精品解析：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 【答案】D 【解析】 【详解】A．载人飞船采用了刚性太阳能电池阵，将太阳能转化为电能供飞船使用，A错误； B．“超轻海绵”使用的石墨烯是新型无机非金属材料，B错误； C．二氧化硅是制作光导纤维的主要材料，C错误； D．北京冬奥会吉祥物“冰墩墩”使用的聚乙烯是以乙烯为单体，经加聚反应制成的有机高分子材料，D正确； 故选D。 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 【答案】C 【解析】 【详解】A．基态硫原子的轨道表示式应该为 ，A错误； B．H2S是共价化合物，电子式为： ，B错误； C．SO2的价层电子对数是，因此VSEPR模型： ，C正确； D．中子数为9的氮原子，其质量数是9+7＝16，可表示为，D错误； 答案选C。 3. 亚硝酸钠()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：。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 D. 用装置丁处理尾气 【答案】A 【解析】 【详解】A．碳和浓硝酸在加热条件下反应生成CO2和NO2，甲装置缺少加热装置，A错误； B．碱石灰是碱性干燥剂，能用来干燥NO，B正确； C．由，干燥洁净的NO可与过氧化钠反应合成，C正确； D．多余的NO尾气在丁装置中能与酸性高锰酸钾溶液反应从而被吸收，D正确； 故选：A。 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. ClO与ClO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 【答案】A 【解析】 【详解】A．Cu是第29号元素，核外电子排布式为[Ar]3d9，A正确； B．中心原子是，其价层电子数为，杂化方式为，离子的空间结构为三角锥形，故其O-Cl-O夹角小于109°28'，B错误； C．HCl是分子晶体，NaCl是离子晶体，C错误； D．Cl2O与HClO都是V形分子，是由极性键构成的极性分子，D错误； 故选A。 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＜-116 kJ/mol D. 氯气溶于水具有漂白性：Cl2+H2O2H++Cl-+ClO- 【答案】C 【解析】 【详解】A．在实验室中用MnO2与浓盐酸混合加热制氯气，反应的化学方程式为：MnCl2+4HCl(浓)MnO2+Cl2↑+2H2O，A错误； B．电解饱和NaCl溶液，在阳极上Cl-失去电子发生氧化反应，电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2↑，B错误； C．在催化剂存在条件下氧气氧化HCl气体，反应产生Cl2、H2O蒸气，热化学方程式为4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH=-116 kJ/mol，气态水含有的能量比液体水多，当物质由气态转化为液态时会放出热量。反应放出的热量越多，则反应热就越小，故生成液态水时是热化学方程式为：4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(l) ΔH＜-116 kJ/mol，C正确； D．氯气溶于水，反应产生HCl、HClO，该反应是可逆反应。且HClO是弱酸，不能写离子形式，应该写化学式，反应的离子方程式应该为：Cl2+H2OH++Cl-+HClO，D错误； 故合理选项是C。 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 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题干反应方程式信息可知，上述反应正反应的气体系数之和减小，即ΔS ＜0，A错误； B．由题干反应方程式信息可知，生成物H2O为气体，故上述反应平衡常数，B错误； C．其他条件相同，增大，化学平衡正向移动，O2的转化率增大，而HCl的转化率反而降低，C错误； D．上述反应中O2中O的化合价由0价降低到-2价，故消耗1molO2，转移电子的数目为4×6.02×1023，D正确； 故答案为：D。 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 【答案】B 【解析】 【详解】A．Al2O3熔融可以电解生成铝单质，可用作电解制铝，而不是因为其熔点高，物质的性质和用途不具有对应关系，A不符合题意； B．明矾水解生成胶体从而吸附水中悬浮物加速沉降用于净水，可用做混凝剂，物质的性质和用途具有对应关系，B符合题意； C．Al(OH)3能和胃酸盐酸反应，可用于治疗胃酸过多，与其不稳定无关，物质的性质和用途不具有对应关系，C不符合题意； D．铝具有还原性能还原一些金属氧化物，可用于制备铝热剂，与导热性无关，物质的性质和用途不具有对应关系，D不符合题意； 故选B。 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+=+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 【答案】C 【解析】 【分析】烟气中的HF和过量碳酸钠溶液反应生成NaF，NaF和偏铝酸钠溶液在合成过程中最后生成Na3AlF6。 【详解】A．由Ka值大小可知，酸性HF＞，则“吸收”时发生的离子方程式为HF+=+F－，符合强酸制取弱酸的规律，故A正确； B．烟气自下而上、吸收液自上而下喷淋，增大了接触面积，有利于HF的吸收，故B正确； C．“合成”过程中的化学方程式为2CO2+6NaF+NaAlO2=Na3AlF6+2Na2CO3，因此，溶液的碱性增强，故C错误； D．“过滤”所得溶液为碳酸钠，可以返回“吸收”过程，循环使用，故D正确； 故选C。 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 【答案】C 【解析】 【详解】A．由水仙环素的结构可知，其中含有的官能团为碳碳双键、醚键、(酚)羟基、(醇)羟基、酰胺基，A项正确； B．含醇羟基、酰胺基能发生取代反应，含碳碳双键、苯环能发生加成反应，与醇羟基相连碳原子的邻碳上有H原子，能发生消去反应，B项正确； C．1个水仙环素中含有的1个酚羟基和1个酰胺基能与NaOH反应，1mol水仙环素最多可以和2molNaOH反应，C项错误； D．中*标示的4个碳原子为手性碳原子，D项正确； 答案选C。 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： 【答案】D 【解析】 【分析】甲烷、空气、构成燃料电池，电池工作时，通入CH4的多孔电极a为负极，CH4失电子产物与电解质反应生成CO2等，通入空气的多孔电极b为正极，O2得电子生成O2-。 【详解】A．由分析可知，a为负极，b为正极，则O2-在电解质中向a电极移动，但电流方向由b电极经导线流向a电极，A不正确； B．报警器触发工作时，图2的装置形成原电池，将化学能转化为电能，B不正确； C．在a电极，发生电极反应CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O，则当电路中有0.008mol电子转移时，电极a有0.001molCH4参加反应，在标准状况下其体积为22.4mL，题中没有指明标准状况，C不正确； D．多孔电极a极为负极，CH4失电子产物与电解质反应生成CO2等，则发生反应的电极反应式为：，D正确； 故选D。 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 向溶液中缓慢滴加稀硝酸，溶液由黄色变为橙色 增大有利于转化为 B 向溶液中滴入硫酸酸化的溶液，溶液由浅绿色变为黄色 氧化性： C 室温下，用pH计测量等浓度的和HCOONa溶液的pH，前者大于后者 D 室温下，向浓度均为的NaI和NaCl的混合溶液中滴加少量溶液，有黄色沉淀生成 A. A B. B C. C D. D 【答案】A 【解析】 【详解】A．由可知增大有利于转化为，A正确； B．硝酸根在酸性条件下有强氧化性，也可氧化二价铁，故不能得到氧化性：，B错误； C．根据越弱越水解知甲酸的酸性大于乙酸，即，C错误； D．有黄色沉淀生成说明碘化银先沉淀，故其溶解度更小，故，D错误； 故选A。 12. 实验室向悬浊液中加入过量溶液，充分搅拌后过滤得到。已知室温时，，。下列说法正确的是 A. 溶液中存在： B. 悬浊液中存在： C. 反应正向进行，需满足 D. 过滤后所得滤液中一定存在： 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据质子守恒，溶液中存在：，故A错误； B．，悬浊液中存在：，故B错误； C．反应，K=，反应正向进行，需满足，故C正确； D．根据电荷守恒，过滤后所得滤液中一定存在：，故D错误； 选C。 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 = -49.5 kJ/mol 反应Ⅱ：CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) ΔH2 = -165.0 kJ/mol 反应Ⅲ：2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) ΔH3 = -122.7 kJ/mol 为分析催化剂对反应的选择性，在1 L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= +115.5 kJ/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 【答案】B 【解析】 【详解】A．结合盖斯定律可知，反应Ⅰ-反应Ⅱ，整理可得CH4(g)+H2O(g)CH3OH(g)+H2(g) ΔH= +115.5 kJ/mol，A正确； B．反应平衡常数只和温度有关，其他条件不变,增大H2用量,平衡常数不变，B错误； C．三步竞争反应均为气体系数变化的反应,进而影响体系压强，故容器中的气体压强不再改变时，体系达到平衡，C正确； D．温度过高，三种含碳产物物质的量会迅速降低，可能的原因是因为催化剂活性降低，导致催化效果降低，D正确； 故合理选项是B。 二、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. 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 + S2O-S4O+ I−(未配平) 粗铜中铜的质量分数为_________(写出计算过程)。 【答案】（1）2CuS+O2+4H+=2Cu2++2S+2H2O （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 （3）3.2 ~4.2 （4）S、Fe(OH)3 （5）“过滤2”的滤液中 （6）64% n(Na2S2O3)=0.01000 mol·L−1×20.00×10-3 L=2.0×10-4mol，2Cu2+~I2~2Na2S2O3， 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粗铜中铜的质量分数为：× 100% = 64%。 【解析】 【分析】CuS与酸性条件下被O2氧化产生Cu2+、S、H2O，Fe2+被氧化变为Fe3+，通入NH3，调整溶液pH在3.2 ~ 4.2，将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，过滤将沉淀除去，通入高压H2，可以将Cu2+还原为Cu单质，过滤后得到粗铜。 