河南省部分名校2023-2024学年高二（上）1月期末化学试卷（解析版）

这是一份河南省部分名校2023-2024学年高二（上）1月期末化学试卷（解析版），共21页。试卷主要包含了3kJ等内容，欢迎下载使用。
1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡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，将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 O 16
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. 电负性是由美国化学家鲍林提出的。下列不能根据元素电负性判断的是
A. 元素原子的得电子能力
B. 元素形成化合物中的化合价正、负
C. 不同元素之间形成的化学键类型
D. 氢化物水溶液的酸性
【答案】D
【解析】电负性越大，得到电子能力越强，A正确； 电负性越大，得到电子能力越强，在化合物中一般显负价，而电负性小的一般显正价，B正确；电负性相差较大，一般认为两种成键元素的电负性差值大于1.7，不同元素之间形成离子键；电负性相差较小，则不同元素之间形成共价键，C正确；氢化物水溶液的酸性与电负性无必然关系，D错误；
故选D。
2. 下列过程属于化学变化，且对能量变化的判断正确的是
A. B.
C. 制备胶体的能量变化如图中变化D. 电动车的电池在放电时释放能量
【答案】D
【解析】化学键的形成为释放能量的过程，，故A错误；为物理变化，故B错误；制备为铁离子的水解过程，属于吸热反应，反应物的总能量低于生成物的总能量，故C错误；电动车的电池在放电时为化学能转化为电能的过程，反应物的总能量高于生成物的总能量，释放能量，故D正确；
故选D。
3. 向下图所示内筒中加入20mLNaOH溶液和20mLHCl溶液进行中和反应反应热的测定。下列有关说法正确的是
A. 加入NaOH溶液时应分三次加入
B. 若用同体积同浓度的醋酸代替，会使测得的中和反应的反应热数值偏低
C. 实验中使用了稍过量的氢氧化钠溶液，会使实验产生不必要的误差
D. 玻璃搅拌器可用铜制搅拌器代替
【答案】B
【解析】分批加入NaOH溶液会导致热量损失，因此应一次性加入，故A错误；醋酸为弱酸，电离过程中吸收热量，导致最终放出的热量减少，则反应热数值偏低，故B正确；实验中使用了稍过量的氢氧化钠溶液，有利于盐酸充分反应，使所测中和热更准确，不会产生不必要的误差，故C错误；铜制搅拌器可以导热，会导致热量损失，不能替换，故D错误；
答案选B。
4. 常温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A. 溶液中：、、、
B. 中性溶液中：、、、
C. 的溶液中：、、、
D. 由水电离出来的的溶液中：、、、
【答案】A
【解析】该组里离子彼此不反应，且均不与硫酸反应，可以大量共存，故A正确；在中性溶液中不能大量共存，故B错误；的溶液显酸性，、在酸性条件下发生氧化还原反应不能大量共存，故C错误；水电离的，该溶液可能是酸性溶液、也可能是碱性溶液，在碱性条件下不能大量共存，故D错误；
故选：A
5. 实验室能用K2Cr2O7与浓盐酸反应制备Cl2，工业上采用电解饱和氯化钠溶液(氯碱工业)的方法制备Cl2。下列说法正确的是
A. 基态氯原子核外电子占据最高能级的电子云轮廓图为哑铃形
B. 氯碱工业中阳极常用铁作电极材料，阳极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑
C. 基态24Cr的价层电子排布式为
D. 电负性：Cl>O>H
【答案】A
