山西省吕梁市孝义市2023-2024学年高三上学期1月期末化学试题

这是一份山西省吕梁市孝义市2023-2024学年高三上学期1月期末化学试题，共18页。试卷主要包含了5 Fe，本试卷分第I卷两部分，答题前，考生务必用0，考试结束后，将答题卡交回，下列说法正确的是等内容，欢迎下载使用。
（本试题满分100分，考试时间90分钟。答案一律写在答题卡上）
可能用到的相对原子质量：H：1 C：12 N：14 Na：23 Cl：35.5 Fe：56
注意事项：
1.本试卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。
2.答题前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔填写好自己的姓名、班级、考号等信息。
3.考试作答时，请将答案正确地填写在答题卡上，答在本试卷上无效。
4.考试结束后，将答题卡交回。
第I卷选择题（共48分）
一、选择题（本题包括16小题，每小题3分，共48分。每小题只有一个选项符合题意）
1.科技是第一生产力，我国科学家在诸多领域取得新突破，下列说法正确的是（ ）
A.液氧-液氢、液态-肼、液氮-液氢都可以作为火箭推进剂
B.将重油裂解为轻油作为燃料，是促进碳中和最直接有效的手段
C.高效率钙钛矿太阳能电池，其能量转化形式：太阳能→电能
D.飞船返回舱表层材料中的玻璃纤维属于天然有机高分子
2.下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是（ ）
A.汽车底盘喷涂高分子膜，可起到保护作用
B.钢管与电源正极连接，钢管可被保护
C.钢管与铜管露天堆放在一起，钢管不易被腐蚀
D.钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快
3.下列说法正确的是（ ）
A.制备硫酸亚铁铵晶体时，将含和的混合溶液蒸干
B.在某固体试样加水后的溶液中，滴加溶液，没有产生使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，该固体试样中仍可能存在
C.用铂丝蘸取少量某溶液进行焰色试验，火焰呈黄色，该溶液一定不含钾元素
D.用溶液检验是否完全变质
4.设为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（ ）
A.石墨烯（单层石墨）中含有六元环的个数为
B.向溶液通氨气至中性，铵根离子数为
C.所含极性共价键的数目为
D.电解饱和食盐水时，若阴阳两极产生气体的总质量为，则转移电子数为
5.宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一。下列物质性质实验对应的反应方程式书写正确的是（ ）
A.用醋酸和淀粉—溶液检验加碘盐中的：
B.向碳酸氢铵溶液中加入足量石灰水：
C.乙醇与酸性溶液反应：
D.将少量通入溶液：
6.由下列实验操作及现象能得出相应结论的是（ ）
7.某温度时，在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是（ ）
（提示的平衡常数，称为溶度积常数。）
A.加入固体可以使溶液由c点变到b点
B.通过蒸发可以使溶液由a点变到b点
C.a点对应的大于c点对应的
D.d点无沉淀生成
8.下列对有机物结构或性质的描述，正确的是（ ）
A.环己醇与乙醇互为同系物
B.向苯中加入酸性高锰酸钾溶液，振荡后静置，可观察到液体分层，上层呈紫红色
C.光照下，最多能与发生取代反应，产物中物质的量最多的是
D.乙烯与氧气在催化下制备环氧乙烷（）的反应，属于“原子经济性”反应
9.探究浓度对化学平衡的影响，实验如下：
I.向溶液中加入溶液（反应a），平衡后分为两等份
Ⅱ.向一份加入饱和溶液，变红（反应b）；加入，振荡、静置，下层显极浅的紫色
Ⅲ.向另一份加入，振荡、静置，下层显紫红色
结合实验，下列说法不正确的是（ ）
A.反应a、b说明与的反应为可逆反应
B.Ⅱ中，反应a进行的程度大于反应h
C.水溶液中的：Ⅱ>Ⅲ
D.若在实验I中加入少量固体，会增大
10.下列说法正确的是（ ）
A.时，若测得溶液，则是弱酸
B.向醋酸溶液中滴加溶液的过程中，与之和始终为
C.中和和体积均相等的氨水、溶液，所需的物质的量相同
D.向的水溶液中加入少量硫酸铜固体（忽略体积变化），溶液中所有离子浓度都减小
11.离子液体具有较好的化学稳定性、较低的熔点及对无机物、有机化合物等不同物质良好溶解性等优点。一种离子液体由前10号主族元素构成，结构简式如图，X、Y、Z、W、T原子序数依次增大，下列说法错误的是（ ）
A.阴离子呈正四面体形
B.阴离子中存在配位键，Y提供电子对
C.阳离子中Z原子有、两种杂化方式
D.熔点低的可能原因是离子体积增大、距离增大、作用力减弱
12.某兴趣小组为研究碳酸钠水解平衡与温度的关系，用数字实验系统测定一定浓度碳酸钠溶液的与温度的关系，得到曲线如图，下列分析合理的是（ ）
A.bc段说明碳酸钠水解是放热反应
B.ab段说明随温度的升高，水的电离平衡向右移动为主要因素
C.碳酸钠水解的离子方程式为
D.碳酸钠水解平衡和水的电离平衡，在不同温度范围内对溶液的影响程度不同
13.用溶液吸收尾气中的，将所得的溶液进行电解再生循环脱硫，其原理如图，a、b离子交换膜将电解槽分成三个区域，电极材料均为石墨。甲～戊分别代表生产中的原料或产品，其中丙为硫酸溶液。下列说法正确的是（ ）
A.接电源的正极
B.乙为浓溶液
C.a膜为阴离子交换膜
D.当电路中通过电子的电量时，会有生成
14.在常温下，向浓度均为的和混合溶液中滴加的盐酸，溶液随盐酸加入体积的变化如图所示。下列说法正确的是（ ）
A.在a点的溶液中，
B.在b点的溶液中，
C.在c点的溶液，是因为此时的电离能力大于其水解能力
D.若将的盐酸换成同浓度的醋酸，当滴至溶液的时，
15.冠醚能与碱金属离子结合（如图）；是有机反应很好的催化剂，如能加快与环己烯的反应速率。
用结合常数表示冠醚与碱金属离子的结合能力，结合常数越大，两者结合能力越强。
下列说法错误的是（ ）
A.实验中：①>②>③
B.与冠醚结合后，的配位数为6
C.冠醚通过与结合将携带进入有机相，起到催化剂的作用
D.为加快与环己烯的反应速率，选择冠醚A比冠醚B更合适
16.将转化为有机碳酸酯，可有效减少碳排放。转化为的总反应为，可通过I、Ⅱ两步反应完成：
I.
Ⅱ.
反应Ⅱ的反应机理如图1所示，其中催化剂参与催化循环和脱水循环；一定温度范围内的线性关系如图2。下列有关说法错误的是（ ）
图1 图2
A.对于反应Ⅱ，活化能B.该反应的催化剂是
C.D.脱水循环可以提高的平衡产率
第Ⅱ卷非选择题（共52分）
二、非选择题（本题包括4小题，共52分）
17.（14分）硫代硫酸钠在纺织业等领域有广泛应用。某兴趣小组用图1装置制备。
图1
= 1 \* ROMAN I.制备：
装置A制备的经过单向阀通入装置C中的混合溶液，加热、搅拌，至溶液约为7时，停止通入气体，得产品混合溶液。
（1）不断通气体的过程中，三颈烧瓶中的现象为：①浅黄色沉淀先逐渐增多，该过程的化学方程式为：__________；②浅黄色沉淀保持一段时间不变，有无色气体产生；③浅黄色沉淀逐渐减少，该过程的化学方程式为：__________。
（2）装置B的作用：__________。
（3）装置D中的反应混合溶液过高或过低将导致产率降低，原因是__________。
Ⅱ.产品分离提纯：
（4）实际工业生产中制得的溶液中常混有少量，结合溶解度曲线（如图2），获得的方法是__________。
图2 图3
Ⅲ.测定产品纯度：
准确称取产品，用适量新煮沸并冷却的蒸馏水溶解，以淀粉作指示剂；用碘的标准溶液滴定。反应原理为：
（5）用新煮沸并冷却的蒸馏水溶解样品的目的是__________。
（6）若滴定终点时仰视凹液面，则测定产品的纯度结果_________（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）。
= 4 \* ROMAN IV.用途：
（7）硫代硫酸钠浸取回收金。研究发现，在单一的溶液中，金的浸出速率极低，在加入一定量的后可加快金的溶解，一种浸金机理如图3所示。写出上述条件下浸金过程的电化学半反应：正极区的反应为：________、________。的作用：_________。
18.（11分）近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。Deacn发明的直接氧化法为：。
（1）根据表中物质生成焓及熵的数据，写出该反应的热化学方程式：__________；并分析该反应在常温下_________（填“能”或“不能”）自发进行。
生成焓及熵数据
（2）刚性容器中，进料浓度比分别等于1：1、4：1、7：1时，的平衡转化率随温度变化的关系如图甲：
图中代表进料浓度比的是曲线_____________（填“a”、“b”或“c”）；设初始浓度为，根据进料浓度比的数据计算__________（列出计算式）。按化学计量数之比进料可以保持反应物高转化率，同时降低产物分离的能耗。进料浓度比过低的不利影响是________。
甲 乙
（3）催化氧化法制备氯气的催化剂可以用和为主要活性成分，其他辅助物组分用量相同，且负载于已制备好的不同比表面积的载体上，反应后测定的转化率，结果如图乙。
由图乙可知，转化率随温度的升高先增大后减小，原因是：__________；
综合图分析，选择的催化剂是__________（填“”或“”）；反应条件：___________（填“低比表面积”或“高比表面积”）。
19.（12分）2019年诺贝尔化学奖授予英国科学家古德纳夫及另外两位科学家，以表彰他们在锂离子电池研究中的杰出贡献。新能源汽车的核心部件是锂离子电池，磷酸亚铁锂（）以其高倍率性、高比能量、高循环特征、高安全性、低成本、环保等优点而逐渐成为“能源新宠”。
【方法一】制备流程如图。
（1）写出“沉铁”过程中的离子方程式：________。
（2）可循环利用的物质是________（写化学式）。
（3）“煅烧”中生成的同时产生在标准状况下的体积为________。
【方法二】钛铁矿为铁源，、碳粉等原料来生产磷酸亚铁锂。其主要工艺流程如图：
已知：①滤液I的主要成分是：、，还含有少量、、；
②滤渣Ⅱ的成分是；滤液Ⅱ中，，；
③残留在溶液中的离子浓度小于，说明该离子沉淀完全；
几种物质的
（4）写出生成滤渣Ⅱ的离子方程式：________。
（5）通过计算判断实际工业生产方案中得到的过程中是否会引入其他杂质？
________________________________________________________________________
（6）写出在高温下生成磷酸亚铁锂的化学方程式：________。
（7）磷酸亚铁锂锂离子电池工作原理如图所示，写出正极的电极反应式：________。
20.（15分）科幻电影《阿凡达》中外星人流的是蓝色的血液，其实血液的颜色主要是由血蛋白中含有的金属元素决定的，如含铁元素的为常见红色血液、含铜元素的为蓝色血液、含钒元素的为绿色血液等，铜、铁、钒在科学研究和工农业生产中有许多用途。回答下列问题：
（1）在周期表中处于________区；基态原子的价层电子排布式为_______；基态、的核外未成对电子数之比为：_______。
（2）有+2、+3、+4、+5等多种化合价，其中最稳定的化合价是______，的第三电离能小于的第三电离能，原因是_______。
（3）溶液常用作农业杀菌剂，溶液中存在。
①该离子中存在的化学键有_______（填字母）。
A.共价键 B.离子键 C.氢键 D.范德华力 E.配位键
②含有键的数目为________。
③向溶液里加过量氨水，可生成，再向溶液中加入乙醇，可以析出深蓝色固体，要确定该固体是晶体还是非晶体，最科学的方法是_______。
④与的结构相似，二者键角大小关系为_______（填“>”或“Ⅲ，正确；
D.实验I中加入少量固体，使正向移动，会增大，正确
10【答案】B
A.时，若测得溶液，可知为强酸强碱盐，则为强酸，错误
B.醋酸溶液中醋酸的物质的量为，滴加溶液过程中，溶液中始终存在物料守恒，，正确
C.相同的氨水和溶液，氨水的浓度更大，所以中和和体积均相等的氨水、溶液，氨水所需的物质的量更大，错误
D.加入少量硫酸铜固体，发生反应：，浓度增大，错误
11【答案】B
由题意可知：X、Y、Z、W、T分别为H、B、C、N、F。
A.阴离子为，中心原子的价层电子对数为，空间构型为正四面体，正确
B.阴离子为，提供电子对，错误
C.由图可知，阳离子中原子为碳原子，价层电子数为4，双键碳原子的价层电子数为3，其轨道杂化类型分别为杂化、杂化，正确
D.由图可知，该结构中阳离子体积大，阴阳离子之间的距离增大、作用力减弱，离子键减弱，则晶体的熔点降低，正确
12.【答案】D
该溶液中存在三个平衡过程（碳酸根离子的两步水解、水的电离），它们都是吸热过程，都随温度升高而正向移动；溶液的；所以随温度升高，碳酸根离子的水解导致增大，而水的电离导致减小。分析图像可得在不同温度范围内，它们对溶液的影响程度不同。
A.盐类水解是吸热反应，错误
B.ab段显示升温导致溶液增大，说明水的电离平衡向右移动是次要因素，错误
C.碳酸钠水解的是分两步：，，错误；
D.分析图像可得在不同温度范围内，它们对溶液的影响程度不同，D正确。
13【答案】A
A.由题意可知：丙为硫酸溶液，极发生的反应为，为阳极，接电源的正极，接电源的负极，正确
B.由题意可知：阴极电极反应式为，生成的可以循环利用。因此甲为浓溶液，乙为稀溶液，错误
C.由以上分析可知，a膜为阳离子交换膜，错误
D.阳极放电的是，不会生成
14【答案】B
A.在a点是滴入盐酸和氢氧化钠反应，溶液中剩余氢氧化钠，碳酸钠溶液显碱性，溶液中离子浓度大小，错误；
B.b点溶液，溶液为氯化钠、碳酸氢钠和碳酸溶液，溶液中存在电荷守恒，b点溶液，所以即又因为B点盐酸体积大于，所以，由题可知因此，正确；
C.在c点的溶液，是因为溶液中含碳酸
D.若将的盐酸换成同浓度的醋酸，当滴至溶液的时，溶液中存在电荷守恒：，由于，，得到：，即，错误
15【答案】A
A.从②到③过程，与冠醚A结合，释放出大部分，使浓度增大，所以：③>②，错误；
B.冠醚与作用，由图可知，的配位数为6，正确；
C.冠醚通过与结合将携带进入有机相，使有机相中浓度增大，反应速率加快，此处冠醚起到催化剂作用，正确
D.冠醚A对的结合常数大于冠醚B对的结合常数，所以选择冠醚A更好，正确
16【答案】A
A.由图2可知，升高温度，平衡常数减小，说明升高温度平衡逆向移动，则反应Ⅱ是放热反应，即活化能，所以活化能，错误；
B.由图1可知，在第一步反应过程中先消耗后生成，则是催化剂，正确；
C.总反应可以由2反应I+反应Ⅱ得到，故，正确；
D.的中间产物参与了后续反应，使产物水离开反应体系，促使平衡正向移动，提高反应Ⅱ中DMC的平衡产率，正确
17.
（1）不断通气体的过程中，三颈烧瓶中的现象为：①浅黄色沉淀先逐渐增多，该过程的化学方程式为：；②浅黄色沉淀保持一段时间不变，有无色气体产生；③浅黄色沉淀逐渐减少，该过程的化学方程式为：
（2）若通入气体的速度过快，D中会有块状的单质硫生成利用率很低，也不利于环保；若降低通入速度，单质硫很快被反应掉，产生倒吸，不安全。所以要控制的通入速率。
（3）过高，、反应不充分；过低，导致转化为和
（4）从含有亚硫酸钠杂质的硫代硫酸钠溶液中获得，结合溶解度曲线，在较高温度时溶解度较小，而在较高温度时溶解度较大；需先将溶液蒸发浓缩；在较高温度时，趁热过滤析出的杂质，再对滤液降温，使结晶析出，再进行过滤；
（5）除水中溶解的氧气及二氧化碳，防止硫代硫酸钠变质；
（6）若滴定终点时仰视凹液面，导致消耗液体量增多，则测定产品的纯度结果偏高；
（7）由图可知，负极区发生的反应为：
正极区发生的反应为：；
；分析正极区的反应可以看出，起到了传递电子的作用。
18【解析】
（1）；该反应是放热熵减的反应，根据，可知常温下该反应的吉布斯自由能小于零，该反应可以自发进行
（2）温度一定时进料浓度比越大，的转化率越小，因此投料比从上至下分别为1：1、4：1、7：1，所以，进料浓度比的是曲线，进料浓度比及的平衡转化率间的关系可知，的曲线为最上面的那条曲线，由该曲线可知：温度为时的平衡转化率为84%，则反应的三段式为
起始量
转化量
平衡量
平衡常数
进料浓度比过低时，浓度较大，的转化率较高，但和分离能耗较高，生成成本提高
（3）温度过低时，随着温度的升高，反应速率加快，的转化率增大；
温度过高时，催化剂活性降低，速率变慢，且达平衡后，升高温度，平衡逆向移动，转化率减小
19.【解析】
方法一：由流程可知铁屑加入稀硫酸酸溶，得到硫酸亚铁，加入双氧水、磷酸可得到加入碳酸锂、适量草酸，发生氧化还原反应可生成。C料液中含有硫酸，可循环使用。
煅烧时：发生反应，每生成同时生成
（1）（2）（3）33.6
方法二：（4）
（5）沉淀完全时浓度小于，此时，根据，，可知此条件下并不会产生和沉淀
（6）
（7）
20.【解析】（1）为29号元素，基态的核外电子排布式为；基态价层电子排布式为。基态价层电子排布式为，其未成对电子数为4，基态价层电子排布式为，其未成对电子数为3，则基态、的核外未成对电子数之比为4：3；
（2）有+2、+3、+4、+5等多种化合价，其中最稳定的化合价是处于全满状态的价态，为+5价，的价电子排布式为，的价电子排布式为，的轨道处于半充满状态，能量更低更稳定，使得失去第3个电子所需能量更高，所以的第三电离能小于的第三电离能，
（3）①含有空轨道，在氧原子含有孤电子对，二者之间形成配位键，而中氧原子与氢原子之间形成共价键，
②中含有键，中含有键，中含有配位键，所以共含，数目为
③鉴别固体是晶体还是非晶体，最科学的方法是射线衍射法
④