2023-2024学年湖北省武汉市六校联考高一（下）期中化学试卷
参考答案与试题解析
一、选择题：本题共15小题，每小题3分，共45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．（3分）热量的释放或吸收是化学反应中能量变化的常见形式。下列化学变化为吸热反应的是（ ）
A．燃料燃烧 B．酸碱中和
C．煅烧石灰石 D．工业合成氨
【分析】常见的吸热反应有：大多数分解反应、C+CO22CO、C+H2OCO+H2、Ba（OH）2 8H2O与NH4Cl晶体的反应等，据此分析。
【解答】解：A．燃料燃烧是放热反应，故A错误；
B．酸碱中和属于放热反应，故B错误；
C．煅烧石灰石制生石灰需要不断的提供能量让其分解，是吸热反应，故C正确；
D．工业合成氨是放热反应，故D错误；
故选：C。
2．（3分）化学是一门以实验为基础的学科。利用下列装置和试剂进行实验，能达到实验目的的是（ ）
A.验证SO2的漂白性 B.测定中和反应的反应热 C.实验室制氨气 D.比较Cl、C、Si的非金属性
A．A B．B C．C D．D
【分析】A．二氧化硫可被酸性高锰酸钾溶液氧化；
B．图中缺少环形搅拌器；
C．氯化铵与氢氧化钙加热生成氨气，氨气的密度比空气密度小；
D．盐酸为无氧酸，且挥发的盐酸与硅酸钠反应。
【解答】解：A．二氧化硫可被酸性高锰酸钾溶液氧化，紫色褪去，可知二氧化硫具有还原性，与漂白性无关，故A错误；
B．图中缺少环形搅拌器，不能测定最高温度，则不能准确测定中和热，故B错误；
C．氯化铵与氢氧化钙加热生成氨气，氨气的密度比空气密度小，可选图中固固加热并选向下排空气法收集，故C正确；
D．盐酸为无氧酸，且挥发的盐酸与硅酸钠反应，不能比较Cl、C、Si的非金属性强弱，故D错误；
故选：C。
3．（3分）根据2Ag+（aq）+Cu（s）═Cu2+（aq）+2Ag（s）设计如图所示的原电池，下列说法错误的是（ ）
A．电极X的材料是Cu
B．Y为AgNO3溶液
C．每生成1molAg，电路中转移1mole﹣
D．盐桥中可装有含KCl饱和溶液的琼脂
【分析】根据“2Ag+（aq）+Cu（s）═Cu2+（aq）+2Ag（s）”知，负极上Cu失电子生成Cu2+，正极上Ag+得电子生成Ag，含有盐桥的原电池中，电极材料与电解质溶液中金属阳离子相同，所以X为Cu、Y为AgNO3溶液；
A．X为Cu；
B．Y为硝酸银溶液；
C．阴极反应式为Ag+（aq）+e﹣＝Ag；
D．氯离子和银离子反应生成AgCl沉淀。
【解答】解：A．根据以上分析知，X为Cu，故A正确；
B．根据以上分析知，Y为硝酸银溶液，故B正确；
C．阴极反应式为Ag+（aq）+e﹣＝Ag，则每生成1molAg，电路中转移1mole﹣，故C正确；
D．氯离子和银离子反应生成AgCl沉淀，所以盐桥中不能装含KCl饱和溶液的琼脂，故D错误；
故选：D。
4．（3分）化学与生产、生活密切相关。下列现象或事实、解释或原因错误的是（ ）
选项 现象或事实 解释或原因
A. 碳酸钡可用作“钡餐” 碳酸钡难溶于水
B. 氮化硅用作高温结构陶瓷 氮化硅具有熔点高，硬度大和性质稳定等特点
C. 二氧化硫可用作食品添加剂 二氧化硫可以起到杀菌、抗氧化等作用
D. 常在食品包装袋中放入还原铁粉 防止食品氧化变质
A．A B．B C．C D．D
【分析】A．碳酸钡溶于盐酸；
B．依据氮化硅具有熔点高，硬度大和性质稳定等特点解答；
C．依据二氧化硫的还原性结合二氧化硫能够与细菌、真菌结合而破坏蛋白质结构的性质解答；
D．依据铁粉的还原性解答。
【解答】解：A．碳酸钡溶于盐酸生成氯化钡，氯化钡电离产生重金属离子钡离子，能够使人体中毒，所以碳酸钡不可用作“钡餐”，故A错误；
B．氮化硅具有熔点高，硬度大和性质稳定等特点，所以氮化硅用作高温结构陶瓷，故B正确；
C．二氧化硫的还原性，且能够与细菌、真菌结合而破坏蛋白质结构使其变性，所以二氧化硫可用作食品添加剂，故C正确；
D．铁粉具有还原性，常在食品包装袋中放入还原铁粉，可防止食品氧化变质，故D正确；
故选：A。
5．（3分）高纯硅可采用以下方法制备。
下列说法正确的是（ ）
A．石英砂是制陶瓷和水泥的主要原料之一
B．过程①的化学方程式为SiO2+CSi+CO2↑
C．通过SiO2SiCl4Si，实现粗硅的制备
D．过程④的化学方程式为SiHCl3+H2Si+3HCl
【分析】石英砂和焦炭在高温下反应生成粗硅和CO，反应方程式为SiO2+2CSi+2CO↑，粗硅和HCl在300℃下反应生成SiHCl3，粗SiHCl3提纯得到纯SiHCl3，SiHCl3和氢气在1084℃下反应生成高纯硅和HCl。
【解答】解：A．黏土是制造陶瓷和水泥的主要原料之一，故A错误；
B．过程①的化学方程式为SiO2+2CSi+2CO↑，故B错误；
C．SiO2和HCl不反应，所以不能通过SiO2SiCl4Si实现粗硅的制备，故C错误；
D．根据反应物、生成物及反应条件知，过程④的化学方程式为SiHCl3+H2Si+3HCl，故D正确；
故选：D。
6．（3分）下列依据热化学方程式得出的结论正确的是（ ）
选项 热化学方程式 结论
A. P4（s，白磷）═4P（s，黑磷）ΔH＝﹣157.2kJ mol﹣1 黑磷更稳定
