山东省济宁市2022-2023学年高三上学期期末考试化学试题 附解析

这是一份山东省济宁市2022-2023学年高三上学期期末考试化学试题 附解析，共24页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
可能用到的相对原子质量：H 1 B 11 C 12 N 14 O 16 S 32 Fe 56 Ba 137
一、选择题：本题共10小题，每小题2分，共20分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 下列成语中，没有涉及化学变化的是
A. 严冬冱寒，滴水成冰B. 水滴石穿，绳锯木断
C. 趁热打铁，百炼成钢D. 星星之火，可以燎原
【答案】A
【解析】
【详解】A．“滴水成冰”过程中，水由液态转变为固态，属于物理变化，A符合题意；
B．“水滴石穿”中蕴含碳酸钙和水、二氧化碳反应生成碳酸氢钙，涉及化学变化，B不符合题意；
C．“百炼成钢”是将铁中过量的碳除去，发生了化学反应，且铁、碳元素的化合价发生变化，则属于氧化还原反应，C不符合题意；
D．“星星之火，可以燎原”，此过程发生燃烧，燃烧属于氧化还原反应，D不符合题意；
故选A。
2. 化学实验操作是进行科学实验的基础，下列操作符合规范的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】B
【解析】
【详解】A．应用玻璃棒蘸取待测液滴到试纸上，A错误；
B．浓硫酸密度大于水，又稀释时放热，所以将浓硫酸缓慢倒入水中并不断搅拌，B正确；
C．左侧漏斗漏气，无法检验装置气密性，C错误；
D．右侧收集气体装置未与外界连通，易发生危险，D错误；
故选B。
3. 已知晶体的硬度比金刚石大，原子间均以单键结合，下列关于晶体的说法错误的是
A. 晶体中所有原子均采取杂化
B. 晶体中所有化学键均为极性键
C. 晶体中C—N键键长大于金刚石中C—C键的键长
D. 第二周期中，第一电离能介于C和N之间的元素只有1种
【答案】C
【解析】
【详解】A．因为C的最外层有4个电子，每个电子与另一个N形成C-N，因此一个碳原子连接4个N原子，价层电子对数为4，为sp3杂化，因为N的最外层有5个电子，每个电子与另一个C形成N-C，因此一个N原子连接3个C原子，成键电子对为3，孤电子对数为1，价层电子数为4，为sp3杂化，故A正确；
B．C原子周围有4个单电子，N原子周围有3个单电子，则C3N4 晶体中每个C原子连接4个N 原子，而每个N原子连接3个C原子，所有化学键均为极性键，故B正确；
C．因N的原子半径比C原子半径小，则C3N4晶体中，C-N键的键长比金刚石中C-C键的键长要短，故C错误；
D．同周期主族元素随原子序数增大第一电离能呈增大趋势，但ⅡA族、ⅤA族的第一电离能大于同周期相邻元素，故第一电离能：C＜O＜N，第二周期中，第一电离能介于C和N之间的元素只有O元素1种，故D正确；
故选：C。
4. 下列说法错误的是
A. 医疗上常用质量分数为75%的酒精溶液进行消毒
B. 误食可溶性钡盐可用5%的溶液洗胃
C. 水垢中的碳酸钙可以用食醋来去除
D. 乙醇燃料电池的原理可以用于酒精检测仪查“酒驾”
【答案】A
【解析】
【详解】A．医用酒精体积分数为75%，用于消毒，A错误；
B．可溶性钡盐和溶液反应生成难溶性沉淀硫酸钡，故可用5%的溶液洗胃，B正确；
C．食醋中含有醋酸，醋酸可以和碳酸钙反应，C正确；
D．乙醇易挥发且可以被氧化，当呼出气体中含有酒精时检测仪指示灯亮起，D正确；
故选A。
5. 汽车安全气囊系统中有一定比例的叠氮化钠()，氧化铁、硝酸铵等物质，受到撞击点火器点火引发叠氨化钠迅速分解生成氮气和钠，硝酸铵分解为一氧化二氮和水蒸气。下列说法错误的是
A. 叠氮化钠的稳定性较弱
B. 硝酸铵分解反应中，氧化剂和还原剂的物质的量之比为2∶1
C. 金属钠和氧化铁反应生成铁和氧化钠
D. 该系统利用了化学反应的物质变化、能量变化和化学反应速率等因素
