湖南省长沙市第一中学2024-2025学年高二上学期期中考试 化学试卷 （解析版）-A4

这是一份湖南省长沙市第一中学2024-2025学年高二上学期期中考试 化学试卷 （解析版）-A4，共21页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
时量：75分钟 满分：100分
得分___________
可能用到的相对原子质量：H1 Li7 C12 O16 S32
一、选择题(本题共14小题，每小题3分，共42分。每小题只有一项符合题目要求)
1. 古代诗词中蕴含着许多科学知识，下列叙述正确的是
A. “冰，水为之，而寒于水”说明等质量的水和冰相比，冰的能量更低
B. 于谦《石灰吟》“千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲”，其中描述的煅烧石灰石是放热反应
C. 曹植《七步诗》“煮豆燃豆萁，豆在釜中泣”，这里的能量变化只有化学能转化为热能
D. 燃烧放出大量的热，说明相同条件下等物质的量的的能量比高
【答案】A
【解析】
【详解】A． ，液态水到固态水，放热，所以冰的能量更低，故A项正确；
B．，煅烧石灰石为分解反应，是吸热反应，故B项错误；
C．燃豆萁涉及的能量变化除了化学能转化成热能外，还有化学能转化成光能，故C项错误；
D．燃烧放出大量的热，和的总能量比高，故D项错误；
故答案选A。
2. 化学变化及表示具有多样性，下列说法正确的是
A. 水解反应的离子方程式为
B. 反应在一定条件下可以发生
C. 溶液中一定存在：
D. 为强碱弱酸盐，其水溶液显碱性
【答案】B
【解析】
【详解】A．选项中表示的电离方程式，A项错误；
B．用铜作阳极电解酸溶液会发生，B项正确；
C．随着的减小，水解程度增大，当溶液浓度较小时，有可能小于，C项错误；
D．的电离程度大于水解程度，溶液显酸性，D项错误；
故选B。
3. 已知反应在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示反应速率最快的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】化学反应速率之比等于化学计量数之比，可以转化为同种物质的反应速率比较反应速率，注意速率单位统一。
【详解】A．v(X)=0.02ml/(L⋅s)，则v(Z)=0.3ml/(L⋅min)；
B．v(Y)=0.6ml/(L⋅min)，则v(Z)=0.3ml/(L⋅min)；
C．v(Z)=0.4ml/(L⋅min)；
D．v(W)=0.08ml/(L⋅s)，则v(Z)=1.2ml/(L⋅min)；
对比可知反应速率最快的是D；故答案选D。
4. 下列有关热化学方程式的叙述正确的是
A. 已知甲烷燃烧热为890.3 kJ·ml-1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH= -890.3kJ/ml
B. 已知石墨比金刚石稳定，则C(石墨，s)=C(金刚石，s) ΔHc(OH-)>c(HA-)>c(H+)
【答案】C
【解析】
【分析】用0.1 ml•L-1NaOH溶液滴定20 mL0.1 ml•L-1H2A，先发生NaOH+H2A=NaHA+H2O，再发生NaHA+NaOH=Na2A+H2O，NaOH溶液体积为20mL时得到NaHA溶液，即b点；NaOH溶液体积为40mL时得到Na2A溶液，即d点；a点为NaHA、H2A混合溶液，c点为Na2A、NaHA混合溶液。
【详解】A．a点时，溶液中有电荷守恒c(Na+)+c(H+)=2c(A2-)+c(OH-)+c(HA-)，A正确；
B．c点pH=6.6，此时溶液中c(H+)=10-6.6 ml/L，又由于H2A的Ka2=10-6.6=，所以c(A2-)=c(HA-)，根据电荷守恒可得c(Na+)+c(H+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(OH-)=3c(A2-)+c(OH-)，c点c(H+)＞c(OH-)，故c(Na+)c(A2-)，Na2A是强碱弱酸盐，在溶液中A2-会逐步水解产生HA-、H2A，水解程度逐渐减弱，每一步水解都会产生OH-，且溶液中还存在H2O电离产生H+、OH-，所以c(OH-)>c(HA-)，盐电离产生的离子浓度大于水解产生的离子浓度，则c(A2-)>c(OH-)，在溶液中水电离产生的H+浓度很小，c(HA-)>c(H+)，故该溶液中离子浓度大小关系为c(Na+)>c(A2-)>c(OH-)>c(HA-)>c(H+)，D正确；
