湖南省长沙市雅礼中学2023-2024学年高二下学期期末考试化学试题

2023-2024-2 雅礼集团（七校）期末考试化学试卷（7月） 命题人：朱华、毛思伟 审题人：毛思伟、朱华 可能用到的相对原子质量：H～1 C～12 O～16 Na～23 S～32 Mn～55 一、选择题：本题共 14小题，每题 3分，共 42分。在每个小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目 要求的。 1，化学推动科技进步，下列说法错误的是（ ） A.“长征七号”采用液氧、煤油等作为推进剂，煤油是烃的混合物 B.华为自主研发的“麒麟”芯片与太阳能电池感光板所用的主要材料均为晶体硅 C.歼—20 飞机上用到的氮化镓材料属于合金材料 D.“神舟十七号”发动机的耐高温结构材料碳化硅属于共价晶体 2.NF3 常用于微电子工业，可由反应 C 3 2 4 3 u 4NH 3F 3NH F NF=+ = += 制备。下列说法正确的是（ ） A.NH3 的 VSEPR 模型 B.中子数为 2 的 H 原子可表示为 21 H C.F 原子的结构示意图为 D.NH4F 的电子式为 3.下列实验不能达到对应目的的是（ ） 选项 A B 实验 目的 配制一定物质的量浓度的氯化钠溶液 实验室制乙酸乙酯 选项 C D 实验 目的 实验室制氨气并检验氨气的性质 检验乙醇消去反应产物中的乙烯 A.A B.B C.C D.D 4.化学处处呈现美，下列说法错误的是（ ） A.碘升华时会产生大量紫色蒸气，该过程不沙及共价键断裂 B.K+与 18-冠-6 的空腔大小相近，形成稳定的超分子结构（ ），体现出超分子的自组装特征 C.缺角的 NaCl 晶体在饱和 NaCl 溶液中变为完美立方体块，体现晶体的自范性 D.雪花是天空中的水汽经凝华而来的一种晶体，其六角形形状与氢键的方向性有关 5.下列物质性质实验对应的离子方程式书写正确的是（ ） A.漂白粉溶液吸收 CO2 后产生白色沉淀： 2 2 2 3Ca CO H O CaCO 2H + ++ + ===  + B.Fe(OH)3 溶于氢碘酸： 3 3 2Fe(OH) 3H Fe 3H O + ++ === + C.Ba(OH)2 溶液与稀硫酸反应： 2 2 4 4 2Ba OH SO H BaSO H O + − − ++ + + ===  + D.锅炉除水垢过程中将 CaSO4 转化为 CaCO3： 2 2 4 3 3 4CaSO (s) CO (aq) CaCO (s) SO (aq) − −+ + 6.某种化合物的结构如图所示，其中 X、Y、Z、Q、W 为原子序数依次增大的五种短周期主族元素，基态 Q 原子 s 轨道上的电子数和 p 轨道上的电子数相等，Y 是形成化合物种类最多的元素，X 的原子半径是元 素周期表中最小的，下列叙述正确的是（ ） A.X、Y 两元素组成的分子的空间结构均为正四面体形 B.X、W 分别与 Q 形成的化合物可能具有强氧化性 C.第一电离能：Q>Z D.该化合物中有极性键、非极性键、配位键和离子键 7.某研究机构使用 Li-SO2Cl2 电池作为电源电解制备 Ni(H2PO2)2，其工作原理如下图所示，已知电池反应为 2 2 22Li SO Cl 2LiCl SO+ === + ，下列说法错误的是（ ） A.膜 a、c 是阴离子交换膜，膜 b 是阳离子交换膜 B.电池的 e 极连接电解池的 h 极 C.电池中 C 电极的电极反应式为 2 2 2SO Cl 2e 2Cl SO − −+ === +  D.生成 0.5mol Ni(H2PO2)2 时，理论上电解池中不锈钢电极附近溶液质量增加 22 克 8.增塑剂 DCHP 可由邻苯二甲酸酐与环己醇反应制得，下列说法正确的是（ ） A.邻苯二甲酸酐的二氯代物有 4 种 B.环己醇分子中的所有原子可能共面 C.DCHP 能发生加成反应、取代反应、消去反应 D.1mol DCHP 与氢氧化钠溶液反应，最多可消耗 4mol NaOH 9.固氮是将游离态的氮转变为氮的化合物，一种新型人工固氮的原理如图所示，下列说法正确的是（ ） A.反应①②③均为氧化还原反应 B.转化过程中所涉及的元素均呈现了两种价态 C.Li3N、LiOH 两种化合物中含有的化学键完全相同 D.假设每一步均完全转化，每消耗 1mol N2，同时生成 1.5mol O2 10.下列对分子的性质的解释，不正确的是（ ） A.碘易溶于四氯化碳，甲烷难溶于水都可用相似相溶原理解释 B.水在结冰时体积膨胀，是由于水分子之间存在氢键 C.SiCl4 分子中硅氯键的极性比 CCl4 中碳氯键的弱 D.青嵩素分子式为 C15H22O5，结构如下图所示，该分子中包含 7 个手性碳原子 11.我国科学家研究了不同含金化合物催化乙烯加氢[ 12 4 2 2 6C H (g) H (g) C H (g) H a kJ mol −+ ===  =  ]的反 应历程如图所示，下列说法正确的是（ ） A.1mol C2H4(g)与 1mol H2(g)具有的能量之和小于 1mol C2H6(g)的能量 B.过渡态物质的稳定性：过渡态 1>过渡态 2 C.该反应的焓变： 1H 129.6kJ mol− = −  D.相应的活化能：催化剂 AuF<催化剂 3AuPF + 12.用 10.10 mol L NaOH− 溶液滴定 1 220.0mL 0.10mol L A H − 溶液，溶液 pH 和温度随 2 V NaOH V(H A ( 溶液) 溶液) 的变化 曲线如图所示。下列说法正确的是（ ） A.从 W 至 Z 点，水的电离程度逐渐增大，Kw 不变 B.当 2 1 V(H V N A aOH = ( 溶液 溶液) ) 时， 222 (Na ) c(H A) c(HA ) c(A )c + − −= + + C.27℃，H2A 的电离常数 9.7 a2K 10 −= D.Y 点为第二反应终点 13.CO 和 H2 合成乙醇发生如下反应： 主反应： 2 3 2 22CO(g) 4H (g) CH CH OH(g) H O(g)+ + 1 1H 128.8kJ mol − = −  副反应： 2 2 2CO(g) H O(g) CO (g) H (g)+ + 1 2H 41.8kJ mol − = −  1 12S 42.1J mol K − − = −   向一恒容密闭容器中投入一定量的 CO和 H2发生上述反应，CO的平衡转化率与温度、投料比 S[ 2n(H )S n(CO) = ] 的关系如图所示。下列有关说法正确的是（ ） A.S1<S2 B.在投料比为 S3 条件下，主反应的 v 正(Y)>v 逆(Z) C.副反应能自发进行的临界温度约为 993K D.在 T1K、S2=2 时，主反应的平衡常数 K=0.2 14.钒铬还原渣是钠化提钒过程的固体废弃物，其主要成分为 VO2·xH2O、Cr(OH)3 及少量的 SiO2。一种初 步分离钒铬还原渣中钒铬并获得 Na2Cr2O7 的工艺流程如图。 已知：①“酸浸”后为 VO2·xH2O 转化为 VO2+；②Cr(OH)3 的 Ksp 近似为 311 10− 下列说法正确的是（ ） A.滤渣的成分为 H2SiO3 B.“氧化”生成 2VO + 发生反应的离子方程式为 2 2 22 8 2 2 42VO S O 2H O 2VO 2SO 4H + − + − ++ + === + + C.若“含 Cr3+净化液”中 3(Cr ) 0.1mol / Lc + = ，则“水解沉钒”调 pH 应不超过 10 D.“溶液 1”中含 2CrO −，加入 H2O2 后发生反应的离子方程式为 2 2 2 2 42CrO 3H O 2OH 2CrO 2H − − − ++ + === + + 22H O 二、非选择题：本题共 4小题，共 58分。 15.（15 分）连二硫酸锰（MnS2O6）常用于灭菌以及水果、蔬菜的保鲜，利用 MnO2 悬浊液吸收 SO2 气体 制取连二硫酸锰的装置（部分夹持、控温仪器已省略）如图所示： 已知：a、MnS2O6 易溶于水，其在 pH 为 2.8~3.5 时最稳定，温度超过 30℃时会快速分解生成易溶于水的 MnSO4； b、连二硫酸的结构式： （1）MnS2O6 中 S 的化合价为____________； （2）仪器 a 的名称是_______，仪器 b 装入的药品是______________（填标号）。 A.浓盐酸 B.浓硝酸 C.稀硝酸 D.70%硫酸溶液 （3）装置 B 的作用为______________________________________________________________。 （4）装置 C 中的反应温度需要控制在 0℃左右，实验时需通入稍过量的 SO2，目的是________________； 表明 C 中反应已完成的现象是____________。 （5）测定产品中 Mn 元素的质量分数：称取 a g 产品充分加热使其分解为 MnSO4，然后加水溶解，用 1molc L− 的酸性 KMnO4 溶液进行滴定（Mn 元素均转化为 MnO2）。若多次滴定平均消耗 KMnO4 溶液的体 积为 V mL，则产品中 Mn 元素的质量分数为_____________________（用含 a、c、V 的代数式表示）。滴 定过程中发生反应的离子方程式为____________________________。 16.（14 分）金属镓拥有“电子工业脊梁”的美誉，镓与铝同族。某工厂改进了“石灰乳法提镓”，从某种 煤灰（主要成分是 Al2O3，还含有少量 Ga2O3、Fe2O3、SiO2 等）中提取镓的工艺如下： 已知：常温下，浸出液中各离子形成氢氧化物沉淀及转化的 pH 见下表： 金属离子 Fe2+ Fe3+ Al3+ Ga3+ 开始沉淀 pH 8.0 1.7 4.0 4.5 沉淀完全 pH 9.6 3.3 4.7 5.5 继续转化 9.8（转化为 2AlO −） 9.4（转化为 2GaO − ） 沉淀完全 pH 指的是阳离子浓度为 51 10 mol / L− ； lg2 0.3 回答下列问题： （1）基态 Ga 原子的价电子排布式为___________________； （2）“调 pH”步骤时，Fe3+的浓度为 78 10 mol/L− ，此时的 pH 约为__________（保留一位小数）。 （3）“碱浸”步骤 pH 至少调为______________。 （4）“滤液 1”中的溶质为_________________（填化学式）。 （5）已知铝酸钙的化学式为 mCaO·nAl2O3，则“脱铝”时发生反应的化学方程式为_____________。 （6）“电解”步骤阴极的电极反应式为___________________________。 （7）GaAs（摩尔质量为 M g/mol）是一种重要的半导体材料，原子间通过共价键结合，其晶胞结构如图， Ga 原子半径为 a nm，As 原子半径为 b nm。GaAs 的晶体类型为___________，其密度______g/cm3。 17.（14 分）2023 年 9 月 23 日，杭州亚运会开幕式上，数字火炬手和线下火炬手共同点燃的主火炬塔首次 使用废碳再生的绿色甲醇作为燃料，为实现“碳中和”亚运理念展现了中国技术。目前主流的技术路线为 二氧化碳加氢制甲醇，过程一般含有以下三个反应： ① 2 2 3 2CO (g) 3H (g) CH OH(g) H O(g)+ + △H1 K1 ② 2 2 2CO (g) H (g) CO(g) H O(g)+ + 1 2H 45.5kJ mol −= + △ K2 ③ 2 3CO(g) 2H (g) CH OH(g)+ 1 3H 85.5kJ mol −= − △ K3 （1）已知几种化学键的键能如下表所示，则 a=________ 1kJ mol− 。 化学键 C—H H—H H—O C=O C—O 键能/（ 1kJ mol− ） 413 436 463 803 a （2）反应①在____________（填“高温”“低温”或“任意温度”）下可自发进行。 （3）己知温度为 350℃时，K1=24，K2=3，则 K3=__________。 （4）一定温度下，向盛有催化剂的恒容密闭容器中按初始进料比 2 2n(CO ) : n(H ) 1:1= 投入反应物，发生反 应②。下列能够说明该反应一定达到平衡状态的是_________（填标号）。 a.容器内气体的压强不再发生改变 b.CO2 的体积分数不再变化 c.1mol H—H 断裂的同时 2mol H—O 断裂 d.混合气体的平均密度不再变化 e.混合气体的平均摩尔质量不再变化 （5）向恒容密闭容器中按初始进料比 2 2n(CO ) : n(H ) 1:3= 投入反应物，只发生反应①和②。在不同温度下 达到平衡，体系中 CH3OH、CO 的选择性和 CO2 的平衡转化半[a(CO2)]与温度的关系如图所示： 已知：CH3OH 的选择性= 3 2 CH OH CO 100% 生成的 的物质的量 转化 的物质的量的 。 ①图中表示 CH3OH 选择性变化趋势的曲线是________（填“a”或“b”），判断的理由是_____________。 ②CO2 的转化率在 270℃后随温度的升高而增大的原因是__________。 ③温度为 270℃达到平衡时，反应②的 Kp=___________（用平衡分压代替平衡浓度，分压=总压×各组分 的物质的量分数）。 18.（15 分）2022 年诺贝尔化学奖颁给了三位在点击化学作出杰出贡献的科学家。一价铜催化叠氮化物- 炔烃环加成反应（CuAAC 反应）是点击化学的经典之作。某三氮唑类聚合物 G 的合成路线如图所示。 已知：① R Br HC C R R C C R HBr− +  − ⎯⎯⎯⎯→ −  − +钯催化剂 ② 回答下列问题： （1）A 的化学名称为___________；C 中含氧官能团的名称为_________。 （2）A→C 的反应类型为_________；E 的分子式为____________。 （3）D 分子中碳原子的杂化轨道类型为____________。 （4）B 的结构简式为________________；符合下列条件的 B 的同分异构体共有_______种。 i.含有醛基 ii.不考虑立体异构 其中核磁共振氢谱有 3 组峰，且峰面积比为 4：3：1 的结构简式为___________。 （5）结合以上合成路线，设计以 和 HC≡CCH3 为原料制备 的合成 路线（其他无机试剂任选，羧基在苯环上是间位定位基团）。 雅礼教育集团（七校）2024 年上期期末考试 高二化学试卷答案 一、选择题 题 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答 案 C A D B D B A A D C C C C B 1、C 【详解】A.煤油中含有多种碳原子数不同的烃，是烃的混合物，A 正确； B.芯片和太阳能电池感光板的主要材料都是晶体硅，B 确 C.氮化镓属于化合物，合金是金属和金属单质或金与险属单质熔合而成的物质，属于混合物， C 错误； D.碳化硅具有耐高温的特性，属于共价晶体，D 正确；故答案选 C。 2、A 【详解】A.NH3中心原子价层电子对数为 4,含有 1 个孤电子对，VSEPR 模型为四面体形 A 正 确； B.中子数为 2 的 H 原子质量数为 1+2=3,可表示为 H31 ,B 错误； C.F 是 9 号元素，结构示意图为 D.NH4F 是离子化合物，电子式为 ，D 错误；故选 A 3、D 【详解】A.配制一定物质的量浓度的溶液定容时，使用玻璃棒引流，A 正确； B.加热加有乙酸、乙醇和浓硫酸的混合溶液能制得乙酸乙酯，盛有饱和碳酸钠溶液的试管可 以除去乙酸、吸收乙醇，降低乙酸乙酯的溶解度，便于析出乙酸乙酯，B 正确； C.氯化铵和氢氧化钙加热条件下反应生成氯化钙、水和氨气，氨气密度小于空气使用向下排 空气发法收集，使用湿润红色石蕊试纸验满，C 正确； D.挥发的乙醇也能使得酸性高锰酸钾溶液褪色，干扰乙烯检验，D 错误；故选 D。 4、B 【详解】A.碘升华时会产生大量紫色蒸气，碘是分子晶体，升华时破坏的是分子间作用力， 该过程不涉及共价键断裂，A 正确； B.碱金属离子有大小，冠醚有不同大小的空穴适配不同大小的碱金属离子，K+与 18-冠-6 的 空腔大小相近，则 K+与 18-冠-6 形成稳定的超分子结构，体现了超分子的分子识别特征，B 错误； C.晶体具有规则的几何形状，有自范性，则缺角的 NaCl 晶体在饱和 NaCl 溶液中慢慢变为完 美的立方体块，体现了晶体的自范性，C 正确； D.氢键具有方向性和饱和性，则天空中的水汽经凝华形成雪花的六角形形状与氢键的方向性 有关，D 正确；故选 B。 5、D 【详解】A.漂白粉溶液吸收二氧化碳后生成碳酸钙沉淀和次氯酸，离子方程式为 Ca2++2ClO-+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO,A 错误； B.Fe(OH)3 溶 于 氢 碘 酸 生 成 亚 铁 离 子 、 碘 单 质 和 水 ， 离 子 方 程 式 为 2Fe(OH)3+6H++2I-=2Fe2++6H2O+I2,B 错误； C.氢氧化钡与稀硫酸反应的离子方程式为 Ba2++2OH-+SO42-+2H+=BaSO4↓+2H2O,C 错误； D.处理锅炉水垢，硫酸钙与碳酸根离子反应生成碳酸钙和硫酸根离子，选项中离子方程式正 确，D正确；故答案选 D。 6、B 【分析】X、Y、Z、Q、W 为原子序数依次增大的五种短周期主族元素，X 的原子半径是元 素周期表中最小的，X 为氢；基态 Q 原子 s 轨道上的电子数和 p 轨道上的电子数相等，且 Q 形成 2 个共价键，为氧；Y 是形成化合物种类最多的元素，则 Y 为碳、Z 为氮；W 形成正一 价阳离子，为钠； 【详解】A.X、Y 两元素组成的乙炔分子为直线形、形成的乙烯为平面形，A 错误； B.X、W 分别与 Q形成的化合物如过氧化氢、过氧化钠，具有强氧化性，B 正确； C.同一周期随着原子序数变大，第一电离能变大，N 的 2p 轨道为半充满稳定状态，第一电 离能大于同周期相邻元素，第一电离能：N>O,C 错误； D.该化合物为阴阳离子构成的离子化合物，含有离子键；阴离子中有氮氢、碳氮、碳氧极性 键，碳碳非极性键，但是不含配位键，D 错误；故选 B。 7、A 【分析】由电池反应可知，锂电极是左侧原电池的负极，氯离子作用下，锂在负极失去电子 发生氧化反应生成氯化锂，石墨电极是正极，SO₂Cl₂在正极得到电子发生还原反应生成氯离 子和二氧化硫；右侧装置为电解池，与直流电源直接相连的镍电极是电解池的阳极，镍在阳 极失去电子发生氧化反应生成镍离子，放电生成的镍离子通过阳离子交换膜进入产品室，不 锈钢电极为阴极，水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，Ⅲ室中的钠离子 通过阳离子交换膜进入 IV 室，次磷酸根离子通过阴离子交换膜进入产品室。 【详解】A.由分析可知，膜 a、c 是阳离子交换膜，膜 b是阴离子交换膜，故 A 错误； B.