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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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