北京市朝阳区2024-2025学年高二上学期期末化学试题（含答案）

这是一份北京市朝阳区2024-2025学年高二上学期期末化学试题（含答案），共9页。试卷主要包含了钪是极为稀有的战略性关键金属，下列方程式与所给事实不相符的是等内容，欢迎下载使用。
可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 S 32
第一部分
本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。
1．我国科学家在能源利用方面取得了诸多成果。下列对各成果的分析不正确的是
2．下列化学用语或图示表达不正确的是
A．NaCl的电子式：
B．Al3+的结构示意图：
C．2pz电子云图：
D．激发态H原子的轨道表示式：
3．下列物质的应用中，与水解反应无关的是
A．用TiCl4制备TiO2·xH2O B．用可溶性铝盐作净水剂
C．用饱和FeCl3溶液制备Fe(OH)3胶体 D．用BaSO4作X射线透视肠胃的内服药剂
4．钪（21Sc）是极为稀有的战略性关键金属。翟钪闪石是在我国境内发现的第一个含钪新矿物，理想化学式为NaNa2(Mg4Sc)(Si8O22)F2。下列说法不正确的是
A．电负性：F＞O B．Sc位于元素周期表ds区
C．原子半径：Na＞Mg D．Si位于元素周期表第三周期第IVA族
锌粉和KOH
的混合物
MnO2
金属外壳
+
﹣—
5．碱性锌锰电池是普通锌锰电池的升级换代产品，其构造示意图如下。下列关于该电池及其工作原理的说法不正确的是
A．负极反应为：Zn - 2e− + 2OH− === Zn(OH)2
B．MnO2作正极反应物，发生还原反应
C．电池工作时，OH−向正极方向移动
D．可储存时间比普通锌锰电池长
6．下列事实不能用平衡移动原理解释的是
A．
B．
C．
D．
电解
7．下列方程式与所给事实不相符的是
A．用CuCl2溶液做导电性实验，灯泡发光：CuCl2 ==== Cu2+ + 2Cl−
电解
B．测得0.1 ml·L−1氨水的pH为11：NH3·H2O NH+ 4 + OH−
C．电解饱和食盐水生产烧碱：2NaCl + 2H2O ==== 2NaOH + H2↑+ Cl2↑
D．向AgCl中加入Na2S溶液，产生黑色沉淀：2AgCl(s) + S2−(aq) === Ag2S(s) + 2Cl−(aq)
8．苯（）与浓硝酸、浓硫酸反应过程的能量变化示意图如下。
下列说法不正确的是
A．苯生成M的反应，H＞0
B．M生成X的反应，断裂化学键吸收的能量小于形成化学键释放的能量
C．对于苯生成Y的反应，H2SO4作催化剂
D．生成X的反应速率大于生成Y的反应速率
9．用HCl标准溶液滴定NaOH溶液的操作中，合理的是
10．高炉炼铁以铁矿石（主要成分为Fe2O3）、焦炭、空气为原料，发生反应：
Fe2O3(s) + 3CO(g) 2Fe(s) + 3CO2(g)
该反应在不同温度下的平衡常数如下。
下列说法不正确的是
根据表中数据判断，该反应的H＜0
B．利用空气将焦炭转化为CO，推测有利于增大铁的生成速率
C．增加高炉的高度可以降低平衡气体中CO的含量
D．1 000℃时测得尾气中CO和CO2的体积分数分别为25%和15%，则该反应未达到平衡状态
11．下列“实验装置”（部分夹持装置略）能够达到对应“实验目的”的是
12．下列依据相关数据作出的推断中，不正确的是
A．依据元素的电负性：H＞Si，推断SiH4中氢元素的化合价为+1价
B．依据Ksp[Fe(OH)3]≪Ksp[Mg(OH)2]，推测通过调节溶液pH能除去Mg2+中少量Fe3+
C．依据Ka(CH3COOH)＞Ka1(H2CO3)，推断CH3COOH能和NaHCO3反应产生CO2
D．依据反应MnO2 + 4HCl === MnCl2 + Cl2 + 2H2O的K = 4 × 10-5，推测向MnCl2溶液中通入Cl2能生成MnO2
13．酸碱指示剂是一些有机弱酸或弱碱。石蕊（以HIn表示）的电离平衡和颜色变化如下。
下列说法不正确的是
A．向石蕊溶液中滴加浓盐酸至pH=3，c(In−)减小，c(HIn)增大，溶液呈红色