由分析可知，锂电极是左侧原电池的负极，石墨电极是正极，镍电极是电解池的阳极，不 锈钢电极为阴极，则电池的 e 极连接电解池的 h 极，故 B 正确； C.由分析可知，石墨电极是正极，SO₂Cl₂在正极得到电子发生还原反应生成氯离子和二氧化 硫，电极反应式为 SO₂Cl₂+2e-=2CI-+SO₂↑,故 C 正确； D.由分析可知，镍电极是电解池的阳极，镍在阳极失去电子发生氧化反应生成镍离子，放电 生成的镍离子通过阳离子交换膜进入产品室，不锈钢电极为阴极，水在阴极得到电子发生还 原反应生成氢气和氢氧根离子，Ⅲ室中的钠离子通过阳离子交换膜进入 IV 室，次磷酸根离 子通过阴离子交换膜进入产品室，由得失电子数目守恒可知， 生成 0.5mol 次磷酸镍时，理论上电解池中不锈钢电极附近溶液质量增加 (1mol×23g/mol-2mol×1g/mol)g=22g,故 D 正确；故选 A。 8、A 【详解】A.邻苯二甲酸酐的二氯代物可采用定一移一的方法判断有 4 种，A 正确； B.环己醇分子中的 C 原子是四面体结构，所以 H 原子不可能与 C 原子共面，B 错误； C.DCHP 中含有苯环、酯基能发生加成反应、取代反应，但不能发生消去反应，C 错误； D.1 个 DCHP 中含有 2 个酯基，所以 1mol DCHP 最多可与含 2 mol NaOH 溶液反应，D 错误； 答案选 A。 9、D 解析：A 项，反应②是 Li3N＋3H2O 3LiOH＋NH3↑，属于非氧化还原反应，错误；B 项， 转化过程中，H 元素只显＋1 价，错误；C 项，Li3N 中只含离子键，LiOH 中含有离子键、共 价键，错误；D 项，假设每一步均完全转化，根据得失电子守恒，每消耗 1 mol N2，同时生 成 1.5 mol O2，正确。 10、C 解析 碘是非极性分子，易溶于非极性溶剂四氯化碳，甲烷属于非极性分子，难溶于极性溶 剂水，所以都可用相似相溶原理解释，故 A正确；碳元素的电负性大于硅元素，因此 Si、 Cl间的电负性差别较大，Si—Cl的极性强，故 C错误；手性碳原子是指与碳原子相连的 4 个原子或原子团都不相同。根据青蒿素的结构图知，该分子中包含 7 个手性碳原子，故 D 正确。 11、C 解析：由图可知，该反应为反应物总能量高于生成物的总能量的放热反应，A错误；过渡态 1的相对能量高于过渡态 2，物质的能量越高，越不稳定，所以过渡态 1的稳定性小于过渡 态 2，B错误；反应的焓变ΔH＝－[0－（－129.6 kJ·mol－1）]＝－129.6 kJ·mol－1，C正确； 催化剂 AuF、催化剂 AuPF3+的活化能分别为 109.34 kJ·mol－1、26.3 kJ·mol－1，则相应的活 化能：催化剂 AuF＞催化剂 AuPF3 +，D错误。 12、C 解析：从W至 Z点，溶液温度逐渐升高，因此 Kw逐渐增大，A错误；当V(NaOH溶液) V(H2A溶液) ＝1时， 溶液中溶质为 NaHA，根据物料守恒得到 c（Na＋）＝c（H2A）＋c（HA－）＋c（A2－）， B错误；当 c（HA－）＝c（A2－）时，溶液温度为 27 ℃，pH＝9.7，则 H2A的电离常数 Ka2＝c(A 2−)·c(H+) c(HA-) ＝1×10－9.7，C正确；X为第一反应终点，即V(NaOH溶液) V(H2A溶液) ＝1时，当V(NaOH溶液) V(H2A溶液) ＝2时为第二反应终点即 Z点，D错误。 13、C 14、B 二、非选择题 15、 16、 17、（除标注外，每空 2 分，共 14 分） （1）326 （2）低温（1 分） （3）8（1 分） （4）bc （5）①a 反应 1 放热，温度升高，平衡逆向移动，甲醇的选择性降低 ②温度高于 270℃，温度升高，反应 1 平衡逆向移动，而反应 2 平衡正向移动且程度更大 ③ 60 1 18、 （3）sp、sp2 （4） （4）详解 （5）详解