北京市石景山区2024-2025学年高二上学期期末化学试题(含答案)

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北京市石景山区2024-2025学年高二上学期期末化学试题(含答案)

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北京市石景山区2024-2025学年高二上学期期末化学试题
本试卷共9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,将答题卡交回。
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
2.下列物质属于强电解质的是
A.H2O B.CH3COOH C.NH3·H2O D.CH3COONa
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:
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
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
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 mol·L-1的CH3COONH4溶液中c(CH3COO )= 1 mol·L-1
D.由CH3COONH4溶液呈中性可推知NH4HCO3溶液显酸性
7.下列解释事实的化学用语正确的是
A.甲烷的燃烧热 H为- 890.3 kJ·mol-1,则甲烷燃烧的热化学方程式:
CH4 + 2O2 === CO2 + 2H2O H = - 890.3 kJ·mol-1
B.用Na2CO3溶液清洗油污的原因:+ 2H2OH2CO3 + 2OH
C.电解精炼铜的阳极反应:Cu2+ + 2e === Cu
D.用FeS除去废水中的Hg2+:FeS(s) + Hg2+(aq) === HgS(s) + Fe2+(aq)
8.“能量-反应过程”图是表示反应过程中物质能量变化的示意图,下列说法正确的是
A.反应物断键吸收的能量为a kJ
B.此反应的活化能为a kJ·mol-1
C.反应中成键放出的能量为b kJ
D.A2(g) + B2(g) === 2AB(g)是放热反应
9.根据表格提供的化学键键能计算反应N2H4(g) + O2(g)N2(g) + 2H2O(g)的 H为
化学键 N-H N-N O2中的化学键 O-H N≡N
键能kJ mol-1 391 193 497 463 946
A.- 1882 kJ mol-1 B.- 483 kJ mol-1 C.- 544 kJ mol-1 D.- 285 kJ mol-1
10.下列电化学实验装置与实验目的或原理不相符的是
A B C D
实验目的 或原理 铁与硫酸铜的反应形成原电池 铁片上镀铜 铁的吸氧腐蚀 电解食盐水制备Cl2和NaOH
实验 装置
11.下列实验装置(部分夹持装置已略去)不能达到对应实验目的是
A B
实验目的 由FeCl3溶液制取无水FeCl3固体 探究温度对化学平衡移动的影响
实验装置
C D
实验目的 比较AgCl和Ag2S溶解度大小 测定锌与稀硫酸反应速率
实验装置
12.一种基于电解原理的湿法冶铁装置如图所示,电解过程中,下列说法不正确的是
A. 阳极生成的气体为Cl2
B. OH 移向阳极区补充溶液中阴离子的减少
C. 阴极反应:Fe2O3 + 6e + 3H2O === 2Fe + 6OH
D. 阴极区溶液的pH升高
13.一定温度下,在三个体积均为2L的恒容密闭容器中充入气体PCl5发生反应:
PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)。
编号 温度/℃ 起始物质的量/mol 平衡物质的量/mol 达到平衡所需时间/s
PCl5(g) PCl3(g) Cl2(g)
Ⅰ 320 0.40 0.10 0.10 t1
Ⅱ 320 0.80 t2
Ⅲ 410 0.40 0.15 0.15 t3
下列说法正确的是
A.反应到达平衡时,容器Ⅰ中的平均速率为v(PCl5)= 0.1/t1 mol·L-1·s-1
B.该反应正反应为放热反应
C.反应II的平衡常数为
D.平衡常数K:容器Ⅱ >容器Ⅲ
14.Na2CO3溶液可以处理锅炉水垢中的CaSO4,使其转化为疏松、易溶于酸的CaCO3。某兴趣小组模拟上述过程:
①将1 mol·L-1 CaCl2溶液和1 mol·L-1 Na2SO4溶液等体积混合得浊液a
②向滴有酚酞的1 mol·L-1 Na2CO3溶液中加等体积的浊液a,溶液红色变浅
③将①中浊液a过滤所得白色沉淀b,浸泡在滴有酚酞的1 mol·L-1 Na2CO3溶液中,一段时间后溶液红色变浅
下列说法中不正确的是
A.①中所得浊液过滤,所得滤液中仍含有Ca2+
B.②中溶液红色变浅可证明有CaSO4转化为CaCO3
C.③中溶液红色变浅可证明有CaSO4转化为CaCO3
D.③中发生了反应CaSO4(s) + (aq)CaCO3(s) + (aq)
第二部分
本部分共5题,共58分。
15.(12分)H2O2是重要的化学试剂,在实验室和生产实际中应用广泛。
(1)多角度认识物质,有助于我们更全面地认识物质的化学性质。
i.元素化合价角度
①H2O2催化分解反应中体现了H2O2的______(填化学性质)。
②H2O2与SO2反应,只做氧化剂,写出化学反应方程式______。
③H2O2可使酸性KMnO4溶液褪色,在反应中只做还原剂,发生反应的化学方程式为:2KMnO4 + 5H2O2 + 3H2SO4 === K2SO4 + 2MnSO4 + 5O2↑ + 8H2O。
实验室常用酸性KMnO4溶液测定H2O2的浓度。取10.00 mL H2O2溶液样品于锥形瓶中,加水稀释至50.00 mL,滴入0.10 mol L-1 KMnO4 溶液20.00 mL,恰好完全反应。则原样品中H2O2的物质的量浓度是______mol·L-1。
ii.物质类别角度
④H2O2是一种二元弱酸,写出第一步电离方程式:______;
H2O2与过量的Ca(OH)2反应的化学方程式为______。
(2)直接H2O2-H2O2燃料电池是一种新型化学电源,其工作原理如图所示。
电池总反应为:2H2O2 === O2↑ + 2H2O
①电极Ⅰ为______极。
②电极Ⅱ的反应式为:______。
③该电池的设计利用了H2O2氧化性、还原性受______的影响造成的差异。
16.(10分)氯资源的循环利用可提高物质的利用率,也是践行绿色化学理念的重要举措。
(1)工业上可用O2将HCl转化为Cl2,反应为:
O2(g) + 4HCl(g)2Cl2(g) + 2H2O(g) H
已知:H2(g) + Cl2(g) === 2HCl(g) H1 = - 183.0 kJ·mol-1
2H2(g) + O2(g) === 2H2O(g) H2 = - 483.6 kJ·mol-1