故选C。
12. 某兴趣小组设计如下微型实验装置。实验时，现断开K2，闭合K1，两极均有气泡产生；一段时间后，断开K1，闭合K2，发现电流表指针偏转，下列有关描述正确的是
A. 断开K2，闭合K1时，总反应的离子方程式为：2H++2Cl—Cl2↑+H2↑
B. 断开K2，闭合K1时，石墨电极附近溶液变红
C. 断开K1，闭合K2时，铜电极上的电极反应为：Cl2+2e—＝2Cl—
D. 断开K1，闭合K2时，石墨电极作正极
【答案】D
【解析】
【详解】断开K2、闭合K1时，装置为电解池，两极均有气泡产生，则总反应为2Cl-+2H2OH2↑+2OH-+Cl2↑，石墨为阳极，铜为阴极，因此石墨电极处产生Cl2，在铜电极处产生H2，铜电极附近产生OH-，溶液变红，A错误；
B、根据A中分析可知B错误；
C、断开K1、闭合K2时，装置为原电池，铜电极上的电极反应为H2-2e-+2OH-=2H2O，其为负极，而石墨上的电极反应为Cl2+2e-=2Cl-，其为正极，C错误；
D、根据C中分析可知D正确，答案选D。
【点晴】解答时注意把握电化学工作原理，为高考常见题型，侧重于学生的分析能力的考查，有利于培养学生的良好的科学素养。明确原电池和电解池的工作原理是解答的关键，注意电极名称的判断和电极反应式的书写。
13. 化学是以实验为基础的科学。下列实验操作或做法正确且能达到目的的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】B
【解析】
【详解】A．NaHSO3溶液与H2O2溶液反应无明显现象，不能探究浓度对反应速率的影响，故A错误；
B．氯化铁不足，充分反应后滴入5滴15%KSCN溶液，溶液变血红色，则KI与FeCl3的反应有一定限度，故B正确；
C．次氯酸钠具有漂白性，不能用pH试纸测pH，故C错误；
D．酸的浓度是否相同未知，不能达到实验目的，故D错误；
答案选B。
14. 活泼自由基与氧气的反应一直是关注的热点。自由基与反应过程的能量变化如图所示，下列说法正确的是
A. 该反应为吸热反应
B. 产物的稳定性：
C. 该历程中正反应的最大活化能
D. 相同条件下，由中间产物Z转化为产物的速率：
【答案】C
【解析】
【详解】A．由图示可知，反应物所具有的能量之和比生成物所具有的能量之和高，即该反应为放热反应，A错误；
B．产物P2所具有的能量比产物P1所具有的能量低，所以产物P2比产物P1要稳定，B错误；
C．由图示可知中间产物Z到过渡态Ⅳ所需的活化能最大，E正= -18.92kJ·ml−1-(-205.11 kJ·ml−1)=186.19kJ·ml−1，C正确；
D．由图示可知，由Z到产物P1所需的活化能低于由Z到产物P2所需的活化能，则由中间产物Z转化为产物的速率：v(P1)>v(P2)， D错误；
答案为C。
二、非选择题(本题共4小题，共58分)
15. 硫化锂广泛地应用于电池行业。实验室可用多种方法制备。回答下列问题：
（1）以碳酸锂粉末与在条件下制备，实验装置如图所示(夹持仪器已省略)：
1.溶液 2.溶液 3.磁子 4.加热炉 5.反应管 6.石墨舟 7.溶液
①仪器X的名称为___________，写出X中发生反应的离子方程式：___________[已知：]。
②能否用稀硝酸代替溶液？___________(填“能”或“不能”)，简述理由：___________(语言叙述)。
③石墨舟中反应生成的化学方程式为___________。
（2）研究表明，高温下，与焦炭反应也可以制备。有同学认为气体产物中可能含有、及，为验证气体成分，选用下图所示的部分装置(可以重复选用)进行实验。
①实验装置连接的合理顺序为：___________。
气体产物___________。
②若F中品红溶液未褪色，H中黑色粉末变为红色，G前的C中澄清石灰水不变浑浊，H后的C中澄清石灰水变浑浊，则与焦炭反应的化学方程式为___________。
（3）测定产品的纯度。取产品ag于锥形瓶中，加入硫酸(足量)，充分反应后排尽产生的气体，滴入2滴酚酞，用标准溶液进行滴定，达到滴定终点时，消耗标准溶液的体积为。
①达到滴定终点的现象是___________。
②产品中的质量分数为___________。
【答案】（1） ①. 三颈烧瓶 ②. ③. 不能 ④. 硝酸具有强氧化性，会氧化而不能生成 ⑤.
