2021北京石景山高二（上）期末化学（教师版）

2021北京石景山高二（上）期末

化    学

可能用到的相对原子质量：H 1  C 12  N 14  O 16  Na 23  S 32  Cu 64  Br 80 

第Ⅰ卷   （选择题，共42分）

在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。（每小题3分）

1．下列说法不正确的是

A．化学反应中的能量变化是以物质变化为基础的

B．化学反应既遵守质量守恒定律，也遵守能量守恒定律

C．化学能与电能的直接转化需要通过氧化还原反应在一定的装置中才能实现

D．原电池是将电能转化为化学能的装置，电解池是将化学能转化为电能的装置

2．在容积不变的密闭容器中， A与B反应生成C，其化学反应速率分别用v(A)、v(B)、v(C)表示。已知：3v(A)=2v(B)、3v(C)=2v(B)，则此反应可表示为

A．2A+3B=2C    B．A+3B=2C     C．3A+B=2C     D．A+B=C

3．下列叙述中错误的是

A．生铁中含有碳，抗腐蚀能力比纯铁弱

B．用锡焊接的铁质器件，焊接处易生锈

C．在铁制品上镀铜时，铁制品为阳极，铜盐为电镀液

D．铁管上镶嵌锌块，铁管不易被腐蚀

4．已知：2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)  ΔH ，不同条件下反应过程能量变化如图所示。下列说法中正确的是

A．反应的ΔH>0

B．过程b使用了催化剂

C．使用催化剂可以提高SO2的平衡转化率

D．过程b发生两步反应，第一步为放热反应

5．下列应用与盐类水解无关的是

A．纯碱溶液去油污                  B．明矾做净水剂

C．用氯化铁溶液制氢氧化铁胶体      D．用Na2S做沉淀剂，除去溶液中的Cu2+

6．下列实验事实不能用平衡移动原理解释的是

A． B．

C． D．

7．下列说法中错误的是

A．对有气体参加的化学反应，增大压强使容器容积减小，可使单位体积内活化分子数增多，因而化学反应速率增大

B．活化分子之间发生的碰撞一定是有效碰撞

C．升高温度，可使反应物分子中活化分子的百分数增大，因而增大化学反应速率

D．加入适宜的催化剂，可使反应物分子中活化分子的百分数增大，因而增大化学反应速率

8．一定温度下，10 mL 0.40 mol/L H2O2溶液发生催化分解。不同时刻测得生成O2的体积（已折算为标准状况）如下表。

下列叙述不正确的是（溶液体积变化忽略不计）

A．0～6 min的平均反应速率：

B．6～10 min的平均反应速率：

C．反应至6 min时，

D．反应至6 min时，H2O2分解了50%

9．为了除去MgCl2酸性溶液中的Fe3+，可在加热并搅拌的条件下加入一种试剂，过滤后，再向滤液中加入适量盐酸，这种试剂是

A．MgCO3        B．NaOH       C．Na2CO3       D．NH3•H2O

10．下列说法正确的是

A．在100℃时，pH约为6的纯水呈酸性

B．常温下，将1mL 110—6 mol/L盐酸稀释至1000mL，所得溶液的pH约为9

C．常温下，当水电离出的c(H+)为110—13 mol/L时，此溶液的pH可能为1或13

D．常温下，将pH=2的盐酸和醋酸各1mL分别稀释至100mL，所得醋酸的pH略大

11．下列实验或事实不能证明醋酸是弱酸的是

A．常温下，醋酸钠溶液pH>7

B．常温下，醋酸溶液pH<7

C．常温下，0.1mol/L的盐酸和0.1mol/L的醋酸，盐酸导电能力强

D．常温下，0.1mol/L的盐酸和0.1mol/L的醋酸，盐酸pH小

12．在常温下，CH3COOH溶液和NaOH溶液充分反应后所得溶液的pH=7，下列关于所得溶液的叙述中不正确的是

A．溶液中，c(Na+)+c(H+) = c(CH3COO—)+ c(OH—)

B．溶液中，c(H+) = c(OH—)

C．溶液中，c(Na+) = c(CH3COO—)

D．溶液中，c(Na+) > c(CH3COO—)+ c(CH3COOH)

13．贮备电池具有下列特点：日常将电池的一种组成部分（如电解质溶液）与其他部分隔离备用；使用时电池可迅速被激活并提供足量电能。贮备电池主要用于应急救援和武器系统等。Mg-AgCl电池是一种可被海水激活的贮备电池。下列叙述中错误的是

