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北京市西城区2024-2025学年高二上学期期末化学试题
2025.1
本试卷共8页，100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 Ti 48
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．下列过程或装置能实现电能转化为化学能的是
A B C D
燃料燃烧 太阳能电池 电解槽 碱性锌锰电池
2．下列物质中，属于强电解质的是
A．Na2SO4 B．H2O C．H2CO3 D．CH3CH2OH
3．下列化学用语或图示表达不正确的是
A．S的原子结构示意图： B．基态Cu原子的价层电子排布式：3d94s2
C．基态P原子的价层电子轨道表示式： D．py的电子云轮廓图：
4．下列解释事实的化学用语书写不正确的是
A．0.1 mol·L 1氨水的pH＜13：NH3·H2O NH+ 4+ OH B．明矾[KAl(SO4)2·12H2O]净水：Al3+ + 3H2OAl(OH)3（胶体）+ 3H+
C．钢铁发生吸氧腐蚀的负极反应：Fe 3e == Fe3+ D．向AgCl悬浊液中滴加KI溶液，沉淀变为黄色：AgCl(s) + I (aq) AgI(s) + Cl (aq)
5．下列说法正确的是
A．电子从2s跃迁到3s时，吸收能量 B．同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数随电子层数增大依次增多
C．最外层电子数为2的元素都分布在s区 D．电负性越大，元素的非金属性越强，第一电离能也越大
6．下列示意图与化学用语表述内容不相符的是
A B C D
表示H3O+
酸性氢氧燃料电池的负极反应： H2 2e == 2H+ 电解CuCl2溶液： CuCl2 == Cu2+ + 2Cl HCl在水中电离：HCl == H+ + Cl H2与Cl2反应的能量变化：H2(g) + Cl2(g) == 2HCl(g) ΔH＝ 183 kJ·mol 1
7．实验表明：少量的I 可以催化H2O2分解。下面图1是催化过程的机理，图2是有、无I 存在下H2O2分解的能量变化示意图。
图1 图2
下列说法不正确的是
A．H2O2分解是放热反应 B．ⅰ 发生反应：H2O2 + I == IO + H2O
C．反应速率：ii＜ ⅰ D．加入I 不会改变H2O2分解反应的焓变
8．常温下，实验小组测得0.1 mol·L 1 Na2CO3溶液的pH为12，下列关于该溶液的说法不正确的是
A．c(CO2 3)＞c(HCO 3) B．水电离出的OH 浓度为1×10 12 mol·L 1
C．2[c(CO2 3) + c(HCO 3) + c(H2CO 3)]＝c(Na+) D．升高温度，溶液中的OH 浓度增大
9．下列实验操作或装置（夹持装置略）能达到对应实验目的的是
A B C D
实验 目的 探究压强对化学平衡 的影响 测定中和反应 的反应热 铁制品表面镀铜 比较AgCl和Ag2S的 溶解度大小
操作 或装置
10．在容积可变的密闭容器中，发生反应：2NO(g) + O2 (g)2NO2(g) 。起始时NO和O2的物质的量之比为2∶1。在不同压强下（p1、p2）反应达到平衡时，测得NO转化率随温度的变化如图所示。
下列说法不正确的是
A．反应的 H＜0 B．压强：p1＞p2
C．正反应速率：y点＞x点 D．化学平衡常数：y点＞x点
11．用0.1 mol·L 1 NaOH溶液分别滴定体积均为20 mL、
浓度均为0.1 mol·L 1 HCl溶液和HX溶液，溶液的
pH随加入NaOH溶液体积的变化如图所示。
下列说法正确的是
A．HX为强酸 B．N点c(Na+) + c(H+)＝c(OH ) + c(X )
C．M点c(X－)＞c(HX) D．NaOH溶液滴定HCl溶液，用酚酞作指示剂， 溶液由粉红色变为无色时到达滴定终点
12．粗制CuSO4·5H2O晶体中含有杂质Fe2+。在提纯时，为了除去Fe2+，常先加入少量酸化的H2O2溶液，然后在室温下调节溶液的pH为4。
已知：ⅰ．Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10 20 Ksp[Fe(OH)3]＝2.8×10 39
ⅱ．25 ℃时CuSO4饱和溶液中c(Cu2+)＝1.41 mol·L 1。
下列说法不正确的是
A．加入H2O2的目的为H2O2 + 2Fe2+ + 2H+ == 2Fe3+ + 2H2O B．pH＝4，计算得c(Fe3+)＝2.8×10 9 mol·L 1，可认为Fe3+已完全沉淀
C．理论分析粗CuSO4溶液达饱和后，在pH＝4时会析出Cu(OH)2沉淀 D．沉淀溶解平衡原理对分离金属离子的pH选择具有指导意义
13．以不同材料修饰的Pt为电极，一定浓度的
NaBr溶液为电解质溶液，采用电解和催化
相结合的循环方式，可实现高效制取H2和
O2，装置如图所示。下列说法不正确的是
A．电极a连接电源负极 B．Z为O2
C．电解总反应：Br + 3H2O === BrO 3 + 3H2↑ D．反应过程中，加入Y的目的是补充NaBr(s)
14．小组实验探究银镜的清洗和Ag的回收，实验过程如图。
已知：ⅰ．2Ag + 2H+2Ag+ + H2↑ K＜10 5
ⅱ．AgI + 2I [AgI3]2 （无色）
下列说法不正确的是
A．产生的少量气体是H2 B．气体的产生有利于银镜的脱落
C．增大c(I )使c(Ag+)降低，有利于Ag与H+的反应 D．用足量浓HNO3替换醋酸溶液，也可达到上述银镜脱落沉降、回收Ag的效果
第二部分
本部分共6题，共58分。
15．（8分）Nax[MnFe(CN)6]常作为钠离子电池的正极材料。制备时，用柠檬酸钠(Na3C6H5O7)溶液作为添加剂。
（1）C元素处于元素周期表的______区，基态O原子的轨道表示式是______，基态Fe2+的价层电子排布式是______。
（2）基态Na原子电子占据_____个能层，电子占据的最高能级的符号是______。
（3）N、O、Na三种元素第一电离能由大到小的顺序是______（填元素符号）。
（4）电负性C______N（填“＞”“＜”或“＝”），从原子结构的角度说明原因：______。
16．（9分）电解质溶液的性质与溶液中粒子的种类和浓度等有关。
（1）室温下，冰醋酸稀释过程中溶液的导电能力变化如图所示。
① 醋酸溶液能导电的原因是其中含有______（用化学符号表示）。
② 由B到C的过程c(H+)______（填“增大”“减小”或“不变”）。
（2）25 ℃几种酸的电离常数如下表：
酸 CH3COOH HClO H2CO3
电离常数(Ka) 1.75×10 5 4.0×10 8 Ka1＝4.5×10 7 Ka2＝4.7×10 11
① CH3COONa溶液显______（填“酸性”“碱性”或“中性”），用离子方程式表示其原因：______。
② 25 ℃，物质的量浓度相同的CH3COONa溶液和NaClO溶液的pH大小：
CH3COONa______ NaClO（填“＞”“＜”或“＝”）。
③ 含等物质的量的CH3COOH和CH3COONa的混合溶液呈酸性，原因是______。
④ 向NaClO溶液中通入少量CO2，反应的离子方程式是______。
17．（9分）氯碱工业是高能耗产业，一种将电解池与燃料电池组合的新工艺节能超过30 %。在这种工艺设计中，相关物质的传输与转化关系如下图所示（其中电极未标出）。
（1）A中的电极反应是______。
（2）燃料电池中Na+的迁移方向是______（填“C→D”或“D→C”）。
（3）燃料电池中正极的电极反应是______。
（4）下列说法不正确的是______（填序号）。
a．燃料电池可以实现化学能向电能的转化
b．燃料电池工作时，NaOH没有发挥作用
c．电解池中的离子交换膜是阳离子交换膜
（5）比较a %、b %和c %的值，由大到小排序：______。
（6）从能源利用及产品获取的角度说明该工艺的优点：______。
18．（10分）CO2与H2在不同条件下发生不同反应，可实现不同的应用。
（1）载人航天器中，航天员呼出的CO2可与H2反应生成CH4和H2O，电解H2O可实现O2和H2的再生。
① 在一定条件下发生反应：
CH4(g) + 2O2(g) == CO2 (g) + 2H2O(g) H＝ a kJ·mol 1
2H2O(g) == 2H2(g) + O2(g) H＝+ b kJ·mol 1 （a、b均大于0）
则该条件下，CO2(g) + 4H2(g)CH4(g) + 2H2O(g) H＝______ kJ·mol 1
② 某温度下，向 L恒容密闭容器中通入0.01 mol CO2和0.04 mol H2，发生反应：