B. CaO（s）+H2O（l）═Ca（OH）2（aq）ΔH＜0 反应放热可设计成原电池
C. H+（aq）+OH﹣（aq）═H2O（l）ΔH＝﹣57.3kJ mol﹣1 稀硫酸与氢氧化钠固体反应生成1mol水时放出57.3kJ热量
D. C（s）+（g）═CO（g）ΔH＝﹣110.5kJ mol﹣1 碳的燃烧热为110.5kJ mol﹣1
A．A B．B C．C D．D
【分析】A．能量越高越活泼，能量越低越稳定；
B．自发进行的氧化还原反应才能涉及成原电池；
C．氢氧化钠固体溶解放热；
D．一定条件下，1mol可燃物完全燃烧生成指定产物时放出的热量为燃烧热。
【解答】解：A．P4（s，白磷）═4P（s，黑磷）ΔH＝﹣157.2kJ mol﹣1判断黑磷能量低，黑磷更稳定，故A正确；
B．CaO（s）+H2O（l）═Ca（OH）2（aq）ΔH＜0，反应放热，氮不是氧化还原反应，不能涉及成原电池，故B错误；
C．稀硫酸与氢氧化钠固体反应，氢氧化钠固体溶解放热，生成1mol水时放出热量大于57.3kJ，故C错误；
D．碳的燃烧热是指1molC完全燃烧生成二氧化碳气体时放出的热量，C（s）+（g）═CO（g）ΔH＝﹣110.5kJ mol﹣1不是C的燃烧热热化学方程式，故D错误；
故选：A。
7．（3分）下列各组离子在给定条件下能大量共存的是（ ）
A．饱和氯水中：Mg2+、Fe2+、、
B．使酚酞变红的溶液中：Na+、、S2﹣、
C．氯化铁溶液中：Na+、、SCN﹣、S2﹣
D．使石蕊变红的溶液中：Na+、、I﹣、Cl﹣
【分析】A．氯水中含有Cl2、H+；
B．使酚酞变红的溶液显碱性，含有大量OH﹣；
C．Fe3+与SCN﹣发生络合反应，Fe3+与S2﹣发生氧化还原反应；
D．使石蕊变红的溶液显酸性，含有大量H+。
【解答】解：A．氯水中含有Cl2、H+，能够氧化铁离子，且H+、、Fe2+也发生氧化还原反应，且H+与反应，不能大量共存，故A错误；
B．使酚酞变红的溶液显碱性，含有大量OH﹣，OH﹣、Na+、、S2﹣、相互不反应，可以大量共存，故B正确；
C．Fe3+与SCN﹣发生络合反应，Fe3+与S2﹣发生氧化还原反应，不能大量共存，故C错误；
D．使石蕊变红的溶液显酸性，含有大量H+，H+与反应生成沉淀，不能大量共存，故D错误；
故选：B。
8．（3分）在如图所示的物质转化关系中，X是常见的气态氢化物，Y是能使带火星的木条复燃的气体，T的相对分子质量比R的大17（反应条件和部分生成物未列出）。下列说法正确的是（ ）
A．R是酸性氧化物
B．X与T可反应生成盐
C．采用排空气法收集Z
D．试管中全部充满气体X，倒置于盛满水的水槽中，形成溶液的浓度为mol L﹣1（假设试管内溶液不扩散
【分析】X是常见的气态氢化物，Y是能使带火星的木条复燃的气体，则Y为O2，X和Z生成氧化物和水Q，根据氢化物XZRT可知，T为含氧酸，且T的相对分子质量比R的大17，则T为HNO3，X、Z、R分别为NH3、NO、NO2，结合氮氧化物的性质分析解答该题。
【解答】解：由上述分析可知，物质X、Y、Z、R、Q、T分别为NH3、O2、NO、NO2、H2O、HNO3；
A．R是NO2，属于酸性气体，与NaOH反应生成硝酸钠、亚硝酸钠和水，则NO2不是酸性氧化物，故A错误；
B．NH3是碱性气体，能与硝酸反应生成硝酸铵，故B正确；
C．NO易与氧气反应，不能用空气法收集，应该用排水法收集，故C错误；
D．氨气的存在状态未知，不一定是标准状况下，则不能计算一定体积氨气的物质的量和浓度，故D错误；
故选：B。
9．（3分）“宏观辨识与微观探析”是化学学科核心素养之一。下列离子方程式的书写正确的是（ ）
A．用Ca（ClO）2溶液吸收SO2：Ca2++2ClO﹣+SO2+H2O═2HClO+CaSO3↓
B．将磁性氧化铁溶于硝酸：Fe3O4+8H+═2Fe3++Fe2++4H2O
C．用醋酸和淀粉﹣KI溶液检验：+5I﹣+6H+═3I2+3H2O
D．用NaOH溶液检验：+OH﹣NH3↑+H2O
【分析】A．次氯酸能够将亚硫酸钙氧化成硫酸钙；
B．硝酸能够氧化亚铁离子；
C．醋酸为弱酸，应保留化学式；
D．氢氧化钠与铵盐加热反应生成氨气。
【解答】解：A．将少量SO2通入Ca（ClO）2溶液中，二者发生氧化还原反应，正确的离子方程式为：Ca2++3ClO﹣+H2O+SO2═CaSO4↓+2HClO+Cl﹣，故A错误；
B．将磁性氧化铁溶于足量稀硝酸，二者发生氧化还原反应，正确的离子方程式为：3Fe3O4++28H+═9Fe3++14H2O+NO↑，故B错误；
C．用醋酸和淀粉﹣KI溶液检验，正确的离子方程式为：+5I﹣+6CH3COOH═3I2+3H2O+6CH3COO﹣，故C错误；
D．用NaOH溶液检验，离子方程式为：+OH﹣NH3↑+H2O，故D正确；
故选：D。
10．（3分）“化学多米诺实验”即只需控制第一个反应，利用反应中气体产生的压力和虹吸作用原理使若干化学实验依次发生。如图是一个“化学多米诺实验”。
已知：①Cu2++4NH3 H2O═4H2O+[Cu（NH3）4]2+（该反应产物可作为H2O2分解的催化剂）
②F和L中的硫酸溶液浓度相同
下列有关分析错误的是（ ）
A．进行实验前必须检查装置气密性
B．整套装置共发生3个氧化还原反应
C．装置J中出现浅黄色浑浊
D．装置K的作用是吸收尾气
【分析】E中稀硫酸和Zn反应生成ZnSO4、H2，通过气体压强将F中液体通过导管排入G中，Zn和硫酸铜反应生成Cu，Zn、Cu和稀硫酸构成原电池，加快化学反应速率；通过气体压强，H中液体通过导管排入I中，硫酸铜和过量氨水发生反应Cu2++4NH3 H2O═4H2O+[Cu（NH3）4]2+，该反应产物可作为H2O2分解的催化剂，H2O2分解生成H2O和O2，O2和过量的H2S反应生成S，挥发的H2S加入K中被中和。
【解答】解：A．E、G、I中都有气体生成，所以进行实验前必须检查装置气密性，否则生成的气体逸出，故A正确；
B．E、G、I、J中都发生氧化还原反应，有4个氧化还原反应发生，故B错误；
C．O2氧化H2S生成S，所以装置J中出现浅黄色浑浊，故C正确；
D．J中挥发出H2S，H2S有毒，且为酸性物质，能被K中NaOH吸收，所以装置K的作用是吸收尾气，故D正确；
故选：B。
11．（3分）已知：N2（g）+3F2（g）═2NF3（g） ΔH＝﹣281kJ mol﹣1。相关的键能数据如下表所示，则x的值为（ ）
化学键 N≡N F﹣F N﹣F
键能/kJ mol﹣1 940 x 280
A．340.3 B．138 C．153 D．756
【分析】ΔH＝反应物键能总和﹣生成物键能总和。
【解答】解：N2（g）+3F2（g）═2NF3（g） ΔH＝﹣281kJ mol﹣1＝反应物键能总和﹣生成物键能总和＝E（N≡N）+3E（F﹣F）﹣2×3×E（N﹣F）＝（940+3x﹣2×3×280）kJ/mol，解得x＝153，
故选：C。
12．（3分）一种新型复合光催化剂（C3N4﹣CQDs）可利用太阳光实现水的高效分解，原理如图所示。水的分解、反应Ⅰ及反应Ⅱ的焓变依次为ΔH、ΔH1、ΔH2（以每生成2molH2或1molO2计算）。下列说法错误的是（ ）
A．反应Ⅰ的化学方程式为2H2OH2↑+H2O2
B．若ΔH2＜0，则ΔH＞ΔH1
C．该过程存在非极性键的断裂与形成
D．该过程涉及太阳能、热能及化学能之间的转化
【分析】A．由图可知，反应Ⅰ中水转化为氢气和过氧化氢；
B．反应Ⅱ为过氧化氢分解反应，为放热反应，ΔH2＜0，总反应为吸热反应，ΔH＝ΔH1+ΔH2＞0；
C．过程存在O﹣O断裂以及O﹣O键、H﹣H键的形成；
D．根据题意可知，利用太阳光实现水的高效分解，据此分析。
【解答】解：A．由图可知，反应Ⅰ中水转化为氢气和过氧化氢，化学方程式为2H2OH2↑+H2O2，故A正确；
B．反应Ⅱ为过氧化氢分解反应，为放热反应，ΔH2＜0，总反应为吸热反应，ΔH＝ΔH1+ΔH2＞0，ΔH﹣ΔH1＝ΔH2＜0，则ΔH＜ΔH1，故B错误；
C．过程存在O﹣O断裂以及O﹣O键、H﹣H键的形成，涉及非极性键的断裂与形成，故C正确；
D．根据题意可知，利用太阳光实现水的高效分解，同时反应过程中存在热量的变化，所以该过程涉及太阳能、热能及化学能之间的转化，故D正确；
故选：B。
13．（3分）我国科研人员以二硫化钼（MoS2）作为电极催化剂，研发出一种Zn﹣NO电池系统，实现了合成氨和对外供电，其工作原理如图所示。已知双极膜可将水解离为H+和OH﹣，并实现其定向通过。下列说法正确的是（ ）
A．电子由Zn/ZnO电极流出
B．电池工作时NaOH和Na2SO4溶液浓度均不变
C．Zn/ZnO电极表面发生的反应为Zn﹣2e﹣═Zn2+
D．当电路通过2mole﹣时，整个电池系统增重6.0g
【分析】】由图可知，MoS2电极上NO发生得电子的反应生成NH3，则Zn/ZnO电极为负极，MoS2电极为正极，负极反应式为Zn﹣2e﹣+2OH﹣＝ZnO+H2O，MoS2电极的反应式为NO+5e﹣+5H+＝NH3+H2O，两极区均有水生成，双极膜可将水解离为H+和OH﹣，并实现其定向通过，使溶质的物质的量不变，溶剂水增多，使NaOH和Na2SO4溶液浓度均减小，据此分析解答。
【解答】解：A．原电池工作时，Zn/ZnO电极为负极，MoS2电极为正极，外电路中电子从Zn/ZnO电极流出，故A正确；
B．Zn/ZnO电极的反应式为Zn﹣2e﹣+2OH﹣＝ZnO+H2O，双极膜中OH﹣移向负极，且负极区有水生成，MoS2电极的反应式为NO+5e﹣+5H+＝NH3+H2O，双极膜中H+移向正极，且正极区有水生成，所以NaOH和Na2SO4溶液浓度均变小，故B错误；
C．Zn/ZnO电极为负极，负极上Zn失电子生成ZnO，负极反应式为Zn﹣2e﹣+2OH﹣＝ZnO+H2O，故C错误；
D．正极反应式为NO+5e﹣+5H+＝NH3+H2O，电路通过2mole﹣时，理论上消耗n（NO）＝0.4mol，生成n（NH3）＝0.4mol，整个电池系统质量会增大0.4mol×（30g/mol﹣17g/mol）＝5.2g，故D错误；
故选：A。
14．（3分）利用空气催化氧化法除电石渣浆上层清液中的S2﹣的过程如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．过程Ⅰ中氧化剂与还原剂物质的量之比为1：2
