精品解析：河南省焦作市第十一中学2023-2024学年高一下学期期中考试化学试题

焦作十一中2023级高一下学期期中考试 化学 可能用到的相对原子质量：H—1 C—12 N—14 O—16 S—32 Cu—64 Ba—137 一、选择题：本题共14小题，每小题3分，共42分。在每一题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 民之自信来之国之强大，化学技术与生产生活密切相关，下列说法正确的是 A. 杭州亚运会场馆使用的“碲化镉”光伏发电系统将化学能转化为电能 B. “天和”核心舱电推进系统使用的氮化硼陶瓷基复合材料，具有良好的耐热和电绝缘性 C. 石墨烯是只有一个碳原子直径厚度的单层石墨，属于有机高分子化合物材料 D. “天机芯”是全球首款异构融合类电脑芯片，其主要成分和光导纤维相同 【答案】B 【解析】 【详解】A．“碲化镉”光伏发电系统将太阳能转化为电能，A错误； B．氮化硼陶瓷基复合材料，用于航天器的电推进系统，需要具有良好的耐热性，同时氮化硼陶瓷不导电具有电绝缘性，B正确； C．石墨烯是碳的单质，不属于有机高分子化合物材料，C错误； D．芯片的主要成分为单质硅，而光导纤维的主要成分为二氧化硅，两者成分不同，D错误； 故答案选B。 2. 硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大，下列说法正确的是 A. 植物直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料，实现氮的固定 B. 汽车尾气中的NO，主要来源于汽油、柴油的燃烧 C. 工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除 D. 将胆矾晶体放入浓硫酸中，蓝色固体变白，说明浓硫酸具有脱水性 【答案】C 【解析】 【详解】A．植物无法直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料，植物一般吸收铵盐等物质，且氮的固定是将游离态的氮气转化为化合态的氮的化合物，A错误； B．汽车尾气中的NO，主要来源于N2和O2在气缸高温条件下反应生成，并不是来源于汽油、柴油的燃烧，B错误； C．碳酸钙与二氧化硫加热条件下反应生成硫酸钙和二氧化碳，工业废气中的二氧化硫可采用石灰法进行脱除，C正确； D．胆矾晶体放入浓硫酸中，蓝色固体变白，是五水硫酸铜晶体转化为硫酸铜粉末，体现了浓硫酸的吸水性，D错误； 故答案选C。 3. NA代表阿伏加德罗常数的值，下列说法中正确的是 A. 28g N2与足量的H2充分反应生成NH3的分子数为2NA B. 标准状况下，11.2L己烷分子中含有碳碳单键的数目为2.5NA C. 0.1mol CH4与0.1mol Cl2混合充分光照，生成CH3Cl分子数为0.1NA D. 14g C2H4、C3H6、C4H8的混合物中其原子总数为3NA 【答案】D 【解析】 【详解】A．28g氮气物质的量为1mol，氮气与氢气生成氨气的反应为可逆反应，1mol氮气不能全部转化为2mol氮气，A错误； B．标况下，己烷不是气体，11.2L己烷物质的量大于0.5mol，含有碳碳单键的数目大于2.5NA，B错误； C．CH4与Cl2反应生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳等物质，0.1molCH4与0.1molCl2混合反应，生成的CH3Cl物质的量一定小于0.1mol，C错误； D．C2H4、C3H6、C4H8的最简式都是CH2，14g三者的混合物中含有CH21mol，原子总数为3NA，D正确； 故答案选D。 4. 下列说法正确的是 A. 正丁烷的结构简式： B. 含有10条共价键的烷烃的分子式为C4H10 C. CCl4的比例模型： D. 烷烃同系物的密度随分子内碳原子数的增多而逐渐增大，但总是比水小 【答案】D 【解析】 【详解】A．是异丁烷的结构简式，A错误； B．含有10条共价键的烷烃的分子式为C3H8，B错误； C．CCl4的比例模型中氯原子半径大于碳原子半径，如图，C错误； D．烷烃同系物的密度随分子内碳原子数的增多而逐渐增大，但总是比水小，D正确； 故选D。 5. 下列实验装置或对实验的描述正确的是 A B C D 收集NO2气体 验证NH3极易溶于水 检验CO2 制备SO2 A. A B. B C. C D. D 【答案】B 【解析】 【详解】A．NO2密度比空气大，应该用向上排空气法收集，故A错误； B．烧瓶中滴入水，气球膨胀，证明氨气极易溶于水，故B正确； C．木炭和浓硫酸反应生成二氧化碳和二氧化硫，二氧化碳、二氧化硫都能使澄清石灰水变浑浊，故C错误； D．铜和浓硫酸在加热的条件下才能反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，故D错误； 选B。 6. 在一定条件下，将和投入容积2L且容积不变的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)+B(s)⇌xC(g)+2D(g)。2min末测得此时容器中C和D的浓度为0.2mol/L和0.4mol/L。下列叙述正确的是 A. x=2 B. 充入氦气压强增大，化学反应速率加快 C. 0～2min内B的反应速率为0.1 mol∙L-1∙min-1 D. 此时B的转化率为40% 【答案】D 【解析】 【分析】据题中信息先统一单位在列三段式 【详解】A．依据变化量之比等于化学计量数之比，C与D的变化量分别是0.4mol和0.8mol，即x:2=0.4:0.8，得出x=1，故A错误； B．