精品解析：湖南师大附中2023-2024学年高二下学期期中考试化学试题

湖南师大附中2023-2024学年度高二第二学期期中考试 化学 时量：75分钟 满分：100分 可能用到的相对原子质量：H~1 N~14 O~16 Mg~24 Al~27 Fe~56 一、选择题(本题包括14小题，每小题3分，共42分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的) 1. 长沙铜官窑是世界釉下彩瓷的发源地。唐代诗人李群玉在《石渚》一诗中描写了铜官窑制瓷的盛况：“古岸陶为器，高林尽一焚。焰红湘浦口，烟烛洞庭云。”下列叙述不正确的是 A. 瓷器的主要原料黏土的化学式为是一种氧化物 B. 木材在燃烧时化学能转化为光能和热能 C. 诗中提到的烟和云都属于胶体 D. 新型陶瓷的主要成分之一是，属于共价晶体 【答案】A 【解析】 【详解】A．黏土主要是由硅酸盐构成的混合物，不是由几种氧化物组成的混合物，可以将黏土化学式改写成相应的氧化物的形式，A错误； B．木材在燃烧时发光发热，化学能转化为光能和热能，B正确； C．烟和云属于气溶胶，C正确； D．碳化硅是由共价键形成的具有类似金刚石的结构的晶体，由分析知，碳化硅属于共价晶体，D正确； 答案选A。 2. 下列化学用语使用正确的是 A. 乙烯的球棍模型： B. 分子的空间结构： C. 形成过程： D. 质量数为2的氢核素： 【答案】A 【解析】 【详解】A．乙烯分子的空间结构为平面形，分子中4个原子都在同一平面上，乙烯的球棍模型为，故A正确； B．三氟化硼分子中硼原子的价层电子对数为3、孤对电子对数为0，分子的空间结构应为平面三角形，不是三角锥形，故B错误； C．氯化钾是只含有离子键的离子化合物，表示氯化钾形成过程的电子式为，故C错误； D．质量数为2的氢核素符号为，故D错误； 故选A。 3. 下列实验装置图正确的是 A. 图1：乙炔的实验室制备及检验 B. 图2：石油分馏 C. 图3：可用于用乙醇萃取碘水中的碘 D. 图4：可用于尾气的吸收 【答案】D 【解析】 【详解】A．用电石与饱和食盐水制取乙炔，得到的乙炔中含有等杂质，均会被酸性溶液氧化，使溶液紫色褪去，不能用于检验乙炔气体，A错误； B．进行石油分馏实验时，温度计应测定馏分的温度，因此温度计水银球应该放在蒸馏烧瓶的支管口附近，而不能伸入溶液的液面以下，且冷凝水应下进上出，B错误； C．乙醇和水可任意比互溶，不能用乙醇萃取碘水中的碘，C错误； D．是极性分子，不溶于，易溶于水，用图4装置可防止倒吸，D正确； 答案选D。 4. 下列说法不正确的是 A. 由乙炔聚合而成的聚乙炔具有导电性，可用作导电塑料 B. 晶体中和的相互作用具有饱和性和方向性 C. 石墨的熔点比金刚石高，说明石墨键长比金刚石的短，石墨键能大于金刚石 D. 是由极性键构成的极性分子 【答案】B 【解析】 【详解】A．聚乙炔形成了离域大健，电子可在离域大键中运动，所以可以导电，A正确； B．晶体中和的相互作用是离子键，离子健不具有饱和性和方向性，B错误； C．石墨的熔点比金刚石高，是由于石墨存在键，键长；石墨<金刚石，健能；石墨>金刚石，C正确； D．臭氧分子中存在大键，中心氧原子显正电性，分子中共价键为极性键，分子正、负电中心不重合，所以臭氧为极性分子，D正确； 答案选B。 5. 下图所示的配合物离子，其中铁的一个配体为茂环阴离子()，该配体以电子参与配位，其结构如图。下列说法不正确的是 A. 该结构中共有3个配位体，其中镍的配位数为4 B. 已知其中的镍为，则铁的化合价为+2 C. 中心铁原子周围的价层电子数共有18个 D. S的杂化方式为 【答案】D 【解析】 【详解】A．配体包含、茂环阴离子、羰基，其中镍的配位数为4，A正确； B．带2个单位负电荷，茂环阴离子带1个单位负电荷，镍带2个单位正电荷，为使整个离子带1个单位正电荷，铁需要带2个单位正电荷，即铁的化合价为+2价，B正确； C．在该离子中Fe2+周围有2个S原子和一个CO的C原子与Fe2+以配位键结合，3个配位键中含有6个价电子，Fe2+上有6个价电子，还有茂环阴离子中参与大π键的6个价电子，故配合物离子中铁周围的价电子数共有6+6+6=18个，C正确； D．S原子形成3个共价键，S原子上还有一对孤对电子，故S原子杂化类型为sp3杂化，D错误； 故选D。 6. 利用如图所示的装置(夹持及加热装置略)制备高纯白磷的流程为：红磷(s)无色液体与P4(g) 白磷(s)，下列操作错误的是 A. 红磷使用前洗涤以除去表面杂质 B. 将红磷转入装置，抽真空后加热外管以去除水和氧气 C. 从a口通入冷凝水，升温使红磷转化 D. 冷凝管外壁出现白磷，冷却后在氮气氛围下收集 【答案】C 【解析】 【详解】A．红磷表面有被氧化生成的五氧化二磷，五氧化二磷可以溶于水，因此红磷在使用前应洗涤，A正确； B．真空环境可以降低物质的熔沸点，有利于将红磷转化为白磷，但是由于抽真空时不能将水气和氧气完全除去，还需要对装置外管进行加热，这时可以保证反应环境无水无氧，B正确； C．若从a口通入冷凝水，则冷凝水无法充满整个冷凝管，冷凝效果不好，需要用b口通入，此时可以将冷凝水充满冷凝管，C错误； D．白磷易被空气中的氧气氧化，因此在收集白磷时应将反应装置冷却，再在氮气氛的条件下收集白磷，D正确； 故答案选C。 7. W、X、Y、Z为原子序数依次增大的同一短周期元素，其中X、Y、Z相邻，W的核外电子数与X的价层电子数相等，是氧化性最强的单质，4种元素可形成离子化合物。下列说法错误的是 A. 分子的极性： B. 同周期第一电离能介于W和Y的元素有一种 C. 可和Y的简单氢化物反应生成 D. Z的电负性大于同族下一周期元素，但单质分子键能小于同族下一周期元素单质，与Z元素原子半径有关 【答案】B 【解析】 【分析】是氧化性最强的单质，则Z是F，X、Y、Z相邻，且X、Y、Z为原子序数依次增加的同一短周期元素，则X为N，Y为O，W的核外电子数与X的价层电子数相等，则W为B，即：W为B，X为N，Y为O，Z是F，以此解题。 【详解】A．由分析可知，W为B，X为N，Z是F，为，为，其中前者的价层电子对数为3，空间结构为平面三角形，为非极性分子，后者的价层电子对数为4，有一对孤电子对，空间结构为三角锥形，为极性分子，则分子的极性：，A正确； B．W为B，Y为O，同一周期第一电离能介于B和O的元素有和C，B错误； C．和可反应生成，C正确； D．由于F的原子半径太小，原子核斥力大，所以的键能小于同族下一周期元素单质，D正确； 故选B。 8. 利用热再生氨电池可实现电镀废液的浓缩再生。电池装置如图所示，甲、乙两室均预加相同的电镀废液，向甲室加入足量氨水后电池开始工作。下列说法正确的是 A. 甲室Cu电极为正极 B. 隔膜为阳离子膜 C. 电池总反应为： D. 扩散到乙室将对电池电动势没有影响 【答案】C 【解析】 【分析】甲、乙两室均预加相同的CuSO4电镀废液，向甲室加入足量氨水后电池开始工作，加入氨水的电极为原电池负极，电极反应Cu-2e-=Cu2+，加入氨水发生Cu2++4NH3=[Cu(NH3)4]2+反应，右端为原电池正极，电极反应Cu2++2e-=Cu，中间为阴离子交换膜，据此分析解题。 【详解】A．甲室加入氨水后，Cu2+与NH3形成[Cu(NH3)4]2+，游离Cu2+浓度降低，电极电势低于乙室（乙室Cu2+浓度较高）。因此甲室Cu电极发生氧化反应（Cu - 2e⁻ = Cu2+），为负极，A错误； B．浓差电池浓度差越大越有利反应进行，在原电池内电路中阳离子向正极移动，若隔膜为阳离子膜，电极溶解生成的铜离子要向右侧移动，浓度差会缩小，不利电池反应进行，B错误； C．根据分析可知，电池总反应为，C正确； D．NH3扩散到乙室会与Cu2+形成[Cu(NH3)4]2+，降低乙室游离Cu2+浓度，使正极电极电势降低，导致正负极电势差减小，电池电动势降低，D错误； 故选C。 9. 利用超分子可以对一些物质进行分离，例如利用杯酚(结构如图1所示，用“”表示)分离和的过程如图2所示。下列说法不正确的是( ) A. 与结构相似，由于键的键长小于键，所以的熔、沸点低于 B. 该流程体现了超分子具有“分子识别”的特征 C. ，互为同素异形体 D. 杯酚中所有原子不可能位于同一平面 【答案】A 【解析】 【详解】A．与的结构相似，相对分子质量比大，其分子间的作用力大，物质的熔沸点就越高，与分子内化学键的键长无关，A错误； B．由图可知，杯酚与形成超分子，而杯酚与不能形成超分子，反映了超分子具有“分子识别”的特性，B正确； C．、为同一种元素形成的结构不同的单质，互为同素异形体，C正确； D．杯酚分子中含有饱和碳原子，饱和碳原子与其相连的4个原子形成四面体结构，所有原子不可能位于同一平面内，D正确； 故选A。 10. 工业上可通过反应：制备，已知：为阿伏加德罗常数的值，分子结构为，在常温下为无色液体。下列说法不正确的是 A. 该过程被氧化 B. 每生成1转移电子 C. 消耗1，断裂的数目为 D. 生成的可用溶液吸收，反应原理为 【答案】D 【解析】 【详解】A．反应中C化合价由中-4价升至中+4价，做还原剂，S化合价由0价降至-2价，做氧化剂，A正确： B．通过以上分析可知，每生成2，反应转移16电子，即每生成1转移电子，B正确； C．1中含有8，消耗1，断裂8，C正确； D．生成的用溶液吸收，发生的反应为，D错误； 故答案为：D。 11. 铁镁合金是目前已发现储氢密度最高的储氢材料之一，其晶胞结构如图所示。储氢时，分子在晶胞的体心和棱的中心位置，且最近的两个氢分子之间的距离为a，已知为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A. 铁镁合金的化学式为 B. 在铁镁合金晶体中，铁原子与镁原子配位数之比为1∶2 C. 该铁镁合金储氢后的晶体密度 D. 镁原子位于铁原子围成的四面体空隙内，其空隙填充率为100% 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图可知位于晶胞的顶点和面心，位于晶胞内部，由均摊法可知每个晶胞中含有数目为，含有数目为8，得到化学式为，A项正确； B．铁原子位于晶胞的顶点和面心，铁的配位原子为镁，其配位数是8；镁的配住位原子为铁，其配位数是4，所以铁原子与镁原子配位数之比为2∶1，B项错误； C．储氢时，分子在晶胞的体心和棱的中心位置，距离均为面对角线的一半，因此每个晶胞储氢分子数目为，由最近的两个氢分子数目之间的距离为a可知立方体晶胞的棱长为，，C项正确； D．该晶胞顶点铁原子和面心铁原子围成正四面体空隙，镁原子位于铁原子围成的四面体空隙内，其空隙填充率为100%，D项正确； 本题选B。 12. 某水样中含一定浓度的和其它不与酸碱反应的离子。取水样，用盐酸进行滴定，溶液随滴加盐酸体积的变化关系如图(混合后溶液体积变化忽略不计)。下列说法正确的是 A. 该水样中 B. 在整个滴定过程中可能存在以下等量关系 C. 滴加盐酸过程中，溶液中明显增大 D. 滴定分析时，a点可使用甲基橙作指示剂指示滴定终点 【答案】B 【解析】 【分析】向碳酸根和碳酸氢根混合溶液中加入盐酸时，先后发生如下反应，则滴定时溶液会发生两次突跃，第一次突跃时与盐酸恰好反应生成，第二次突跃时与盐酸恰好反应生成；由图可知，滴定过程中溶液第一次发生突跃时，盐酸溶液的体积为，由反应方程式可知，水样中的浓度为，溶液第二次发生突跃时，盐酸溶液的体积为，则水样中的浓度为； 【详解】A．由分析可知，水样中的浓度为，选项A错误； B．a点发生的反应为，可溶性碳酸氢盐溶液中质子守恒关系为，即，选项B正确； C．水样中的浓度为，当盐酸溶液体积时，只发生反应，滴定时溶液中，浓度为，则滴定时溶液中的浓度基本保持不变，选项C错误； D．点突跃，点在8-10之间，应用酚酞做指示剂，b点突跃，点在4左右，可用甲基橙做指示剂，选项D错误； 答案选B。 13. 溴甲烷在碱性条件下水解可生成甲醇，方程式为，该水解反应速率方程，k为速率常数，其水解过程机理和能量变化如图，下列说法错误的是 A. 增大碱的浓度有利于提高水解速率 B. 水解过程中碳原子轨道的杂化方式未改变 C. 该过程适当降低温度可增大甲醇平衡产率 D. 将甲醇和浓氢溴酸共热可得到溴甲烷 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据水解反应速率方程知，增大碱的浓度有利于提高水解速率，A正确； B．过渡态中碳原子轨道的杂化方式是sp2，反应物与产物中碳原子轨道的杂化方式是sp3，B错误； C．该过程是放热过程，适当降低温度平衡正移，可增大甲醇平衡产率，C正确； D．将甲醇和浓氢溴酸共热发生取代反应，可得到溴甲烷，D正确； 故选B。 14. 一种制备的工艺路线如图所示，反应所得溶液pH在3~4之间，反应需及时补加以保持反应在条件下进行。常温下，的电离平衡常数，。下列说法正确的是 A. 反应、、均为氧化还原反应 B. 低温真空蒸发主要目的是防止被氧化 C. 溶液Y可循环用于反应所在操作单元吸收气体 D. 若产量不变，参与反应的X与物质的量之比增大时，需补加的量增多 【答案】C 【解析】 【分析】铜和浓硫酸反应(反应Ⅰ)生成二氧化硫气体(气体Ⅰ)和硫酸铜，生成的二氧化硫气体与碳酸钠反应(反应Ⅱ)，所得溶液pH在3～4之间，溶液显酸性，根据H2SO3的电离平衡常数Ka1=1.3×10-2，Ka2=6.3×10-8，可知NaHSO3溶液显酸性(电离大于水解)，则反应Ⅱ所得溶液成分是NaHSO3，调节溶液pH值至11，使NaHSO3转化为Na2SO3，低温真空蒸发(防止Na2SO3被氧化)，故固液分离得到Na2SO3晶体和Na2SO3溶液，Na2SO3和CuSO4反应的离子方程式是+2Cu2++2H2O=+Cu2O+4H+，反应过程中酸性越来越强，使Na2SO3转化成SO2气体，总反应方程式是2CuSO4+3Na2SO3=Cu2O+2SO2↑+3Na2SO4，需及时补加NaOH以保持反应在pH=5条件下进行，据此分析解答。 【详解】A．反应Ⅰ是铜和浓硫酸反应，生成二氧化硫，是氧化还原反应，反应Ⅱ是SO2和碳酸钠溶液反应，生成NaHSO3、水和二氧化碳，是非氧化还原反应，反应Ⅲ是Na2SO3和CuSO4反应生成Cu2O，是氧化还原反应，A错误； B．低温真空蒸发主要目的是防止Na2SO3被氧化，而不是NaHSO3，B错误； C．经分析溶液Y的成分是Na2SO3溶液，可循环用于反应Ⅱ的操作单元吸收SO2气体(气体Ⅰ)，C正确； D．制取Cu2O总反应方程式是2CuSO4+3Na2SO3=Cu2O+2SO2↑+3Na2SO4，化合物X是指Na2SO3，若Cu2O产量不变，增大比，多的Na2SO3会消耗氢离子，用于控制pH值，可减少NaOH的量，D错误； 故答案为：C。 二、非选择题(本题共4个小题，共58分) 15. 苯甲酸可用作食品防腐剂。实验室可通过甲苯氧化制苯甲酸，其反应原理简示如图： KMnO4→+MnO2、+HCl→+KCl 名称 相对分子质量 熔点/℃ 沸点I℃ 密度/(g•mL-1) 溶解性 甲苯 92 -95 110.6 0.867 不溶于水，易溶于乙醇 苯甲酸 122 122.4(100℃左右开始升华) 248 － 微溶于冷水，易溶于乙醇、热水 实验步骤： ①在装有温度计、冷凝管和搅拌器的三颈烧瓶中加入1.5mL甲苯、100mL水和4.8g(约0.03mol)高锰酸钾，慢慢开启搅拌器，并加热回流至回流液不再出现油珠。 ②停止加热，继续搅拌，冷却片刻后，从冷凝管上口慢慢加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液，并将反应混合物趁热过滤，用少量热水洗涤滤渣。合并滤液和洗涤液，于冰水浴中冷却，然后用浓盐酸酸化至苯甲酸析出完全。将析出的苯甲酸过滤，用少量冷水洗涤，放在沸水浴上干燥。称量，粗产品为1.0g。 ③纯度测定：称取0.122g粗产品，配成乙醇溶液，于100mL容量瓶中定容。每次移取25.00mL溶液，用0.01000mol•L-1的KOH标准溶液滴定，三次滴定平均消耗21.50mL的KOH标准溶液。 回答下列问题： （1）根据上述实验药品的用量，三颈烧瓶的最适宜规格为______(填标号)。 A. 100mL B. 250mL C. 500mL D. 1000mL （2）当回流液不再出现油珠即可判断反应已完成，其判断理由是______。 （3）加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液的目的是______；该步骤亦可用草酸在酸性条件下处理，请用反应的离子方程式表达其原理______。 （4）“用少量热水洗涤滤渣”一步中滤渣的主要成分是______。 （5）干燥苯甲酸晶体时，若温度过高，可能出现的结果是______。 （6）本实验制备的苯甲酸的纯度为______；据此估算本实验中苯甲酸的产率最接近于______(填标号)。 A.70% B.60% C.50% D.40% 【答案】（1）B （2）无油珠说明不溶于水的甲苯已经被完全氧化 （3） ①. 除去过量的高锰酸钾，避免在用盐酸酸化时，产生氯气 ②. 2MnO+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O （4）MnO2 （5）苯甲酸升华而损失 （6） ①. 86.0% ②. C 【解析】 【分析】甲苯和高锰酸钾反应生成苯甲酸钾和二氧化锰，加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液还原剩余高锰酸钾，将反应混合物趁热过滤，除去二氧化锰。合并滤液和洗涤液，于冰水浴中冷却，然后用浓盐酸酸化，苯甲酸钾和盐酸反应析出苯甲酸。 【小问1详解】 烧瓶内盛放液体的体积不超过其容积的 、不低于 ，所以三颈烧瓶的最适宜规格为250mL，选B； 【小问2详解】 甲苯难溶于水，苯甲酸钾能溶于水，当回流液不再出现油珠，说明甲苯完全被氧化，即可判断反应已完成； 【小问3详解】 加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液，除去过量的高锰酸钾，避免在用盐酸酸化时，产生氯气；该步骤亦可用草酸在酸性条件下处理，高锰酸钾被还原为Mn2+、草酸被氧化为二氧化碳，反应的离子方程式为2MnO+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O； 【小问4详解】 高锰酸钾被甲苯还原为MnO2，MnO2难溶于水，“用少量热水洗涤滤渣”一步中滤渣的主要成分是MnO2； 【小问5详解】 苯甲酸100℃左右开始升华，干燥苯甲酸晶体时，若温度过高，可能出现的结果是苯甲酸升华而损失； 【小问6详解】 称取0.122g粗产品，配成乙醇溶液，于100mL容量瓶中定容。每次移取25.00mL溶液，用0.01000mol•L-1的KOH标准溶液滴定，三次滴定平均消耗21.50mL的KOH标准溶液，25.00mL溶液中苯甲酸的物质的量=n(KOH)= 0.01mol•L-1×0.0215L=0.000215mol，本实验制备的苯甲酸的纯度为 ；甲苯的理论产量为1.5mL×0.867g/mL÷92g/mol×122g/mol=1.72g，本实验中苯甲酸的产率最接近于，选C。 16. 高铁酸钾()是一种暗紫色固体，在低温和碱性环境中稳定存在，在中性或酸性溶液中易发生分解反应，释放出氧气，同时产生一种絮凝剂。高铁酸钾()可用于自来水的杀菌消毒和净化，一种由磁铁矿(主要成分为，还含有少量的、、等)制备高铁酸钾的过程如下图所示： 已知： ①高铁酸钾()难溶于醇等有机溶剂； ②25℃时部分难溶物的溶度积如下： 回答下列问题： （1）“酸溶”后得到的滤渣的主要成分为___________。 （2）加入“氧化”过程主要发生的离子方程式为___________。 （3）根据制备过程，步骤“调”过程应控制范围___________(已知：氧化后镁、铝离子浓度为0.01，当离子浓度小于时认为离子沉淀完全)。“氧化、过滤”过程中生成，写出该过程的离子方程式：___________。 （4）粗产品含有、等杂质，用___________方法进行分离提纯，其提纯步骤为：将一定量的粗产品溶于冷的3溶液中，过滤，将滤液置于冰水浴中，向滤液中加入饱和溶液，搅拌、静置、过滤，洗涤2~3次，在真空干燥箱中干燥。洗涤过程中可以选用___________(填标号)。 a．蒸馏水 b．乙醇 c．氢氧化钠溶液 （5）产品纯度测定，可采用亚铬酸盐滴定法，滴定时有关反应的离子方程式为： 现称取a g高铁酸钾()(摩尔质量为M)样品溶于过量的碱性亚铬酸盐溶液中，充分反应后过滤，滤液在250容量瓶中定容，每次取25.00于锥形瓶中加入稀硫酸酸化，滴入二苯胺磺酸钠做指示剂，用c标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液V，该产品中高铁酸钾()的纯度为___________(用含a、M、c、V的代数式表示)。 【答案】（1） （2） （3） ①. 2.8~3.7 ②. （4） ①. 重结晶 ②. b （5） 【解析】 【分析】由流程图可知，磁铁矿主要成分Fe3O4，还含有少量的MgO、Al2O3、SiO2，“酸溶”时加入稀硫酸，SiO2不与稀硫酸反应，滤渣为SiO2，同时生成Fe2+、Fe3+、Mg2+、Al3+以及过量的硫酸进入到“氧化”， 将Fe2+氧化为Fe3+，加入NaOH溶液调节pH，仅生成，同时Al3+、Mg2+未生成沉淀，滤液中主要成分是硫酸铝、MgSO4以及过量硫酸钠，滤饼进入“氧化过滤中”，发生氧化还原反应：，生成高铁酸钠、氯化钠和水， “转化”过程中加入饱和氯化钾溶液实现高铁酸钠转化为高铁酸钾沉淀，，过滤得到氯化钠滤液、高铁酸钾固体，据此作答。 【小问1详解】 磁铁矿的主要成分为，还含有少量的、、等，不溶于硫酸，所以滤渣的主要成分为； 【小问2详解】 根据题意，加入氢氧化钠“调”的目的是让铁元素和镁、铝元素分离，根据几种难溶物的溶度积，需要将亚铁离子氧化为铁离子，所以加入“氧化”过程主要发生的离子方程式为； 【小问3详解】 “调”时应让沉淀完全，此时c(OH-)=mol/L=10-11.2mol/L，pOH=11.2，pH=2.8，同理、不沉淀，c(OH-)分别为10-4.65mol/L、10-10.3mol/L，pH分别为9.35、3.7，综合考虑，控制在2.8~3.7，由题意可知离子方程式为； 【小问4详解】 由操作过程可知利用重结晶进行提纯，溶解后过滤除去氧氧化铁，加入饱和氧化钾溶液析出高铁酸钾，用乙醇洗涤，洗去可溶性杂质，并减少因溶解导致的损失； 【小问5详解】 由滴定过程和反应原理，可知关系式： ，则a g粗产品中纯度为。 17. 2020年9月我国明确提出2030年实现“碳达峰”与2060年实现“碳中和”的目标，倡导绿色、环保、低碳的生活方式。二氧化碳催化加氢合成乙烯在环境保护、资源利用、战略需求等方面具有重要意义。和在铁系催化剂作用下发生化学反应： Ⅰ. Ⅱ. 回答下列问题： （1）反应Ⅰ能自发进行，则___________0(填“<”“>”或“=”)：该反应自发进行的条件是___________(填“高温”或“低温”)。 （2）在密闭容器中通入1和3，在铁系催化剂作用下进行反应，某一压强下，的平衡转化率随温度的变化如图所示。 ①下列说法正确的是___________(填标号)。 A．由图1可知：在该压强下，200~550℃之间以反应Ⅰ为主，550℃后以反应Ⅱ为主 B．反应Ⅱ化学方程式前后物质的化学计量数之和相等、所以增大压强反应Ⅱ的速率一定不变 C．恒温恒压下，容器内气体的密度不变时，说明反应已达到平衡 D．其他条件不变，将和的初始物质的量之比变为2∶3，可提高平衡转化率 ②图1中点，此时乙烯的选择性为(选择性：转化的中，用于生成的所占的物质的量分数)，计算该温度时反应Ⅱ的平衡常数___________(结果用分数表示)。 （3）利用电解法也可以实现转化为，试写出在酸性介质中该电解池阴极的电极反应式：___________。 （4）工业上常用乙烯水合法制乙醇，乙醇脱水可制得二乙醚： 。 实验测得：，，、为速率常数。温度下，向2L恒容密闭容器中加入0.2，10min时达到平衡，的体积分数为25%，用表示的平均反应速率为___________，当温度变为时，，则___________(填“大于”“小于”或“等于”)。 （5）温度为T℃时、在恒容密闭容器中发生反应，反应物和的平衡转化率分别随着水、一氧化碳的物质的量之比的变化曲线如图所示： 则温度T℃时，向容积为2.0L的恒容密闭容器中通入2.0、1.8、3.2、1.2，发生上述反应，反应进行的方向为___________(填“正向”或“逆向”)。 【答案】（1） ①. < ②. 低温 （2） ①. AC ②. （3） （4） ①. 0.0025(或) ②. 大于 （5）逆向 【解析】 【小问1详解】 判断一个化学反应能否进行的依据是吉布斯自由能变()是否小于零，要想反应Ⅰ能自发进行，必须使。因为，要使，必须使，即反应Ⅰ为放热反应，且在低温时能自发进行； 【小问2详解】 ①A．反应Ⅰ为放热反应，反应达到平衡状态后升高温度平衡向逆反应方向移动，转化率减小，反应Ⅱ为吸热反应，温度升高平衡向正反应方向移动，因此200~550℃之间以反应Ⅰ为主，550℃后以反应Ⅱ为主，A正确； B．化学反应速率的大小与反应方程式前后化学计量数无关，当压强增大时，该反应速率增大，B错误； C．由于反应Ⅰ正反应方向气体物质的化学计量数总数减小，随着反应的进行，气体总物质的量减小，恒温恒压下，气体体积减小，气体密度逐渐增大，当反应达到平衡时气体密度不变，故恒温恒压下，容器内气体的密度不变时，可以作为该反应达到平衡的标志，C正确； D．和的初始物质的量之比变为2∶3，相当于增加的量，平衡虽然正向移动，但平衡转化率减小，D错误； 故答案为AC； 由图1，当乙烯的选择性为，的选择性为： 反应 反应 平衡时：0.3，：1.3，：0.2，：1.2，则； 小问3详解】 阴极上转化为，酸性介质中该电解池阴极的电极反应式：； 【小问4详解】 该反应前后气体系数不变，在反应过程中气体总物质的量始终为0.2，10min达到平街时。 ，10min时该反应达到平衡，，可知，所以，因此当时，，平衡逆向移动，； 【小问5详解】 T℃时，，反应物的转化率均是50%，设水蒸气和的物质的量均是1，则消耗的物质的量均是0.5，生成物的物质的量均是0.5，反应前后体积不变，可以用物质的量代替浓度计算平衡常数，则反应的平衡常数。T℃时，向容积为2.0L的恒容密闭容器中通入2.0、1.8，3.2、1.2，发生上述反应，此时浓度商，平衡逆向移动。 18. 以下是用苯作为原料制备一系列化合物的转化关系图。 已知： 回答下列问题： （1）A中碳、氮原子杂化轨道类型是___________，B的名称为___________。 （2）比较和D的酸性强弱：___________(用结构简式表示)，由D生成的反应类型为___________。 （3）由生成A化学反应方程式为___________。 （4）E具有优良的绝热、绝缘性能，可用作包装材料和建筑材料，写出以为原料合成E的化学反应方程式：___________。化合物F的分子式为，和互为同系物，F的可能结构有___________种，其中一种核磁共振氢谱有五组吸收峰，且峰面积之比为3∶2∶2∶1∶2，写出其结构简式：___________(任写一种)。 （5）已知：(R表示烃基)； 苯环上原有的取代基对新导入的取代基进入苯环的位置有显著的影响。 根据上述转化关系，若以苯环为原料有以下合成路线，则F的结构简式为___________。 【答案】（1） ①. ②. 间硝基甲苯或3-硝基甲苯 （2） ①. > ②. 加成反应 （3） （4） ①. ②. 7 ③. 或 （5） 【解析】 【分析】苯与浓硝酸发生硝化反应生成A为，A与一氯甲烷发生取代反应生成B，由B的还原产物结构可知B中引入的甲基在硝基的间位，故B为，B发生还原反应生成；苯与溴发生取代反应生成C，则C为，溴苯在浓硫酸条件下生成D，D与氢气发生加成反应生成，可知C与浓硫酸反应发生对位取代，故D为，据此回答。 【小问1详解】 A为硝基苯，C和N原子轨道都是杂化，B为，其名称为间硝基甲苯或3-硝基甲苯； 【小问2详解】 由于Br电负性大于C，故的极性大于，故酸性：>；D为，在催化剂作用下与氢气发生加成反应生成； 【小问3详解】 苯和浓硝酸、浓硫酸的混合物加热发生取代反应生成硝基苯和水，反应的化学方程式为； 【小问4详解】 苯乙烯中碳碳双键能发生加聚反应生成聚合物，反应的化学方程式为；化合物F的分子式为，和互为同系物，F中应含有一个苯环和一个。结合构造异构和主体异构(顺反异构)，其结构一共有7种；核磁共振氢谱有五组吸收峰，且峰面积之比为3∶2∶2∶1∶2，其结构简式为或； 【小问5详解】 由第一条转化链可知，若先硝化再取代，硝基在甲基的间位，由第二条转化链可知，若先卤代再磺化，则在的对位，G水解生成，说明G中位于的对位，“苯→F→G”应是先卤代再硝化，即可得到苯与在催化剂作用下发生取代反应生成，则F为；发生硝化反应生成，则G为。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 湖南师大附中2023-2024学年度高二第二学期期中考试 化学 时量：75分钟 满分：100分 可能用到的相对原子质量：H~1 N~14 O~16 Mg~24 Al~27 Fe~56 一、选择题(本题包括14小题，每小题3分，共42分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的) 1. 长沙铜官窑是世界釉下彩瓷的发源地。唐代诗人李群玉在《石渚》一诗中描写了铜官窑制瓷的盛况：“古岸陶为器，高林尽一焚。焰红湘浦口，烟烛洞庭云。”下列叙述不正确的是 A. 瓷器主要原料黏土的化学式为是一种氧化物 B. 木材在燃烧时化学能转化为光能和热能 C. 诗中提到的烟和云都属于胶体 D. 新型陶瓷的主要成分之一是，属于共价晶体 2. 下列化学用语使用正确的是 A. 乙烯的球棍模型： B. 分子的空间结构： C. 形成过程： D. 质量数为2的氢核素： 3. 下列实验装置图正确的是 A. 图1：乙炔的实验室制备及检验 B. 图2：石油分馏 C. 图3：可用于用乙醇萃取碘水中的碘 D. 图4：可用于尾气的吸收 4. 下列说法不正确的是 A. 由乙炔聚合而成的聚乙炔具有导电性，可用作导电塑料 B. 晶体中和的相互作用具有饱和性和方向性 C. 石墨的熔点比金刚石高，说明石墨键长比金刚石的短，石墨键能大于金刚石 D. 是由极性键构成的极性分子 5. 下图所示的配合物离子，其中铁的一个配体为茂环阴离子()，该配体以电子参与配位，其结构如图。下列说法不正确的是 A. 该结构中共有3个配位体，其中镍的配位数为4 B. 已知其中的镍为，则铁的化合价为+2 C. 中心铁原子周围价层电子数共有18个 D. S的杂化方式为 6. 利用如图所示的装置(夹持及加热装置略)制备高纯白磷的流程为：红磷(s)无色液体与P4(g) 白磷(s)，下列操作错误的是 A. 红磷使用前洗涤以除去表面杂质 B. 将红磷转入装置，抽真空后加热外管以去除水和氧气 C. 从a口通入冷凝水，升温使红磷转化 D. 冷凝管外壁出现白磷，冷却后在氮气氛围下收集 7. W、X、Y、Z为原子序数依次增大的同一短周期元素，其中X、Y、Z相邻，W的核外电子数与X的价层电子数相等，是氧化性最强的单质，4种元素可形成离子化合物。下列说法错误的是 A. 分子的极性： B. 同周期第一电离能介于W和Y的元素有一种 C. 可和Y的简单氢化物反应生成 D. Z的电负性大于同族下一周期元素，但单质分子键能小于同族下一周期元素单质，与Z元素原子半径有关 8. 利用热再生氨电池可实现电镀废液的浓缩再生。电池装置如图所示，甲、乙两室均预加相同的电镀废液，向甲室加入足量氨水后电池开始工作。下列说法正确的是 A. 甲室Cu电极为正极 B. 隔膜为阳离子膜 C. 电池总反应为： D. 扩散到乙室将对电池电动势没有影响 9. 利用超分子可以对一些物质进行分离，例如利用杯酚(结构如图1所示，用“”表示)分离和的过程如图2所示。下列说法不正确的是( ) A. 与结构相似，由于键的键长小于键，所以的熔、沸点低于 B. 该流程体现了超分子具有“分子识别”的特征 C. ，互为同素异形体 D. 杯酚中所有原子不可能位于同一平面 10. 工业上可通过反应：制备，已知：为阿伏加德罗常数的值，分子结构为，在常温下为无色液体。下列说法不正确的是 A. 该过程被氧化 B. 每生成1转移电子 C. 消耗1，断裂的数目为 D. 生成的可用溶液吸收，反应原理为 11. 铁镁合金是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之一，其晶胞结构如图所示。储氢时，分子在晶胞的体心和棱的中心位置，且最近的两个氢分子之间的距离为a，已知为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A. 铁镁合金的化学式为 B. 在铁镁合金晶体中，铁原子与镁原子配位数之比为1∶2 C. 该铁镁合金储氢后的晶体密度 D. 镁原子位于铁原子围成的四面体空隙内，其空隙填充率为100% 12. 某水样中含一定浓度的和其它不与酸碱反应的离子。取水样，用盐酸进行滴定，溶液随滴加盐酸体积的变化关系如图(混合后溶液体积变化忽略不计)。下列说法正确的是 A. 该水样中 B. 在整个滴定过程中可能存在以下等量关系 C. 滴加盐酸过程中，溶液中明显增大 D. 滴定分析时，a点可使用甲基橙作指示剂指示滴定终点 13. 溴甲烷在碱性条件下水解可生成甲醇，方程式为，该水解反应速率方程，k为速率常数，其水解过程机理和能量变化如图，下列说法错误的是 A. 增大碱的浓度有利于提高水解速率 B. 水解过程中碳原子轨道的杂化方式未改变 C. 该过程适当降低温度可增大甲醇平衡产率 D. 将甲醇和浓氢溴酸共热可得到溴甲烷 14. 一种制备的工艺路线如图所示，反应所得溶液pH在3~4之间，反应需及时补加以保持反应在条件下进行。常温下，的电离平衡常数，。下列说法正确的是 A. 反应、、均为氧化还原反应 B. 低温真空蒸发主要目的是防止被氧化 C. 溶液Y可循环用于反应所在操作单元吸收气体 D. 若产量不变，参与反应的X与物质的量之比增大时，需补加的量增多 二、非选择题(本题共4个小题，共58分) 15. 苯甲酸可用作食品防腐剂。实验室可通过甲苯氧化制苯甲酸，其反应原理简示如图： KMnO4→+MnO2、+HCl→+KCl 名称 相对分子质量 熔点/℃ 沸点I℃ 密度/(g•mL-1) 溶解性 甲苯 92 -95 110.6 0.867 不溶于水，易溶于乙醇 苯甲酸 122 122.4(100℃左右开始升华) 248 － 微溶于冷水，易溶于乙醇、热水 实验步骤： ①在装有温度计、冷凝管和搅拌器的三颈烧瓶中加入1.5mL甲苯、100mL水和4.8g(约0.03mol)高锰酸钾，慢慢开启搅拌器，并加热回流至回流液不再出现油珠。 ②停止加热，继续搅拌，冷却片刻后，从冷凝管上口慢慢加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液，并将反应混合物趁热过滤，用少量热水洗涤滤渣。合并滤液和洗涤液，于冰水浴中冷却，然后用浓盐酸酸化至苯甲酸析出完全。将析出苯甲酸过滤，用少量冷水洗涤，放在沸水浴上干燥。称量，粗产品为1.0g。 ③纯度测定：称取0.122g粗产品，配成乙醇溶液，于100mL容量瓶中定容。每次移取25.00mL溶液，用0.01000mol•L-1的KOH标准溶液滴定，三次滴定平均消耗21.50mL的KOH标准溶液。 回答下列问题： （1）根据上述实验药品的用量，三颈烧瓶的最适宜规格为______(填标号)。 A. 100mL B. 250mL C. 500mL D. 1000mL （2）当回流液不再出现油珠即可判断反应已完成，其判断理由是______。 （3）加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液的目的是______；该步骤亦可用草酸在酸性条件下处理，请用反应的离子方程式表达其原理______。 （4）“用少量热水洗涤滤渣”一步中滤渣的主要成分是______。 （5）干燥苯甲酸晶体时，若温度过高，可能出现的结果是______。 （6）本实验制备的苯甲酸的纯度为______；据此估算本实验中苯甲酸的产率最接近于______(填标号)。 A.70% B.60% C.50% D.40% 16. 高铁酸钾()是一种暗紫色固体，在低温和碱性环境中稳定存在，在中性或酸性溶液中易发生分解反应，释放出氧气，同时产生一种絮凝剂。高铁酸钾()可用于自来水的杀菌消毒和净化，一种由磁铁矿(主要成分为，还含有少量的、、等)制备高铁酸钾的过程如下图所示： 已知： ①高铁酸钾()难溶于醇等有机溶剂； ②25℃时部分难溶物溶度积如下： 回答下列问题： （1）“酸溶”后得到的滤渣的主要成分为___________。 （2）加入“氧化”过程主要发生的离子方程式为___________。 （3）根据制备过程，步骤“调”过程应控制范围___________(已知：氧化后镁、铝离子浓度为0.01，当离子浓度小于时认为离子沉淀完全)。“氧化、过滤”过程中生成，写出该过程的离子方程式：___________。 （4）粗产品含有、等杂质，用___________方法进行分离提纯，其提纯步骤为：将一定量的粗产品溶于冷的3溶液中，过滤，将滤液置于冰水浴中，向滤液中加入饱和溶液，搅拌、静置、过滤，洗涤2~3次，在真空干燥箱中干燥。洗涤过程中可以选用___________(填标号)。 a．蒸馏水 b．乙醇 c．氢氧化钠溶液 （5）产品纯度测定，可采用亚铬酸盐滴定法，滴定时有关反应的离子方程式为： 现称取a g高铁酸钾()(摩尔质量为M)样品溶于过量碱性亚铬酸盐溶液中，充分反应后过滤，滤液在250容量瓶中定容，每次取25.00于锥形瓶中加入稀硫酸酸化，滴入二苯胺磺酸钠做指示剂，用c标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液V，该产品中高铁酸钾()的纯度为___________(用含a、M、c、V的代数式表示)。 17. 2020年9月我国明确提出2030年实现“碳达峰”与2060年实现“碳中和”的目标，倡导绿色、环保、低碳的生活方式。二氧化碳催化加氢合成乙烯在环境保护、资源利用、战略需求等方面具有重要意义。和在铁系催化剂作用下发生化学反应： Ⅰ. Ⅱ. 回答下列问题： （1）反应Ⅰ能自发进行，则___________0(填“<”“>”或“=”)：该反应自发进行的条件是___________(填“高温”或“低温”)。 （2）在密闭容器中通入1和3，在铁系催化剂作用下进行反应，某一压强下，的平衡转化率随温度的变化如图所示。 ①下列说法正确的是___________(填标号)。 A．由图1可知：在该压强下，200~550℃之间以反应Ⅰ为主，550℃后以反应Ⅱ为主 B．反应Ⅱ化学方程式前后物质的化学计量数之和相等、所以增大压强反应Ⅱ的速率一定不变 C．恒温恒压下，容器内气体的密度不变时，说明反应已达到平衡 D．其他条件不变，将和的初始物质的量之比变为2∶3，可提高平衡转化率 ②图1中点，此时乙烯的选择性为(选择性：转化的中，用于生成的所占的物质的量分数)，计算该温度时反应Ⅱ的平衡常数___________(结果用分数表示)。 （3）利用电解法也可以实现转化为，试写出在酸性介质中该电解池阴极的电极反应式：___________。 （4）工业上常用乙烯水合法制乙醇，乙醇脱水可制得二乙醚： 。 实验测得：，，、为速率常数。温度下，向2L恒容密闭容器中加入0.2，10min时达到平衡，的体积分数为25%，用表示的平均反应速率为___________，当温度变为时，，则___________(填“大于”“小于”或“等于”)。 （5）温度为T℃时、在恒容密闭容器中发生反应，反应物和的平衡转化率分别随着水、一氧化碳的物质的量之比的变化曲线如图所示： 则温度T℃时，向容积为2.0L的恒容密闭容器中通入2.0、1.8、3.2、1.2，发生上述反应，反应进行的方向为___________(填“正向”或“逆向”)。 18. 以下是用苯作为原料制备一系列化合物的转化关系图。 已知： 回答下列问题： （1）A中碳、氮原子杂化轨道类型是___________，B的名称为___________。 （2）比较和D的酸性强弱：___________(用结构简式表示)，由D生成的反应类型为___________。 （3）由生成A的化学反应方程式为___________。 （4）E具有优良的绝热、绝缘性能，可用作包装材料和建筑材料，写出以为原料合成E的化学反应方程式：___________。化合物F的分子式为，和互为同系物，F的可能结构有___________种，其中一种核磁共振氢谱有五组吸收峰，且峰面积之比为3∶2∶2∶1∶2，写出其结构简式：___________(任写一种)。 （5）已知：(R表示烃基)； 苯环上原有的取代基对新导入的取代基进入苯环的位置有显著的影响。 根据上述转化关系，若以苯环为原料有以下合成路线，则F的结构简式为___________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $