2024版新教材高中化学第五章化工生产中的重要非金属元素综合素养测评新人教版必修第二册

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第五章　综合素养测评(时间：75分钟，满分：100分)一、选择题：本题共14小题，每小题3分，共42分，每小题只有一个选项符合题目要求。1．化学与人类的生产、生活息息相关，下列说法正确的是(　　)A．金刚砂和金刚石的结构类似，都可作砂纸的磨料，都可导电B．“温室效应”“酸雨”的形成都与氮氧化合物有关C．高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维，光导纤维遇强碱会“断路”D．汽车的排气管上装有“催化转化器”，使有毒的CO和NO反应生成N2和CO22．下列说法正确的是(　　)A．浓硫酸具有强氧化性，常温下可与铁单质剧烈反应B．SO2能杀菌消毒防腐，可用作食品添加剂C．NH3因有刺激性气味，因此不用来作制冷剂D．NH3转化成铵盐，属于氮的固定3．氨是氮肥工业及制取硝酸、炸药等的原料。下列说法中正确的是(　　)A．N2和H2在点燃或光照条件下可合成NH3B．NH3和HNO3溶于水后都能导电，故二者都是电解质C．NH3遇到浓硝酸会发生反应产生大量白烟D．由NH3制HNO3的过程中，氮元素被还原4．能鉴别Na2SO4、NH4NO3、KCl、(NH4)2SO4四种溶液(可以加热)的一种试剂是(　　)A．BaCl2溶液B．Ba(NO3)2溶液C．Ba(OH)2溶液D．AgNO3溶液5．9.7gCu和Zn的合金与足量的稀硝酸反应，还原产物只有NO气体，其体积在标准状况下为2.24L。将反应后所得溶液稀释为1L，测得溶液的c(H＋)＝0.1mol·L－1，此时溶液中NO eq \o\al(－,3) 的浓度为(　　)A．0.3mol·L－1B．0.4mol·L－1C．0.2mol·L－1D．0.6mol·L－16．高纯度晶体硅是典型的无机非金属材料，又称“半导体”材料，它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。它可以按下列方法制备：SiO2eq \o(――→,\s\up7(①C),\s\do5(高温))Si(粗)eq \o(――→,\s\up7(②HCl),\s\do5(300℃))SiHCl3eq \o(――→,\s\up7(③过量H2),\s\do5(1000～1100℃))Si(纯)下列说法不正确的是(　　)A．步骤①的化学方程式为SiO2＋2Ceq \o(=====,\s\up7(高温))Si＋2CO↑B．步骤②③中每生成或反应1molSi，转移2mol电子C．二氧化硅能与氢氟酸反应，而硅不能与氢氟酸反应D．SiHCl3(沸点33.0℃)中含有少量的SiCl4(沸点67.6℃)，通过蒸馏(或分馏)可提纯SiHCl37．如图所示为“双色双喷泉”实验装置，图中烧瓶内分别充满氨气和氯化氢，烧杯内盛装滴有石蕊试液的蒸馏水。下列说法正确的是(　　)A．在实验室中，可通过加热氯化铵制备氨气B．实验中同时打开止水夹a、c、d，即可分别形成蓝色和红色喷泉C．喷泉结束后，将烧瓶内溶液混合后呈紫色，蒸干可得氯化铵固体D．在实验室中制备干燥的氨气和氯化氢时，均可选用无水氯化钙作干燥剂8．《物理小识·金石类》提到“青矾厂气熏人，衣服当之易烂，栽木不茂，惟乌柏树不畏其气。”强热“青矾”得红色固体，“青矾厂气”冷凝得矾油。利用矾油可以制备盐酸，工艺流程如图所示。下列叙述错误的是(　　)A.X是Fe2O3B．气体W能使品红溶液褪色C．制备HCl利用的是高沸点酸制备低沸点酸D．上述过程的反应都属于氧化还原反应9．[2023·广东韶关高一期末]部分含氮物质的分类与相应化合价如图所示。下列推断不合理的是(　　)A．液态a可用作制冷剂，g是农业上常用的化肥B．工业上由a出发制备e的路线：aeq \o(――→,\s\up7(催化剂、O2),\s\do5(△))ceq \o(――→,\s\up7(O2),\s\do5(　))deq \o(――→,\s\up7(H2O),\s\do5(　))eC．b可在氧气中燃烧生成cD．将分别蘸有e、f浓溶液的两根玻璃棒靠近时，可观察到有白烟产生10．用如图所示装置进行实验，下列对试管①中的试剂及实验现象的解释不合理的是（　　）11.某学习小组为研究铜与浓、稀硝酸反应的差异，设计了如图所示的实验装置。下列说法不正确的是（　　）A.反应开始前通入过量的CO2气体，目的是排出装置内的空气B.A装置中反应的离子方程式为Cu＋2NO eq \o\al(－,3) ＋4H＋===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2OC.当B装置中0.03mol铜粉被氧化时，B中产生的一氧化氮气体大于0.02molD.C装置中装入一定量的水进行尾气处理12．科学研究人员提出在有机碳源和微生物的作用下，可以实现大气中的氮循环（如图所示），减少对环境的污染。下列说法错误的是（　　）A.N2转化成NH eq \o\al(＋,4) 属于氮的固定B.NH4NO3为离子化合物，含有离子键和共价键C.转化过程中NO eq \o\al(－,3) 被甲醇（CH3OH）氧化为N2D.NO eq \o\al(－,2) 与NH eq \o\al(＋,4) 反应的离子方程式为NO eq \o\al(－,2) ＋NH eq \o\al(＋,4) ===N2↑＋2H2O13．实验探究是化学发展的必要路径。下列各实验的现象及结论不正确的是（　　）14.氮化硅（Si3N4）是一种重要的结构陶瓷材料。用石英砂和原料气（含N2和少量O2）制备Si3N4的操作流程如下（粗硅中含少量Fe、Cu的单质及化合物）：下列叙述不正确的是（　　）A.“还原”主要被氧化为CO2B.“高温氮化”反应的化学方程式为3Si＋2N2eq \o(=====,\s\up7(高温))Si3N4C.“操作X”可将原料气通过灼热的铜粉D.“稀酸Y”可选用稀硝酸二、非选择题：本题包括4小题，共58分。15．（12分）二氧化硫、一氧化碳、氮的氧化物、氨气都是非常重要的非金属化合物，研究这些化合物对环境保护、理解化学反应原理都具有重要意义。（1）二氧化氮与一定量空气混合通入水中能被水完全吸收，反应的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。若该反应有aNA个电子转移，则参加反应的二氧化氮的物质的量为　　　　。（2）下列除去大气污染物的化学方程式不正确的是　　　　。A.汽车尾气经催化剂作用：CO＋NOeq \o(=====,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))NO2＋CB.石灰乳吸收硫酸厂尾气：SO2＋Ca（OH）2===CaSO3＋H2OC.燃烧法除去尾气中硫化氢：2H2S＋3O2eq \o(=====,\s\up7(点燃))2SO2＋2H2OD.氨气与一氧化氮在一定条件下反应：4NH3＋6NOeq \o(=====,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))5N2＋6H2O（3）大多数非金属氧化物能被氢氧化钠溶液吸收。例如，NaOH＋SO2===NaHSO3，2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O，2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O，NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O，一氧化氮不溶于氢氧化钠溶液或水。①同种反应物，其反应产物与浓度、温度、反应物相对量等因素有关。影响二氧化硫与氢氧化钠反应产物的因素与下列反应相同的是　　　　。A.木炭与氧气反应B.硫与氧气反应C.钠与氧气反应D.铜与硝酸溶液反应②某NO与NO2混合气体通入氢氧化钠溶液被完全吸收，推测混合气体中气体组成V（NO2）∶V（NO）　　　　。16．（15分）晶体硅是信息科学和能源科学的一种重要材料，可用于制芯片和太阳能电池等。下列流程图是工业上制取纯硅的一种方法：请回答下列问题：（1）反应Ⅰ的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；在上述生产过程中除反应Ⅰ属于置换反应外还有　　　（填反应的代号“Ⅱ”“Ⅲ”或“Ⅳ”）。（2）A、B、C三种气体中，在“节能减排”中作为减排目标的一种气体是　　　　　。（写化学式）（3）纯硅可与强碱反应放出氢气，其化学方程式为________________________________________________________________________。（4）工业上制取合成氨的原料氢气时，先将焦炭与水蒸气反应生成水煤气，再提纯水煤气，从而得到纯净的氢气，则工业上制得纯净氢气的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。17.（15分）某同学设计了如下装置用于制取SO2并验证SO2的部分性质。回答下列问题：（1）装置A中用于添加浓硫酸的仪器名称为　　　　　　。（2）某同学为了检验装置中A、B两部分的气密性，进行的操作是：关闭弹簧夹a、打开弹簧夹b，用酒精灯在三颈烧瓶下微热，观察到C中长导管口有明显气泡冒出，他判断装置气密性良好。你认为　　　　（填“合理”或“不合理”）。（3）实验前在装置中鼓入N2的目的是　　　　　　　　。（4）为了验证SO2是酸性氧化物，B中可选用的试剂是　　　　。A.