则上述反应的 H = ______kJ·mol-1 。
(2)在恒温恒容的密闭容器中发生上述HCl转化为Cl2的反应,表明该反应已达到平衡状态的是______(填字母)。
a.混合气体密度不随时间变化
b.气体总压强不随时间变化
c.消耗1mol O2的同时有2 mol Cl2生成
d.混合气体颜色深浅不随时间变化
(3)工业上使用催化剂催化O2与HCl的反应时,在不同温度下,HCl转化率与HCl和O2的起始流速变化关系如图所示(较低流速下转化率可近似为平衡转化率)。
①T1、T2、T3温度由高到低依次为______。
②此生产工艺提高HCl转化率的措施有______。(写两项即可)
③相同流速下,比较T1、T2、T3温度下HCl的转化率,较高流速下a>b>c,较低流速下a’< b’ < c’,请解释较高流速下a>b>c的原因______。
17.(12分)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Co、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:
Fe3+ Fe2+ Co3+ Co2+ Zn2+
开始沉淀的pH 1.9 6.9 7.4 6.2
沉淀完全的pH 3.2 8.4 1.1 9.4 8.2
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的作用是______,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:
元 素 Mn Fe
电离能 (kJ·mol-1) I1 717 759
I2 1509 1561
I3 3248 2957
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Co2+也可与NaHCO3反应生成CoCO3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______。
18.(11分)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 mol·L-1 HX(一元酸)溶液中滴加0.100 mol·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“>”、“<”或“=”)。
③C点为恰好完全反应点,溶液中的离子浓度顺序为______。
(3)25℃时,三种酸的电离平衡常数如表:
化学式 CH3COOH H2CO3 HF
电离平衡常数 1.8 ×10-5 K1=4.3 × 10-7,K2=5.6 ×10-11 6.0 ×10-4
①下列四种离子结合质子能力由大到小的顺序是______(填序号)。
a. b.F c.CH3COO d.
② 一般来说,如果一个反应的平衡常数数值大于105,通常认为该反应可以进行得较完全;平衡常数数值小于10-5,这个反应很难进行;平衡常数介于10-5~105之间的认为存在一定程度的可逆反应。请从化学反应平衡常数的角度分析CH3COOH能否与NaF反应生成HF ______。
19.(13分)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。
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。
(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:
序号 试剂A 试剂B 实验现象
I 铁钉 10 mL 0.1 mol L-1 CuSO4溶液 很快有大量红色固体析出
II 铝钉 10 mL 0.1 mol L-1 CuSO4溶液 无明显现象
III 铝钉 10 mL 0.1 mol L-1 CuCl2溶液 短时间内有较多红色固体析出
IV 铝钉 10 mL a mol L-1 CuSO4溶液 +少量 b 固体 有红色固体析出,速率比III慢
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______。
参考答案
第一部分共 14 题,每题 3 分,共 42 分。
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
答案 A D A D C A D B C D A B C B
第二部分共 5 题,共 58 分。
15.(12分)(其它合理答案酌情给分)
(1)①(2分)氧化性、还原性
②(1分)H2O2 + SO2 === H2SO4
③(2分)0.5
④(1分)H2O2H+ + (2分)H2O2 + Ca(OH)2=== CaO2+ H2O
①(1分)负极
②(2分)H2O2 + 2e- + 2H+ == 2H2O
③(1分)酸碱性或pH
16.(10分)(其它合理答案酌情给分)
(1)(2分)- 117.6
(2)(2分)bd
(3)①(2分)T1 > T2 > T3
②(2分)提高O2/HCl的物料比,降低流速,降低温度
③(2分)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.(12分)(其它合理答案酌情给分)
(1)(1分)增大接触面积,加快反应速率
(2)(2分)将Fe2+转化为Fe3+,以便于铁元素沉淀完全。
(1分)蓝色沉淀
(3)(2分)3.2~6.2
(4)(2分)3Co2+ + + 7H2O === 3Co(OH)3+ MnO2 + 5H+
(5)(2分)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)(2分)NaHCO3溶液中存在电离平衡 H++ ,当加入含Co2+的溶液中,Co2+与结合生成沉淀CoCO3,促电离平衡正移,使沉淀彻底。
18.(11分)(其它合理答案酌情给分)
(1)(2分)10-12
(2)①(2分)10-5 ②(1分)= ③(2分)c(Na+) > c(X-) > c(OH-) > c(H+)
(3)①(2分)adcb
②(2分)计算反应CH3COOH + FCH3COO-+ 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.(13分)(其它合理答案酌情给分)
(1)(1分)氧化性 (1分)硫元素或S
(2)(1分)KSCN
(3)(2分)3Fe + 4H2SO4 === 3FeSO4 + S↓ + 4H2O
(4)(2分)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(2分)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(1分)不能 (1分)有可能减慢钝化金属与Cu2+的反应速率
③(1分)0.1 (1分)NaCl

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