2021-2022学年山东省济南市高二（上）期末化学试卷（含答案解析）

这是一份2021-2022学年山东省济南市高二（上）期末化学试卷（含答案解析），共22页。试卷主要包含了2kJ⋅ml−1，4LO2，5kJ⋅ml−1，【答案】D，【答案】C，【答案】A等内容，欢迎下载使用。
从科技前沿到日常生活，化学无处不在。下列说法错误的是( )
A. 我国首次在实验室实现了二氧化碳到淀粉的合成，生物酶催化剂的使用改变了反应历程
B. 神舟十三号顺利升空时，火箭尾部喷射的气体呈红棕色是因为部分助燃剂N2O4转化为NO2
C. 水是21世纪最宝贵的资源之一，明矾与高铁酸钾均可作水处理剂，两者处理水的原理相同
D. 2022年北京冬奥会将采用石墨烯材料制造户外保暖穿戴设备，石墨烯中碳原子为sp2杂化
刀片式LiFePO4(简称LFP)电池的使用大幅降低了高端全电动汽车的成本。下列说法错误的是( )
A. 基态P原子核外未成对电子数为5
B. 基态Li原子核外电子的空间运动状态为球形
C. 基态Fe2+的价层电子排布式为3d6
D. 基态O原子核外电子空间运动状态有5种
下列实验装置能达到目的的是( )
A. 直接蒸干MgCl2溶液获取MgCl2晶体B. 实验室简易制取少量NH3
C. 比较浓度对化学反应速率的影响D. 验证铁的吸氧腐蚀
已知某容器中存在反应，2NO2(g)⇌NO(g)+O2(g)ΔH=+114kJ⋅ml−1，2NO2(g)⇌N2O4(g)ΔH=−24.2kJ⋅ml−1。下列说法错误的是( )
A. 保持恒容，向容器中充入NO2，各种物质的物质的量浓度均增大
B. 保持恒温，增大压强，NO2物质的量浓度减小
C. 保持恒容，降低温度，气体的平均相对分子质量变大
D. 当容器内颜色不再变化时，两反应均达到平衡状态
已知主族元素X、Y处于同周期，电负性X>Y，下列说法中一定错误的是( )
A. 最高化合价：X>Y
B. 最简单气态氢化物的稳定性：Y>X
C. 含氧酸的酸性：X>Y
D. X和Y形成的化合物中，X显负价，Y显正价
合成氨反应的反应历程和能量变化如图所示(*R表示微粒处于吸附状态)。下列说法错误的是( )
A. N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)ΔH=−92kJ⋅ml−1
B. 决定总反应速率的反应历程为*N+3*H=*NH3
C. 升高温度，该反应历程中基元反应的速率均加快
D. 反应历程中的最低能垒(活化能)为90kJ⋅ml−1
已知电离常数Ka1(H2CO3)>K(HClO)>Ka2(H2CO3)，下列反应的离子方程式正确的是( )
A. 向等物质的量浓度的NaOH和Na2CO3的混合溶液中滴加3倍体积的等浓度的稀盐酸3H++CO32−+2OH−=HCO3−+2H2O
B. 将少量的双氧水滴入酸性高锰酸钾溶液中：3H2O2+2MnO4−+6H+=6H2O+2Mn2++4O2↑
C. 将少量CO2通入“84”消毒液中：CO2+ClO−+H2O=HCO3−+HClO
D. 将少量氯气通入纯碱溶液中：Cl2+CO32−+H2O=Cl−+HCO3−+HClO
采用电催化氧化法可将污水中毒性较大的含氯有机物转化为低毒性物质，提高产物的可生物降解性．其原理如图所示。下列说法正确的是( )
A. 装置中的离子交换膜为质子交换膜
B. 电路中每通过2ml电子，阳极可收集到22.4LO2(STP)
C. 阴极电极反应：RCl+H++e−=RH+Cl−
D. 电解过程中阴极室的酸碱性保持不变
某酸性废水中含有大量的CuSO4和少量FeSO4，利用该废水为原料制备纳米级CuO的流程如图：
下列说法错误的是( )
A. 通O2发生的反应：4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O
B. 流程中Cu(OH)2可用Cu2(OH)2CO3替代
C. 开始向滤液1中加入NH4HCO3时，观察到有少量气泡产生，该气体为NH3
D. (NH4)2SO4中阴、阳离子的空间结构均为正四面体
下列有关电解质溶液的说法正确的是( )
A. 常温下pH=2的HA溶液与pH=12的BOH溶液等体积混合，溶液pH>7，则BOH为强碱
B. 向某Na2S溶液中加入少量CuSO4晶体，所得溶液中S2−水解程度增大，pH增大
