北京市石景山区2024-2025学年高三上学期期末考试化学（解析版）

这是一份北京市石景山区2024-2025学年高三上学期期末考试化学（解析版），共20页。试卷主要包含了 下列物质属于强电解质的是等内容，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
第一部分
本部分共14题，每题3分，共42分。在每题四个选项中选出最符合题目要求的一项。
1. 下列关于能源和作为能源的物质说法不正确的是
A. 燃料电池将热能转化为电能
B. 绿色植物进行光合作用时可将太阳能转化为化学能
C. 物质的化学能可经过放热反应被人们利用
D. 化石能源内部蕴藏着大量的能量
【答案】A
【解析】A．燃料电池将化学能转化电能，A错误；
B．绿色植物通过光合作用，将CO2和H2O转化为有机物，可将太阳能转化为化学能，B正确；
C．物质通过燃烧或化学反应，将物质的化学能可经过放热反应被人们利用，C正确；
D．化石能源通过燃烧释放出热量，化石能源内部蕴藏着大量的能量，D正确；
答案选A。
2. 下列物质属于强电解质的是
A. H2OB. CH3COOH C. NH3·H2O D. CH3COONa
【答案】D
【解析】A．H2O是弱电解质，A错误；
B．CH3COOH是弱酸，属于弱电解质，B错误；
C．NH3·H2O是弱碱，属于弱电解质，C错误；
D．CH3COONa是盐，在水溶液中完全电离，属于强电解质，D正确；
答案选D。
3. 下列化学用语或图示表达不正确的是
A. Cl−的结构示意图：
B. NaCl溶液中的水合离子：
C. 基态铬原子(24Cr)的价层电子排布式：3d54s1
D. 基态原子x原子轨道的电子云轮廓图：
【答案】A
【解析】A．Cl−核外有18个电子，结构示意图：，A错误；
B．Na+带有正电荷，与H2O中的O原子有作用力，Cl-带负电荷，与带正电荷的H之间有作用力，NaCl溶液中的水合离子：，B正确；
C．Cr为24号元素，基态铬原子3d轨道半充满稳定，价层电子排布式：3d54s1，C正确；
D．P轨道电子云轮廓为哑铃型，基态原子x原子轨道的电子云轮廓图：，D正确；
答案选A。
4. “嫦娥石”[(Ca8Y)Fe(PO4)7]是我国科学家首次在月壤中发现的新型静态矿物，下列说法不正确的是
A. 40Ca、41Ca互为同位素
B. 基态氧原子的轨道表示式：
C. 电负性O > P
D. 核素Y中质子数与中子数之差为50
【答案】D
【解析】A．质子数相同，中子数不同的同种元素的不同原子互称为同位素，40Ca、41Ca互为同位素，A正确；
B．O原子核外有8个电子，电子排布式为1s22s22p4，基态氧原子的轨道表示式：，B正确；
C．非金属性越强，电负性越大，同周期从左到右非金属性增强，同主族从上到下非金属性减弱，非金属性O>P，电负性O>P，C正确；
D．核素Y中质子数为39，中子数为89-39=50，质子数与中子数之差为50-39=11，D错误；
答案选D。
5. 某种具有高效率电子传输性能的有机发光材料的结构简式如图所示。下列关于该材料组成元素的说法不正确的是
A. 基态N原子核外有7种运动状态不同的电子
B. 原子半径：Al > C > N > O
C. 第一电离能：C < N < O
D. 气态氢化物的稳定性：H2O > NH3 > CH4
【答案】C
【解析】A．N原子核外有7个电子，根据泡利原理，基态N原子核外有7种运动状态不同的电子，A正确；
B．对于主族元素来说，一般情况下电子层越多原子半径越大，同周期电子层相同，核电荷数越大，半径越小，原子半径：Al > C > N > O，B正确；
C．同周期第一电离能从左到右有增大趋势，N原子2p轨道半充满稳定，第一电离能大于O，第一电离能C CH4，D正确；
答案选C。
6. 室温下，CH3COONH4溶液的pH约为7，关于溶液的下列说法正确的是
A. 溶液中c(CH3COO−)= c()
B. 常温下溶液显中性是因为CH3COO−和不发生水解
C. 1 ml·L-1的CH3COONH4溶液中c(CH3COO−)= 1 ml·L-1
D. 由CH3COONH4溶液呈中性可推知NH4HCO3溶液显酸性
【答案】A
【解析】A．室温下，测得CH3COONH4溶液的pH＝7，则说明CH3COO－的水解程度与NH的水解程度相同，存在电荷守恒c(CH3COO－)+ c(OH－)= c(H+)+ c(NH)，pH＝7中c(OH－)= c(H+)，所以c(CH3COO－) = c(NH)，A正确；
B．常温下溶液显中性是因为CH3COO−和均发生水解，且CH3COO−水解程度与水解程度相同，B错误；
C．CH3COONH4为弱酸弱碱盐，CH3COO−水解，故1 ml·L-1的CH3COONH4溶液中c(CH3COO−)容器
【答案】C
【解析】A．反应到达平衡时，容器中的平均速率为，故A错误；
B．从容器和容器的反应来看，温度升高，平衡时产物的量增加，说明在容器的基础上升温，平衡会正向移动，则该反应是吸热反应，故B错误；
C．容器和容器的反应温度相同，温度不变，平衡常数不变，则反应的平衡常数为，故C正确；
D．反应温度容器c，较低流速下a’< b’ < c’，请解释较高流速下a>b>c的原因___________。
【答案】（1）-117.6
（2）bd （3） ①. T1>T2>T3 ②. 提高O2/HCl的物料比，降低流速，降低温度 ③. 在较高流速时，反应未达到平衡，温度高的反应速率快，因此转化率高
【解析】（1）反应I：H2(g) + Cl2(g)=2HCl(g) ∆H1=-183.0 kJ·ml-1
反应II：2H2(g) + O2(g)=2H2O(g) ∆H2 = - 483.6 kJ·ml-1
根据盖斯定律：反应II-2×反应I，得到O2(g) + 4HCl(g)2Cl2(g) + 2H2O(g)，则∆H=∆H2-2∆H1=- 483.6 kJ·ml-1-2×(-183.0 kJ·ml-1)= -117.6 kJ·ml-1；
（2）a．反应物都是气体且恒容，混合气体密度为定值，始终不随时间变化，不能确定反应达到平衡状态，a不符合；
b．恒温恒容的密闭容器中，气体的物质的量在变化气体，总压强随时间变化而变化，当总压强不变时，说明反应达到平衡状态，b符合；
c．消耗1ml O2的同时有2 ml Cl2生成，都是正反应方向，不符合正逆反应速率相等，c不符合；
d．Cl2是黄绿色，混合气体颜色深浅不随时间变化，说明Cl2的浓度不再变化，反应达到平衡状态，d符合；
答案选bd；
（3）①根据较低流速下转化率可近似为平衡转化率，在相同流速为0.08ml·h-1时，反应O2(g) + 4HCl(g)2Cl2(g) + 2H2O(g) ∆H=-117.6ml·L-1为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，HCl平衡转化率降低，T1温度较高，对应的HCl转化率较低，故温度由高到低的顺序为：T1>T2>T3；
②提高HCl转化率的措施有：增加O2的量即提高O2/HCl的物料比；降低温度，使平衡正向移动；降低流速使反应更充分；
③在较高流速时，反应未达到平衡，温度高的反应速率快，因此转化率高。
17. 钴及其化合物在合金、催化剂等方面有着广泛应用。从一种炼锌产生的废渣(主要含C、Zn、Fe的单质或氧化物)富集回收含锰高钴成品的工艺如下：
已知溶液中相关离子开始沉淀和沉淀完全时的pH：
回答下列问题：
（1）“酸浸”前废渣需粉碎处理，目的是___________。
（2）“滤液1”中加入MnO2作用是___________，取少量反应后的溶液，加入化学试剂铁氰化钾[K3Fe(CN)6]检验，若出现___________，需补加MnO2。
（3）加ZnO调pH值的范围为___________。
（4）“滤液2”中加入KMnO4“氧化沉钴”的离子方程式为___________。
（5）Mn、Fe两元素的部分电离能数据如下表：
比较两元素的I2、I3可知，气态Mn2＋再失去一个电子比气态Fe2＋再失去一个电子难。请从原子结构的角度解释___________。
（6）“滤液2”中的C2+也可与NaHCO3反应生成CCO3沉淀来实现富集，请用平衡移动原理解释用NaHCO3沉淀富集的原因___________。
【答案】（1）增大接触面积，加快反应速率
（2） ①. 将Fe2+转化为Fe3+，以便于铁元素沉淀完全 ②. 蓝色沉淀
（3）3.2~6.2 （4）3C2+++ 7H2O=3C(OH)3+ MnO2 + 5H+
（5）基态Mn2＋的价电子排布式为3d5，3d轨道为半充满结构，相对比较稳定，其失去第3个电子时比较困难，而基态Fe2＋的价电子排布式为3d6，其3d轨道再失去一个电子即为半充满结构，失去第3个电子比较容易
（6）NaHCO3溶液中存在电离平衡H+＋，当加入含C2+的溶液中，C2+与结合生成沉淀CCO3，促电离平衡正移，使沉淀彻底
【解析】废渣(主要含C、Zn、Fe的单质或氧化物)加入硫酸酸浸过滤，滤液1中有C2+、Zn2+、Fe2+离子，加入MnO2把Fe2+氧化为Fe3+，加入ZnO调节pH值使Fe3+沉淀，过滤得到滤液2中有C2+和Zn2+离子，再加入KMnO4，把C2+氧化为C3+，KMnO4被还原为MnO2，调节pH=5，使C3+沉淀。
（1）“酸浸”前废渣需粉碎处理，目的是：增大接触面积，加快反应速率；
（2）“滤液1”中加入MnO2的作用是：将Fe2+转化为Fe3+，以便于铁元素沉淀完全；
Fe2+遇到铁氰化钾会生成蓝色沉淀，取少量反应后的溶液，加入化学试剂铁氰化钾[K3Fe(CN)6]检验，若出现蓝色沉淀，说明Fe2+未全部被氧化，需补加MnO2；
（3）加ZnO让Fe3+完全沉淀，Zn2+和C2+不沉淀，调pH值的范围为3.2~6.2；
（4）“滤液2”中加入KMnO4“氧化沉钴”生成MnO2和C(OH)3，根据电子守恒和电荷守恒，离子方程式为：3C2+++ 7H2O=3C(OH)3+ MnO2 + 5H+；
（5）基态Mn2＋的价电子排布式为3d5，3d轨道为半充满结构，相对比较稳定，其失去第3个电子时比较困难，而基态Fe2＋的价电子排布式为3d6，其3d轨道再失去一个电子即为半充满结构，失去第3个电子比较容易；
（6）NaHCO3溶液中存在电离平衡H+＋，当加入含C2+的溶液中，C2+与结合生成沉淀CCO3，促电离平衡正移，使沉淀彻底。
18. 水是生命之源。水溶液中的离子平衡与我们的生产生活密切相关。
（1）水的电离平衡曲线如图所示。若以A点表示25°C时水在电离平衡时的离子浓度。当温度升到100°C时，水的电离平衡状态到B点，则100°C时水溶液的离子积为Kw=___________。
（2）常温下向20.00 mL 0.100 ml·L-1 HX(一元酸)溶液中滴加0.100 ml·L-1 NaOH的pH变化如图所示。
①HX的电离常数为___________。
②B点溶液中c(X-)___________c(Na+)(填“>”、“ c(X-) > c(OH-) > c(H＋)
