2017-2018学年河北省张家口市高二上学期期末考试化学试题 解析版


河北省张家口市2017-2018学年高二上学期期末考试化学试题
可能用到的相对原子质量H-1 Li-7  N-14  O-16 Cu-64 I-127
第I卷(选择题共15分)
一、选择题(本题包括小题，每小题2分，共30分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 下列物质属于强电解质的是
A. 盐酸 B. 氟化氢 C. 熔融氯化纳 D. 铜
【答案】C

2. 下列说法正确的是
A. 需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
B. 由C(石墨，s)=C(金刚石，s) △H=+1.9kJ/mol，可知金刚石比石墨稳定
C. 自发反应的熵一定增大，非自发反应的熵一定减小
D. 等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，前者放出的热量多
【答案】D
【解析】硫和氧气加热反应生成二氧化硫，为放热反应，A错误；该反应为吸热反应，金刚石的能量高，不稳定，石墨能量低稳定，B错误；H2(g)+1/2O2(g)==H2O(l)，加热后反应自发进行，∆S△H2的是
A. 2H2(g)+ O2(g)==2H2O(l) △H1 C(s)+CO2(g)==2CO(g)  △H2
B. S(s)+ O2(g)==SO2(g)  △H1 S(g) + O2(g)==SO2(g)  △H2
C. HCl(aq)+KOH(aq)==KCl(aq)+ H2O(l) △H1 HNO3(aq)+ NaOH(aq)==NaNO3(aq)+ H2O(1)  △H2
D. C(S) + O2(g)==CO2(g)  △H1 C(s)+1/2O2(g)==CO(g) △H2
【答案】B
【解析】氢气燃烧为放热反应，△H10，所以△H1△H2，B正确；一元的强酸和一元的强碱的稀溶液完全反应生成1mol H2O(l),放出热量相等，△H1=△H2，C错误；等量的C(S)完全燃烧和不完全燃烧，完全燃烧的放出热量多，所以△H10，D正确；正确选项B。
点睛：反应热的计算△H=反应物断键吸收的总能量-反应物成键放出的总能量=正反应活化能-逆反应活化能；△H=生成物的总能量-反应物总能量。
19. 把足量熟石灰放入蒸馏水中，一段时间后达到平衡:Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq)。下列叙述正确的是
A. 加热溶液，溶液pH 升高 B. 恒温下加入CaO，溶液pH 升高
C. 加入Na2CO3溶液，Ca(OH)2 固体增多 D. 加入少量NaOH固体，Ca(OH)2 固体增多
【答案】D
【解析】氢氧化钙的溶解度随温度的升高而降低，所以加热溶液，有晶体析出，溶液的浓度降低，pH降低。溶液是饱和溶液，加热氧化钙后，氧化钙和水反应生成氢氧化钙。但由于温度不变，所以其浓度是不变的，B不正确。向溶液中加入Na2CO3溶液，会生成碳酸钙沉淀，促进溶解平衡向正反应方向移动，即Ca(OH)2固体减少，C不正确。向溶液中加入少量的NaOH固体，增大OH－的浓度，溶解平衡向逆反应方向移动，Ca(OH)2固体增多，D正确。答案选D。
20. 比亚迪公司开发了理钒氧化物二次电池，电池总反应为V2O4+xliLixV2O4，下列说法正确的是
A. 充电时，锂电极与电源负极相连
B. 放电时，Li+向负极移动
C. 充电时，阴极反应式为LixV2O4-xe-=V2O4+xLi+
D. 放电时，若该电池转移0.2 mol 电子，则消耗锂1.4x g
【答案】A
【解析】试题分析：A．电池充电时负极与外电源的负极相连，Li为负极反应物，所以Li与外电源的负极相连，故A正确；B．向外供电时，该装置是原电池，锂离子向正极移动，故B错误；C．该电池充电时阴极得电子，发生还原反应，电极反应为：xLi++xe-=xLi，故C错误；D．若放电时转移0.2mol电子，负极上Li-e-=Li+，所以反应消耗Li的质量为0.2mol×7g/mol=1.4g，故D错误；故选A。
【考点定位】考查化学电源新型电池
【名师点晴】本题考查原电池原理，明确元素化合价是解本题关键，根据得失电子来分析解答即可，难点是电极反应式的书写。掌握原电池中电极反应式的书写方法：①先确定原电池的正负极，列出正负极上的反应物质，并标出相同数目电子的得失；②注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存；③若正极上的反应物质是O2，且电解质溶液为中性或碱性，电极反应式中不能出现H+，且水必须写入正极反应式中，与O2结合生成OH-，若电解质溶液为酸性，电极反应式中不能出现OH－，且H+必须写入正极反应式中，与O2结合生成水；④正负极反应式相加(电子守恒)得到电池反应的总反应式。若已知电池反应的总反应式，可先写出较易书写的电极反应式，然后在电子守恒的基础上，总反应式减去较易写出的电极反应式，即得到较难写出的电极反应式。
第II卷(非选择题 共55分)
三、填空题(本题包括4小题，共55分)
21. 在100℃时，将0.2 mol N2O4(g)充入2 L 的恒容密闭容器中，间隔一定时间后对该容器内各物质的物质的量进行测定,得到如下数据:
时间/s
0
20
40
60
80
N(N2O4)/mol
0.20
n1
0.10
n3
n4
N(NO2)/mol
0.00
0.12
n2
0.24
0.24

(1)该反应的平衡常数表达式为___________________________，由表中数据分析可得，n1=____mol，n3=________________mol；
(2)在上述条件下，从0到40s内NO2的平均反应速率为___________________；
(3)该反应达到化学平衡后，下列改变可使N2O4浓度增大的是_____(填序号);
A.增大容器的容积 B.向容器中充入一定量的NO2
C.向容器中再充入一定量的N2O4 D.向容器中充入一定量的He(g)
(4)在下图中画出此反应中N2O4的浓度随时间变化的曲线_________。

【答案】 (1). K=c2(NO2)/c(N2O4) (2). 0.14 (3). 0.08 (4). 0.00 5 mol·L-1·s-l (5). BC (6).
【解析】(1)该可逆反应的方程式为N2O4(g) 2 NO2(g)，平衡常数表达式为K=c2(NO2)/c(N2O4)；由表中数据看出，0-20s内， n(NO2)变化了0.12 mol，则n（N2O4）变化了0.06 mol，剩余n（N2O4）=0.2-0.06=0.14 mol；0-60s内，n(NO2)变化了0.24 mol，n（N2O4）变化了0.12mol，则n(NO2)剩余0.2 -0.12=0.08mol，正确答案：. K=c2(NO2)/c(N2O4)； 0.14 ； 0.08。
(2) 0到40s内，n（N2O4）变化了0.1mol，则n(NO2)变化了0.2 mol，NO2的平均反应速率为0.2÷2÷40=0.00 5 mol·L-1·s-1,正确答案：0.00 5 mol·L-1·s-1。
(3)该反应达到化学平衡后，增大容器的容积，相当于减压，平衡向右移动，N2O4浓度减少，A错误；向容器中充入一定量的NO2，平衡向左移动，N2O4浓度增大，B正确；向容器中再充入一定量的N2O4 ，相当于加压，平衡左移，N2O4浓度增大，C正确；向容器中充入一定量的He(g)，对各物质浓度无影响，对平衡无影响，D错误；正确选项BC。
(4) 2L的恒容密闭容器发生N2O4(g) 2 NO2(g)，起始时，c(N2O4)=0.10 mol·L-1,随着反应的进行，c(N2O4)不断减少，进行到60s后，反应达平衡状态，n3=0.08 mol，剩余c(N2O4)=0.04 mol·L-1,据以上分析就可以画出N2O4的浓度随时间变化的曲线，正确答案：

22. 碘过量可以导致对健康的不良影响，包括甲状腺功能亢进症(IIH)和自身免疫甲状腺病(AITD)。国家规定，食盐中碘含量的标准为(18～33)mg·kg-1(即;每千克碘盐中含碘元素18～33毫克)。某课外活动小组为测定某碘盐(含KIO3)样品中的碘含量，设计了如下步骤：
Ⅰ.用天平准确称取10.0g碘盐样品，加适量蒸馏水充分溶解，得到100mL溶液；
II.取步骤I中溶液25.00mL用稀硫酸酸化，加入足量KI溶液与碘盐中的KIO3充分反应；
III.以淀粉为指示剂，用物质的量浓度为3.0×10-4mol/L的Na2S2O3标准溶液滴定步骤II所得溶液(滴定时的反应方程式:I2+2S2O32-==2I-+S4O62-)，若平行实验三次，记录数据如下:
滴定次数
待测溶液的体积(mI.)
标准Na2S2O3溶液的体积
滴定前读数(mL)
滴定后读数(mL)
1
25.00
1.02
11.03
2
25.00
2.00
11.99
3
25.00
2.20
12.20