C. 用同浓度的NaOH溶液分别中和等体积等pH的盐酸和醋酸溶液，盐酸消耗的NaOH溶液体积多
D. 0.2ml⋅L−1CH3COOH溶液与0.1ml⋅L−1NaOH溶液等体积混合后存在：2c(H+)+c(CH3COOH)=c(CH3COO−)+2c(OH−)
短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，基态X原子核外未成对电子数为3，基态Y原子核外s轨道的电子数与p轨道的电子数相同，Z元素在短周期中金属性最强，基态W原子核外最高能级含有5个电子。下列说法正确的是( )
A. 原子半径：W>Z>X
B. 化合物ZW中阴阳离子最外层均满足8电子稳定结构
C. 基态原子的第一电离能：Xc(OH−)
B. 当c(Na+)−c(HX−)−c(X2−)=0时，pH>7
C. 水的电离程度：L2上的点大于L1上的点
D. a点溶液中c(X2−)c(H2X)的数量级为10−8
在29种生命必需的元素中，按体内含量的高低可分为常量元素(如：氧、碳、氢、氮、磷等)和微量元素(如：钒、锰、钴等)，回答下列问题：
(1)胞嘧啶()是核酸(DNA和RNA)中的主要碱基组成成分之一。该分子中所有元素的电负性由大到小的顺序为 ______(填元素符号)。基态N原子核外电子的运动状态有 ______种，1ml中含有σ键的数目为 ______ml。
(2)PH3与NH3分子结构相似，键角PH3______NH3(填“>”“”“=”或“Y，非金属性越强越难失去电子，对应氢化物越稳定、对应最高价含氧酸的酸性越强，以此来解答。
A.若X、Y不是F、O元素时，X、Y的最高化合价与最外层电子数相等，主族元素同周期从左向右最外层电子数逐渐增大，则最外层电子数X>Y，所以最高化合价可以满足：X>Y，故A不选；
B.非金属性越强，简单气态氢化物的稳定性越强，非金属性X>Y，则最简单气态氢化物的稳定性：YY，则最高价含氧酸的酸性：X>Y，故C不选；
D.电负性表示原子对键合电子吸引的大小，电负性越大的原子，对键合电子的吸引力越大，电负性X>Y，键合电子偏向X原子，偏离Y原子，故X与Y形成化合物中，X显负价，Y显正价，故D不选；
故选：B。
6.【答案】D
【解析】A.由图可知，生成物总能量与反应物总能量的差值为(500−408)kJ/ml=92kJ/ml，该反应为放热反应，则N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)ΔH=−92kJ⋅ml−1，故A正确；
B.由图可知，*N+3*H=*NH3，该反应历程活化能最大，即该反应历程决定总反应速率，故B正确；
C.升高温度，反应速率加快，即该反应历程中基元反应的速率均加快，故C正确；
D.由图可知，活化能最低的步骤中*N2、3*H2为反应物，2*N、6*H为生成物，则其活化能为(90+34)kJ⋅ml−1=124kJ⋅ml−1，故D错误；
故选：D。
7.【答案】C
【解析】A.等物质的量浓度的NaOH和Na2CO3的混合溶液中含有氢氧化钠与碳酸钠的物质的量相等，3倍物质的量的稀盐酸加入到NaOH和Na2CO3的混合溶液中，盐酸先与氢氧化钠发生酸碱中和，剩余的盐酸再与碳酸钠发生反应生成二氧化碳和水：CO32−+2H+=CO2↑+H2O，故离子方程式为3H++CO32−+OH−=CO2↑+2H2O，故A错误；
B.将少量的双氧水滴入酸性高锰酸钾溶液中，H2O2中的−1价的O元素会被MnO4−氧化为氧气，MnO4−被还原为Mn2+，故离子反应为5H2O2+2MnO4−+6H+=2Mn2++5O2↑+8H2O，故B错误；
C.由于HClO的酸性强于HCO3−，所以即使是少量的二氧化碳，也生成HCO3−，故少量的CO2通入到“84”消毒液中，生成HClO和碳酸氢钠，故离子方程式为：CO2+H2O+ClO−=HClO+HCO3−，故C正确；
D.HClO的电离常数K介于H2CO3的Ka1与Ka2之间，故将少量氯气通入纯碱溶液中，生成的是ClO−，离子方程式为Cl2+2CO32−+H2O=Cl−+2HCO3−+ClO−，故D错误。
故选：C。
8.【答案】A
【解析】根据连接电源的两极，可知右侧为阳极室，左侧为阳极室，阳极反应式为2H2O−4e−=O2↑+4H+，阴极反应式为RCl+H++2e−=RH+Cl−，阴极消耗H+，可知H+通过离子交换膜由阳极室移向阴极室。
