安徽省亳州市2023-2024学年高二下学期4月期中考试化学试卷(解析版)

这是一份安徽省亳州市2023-2024学年高二下学期4月期中考试化学试卷(解析版)，共17页。试卷主要包含了本试卷分选择题和非选择题两部分，设为阿伏伽德罗常数的值，恩格新说“劳动创造了人本身”，前20号元素A、B、C、D，我国学者利用催化剂的选择性等内容，欢迎下载使用。
1．本试卷分选择题和非选择题两部分．满分100分，考试时间75分钟．
2．答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚．
3．考生作答时，请将答案答在答题卡上．选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效．
可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 S 32 Fe 56 Sn 119
一、单项选择题：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．我国载人航天技术世界瞩目．下列说法正确的是（ ）
A．飞船所用燃料的燃烧是放热反应
B．飞船外层使用隔热瓦，目的是防止热量散失
C．空间站中携带的供氧剂过氧化钠属于碱性氧化物
D．空间站使用的太阳能电池将化学能转变为电能
2．近日，由英国莱斯大学和美国普林斯顿大学科学家借助金纳米颗粒，仅需一个步骤，就将石化炼油厂产生的臭气熏天的副产品硫化氢转化成了氢气．下列说法正确的是（ ）
A．硫的第一电离能比磷大B．分子内只有键
C．分子结构为直线形D．硫化氢的空间填充模型：
3．科学家们发现水竟然有18种存在形态．下列有关水的说法正确的是（ ）
A．温度升高，水的电离平衡正向移动，增大，酸性增强
B．当时，溶液一定呈中性
C．室温下，pH＝4的亚硫酸溶液中，
D．向水中加入晶体，溶解后水的电离程度减小
4．设为阿伏伽德罗常数的值．下列说法正确的是（ ）
A．通常条件下，18g中存在的键总数为
B．常温下，1LpH＝13的溶液中，由水电离的离子数目为
C．氢氧燃料电池中，正极每消耗22.4L（标准状况）气体，电路中转移的电子数目为
D．12g石墨与石墨烯（单层石墨）混合物中含有六元环的个数为
5．钛在生活中应用广泛，被称为“太空金属”、“第三金属”和“未来金属”，下列有关钛的叙述正确的是（ ）
A．、、互为同素异形体
B．基态钛原子的外围电子排布为
C．钛元素位于元素周期表第四周期ⅡB族
D．基态时，钛和铝原子核外未成对电子数相等
6．恩格新说“劳动创造了人本身”．下列劳动内容的具体做法与所涉及的化学知识均正确的是（ ）
7．前20号元素A、B、C、D．已知：A元素基态时电子排布式为；B的原子核外K、L层上电子数之和等于M、N层电子数之和；C元素是第三周期第一电离能最小的元素；D元素形成的最高价含氧酸为最强酸．下列有关叙述错误的是（ ）
A．四种元素A、B、C、D分别为O、Ca、Na、Cl
B．元素A、B、C两两组成的化合物可为CaO、、、等
C．元素A、C简单离子的半径大小关系为A＜C
D．元素A、D电负性大小关系为A＞D
8．近日，哈工大化工与化学学院李英宣课题组开发出高效光―热协同催化剂，实现空气中二氧化碳（）的捕获和转化，其机理如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．③④步骤中碳的化合物在反应中均起到氧化剂的作用
B．该过程涉及极性共价键，非极性共价键的断裂和形成
C．属于非极性分子，甲和甲烷属于极性分子
D．使用高放光―热协同催化剂可以提高氢气的平衡转化率
9．下列实验装置可以达到相应实验目的的是（ ）
10．我国学者利用催化剂的选择性（可选择性的促进某种反应的进行）成功设计了钠等活泼金属/海水高储能电池（装置如图，固体电解质只允许钠离子通过），有望用于航海指示灯的能源．下列说法正确的是（ ）
A．有机液若换为稀硫酸，电池使用效率更高
B．放电时，钠电极的电势高于催化电极
C．催化电极的电极反应式为：
D．放电时，电路中转移2ml电子，钠电极质量减少46g
11．250℃时，将一定量的碳酸氢钠固体置于真空容器中分解，达平衡时，测得体系内总压强为p．则下列叙述正确的是（ ）
A．当体系内二氧化碳的物质的量分数不变时，反应达到平衡状态
B．平衡后，继续添加碳酸氢钠，平衡右移，K增大
C．向平衡体系中加入等量的、，平衡左移，K不变
D．250℃时，该反应的化学平衡常数为
12．工业上以含、、的混合液作电解液，以含Fe、Zn、Pb、C等杂质的粗锡为阳极进行电解，可得到精锡．下列说法错误的是（ ）
A．阴极发生的反应为
B．电解一段时间，溶液中溶质的浓度不变
C．在电解槽底部产生含Pb的阳极泥
D．当阴极质量增加11.9g，电路中通过电子为0.2ml
13．室温下，向20.00mL浓度均为的HA溶液和HB溶液（已知酸性：HA＞HB）中，分别滴加同浓度NaOH溶液，测得溶液的pH随氢氧化钠溶液体积变化曲线如图．
A．恰好中和时，溶液中离子总浓度：HA＞HB
B．溶液中水的电离程度，c＞b＞a
C．反应平衡常数约为
D．V＝10时，两种溶液中，
14．地壳中各种物质存在各种转化，如金属铜的硫化物经生物氧化会转化为，流经ZnS或FeS等含硫矿石又可以转化为CuS［，］，下列说法错误的是（ ）
A．工业上可用ZnS、FeS等金属硫化物处理含有某些重金属离子的废水
B．当溶液中有ZnS和CuS共存时．溶液中
C．基态的轨道表示式为
D．FeS的晶胞结构如图所示，晶胞中与S紧邻的Fe为4个
二、非选择题：共4道题，共58分．
15．（12分）
任何化学反应总伴随着能量变化，研究化学反应中的能量变化对于人类的生产生活有着重要的意义．
（1）下列化学反应属于放热反应的有______（填序号）
①雪花融化②石灰石分解③浓硫酸稀释①钠与水反应⑤醋酸的电离
⑥铝热反应⑦灼热的木炭与的反应⑧晶体与晶体的反应
（2）乙醇为绿色能源，在25℃、101kPa下，实验测得23g无水乙醇完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水时放热638.4kJ，写出乙醇燃烧的热化学方程式______．
（3）观察图像，依据图示关系：
①石墨的燃烧热______．
②24g石墨和标况下33.6L氧气完全反应放出的能量是______kJ．
（4）中和反应常伴有热量放出，某兴趣小组设计实验探究中和热的测定．取三只烧杯分别加入50mL，0.55ml/L的氢氧化钠溶液（装置如图），然后分别加入50mL0.50ml/L的①稀盐酸，②稀硝酸和③稀醋酸，测量并计算中和热分别为、、．
①图中缺少的仪器名称为______，加入酸时要快速一次性的加入，目的是______．
②、、关系为______．
16．（15分）
2024年1月31日，武汉大学陆庆全课题组利用地球上丰富的铁作为催化剂，产生高度亲电性的氯自由基以活化烷基C―H键，从而实现了在温和条件下烷烃C―H硼化反应．
回答下列问题：
（1）基态的外围电子排布式为______．
（2）H、Cl、C、S的电负性由小到大的顺序是______，N、O、F三种元素的第一电离能最小的是______．
（3）相对分子质量比大，但常温下为液体，为气体，原因是______；分子内不存在的化学键有______．
A．极性共价键 B．配位键 C．π键 D．离子键
（4）催化反应的一种中间产物结构如下，其分子中B与周围直接相连的原子形成的空间构型为______，碳的杂化类型为______，1ml分子内含有的键数目为______．
（5）晶体硼的熔点为2300℃，而晶体硅的熔点为1410℃，试从结构角度解释其熔点差别较大的原因：______．
17．（16分）
镍及其化合物在工业上有着广泛的应用．工业上一种以废高温合金（含Ni15%，还含有C、Cr、Fe、Cu以及少量其他杂质）为原料提纯镍的流程如下：
已知：①常温时，．②难溶于水．
请回答下列问题：
（1）为了提高反应速率，废合金在热浸前需进行______（填具体操作）处理．滤渣3经过洗涤、加入______（填试剂名称）、洗涤干燥可得到铜．
（2）“除铁”中可通过先加入氯酸钠溶液再加入碳酸钠溶液得到FeOOH沉淀，发生反应的离子方程式为______．
（3）加入（密度比水小）“萃取”后，若在实验室中分离该萃取液，得到氯化镍溶液的操作是______（填具体操作过程）．若此时溶液中氯化镍的浓度为0.2ml/L，常温下，为了防止镍损失，需确保溶液的pH必须低于______．
（4）镍能形成多种配合物，如和等．
①CO分子内键和键个数之比为______．
②分子的空间结构为______，中，的配位数为______．
（5）镍的一种氧化物晶体结构如图所示，其化学式为______，设其摩尔质量为，晶体密度为，则Ni和O之间的最近距离为______nm（列出计算式，为阿伏加德罗常数的值）．
18．（15分）
乙烯工业是石油化工产业的核心，世界上已将乙烯产量作为衡量一个国家石油化工发展水平的重要标志之一．我国学者利用催化氧化制取，实现了资源的再利用．
回答下列问题：
（1）实验测得，反应中各物质的能量变化如图所示，稳定性：过渡态1______过渡态2（填“大于”或“小于”），反应 ______．
（2）、、三种分子中碳原子的杂化类型有______种，水、乙烷、乙烯的沸点逐渐减小，原因是______．
（3）和按物质的量1∶1投料，在923K和保持总压恒定的条件下，在催化剂作用下发生反应：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
实验探究“氧化制”的影响，所得实验数据如表：
结合具体反应分析，在该催化剂作用下，氧化的主要产物是______，判断依据是______．
（4）一定温度下，向1L密闭容器中充入1.2ml和2ml，在催化剂作用下发生反应：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
①t min后反应达到平衡，容器内为0.6ml，为0.4ml，则______，的平衡总转化率为______%（保留1位小数）．
②实验测得乙烷的平衡转化率、乙烯的选择性（指生成乙烯的物质的量占参加反应的乙烷物质的量的百分比）与温度、压强的关系如图所示．判断的理由是______；M点对应条件下，反应 的平衡常数为______（用气体分压表示，列出计算式即可）．
【参考答案】
一、单项选择题：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．【答案】A
【解析】A．所有的燃烧都是放热反应，A正确；B．隔热陶瓷瓦能够耐高温，防止飞船被破坏，B错误；C．过氧化钠属于过氧化物，C错误；D．太阳能电池将太阳能转变为电能，D错误．
2．【答案】B
【解析】A．S第一电离能比磷小，A错误；B．单键都是键，B正确；C．分子中S形成两条单键，存在两对孤电子对，为杂化，结构为折线形，C错误；D．S的原子半径比H原子半径要大，D错误．
3．【答案】D
【解析】水的电离为吸热过程，升温平衡正向移动，但仍为中性，A错误；酸碱性溶液中，由水电离出的与都相等，B错误；室温下，pH＝4的亚硫酸溶液中，，，C错误；电离出的抑制了水的电离，D正确．
4．【答案】A
【解析】A、18g水物质的量为1ml，含有的单键为2ml，A正确；B、室温下，1LpH＝13的氢氧化钡溶液中，氢离子的物质的量是，水电离出1个氢离子，必然电离出1个离子，所以由水电离的离子数目为，B错误；C、氢能源燃料电池正极消耗的不是氢气，若为氧气，22.4L（标准状况）氧气的物质的量是1ml，氧气在反应中得到4个电子，则1ml氧气得到4ml电子，电路中通过的电子数目为，C错误；D、根据石墨的分子结构可知，每个六元环含2个碳原子，12g石墨和石墨烯（单层石墨）中含有六元环的个数为，D错误．
5．【答案】B
【解析】钛为22号元素，、、的质子数相同，中子数分别为26、27、28，互为同位素，A错误；根据构造原理，钛原子的外围电子层排布为，B正确；钛原子的外围电子排布为，钛元素在周期表中处于第四周期ⅣB族，C错误；基态时，钛核外未成对电子有2个，铝只有1个，D错误．
6．【答案】D
【解析】A．加热氯化铁溶液，氯化铁水解最终得到氢氧化铁或氧化铁，A错误；B．氯化锌水解，溶液呈酸性，可除锈，且锌离子氧化性比亚铁离子弱，B错误；C．铜线和铝线直接相连易形成原电池，加快腐蚀，C错误；D．氯离子具有还原性，在阳极失电子生成氯气，D正确。
7．【答案】C
【解析】A元素基态时电子排布式为，A为O；由B元素的电子排布可知其为Ca；第3周期第一电离能最小的元素是钠，C为Na；高氯酸为最强酸，故D元素是Cl．A、C离子分别是、，二者具有相同的电子层结构，钠的原子序数较大，故离子半径，C错误．
8．【答案】A
【解析】A．步骤③④⑤中碳的化合物在Ni表面被逐步还原，故碳的化合物起到氧化剂作用，A正确；B．该过程涉及氢氢键和碳氧双键的断裂，以及碳氢键、氢氧键的形成，整个过程没有非极性键的形成，B错误；C．甲烷属于非极性分子，C错误；D．催化剂只加快速率，不影响平衡，D错误．
9．【答案】D
【详解】A．二氧化硫和葡萄酒中的酒精均与酸性高锰酸钾溶液反应，同时图中手易将活塞拉出，A错误；B．盐酸易挥发，同时盐酸和亚硫酸不能代表氯和硫判断电负性，B错误；C．二氧化锰与浓盐酸反应需要加热，且二氧化锰固体不是块状的，不能使用启普发生器产生氯气，C错误；D．氯化铁是强酸弱碱盐，水解使溶液显酸性，在HCl气体中加热氯化铁晶体，可以抑制其水解从而可制备得到氯化铁，D正确．
10．【答案】D【解析】钠为活泼金属，失去电子发生氧化反应，为负极，则催化电极为正极；A．放电时，电极为负极，钠失去电子发生氧化反应，A错误；B．放电时，钠为负极，正极电极的电势高于负极，B错误；C．放电时，催化电极为正极，发生得电子的还原反应，C错误；D．根据电子守恒，每转移2ml电子，理论上有2ml Na反应溶解，D正确．
11．【答案】C【解析】分解方程式为．A．该反应属于固体分解反应，混合气体中的体积分数恒为50%，故混合气体中的体积分数不变，不能说明反应达到平衡状态，A错误；B．碳酸氢钠是固体，且根据化学平衡常数，温度不变常数不变，B错误；C．向平衡体系中加入等量的、，生成物浓度增大平衡左移，但温度不变K不变，C正确；D．反应达平衡时体系的总压强为p，则，故该温度下化学平衡常数为，D错误，
12．【答案】B【解析】A．阴极应该发生得电子的还原反应，故为，A正确；B．阳极杂质参与反应，故电解一段时间溶液中浓度减小，B错误；C．阳极材料中Pb和C比锡不活泼，不参与氧化反应，在电解槽底部可形成阳极泥，C正确；D．当阴极质量增加11.9g，电路中通过电子为0.2ml，D正确．
13．【答案】C【解析】根据图像，曲线①对应酸的电离平衡常数为，曲线①对应酸的电离平衡常数为，说明曲线①是HB酸，a点对应的是同浓度的HA与NaA溶液，b点为中性溶液，c点为恰好中和点．A．由已知HA＞HB可知，恰好中和时，溶液中NaB的碱性强，小，而两种溶液中钠离子浓度相同，故根据电荷守恒，可知NB溶液中总离子浓度小，A正确；B．c点为恰好中和点，水的电离程度最大，B正确；C．该反应的平衡常数表达式为，C错误；D．V＝10时，两种溶液中酸和盐的物质的量相等，且钠离子浓度相等，根据物料守恒可得，D正确．
14．【答案】B【解析】A．溶解度小的可以转化为溶解度更小的，故可以用难溶的金属硫化物去沉淀更难溶的一些重金属离子，A正确；B．，B错误；C．铜为29号元素，铜离子失去2个电子，故基态的价电子排布式为轨道表示式正确，C正确；D．观察图像，可知黑球周围的最近白球有4个，根据化学式可知白球周围最近的黑球也为4个，D正确．
二、非选择题（本题共4小题，合计58分）
15．【答案】（除标注外，每空2分，共12分）
（1）④⑥
（2）
（3）①―393.5 ②504
（4）①环形玻璃搅拌器（1分） 减少热量散失，减少误差（1分） ②
【解析】（1）图中描述的是放热反应，①雪花融化吸收能量且不是化学反应，①不符合题意；
②碳酸钙高温分解为吸热反应，②不符合题意；
③浓硫酸稀释过程中放出能量，但不是化学反应，③不符合题意：
④钠与水的反应，属于放热反应，④符合题意：
⑤醋酸电离是吸入过程，且不是化学反应，⑤不符合题意：
⑥铝热反应为放热反应，⑥符合题意：
⑦灼热的木炭与的反应属于吸热反应，⑦不符合题意：
⑧晶体与晶体的反应是吸热反应，⑧不符合题意：
（2）23g乙醇的物质的量为0.5ml，1ml乙醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水时放出的热量，故其燃烧的热化学方程式为： ；
（3）燃烧热是1ml可燃物燃烧生成稳定氧化物所放出的热量，根据盖斯定律可知石墨完全燃烧反应的燃烧热；24g石墨物质的量为2ml，和1.5ml氧气完全反应生成1ml CO和1ml，故放热393.5+110.5＝504kJ：
（4）①从装置可以看出缺少的仪器为环形玻璃搅拌器：快速一次性的加入酸能够减少热量散失，减小实验误差：②强酸、强碱稀溶液反应生成1ml放出的热量为中和热，醋酸是弱酸，反应过程中包含中和热、电离过程中吸收的热量，放热反应是负值，放出热量越多其值越小，故三者关系为．
16．【答案】（除标注外，每空2分，共15分）
（1）（1分）
（2）H、C、S、Cl O（1分）
（3）能形成分子间氢键（合理即可） BCD
（4）平面三角形（1分） 、 37
（5）二者都是共价晶体，但B-B键键长比Si-Si短的多，共价键更强，熔点更高
【解析】（1）基态Fe原子的电子排布式为，失去4s上的2个电子形成，所以的外围电子排布式为；
（2）同周期主族元素从左到右元素的电负性增大，非金属性越强电负性越强，所以H、Cl、C、S的电负性由小到大的顺序是H、C、S、Cl；同周期主族元素的第一电离能随原子序数的增大而增大，但VA族元素的第一电离能大于其相邻元素的第一电离能，所以第一电离能最小的元素是氧；
（3）水分子间存在氢键，而乙硼烷无法形成氢键，所以常温下为液体，乙硼烷为气体；乙硼烷分子内存在硼氢键，为极性共价键和键，B-B键为非极性共价键，不存在离子键、配位键和π键；
（4）分子中B与三个原子相连，为杂化，故为平面三角形结构；碳有饱和碳和双键碳，故为、杂化，单键都是键，双键中有一个键，故1ml分子中含有的键数目为37ml；
（5）由已知条件可知，二者都是共价晶体，共价键晶体的熔沸点与原子半径成反比．
17．【答案】（除标注外，每空2分，共16分）
（1）粉碎等合理答案（1分） 盐酸（或硫酸）（1分）
（2）
（3）静置后，取下分液漏斗塞子，旋开活塞，放出下层液体，待下层液体刚好放完，立即关闭活塞（1分）
7.5
（4）1∶2 三角锥形 6 （5）NiO（1分）
【解析】废高温合金（含Ni15%，还含有C、Cr、Fe、Cu以及少量其他杂质）为原料提纯镍，加盐酸“热浸”，将金属转化为离子进入溶液，滤液中加把氧化，然后加入碳酸钠使铁、铬沉淀除去；再加入金属镍除去铜，滤液中加萃取剂除去其他金属离子，萃余液只余、，然后再加萃取剂萃取出，加草酸铵得到晶体，在氮气条件下加热分解晶体得到金属镍．
（1）为了提高反应速率，可将合金粉碎，增大接触面积：滤渣3主要成分为镍和铜，可加入盐酸溶解镍，过滤、洗涤干燥得到铜；
（2）“除铁”中可通过先加入氯酸钠溶液再加入碳酸钠溶液，反应的离子方程式为；
（3）萃取剂的密度小于，萃取液在上层，得到氯化镍溶液的具体操作是：静置分层后，取下分液漏斗塞子，旋开活塞，放出下层液体，待下层液体刚好放完，立即关闭活塞；由已知，结合氯化镍的浓度为0.2ml/L，为了防止镍离子沉淀，可得溶液中，即溶液的pH必须小于7.5；
（4）①CO与结构相似，分子中含有一个三键，三键中含有一个键和两个键，所以CO分子内键与键个数之比为1∶2；
②中N原子的价层电子对数为，根据价层电子对互斥模型，空间结构为三角锥形，中N原子的杂化方式为；
③配离中Ni的化合价均为+2，则其配位数分别是6；
（5）每个晶胞中含Ni原子个，O原子个，故化学式为NiO；NiO的摩尔质量为，则一个晶胞的质量为，晶体密度为，则晶胞的体积为，则晶胞参数为，则Ni和O之间的最近距离为即．
18．【答案】（除标注外，每空2分，共15分）
（1）大于（1分） +177（1分）
（2）3（1分） 水分子间存在氢键，乙烷的相对分子质量比乙烯大，范德华力大（1分）
（3）CO（1分） 的产率低，说明催化剂有利于提高反应的速率和选择性
（4）① 91.7 ②两个反应均为体积增大的反应，增大压强，平衡均向逆反应方向移动，压强越大，
乙烷的转化率越小，相同温度下，条件下乙烷的平衡转化率更小，故压强更大
（化简也给分）
【解析】（1）物质能量越低越稳定；由图可知，生成物的能量减去反应物的能量；
（2）二氧化碳分子中碳为sp杂化，乙烷中碳为杂化，乙烯中碳为杂化；分子晶体的熔沸点取决于分子间作用力，水分子间存在氢键，沸点高，乙烷、乙烯分子间只有范德华力，乙烷相对分子质量大，范德华力大，故沸点比乙烯稍大：
（3）由题中信息及表中数据可知，尽管和按物质的量之比1∶1投料，但是的产率远远小于的转化率，但是的转化率高于，说明在催化剂的作用下，反应物主要发生了反应Ⅱ，这也说明催化剂有利于提高反应Ⅱ的速率和选择性；
（4）①一定温度下，向aL密闭容器中充入1.2ml和2ml，tmin后反应达到平衡，容器内为0.6ml，为0.4ml，则；
根据反应，容器内为0.6ml，可知消耗0.6ml，同时消耗为0.6ml，则反应Ⅱ中，消耗1ml，可知在反应Ⅱ中消耗0.5ml，的平衡总转化率；
②两个反应均为体积增大的反应，增大压强，平衡均向逆反应方向移动，压强越大，乙烷的转化率越小，条件下乙烷的平衡转化率更小，故压强更大；根据乙烷的平衡转化率、乙烯的选择性与温度、压强的关系如图，M点乙烷的转化率为50%，乙烯的选择性为80%，反应Ⅰ消耗的乙烷：，，反应Ⅱ消耗的，，生成的、，平衡时体系内：，，，，，平衡时总气体物质的量为4.16ml，反应Ⅰ的平衡常数为：．
选项
劳动内容
化学知识
A
加热氯化铁溶液制备无水氯化铁
氯化铁属于分子晶体
B
用氨化锌溶液清洗铁锈
锌离子的氧化性大于亚铁离子
C
将铝线和铜线直接连接导电
铝有耐蚀性，铜化学性质不活泼，可长时间使用
D
电解饱和食盐水制氯气
氯离子具有还原性，在阳极易失电子
A
B
C
D
用酸性高锰酸钾溶液测定葡萄酒中的含量
验证氯、硫、碳的电负性强弱
设计随关随停制备氯气装置
在HCl气流中制备无水氯化铁
催化剂
转化率/%
转化率/%
产率/%
催化剂X
19.0
34.7
3.3