A．正极反应式为Ag++e—=== Ag

B．负极反应式为Mg-2e—=== Mg2+

C．电池放电时Cl—由正极向负极迁移

D．负极会发生副反应：Mg + 2H2O === Mg(OH)2 + H2↑

14．室温下，有 ① Na2CO3溶液  ② CH3COONa溶液  ③ NaOH溶液各25mL，物质的量浓度均为0.1mol/L，下列说法不正确的是

A．3种溶液pH的大小顺序是 ③＞①＞②

B．若将3种溶液稀释相同倍数，pH变化最大的是③

C．若分别加入25mL0.1mol·L－1盐酸后，pH最大的是①

D．若3种溶液的pH均为9，则物质的量浓度的大小顺序是③＞①＞②

第Ⅱ卷  （非选择题，共58分）

务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效

15．（9分）某课外小组利用原电池原理驱动某简易小车（用电动机表示）。

（1）初步设计的实验装置示意图如图1所示，CuSO4溶液在图1   所示装置中的作用是       （答两点）。

实验发现：该装置不能驱动小车。

（2）该小组同学提出假设：

可能是氧化反应和还原反应没有完全隔开，降低了能量利    用率，为进一步提高能量利用率，该小组同学在原有反应的基础上将氧化反应与还原反应隔开进行，优化的实验装置示意图如图2所示，图2中A溶液和B溶液分别是       和       ，盐桥属于       （填“电子导体”或“离子导体”），盐桥中的Cl—移向      溶液（填“A”或“B”）。为降低电池自重，该小组用阳离子交换膜代替盐桥，实验装置示意图如图3所示。

（3）利用改进后的实验装置示意图3，仍不能驱动小车，该小组同学再次提出假设：

可能是电压不够；可能是电流不够；可能是电压和电流都不够；

实验发现：1.5V的干电池能驱动小车，其电流为750 μA；

实验装置示意图3的最大电压为1.0V，最大电流为200 μA

该小组从电极材料、电极反应、离子导体等角度对装置做进一步优化，请补全优化后的实验装置示意图4，并在图中标明阳离子的流向。

16．（10分）电转甲烷储能技术是通过电解反应将水分解成氧气和氢气，然后将氢气和CO2反应合成甲烷，以化学能形式存储和输运电能的储能技术（如下图所示）。

（1）水是一种极弱的电解质，电解水制氢环节可以加入______增强水的导电性。

（2）0.1 Mpa，n(H2)：n(CO2)=4时，CO2加氢甲烷化各产物平衡含量随温度的变化见下图，主要副反应为：CO2 (g)+H2 (g)H2O (g)+CO (g) ∆H= +41.2 kJ/mol

从上图可知，CO2加氢甲烷化反应：4H2(g)+CO2(g) CH4(g)+2H2O(g)  ∆H<0，请从平衡常数角度解释CO2加氢甲烷化反应是放热反应的原因______。

（3）甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入CH4和O2，电解质溶液为KOH溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行电解饱和NaCl溶液的实验，如下图所示。回答下列问题。

① 甲烷燃料电池工作时，其负极的电极反应式为______。

② 闭合开关K后，a、b电极上均有气体产生，其中b电极上得到的是______，电解NaCl溶液的总反应方程式为______。

③ 若每个电池甲烷通入量为1L（标准状况），同时同流速且完全反应，则理论上最多能产生氯气的体积为______ L（标准状况）。

17．（11分）某课外小组进一步研究电解原理，实验记录如下：

实验Ⅰ.探究电解质溶液中电极材料（Fe）是否参与放电如右图1所示进行实验，两极均为石墨，溶液为煮沸过的饱和NaCl溶液，滴加2-3滴酚酞，U型管底部放一个铁钉，电解一段时间，a、b、d处均有气体生成，b处和d处变红。