A.阳极反应式为2H2O−4e−=O2↑+4H+，阴极反应式为RCl+H++2e−=RH+Cl−，阴极消耗H+，可知H+通过离子交换膜由阳极室移向阴极室，即装置中的离子交换膜为质子交换膜，故A正确；
B.电路中每通过2ml电子，由2H2O−4e−=O2↑+4H+，可知标准状况下生成O2体积为2ml4×22.4L/ml=11.2L，故B错误；
C.阴极发生还原反应，阴极反应式为RCl+H++2e−=RH+Cl−，故C错误；
D.阴极有HCl生成，阴极室酸性增强，故D错误；
故选：A。
9.【答案】C
【解析】由制备流程可知，通O2发生4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O，溶液中含铜离子、铁离子，加氢氧化铜可使铁离子转化为沉淀，操作A为过滤，滤渣为Fe(OH)3，可能含过量的Cu(OH)2，滤液1含铜离子，加入NH4HCO3时生成碱式碳酸铜，开始时溶液为酸性时，生成气体为二氧化碳，灼烧时生成气体R为二氧化碳，滤液2含硫酸铵，以此来解答。
A.氧气可氧化亚铁离子，则通O2发生的反应：4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O，故A正确；
B.流程中Cu(OH)2可用Cu2(OH)2CO3替代，均可促进铁离子水解转化为沉淀，故B正确；
C.开始向滤液1中加入NH4HCO3时，溶液显酸性，观察到有少量气泡产生，该气体为CO2，故C错误；
D.NH4+中N为sp3杂化，SO42−的S原子为sp3杂化，N、S均没有孤电子对，阴、阳离子的空间结构均为正四面体，故D正确；
故选：C。
10.【答案】D
【解析】A.常温下，pH=2的HA溶液与pH=12的BOH等体积混合：①若BOH为强碱、HA为强酸，则pH=7，②若BOH为强碱、HA为弱酸，则pH7，所以混合溶液pH>7时，则BOH过量，为弱碱，故A错误；
B.在Na2S溶液中存在水解反应：S2−+H2O⇌HS−+OH−，滴入少量CuSO4晶体，S2−与Cu2+结合生成CuS沉淀，导致水解平衡逆向移动，c(OH−)减小，pH减小，故B错误；
C.盐酸和醋酸分别用等浓度的NaOH中和，消耗的V(NaOH)与酸的物质的量成正比，等pH的盐酸和醋酸溶液的物质的量浓度：c(CH3COOH)>c(HCl)，等pH、等体积的盐酸和醋酸溶液中存在n(CH3COOH)>n(HCl)，所以醋酸消耗的氢氧化钠溶液体积较多，故C错误；
⋅L−1CH3COOH溶液与0.1ml⋅L−1NaOH溶液等体积混合后为等物质的量的CH3COONa和NaOH，由质子守恒：2c(H+)+c(CH3COOH)=c(CH3COO−)+2c(OH−)，故D正确；
故选：D。
11.【答案】B
【解析】短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，Z元素在短周期中金属性最强，则Z为Na；基态X原子核外未成对电子数为3，其原子序数小于Na，X原子的核外电子排布式为1s22s22p3，则X为N；基态Y原子核外s轨道的电子数与p轨道的电子数相同，其原子序数小于Na，Y原子的核外电子排布式为1s22s22p4，则Y为O；基态W原子核外最高能级含有5个电子，其原子序数大于Na，W原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p5，则W为Cl元素。根据分析可知，X为N，Y为O，Z为Na，W为Cl元素，以此分析解答。
A.主族元素同周期从左向右原子半径逐渐减小，同主族从上到下原子半径逐渐增大，则原子半径：Z>W>X，故A错误；
B.ZW为NaCl，NaCl中钠离子和氯离子的最外层均满足8电子稳定结构，故B正确；
C.氮的2p能级为2p半满状态，其第一电离能大于同周期相邻元素，则基态原子的第一电离能：X>Y，故C错误；
D.X2Y与W2Y分别为N2O、Cl2O，N2O的中心原子N采用sp杂化，为直线形结构，而Cl2O的中心原子O的杂化轨道数为2+6−1×22=4，采用sp3杂化，且含有2对未成键电子对，其空间构型为V形，二者空间结构不同，故D错误；
故选：B。
12.【答案】CD
【解析】A.根据钠离子移动方向知，a为正极，则b为负极，故A正确；
B.放电时，负极上NaxC失电子生成Na+、C，电极反应式为NaxC−xe−=xNa++C，故B正确；
C.充电时a为阳极，Na4Fe(CN)6失电子发生氧化反应，电极反应式为Na4Fe(CN)6−xe−=Na4−xFe(CN)6+xNa+，故C错误；
D.用该电池给铅酸电池充电时，原电池负极接电解池阴极，则b电极接铅酸电池的负极，故D错误；
故选：CD。
13.【答案】C
【解析】A.AgCl悬浊液中加入少量KI固体，生成更难溶的AgI沉淀，则Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)，故A正确；
B.加入足量铁粉，生成氯化亚铁，黄色逐渐消失，加KSCN溶液颜色不变，则还原性：Fe>Fe2+，故B正确；
C.饱和NaHCO3溶液与饱和Na2CO3溶液的浓度不同，应测定等浓度的溶液的pH，故C错误；
D.碳酸根离子与钡离子反应生成沉淀，使碳酸根离子水解平衡逆向移动，生成白色沉淀，且红色逐渐变浅，则Na2CO3溶液中存在水解平衡，故D正确；
故选：C。
14.【答案】B
【解析】由题中图像可知，反应中A的浓度变化为0.15ml/L−0.06ml/L=0.09ml/L，C的浓度变化为0.11ml/L−0.05ml/L=0.06ml/L，反应中A与C的计量数之比为0.09：0.06=3：2，t3∼t4阶段与t4∼t5阶段正逆反应速率都相等，而t3∼t4阶段为使用催化剂，则t4∼t5阶段应为减小压强，则该反应中气体的化学计量数之和前后相等，则有3A(g)⇌B(g)+2C(g)，据此解答。
A.由上述分析可知，该反应的方程式为3A(g)⇌B(g)+2C(g)，根据方程式可知消耗0.09ml/L的A，则生成0.03ml/L的B，容器的体积为2L，生成B的物质的量为0.06ml，平衡时B的物质的量为0.05ml/L×2L=0.1ml，所以起始时B的物质的量为0.1ml−0.06ml=0.04ml，故A错误；
B.若t1=15s，生成物C在t0∼t1时间段的平均反应速率为v(C)=△c△t=0.11ml/L−0.05ml/L15s=0.004ml⋅L−1⋅s−1，故B正确；
C.由上述分析可知，若t4∼t5阶段改变的条件为降低反应温度，平衡会发生移动，则正逆反应速率不相等，所以t4时刻改变的条件应为降低压强，故C错误；
D.由题中图像可知，t5时该正逆反应速率均增大且增大的倍数不同，此时改变的条件为升高温度或增大压强，若增大压强，对于此反应平衡不移动，正逆反应速率增大是一样的，所以t5时刻改变的条件为升高温度，故D错误；
故选：B。
15.【答案】AD
【解析】c(HX−)=c(H2X)时，−lgc(HX−)c(H2X)=0，K1=c(HX−)c(H2X)×c(H+)=c(H+)，c(HX−)=c(X2−)时，−lgc(X2−)c(HX−)=0，K2=c(X2−)c(HX−)×c(H+)=c(H+)，K1>K2，根据图知，当横坐标为0时，纵坐标越大的曲线表示pH与−lgc(X2−)c(HX−)的关系，根据图知，曲线L2表示pH与−lgc(X2−)c(HX−)的关系，所以K1=10−3、K2=10−4.34；
A.HX−的水解平衡常数Kh=KwK1=10−1410−3=10−11c(OH−)，故A正确；
B.溶液中存在电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(HX−)+c(OH−)+2c(X2−)，当c(Na+)−c(HX−)−c(X2−)=0时，则c(H+)=c(OH−)+c(X2−)，则c(H+)>c(OH−)，溶液呈酸性，溶液的pHN>C>H； 7 ；13
(2)N>C>H，所以电负性：O>N>C>H；基态N原子核外有7个电子，每一个电子有一种运动状态，所以核外电子有7种运动状态；该分子中含有3个N−Hσ键、2个C−Hσ键，1个C−Cσ键、4个C−Nσ键，每个双键中含有1个σ键，所以该分子中含有12个σ键，1ml中含有σ键的数目为13ml，
故答案为：O>N>C>H；7；13；
(2)N的电负性大于P，中心原子的电负性越大，成键电子对离中心原子越近，成键电子对之间距离越小，成键电子对之间的排斥力增大，键角变大，
