2024济南高二上学期期末考试化学试题

山东省济南市2023-2024学年高二上学期1月期末考试化学试题注意事项：1.答题前，考生先将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。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，将本试卷和答题卡一并交回。可能用到的相对原子质量：Li7 O16 Cl35.5 Ca40一、选择题：本题共10小题，每小题2分，共20分。每小题只有一个选项符合题目要求。1. 下列说法正确的是A. 铜锡合金在湿润环境中比在干燥环境中更易生锈B. 生铁(铁碳合金)制作的铁锅不易生锈C. 钢柱在水下比在空气与水的交界处更易生锈D. 航海船只的船底四周镶嵌锌块，利用了阴极电保护法2. 下列各组物质中，都是由极性键构成的极性分子的是A. PCl3和NCl3 B. BeCl2（g）和HCl C. NH3和BH3 D. CO2和SO23. 关于反应，下列说法正确的是A. 一定是自发反应B 温度升高，逆反应速率减慢C. 反应物浓度增大，平衡不一定向正反应方向进行D. 催化剂不参与化学反应4. 下列反应的离子方程式表示错误的是A. 泡沫灭火器的反应原理：B. 硝酸银溶液中加入足量稀氨水：C. 少量通入溶液中：D. 硫化氢通入溶液中：5. 利用下列装置进行实验，能达到实验目的的是A. 图1装置用于精确测定中和反应的反应热B. 图2装置用于制备无水C. 图3装置用于模拟侯氏制碱法制备D. 图4装置用于电解精炼铜6. 石墨烯是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料，石墨烯中部分碳原子被氧化后，破坏平面结构转化为如图所示的氧化石墨烯。下列说法正确的是A. 石墨烯是一种新型化合物B. 石墨烯中，碳原子与键数目之比为1：3C. 键角大小：D. 在水中的溶解度：石墨烯>氧化石墨烯7. 下列有关电解质溶液的说法正确的是A. 强酸强碱盐的水溶液不一定显中性B. 向盐酸中加入氨水至中性，溶液中C. 向、的饱和溶液中加入少量，溶液中变大D. 溶液和溶液均显中性，两溶液中水的电离程度相同8. 二茂铁是由环戊二烯阴离子(，平面结构)与形成的分子，其结构如下图所示。下列说法正确的是A. 铁元素位于区B. 二茂铁中与环戊二烯阴离子之间为离子键C 二茂铁易溶于苯、乙醚等有机溶剂D. 环戊二烯阴离子中碳原子的杂化方式有和9. 与的干法重整(DRM)反应为。向体积为的恒容密闭容器中通入和各，在不同温度、下测得随时间变化的曲线如图。下列说法错误的是A. 该反应是吸热反应B. a、b点平衡常数：C. 时，的平衡转化率是30%D. 化学反应速率：10. 25℃时，三种沉淀溶解平衡体系中相应离子浓度关系如图，表示、、。下列说法正确的是A. 点表示的不饱和溶液、的过饱和溶液B. C. 沉淀转化反应的平衡常数D. 向悬浊液中加入固体，的沉淀溶解平衡逆向移动，变小二、选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。11. 下列实验设计可以达到目的是A. A B. B C. C D. D12. 在一定温度下的恒容密闭真空容器中，使一定量纯净的发生反应(固体试样体积忽略不计)：。下列能说明该反应达到平衡状态的是A. 的体积分数不再改变B. 混合气体的密度不再改变C. 混合气体的平均相对分子质量不再改变D. 13. 某溴丁烷与乙醇反应的能量转化如图。下列说法正确的是A. 适当升高温度，总反应正反应速率增大的程度小于总反应逆反应速率增大的程度B. 该反应过程有极性键和非极性键的断裂和形成C. 三种过渡态中稳定性最差的是过渡态3D. 总反应决速步骤为14. 利用热再生氨电池可实现电镀废液的浓缩再生，同时利用该电池电解溶液制取溶液和溶液，装置如图所示，甲、乙两室均预加相同的电镀废液，向甲室通入足量氨气后电池开始工作。下列说法错误的是A. 电池总反应：B. 电解装置中离子交换膜为阴离子交换膜C. A、B、C对应的物质分别是、浓溶液、溶液D. 扩散到乙室将对电池电动势产生影响15. 氨基酸在水溶液中可通过得到或失去发生如下反应：常温下，的甘氨酸溶液中各物种浓度对数值与的关系如图所示。下列说法错误的是A. 曲线②为的浓度与的关系图B. 在溶液中C. 点时，D. 溶液中可能存在三、非选择题：本题共5小题，共60分。16. ⅢA族元素能与其他元素组成结构、性质各异的化合物。回答下列问题：（1）基态B原子核外电子的运动状态有___________种，基态原子的价电子轨道表示式为___________。（2）《诗经》言“缟衣茹藘(茜草)”，茜草中的茜素与矾土中的、生成的红色配合物是最早的媒染染料。①茜素水溶性较好的原因是___________。②中通过螯合作用形成的配位键有___________。（3）(氨硼烷)是具有潜力的化学储存材料之一，中的键角___________中的键角(填“>”“”“氧化石墨烯【答案】C【解析】【详解】A．石墨烯是一种由单层碳原子构成的单质，不是化合物，故A错误；B．石墨烯是碳原子单层片状新材料，其中每个C周围形成3个C-C键，每个C-C键被2个C原子共用，所以碳原子与键数目之比为2:3，故B错误；C．石墨烯中的碳原子与相邻碳原子的键角为，氧化石墨烯中1个碳原子连4个碳原子且形成四面体结构，键角接近，所以键角大小：α＞β，故C正确；D．氧化石墨烯中的氧原子与水中的氢原子、氧化石墨烯中的氢原子与水中的氧原子都可以形成氢键，所以在水中的溶解度：石墨烯＜氧化石墨烯，故D错误；故答案为：C。7. 下列有关电解质溶液的说法正确的是A. 强酸强碱盐的水溶液不一定显中性B. 向盐酸中加入氨水至中性，溶液中C. 向、的饱和溶液中加入少量，溶液中变大D. 溶液和溶液均显中性，两溶液中水的电离程度相同【答案】A【解析】【详解】A．强酸强碱盐的水溶液不一定呈中性，如NaHSO4溶液显酸性，故A正确；B．向盐酸中加入氨水至中性，溶液中存在电荷守恒，所以，故B错误；C．向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3，c(Ag+)浓度变大，但AgCl、AgBr的溶度积常数不变，所以溶液中不变，故C错误；D．NaCl溶液和溶液均显中性，但NaCl为强酸强碱盐，不影响水的电离，而为弱酸弱碱盐，促进水电离，所以两溶液中水的电离程度不同，故D错误；故答案为：A。8. 二茂铁是由环戊二烯阴离子(，平面结构)与形成的分子，其结构如下图所示。下列说法正确的是A. 铁元素位于区B. 二茂铁中与环戊二烯阴离子之间为离子键C. 二茂铁易溶于苯、乙醚等有机溶剂D. 环戊二烯阴离子中碳原子的杂化方式有和【答案】C【解析】【详解】A．铁元素位于第四周期第VIII族，属于d区元素，故A错误；B．二茂铁中Fe2+与环戊二烯阴离子之间为配位键，故B错误；C．二茂铁是由环戊二烯阴离子(，平面结构)与Fe2+形成的分子，为分子晶体，熔沸点较低且结构对称，为非极性分子，难溶于水，易溶于苯、乙醚等有机溶剂，故C正确；D．环戊二烯阴离子中碳原子的杂化方式有sp2和sp，故D错误；故答案为：C。9. 与的干法重整(DRM)反应为。向体积为的恒容密闭容器中通入和各，在不同温度、下测得随时间变化的曲线如图。下列说法错误的是A. 该反应是吸热反应B. a、b点平衡常数：C. 时，的平衡转化率是30%D. 化学反应速率：【答案】D【解析】【详解】A．温度越高反应速率越快，其他条件相同时先达到化学平衡，装置中氢气的物质的量不再发生变化，所以温度T1＞T2，由于平衡时高温产生产生的氢气更多，则该反应是吸热反应，故A正确；B．平衡常数平衡常数只与稳定有关，升温平衡正向移动，平衡常数增大，a、b点平衡常数：，故B正确；C．时，的平衡转化率是，故C正确；D．c点反应正向进行正反应速率大于逆反应速率，随着反应进行正反应速率减小，逆反应速率增大直到正逆反应速率相等，所以化学反应速率：，故D错误；故选：D。10. 25℃时，三种沉淀溶解平衡体系中相应离子浓度关系如图，表示、、。下列说法正确的是A. 点表示的不饱和溶液、的过饱和溶液B. C. 沉淀转化反应的平衡常数D. 向悬浊液中加入固体，的沉淀溶解平衡逆向移动，变小【答案】B【解析】【分析】在=15时，与y轴平衡线画一条平行线，，则Ksp(MnS)＞Ksp(ZnS)＞Ksp(CuS)，以此分析；【详解】A．w点离子积常数大于Ksp(ZnS)，对于ZnS是过饱和溶液，w点离子积常数小于Ksp(MnS)，对于MnS是不饱和溶液，A错误。B．根据分析，Ksp(MnS)＞Ksp(ZnS)＞Ksp(CuS)，B正确；C．反应平衡常数，，根据图中信息得到Ksp(ZnS)=10−25，Ksp(MnS) =10−15，则K=1010，C错误；D．Ksp受温度影响，与离子浓度无关，D错误；综上所述，答案为B。二、选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。11. 下列实验设计可以达到目的是A. A B. B C. C D. D【答案】C【解析】【详解】A．KMnO4与H2C2O4反应离子方程式为：5H2C2O4+2+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O，根据题意可知，酸性高锰酸钾溶液过量，因此无法观察到明显的褪色现象，A错误；B．溶液过量，反应后滴入KSCN溶液，溶液变为红色，不能证明溶液中存在，B错误；C．只有黑色沉淀生成说明银离子和硫离子反应生成硫化银沉淀，则硫化银更难溶，C正确；D．溶液浓度不同，无法比较两者Ka值大小，D错误；故合理选项是C。12. 在一定温度下的恒容密闭真空容器中，使一定量纯净的发生反应(固体试样体积忽略不计)：。下列能说明该反应达到平衡状态的是A. 的体积分数不再改变B. 混合气体的密度不再改变C. 混合气体的平均相对分子质量不再改变D. 【答案】B【解析】【详解】A．反应物是固体，生成物是两种气体， CO2的体积分数始终不变，所以CO2的体积分数不再改变不能说明反应达到了平衡状态，故A错误；B．反应物是固体，生成物是两种气体，恒容密闭容器中混合气体密度不再改变，说明气体质量不变，反应达到了平衡状态，故B正确；C．反应物是固体，生成物是两种气体混合物，气体平均相对分子质量始终不变，所以混合气体平均相对分子质量不再改变，反应不一定达到了平衡状态，故C错误；D．时，正逆反应速率相等，反应才达到了平衡状态，故D错误；故答案为：B。13. 某溴丁烷与乙醇反应的能量转化如图。下列说法正确的是A. 适当升高温度，总反应正反应速率增大的程度小于总反应逆反应速率增大的程度B. 该反应过程有极性键和非极性键的断裂和形成C. 三种过渡态中稳定性最差的是过渡态3D. 总反应决速步骤为【答案】AD【解析】【分析】由图可知，生成物能量低于反应物能量，反应为放热反应。【详解】A．正反应放热，适当升温平衡逆向进行，所以总反应正反应速率增大的程度小于总反应逆反应速率增大的程度，A正确； B．三级溴丁烷乙醇解反应过程中C-Br和O-H键断裂，C-O、H-Br键形成，均为极性键，，B错误； C．物质能量越高越不稳定，则三种过渡态中稳定性最差是过渡态1，C错误；D．过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能，活化能越小反应越快，活化能越大反应越慢，决定总反应速率的是慢反应；故总反应决速步骤为，D正确；故选AD。14. 利用热再生氨电池可实现电镀废液的浓缩再生，同时利用该电池电解溶液制取溶液和溶液，装置如图所示，甲、乙两室均预加相同的电镀废液，向甲室通入足量氨气后电池开始工作。下列说法错误的是A. 电池总反应：B. 电解装置中离子交换膜为阴离子交换膜C. A、B、C对应的物质分别是、浓溶液、溶液D. 扩散到乙室将对电池电动势产生影响【答案】BC【解析】【分析】由题意可知，甲通入氨气，氨气和铜离子生成，导致溶液中铜离子浓度减小，则铜电极失去电子发生氧化反应生成铜离子，铜离子又和氨气生成，为负极，则右侧乙室中电极为正极；【详解】A．由分析可知，左侧负极是，正极铜极上铜离子得到电子发生还原反应生成铜：，则电池总反应为，A正确； B．电解装置中左侧为阳极、右侧为阴极，阴极水得到电子放电生成氢气和氢氧根离子：，阳极水失去电子放电生成氧气和碳酸氢根离子：，左侧钠离子移动的右侧得到氢氧化钠，故为阳离子交换膜，B错误； C．由B分析可知，B、C对应的物质分别是浓溶液、溶液，但是A不是氯化钠，否则氯离子会放电发生反应，C错误；D．氨气扩散到乙室会与铜离子反应生成，铜离子浓度降低，铜离子得电子能力减弱，因此将对电池电动势产生影响，D正确；故选BC。15. 氨基酸在水溶液中可通过得到或失去发生如下反应：常温下，的甘氨酸溶液中各物种浓度对数值与的关系如图所示。下列说法错误的是A. 曲线②为的浓度与的关系图B. 在溶液中C. 点时，D. 溶液中可能存在【答案】CD【解析】【详解】A．由氨基酸在水溶液中可通过得到或失去发生反应可知，氢离子浓度增大，含量最大，氢离子浓度减小，含量增大，氢离子浓度最小时最大；曲线①为pH值最小，氢离子浓度最大，故曲线①为的浓度与pH的关系图，曲线②为的浓度与的关系图，曲线③为的浓度与的关系图，A正确；B．在溶液中存在质子守恒：，B正确；C．①③分别为、的曲线，Y点时c()=c()，==pH，C错误；D．，故溶液中存在，D错误；故选CD。三、非选择题：本题共5小题，共60分。16. ⅢA族元素能与其他元素组成结构、性质各异的化合物。回答下列问题：（1）基态B原子核外电子的运动状态有___________种，基态原子的价电子轨道表示式为___________。（2）《诗经》言“缟衣茹藘(茜草)”，茜草中的茜素与矾土中的、生成的红色配合物是最早的媒染染料。①茜素水溶性较好的原因是___________。②中通过螯合作用形成的配位键有___________。（3）(氨硼烷)是具有潜力的化学储存材料之一，中的键角___________中的键角(填“>”“ ②. ③. 19. ①. ②. 阴【解析】【小问1详解】基态B原子1s22s22p1有5个电子核外电子的运动状态有有5种，基态原子的价电子轨道表示式为；【小问2详解】①茜素水溶性较好的原因是茜素含有亲水性的羟基、酮羰基，易与水形成氢键；茜素和水分子均为极性分子。②X中1个茜素分子上的两个氧原子和铝离子通过螯合作用形成2个配位键，X中两个茜素分子通过螯合作用形成4个配位键，中通过螯合作用形成的配位键有4。【小问3详解】(氨硼烷)是具有潜力的化学储存材料之一，中的键角>中的键角因为氨气分子中存在孤电子对，孤电子对对成键电子对的作用力大于成键电子对之间的作用力，使得成键电子对之间的键角变小。氨硼烷在催化剂作用下水解释放氢气的反应：，的结构为。中B不含孤电子对，含有四个成键电子对，所以价电子对数为4，是sp3杂化，中B不含孤电子对，含有四个成键电子对，所以价电子对数为3，是sp2杂化，在该反应中，B原子的杂化轨道类型由sp3变为sp2；【小问4详解】负极电极反应式为，为使电池工作效率最大化，则选择性透过膜为阴离子透过膜使得氢氧根可以在负极被消耗，并且生成的阴离子可以进入正极附近。17. X、Y、Z、R、Q均为前四周期元素，其原子序数依次增大，且分布于四个不同的周期。对它们的性质及结构的描述如下：X容易形成共价键；Y的基态原子有3个不同的能级，各能级中电子数相等；Z与Y同周期，其第一电离能高于同周期与之相邻的元素；R元素的电负性在同周期元素中最大；Q的基态原子在前四周期中未成对电子数最多。据此，请回答下列问题。（1）写出X的元素名称___________，Q的基态原子的价电子排布式___________。（2）Y、Z、R的基态原子未成对电子数由多到少的顺序是___________(填元素符号)。（3）同周期元素中第一电离能小于Z的元素有___________种。（4）X与Y、Z、R形成的简单气态氢化物中沸点最高的是___________(填化学式)，判断依据为___________。（5）某化合物化学式为XYZ，其中键与键数目之比为___________，其分子空间构型为___________。【答案】（1） ①. 氢 ②. （2）、、 （3）5 （4） ①. ②. 分子间能形成氢键 （5） ①. 1：1 ②. 直线形【解析】【分析】根据题目信息，X、Y、Z、R、Q元素的原子序数依次增大，且分布于前四周期的各周期中，故X位于第一周期，X原子序数最小，易形成共价键，则X是氢；Y基态原子的核外电子排布式为1s22s22p2，为第6号元素碳；Z与Y同周期，且第一电离能高于同周期相邻元素，则Z是氮；R位于第三周期，是同周期电负性最大元素，则R是氯；Q位于第四周期，未成对电子数最多，则价层电子的排布式为3d54s1，为第24号元素铬；【小问1详解】X的元素名称为氢；Cr的基态原子的价电子排布式为3d54s1；【小问2详解】C、N、Cl的基态原子未成对电子数分别是2、3、1，由多到少的顺序是、、；【小问3详解】同周期元素中第一电离能小于N的元素有Li、Be、B、C、O，共5种；【小问4详解】H与C、N、Cl形成的简单气态氢化物分别是CH4、NH3、HCl，其中沸点最高的是；因为分子间能形成氢键；【小问5详解】据分析可知，该化合物化学式为HCN，结构式为，其中键数为2，键数为2，键与键数目之比为1:1，中心碳原子是sp杂化，其分子空间构型为直线形。18. 合成甲醇的绿色新途径是利用含有的工业废气为碳源，涉及的主要反应如下：I．Ⅱ.Ⅲ.___________（1）已知，写出反应Ⅲ的热化学方程式：___________；、与分别为反应I、Ⅱ、Ⅲ的平衡常数，其关系为___________。（2）在恒温恒容下反应物投料比对平衡转化率的影响如图A所示，相同时间内甲醇产率随反应温度的变化如图B所示。图A中随着投料比的增大，增大的原因是___________。根据图B分析甲醇产率呈如图所示变化的原因是___________。（3）研发低温下优良的催化剂是目前二氧化碳加氢合成甲醇研究对象之一，通过相关实验获得两种催化剂X、Y对反应I的催化效能曲线如图所示，已知Arrhenius经验公式为(为速率常数，为活化能，R和C为常数)。其中催化效能较高的是___________(填“X”或“Y”)。（4）将与按投料比充入密闭容器中，在温度为、压强为时只发生反应Ⅲ，测得平衡时混合气体中的物质的量分数为50%，则的转化率为___________；压强平衡常数___________(用平衡分压代替平衡浓度，平衡分压=总压×体积分数，用含的代数式表示)。【答案】（1） ①. ②. （2） ①. 增大了氢气的浓度，上述平衡均正向移动，从而提高了二氧化碳的转化率 ②. 温度低于时，温度越高，反应速率逐渐加快，甲醇产率逐渐增大；温度高于，温度越高，反应I和Ⅲ正向进行程度小，或催化剂活性降低导致反应速率减慢，甲醇产率越小 （3）X （4） ①. 75% ②. 【解析】【小问1详解】已知，根据盖斯定律，反应Ⅲ=反应Ⅰ-反应Ⅱ，反应Ⅲ热化学方程式：；、与分别为反应I、Ⅱ、Ⅲ的平衡常数，根据，其关系为。【小问2详解】投料比越大，氢气的浓度越大，平衡正向移动，使二氧化碳的消耗量增加，转化率提高，故原因为：增大了氢气的浓度，使平衡正向移动，从而提高了二氧化碳的转化率；结合反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，根据图B，甲醇产率呈如图所示变化的原因是温度低于时，温度越高，反应速率逐渐加快，甲醇产率逐渐增大；温度高于，温度越高，反应I和Ⅲ正向进行程度小，或催化剂活性降低导致反应速率减慢，甲醇产率越小。【小问3详解】结合，由图可知，直线 X斜率小，Ea小，催化效能高(或活化能小，催化效能高)，则催化效能较高的是X。【小问4详解】将与按投料比充入密闭容器中，在温度为、压强为时只发生反应Ⅲ，平衡时混合气体中的物质的量分数为50%，则列出三段式：，解得x=0.75，则的转化率为；平衡时总物质的量为1.5mol，压强平衡常数 =。19. 氯系消毒剂是目前使用最广泛的一类消毒剂，在生产生活中有着重要的应用，主要有氯气、次氯酸、次氯酸盐、亚氯酸钠、二氧化氯等。（1）同温同压下，研究分别在不同浓度的盐酸和溶液中的溶解度(用溶解的物质的量浓度表示)变化如图所示。已知氯气在溶解时存在以下平衡：①②③随着浓度的增大，溶解度减小，溶液中___________(填“变大”“变小”或“不变”)；a点时，、、、四种离子浓度由大到小的顺序为___________。（2）是一种高效漂白剂。经测定，25℃时溶液中各组分分布系数随变化情况如图所示(未画出)。①25℃时，___________。②25℃时，浓度均为的和的混合溶液中，___________(填“>”“