精品解析：北京市石景山区2024-2025学年高三上学期期末考试 化学试题

石景山区2024-2025学年第一学期高二期末试卷 化学 本试卷共9页，100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，将答题卡交回。 可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 第一部分 本部分共14题，每题3分，共42分。在每题四个选项中选出最符合题目要求的一项。 1. 下列关于能源和作为能源的物质说法不正确的是 A. 燃料电池将热能转化为电能 B. 绿色植物进行光合作用时可将太阳能转化为化学能 C. 物质的化学能可经过放热反应被人们利用 D. 化石能源内部蕴藏着大量的能量 【答案】A 【解析】 【详解】A．燃料电池将化学能转化为电能，A错误； B．绿色植物通过光合作用，将CO2和H2O转化为有机物，可将太阳能转化为化学能，B正确； C．物质通过燃烧或化学反应，将物质的化学能可经过放热反应被人们利用，C正确； D．化石能源通过燃烧释放出热量，化石能源内部蕴藏着大量的能量，D正确； 答案选A。 2. 下列物质属于强电解质的是 A. H2O B. CH3COOH C. NH3·H2O D. CH3COONa 【答案】D 【解析】 【详解】A．H2O是弱电解质，A错误； B．CH3COOH是弱酸，属于弱电解质，B错误； C．NH3·H2O是弱碱，属于弱电解质，C错误； D．CH3COONa是盐，在水溶液中完全电离，属于强电解质，D正确； 答案选D。 3. 下列化学用语或图示表达不正确的是 A. Cl−的结构示意图： B. NaCl溶液中的水合离子： C. 基态铬原子(24Cr)的价层电子排布式：3d54s1 D. 基态原子x原子轨道的电子云轮廓图： 【答案】A 【解析】 【详解】A．Cl−核外有18个电子，结构示意图：，A错误； B．Na+带有正电荷，与H2O中的O原子有作用力，Cl-带负电荷，与带正电荷的H之间有作用力，NaCl溶液中的水合离子：，B正确； C．Cr为24号元素，基态铬原子3d轨道半充满稳定，价层电子排布式：3d54s1，C正确； D．P轨道电子云轮廓为哑铃型，基态原子x原子轨道的电子云轮廓图：，D正确； 答案选A。 4. “嫦娥石”[(Ca8Y)Fe(PO4)7]是我国科学家首次在月壤中发现的新型静态矿物，下列说法不正确的是 A. 40Ca、41Ca互为同位素 B. 基态氧原子的轨道表示式： C. 电负性O > P D. 核素Y中质子数与中子数之差为50 【答案】D 【解析】 【详解】A．质子数相同，中子数不同的同种元素的不同原子互称为同位素，40Ca、41Ca互为同位素，A正确； B．O原子核外有8个电子，电子排布式为1s22s22p4，基态氧原子的轨道表示式：，B正确； C．非金属性越强，电负性越大，同周期从左到右非金属性增强，同主族从上到下非金属性减弱，非金属性O>P，电负性O>P，C正确； D．核素Y中质子数为39，中子数为89-39=50，质子数与中子数之差为50-39=11，D错误； 答案选D。 5. 某种具有高效率电子传输性能的有机发光材料的结构简式如图所示。下列关于该材料组成元素的说法不正确的是 A. 基态N原子核外有7种运动状态不同的电子 B. 原子半径：Al > C > N > O C. 第一电离能：C < N < O D. 气态氢化物的稳定性：H2O > NH3 > CH4 【答案】C 【解析】 【详解】A．N原子核外有7个电子，根据泡利原理，基态N原子核外有7种运动状态不同的电子，A正确； B．对于主族元素来说，一般情况下电子层越多原子半径越大，同周期电子层相同，核电荷数越大，半径越小，原子半径：Al > C > N > O，B正确； C．同周期第一电离能从左到右有增大趋势，N原子2p轨道半充满稳定，第一电离能大于O，第一电离能C<O<N，C错误； D．非金属性越强，简单气态氢化物的稳定性越强，气态氢化物的稳定性：H2O > NH3 > CH4，D正确； 答案选C。 6. 室温下，CH3COONH4溶液的pH约为7，关于溶液的下列说法正确的是 A. 溶液中c(CH3COO−)= c() B. 常温下溶液显中性是因为CH3COO−和不发生水解 C. 1 mol·L-1的CH3COONH4溶液中c(CH3COO−)= 1 mol·L-1 D. 由CH3COONH4溶液呈中性可推知NH4HCO3溶液显酸性 【答案】A 【解析】 【详解】A．室温下，测得CH3COONH4溶液的pH＝7，则说明CH3COO－的水解程度与NH的水解程度相同，存在电荷守恒c(CH3COO－)+ c(OH－)= c(H+)+ c(NH)，pH＝7中c(OH－)= c(H+)，所以c(CH3COO－) = c(NH)，A正确； B．常温下溶液显中性是因为CH3COO−和均发生水解，且CH3COO−水解程度与水解程度相同，B错误； C．CH3COONH4为弱酸弱碱盐，CH3COO−水解，故1 mol·L-1的CH3COONH4溶液中c(CH3COO−)<1 mol·L-1，C错误； D．CH3COONH4溶液呈中性，可知CH3COO−水解程度与水解程度相同，而醋酸的酸性强于碳酸，根据越弱越水解可知的水解程度大于CH3COO−，同时也大于的水解程度，水解使溶液呈碱性，D错误； 故选A。 7. 下列解释事实的化学用语正确的是 A. 甲烷的燃烧热∆H为- 890.3 kJ·mol-1，则甲烷燃烧的热化学方程式：CH4 + 2O2 =CO2 + 2H2O ∆H = - 890.3 kJ·mol-1 B. 用Na2CO3溶液清洗油污的原因：+ 2H2OH2CO3 + 2OH− C. 