CO2(g) + 4H2(g)CH4(g) + 2H2O(g)，平衡后生成0.005 mol CH4。CO2的转化率是______，该温度下反应的平衡常数是______。
（2）CO2催化加氢是制备CH3OH的重要方法，反应过程涉及的主要反应如下：
反应1：CO2(g) + H2(g)CO(g) + H2O(g) H1＝+41 kJ·mol 1
反应2：CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g) H2＝ 90 kJ·mol 1
① 有关上述反应的说法正确的是______（填序号）。
a．增大压强有利于CH3OH的生成
b．使用催化剂，能降低反应的活化能，提高CO2的平衡转化率
c．升温有利于反应1，反应1先达到平衡状态
② 其他条件不变时，一段时间内，温度对CO2加氢制CH3OH反应的影响如图。
已知：CH3OH选择性＝ ×100%
ⅰ．由图知240 ℃时实际反应未达到平衡状
态，图中的依据是______。
ii．220～240 ℃时，CO2的平衡转化率变化
的原因是______。
iii．220～240 ℃，升高温度，CH3OH的实
际选择性变化的原因可能是______。
19．（11分）以铝土矿为原料生产Al2O3产生的废渣俗称赤泥，除去钠钙后的赤泥中含Al2O3、Fe2O3、SiO2、TiO2、Sc2O3等多种成分，下面是工业上从赤泥中提取钛、钪的一种工艺流程。
已知：ⅰ．TiOSO4溶于水，电离出的TiO2+可水解
ⅱ．P204（HR）是一种有机提取剂，提取原理为：
M3+ + 3HR(有机)MR3(有机) + 3H+，M3+代表Sc3+、Fe3+或Al3+
ⅲ．Ksp [Sc2(C2O4)3]＝5.85×10 17
Ⅰ．提取钛
（1）滤渣用浓硫酸酸浸，其中TiO2溶于硫酸生成TiOSO4的化学方程式是______。
（2）TiO2+水解生成TiO2·xH2O沉淀的离子方程式是______。
（3）测定产品中Ti元素的含量：称取a g产品放入锥形瓶中，一定条件下将TiO2·xH2O溶解并还原为Ti3+，再滴加2～3滴KSCN溶液，用c mol·L 1 NH4Fe(SO4)2溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+，消耗NH4Fe(SO4)2溶液V mL。
① NH4Fe(SO4)2将Ti3+氧化为Ti4+的离子方程式是______。
② 产品中Ti元素的质量分数是______。
Ⅱ．提取钪
（4）P204对______（填“Sc3+”“Fe3+”或“Al3+”）的提取能力最强。
（5）用草酸（H2C2O4）“沉钪”，调节溶液的pH为2。
已知：pH＝2的溶液中: ≈ 0.01
加入H2C2O4前的溶液中c(Sc3+)＝0.02 mol·L 1，按c(H2C2O4)∶c(Sc3+)＝3∶2加入H2C2O4，忽略溶液体积的变化。判断是否有Sc2(C2O4)3沉淀生成并说明理由：______。
（6）草酸钪晶体[Sc2(C2O4)3·5H2O]在空气中灼烧，产生的气体可直接排放，该化学方程式是______。
20．（11分）化学小组探究不同盐对镁与水反应的影响。
（1）镁条与KHCO3溶液反应
序号 试剂 现象
Ⅰ 镁条和H2O 微小气泡附着在镁表面，镁表面失去金属光泽
Ⅱ 镁条和KHCO3溶液 立即产生大量气泡
①Ⅰ中生成的气体为H2，反应的化学方程式是______。
② 镁条与H2O反应过程中生成的Mg(OH)2覆盖在镁条表面，导致反应缓慢。从沉淀溶解平衡的角度解释Ⅱ中立即产生大量气泡的主要原因：______。
（2）镁条与AgCl反应
序号 试剂 现象
Ⅲ 4.5 mL 1 mol·L 1 KCl溶液和 0.5 mL 0.2 mol·L 1 AgNO3溶液 生成大量白色沉淀，得到浊液X。 过滤，得到无色滤液Y
Ⅳ 镁条和浊液X 镁表面变为黑色，有少量气泡生成
Ⅴ 镁条和滤液Y 镁表面变为棕黑色，迅速产生气泡
资料：i．Ag不能溶于氨水，黑色难溶物Ag2O能溶于氨水生成[Ag(NH3)2]+。
ii．[Ag(NH3)2]+Ag+ + 2NH3，[Ag(NH3)2]+在酸性溶液中不稳定。
① 补全Ag2O与氨水反应的离子方程式：
Ag2O + □NH3·H2O == □[Ag(NH3)2]+ + □______ + □______。
② Ⅳ中生成的黑色固体可能是Ag或Ag2O。设计实验方案检验该固体的成分：将反应后的镁条洗净，取表面的黑色固体置于浓氨水中放置一段时间，再向溶液中______（填实验操作与现象），证实固体是Ag不是Ag2O。
（3）对比实验Ⅰ和Ⅴ，对生成气泡速率不同的原因提出如下假设：
假设1：资料表明，滤液中Cl 能钻入Mg(OH)2膜，破坏Mg(OH)2对镁的覆盖。
假设2：Ag+能与Mg反应生成Ag，形成原电池，增大Mg与H2O反应的速率。
设计如下实验对上述假设进行验证。
序号 试剂 现象
Ⅵ 镁条、______ 和0.6 mL H2O 有少量气泡缓慢逸出
Ⅶ 镁条、 4.4 mL 1 mol·L 1 KCl溶液、0.1 mL H2O和 0.5 mL 0.2 mol·L 1 KNO3溶液 有少量气泡缓慢逸出
① 实验Ⅵ能够证实假设1，请补充横线上的试剂：______。
② 通过以上实验可以得到的结论是______。
（4）实验Ⅳ中没有出现大量气体的可能原因是______。
参考答案
第一部分 选择题（每小题只有一个选项符合题意，共14个小题，每小题3分，共42分）
题号 l 2 3 4 5 6 7
答案 C A B C A B C
题号 8 9 10 11 12 13 14
答案 B A D B C D D
第二部分 非选择题（共6个小题，每空1分，注明的除外，共58分）其他合理答案均可给分。
15. （8分）
（1）p 3d6 （2）3 3s （3）N＞O＞Na
（4）＜ C、N同周期，核电荷数C＜N，原子半径C＞N，得电子能力C＜N，电负性C＜N
16．（9分）
（1）① H+、CH3COO （2分） ② 减小
（2）① 碱性 CH3COO + H2OCH3COOH + OH （2分） ② ＜
③ 相同物质的量浓度的CH3COOH的电离程度大于CH3COO 的水解程度
④ ClO + CO2 + H2O == HClO + HCO 3
17．（9分）
（1）2Cl - 2e == Cl2↑（2分） （2）C→D
（3）O2 + 2H2O + 4e == 4OH （2分） （4）b （5）b %＞a %＞c %
（6）燃料电池可以补充电解池消耗的电能、降低能耗，提高产出碱液中NaOH的浓度（2分）
18．（10分）
（1）① a-2b（2分） ② 50 %（2分） 625
（2）① a
② i．CO2的实际转化率低于其平衡转化率
ii．温度升高，有利于反应2的逆反应，导致c(CO)增大，而c(CO)增大抑制反应1的正反应，其程度大于温度升高对反应1正反应的促进作用（2分）
iii．220～240 ℃，升高温度，对反应1速率的影响比对反应2的大
19．（11分）
（1）TiO2 + H2SO4 == TiOSO4 + H2O（2分）
（2）TiO2+ + (x+1)H2O== TiO2 xH2O↓+ 2H+（2分）
（3）① Fe3+ + Ti3+ == Fe2+ + Ti4+ （2分） ② ×100%
（4）Sc3+
（5）有
H2C2O4的总浓度为0.03 mol·L 1，c(C2O2 4) ≈0.03×0.01＝3×10 4 mol·L 1，Q[Sc2(C2O4)3]＝0.022×(3×10 4)3＞5.85×10 17，有沉淀生成（2分）
（6）2 Sc2(C2O4)3·5H2O + 3O2 === 2Sc2O3 + 12CO2 + 10H2O
20．（11分）
（1）① Mg + 2H2O == Mg(OH)2 + H2↑（2分）
② HCO 3与OH 发生反应：OH + HCO 3== CO2 3+ H2O，c(OH )减小，不利于沉淀溶解平衡Mg(OH)2(s)Mg2+(aq) + 2OH (aq)逆向进行，Mg与H2O接触面积增大，反应速率增大（2分）
（2）① Ag2O + 4NH3·H2O == 2[Ag(NH3)2]+ + 2OH + 3H2O（2分）
② 加入过量盐酸，无白色沉淀生成（2分）
（3）① 4.4 mL 1 mol·L 1 KCl溶液
② Ag+的存在是Ⅴ中迅速产生气泡的主要原因，形成原电池增大速率的作用强于Cl 破坏Mg(OH)2覆盖膜对速率的影响
（4）浊液X中含有大量AgCl固体，Mg与AgCl反应生成的Ag包裹在Mg表面，很大程度减少了镁与水的接触面积

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