2021-2022学年山西省运城市高三（上）期末化学试卷（含答案解析）

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2021-2022学年山西省运城市高三（上）期末化学试卷

化学与社会、科学、技术、生活等密切相关，下列说法正确的是( )

A. “凡引水种盐，待夏秋之交，南风大起，则一宵结成”该过程属于蒸发结晶
B. 制作“嫦娥”太空飞行器使用的碳纤维复合材料是一种新型有机高分子材料
C. “青蒿一握，以水二升渍，绞取汁”，屠呦呦对青蒿素的提取属于化学变化
D. “一带一路”是“丝绸之路经济带”和“21世纪海上丝绸之路”的简称。丝绸的主要成分是天然纤维素，属于高分子化合物

下列反应的离子方程式正确的是( )

A. 向碳酸氢铵溶液中加入足量石灰水：
B. 向稀硝酸中滴加溶液：
C. 用亚硫酸钠溶液吸收少量氯气：
D. KClO碱性溶液与反应生成：

M、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，Y的简单氢化物常用作制冷剂，Z的最高正价与最低负价绝对值之差为4，它们组成的一种分子结构如图。下列说法正确的是( )

A. 原子半径：
B. M、Y、Z三种元素可组成离子化合物
C. 简单气态氢化物的稳定性：
D. X、Y、Z的最高价氧化物对应的水化物均为强酸

有机物X、Y、Z在一定条件下可实现如图转化，下列说法正确的是( )

A. Y的分子式为
B. Y和Z可以用金属钠来鉴别
C. 化合物Z环上的一氯代物共有3种不考虑立体异构
D. X、Y、Z分子中所有碳原子均处于同一平面

已知：。、和的作用是活化催化剂按照一定体积比在催化剂表面合成甲醇反应的部分历程如下图所示吸附在催化剂表面的物种用*标注，TS代表过渡态。下列说法正确的是( )

A. 该反应的
B. 在催化剂表面上更容易被吸附的是
C. 该历程中正反应最大的活化能为
D. 决定反应速率步骤慢反应的化学方程式为：

有人设想利用电化学原理制备少量硫酸和绿色硝化剂，所用装置如图所示，下列说法正确的是( )

A. 图中的甲池为电解池，乙池为原电池
B. 在c极上产生，c极的电极反应为
C. a极发生的电极反应为
D. 每转移2mol电子，生成和

常温下，已知弱酸溶液中含R物种的浓度之和为，溶液中所有含R物种的的关系如图所示，下列说法错误的是( )
已知：
①pOH表示浓度的负对数。
②a、b、c三点的坐标，、、。

A. 为二元弱酸
B. 曲线③表示随pOH的变化
C. 的溶液中：
D. 反应⇌的平衡常数

以、NaOH、尿素和为原料可制备水合肼和无水，其主要实验流程如图：

已知：
①是放热反应。
②沸点约，具有强还原性，能与NaClO剧烈反应生成。
步骤I制备NaClO溶液时，若温度超过，与NaOH溶液反应生成和NaCl，其离子方程式为 ______；实验中控制温度除用冰水浴外，还缓慢通入，其理由是 ______。
步骤II合成的装置如图a所示。合成发生反应的离子方程式为 ______；使用冷凝管的目的是______。

步骤IV用步骤III得到的副产品制备无水水溶搅拌器液中，，随pH的分布如图b所示，的溶解度曲线如图c所示。

①边搅拌边向溶液中通入制备溶液。实验中确定何时停止通的实验方案为 ______。
②请补充完整由溶液制备无水的实验方案：边搅拌边向溶液中滴加NaOH溶液，测量溶液pH，pH约为 ______时，停止滴加NaOH溶液，加热浓缩溶液至有大量晶体析出，在高于 ______条件下趁热过滤，用少量无水乙醇洗涤，干燥，密封包装。
甲醇有广泛的用途和广阔的应用前景，工业上利用生产甲醇，再利用甲醇生产丙烯。回答下列问题：

工业上在催化下利用发生如下反应I生产甲醇，同时伴有反应II发生。
I.⇌
⇌
①已知：298K时，相关物质的相对能量如图1，反应I的为 ______。
②不同条件下，按照投料，的平衡转化率如图2所示。压强、、由大到小的顺序是 ______压强为时，温度高于之后，随着温度升高平衡转化率增大的原因是______。
③在温度T时，在容积不变的密闭容器中，充入和，起始压强为pkPa，达平衡时生成，测得压强为。若反应速率用单位时间内分压变化表示，则内的反应速率为______。则反应II的平衡常数______。
甲醇催化制取丙烯的过程中发生如下反应：
I.⇌
⇌
反应I的Arrhenius经验公式的实验数据如图3中曲线a所示，已知Arrhenius经验公式为为活化能，k为速率常数，R和C为常数。则该反应的活化能______。
硫化氢、二氧化硫是有害气体，可用多种方法进行脱除。
实验室制取乙炔时，用硫酸铜溶液除去乙炔气体中混有的气体，发生反应：，计算时，该反应的平衡常数为 ______。已知时，的，
某科研小组将微电池技术用于去除天然气中的，装置如图，主要反应：难溶于水，室温时，的条件下，研究反应时间对的去除率的影响。

①装置中微电池负极的电极反应式为 ______。
②一段时间后，单位时间内的去除率降低，可能的原因是 ______。
溶液脱除空气中并再生的原理如图甲所示。

将一定体积含的空气匀速通入溶液中，反应相同时间，初始浓度及其pH与脱除率的关系如图乙所示。当，脱除率下降的原因是 ______。
在恒容密闭容器中，用还原生成S的反应分两步完成如图所示，该过程中部分物质的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示：

依据如图描述还原生成S的两步反应为：______用化学方程式表示。
2019年诺贝尔化学奖授予在开发锂离子电池方面做出卓越贡献的三位化学家。锂离子电池的广泛应用使锂的需求量大增，自然界中主要的锂矿物为锂辉石、锂云母、透锂长石和磷锂铝石等。
为鉴定某矿石中是否含有锂元素，可以采用焰色反应来进行鉴定，当观察到火焰呈______，可以认为存在锂元素。
A.紫红色绿色黄色紫色需透过蓝色钴玻璃
ii锂离子电池的广泛应用同样也要求处理电池废料以节约资源、保护环境。采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片由Al箔、活性材料、少量不溶于酸碱的导电剂组成中的资源，部分流程如图：

查阅资料，部分物质的溶解度，单位g，如表所示：


20		126
80	-	-

将回收的废旧锂离子电池进行预放电、拆分破碎、热处理等预处理，筛分后获得正极片。下列分析你认为合理的是______。
A.废旧锂离子电池在处理之前需要进行彻底放电，否则在后续处理中，残余的能量会集中释放，可能会造成安全隐患。
B.预放电时电池中的锂离子移向负极，不利于提高正极片中锂元素的回收率。
C.热处理过程可以除去废旧锂离子电池中的难溶有机物、碳粉等。
工业上为了最终获得一种常用金属，向碱溶一步所得滤液中加入一定量硫酸，请写出此时硫酸参与反应的所有离子方程式 ______：
有人提出在酸浸时，用代替效果会更好。请写出用双氧水代替硝酸时主要反应的化学方程式______
若滤液②中加入等体积的后，沉淀中的Li元素占原Li元素总量的，计算滤液③中______。
综合考虑，最后流程中对-滤渣③Ⅱ洗涤时，常选用下列______填字母洗涤。
A.热水冷水酒精
原因是______
工业上将回收的和滤渣②中粉碎与足量炭黑混合高温灼烧再生制备，实现了物质的循环利用，更好的节省了资源，保护了环境。请写出反应的化学方程式：______。

答案和解析

1.【答案】A

【解析】解：依据“南风大起，则一宵结成”可知，该过程通过蒸发水分得到固体，为蒸发结晶的操作，故A正确；
B.碳纤维属于无机物，不是有机高分子材料，故B错误；
C.屠呦呦对青蒿素的提取利用的是萃取原理，过程中没有新物质生成，属于物理变化，故C错误；
D.丝绸的主要成分是蛋白质，属于高分子化合物，故D错误；
故选：A。
A.依据“南风大起，则一宵结成”判断；
B.碳纤维属于无机物；
C.有新物质生成的变化为化学变化；
D.丝绸的主要成分是蛋白质。
本题考查了化学与生活有关知识，熟悉相关物质的组成和性质是解题关键，题目难度中等，注意对相关知识的积累。

2.【答案】C

【解析】解：向碳酸氢铵溶液中加入足量石灰水，铵根离子和碳酸氢根离子都参与反应，正确的离子方程式为：，故A错误；
B.在稀硝酸中滴加溶液的离子方程式为：，故B错误；
C.溶液吸收少量，首先两者发生氧化还原反应生成HCl和，而生成的少量HCl能和过量的反应生成，故离子方程式为，故C正确
D.碱性溶液中，KClO氧化，离子方程式为：¯，故D错误，
故选：C。
A.氢氧化钙足量，铵根离子也参与反应；
B.稀硝酸能够氧化硫代硫酸根离子；
C.溶液吸收少量，首先两者发生氧化还原反应生成HCl和，而生成的少量HCl能和过量的反应生成；
D.KClO碱性溶液与发生氧化还原反应，铁被氧化成价，氯被还原成价，环境是碱性的，不能生成氢离子。
本题考查了离子方程式的正误判断，为高考的高频题，题目难度不大，注意明确离子方程式正误判断常用方法：检查反应物、生成物是否正确，检查各物质拆分是否正确，如难溶物、弱电解质等需要保留化学式，检查是否符合原化学方程式等。

3.【答案】B

【解析】解：根据分析可知，M为H，X为C，Y为N，Z为S元素，
A.主族元素同周期从左向右原子半径逐渐减小，H原子的原子半径最小，则原子半径：，故A错误；
B.H、N、S三种元素可组成离子化合物硫化铵，故B正确；
C.非金属性越强，简单氢化物的稳定性越强，非金属性，则简单气态氢化物的稳定性：，故C错误；
D.X、Y、Z的最高价氧化物对应的水化物分别为碳酸、硝酸、硫酸，硝酸和硫酸为强酸，但碳酸为弱酸，故D错误；
故选：B。
M、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，Y的简单氢化物常用作制冷剂，该氢化物为氨气，则Y为N；Z的最高正价与最低负价绝对值之差为4，Z位于族，由于O元素没有价，则Z为S元素；结合图示可知，M形成1个共价键，X形成4个共价键，二者的原子序数均小于N，则M为H，X为C元素，以此分析解答。
本题考查原子结构与元素周期律，结合原子序数、元素化合价、物质结构与性质来推断元素为解答关键，侧重分析与应用能力的考查，注意规律性知识的应用，题目难度不大。

4.【答案】B

【解析】解：由结构可知，Y分子含有7个碳原子、10个氢原子、1个氧原子，其分子式为，故A错误；
B.Y含有碳碳双键、醛基，不能与钠反应，Z含有羟基，能与钠反应生成氢气，可以用金属钠来鉴别二者，故B正确；
C.化合物Z的环上有4种化学环境不同的氢原子，化合物Z环上的一氯代物共有4种，与基团存在同、邻、间、对位置关系，故C错误；
D.X中单键可以旋转，2个双键平面不一定重合，X中碳原子不一定共面，而Y、Z中均存在结构，具有四面体结构，该结构中4个碳原子一定不共面，故Y、Z中所有碳原子不可能共平面，故D错误；
故选：B。
A.交点为碳原子，根据碳的四价结构确定氢原子数目；
B.Z含有羟基，能与钠反应，而Y不能与钠反应；
C.化合物Z的环上有4种化学环境不同的氢原子；
D.X中单键可以旋转，Y、Z中均存在，具有四面体结构。
本题考查有机物的结构与性质，熟练掌握官能团的结构、性质与转化，根据的甲烷的四面体、乙烯与苯的平面形、乙炔直线形理解共面与共线问题，题目侧重考查学生分析推理能力、知识迁移运用能力。

5.【答案】D

【解析】解：该图只显示部分历程，无法计算反应的焓变，故A错误；
B.能量更低，则在催化剂表面上更容易被吸附的是水，故B错误；
C.由图可知，该历程中正反应最大的活化能的步骤是、和生成和，则正反应最大活化能，故C错误；
D.由图可知，该历程中正反应最大的活化能的步骤是、和生成和，则化学方程式为：，故D正确；
故选：D。
A.该图只显示部分历程；
B.比较和的相对能量大小，能量低在催化剂表面上更容易被吸附；
C.由图可知，该历程中正反应最大的活化能的步骤是、和生成和；
D.决定反应速率的步骤即为活化能最大的步骤。
本题考查化学反应中能量的变化，侧重考查学生识图能力和分析能力，着重于对概念的理解，注意反应能量的变化与反应物、生成物能量之间的关系，能根据图中信息，分析能量变化，此题难度中等。

6.【答案】C

【解析】解：通过以上分析知，甲装置为原电池，乙装置为电解池，故A错误；
B.c是阳极，d是阴极，阳极上放电生成，电极反应为，故B错误；
C.a电极上失电子和水反应生成硫酸，电极反应式为，故C正确；
D.电池的负极反应式为：，c电极反应式为，转移2mol电子时生成1mol硫酸、，故D错误；
故选：C。
A.甲装置能自发的进行氧化还原反应且没有外接电源，所以原电池，则乙装置属于电解池；
B.c是阳极，d是阴极，阳极上放电生成；
C.a电极上失电子和水反应生成硫酸；
D.电池的负极反应式为：，根据方程式计算，注意硫酸的浓度不变。
本题考查了原电池和电解池原理，为高考常见题型和高频考点，题目难度中等，先根据是否自发进行判断原电池和电解池，再结合各个电极上发生的电极反应分析解答，难点是电极反应式的书写，试题侧重于考查学的分析能力和计算能力。

7.【答案】D

【解析】解：图象中含R物质只有3种，说明为二元弱酸，故A正确；
B.随着逐渐增大，pOH减小，根据、，知逐渐减小，先增大后减小，逐渐增大，，则逐渐增大，先减小后增大，逐渐减小，故曲线③表示，曲线②表示，曲线①表示，故B正确；
C.即，由图可知，此时，，即，而，故，故C正确；
D.根据a点知，时，，，，则的，根据c点知，，，，，则的，由⇌减去⇌，可得⇌，则平衡常数，故D错误；
故选：D。
A.图象中含R物质只有3种，说明为二元弱酸；
B.随着逐渐增大，pOH减小，根据、，知逐渐减小，先增大后减小，逐渐增大，，则逐渐增大，先减小后增大，逐渐减小；
C.即，由图可知，此时，，即，而；
D.根据a点知，时，，，，则的，根据c点知，，，，，则的，由⇌减去⇌，可得⇌，则平衡常数。
本题考查了弱电解质的电离，关键是明确明确图象曲线所对应的物质，注意横坐标和纵坐标的意义以及特殊数据在解题中的作用，掌握弱电解质的电离平衡常数的计算和意义，题目难度中等。

8.【答案】避免反应过于剧烈，放出大量的热而导致温度升高减少水合肼的挥发测量溶液的pH，若pH约为4，停止通 10 34

【解析】解：温度超过，与NaOH溶液反应生成和NaCl，根据氧化还原反应配平可得，反应的离子方程式为，实验中控制温度除用冰水浴外，还应控制通入氯气的速率，避免反应过于剧烈，放出大量的热而导致温度升高，
故答案为：；避免反应过于剧烈，放出大量的热而导致温度升高；
实验中通过滴液漏斗滴加的溶液是NaClO碱性溶液，在三颈烧瓶中发生反应，反应的离子方程式为：，避免与NaClO剧烈反应生成，为避免的挥发，可使用冷凝管回流，
故答案为：；减少水合肼的挥发；
①由图象b可知，如溶液pH约为4时，可完全反应生成，此时可停止通入二氧化硫，可通过测量溶液pH的方法控制，
故答案为：测量溶液的pH，若pH约为4，停止通；
②由溶液制备无水，可边搅拌边向溶液中滴加NaOH溶液，测量溶液pH，由图象b可知pH约为10时，可完全反应生成，此时停止滴加NaOH溶液，加热浓缩溶液至有大量晶体析出，由图象c可知在高于条件下趁热过滤，可得到无水，
故答案为：10；34。
由实验流程可知步骤Ⅰ为氯气和氢氧化钠溶液的反应，生成NaClO，为避免生成，应控制温度在以下，生成的NaClO与尿素反应生成和，可用蒸馏的方法分离出，副产品溶液中通入二氧化硫，可制得，结合对应物质的性质以及题给信息解答该题。
本题考查物质的制备实验方案设计，为高考常见题型和高频考点，侧重考查学生知识综合应用、根据实验目的及物质的性质进行排列顺、实验基本操作能力及实验方案设计能力，综合性较强，注意把握物质性质以及对题目信息的获取于使用，难度中等。

9.【答案】反应Ⅰ是放热反应，反应Ⅱ是吸热反应，温度高于之后，反应转化率主要由反应Ⅱ决定 31

【解析】解：①图中分析可知，⇌，
故答案为：；
②按照：：3投料，相同温度下，增大压强反应Ⅰ平衡正向进行，反应Ⅱ平衡不变，则增大压强二氧化碳转化率增大，压强、、由大到小的顺序是：，压强为时，温度高于之后，随着温度升高平衡转化率增大的原因：反应Ⅰ是放热反应，反应Ⅱ是吸热反应，温度高于之后，反应转化率主要由反应Ⅱ决定，
故答案为：；反应Ⅰ是放热反应，反应Ⅱ是吸热反应，温度高于之后，反应转化率主要由反应Ⅱ决定；
③⇌，⇌，反应Ⅱ不会引起压强变化，反应前后压强变化是反应Ⅰ进行引起，起始气体总物质的量为，压强pkPa，平衡状态压强，气体总物质的量为1mol，结合反应Ⅰ的定量关系计算得到，生成甲醇物质的量，甲醇分压，甲醇表示的反应速率，反应Ⅰ中各物质的分压为：，，，，，
故答案为：；；
已知Arhenius经验公式为为活化能，k为速率常数，R和C为常数，分析可知，活化能是直线斜率的相反数，a的斜率为，则反应的活化能为，
故答案为：31。
①反应焓变生成物总能量-反应物总能量；
②按照：：3投料，相同温度下，增大压强反应Ⅰ平衡正向进行，反应Ⅱ平衡不变，反应⇌，反应为吸热反应，升温促进反应Ⅱ正向进行；
③⇌，⇌，气体总物质的量为1mol，结合反应Ⅰ的定量关系计算得到，生成甲醇物质的量，甲醇分压，甲醇表示的反应速率，反应Ⅰ中各物质的分压为：，，，，据此计算；
已知Arhenius经验公式分析可知，活化能是直线斜率的相反数，a的斜率为，则反应的活化能为
本题考查化学平衡计算，为高频考点和高考常考题型，明确化学平衡及其影响因素、盖斯定律的计算应用为解答关键，注意掌握三段式在化学平衡计算中的应用，试题培养了学生的分析能力及综合应用能力，题目难度中等。

10.【答案】生成的FeS附着在铁碳填料的表面，原电池负极的表面积减小，化学反应速率减慢，铁的量因消耗而减少，形成微电池的数量减少，化学反应速率减慢增大会促进被氧化，生成的使溶液的pH降低，促进的逸出，前者的影响小于后者、

【解析】解：的，，，，该反应的平衡常数，
故答案为：；
①负极上Fe失去电子，电极反应为，
故答案为：；
②一段时间后，单位时间内的去除率降低，可能的原因是生成的FeS附着在铁碳填料的表面，原电池负极的表面积减小，化学反应速率减慢，铁的量因消耗而减少，形成微电池的数量减少，化学反应速率减慢，
故答案为：生成的FeS附着在铁碳填料的表面，原电池负极的表面积减小，化学反应速率减慢，铁的量因消耗而减少，形成微电池的数量减少，化学反应速率减慢；
增大会促进被氧化，方程式为：，生成的使溶液的pH降低，促进的逸出，前者的影响小于后者时，脱除率反而下降，
故答案为：增大会促进被氧化，生成的使溶液的pH降低，促进的逸出，前者的影响小于后者；
根据分析可知，和最终反应生成S和水，中间产物X与增大后减小，时X达到最大，而完全反应，和X反应生成最终产物S，可知X为，故先与反应生成，再与反应生成，化学方程式为，，
故答案为：、。
该反应的平衡常数，与、的与建立关系求得K；
①负极上Fe失去电子；
②消耗Fe、生成FeS附着在铁碳填料的表面；
增大会促进被氧化，生成的会溶液的pH降低，促进的逸出，且前者的影响小于后者；
根据分析可知，和最终反应生成S和水，据此写出化学方程式。
本题主要考查了化学平衡常数的计算、电化学，侧重考查对图片信息、题给信息的理解与应用，对学生的能力要求较高，掌握电极反应式的书写方法，氧化还原反应的原理等是解决本题的关键，具有一定的综合性，难度中等。

11.【答案】、的溶解度随温度升高而减小，热水洗涤可减少的溶解，同时成本比酒精低

【解析】解：根据焰色反应，含有锂元素的物质焰色呈紫红色；
故答案为：A；
废旧锂离子电池在处理之前需要进行彻底放电，否则在后续处理中，可能导致过电等现象，故A正确；
B.预放电时电池中的锂离子移向正极，故B错误；
C.正极片由Al箔、活性材料、少量不溶于酸碱的导电剂组成，可知热处理过程可以除去废旧锂离子电池中的难溶有机物、碳粉等，故C正确；
故答案为：AC；
碱溶时发生Al与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，此时加入硫酸溶液，先与碱反应，在与偏铝酸根反应，故离子方程式为：、；
故答案为：、；
硝酸的作用是将磷酸亚铁氧化成磷酸铁，现用双氧水代替，同样与硫酸一起氧化磷酸亚铁，会生成硫酸锂、硫酸铁，磷酸，方程式为：；
故答案为：；
，滤液②中，加入等体积的后，的沉降率达到，则混合后滤液中，滤液③中；
故答案为：；
由表中数据可知升高温度，的溶解度减小，则热水洗涤可减少的溶解，酒精也可以洗涤，但是成本比热水高；
故答案为：A；的溶解度随温度升高而减小，热水洗涤可减少的溶解，同时成本比酒精低；
工业上将回收的、粉碎与炭黑混合高温灼烧再生制备，反应的方程式为，
故答案为：。
废旧电池正极片磷酸亚铁锂、炭黑和铝箔等放电拆解后加入氢氧化钠溶液碱浸，过滤得到滤液中偏铝酸钠溶液，滤渣酸浸过滤得到炭黑和硫酸锂、硫酸亚铁的溶液，加入硫酸、硝酸氧化亚铁滤渣生成铁离子，调节溶液pH使磷酸铁沉淀，过滤后的滤液中加入碳酸钠沉淀锂离子生成碳酸锂，经过滤、洗涤、干燥等操作得到碳酸锂，以此解答该题。
含有锂元素的物质焰色呈紫红色；
废旧锂离子电池在处理之前需要进行彻底放电；
B.预放电时电池中的锂离子移向正极；
C.正极片由Al箔、活性材料、少量不溶于酸碱的导电剂组成，可知热处理过程可以除去废旧锂离子电池中的难溶有机物、碳粉等；
碱溶时发生Al与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，此时加入硫酸溶液，先与碱反应，再与偏铝酸根反应，写出离子方程式即可；
硝酸的作用是将磷酸亚铁氧化成磷酸铁，现用双氧水代替，同样与硫酸一起氧化磷酸亚铁，会生成硫酸锂、硫酸铁，磷酸；
，滤液②中，加入等体积的后，的沉降率达到，得到混合后滤液中，再求出；
由表中数据可知升高温度，的溶解度减小，则热水洗涤可减少的溶解，酒精也可以洗涤，但是成本比热水高；
工业上将回收的、粉碎与炭黑混合高温灼烧再生制备。
本题考查了制备方案的设计、物质的分离与提纯方法，为高考常见题型题目难度中等，明确实验目的、实验原理为解答关键，注意掌握化学实验基本操作方法，试题知识点较多、综合性较强，充分考查了学生的分析、理解能力及化学实验能力。