电解精炼铜的阳极反应：Cu2+ + 2e− =Cu D. 用FeS除去废水中的Hg2+：FeS(s) + Hg2+(aq) =HgS(s) +Fe2+(aq) 【答案】D 【解析】 【详解】A．在101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热，甲烷燃烧的热化学方程式：CH4(g)+ 2O2(g)=CO2(g)+ 2H2O(l) ∆H = - 890.3 kJ·mol-1，A错误； B．用Na2CO3溶液清洗油污是因为碳酸根水解显碱性，水解分步表达：+ H2O + OH−，油脂在碱性条件下水解，B错误； C．电解精炼铜，粗铜为阳极，阳极反应：Cu-2e− = Cu2+，C错误； D．用FeS除去废水中的Hg2+：FeS(s) + Hg2+(aq) =HgS(s) +Fe2+(aq)，发生了沉淀转化，D正确； 故选D。 8. “能量-反应过程”图是表示反应过程中物质能量变化的示意图，下列说法正确的是 A. 反应物断键吸收的能量为a kJ B. 此反应的活化能为a kJ·mol-1 C. 反应中成键放出的能量为b kJ D. A2(g) + B2(g) =2AB(g)放热反应 【答案】B 【解析】 【分析】如图，该反应反应物总能量小于生成物总能量，为吸热反应，akJ为正反应活化能，也是反应物断键所吸收的能量，bkJ为逆反应活化能，也为生成物成键所放出的能量。 【详解】A．1molA2(g)和1molB2(g)断键吸收的能量为akJ，故A错误； B．根据分析可知，此反应的活化能为a kJ·mol-1，故B正确； C．反应中生成2molAB，成键放出的能量为b kJ，故C错误； D．该反应反应物总能量小于生成物总能量，为吸热反应，故D错误； 答案选B。 9. 已知肼N2H4的部分化学键的键能如表所示。则反应的△H为 化学键 O2中的化学键 键能kJ∙mol-1 391 193 497 463 946 A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】反应的△H=4E(N-H)+E(N-N)+E(O2)-E(N≡N)-4E(O-H)=(4×391+193+497-946-4×463) kJ∙mol-1=-544 kJ∙mol-1，故选B。 10. 下列电化学实验装置与实验目的或原理不相符的是 实验目的或原理 A.铁与硫酸铜的反应形成原电池 B.铁片上镀铜 实验装置 实验目的或原理 C.铁的吸氧腐蚀 D.电解食盐水制备Cl2和NaOH 实验装置 A. A B. B C. C D. D 【答案】D 【解析】 【详解】A．Fe、Cu与硫酸铜溶液可以形成原电池，活泼金属Fe为负极，Cu为正极，A不符合题意； B．铁片上镀铜用铜作阳极，铁片做阴极，含铜离子的溶液做电解质溶液，B不符合题意； C．Fe和Cu做电极，NaCl溶液做电解质溶液，可以发生吸氧腐蚀，C不符合题意； D．电解食盐水不能用Cu做阳极，应该用惰性电极作阳极，D符合题意； 答案选D。 11. 下列实验装置(部分夹持装置已略去)不能达到对应实验目的是 实验目的 A.由FeCl3溶液制取无水FeCl3固体 B.探究温度对化学平衡移动的影响 实验装置 实验目的 C.比较AgCl和Ag2S溶解度大小 D.测定锌与稀硫酸反应速率 实验装置 A. A B. B C. C D. D 【答案】A 【解析】 【详解】A．由FeCl3溶液制取无水固体，应在HCl的气流中加热FeCl3溶液，不能达到实验目的，A符合题意； B． ，在热水中即升高温度，平衡逆向移动，颜色加深，在冷水中即降低温度，平衡正向移动，颜色变浅，能证明温度对平衡的影响，能达到实验目的，B不符合题意； C．氯化钠过量，滴加硝酸银，生成氯化银以后，再次滴加硫化钠，氯化银能与硫化钠反应实现沉淀的自然转化，能比较AgCl和Ag2S溶解度大小，C不符合题意； D．针筒可测定氢气的体积，由单位时间内气体的体积可计算反应速率，D不符合题意； 故选A。 12. 一种基于电解原理的湿法冶铁装置如图所示，电解过程中，下列说法不正确的是 A. 阳极生成的气体为Cl2 B. OH−移向阳极区补充溶液中阴离子的减少 C. 阴极反应：Fe2O3 + 6e− + 3H2O=2Fe+6OH− D. 阴极区溶液的pH升高 【答案】B 【解析】 【分析】装置图中右侧为饱和食盐水，右侧电极上生成气体，则右侧为电解池的阳极，氯离子放电生成氯气，电极反应：2C1--2e-=Cl2↑；左侧电极为阴极，发生还原反应，Fe2O3在碱性条件下转化为Fe，电极反应：Fe2O3+6e-+3H2O=2Fe+6OH-，中间为阳离子交换膜，Na+由阳极移向阴极。 【详解】A．右侧为阳极，氯离子失去电子生成氯气，A正确； B．中间是阳离子交换膜，OH-离子不能移动，B错误； C．由分析可知，阴极反应：Fe2O3 + 6e− + 3H2O=2Fe+6OH−，C正确； D．根据阴极反应：Fe2O3 + 6e− + 3H2O=2Fe+6OH−，生成有OH-，阴极区pH值升高，D正确； 答案选B。 13. 一定温度下，在三个体积均为2L的恒容密闭容器中充入气体PCl5发生反应：PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)。 编号 温度/℃ 起始物质的量/mol 平衡物质的量/mol 达到平衡所需时间/s PCl5(g) PCl3(g) Cl2(g) 320 0.40 0.10 0.10 t1 320 0.80 t2 410 0.40 0.15 0.15 t3 下列说法正确的是 A. 