湖南省张家界市2023-2024学年高二（上）期末联考化学试卷（解析版）

这是一份湖南省张家界市2023-2024学年高二（上）期末联考化学试卷（解析版），共19页。试卷主要包含了考试结束后，交卷时只交答题卡等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，交卷时只交答题卡。
可能用到的相对原子质量：H：1 C：12 N：14 O：16 Na：23 Cl：35.5
一、选择题：本题共14小题，每小题3分，共42分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 化学与生产生活密切相关。下列有关叙述错误的是
A. 生铁中含有碳，抗腐蚀能力比纯铁弱
B. 碳酸钠溶液清洗油污时，加热可以增强去污效果
C. 工业生产中，适当增大廉价反应物的浓度有利于降低生产成本
D. “嫦娥五号”使用的太阳能电池阵和锂离子电池组，均可将化学能转化成电能
【答案】D
【解析】生铁中含有碳，在潮湿空气中容易形成原电池，腐蚀的更快，抗腐蚀能力比纯铁弱，A正确；油污主要成分是酯类，在碱性溶液中可以完全水解。碳酸钠溶液中存在碳酸根的水解平衡，加热使水解平衡向正方向移动，溶液碱性增强，有利于油污水解而除去，B正确；工业生产中，适当增加廉价反应物浓度，使化学平衡向正方向移动，提高价格较高的反应物的转化率，从而降低生产成本，C正确；太阳能电池利用太阳光对电池充电，太阳能转化为电能，锂离子电池放电时是化学能转化为电能，D错误；
答案选D。
2. 下表列出了某短周期元素R的各级电离能数据(用、……表示，单位为)。关于元素R的下列判断中，错误的是
A. R元素基态原子的电子排布式为
B. R元素位于元素周期表中第IIA族
C. R元素的最高正化合价为价
D. R元素第一电离能高于同周期相邻元素
【答案】A
【解析】从表中原子的第一至第四电离能可以看出，元素的第一、第二电离能都较小，第三电离能剧增，可失去2个电子，最高化合价为+2价，即最外层应有2个电子，应为第IIA族元素，R元素可能是Mg或Be，故A错误；最外层应有2个电子，所以R元素位于元素周期表中第ⅡA族，故B正确；最外层应有2个电子，所以R的最高正价为+2价，故C正确；同周期第ⅡA族核外电子排布式为ns2，达稳定结构，所以R元素第一电离能大于同周期相邻元素，故D正确；
故选A。
3. 化学用语是学习化学的重要工具，下列化学用语中，正确的是
A. 氢硫酸溶液显酸性的主要原因：H2S2H++S2-
B. 某反应ΔH0，则该反应在任意温度下均可自发进行
C. NaHCO3在水溶液中水解离子方程式： + H2O
D. 已知：2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g) ΔH=483.6 kJ·ml-1，则氢气的燃烧热为241.8 kJ·ml-1
【答案】B
【解析】氢硫酸是二元弱酸，电离要分步电离，电离方程式为H2SH++HS-，A错误；根据△G=△H-T△S，某反应ΔH0，则该反应任意温度下△G均小于0，均可自发进行，B正确；NaHCO3在水溶液中水解的离子方程式： + H2OH2CO3+OH-，C错误；H2的燃烧热是1mlH2充分燃烧生成液态水释放的热量，题目中生成的是气态水，D错误；
答案选B。
4. 下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A. 实验室可用排饱和NaCl溶液的方法收集Cl2
B. 工业合成氨时，适当增大N2浓度，以提高H2的转化率
C. 用稀盐酸洗涤AgCl沉淀比用等体积的蒸馏水洗涤损失的AgCl少
D. 对平衡体系2NO2(g)N2O4(g)，缩小容器的体积，混合气体的颜色突然加深
【答案】D