【答案】B
【解析】
【详解】A．叠氨化钠点火迅速分解，说明其稳定性较弱，A正确；
B．硝酸铵发生分解，NH4NO3既是氧化剂又是还原剂，-3价和+5价氮化合价都变为+1价，则氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶1，B错误；
C．金属钠和氧化铁加热条件下发生反应，生成铁和氧化钠，C正确；
D．该系统利用了化学反应的物质变化（产生大量气体）、能量变化（反应放热）和化学反应速率（迅速分解）等因素，D正确；
故选B。
6. 已知元素X、Y、Z、W为原子序数依次增大的前四周期元素，其中Y的最外层电子数是其内层电子总数的3倍，Y、Z、W的原子最外层电子数之和为13，W的价层电子数为11，用粒子轰击X核会产生Y核和中子(即)，可表示为。下列说法错误的是
A. Y与Z可以形成非极性分子B. 的一种同位素可做示踪原子
C. 简单气态氢化物的稳定性：X CH3COOH，选项D正确；
答案选BD。
15. 溶液中存在以下两个平衡
(25℃)
(25℃)
25℃时，溶液中
随pH的变化关系如图，下列选项错误的是
A. 当时，
B. 平衡时，
C. 加入少量水稀释，溶液中离子总数增加
D. 加入少量固体，平衡时与的比值保持不变
【答案】B
【解析】
【详解】A．当溶液pH=9时，，因此可忽略溶液中即=0.20①，反应的平衡常数K2===3.3×10-7②，联立①②可得，A正确；
B．根据电荷守恒，①，根据物料守恒，②，①-②得，B错误；
C．加入少量水稀释，两个平衡正向移动，故溶液中的离子总数会增加，C正确；
D．平衡时=K1，溶液中的反应的平衡常数只与温度有关，与浓度无关，故比值应不变，D正确；
故选B。
三、非选择题：本题共5小题，共60分。
16. 锂离子电池能够成为产业发展方向，主要基于其拥有较高的能量重量比和能量体积比等多项特性，正极材料为钴酸锂、锰酸锂和磷酸亚铁锂材料等。
（1）工业上用、、LiCl及苯胺()为原料制备磷酸亚铁锂。基态Cl原子价电子的轨道表示式为_______，其在元素周期表中的位置为_______，O、N、P的电负性由大到小的顺序为_______。
（2）锂离子电池可采用离子液体作为电解质，以下为2种离子液体的结构。
化合物Ⅰ中碳原子的杂化轨道类型为_______，1ml化合物Ⅰ中含有_______个σ键；化合物Ⅱ中阳离子的空间构型为_______。传统的有机溶剂大多易挥发，而离子液体有相对难挥发的优点，原因是_______。
（3）实验室可利用硝酸锰受热分解的方式制备锰的一种氧化物(晶胞结构如图所示)。
该锰的氧化物中Mn的化合价为_______，请画出z方向投影图_______。
【答案】（1） ①. 。 ②. 第三周期，第VIIA族。 ③. O>N>P。
（2） ①. sp3。 ②. 14。 ③. 四面体；。 ④. 有机溶剂通过分子间作用力结合而成，而离子液体通过阴阳离子作用形成离子键相，离子键作用力大于分子间作用力，故离子液体相对难挥发。
（3） ①. -2。 ②. 。
【解析】
【小问1详解】
氯原子价电子排布式为3s23p5，价电子的轨道表示式为：；氯元素是第三周期，第VIIA族；O、N、P的电负性，同周期元素核电荷数越大电负性越大，O电负性大于N，同主族元素核电荷数越小电负性越大，N电负性大于P，故电负性O>N>P；
故答案为：；第三周期，第VIIA族；O>N>P。
【小问2详解】
化合物Ⅰ中碳原子价电子对数为4+=4，轨道为sp3杂化；1ml化合物Ⅰ中含有11个极性单键，都为σ键，两个双键，其中含有2个σ键，一个配位键，为σ键，一共有14个σ键；化合物Ⅱ中，中心原子为N原子，价电子对数为4+=4，sp3杂化，空间构型为四面体；传统的有机溶剂都是不带电的分子，通过分子间作用力结合而成，而离子液体通过阴阳离子作用形成离子键相 ，离子键作用力大于分子间作用力，故离子液体相对难挥发；