无色酚酞溶液B.蓝色石蕊试液C.红色品红溶液D.KI­淀粉混合溶液（5）装置C中可观察到生成白色沉淀，由此可验证SO2具有　　　　　　　　性，相关反应的离子方程式为_________________________________________________________________________________________________________。18.（16分）氮氧化物（NOx）是大气污染物之一，处理工业废气中的NOx对于环境保护具有重要的意义。（1）在一定条件下NH3可将NO2还原。甲同学在实验室对该反应进行了探究。实验设计如图甲所示（部分夹持装置省略）。①用装置A制备NH3，其中发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　；装置B内的试剂是　　　　。②装置D中发生反应的离子方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。③在装置M中NH3和NO2充分反应，生成两种对环境友好的物质，该反应中NH3和NO2的物质的量之比为　　　　。（2）用NaOH溶液吸收法处理NOx（仅含NO、NO2）。已知过程中发生的反应有2NaOH＋NO＋NO2===2NaNO2＋H2O；2NaOH＋2NO2===NaNO3＋NaNO2＋H2O。①用不同浓度的NaOH溶液吸收NO2含量不同的尾气，关系如图乙：（α表示NOx中NO2的含量）：用NaOH溶液吸收氮氧化物的最佳条件为α＝　　　　，c（NaOH）＝　　　　。②若一定体积的NOx被250mL2mol·L－1的NaOH溶液恰好完全吸收，溶液质量增加19.8g，则x为　　　　。第五章　综合素养测评1．答案：D2．答案：B3．解析：N2和H2合成氨的条件是高温、高压、催化剂，在点燃或光照条件下，N2和H2不发生反应，A错误；NH3溶于水生成NH3·H2O，NH3·H2O电离出自由移动的离子，NH3自身不能电离，因此NH3不是电解质，HNO3属于电解质，B错误；浓硝酸易挥发，NH3与挥发的硝酸反应生成NH4NO3固体，现象为产生大量的白烟，C正确；用NH3制备硝酸的过程中，发生反应的化学方程式依次为4NH3＋5O2eq \o(=====,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))4NO＋6H2O、2NO＋O2===2NO2、4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，N元素的化合价由－3价升高至＋5价，被氧化，D错误。答案：C4．解析：Ba（OH）2溶液和Na2SO4溶液混合有白色沉淀生成；Ba（OH）2溶液和NH4NO3溶液混合加热产生有刺激性气味的气体；Ba（OH）2溶液和KCl溶液混合无明显现象；Ba（OH）2溶液和（NH4）2SO4溶液混合加热既有白色沉淀生成，又产生刺激性气味的气体。答案：C5．解析：n（NO）＝0.1mol，转移电子的物质的量为0.1mol×3＝0.3mol，n（Cu＋Zn）＝0.3mol÷2＝0.15mol，n[Cu（NO3）2]＋n[Zn（NO3）2]＝0.15mol，其中所含n（NO eq \o\al(－,3) ）＝0.3mol，溶液的c（HNO3）＝c（H＋）＝0.1mol·L－1，其中含n（NO eq \o\al(－,3) ）＝0.1mol，溶液中NO eq \o\al(－,3) 的总浓度为0.4mol·L－1。答案：B6．解析：A正确；第②、③步中转移2mol电子，B正确；硅可与氢氟酸反应生成四氟化硅和氢气，C错误；根据物质的沸点不同可用蒸馏的方法进行分离，D正确。答案：C7．答案：B8．答案：D9．解析：由图可知，a为NH3，液氨可用作制冷剂，g为铵盐，是农业上常用的化肥，A正确；工业上由NH3制备HNO3的流程为NH3eq \o(――→,\s\up7(O2),\s\do5(催化剂、△))NOeq \o(――→,\s\up7(O2),\s\do5(　))NO2eq \o(――→,\s\up7(H2O),\s\do5(　))HNO3，B正确；b为N2，N2在自然界中比较稳定，在O2中不燃烧，C错误；e、f分别为HNO3和NH3·H2O，浓氨水与浓硝酸均易挥发，将分别蘸有浓氨水与浓硝酸的两根玻璃棒靠近时，NH3与HNO3反应生成NH4NO3固体，即可观察到有白烟产生，D正确。答案：C10．解析：Cu和浓H2SO4在加热条件下反应生成SO2。SO2具有漂白性，能使品红溶液褪色，A正确；SO2通入Ba（NO3）2溶液中，酸性条件下，NO eq \o\al(－,3) 将SO2氧化为SO eq \o\al(2－,4) ，得到BaSO4沉淀，B错误；SO2与水反应生成H2SO3，使紫色石蕊溶液变红，C正确；SO2具有还原性，能与酸性KMnO4溶液反应而使溶液褪色，D正确。