容积不变的密闭容器中，充入氦气压强增大，但各组分的浓度不变，化学反应速率不变，故B错误； C．因为B是固体，固体的无法计算，故C错误； D．B的转化率为，故D正确； 故本题选D。 7. 纯二氧化硅可用下列流程制得。下列说法不正确的是 A. 步骤II中用过量的CO2代替H2SO4时，反应后的溶质为NaHCO3 B. 步骤II的化学方程式为Na2SiO3+H2SO4=H2SiO3↓+Na2SO4 C. 步骤III若在实验室完成，一般在蒸发皿中进行 D. X可用作木材防火剂，其水溶液俗称为水玻璃 【答案】C 【解析】 【分析】粗二氧化硅与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠，硅酸钠与稀硫酸生成硅酸沉淀，硅酸经过灼烧得到二氧化硅。 【详解】A．过量的二氧化碳和硅酸钠溶液反应得到硅酸沉淀和碳酸氢钠溶液，故反应后的溶质为碳酸氢钠，A正确； B．步骤II中硅酸钠和硫酸反应生成硅酸沉淀和硫酸钠，方程式正确，B正确； C．灼烧在坩埚中进行，C错误； D．硅酸钠的水溶液可用作木材防火剂，硅酸钠溶液俗称水玻璃，D正确； 故选C。 8. 由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示。下列说法不正确的是 A. 反应生成1molN2时转移4mole- B. 1molN2O(g)和1molNO(g)的能量之和大于1molN2(g)和1molNO2(g)的能量之和 C. 每有1mol氮氮三键形成时，该反应放出139 kJ的能量 D. 断键吸收能量之和小于成键释放能量之和 【答案】A 【解析】 【详解】A．N2O中N为+1价，1个N2O得到2个电子生成1个N2，1个NO失去2个电子生成1个NO2，因此生成1molN2转移2mol电子，A错误； B．从图中可知，反应物总能量高于生成物总能量，因此1molN2O(g)和1molNO(g)的能量之和大于1molN2(g)和1molNO2(g)的能量之和，B正确； C．该反应的热化学方程式为N2O(g)+NO(g)=N2(g)+NO2(g) ΔH=-139kJ/mol，每生成1mol氮氮三键，说明有1mol氮气生成，放出热量139kJ，C正确； D．该反应的ΔH=反应物键能总和-生成物键能总和=-139kJ/mol，断键吸收的能量之和小于成键释放能量之和，D正确； 故答案选A。 9. 下列离子方程式书写正确的是 A. (NH4)2Fe(SO4)2溶液中滴加Ba(OH)2溶液至Fe2+恰好完全沉淀：Fe2++2+2Ba2++2OH- = 2BaSO4↓+Fe(OH)2↓ B. Fe与稀硝酸反应，当n(Fe)∶n(HNO3) = 1∶2时，3Fe+2+8H+ = 3Fe2++2NO↑+4H2O C. KMnO4溶液用盐酸酸化并加入H2O2：2＋6H＋＋5H2O2 = 2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O D. FeBr2溶液与足量Cl2反应：2Fe2++2Br﹣+2Cl2 = 2Fe3++4Cl﹣+Br2 【答案】B 【解析】 【详解】A．硫酸亚铁铵溶液中滴加氢氧化钡，氢氧根离子先与亚铁离子反应，则亚铁离子恰好完全沉淀时，两种物质的物质的量之比为1：1，离子方程式为Fe2++2OH-+Ba2++=Fe(OH)2↓+BaSO4↓，A错误； B．Fe和稀硝酸反应，当n(Fe)=4mol，n(HNO3)=8mol时，Fe过量，反应生成亚铁离子、NO和水，离子方程式为3Fe+2+8H+=3Fe2++2NO↑+4H2O，B正确； C．高锰酸钾用盐酸酸化，则氯离子也会被高锰酸钾氧化生成氯气，离子方程式为2+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O，不只发生选项中的一个反应，C错误； D．FeBr2溶液与足量Cl2反应，亚铁离子和溴离子全部被氧化，反应生成氯化铁和溴单质，反应的离子方程式为2Fe2++4Br-+3Cl2=2Fe3++6Cl-+2Br2，D错误； 故答案选B。 10. 用还原法可以将硝酸厂烟气中的大量氮氧化物(NOx)转化为无害物质。常温下，将NO与H2的混合气体通入 Ce(SO4)2 与 Ce2(SO4)3 的混合溶液中，其转化过程如图所示。下列说法不正确的是 A. 反应过程中混合溶液内Ce3+和Ce4+离子的总数一定保持不变 B. 若用NH3替换H2，每消耗2个NO分子，最少消耗3个NH3分子 C. 反应I中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2：1 D. 反应 Ⅱ 涉及的方程式为2NO + 4Ce3+ + 4H+ = 4Ce4+ + N2 + 2H2O 【答案】B 【解析】 【详解】A．反应过程中Ce3+和Ce4+相互转化，混合溶液中Ce3+和Ce4+离子的总数一定保持不变，A正确； B．NO和NH3反应生成N2和H2O的化学方程式为6NO+4NH3=5N2+6H2O，每消耗2个NO分子，最少消耗个NH3，B错误； C．反应I的化学方程式为2Ce4++H2=2Ce3++2H+，Ce4+为氧化剂，H2为还原剂，氧化剂和还原剂的物质的量之比为2：1，C正确； D．反应Ⅱ中Ce3+、NO和H+反应生成Ce4+、N2和水，离子方程式为2NO + 4Ce3+ + 4H+ = 4Ce4+ + N2 + 2H2O，D正确； 故答案选B。 11. 某未知溶液X可能含有Al3+、Na+、、Cl-、、中的若干种，取该溶液进行如下实验，若实验过程中所加试剂均过量，产生的气体全部逸出。则下列说法正确的是 A. 原溶液中一定存在Cl-，n(Cl-) ≥ 0.01mol B. 