山西省朔州市怀仁市第一中学2023-2024学年高二上学期期末考试化学试题（含解析）

怀仁市第一中学2023-2024学年高二上学期期末考试
化学试题
（时间：75分钟 满分：100分）
可能用到的相对原子质量：H—1 C—12 O—16 Al—27 S—32 Cl—35.5 Fe—56 Cu—64 Pb—207
一．选择题（本大题共14小题，每小题3分，共42分。在每小题列出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1．《天工开物》中提到“明年，田有粪肥，土脉发烧，东南风助暖，则尽发炎火，大坏苗穗，此一灾也。”下列反应中能量变化与上述不一致的是（ ）
A．乙醇燃烧 B．碳酸钙高温分解 C．铝热反应 D．酸碱中和
2．化学与社会、生活密切相关。下列说法不正确的是（ ）
A．我国西周时期发明的“酒曲”酿酒工艺，是利用了催化剂加快反应速率的原理
B．国家大剧院玻璃外墙采用了“纳米自洁玻璃”（外涂有TiO2），TiO2可利用TiCl4的水解反应制得
C．打开汽水瓶盖时有大量气泡冒出，可用勒夏特列原理解释
D．金属Al、Fe、Cu久置于潮湿的空气中都生成相应的金属氧化物
3．下列热化学方程式或离子方程式中，不正确的是（ ）
A．的电离：
B．钢铁发生吸氧腐蚀时正极的电极反应式：
C．甲烷的燃烧热为，则甲烷燃烧的热化学方程式为
D．用饱和碳酸钠溶液处理水垢（CaSO4）：
4．下列说法错误的是（ ）
A．钠原子的核外电子有11种运动状态
B．电子仅从激发态跃迁到基态才产生原子光谱
C．1个原子轨道里最多容纳2个电子，且自旋相反
D．基态原子的电子排布遵循能量最低原理、洪特规则和泡利原理
5．下列说法正确的是（ ）
A．增大反应物的浓度，能够增大活化分子百分数，所以反应速率增大
B．对于可逆反应，增大氯化钾的浓度，逆反应速率加快
C．工业合成氨反应是一个熵增加的反应
D．用稀硫酸和锌粒制取H2时，加几滴CuSO4溶液可以加快反应速率
6．下列有关说法正确的是（ ）
A．某可逆反应若平衡正向移动，则平衡常数一定增大
B．反应常温下可自发进行，该反应为吸热反应
C．保持温度不变，将图中的活塞快速推至20 mL处，新平衡时气体颜色变浅
D．向 CH3COOH溶液中加入少量水，溶液中与的比值增大
7．LiFePO4常作为锂离子电池的正极材料，电池充电时，LiFePO4脱出部分形成。下列说法正确的是（ ）
A．Fe元素位于元素周期表第ⅦB族
B．第三周期元素中，第一电离能介于Al和P之间的元素有2种
C．基态氧原子的核外电子的空间运动状态有5种
D．充电时阳极反应式为
8．常温下，向新制氯水中滴加NaOH溶液，溶液中水电离出来的与NaOH溶液的体积之间的关系如图所示。下列推断正确的是（ ）
A．E点对应溶液pH=11
B．G点对应溶液：
C．滴定过程中有两个中性点
D．F、H点对应溶液中都存在：
9．探究物质在水中的行为有重要意义。25℃时，下列说法正确的是（ ）
A．若NaHA的溶液呈酸性，可以推测H2A为强酸
B．pH=7.0的NaClO和HClO（）的混合溶液中，
C．pH=9的CH3COONa溶液与pH=9的NaOH溶液，水的电离程度相同
D．等物质的量浓度的四种溶液a．、b．、c．、d．NH4Cl，其中的关系为b>c>d>a
10．为增强铝的耐腐蚀性，以铅酸蓄电池为外接电源，以Al作阳极、Pb作阴极电解稀硫酸，使铝表面的氧化膜增厚。电解过程中，下列判断正确的是（ ）
选项 铅酸蓄电池 电解池
A 移向Pb电极 移向Pb电极
B PbO2电极增重64 g 铝电极增重16 g
C 负极： 阳极：
D 硫酸浓度减小 硫酸浓度不变