（2） ①. 气体产物 ②.
（3） ①. 滴入最后半滴氢氧化钠溶液，溶液由无色变浅红色，且半分钟内不褪色 ②.
【解析】
【分析】（1）根据题中所给试剂，三颈烧瓶中H3PO4溶液和Na2S溶液反应生成H2S气体；
（2）SO2能使品红溶液褪色，用品红溶液检验SO2；用酸性高锰酸钾吸收二氧化硫，CO2、SO2均能使石灰水变浑浊，吸收二氧化硫后再用品红检验二氧化硫是否被吸收干净，再用澄清石灰水检验CO2；通入氢氧化钠溶液除去CO2，再用澄清石灰水检验CO2是否被吸收干净，气体干燥后用黑色氧化铜检验CO；
【小问1详解】
①仪器X的名称为三颈烧瓶；已知，可知溶液和溶液反应的离子方程式为：，故答案为：三颈烧瓶；；
②不能用稀硝酸代替溶液，因为硝酸具有强氧化性会氧化而不能生成，故答案为：不能；硝酸具有强氧化性，会氧化而不能生成；
③碳酸锂粉末与H2S在600~700℃条件下制备Li2S，石墨舟中反应的化学方程式为：，故答案为：；
【小问2详解】
①根据分析，实验装置连接的合理顺序为气体产物→F→E→F→C→D→C→G→H→C，故答案为：气体产物；
②若F中品红未褪色，说明没有二氧化硫生成，H中黑色粉末变为红色，G前的C中澄清石灰水不变浑浊，H后的C中澄清石灰水变浑浊，说明没有二氧化碳生成，气体产物只有CO，则Li2SO4与焦炭反应的化学方程式为，故答案为：；
【小问3详解】
①达到滴定终点时溶液酸性变成碱性，所以现象为滴入最后半滴氢氧化钠溶液，溶液变浅红色，且半分钟内不变化，故答案为：滴入最后半滴氢氧化钠溶液，溶液由无色变浅红色，且半分钟内不褪色；
②产品中Li2S与硫酸反应生成硫化氢，剩余硫酸用氢氧化钠溶液滴定，可知Li2S消耗的硫酸为ml，则产品中Li2S的物质的量为ml，Li2S的质量分数为=，故答案为：。
16. 工业上可利用或来生产燃料甲醇，某研究小组对下列有关甲醇制取的三条化学反应原理进行探究。已知在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示：
请回答下列问题：
（1）根据反应①与②可推导出___________(用、表示)。
（2）___________0(填“>”或“”“=”或“ ②. 0.75 （5）A
【解析】
【小问1详解】
依据盖斯定律反应①+②可得反应③，则平衡常数K3=K1·K2；
【小问2详解】
依据不同温度下K1和K2的平衡常数可知500℃时，K3=K1·K2=2.5×1.0=2.5，800℃时，K3=K1·K2=2.52×0.15=0.3375，结合温度变化分析，随温度升高，平衡常数减小，平衡逆向进行，所以判断反应是放热反应，焓变H＜0；
【小问3详解】
A.．反应①为压强减小的反应，当压强不再变化，说明达到平衡状态，A正确；
B．反应前后气体质量和容器容积不变，所以气体密度始终不变，不能说明达到平衡状态，B错误；
C．正反应体积减小，混合气体的质量不变，所以气体平均相对分子质量不再变化，可以说明反应达到平衡状态，C正确；
D．浓度相等不能说明浓度不变，无法判断是否达到平衡状态，D错误；
故选AC；
【小问4详解】
500℃时，反应②在某时刻，、、、的浓度分别为、、、，Qc=＜K2=1.0，则此时v正＞v逆；设平衡时消耗氢气和二氧化碳均是xml/L，平衡时CO2和H2的浓度均为(1-x)ml/L，CO和H2O的浓度均为(x+0.5)ml/L，则K2=，解得x＝0.25，所以达平衡时的浓度为0.75ml/L；
【小问5详解】
A．反应③是放热反应，升高温度平衡逆向进行，图像符合，故A正确；
B．反应③是放热反应，升高温度平衡逆向进行，氢气质量分数增加，图像不符合，故B错误；
C．催化剂改变反应速率不改变化学平衡，平衡状态不变，平衡时一氧化碳的物质的量不变，图像不符合，故C错误；
