2021-2022学年上海市控江中学高一（下）期末化学试卷（含答案解析）

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2021-2022学年上海市控江中学高一（下）期末化学试卷

1. 有关合金的说法正确的是(    )
A. 熔点通常高于组成金属 B. 一般具有特殊的性能
C. 硬度通常小于组成金属 D. 用途没有单一金属广
2. 工业上可用铝热反应冶炼锰、钒等难熔金属，其原因与下列无关的是(    )
A. 铝还原性较强 B. 铝能形成多种合金
C. 铝相对锰、钒较廉价 D. 反应放出大量的热
3. 下列物质所属晶体类型分类正确的是(    )

分子晶体
共价晶体
离子晶体
金属晶体
A
干冰
石墨
水晶
铁
B
足球烯
金刚石
食盐
固态汞
C
氯化铯
碳化硅
明矾
氯化镁
D
固态氨
生石灰
烧碱
铝合金

A. A B. B C. C D. D
4. 下列变化过程中有可能不涉及氧化还原反应的是(    )
A. 钝化 B. 漂白 C. 固氮 D. 燃烧
5. 等物质的量的铝和铁分别与足量的水反应，下列比较正确的是(    )
A. 反应条件相同 B. 产物类别相同
C. 转移电子的数目相同 D. 反应类型相同
6. 下面四个选项是四位同学在学习过化学反应速率和化学平衡理论以后，联系化工生产实际所发表的看法，你认为不正确的是(    )
A. 化学反应速率理论可指导怎样在一定时间内快出产品
B. 化学平衡理论可指导怎样使用有限原料多出产品
C. 化学反应速率理论可指导怎样提高原料的转化率
D. 正确利用化学反应速率和化学平衡理论都可提高化工生产的综合经济效益
7. 将一小块钠投入盛有5mL饱和澄清石灰水的试管里，不可能观察到的现象是(    )
A. 溶液底部有银白色物质生成 B. 有气体产生
C. 钠熔成小球浮在液面上四处游动 D. 溶液变浑浊
8. 对于反应A(g)+3B(g)=2C(g)，下列表示反应速率的关系中正确的是(    )
A. 3v(C)=2v(B) B. 3v(B)=v(A) C. v(B)=v(C) D. v(A)=2v(C)
9. 某可逆反应达到化学平衡，当条件改变后平衡向正反应方向移动。下列说法中正确的是(    )
A. 使用了合适的催化剂
B. 反应物的浓度一定降低
C. 正反应速率一定增大
D. 达到新的平衡前正反应速率一定大于逆反应速率
10. 反应3A⇌2B+C(放热反应)的反应速率随时间变化如图所示，在t1、t3、t4、t5时刻都只有一个条件发生改变。下列判断正确的是(    )

A. t2∼t3阶段，A的转化率最小 B. t3时，改变的条件一定是使用了催化剂
C. t5时，改变的条件一定是升高了温度 D. t6∼t7阶段，C的百分含量最大
11. 臭氧层中某转化过程的能量变化如图所示。下列说法正确的是(    )
A. 催化过程中反应①②均为放热反应 B. ClO是该反应的催化剂
C. 经过催化过程，反应热效应不变 D. 该转化过程总反应为2O3=3O2
12. 已知NaOH+Al(OH)3→Na[Al(OH)4]。向集满CO2的铝制易拉罐中加入过量NaOH浓溶液，立即封闭罐口，易拉罐渐渐凹瘪；再过一段时间，罐壁又重新凸起。上述实验过程中没有发生的离子反应是(    )
A. CO2+2OH−=CO32−+H2O
B. Al2O3+2OH−+3H2O=2[Al(OH)4]−
C. 2Al+2OH−+6H2O=2[Al(OH)4]−+3H2↑
D. Al3++4OH−=[Al(OH)4]−
13. 已知2NO2⇌N2O4，将一定量的NO2充入注射器中后封口，如图是在拉伸和压缩注射器的过程中气体透光率随时间的变化(气体颜色越深，透光率越小)。下列说法正确的是(    )