【解析】基态氯原子核外电子排布为，核外电子所占据的最高能级为3p，电子云轮廓为哑铃形，故A正确；氯碱工业中阳极为惰性电极，而铁是活性电极，若用铁作阳极，则铁失电子，故B错误；基态24Cr的价层电子排布式为，故C错误；电负性： O>Cl，故D错误；
故选：A。
6. 资源化利用是解决资源和能源短缺、减少碳排放的一种途径。以为催化剂，可使在温和条件下转化为甲醇，反应历程如图所示。与在活化后的催化剂表面发生可逆反应，每生成1ml放热49.3kJ。
下列说法错误的是
A. 该反应的
B. 该反应的平衡常数
C. 向容器中充入1ml和足量后，在催化剂存在下充分反应放热49.3kJ
D. 该反应中每消耗1mlCO2转移电子数为
【答案】C
【解析】由图可知该过程的总反应方程式为：，反应前后气体分子数减少，则，故A正确；由上述反应可知该反应的平衡常数，故B正确；该反应为可逆反应，1ml不能完全消耗，则放热小于49.3kJ，故C错误；该反应中每消耗1mlCO2，消耗3ml，转移电子数为，故D正确；
故选：C。
7. 下列实验方案达不到相应实验目的的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】D
【解析】测定稀NaOH溶液和与稀盐酸反应可得热化学方程式：，稀氨水与稀盐酸反应可得热化学方程式：，根据盖斯定律可得的=-，故A正确；将溶液逐渐升温，水解程度发生改变，导致溶液pH改变，可通过pH的变化情况确定温度对水解平衡的移动的影响，故B正确；与硫酸发生反应：，加入不同浓度的硫酸，产生沉淀快慢不同，因此可探究浓度对速率的影响，故C正确；的离子反应为：，可知K+、Cl-没有参与离子反应，则增加KCl固体对平衡无影响，因此不能达到探究目的，故D错误；
故选：D。
8. 下图中曲线a、b、c表示的是C、Si、P的逐级电离能，下列物理量由大到小的顺序正确的是
A. 原子序数：c＞b＞a
B. 简单气态氢化物的稳定性：c＞a＞b
C. 最高价氧化物对应水化物的酸性：b＞a＞c
D. 电负性：b＞c＞a
【答案】C
【解析】C是6号元素，Si是14号元素，P是15号元素，原子序数：P＞Si＞C，即原子序数：b＞c＞a，A错误；元素非金属性越强，其对应的简单气态氢化物稳定性就越强，元素的非金属：P＞C＞Si，则简单气态氢化物稳定性： b＞a＞c，B错误；元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物酸性越强。元素的非金属性：P＞C＞Si，则最高价氧化物对应水化物酸性：b＞a＞c，C正确；元素的电负性：C是2.5，P是2.1，Si是1.8，可见元素的电负性：C＞P＞Si，，即a＞b＞c，D错误；
故合理选项是C。
9. 海水中的闸门易发生腐蚀(如图1)，可以通过电化学方法对闸门进行保护(如图2)。下列说法错误的是
A. 图1中a处在海水常在的水位附近
B. 图1中发生析氢腐蚀
C. 图2中，若b、c直接用导线连接，d为锌块，则为牺牲阳极法
D. 图2中，若b、c外接电源，则d为惰性电极
【答案】B
【解析】图1中a处在海水常在的水位附近，此处和氧气、水接触最多，最易被锈蚀，A正确；图1中发生吸氧腐蚀，B错误；图2中，若b、c直接用导线连接，则d可为锌块，锌较铁活泼做负极，可以保护铁，则为牺牲阳极的阴极保护法，C正确；图2中，若b、c外接电源，则b接电源负极，则闸门做阴极被保护，d为惰性电极，作阳极，D正确；
故选B。
10. 香港城市大学范战西课题组开发了一种可充电锌-硝酸根/乙醇电池，合成醋酸铵，装置如图所示(充电、放电时双极膜反向)。下列说法错误的是
A. 放电时，a电极电势高于b电极
B. 放电时，由双极膜向a极迁移
C. 充电时，a极反应式可能为
D. 放电时，电流从a电极经导线流向b电极
【答案】B
【解析】由图示可知，放电时，锌在负极失电子，b为负极，a为正极；放电时，a作阳极，b作阴极，据此分析回答；
放电时，a电极为正极的电势高于b电极，A正确；放电时，由双极膜向b极迁，B错误；充电时，a为阳极，乙醇在阳极失电子，电极反应式为，C正确；放电时，电流从a电极经导线流向b电极，D正确；
故选B。
11. 一种锂离子电池中电解质的阴离子结构如图所示。是原子序数依次增大的同周期元素，其中X是形成化合物种类最多的元素，Y是地壳中含量最多的元素。四种元素原子的最外层电子数之和为20，下列说法正确的是
A. 基态原子未成对电子数：
B. 基态W原子最外层有3个能量相同的电子
C. 基态Z原子的价电子轨道表示式：
D. 最简单氢化物的沸点：
【答案】C
【解析】是原子序数依次增大的同周期元素，X是形成化合物种类最多的元素，则X为C元素；Y是地壳中含量最多的元素，则Y为O元素；Z形成一个共价键，则Z为F元素；四种元素的最外层电子数之和为20，则X最外层电子数为20-4-6-7=3，由结构也可以W最外层电子数为3，则W为B元素，即W、X、Y、Z分别为B、C、O、F元素，据此解答。
W、X、Y分别为B、C、O元素，基态原子的电子排布式分别为：1s22s22p1、1s22s22p2、1s22s22p4，未成对电子数分别为：1、2、2，故A错误；W为B元素，电子排布式为：1s22s22p1，2s和2p轨道上的电子能量是不同的，因此，B原子的最外层电子并不是所有都具有相同的能量，故B错误；Z为F元素，基态F原子的价电子排布式为：2s22p5，价电子轨道表示式：，故C正确；H2O和HF均能形成分子间氢键，但水形成的氢键更多，因此沸点更高，可知最简单氢化物的沸点：，故D错误；
故答案选C。
12. 现有四种弱酸，它们在常温下的电离平衡常数如下表所示：
下列说法错误的是
A. 、、、结合质子的能力由大到小的顺序为
B. 向溶液中通入时不会反应生成
C. 向NaCN溶液中通入少量时生成碳酸氢钠和HCN
D. 常温下，向HCOOH溶液中加入一定量的，所得溶液的，则混合液中
【答案】A
【解析】酸电离平衡常数越大，则其酸根结合氢离子能力越弱，依据电离平衡常数得到酸性强弱为：HClO2＞ HCOOH＞HCN＞，则同浓度、、、结合H+的能力由强到弱的顺序为： ＞＞HCOO﹣＞，A错误；碳酸的远小于的，所以该反应无法发生，B正确；HCN的电离常数介于碳酸的两步电离常数之间，所以少量通入足量溶液中发生反应的离子方程式为：，C正确；向HCOOH溶液中加入一定量的，所得溶液的，，D正确；
故选A。
13. 甲烷与水蒸气反应可转化为和，每有1ml生成，反应吸收41.3kJ的热量。向体积为1L的恒容密闭容器中充入1ml，同时充入水蒸气，使与的物质的量之比分别为4∶1、1∶1、1∶4，在不同温度下充分反应达到平衡，的平衡转化率与物料比(x)、温度的关系如图所示。下列说法正确的是
A.
B. 时，当充入的和的物质的量之比为1∶4时，的平衡转化率为25%
C. 平衡常数：
D. 当容器中混合气体的密度不变时，反应达到平衡状态
【答案】B
【解析】该热化学方程式未注明物质状态，A错误；根据，值越小，甲烷转化率越大，则x1、x2、x3分别对应1∶4、1∶1、1∶4，故时，当充入的和的物质的量之比为1∶4时，的平衡转化率为25%，B正确；温度不变，K值不变，该反应为放热反应，温度升高，K值减小，则平衡常数：，C错误；反应物和生成物均为气体，气体密度为定值，容器中混合气体的密度不变时，不能判断反应达到平衡状态，D错误；
故选B。
14. 已知常温下，。常温下，向含、的溶液中滴加氨水，混合溶液中pX［，、或］与pH的关系如图所示。下列说法错误的是
A. 代表的负对数与pH的关系
B. 常温下，
C. 溶液中，
D. 常温下，的平衡常数K为
【答案】C
【解析】随pH值增大，增大，逐渐减小，则逐渐增大；，随pH值增大，增大，不变，则减小，减小，逐渐增大；，随pH值增大，减小，不变，增大，减小，则代表；又因，则pH=7时，=，结合图像可知应代表， 代表，据此分析解答；
由以上分析可知代表，故A正确；代表，由N点坐标可知，当pH=9时即，，此时，，故B正确；中，和相互促进水解，导致离子浓度减小，且两者水解程度相同，则，故C错误；常温下，的平衡常数K==，结合M点坐标可知pH=7时，=，，则K= ，故D正确；
故选：C。
二、非选择题：本题共4小题，共58分。
15. 氯气及其某些氧化物均能用于饮用水的消毒杀菌。
（1）1868年，狄肯和洪特发明了用氯化铜作催化剂，在加热时，用空气中的氧气氧化氯化氢气体制取氯气的方法，同时生成水蒸气。
已知：①
②
写出上述方法制备氯气的热化学方程式：___________。
（2）用的强氧化性来去除烟气中的、NO等污染气体，涉及的部分反应如下：
保持其他条件不变，对比添加NO、不添加NO两种情况，测得氧化率随变化关系如图所示。
①写出与NO反应的总化学方程式：___________。
②添加NO后，氧化率明显提高，其原因可能是___________。
（3）在5L恒容密闭容器中充入8ml、2ml、4ml发生反应：，平衡时其中三个组分的物质的量与温度的关系如图所示。
①下列措施既能提高的平衡转化率，又能增大化学反应速率的是_______(填字母)。
A．升高温度 B．增大压强 C．加入催化剂 D．移出
②500K条件下，平衡时的物质的量浓度是___________。
③500K时，该反应的平衡常数___________。
【答案】（1）
（2）①. ②.添加NO后，反应③可生成较多的ClO，此时有利于反应②将SO2氧化为SO3，所以SO2氧化率明显提高
（3）①. B ②. 0.4ml/L ③. 5
【解析】
【小问1详解】
已知：①
②
根据盖斯定律，①+2×②可得。
【小问2详解】
①根据反应过程，与NO反应的总化学方程式：。
②添加NO后，氧化率明显提高，其原因可能是添加NO后，反应③可生成较多的ClO，此时有利于反应②将SO2氧化为SO3，所以SO2氧化率明显提高。
【小问3详解】
①A．升高温度平衡逆向移动，转化率降低，A不选；
B．增大压强，平衡正向移动，浓度增大，化学反应速率加快，转化率提高，B选；
C．加入催化剂，可以加快反应速率，不能提高转化率，C不选；
D．移出，反应物和生成物总浓度减小，速率减小，平衡正向移动，转化率增大，D不选；
故选B。
②500K条件下，平衡时物质的量为4ml，根据，消耗为2ml，其物质的量浓度是。
③根据数据，列出三段式为：
500K时，该反应的平衡常数。
16. 电解制锰的阳极渣主要成分是，还含有少量及铁的氧化物，以阳极渣和黄铁矿为原料可制备，其流程如图所示：
已知常温下，。
（1）基态的价电子轨道表示式为___________。Cu的焰色试验为绿色，这是___________的结果。
（2）加快“酸浸”速率的措施有___________(填两条)。稀酸X为___________(填名称)。“酸浸”时中的铁元素转化为，则该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为___________。
（3）滤渣Ⅱ的主要成分为、___________(填化学式)。
（4）加入时发生反应的离子方程式为___________。如果“净化”所得溶液中的浓度为，则溶液中___________。
（5）溶液中的元素守恒式为___________。加入溶液进行“沉锰”，写出该反应的离子方程式：___________。
【答案】（1）①. ②. 原子核外电子跃迁释放能量(合理即可)
（2）①.将阳极渣和黄铁矿粉碎、适当升高温度、适当增大酸的浓度等(答两条，合理即可) ②.硫酸 ③.3:2
（3）
（4）①.或
②.
（5）①.
②.
【解析】MnO2在酸性条件下有强氧化性，FeS2有强还原性，二者在酸浸的时候会发生氧化还原反应，结合题图中后续操作后得到的是MnSO4溶液，可知所用的稀酸X为稀硫酸。然后向滤液中加入H2O2可以将杂质离子为Fe2+氧化为Fe3+，再加入CaO调整溶液pH，使Fe3+、Cu2+形成Fe(OH)3、Cu(OH)2沉淀，但是用CaO来调pH又会导致溶液中留下较多的Ca2+，净化阶段加入MnF2的目的就是使Ca2+转化为难溶物CaF2除去，过滤得到的滤液含有MnSO4，然后加入碳酸氢钠沉锰，处理得到MnCO3，据此作答。
【小问1详解】
Fe2＋价层电子排布式为3d6，则排布图为；
Cu的焰色试验为绿色，这是原子核外电子跃迁释放能量的结果。
【小问2详解】
加快“酸浸”速率的措施有：将阳极渣和黄铁矿粉碎、适当升高温度、适当增大酸的浓度等；
结合题图中后续操作后得到的是MnSO4溶液，可知所用的稀酸X为稀硫酸；
“酸浸”时，FeS2中的铁元素转化为Fe3+，反应的离子方程式为：，则该反应中氧化剂MnO2与还原剂FeS2的物质的量之比为3：2。
【小问3详解】
然后向滤液中加入H2O2可以将杂质离子为Fe2+氧化为Fe3+，再加入CaO调整溶液pH，使Fe3+、Cu2+形成Fe(OH)3、Cu(OH)2沉淀，同时产生的Ca2+与硫酸根离子形成微溶的CaSO4，滤渣Ⅱ的主要成分为CaSO4、Cu(OH)2、Fe(OH)3，故答案为：Fe(OH)3。
【小问4详解】
加入是转化为氟化钙沉淀，发生反应的离子方程式为：或；
该反应的平衡常数，的浓度为，则溶液中。
【小问5详解】
NaHCO3中钠原子与C原子个数比为1：1，NaHCO3溶液中的物料守恒为；
在得到的硫酸锰中加入碳酸氢钠使其转化成碳酸锰沉淀，发生反应：。
17. (氯化亚砜)是一种重要的化工原料，是常用的氯化剂，也是制造电池的重要原料。
（1）是一种液态化合物，沸点为，在水中会剧烈水解。在水解得到的溶液中加入溶液可得到白色沉淀，水解产生的气体能使品红溶液褪色。
①分子中三种元素的简单阴离子还原性从大到小的顺序为___________(用离子符号表示)。不能表示S的基态原子的价电子轨道表示式，因为违背了___________。
②的水解方程式为___________。
③加热时得不到，但在加入并加热时可得到无水，其原因是___________。
（2）可用于制造心脏起搏器的微型电池。将等物质的量的溶解在中形成电解质溶液，以石墨和锂为电极材料，电池总反应为，硫和二氧化硫溶解在过量的氯化亚砜电解液中。该电池放电时，移向___________极(填“正”或“负”)，正极反应式为___________。该电池为可充电电池，充电时阴极反应式为___________。
【答案】（1）①. ②.泡利(不相容)原理、洪特规则
③. ④.遇水既产生气体抑制铝离子的水解，又能除去水，使氯化铝在缺水环境中无法水解(合理即可)
（2）①.正 ②. ③.
【解析】
【小问1详解】
①元素非金属性越弱，简单阴离子半径越大，原子核对最外层电子的吸引能力越弱，失电子能力越强，对应阴离子还原性越强，非金属性：，则简单阴离子还原性从大到小的顺序为：；
由轨道表示式的规则可知，同一轨道中的两个电子的自旋方向必须相反，因此违背了泡利不相容原理，在能量相等的轨道上，自旋平行的电子数目最多时，原子的能量最低，因此违背了洪特规则；
②SOCl2的水解生成二氧化硫气体和HCl，则水解方程式为：；
③遇水既产生气体，抑制铝离子的水解，又能除去水，使氯化铝在缺水环境中无法水解。
【小问2详解】
由题中所给电池总反应可知，锂失电子产生锂离子，因此锂作为负极，石墨为正极，原电池中阳离子向正极移动，则Li+移向正极；
由总反应可知，石墨为正极，SOCl2中硫元素得电子产生硫单质，正极反应式：；
充电时阴极反应为负极反应的逆反应，则该电池充电时阴极锂离子得电子生成Li，电极方程式：。
18. 碳中和的目标是减少含碳气体的排放。与都能引起温室效应，将二者联合处理不仅可以减缓温室气体排放，还可以转化为等高附加值产品。
（1）和在一定条件下能发生如下两个反应：
Ⅰ．
Ⅱ．
若和按物质的量之比投料在某恒容密闭容器中发生上述反应，一定时间内和的转化率随温度的变化如图所示，其中在时的平衡转化率为在时的平衡转化率几乎为。
①反应Ⅰ在___________下能自发进行(填“高温”或“低温”)。
②温度高于时，随温度升高，平衡产物中的体积分数___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
③时反应Ⅱ的平衡常数___________(保留3位有效数字，下同)，平衡时的体积分数为___________。
（2）与在催化剂作用下反应可生成，其反应机理如图所示。
①写出该反应的化学方程式：___________。
②转化过程中经历了ⅰ→ⅱ的变化，该变化过程___________(填“吸热”或“放热”)。基态碳原子核外有___________种不同空间运动状态的电子，氧元素位于元素周期表的___________区。基态的第一电离能由大到小的顺序为___________(用元素符号表示)。
（3）甲醇与氧气形成的燃料电池是新能源汽车等领域常用的电池。通常以石墨为电极，溶液为电解质溶液，写出该燃料电池的总反应：___________，该电池放电时，负极反应式为___________。
【答案】（1）①.高温 ②.增大 ③ ④.46.7%
（2）① ②.放热 ③. 4 ④.p ⑤.
（3）①.或
②.
【解析】
【小问1详解】
①根据题中信息可知，反应Ⅰ为，该反应为气体分子数增大的反应，因此，根据，该反应在高温条件下可自发进行；
②温度高于700℃时，CH4的转化基本已完全进行，但CO2的转化率较低，随着温度的升高，反应Ⅱ正向进行，产物中H2O的体积分数增大；
③CH4与CO2按物质的量之比1∶3投料，CO2在1000℃时的平衡转化率为60%，CH4在1000℃时的平衡转化率几乎为100%，假设充入CH4与CO2分别为1ml、3ml，平衡时，CO2在反应I中消耗1ml，共计消耗1.8ml，即在反应Ⅱ中消耗0.8ml；则达到平衡时CO2为1.2ml、H2为1.2ml、CO为2.8ml，H2O为0.8ml，反应Ⅱ分子总数不变，则平衡常数：；
CO体积分数：。
【小问2详解】
①CH4与CO2在催化剂作用下反应可生成CH3COOH，化学方程式：；
②根据反应历程图，转化过程i→ii的变化为放热反应；
基态碳原子的核外电子排布式为1s22s22p2，空间运动状态等于原子轨道数，因此基态碳原子核外有1+1+2=4种不同空间运动状态的电子；
氧元素为第8号元素，因此元素位于元素周期表的p区；
同周期主族元素从左往右第一电离能呈现增大的趋势，但第ⅡA、ⅤA族分别为全充满、半充满状态较为稳定，因此基态的第一电离能由大到小的顺序为：。
【小问3详解】
甲醇与氧气在碱性条件下发生反应产生的是碳酸钾，因此甲醇(CH3OH)与氧气形成的碱性燃料电池总反应：或；
该电池放电时，甲烷失电子产生碳酸根，因此负极反应式：。
选项
实验方案
实验目
A
分别测定稀NaOH溶液和稀氨水与稀盐酸发生中和反应的反应热
确定的
B
将溶液逐渐升温，用pH传感器测量溶液的pH
探究温度对水解平衡的影响
C
常温下，向两支盛有5mL溶液的试管中分别加入5mL硫酸、5mL硫酸
探究浓度对反应速率的影响
D
将5mL溶液和5mLKSCN溶液混合后，再加入KCl固体
探究浓度对化学平衡：的影响
弱酸
HCOOH
HCN
电离平衡常数