（1）结合实验现象回答下列问题

①结合电极反应解释b处酚酞变红的原因       。

②写出c处的电极反应       。

实验发现：电解质溶液中的铁钉参与放电

实验Ⅱ.探究电压对电极反应的影响

某同学使用石墨电极，在不同电压（x）下电解pH=1的0.1 mol/L FeCl2溶液，实验记录如下（a、b、c代表电压值，a>c>b）：

（2）ⅰ中，Fe3+产生的原因可能是Cl－在阳极放电，生成的Cl2将Fe2+氧化，

写出Cl－在阳极放电的电极反应       。

（3）由ⅱ推测，Fe3+产生的原因还可能是Fe2+在阳极放电，原因是Fe2+具有       性（填“氧化”或“还原”）。

（4）ⅱ中虽未检测出Cl2，但Cl－在阳极是否放电仍需进一步验证，电解pH=1的NaCl溶液做对照实验，记录如下：

①NaCl溶液的浓度是       mol/L。

②ⅳ中检测Cl2的实验方法是：取少量阳极附近的溶液，滴在淀粉碘化钾试纸上，试纸       证明生成氯气，否则无氯气生成。

③与ⅱ相比，可以得出以下结论：

pH=1的0.1 mol/L FeCl2溶液，电压≧cV时，Cl－才能在阳极放电产生Cl2；

pH=1的0.1 mol/L FeCl2溶液，电压c＞x≥b V时，阳极的电极反应为      。

18．（10分）工业上，一氧化碳是一碳化学的基础，可用于物质的合成与纯化等。

（1）二氧化碳和木炭还原法是工业制备CO的方法之一，利用右图关系计算：

C(石墨) + CO2 (g) = 2CO(g)  ΔH=      。

（2）羰基硫(COS)是一种粮食熏蒸剂，能防止某些昆虫和真菌的危害，一氧化碳可用于羰基硫的合成。在容积不变的密闭容器中，使CO和H2S发生下列反应并达到平衡：CO(g) +H2S(g)COS(g)+H2(g) ΔH< 0

①若反应前CO物质的量为10 mol，达到平衡时CO的物质的量为8 mol，且化学平衡常数为0.1。下列说法正确的是______（填字母）。

a．通入CO后，正反应速率逐渐增大

b．反应前H2S物质的量为7mol

c．达到平衡时CO的转化率为80%

②画出在不同温度下达到化学平衡时，

H2S的转化率随温度变化图。

③在某温度下，向1 L的密闭容器中通入10 mol CO和10 mol H2S，平衡时测得CO的转化率为40%，则该温度下反应的平衡常数为______。

（3）羰化冶金工艺是气化冶金技术的重要分支，其原理是利用Ⅷ族过渡金属与一氧化碳反应，生成易挥发的碳基化合物进行分离提取金属的一种方法。以某镍合金为原料的羰基工艺流程如下图所示：（已知Cu、Au位于ⅠB族）

“热交换”步骤涉及的反应有：

Ⅰ.  Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)      Ⅱ. Fe(s)+5CO(g)Fe(CO)5(g) 

Ⅲ. 14CO+Ni3S23Ni(CO)4+2COS   Ⅳ. 2COS+4Cu===2CO+2Cu2S

①温度不变时提高反应Ⅰ中Ni(CO4)的产率，可采取的措施______（答一条即可）。

②Ni(CO)4的沸点为：43℃，其分解温度也只有60℃，Fe(CO)5的沸点为：106℃，精馏的温度应控制在______℃。

③实际生产中要调整合成原料中铜元素与硫元素的重量比为_____。

19．（18分）为探究锌和FeCl3溶液的反应，室温下某小组同学进行了如下实验。

（1）配置1000mL 1mol/L的FeCl3溶液，pH约为0.70，即c(H+) = 0.2mol·L−1。

①从反应条件考虑，影响FeCl3水解平衡的因素有       （答两点）。

②取10mL 1mol/L的FeCl3溶液加水稀释，盐的水解程度       （填“增大”、“减小”或“不变”）。

（2）小组同学利用上述FeCl3溶液探究其与锌粉的反应。

向500mL FeCl3溶液中加入65g锌粉，实现现象记录如下：

i.实验前期，溶液的pH逐渐增大，锌粉表面未发现气泡；

ⅱ.随着反应的进行，观察到瓶底产生红褐色沉淀，同时出现少量气泡；

ⅲ.15分钟后溶液中产生大量气泡；

ⅳ.……

①经实验确认“实验前期”溶液中有Fe2+生成，确认有Fe2+的实验操作和现象是______，结合平衡移动原理解释：实验前期溶液pH增大的原因______。

②查阅资料发现：Fe(OH)3常温下的溶度积常数为2.810—39，请写出Fe(OH)3的沉淀溶解平衡表达式______，试从Ksp-Q关系角度结合具体数值分析反应开始c(H+) = 0.2mol·L−1时，没有出现红褐色沉淀的原因______。