A. b点与a点相比，c(NO2)增大，c(N2O4)减小
B. c点的状态操作是拉伸注射器
C. d点：v(正)>v(逆)
D. a、b、c、d对应的状态都是平衡状态
14. 在含有FeCl3、FeCl2、AlCl3、NaCl的混合溶液中，加入足量的Na2O2固体，搅拌充分反应后，再加入过量盐酸，溶液中离子数目变化最小的是(    )
A. Na+ B. Al3+ C. Fe2+ D. Fe3+
15. 100mL3mol⋅L−1硫酸溶液与过量锌粉反应，在一定温度下，为了减缓反应速率，但又几乎不能影响生成氢气的总量，可向反应物中加入适量的(    )
A. KNO3溶液 B. Na2CO3溶液 C. Na2SO4溶液 D. CuSO4溶液
16. 如图，将一根较纯的铁棒垂直没入水中，由于深水处溶氧量较少，一段时间后发现AB段产生较多铁锈，BC段腐蚀严重。下列关于此现象的说法错误的是(    )


A. 该腐蚀过程属于电化学腐蚀
B. 铁棒AB段电极反应为O2+2H2O+4e−=4OH−
C. 铁棒AB段是负极，BC段是正极
D. 产生此现象的根本原因是铁棒所处化学环境的不同
17. 利用人工模拟光合作用合成甲烷的原理为：CO2+2H2O=CH4+2O2，装置如图所示，下列说法错误的是(    )

A. 电子从铜电极经负载流向氮化镓电极
B. 该装置将太阳能转化为电能和化学能
C. 氮化镓电极上电极反应式：2H2O−4e−=4H++O2↑
D. 向装置中加入少量稀硫酸可提高合成工作效率
18. 如图表示反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)+Q的正反应速率随时间的变化情况，试根据如图曲线判断下列说法可能正确的是(    )
A. t1时只减小了压强
B. t1时只降低了温度
C. t1时减小了NH3的浓度，平衡向正反应方向移动
D. t1时减小N2浓度，同时增加了NH3的浓度

19. 向NaOH溶液中通入CO2气体后得到溶液M，因CO2通入的量不同，溶液M的组成也不同．若向M中逐滴加入盐酸，产生的气体体积V(CO2)与加入盐酸的体积V(HCl)的关系如图．则下列分析正确的是(不计CO2溶解)(    )
A. 若OB=0，则溶液M为Na2CO3溶液
B. 若OB=BC，则形成溶液M所发生反应的离子方程式为OH−+CO2→HCO3−
C. 若溶液M中c(NaHCO3)=2c(Na2CO3)，则3OB=BC
D. 若溶液M中大量存在的阴离子为CO32−和HCO3−，则OB>BC
20. 某样品A只含铁、氧两种元素，高温时样品A与足量的CO充分反应，生成的气体被足量澄清石灰水吸收，测得沉淀的质量与原样品A质量相等。如果A中只含两种物质，则A中一定含有(    )
A. Fe B. FeO C. Fe2O3 D. Fe3O4
21. 铝及其化合物在日常生活、工业上有广泛的应用。
(1)研究表明 26Al可以衰变为 26Mg，下列可以比较这两种元素金属性强弱的方法是 ______。
A.比较这两种元素的单质的硬度和熔点
B.在氯化铝和氯化镁的溶液中分别滴加过量的氢氧化钠溶液
C.将打磨过的镁带和铝片分别和热水作用，并滴入酚酞溶液
D.将空气中放置已久的这两种元素的单质分别和热水作用
(2)国产C919飞机外壳应用了铝合金材料。下列铝合金的性质与该应用无关的是 ______
A.密度小
B.能导电
C.抗腐蚀性能强
D.硬度大
(3)Al2O3、MgO和SiO2都可以制耐火材料，其原因是 ______。
A.Al2O3、MgO和SiO2都不溶于水
B.Al2O3、MgO和SiO2都是白色固体
C.Al2O3、MgO和SiO2都是氧化物
D.Al2O3、MgO和SiO2都有很高的熔点
(4)工业上用电解Al2O3的方法获得铝单质，若反应中有0.6mol电子转移，则在 ______极(选填“阴”或“阳”)可得金属铝的质量为 ______克。
(5)氢氧化铝是用量最大、应用最广的无机阻燃添加剂，解释氢氧化铝能做阻燃剂的原因 ______(用化学方程式结合简明语言说明)。
(6)AlN是一种高性能陶瓷材料，高碳热还原制备AlN的总反应化学方程式为(未配平)：______Al2O3(s)+______C(s)+______N2(g)=______AlN(s)+______CO(g)
①配平化学方程式，并在上式中标出电子转移数目和方向 ______。
②上述反应中，部分元素原子可形成具有相同电子层结构的简单离子，这些简单离子的半径由大到小的顺序是 ______。
(7)已知AlN遇水缓慢水解，生成白色沉淀和能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。为回收AlN中的铝元素，工业常在90℃下对AlN进行水解，对应化学反应方程式为 ______；采用90℃代替常温进行水解的理由是 ______。
(8)达喜是常用中和胃酸的药物。其主要成分是铝和镁的碱式盐[(Al)a(Mg)b(OH)c(CO3)d]。取一定量该碱式盐，加入1.0mol⋅L−1盐酸使其溶解，当加入盐酸85mL时开始产生CO2，加入盐酸至90mL时正好反应完全，该样品中氢氧根与碳酸根的物质的量之比为 ______。
22. 无水AlCl3可用作有机合成的催化剂、食品膨松剂等。工业上可由铝土矿(主要成分是Al2O3和Fe2O3)和焦炭制备。流程如图所示。
已知：AlCl3、FeCl3分别在183℃、315℃时升华；FeCl2的熔点为672℃。