(1)步骤II涉及反应的离子方程式为___________________________；
(2)步骤III中滴定终点的现象是____________________________；
(3)根据题中所给数据，计算该碘盐样品中的碘元素含量是_______________mg·kg-1(保留三位有效数字);
(4)以下操作会导致测定结果偏高的是_______。
A.未用标准浓度的Na2S2O3溶液润洗滴定管
B.滴定前锥形瓶有少量水
C.滴定前滴定管尖嘴部分有气泡，滴定后气泡消失
D.观察读数时，滴定前仰视，滴定后俯视
【答案】 (1). 5I-+IO3-+6H+=3I2+3H2O (2). 溶液由蓝色变为无色，且半分钟不变色 (3). 25.4 (4). AC
【解析】(1) I-与IO3-在酸性条件下发生氧化还原反应生成单质碘，正确答案：5I-+IO3-+6H+=3I2+3H2O。
(2)反应后的溶液中有碘，加入淀粉溶液变蓝色，随着滴定反应的进行，碘逐渐消耗至完全，溶液由蓝色变为无色，且半分钟不变色，滴定达到终点，正确答案：溶液由蓝色变为无色，且半分钟不变色。
(3)从实验数据看出：三次标准Na2S2O3溶液的体积分别为：10.01 mL、9.99 mL、10.00 mL，平均消耗Na2S2O3溶液的体积为10.00 mL；根据反应: 5I-+IO3-+6H+=3I2+3H2O和I2+2S2O32-==2I-+S4O62-得出关系式IO3----3I2---6S2O32-，设消耗KIO3 xmol, x=（10×10-3×3.0×10-4）/6=0.5×10-6mol, 碘盐样品中的碘元素含量: （0.5×10-6×100÷25×127）2.54×10-4g=0.254 mg； 1000g碘盐样品中含有碘元素质量为0.254×1000÷10=25.4 mg·kg-1；正确答案：25.4。
(4) 未用标准浓度的Na2S2O3溶液润洗滴定管,造成浓度减小，消耗的体积增大，测定结果偏高，A正确；滴定前锥形瓶有少量水，不影响溶液溶质的总量，测定结果无影响，B错误；滴定前滴定管尖嘴部分有气泡，滴定后气泡消失，造成消耗的标准液的体积增大，测定结果偏高，C正确；观察读数时，滴定前仰视，滴定后俯视，造成所消耗的标准液的体积偏小，测定结果偏低，D错误；正确选项AC。
点睛：在进行(3)计算时，一定要注意：三组数据是否可用；滴定时用的25毫升溶液，最终计算时用100毫升溶液，扩大4倍；最后的单位注意mg·kg-1。
23. 研究表明:丰富的CO2可以作为新碳源，解决当前应用最广泛的碳源(石油和天然气)枯竭危机，同时又可缓解由CO2累积所产生的温室效应，实现CO2的良性循环。
(1)目前工业上有一种方法是用CO2加氢合成低碳烯烃。现以合成乙烯(C2H4)为例、该过程分两步进行:
第一步:CO2(g)+H2(g)CO(g)+ H2O(g)  △H =+41.3kJ·mol-1
第二步:2CO(g)+ 4H2(g)C2H4(g) +2H2O(g)  △H =-210.5kJ·mol-1
①CO2加氢合成乙烯的热化学方程式为_____________________________。
②一定条件下的密闭容器中，上述反应达到平衡后，要加快反应速率并提高CO2的转化率，可以采取的措施是______(填字母)。
A.减小压强 B.增大H2 浓度 C.加入适当催化剂 D.分离出水蒸气
(2)另一种方法是将CO2和H2在230℃催化剂条件下生成甲醇蒸气和水蒸气。现在10L恒容密闭容器中投入1molCO2和2.75 mol H2，发生反应:CO2(g)+ 3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)。在不同条件下测得平衡时甲醇的物质的量随温度、压强的变化如图所示:

①能判断该反应达到化学平衡状态的是_______(填字母)。
a.c(H2):c(CH3OH)=3:1 b.容器内氢气的体积分数不再改变
C.容器内气体的密度不再改变 d.容器内压强不再改变
②上述反应的△H______0(填“>”或“”或“ (6). 20.5% (7). 1.04 (8). 5.6×10-5
【解析】（1）①根据两个反应方程式，消去CO，整理并计算反应的△H，正确答案：
2CO2+6H2(g) C2H4(g)+4H2O(g) △H= -127.9 kJ/mol。
②减小压强，各物质的浓度减少，平衡左移，CO2的转化率降低，反应速率减慢，A错误；增大H2浓度，平衡右移，浓度增大，速率加快，CO2的转化率增大，B正确；加入适当催化剂，能够加快反应速率，但是平衡不动，CO2的转化率不变，C错误；分离出水蒸气，减少生成物浓度，速率减慢，但是平衡右移，CO2的转化率增大，D错误；正确选项B。
(2)①c(H2):c(CH3OH)=3:1 这仅仅是是反应的过程中一种情况，无法判定反应是否达平衡状态，a错误；容器内氢气的体积分数不再改变，可以判断反应达平衡状态，b正确；反应前后气体的总质量不变，容器的体积恒定，容器内气体的密度恒为定值，无法判定反应达到化学平衡状态，C错误；该反应为气体的总量减少的反应，当容器气体的总量不再发生变化，容器内的压强也不再改变，可以判定反应达到化学平衡状态，d正确；正确选项：bd。
②从图像看出，温度升高，n（CH3OH）减少，平衡左移，该反应正反应为放热反应，△Hp2，正确答案：< ； >。
③设二氧化碳的消耗量为xmol,根据方程式进行计算如下:
CO2(g)+ 3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)。
起始量 1 2.75 0 0
变化量 x 3x x x
平衡量 1- x 2.75-3x x x
反应后气体总量为1-x+2.75-3x+x+x=（3.75-2x）mol，反应前气体总量为1+2.75=3.75 mol，根据压强比等于物质的量之比：（3.75-2x）/3.75=9/10, x=0.1875 mol, Q点H2的转化率为3×0.1875÷2.75×100%= 20.5%，正确答案：20.5%。
④ 10L恒容密闭容器中投入1molCO2和2.75 mol,反应进行到506℃，达平衡状态，对应M点时，甲醇的量为0.25mol，进行如下计算：
CO2(g)+ 3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)。
起始量 1 2.75 0 0
变化量 0.25 0.75 0.25 0.25
平衡量 0.75 2 0.25 0.25
各物质浓度分别为c(CO2)= 0.075 mol/L, c(H2)= 0.2 mol/L , c(CH3OH)= c(H2O)= 0.025 mol/L, 该反应的平衡常数K=(0.025)2/(0.23×0.075)= 1.04 ；由于N 和M处于同一温度下的不同曲线上两点，所以平衡常数相同，正确答案：1.04。
(3)设CaCl2溶液的最小浓度为为cmol/L,两溶液等体混合，溶液的浓度均减半，带入溶度积常数Ksp的计算公式：Ksp= c(Ca2+)c(CO32-)=(c÷2)×(2×10-4÷2)= 2.8×10-9,解之，c=5.6×10-5 mol/L；正确答案：5.6×10-5。
点睛：其它条件下不变，反应前后气体的物质的量之比等于压强之比。
24. 如图所示，某化学兴趣小组设计了一个燃料电池，并探究氯碱工业原理和粗铜精炼原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜。根据要求回答相关问题:

(1)通入氧气的电极为_____(填“正极”或“负极”)，通氢气一极的电极反应式为_________________；
(2)铁电极为_______(填“阳极”或“阴极”)，乙装置中电解反应的化学方程式为_________________。
(3)若在标准状况下，有1.12 L氧气参加反应，丙装置中阴极增重的质量为______g；
(4)某粗铜中含有铁、金、银和铂等杂质，通过电解精制后，为从电解液中制得硫酸铜晶体(CuSO4·5H2O),设计了如下工艺流程:

已知:几种金属阳离子开始沉淀和沉淀完全的pH:

氢氧化物开始沉淀时的pH
氢氧化物沉淀完全时的pH
Fe3+
1.9
3.2
Fe2+
7.0
9.0
Cu2+
4.7
6.7

①步骤I中加入试剂A的目的是_____________________________，试剂A应选择______(填序号);
a.氯气 b.过氧化氢 C.酸性高锰酸钾溶液
选择该试剂的原因_____________________________________________________；
②步骤II中试剂B为_________，调节pH的范围是___________；
③步骤III的操作是加热浓缩、_______、___________。
【答案】 (1). 正极 (2). H2-2e-+2OH-=2H2O (3). 阴极 (4). 2NaCl+2H2O2NaOH+ C12↑+H2↑ (5). 6.4 (6). 将Fe2+氧化为Fe3+ (7). b (8). 过氧化氢是绿色氧化剂，在氧化过程中不引入杂质，不产生污染 (9). CuO或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3 (10). 3.2≤pH