故答案为：小于；电负性：N>P，中心原子的电负性越大，成键电子对离中心原子越近，成键电子对之间距离越小，成键电子对之间的排斥力增大，键角变大；
(3)C是27号元素，根据构造原理，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2；基态Mn2+价电子为其3d能级上的电子，其价电子排布式为3d5，VO43−中V原子价层电子对数=4+5+3−4×22=4且不含孤电子对，该离子为四面体形结构，
故答案为：1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2；3d5；四面体形。
17.【答案】(1)①当滴入最后半滴NaOH溶液时，溶液由无色恰好变为浅红色，且在半分钟内不褪色
②26.10③符合 ④CD
(2)①Ⅰ②0.035g/mL，
故答案为：符合；
④A.碱式滴定管未用标准NaOH溶液润洗就直接注入标准NaOH溶液，使标准液的浓度偏小，导致消耗NaOH溶液的体积偏大，则滴定结果偏高，故A错误；
B.滴定前盛放白醋稀溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥，但醋酸的物质的量不变，对测定结果无影响，故B错误；
C.滴定过程中振荡时有液滴溅出，使待测液中溶质的物质的量偏小，导致消耗NaOH溶液的体积偏小，则滴定结果偏低，故C正确；
D.读取NaOH溶液体积时，开始时仰视读数，滴定结束时俯视读数，使消耗NaOH溶液的体积读数偏小，则滴定结果偏低，故D正确；
E.碱式滴定管在滴定前有气泡，滴定后气泡消失，使消耗NaOH溶液的体积读数偏大，则滴定结果偏高，故E错误；
故答案为：CD；
(2)①醋酸是弱电解质而部分电离，则0.1ml/L醋酸溶液的pH>1，根据图知，开始时pH>1的为醋酸，即滴定醋酸的曲线是I，
故答案为：Ⅰ；
②HCl是强电解质，NaCl是强酸强碱盐，II中pH=7时溶液中溶质为NaCl，酸碱浓度相等，则酸碱恰好完全反应时酸碱体积相等，I表示醋酸滴定曲线、II表示盐酸滴定曲线，醋酸溶液中滴加NaOH溶液时，醋酸钠溶液呈碱性，要使混合溶液呈中性，则醋酸应该稍微过量，醋酸溶液中pH=7时酸体积大于碱，所以V1Ka2，说明SO32−的第一步水解程度大于NH4+的水解程度，所以(NH4)2SO3溶液呈碱性，
故答案为：碱性；NH3⋅H2O的Kb>H2SO3的Ka2，说明SO32−的第一步水解程度大于NH4+的水解程度；
(3)①随着氨碳比增大，NH3相对含量增大，故NH3的转化率降低，CO2的转化率升高，故曲线b代表NH3的转化率，
故答案为：b；
②由图示知，M点对应氨碳比为2，又两者总量为3ml，则初始投料n(NH3)=2ml，n(CO2)=1ml，平衡时，NH3、CO2转化率均为80%，则反应的n(NH3)=2ml×80%=1.6ml，反应的n(CO2)=1ml×80%=0.8ml，列三段式如下：
2NH3(g)+CO2(g)⇌CO(NH2)2(g)+H2O(g)
起始(ml)2100
转化(ml)
平衡(ml)
则平衡时CO(NH2)2的体积百分比=+0.2ml+0.8ml+0.8ml×100%=36.4%，
故答案为：36.4。
19.【答案】(1)电能转化为化学能 ； 4OH−−4e−=O2↑+2H2O
(2)阴 H+
(3)产生的OH−浓度过高，与Fe3+形成氢氢化铁沉淀
【解析】(1)图中装置为电解池，能量转化形式为电能转化为化学能，b电极为阳极，阳极上氢氧根离子放电生成氧气和水，电极反应式为4OH−−4e−=O2↑+2H2O，
故答案为：电能转化为化学能；4OH−−4e−=O2↑+2H2O；
(2)左侧乙室硫酸根移向右侧甲室生成硫酸，所以M膜为阴离子交换膜，结合图示，流出浓硫酸，故甲是H+，
故答案为：阴；H+；
(3)氢氧根由BP膜进入左侧乙室代替硫酸根生成取聚合硫酸铁净水剂[Fe2(OH)n(SO4)3−n/2]m(PFS)，电流密度过大，产生的OH−浓度过高，与Fe3+形成氢氢化铁沉淀，会使PFS产品的纯度降低，
故答案为：产生的OH−浓度过高，与Fe3+形成氢氢化铁沉淀。
20.【答案】(1)2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)△H=−759.8kJ/ml
(2)① cd ②