反应到达平衡时，容器中的平均速率为v(PCl5)= 0.1/t1 mol·L-1·s-1 B. 该反应正反应为放热反应 C. 反应的平衡常数为 D. 平衡常数K：容器>容器 【答案】C 【解析】 【详解】A．反应到达平衡时，容器中的平均速率为，故A错误； B．从容器和容器的反应来看，温度升高，平衡时产物的量增加，说明在容器的基础上升温，平衡会正向移动，则该反应是吸热反应，故B错误； C．容器和容器的反应温度相同，温度不变，平衡常数不变，则反应的平衡常数为，故C正确； D．反应温度容器<容器，经分析该反应是吸热反应，升高温度，K值增大，则平衡常数K：容器<容器，故D错误； 答案C。 14. Na2CO3溶液可以处理锅炉水垢中的CaSO4，使其转化为疏松、易溶于酸的CaCO3。某兴趣小组模拟上述过程： ①将1 mol·L-1 CaCl2溶液和1 mol·L-1 Na2SO4溶液等体积混合得浊液a ②向滴有酚酞的1 mol·L-1 Na2CO3溶液中加等体积的浊液a，溶液红色变浅 ③将①中浊液a过滤所得白色沉淀b，浸泡在滴有酚酞的1 mol·L-1 Na2CO3溶液中，一段时间后溶液红色变浅 下列说法中不正确的是 A. ①中所得浊液过滤，所得滤液中仍含有Ca2+ B. ②中溶液红色变浅可证明有CaSO4转化为CaCO3 C. ③中溶液红色变浅可证明有CaSO4转化为CaCO3 D. ③中发生了反应CaSO4(s) + (aq)CaCO3(s) + (aq) 【答案】B 【解析】 【详解】A．①中反应生成少量沉淀，存在沉淀溶解平衡，故过滤所得滤液中仍含，A项正确； B．向含有酚酞的溶液中加入浊液a(含沉淀和溶液中的、)，红色变浅说明被消耗，导致碱性减弱。此时可能是因为溶液中的直接与生成沉淀，无法证明有转化为，B项错误； C．将过滤后的白色沉淀b固体(固体)浸泡在溶液中，红色变浅说明被消耗，此时溶液中无游离，只能通过转化为来实现，C项正确； D．根据选项C的分析，反应式CaSO4(s) + (aq)CaCO3(s) + (aq)符合溶度积规则(的Ksp更小)，D项正确； 故选B。 第二部分 本部分共5题，共58分。 15. H2O2是重要的化学试剂，在实验室和生产实际中应用广泛。 （1）多角度认识物质，有助于我们更全面地认识物质的化学性质。 i．元素化合价角度 ①H2O2催化分解反应中体现了H2O2的___________(填化学性质)。 ②H2O2与SO2反应，只做氧化剂，写出化学反应方程式___________。 ③H2O2可使酸性KMnO4溶液褪色，在反应中只做还原剂，发生反应的化学方程式为：2KMnO4 + 5H2O2 + 3H2SO4 =K2SO4 + 2MnSO4 + 5O2↑ + 8H2O。实验室常用酸性KMnO4溶液测定H2O2的浓度。取10.00 mL H2O2溶液样品于锥形瓶中，加水稀释至50.00 mL，滴入0.10 mol∙L-1 KMnO4 溶液20.00 mL，恰好完全反应。则原样品中H2O2的物质的量浓度是___________mol·L-1。 ii．物质类别角度 ④H2O2是一种二元弱酸，写出第一步电离方程式：___________；H2O2与过量的Ca(OH)2反应的化学方程式为___________。 （2）直接H2O2-H2O2燃料电池是一种新型化学电源，其工作原理如图所示。 电池总反应为：2H2O2=O2↑ + 2H2O ①电极为___________极。 ②电极的反应式为：___________。 ③该电池的设计利用了H2O2氧化性、还原性受___________的影响造成的差异。 【答案】（1） ①. 氧化性、还原性 ②. H2O2+SO2=H2SO4 ③. 0.5 ④. H2O2H+ + ⑤. H2O2 + Ca(OH)2=CaO2+ 2H2O （2） ①. 负极 ②. H2O2 + 2e- + 2H+=2H2O ③. 酸碱性或pH 【解析】 【小问1详解】 ①催化分解反应为，该反应中O元素化合价即有升高，又有降低，体现了即具有氧化性又具有还原性； ②与反应，只做氧化剂，则生成硫酸，化学方程式：； ③根据化学方程式，2KMnO4+5H2O2+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+5O2↑+8H2O，则2KMnO4～5H2O2，则反应的H2O2的物质的量为=510-3 mol，则该溶液的浓度为=0.5 mol·Lˉ1； ④是一种二元弱酸，第一步电离方程式为：；与过量反应生成过氧化钙和水，化学方程式为：； 【小问2详解】 原电池中，电解质溶液中的阳离子向正极移动。外电路中电子由负极流向正极；所以电极Ⅰ为负极，失去电子，电极反应式为H2O2-2e- +2OH-=2H2O+O2；电极Ⅱ为正极，得电子，电极反应式为H2O2+2e- +2H+=2H2O；据此分析解题； ①由分析，电极Ⅰ为负极； ②由分析，电极Ⅱ为正极，得电子，电极反应式为H2O2+2e- +2H+=2H2O； ③根据两电极反应物相同，分别发生氧化、还原反应可知，H2O2在不同的酸碱性条件下的氧化性、还原性不同。 16. 氯资源的循环利用可提高物质的利用率，也是践行绿色化学理念的重要举措。 （1）工业上可用O2将HCl转化为Cl2，反应为：O2(g) + 4HCl(g)2Cl2(g) + 2H2O(g) ∆H 已知：H2(g) + Cl2(g)=2HCl(g) ∆H1=-183.0 kJ·mol-1 2H2(g) + O2(g)=2H2O(g) ∆H2 = - 483.6 kJ·mol-1 则上述反应的∆H = ___________kJ·mol-1 。 （2）在恒温恒容的密闭容器中发生上述HCl转化为Cl2的反应，表明该反应已达到平衡状态的是___________(填字母)。 a．混合气体密度不随时间变化 b．气体总压强不随时间变化 c．消耗1mol O2的同时有2 mol Cl2生成 d．混合气体颜色深浅不随时间变化 （3）工业上使用催化剂催化O2与HCl的反应时，在不同温度下，HCl转化率与HCl和O2的起始流速变化关系如图所示(较低流速下转化率可近似为平衡转化率)。 ①T1、T2、T3温度由高到低依次为___________。 ②此生产工艺提高HCl转化率的措施有___________。(写两项即可) ③相同流速下，比较T1、T2、T3温度下HCl的转化率，较高流速下a>b>c，较低流速下a’< b’ < c’，请解释较高流速下a>b>c的原因___________。 【答案】（1）-117.6 （2）bd （3） ①. T1>T2>T3 ②. 提高O2/HCl的物料比，降低流速，降低温度 ③. 在较高流速时，反应未达到平衡，温度高的反应速率快，因此转化率高 【解析】 【小问1详解】 反应I：H2(g) + Cl2(g)=2HCl(g) ∆H1=-183.0 kJ·mol-1 反应II：2H2(g) + O2(g)=2H2O(g) ∆H2 = - 483.6 kJ·mol-1 根据盖斯定律：反应II-2×反应I，得到O2(g) + 4HCl(g)2Cl2(g) + 2H2O(g)，则∆H=∆H2-2∆H1=- 4836 kJ·mol-1-2×(-183.0 kJ·mol-1)= -117.6 kJ·mol-1； 【小问2详解】 a．反应物都是气体且恒容，混合气体密度为定值，始终不随时间变化，不能确定反应达到平衡状态，a不符合； b．恒温恒容的密闭容器中，气体的物质的量在变化气体，总压强随时间变化而变化，当总压强不变时，说明反应达到平衡状态，b符合； c．消耗1mol O2的同时有2 mol Cl2生成，都是正反应方向，不符合正逆反应速率相等，c不符合； d．Cl2是黄绿色，混合气体颜色深浅不随时间变化，说明Cl2的浓度不再变化，反应达到平衡状态，d符合； 答案选bd； 【小问3详解】 ①根据较低流速下转化率可近似为平衡转化率，在相同流速为0.08mol·h-1时，反应O2(g) + 4HCl(g)2Cl2(g) + 2H2O(g) ∆H=-117.6mol·L-1为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，HCl平衡转化率降低，T1温度较高，对应的HCl转化率较低，故温度由高到低的顺序为：T1>T2>T3； ②提高HCl转化率的措施有：增加O2的量即提高O2/HCl的物料比；降低温度，使平衡正向移动；降低流速使反应更充分； ③在较高流速时，反应未达到平衡，温度高的反应速率快，因此转化率高。 17. 钴及其化合物在合金、催化剂等方面有着广泛应用。从一种炼锌产生的废渣(主要含Co、Zn、Fe的单质或氧化物)富集回收含锰高钴成品的工艺如下： 已知溶液中相关离子开始沉淀和沉淀完全时的pH： Fe3+ Fe2+ Co3+ Co2+ Zn2+ 开始沉淀的pH 1.9 6.9 7.4 6.2 沉淀完全的pH 3.2 8.4 1.1 9.4 8.2 回答下列问题： （1）“酸浸”前废渣需粉碎处理，目的是___________。 （2）“滤液1”中加入MnO2的作用是___________，取少量反应后的溶液，加入化学试剂铁氰化钾[K3Fe(CN)6]检验，若出现___________，需补加MnO2。 （3）加ZnO调pH值的范围为___________。 （4）“滤液2”中加入KMnO4“氧化沉钴”的离子方程式为___________。 （5）Mn、Fe两元素的部分电离能数据如下表： 元素 Mn Fe 电离能(kJ·mol-1) I1 717 759 I2 1509 1561 I3 3248 2957 比较两元素的I2、I3可知，气态Mn2＋再失去一个电子比气态Fe2＋再失去一个电子难。请从原子结构的角度解释___________。 （6）“滤液2”中的Co2+也可与NaHCO3反应生成CoCO3沉淀来实现富集，请用平衡移动原理解释用NaHCO3沉淀富集的原因___________。 【答案】（1）增大接触面积，加快反应速率 （2） ①. 将Fe2+转化为Fe3+，以便于铁元素沉淀完全 ②. 蓝色沉淀 （3）3.2~6.2 （4）3Co2+++ 7H2O=3Co(OH)3+ MnO2 + 5H+ （5）基态Mn2＋的价电子排布式为3d5，3d轨道为半充满结构，相对比较稳定，其失去第3个电子时比较困难，而基态Fe2＋的价电子排布式为3d6，其3d轨道再失去一个电子即为半充满结构，失去第3个电子比较容易 （6）NaHCO3溶液中存在电离平衡H+＋，当加入含Co2+的溶液中，Co2+与结合生成沉淀CoCO3，促电离平衡正移，使沉淀彻底 【解析】 【分析】废渣(主要含Co、Zn、Fe的单质或氧化物)加入硫酸酸浸过滤，滤液1中有Co2+、Zn2+、Fe2+离子，加入MnO2把Fe2+氧化为Fe3+，加入ZnO调节pH值使Fe3+沉淀，过滤得到滤液2中有Co2+和Zn2+离子，再加入KMnO4，把Co2+氧化为Co3+，KMnO4被还原为MnO2，调节pH=5，使Co3+沉淀。 【小问1详解】 “酸浸”前废渣需粉碎处理，目的是：增大接触面积，加快反应速率； 【小问2详解】 “滤液1”中加入MnO2的作用是：将Fe2+转化为Fe3+，以便于铁元素沉淀完全； Fe2+遇到铁氰化钾会生成蓝色沉淀，取少量反应后的溶液，加入化学试剂铁氰化钾[K3Fe(CN)6]检验，若出现蓝色沉淀，说明Fe2+未全部被氧化，需补加MnO2； 【小问3详解】 加ZnO让Fe3+完全沉淀，Zn2+和Co2+不沉淀，调pH值的范围为3.2~6.2； 【小问4详解】 “滤液2”中加入KMnO4“氧化沉钴”生成MnO2和Co(OH)3，根据电子守恒和电荷守恒，离子方程式为：3Co2+++ 7H2O=3Co(OH)3+ MnO2 + 5H+； 【小问5详解】 基态Mn2＋的价电子排布式为3d5，3d轨道为半充满结构，相对比较稳定，其失去第3个电子时比较困难，而基态Fe2＋的价电子排布式为3d6，其3d轨道再失去一个电子即为半充满结构，失去第3个电子比较容易； 【小问6详解】 NaHCO3溶液中存在电离平衡H+＋，当加入含Co2+的溶液中，Co2+与结合生成沉淀CoCO3，促电离平衡正移，使沉淀彻底。 18. 水是生命之源。水溶液中的离子平衡与我们的生产生活密切相关。 （1）水的电离平衡曲线如图所示。若以A点表示25°C时水在电离平衡时的离子浓度。当温度升到100°C时，水的电离平衡状态到B点，则100°C时水溶液的离子积为Kw=___________。 （2）常温下向20.00 mL 0.100 mol·L-1 HX(一元酸)溶液中滴加0.100 mol·L-1 NaOH的pH变化如图所示。 ①HX的电离常数为___________。 ②B点溶液中c(X-)___________c(Na+)(填“>”、“<”或“=”)。 ③C点为恰好完全反应点，溶液中的离子浓度顺序为___________。 （3）25℃时，三种酸的电离平衡常数如表： 化学式 CH3COOH H2CO3 HF 电离平衡常数 1.8 ×10-5 K1=4.3 × 10-7，K2=5.6 ×10-11 6.0 ×10-4 ①下列四种离子结合质子能力由大到小的顺序是___________(填序号)。 a． b．F− c．CH3COO− d． ② 一般来说，如果一个反应平衡常数数值大于105，通常认为该反应可以进行得较完全；平衡常数数值小于10-5，这个反应很难进行；平衡常数介于10-5~105之间的认为存在一定程度的可逆反应。请从化学反应平衡常数的角度分析CH3COOH能否与NaF反应生成HF ___________。 【答案】（1）10-12 （2） ①. 10-5 ②. = ③. c(Na＋) > c(X-) > c(OH-) > c(H＋) （3） ①. adcb ②. 计算反应CH3COOH + F-CH3COO-+ HF的平衡常数K==3 × 10-2，介于10-5~105之间，因此反应能生成HF(或：根据计算平衡常数数据得反应正向进行的程度太小，因此不适宜制备HF) 【解析】 【小问1详解】 B点时，c(H+)=c(OH-)=1.0×10-6mol/L，Kw=c(H+)×c(OH-)=1.0×10-6×1.0×10-6=10-12； 【小问2详解】 ①0.100 mol·L-1 HX起点时pH=3，c(H+)=10-3mol/L，电离出的c(X-)≈c(H+)=10-3mol/L，c(HX)=0.100 mol/L- c(X-)=0.100 mol/L-10-3mol/L≈0.100mol/L，Ka==； ②B点时，pH=7，溶液呈中性，c(H+)=c(OH-)，根据电荷守恒：c(X-)+ c(OH-)= c(H+)+c(Na+)，得出c(X-)=c(Na+)； ③C点恰好完全反应，pH>7，溶液呈碱性，c(H+)<c(OH-)，根据电荷守恒：c(X-)+ c(OH-)= c(H+)+c(Na+)，得出c(X-)<c(Na+)，则溶液中离子浓度大小关系为：c(Na＋) > c(X-) > c(OH-) > c(H＋)； 【小问3详解】 ①弱酸的电离常数越大，对应的酸酸性越强，其离子水解程度越小，结合氢离子能力越小，由电离常数大小可知，酸性HF>CH3COOH>H2CO3>，其酸根结合质子的能力由大到小的顺序为>> CH3COO−>F-，序号为：adcb； ②计算反应CH3COOH + F-CH3COO-+ HF的平衡常数K==3 × 10-2，介于10-5~105之间，因此反应能生成HF(或：根据计算平衡常数数据得反应正向进行的程度太小，因此不适宜制备HF)。 19. 为探究金属铁和铝的钝化现象，某小组同学做了如下探究实验。 序号 实验操作及现象 i 将光亮的铁钉放入冷的浓硫酸中，铁钉表面逐渐聚集白色固体，直至无明显现象。将铁钉取出用蒸馏水冲洗后再次放入浓硫酸中，又开始重复以上现象。反复几次后酸液呈淡黄色浑浊。 ii 将光亮的铝钉放入冷的浓硫酸中，铝钉变暗。将铝钉取出用蒸馏水冲洗后再次放入浓硫酸中，无明显现象。 （1）已有研究证实铝在浓硫酸中其表面生成了致密的氧化物保护膜，此过程体现了浓硫酸的___________性，是由H2SO4的___________(填元素符号)体现出来的。 （2）为探究铁在浓硫酸中作用与铝不同，将实验①中覆盖白色固体的铁钉用蒸馏水冲洗，向收集的冲洗液中加入___________，溶液无现象，再滴加几滴酸化的H2O2溶液，溶液变红，说明溶液中存在Fe2+，因此铁在浓硫酸中生成了FeSO4。 （3）经检验实验i中淡黄色浑浊为硫，写出铁与浓硫酸作用的化学方程式___________。 （4）若向FeSO4溶液中滴加未经酸化的H2O2溶液，溶液的pH值变化如图所示： 已知：a．未经酸化的H2O2溶液pH值为4.4，FeSO4溶液的起始pH值为3.5； b．Fe3+沉淀的pH值范围为3.2~1.9。 结合化学用语解释滴定过程中pH变小的原因___________。 （5）探究被浓硫酸处理后的铁钉、铝钉(试剂A)与盐溶液(试剂B)的反应： 序号 试剂A 试剂B 实验现象 I 铁钉 10 mL 0.1 mol∙L-1 CuSO4溶液 很快有大量红色固体析出 II 铝钉 10 mL 0.1 mol∙L-1 CuSO4溶液 无明显现象 III 铝钉 10 mL 0.1 mol∙L-1 CuCl2溶液 短时间内有较多红色固体析出 IV 铝钉 10 mL a mol∙L-1 CuSO4溶液+少量b固体 有红色固体析出，速率比III慢 ①结合上下文实验解释实验I和实验II现象不同的原因___________。 ②由实验II和实验III___________(填“能”或“不能”)推知Cl-会加快铝钉与Cu2+的反应速率，理由是___________。 ③小组同学一致认为，由实验III和实验IV可推知Cl-会加快铝钉与Cu2+的反应速率，则实验IV中，a处填___________，b处填___________。 【答案】（1） ①. 氧化性 ②. 硫元素或S （2）KSCN （3）3Fe + 4H2SO4=3FeSO4 + S↓ + 4H2O （4）H2O2氧化Fe2+的反应为H2O2 + 2Fe2+ +4H2O=2Fe(OH)3↓ + 4H+，随着反应的进行，生成氢离子增多，因此pH下降 （5） ①. 铝钉在浓硫酸中生成致密的氧化铝膜，使其钝化；而铁钉在浓硫酸中生成硫酸亚铁，对铁钉起不到保护作用 ②. 不能 ③. 有可能减慢钝化金属与Cu2+的反应速率 ④. 0.1 ⑤. NaCl 【解析】 【分析】铁钉放入冷的浓硫酸中生成FeSO4，将铁钉取出用蒸馏水冲洗后再次放入浓硫酸中，又开始重复以上现象。反复几次后酸液呈淡黄色浑浊，淡黄色物质为S单质，Al与浓硫酸作用发生钝化，表面生成白色氧化铝， 体现了浓硫酸的强氧化性。 【小问1详解】 铝在浓硫酸中其表面生成了致密的氧化物保护膜，此过程体现了浓硫酸的氧化性；由于H2SO4中S为+6价最高价的原因； 【小问2详解】 证明Fe2+离子，向收集的冲洗液中加入KSCN试剂，再加入酸化的H2O2，H2O2可以把Fe2+氧化为Fe3+，遇KSCN溶液变红色； 【小问3详解】 铁与浓硫酸作用生成硫酸亚铁和S单质，根据电子守恒和原子守恒，反应的化学方程式：3Fe + 4H2SO4=3FeSO4 + S↓ + 4H2O； 【小问4详解】 根据Fe3+沉淀的pH值和FeSO4溶液的pH值，H2O2氧化Fe2+生成Fe(OH)3沉淀，同时有H+生成，反应离子方程式为：H2O2 + 2Fe2+ +4H2O=2Fe(OH)3↓ + 4H+，随着反应的进行，生成氢离子增多，因此pH下降； 【小问5详解】 ①根据实验I和II的现象，铝钉在浓硫酸中生成致密的氧化铝膜，使其钝化，氧化铝与CuSO4溶液不反应；而铁钉在浓硫酸中生成硫酸亚铁，对铁钉起不到保护作用，能够与硫酸铜溶液反应； ②根据实验II和III，钝化后铝钉与硫酸铜溶液不反应，与CuCl2溶液反应，可能是Cl-加快金属与Cu2+的反应，也有可能减慢钝化金属与Cu2+的反应速率； ③实验III和IV对比，Cu2+浓度不变，a=0.1，加入少量的NaCl，增加了Cl-浓度，有固体析出，说明是Cl-加快了铝钉与Cu2+的反应速率，b是NaCl。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 石景山区2024-2025学年第一学期高二期末试卷 化学 本试卷共9页，100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，将答题卡交回。 可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 第一部分 本部分共14题，每题3分，共42分。在每题四个选项中选出最符合题目要求的一项。 1. 下列关于能源和作为能源的物质说法不正确的是 A. 燃料电池将热能转化为电能 B. 绿色植物进行光合作用时可将太阳能转化为化学能 C. 物质的化学能可经过放热反应被人们利用 D. 化石能源内部蕴藏着大量的能量 2. 下列物质属于强电解质的是 A. H2O B. CH3COOH C. NH3·H2O D. CH3COONa 3. 下列化学用语或图示表达不正确的是 A. Cl−的结构示意图： B. NaCl溶液中的水合离子： C. 基态铬原子(24Cr)的价层电子排布式：3d54s1 D. 基态原子x原子轨道的电子云轮廓图： 4. “嫦娥石”[(Ca8Y)Fe(PO4)7]是我国科学家首次在月壤中发现的新型静态矿物，下列说法不正确的是 A. 40Ca、41Ca互为同位素 B. 基态氧原子的轨道表示式： C. 电负性O > P D. 核素Y中质子数与中子数之差为50 5. 某种具有高效率电子传输性能的有机发光材料的结构简式如图所示。下列关于该材料组成元素的说法不正确的是 A. 基态N原子核外有7种运动状态不同的电子 B. 原子半径：Al > C > N > O C. 第一电离能：C < N < O D. 气态氢化物的稳定性：H2O > NH3 > CH4 6. 室温下，CH3COONH4溶液的pH约为7，关于溶液的下列说法正确的是 A. 溶液中c(CH3COO−)= c() B. 常温下溶液显中性是因为CH3COO−和不发生水解 C. 1 mol·L-1的CH3COONH4溶液中c(CH3COO−)= 1 mol·L-1 D. 由CH3COONH4溶液呈中性可推知NH4HCO3溶液显酸性 7. 下列解释事实的化学用语正确的是 A. 甲烷的燃烧热∆H为- 890.3 kJ·mol-1，则甲烷燃烧的热化学方程式：CH4 + 2O2 =CO2 + 2H2O ∆H = - 890.3 kJ·mol-1 B. 用Na2CO3溶液清洗油污原因：+ 2H2OH2CO3 + 2OH− C. 