原溶液中一定存在Na+、、、，可能存在Cl- C. 原溶液中一定存在、、，分别为0.1mol、0.1mol、0.05mol D. 原溶液中一定不存在Al3+、Cl- 【答案】A 【解析】 【分析】根据流程可知，溶液中加入氯化钡生成沉淀，再加入盐酸，部分沉淀溶解，则沉淀为碳酸钡质量为1.97g，物质的量为0.01mol，碳酸根的物质的量为0.01mol；硫酸钡为2.33g，物质的量为0.01mol，硫酸根的物质的量为0.01mol；滤液中加入烧碱，产生氨气，标况下1.12L，物质的量为0.05mol，铵根离子的物质的量为0.05mol，加入的物质为烧碱，焰色反应为黄色，不能判断原溶液中是否含有钠离子；根据离子共存，有碳酸根一定不含铝离子；根据溶液呈电中性，可判断一定含有氯离子。 【详解】A．根据溶液呈电中性，不含Na+时，n(Cl-)=0.01mol，若存在Na+，n(Cl-)≥0.01 mol，A正确； B．根据分析可知，原溶液中一定存在Cl-，可能存在Na+，B错误； C．根据分析原溶液中一定存在、、，分别为0.01mol、0.01mol、0.05mol，C错误； D．原溶液中一定不存在Al3+，一定存在Cl-，D错误； 故选A。 12. 某课外兴趣小组利用硫代硫酸钠(Na2S2O3)与稀硫酸反应，探究影响化学反应速率的因素(反应方程式为Na2S2O3 + H2SO4 == Na2SO4 + S↓+ SO2↑+ H2O)，设计了如表系列实验。下列说法不正确的是 实验序号 反应温度/℃ Na2S2O3 稀硫酸 H2O V/mL c/(mol·L-1) V/mL c/(mol·L-1) V/mL 1 20 10.0 0.10 10.0 0.50 0 2 40 V1 0.10 V2 0.50 V3 3 20 V4 0.10 4.0 0.50 V5 A. 若用实验1和3探究稀硫酸浓度对反应速率的影响，则需V4=10.0，V5=6.0 B. 设计该实验的基本原理为控制变量法 C. 若实验1不再产生沉淀的时间为5min，则v(H+) = 0.05mol·L-1·min-1 D. 将水更换为Na2SO4溶液，对实验结果无影响 【答案】C 【解析】 【详解】A．用实验1和3探究稀硫酸浓度对反应速率的影响，则硫代硫酸钠的浓度需要相同，即V4=10.0mL，同时溶液总体积也要相同，V5=6.0mL，A正确； B．要探究影响化学反应速率的因素，则每次实验只有一个变量不同，其他变量都需要保持相同，因此设计该实验的基本原理为控制变量法，B正确； C．根据实验1中所加试剂的量和反应方程式可知，稀硫酸过量，不再产生沉淀时硫代硫酸钠被全部消耗，但是氢离子有剩余，此时v(H+)=2v(Na2S2O3)=0.02mol·L-1·min-1，C错误； D．硫酸钠对反应没有影响，可将水更换为硫酸钠溶液，D正确； 故答案选C。 13. 为有效降低含氮化物的排放量，又能充分利用化学能，合作小组利用反应6NO2 + 8NH3 = 7N2 + 12H2O设计如图所示电池。下列说法错误的是 A. 正极的电极反应式为2NO2 + 8e- + 4H2O = N2 + 8OH- B. 电子由电极A经负载流向电极B C. 同温同压时，左右两侧电极室中产生的气体体积比为4：3 D. 电池工作一段时间后，左侧电极A附近溶液的碱性增强 【答案】D 【解析】 【分析】根据反应方程式可知，NH3失电子转化为氮气，则通入NH3的一极为负极，即电极A为负极，电极B为正极，正极上NO2得电子生成氮气。 【详解】A．正极上NO2得电子结合水生成氮气和氢氧根离子，正极反应为2NO2 + 8e- + 4H2O = N2 + 8OH-，A正确； B．电极A为负极，电极B为正极，电子从电极A流经负载流向电极B，B正确； C．正极反应式为2NO2 + 8e- + 4H2O = N2 + 8OH-，负极反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，转移相同数量的电子时，左侧生成的氮气和右侧生成的氮气的物质的量之比为4：3，体积比为4：3，C正确； D．负极反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，电池工作一段时间，左侧电极A负极溶液中氢氧根离子被消耗，碱性减弱，D错误； 故答案选D。 14. 向13.6g由Cu和Cu2O组成的混合物中加入一定浓度的稀硝酸250mL，当固体物质完全溶解后生成Cu(NO3)2和NO气体。在所得溶液中加入1.0L 0.5mol/L NaOH溶液，生成沉淀质量为19.6g，此时溶液呈中性且金属离子已完全沉淀。下列说法正确的是(　　) A. 原固体混合物中Cu与Cu2O的物质的量之比为2：1 B. 原稀硝酸中HNO3的物质的量浓度为1.3mol/L C. 产生的NO的体积为2.24L D. Cu、Cu2O与硝酸反应后剩余HNO3为0.4mol 【答案】A 【解析】 【详解】A. 向所得溶液中加入0.5mol/L的NaOH溶液1L，溶液呈中性，金属离子已完全沉淀，此时溶液中溶质为NaNO3，n(NaNO3)＝n(NaOH)＝0.5mol/L×1L＝0.5mol，沉淀为Cu(OH)2，质量为19.6g，其物质的量为：19.6g÷98g/mol＝0.2mol，根据铜元素守恒有n(Cu)+2n(Cu2O)＝n[Cu(OH)2]，所以反应后的溶液中n[[Cu(NO3)2]＝n[Cu(OH)2]＝0.2mol。设Cu和Cu2O的物质的量分别为xmol、ymol，根据二者质量有64x+144y＝13.6，根据铜元素守恒有x+2y＝0.2，联立方程解得x＝0.1，y＝0.05，则：n(Cu)：n(Cu2O)＝0.1mol：0.05mol＝2：1，故A正确； B. 根据N元素守恒可知n(HNO3)＝n(NO)+n(NaNO3)，根据电子转移守恒可知：3n(NO)＝2n(Cu)+2n(Cu2O)，所以3n(NO)＝2×0.1mol+2×0.05mol，解得n(NO)＝0.1mol，根据Na元素可知n(NaNO3)＝n(NaOH)＝0.5mol/L×1L＝0.5mol，所以n(HNO3)＝n(NO)+n(NaNO3)＝0.1mol+0.5mol＝0.6mol，所以原硝酸溶液的浓度为：0.6mol÷0.25L＝2.4mol/L，故B错误； C. 由B中计算可知n(NO)＝0.1mol，但NO不一定处于标准状况下，即NO的体积不一定为0.1mol×22.4L/mol＝2.24L，故C错误； D. 反应后的溶液中加入氢氧化钠溶液，氢氧化钠与硝酸铜反应，剩余的氢氧化钠与硝酸反应，最后为硝酸钠溶液，根据氮元素守恒可知反应后溶液中知n剩余(HNO3)+2n[[Cu(NO3)2]＝n(NaNO3)，所以n剩余(HNO3)＝n(NaNO3)﹣2n[[Cu(NO3)2]＝0.5mol﹣2×0.2mol＝0.1mol，故D错误； 故选：A。 二、非选择题：本题共4小题，共48分。 15. 回答下列问题： Ⅰ.烷烃可以发生取代反应。如图所示，用强光照射硬质玻璃管。 （1）B装置有三种功能：①混匀混合气体；②控制气流速度；③___________。 （2）写出装置C中CH2Cl2与Cl2反应生成氯仿的化学方程式___________。 （3）一段时间后，C中玻璃管内的实验现象：___________、___________。 （4）若1.6molCH4与Cl2在光照条件下发生取代反应，CH4全部消耗完，测得生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4的物质的量之比为1：3：5：7，则消耗的氯气的物质的量是___________mol。 Ⅱ.从下列各组物质中，找出合适的序号填在对应的空格内： ①16O和18O ②O2和O3 ③NO2和N2O4 ④H2O和D2O ⑤和 ⑥CH3CH2CH3和CH3C(CH3)3 ⑦CH2=CHCH3和CH2=CHCH2CH3 ⑧和 ⑨和CH3(CH2)3CH3 ⑩  和 （5）互为同素异形体的是___________(填序号，下同)。 （6）互为同分异构体的是___________。 （7）互为同系物的是___________。 【答案】（1）干燥甲烷和氯气 （2）CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl （3） ①. 玻璃管内壁上出现黄绿色油状液滴 ②. 玻璃管内黄绿色变浅 （4）5 （5）② （6）⑨⑩ （7）⑥⑦ 【解析】 【分析】A中浓盐酸与MnO2加热条件下反应生成氯气，生成的氯气和通入的甲烷都经过浓硫酸进行干燥，干燥后的混合气体进入C中，在强光照射下发生取代反应，D中棉花中通常含有还原性物质，用于吸收多余的氯气，最后用水吸收HCl等尾气。 【小问1详解】 B装置有三种功能，分别为均匀混合气体，控制气体流速和干燥甲烷和氯气。 【小问2详解】 装置C中CH2Cl2和Cl2在强光照射条件下发生取代反应生成CHCl3和HCl，化学方程式为CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl。 【小问3详解】 甲烷与氯气发生取代反应生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳等物质为油状液体，故一段时间后，C中玻璃管内壁上出现黄绿色油状液滴，同时氯气因反应被消耗，玻璃管内黄绿色变浅。 【小问4详解】 生成的CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4的物质的量之比为1：3：5：7，根据碳原子守恒，可得CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4四种物质的物质的量分别为0.1mol、0.3mol、0.5mol和0.7mol，这些物质中共有Cl5mol，另外生成了5molHCl，共消耗Cl25mol。 【小问5详解】 O2和O3都是氧元素形成的不同种单质，两者互为同素异形体，答案选②。 【小问6详解】 ⑨中异戊烷和正戊烷分子式相同，结构不同为同分异构体，⑩中新戊烷和异戊烷分子式相同，结构不同，为同分异构体，答案选⑨⑩。 【小问7详解】 ⑥中两种物质结构相似，分子组成相差2个CH2，为同系物，⑦中两种物质结构相似，分子组成相差1个CH2，为同系物，答案选⑥⑦。 16. 某研究小组设计如下所示实验装置(夹持装置已略去)分别探究NO与铜粉、Na2O2的反应。 已知：①NO与Na2O2可发生反应2NO + Na2O2 = 2NaNO2。 ②NO能被酸性高锰酸钾溶液氧化为NO ③在溶液中存在平衡FeSO4 + NO ⇌ Fe(NO)SO4(棕色) Ⅰ.关闭K3，打开K2，探究NO与铜粉的反应并检验NO。 （1）反应开始前，打开K1，通入一段时间N2，其目的是___________。 （2）装置B中盛放的试剂为水，其作用是___________。 （3）装置F中的实验现象为___________。装置H中收集的气体为___________(填化学式)。 （4）铜与稀硝酸反应的离子方程式为___________。 Ⅱ.关闭K2，打开K3，探究NO与Na2O2的反应并制备NaNO2。 （5）装置G的作用是___________。 （6）若省略装置C，则进入装置G中的气体除N2、NO外，可能还有___________(填化学式)。 （7）测定反应后装置E中NaNO2的含量需要用到酸性KMnO4溶液。已知；在酸性条件下，NO可将MnO还原为Mn2+，则测定过程中发生反应的离子方程式为___________。 【答案】（1）排尽装置中的空气，防止NO被空气中的氧气氧化为二氧化氮 （2）溶解挥发的硝酸 （3） ①. 溶液由浅绿色变为棕色 ②. NO和N2 （4）3Cu+8H++2NO=3Cu2++2NO+4H2O； （5）吸收未参与反应的NO，防止污染空气 （6）NO2和O2 （7） 【解析】 【分析】反应开始前，打开K1，通入一段时间N2，排尽装置中的空气，防止NO被空气中的氧气氧化为二氧化氮，稀硝酸和Cu反应生成NO，B中盛放的试剂为水为了吸收挥发的硝酸，生成的NO干燥后分别和Cu及Na2O2反应，以此解答。 【小问1详解】 NO易与O2反应生成NO2，反应开始前，打开K1，通入一段时间N2，其自的是排尽装置中的空气，防止NO被空气中的氧气氧化为二氧化氮； 【小问2详解】 硝酸易挥发，会随NO一起出来干扰后续的实验，所以装置B中盛放的试剂为水为了吸收挥发的硝酸； 【小问3详解】 由于在溶液中存在平衡FeSO4+NO⇌Fe(NO)SO4 (棕色)，装置F中的实验现象为溶液由浅绿色变为棕色，D装置红色粉末变为黑色，NO和Cu发生了反应，生成CuO和N2，又因为NO是气体，不可能完全反应，故H收集的气体是一氧化氮和N2； 【小问4详解】 铜与稀硝酸反应的离子方程式为3Cu+8H++2NO=3Cu2++2NO+4H2O； 【小问5详解】 根据信息NO能与酸性高锰酸钾溶液反应，装置G的作用是吸收未参与反应的NO，防止污染空气； 【小问6详解】 C是干燥装置，若省略装置C，那么水蒸气会与Na2O2反应生成NaOH和O2，NO和O2反应生NO2，则进入装置G中的气体除N2、NO外，可能还有NO2和O2； 【小问7详解】 亚硝酸根和高锰酸根发生氧化还原反应生成锰离子和硝酸根，根据得失电子守恒、元素守恒和电荷守恒配平方程为。 17. 学习化学反应速率和限度能够指导促进工业生产。 Ⅰ.某研究小组用CO和H2模拟工业合成甲醇，发生反应：CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g) 在1L的恒容密闭容器内充入1molCO和2molH2，加入合适催化剂后保持某温度不变发生上述反应，并用压力计监测容器内压强的变化如下： 反应时间/min 0 5 10 15 20 30 压强/MPa 25.2 21.6 18.9 17.4 16.8 16.8 （1）①下列说法正确的是___________(填标号)。 a．容器内气体的密度不变，则反应达到平衡 b．容器内气体的平均相对分子质量不变，则反应达到平衡 c．容器内CO、H2、CH3OH的反应速率之比为1∶2∶1，则反应达到平衡 d．容器内CO和H2物质的量之比不变，则反应达到平衡 e．混合气体中H2的体积分数保持不变 ②从反应开始到20min时，H2的平均反应速率为___________。 ③该条件下，反应CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g)达到平衡时CO的转化率为___________。 Ⅱ.为减少汽车尾气的污染，逐步向着新能源汽车发展。肼—空气燃料电池是一种碱性电池。无污染，能量高，有广泛的应用前景，其工作原理如图所示： （2）回答下列问题： ①该燃料电池中负极通入的物质是___________，负极发生的反应式为___________。 ②该电池工作一段时间后，电解质溶液的pH___________(填“增大”“减小”或“不变”)。 ③当电池放电转移10mol电子时，至少消耗燃料肼___________g。 【答案】（1） ①. be ②. 0.05mol·L-1·min-1 ③. 50% （2） ①. N2H4 ②. N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O ③. 减小 ④. 80 【解析】 【小问1详解】 ① a．反应在恒容密闭容器中进行，且反应物和产物都是气体，无论是否达到平衡，气体的密度始终不变，a错误； b．该反应不是等体积反应，随着反应进行，气体总物质的量不断变化，气体的平均相对分子质量也不断变化，气体平均相对分子质量不变，说明反应达到平衡，b正确； c．物质的反应速率之比等于化学计量数之比，无论是否达到平衡，这三种物质的反应速率始终为1∶2∶1，c错误； d．初始时投入CO和H2的物质的量之比为1∶2，两者反应消耗的物质的量之比也为1∶2，因此无论是否达到平衡，两者的物质的量之比都是1∶2，d错误； e．随着反应进行，氢气的物质的量不断变化，其体积分数也不断变化，氢气的体积分数不变，说明反应达到平衡，e正确； 故答案选be。 ②20min时，压强变为16.8MPa，设此过程中消耗CO物质的量为xmol，则消耗氢气物质的量为2xmol，生成甲醇xmol，初始时气体总物质的量为3mol，20min时气体总物质的量为(3-2x)mol，初始时压强为25.2MPa，则有，x=0.5mol，即消耗氢气物质的量为1mol，v(H2)=1mol÷1L÷20min=0.05mol·L-1·min-1。 ③从表中可知，20min时反应已经达到平衡，且根据前述计算可知，建立平衡过程中消耗CO0.5mol，CO的转化率为=50%。 【小问2详解】 a电极上N2H4转化为N2，N失电子因此a电极为负极，b电极为正极，正极上O2得电子结合水生成氢氧根离子； ①负极通入的物质为N2H4，负极的反应式为N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O。 ②该电池的总反应为N2H4+O2=N2+2H2O，电池工作一段时间，生成了水，KOH被稀释，pH减小。 ③负极反应式为N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O，电池放电转移10mol电子时，消耗肼2.5mol，质量为80g。 18. 铁基颜料铁黄(FeOOH)在高档涂料、油墨等领域有着广泛的应用。某同学设计了利用黄铁(主要成分：FeS2和SiO2，SiO2不参与反应)为主要原料制备绿矾(FeSO4·7H2O)，并用得到的绿矾制备铁黄(FeOOH)，流程如下： 已知：①FeSO4·7H2O溶于水，不溶于乙醇。 ②“焙烧”的方程式为4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2 ③FeOOH为一种不溶于水的黄色固体。 回答下列问题： （1）将黄铁矿进行粉碎，其目的是___________。 （2）“酸浸”不宜将稀H2SO4换成稀HNO3的原因是___________。 （3）“酸浸”后溶液呈黄色，试剂b若选用铁粉，“还原”步骤中是向溶液逐步加入铁粉，直至稍有气体生成，溶液变为浅绿色，写出主要反应的离子方程式___________。试剂b 若选用SO2，则该过程涉及的离子方程式有___________。 （4）向“FeSO4溶液”中加入乙醇即可析出FeSO4·7H2O晶体，乙醇的作用是___________。已知绿矾溶解度曲线如图所示，则从“FeSO4溶液”中获得晶体的另一种方法是：蒸发浓缩(得到___________℃饱和溶液)、___________、过滤、用冰水洗涤，低温干燥。 （5）由FeSO4·7H2O转化为FeOOH的离子方程式是___________。 【答案】（1）增大黄铁矿与空气的接触面积，增大反应速率，同时也能使FeS2与氧气充分反应 （2）混入了杂质硝酸根离子，此外硝酸根离子在酸性条件下具有强氧化性，在还原步骤中，加入试剂b时先与硝酸根离子反应，增大了试剂b的用量，提高了成本，且该过程有NO生成，会污染环境 （3） ①. 2Fe3++Fe=3Fe2+ ②. SO2+2Fe3++2H2O=+2Fe2++4H+ （4） ①. 降低硫酸亚铁的溶解度，促使其结晶析出 ②. 60 ③. 降温结晶 （5）4Fe2++O2+8OH-=4FeOOH↓+2H2O 【解析】 【分析】黄铁矿粉碎后通入空气焙烧，FeS2转化为Fe2O3和SO2，加入试剂a酸浸，SiO2不溶于酸形成沉淀除去，Fe2O3转化为Fe3+，加入试剂b将溶液中铁离子还原为亚铁离子，过滤后滤液中加入乙醇促使硫酸亚铁结晶析出，硫酸亚铁晶体通入空气和NaOH溶液进行氧化步骤，反应生成FeOOH。 【小问1详解】 将黄铁矿进行粉碎，可增大黄铁矿与空气的接触面积，增大反应速率，同时也能使FeS2与氧气充分反应。 【小问2详解】 酸浸过程中若使用稀硝酸代替稀硫酸，则混入了杂质硝酸根离子，此外硝酸根离子在酸性条件下具有强氧化性，在还原步骤中，加入试剂b时先与硝酸根离子反应，增大了试剂b的用量，提高了成本，且该过程有NO生成，会污染环境。 【小问3详解】 酸浸后溶液中含有Fe3+，加入Fe粉，铁离子与Fe反应生成亚铁离子，离子方程式为2Fe3++Fe=3Fe2+。若试剂b为SO2，Fe3+与SO2在酸性条件下反应生成亚铁离子和硫酸根离子，离子方程式为SO2+2Fe3++2H2O=+2Fe2++4H+。 【小问4详解】 从题干可知，硫酸亚铁晶体溶于水，不溶于乙醇，加入乙醇可降低硫酸亚铁的溶解度，促使其结晶析出。从图中可知，60℃时硫酸亚铁的溶解度达到最大，因此先蒸发浓缩得到60℃的硫酸亚铁饱和溶液，随后降温结晶，再过滤用冰水洗涤，低温干燥得到晶体。 【小问5详解】 硫酸亚铁晶体与氧气、NaOH溶液反应生成FeOOH，离子方程式为4Fe2++O2+8OH-=4FeOOH↓+2H2O。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 焦作十一中2023级高一下学期期中考试 化学 可能用到的相对原子质量：H—1 C—12 N—14 O—16 S—32 Cu—64 Ba—137 一、选择题：本题共14小题，每小题3分，共42分。在每一题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 民之自信来之国之强大，化学技术与生产生活密切相关，下列说法正确的是 A. 杭州亚运会场馆使用的“碲化镉”光伏发电系统将化学能转化为电能 B. “天和”核心舱电推进系统使用的氮化硼陶瓷基复合材料，具有良好的耐热和电绝缘性 C. 石墨烯是只有一个碳原子直径厚度的单层石墨，属于有机高分子化合物材料 D. “天机芯”是全球首款异构融合类电脑芯片，其主要成分和光导纤维相同 2. 硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大，下列说法正确的是 A. 植物直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料，实现氮的固定 B. 汽车尾气中的NO，主要来源于汽油、柴油的燃烧 C. 工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除 D. 将胆矾晶体放入浓硫酸中，蓝色固体变白，说明浓硫酸具有脱水性 3. NA代表阿伏加德罗常数的值，下列说法中正确的是 A. 28g N2与足量的H2充分反应生成NH3的分子数为2NA B. 标准状况下，11.2L己烷分子中含有碳碳单键的数目为2.5NA C. 0.1mol CH4与0.1mol Cl2混合充分光照，生成CH3Cl分子数为0.1NA D. 14g C2H4、C3H6、C4H8的混合物中其原子总数为3NA 4. 下列说法正确的是 A. 正丁烷的结构简式： B. 含有10条共价键的烷烃的分子式为C4H10 C. CCl4的比例模型： D. 烷烃同系物的密度随分子内碳原子数的增多而逐渐增大，但总是比水小 5. 下列实验装置或对实验的描述正确的是 A B C D 收集NO2气体 验证NH3极易溶于水 检验CO2 制备SO2 A. A B. B C. C D. D 6. 在一定条件下，将和投入容积2L且容积不变的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)+B(s)⇌xC(g)+2D(g)。2min末测得此时容器中C和D的浓度为0.2mol/L和0.4mol/L。下列叙述正确的是 A. x=2 B. 充入氦气压强增大，化学反应速率加快 C. 0～2min内B的反应速率为0.1 mol∙L-1∙min-1 D. 此时B的转化率为40% 7. 纯二氧化硅可用下列流程制得。下列说法不正确的是 A. 步骤II中用过量的CO2代替H2SO4时，反应后的溶质为NaHCO3 B. 步骤II的化学方程式为Na2SiO3+H2SO4=H2SiO3↓+Na2SO4 C. 步骤III若在实验室完成，一般在蒸发皿中进行 D. X可用作木材防火剂，其水溶液俗称为水玻璃 8. 由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示。下列说法不正确的是 A. 反应生成1molN2时转移4mole- B. 1molN2O(g)和1molNO(g)的能量之和大于1molN2(g)和1molNO2(g)的能量之和 C. 每有1mol氮氮三键形成时，该反应放出139 kJ的能量 D. 断键吸收能量之和小于成键释放能量之和 9. 下列离子方程式书写正确的是 A. (NH4)2Fe(SO4)2溶液中滴加Ba(OH)2溶液至Fe2+恰好完全沉淀：Fe2++2+2Ba2++2OH- = 2BaSO4↓+Fe(OH)2↓ B. Fe与稀硝酸反应，当n(Fe)∶n(HNO3) = 1∶2时，3Fe+2+8H+ = 3Fe2++2NO↑+4H2O C. KMnO4溶液用盐酸酸化并加入H2O2：2＋6H＋＋5H2O2 = 2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O D. FeBr2溶液与足量Cl2反应：2Fe2++2Br﹣+2Cl2 = 2Fe3++4Cl﹣+Br2 10. 用还原法可以将硝酸厂烟气中的大量氮氧化物(NOx)转化为无害物质。常温下，将NO与H2的混合气体通入 Ce(SO4)2 与 Ce2(SO4)3 的混合溶液中，其转化过程如图所示。下列说法不正确的是 A. 反应过程中混合溶液内Ce3+和Ce4+离子的总数一定保持不变 B. 若用NH3替换H2，每消耗2个NO分子，最少消耗3个NH3分子 C. 反应I中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2：1 D. 反应 Ⅱ 涉及的方程式为2NO + 4Ce3+ + 4H+ = 4Ce4+ + N2 + 2H2O 11. 某未知溶液X可能含有Al3+、Na+、、Cl-、、中的若干种，取该溶液进行如下实验，若实验过程中所加试剂均过量，产生的气体全部逸出。则下列说法正确的是 A. 原溶液中一定存在Cl-，n(Cl-) ≥ 0.01mol B. 原溶液中一定存在Na+、、、，可能存在Cl- C. 原溶液中一定存在、、，分别为0.1mol、0.1mol、0.05mol D. 原溶液中一定不存在Al3+、Cl- 12. 某课外兴趣小组利用硫代硫酸钠(Na2S2O3)与稀硫酸反应，探究影响化学反应速率的因素(反应方程式为Na2S2O3 + H2SO4 == Na2SO4 + S↓+ SO2↑+ H2O)，设计了如表系列实验。下列说法不正确的是 实验序号 反应温度/℃ Na2S2O3 稀硫酸 H2O V/mL c/(mol·L-1) V/mL c/(mol·L-1) V/mL 1 20 10.0 0.10 10.0 0.50 0 2 40 V1 0.10 V2 0.50 V3 3 20 V4 0.10 4.0 0.50 V5 A. 若用实验1和3探究稀硫酸浓度对反应速率的影响，则需V4=10.0，V5=6.0 B. 设计该实验的基本原理为控制变量法 C. 若实验1不再产生沉淀的时间为5min，则v(H+) = 0.05mol·L-1·min-1 D. 将水更换为Na2SO4溶液，对实验结果无影响 13. 为有效降低含氮化物的排放量，又能充分利用化学能，合作小组利用反应6NO2 + 8NH3 = 7N2 + 12H2O设计如图所示电池。下列说法错误的是 A. 正极的电极反应式为2NO2 + 8e- + 4H2O = N2 + 8OH- B. 电子由电极A经负载流向电极B C. 同温同压时，左右两侧电极室中产生的气体体积比为4：3 D. 电池工作一段时间后，左侧电极A附近溶液的碱性增强 14. 向13.6g由Cu和Cu2O组成的混合物中加入一定浓度的稀硝酸250mL，当固体物质完全溶解后生成Cu(NO3)2和NO气体。在所得溶液中加入1.0L 0.5mol/L NaOH溶液，生成沉淀质量为19.6g，此时溶液呈中性且金属离子已完全沉淀。下列说法正确的是(　　) A. 原固体混合物中Cu与Cu2O的物质的量之比为2：1 B. 原稀硝酸中HNO3的物质的量浓度为1.3mol/L C. 产生的NO的体积为2.24L D. Cu、Cu2O与硝酸反应后剩余HNO3为0.4mol 二、非选择题：本题共4小题，共48分。 15. 回答下列问题： Ⅰ.