江西省吉安市2023-2024学年高二上学期期末教学质量检测化学试题（含解析）

吉安市2023-2024学年高二上学期期末教学质量检测
化学试题
（测试时间：75分钟 卷面总分：100分）
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
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，将答题卡交回。
可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 O-16 Na-23 S-32 Cu-64
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．我国提出争取在2030年前实现碳达峰，2060年实现碳中和，这对于改善环境，实现绿色发展至关重要。下列有关说法错误的是（ ）
A．“碳中和”是指CO2的排放总量和减少总量相当
B．CO2中C原子的杂化类型为sp
C．CO2可催化还原为甲醇
D．CO2是直线形的极性分子
2．下列事实不能用勒夏特列原理解释的是（ ）
A．实验室常用排饱和食盐水的方法收集氯气
B．对于反应：，缩小容器的容积可使平衡体系的颜色变深
C．除去锅炉水垢中的CaSO4，先用Na2CO3浸泡处理
D．在K2CrO4溶液中加入几滴稀硫酸，颜色由黄色变为橙色
3．为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（ ）
A．12 g金刚石中的共价键数目为
B．2.0 L AlCl3溶液中，的数目为
C．用惰性电极电解饱和食盐水，若阴极产生11.2 L气体，则线路中通过个电子
D．室温下，1 L pH=12的Na2CO3溶液中，的数目为
4．元素周期表中某些过渡元素在生产生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是（ ）
A．Mn可形成和两种简单离子，稳定性
B．基态Ti原子核外电子的空间运动状态有22种
C．基态Cu原子的电子排布式为
D．基态与中未成对的电子数之比为4∶5
5．根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是（ ）
选项 实验操作 现象 结论
A 用pH计测定相同浓度的NaClO溶液和CH3COONa溶液的pH pH：NaClO>CH3COONa 结合的能力比强
B 向5 mL FeCl3溶液中滴入 KI溶液5~6滴，加2 mL CCl4振荡，静置后取上层清液滴加KSCN溶液 溶液变红 与的反应有一定限度
C 向一密闭容器充入NO2，保持温度不变，慢慢扩大容器体积 容器中气体颜色比开始时浅 平衡正向移动
D 在 K2S溶液中滴加少量等浓度的ZnSO4溶液，再加入少量等浓度的CuSO4溶液 先产生白色沉淀，后产生黑色沉淀
6．浓差电池中的电动势是由于电池中存在浓度差而产生的。某浓差电池的原理如图所示，该电池从浓缩海水中提取LiCl的同时又获得了电能。下列有关该电池的说法错误的是（ ）
A．电流由Y极通过外电路流向X极
B．电池工作时，通过离子导体移向X极区
C．X极发生的反应为
D．Y极每生成1 mol Cl2，X极区得到2 mol LiCl
7．四种基态原子的价层电子排布式如下：
基态原子 X Y Z R
价电子排布式
下列有关推断正确的是（ ）
A．原子半径：Y>R>Z>X B．第一电离能：YC．电负性：Z>R>X>Y D．Z与Y或R形成的化合物均为共价化合物
8．已知化学反应： 的能量变化如图所示，下列叙述正确的是（ ）
A．加入催化剂，该反应的反应热变小
B．每形成2 mol A-B，吸收b kJ能量
C．该反应正反应的活化能大于
D． ，
9．下列说法或化学用语表述正确的是（ ）