D．平衡常数只与温度有关系，与压强无关，图像不符合，故D错误；
故答案为：A。
17. LiMn2O4作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。由菱锰矿（MnCO3，含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素）制备LiMn2O4的流程如下：

已知：Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39，Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33，Ksp[Ni(OH)2]=5.5×10-16。
回答下列问题：
（1）硫酸溶矿主要反应的化学方程式为_______。为提高溶矿速率，可采取的措施_______(举1例)。
（2）加入少量MnO2的作用是_______。不宜使用H2O2替代MnO2，原因是_______。
（3）溶矿反应完成后，反应器中溶液pH=4，此时c(Fe3+)=_______ml·L-1；用石灰乳调节至pH≈7，除去的金属离子是_______。
（4）加入少量BaS溶液除去Ni2+，生成的沉淀有_______。
（5）在电解槽中，发生电解反应的离子方程式为_______。随着电解反应进行，为保持电解液成分稳定，应不断_______。电解废液可在反应器中循环利用。
（6）煅烧窑中，生成LiMn2O4反应的化学方程式是_______。
【答案】（1） ①. MnCO3+H2SO4=MnSO4+H2O+CO2↑ ②. 粉碎菱锰矿
（2） ①. 将Fe2+氧化为Fe3+ ②. Fe3+可以催化H2O2分解
（3） ①. 2.8×10-9 ②. Al3+
（4）BaSO4、NiS
（5） ①. Mn2++2H2OH2↑+MnO2↓+2H+ ②. 补充Mn(OH)2
（6）2Li2CO3+8MnO24LiMn2O4+2CO2↑+O2↑
【解析】
【分析】根据题给的流程，将菱锰矿置于反应器中，加入硫酸和MnO2，可将固体溶解为离子，将杂质中的Fe、Ni、Al等元素物质也转化为其离子形式，同时，加入的MnO2可以将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+；随后将溶液pH调至约等于7，此时，根据已知条件给出的三种氢氧化物的溶度积可以将溶液中的Al3+沉淀出来；随后加入BaS，可以将溶液中的Ni2+沉淀，得到相应的滤渣；后溶液中含有大量的Mn2+，将此溶液置于电解槽中电解，得到MnO2，将MnO2与碳酸锂共同煅烧得到最终产物LiMn2O4。
【小问1详解】
菱锰矿中主要含有MnCO3，加入硫酸后可以与其反应，硫酸溶矿主要反应的化学方程式为：MnCO3+H2SO4=MnSO4+H2O+CO2↑；为提高溶矿速率，可以将菱锰矿粉碎；故答案为：MnCO3+H2SO4=MnSO4+H2O+CO2↑、粉碎菱锰矿。
【小问2详解】
根据分析，加入MnO2的作用是将酸溶后溶液中含有的Fe2+氧化为Fe3+，但不宜使用H2O2氧化Fe2+，因为氧化后生成的Fe3+可以催化H2O2分解，不能使溶液中的Fe2+全部氧化为Fe3+；故答案为：将Fe2+氧化为Fe3+、Fe3+可以催化H2O2分解。
【小问3详解】
溶矿完成以后，反应器中溶液pH=4，此时溶液中c(OH-)=1.0×10-10ml·L-1，此时体系中含有的c(Fe3+)==2.8×10-9ml·L-1，这时，溶液中的c(Fe3+)小于1.0×10-5，认为Fe3+已经沉淀完全；用石灰乳调节至pH≈7，这时溶液中c(OH-)=1.0×10-7ml·L-1，溶液中c(Al3+)=1.3×10-12ml·L-1，c(Ni2+)==5.5×10-2ml·L-1，c(Al3+)小于1.0×10-5，Al3+沉淀完全，这一阶段除去的金属离子是Al3+；故答案为：2.8×10-9、Al3+。
【小问4详解】
加入少量BaS溶液除去Ni2+，此时溶液中发生的离子方程式为Ba2++S2-+Ni2++SO=BaSO4↓+NiS↓，生成的沉淀有BaSO4、NiS；故答案为BaSO4、NiS。
【小问5详解】
在电解槽中，Mn2+发生反应生成MnO2，反应的离子方程式为Mn2++2H2OH2↑+MnO2↓+2H+；根据第二空“保持电解液成分稳定”的要求，需要寻找反应过程中发生改变的电解液成分。由离子方程式可知，Mn2+被消耗，H+生成，要保持电解液成分稳定，就得补充消耗掉的物质，移出生成的物质，结合溶液中的负离子，答案自然就出来了，即补充Mn(OH)2；故答案为：Mn2++2H2OH2↑+MnO2↓+2H+；补充Mn(OH)2。
【小问6详解】
煅烧窑中MnO2与Li2CO3发生反应生成LiMn2O4，反应的化学方程式为2Li2CO3+8MnO24LiMn2O4+2CO2↑+O2↑；故答案为：2Li2CO3+8MnO24LiMn2O4+2CO2↑+O2↑。
18. 二氧化碳的开发利用是化学家和化学工作者一直关注的热门话题，试回答：
（1）在三个不同体积的恒容密闭容器中投入和发生反应，实验测得不同温度及体积下，平衡时甲醇的物质的量的变化如图所示。
①该反应的正反应为___________(填“放热”或“吸热”)反应，、、从大到小的关系排序为___________。
②M点(此时容器体积为1L)对应的平衡常数___________，在及时，图中N点___________(填“>”“”或“
（2） ①. d、c ②. < ③. 或
【解析】
【小问1详解】
由图可知，恒容密闭容器，温度升高，平衡时甲醇的物质的量减小，因此升温平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应；由图可知，作一条等温线，因为正反应为气体体积减小的反应，体积越小，压强越大，平衡时甲醇的物质的量也越大，所以；
②由图可知，M点对应的甲醇的物质的量为。则：
因此(或)；由图可知，在V2及时，N点甲醇的物质的量小于平衡时的物质的量，所以反应正向进行，则；
【小问2详解】
①由平衡图像知，时四种组分的物质的量分数之比满足的是c曲线和a曲线，物质的量分数之比满足的是d曲线和b曲线，结合反应方程式和原始投料可得，曲线c表示，曲线a表示，曲线d表示，曲线b表示；由图像的变化趋势可知，升高温度，曲线增大，曲线减小，说明平衡逆向移动，所以正反应放热，；
②起始投料比，平衡时总压为，结合反应方程式可知，，由图像可知，所以；
根据反应的化学方程式：
A．锥形瓶使用前需用待测液醋酸润洗
B．可用该滴定管量取一定体积的溶液
C．碱式滴定管滴定前要排气泡
D．滴定前后滴定管读数方式如图所示，则测得的结果偏大
选项
操作或做法
目的
A
向2支盛有5mL不同浓度NaHSO3溶液的试管中同时加入2mL 5%H2O2溶液，观察实验现象
探究浓度对化学反应速率的影响
B
取5mL 0.1ml/L KI溶液于试管中，加1mL 0.1ml/L FeCl3溶液，充分反应后滴入5滴15% KSCN溶液
探究KI与FeCl3反应是可逆反应
C
用玻璃棒蘸取NaCIO溶液点到干燥的pH试纸中间
测NaClO溶液的pH值
D
室温下，用pH试纸分别测定H3PO4溶液和CH3COOH溶液的pH
比较H3PO4和CH3COOH的酸性强弱
化学反应
平衡常数符号
平衡常数值
500℃
700℃
800℃
①
2.5
0.34
0.15
②
1.0
170
2.52
③