烷烃可以发生取代反应。如图所示，用强光照射硬质玻璃管。 （1）B装置有三种功能：①混匀混合气体；②控制气流速度；③___________。 （2）写出装置C中CH2Cl2与Cl2反应生成氯仿的化学方程式___________。 （3）一段时间后，C中玻璃管内的实验现象：___________、___________。 （4）若1.6molCH4与Cl2在光照条件下发生取代反应，CH4全部消耗完，测得生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4的物质的量之比为1：3：5：7，则消耗的氯气的物质的量是___________mol。 Ⅱ.从下列各组物质中，找出合适的序号填在对应的空格内： ①16O和18O ②O2和O3 ③NO2和N2O4 ④H2O和D2O ⑤和 ⑥CH3CH2CH3和CH3C(CH3)3 ⑦CH2=CHCH3和CH2=CHCH2CH3 ⑧和 ⑨和CH3(CH2)3CH3 ⑩  和 （5）互为同素异形体的是___________(填序号，下同)。 （6）互为同分异构体的是___________。 （7）互为同系物的是___________。 16. 某研究小组设计如下所示实验装置(夹持装置已略去)分别探究NO与铜粉、Na2O2的反应。 已知：①NO与Na2O2可发生反应2NO + Na2O2 = 2NaNO2。 ②NO能被酸性高锰酸钾溶液氧化为NO ③在溶液中存在平衡FeSO4 + NO ⇌ Fe(NO)SO4(棕色) Ⅰ.关闭K3，打开K2，探究NO与铜粉的反应并检验NO。 （1）反应开始前，打开K1，通入一段时间N2，其目的是___________。 （2）装置B中盛放的试剂为水，其作用是___________。 （3）装置F中的实验现象为___________。装置H中收集的气体为___________(填化学式)。 （4）铜与稀硝酸反应的离子方程式为___________。 Ⅱ.关闭K2，打开K3，探究NO与Na2O2的反应并制备NaNO2。 （5）装置G的作用是___________。 （6）若省略装置C，则进入装置G中的气体除N2、NO外，可能还有___________(填化学式)。 （7）测定反应后装置E中NaNO2的含量需要用到酸性KMnO4溶液。已知；在酸性条件下，NO可将MnO还原为Mn2+，则测定过程中发生反应的离子方程式为___________。 17. 学习化学反应速率和限度能够指导促进工业生产。 Ⅰ.某研究小组用CO和H2模拟工业合成甲醇，发生反应：CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g) 在1L的恒容密闭容器内充入1molCO和2molH2，加入合适催化剂后保持某温度不变发生上述反应，并用压力计监测容器内压强的变化如下： 反应时间/min 0 5 10 15 20 30 压强/MPa 25.2 21.6 18.9 17.4 16.8 16.8 （1）①下列说法正确的是___________(填标号)。 a．容器内气体的密度不变，则反应达到平衡 b．容器内气体的平均相对分子质量不变，则反应达到平衡 c．容器内CO、H2、CH3OH的反应速率之比为1∶2∶1，则反应达到平衡 d．容器内CO和H2物质的量之比不变，则反应达到平衡 e．混合气体中H2的体积分数保持不变 ②从反应开始到20min时，H2的平均反应速率为___________。 ③该条件下，反应CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g)达到平衡时CO的转化率为___________。 Ⅱ.为减少汽车尾气的污染，逐步向着新能源汽车发展。肼—空气燃料电池是一种碱性电池。无污染，能量高，有广泛的应用前景，其工作原理如图所示： （2）回答下列问题： ①该燃料电池中负极通入的物质是___________，负极发生的反应式为___________。 ②该电池工作一段时间后，电解质溶液的pH___________(填“增大”“减小”或“不变”)。 ③当电池放电转移10mol电子时，至少消耗燃料肼___________g。 18. 铁基颜料铁黄(FeOOH)在高档涂料、油墨等领域有着广泛的应用。某同学设计了利用黄铁(主要成分：FeS2和SiO2，SiO2不参与反应)为主要原料制备绿矾(FeSO4·7H2O)，并用得到的绿矾制备铁黄(FeOOH)，流程如下： 已知：①FeSO4·7H2O溶于水，不溶于乙醇。 ②“焙烧”的方程式为4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2 ③FeOOH为一种不溶于水的黄色固体。 回答下列问题： （1）将黄铁矿进行粉碎，其目的是___________。 （2）“酸浸”不宜将稀H2SO4换成稀HNO3的原因是___________。 （3）“酸浸”后溶液呈黄色，试剂b若选用铁粉，“还原”步骤中是向溶液逐步加入铁粉，直至稍有气体生成，溶液变为浅绿色，写出主要反应的离子方程式___________。试剂b 若选用SO2，则该过程涉及的离子方程式有___________。 （4）向“FeSO4溶液”中加入乙醇即可析出FeSO4·7H2O晶体，乙醇的作用是___________。已知绿矾溶解度曲线如图所示，则从“FeSO4溶液”中获得晶体的另一种方法是：蒸发浓缩(得到___________℃饱和溶液)、___________、过滤、用冰水洗涤，低温干燥。 （5）由FeSO4·7H2O转化为FeOOH的离子方程式是___________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $