精品解析：湖南省怀化市沅陵县第一中学2023-2024学年高一下学期期末考试化学试题

2023-2024学年度第二学期期末考试 高一化学 试卷总分150分，考试时间150分钟 注意事项： 1.答题前，务必将自己的姓名、班级、准考证号填写在答题卡规定的位置上。 2.答选择题时，必须使用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦擦干净后，再选涂其它答案标号。 3.答非选择题时，必须使用0.5毫米黑色签字笔，将答案书写在答题卡规定的位置上。 4.所有题目必须在答题卡上作答，在试题卷上答题无效。 一、选择题(本大题共18小题，每小题3分，共54分) 1. 下列有关我国传统文化和现代科技的说法正确的是 A. “天和号”推进器上氮化硼陶瓷属于有机高分子材料 B. 《天工开物》记载“凡火药，硫为纯阳，硝为纯阴”，“硫”指的是硫酸 C. [(CH3)4NOH]是我国自研的先进微纳米光刻机材料之一，其可溶于水 D. 《本草纲目》记载“盖此矾色绿味酸，烧之则赤”，“矾”指的是CuSO4·5H2O 【答案】C 【解析】 【详解】A．氮化硼陶瓷属于新型无机非金属材料，A错误； B．“硫”指的是单质硫，“硝”是KNO3，B错误； C．[(CH3)4NOH]是一种有机碱，可溶于水，C正确； D．“矾”指的是FeSO4·7H2O，D错误； 故选C。 2. 元素周期表为我们提供了许多关于元素的重要信息，是学习化学和研究化学的重要工具。元素周期表中某个小方格的内容如图所示，下列叙述不正确的是 A. “26”表示该元素原子的相对原子质量 B. “Fe”是该元素的元素符号 C. 该元素是一种金属元素 D. 该元素的名称是铁 【答案】A 【解析】 【详解】A. “26”表示该元素原子的原子序数，原子序数也等于该元素原子核内的质子数，A错误； B.任何一种元素都用一个特定的符号表示，该符号为该元素的元素符号，所以“Fe”是26号元素的元素符号，B正确； C.Fe元素原子核外最外层电子数少，容易失去电子，表现强的金属性，该元素是一种金属元素，C正确； D.26号元素名称为铁，即该元素的名称是铁，D正确； 故合理选项是A。 3. W、X、Y、Z分别为原子序数递增短周期元素，X、Y的阳离子与Ne具有相同的电子层结构， 且其单质均可与冷水反应，生成W的单质；Z的单质为黄绿色气体。下列说法正确的是 A. W与X形成的简单二元化合物的电子式为 B. 短周期元素中Y的原子半径最大 C. 工业上通过电解Y的氧化物制取Y的单质 D. 最外层电子数等于其电子层数的金属与Z形成离子化合物 【答案】A 【解析】 【分析】X、Y的阳离子与Ne具有相同的电子层结构， 且其单质均可与冷水反应，生成W的单质，则W为H、X为Na、Y为Mg；Z的单质为黄绿色气体，可知Z为Cl元素。 【详解】A．Na与H形成的NaH是离子化合物，电子式为，A正确； B．短周期主族元素中Na的原子半径最大，B错误； C．工业上Mg通过电解MgCl2获得，MgO高熔点，能源消耗大，C错误； D．Al是最外层电子数等于其电子层数的金属，与Al形成的AlCl3是共价化合物，D错误； 答案选A。 4. 化学与生产、生活密切相关，下列说法正确的是（ ） A. 食品袋中常放有硅胶和铁粉，都能起到干燥的作用 B. 地沟油可用来生产肥皂、甘油，达到废物利用的目的 C. 用明矾或高铁酸钾（K2FeO4）处理饮用水，既有净水作用，又有杀菌消毒作用 D. 天然纤维和合成纤维的主要成分是纤维素 【答案】B 【解析】 【详解】A．在食品袋中放入盛有硅胶和铁粉的透气小袋，硅胶能吸收水分，铁能防止食品被氧化，A错误； B．地沟油的主要成分是油脂，油脂可发生皂化反应，该反应可用于工业上生产肥皂、甘油，达到废物利用的目的，B正确； C．明矾可以净水但不能杀菌消毒，高铁酸钾有强氧化性可以杀菌消毒，C错误； D．合成纤维素是一种人工合成的高分子物质，D错误； 故选B。 【点睛】天然纤维：主要包括棉、麻纤维和羊毛、蚕丝等.其中棉、麻的主要成分是纤维素,羊毛、蚕丝的主要成分是蛋白质,它们都是天然有机高分子化合物。 化学纤维：包括人造纤维和合成纤维,人造纤维主要有醋酸纤维和黏胶纤维,属于纤维素制品,合成纤维包括腈纶、锦纶、氨纶、氯纶、维尼纶、涤纶等六大纶。 5. W、X、Y、Z是短周期主族元素，且原子序数依次增大，W的氧化物较多，其中一种为红棕色气体，X为同周期主族元素中原子半径最小的金属元素，四种元素的最外层电子数之和为19。下列说法正确的是（ ） A. 简单气态氢化物的热稳定性：W＜Y＜Z B. X的最高价氧化物对应的水化物为强碱 C. Y、Z的最高价氧化物均能溶于水 D. 常温下，Y的单质为固体 【答案】D 【解析】 【分析】W、X、Y、Z是短周期主族元素，且原子序数依次增大，W的氧化物较多，其中一种为红棕色气体，说明W为氮元素，红棕色气体为二氧化氮，X为同周期主族元素中原子半径最小的金属元素，说明X为铝元素，又因为四种元素的最外层电子数之和为19，即Y、Z可能是硅、氯元素或磷、硫元素。 【详解】A. 简单气态氢化物热稳定性与非金属性规律一致，但元素位置无规律，无法比较，A错误； B. X的最高价氧化物对应的水化物为氢氧化铝，不是强碱，B错误； C. Y的最高价氧化物可能是二氧化硅或五氧化二磷，均不能溶于水，C错误； D. 常温下，Y的单质为硫或磷，为固体状态，D正确。 答案为D。 【点睛】 6. 下列有关氮及其化合物的性质与用途具有对应关系的是 A. 氨气极易溶于水，可用作制冷剂 B HNO3具有氧化性，可用于制造氮肥 C. 