【解析】Cl2在水中存在化学平衡：Cl2+H2O⇋H++Cl-+HClO，当用排饱和食盐水时，增大了水中Cl-的浓度，化学平衡逆向移动，导致Cl2的溶解及反应减少，因此可以更多的收集到Cl2，A不符合题意；工业上合成氨气的反应是可逆反应，在其它条件不变时，增大反应物N2的浓度，可以使化学平衡正向移动，从而有更多的反应物H2反应产生NH3，故可以提高H2的转化率，B不符合题意；AgCl在溶液中存在沉淀溶解平衡：AgCl(s)⇋Ag+(aq)+Cl-(aq)，当使用盐酸洗涤时，由于增大了溶液中c(Cl-)，沉淀溶解平衡逆向移动，可以减少AgCl由于洗涤溶解造成的损失，故用稀盐酸洗涤AgCl沉淀比用等体积的蒸馏水洗涤损失的AgCl少，C不符合题意；对平衡体系，缩小容器的体积，单位体积内NO2气体浓度增大，因而使混合气体的颜色突然加深，与平衡移动无关，D符合题意；
答案选D。
5. 常压条件下，羰基化法精炼镍的原理为：Ni(s)+4CO(g)⇌Ni(CO)4(g) ΔHEa3>Ea1>Ea4>0)变化如图所示，下列说法正确的是
A. 该过程的两步反应均为放热反应
B. 第二步反应是合成尿素的决速步骤
C. 由图可知CO2和NH3在一定条件下发生有效碰撞直接生成了CO(NH2)2和H2O
D. 合成尿素的热化学方程式为：
【答案】B
【解析】由图可知，第一步反应是放热反应，第二步反应是吸热反应，A错误；反应的活化能越大，化学反应速率越慢，化学反应取决于慢反应，由图可知，第二步反应的活化能大于第一步反应，反应速率慢于第一步反应，所以第二步反应是合成尿素的决速步骤，故B正确；由图可知，二氧化碳和氨气在一定条件下发生有效碰撞直接生成了H2NCOONH4，故C错误；由图可知，第一步反应△H1=-(Ea2-Ea1)，第二步反应△H2=+(Ea3-Ea4)，由盖斯定律可知，第一步反应与第二步反应之和为总反应，反应△H=Ea3+Ea1-Ea2-Ea4，故D错误；
答案选B。
9. 下列图示与对应的叙述相符合的是
A. 图甲是常温下用0.100 ml/LNaOH溶液滴定20.00 mL 0.1000 ml/L CH3COOH的滴定曲线，Q点表示酸碱中和滴定终点
B. 图乙表示常温下稀释pH均为11的MOH溶液和NOH溶液时pH的变化，由图可知溶液的碱性：MOH＞NOH
C. 图丙是恒温密闭容器中发生CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)反应时c(CO2)随反应时间变化的曲线，t1时刻改变的条件可能是缩小容器的体积
D. 图丁表示恒容密闭容器中其它条件相同时改变温度，反应CO2(g)+3H2(l) CH3OH(g)+H2O(g)中，n(CH3OH)随时间变化的曲线，说明反应平衡常数KII＞KI
【答案】C
【解析】根据方程式，20.00 mL 0.100 ml/LNaOH溶液与20.00 mL 0.1000 ml/L CH3COOH溶液恰好反应，，Q点表示中性点，图中M点表示醋酸和氢氧化钠中和滴定终点，故A错误；稀释相同倍数，碱性越强pH变化越大，图乙表示常温下稀释pH均为11的MOH溶液和NOH溶液时pH的变化，由图可知溶液的碱性：MOHC
（4）S2->Cl- （5）①.阴极 ②.CH3OH-6e-+8OH-=+6H2O
【解析】由周期表图可知：a是C元素，b是N元素，c是O元素，d是S元素，e是Cl元素，f是Ti元素，g是Cu元素；
【小问1详解】
f是Ti元素，价电子排布式为3d24s2，未成对电子数为2，e为Cl元素，价电子排布式为3s23p5，最高能级为p能级，原子轨道形状为哑铃型；
【小问2详解】
g为Cu元素，基态原子的价层轨道表示式为：；
【小问3详解】
a是C元素，b是N元素，c是O元素，同周期元素从左到右电负性依次减小，电负性由大到小的顺序为：O>N>C；
【小问4详解】
d是S元素，e是Cl元素，简单离子半径大小为：S2->Cl-；
【小问5详解】
甲是乙醇燃料电池，甲醇为燃料，反应生成碳酸根离子，发生氧化反应，通入甲醇的电极A为负极，通入氧气的为正极，碳棒II与负极相连，为阴极；甲醇失去电子，在碱性条件下生成碳酸根离子，点击反应式为：CH3OH-6e-+8OH-=+6H2O。
16. 酸、碱、盐均属于电解质，它们在水溶液中存在多种平衡，请根据所学知识回答下列问题：
（1）已知：
则①CH3COOH、②H2CO3、③H2SO3的酸性由强到弱的顺序是___________(填标号)。
（2）常温下，物质的量浓度均为0.1 的五种溶液：
①NaOH、②NaCl、③H2SO3、④CH3COONa、⑤H2SO4
它们的pH从大到小排列顺序为___________(填标号)。