B．向石蕊溶液中滴加浓NaOH溶液至pH=10，c(In−)增大，c(HIn)减小，溶液呈蓝色
C．向石蕊溶液中加入蒸馏水，石蕊的电离平衡正向移动，c(In−)c(HIn) 增大
D．向石蕊溶液中通入SO2，溶液变红，存在：c(H+) = 2c(SO2- 3) + c(HSO- 3) + c(OH−)
14．用石墨电极电解KHCO3溶液，得到有机产物的法拉第效率随电压的变化如图所示。
已知：法拉第效率= QX(生成产物X所需的电量)Q(电解过程中通过的总电量) ×100%
下列说法不正确的是
A．CH4、C2H4、HCOO−均在电解池的阴极产生
B．产生CH4的电极反应为：10HCO- 3 + 8e− === CH4↑+ 9CO2- 3 + 3H2O
C．当电解电压为U1V时，阴极的主要产物为HCOO−
D．当电解电压为U2V时，电解生成的C2H4和HCOO−的物质的量之比为1∶2
第二部分
本部分共5题，共58分。
15．（9分）
金属储氢材料的研究是未来氢能利用的关键。镁基储氢材料具有储氢量高、镁资源丰富以及成本低廉等优点，被认为是极具应用前景的一类固态储氢材料。
（1）基态Mg原子电子占据的最高能级的符号是_____，该能级电子的电子云轮廓图形状为_____（填序号）。
吸氢
放氢
a．球形 b．哑铃形
（2）Mg吸、放氢原理：Mg(s) + H2(g) MgH2(s) ∆H＜0。为提高H2的平衡转化率，吸氢时选择_____（填序号）的条件。
a．高温、高压 b．低温、高压 c．高温、低压 d．低温、低压
（3）将Mg和Ni在Ar氛围下混合熔炼制成Mg2Ni合金，可降低MgH2放氢反应的温度。
① 基态28Ni原子的电子排布式为_____。
② 使用Ar的原因是_____。
（4）Al也可用于储氢。第一电离能：I1(Mg)＞I1(Al)，从电子排布角度解释原因：_____。
16．（10分）
电镀是增强金属抗腐蚀能力的一种方法。小组同学进行铁件电镀实验。
（1）用砂纸打磨铁制镀件，用_____（填序号，下同）除去油污，用_____除去铁锈。
a．Na2CO3溶液 b．盐酸 c．CuSO4溶液
（2）将铁制镀件与直流电源的_____（填“正极”或“负极”）相连，铜片与电源另一极相连，将两极平行浸入CuSO4溶液中，装置如图。一段时间后，铁件表面镀上一层铜，但镀层不致密。
（3）在CuSO4溶液中加入氨水制得铜氨溶液：Cu2+ + 4NH3 [Cu(NH3)4]2+ K=2 × 1011。用铜氨溶液代替CuSO4溶液重复电镀实验，铁件表面均匀镀上一层致密的铜。
① 写出铁制镀件表面析出铜的电极反应式：_____。
② 电镀过程中溶液中[Cu(NH3)4]2+的浓度_____（填序号）。
a．减小 b．增大 c．几乎不变
（4）将镀层状况不同的镀锌铁件置于稀硫酸中，实验现象如下。
ii中未检出Fe2+的原因是_____。
17．（14分）
以黄铁矿为原料制取硫酸的原理示意图如下。
（1）黄铁矿在通空气前需粉碎，其作用是_____。
（2）反应 Ⅱ：2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) H= −196 kJ·ml−1是制硫酸的关键步骤。使用V2O5作催化剂，涉及如下反应：
i．V2O5(s) + SO2(g) V2O4(s) + SO3(g) H1= +24 kJ·ml−1
ii．_____ + 2SO3(g) _____ H2= _____ kJ·ml−1
iii．2VOSO4(s) + 12O2(g) V2O5(s) + 2SO3(g) H3= +277 kJ·ml−1
① 补全反应ii的热化学方程式：
_____ + 2SO3(g) _____ H2= _____ kJ·ml−1
② 下列说法不正确的是_____（填序号）。
a．反应i和iii均属于氧化还原反应
b．投入1 ml V2O5，最多制得1 ml SO3
c．使用V2O5能提高SO2的平衡转化率
（3）在体积可变的恒压密闭容器中投入8 ml SO2(g)、11.7 ml O2(g)和43.3 ml N2(g)，不同条件下发生反应II。实验测得在0.1 MPa、0.5 MPa和5.0 MPa压强下，SO2平衡转化率（α）随温度的变化如图所示。
① 0.1 MPa、550 ℃时SO2平衡转化率α=_____，判断依据是_____。
② 工业上通常采用400~500℃和常压（0.1MPa）的条件，采用常压的原因是_____。
③ M点对应的平衡混合气体的体积为V L，计算该温度下反应Ⅱ的平衡常数K=_____。
（4）测定尾气中SO2的含量。用氨基磺酸铵和硫酸铵的混合溶液吸收a L尾气，将SO2转化为H2SO3，然后用淀粉作指示剂，用c ml·L−1 I2标准溶液进行滴定，消耗I2标准溶液v mL。则尾气中SO2的含量为_____mg·L−1。
已知：H2SO3 + I2 + H2O === H2SO4 + 2HI
18．（12分）
天青石的主要成分为硫酸锶（SrSO4），另外含有质量分数约为4.2 %的BaSO4、4.1%的SiO2。利用天青石制备高纯碳酸锶（SrCO3），流程示意图如下。
已知：
（1）Sr位于元素周期表第五周期第IIA族。写出基态Sr原子价层电子的轨道表示式：_____。
（2）酸浸
写出SrCO3溶于盐酸的离子方程式：_____。
（3）净化
滤液C中含有Sr2+和少量Ba2+，(NH4)2SO4能除去溶液中97%以上的Ba2+，但几乎不损失Sr2+，其原因是_____。
（4）沉淀
① 制得高纯碳酸锶的离子方程式为_____。
② 若反应温度较高（＞90 ℃），SrCO3产率降低，原因是_____。
（5）转化
① 分析“转化”过程中主要转化SrSO4的原因。
计算反应SrSO4(s) + CO2- 3(aq) SrCO3(s) + SO2- 4(aq)的K =_____，该反应的K比BaSO4(s) + CO2- 3(aq) BaCO3(s) + SO2- 4(aq)的K大得多。
② 分析“转化”过程中NH3·H2O和(NH4)2SO4的作用。
i．NH3·H2O和NH+ 4调控溶液pH，进而调控c(CO2- 3)，提高SrSO4转化率。
ii．_____。
19．（13分）
某小组同学向1 ml·L−1 CuSO4溶液中分别加入锌粉和镁粉，探究产物。
已知：i．Mg(OH)2的溶度积常数为5.6×10−12
ii．1 ml·L−1 CuSO4溶液pH=3
（1）实验I产生红色物质的原因是_____（用离子方程式表示）。
（2）探究实验II比实验I产生H2多的原因。
① 提出猜想。CuSO4水解使溶液呈酸性：_____（写离子方程式），依据金属活动性顺序，Mg更容易与H+反应产生H2。
② 实验III：向_____（填试剂）中分别加入等量锌粉和镁粉，锌粉表面几乎无气泡，镁粉表面产生较多气泡。
实验证实猜想合理。
（3）探究沉淀X的成分。
实验IV：取洗涤后的沉淀X，加入足量盐酸，沉淀部分溶解，上层溶液为浅黄绿色，取上层溶液于试管中，_____，证明沉淀X中含有SO2- 4。进一步研究证实，沉淀X中含有碱式硫酸铜[Cu2(OH)2SO4]（蓝绿色）。
① 补全实验IV的操作和现象：_____。
② 实验II反应后溶液的pH=3，通过计算说明沉淀X中是否可能含有Mg(OH)2（忽略温度对Kw和Ksp的影响，忽略溶液体积的变化）_____。
经检验，沉淀X中除Cu2(OH)2SO4外，还含有Cu等物质。
（4）探究实验II产生Cu2(OH)2SO4的原因。
实验V：加热1 ml·L−1 CuSO4溶液，未观察到蓝绿色沉淀。
① 设计实验V的目的是_____。
② 对比实验I和II，结合平衡移动原理解释实验II中产生Cu2(OH)2SO4的原因_____。
参考答案
第一部分
第二部分
15．（9分）
（1）3s（1分） a（1分）
（2）b（2分）
（3）① [Ar]3d84s2（2分）
② 防止加热条件下Mg、Ni与O2反应（1分）
（4）Mg的第一电离能失去的电子是3s能级的，Al的第一电离能失去的电子是3p能级的，3p能级电子的能量比3s能级电子的能量高（2分）
16．（10分）
（1）a（1分） b（1分）
（2）负极（2分）
（3）① [Cu(NH3)4]2+ + 2e− === Cu + 4NH3（2分）
② c（2分）
（4）形成原电池，锌比铁活泼，铁作正极被保护（2分）
17．（14分）
（1）增大矿石的接触面积，提高反应速率（2分）
（2）① V2O4(s) + 2SO3(g)2VOSO4(s) H2= −399 kJ·ml−1（2分）
② bc（2分）
（3）① 0.85（1分） 该反应是气体分子数减少的反应，其他条件相同时，增大压强，平衡向正反应方向移动，SO2的平衡转化率增大，p3=0.1MPa（2分）
② 400~500℃、0.1MPa时，SO2的平衡转化率已经较高，增大压强对材料、设备、动力的要求更高，生产成本增加（2分）
③ 10V（2分）
（4）64cv/a（1分）
18．（12分）
（1）（2分）
（2）SrCO3 + 2H+ === Sr2+ + CO2↑ + H2O（2分）
（3）Ksp(BaSO4)＜Ksp(SrSO4)，Ba2+先沉淀（2分）
（4）① Sr2+ + 2HCO- 3 === SrCO3↓ + CO2↑ + H2O（2分）
② NH4HCO3受热分解（1分，合理给分）
（5）① 3 × 103（2分）
② SO2- 4抑制反应BaSO4(s) + CO2- 3(aq) BaCO3(s) + SO2- 4(aq)（1分）
19．（13分）
（1）Zn + Cu2+ === Cu + Zn2+（2分）
（2）① Cu2+ + 2H2O Cu(OH)2 + 2H+（2分）
② pH=3的H2SO4溶液（2分）
（3）① 滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀（2分）
② 不可能。反应后溶液pH=3，c(OH−)≈1.0×10−11 ml·L−1，c(Mg2+)＜1 ml·L−1，Q[Mg(OH)2]＜1×10−22，Q[Mg(OH)2]＜Ksp[Mg(OH)2]（2分）
（4）① 排除反应放热导致CuSO4水解产生Cu2(OH)2SO4的可能（1分）
② 实验I中Zn主要与Cu2+反应，实验II中Mg主要与H+反应，促进平衡
2Cu2+ + 2H2O + SO2- 4 Cu2(OH)2SO4 + 2H+正向移动，产生Cu2(OH)2SO4沉淀（2分）
选项
成果
能源利用分析
A
提出了“解耦式”海水直接电解制氢新策略
电解时化学能转化为电能
B
刷新了全钙钛矿光伏电池光电转化效率世界纪录
光伏电池将光能转化为电能
C
发射了用N2O4和偏二甲肼（C2H8N2）作火箭推进剂的神州十八号载人飞船
推进剂的化学能最终转化为飞船的动能
D
取得了秸秆等生物质催化转化制乙二醇(HOCH2CH2OH)技术的中试成功
有望降低煤炭和石油的消耗，减少碳排放
温度/℃
25
50
100
水的离子积常数/10−14
1.01
5.31
54.5
c(HCl)/(ml·L−1)
0.1
0.01
0.001
pH
1
2
3
A．润洗滴定管
B．量取25.00 mL NaOH溶液
C．用HCl标准溶液滴定NaOH溶液
D．记录滴定管液面的示数

加少量所要盛装的试剂，上下振荡滴定管
将液面位于“0”刻度的溶液全部放出
眼睛注视锥形瓶中的液体
记录V=16.0 mL
温度/℃
1 000
1 150
1 300
平衡常数
64.0
50.7
42.9
实验
目的
A．测定中和反应
的反应热
B．将化学能转化
为电能
C．将粗盐水中的
SO2- 4沉淀完全
D．探究铁钉的
析氢腐蚀
实验
装置
电离平衡
HIn(红色) H+ + In−(蓝色)
变色范围
pH＜5
5＜pH＜8
pH＞8
红色
紫色
蓝色
序号
镀层状况
实验现象
i
镀层完整的镀锌铁件
锌表面产生气泡，未检出Fe2+
ii
镀层破损的镀锌铁件
锌、铁表面均产生气泡，未检出Fe2+
物质
SrSO4
SrCO3
BaSO4
BaCO3
Ksp
3.3 × 10−7
1.1 × 10−10
1.1 × 10−10
2.6 × 10−9
实验
金属
现象及产物
I
过量Zn
锌粉表面产生少量气泡，有光亮的红色物质生成
Ⅱ
过量Mg
镁粉表面产生大量气体（经检验为H2），反应放热，有蓝绿色沉淀（X）生成
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
答案
A
D
D
B
C
C
A
D
C
C
B
A
D
C