常温下N2化学性质稳定，可用作保护气 D. NH4Cl受热易分解，可用作实验室中制取少量氨气 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．液氨挥发需要吸收大量的热，可以做制冷剂，故A错误； B．HNO3是强酸，能与氢氧化钾或者氨水反应，制造氮肥，故B错误； C．常温下N2化学性质稳定，一般不与物质发生反应，可用作保护气，故C正确； D．NH4Cl受热易分解，但是冷却后又化合，不能用于制氨气，故D错误； 故答案为C。 7. 化学在推动我国科技进步，保障人民身体健康，促进社会发展上发挥着重要的作用。下列说法不正确的是 A. 中国“天和”号核心舱采用柔性三结砷化镓太阳能电池阵，砷化镓属于半导体材料 B. 华为公司首创石墨烯液冷散热技术，所使用材料石墨烯是一种二维碳纳米材料 C. “奋斗者”号潜水器外壳材料为钛合金，钛合金耐高压、耐腐蚀，属于复合材料 D. 我国成功研制出多款新冠疫苗，采用冷链运输疫苗，以防止蛋白质变性 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．砷化镓、Si、Ge均属于常见的半导体材料，A正确； B．石墨烯（Graphene）是一种以sp²杂化连接的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材料，B正确； C．钛合金耐高压、耐腐蚀，属于金属材料，C错误； D．疫苗主要成分为蛋白质，高温易发生变性，采用冷链运输疫苗，可以防止蛋白质变性，D正确； 选C。 8. 实验室用锌粉与稀硫酸反应制取氢气，下列措施能使该反应速率增大的是 A. 减小压强 B. 升高温度 C. 加水稀释 D. 用锌粒代替锌粉 【答案】B 【解析】 【详解】A．该反应为溶液中的反应，减小压强不改变反应速率，故A不符合题意； B．升高温度，加快反应速率，故B符合题意； C．加水稀释，硫酸浓度变小，反应速率减慢，故C不符合题意； D．用锌粒代替锌粉，减小了接触面积，反应速率减慢，故D不符合题意； 故答案为B。 9. 水是人类赖以生存的物质，H2O的摩尔质量的数值是 A. 16 B. 18 C. 20 D. 22 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】一种物质的摩尔质量在数值上等于该物质的相对分子质量，单位为g/mol。由于水的相对分子质量为18，故水的摩尔质量为18g/mol，故数值为18，故选：B。 10. 恒温恒容的密闭容器中发生反应：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。下列能判断反应已达到平衡状态的是 A. 容器内气体密度保持不变 B. 该反应的化学平衡常数保持不变 C. CO 与 CH3OH 的体积分数之比为 1∶1 D. CO 与 CH3OH 的生成速率之比为 1∶1 【答案】D 【解析】 【详解】A．在恒温恒容的密闭容器中，，反应前后全是气体，质量前后不变，密度始终不变，所以密度无法判断是否达到平衡状态，故A错误； B．化学平衡常数只与温度有关，恒温条件平衡常数始终不变，所以平衡常数无法判断是否达到平衡状态，故B错误； C．CO与CH3OH的体积分数之比为1：1，不能体现正逆反应速率相等，也不能体现各组分的浓度、百分含量等变量不再变化，故C错误； D．CO的生成速率是，利用速率之比等于化学计量数之比得到，而CH3OH的生成速率是，有，所以达到平衡状态，故D正确； 故选D。 11. 下列选项中的物质能按图示路径在自然界中转化，且甲和水可以直接生成乙的是 选项 甲 乙 丙 A B C D A. A B. B C. C D. D 【答案】D 【解析】 【详解】A．Cl2与水反应生成HClO和HCl，无法直接生成NaClO，A错误； B．SO2与水反应生成亚硫酸而不是硫酸，B错误； C．氧化铁与水不反应，不能生成氢氧化铁沉淀，C错误； D．CO2与水反应生成碳酸，碳酸与碳酸钙反应生成碳酸氢钙，碳酸氢钙受热分解生成二氧化碳气体，D正确； 故答案选D。 12. 下列关于Na2CO3和NaHCO3的说法中，不正确的是 A. 均易溶于水 B. 均为白色固体 C. 受热均易分解 D. 均能与盐酸反应 【答案】C 【解析】 【详解】A．Na2CO3和NaHCO3属于钠盐，都极易溶于水，故A正确； B．Na2CO3和NaHCO3均为白色固体，故B正确； C．Na2CO3加热不分解，NaHCO3加热分解为碳酸钠、水、二氧化碳，故C错误； D．Na2CO3和NaHCO3都能够和酸反应生成二氧化碳，故D正确； 故选C； 【点评】本题考查了碳酸钠、碳酸氢钠的性质，注重了基础知识考查，本题难度不大。 13. 向t℃时饱和的Na2CO3，溶液中加入ng无水Na2CO3。会析出mgNa2CO3•10H2O，则(m-n)的值为（ ） A. 饱和溶液失去水的质量 B. 饱和溶液失去溶质的质量 C. 饱和溶液失去水和溶质的质量之和 D. 其数值为0，即溶液质量不变 【答案】C 【解析】 【详解】设原溶液共xg，析出mgNa2CO3•10H2O后溶液为yg，则x+n-m=y解得x-y=m-n，即饱和溶液失去水和溶质的质量之和，综上分析C符合题意，故选C。 答案选C。 14. 