（3）实验室配制FeCl3的水溶液时，常把FeCl3固体先溶于较浓的盐酸中，然后再加蒸馏水稀释到所需浓度，目的是为了___________(填“促进”或“抑制”)铁离子的水解；如果把FeCl3溶液蒸干、灼烧，最后得到的主要固体产物是___________(填化学式)。
（4）25 ℃时，向浓度均为0.02 MgCl2和CuCl2的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，当两种沉淀共存时， = ___________(保留至小数点后两位)。{已知25 ℃时，Ksp[Mg(OH)2]=，Ksp[Cu(OH)2]=}
（5）某学习小组用0.1000ml/LNaOH标准溶液来滴定未知物质的量浓度的盐酸时，选择酚酞作指示剂。请回答下列问题：
①滴定前需排放装有NaOH溶液的滴定管尖嘴处的气泡，其正确的图示为___________(填字母)。
②若滴定开始和结束时，该仪器中溶液读数如图所示，所用NaOH标准溶液的体积为___________mL。
③某学生根据3次实验分别记录有关数据如表所示：
依据表中数据计算该盐酸的物质的量浓度为___________ml/L(保留四位有效数字)。
【答案】（1）③>①>②
（2）①>④>②>③>⑤
（3）①.抑制 ②.Fe2O3
（4）1.45×109
（5）①.A ② ③. 0.1044
【解析】
【小问1详解】
相同浓度的酸，电离常数越大，酸性越强，可知酸性H2SO3>CH3COOH>H2CO3，答案是③>①>②；
【小问2详解】
物质的量浓度均为0.1 的五种溶液：①NaOH、②NaCl、③H2SO3、④CH3COONa、⑤H2SO4，NaOH为强碱，碱性最强，pH值最大，CH3COONa为强碱弱酸盐，显碱性，NaCl为强酸强碱盐为中性，H2SO3为弱酸显酸性，H2SO4为强酸，酸性最强，pH值最小，因此答案是：①>④>②>③>⑤
【小问3详解】
FeCl3水解呈酸性，验室配制FeCl3的水溶液时，常把FeCl3固体先溶于较浓的盐酸中，然后再加蒸馏水稀释到所需浓度，目的是为了抑制氯化铁的水解；把FeCl3的水溶液加热蒸干，HCl挥发，平衡FeCl3+3H2O⇋Fe(OH)3+3HCl正向移动，得到Fe(OH)3沉淀，Fe(OH)3加热灼烧最后得到Fe2O3；
【小问4详解】
====1.45×109；
【小问5详解】
①滴定前需排放装有NaOH溶液的滴定管尖嘴处的气泡，其正确的图示为A，有利于气体排出；
②起始读数为0.00ml，终止读数为26.10ml，所用标准溶液的体积为26.10-0.00=26.10ml；
③三次读数中，第二次读数误差较大，第一和第三次体积的平均值为=26.10ml，根据c1v1=c2v2，0.1000ml/L×26.10ml=c2×25.00ml，得出c2=0.1044ml/L，盐酸的浓度为0.1044ml/L。
17. 研究处理NOx、SO2，对环境保护有着重要的意义。回答下列问题：
（1）已知：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
2NO(g)+O2(g)2NO2(g)
则反应NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)的___________。
（2）用NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是常见的烟气氮氧化物脱除技术，反应原理如图。当NO2与NO的物质的量之比为1∶1时，与足量氨气在一定条件下发生反应，写出该反应的化学方程式___________。
（3）NOx的排放主要来自于汽车尾气，有人利用活性炭对进行吸附，主要反应为：C(s)+2NO(g)N2(g) +CO2(g)。t℃时，向容积恒定为10L的密闭容器中加入1mlC(s)和2ml(g)进行反应，5min时反应恰好达到平衡状态，且0~5min内v(CO2)=0.016ml·L-1·min-1。回答下列问题：
①下列可判断该可逆反应达到化学平衡状态的标志是___________。
A．消耗2mlN2的同时消耗了4mlNO
B．混合气体的密度不再改变