11．下列实验不能达到目的的是（ ）
A．中和反应反应热的测定 B．往铜牌表面镀银 C．用滴定法测量KI溶液的物质的量浓度 D．蒸干溶液得固体
12．下列关于各图像的解释或结论正确的是（ ）
A．图甲为水的电离平衡曲线图，若从A点到C点，可采用在水中加入适量NaOH固体的方法
B．由图乙可知：对于恒温恒容条件下的反应：，A点为平衡状态
C．图丙表示在时刻扩大容器体积，随时间变化的曲线
D．图丁可表示CH3COOH溶液中通入NH3至过量的过程中溶液导电性的变化
13．如图为利用肼（N2H4）-空气燃料电池电解CuSO4溶液的示意图。下列说法正确的是（ ）
A．左图负极反应式为
B．图中离子交换膜为阳离子交换膜
C．一段时间后，左图中电解质溶液的pH不变
D．标准状况下，当左图中有2.24 L O2被还原时，右图阳极上放出2.24 L气体
14．某温度下，向10 mL CuCl2溶液中逐滴加入 Na2S溶液，滴加过程中溶液中与Na2S溶液体积（V）的关系如图所示，下列有关说法正确的是（ ）
已知：，。
A．a、b、c三点中，水的电离程度最大的为b点
B．Na2S溶液中：
C．该温度下
D．向100 mL 、浓度均为的混合溶液中逐滴加入 Na2S溶液，先沉淀
二．非选择题（本题共4小题，共58分）
15．（14分）根据要求回答下列问题。
（1）《中华本草》等中医典籍中，记载了炉甘石（ZnCO3）入药，可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。Zn、C、O电负性由大至小的顺序是____________________。
（2）铁触媒是普遍使用的以铁为主体的多成分催化剂，通常还含有Al2O3、K2O、CaO、MgO、Cr2O3等氧化物中的几种。
①与铁同周期元素中，4s轨道半充满的元素为______（填元素符号）。
②、、、的半径由大到小的顺序为____________________。
③由于Be与Al处于对角线位置，性质具有相似性，根据“对角线规则”，写出与NaOH反应的化学方程式：____________________。
（3）我国科研人员研制出了M-LiH（M为Fe、Mn、Sc等金属）等催化剂，使得合成氨工业的温度、压强分别降到了350℃、1 MPa，这是近年来合成氨反应研究中的重要突破。
①已知元素呈气态时，从它的阳离子中将一个电子移至无穷远处时所需做的功，称为该元素的电离势，单位为电子伏特（eV）。Sc的三种气态离子、、的电离势分别为6.54 eV、12.80 eV、24.76 eV，上述三种气态离子的电离势依次增大的原因为____________________。
②第三电离能______（填“>”或“<”），原因是____________________。
16．（15分）某研究性学习小组用如图所示的装置进行实验，探究原电池、电解池和电解精炼钴的工作原理。一段时间后装置甲的两极均有气体产生，且X极处溶液逐渐变成紫红色；停止实验观察到铁电极明显变细，电解液仍然澄清。请根据实验现象及所查资料，回答下列问题：
查阅资料：高铁酸根（）在溶液中呈紫红色。
（1）上述装置中，发生还原反应的电极有______（填字母）。
A．X（Fe） B．Y（C） C．Co D．Zn
（2）装置丙中，若外电路中有0.2 mol电子转移，则有______mol 透过隔膜，隔膜右侧溶液质量如何变化：______。
（3）反应过程中，X极处发生的电极反应为和____________________。
（4）一段时间后，若X极质量减小1.12 g，Y极收集到2.24 L气体，则在X极收集到的气体为______mL（均已折算为标准状况时的气体体积）。
（5）乙池是电解制备金属钴的装置图，理论上Ⅰ室中______（填“变大”“变小”或“不变”），该电解池总反应的化学方程式是____________________。
（6）若撤掉装置乙中的阳离子交换膜，石墨电极上产生的气体除O2外，还可能有______。
17．（15分）水溶液中的离子反应与平衡是化学反应原理的重要组成部分，回答下列问题：
（1）常温下，pH均为5的NH4Cl溶液与稀硫酸中，水电离出的浓度之比约为______。
（2）将FeCl3溶液加热，溶液pH______（填“增大”“不变”或“减小”）。
（3）已知：25℃时，H3PO3的，H3PO3溶液与过量的NaOH溶液反应生成Na2HPO3，则H3PO3为______元酸；的NaH2PO3溶液显______（填“酸”“中”或“碱”）性，在该溶液中存在______。
（4）某学习小组用“间接碘量法”测定含有晶体的试样（不含能与发生反应的氧化性杂质）的纯度，过程如下：取0.36 g试样溶于水，加入过量KI固体，充分反应，生成白色沉淀。用 Na2S2O3标准溶液滴定，到达滴定终点时，消耗Na2S2O3标准溶液20.00 mL。已知：，。
①可选用______作滴定指示剂，滴定终点的现象是____________________。
②该试样中的质量分数为______。
18．（14分）回答下列问题。
（1）已知下列热化学方程式：
Ⅰ．
Ⅱ．
在相同条件下，的正反应的活化能为，则逆反应的活化能为______。
（2）查阅资料得知，反应在含有少量I2的溶液中分两步进行：
第Ⅰ步反应为（慢反应）；
第Ⅱ步为快反应。
增大I2的浓度______（填“能”或“不能”）明显增大总反应的平均速率，理由为____________________。
（3）氯化铜晶体（）常用作玻璃、陶瓷着色剂和饲料添加剂等。工业上用粗氧化铜粉（含杂质FeO和SiO2）制备无水氯化铜，制取流程如下：
开始沉淀的pH 1.9 7.0 4.7
沉淀完全的pH 3.2 9.0 6.7
已知：氯化亚砜（）熔点-105℃，沸点78.8℃，易水解。
①为避免引入杂质，试剂x可选用______（填字母，下同）。
a．KMnO4溶液 b．氯水 c．溴水 d．H2O2溶液
②溶液C中加入试剂y可以调节溶液pH，从而除去而不引入杂质。试剂y可选用下列物质中的______。
a．Cu b．CuO c． d．NaOH
③SOCl2与水反应的化学方程式为____________________。
④SOCl2与混合并加热，可得到无水CuCl2的原因是____________________。
怀仁市第一中学2023-2024学年高二上学期期末考试
化学答案
1．B [“尽发炎火”说明为放热反应；燃烧、铝热反应、酸碱中和为放热反应，碳酸钙高温分解为吸热反应，故选B。]
2．D [金属Cu久置于潮湿的空气中生成，D错误。]
3．C [甲烷的燃烧热为，1 mol甲烷完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水放出890.3 kJ的热量，则甲烷燃烧的热化学方程式为 ，C错误。]
4．B [Na原子核外有11个电子，故核外有11种不同运动状态的电子，A正确；原子光谱有两种：吸收光谱和发射光谱，电子从激发态跃迁到基态时释放能量，产生发射光谱，是原子光谱的一种，B错误；根据泡利原理，1个原子轨道里最多容纳2个电子，且自旋相反，C正确。]
5．D [增大反应物浓度，增大单位体积内活化分子个数，而不是增大活化分子百分数，A错误；该反应的实质为，增大氯化钾的浓度，逆反应速率不变，B错误；工业合成氨反应：，是一个熵减反应，C错误；用稀硫酸和锌粒制取H2时，加入几滴硫酸铜溶液，和Zn反应生成Cu，Cu、Zn和稀硫酸构成原电池，能加快反应速率，D正确。]
6．D [平衡常数只与温度有关，A错误；反应的，则要满足，，则该反应是放热反应，B错误；将图中的活塞快速推至20 mL处，则气体的浓度瞬间增大，故颜色瞬间变深，但由于增大压强后平衡右移，故颜色又逐渐变浅，但由于平衡的移动只能减弱改变，故颜色变浅后还是比原来的深，C错误；加入少量水，不变，减小，，则比值增大，D正确。]
7．C [Fe元素位于第四周期第Ⅷ族，A错误；第三周期元素中，第一电离能介于Al和P之间的有Mg、Si、S 3种元素，B错误；基态氧原子的核外电子排布式为，核外电子空间运动状态有5种，C正确；充电时阳极失去电子，电极反应式为，D错误。]
8．B [E点溶液呈酸性，pH=3，A错误；G点水电离程度最大，说明G点溶质是NaCl和NaClO且物质的量浓度相等，次氯酸根离子水解使溶液显碱性，因此G点对应溶液中：，B正确；E点溶液呈酸性，G点溶液呈碱性，则F点溶液呈中性，因此F点对应溶液中存在，而H点对应溶液中溶质是NaOH、NaCl和NaClO，呈碱性，因此H点对应溶液中存在，C、D错误。]
9．B [NaHA的溶液呈酸性可能是H2A为二元弱酸，并且的电离程度大于其水解程度，A错误；25℃，pH=7.0的NaClO和HClO的混合溶液中，根据电荷守恒可知，，，可知，所以，B正确；pH=9的CH3COONa溶液与pH=9的NaOH溶液，CH3COONa水解促进水的电离，NaOH抑制水的电离，则两者水的电离程度不同，C错误；是弱电解质，其余都是强电解质，因此最小的是a，是二元铵盐，铵根离子浓度较大，NH4HSO4和NH4Cl是一元铵盐，NH4HSO4中电离产生的氢离子抑制铵根离子水解，则的关系为c>b>d>a，D错误。]
10．B [铅酸蓄电池为化学电源，根据原电池工作原理，向负极移动，即移向Pb电极，电解池中，阴离子向阳极移动，向Al电极移动，A错误；PbO2为正极，电极反应式为，PbO2电极增重，Al为阳极，根据电解原理，Al失电子，铝表面的氧化膜增厚，电极反应式为，铝电极质量增大，PbO2电极增重64 g，电路转移电子物质的量为2 mol，则铝电极增重16 g，B正确；铅酸蓄电池中负极反应式为，C错误；铅酸蓄电池总反应为，硫酸浓度减小，电解池中总反应为，硫酸浓度增大，D错误。]
11．C [铁离子与碘离子反应生成碘单质，滴定反应从一开始溶液就变蓝色，故不能用淀粉溶液做指示剂，C错误。]
12．C [由图甲中A点到C点，溶液始终呈中性，在水中加入适量NaOH固体，溶液中，溶液呈碱性，A错误；图乙中A点NO2与N2O4的消耗速率相等，但同一物质表示的正、逆反应速率不相等，A点不是平衡状态，B错误；时扩大容器体积，正、逆反应的瞬时反应速率都减小，平衡向逆反应方向移动，逆反应速率继续减小，直至时达到新平衡状态，与图丙相符，C正确；CH3COOH属于弱酸，CH3COOH溶液的导电能力较弱，通入NH3与CH3COOH反应生成强电解质CH3COONH4，即随着NH3的通入溶液的导电能力逐渐增强，与图丁不符，D错误。]
13．D [左图为燃料电池，负极肼失电子生成氮气和水，负极反应式为，A错误；正极生成、负极消耗，所以图中离子交换膜为阴离子交换膜，B错误；左图为肼燃料电池，总反应为，有水生成，一段时间后，左图中电解质溶液的pH减小，C错误；标准状况下，当左图中有2.24 L O2被还原时，电路中转移0.4 mol电子，右图阳极上水放电生成氧气，，根据电子守恒，放出0.1 mol氧气，标准状况下的体积为2.24 L，D正确。]