答案：B11．解析：研究Cu与浓、稀硝酸反应的差异，先通入过量的CO2将装置中的空气排出，防止Cu与稀硝酸反应生成的NO被氧化，滴加浓硝酸时Cu与浓硝酸反应生成Cu（NO3）2、H2O和NO2，在B中发生反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO、3Cu＋8HNO3===3Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O，最后进行尾气处理。反应开始前通入过量的CO2气体，目的是排出装置内的空气，A正确；A装置中Cu与浓硝酸反应的离子方程式为Cu＋2NO eq \o\al(－,3) ＋4H＋===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O，B正确；B装置中发生反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO、3Cu＋8HNO3===3Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O，因此当B装置中0.03mol铜粉被氧化时，B装置中产生的NO气体大于0.02mol，C正确；NO不溶于水，C装置中装入一定量的水不能吸收尾气，D错误。答案：D12．解析：N2转化成NH eq \o\al(＋,4) ，是N由游离态转化为化合态，属于氮的固定，A正确；NH4NO3为离子化合物，含离子键，也含氮氢共价键、氮氧共价键，B正确；NO eq \o\al(－,3) 转化为N2，氮元素化合价由＋5价降低到0价，NO eq \o\al(－,3) 是氧化剂，被还原，C错误；NO eq \o\al(－,2) 与NH eq \o\al(＋,4) 反应生成N2和H2O，离子方程式为NO eq \o\al(－,2) ＋NH eq \o\al(＋,4) ===N2↑＋2H2O，D正确。答案：C13．解析：浓硫酸滴入蔗糖中，蔗糖变黑则有炭形成，蔗糖被脱水，体现了浓硫酸的脱水性，体积膨胀是由于炭和浓硫酸受热发生反应，生成二氧化硫、二氧化碳和水，体现了浓硫酸的氧化性，A正确；酸性条件下硝酸根离子具有强氧化性，发生氧化还原反应3Cu＋8H＋＋2NO eq \o\al(－,3) ===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，B错误；产生使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体即氨气，由铵根离子和浓氢氧化钠溶液在加热条件下产生，C正确；碘单质遇淀粉变蓝色，一开始不变蓝，加入过氧化氢溶液以后溶液才变蓝，说明待测溶液中含有I－，被双氧水氧化成碘单质，D正确。答案：B14．解析：焦炭与石英砂发生反应：SiO2＋2Ceq \o(=====,\s\up7(高温))Si＋2CO↑，焦炭被氧化成CO，不是CO2，故A错误；粗硅中含有少量Fe和Cu，即Si3N4中含有少量Fe和Cu，Fe、Cu与稀硝酸反应，得到可溶于水的Fe（NO3）3和Cu（NO3）2，稀硝酸可以除去Fe和Cu，故D正确。答案：A15．解析：（1）二氧化氮与氧气在水中反应生成硝酸：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，1molNO2反应转移1mol电子，所以转移amol电子消耗amol二氧化氮。（2）A项，产物应为二氧化碳和氮气，错误；B项正确；C项，硫化氢燃烧生成大气污染物二氧化硫，应用碱溶液吸收硫化氢，错误；D项，生成N2无污染，正确。（3）①氢氧化钠与二氧化硫之间相对量不同，产物不同。A项，木炭与氧气反应，氧气不足时生成一氧化碳，符合题意；B项，只生成二氧化硫；C项，钠与氧气反应的产物受温度影响；D项，硝酸浓度不同，产物不同。②由题意可知，二氧化氮体积大于或等于一氧化氮时，能被完全吸收。答案：（1）4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3　amol　（2）AC　（3）①A　②≥116．解析：二氧化硅与焦炭在高温下反应生成硅和一氧化碳气体，即A是一氧化碳气体，一氧化碳气体与水蒸气在高温下反应生成氢气和二氧化碳气体，即B是二氧化碳气体，粗硅与氯化氢在523～573K下反应生成氢气和三氯硅烷，三氯硅烷与氢气在1357K下反应生成硅和氯化氢，即C是氯化氢。（1）根据以上分析可知反应Ⅰ的化学方程式为2C＋SiO2eq \o(=====,\s\up7(3273K))2CO↑＋Si（粗）。置换反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，所以属于置换反应的除了Ⅰ以外还有Ⅱ、Ⅲ。（2）A、B、C分别为CO、CO2、HCl，作为减排目标的一种气体是CO2。（3）纯硅可与强碱反应放出氢气，其化学方程式为Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。（4）水蒸气与一氧化碳在催化剂存在、1073K条件下反应生成氢气和二氧化碳的化学方程式为CO＋H2Oeq \o(=====,\s\up7(1073K),\s\do5(催化剂))CO2＋H2。答案：（1）2C＋SiO2eq \o(=====,\s\up7(3273K))2CO↑＋Si（粗）　Ⅱ、Ⅲ（2）CO2（3）Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑（4）CO＋H2Oeq \o(=====,\s\up7(1073K),\s\do5(催化剂))CO2＋H217．解析：（2）采用“微热法”检验装置中A、B两部分的气密性：关闭弹簧夹a，打开弹簧夹b，用酒精灯在三颈烧瓶下微热，观察到C中长导管口有明显气泡产生，停止加热，待恢复到室温时，若C中导管形成一段水柱，证明装置的气密性良好，若C中长导管和集气瓶中液面相平，则装置漏气。（3）装置C中盛有FeCl3和BaCl2的混合溶液，用于验证SO2的还原性，据此推知，实验前通入N2的作用是排出装置内的空气，防止对实验产生干扰。（4）验证SO2是酸性氧化物，可选用蓝色石蕊试液，若溶液由蓝色变成红色，说明SO2与H2O化合生成了酸，从而证明SO2是酸性氧化物。（5）装置C中观察到生成白色沉淀，该沉淀应为BaSO4，说明FeCl3将SO2氧化生成了SO eq \o\al(2－,4) ，SO2作还原剂，表现还原性，反应的离子方程式为Ba2＋＋SO2＋2Fe3＋＋2H2O===BaSO4↓＋4H＋＋2Fe2＋。答案：（1）分液漏斗　（2）不合理　（3）排净装置中的空气（4）B　（5）还原　Ba2＋＋SO2＋2Fe3＋＋2H2O===BaSO4↓＋4H＋＋2Fe2＋18．解析：（1）①用装置A加热氢氧化钙和氯化铵，制备氨气，其中发生反应的化学方程式为Ca（OH）2＋2NH4Cleq \o(=====,\s\up7(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O；装置B的作用是干燥氨气，U形管内的试剂是碱石灰。②铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮与水，装置D中发生反应的离子方程式是Cu＋4H＋＋2NO eq \o\al(－,3) ===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O。③在装置M中NH3和NO2充分反应，生成两种对环境友好的物质，化学方程式为6NO2＋8NH3eq \o(=====,\s\up7(催化剂))7N2＋12H2O，该反应中NH3和NO2的物质的量之比为4∶3。（2）①根据题图可知，用NaOH溶液吸收氮氧化物的最佳条件为α＝50%，c（NaOH溶液）＝1.25mol·L－1。②若一定体积的NOx被250mL2mol·L－1的NaOH溶液恰好完全吸收，n（NaOH）＝0.250L×2mol·L－1＝0.5mol，由反应可知，n（Na）＝n（N），结合守恒思想可知，n（NOx）＝0.5mol，溶液质量增加19.8g，即NOx的质量，M＝eq \f(19.8g,0.5mol)＝（14＋16x）g·mol－1，则x为1.6。答案：（1）①Ca（OH）2＋2NH4Cleq \o(=====,\s\up7(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O　碱石灰②Cu＋4H＋＋2NO eq \o\al(－,3) ===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O③4∶3（2）①50%　1.25mol·L－1　②1.6选项试剂现象解释A品红溶液溶液褪色SO2具有漂白性BBa（NO3）2溶液生成白色沉淀SO eq \o\al(2－,3) 与Ba2＋生成白色沉淀BaSO3C紫色石蕊溶液溶液变红SO2与水反应生成酸D酸性KMnO4溶液紫色褪去SO2具有还原性选项实验现象结论A浓硫酸滴入蔗糖中蔗糖变黑、体积膨胀浓硫酸具有脱水性和强氧化性B铜粉加入稀硫酸中，再加入少量硝酸钾固体开始无明显现象，加入硝酸钾固体后溶液变蓝硝酸钾起催化作用C向待测液中滴加浓氢氧化钠溶液并加热产生使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体待测液中含有NH eq \o\al(＋,4) D向待测液中先加入淀粉溶液，再加入过氧化氢溶液开始无明显现象，加入过氧化氢溶液后溶液变蓝待测溶液中含有I－