C．混合气体的压强不再改变
D．c(N2)=c(CO2)
② t℃时，该反应的平衡常数K=___________；保持其他条件不变，在5min时向容器中同时通入0.1ml和0.2mlN2，此时速率：v正 ___________(填“大于”“小于”或“等于”)v逆 。
（4）在汽车尾气的净化装置中CO和NO发生反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ，实验测得，v正= k正c2(NO)·c2(CO)，v逆= k逆c(N2) c2(CO2)( k正、k逆为速率常数，均随温度的升高而增大，且都只与温度有关)。
①当该反应达到平衡状态后，保持其他条件不变，仅改变一个条件，下列有关说法正确的是___________(填字母)。
A．加入催化剂可加快正、逆反应速率，同时增大反应物的转化率
B．降低温度，正反应速率减小的程度比逆反应速率减小的程度小
C．增大压强，平衡向正向移动，平衡常数增大
D．加入一定量的CO，平衡正向移动，但CO的转化率减小
②达到平衡后，仅升高温度，k正 增大的倍数___________(填“大于”、“小于”或“等于”)k逆 增大的倍数。
【答案】（1）-41.8
（2）NO2＋NO＋2NH32N2＋3H2O
（3）①.AB ②.4 ③.大于
（4）①.D ②.小于
【解析】
【小问1详解】
设①2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ；②2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ；③NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g) ；由盖斯定律可知③= (①-②)，则。
【小问2详解】
若NO2与NO的物质的量均为1ml，则反应中共得6ml电子，1mlNH3反应可以失去3ml，所以需要2mlNH3，再结合元素守恒可知化学方程式为NO2＋NO＋2NH32N2＋3H2O。
小问3详解】
A．消耗2mlN2的同时消耗了4mlNO，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡，A选；
B．该反应过程中气体总质量增大，总体积是定值，则混合气体的密度在反应过程中增大，当混合气体的密度不再改变时，说明反应达到平衡，B选；
C．该反应过程中气体总物质的量不变，混合气体的压强是定值，当混合气体的压强不变时，不能说明反应达到平衡，C不选；
D．该反应过程中氮气的浓度和二氧化碳的浓度一直相等，当c(N2)=c(CO2)时不能说明反应达到平衡，D不选；
故选AB；
②根据已知条件列出“三段式”
该反应的平衡常数K= ，在5min时向容器中同时通入0.1ml和0.2mlN2，此时Qc=，说明平衡正向移动，v正大于v逆。
【小问4详解】
①A．加入催化剂可加快正、逆反应速率，但不改变平衡状态，不能改变反应物的转化率，A错误；
B．该反应是放热反应，降低温度，反应速率减小，平衡正向移动，正反应速率大于逆反应速率，说明正反应速率减小的程度比逆反应速率减小的程度小，B正确；
C．该反应是气体体积减小的反应，增大压强，平衡向正向移动，但平衡常数只受温度影响，增大压强，平衡常数不变，C错误；
D．加入一定量的CO，平衡正向移动，CO的转化量增大，但CO的起始量也增大了，CO的转化率减小，D正确；
故选BD；
②该反应为放热反应，达到平衡后，仅升高温度，平衡逆向移动，说明正反应速率小于逆反应速率，k正 增大的倍数小于k逆 增大的倍数。
18. 软锰矿的主要成分为MnO2，含少量Al2O3和SiO2.闪锌矿主要成分为ZnS，含少量FeS、CuS杂质。现以软锰矿和闪锌矿为原料制备MnO2和Zn，其简化流程如下：
已知：I．矿石中所有金属元素在滤液A中均以离子形式存在。
Ⅱ．常温下各种金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表：
回答下列问题：
（1）为了加快矿石的酸浸速率，通常采用的方法有___________。
（2）滤渣2的主要成分是___________(填化学式)。