【小问1详解】 在浸取时，CuS、H2SO4、O2发生氧化还原反应产生CuSO4、S、H2O，反应的离子方程式为2CuS+O2+4H+=2Cu2++2S+2H2O； 【小问2详解】 已知CuS难溶于硫酸。溶液中存在沉淀溶解平衡：CuS(s)Cu2+(aq) + S2−(aq)，“浸取”时采用高压O2是为了增大溶解氧的浓度(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，促进物质的转化； 【小问3详解】 在浸取时O2可以将Fe2+氧化变为Fe3+，发生反应：4Fe2++4H++O2=4Fe3++2H2O，结合溶液中各种离子沉淀完全时溶液的pH，调整溶液pH在3.2 ~ 4.2，Fe3+形成Fe(OH)3沉淀，而Cu2+、Zn2+仍以离子形式存在于溶液中，故“调pH”时需控制的pH范围是3.2 ~ 4.2； 【小问4详解】 S难溶于水，以固体形式存在，Fe3+形成Fe(OH)3沉淀，故“过滤1”所得固体X主要成分是S、Fe(OH)3； 【小问5详解】 由分析可知，浸取、调pH、过滤1、还原等步骤中没有除去Zn2+，因此Zn2+在“过滤2”的滤液中； 【小问6详解】 在滴定过程中发生反应为：2Cu2++4I−=2CuI+I2，I2+2=+2I−，故反应的关系式为：2Cu2+~I2~2Na2S2O3，25.00 mL0.01000 mol/LNa2S2O3溶液中溶质的物质的量n(Na2S2O3)=0.01000 mol·L−1×20.00×10-3 L=2.0×10-4 mol，根据反应转化关系可知反应消耗Cu2+的物质的量n(Cu2+)= n(Na2S2O3)=2.0×10-4 mol，在0.2000 g粗铜中含有Cu的质量m(Cu)=×2.0×10-4 moL×64 g/mol=0.128 g，该粗铜中Cu的质量分数为。 15. 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) 【答案】（1） ①. sp2、sp3杂化 ②. 氨基、羧基 （2）取代反应（或酯化反应） （3）CH2=C(CH3)2 （4） 或 或或 （5） 【解析】 【分析】A的醛基断开C=O后与反应使碳链增长，生成B，B与乙醇发生酯化反应生成C，C发生加成、水解反应生成D，D与反应形成碳环，E在NaClO作用下开环并引入。据此答题。 【小问1详解】 B分子中含有的C=C、C=O中的碳杂化方式为，含有的饱和碳的杂化方式为。F中含有的官能团之一是，名称是氨基、另一个是，名称是羧基。 【小问2详解】 根据B、C的结构差异可以确定发生的反应类型是酯化反应，酯化反应又属于取代反应。 【小问3详解】 在催化剂作用下，烃X和CO、H2化合生成A，根据A的结构特点与原子守恒可知X的结构简式为。 【小问4详解】 B的分子式为，条件②说明同分异构体分子中含有4种不同的H，且实际个数比分别2：4：4：2，则同分异构体的分子结构对称性较强、无甲基，结合条件①可得含有2个-OH，若碳环为三元环，则符合条件的结构有：、， 若碳环为五元环，则符合条件的结构有：、 。 【小问5详解】 参考题中合成路线，甲苯要先转化成苯甲醛，然后使用合成方法的增长碳链，并引入，所得中间体再与乙醇发生酯化反应即可得到3-苯基丙烯酸乙酯，具体的合成路线为：。 16. 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”)。 【答案】（1）-1 （2）NO2+NO+(NH4)2CO3=2NH4NO2+CO2 （3）NH4NO3 （4）H2SO4(浓)+Na2SO3=Na2SO4+SO2↑+H2O （5） ①. 三颈烧瓶 ②. 减小 【解析】 【分析】由合成硫酸羟胺的步骤可知，首先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，向NH4NO2溶液中先通入一定量NH3，B装置的作用是产生SO2，将SO2通入A生成(NH3OH)2SO4和(NH4)2SO4。 【小问1详解】 根据(NH3OH)2SO4化合价之和为零，氢是+1，氧是-2，硫是+6，所以N元素的化合价为-1。 【小问2详解】 步骤Ⅰ中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，同时生成CO2，化学方程式为：NO2+NO+(NH4)2CO3=2NH4NO2+CO2。 小问3详解】 当通入气体中n(NO)：n(NO2)小于1：1时，NO2过量会与水反应生成HNO3，HNO3和(NH4)2CO3反应生成NH4NO3。 【小问4详解】 硫酸和亚硫酸钠反应生成硫酸钠、二氧化硫和水，化学方程式：H2SO4(浓)+Na2SO3=Na2SO4+SO2↑+H2O。 【小问5详解】 装置A的名称是三颈烧瓶，SO2和NH4NO2、NH3反应生成(NH3OH)2SO4和(NH4)2SO4，均是强酸弱碱盐，其溶液显酸性，所以随SO2通入，装置A三颈烧瓶中溶液的pH减小。 17. 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) △H1=+40.9 kJ/mol 反应II CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+ H2O(g) △H2=+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I，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) △H=-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_______。 【答案】（1）CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g) △H=8.6 kJ/mol （2） ①. ②. 正反应方向 （3） （4）A （5）生成CO的反应为吸热反应，高温有利于反应向生成CO方向进行，从而提高其选择性 【解析】 【小问1详解】 根据盖斯定律，CO与H2合成CH3OH(g)的反应可由反应II-反应I得到，反应的反应热△H=△H2-△H1=+49.5 kJ/mol -40.9 kJ/mol=8.6 kJ/mol，反应的热化学方程式为：CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g) △H=8.6 kJ/mol，故答案为：CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g) △H=8.6 kJ/mol； 【小问2详解】 ①0~3min内，的物质的量由1mol减少至0.25mol，，根据速率之比等于化学计量数之比可得，故答案为：； ②反应达到平衡时：各物质的浓度为：c(CH3OH)=c(H2O)=，c(CO2)= ，c(H2)= ，可得反应平衡常数K==，再向容器中加入2mol CO2(g)和2mol CH3OH(g)，此时刻c(CO2)= ，c(CH3OH)= ，此时Qc==<，反应正向移动，故答案为：正反应方向； 【小问3详解】 由图可知阴极二氧化碳转化成甲醇且电解质为酸性环境，电极反应为：，故答案为：； 【小问4详解】 CO2(g)的反应均为吸热反应，温度升高二氧化碳的转化率增大，因此曲线C代表二氧化碳的转化率；有选择性的表达式可知生成二甲醚的选择性高于生成CO的选择性，因此曲线A代表二甲醚的选择性，曲线B代表生成CO的选择性，故答案为：A； 【小问5详解】 生成CO的反应为吸热反应，随温度的升高有利于反应正向移动，使得CO的选择性逐渐增大，故答案为：生成CO的反应为吸热反应，高温有利于反应向生成CO方向进行，从而提高其选择性； 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 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()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：。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 D. 用装置丁处理尾气 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. ClO与ClO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＜-116 kJ/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+=+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： 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 向溶液中缓慢滴加稀硝酸，溶液由黄色变为橙色 增大有利于转化为 B 向溶液中滴入硫酸酸化的溶液，溶液由浅绿色变为黄色 氧化性： C 室温下，用pH计测量等浓度的和HCOONa溶液的pH，前者大于后者 D 室温下，向浓度均为的NaI和NaCl的混合溶液中滴加少量溶液，有黄色沉淀生成 A. A B. B C. C D. D 12. 实验室向悬浊液中加入过量溶液，充分搅拌后过滤得到。已知室温时，，。下列说法正确是 A. 溶液中存在： B. 悬浊液中存在： C 反应正向进行，需满足 D. 过滤后所得滤液中一定存在： 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 = -49.5 kJ/mol 反应Ⅱ：CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) ΔH2 = -165.0 kJ/mol 反应Ⅲ：2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) ΔH3 = -122.7 kJ/mol 为分析催化剂对反应的选择性，在1 L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= +115.5 kJ/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 二、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. 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 82 （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 + S2O-S4O+ I−(未配平) 粗铜中铜的质量分数为_________(写出计算过程)。 15. 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. 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. 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) △H1=+40.9 kJ/mol 反应II CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+ H2O(g) △H2=+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I，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) △H=-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_______。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$