江苏省南京市江宁区2023-2024学年高二下学期期末考试化学试题

2023-2024学年度第二学期期末试卷 高二化学 可能用到的相对原子质量： O-16 Na-23 S-32 Cu-64 一、单项选择题（共13题，每题3分，共39分。每题只有一个选项最符合题意。） 1．化学与人类生产、生活密切相关，下列叙述中正确的是 A．载人飞船采用了刚性太阳能电池阵，将化学能转化为电能供飞船使用 B．“超轻海绵”使用的石墨烯是新型有机高分子材料 C．硅是制作光导纤维的主要材料 D．北京冬奥会吉祥物“冰墩墩”使用的聚乙烯属于高分子材料 2．化学与生活密切相关。下列化学用语或描述表达正确的是 A．基态硫原子的轨道表示式： B．H2S的电子式： C．SO2的VSEPR模型： D．中子数为9的氮原子N 3．亚硝酸钠(NaNO2)是一种肉制品生产中常见的食品添加剂，实验室通过以下反应制备NaNO2：2NO+Na2O2=2NaNO2。下列实验装置不能达到实验目的的是 A．用装置甲制备NO B．用装置乙干燥NO C．用装置丙合成NaNO2 D．用装置丁处理尾气 阅读下列材料，完成4～6题。 含氯化合物在生产生活中应用广泛。舍勒发现将软锰矿和浓盐酸混合加热可产生氯气，该方法仍是当今实验室制备氯气的主要方法之一，工业上以NaCl为原料可制得Cl2、Cl2O、HClO、ClO3-和ClO4-等。在催化剂CuCl2作用下，通过氧气直接氧化氯化氢制备氯气。该反应为可逆反应，热化学方程式为4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH=-116kJ/mol。 4．下列有关说法正确的是 A．CuCl2中Cu2+核外电子排布式为[Ar]3d9 B．ClO3-与ClO4-中的O-Cl-O夹角都为109°28' C．HCl与NaCl的晶体类型相同 D．Cl2O与HClO都是由极性键构成的非极性分子 5．下列化学反应表示正确的是 A．实验室制氯气：MnCl2+2HClMnO2+Cl2↑+H2O B．电解饱和NaCl溶液的阴极反应：2Cl--2e-=Cl2↑ C．4HCl(g)+O2(g) = 2Cl2(g)+2H2O(l) ΔH < -116kJ/mol D．氯气溶于水具有漂白性：Cl2+H2O2H++Cl-+ClO- 6．对于反应4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)，下列说法正确的是 A．上述反应ΔS > 0 B．上述反应平衡常数 C．其他条件相同，增大 ，HCl的转化率升高 D．上述反应中消耗1molO2，转移电子的数目为4×6.02×1023 7．下列物质的性质和用途具有对应关系的是 A．Al2O3熔点高，可用作电解制铝 B．明矾水解生成胶体，可用做絮凝剂 C．Al(OH)3不稳定，可用于治疗胃酸过多 D．铝具有导热性，可用于制备铝热剂 8．工业上吸收含氟烟气中的HF并制备Na3AlF6的流程如下： 已知Ka(HF)=6.6×10−4；H2CO3的Ka1=4.3×10−7，Ka2=5.6×10−11。下列说法不正确的是 A． “吸收”时发生反应的离子方程式为HF+CO32- = HCO3-+F- B．“吸收”时烟气自下而上、吸收液自上而下喷淋，有利于HF的吸收 C．“合成”过程中溶液的碱性减弱 D． “过滤”所得滤液可以返回“吸收”过程，循环使用 9．水仙环素是一种多羟基生物碱，结构见图。下列关于水仙环素的说法错误的是 A．分子中有醚键、羟基、酰胺基等官能团 B．能发生取代反应、加成反应、消去反应 C．1mol水仙环素最多可以和5molNaOH反应 D．分子中含有4个手性碳原子 10．为防止因天然气泄漏，居家安装天然气报警器很重要。当空间内甲烷达到一定浓度时，传感器随之产生电信号并联动报警，图1是成品装置，其工作原理如图2所示，其中O2-可以在固体电解质ZrO2-Na2O中移动。当报警器触发工作时，下列说法正确的是 A．O2-在电解质中向a电极移动，电流方向由a电极经导线流向b电极 B．报警器触发工作时，图2的装置将电能转化为化学能 C．当电路中有0.008mol电子转移时，则电极a有22.4mL甲烷参与反应 D．多孔电极a极上发生的反应的电极反应式为：CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O 11. 根据下列实验操作与现象所得出的结论正确的是 选项 实验操作与现象 结论 A 向Fe(NO3)2溶液中滴入硫酸酸化的H2O2溶液，溶液由浅绿色变为黄色 氧化性：H2O2 >Fe3+ B 向4mL 0.1 mol·L−1 K2CrO4溶液中缓慢滴加1 mol·L−1 稀硝酸，溶液由黄色变为橙色 增大c(H+)有利于CrO42-转化为Cr2O72- C 室温下，用pH计测量等浓度的CH3COONa和HCOONa溶液的pH，前者大于后者 Ka(CH3COOH)>Ka(HCOOH) D 室温下，向浓度均为0.05 mol·L−1的NaI和NaCl的混合溶液中滴加少量AgNO3溶液，有黄色沉淀生成 Ksp(AgI)>Ksp(AgCl) A. A B. B C. C D. D 12．实验室向CaSO4悬浊液中加入过量(NH4)2CO3溶液，充分搅拌后过滤得到CaCO3。已知室温时，KSP(CaSO4)=9.0×10-6，KSP(CaCO3)=3.0×10-9。下列说法正确的是 A．(NH4)2CO3溶液中存在：c(OH-)=c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3) B．CaSO4悬浊液中存在：c(Ca2+)<10-5mol·L−1 C．反应CaSO4+CO32 -CaCO3+SO42-正向进行，需满足 D．过滤后所得滤液中一定存在：c(H+)+c(NH4+)=c(OH-)+2c(SO42-) 13．在一定条件下CO2催化加氢生成CH3OH，主要发生三个竞争反应： 反应Ⅰ：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1 = -49.5kJ/mol 反应Ⅱ：CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) ΔH2 = -165.0kJ/mol 反应Ⅲ：2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) ΔH3 = -122.7kJ/mol 为分析催化剂对反应的选择性，在1L恒容密闭容器中充入一定量的CO2和H2，测得反应进行相同时间后，有关物质的物质的量随温度变化如图所示，下列说法不正确的是 A．CH4(g)+H2O(g)CH3OH(g)+H2(g) ΔH= +115.5kJ/mol B．其他条件不变，增大H2用量，反应Ⅰ速率增大，平衡常数增大 C．一定温度下，当容器中的气体压强不再改变时，体系达到平衡 D．温度过高，三种含碳产物的物质的量会迅速降低，可能原因是催化剂活性降低 2、 非选择题（共4题，共61分。请将解答填写在答题卡相应的位置。） 14．（15分）以硫化铜矿(主要成分为CuS，含一定量的Zn2+、Fe2+)为原料制备粗铜的流程如下： 已知：①浸取液中c(Cu2+) 约为0.1 mol·L−1 ②几种离子开始沉淀及沉淀完全(金属离子浓度≤10-5 mol·L−1)时的pH： 离子 Fe2+ Fe3+ Cu2+ Zn2+ 开始沉淀的pH 7.5 1.9 4.2 6.2 沉淀完全的pH 9.6 3.2 6.7 8.2 （1）“浸取”时，CuS转化为S的离子方程式为 ▲ 。 （2）已知CuS难溶于硫酸。溶液中存在CuS(s)Cu2+(aq) + S2−(aq)。“浸取”时采用高压O2的原因是 ▲ 。 （3）“调pH”时需控制的pH范围是 ▲ 。 （4）“过滤1”所得固体X主要成分是 ▲ 。 （5）经过如上流程，“Zn2+”存在于 ▲ （何处）。 （6）粗铜中铜含量的测定 步骤1：取0.2000 g 粗铜，加入一定量浓HNO3、浓HCl，微热至粗铜完全溶解后，控制溶液pH为3~4，加热除去未反应的HNO3，冷却； 步骤2：将步骤1所得溶液加水定容至250 mL，量取25.00 mL置于锥形瓶中，加入过量KI溶液，再加入少量淀粉溶液，用0.01000 mol·L−1 Na2S2O3溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液20.00 mL。 已知：Cu2+ + I− - CuI+I2， I2 + S2O32- - S4O62- + I−(未配平) 粗铜中铜的质量分数为 ▲ (写出计算过程)。 15．（16分）化合物F(普瑞巴林)是一种治疗神经痛的药物。其合成路线如下： （1）B分子中碳原子的杂化方式为 ▲ ；F中官能团名称是 ▲ ； （2）B→C的化学反应类型是 ▲ ； （3）在催化剂作用下，烃X和CO、H2化合生成A，则X的结构简式是 ▲ ； （4）B的一种同分异构体同时满足下列条件，写出该同分异构体的结构简式（只写一种） ▲ ； ①该分子为环状结构，分子中含有碳碳双键和羟基； ②分子中不同化学环境的氢原子数目比为1:2:2:1。 （5）3-苯基丙烯酸乙酯()是一种重要的医药中间体。请设计以CH2(COOH)2、CH3CH2OH和甲苯为原料制备3-苯基丙烯酸乙酯的合成路线。(无机试剂和有机溶剂任用，合成路线见本题题干) 16．（14分）硫酸羟胺[(NH3OH)2SO4]为无色晶体，易溶于水，一种合成步骤如下： 步骤Ⅰ：将物质的量之比接近1:1的NO和NO2的混合气体通入(NH4)2CO3溶液制备NH4NO2。 步骤Ⅱ：向NH4NO2溶液中先通入一定量NH3，然后再通入SO2生成(NH3OH)2SO4和(NH4)2SO4，实验装置如图所示(夹持装置与加热装置省略) （1）(NH3OH)2SO4可以看成是羟胺(NH2OH)与H2SO4作用的产物。(NH3OH)2SO4中N元素的化合价为 ▲ 。 （2）步骤Ⅰ中发生反应的化学方程式为 ▲ 。 （3）若步骤Ⅰ通入气体中n(NO):n(NO2)<1:1，则制得的NH4NO2中会混入杂质 ▲ (填 化学式)。 （4）步骤Ⅱ利用装置B制得SO2，发生反应的化学方程式为 ▲ 。 （5）装置A的名称是 ▲ ，随SO2通入，装置A中溶液的pH ▲ (填“增大”或“减 小”)。 17．（16分）CO2的资源化利用能有效减少碳排放充分利用碳资源。 I．CO2合成甲醇(CH3OH) 该反应包括下列两步： 反应I CO2(g)+H2(g)CO(g)+ H2O(g) ΔH1 = +40.9 kJ/mol 反应ⅡCO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+ H2O(g) ΔH2 = -49.5 kJ/mol （1）由CO与H2合成CH3OH(g)的热化学方程式为 ▲ 。 （2）在一定温度下，向体积为2 L的恒容密闭容器中充入3molH2和1molCO2，控制条件仅 发生反应Ⅱ，测得CO2、CH3OH(g)和H2O(g)的物质的量(n)随时间的变化如图所示： ①0~3min内，用H2(g)表示的化学反应速率v(H2)= ▲ 。 ②在平衡后，再向容器中加入2mol CO2(g)和2mol CH3OH(g)则平衡向 ▲ 移动。(填“正反应方向”“逆反应方向”或“不移动”)。 （3）在光电催化下CO2可以合成甲醇，原理如图所示。阴极的电极反应式为 ▲ 。 II．CO2合成二甲醚(CH3OCH3) 控制反应条件，同时发生反应Ⅰ、反应Ⅱ和反应Ⅲ，可以合成二甲醚(CH3OCH3)。 反应Ⅲ 2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH= -24.5 kJ/mol 在压强30 MPa、=4时，CO2的平衡转化率、CO的选择性和CH3OCH3的选择性随温度变化情况如图所示(X的选择性=) （4）图中，代表CH3OCH3选择性的是曲线 ▲ (填“A”、“B”或“C”)。 （5）当温度超过290℃，曲线B随温度升高而增大的原因是 ▲ 。 2023-2024学年度第二学期期末试卷 高二化学参考答案 一、单项选择题（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题只有一个选项最符合题目要求。） 1-5 DCAAC 6-10 DBCCD 11-13 BCB 二、非选择题（共4题，合计61分。请将解答填写在答题卡相应的位置。） 14.（15分） （1）2CuS+O2+4H+=2Cu2++2S+2H2O （3分） （2）增大溶解氧的浓度(或增加O2在溶液中的溶解度)，提高O2氧化S2-的速率，使CuS沉淀溶解平衡正向移动 （2分） （3）3.2 ~4.2 （2分） （4）S、Fe(OH)3 （2分） （5）“过滤2”的滤液中 （2分） （6）64%， （4分，要有计算过程，只有结果1分） n(Na2S2O3)=0.01000 mol·L−1×20.00×10-3 L=2.0×10-4mol，2Cu2+~I2~2Na2S2O3，（1分） n(Cu2+)=n(Na2S2O3)=2.0×10-4 moL，0.2000 g粗铜中m(Cu)=×2.0×10-4 moL×64 g/mol=0.128 g，（1分） 粗铜中铜的质量分数为：× 100% = 64%。 （1分） 15.（16分） （1）sp2、sp3杂化 （2分） 氨基、羧基 （2分） （2）取代反应（或酯化反应） （2分） （3） CH2=C(CH3)2（2分） （4） 或 （3分） （5） （注：5分，如果条件明显错误，熔断；仅少加热符号扣1分，其他评分参照执行；其他合理答案参照给分，如最后一步的条件用“乙醇、H+”也可以。） 16.（14分） （1）-1 （2分） （2）NO2+NO+(NH4)2CO3=2NH4NO2+CO2 （3分） （3）NH4NO3 （2分） （4）H2SO4(浓)+Na2SO3=Na2SO4+SO2↑+H2O （3分） （5）三颈烧瓶 （2分） 减小 （2分） 17.（16分） （1）CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g) △H=-90.4 kJ/mol （3分） （2）① 0.25mol/(L∙min) （3分） ②正反应方向 （2分） （3）CO2+6H++6e- = CH3OH+H2O （3分） （4）A （2分） （5）曲线B表示的是CO2的平衡转化率（1分）；反应Ⅰ为吸热反应，温度升高平衡正向移动，CO2平衡转化率升高，反应Ⅱ、Ⅲ为放热反应，温度升高平衡逆向移动，CO2平衡转化率降低；（1分）当温度超过290℃时，升高程度大于下降程度，CO2平衡转化率升高。（1分） 10 学科网（北京）股份有限公司 $$