上海市复旦大学附属中学2023-2024学年高一下学期期末考试化学试卷
展开考生注意:
1. 试卷满分100分, 考试时间90分钟。
2.本考试分设试卷和答题纸。答题前,务必在答题纸上填涂班级、姓名、学号。
3.选择类试题中,标注“不定项”的试题,每小题有 1~2 个正确选项:标注“双选”的试题,有2个正确选项;未特别标注的试题,每小题只有1个正确选项。
相对原子质量: H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 Fe-56 Cu-64
一、金属元素与人类生活 (本题共23分)
金属元素单质及化合物在人类生产生活中有着极为重要的作用。
1.(1分)冬奥会上短道速滑运动员使用的速滑冰刀的材质是合金钢。下列关于合金钢的说法正确的是 。
A.熔点一般比纯铁低 B.硬度一般比纯铁小
C.含碳量比生铁高 D.延展性比生铁差
2.(1分)吴老师用打磨过的铝片进行右图实验,下列分析不合理的是 。
A.①中铝片发生了钝化
B.②中产生的气泡是氮氧化合物,不是氢气
C.③中沉淀溶解的离子方程式是 AlOH₃+OH-=AlOH₄⁻
D.将铝片换成铁片,实验现象类似
3.(1分)铝热反应释放大量的热,常用于冶炼难熔金属。用铝粉和 Fe₂O₃做铝热反应实验,需要的试剂还有 。(双选)
A. KCl B. KClO₃ C. MnO₂ D. Mg
4.(2分)小韩同学进行上述铝热反应实验得到了一块黑灰色物质。为证明其中含有金属铝,她设计了一个简单实验。该实验所用试剂是 (填化学式),该试剂与金属铝反应的离子方程式为 .
5. (2分)小金同学推测灰黑色物质中还含有Fe₂O₃,为此他设计如下实验:取一小块样品投入到稍过量稀硫酸中,向反应后的混合液中滴加物质甲的溶液,观察到溶液颜色未变红,证明黑灰色物质中不含Fe₂O₃。则物质甲是 (填化学式)。小金的实验方案是否合理? (填“合理”或“不合理”)。
理由: (用离子方程式说明)。
因在航空、核能、电池等高技术领域的重要作用,锂被称为“21世纪的能源金属”。
6. (2分)氢化锂(LiH)中负离子半径大于正离子半径,其原因是 .
7. (2分)下列关于碱金属元素及其单质的叙述中,正确的是 。
A.金属钠着火,要用泡沫灭火剂扑灭 B.水溶液中正离子氧化性: Li+
从古至今,铁及其化合物在人类的生产生活中都起了巨大的作用
9.(1分)铁的化合物种类丰富,下列铁的化合物中,不能直接通过化合反应得到的是 .
A. Fe₃O₄ B. FeCl₂ C. Fe(OH)₂ D. Fe(OH)3
10. (3分)曾老师向FeSO₄溶液中滴加烧碱溶液,她将看到的现象为 ,请用化学方程式解释出现此现象的原因 , 。
Fe₂SO₄₃溶液可除去煤中以黄铁矿 (FeS₂)形式存在的硫元素,反应如下:
FeS₂+7Fe₂SO₄₃+8H₂O=15FeSO₄+8H₂SO₄
11. (2分)上述反应中的还原产物为 。
12.(3分)该方法的优点之一是 Fe₂SO₄₃易再生。向反应后的溶液中通入 ,就能达到使Fe₂(SO₄)₃再生的目的,方便且价廉。写出相应的离子方程式 。
二、性质多样的氨(本题共17分)
氢是一种非常重要的物质,可用于制造氮肥、硝酸等。
13. (2分)请写出氨的结构式 ,从结构角度说明NH₃热稳定性强于PH₃的原因 。
【实验一】探究氨气的还原性。
已知:a. Mg(OH)₂ 可代替消石灰与氯化铵在加热条件下反应生成氨气和碱式氯化镁[Mg(OH) Cl];
b.Cu₂O粉末呈红色,在酸性溶液中不稳定: Cu₂O+H₂SO₄稀=Cu+CuSO₄+H₂O.