（3）步骤①中发生多个反应，其中MnO2、FeS与硫酸共热时有淡黄色物质析出，溶液变为棕黄色，写出MnO2、FeS与硫酸共热发生反应的离子方程式：___________。
（4）步骤③中MnO2的作用可以用一种常见的绿色氧化剂的溶液来代替，其化学式为___________；若物质X是用来调节溶液的pH至a，试分析a的范围是___________。
（5）当金属离子物质的量浓度为1×10-5时认为离子完全沉淀，则Ksp[Al(OH)3]=___________。
（6）步骤④是以锂离子电池作电源，结合流程图分析用惰性电极进行电解时：在阴极放电的离子是___________(填离子符号)，阳极的电极反应式为___________。
【答案】（1）适当加热、搅拌、将矿石粉碎、适当增大硫酸浓度等
（2）Cu （3）3MnO2+2FeS+12H+3Mn2++2Fe3++2S+6H2O
（4）①. H2O2 ②. 4.9~5.7
（5）10-32.3 （6）①. Zn2+ ②. Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+
【解析】软锰矿的主要成分为MnO2，含少量Al2O3和SiO2.闪锌矿主要成分为ZnS，含少量FeS、CuS杂质，矿物酸浸过滤后，滤渣1含有SiO2等不溶性杂质，滤液A的金属离子有Mn2+、Al3+、Zn2+、Fe3+、Cu2+，加入适量的锌，锌与金属活动性比其弱的离子Cu2+置换反应，使之生成单质除去，滤渣2含有Cu，向滤液中加入MnO2+X，目的是把Fe2+氧化生成Fe3+，并调节溶液pH，使Al3+、Fe3+生成氢氧化物沉淀而除去，最后电解所得的ZnSO4、MnSO4溶液获得MnO2、Zn等产物，据此分析解题。
【小问1详解】
根据影响化学反应速率的因素相关知识，为了加快矿石的酸浸速率，通常采用的方法有：适当加热、搅拌、将矿石粉碎、适当增大硫酸浓度等。
【小问2详解】
由分析知，滤渣2的成分有Cu。
【小问3详解】
其中MnO2、FeS与硫酸共热时有淡黄色物质析出，溶液变为棕黄色，由得失电子守恒可知该淡黄色物质为S，溶液中存在Fe3+和Mn2+，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为：3MnO2+2FeS+12H+3Mn2++2Fe3++2S+6H2O。
【小问4详解】
步骤③中MnO2的作用是把Fe2+氧化生成Fe3+，可以用一种常见的绿色氧化剂的溶液来代替，其化学式为H2O2，物质X是用来调节溶液的pH至a，使Al3+、Fe3+生成氢氧化物沉淀而除去，而Zn2+和Mn2+不能沉淀，a的范围是4.9~5.7。
【小问5详解】
Al3+完全沉淀的pH为4.9，此时溶液中c(Al3+)=1×10-5，c(OH-)==10-9.1，则Ksp[Al(OH)3]= c(Al3+)c3(OH-)=1×10-5×(10-9.1)3=10-32.3。
小问6详解】
用惰性电极进行电解，Mn2+在阳极失去电子生成MnO2，电极反应式为：Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+，阴极Zn2+得到电子生成Zn。
……
R
740
1500
7700
10500
……
选项
实验操作和现象
实验结论
A
向H2O2溶液中滴加少量硫酸酸化的FeSO4溶液，溶液变为棕黄色后迅速出现大量气泡
Fe2+催化H2O2发生分解反应生成氧气
B
用pH计测定SO2和CO2饱和溶液的pH值，前者pH小
H2SO3酸性强于H2CO3
C
向等浓度的NaCl和Na2CrO4溶液中滴加少量AgNO3溶液，出现白色沉淀(铬酸银为深红色沉淀)
Ksp(AgCl)HB
酸
电离常数
CH3COOH
H2CO3
H2SO3
滴定次数
待测盐酸的体积/mL
标准NaOH溶液体积
滴定前的刻度/mL
滴定后的刻度/mL
第一次
25.00
0.06
26.17
第二次
25.00
1.56
30.30
第三次
25.00
0.22
26.31
Zn2+
Mn2+
Fe2+
Fe3+
Al3+
开始沉淀
5.7
7.9
7.2
2.3
3.3
完全沉淀
8.4
10.1
9.3
3.7
4.9