③结合离子方程式解释反应过程中气泡变化的原因______。

（3）锌和FeCl3溶液反应后溶液中Cl－浓度的测定。

用c mol·L-1AgNO3标准溶液滴定反应后溶液中的Cl－，采用K2CrO4为指示剂，利用Ag+与CrO42－生成砖红色沉淀指示滴定终点，实现操作如下：

i.以醋酸纤维滤膜过滤掉水样中的悬浮物，调节水样pH在6.5～10.5；

ⅱ.取10.00mL水样，加入K2CrO4溶液作指示剂，用AgNO3标准溶液滴定至终点，消耗AgNO3溶液V mL。

①滴定时，AgNO3标准溶液应加到        （填玻璃仪器名称）中。

②锌和FeCl3溶液反应后溶液中Cl－浓度为       （用含c的代数式表示） mol·L-1

③已知：Cr2O72－（黄色）+H2O2H++2CrO42－（橙色），解释滴定时调节水样pH在6.5～10.5的原因______。

2021北京石景山高二（上）期末化学

参考答案

分析解释类问题按要点（加着重号部分）给分；方程式物质对给1分，配平条件1分。

15.（9分）

（1）传导离子、作正极反应物（2分，有此意思即可）

（2）硫酸锌溶液（1分）、硫酸铜溶液（1分，其它合理答案均可，化学式或中文均可），

离子导体（1分），A（1分）。

（3）满分3分。在图3的基础上，用更活泼的金属如Mg替换Zn或用更不活泼的金属（或石墨）替换铜或替换电解质溶液或增大电解质溶液浓度……，同时满足氧化反应与还原反应隔开进行即可（2分，做出1点合理改变即可）；（阳离子流向1分，标明流向即可，指明阳离子与否均可）

16.（10分）

（1）硫酸、硫酸钠、氢氧化钠等（1分，化学式或中文均可，不改变反应即可）

（2）温度从100℃升高到500℃或温度升高，平衡时生成物的量均减小反应物的量均增大，K减小，反应放热（2分）

（3）①CH4-8e－+10OH－ == CO32－+7 H2O（2分，有“CH4-8e－”即给1分）

②H2（1分），2NaCl + 2H2O       2NaOH+ H2↑ +Cl2↑（2分，或离子方程式）

③4（两个电池同时工作）或8（两个电池分开工作）（2分）

17.（11分）

（1）①2H2O+2e－== 2OH－+H2↑（可以没有文字描述）或2H++2e－== H2↑，水电离的氢离子放电促进水的电离，溶液显碱性（2分）

②Fe-2e－==Fe2+（2分）

（2）2Cl－-2e－== Cl2↑（2分）

（3）还原（1分）

（4）①0.2（1分） ②变蓝（1分）③Fe2+-e－==Fe3+（2分）

18.（10分）

（1）+172.5 kJ/mol（2分，“172.5”1分，“+”和“kJ/mol”1分）

（2）①b（1分）

②参考右图，有向下趋势即可（1分）

③4/9（2分，小数或分数均可）

（3）①增大压强、增大CO 浓度，及时分离出产物，将镍合金粉碎等提高速率或平衡正移的方案均可（1分）

②43℃60℃（区间任意数值也可以，1分）

③4：1或4（2分）

19.（18分）

（1）①温度和浓度（2分，温度1分，浓度1分）

②增大（1分）

（2）①“实验前期”取少量溶液，滴加铁氰化钾溶液，出现蓝色沉淀或滴加酸性高锰酸钾溶液紫色褪去（2分，取少量溶液不做采分点，讲评时强调）

Fe3+ +3H2OFe(OH)3+3H+，铁离子浓度减小平衡逆移，酸性减弱（2分）

②Fe(OH)3(s)Fe3+(aq) +3OH－(aq) （2分）

pH=0.7时，生成沉淀Fe3+的最小浓度为c(Fe3+)=Ksp[Fe(OH)3]/c3(OH－)=22.4 mol/L，溶液中的c(Fe3+)=1 mol/L，不会生成沉淀或pH=0.7时，Q=1.2510—40 <K（或Q=110—39.9<K）不沉淀【2分，有c(Fe3+)=22.4 mol/L、Q=1.2510—40 或Q=110—39.9给1分，有比较给1分】

③反应前期主要发生反应：2Fe3+ + Zn === 2Fe2+ + Zn2+；随着反应的进行c(Fe3+)逐渐减小，逐渐发生反应2H+ + Zn === H2↑+ Zn2+。（2分，两个方程式1分，有先后意思1分）

（3）①滴定管（1分，酸式或碱式滴定管均算对）

②0.1cV（2分，分式也可以）

③酸性太强，CrO42－容易形成Cr2O72－从而造成滴定终点滞后；碱性太强，银离子会和OH－反应，造成滴定终点的滞后。（2分，答对1点给1分）