Y同主族，Z是地壳中含量最多的金属元素。下列说法正确的是（     ）
A．Y的单质的氧化性比W的弱
B．原子半径：r(X)Fe3+，分析原电池中放电粒子的顺序，从而判断电极反应式，根据电极反应进行计算，算出溶液中离子浓度，从而得解。

三、工业流程题
10．某工业废液主要成分为SiO2、FeO、Fe2O3、Al2O3等，为综合利用，对其进行如下处理，制备Al2O3及(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O。

相关数据如下：
Kb(NH3·H2O)
1.8×10-5
溶解度/g
10℃
30℃
50℃
Ksp[A1(OH)3]
1.3×10-33
(NH4)2SO4
73.0
78.0
84.5
Ksp[Fe(OH)2]
8.0×10-16
FeSO4·7H2O
40.0
60.0

Ksp[Fe(OH)3]
4.0×10-38
|(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O
18.1
24.5
31.3

(1)酸浸过程中产生的滤渣的主要成分是_______________。
(2)滤液①中加入铁粉的作用是__________________。
(3)已知加入氨水前，溶液中H+、Fe2+、Al3+的浓度分别为0.02 mol/L、0.16mol/L、0.04mol/L，加入氨水后，溶液的体积刚好增加1倍。为防止Fe2+产生沉淀，则溶液中的pH不能超过_______，此时溶液中n(NH3·H2O)∶n()≤_____________；若调节溶液pH为5，则溶液中所有离子的物质的量浓度由大到小排列的顺序是_________________。
(4)由滤液②制备(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O 晶体时，为防止有(NH4)2SO4或FeSO4晶体析出，须先向滤液②中加入适量的______________，再蒸发浓缩、__________、过滤、__________、干燥。
【答案】(1)SiO2
(2)将溶液中的Fe3+还原成Fe2+，使调节pH时只沉淀Al3+
(3)     7     1∶180     c()＞c(Fe2+)＞c()＞c(H+)＞c(Al3+)＞c(OH－)
(4)     (NH4)2SO4     冷却结晶     洗涤

【解析】（1）
SiO2不溶液于硫酸，故酸浸过程中产生的滤渣的主要成分是SiO2；
（2）
滤液①中加入铁粉的作用是将溶液中的Fe3+还原成Fe2+，使调节pH时只沉淀Al3+；
（3）
Ksp[Fe(OH)2]=c(Fe2+)c2(OH－)=×c2(OH-)= 8.0×10-16，则c(OH-)= 1.0×10-7mol/L，c(H+)= 1.0×10-7 mol/L，为防止Fe2+产生沉淀，则溶液中的pH不能超过7； Kb(NH3·H2O)===1.8×10-5，故c()∶c(NH3·H2O)=180∶1，此时溶液中n(NH3·H2O)∶n()≤1∶180；若调节溶液pH为5，则溶液中c(H+)= 1.0×10-5 mol/L，c(OH－)= 1.0×10-9mol/L，Al3+沉淀完全，c(Al3+) ≤1.0×10-5mol/L，已知加入氨水前，溶液中H+、Fe2+、Al3+的浓度分别为0.02 mol/L、0.16mol/L、0.04mol/L，c() =+=0.07mol/L，c()==0.1125mol/L，c(Fe2+)=0.08mol/L，故所有离子的物质的量浓度由大到小排列的顺序是：c()＞c(Fe2+)＞c()＞c(H+)＞c(Al3+)＞c(OH－)；
（4）
由滤液②制备(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O 晶体时，为防止有(NH4)2SO4或FeSO4晶体析出，须先向滤液②中加入适量的(NH4)2SO4，再蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。

四、原理综合题
11．中科院一项最新成果实现了甲烷高效生产乙烯，甲烷在催化作用下脱氢，在气相中经自由基偶联反应生成乙烯，如图所示。

物质
燃烧热（kJ/mol）
氢气
285．8
甲烷
890．3
乙烯
1411．5

（1）已知相关物质的燃烧热如上表，写出甲烷制备乙烯的热化学方程式_________。
（2）在400℃时，向1L的恒容反应器中充入1mol CH4，发生上述反应，测得平衡混合气体中C2H4的体积分数为20.0 %。则在该温度下，其平衡常数K=_______。按化学平衡移动原理，在图(a)中画出该反应的平衡转化率与温度及压强(p1>p2)的关系曲线。_______________________
（3）在制备C2H4时，通常存在副反应：2CH4(g)C2H6(g) +H2(g)。在常温下，向体积为1L的恒容反应器中充入1molCH4，然后不断升高温度，得到图(b)。
①在200℃时，测出乙烷的量比乙烯多的主要原因是_________________________。
②在600℃后，乙烯的体积分数减少的主要原因是__________________________。

（4）工业上常采用除杂效率高的吸收-电解联合法，除去天然气中的杂质气体H2S，并转化为可回收利用的单质硫，其装置如下图所示。

通电前，先通入一段时间含H2S的甲烷气，使部分NaOH吸收H2S转化为Na2S，再接通电源，继续通入含杂质的甲烷气，并控制好通气速率。装置中右端碳棒为_________极，左端碳棒上的电极反应为_________________________，右池中的c(NaOH)：c(Na2S)______________ (填“增大”、“基本不变”或“减小)。
【答案】     2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g)  ΔH＝＋202.5 kJ/mol     0.25          在200 ℃时，乙烷的生成速率比乙烯的快     在600 ℃后，乙烯开始分解为碳和氢气     阳     2H2O＋2e-＝2OH－＋H2↑或2H+＋2e-＝H2↑     基本不变
【详解】（1）根据燃烧热数据表可得：①H2(g)+ O2(g)=H2O(l)  ΔH1＝-285.8kJ/mol；②CH4(g) + 2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH2＝-890. 3kJ/mol； ③C2H4(g) + 3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) ΔH3＝-1411.0kJ/mol；根据盖斯定律，由②×2-③-①×2得反应2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g)  ΔH＝ΔH2×2-ΔH3-ΔH1×2=-890.3kJ/mol×2-（-1411.0kJ/mol）-（-285.8kJ/mol）×2=＋202.2 kJ/mol；
（2）在 400℃时，向1L的恒容反应器中充入1mol CH4，发生反应2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g)，测得平衡混和气体中C2H4的体积分数为20.0%。设甲烷的转化率为x，则：
2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g)
起始浓度（mol/L）   1           0      0
改变浓度（mol/L）   x                 x
平衡浓度（mol/L）  1-x                x
相同条件下，气体的物质的量之比等于体积之比，则=20.0%，解得x=0.5，K==0.25；按化学平衡移动原理，该反应正反应为气体体积增大的吸热反应，升高温度平衡正向移动，平衡转化率增大，增大压强，平衡逆向移动，平衡转化率减小，对应图中曲线为(p1>p2)：；
（3）①根据图中曲线可知，在200 ℃时，乙烷的生成速率比乙烯的快，测出乙烷的量比乙烯多；
②在600 ℃后，乙烯开始分解为碳和氢气，乙烯的体积分数减少；
（4）装置中右端硫离子失电子转化为硫单质，硫元素被氧化，则右端碳棒为阳极，左端碳棒为阴极产生氢气，阴极的电极反应为：2H2O＋2e-＝2OH－＋H2↑；因接通电源，继续通入含杂质的甲烷气，并控制好通气速率。故右池中的c(NaOH)：c(Na2S)基本不变。