14.(3分)装置A中发生反应的化学方程式为 ,装置D的作用是 。
15.(4分)反应结束后装置C中的氧化铜完全反应生成红色固体,为了探究红色固体成分,进行了如下实验:
【实验二】 探究氨气的氧化性
已知:c.铝可以与氨气反应, 2Al+2NH3 ≜2AlN+3H2;
d.氮化铝性质稳定,不溶于水,不与水、酸反应,在加热时溶于浓碱可产生氨气。
按如图所示连接好装置,检查装置气密性:在蒸馏烧瓶中加入生石灰,分液漏斗中加入浓氨水,装置G中盛装碱石灰,装置H中加入铝粉,打开装置F 处分液漏斗活塞,待装置中空气排尽后再点燃装置H处酒精灯。
16. (2分)用平衡移动原理解释F 中产生氨气的原因 。
17. (2分)铝粉完全反应后可观察到的实验现象为 。
18.(2分)为了得到纯净的氮化铝,可将装置H中固体冷却后转移至烧杯中,加入 溶解、 (填操作名称)、洗涤、干燥即可。
19.(2分)写出氮化铝与浓氢氧化钠溶液共热反应的离子方程式 。
三、化学能与热能(本题共16分)
物质的变化过程中往往伴随着能量变化。
20. (2分)下列变化中,属于吸热反应的是 (不定项)。
A.BaOH₂⋅8H₂O与固体NH₄Cl混合 B.高温下碳酸钙分解
C.碳的不完全燃烧 D.金属钠投入水中
21.(2分)下列说法正确的是 .
A.化学反应热效应一定等于系统的焓变
B.2H₂g+O₂g=2H₂Og△H<0,可知H₂和O₂的能量之和大于H₂O的能量
C.焓变是指1ml物质参加反应时的能量变化
D.在一个确定的化学反应中,反应物的总焓与反应产物的总焓一定不同
22.(2分)已知X(g)经过以下两步反应生成 Zg,Xg=Yg△H₁>0;Yg=Zg△H₂<0,总反应放热。下列能量变化示意图能表示上述过程的是 。
23. (2分) Cl₂(g)和 H₂O(g)通过灼热的炭层, 生成HCl和CO₂, 当有 1ml Cl₂参与反应时释放出145kJ热量,写出该反应的热化学方程式: 。
24. (1分)以下两个热化学方程式中,焓变的大小关系为: △HI △H2
CH₄(g)+2O₂(g)=CO₂(g)+2H₂O(l) △H₁ ; CH₄(g)+2O₂(g)=CO₂(g)+2H₂O(g) △H₂
25. (2分) 已知: ①CH₃COOH(aq)+OH⁻(aq)=CH₃COO⁻(aq)+H₂O(l) △H=-45.7kJ·ml⁻¹
②H⁺aq+OHaq=H₂Ol△H=-57.3kJ⋅ml-1
则电离方程式 CH₃COOHaq=CH₃COOaq+H⁺aq)的△H= 。
将浓度为 0.50ml⋅L⁻¹的盐酸和0.55ml·L⁻¹的碱溶液(NaOH 溶液或氨水) 各 50mL混合(溶液密度均为1g·mL⁻¹), 生成的溶液的比热容(c=4.18J·g-1·℃-1 ) 测得温度如下:
26. (1分) 甲组实验放出的热量 乙组实验放出的热量(填“>”、“<”或“=”)。
27. (2分) HClaq+NH₃⋅H₂Oaq=NH₄Claq+H₇Ol的 △H= kJ⋅ml⁻¹(保留一位小数)。
28. (2分)合成氨工业中,合成塔中每产生 2mlNH₃,放出92.2 kJ热量。若起始时向容器内放入2mlN₂和6mlH₂, 达平衡后放出的热量为QkJ, 则Q的值 。
A. 等于92.2 B. 小于92.2 C. 等于 184.4 D. 小于184.4
四、用途广泛的硫元素 (本题共23分)
硫酸是重要的化工原料,工业制硫酸的其中一步重要反应是:
2SO₂g+O₂g=2SO₃g△H<0。
29.(1分)在密闭容器中进行上述反应,以下用不同物质表示的反应速率中,最快的是 .
A.vO₂=0.4ml⋅L⁻¹⋅min⁻¹ B.vSO₂=0.5ml⋅L⁻¹⋅min⁻¹
C.vSO₃=0.6ml⋅L⁻¹⋅min⁻¹ D.vO₂=0.02ml⋅L⁻¹⋅s-1
一定条件下,密闭容器中发生该反应,各物质浓度随时间变化的曲线如右图所示。
30. (1分) 反应开始至20分钟,SO₂的平均反应速率为 ml•L⁻¹•min⁻¹。
31. (1分) 图中a点, 正反应速率 逆反应速率(填“>”“<”或“=”)。
32. (2分)反应进行到第 分钟时恰好达到平衡,此时:SO₂的转化率为 ,
33. (1分)下列说法正确的是 。
A. 60-70min内, O₂表示的反应速率为0, 说明反应不再进行。
B.通过调控反应条件,可以实现SO₂的完全转化
C.其他条件不变,升高温度,正反应速率和逆反应速率均增大
D.使用催化剂可以提高反应速率,增大平衡产率
反应达到平衡后,改变某个条件,使平衡发生移动,得到下面的图像:
34.(2分)t₃时刻改变的条件是 ;t5时刻改变的条件是 。
35.(2分)以上各时段的平衡状态中,SO₂转化率最高的是 ;SO₂浓度最小的是 .
36.(2分)甲、乙、丙三个容器完全相同的恒容密闭容器,分别按照下表进行投料:
在相同温度下达到平衡后,三个容器中:SO₂的转化率由大到小顺序为 。
37. (2分)在容积为2L 的密闭容器中充入 2mlSO₂和一定量的O₂进行上述反应,当反应进行到4min时, 测得 nSO₂=0.4ml,则反应进行到2min时,容器中: SO₂的物质的量为 .
A. 等于1.6ml B. 等于1.2ml C. 大于1.6ml D. 小于1.2ml
实验室用稀硫酸和铝片反应制氢气。将在空气中久置的铝片投入足量稀硫酸中,该铝片与稀硫酸反应产生氢气的速率与反应时间可用右图来表示(已知该反应为放热反应)。
38.(1分)曲线0-→a段,用离子方程式表示不产生氢气的原因 .
39. (2分)请解释速率由慢到快,再变慢的原因 .
为改变生橡胶受热发黏遇冷变硬的不良性能,工业上常将橡胶硫化来改善橡胶的性能, S₂Cl₂和SCl₂均为改善橡胶性能的重要化工产品。
40. (2分)已知下列化学键的键能及S₄的结构式
则反应 S₄g+4Cl₂g⇌4SCl₂g中生成4ml SCl₂(g)时放出 kJ热量。
反应 S₂Cl₂g+Cl₂g⇌2SCl₂g,在一定压强下,向10L密闭容器中充入 1mlS₂Cl₂和1mlCl₂发生上述反应,Cl₂与SCl₂的消耗速率与温度的关系如图所示。
41. (2分)A、B、C三点对应温度状态下,达到平衡状态的有 (填字母)。
42.(2分)其他条件不变,只改变下列一个条件,可提高S₂Cl₂消耗速率的是 。(不定项)
A.升高体系的温度 B.及时从体系中分离 SCl₂
C. 恒容充入Ne气 D.使用合适的催化剂
五、努力实现碳达峰与碳中和 (本题共21分)
习近平总书记在党的二十大报告中指出“实现碳达峰、碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革”。其中研发CO₂的转化技术是行之有效的手段。
已知,CO₂生产甲醇过程主要发生以下反应:
反应II. CO₂g+3H₂g⇌CH₃OHg+H₂Og△H₁=-48.97⋅ml⁻
反应II. CO₂g+H₂g⇌COg+H₂Og△H₂=41.17kJ⋅ml⁻
反应III. COg+2H₂g⇌CH₃OHg△H₃=-90.14kJ⋅ml⁻¹
43. (1分) 反应Ⅲ正反应活化能Ea(E)与逆反应活化能Ea(逆)大小关系为: Ea(E) Ea(逆)(填“>”、“<”或“=”)。
44. (2分)在CO₂加氢合成甲醇的体系中,下列说法错误的是 。
A.若在绝热恒容容器,反应Ⅰ的平衡常数K保持不变,说明反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ都已达平衡
B.若气体的平均相对分子质量不变,说明反应I、II、III都已达平衡
C.体系达平衡后,若压缩体积,反应I平衡正向移动,反应Ⅱ平衡不移动
D.选用合适的催化剂可以提高甲醇在单位时间内的产量
45. (2 分) 已知: CH₃OH 的选择性== 转化为 CH₃OH的 nCO2消耗的CO2×100%,不考虑催化剂活性温度,为同时提高CO₂的平衡转化率和甲醇的选择性,应选择的反应条件是 .
A.高温高压 B.高温低压 C.低温低压 D.低温高压
产品CH₃OH 可用于制CH₃OCH₃。在1L恒容密闭容器中充入一定量 CH₃OH,发生反应:
2CH₃OHg⇌CH₃OCH₃g+H₂Og,测得CH₃OH浓度与温度的关系如图所示.(请回答46-47题)
46. (2分)比较大小: T₁ T₂(填“>”“<”或“=”), 该反应为 反应(填“吸热”或“放热”)
47.(2分)在T₁时达到平衡后,再向容器中充入少量甲醇蒸气,CH₃OH的平衡转化率 (填“增大”“减小”或“不变”)。
48-52题假设仅发生反应III, COg+2H₂g⇌CH₃OHg△H₃=-90.14kJ⋅ml⁻48. (2分) 在一定温度下体积为2L 的恒容密闭容器中, 投入4ml CO 和 8mlH₂, 经过t min 达平衡,CO 平衡转化率为 90%,保持其余条件不变,再投入 0.6mlH₂及 1.4 ml CH₃OH后,平衡将 移动。(写出具体计算过程)
在某密闭容器中进行该反应,CO的平衡转化率与温度的关系如图所示:
49. (2分) A、B、C三点平衡常数KA、KB、Kc的大小关系为 .
50. (1分) T₁时, 由D 点到B 点过程中, 正、逆反应速率之间的关系: v正 v逆。(填“>”、“<”或“=”)
51. (2分)向某恒温恒压密闭容器中充入1mlCO(g)和2mlH₂(g), 下列能说明反应Ⅲ达到平衡的是 。(不定项)
A.容器内混合气体的密度不再改变
B.容器内混合气体的平均相对分子质量不再改变
C.两种反应物转化率的比值不再改变
D. v正CO=2 v逆H₂
52. (2分)写出反应Ⅲ的平衡常数表达式 .
53. (3分)一定温度下,科研人员探究等质量的三种催化剂(图中用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示)在相同条件下的催化效果。在三个1L 恒容容器中,分别充入 1mlCO₂和 2mlCH₄,发生反应为 CO₂g+CH₄g⇌2COg+2H₂g
测得H₂物质的量随时间变化如图所示。
由图可知,三种不同催化剂催化性能由强到弱的顺序为 (用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示)。足够长时间达平衡后,三个容器中H₂物质的量的关系为 (用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示),原因是 。
实验操作
实验现象
实验结论
取10.4g红色固体于烧杯中, 加入足量稀硫酸, 充分搅拌, 静置
若无现象
①红色固体为_______
若溶液变蓝
②红色固体中肯定含有_____,可能含有_____
上述混合液静置后, 过滤、洗涤、干燥、称重, 得固体6.4g
③红色固体的成分及其物质的量为_________
反应物
起始温度t₁/℃
最高温度t₂/℃
甲组HCl+NaOH
15.0
乙组 HCl+NH₃·H₂O
15.0
18.1
序号
SO₂/ml
O₂/ml
SO₃/ml
甲
2
1
0
乙
3
1
0
丙
2
2
0
化学键
S—S
S—Cl
Cl—Cl
键能/(kJ·ml-¹)
266
255
243
上海市复旦大学附属中学2023-2024学年高一下学期期末考试化学试卷: 这是一份上海市复旦大学附属中学2023-2024学年高一下学期期末考试化学试卷,共8页。
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