(1)AlCl3属于 ______(选填“强”、“弱”)电解质。AlCl3晶体类型为 ______。
(2)写出氯化炉中Al2O3、Cl2和焦炭在高温下发生反应的化学方程式 ______，制取1molAlCl3至少要消耗碳 ______mol。
(3)向升华器中加入少量Al粉，其作用是 ______。
(4)700℃时，升华器中物质经充分反应后需降温实现FeCl3和AlCl3的分离。请选择合适的温度范围 ______。
A.低于183℃
B.介于183℃和315℃之间
C.高于315℃
23. Ⅰ.氮氧化物(NOx)的任意排放会造成酸雨、光化学烟雾等环境污染问题，其与悬浮在大气中的海盐粒子作用时，发生反应：4NO2(g)+2NaCl(s)⇌2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)。
完成下列填空：
(1)若反应在恒容密闭容器中进行，能说明该反应已达到平衡状态的是 ______(选填编号)。
A.v(NO2)=2v(NO)
B.NO2和NO的物质的量之和保持不变
C.混合气体密度保持不变
D.c(NO2)：c(NO)：c(Cl2)=4：2：1
上述反应可以视作分两步进行：
(i)……
(ii)2ClNO(g)⇌2NO(g)+Cl2(g)(吸热反应)
(2)反应i的化学方程式可能是 ______；反应ii中反应物总键能 ______生成物总键能(填“>”“小于”或“=”)。
Ⅱ.可利用甲烷可消除NO2污染，CH4(g)+2NO2(g)⇌N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)。在1L密闭容器中，控制不同温度，分别加入0.50molCH4和0.90molNO2，测得n(CH4)随时间变化的有关实验数据见下表：
组别
温度
时间/min
0
10
20
40
50
60
①
T1
n(CH4)/mol
0.50
0.35
0.25
0.10
0.10
0.10
②
T2
n(CH4)/mol
0.50
0.30
0.18
……
0.15
0.15
回答下列问题：
(3)组别①中，0∼10min内NO2的平均降解速率为v(NO2)=______。
(4)由实验数据可知实验控制的温度T1______T2(填“>”或“O2−>Al3+，
故答案为：N3−>O2−>Al3+；
(7)气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，说明生成的是氨气，白色沉淀是氢氧化铝，即AlN和水发生水解反应生成氢氧化铝沉淀和氨气，反应方程式为AlN+3H2O−90℃Al(OH)3+NH3↑，加热可以促进氮化铝水解生成氨气，降低NH3在水中的溶解度，促使NH3逸出；
故答案为：AlN+3H2O−90℃Al(OH)3+NH3↑；加快AlN水解反应速率，降低NH3在水中的溶解度，促使NH3逸出；
(8)当加入盐酸85mL时开始产生CO2，加入盐酸至90mL时正好反应完全，则n(CO2)=n(HCl)=(0.09L−0.085L)×1.0mol/L=0.005mol，碳原子守恒n(CO32−)=n(CO2)=0.05mol，反应中OH−、CO32−与H+反应生成H2O、CO2，则n(H+)=n(OH−)+2n(CO32−)=n总(HCl)=0.09L×1.0mol/L=0.09mol，则n(OH−)=0.09mol−2×0.005mol=0.08mol，则n(OH−)：n(CO32−)=0.08mol：0.005mol=16：1，
故答案为：16：1。
(1)可以根据金属与水(或)反应难易程度、反应剧烈程度判断，根据最高价氧化物对应水化物的碱性强弱、单质之间相互置换反应等判断；
(2)飞机外壳材料应该具备密度小、硬度大、抗腐蚀性强等特点；
(3)耐火材料应具有很高的熔点；
(4)电解Al2O3的方法获得铝单质，铝元素发生还原反应，在阴极得到金属铝，根据电子转移守恒计算n(Al)，再根据m=nM计算铝的质量；
(5)氢氧化铝分解吸收热量，生成高熔点的氧化铝，氢氧化铝可以用作阻燃剂；
(6)①C元素由0价升高为+2价，N元素由0价降低为−3价共降低6价，化合价升降最小公倍数为6，则C的系数为3，N2的系数为1，再根据原子守恒配平方程式，标出电子转移数目和方向；
②电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小；
(7)气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，说明生成的是氨气，白色沉淀是氢氧化铝，即AlN和水发生水解反应生成氢氧化铝沉淀和氨气，加热可以促进氮化铝水解，有利于氨气逸出；
(8)当加入盐酸85mL时开始产生CO2，加入盐酸至90mL时正好反应完全，则n(CO2)=n(HCl)=(0.09L−0.085L)×1.0mol/L=0.005mol，根据碳原子守恒计算n(CO32−)，反应中OH−、CO32−与H+反应生成H2O、CO2，则n(H+)=n(OH−)+2n(CO32−)=n总(HCl)，据此计算n(OH−)。
本题考查比较综合，涉及元素周期律及其应用、合金、电解原理应用、氧化还原反应、化学方程式的计算等，有利于培养学生的分析理解能力及化学计算能力。

22.【答案】强  分子晶体  Al2O3+3Cl2+3C−高温2AlCl3+3CO1.5加入Al粉除去FeCl3、Fe，提高产品纯度  B 
【解析】解：(1)氯化铝在溶液中能完全电离，属于强电解质；由氯化铝加热到183℃时升华可知，氯化铝属于分子晶体，
故答案为：强；分子晶体；
(2)由分析可知，氯化炉中氧化铝、焦炭和氯气在高温下反应生成氯化铝和一氧化碳，反应的化学方程式为Al2O3+3Cl2+3C−高温2AlCl3+3CO，由方程式可知，生成1mol氯化铝消耗焦炭的物质的量为1mol×32=1.5mol，
故答案为：Al2O3+3Cl2+3C−高温2AlCl3+3CO；1.5；
(3)结合分析可知，加入Al粉除去FeCl3、Fe，最后得到AlCl3，
故答案为：加入Al粉除去FeCl3、Fe，提高产品纯度；
(4)为避免制得的氯化铝中混有氯化铁，降温的温度应控制在介于183℃和315℃之间，使氯化铁转化为固态，而氯化铝不转化为固态，收集氯化铝蒸汽后，再冷却得到氯化铝固体，
故答案为：B。
铝土和焦炭矿焙烧炉中加热，Fe2O3被还原得到Fe，所以反应后得到Al2O3和Fe，加入Cl2、焦炭在氯化炉中反应，Fe、Al2O3、Cl2和C反应会生成AlCl3、FeCl3、CO，排出废气CO和Cl2，加入Al粉除去FeCl3、Fe，最后得到AlCl3，冷凝得到AlCl3固体。
本题考查物质的制备实验方案设计，为高考常见题型和高频考点，侧重考查学生知识综合应用、根据实验目的及物质的性质进行分析、实验基本操作能力及实验方案设计能力，综合性较强，注意把握物质性质以及对题目信息的获取于使用，难度中等。

23.【答案】C4NO2(g)+2NaCl(s)⇌2NaNO3(s)+2ClNO(g)>0.03mol⋅L−1⋅min−1  0，而△H=反应物总键能-生成物总键能>0，故反应ii中反应物总键能>生成物总键能；
故答案为：4NO2(g)+2NaCl(s)⇌2NaNO3(s)+2ClNO(g)；>；
(3)由方程式可知，组别①中，0∼10min内△n(NO2)=2△n(CH4)=2×(0.5mol−0.35mol)=0.3mol，则v(NO2)=0.3mol1L10min=0.03mol⋅L−1⋅min−1，
故答案为：0.03mol⋅L−1⋅min−1；
(4)0∼10min内，T2温度下甲烷的变化量为0.2mol，T1温度下甲烷的变化量为0.15mol，相同时间内T2温度下参与反应的甲烷的物质的量较T1大，温度越高，反应速率越快，故温度T1T1，则T2温度先到达平衡，即T2温度下到达平衡时间小于40min；T2温度下平衡时参加反应的CH4更少，说明升高温度平衡逆向反应，则正反应是放热反应；
(6)T2温度高，反应速率快，先达到化学平衡，平衡时CO2的物质的量为0.5mol−0.15mol=0.35mol。
本题考查化学反应速率计算、化学平衡状态判断、化学反应速率与化学平衡的影响因素、化学反应中能量变化等，题目比较综合，正确理解化学平衡状态的内涵和外延，题目侧重考查学生分析能力、综合运用知识的能力。

24.【答案】g h d e b c f 冷凝氯化铁  防止空气中水蒸气进入B装置  吸收多余氯气，防止污染  KSCNH2O2将Fe2+氧化成Fe3+  SCN−发生了反应  Fe3+没有发生反应  溶液中含有SO42−  作对比实验  H2O2氧化SCN−的生成SO42− 
【解析】解：(1)浓硫酸具有吸水性能作氯气干燥剂、碱石灰具有碱性而吸收氯气、饱和食盐水吸收氯化氢而抑制氯气溶解，装置排列顺序为气体的制取→洗气→干燥→氯气和铁的反应→尾气处理，所以装置连接顺序为：a→g→h→d→e→b→c→f，
故答案为：a→g→h→d→e→b→c→f；
(2)B中收集器里盛放冷水的作用是冷凝氯化铁；D中碱石灰的作用是防止空气中水蒸气进入B装置，同时吸收多余氯气，防止污染，
故答案为：冷凝氯化铁；防止空气中水蒸气进入B装置；吸收多余氯气，防止污染；
(3)①Fe3+和KSCN反应生成络合物硫氰化铁而使溶液呈血红色，则X为KSCN，
故答案为：KSCN；
②Fe2+被H2O2氧化生成Fe3+，从而增大Fe3+浓度，Fe3+、SCN−反应生成Fe(SCN)3，从而增大络合物浓度，溶液颜色加深，
故答案为：H2O2将Fe2+氧化成Fe3+；
(4)①a.根据①滴加FeCl3溶液无明显变化，说明SCN−发生了反应而不是Fe3+发生反应，
故答案为：SCN−发生了反应；
b.另一份滴加试剂X，溶液出现红色，说明Fe3+没有发生反应，
故答案为：Fe3+没有发生反应；
c.滴加稀HCl和BaCl2溶液，产生白色沉淀，说明溶液中含有SO42−，
故答案为：溶液中含有SO42−；
②根据②另取同浓度的 FeCl3溶液滴加2滴试剂X，溶液变红，再通入O2，无明显变化，说明O2不能氧化SCN−，排除H2O2分解产生的O2氧化SCN−的可能，所以氧化SCN−的为双氧水，实验②的目的是作对比实验，得出结论H2O2氧化SCN−的生成SO42−，
故答案为：作对比实验；H2O2氧化SCN−的生成SO42−。
A中浓盐酸和MnO2反应制取氯气，用E饱和食盐水除去氯气中的HCl，然后用浓硫酸对氯气干燥，干燥纯净的氯气在B中和铁粉反应生成FeCl3，B中的冷水用于冷凝氯化铁，D中碱石灰可以防止空气中水蒸气进入B装置，同时吸收多余氯气，防止污染，据此解答；
(3)固体混合物加入过量稀盐酸得到淡黄色溶液，加入试剂X溶液呈淡红色，加入过量双氧水得到深红色溶液，Fe3+和KSCN反应生成络合物硫氰化铁而使溶液呈血红色，则试剂X为KSCN，原固体混合物为铁和氯化铁的混合物；
(4)①根据滴加FeCl3溶液无明显变化，说明SCN−发生了反应而不是Fe3+发生反应，滴加稀HCl和BaCl2溶液，产生白色沉淀，说明生成了硫酸根；
②根据另取同浓度的 FeCl3溶液滴加2滴试剂X，溶液变红，再通入O2，无明显变化，说明O2不能氧化SCN−，所以氧化SCN−的为双氧水。
本题通过探究氯气与铁反应，考查了物质性质实验方案的设计方法，为高考常见题型和高频考点，题目难度中等，注意掌握氯气与铁反应的现象、反应原理，明确物质性质实验方案的设计原则，试题充分考查了学生的分析、理解能力及化学实验能力。