14．B [单独存在或单独存在均会水解，水解促进水的电离，b点时恰好形成CuS沉淀，此时b点水的电离程度并不是a、b、c三点中最大的，A错误；Na2S溶液中，根据元素守恒，，B正确；该温度下，b点时恰好生成CuS沉淀，此时，则平衡时，，已知，则，C错误；向100 mL 、浓度均为的混合溶液中逐滴加入 Na2S溶液，产生ZnS时需要的，产生CuS时需要的，则产生CuS沉淀所需浓度更小，先沉淀，D错误。]
15．（每空2分）
（1）O>C>Zn
（2）①K、Cr、Cu ② ③
（3）①随着气态离子所带正电荷数的增多，原子核对核外电子的引力增大（或其他合理答案）
②< 价层电子排布为3d6，易失去一个电子形成比较稳定的3d5半充满状态，而的价层电子排布式为3d5，处于较稳定的半充满状态，难失去一个电子
16．（除标记外，每空2分）
（1）BC （2）0.1 减少16 g （3） （4）448
（5）不变（1分） （6）Cl2
解析 （1）原电池中正极发生还原反应，电解池中阴极发生还原反应，则上述装置中，发生还原反应的电极有丙中的Cu电极、甲中的Y电极、乙中的Co电极。
（2）外电路中有0.2 mol电子转移，则有0.1 mol 从右向左透过隔膜，Cu电极有0.1 mol 得电子生成Cu，故隔膜右侧溶液质量减少0.1 mol CuSO4的质量即16 g。
（3）在电解过程中，X极作阳极，发生氧化反应，由实验现象可知，X极处还有生成，故电极反应还有。
（4）根据已知条件可知，，，在整个电路中电子转移数目相等，，即，解得，即。
（5）乙池中石墨为阳极，阳极反应式为，氢离子经过阳离子交换膜由Ⅰ室进入Ⅱ室，则Ⅰ室中氢离子数目不变，所以理论上Ⅰ室中不变；该电解池的阴极反应式为，则总反应的化学方程式为。
（6）若撤掉装置乙中的阳离子交换膜，由于放电顺序：，所以石墨电极上产生的气体除O2外，还可能有Cl2。
17．（除标记外，每空2分）
（1） （2）减小 （3）二 酸
（4）①淀粉溶液（1分） 蓝色褪去，且在半分钟内颜色不恢复 ②95%
解析 （1）常温下，pH=5的NH4Cl溶液中；pH=5的稀硫酸中，其比值为。
（2）FeCl3溶液中存在水解的离子方程式：，升温促进水解，增大，pH减小。
（3）由于NaOH过量生成Na2HPO3，则H3PO3为二元酸；NaH2PO3溶液中存在的电离和水解，其电离常数为，其水解常数，而一级电离常数远大于二级电离常数，则，故NaH2PO3溶液显酸性；在该溶液中存在质子守恒：，则。
（4）②设试样中的物质的量为x，由反应的方程式可得关系式：
2 2
x
可求得，所以。
18．（每空2分）
（1）165
（2）能 对于多步反应，总反应的速率由慢反应决定，I2是慢反应的反应物，增大I2的浓度，慢反应速率增大，总反应的平均速率增大（或根据总反应可知I2为该反应的催化剂，增大I2的浓度，可增大总反应的反应速率）
（3）①bd ②bc ③ ④SOCl2与结晶水反应生成的HCl抑制了CuCl2的水解，可得到无水CuCl2
解析 （1）根据盖斯定律，将反应Ⅰ-Ⅱ，可得 ；反应的焓变，则逆反应的活化能。
（3）①试剂x用途为将亚铁离子氧化成铁离子，同时不能引入杂质，加入高锰酸钾溶液或Br2，引入了杂质离子。
②加入试剂y使铁离子沉淀完全，同时铜离子不能沉淀。Cu不与氢离子反应，无法调节pH，a错误；CuO能与氢离子反应，消耗掉部分氢离子，同时反应生成铜离子和水，能起到调节pH的作用且不引入杂质离子，b正确；碱式碳酸铜能与氢离子反应，消耗掉部分氢离子，同时反应生成铜离子、二氧化碳和水，能起到调节pH的作用且不引入杂质离子，c正确；NaOH虽能调节pH，但是引入了杂质离子，d错误。