（3） ①. adcb ②. 计算反应CH3COOH + F-CH3COO-+ HF的平衡常数K==3 × 10-2，介于10-5~105之间，因此反应能生成HF(或：根据计算平衡常数数据得反应正向进行的程度太小，因此不适宜制备HF)
【解析】（1）B点时，c(H+)=c(OH-)=1.0×10-6ml/L，Kw=c(H+)×c(OH-)=1.0×10-6×1.0×10-6=10-12；
（2）①0.100 ml·L-1 HX起点时pH=3，c(H+)=10-3ml/L，电离出的c(X-)≈c(H+)=10-3ml/L，c(HX)=0.100 ml/L- c(X-)=0.100 ml/L-10-3ml/L≈0.100ml/L，Ka==；
②B点时，pH=7，溶液呈中性，c(H+)=c(OH-)，根据电荷守恒：c(X-)+ c(OH-)= c(H+)+c(Na+)，得出c(X-)=c(Na+)；
③C点恰好完全反应，pH>7，溶液呈碱性，c(H+) c(OH-) > c(H＋)；
（3）①弱酸的电离常数越大，对应的酸酸性越强，其离子水解程度越小，结合氢离子能力越小，由电离常数大小可知，酸性HF>CH3COOH>H2CO3>，其酸根结合质子的能力由大到小的顺序为>> CH3COO−>F-，序号为：adcb；
②计算反应CH3COOH + F-CH3COO-+ HF的平衡常数K==3 × 10-2，介于10-5~105之间，因此反应能生成HF(或：根据计算平衡常数数据得反应正向进行的程度太小，因此不适宜制备HF)。
19. 为探究金属铁和铝的钝化现象，某小组同学做了如下探究实验。
（1）已有研究证实铝在浓硫酸中其表面生成了致密的氧化物保护膜，此过程体现了浓硫酸的___________性，是由H2SO4的___________(填元素符号)体现出来的。
（2）为探究铁在浓硫酸中的作用与铝不同，将实验①中覆盖白色固体的铁钉用蒸馏水冲洗，向收集的冲洗液中加入___________，溶液无现象，再滴加几滴酸化的H2O2溶液，溶液变红，说明溶液中存在Fe2+，因此铁在浓硫酸中生成了FeSO4。
（3）经检验实验i中淡黄色浑浊为硫，写出铁与浓硫酸作用的化学方程式___________。
（4）若向FeSO4溶液中滴加未经酸化的H2O2溶液，溶液的pH值变化如图所示：
已知：a．未经酸化的H2O2溶液pH值为4.4，FeSO4溶液的起始pH值为3.5；
b．Fe3+沉淀的pH值范围为3.2~1.9。
结合化学用语解释滴定过程中pH变小的原因___________。
（5）探究被浓硫酸处理后的铁钉、铝钉(试剂A)与盐溶液(试剂B)的反应：
①结合上下文实验解释实验I和实验II现象不同的原因___________。
②由实验II和实验III___________(填“能”或“不能”)推知Cl-会加快铝钉与Cu2+的反应速率，理由是___________。
③小组同学一致认为，由实验III和实验IV可推知Cl-会加快铝钉与Cu2+的反应速率，则实验IV中，a处填___________，b处填___________。
【答案】（1） ①. 氧化性 ②. 硫元素或S
（2）KSCN （3）3Fe + 4H2SO4=3FeSO4 + S↓ + 4H2O
（4）H2O2氧化Fe2+的反应为H2O2 + 2Fe2+ +4H2O=2Fe(OH)3↓ + 4H+，随着反应的进行，生成氢离子增多，因此pH下降
（5） ①. 铝钉在浓硫酸中生成致密的氧化铝膜，使其钝化；而铁钉在浓硫酸中生成硫酸亚铁，对铁钉起不到保护作用 ②. 不能 ③. 有可能减慢钝化金属与Cu2+的反应速率 ④. 0.1 ⑤. NaCl
【解析】铁钉放入冷的浓硫酸中生成FeSO4，将铁钉取出用蒸馏水冲洗后再次放入浓硫酸中，又开始重复以上现象。反复几次后酸液呈淡黄色浑浊，淡黄色物质为S单质，Al与浓硫酸作用发生钝化，表面生成白色氧化铝， 体现了浓硫酸的强氧化性。
（1）铝在浓硫酸中其表面生成了致密的氧化物保护膜，此过程体现了浓硫酸的氧化性；由于H2SO4中S为+6价最高价的原因；
（2）证明Fe2+离子，向收集的冲洗液中加入KSCN试剂，再加入酸化的H2O2，H2O2可以把Fe2+氧化为Fe3+，遇KSCN溶液变红色；
（3）铁与浓硫酸作用生成硫酸亚铁和S单质，根据电子守恒和原子守恒，反应的化学方程式：3Fe + 4H2SO4=3FeSO4 + S↓ + 4H2O；
（4）根据Fe3+沉淀的pH值和FeSO4溶液的pH值，H2O2氧化Fe2+生成Fe(OH)3沉淀，同时有H+生成，反应离子方程式为：H2O2 + 2Fe2+ +4H2O=2Fe(OH)3↓ + 4H+，随着反应的进行，生成氢离子增多，因此pH下降；
（5）①根据实验I和II的现象，铝钉在浓硫酸中生成致密的氧化铝膜，使其钝化，氧化铝与CuSO4溶液不反应；而铁钉在浓硫酸中生成硫酸亚铁，对铁钉起不到保护作用，能够与硫酸铜溶液反应；
②根据实验II和III，钝化后的铝钉与硫酸铜溶液不反应，与CuCl2溶液反应，可能是Cl-加快金属与Cu2+的反应，也有可能减慢钝化金属与Cu2+的反应速率；
③实验III和IV对比，Cu2+浓度不变，a=0.1，加入少量的NaCl，增加了Cl-浓度，有固体析出，说明是Cl-加快了铝钉与Cu2+的反应速率，b是NaCl。化学键
O2中的化学键
键能kJ∙ml-1
391
193
497
463
946
实验目的或原理
A.铁与硫酸铜的反应形成原电池
B.铁片上镀铜
实验装置
实验目的或原理
C.铁的吸氧腐蚀
D.电解食盐水制备Cl2和NaOH
实验装置
实验目的
A.由FeCl3溶液制取无水FeCl3固体
B.探究温度对化学平衡移动的影响
实验装置
实验目的
C.比较AgCl和Ag2S溶解度大小
D.测定锌与稀硫酸反应速率
实验装置
编号
温度/℃
起始物质的量/ml
平衡物质的量/ml
达到平衡所需时间/s
PCl5(g)
PCl3(g)
Cl2(g)
320
0.40
0.10
0.10
t1
320
0.80
t2
410
0.40
0.15
0.15
t3
Fe3+
Fe2+
C3+
C2+
Zn2+
开始沉淀的pH
1.9
6.9
7.4
6.2
沉淀完全pH
3.2
8.4
1.1
9.4
8.2
元素
Mn
Fe
电离能(kJ·ml-1)
I1
717
759
I2
1509
1561
I3
3248
2957
化学式
CH3COOH
H2CO3
HF
电离平衡常数
1.8 ×10-5
K1=43 × 10-7，K2=5.6 ×10-11
6.0 ×10-4
序号
实验操作及现象
i
将光亮的铁钉放入冷的浓硫酸中，铁钉表面逐渐聚集白色固体，直至无明显现象。将铁钉取出用蒸馏水冲洗后再次放入浓硫酸中，又开始重复以上现象。反复几次后酸液呈淡黄色浑浊。
ii
将光亮的铝钉放入冷的浓硫酸中，铝钉变暗。将铝钉取出用蒸馏水冲洗后再次放入浓硫酸中，无明显现象。
序号
试剂A
试剂B
实验现象
I
铁钉
10 mL 0.1 ml∙L-1 CuSO4溶液
很快有大量红色固体析出
II
铝钉
10 mL 0.1 ml∙L-1 CuSO4溶液
无明显现象
III
铝钉
10 mL 0.1 ml∙L-1 CuCl2溶液
短时间内有较多红色固体析出
IV
铝钉
10 mL a ml∙L-1 CuSO4溶液+少量b固体
有红色固体析出，速率比III慢