故答案为：sp3；14；四面体；有机溶剂通过分子间作用力结合而成，而离子液体通过阴阳离子作用形成离子键相，离子键作用力大于分子间作用力，故离子液体相对难挥发。
【小问3详解】
锰的氧化物晶胞中Mn原子个数为1+×8=2，O原子个数为2+×4=4，则化学式为MnO2，氧的化合价为-2价，则锰的化合价为+4价；沿z方向投影图为：；
故答案为：-2；。
17. 一种从铋冶炼浸渣(浸渣中的铅多数以硫酸铅的形态存在，少量以氧化铅、碳酸铅的形态存在)为原料生产三盐基硫酸铅()的工艺流程如图所示。
已知常温下，，，，
回答下列问题：
（1）常温下，的电离平衡常数_______。
（2）写出转化过程发生反应的化学方程式_______，Pb的转化率随着用量的增加而增加，醋酸可以促进硫酸铅溶解，但实验表明：Pb的转化率随醋酸用量的增加而减少，这是由于_______。
（3）测得滤液1中，则该滤液中_______(保留1位小数)；滤液2中可以循环利用的物质是_______；从滤液3可提取出一种含结晶水的钠盐副产品，若测定该晶体中结晶水的含量，所需的仪器除三脚架、托盘天平、瓷坩埚、干燥器、酒精灯、玻璃棒，还需要的仪器有_______。
（4）合成三盐基硫酸铅时，影响产品纯度的因素很多，其中反应终点pH对产品中PbO和含量的影响如下图(将看作是PbO和，经测定三盐基硫酸铅中PbO理论含量90.10%，理论含量8.08%)，则反应终点控制pH的范围是_______。(填序号)。
A. 9.2
【答案】（1）2×10-5
（2） ①. PbSO4+2NH4HCO3=PbCO3+(NH4)2SO4+H2O+CO2↑ ②. 醋酸易与碳酸氢铵反应，降低了碳酸氢铵的量
（3） ①. 4.6×10-7 ②. 硝酸 ③. 坩埚、泥三角 （4）B
【解析】
【分析】一种从铋冶炼浸渣(浸渣中的铅多数以硫酸铅的形态存在，少量以氧化铅、碳酸铅的形态存在)加碳酸氢铵，PbSO4+2NH4HCO3=PbCO3+(NH4)2SO4+H2O+CO2↑，过滤后滤渣用硝酸酸溶，再加硫酸得到PbSO4,过滤得滤渣，加NaOH溶液在50-60℃合成，过滤、洗涤、干燥得三盐基硫酸铅()。
【小问1详解】
在NH4HCO3溶液中，反应NH +HCO+H2O⇌NH3•H2O+H2CO3的平衡常数K===1.25×10-3，常温下，的电离平衡常数2×10-5。故答案为：2×10-5；
【小问2详解】
转化过程转化为更难溶的PbCO3，发生反应的化学方程式PbSO4+2NH4HCO3=PbCO3+(NH4)2SO4+H2O+CO2↑，Pb的转化率随着用量的增加而增加，醋酸可以促进硫酸铅溶解，但实验表明：Pb的转化率随醋酸用量的增加而减少，这是由于醋酸易与碳酸氢铵反应，降低了碳酸氢铵的量。故答案为：PbSO4+2NH4HCO3=PbCO3+(NH4)2SO4+H2O+CO2↑；醋酸易与碳酸氢铵反应，降低了碳酸氢铵的量；
【小问3详解】
测得滤液1中，PbSO4+CO PbCO3+SO, ,则该滤液中4.6×10-7；滤液2中可以循环利用的物质是硝酸；加热固体要在坩埚中进行，从滤液3可提取出一种含结晶水的钠盐副产品，若测定该晶体中结晶水的含量，所需的仪器除三脚架、托盘天平、瓷坩埚、干燥器、酒精灯、玻璃棒，还需要的仪器有坩埚、泥三角。故答案为：4.6×10-7；硝酸；坩埚、泥三角；
【小问4详解】
三盐基硫酸铅中PbO理论含量90.10%，理论含量8.08%)，结合图形分析反应终点控制pH的范围是8.4～8.8，则反应终点控制pH的范围是B。故答案为：B。
18. 某化学小组用如图所示装置制取连二亚硫酸钠()。
已知：①连二亚硫酸钠：淡黄色粉末，具有较强的还原性，不溶于醇，遇水会分解，在碱性介质中较稳定。
②在碱性溶液中，低于52℃时以形态结晶，高于52℃时脱水成无水盐。
回答下列问题：
（1）Ⅰ.安装好装置，并检验装置气密性，然后再加入相应的试剂。橡胶管a的作用是_______，单向阀的作用是_______，下列装置不能代替单向阀的是_______(填字母)。
A. B. C. D.
Ⅱ.打开B装置的活塞，向三颈烧瓶中滴加_______(填“少量”或“过量”)的溶液；
Ⅲ.打开A装置的活塞，控制B装置内溶液的温度在60~70℃之间，即可生成。写出此步骤中生成的化学方程式为：_______。
Ⅳ.过滤，经洗涤、_______(填操作名称)后获得。简述洗涤步骤：在无氧环境中_______。
（2）在潮湿空气中被氧化，生成和_______两种常见酸式盐。
【答案】（1） ①. 平衡气压，有利于70%硫酸滴下 ②. 防止倒吸 ③. A ④. 过量 ⑤. 2HCOONa+4SO2+Na2CO3=2Na2S2O4+H2O+3CO2或H2O+HCOONa+2SO2+2Na2CO3=Na2S2O4+3NaHCO3 ⑥. 干燥 ⑦. 向漏斗(过滤器)中加入甲醇至没过晶体，待甲醇自然流完后，重复2～3次
（2）NaHSO3
【解析】
【分析】本实验制备连二亚硫酸钠，实验原理是2HCOONa+4SO2+Na2CO3=2Na2S2O4+H2O+3CO2或H2O+HCOONa+2SO2+2Na2CO3=Na2S2O4+3NaHCO3，装置A制备SO2，在装置B发生反应制备连二亚硫酸钠，装置C的作用是尾气处理，据此分析；
【小问1详解】
Ⅰ．橡皮管a连接蒸馏烧瓶和分液漏斗，使烧瓶和分液漏斗内气体压强相同，有利于70%硫酸滴下；单向阀的作用是防倒吸；根据题中所给装置，能防倒吸的仪器是BCD，因此不能防倒吸的是A；故答案为平衡气压，有利于70%硫酸滴下；防止倒吸；A；
Ⅱ．装置B制备连二亚硫酸钠，甲酸的酸性强于碳酸，向三颈烧瓶中滴加碳酸钠，碳酸钠与甲酸反应生成甲酸钠，HCOONa+SO2→Na2S2O4，S的化合价由+4价→+3价，化合价降低1价，则甲酸钠中C原子被氧化成CO2，化合价升高2价，反应式有HCOONa+2SO2→Na2S2O4+CO2+H2O，根据原子守恒，因此需要碳酸钠参与反应，因此向三颈烧瓶中滴加过量的碳酸钠溶液；故答案为过量；
Ⅲ．根据上述分析，反应方程式为2HCOONa+4SO2+Na2CO3=2Na2S2O4+H2O+3CO2或H2O+HCOONa+2SO2+2Na2CO3=Na2S2O4+3NaHCO3；故答案为2HCOONa+4SO2+Na2CO3=2Na2S2O4+H2O+3CO2或H2O+HCOONa+2SO2+2Na2CO3=Na2S2O4+3NaHCO3；
Ⅳ．得到连二亚硫酸钠，需要过滤、洗涤、干燥；连二亚硫酸钠遇水会分解，不溶于甲醇，洗涤时应用甲醇洗涤，操作是向漏斗(过滤器)中加入甲醇至没过晶体，待甲醇自然流完后，重复2～3次；故答案为干燥；向漏斗(过滤器)中加入甲醇至没过晶体，待甲醇自然流完后，重复2～3次；
【小问2详解】
连二亚硫酸钠在空气中被氧化成两种常见酸式盐，其中一种酸式盐为NaHSO4，则另一种酸式盐为NaHSO3；故答案为NaHSO3。
19. 二十大提出“坚持精准治污、科学治污、依法治污，持续深入打好蓝天、碧水、净土保卫战”。研究氮及其化合物的转化对保护环境有着重大意义。
（1）可以还原烟气中的NO。
主反应：
副反应：
则
①则_______(用含、的式子表示)。
②实验测得主然区温度、过量空气系数()与NO还原效率的关系如图所示。“还原气氛”下，该反应的最佳条件是_______K，_______。
（2）在汽车尾气净化装置中CO和NO发生反应 可以实转化带现降低氮氧化物的排放量。若恒压条件下将等物质的量的NO、CO，分别充入盛有催化剂①和②容器中，发生上述反应经过相同时间，随温度的升高测得NO的转化率变化如图所示，a点_______(填“是”、“否”或“不一定”)达到平衡，ab段转化率降低的原因是_______。
（3）氨气是重要的化工原料，在一定条件下，向某反应容器中投入5ml、15ml在不同温度(T)下发生反应： 平衡体系中的质量分数随平衡时气体总压强变化的曲线如图所示。
①、、中，温度最低的是_______，M点时，的转化率为_______。
②1939年捷姆金和佩热夫推出合成氨反应在接近平衡时净速率方程式为，、分别为正反应和逆反应的速率常数；、、代表各组分的分压(分压=总压×物质的量分数)；a为常数。工业上以铁触媒为催化剂，当、温度为时，M点的_______(保留1位小数)。
【答案】（1） ①. ②. T=1673K ③. KSR1=0.85
（2） ①. 否 ②. 因为温度升高使催化剂失去活性而使NO的转化率降低
（3） ①. T1 ②. 60% ③. 24.5
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律结合反应方程式可知，△H3=；根据图像可知，还原性最高效率是T=1673K，KSR1=0.85；
故答案为：；T=1673K；KSR1=0.85。
【小问2详解】
a点时，NO转化率最高，只能说明反应速率最快，影响反应速率还有催化剂的活性，而受到催化剂的影响，a点可能是因为温度升高使催化剂失去活性而使转化率降低，所以a点不一定达到平衡；
故答案为：否；因为温度升高使催化剂失去活性而使NO的转化率降低。
【小问3详解】
N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔHT2>T3，温度T1