为达到实验目的，下列选用的装置、实验操作均正确的是 实验目的 实验步骤和装置 A 比较H2O2和Fe3+的氧化性 将盐酸酸化的双氧水滴入Fe(NO3)2溶液中 B 配制100 mL 1.0 mol·L－1NaOH溶液 向100mL容量瓶中加入4.0 g NaOH固体，加水到刻度线 C 验证牺牲阳极的阴极保护法 往铁电极附近滴加铁氰化钾溶液 D 探究温度对反应速率的影响 将两片大小相同的淀粉碘化钾试纸分别放置于两支规格相同的试管中，向试纸上滴加2.0 mol·L－1的H2SO4溶液2～3滴，密封试管，分别在室温和40℃水浴中反应，观察并记录变色时间 A. A B. B C. C D. D 【答案】D 【解析】 【详解】A．将盐酸酸化的双氧水滴入Fe(NO3)2溶液中，酸性条件下，NO3－显氧化性，也能将Fe2＋氧化，故A错误； B．不能向容量瓶中直接加入4.0 g NaOH固体，应在烧杯中溶解，冷却后，转移到容量瓶中，故B错误； C．验证牺牲阳极的阴极保护法，应设计成原电池，图中给的是外加电流的阴极保护法，故C错误； D．控制其它变量相同，只留温度一个变量，探究温度对反应速率的影响，故D正确； 故选D。 15. 关于化合物H2CS3的性质，下列推测不合理的是 A. 在水中缓慢分解产生H2CO3和H2SO3 B. 可由K2CS3酸化制成 C. 水溶液为弱酸 D. 易分解成H2S和CS2 【答案】A 【解析】 【分析】O和S同主族，H2CS3的性质参照H2CO3； 【详解】A．H2CO3分解为CO2和H2O，则推测H2CS3分解为CS2和H2S，A错误； B．H2CO3可由K2CO3酸化制成，则H2CS3可由K2CS3酸化制成，B正确； C．H2CS3在水中会分解产生CS2和H2S，H2S溶于水显弱酸性，C正确； D．H2CO3分解为CO2和H2O，则推测H2CS3分解为CS2和H2S，D正确； 答案选A。 16. 下列有关SiO2的说法正确的是 A. SiO2属于酸性氧化物 B. 工业上用焦炭还原石英砂制得高纯硅 C. SiO2可用来制作华为麒麟芯片 D. 可以在石英坩埚中熔融碳酸钠 【答案】A 【解析】 【详解】A．二氧化硅与NaOH反应生成硅酸钠盐和水，SiO2是酸性氧化物，故A正确； B．工业上用焦炭还原石英砂制得的是粗硅，故B错误； C．用作芯片的原料是纯硅，故C错误； D．加热时碳酸钠与SiO2反应生成硅酸钠，不能用石英坩埚熔融碳酸钠，故D错误； 答案选A。 17. 下列变化中属于吸热反应的是 A. 1molH2O分解形成H、O B. 灼热的炭与二氧化碳生成一氧化碳 C. 冰融化 D. NH4NO3(s)NH(aq)＋NO(aq) 【答案】B 【解析】 【详解】A. 1molH2O分解形成H、O，断开化学键，吸收能量，不是化学反应，故A不符合； B． 灼热的炭与二氧化碳生成一氧化碳是吸热反应，故B符合； C． 冰融化是吸热的物理过程，故C不符合； D． NH4NO3(s)NH(aq)＋NO(aq)是溶解平衡，不是化学反应，故D不符合； 故选B。 18. 化学与生产、生活、科技密切相关，下列叙述正确的是 A. “84”消毒液与洁厕灵混合使用清洁效果更好 B. 乙醇汽油属于清洁能源，也属于可再生能源 C. 飞船返回舱外层的高温结构陶瓷属于新型无机非金属材料 D. 淀粉和纤维素互为同分异构体，它们水解最终产物均是葡萄糖 【答案】C 【解析】 【详解】A．“84”消毒液与洁厕灵混合使用会发生反应：ClO-+Cl-+2H+=H2O+Cl2，氯气有毒，A错误； B．乙醇汽油是在汽油中加入一定量比例的乙醇，汽油属于化石能源，是不可再生能源，B错误； C．高温结构陶瓷一般用碳化硅、氮化硅或某些金属氧化物在高温下烧结而成，属于新型无机非金属材料，C正确； D．同分异构体是分子式相同结构不同的化合物，淀粉和纤维素的分子式为（C6H10O5）n,但n不同，分子式不同，淀粉和纤维素不是同分异构体，D错误； 故选C。 二、非选择题(共46分) 19. 某工厂废水中含有Zn2+、Cd2+、Al3+、Fe2+、Fe3+、SO等离子，可以通过“降温结晶-化学沉淀-溶剂萃取”的方法对金属离子分别进行分离和回收，图1展示了实验开发的金属回收工艺。 回答下列问题： （1）取200mL废水置于烧杯中，水浴加热至60℃，搅拌的同时按照化学计量数之比加入硫酸铵固体，待其完全溶解后，在低温时搅拌析出铵明矾晶体，其化学式为NH4Al(SO4)2·12H2O，发生反应的化学方程式为_______。 （2）降温结晶除掉了废水中大部分铝元素，还需将剩余铝、铁元素去除，故降温结晶、过滤后，向滤液中加入X溶液，将废水中的Fe2+完全氧化为Fe3+，再调节pH为4.9。根据题意可推知X的电子式为_______；滤渣1的主要成分是_______(填化学式)。 （3）工业上常采用有机磷酸类萃取剂P204来回收硫酸锌。如果没有设计萃取这一步骤，将会产生的影响是_______；滤渣2的主要成分是_______(填化学式)；已知Al(OH)3在强碱溶液中生成[Al(OH)4]-，且滤渣2性质类似Al(OH)3，请写出滤渣2与强碱溶液反应的离子方程式_______。 （4）为提高资源利用率，水相经过滤得到的废液可在实验工艺流程中_______步骤循环使用。 【答案】（1）(NH4)2SO4+Al2(SO4)3+12H2O=2NH4Al(SO4)2·12H2O （2） ①. ②. Fe(OH)3、Al(OH)3 （3） ①. 锌离子随着一起析出 ②. Cd(OH)2 ③. Cd(OH)2+OH-= [Cd(OH)3]- （4）反萃 【解析】 【分析】由图可知，废水加入硫酸铵降温结晶，生成铵明矾晶体，过滤分离出铵明矾晶体，滤液加入过氧化氢将二价铁转化为三价铁，再调节pH分离出氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，过滤后萃取分离出锌元素，得到水相后加氨水生成Cd(OH)2沉淀得到滤渣2。 【小问1详解】 废水中含有Zn2+、Cd2+、Al3+、Fe2+、Fe3+、SO等离子，水浴加热至60℃，搅拌的同时按照化学计量数之比加入硫酸铵固体，待其完全溶解后，在低温时搅拌析出铵明矾晶体，则溶液中铝离子、硫酸根离子和硫酸铵反应生成铵明矾晶体，反应为(NH4)2SO4+Al2(SO4)3+12H2O=2NH4Al(SO4)2·12H2O； 【小问2详解】 过氧化氢具有强氧化性且反应不引入新杂质，故向滤液中加入X溶液，将废水中的Fe2+完全氧化为Fe3+，可推知X为过氧化氢，电子式为；再调节pH为4.9由图2可知，此时铁离子、铝离子完全沉淀，故滤渣1的主要成分是Fe(OH)3、Al(OH)3； 【小问3详解】 如果没有设计萃取这一步骤，锌离子会进入水相中，随着氨水的加入，溶液碱性增强，锌离子会生成沉淀析出，故将会产生的影响是锌离子随着一起析出；滤渣2是水相加入氨水后生成的，由图2可知，加入氨水生成Cd(OH)2沉淀，故主要成分是Cd(OH)2； 已知Al(OH)3在强碱溶液中生成[Al(OH)4]-，且滤渣2性质类似Al(OH)3，则滤渣2中Cd(OH)2与强碱溶液反应的离子方程式为Cd(OH)2+OH-= [Cd(OH)3]-， 【小问4详解】 水相经过滤得到的废液碱性已经很强了，故不能用于铝离子、铁离子的去除，只能用于反萃取，故可在实验工艺流程中反萃步骤循环使用。 20. 已知在催化剂存在条件下，能发生如下反应：CO+H2OH2 +CO2 +Q （1）该反应的平衡常数表达式为：___。在5L盛有固体催化剂（其体积可忽略不计）的密闭容器中，通入反应物，10s后，生成了氢气0.4g，则此10s内CO的平均反应速率为v(CO)=__。 （2）在该密闭容器中，下列叙述可以说明反应已经达到平衡状态的是__。 A．若容器体积不变，在一定温度下压强达到恒定 B．CO2的生成速率与H2O蒸气的生成速率之比为1：1 C．CO、H2O、H2、CO在容器中的物质的量浓度保持不变 D．反应体系中混合物的平均摩尔质量保持不变 （3）在上述反应达平衡状态后，分别改变条件，请完成下列两张图： A．在第20s时将容器体积缩小至原来的一半后压强变化图___ B．在第20s时，向容器中注入少量的CO气体后正逆反应速率变化图___ （4）某化学小组在做澄清石灰水导电性实验时，发现石墨两极产生气体，溶液出现白色浑浊，请根据已有知识推测，两极产生的气体可能是__，白色浑浊是___。为验证白色浑浊物的成分，该同学向白色浑浊液体中加入盐酸，没有观察到气泡产生。他们继续实验，将浑浊的液体倒入密闭容器，通过注射器注入稀盐酸，并用二氧化碳传感器来测定装置中二氧化碳含量的变化，装置和图象如图所示： 请解释上述现象并分析产生白色浑浊可能的原因___。 【答案】 ①. K= ②. 0.004mol/(L•s) ③. BC ④. ⑤. ⑥. H2和O2 ⑦. Ca(OH)2 ⑧. 石墨电极被通电时产生的活性氧氧化产生的CO2与石灰水反应产生碳酸钙沉淀 【解析】 【分析】(1)平衡常数K=；在5L盛有固体催化剂(其体积可忽略不计)的密闭容器中，通入反应物，10s后，生成了氢气0.4g，物质的量==0.2mol，计算氢气的反应速率，反应速率之比等于化学方程式计量数之比计算此10s内CO的平均反应速率为v(CO)； (2)根据化学平衡状态的特征分析，当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、质量、体积分数以及百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，做题时要注意方程式前后气体的化学计量数的关系； (3)A．反应前后气体物质的量不变，改变压强反应速率增大，平衡不变； B．加入少量CO，正反应速率增大，此时逆反应速率不变，随反应进行正反应速率减小，正反应速率增大，最后达到正逆反应速率相同，反应达到平衡状态； (4)根据电解原理，惰性电极电解强碱的水溶液其本质是电解水；用稀盐酸溶解白色浑浊液，装置中CO2气体的百分含量增加，说明有CO2气体生成，可结合电极材料是石墨电极分析。 【详解】(1)已知反应CO(g)+H2O(g)H2(g) +CO2(g)，则该反应的平衡常数表达式K= ；在5L盛有固体催化剂(其体积可忽略不计)的密闭容器中，通入反应物，10s后，生成了氢气0.4g，物质的量==0.2mol，则氢气的反应速率v(H2)==0.004mol/(L•s)，反应速率之比等于化学方程式计量数之比计算此10s内CO的平均反应速率为v(CO)=v(H2)=0.004mol/(L•s)； (2)A．反应前后气体物质的量不变，若容器体积不变，在一定温度下压强达到恒定不能说明反应达到平衡状态，故A错误； B．CO2的生成速率与H2O蒸气的生成速率之比为1：1说明正逆反应速率相同，能说明反应达到平衡状态，故B正确； C．CO、H2O、H2、CO在容器中的物质的量浓度保持不变是平衡的标志，故C正确； D．反应体系中混合物的平均摩尔质量始终保持不变，不能判定达到平衡，故D错误； 故答案为：BC； (3)A．反应前后气体物质的量不变，改变压强反应速率增大，平衡不变，变化的图象为： ； B．加入少量CO，正反应速率增大，此时逆反应速率不变，随反应进行正反应速率减小，正反应速率增大，最后达到正逆反应速率相同，反应达到平衡状态，变化的曲线图象为： ； (4)根据电解原理可知，用石墨电解电极澄清石灰水，实际是电解水，则阴极生成的气体为H2，阳极生成的气体为O2，因电解过程中水的质量减小，而Ca(OH)2微溶于水，则最终变浑浊是有Ca(OH)2固体析出而导致变浑浊；在验证白色浑浊物的成分的过程中，密闭容器中CO2气体的百分含量增加，说明有CO2气体生成，因电解时所用电极材料是石墨电极，则可能是石墨电极被通电时产生的活性氧氧化产生的CO2与石灰水反应产生了碳酸钙沉淀。 【点睛】化学平衡的标志有直接标志和间接标志两大类。一、直接标志：正反应速率=逆反应速率，注意反应速率的方向必须有正向和逆向。同时要注意物质之间的比例关系，必须符合方程式中的化学计量数的比值。二、间接标志：①各物质的浓度不变；②各物质的百分含量不变；③对于气体体积前后改变的反应，压强不变是平衡的标志；④对于气体体积前后不改变的反应，压强不能做标志；⑤对于恒温恒压条件下的反应，气体体积前后改变的反应密度不变是平衡标志；⑥对于恒温恒容下的反应，有非气体物质的反应，密度不变是平衡标志。 21. Na、K属于碱金属元素，其形成的物质在生活生产中有广泛应用。NaCl不仅可以作调味剂，在工业生产中也占据着重要地位。 （1）写出Na+电子式____，比较Na+和Cl-的半径大小____，NaCl属于___晶体。 （2）NaCl是氯碱工业的原料，此工业可以制取的产品有____(至少写出2种)。 （3）KIO3常用作食盐中的补碘剂，可用“氯酸钾氧化法”制备，该方法的第一步反应为：______I2+______KClO3+______→______KH(IO3)2+5KCl+3Cl2↑。配平该反应的化学方程式____。反应中生成的Cl2可用____吸收制备漂粉精。 NaHCO3俗称小苏打，可用于治疗胃酸过多。 （4）有实验小组利用pH传感器探究Na2CO3和NaHCO3的性质，实验过程如表所示。 实验操作 实验数据 写出Na2CO3与澄清石灰水反应的离子方程式___，OH-未参与该反应的实验证据是____。 （5）结合离子方程式说明NaHCO3可用于治疗胃酸过多的原因____。胃酸过多易引起胃溃疡，小苏打可用于治疗胃溃疡，如果处于胃溃疡的活动期，医生不建议服用小苏打，请猜测医生不建议的原因____。 【答案】（1） ①. Na+ ②. r(Na+)<r(Cl-) ③. 离子 （2）NaOH、H2、Cl2等 （3） ①. 6I2+11KClO3+3H2O=6KH(IO3)2+5KCl+3Cl2↑ ②. 石灰乳 （4） ①. Ca2++CO=CaCO3↓ ②. 滴加Na2CO3溶液的pH变化曲线与滴加蒸馏水的基本重合，pH基本不变 （5） ①. HCO+H+=CO2↑+H2O，NaHCO3能结合H+，从而治疗胃酸过多 ②. 小苏打在中和胃酸的同时会产生很多二氧化碳，这些气体可能会诱发消化道穿孔 【解析】 【小问1详解】 钠离子的电子式为Na+，钠离子核外有2个电子层，10个电子，氯离子核外有3个电子层，18个电子，所以氯离子半径大于钠离子半径。NaCl中钠离子和氯离子通过离子键结合，NaCl属于离子晶体。 【小问2详解】 氯碱工业为电解饱和食盐水溶液，生成NaOH、Cl2和H2。 【小问3详解】 根据该反应方程式的部分反应物和产物可知，该反应中I元素化合价由0价升高为+5价，I2为还原剂，Cl元素化合价从+5价降为-1价和0价，KClO3为氧化剂，此外反应物中应有水参与，根据转移电子数量守恒，得出该反应方程式为6I2+11KClO3+3H2O=6KH(IO3)2+5KCl+3Cl2↑。漂粉精可由石灰乳和Cl2反应制得。 【小问4详解】 碳酸钠和澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀，离子方程式为Ca2++CO=CaCO3↓。滴加Na2CO3溶液的pH变化曲线与滴加蒸馏水的基本重合，pH基本不变，说明反应过程中OH-没有被消耗，OH-未参与该反应。 【小问5详解】 人体胃液中含有较多的盐酸，碳酸氢钠可与盐酸反应从而降低氢离子浓度治疗胃酸过多，离子方程式为HCO+H+=CO2↑+H2O。小苏打和盐酸反应会产生较多的二氧化碳，如果处于胃溃疡的活动期，则生成的二氧化碳可能会诱发胃穿孔等。 22. （一）实验室用如图装置制备SO3并测定SO2催化氧化为SO3的转化率。 已知：SO3熔点为16.8℃，沸点为44.8℃，假设气体进入装置可以被完全吸收，不考虑空气的影响。 （1）A中使用浓硫酸的质量分数为70%的原因是___，B中浓H2SO4的作用是___。 （2）当实验停止通入SO2，熄灭酒精灯后，还需要继续通一段时间的氧气，其目的是___。 （3）实验结束后测得装置D增加了ag，装置E中的沉淀洗涤烘干后其质量为bg。则E中的沉淀的化学成分是___（填写化学式），本实验中SO2转化率为___（用代数式表示，不用化简）。 （二）SO3溶于浓硫酸后可得到发烟硫酸，工业上把干燥的氯化氢气体通入到发烟硫酸中可以得到HSO3Cl。HSO3Cl是一种无色液体，沸点为152℃，有强腐蚀性，遇湿空气产生强烈的白雾。现用图乙所示的装置制取HSO3Cl（夹持及加热装置略去）。 （1）HSO3Cl遇湿空气产生强烈的白雾，请结合用化学方程式解释其原因___。 （2）分液漏斗下方接的毛细管，其作用是___；若不用毛细管而直接用分液漏斗注入浓盐酸，可能发生的现象是___。 （3）装置F的作用是___。 【答案】 ①. 硫酸太稀，SO2易溶于水不利于SO2逸出；硫酸太浓，电离出的氢离子浓度减小，反应生成SO2速率变小 ②. ①干燥气体②控制流速，使二氧化硫与氧气的比例约为2：1③使两种气体均匀混合 ③. 排尽残留在装置中的SO2与SO3，使其被充分吸收，使测得的结果更准确 ④. BaSO4 ⑤. ×100% ⑥. HSO3Cl+H2O=HCl+H2SO4，HCl气体在湿空气中形成盐酸小液滴 ⑦. 控制浓盐酸的流量，使其缓慢流入浓硫酸中 ⑧. 液体飞溅（或爆沸） ⑨. 吸收剩余的气体②防止空气中水分进入E 【解析】 【分析】（一）（1）从SO2的溶解性和制取SO2的反应速率方面考虑，使用质量分数为70%的浓硫酸与亚硫酸钠反应制取SO2； （2）保证SO2和SO3的量测定准确； （3）装置D增加的质量为ag，即生成SO3的质量为ag；装置E中的SO2与硝酸钡溶液反应生成的白色沉淀为BaSO4，其质量为bg，依据质量守恒定律以及转化率= 来计算； （二）（1）HSO3Cl与湿空气中的水反应产生HCl，HCl气体在湿空气中形成盐酸小液滴； （2）分液漏斗下方接的毛细管可控制盐酸的加入速度，防止盐酸沸腾飞溅； （3）装置F的作用是尾气处理以及防止空气中的水蒸气进入E中。 【详解】（一）（1）硫酸太稀，SO2易溶于水不利于SO2逸出；硫酸太浓，电离出的氢离子浓度比较小，反应生成SO2速率比较慢； （2）为确保实验的准确度，要保证SO2与SO3的量的测定准确，当停止通入SO2，熄灭酒精灯后，需要继续通入一段时间O2，可以让装置中的SO2和SO3充分被后面的装置吸收； （3）装置D增加的质量为ag，即生成SO3的质量为ag，n(SO3)==，所以反应中被氧化的SO2的物质的量为，装置E中的SO2与硝酸钡溶液反应生成bg白色沉淀为BaSO4，n(BaSO4)= =，根据S原子守恒，反应后剩余SO2的物质的量为 ，所以SO2的转化率为：×100% ； （二）（1）HSO3Cl与湿空气中的水蒸气反应，生成HCl，HCl气体在湿空气中形成盐酸小液滴，形成白雾，反应方程式为HSO3Cl+H2O=HCl+H2SO4； （2）分液漏斗下方接的毛细管，其作用是控制盐酸的加入流量，使产生的HCl气流速率适当稳定；若不用毛细管而直接用分液漏斗注入浓盐酸，浓硫酸稀释放热可能是盐酸沸腾飞溅； （3）装置F的作用是吸收剩余的气体防止污染环境，防止空气中水分进入E与HSO3Cl反应。 23. 盐酸卡布特罗是一种用于治疗支气管病的药物，其中间体的合成路线如下： 已知：①； ②； ③C的化学式为C15H13NO4，—Bn含苯环但不含甲基。 回答下列问题： （1）写出结构简式：A___________，W___________ （2）指出反应类型：反应①___________，反应⑤___________。 （3）反应②的总化学方程式(-Bn用具体结构代入)___________。 （4）写出所有同时符合下列条件的同分异构体：___________。 ①与A属于同系物；②1H的核磁共振谱图只有4个峰；③分子中碳原子数目等于10。 （5）试利用上述合成路线的相关信息，写出由甲苯、(CH3)2NH等为原料合成的路线图___________。(无机试剂任用) 【答案】（1） ①. ②. （2） ①. 取代 ②. 加成 （3） （4）、 （5） 【解析】 【分析】比较A和B的分子式及转化的反应条件可知，A发生硝化反应生成B，根据信息①可知，B发生取代反应生成C，C的化学式为C15H13NO4，—Bn是芳香性有机化合基团的缩写，且不含甲基，根据C的结构简式可知，A为，B为，—Bn为比较各物质的结构简式可知，C发生还原反应得D，E与氨气发生加成反应得F，F与溴发生取代得G，G与W发生取代反应得H，比较G和H的结构简式可知，W为。 【小问1详解】 由分析可知，A的结构简式为，W的结构简式为； 【小问2详解】 反应①为A发生硝化反应生成B，属于取代反应；反应⑤中结构中的N=C双键与氨气发生了加成反应； 【小问3详解】 反应②的总化学方程式(−Bn用具体结构代入)为； 【小问4详解】 ①A为，与A属于同系物，即有酚羟基和羰基； ②1H的核磁共振谱图只有4个峰，即有4种位置的氢原子； ③分子中碳原子数目等于10，则符合条件的结构为、； 【小问5详解】 根据条件可以先将甲苯与浓硝酸发生取代生成对硝基甲苯，再用对硝基甲苯在光照条件与与溴发甲基上的取代，然后再与 (CH3)2NH发生取代反应即可，反应的合成路线为： 。 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考试 高一化学 试卷总分150分，考试时间150分钟 注意事项： 1.答题前，务必将自己的姓名、班级、准考证号填写在答题卡规定的位置上。 2.答选择题时，必须使用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦擦干净后，再选涂其它答案标号。 3.答非选择题时，必须使用0.5毫米黑色签字笔，将答案书写在答题卡规定的位置上。 4.所有题目必须在答题卡上作答，在试题卷上答题无效。 一、选择题(本大题共18小题，每小题3分，共54分) 1. 下列有关我国传统文化和现代科技的说法正确的是 A. “天和号”推进器上的氮化硼陶瓷属于有机高分子材料 B. 《天工开物》记载“凡火药，硫为纯阳，硝为纯阴”，“硫”指的是硫酸 C. [(CH3)4NOH]是我国自研的先进微纳米光刻机材料之一，其可溶于水 D. 《本草纲目》记载“盖此矾色绿味酸，烧之则赤”，“矾”指的是CuSO4·5H2O 2. 元素周期表为我们提供了许多关于元素的重要信息，是学习化学和研究化学的重要工具。元素周期表中某个小方格的内容如图所示，下列叙述不正确的是 A. “26”表示该元素原子的相对原子质量 B. “Fe”是该元素的元素符号 C. 该元素是一种金属元素 D. 该元素的名称是铁 3. W、X、Y、Z分别为原子序数递增的短周期元素，X、Y的阳离子与Ne具有相同的电子层结构， 且其单质均可与冷水反应，生成W的单质；Z的单质为黄绿色气体。下列说法正确的是 A. W与X形成的简单二元化合物的电子式为 B. 短周期元素中Y的原子半径最大 C. 工业上通过电解Y的氧化物制取Y的单质 D. 最外层电子数等于其电子层数的金属与Z形成离子化合物 4. 化学与生产、生活密切相关，下列说法正确的是（ ） A. 食品袋中常放有硅胶和铁粉，都能起到干燥的作用 B. 地沟油可用来生产肥皂、甘油，达到废物利用的目的 C. 用明矾或高铁酸钾（K2FeO4）处理饮用水，既有净水作用，又有杀菌消毒作用 D. 天然纤维和合成纤维的主要成分是纤维素 5. W、X、Y、Z是短周期主族元素，且原子序数依次增大，W的氧化物较多，其中一种为红棕色气体，X为同周期主族元素中原子半径最小的金属元素，四种元素的最外层电子数之和为19。下列说法正确的是（ ） A. 简单气态氢化物的热稳定性：W＜Y＜Z B. X的最高价氧化物对应的水化物为强碱 C. Y、Z的最高价氧化物均能溶于水 D. 常温下，Y的单质为固体 6. 下列有关氮及其化合物的性质与用途具有对应关系的是 A. 氨气极易溶于水，可用作制冷剂 B. HNO3具有氧化性，可用于制造氮肥 C. 常温下N2化学性质稳定，可用作保护气 D. NH4Cl受热易分解，可用作实验室中制取少量氨气 7. 化学在推动我国科技进步，保障人民身体健康，促进社会发展上发挥着重要的作用。下列说法不正确的是 A. 中国“天和”号核心舱采用柔性三结砷化镓太阳能电池阵，砷化镓属于半导体材料 B. 华为公司首创石墨烯液冷散热技术，所使用材料石墨烯是一种二维碳纳米材料 C. “奋斗者”号潜水器外壳材料为钛合金，钛合金耐高压、耐腐蚀，属于复合材料 D. 我国成功研制出多款新冠疫苗，采用冷链运输疫苗，以防止蛋白质变性 8. 实验室用锌粉与稀硫酸反应制取氢气，下列措施能使该反应速率增大的是 A. 减小压强 B. 升高温度 C. 加水稀释 D. 用锌粒代替锌粉 9. 水是人类赖以生存的物质，H2O的摩尔质量的数值是 A. 16 B. 18 C. 20 D. 22 10. 恒温恒容的密闭容器中发生反应：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。下列能判断反应已达到平衡状态的是 A. 容器内气体密度保持不变 B. 该反应的化学平衡常数保持不变 C. CO 与 CH3OH 的体积分数之比为 1∶1 D. CO 与 CH3OH 的生成速率之比为 1∶1 11. 下列选项中的物质能按图示路径在自然界中转化，且甲和水可以直接生成乙的是 选项 甲 乙 丙 A B C D A A B. B C. C D. D 12. 下列关于Na2CO3和NaHCO3的说法中，不正确的是 A. 均易溶于水 B. 均为白色固体 C. 受热均易分解 D. 均能与盐酸反应 13. 向t℃时饱和的Na2CO3，溶液中加入ng无水Na2CO3。会析出mgNa2CO3•10H2O，则(m-n)的值为（ ） A. 饱和溶液失去水的质量 B. 饱和溶液失去溶质的质量 C. 饱和溶液失去水和溶质的质量之和 D. 其数值为0，即溶液质量不变 14. 为达到实验目的，下列选用的装置、实验操作均正确的是 实验目的 实验步骤和装置 A 比较H2O2和Fe3+的氧化性 将盐酸酸化的双氧水滴入Fe(NO3)2溶液中 B 配制100 mL 1.0 mol·L－1NaOH溶液 向100mL容量瓶中加入4.0 g NaOH固体，加水到刻度线 C 验证牺牲阳极的阴极保护法 往铁电极附近滴加铁氰化钾溶液 D 探究温度对反应速率的影响 将两片大小相同的淀粉碘化钾试纸分别放置于两支规格相同的试管中，向试纸上滴加2.0 mol·L－1的H2SO4溶液2～3滴，密封试管，分别在室温和40℃水浴中反应，观察并记录变色时间 A. A B. B C. C D. D 15. 关于化合物H2CS3的性质，下列推测不合理的是 A. 在水中缓慢分解产生H2CO3和H2SO3 B. 可由K2CS3酸化制成 C. 水溶液弱酸 D. 易分解成H2S和CS2 16. 下列有关SiO2的说法正确的是 A. SiO2属于酸性氧化物 B. 工业上用焦炭还原石英砂制得高纯硅 C. SiO2可用来制作华为麒麟芯片 D. 可以在石英坩埚中熔融碳酸钠 17. 下列变化中属于吸热反应的是 A. 1molH2O分解形成H、O B. 灼热炭与二氧化碳生成一氧化碳 C. 冰融化 D. NH4NO3(s)NH(aq)＋NO(aq) 18. 化学与生产、生活、科技密切相关，下列叙述正确的是 A. “84”消毒液与洁厕灵混合使用清洁效果更好 B 乙醇汽油属于清洁能源，也属于可再生能源 C. 飞船返回舱外层的高温结构陶瓷属于新型无机非金属材料 D. 淀粉和纤维素互为同分异构体，它们水解最终产物均是葡萄糖 二、非选择题(共46分) 19. 某工厂废水中含有Zn2+、Cd2+、Al3+、Fe2+、Fe3+、SO等离子，可以通过“降温结晶-化学沉淀-溶剂萃取”的方法对金属离子分别进行分离和回收，图1展示了实验开发的金属回收工艺。 回答下列问题： （1）取200mL废水置于烧杯中，水浴加热至60℃，搅拌的同时按照化学计量数之比加入硫酸铵固体，待其完全溶解后，在低温时搅拌析出铵明矾晶体，其化学式为NH4Al(SO4)2·12H2O，发生反应的化学方程式为_______。 （2）降温结晶除掉了废水中大部分铝元素，还需将剩余铝、铁元素去除，故降温结晶、过滤后，向滤液中加入X溶液，将废水中的Fe2+完全氧化为Fe3+，再调节pH为4.9。根据题意可推知X的电子式为_______；滤渣1的主要成分是_______(填化学式)。 （3）工业上常采用有机磷酸类萃取剂P204来回收硫酸锌。如果没有设计萃取这一步骤，将会产生的影响是_______；滤渣2的主要成分是_______(填化学式)；已知Al(OH)3在强碱溶液中生成[Al(OH)4]-，且滤渣2性质类似Al(OH)3，请写出滤渣2与强碱溶液反应的离子方程式_______。 （4）为提高资源利用率，水相经过滤得到的废液可在实验工艺流程中_______步骤循环使用。 20. 已知在催化剂存在条件下，能发生如下反应：CO+H2OH2 +CO2 +Q （1）该反应的平衡常数表达式为：___。在5L盛有固体催化剂（其体积可忽略不计）的密闭容器中，通入反应物，10s后，生成了氢气0.4g，则此10s内CO的平均反应速率为v(CO)=__。 （2）在该密闭容器中，下列叙述可以说明反应已经达到平衡状态的是__。 A．若容器体积不变，在一定温度下压强达到恒定 B．CO2的生成速率与H2O蒸气的生成速率之比为1：1 C．CO、H2O、H2、CO在容器中的物质的量浓度保持不变 D．反应体系中混合物的平均摩尔质量保持不变 （3）在上述反应达平衡状态后，分别改变条件，请完成下列两张图： A．在第20s时将容器体积缩小至原来的一半后压强变化图___ B．在第20s时，向容器中注入少量的CO气体后正逆反应速率变化图___ （4）某化学小组在做澄清石灰水导电性实验时，发现石墨两极产生气体，溶液出现白色浑浊，请根据已有知识推测，两极产生的气体可能是__，白色浑浊是___。为验证白色浑浊物的成分，该同学向白色浑浊液体中加入盐酸，没有观察到气泡产生。他们继续实验，将浑浊的液体倒入密闭容器，通过注射器注入稀盐酸，并用二氧化碳传感器来测定装置中二氧化碳含量的变化，装置和图象如图所示： 请解释上述现象并分析产生白色浑浊可能的原因___。 21. Na、K属于碱金属元素，其形成的物质在生活生产中有广泛应用。NaCl不仅可以作调味剂，在工业生产中也占据着重要地位。 （1）写出Na+电子式____，比较Na+和Cl-的半径大小____，NaCl属于___晶体。 （2）NaCl是氯碱工业的原料，此工业可以制取的产品有____(至少写出2种)。 （3）KIO3常用作食盐中的补碘剂，可用“氯酸钾氧化法”制备，该方法的第一步反应为：______I2+______KClO3+______→______KH(IO3)2+5KCl+3Cl2↑。配平该反应的化学方程式____。反应中生成的Cl2可用____吸收制备漂粉精。 NaHCO3俗称小苏打，可用于治疗胃酸过多。 （4）有实验小组利用pH传感器探究Na2CO3和NaHCO3的性质，实验过程如表所示。 实验操作 实验数据 写出Na2CO3与澄清石灰水反应的离子方程式___，OH-未参与该反应的实验证据是____。 （5）结合离子方程式说明NaHCO3可用于治疗胃酸过多的原因____。胃酸过多易引起胃溃疡，小苏打可用于治疗胃溃疡，如果处于胃溃疡的活动期，医生不建议服用小苏打，请猜测医生不建议的原因____。 22. （一）实验室用如图装置制备SO3并测定SO2催化氧化为SO3的转化率。 已知：SO3熔点为16.8℃，沸点为44.8℃，假设气体进入装置可以被完全吸收，不考虑空气影响。 （1）A中使用浓硫酸的质量分数为70%的原因是___，B中浓H2SO4的作用是___。 （2）当实验停止通入SO2，熄灭酒精灯后，还需要继续通一段时间的氧气，其目的是___。 （3）实验结束后测得装置D增加了ag，装置E中的沉淀洗涤烘干后其质量为bg。则E中的沉淀的化学成分是___（填写化学式），本实验中SO2转化率为___（用代数式表示，不用化简）。 （二）SO3溶于浓硫酸后可得到发烟硫酸，工业上把干燥的氯化氢气体通入到发烟硫酸中可以得到HSO3Cl。HSO3Cl是一种无色液体，沸点为152℃，有强腐蚀性，遇湿空气产生强烈的白雾。现用图乙所示的装置制取HSO3Cl（夹持及加热装置略去）。 （1）HSO3Cl遇湿空气产生强烈的白雾，请结合用化学方程式解释其原因___。 （2）分液漏斗下方接的毛细管，其作用是___；若不用毛细管而直接用分液漏斗注入浓盐酸，可能发生的现象是___。 （3）装置F的作用是___。 23. 盐酸卡布特罗是一种用于治疗支气管病的药物，其中间体的合成路线如下： 已知：①； ②； ③C的化学式为C15H13NO4，—Bn含苯环但不含甲基。 回答下列问题： （1）写出结构简式：A___________，W___________。 （2）指出反应类型：反应①___________，反应⑤___________。 （3）反应②的总化学方程式(-Bn用具体结构代入)___________。 （4）写出所有同时符合下列条件的同分异构体：___________。 ①与A属于同系物；②1H的核磁共振谱图只有4个峰；③分子中碳原子数目等于10。 （5）试利用上述合成路线的相关信息，写出由甲苯、(CH3)2NH等为原料合成的路线图___________。(无机试剂任用) 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$