A．NH3分子的VSEPR模型：
B．锗烷（GeH4）和NH3中心原子的价层电子对数相同
C．0.5 mol HCHO含有1 mol 键
D．的空间结构为平面三角形
10．“火星上‘找’到水的影子”被《科学》杂志评为10大科技突破之一。某温度下，重水（D2O）的离子积，可以用pH一样的定义来规定。下列说法错误的是（ ）
A．重水是极弱的电解质，将金属Na加入重水中，重水的电离程度增大
B．该温度下，纯重水的
C．该温度下，1 L含0.01 mol DCl的重水溶液，其pD=2
D．该温度下，在100 mL的DCl重水溶液中，加入100 mL NaOD的重水溶液，充分反应后溶液的pD=13（忽略溶液体积的变化）
11．HA为一元弱酸，其电离是吸热过程，平衡体系中各成分的分布分数为，（其中X为HA或）。常温条件下，与pH的关系如图所示，下列说法错误的是（ ）
A．为HA的分布曲线 B．
C．pH=5时，溶液中 D．若升高温度，a点向右移动
12．利用阳离子交换膜和过滤膜制备高纯度Cu的装置如图所示，下列叙述错误的是（ ）
A．电极A是粗铜，电极B是纯铜
B．电路中通过1 mol电子，溶解32 g粗铜
C．溶液中向电极A迁移
D．膜A是过滤膜，阻止阳极泥及杂质进入阴极区
13．汽车排气系统中的三元催化剂能将尾气中的NO与CO转化为无污染气体，反应为。T ℃，向2 L恒容密闭容器中通入2 mol NO和2 mol CO，一定条件下测得N2的物质的量随时间变化关系如表所示：
t/min
0 0.35 0.7 0.8 0.8
下列说法错误的是（ ）
A．
B．若，则0~5 min内
C．该温度下的化学平衡常数
D．若改为恒压密闭容器，达到化学平衡时，
14．催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应。反应历程（下图）中，M为中间产物。其它条件相同时，下列说法正确的是（ ）
A．使用催化剂Ⅰ或Ⅱ，反应历程都分2步进行
B．使用催化剂Ⅱ时，反应过程中M所能达到的最高浓度更大
C．反应达平衡时，升高温度，R的浓度增大
D．使用催化剂Ⅱ时，反应体系更快达到平衡
二、非选择题（本题共4小题，共58分）
15．（14分）芦笋中的天冬酰胺（结构如图）和微量元素硒、铬、锰等，具有提高身体免疫力的功效。
（1）天冬酰胺所含元素中，基态原子核外未成对电子数最多的元素的价层电子排布图为______。
（2）天冬酰胺中碳原子的杂化轨道类型分别为______和______。
（3）H2S和H2Se的参数对比见下表。
化学式 键长/nm 键角 沸点/℃
H2S 1.34 92.3° -60.75
H2Se 1.47 91.0° -41.50
①H2Se含有的共价键类型为______。
②H2S的键角大于H2Se的原因可能为____________________。
（4）已知钼（Mo）位于第五周期ⅥB族，钼、铬、锰的部分电离能如下表所示；
编号
A 6990 9220 11500 18770
B 6702 8745 15455 17820
C 5257 6641 12125 13860
B是______（填元素符号），A的价层电子排布式为______。
16．（15分）马日夫盐易溶于水，且水溶液呈酸性，主要用作大型机械设备的防锈剂，也用作各种武器等的润滑层和防护层。以软锰矿（主要成分为MnO2，还含少量的FeO、Al2O3和SiO2）为原料制备马日夫盐的一种工艺流程如图所示：
已知常温下，几种离子形成氢氧化物沉淀时，开始沉淀与恰好完全沉淀时的pH如表所示：
金属离子
开始沉淀pH 2.7 7.6 7.7 4.0
完全沉淀pH 3.3 9.6 10.1 5.2
回答下列问题：
（1）为______（填“纯净物”或“混合物”）。
（2）“浸锰”后溶液中的金属离子有____________________。
（3）固体2的主要成分经处理可得到一种用于生产油漆、涂料的物质，调pH1时，pH的范围是______，试剂Y不宜为______（填字母）。
A．氨水 B．CaCO3 C．Na2CO3 D．H2SO4
（4）沉锰过程中有一种无色无味的气体生成，写出相应反应的离子方程式：____________________。
（5）由表中数据可求出常温下为______（离子浓度时可认为其沉淀完全）。
（6）操作X包括蒸发浓缩、______、______、洗涤、干燥。
（7）马日夫盐可作防锈剂的原因是在防锈处理过程中生成了具有保护作用的FeHPO4，处理过程中马日夫盐可转化为FeHPO4的原理是____________________。
17．（14分）我国提出2060年前实现碳中和，为有效降低大气中CO2的含量，以CO2为原料制备甲烷、戊烷、甲醇等能源物质具有较好的发展前景。CO2在固体催化剂表面加氢合成甲烷过程中发生主反应Ⅰ，同时伴有副反应Ⅱ发生。
主反应Ⅰ：
副反应Ⅱ：
回答下列问题：
（1）几种化学键的键能如表所示：
化学键
键能/（） 413 436 a 745
则______。
（2）为了进一步研究上述两个反应，某小组在三个容积相同的刚性容器中，分别充入1 mol CO2和4 mol H2，在三种不同实验条件（见表）下进行两个反应，反应体系的总压强（p）随时间变化情况如图所示：
实验编号 a b c
温度/K
催化剂的比表面积/（） 80 120 120
①______（填“>”“<”或“=”），曲线Ⅱ对应的实验编号是______。
②若在曲线Ⅱ的条件下，20 min时达到平衡生成1.2 mol H2O，则20 min内反应的平均速率______，反应Ⅱ的平衡常数______（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数），平衡时CH4选择性=______（CH4选择性，计算结果保留三位有效数字）。
（3）对于反应Ⅰ，在一定条件下存在：或，相应的速率与温度关系如图所示。
反应Ⅰ的平衡常数（用含、的代数式表示）；图中A、B、C、D四个点中，能表示反应已达到平衡状态的是______点。
18．（15分）Ⅰ．已知25℃时，下列物质的电离平衡常数：
化学式 CH3COOH H2CO3 HCN
电离常数
请回答下列问题：
（1）pH相同的以下四种溶液，浓度最大的是______（填字母）。
A．NaHCO3 B．NaCN C．CH3COONa D．Na2CO3
（2）25℃时，在醋酸溶液中由醋酸电离出的约是由水电离出的的______倍。
（3）25℃时，CH3COOH与CH3COONa的混合溶液，若测得混合液pH=6，则溶液中______（填准确数值）。
（4）25℃时，将氢氧化钠溶液与醋酸溶液等体积混合，反应后溶液恰好显中性，用a、b表示醋酸的电离平衡常数为______。
（5）常温下，含等物质的量浓度的HCN与NaCN的混合溶液显______（填“酸”“碱”或“中”）性，______（填“>”“<”或“=”）。
Ⅱ．测定某样品中的含量的实验步骤如下（杂质不参加反应，的相对分子质量为248）：
①取的K2Cr2O7溶液20.00 mL，用硫酸酸化后，加入过量KI，发生反应：。
②称取2.000 g样品，配制成100 mL溶液，用该溶液滴定步骤①所得溶液至终点，三次平行实验平均消耗24.80 mL样品溶液。发生的反应为。
（6）步骤②中滴定选用______作指示剂，滴定终点的现象为____________________。
（7）样品中的质量分数为______（保留4位有效数字）。
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化学试题参考答案及评分意见
（化学方程式或离子方程式错写、漏写条件或未配平的均扣1分）
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D B D D A A C C B D
题号 11 12 13 14
答案 D B B C
1．【答案】D
【解析】“碳中和”是指CO2的排放总量和减少总量相当，A正确；CO2中C原子价电子对数是，杂化类型是sp，B正确；CO2中C的化合价为+4，选择合适的催化剂可将CO2还原为甲醇，C正确；CO2中C原子的杂化类型是sp，为直线形，但为非极性分子，D错误。
2．【答案】B
【解析】实验室用排饱和食盐水的方法收集氯气，是因为氯气与水反应存在以下平衡：，饱和食盐水中氯离子浓度较大，从而使平衡逆向移动，可以减小氯气的溶解损失，A能用勒夏特列原理解释；是反应前后气体分子总数不变的反应，缩小容器的容积，压强增大，平衡不移动，但增大，导致平衡体系的颜色变深，B不能用勒夏特列原理解释；除去锅炉水垢中的CaSO4，先用Na2CO3浸泡处理，结合生成更难溶的CaCO3：，再加酸溶解CaCO3除水垢，C能用勒夏特列原理解释；K2CrO4溶液中存在反应，加入几滴稀硫酸，平衡右移，颜色由黄色变为橙色，D能用勒夏特列原理解释。
3．【答案】D
【解析】金刚石中每个C原子形成4个共价键，但每个共价键被2个C共用，A错误；在溶液中会发生水解生成，因此2.0 L 的AlCl3溶液中，的数目小于，B错误；未强调标准状况，无法根据气体体积计算物质的量，C错误；Na2CO3水解使溶液显碱性，室温下，1 L pH=12的Na2CO3溶液中，数目为，D正确。
4．【答案】D
【解析】的价层电子排布式为3d5，是半充满的稳定结构，其再失去一个电子变成不稳定的，因此稳定性，A错误；基态Ti原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2，s轨道有一种空间运动状态，p轨道有三种空间运动状态，d轨道有五种空间运动状态，3d轨道只有两个电子，有两种空间运动状态，因此基态Ti原子的核外电子的空间运动状态有12种，B错误；基态Cu原子的电子排布式为[Ar]3d104s1，C错误；基态铁原子的价层电子排布式为3d64s2，失去外层电子转化为和，这两种基态离子的价层电子排布式分别为3d6和3d5，根据洪特规则可知，基态有4个未成对电子，基态有5个未成对电子，所以未成对电子数之比为4∶5，D正确。
5．【答案】A
【解析】pH计测定相同浓度的CH3COONa溶液和NaClO溶液的pH，NaClO溶液的pH大于CH3COONa溶液的，可知次氯酸根离子的水解程度大，结合能力比的强，A正确；加入碘化钾的量少，无法将三价铁离子完全反应，加入KSCN溶液一定会变红色，无法证明此反应有一定限度，B错误；由平衡移动原理可知，扩大容器体积，压强减小，平衡逆向移动，但由于容器体积增大，NO2的浓度减小，气体颜色变浅，C错误；在 K2S溶液中滴加少量等浓度的ZnSO4溶液，再加入少量等浓度的CuSO4溶液时，过量的K2S溶液与CuSO4溶液反应生成CuS黑色沉淀，不存在沉淀的转化，无法判断和比较ZnS与CuS的溶度积大小，D错误。
6．【答案】A
【解析】加入盐酸，X极上生成氢气，发生还原反应：，X极为正极，Y极上发生氧化反应：，Y极是负极，在外电路中电流由正极流向负极，A错误；电池工作时，向X极区移动，B、C正确；Y极每生成1 mol Cl2，转移2 mol电子，有2 mol 向正极移动，则X极区得到2 mol LiCl，D项正确。
7．【答案】C
【解析】根据价层电子排布式可知：X为硼原子，Y为铝原子，Z为氧原子，R为氮原子。铝、硼、氮、氧原子半径依次减小，A错误；第一电离能：N>O>B>Al，B错误；电负性：O>N>B>Al，C正确；Z与Y形成的化合物为Al2O3，属于离子化合物，D错误。
8．【答案】C
【解析】催化剂不影响反应热的大小，A错误；形成化学键，释放能量，B错误；由于该反应为吸热反应，正反应活化能大于，C正确；生成AB(l)，生成物总能量更低，吸收的能量更少，，D错误。
9．【答案】B
【解析】NH3分子中，N原子的价层电子对数为4，采用sp3杂化，其VSEPR模型为，缺少一个孤电子对，A错误；根据价层电子对互斥理论可知，锗烷（GeH4）和NH3中心原子的价层电子对数目均为4，B正确；根据结构式可知，0.5 mol HCHO含有1.5 mol 键，C错误；中心原子Cl有一个孤电子对，所以的空间结构为三角锥形，D错误。
10．【答案】D
【解析】重水是极弱的电解质，存在电离平衡，，Na与重水电离生成的反应生成D2，促进重水发生电离，从而使重水的电离程度增大，A正确；重水（D2O）的离子积，则，，B正确；1 L含DCl的重水溶液中，，C正确；100 mL 的DCl重水溶液和100 mL 的NaOD的重水溶液混合时，NaOD过量，所以，，，，D错误。
11．【答案】D
【解析】图像的横坐标是溶液的pH，pH增大，酸性减弱，使平衡正向移动，此时增大，减小，所以是HA的曲线，是的曲线，A正确；a点时，，pH=4.76，即，，B正确；由图像知，pH=5时，偏高，即更大，C正确；a点时，，，温度升高，增大，即增大，pH减小，a点向左移动，D错误。
12．【答案】B
【解析】精炼铜时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，根据装置图可知，电极A为粗铜，电极B为纯铜，A正确；粗铜中含其他活泼金属杂质，也会失电子被溶解，当电路中通过1 mol电子时，溶解的粗铜质量不确定，B错误；根据电解原理，向阳极（电极A）移动，C正确；膜A为过滤膜，阻止阳极泥及杂质进入阴极区，膜B为阳离子交换膜，D正确。
13．【答案】B
【解析】利用三段式处理数据：
。由表中数据可知两个时间段的相等，而是逐渐减小，故，A正确；若，则0~5 min内，根据计量系数关系，故，B错误；根据分析可知，C正确；由于该反应正向为气体分子数减小的反应，若改为恒压，跟恒容相比，相当于加压，产率更高，所以达到化学平衡时，，D正确。
14．【答案】C
【解析】由图可知两种催化剂均出现四个波峰，所以使用Ⅰ或Ⅱ，反应历程都分4步进行，A错误；由图可知在前两个历程中使用Ⅰ活化能较低反应速率较快，后两个历程中使用Ⅰ活化能较高、反应速率较慢，所以使用Ⅰ时，反应过程中M所能达到的最高浓度更大，B错误；由图可知该反应是放热反应，所以达平衡时，升高温度平衡向左移动，R的浓度增大，C正确；由图可知使用Ⅰ的最高活化能小于使用Ⅱ的最高活化能，所以使用Ⅰ时反应速率更快，反应体系更快达到平衡，D错误。
15．【答案】（1）（2分）
（2）sp2（2分） sp3（2分）
（3）极性键或极性共价键、键（2分） S的电负性强于Se，形成的共用电子对斥力大（2分）
（4）Cr（2分） 3d54s2（2分）
【解析】（1）C、H、N、O的价层电子排布式分别为：2s22p2、1s1、2s22p3、2s22p4，未成对电子数分别为2、1、3、2，所以氮元素的基态原子未成对电子数最多，其价层电子排布图为。
（2）碳原子全形成单键为sp3杂化，有1个双键为sp2杂化，故有2种杂化方式。
（3）①O、S、Se是同一主族的元素，H2Se的结构与H2O相似，其结构式：，共价键类型为极性共价键；②由于S的电负性比Se大，使共用电子对间的排斥力变大，因而H2S的键角更大（或者由于键长比键长短，两氢原子距离更近，斥力更强，因而H2S的键角更大）。
（4）钼和铬在同一副族，性质存在相似性和递变性，故电离能也存在相似性，B、C电离能变化相似，且铬的金属性小于钼，故铬的电离能比钼大，故B为Cr，C为钼，A代表锰元素，锰的价层电子排布式为3d54s2。
16．【答案】（1）纯净物（1分）
（2）、、（2分，写对2个得1分，错写不得分）
（3）3.3≤pH<4.0（2分，写3.3~4.0也得分） BD（2分）
（4）（2分）
（5）（2分）
（6）冷却结晶（1分） 过滤（1分）
（7）电离的被Fe消耗掉，促进进一步电离，最终形成FeHPO4（2分）
【解析】（1）化学组成确定，为纯净物。
（2）“浸锰”过程中，H2SO4将Al2O3转化为，MnO2具有较强的氧化性，与FeO、SO2反应，得到和，因此，“浸锰”后溶液中的金属离子有、、。
（3）固体2的主要成分为，灼烧得到的Fe2O3可用于生产油漆等，故调pH1的目的是使沉淀完全，得到较纯净的，pH的范围为3.3≤pH<4.0。体系中含有H2SO4，若加入CaCO3调pH，一方面体系中存在的H2SO4与CaCO3反应产生微溶物CaSO4，CaSO4覆盖在CaCO3表面，阻止反应继续进行，另一方面会引入，沉锰时会生成CaCO3沉淀，故试剂Y不宜为CaCO3，也不能用H2SO4。
（4）沉锰时得到MnCO3沉淀与CO2气体，相应反应的离子方程式为。
（5）由题表中数据知pH=10.1时，恰好沉淀完全，此时，，故。
（6）要从酸溶后的溶液中得到，需要进行蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等操作。
（7）电离的被Fe消耗掉，促进进一步电离，最终形成FeHPO4。
17．【答案】（1）463（2分）
（2）①<（1分） a（1分） ②2.4（2分） （2分） 71.4%（2分）
（3）（2分） C（2分）
【解析】（1）根据反应热=反应物的总键能-生成物的总键能，，则。
（2）①由图可知，曲线Ⅱ、Ⅲ为同一温度，不同的催化剂，温度为，曲线Ⅰ为，曲线Ⅰ先达到平衡，速率大，对应温度高，，曲线Ⅱ对应的实验编号是a，催化剂比表面积小，反应速率慢；②反应Ⅰ、Ⅱ同时进行，曲线Ⅱ压强由200 kPa降到160 kPa，，，设反应Ⅰ生成2x mol H2O，
可得，得，平衡时水为1.2 mol，甲烷为0.5 mol，一氧化碳为0.2 mol，氢气为1.8 mol，二氧化碳为0.3 mol，若在曲线Ⅱ的条件下，20 min达到平衡时生成1.2 mol H2O，则20 min内反应的平均速率，反应Ⅱ的平衡常数，平衡时CH4选择性。
（3）反应Ⅰ的平衡常数，且平衡时，可得，整理得：，即反应Ⅰ的平衡常数；图中A、B、C、D四个点中，上升速度较快的为，在平衡时，应有，由，即，在C点，故能表示反应已达到平衡状态的是C点。
18．【答案】Ⅰ．（1）C（2分） （2）（2分） （3）（2分）
（4）（2分） （5）碱（1分） <（1分）
Ⅱ．（6）淀粉（1分） 滴入最后半滴样品溶液，溶液蓝色褪去且半分钟内不恢复（2分）
（7）60.00%（2分）
【解析】Ⅰ．（1）酸性强弱顺序为CH3COOH>H2CO3>HCN>NaHCO3，对应酸根离子水解程度：，水解程度越大，溶液的碱性越强，则相同pH的四种溶液中，浓度最大的是CH3COONa。
（2），，解得，由水电离出的约为，故由醋酸电离出的约是由水电离出的的倍。
（3）25℃时，CH3COOH与CH3COONa的混合溶液，若测得混合液pH=6，，，则溶液中。
（4）25℃时，将氢氧化钠溶液与醋酸等体积混合，反应后溶液恰好显中性，此时，，剩余的，则。
（5）常温下，NaCN的水解常数，，故的水解程度大于HCN的电离程度，由于NaCN与HCN的物质的量相等，故水解产生的大于电离生成的，混合溶液显碱性，且。
Ⅱ．（6）步骤②中滴定需用淀粉作指示剂，步骤①所得溶液（淀粉作指示剂）为蓝色，步骤②中滴定终点，单质碘消耗完，则溶液变为无色，因此滴定终点的现象为滴入最后半滴样品溶液，溶液蓝色褪去且半分钟内不恢复。
（7）根据，则样品中的质量分数为。