电解精炼铜的阳极反应：Cu2+ + 2e− =Cu D. 用FeS除去废水中的Hg2+：FeS(s) + Hg2+(aq) =HgS(s) +Fe2+(aq) 8. “能量-反应过程”图是表示反应过程中物质能量变化的示意图，下列说法正确的是 A. 反应物断键吸收的能量为a kJ B. 此反应的活化能为a kJ·mol-1 C. 反应中成键放出的能量为b kJ D. A2(g) + B2(g) =2AB(g)是放热反应 9. 已知肼N2H4的部分化学键的键能如表所示。则反应的△H为 化学键 O2中的化学键 键能kJ∙mol-1 391 193 497 463 946 A. B. C. D. 10. 下列电化学实验装置与实验目的或原理不相符的是 实验目的或原理 A.铁与硫酸铜的反应形成原电池 B.铁片上镀铜 实验装置 实验目的或原理 C.铁的吸氧腐蚀 D.电解食盐水制备Cl2和NaOH 实验装置 A. A B. B C. C D. D 11. 下列实验装置(部分夹持装置已略去)不能达到对应实验目的是 实验目的 A.由FeCl3溶液制取无水FeCl3固体 B.探究温度对化学平衡移动的影响 实验装置 实验目的 C.比较AgCl和Ag2S溶解度大小 D.测定锌与稀硫酸反应速率 实验装置 A. A B. B C. C D. D 12. 一种基于电解原理的湿法冶铁装置如图所示，电解过程中，下列说法不正确的是 A. 阳极生成的气体为Cl2 B. OH−移向阳极区补充溶液中阴离子的减少 C 阴极反应：Fe2O3 + 6e− + 3H2O=2Fe+6OH− D. 阴极区溶液的pH升高 13. 一定温度下，在三个体积均为2L的恒容密闭容器中充入气体PCl5发生反应：PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)。 编号 温度/℃ 起始物质的量/mol 平衡物质量/mol 达到平衡所需时间/s PCl5(g) PCl3(g) Cl2(g) 320 0.40 0.10 0.10 t1 320 0.80 t2 410 0.40 0.15 0.15 t3 下列说法正确的是 A. 反应到达平衡时，容器中的平均速率为v(PCl5)= 0.1/t1 mol·L-1·s-1 B. 该反应正反应为放热反应 C. 反应的平衡常数为 D. 平衡常数K：容器>容器 14. Na2CO3溶液可以处理锅炉水垢中的CaSO4，使其转化为疏松、易溶于酸的CaCO3。某兴趣小组模拟上述过程： ①将1 mol·L-1 CaCl2溶液和1 mol·L-1 Na2SO4溶液等体积混合得浊液a ②向滴有酚酞的1 mol·L-1 Na2CO3溶液中加等体积的浊液a，溶液红色变浅 ③将①中浊液a过滤所得白色沉淀b，浸泡在滴有酚酞的1 mol·L-1 Na2CO3溶液中，一段时间后溶液红色变浅 下列说法中不正确的是 A. ①中所得浊液过滤，所得滤液中仍含有Ca2+ B. ②中溶液红色变浅可证明有CaSO4转化为CaCO3 C. ③中溶液红色变浅可证明有CaSO4转化为CaCO3 D. ③中发生了反应CaSO4(s) + (aq)CaCO3(s) + (aq) 第二部分 本部分共5题，共58分。 15. H2O2是重要的化学试剂，在实验室和生产实际中应用广泛。 （1）多角度认识物质，有助于我们更全面地认识物质的化学性质。 i．元素化合价角度 ①H2O2催化分解反应中体现了H2O2的___________(填化学性质)。 ②H2O2与SO2反应，只做氧化剂，写出化学反应方程式___________。 ③H2O2可使酸性KMnO4溶液褪色，在反应中只做还原剂，发生反应的化学方程式为：2KMnO4 + 5H2O2 + 3H2SO4 =K2SO4 + 2MnSO4 + 5O2↑ + 8H2O。实验室常用酸性KMnO4溶液测定H2O2的浓度。取10.00 mL H2O2溶液样品于锥形瓶中，加水稀释至50.00 mL，滴入0.10 mol∙L-1 KMnO4 溶液20.00 mL，恰好完全反应。则原样品中H2O2的物质的量浓度是___________mol·L-1。 ii．物质类别角度 ④H2O2是一种二元弱酸，写出第一步电离方程式：___________；H2O2与过量的Ca(OH)2反应的化学方程式为___________。 （2）直接H2O2-H2O2燃料电池是一种新型化学电源，其工作原理如图所示。 电池总反应为：2H2O2=O2↑ + 2H2O ①电极为___________极。 ②电极的反应式为：___________。 ③该电池的设计利用了H2O2氧化性、还原性受___________的影响造成的差异。 16. 氯资源的循环利用可提高物质的利用率，也是践行绿色化学理念的重要举措。 （1）工业上可用O2将HCl转化为Cl2，反应为：O2(g) + 4HCl(g)2Cl2(g) + 2H2O(g) ∆H 已知：H2(g) + Cl2(g)=2HCl(g) ∆H1=-183.0 kJ·mol-1 2H2(g) + O2(g)=2H2O(g) ∆H2 = - 483.6 kJ·mol-1 则上述反应的∆H = ___________kJ·mol-1 。 （2）在恒温恒容的密闭容器中发生上述HCl转化为Cl2的反应，表明该反应已达到平衡状态的是___________(填字母)。 a．混合气体密度不随时间变化 b．气体总压强不随时间变化 c．消耗1mol O2的同时有2 mol Cl2生成 d．混合气体颜色深浅不随时间变化 （3）工业上使用催化剂催化O2与HCl的反应时，在不同温度下，HCl转化率与HCl和O2的起始流速变化关系如图所示(较低流速下转化率可近似为平衡转化率)。 ①T1、T2、T3温度由高到低依次为___________。 ②此生产工艺提高HCl转化率的措施有___________。(写两项即可) ③相同流速下，比较T1、T2、T3温度下HCl的转化率，较高流速下a>b>c，较低流速下a’< b’ < c’，请解释较高流速下a>b>c的原因___________。 17. 钴及其化合物在合金、催化剂等方面有着广泛应用。从一种炼锌产生的废渣(主要含Co、Zn、Fe的单质或氧化物)富集回收含锰高钴成品的工艺如下： 已知溶液中相关离子开始沉淀和沉淀完全时的pH： Fe3+ Fe2+ Co3+ Co2+ Zn2+ 开始沉淀的pH 1.9 6.9 7.4 6.2 沉淀完全的pH 3.2 8.4 1.1 9.4 82 回答下列问题： （1）“酸浸”前废渣需粉碎处理，目的是___________。 （2）“滤液1”中加入MnO2的作用是___________，取少量反应后的溶液，加入化学试剂铁氰化钾[K3Fe(CN)6]检验，若出现___________，需补加MnO2。 （3）加ZnO调pH值范围为___________。 （4）“滤液2”中加入KMnO4“氧化沉钴”的离子方程式为___________。 （5）Mn、Fe两元素的部分电离能数据如下表： 元素 Mn Fe 电离能(kJ·mol-1) I1 717 759 I2 1509 1561 I3 3248 2957 比较两元素的I2、I3可知，气态Mn2＋再失去一个电子比气态Fe2＋再失去一个电子难。请从原子结构的角度解释___________。 （6）“滤液2”中的Co2+也可与NaHCO3反应生成CoCO3沉淀来实现富集，请用平衡移动原理解释用NaHCO3沉淀富集的原因___________。 18. 水是生命之源。水溶液中的离子平衡与我们的生产生活密切相关。 （1）水的电离平衡曲线如图所示。若以A点表示25°C时水在电离平衡时的离子浓度。当温度升到100°C时，水的电离平衡状态到B点，则100°C时水溶液的离子积为Kw=___________。 （2）常温下向20.00 mL 0.100 mol·L-1 HX(一元酸)溶液中滴加0.100 mol·L-1 NaOH的pH变化如图所示。 ①HX的电离常数为___________。 ②B点溶液中c(X-)___________c(Na+)(填“>”、“<”或“=”)。 ③C点为恰好完全反应点，溶液中的离子浓度顺序为___________。 （3）25℃时，三种酸的电离平衡常数如表： 化学式 CH3COOH H2CO3 HF 电离平衡常数 1.8 ×10-5 K1=4.3 × 10-7，K2=5.6 ×10-11 6.0 ×10-4 ①下列四种离子结合质子能力由大到小的顺序是___________(填序号)。 a． b．F− c．CH3COO− d． ② 一般来说，如果一个反应的平衡常数数值大于105，通常认为该反应可以进行得较完全；平衡常数数值小于10-5，这个反应很难进行；平衡常数介于10-5~105之间的认为存在一定程度的可逆反应。请从化学反应平衡常数的角度分析CH3COOH能否与NaF反应生成HF ___________。 19. 为探究金属铁和铝的钝化现象，某小组同学做了如下探究实验。 序号 实验操作及现象 i 将光亮的铁钉放入冷的浓硫酸中，铁钉表面逐渐聚集白色固体，直至无明显现象。将铁钉取出用蒸馏水冲洗后再次放入浓硫酸中，又开始重复以上现象。反复几次后酸液呈淡黄色浑浊。 ii 将光亮的铝钉放入冷的浓硫酸中，铝钉变暗。将铝钉取出用蒸馏水冲洗后再次放入浓硫酸中，无明显现象。 （1）已有研究证实铝在浓硫酸中其表面生成了致密的氧化物保护膜，此过程体现了浓硫酸的___________性，是由H2SO4的___________(填元素符号)体现出来的。 （2）为探究铁在浓硫酸中的作用与铝不同，将实验①中覆盖白色固体的铁钉用蒸馏水冲洗，向收集的冲洗液中加入___________，溶液无现象，再滴加几滴酸化的H2O2溶液，溶液变红，说明溶液中存在Fe2+，因此铁在浓硫酸中生成了FeSO4。 （3）经检验实验i中淡黄色浑浊为硫，写出铁与浓硫酸作用的化学方程式___________。 （4）若向FeSO4溶液中滴加未经酸化的H2O2溶液，溶液的pH值变化如图所示： 已知：a．未经酸化的H2O2溶液pH值为4.4，FeSO4溶液的起始pH值为3.5； b．Fe3+沉淀的pH值范围为3.2~1.9。 结合化学用语解释滴定过程中pH变小的原因___________。 （5）探究被浓硫酸处理后的铁钉、铝钉(试剂A)与盐溶液(试剂B)的反应： 序号 试剂A 试剂B 实验现象 I 铁钉 10 mL 0.1 mol∙L-1 CuSO4溶液 很快有大量红色固体析出 II 铝钉 10 mL 0.1 mol∙L-1 CuSO4溶液 无明显现象 III 铝钉 10 mL 0.1 mol∙L-1 CuCl2溶液 短时间内有较多红色固体析出 IV 铝钉 10 mL a mol∙L-1 CuSO4溶液+少量b固体 有红色固体析出，速率比III慢 ①结合上下文实验解释实验I和实验II现象不同的原因___________。 ②由实验II和实验III___________(填“能”或“不能”)推知Cl-会加快铝钉与Cu2+的反应速率，理由是___________。 ③小组同学一致认为，由实验III和实验IV可推知Cl-会加快铝钉与Cu2+的反应速率，则实验IV中，a处填___________，b处填___________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $