湖南省名校联考联合体2023-2024学年高二上学期第一次联考化学试题（含解析）

湖南省名校联考联合体2023-2024学年高二上学期第一次联考
化学
本试题卷分选择题和非选择题两部分，共8页。时量75分钟，满分100分。
可能用到的相对原子质量：H—1 C—12 N—14 O—16 Na—23 S—32 Cu—64 Zn—65
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．中国文化博大精深，为世界的发展做出了重要的贡献。下列说法正确的是（ ）
A．制作指南针的磁石主要成分是氧化铁
B．书写文案的宣纸的主要成分为合成高分子材料
C．宋代烧制的陶瓷是以黏土为主要原料烧制而成
D．汉代酿制豆腐时，需添加石膏使蛋白质变性
2．化学用语是学习化学的工具。下列化学用语表述错误的是（ ）
A．和核内中子数之比为1∶2 B．可表示原子、阳离子以及阴离子
C．氮气性质稳定，其电子式为 D．乙烯的结构简式为
3．实验是学习化学的基础，下列有关做法或说法正确的是（ ）
A．洗净的锥形瓶和容量瓶要小心烘干后才能使用
B．中和热测定时，要时刻注意保温隔热
C．用相同的硫酸、醋酸分别与氢氧化钠溶液反应来比较反应的快慢
D．用容量瓶配溶液时，若加水超过刻度线，立即用胶头滴管吸出多余液体
化学试题第1页（共8页）
4．是微电子工业中一种优良的等离子蚀刻气体，在空气中性质稳定，易造成温室效应。其中键能为283 kJ mol，测得断裂氮气、氟气中的化学键所需的能量如图：
下列说法正确的是（ ）
A．相同条件下，化学性质不如稳定
B．氮气和氟气的能量总和比低
C． kJ·mol
D．在大气中易发生化学反应，造成温室效应
5．生活中处处都是化学，下列生活中的做法不是为了控制化学反应速率的是（ ）
A．夏天，居民将新鲜的食物放在冰箱内
B．硫酸工业中，空气从下口通入，矿石粉末从上口加入
C．清洗衣物时，使用加酶洗衣粉
D．稀释浓硫酸时，用玻璃棒不断搅拌
6．A、B、C、D均为短周期元素，其中A、B、C在周期表中的位置如图所示。
已知B元素的最外层电子数是次外层的一半，D为短周期原子半径最大的主族元素，下列说法正确的是（ ）A．D与C形成的化合物中可能含有共价键 B．氧化物对应水化物的酸性A比C强
C．B的氧化物为两性氧化物 D．简单离子的半径：A7．下列各组中物质，只需要试管和胶头滴管就能鉴别的是（ ）
A．氯化铁溶液和溴水 B．乙酸和碳酸钠溶液
C．氯化镁溶液和氢氧化钠溶液 D．硫酸溶液和氯化钡溶液
8．随着人类生活水平的提高，废水中糖的排放量逐渐增加，科学家提出一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置（以葡萄糖为代表的微生物燃料电池结构如图）。下列说法正确的是（ ）
A．A极为负极，发生氧化反应
B．若采用阳离子交换膜，氢离子从右侧向左侧移动
C．1 mol 完全反应，电路中转移6 mol电子
D．该电池在高温下进行，放电效率更高
9．“地康法”制氯气的反应原理是在500℃条件下，HCl在催化剂作用下被氧化，现代化学用计算机技术还原的氯化氢分子和氧气在催化剂表面的反应历程如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．该反应分三步进行，其中第三步为决速步骤
B．“地康法”制氯气为放热反应
C．该反应原理为 kJ mol
D．使用催化剂能够大幅度地提高反应速率和平衡产率
10．下列陈述Ⅰ、Ⅱ均正确且有因果关系的是（ ）
选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ
A 铝制门窗逐渐替代铁制门窗 常温下，铝和氧气不反应
B 碳酸氢钠可制作泡沫灭火器 碳酸氢钠受热易分解
C 纯净的硫在足量的纯氧中燃烧生成 纯氧氧化能力比空气强
D HF比HCl更稳定 F的非金属性比Cl强
11．某温度下，可逆反应的化学平衡常数为K，下列说法正确的是（ ）
A．其他条件不变，升高温度，K一定增大
B．其他条件不变，增大的浓度，K增大
C．其他条件不变，增大压强，K不变
D．其他条件不变，使用催化剂，K一定增大
12．已知：在25℃、101kPa下，由最稳定的单质生成1 mol物质的反应焓变叫作该物质的标准摩尔生成焓，规定稳定单质的标准摩尔生成焓为0。下表为几种常见物质的标准摩尔生成焓的数值。则下列说法或热化学方程式正确的是（ ）
物质
标准摩尔生成焓/（kJ·mol） -283 -241.8 91.3 -45.9 -393.5
A．2 mol 的键能大于1 mol 与1 mol 的键能之和
B． kJ mol
C． kJ·mol
D．工业上用CO消除NO污染的反应是吸热反应
13．工业上利用氨气和二氧化碳合成尿素，某兴趣小组在一定温度下，在1L密闭容器中充入1 mol 和一定量的发生反应：。测得反应过程中的体积分数变化如图（平衡时容器内的压强为10MPa）。
下列有关说法正确的是（ ）
A．t min内，用表示的速率为 mol L min
B．平衡时，水蒸气的体积分数为20%
C．升高温度，可以加快到达平衡的时间
D．该温度下，平衡常数为
14．下列实验装置图可以实现对应实验目的的是（ ）
选项 A B
实验目的 测定中和热 探究过氧化钠与水反应放热
实验装置
选项 C D
实验目的 探究不同催化剂对分解速率的影响 探究相同浓度的不同酸与大理石反应对速率的影响
实验装置
二、非选择题：本题共4小题，共58分。
15．（15分）某化学兴趣小组同学在学习了铜和浓硫酸反应后，提出锌和浓硫酸反应可能生成二氧化硫和氢气的猜想，为验证该猜想，设计实验装置如图所示：
回答下列问题：
（1）盛放试剂Ｘ的仪器名称是______。试剂Ｘ的作用是____________。
（2）实验开始时，A装置中发生反应的化学方程式为____________。
（3）D装置的作用是______，按照气流的流向，上述装置的正确连接顺序为A→______（装置不可重复选用）。
（4）确认有生成的实验现象为______。
（5）若用6.5 g锌与稍过量的浓硫酸加热反应，锌完全溶解时，产生气体的体积为______L（标准状况下），检验反应后的溶液中存在硫酸的操作为______。
16．（14分）随着现代工业的发展，人类生活水平的提高，生活中产生的废铜合金垃圾越来越多，为了变废为宝，工业上一种利用废铜合金（主要成分：Cu、Fe、Al的单质及少量氧化物）制备胆矾（）的流程如下：
回答下列问题：
（1）废铜合金在反应前需要粉碎，目的是________________________，将其先溶于氢氧化钠溶液，目的是__________________，实验室中上述四步操作都需要的玻璃仪器名称是________________________。
（2）写出第二步中铜与稀硫酸溶液反应的离子方程式：____________。
（3）加入氧化铜的目的是除铁，检验铁离子是否除尽的试剂是____________（填化学式）。一系列操作包括______、过滤、洗涤、干燥。
（4）上述流程同时能够得到的副产品有______（填化学式）。若用100g废铜合金经上述转化，最后得到胆矾300g，______（填“能”或“不能”）据此求出废铜合金中铜元素的百分含量。
17．（14分）碳和氢是人们认为形成化合物种类最多的元素，其单质及化合物是人类生产生活所需的主要能源物质。
（1）金刚石和石墨之间可以相互转化：C（s，金刚石）（s，石墨） kJ mol。金刚石和石墨相比，较不稳定的是______。
（2）298 K时，测得几种物质的燃烧热数据为：1560 kJ·mol、；1411 kJ·mol、：286kJ·mol，燃烧等质量的上述物质，放热最多的是______（填化学式），写出乙烷分解生成乙烯的热化学方程式：__________________。
（3）一定温度下，将3 mol 和1 mol 通入容积为2 L的密闭容器中发生反应： ，5 min时反应达到平衡，测得 mol L，则0～5 min内用的浓度变化表示的平均反应速率为______mol L min。若要增大该反应的速率，可采用的方法有______（任写一条），若要提高氨气的平衡产率，可采用的措施为______（任写一条）。
（4）以下反应：①木炭与水制备水煤气②焦炭与二氧化碳高温反应③炸药爆炸④盐酸与烧碱溶液反应⑤生石灰与水作用制熟石灰⑥与晶体研磨，属于放热反应的有______（填序号）。
18．（15分）我国海洋资源丰富，海底蕴藏着大量的可燃冰（主要成分是甲烷），如何合理开发利用可燃冰是科学家近年研究的一个重要课题。
回答下列问题：
Ⅰ．制备合成气
（1）已知：
① kJ mol
② kJ mol
③ kJ mol
反应 ______kJ mol，该反应在______（填“低”或“高”）温下易自发进行。
（2）在一定温度下，向2 L固定体积的密闭容器中加入1 mol 和2 mol ，发生反应：。
①下列可以判断该反应达到平衡的是______（填标号）。
A．容器内压强不再变化
B．气体的密度不再变化
C．混合气的平均摩尔质量不再变化
D．单位时间内生成的物质的量和消耗CO的物质的量相等
②下列可提高甲烷的平衡转化率的措施有______（填标号）。
A．升高温度
B．扩大容器体积
C．平衡后，按物质的量1∶2继续增加和的量
D．反应达到平衡后，通入一定量稀有气体
③若平衡时，甲烷的体积分数为，在该温度下，平衡常数K的数值为______（保留小数点后两位）。
Ⅱ．消除污染气体
（3）工业上利用甲烷处理硫化氢的反应原理为。某兴趣小组向１Ｌ固定体积的密闭容器中充入1 mol 和2 mol ，测得不同温度下的转化率随时间的变化如图：
①该反应的正反应为______（填“吸”或“放”）热反应，理由是____________。
②已知：该反应的速率方程为，（、分别为正、逆反应速率常数，只与温度有关），计算出温度下，______。
Ⅲ．转化为电能
（4）利用甲烷、氧气、氢氧化钠溶液设计原电池提供电能，则通入氧气的电极为电源的_______极，写出通入甲烷的电极的电极反应式：_____________。
湖南省名校联考联合体2023-2024学年高二上学期第一次联考
化学参考答案
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。
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
答案 C C B C D A B B B D C B C B
1．C【解析】磁石的主要成分是四氧化三铁，A错误；宣纸的主要成分为纤维素，为天然高分子，B错误；陶瓷是利用黏土为主要原料在高温下烧结而成，C正确；石膏的主要成分是硫酸钙，属于轻金属盐，不会使蛋白质变性，D错误。
2．C【解析】H原子核内中子数为1，原子核内中子数为2，A正确；当时，应为有18个电子的粒子，所以可能为氩原子、氯离子、硫离子、钾离子、钙离子等，Ｂ正确；氮气为双原子分子，其电子式为：，Ｃ错误；乙烯分子中存在碳碳双键，故结构简式为，D正确。
3．B【解析】锥形瓶和容量瓶不需要干燥，有水对实验无影响，A错误；中和热测定的关键是保温隔热，B正确；反应没有明显的现象，无法比较反应的快慢，C错误；用容量瓶配溶液时，若加水超过刻度线，需要重新配制，D错误。
4．C【解析】断裂氮气中的化学键所需能量更高，故氮气比氟气更稳定，A错误；没有指明具体物质的量，无法比较，B错误；由反应热等于反应物的键能之和与生成物的键能之和的差值可得 kJ mol，C正确；依题意，三氟化氮在空气中性质稳定，在大气中不易发生化学反应，D错误。
5．D【解析】食物放在冰箱内，温度低可减缓食品腐败的反应速率，A不符合题意；空气从下口通入，能够将矿石粉末吹起，与空气充分接触，加快反应速率，B不符合题意；使用加酶洗衣粉，酶为催化剂，可加快反应速率，C不符合题意；搅拌散热，浓硫酸稀释为物理变化，与控制化学反应速率无关，D符合题意。
6．A【解析】依题意：A为氮元素、B为硅元素、C为硫元素、D为钠元素。A项，钠与硫可以形成多硫化物，可能存在共价键，正确；B项，没有指明化合价，无法比较，错误；C项，二氧化硅为酸性氧化物，错误；D项，核外电子排布相同的离子序大径小，错误。
7．B【解析】二者不反应，互滴均没有现象，A不符合题意；乙酸滴入碳酸钠溶液中，开始没有气泡，碳酸钠溶液滴入乙酸中，立即有气泡产生，B符合题意；二者无论怎样滴加，都是立即产生白色沉淀，Ｃ不符合题意；改变两种试剂的滴加顺序，均立即出现白色沉淀，反应现象没有明显差别，D不符合题意。
8．B【解析】如图微生物燃料电池中，右侧葡萄糖反应生成二氧化碳，发生氧化反应，B极为负极，左侧氧气得电子，发生还原反应，A极为正极。由分析可知，A极为正极，发生还原反应，A错误；阳离子向正极移动，B正确；碳由0价升高到+4价，故1 mol 完全反应，电路中转移24 mol电子，Ｃ错误；微生物在高温下会死亡，所以不宜在高温下运行，D错误。
9．B【解析】第一步的活化能最高，为决速步骤，A错误；反应物的能量高于生成物，为放热反应，B正确；图像给出的是单个分子参与反应时的能量变化，并且单位是eV，总反应的热化学方程式为 eV·mol，C错误；催化剂不改变平衡，不影响平衡产率，D错误。
10．D【解析】铝和氧气易反应，只是表面生成致密的氧化膜可保护内部的铝，A错误；泡沫灭火器的原理是碳酸氢钠与硫酸铝溶液发生双水解产生二氧化碳，B错误；硫与氧气反应生成二氧化硫，不能生成三氧化硫，C错误；非金属性越强，气态氢化物越稳定，D正确。
11．C【解析】若该反应的正反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，若该反应的正反应为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，平衡常数增大，A错误；化学平衡常数只受温度影响，与浓度无关，增大的浓度，能使平衡正向移动，但温度不变，化学平衡常数不变，B错误；化学平衡常数只受温度影响，与浓度无关，增大压强，平衡可能移动，但温度不变，化学平衡常数不变，Ｃ正确；化学平衡常数只受温度影响，使用催化剂，化学反应速率改变，但温度不变，化学平衡常数不变，D错误。
12．B【解析】的标准摩尔生成焓为91.3 kJ mol，则的反应物键能
之和一生成物键能之和，即2 mol 的键能小于1 mol 与1 mol的键能之和，A错误；由题表数据可计算出：① kJ·mol，② kJ·mol，③ kJ·mol，可由-3×②-2×①+3×③得到，则其反应热 kJ·mol，B正确；氢气燃烧是放热反应，小于0，并且表中给出的是水蒸气的生成焓，C错误；根据反应 kJ·mol，D4错误。
13．C【解析】反应前的体积分数为50％，则和按物质的量1∶1投料。和起始物质的量均为1 mol，列出三段式：
起始/mol 1 1 0 0
变化/mol a 0.5a 0.5a 0.5a
平衡/mol 0.5a 0.5a
平衡时的体积分数为20％，则， mol。则用表示的速率为，A错误；平衡时的体积分数为，
的体积分数为30％，Ｂ错误； MPa， MPa， MPa，则。
14．B【解析】中和反应反应热的测定，温度计应该插入溶液中以测量溶液的温度，A错误；过氧化钠和水反应放热，温度升高，试管内气体压强增大，品红试液左低右高，B正确；由图可知，滴入的硫酸铁溶液和硫酸铜溶液中铁离子和铜离子的浓度不同，不符合探究实验变量唯一化的原则，所以题给装置不能达到研究不同金属离子对过氧化氢分解速率的影响的实验目的，C错误；酸浓度相同但氢离子浓度不同，且为微溶物，会覆盖在大理石表面，阻止反应的进行，D错误。
二、非选择题：本题共４小题，共５８分。
15．（15分，除标注外，每空2分）
（1）（球形）干燥管（1分）检验有水蒸气生成
（2）（浓）
（3）检验： D→E→C→B→F
（4）B中固体由黑色变为红色，试剂X由白色变为蓝色
（5）2.24 继续加锌粉（能够检验氢离子的合理操作都行）
【解析】（1）观察装置，可知仪器为球形干燥管；试剂X为无水硫酸铜，目的是检验生成的水蒸气，确认有氢气生成。
（2）锌与浓硫酸反应生成二氧化硫、硫酸锌和水，反应的化学方程式为（浓）。
（3）品红溶液的作用是检验生成的气体中有二氧化硫；Zn与浓硫酸反应的气体产物先通过品红溶液检验二氧化硫，再通过NaOH溶液除去二氧化硫，然后再通过浓硫酸干燥氢气，利用氢气还原氧化铜，干燥管中盛放无水硫酸铜检验生成的水蒸气，U形管用于防止空气中的水进入干扰实验，则装置连接顺序为A→D→E→C→B→F。
（4）与CuO在加热条件下反应生成Cu和，则装置B中的现象是固体由黑色变为红色，球形干燥管中盛装的试剂为无水，现象为固体由白色变为蓝色。
（5）根据电子守恒，1 mol Zn完全反应无论生成二氧化硫还是氢气都是1 mol，故6.5 g锌完全溶解时，产生标准状况下气体的体积为2.24 L；由于溶液中存在大量的硫酸根，故检验多余的硫酸只能从氢离子的角度，如再加锌粉有气泡产生。
16．（14分，除标注外，每空2分）
（1）增大接触面积，加快反应速率，提高溶浸率 溶解铝及其氧化物 漏斗、烧杯、玻璃棒
（2）
（3）KSCN（合理都行）（1分）蒸发浓缩、冷却结晶
（4）、不能（1分）
【解析】废铜合金包括Cu、Fe、Al的单质及少量氧化物，氢氧化钠溶液与Al、反应，过滤得到滤渣为Cu、Fe及其氧化物，滤液为偏铝酸钠溶液和氢氧化钠溶液，向滤渣中加入稀硫酸和双氧水生成硫酸铜和硫酸铁溶液，加入氧化铜除铁，生成氢氧化铁和硫酸铜，最终经一系列操作得到硫酸铜晶体。
（1）合金粉碎，能够增大接触面积，加快反应速率；由题给信息，可知先溶于氢氧化钠溶液的目的是溶解铝及其氧化物；由分析可知，四步中都需要过滤操作，实验室中所需玻璃仪器为漏斗、烧杯和玻璃棒。
（2）具有氧化性，Cu溶于稀硫酸和双氧水的混合液中生成和，由此可写出离子方程式。
（3）检验铁离子的试剂是KSCN溶液；从溶液获得胆矾晶体的操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。
（4）由分析可知，副产物有偏铝酸钠和氢氧化铁。由于流程中加入氧化铜引入铜元素，故不能确定废铜合金中铜元素的百分含量。
17．（14分，除标注外，每空2分）
（1）金刚石（1分）
（2） kJ mol
（3）0.04 升高温度或使用高效催化剂或适当提高氮气的浓度等适当降低温度或加压或及时分离出氨气等
（4）③④⑤（3分）
【解析】（1）因能量越低越稳定，根据反应可知，金刚石能量更高，较不稳定。
（2）依题意，乙烷分解的方程式为，根据燃烧热的定义，先写出三种气体的燃烧热的热化学方程式，然后根据盖斯定律， kJ mol。
（3）该反应的三段式如下：
起始量/（mol·L） 0.5 1.5 0
变化量/（mol·L） 0.2 0.6 0.4
平衡量/（mol·L） 0.3 0.9 0.4
mol L min；升高温度或使用高效催化剂或适当提高氮气的浓度均
可增大化学反应速率；要想提高氨气的平衡产率，可通过降低温度、加压、及时分离出氨气等方法。
（4）常见的放热反应有：燃烧反应、大多数化合反应、酸碱中和反应、活泼金属与水或酸反应、铝热反应等；常见的吸热反应有：大多数的分解反应、与反应、碳与水反应、碳与二氧化碳反应等，因此上述反应中属于放热反应的有：③④⑤。
18．（15分，除标注外，每空2分）
（1）+206（1分） 高（1分）
（2）①AC②AB③0.56
（3）①吸（1分） 图中温度下反应先平衡，可知，温度升高，甲烷的平衡转化率增大，平衡正向移动，正反应为吸热反应（1分）②0.04
（4）正（1分）
【解析】（1）反应①和反应②相加即可得反应，则该反应的 kJ mol，该反应是吸热的熵增反应，根据，时反应自发，所以该反应自发进行的条件是高温。
（2）①A．该反应前后气体分子数改变，故未达平衡时，容器内的压强一定变化，故容器内压强不再变化，说明反应达到平衡，符合题意；B．气体的质量不会改变，容器的体积恒定，故气体的密度不会变化，不符合题意；C．混合气的平均摩尔质量等于气体总质量除以气体总物质的量，未达平衡时，气体分子数一定变化，故平均摩尔质量不再变化，说明反应达到平衡，符合题意；D．单位时间内生成和消耗CO均为逆反应，不符合题意。
②升高温度，平衡正向移动，甲烷平衡转化率升高，Ａ选；扩大容器体积，等于减小压强，平衡正向移动，甲烷平衡转化率升高，B选；按物质的量1︰2继续增加和的量，相当于加压，平衡逆向移动，甲烷平衡转化率降低，C不选；反应达到平衡后，再充入一定量稀有气体，参与反应的物质浓度不变，平衡不移动，甲烷平衡转化率不变，D不选。
③根据化学反应，设甲烷反应x mol L，列三段式可得：
起始浓度（mol·L） 0.5 1 0 0
反应浓度（mol·L） x x x 3x
平衡浓度（mol·L） x 3x
根据平衡时，甲烷的体积分数为，即，解得。则平衡常数。
（3）①由图可知，温度下反应先平衡，反应速率更快，则可知，温度升高，甲烷的平衡转化率增大，平衡正向移动，正反应为吸热反应。
②对应温度下，甲烷的平衡转化率为20%，由三段式分析：
起始量（mol·L） 1 2 0 0
转化量（mol·L） 0.2 0.4 0.2 0.8
平衡量（mol·L） 0.8 1.6 0.2 0.8
该反应的化学平衡常数；该反应的速率方程为 ，，、分别为正、逆反应速率常数，只与温度有关，达到平衡时，，则有，即。
（4）氧气是氧化剂，发生还原反应，故通入氧气的电极为正极；甲烷在碱性溶液中失电子生成碳酸根，故电极反应式为。