B．过程Ⅱ的离子方程式为4+2S2﹣+9H2O═S2+4Mn（OH）2↓+10OH﹣
C．碱性条件下，氧化性强弱顺序为O2＞＞S3
D．将1molS2﹣完全转化为理论上需要33.6LO2（标准状况下）
【分析】A．过程Ⅰ的反应为2Mn（OH）2+O2+4OH﹣＝2+4H2O，其中O2是氧化剂，Mn（OH）2作还原剂；
B．过程Ⅱ中S2﹣被氧化生成S2，发生还原反应生成Mn（OH）2，结合电子守恒、电荷守恒配平该离子方程式；
C．根据氧化性：氧化剂＞氧化产物分析判断；
D．反应过程中电子守恒有S2～2～8e﹣～2O2，S原子守恒有2S2﹣～S2～2～8e﹣～2O2，则n（O2）＝n（S2﹣）。
【解答】解：A．过程Ⅰ的反应为2Mn（OH）2+O2+4OH﹣＝2+4H2O，其中O2是氧化剂，Mn（OH）2作还原剂，则氧化剂与还原剂物质的量之比为1：2，故A正确；
B．过程Ⅱ中S2﹣被氧化生成S2，被还原生成Mn（OH）2，反应的离子方程式为4+2S2﹣+9H2O═S2+4Mn（OH）2↓+10OH﹣，故B正确；
C．过程Ⅰ的反应为2Mn（OH）2+O2+4OH﹣＝2+4H2O，则氧化性：O2＞；过程Ⅱ的反应为4+2S2﹣+9H2O═S2+4Mn（OH）2↓+10OH﹣，则氧化性：＞S2，所以碱性条件下氧化性强弱顺序为O2＞＞S3，故C正确；
D．反应过程中电子守恒有S2～2～8e﹣～2O2，S原子守恒有2S2﹣～S2～2～8e﹣～2O2，则n（O2）＝n（S2﹣）＝1mol，标准状况下的体积为22.4L，故D错误；
故选：D。
15．（3分）将38.4g Cu与0.22L浓硝酸混合恰好完全反应生成氮的氧化物，这些氧化物恰好与NaOH溶液反应得到NaNO3和NaNO2的混合溶液，反应过程及有关数据如图所示。
下列说法正确的是（ ）
A．反应Ⅰ中硝酸只体现氧化性
B．反应Ⅱ中NO作氧化剂
C．混合气体中N2O4的物质的量为0.2mol
D．浓硝酸的物质的量浓度为10mol L﹣1
【分析】A．反应Ⅰ中硝酸部分被还原为氮的氧化物，部分转化为硝酸盐；
B．反应Ⅱ中NO被氧化为NaNO2；
C．0.9mol氮的氧化物可以转化为钠盐的物质的量为2mol/L×0.5L＝1mol，Δn（N）＝1mol﹣0.9mol＝0.1mol＝n（N2O4）；
D．n（Cu）＝0.6mol，生成0.6mol，则未被还原的硝酸根离子为1.2mol，0.9mol氮的氧化物与NaOH溶液反应，生成NaNO3和NaNO2的物质的量共为1mol，根据原子守恒可知，被还原的N的物质的量为1mol，所以原硝酸溶液中硝酸为（1.2+1）mol＝2.2mol，据此计算浓硝酸的物质的量浓度。
【解答】解：A．反应Ⅰ中硝酸部分被还原为氮的氧化物，部分转化为硝酸盐，硝酸既体现氧化性，又体现酸性，故A错误；
B．反应Ⅱ中NO做还原剂，被氧化为NaNO2，故B错误；
C．根据题意可知，0.9mol氮的氧化物可以转化为钠盐的物质的量为2mol/L×0.5L＝1mol，Δn（N）＝1mol﹣0.9mol，所以混合气体中N2O4的物质的量为0.1mol，故C错误；
D．n（Cu）＝＝0.6mol，生成0.6mol，则未被还原的硝酸根离子为1.2mol，0.9mol氮的氧化物与NaOH溶液反应，生成NaNO3和NaNO2的物质的量共为1mol，根据原子守恒可知，被还原的N的物质的量为1mol，所以原硝酸溶液中硝酸为（1.2+1）mol＝2.2mol，则浓硝酸的物质的量浓度为＝10mol L﹣1，故D正确；
故选：D。
二、非选择题：本题共4题，共55分。
16．（14分）化学反应在发生物质变化的同时伴随有能量变化，是人类获取能量的重要途径。
回答下列问题：
（1）天然气的综合利用是各国科学家研究的重要课题。天然气燃烧过程中的能量变化，符合如图中的 a （填标号）。
（2）液态肼（N2H4）与NO2可作火箭推进剂，二者反应生成N2和水蒸气。已知：
①N2（g）+2O2（g）═2NO2（g）ΔH1＝+66kJ mol﹣1
②N2H4（l）+O2（g）═N2（g）+2H2O（g）ΔH2＝﹣534kJ mol﹣1
N2H4（l）与NO2（g）反应的热化学方程式为 2N2H4（g）+2NO2（g）＝3N2（g）+4H2O（g）ΔH＝﹣1002kJ/mol 。此反应除释放大量热和快速产生大量气体外，还有一个很大的优点是 生成物为氮气和水，不污染空气 。
（3）用过硫酸钠结合紫外线（UV）辐照去除废水中尿素[CO（NH2）2]（其中C为+4价，N为﹣3价），其机理如图1所示，尿素和过硫酸钠溶液发生的离子反应方程式为 CO（NH2）2+7H2O+8S2CO2↑+2+16+18H+ 。
（4）锌锰干电池是最早使用的化学电池，基本构造如图2所示。电路中每通过0.02mole﹣，负极质量减少 13 g，工作时在正极放电产生两种气体，其中一种气体分子是10e﹣的微粒，则正极的电极反应式是 2+2e﹣═2NH3↑+H2↑ 。
（5）燃料电池具有广阔的发展前景。熔融碳酸盐乙醇（C2H5OH）燃料电池如图3所示。电极a上发生的电极反应式为 C2H5OH+6﹣12e﹣═8CO2↑+3H2O 。
【分析】（1）甲烷在空气中完全燃烧生成二氧化碳和水，放出热量；
（2）①N2（g）+2O2（g）＝2NO2（g）ΔH1＝+66kJ/mol，②N2H4（l）+O2（g）＝N2（g）+2H2O（g）ΔH2＝﹣534kJ/mol，依据盖斯定律计算②×2+①得到：2N2H4（g）+2NO2（g）＝3N2（g）+4H2O（g）；
（3）由图可知，尿素和过硫酸钠溶液反应生成CO2、、；
（4）负极反应为Zn﹣2e﹣═Zn2+；正极反应为2+2e﹣═2NH3↑+H2↑，以此来解答；
（5）电极a为负极，乙醇失电子生成二氧化碳和水。
【解答】解：（1）天然气的主要成分是甲烷，甲烷在空气中完全燃烧为放热反应，反应物能量和大于生成物能量和，a符合，
故答案为：a；
（2）①N2（g）+2O2（g）＝2NO2（g）ΔH1＝+66kJ/mol，②N2H4（l）+O2（g）＝N2（g）+2H2O（g）ΔH2＝﹣534kJ/mol，依据盖斯定律计算②×2+①得到：2N2H4（g）+2NO2（g）＝3N2（g）+4H2O（g）ΔH＝﹣1002kJ/mol；该反应除释放大量热和快速产生大量气体外，生成物为氮气和水，不污染空气，
故答案为：2N2H4（g）+2NO2（g）＝3N2（g）+4H2O（g）ΔH＝﹣1002kJ/mol；生成物为氮气和水，不污染空气；
（3）由图可知，尿素和过硫酸钠溶液在紫外线（UV）辐照作用下反应生成CO2、、，发生的离子反应方程式为CO（NH2）2+7H2O+8S2CO2↑+2+16+18H+，
故答案为：CO（NH2）2+7H2O+8S2CO2↑+2+16+18H+；
（4）锌锰干电池的负极上Zn失去电子，负极反应为Zn﹣2e﹣═Zn2+，负极消耗1mol时转移2mol电子，每通过0.4mole﹣，负极质量减少0.2mol×65g/mol＝13g，由离子在正极放电产生2种气体，其中一种气体分子是含10e﹣的微粒为氨气，另一种为氢气，正极反应为2+2e﹣═2NH3↑+H2↑，
故答案为：13；2+2e﹣═2NH3↑+H2↑；
（5）由图可知电极a为负极，乙醇失电子生成二氧化碳和水，电极a上发生的电极反应式为C2H5OH+6﹣12e﹣═8CO2↑+3H2O，
故答案为：C2H5OH+6﹣12e﹣═8CO2↑+3H2O。
17．（14分）某化学小组利用HNO3氧化FeSO4时，发现溶液变深棕色。作出以下猜想：
猜想Ⅰ：生成的NO与Fe2+或Fe3+反应，使溶液变为深棕色；
猜想Ⅱ：生成的NO2与Fe2+或Fe3+反应，使溶液变为深棕色。
设计如图装置验证猜想。
回答下列问题：
（1）盛装浓硝酸的仪器名称是 分液漏斗 。
（2）实验室保存浓硝酸的方法是 放在棕色瓶中低温密封保存 。
（3）实验开始前应先检查装置气密性，然后通N2的目的是 排出装置中的空气，防止O2干扰实验 。
（4）为验证猜想Ⅰ，A同学关闭活塞 a ，打开活塞 b 及分液分液漏斗活塞，观察到 丙中溶液变为深棕色，丁中溶液颜色无变化 （填实验现象），证明是NO与Fe2+反应。
（5）为验证猜想Ⅱ，B同学关闭活塞a，b，打开活塞c及分液分液漏斗活塞，出现与A同学相同的实验现象，B认为深棕色是NO2与Fe2+反应产生的，但A认为B的结论不严谨，理由是 甲中浓硝酸达到一定程度后变为稀硝酸，稀硝酸和Cu反应生成NO 。
（6）该实验装置存在的不足是 没有尾气处理装置 。
【分析】打开活塞a、b通入氮气，氮气将装置中的空气排尽；浓硝酸和Cu反应生成NO2，NO2和H2O反应生成HNO3和NO；
（1）盛装浓硝酸的仪器名称是分液漏斗；
（2）浓硝酸易挥发，见光易分解生成NO2、O2、H2O；
（3）O2具有氧化性，能氧化亚铁离子；
（4）为验证猜想Ⅰ，A同学关闭活塞a，打开活塞b及分液分液漏斗活塞，通过观察丙、丁中溶液颜色变化判断NO与亚铁离子反应；
（5）稀硝酸和Cu反应生成NO；
（6）NO、NO2都是有毒气体，污染空气。
【解答】解：（1）盛装浓硝酸的仪器名称是分液漏斗，
故答案为：分液漏斗；
（2）浓硝酸易挥发，见光易分解生成NO2、O2、H2O，所以实验室保存浓硝酸的方法是放在棕色瓶中低温密封保存，
故答案为：放在棕色瓶中低温密封保存；
（3）实验开始前应通N2的目的是排出装置中的空气，防止O2干扰实验，
故答案为：排出装置中的空气，防止O2干扰实验；
（4）为验证猜想Ⅰ，A同学关闭活塞a，打开活塞b及分液分液漏斗活塞，观察到丙中溶液变为深棕色，丁中溶液颜色无变化，证明是NO与Fe2+反应，
故答案为：a；b；丙中溶液变为深棕色，丁中溶液颜色无变化；
（5）为验证猜想Ⅱ，B同学关闭活塞a，b，打开活塞c及分液分液漏斗活塞，出现与A同学相同的实验现象，B认为深棕色是NO2与Fe2+反应产生的，但A认为B的结论不严谨，甲中浓硝酸达到一定程度后变为稀硝酸，稀硝酸和Cu反应生成NO，
故答案为：甲中浓硝酸达到一定程度后变为稀硝酸，稀硝酸和Cu反应生成NO；
（6）NO、NO2都是有毒气体，污染空气，所以该装置的不足之处是没有尾气处理装置，
故答案为：没有尾气处理装置。
18．（13分）某废催化剂含SiO2、ZnO、ZnS和CuS，从废催化剂中回收锌和铜的流程如图所示。
回答下列问题：
（1）步骤①产生的气体的电子式为 ，实验室常用FeS与稀硫酸制备该气体，其化学方程式为 FeS+H2SO4＝H2S↑+FeSO4 。
（2）滤渣2的主要成分是S和 SiO2 （填化学式）。
（3）步骤③中加入H2O2溶液的目的是 CuS+H2O2+2H+═Cu2++S↓+2H2O （用离子方程式表示），加热温度不宜过高的原因是 温度过高会导致H2O2分解， 。
（4）步骤②和④的“一系列操作”包括 蒸发浓缩 、 冷却结晶 、过滤、洗涤、低温干燥。洗涤晶体时用乙醇代替蒸馏水的目的是 减少晶体的溶解损失 ，并缩短干燥所需时间。
【分析】废催化剂主要成分有SiO2、ZnO、ZnS和CuS，加入稀硫酸与ZnO、ZnS发生反应生成ZnSO4、H2S和水，反应后进行过滤，滤液中含有硫酸锌，浓缩结晶得到硫酸锌晶体，滤渣1中含有SiO2和CuS，在酸性条件下与双氧水发生氧化还原反应，滤渣2为S、SiO2，滤液中含有硫酸铜，浓缩结晶后得到胆矾，以此解答该题。
【解答】解：（1）步骤①产生的气体为H2S，硫化氢为共价化合物，电子式为：，实验室常用FeS与稀硫酸制备该气体，反应的化学方程式为：FeS+H2SO4＝H2S↑+FeSO4，
故答案为：；FeS+H2SO4＝H2S↑+FeSO4；
（2）滤渣2的主要成分是S和SiO2，
故答案为：SiO2；
（3）步骤③中加入H2O2溶液的目的是溶解CuS，反应的离子方程式：CuS+H2O2+2H+═Cu2++S↓+2H2O，加热可提高反应速率，但温度过高会导致H2O2分解，加热温度不宜过高的原因是：温度过高会导致H2O2分解，
故答案为：CuS+H2O2+2H+═Cu2++S↓+2H2O；温度过高会导致H2O2分解；
（4）步骤②和④的“一系列操作”包括：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、低温干燥，硫酸锌、硫酸铜晶体在乙醇中溶解度较小且乙醇易挥发，故洗涤晶体时用乙醇代替蒸馏水的目的是：减少晶体的溶解损失，并缩短干燥所需时间，
故答案为：蒸发浓缩；冷却结晶；减少晶体的溶解损失。
19．（14分）氮及其化合物既是重要的化工产品，又是重要的化工原料，它们在反应中常涉及能量变化。如图为合成氨以及氨氧化制硝酸的流程示意图。
回答下列问题：
（1）液氨可作制冷剂的原因是 液氨汽化时吸收大量热，使环境温度降低 。
（2）氧化炉中NH3被氧化的化学方程式为 4NH3+5O24NO+6H2O 。
（3）向吸收塔中通入A的作用是 使NO2和NO全部转化为HNO3 。
（4）汽车发动机工作时会引发N2和O2反应，生成的NOx等造成大气污染，其中生成NO的能量变化如图所示，则N2（g）+O2（g）═2NO（g）的ΔH＝ +180kJ/mol 。
N2（g）和O2（g）反应生成NO（g）过程中的能量变化
（5）NH3催化还原氮氧化物技术是目前应用最广泛的氮氧化物脱除技术，可用于上述硝酸生产的尾气处理，反应原理如图所示。
若反应的NO和NO2物质的量之比为1：1，则总反应的化学方程式为 NO+NO2+2NH32N2+3H2O 。
（6）利用NO2与NH3反应构成如图所示的电池，也可用于上述硝酸生产的尾气处理。
①B的电极反应式为 2NO2+8e﹣+4H2O＝N2+8OH﹣ 。
②当有4.8molOH﹣通过阴离子交换膜时，理论上生成N2的物质的量为 1.4mol 。
【分析】（1）液氨汽化时吸收大量热，使环境温度降低，可做制冷剂；
（2）氧化炉中氨的催化氧化，产物是一氧化氮和水，据此来书写反应方程式；
（3）吸收塔中通入空气的作用是使NO2和NO全部转化为HNO3；
（4）根据能量变化图计算反应热，反应热＝反应物的键能和﹣生成物的键能和；
（5）NH3催化还原氮氧化物生成氮气和水；
（6）利用NO2与NH3反应构成如图所示的电池，NH3中氮元素由﹣3价升高为0价，失电子发生氧化反应，由图可知，电极A为负极，电极反应式为2NH3﹣6e﹣+6OH﹣＝N2+6H2O，电极B为正极，电极反应式为2NO2+8e﹣+4H2O＝N2+8OH﹣，总反应为6NO2+8NH3＝7N2+12H2O。
【解答】解：（1）液氨汽化时吸收大量热，使环境温度降低，可做制冷剂，
故答案为：液氨汽化时吸收大量热，使环境温度降低；
（2）氧化炉中发生的反应是氨的催化氧化反应，原理方程式为：4NH3+5O24NO+6H2O，
故答案为：4NH3+5O24NO+6H2O；
（3）氧化炉中出来的气体，再进入吸收塔，吸收塔中通入空气发生反应2NO+O2＝2NO2；4NO+3O2+2H2O＝4HNO3；4NO2+O2+2H2O＝4HNO3，所以通入空气作用为使NO2和NO全部转化为HNO3，
故答案为：使NO2和NO全部转化为HNO3；
（4）该反应中的反应热＝反应物的键能和﹣生成物的键能和＝（946+498）kJ/mol﹣2×632kJ/mol＝+180kJ/mol，所以N2和O2反应生成NO的热化学反应方程式为N2（g）+O2（g）＝2NO（g）ΔH＝+180kJ mol﹣1；
故答案为：+180kJ/mol；
（5）NH3催化还原氮氧化物生成氮气和水，参与反应的NO和NO2物质的量之比为1：1，则总反应的化学方程式为NO+NO2+2NH32N2+3H2O，
故答案为：NO+NO2+2NH32N2+3H2O；
（6）①电极B为正极，电极反应式为2NO2+8e﹣+4H2O＝N2+8OH﹣，
故答案为：2NO2+8e﹣+4H2O＝N2+8OH﹣；
②当有4.8molOH﹣通过阴离子交换膜时，电路中转移的电子为4.8mol，负极反应式为2NH3﹣6e﹣+6OH﹣＝N2+6H2O，转移4.8mol电子生成＝0.8molN2，正极反应式为2NO2+8e﹣+4H2O＝N2+8OH﹣，转移4.8mol电子生成＝0.6molN2，故理论上生成N2的物质的量为0.8mol+0.6mol＝1.4mol，
故答案为：1.4mol。2023-2024学年湖北省武汉市六校联考高一（下）期中化学试卷
一、选择题：本题共15小题，每小题3分，共45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．（3分）热量的释放或吸收是化学反应中能量变化的常见形式。下列化学变化为吸热反应的是（ ）
A．燃料燃烧 B．酸碱中和
C．煅烧石灰石 D．工业合成氨
2．（3分）化学是一门以实验为基础的学科。利用下列装置和试剂进行实验，能达到实验目的的是（ ）
A.验证SO2的漂白性 B.测定中和反应的反应热 C.实验室制氨气 D.比较Cl、C、Si的非金属性
A．A B．B C．C D．D
3．（3分）根据2Ag+（aq）+Cu（s）═Cu2+（aq）+2Ag（s）设计如图所示的原电池，下列说法错误的是（ ）
A．电极X的材料是Cu
B．Y为AgNO3溶液
C．每生成1molAg，电路中转移1mole﹣
D．盐桥中可装有含KCl饱和溶液的琼脂
4．（3分）化学与生产、生活密切相关。下列现象或事实、解释或原因错误的是（ ）
选项 现象或事实 解释或原因
A. 碳酸钡可用作“钡餐” 碳酸钡难溶于水
B. 氮化硅用作高温结构陶瓷 氮化硅具有熔点高，硬度大和性质稳定等特点
C. 二氧化硫可用作食品添加剂 二氧化硫可以起到杀菌、抗氧化等作用
D. 常在食品包装袋中放入还原铁粉 防止食品氧化变质
A．A B．B C．C D．D
5．（3分）高纯硅可采用以下方法制备。
下列说法正确的是（ ）
A．石英砂是制陶瓷和水泥的主要原料之一
B．过程①的化学方程式为SiO2+CSi+CO2↑
C．通过SiO2SiCl4Si，实现粗硅的制备
D．过程④的化学方程式为SiHCl3+H2Si+3HCl
6．（3分）下列依据热化学方程式得出的结论正确的是（ ）
选项 热化学方程式 结论
A. P4（s，白磷）═4P（s，黑磷）ΔH＝﹣157.2kJ mol﹣1 黑磷更稳定
B. CaO（s）+H2O（l）═Ca（OH）2（aq）ΔH＜0 反应放热可设计成原电池
C. H+（aq）+OH﹣（aq）═H2O（l）ΔH＝﹣57.3kJ mol﹣1 稀硫酸与氢氧化钠固体反应生成1mol水时放出57.3kJ热量
D. C（s）+（g）═CO（g）ΔH＝﹣110.5kJ mol﹣1 碳的燃烧热为110.5kJ mol﹣1
A．A B．B C．C D．D
7．（3分）下列各组离子在给定条件下能大量共存的是（ ）
A．饱和氯水中：Mg2+、Fe2+、、
B．使酚酞变红的溶液中：Na+、、S2﹣、
C．氯化铁溶液中：Na+、、SCN﹣、S2﹣
D．使石蕊变红的溶液中：Na+、、I﹣、Cl﹣
8．（3分）在如图所示的物质转化关系中，X是常见的气态氢化物，Y是能使带火星的木条复燃的气体，T的相对分子质量比R的大17（反应条件和部分生成物未列出）。下列说法正确的是（ ）
A．R是酸性氧化物
B．X与T可反应生成盐
C．采用排空气法收集Z
D．试管中全部充满气体X，倒置于盛满水的水槽中，形成溶液的浓度为mol L﹣1（假设试管内溶液不扩散
9．（3分）“宏观辨识与微观探析”是化学学科核心素养之一。下列离子方程式的书写正确的是（ ）
A．用Ca（ClO）2溶液吸收SO2：Ca2++2ClO﹣+SO2+H2O═2HClO+CaSO3↓
B．将磁性氧化铁溶于硝酸：Fe3O4+8H+═2Fe3++Fe2++4H2O
C．用醋酸和淀粉﹣KI溶液检验：+5I﹣+6H+═3I2+3H2O
D．用NaOH溶液检验：+OH﹣NH3↑+H2O
10．（3分）“化学多米诺实验”即只需控制第一个反应，利用反应中气体产生的压力和虹吸作用原理使若干化学实验依次发生。如图是一个“化学多米诺实验”。
已知：①Cu2++4NH3 H2O═4H2O+[Cu（NH3）4]2+（该反应产物可作为H2O2分解的催化剂）
②F和L中的硫酸溶液浓度相同
下列有关分析错误的是（ ）
A．进行实验前必须检查装置气密性
B．整套装置共发生3个氧化还原反应
C．装置J中出现浅黄色浑浊
D．装置K的作用是吸收尾气
11．（3分）已知：N2（g）+3F2（g）═2NF3（g） ΔH＝﹣281kJ mol﹣1。相关的键能数据如下表所示，则x的值为（ ）
化学键 N≡N F﹣F N﹣F
键能/kJ mol﹣1 940 x 280
A．340.3 B．138 C．153 D．756
12．（3分）一种新型复合光催化剂（C3N4﹣CQDs）可利用太阳光实现水的高效分解，原理如图所示。水的分解、反应Ⅰ及反应Ⅱ的焓变依次为ΔH、ΔH1、ΔH2（以每生成2molH2或1molO2计算）。下列说法错误的是（ ）
A．反应Ⅰ的化学方程式为2H2OH2↑+H2O2
B．若ΔH2＜0，则ΔH＞ΔH1
C．该过程存在非极性键的断裂与形成
D．该过程涉及太阳能、热能及化学能之间的转化
13．（3分）我国科研人员以二硫化钼（MoS2）作为电极催化剂，研发出一种Zn﹣NO电池系统，实现了合成氨和对外供电，其工作原理如图所示。已知双极膜可将水解离为H+和OH﹣，并实现其定向通过。下列说法正确的是（ ）
A．电子由Zn/ZnO电极流出
B．电池工作时NaOH和Na2SO4溶液浓度均不变
C．Zn/ZnO电极表面发生的反应为Zn﹣2e﹣═Zn2+
D．当电路通过2mole﹣时，整个电池系统增重6.0g
14．（3分）利用空气催化氧化法除电石渣浆上层清液中的S2﹣的过程如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．过程Ⅰ中氧化剂与还原剂物质的量之比为1：2
B．过程Ⅱ的离子方程式为4+2S2﹣+9H2O═S2+4Mn（OH）2↓+10OH﹣
C．碱性条件下，氧化性强弱顺序为O2＞＞S3
D．将1molS2﹣完全转化为理论上需要33.6LO2（标准状况下）
15．（3分）将38.4g Cu与0.22L浓硝酸混合恰好完全反应生成氮的氧化物，这些氧化物恰好与NaOH溶液反应得到NaNO3和NaNO2的混合溶液，反应过程及有关数据如图所示。
下列说法正确的是（ ）
A．反应Ⅰ中硝酸只体现氧化性
B．反应Ⅱ中NO作氧化剂
C．混合气体中N2O4的物质的量为0.2mol
D．浓硝酸的物质的量浓度为10mol L﹣1
二、非选择题：本题共4题，共55分。
16．（14分）化学反应在发生物质变化的同时伴随有能量变化，是人类获取能量的重要途径。
回答下列问题：
（1）天然气的综合利用是各国科学家研究的重要课题。天然气燃烧过程中的能量变化，符合如图中的 （填标号）。
（2）液态肼（N2H4）与NO2可作火箭推进剂，二者反应生成N2和水蒸气。已知：
①N2（g）+2O2（g）═2NO2（g）ΔH1＝+66kJ mol﹣1
②N2H4（l）+O2（g）═N2（g）+2H2O（g）ΔH2＝﹣534kJ mol﹣1
N2H4（l）与NO2（g）反应的热化学方程式为 。此反应除释放大量热和快速产生大量气体外，还有一个很大的优点是 。
（3）用过硫酸钠结合紫外线（UV）辐照去除废水中尿素[CO（NH2）2]（其中C为+4价，N为﹣3价），其机理如图1所示，尿素和过硫酸钠溶液发生的离子反应方程式为 。
（4）锌锰干电池是最早使用的化学电池，基本构造如图2所示。电路中每通过0.02mole﹣，负极质量减少 g，工作时在正极放电产生两种气体，其中一种气体分子是10e﹣的微粒，则正极的电极反应式是 。
（5）燃料电池具有广阔的发展前景。熔融碳酸盐乙醇（C2H5OH）燃料电池如图3所示。电极a上发生的电极反应式为 。
17．（14分）某化学小组利用HNO3氧化FeSO4时，发现溶液变深棕色。作出以下猜想：
猜想Ⅰ：生成的NO与Fe2+或Fe3+反应，使溶液变为深棕色；
猜想Ⅱ：生成的NO2与Fe2+或Fe3+反应，使溶液变为深棕色。
设计如图装置验证猜想。
回答下列问题：
（1）盛装浓硝酸的仪器名称是 。
（2）实验室保存浓硝酸的方法是 。
（3）实验开始前应先检查装置气密性，然后通N2的目的是 。
（4）为验证猜想Ⅰ，A同学关闭活塞 ，打开活塞 及分液分液漏斗活塞，观察到 （填实验现象），证明是NO与Fe2+反应。
（5）为验证猜想Ⅱ，B同学关闭活塞a，b，打开活塞c及分液分液漏斗活塞，出现与A同学相同的实验现象，B认为深棕色是NO2与Fe2+反应产生的，但A认为B的结论不严谨，理由是 。
（6）该实验装置存在的不足是 。
18．（13分）某废催化剂含SiO2、ZnO、ZnS和CuS，从废催化剂中回收锌和铜的流程如图所示。
回答下列问题：
（1）步骤①产生的气体的电子式为 ，实验室常用FeS与稀硫酸制备该气体，其化学方程式为 。
（2）滤渣2的主要成分是S和 （填化学式）。
（3）步骤③中加入H2O2溶液的目的是 （用离子方程式表示），加热温度不宜过高的原因是 。
（4）步骤②和④的“一系列操作”包括 、 、过滤、洗涤、低温干燥。洗涤晶体时用乙醇代替蒸馏水的目的是 ，并缩短干燥所需时间。
19．（14分）氮及其化合物既是重要的化工产品，又是重要的化工原料，它们在反应中常涉及能量变化。如图为合成氨以及氨氧化制硝酸的流程示意图。
回答下列问题：
（1）液氨可作制冷剂的原因是 。
（2）氧化炉中NH3被氧化的化学方程式为 。
（3）向吸收塔中通入A的作用是 。
（4）汽车发动机工作时会引发N2和O2反应，生成的NOx等造成大气污染，其中生成NO的能量变化如图所示，则N2（g）+O2（g）═2NO（g）的ΔH＝ 。
N2（g）和O2（g）反应生成NO（g）过程中的能量变化
（5）NH3催化还原氮氧化物技术是目前应用最广泛的氮氧化物脱除技术，可用于上述硝酸生产的尾气处理，反应原理如图所示。
若反应的NO和NO2物质的量之比为1：1，则总反应的化学方程式为 。
（6）利用NO2与NH3反应构成如图所示的电池，也可用于上述硝酸生产的尾气处理。
①B的电极反应式为 。
②当有4.8molOH﹣通过阴离子交换膜时，理论上生成N2的物质的量为 。
