精品解析：黑龙江省哈尔滨市第四中学校2024-2025学年高一下学期期中考试 化学试题

2024级高一下学期期中考试 化学试卷 试卷满分：100分 考试时间：75分钟 可能用到的相对原子质量：H-1 N-14 O-16 Na-23 Cl-35.5 Cu-64 第一部分（选择题 共45分） 一、选择题：本大题共15小题，每小题3分，共45分；在每小题给出的四个选项中，只有一个是符合题目要求的。 1. 从科技前沿到人类的日常生活，化学无处不在。下列说法正确的是 A. 神舟十七号的砷化镓（GaAs）太阳能电池，供电时的能量转化形式为化学能转化为电能 B. “丹砂（HgS）烧之成水银，积变又还成丹砂”中涉及的反应为可逆反应 C. 火箭使用的碳纳米管属于新型无机非金属材料 D. 燃煤脱硫不仅能减少酸雨，也有利于实现减小温室效应 2. 美好生活离不开化学。下列人类活动运用的化学原理正确的是 选项 人类活动 化学原理 A 常温下用铝罐盛放浓硫酸 浓硫酸使铝表面形成致密的氧化膜 B 液氨作制冷剂 溶于水吸收大量的热 C 在医疗上作“钡餐” 为弱电解质 D 可用作氮肥 受热易分解 A. A B. B C. C D. D 3. 新戊烷的球棍模型为，下列说法不正确的是 A. 新戊烷的分子式为 B. 新戊烷和正戊烷互为同系物 C. 新戊烷的一氯代物只有一种 D. 新戊烷能与溴单质在光照下发生取代反应 4. 设为阿伏加德罗常数，下列说法正确的是 A. 标准状况下，22.4LCH4中含有的共价键数目约为 B. 50mL 18mol⋅L−1硫酸与足量Cu共热，转移的电子数为0.9NA C. 1L 0.1mol·L氨水中含有的分子数为 D. 一定条件下，1mol与足量氢气反应，产生的分子数为 5. 在一定温度下的定容密闭容器中，当下列物理量不再变化时，不能表明反应： A（s）＋2B（g） C（g）＋D（g）已达到化学平衡状态的是 A. C的物质的量浓度 B. 混合气体的密度 C. 容器内压强 D. 混合气体的平均分子量 6. 下列离子方程式正确的是 A. 将通入溶液中： B. 水中通入NO2气体：H2O + 3NO2 = 2HNO3 + NO C. 铅酸蓄电池放电时的负极电极反应： D. 过量铁与稀硝酸反应： 7. 下列说法正确的是 A. 与互为同分异构体 B. 光照下，等物质的量甲烷与氯气反应的产物是和HCl C. 与为同一种物质 D. 甲烷能使酸性高锰酸钾溶液褪色 8. 一定条件下，将3molX和1molY混合于2L恒容的密闭容器中，发生反应：。2min末该反应达到平衡，生成W的物质的量随时间的变化情况如图所示。下列判断正确的是 A. 当混合气体的密度不再改变时，该反应达到平衡状态 B. 2min后，升温会使正反应速率增大，逆反应速率减小 C. 从1min到2min过程中，气体的压强没有变化 D. 反应过程中X和Y的转化率之比为3∶1 9. 有关下列四个常用电化学装置的叙述中，正确的是 图1碱性锌锰电池 图2普通锌锰电池 图3铅酸蓄电池 图4银锌纽扣电池 A. 图1所示电池中，MnO2的作用是作氧化剂 B. 图2所示电池中，电子从锌筒出发沿导线经电解质溶液流向石墨电极 C. 图3所示装置工作过程中，负极的质量逐渐减少 D. 图4所示电池中，Zn是还原剂，在电池工作过程中被还原 10. 下列有关物质的工业制备方法示意图正确的是 A. 制高纯度硅：Si（粗）Si（纯） B. 制硫酸： C. 制硝酸： D. 冶炼铝： 11. 下列实验操作、现象及解释或结论都正确且有因果关系的是 实验操作 实验现象 解释或结论 A 工业上用SiO2与焦炭在高温条件制备粗硅 生成气体CO，得到黑色固体粗硅 非金属性：C>Si B 将通入溴水中 溴水褪色 具有漂白性 C 向两支试管中分别加入4mL0.01mol·L−1和4mL0.1mol·L−1的KMnO4溶液，再分别通入足量SO2，记录溶液褪色所需的时间 0.1mol·L−1KMnO4溶液褪色所需时间更短 其他条件相同时，增大反应物浓度，化学反应速率加快 D 往烧杯中加入约20g研细的Ba(OH)2·8H2O晶体和10gNH4Cl晶体，并将烧杯放在滴有水的玻璃片上，用玻璃棒迅速搅拌 有刺激性气味气体生成，烧杯底部结冰与玻璃片粘在一起 吸热反应不一定要加热才能进行 A. A B. B C. C D. D 12. 一种NO-空气燃料电池的工作原理如图所示(质子交换膜只允许通过)，该电池工作时，下列说法正确的是 A. 装置中左侧多孔石墨棒为该电池的正极 B. 通过质子交换膜向左侧多孔石墨棒移动 C. 放电过程中，若产生1mol ，消耗的氧气的物质的量为1mol D. 放电过程中负极的电极反应式为 13. 多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的。我国学者发现T℃时(各物质均为气态)，甲醇()与水在铜基催化剂上的反应机理和能量图如图： 下列说法正确的是 A. 反应Ⅱ为：，该反应为吸热反应 B. 和的总能量小于和的总能量 C. 在T℃下的某恒容容器中发生上述反应，若加入氦气使体系的压强增大，则该反应的化学反应速率加快 D. 在反应中生成又消耗，可认为是催化剂 14. MgO与SiO2/CuO是重要的化工材料，利用石棉尾矿（主要含有SiO2、MgO、Fe2O3、FeO、Al2O3等）可同时制备以上两种物质，其流程如图，下列叙述错误的是 A. 滤渣l的主要成分为SiO2 B. 滤渣2中可能含有Fe(OH)2、Fe(OH)3、Al(OH)3 C. 可向滤液2中加入BaCl2溶液检验杂质离子是否除尽 D. 焙烧发生的反应方程式为：MgCO3MgO+CO2↑ 15. 一定条件下，向容积为1.00L的密闭容器中通入一定量的N2O4和NO2的混合气体，发生反应：N2O4(g)2NO2(g) (正反应吸热)，体系中各物质浓度随时间变化如图所示。下列有关说法正确的是 已知：NO2为红棕色气体，N2O4为无色气体 A. 64s时，反应达到化学平衡状态 B. 前100秒内，用NO2浓度的变化表示的化学反应速率是0.004mol/(L·s) C. 当容器内气体的颜色不再发生变化时，该反应达到化学平衡状态 D. 若该容器与外界无热传递，则反应达到平衡前容器内气体的温度逐升高 第二部分（非选择题 共55分） 二、填空题：本大题共四小题，共55分。 16. 烷烃是重要的化工原料和能源物资。 （1）下列各图均能表示甲烷的分子结构，其中最能反映其真实存在情况的是_______(填字母)。 A. B. C. D. （2）某课外活动小组利用如图所示装置探究甲烷和氯气的反应： ①实验中可观察到的现象有_______(填字母)。 A．试管内液面上升，最终充满试管 B．试管内气体颜色逐渐变深 C．试管内壁出现油状液滴 D．试管内有少量白雾生成 ②用饱和食盐水而不用水的原因是_______。 ③请写出生成一氯甲烷的化学反应方程式：_______。 （3）某链状烷烃的相对分子质量为72，该烷烃的分子式为_______。 （4）有机物C2H6O、C2H5Cl、CH3CH=CH2、C4H10中，与甲烷互为同系物的是_______。 17. 依据下图中氮元素及其化合物的转化关系，回答问题： （1）上图中，X的化学式为_______，从化合价上看，X具有_______性(“氧化”、“还原”)。 （2）回答下列关于NH3的问题： ①实验室常用NH4Cl与Ca(OH)2制取氨气，该反应的化学方程式为__________。 ②下列试剂不能用于干燥NH3的是_______(填字母)。 A．浓硫酸 B．碱石灰 C．NaOH固体 D．无水氯化钙 ③若要收集一瓶氨气，请将上述装置补充完整，在下图虚框内画出连接图_______。 ④氨气是重要的化工原料，写出其催化氧化的化学方程式__________。 ⑤用下图装置做氨气喷泉实验时，如果没有胶头滴管，请写出引发喷泉的简单操作是____________。 （3）回答下列关于NO、NO2的问题： ①汽车排气管上装有催化转化器可减少尾气对环境的污染，汽车尾气中的有害气体CO和NO反应可转化为无害气体排放，写出相关反应的化学方程式：____________。 ②工业生产中利用氨水吸收SO2和NO2，原理如下图所示： NO2被吸收过程的离子方程式是____________。 18. (一)海洋资源的利用具有非常广阔的前景。 Ⅰ．海水提溴 （1）工业上常用“吹出法”提溴，请写出用吸收的化学反应方程式____________。 （2）含的海水经“空气吹出、吸收、通入氯气”后再蒸馏的目的是___________。 Ⅱ．从海带中提取碘的实验过程如下图所示： （3）步骤①中灼烧海带时，应将海带放入___________(填仪器名称)中灼烧。 （4）请写出步骤④反应的离子方程式__________。 Ⅲ．海水淡化 （5）实验室模拟蒸馏法淡化海水时，应向蒸馏烧瓶中加入沸石，目的是_____________。 (二）作为推行“低碳经济”的重要科技进步，太阳能光伏发电成为重要的新型能源。太阳能光伏发电最关键的材料是高纯硅，三氯甲硅烷(SiHCl3)还原法是当前制备高纯硅(Si)的主要方法，生产流程示意如图： （6）整个制备过程必须达到无水无氧，在H2还原SiHCl3过程中若混入O2，除了生成SiO2外，还可能引起的后果是_________。 （7）为达到绿色化学和资源综合利用的目的，在生产中物质A需循环使用，A的化学式是__________。 19. 2023年杭州亚运会主火炬使用了零碳甲醇燃料，其制备共消耗了16万吨CO2。该甲醇的制备反应及副反应如下： ⅰ．（放热反应） ⅱ．（吸热反应） （1）键能是指断裂1mol化学键生成气态原子吸收的热量，几种化学键的键能如表所示。 化学键 H-O C=O(CO2) H-H 键能/ 462.8 803.0 436.0 x 若CO2与足量H2发生反应转化为1molCO和水蒸气时吸收热量为42kJ，则______。 （2）在某温度下，向体积为1L的恒容密闭容器中充入3molH2和1molCO2，发生反应ⅰ，其中CO2(g)、CH3OH(g）和H2O(g）的物质的量（n）随时间的变化如下图所示： ①从反应开始至反应平衡时，用H2O(g）表示的化学反应速率v(H2O)＝______。 ②下列措施一定可以提高甲醇生成速率的是______。 A．降低反应温度 B．缩小容器的容积 C．将产生的水蒸气及时移走 D．使用合适的催化剂 ③下列选项能作为判断该反应达到平衡状态的依据的是______。 A．容器中CO2的体积分数不变 B．容器中总压强不变 C．密闭容器中混合气体的密度不变 D．密闭容器中混合气体的平均相对分子质量不变 E．单位时间内，断裂3molH-H键，同时生成2molH-O键 （3）以甲醇为燃料的新型电池，其成本大大低于以氢气为燃料的传统燃料电池。下图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池工作原理示意图。 A极为电池______极，B极的电极反应式为____________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024级高一下学期期中考试 化学试卷 试卷满分：100分 考试时间：75分钟 可能用到的相对原子质量：H-1 N-14 O-16 Na-23 Cl-35.5 Cu-64 第一部分（选择题 共45分） 一、选择题：本大题共15小题，每小题3分，共45分；在每小题给出的四个选项中，只有一个是符合题目要求的。 1. 从科技前沿到人类的日常生活，化学无处不在。下列说法正确的是 A. 神舟十七号的砷化镓（GaAs）太阳能电池，供电时的能量转化形式为化学能转化为电能 B. “丹砂（HgS）烧之成水银，积变又还成丹砂”中涉及的反应为可逆反应 C. 火箭使用的碳纳米管属于新型无机非金属材料 D. 燃煤脱硫不仅能减少酸雨，也有利于实现减小温室效应 【答案】C 【解析】 【详解】A．砷化镓(GaAs)太阳能电池的能量转化形式为光能→电能，而非化学能转化为电能，A错误； B．丹砂(HgS)分解为水银(Hg)和硫(S)需高温，而重新生成HgS需常温，反应条件不同，不满足可逆反应的定义(同一条件下正逆反应同时进行)，B错误； C．碳纳米管由碳元素组成，属于新型无机非金属材料(如石墨烯、碳纤维同类别)，C正确； D．燃煤脱硫减少的是SO2排放(缓解酸雨)，但温室效应主要由CO2导致，脱硫与减少CO2无关，D错误； 故选C。 2. 美好生活离不开化学。下列人类活动运用的化学原理正确的是 选项 人类活动 化学原理 A 常温下用铝罐盛放浓硫酸 浓硫酸使铝表面形成致密的氧化膜 B 液氨作制冷剂 溶于水吸收大量的热 C 在医疗上作“钡餐” 为弱电解质 D 可用作氮肥 受热易分解 A. A B. B C. C D. D 【答案】A 【解析】 【详解】A．铝在冷的浓硫酸中钝化：即浓硫酸使铝表面形成致密的氧化膜，故常温下用铝罐盛放浓硫酸，A正确； B．液氨作制冷剂的原因在于液氨气化时吸收大量的热，与溶于水时的热效应无关， B错误； C．在医疗上作“钡餐”，原因是：硫酸钡不溶于水、不溶于酸、不易被X射线所透过，与为强电解质无关，C错误； D．可用作氮肥是因为含有铵离子，与受热易分解无关，D错误； 答案选A。 3. 新戊烷的球棍模型为，下列说法不正确的是 A. 新戊烷的分子式为 B. 新戊烷和正戊烷互为同系物 C. 新戊烷的一氯代物只有一种 D. 新戊烷能与溴单质在光照下发生取代反应 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据新戊烷的球棍模型得到新戊烷的分子式为，故A正确； B．新戊烷和正戊烷是分子式 ，结构式不同，两者互为同分异构体，故B错误； C．新戊烷只有一种位置的氢原子，其一氯代物只有一种，故C正确； D．烷烃在光照条件下与卤素单质气体反应，则新戊烷能与溴单质在光照下发生取代反应，故D正确。 综上所述，答案为B。 4. 设为阿伏加德罗常数，下列说法正确的是 A. 标准状况下，22.4LCH4中含有的共价键数目约为 B. 50mL 18mol⋅L−1硫酸与足量Cu共热，转移的电子数为0.9NA C. 1L 0.1mol·L氨水中含有的分子数为 D. 一定条件下，1mol与足量氢气反应，产生的分子数为 【答案】A 【解析】 【详解】A．每个甲烷中有4个C-H键。标况下22.4L甲烷物质的量为1mol，则共价键数目为NA×4=4NA，A正确； B．铜和浓硫酸共热反应：，若50mL 18mol⋅L-1硫酸完全反应，转移电子数为0.9NA，但随着反应进行浓硫酸变稀，反应停止，故转移电子数小于0.9NA，B错误； C．会部分电离，氨水中含氮微粒的总浓度为0.1mol/L，NH3⋅H2O 分子数小于0.1NA，C错误； D．N2和H2为可逆反应，N2不能完全转化，产生NH3分子数为小于2NA，D错误； 故选A。 5. 在一定温度下的定容密闭容器中，当下列物理量不再变化时，不能表明反应： A（s）＋2B（g） C（g）＋D（g）已达到化学平衡状态的是 A. C的物质的量浓度 B. 混合气体的密度 C. 容器内压强 D. 混合气体的平均分子量 【答案】C 【解析】 【详解】A、物质的量浓度不变能说明反应到平衡，不选A； B、混合气体的密度不变能说明反应到平衡，不选B； C、容器内压强不变，不能说明反应到平衡，选C； D、混合物气体的平均分子量不变，说明反应到平衡，不选D。 6. 下列离子方程式正确的是 A. 将通入溶液中： B. 水中通入NO2气体：H2O + 3NO2 = 2HNO3 + NO C. 铅酸蓄电池放电时的负极电极反应： D. 过量铁与稀硝酸反应： 【答案】D 【解析】 【详解】A．NaClO溶液中通入过量SO2气体，ClO-氧化SO2为，反应的离子反应为ClO-+H2O+SO2═2H++Cl-+，A错误； B．水中通入NO2气体：，B错误； C．已知原电池负极发生氧化反应，故铅酸蓄电池放电时的负极反应：Pb-2e-+SO=PbSO4，C错误； D．过量的铁与稀硝酸反应生成NO和Fe(NO3)2，离子方程式为：，D正确； 故选D。 7. 下列说法正确的是 A. 与互为同分异构体 B. 光照下，等物质的量甲烷与氯气反应的产物是和HCl C. 与为同一种物质 D. 甲烷能使酸性高锰酸钾溶液褪色 【答案】C 【解析】 【详解】A．用系统命名法为两者命名，两者都命名为2-甲基丁烷，为同一物质，A项错误； B．甲烷与氯气发生取代反应时，多步反应同时发生，多种氯代物同时生成，产物应该有5种，B项错误； C．根据甲烷分子的正四面体型构型可知，两者为同一物质，C项正确； D．甲烷不与酸性高锰酸钾溶液反应，不能使其褪色，D项错误； 故选C。 8. 一定条件下，将3molX和1molY混合于2L恒容的密闭容器中，发生反应：。2min末该反应达到平衡，生成W的物质的量随时间的变化情况如图所示。下列判断正确的是 A. 当混合气体的密度不再改变时，该反应达到平衡状态 B. 2min后，升温会使正反应速率增大，逆反应速率减小 C. 从1min到2min过程中，气体的压强没有变化 D. 反应过程中X和Y的转化率之比为3∶1 【答案】A 【解析】 【详解】A．Z为固体，反应前后气体的密度是变量，因此当混合气体的密度不再改变时，该反应一定达到平衡状态，故A正确； B．升温正、逆反应速率都增大，故B错误； C．从到过程中，生成固体Z，且化学计量数减小，气体压强会减小，故C错误； D．将和两种气体混合于固定容积为的密闭容器中，A和B是按照化学计量数之比3：1通入的，所以反应过程中X和Y的转化率之比为1∶1，故D错误； 故答案选A。 9. 有关下列四个常用电化学装置的叙述中，正确的是 图1碱性锌锰电池 图2普通锌锰电池 图3铅酸蓄电池 图4银锌纽扣电池 A. 图1所示电池中，MnO2的作用是作氧化剂 B. 图2所示电池中，电子从锌筒出发沿导线经电解质溶液流向石墨电极 C. 图3所示装置工作过程中，负极的质量逐渐减少 D. 图4所示电池中，Zn是还原剂，在电池工作过程中被还原 【答案】A 【解析】 【详解】A．该干电池中，Zn为负极失电子，MnO2为正极得电子作氧化剂，A正确； B．原电池中，电子无法在电解质溶液中流动，B错误； C．该电池中，负极上Pb失电子结合硫酸根离子生成硫酸铅沉淀，负极质量逐渐增大，C错误； D．该原电池中，Zn做负极失电子为还原剂，在电池工作过程中被氧化，D错误； 故答案选A。 10. 下列有关物质的工业制备方法示意图正确的是 A. 制高纯度硅：Si（粗）Si（纯） B. 制硫酸： C. 制硝酸： D. 冶炼铝： 【答案】A 【解析】 【详解】A．二氧化硅和焦炭在高温条件下制取粗硅，粗硅和HCl反应生成SiHCl3和H2, SiHCl3和氢气反应制取纯硅，故A正确； B．工业制硫酸：FeS2和氧气反应生成SO2，二氧化硫和氧气反应生成三氧化硫，三氧化硫和水反应制取硫酸，故B错误； C．工业制硝酸：氨气发生催化氧化生成NO，NO氧化为NO2，NO2和水反应生成硝酸，故C错误； D．氯化铝是共价化合物，熔融状态下不导电，电解熔融氧化铝冶炼金属铝，故D错误； 故选A。 11. 下列实验操作、现象及解释或结论都正确且有因果关系的是 实验操作 实验现象 解释或结论 A 工业上用SiO2与焦炭在高温条件制备粗硅 生成气体CO，得到黑色固体粗硅 非金属性：C>Si B 将通入溴水中 溴水褪色 具有漂白性 C 向两支试管中分别加入4mL0.01mol·L−1和4mL0.1mol·L−1的KMnO4溶液，再分别通入足量SO2，记录溶液褪色所需的时间 0.1mol·L−1KMnO4溶液褪色所需时间更短 其他条件相同时，增大反应物浓度，化学反应速率加快 D 往烧杯中加入约20g研细的Ba(OH)2·8H2O晶体和10gNH4Cl晶体，并将烧杯放在滴有水的玻璃片上，用玻璃棒迅速搅拌 有刺激性气味气体生成，烧杯底部结冰与玻璃片粘在一起 吸热反应不一定要加热才能进行 A. A B. B C. C D. D 【答案】D 【解析】 【详解】A．工业上用SiO2与焦炭高温制备粗硅的反应：，体现的是碳的还原性，而非金属性比较需通过最高价氧化物对应酸性或氢化物稳定性判断。此反应不能直接证明非金属性C＞Si，结论错误，A错误； B．SO2使溴水褪色是因其还原性与Br2发生氧化还原反应，而非漂白性，结论错误，B错误； C．高浓度KMnO4溶液虽然浓度更大，反应速率更快，但量也更多，因此褪色所需的时间可能更长，结论的因果关系不严谨，C错误； D．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl固体反应吸热，导致温度下降(烧杯结冰)，说明吸热反应无需加热即可进行。现象与结论均正确，因果关系成立，D正确； 故选D。 12. 一种NO-空气燃料电池的工作原理如图所示(质子交换膜只允许通过)，该电池工作时，下列说法正确的是 A. 装置中左侧多孔石墨棒为该电池的正极 B. 通过质子交换膜向左侧多孔石墨棒移动 C. 放电过程中，若产生1mol ，消耗的氧气的物质的量为1mol D. 放电过程中负极的电极反应式为 【答案】D 【解析】 【详解】A．-空气燃料电池，左侧通入转变为硝酸发生氧化反应，则左侧电极为原电池的负极，右侧电极为原电池的正极，A错误； B．在原电池中，阳离子向正极移动，所以 通过质子交换膜从左侧向右侧多孔石墨棒移动，B错误； C．放电过程中，产生1mol ，转移电子3mol，1mol氧气参加反应消耗4mol电子，电极上电子数守恒，则存在关系式，若产生1mol ，消耗的氧气的物质的量为0.75mol，C错误； D．根据题目信息，在负极放电，电极反应式为：，D正确； 故选D。 13. 多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的。我国学者发现T℃时(各物质均为气态)，甲醇()与水在铜基催化剂上的反应机理和能量图如图： 下列说法正确的是 A. 反应Ⅱ为：，该反应为吸热反应 B. 和的总能量小于和的总能量 C. 在T℃下的某恒容容器中发生上述反应，若加入氦气使体系的压强增大，则该反应的化学反应速率加快 D. 在反应中生成又消耗，可认为是催化剂 【答案】B 【解析】 【详解】A．由反应机理图可知，反应II为，由能量图可以判断反应II为放热反应，A错误； B．总反应为吸热反应，则和的总能量小于和的总能量，B正确； C．在T℃下，加入He使体系中的压强增大，但是体系的容积不变，参与反应的反应物浓度不变，该反应的化学反应速率不变，C错误； D．CO先生成，后消耗，属于中间产物，不属于催化剂，D错误； 故答案选B。 14. MgO与SiO2/CuO是重要的化工材料，利用石棉尾矿（主要含有SiO2、MgO、Fe2O3、FeO、Al2O3等）可同时制备以上两种物质，其流程如图，下列叙述错误的是 A. 滤渣l的主要成分为SiO2 B. 滤渣2中可能含有Fe(OH)2、Fe(OH)3、Al(OH)3 C. 可向滤液2中加入BaCl2溶液检验杂质离子是否除尽 D. 焙烧发生的反应方程式为：MgCO3MgO+CO2↑ 【答案】C 【解析】 【分析】石棉尾矿溶于稀硫酸过滤后，滤渣1中主要成分为SiO2，滤液1中为Fe2+、Fe3+、Al3+和Mg2+，滤液1中加入氨水调节pH，过滤后，滤渣2中一定含有Fe(OH)3、Al(OH)3，可能含有Fe(OH)2，在pH大于等于9.1时才开始沉淀，故滤液2中含有Mg2+，加入碳酸钠后过滤，得到滤渣3为碳酸镁，据此分析解答。 【详解】A．SiO2为酸性氧化物，不溶于酸，故滤渣l的主要成分为SiO2，A正确； B．滤液1中加入氨水调节pH，过滤后，Fe(OH)2可能被部分氧化为Fe(OH)3，也可能被完全氧化为Fe(OH)3，故滤渣2中可能含有Fe(OH)2、Fe(OH)3、Al(OH)3，B正确； C．向滤液2中加入BaCl2溶液后只能检验硫酸根离子，无法检验Fe2+、Fe3+、Al3+是否除尽，故C错误； D．滤渣3中为碳酸镁沉淀，焙烧发生的反应方程式为：MgCO3MgO+CO2↑，D正确； 故答案选C。 15. 一定条件下，向容积为1.00L的密闭容器中通入一定量的N2O4和NO2的混合气体，发生反应：N2O4(g)2NO2(g) (正反应吸热)，体系中各物质浓度随时间变化如图所示。下列有关说法正确的是 已知：NO2为红棕色气体，N2O4为无色气体 A. 64s时，反应达到化学平衡状态 B. 前100秒内，用NO2浓度的变化表示的化学反应速率是0.004mol/(L·s) C. 当容器内气体的颜色不再发生变化时，该反应达到化学平衡状态 D. 若该容器与外界无热传递，则反应达到平衡前容器内气体的温度逐升高 【答案】C 【解析】 【详解】A．当物质的浓度保持不变时反应达到平衡，64s时，浓度在发生变化，所以64s时，反应没有达到化学平状态，A错误； B．前100秒内，用NO2浓度的变化表示的化学反应速率是，B错误； C．当容器内气体的颜色不再发生变化时说明二氧化氮的浓度保持不变，该反应达到化学平衡状态，C正确； D．若该容器与外界无热传递，反应向正反应进行，正反应吸热，所以达到平衡前容器内气体的温度逐降低，D错误； 故选C。 第二部分（非选择题 共55分） 二、填空题：本大题共四小题，共55分。 16. 烷烃是重要的化工原料和能源物资。 （1）下列各图均能表示甲烷的分子结构，其中最能反映其真实存在情况的是_______(填字母)。 A. B. C. D. （2）某课外活动小组利用如图所示装置探究甲烷和氯气的反应： ①实验中可观察到的现象有_______(填字母)。 A．试管内液面上升，最终充满试管 B．试管内气体颜色逐渐变深 C．试管内壁出现油状液滴 D．试管内有少量白雾生成 ②用饱和食盐水而不用水的原因是_______。 ③请写出生成一氯甲烷的化学反应方程式：_______。 （3）某链状烷烃的相对分子质量为72，该烷烃的分子式为_______。 （4）有机物C2H6O、C2H5Cl、CH3CH=CH2、C4H10中，与甲烷互为同系物的是_______。 【答案】（1）D （2） ①. CD ②. 降低在水中的溶解度 ③. （3） （4）C4H10 【解析】 【小问1详解】 A． 只能表示出甲烷的立体结构，没有表现各原子的大小，A不选； B． 只表现了甲烷的C与H之间通过共价键作用，不能表示甲烷的立体构型， B不选； C． 表示甲烷的立体结构及各原子的大小，但化学键并不是真实存在的，C不选； D． 表示甲烷的立体结构及各原子的大小，表现了甲烷真实存在状态，D选； 故答案为：D。 【小问2详解】 (2)①A．反应生成HCl极易溶于水，气体减少，气压减小，液面上升，但生成的有机产物中一氯甲烷是气态的，另反应不能完全进行到底，故液面不会充满试管，故A错误； B．甲烷与黄绿色的氯气发生取代反应生成氯化氢，氯气消耗，所以试管内颜色变浅，故B错误； C．反应中生成的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷均为油状液体，密度大于水，试管内壁出现油状液滴，故C正确； D．生成的HCl极易溶于水，产生少量白雾，故D正确； 故答案为：CD。 ②Cl2溶于水，易与水发生反应，饱和食盐水中Cl-浓度增大，使氯化钠的溶解平衡逆向移动，降低Cl2在水中的溶解度，抑制Cl2和水的反应。 ③生成一氯甲烷的化学反应方程式为：。 【小问3详解】 链状烷烃的通式为CnH2n+2，则12n+2n+2=72，解得n=5，该烷烃的分子式为。 【小问4详解】 甲烷是饱和烷烃，分子通式为CnH2n+2，结构相似、分子相差n个“CH2”的有机物才叫同系物，则C4H10和甲烷是同系物。 17. 依据下图中氮元素及其化合物的转化关系，回答问题： （1）上图中，X的化学式为_______，从化合价上看，X具有_______性(“氧化”、“还原”)。 （2）回答下列关于NH3的问题： ①实验室常用NH4Cl与Ca(OH)2制取氨气，该反应的化学方程式为__________。 ②下列试剂不能用于干燥NH3的是_______(填字母)。 A．浓硫酸 B．碱石灰 C．NaOH固体 D．无水氯化钙 ③若要收集一瓶氨气，请将上述装置补充完整，在下图虚框内画出连接图_______。 ④氨气是重要的化工原料，写出其催化氧化的化学方程式__________。 ⑤用下图装置做氨气喷泉实验时，如果没有胶头滴管，请写出引发喷泉的简单操作是____________。 （3）回答下列关于NO、NO2的问题： ①汽车排气管上装有催化转化器可减少尾气对环境的污染，汽车尾气中的有害气体CO和NO反应可转化为无害气体排放，写出相关反应的化学方程式：____________。 ②工业生产中利用氨水吸收SO2和NO2，原理如下图所示： NO2被吸收过程的离子方程式是____________。 【答案】（1） ①. N2O5 ②. 氧化性 （2） ①. Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2 + 2NH3↑+2H2O ②. AD ③. ④. 4NH3 + 5O24NO+6H2O ⑤. 打开止水夹，用热毛巾捂热圆底烧瓶，至玻璃导管有气泡冒出，移走热毛巾 （3） ①. 2NO + 2CON2+2CO2 ②. 2NO2 +4SO=N2 + 4SO 【解析】 【分析】结合氮元素的化合价和对应的含氮化合物判断；根据氨气的实验室制备原理和性质分析；利用氨水吸收SO2和NO2，二氧化氮中+4价的氮具有氧化性，氧化+4的硫生成氮气、硫酸铵，据此结合原子守恒、得失电子守恒进行解答； 【小问1详解】 图中氮元素及其化合物的转化关系可知，X为+5价对应的氮的氧化物是N2O5，N2O5中氮元素+5价为氮元素的最高价，只具有氧化性； 【小问2详解】 ①铵盐和强碱加热生成氨气，实验室常用NH4Cl与Ca(OH)2制取氨气，生成氯化钙、氨气和水，反应的化学方程式为Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2 + 2NH3↑+2H2O； ②A．浓硫酸和氨气反应生成硫酸铵，则不能干燥氨气，故A错误； B．碱石灰是氢氧化钠和氧化钙固体，可以干燥氨气，故B正确； C．NaOH固体吸收水分不与氨气反应，可以干燥氨气，故C正确； D．无水氯化钙和氨气反应生成配合物（），则不能干燥氨气，故D错误； 故答案为AD； ③氨气极易溶于水，比空气轻，收集方法只能用向下排空气法收集，导气管位置短进长出，装置图为； ④氨气有还原性，催化氧化生成NO和水，反应的化学方程式为4NH3 + 5O24NO+6H2O； ⑤打开止水夹，用热毛巾捂热(加热)圆底烧瓶，使瓶内压强增大，气体膨胀至玻璃导管有气泡冒出，移走热毛巾（停止加热），因氨气极易溶于水而导致烧瓶内压强迅速减小而形成喷泉。 【小问3详解】 ①CO和NO反应可转化为CO2和N2，则发生反应的化学方程式为2NO+2CON2+2CO2； ②NO2被吸收过程中，反应物是亚硫酸铵、二氧化氮，生成物是硫酸铵和氮气，则离子方程式是：2NO2+4=N2+4。 18. (一)海洋资源的利用具有非常广阔的前景。 Ⅰ．海水提溴 （1）工业上常用“吹出法”提溴，请写出用吸收的化学反应方程式____________。 （2）含的海水经“空气吹出、吸收、通入氯气”后再蒸馏的目的是___________。 Ⅱ．从海带中提取碘的实验过程如下图所示： （3）步骤①中灼烧海带时，应将海带放入___________(填仪器名称)中灼烧。 （4）请写出步骤④反应的离子方程式__________。 Ⅲ．海水淡化 （5）实验室模拟蒸馏法淡化海水时，应向蒸馏烧瓶中加入沸石，目的是_____________。 (二）作为推行“低碳经济”的重要科技进步，太阳能光伏发电成为重要的新型能源。太阳能光伏发电最关键的材料是高纯硅，三氯甲硅烷(SiHCl3)还原法是当前制备高纯硅(Si)的主要方法，生产流程示意如图： （6）整个制备过程必须达到无水无氧，在H2还原SiHCl3过程中若混入O2，除了生成SiO2外，还可能引起的后果是_________。 （7）为达到绿色化学和资源综合利用的目的，在生产中物质A需循环使用，A的化学式是__________。 【答案】（1） （2）富集溴 （3）坩埚 （4） （5）防止暴沸 （6）氧气与氢气混合，可能引起爆炸；氧气可能会氧化SiHCl3 （7）HCl 【解析】 【分析】Ⅱ．海带中含有KI，将海带灼烧，得到海带灰，然后加蒸馏水溶解过滤，除去难溶性固体残渣，向所得滤液中加入H2SO4、H2O2，发生反应：2I-+2H++H2O2=I2+2H2O，产生I2单质，然后加入苯进行萃取分液后得到碘的苯溶液，再蒸馏得到单质碘； Ⅲ．由题给流程可知，石英砂高温条件下与焦炭反应制得粗硅，粗硅300℃条件下与氯化氢反应生成三氯化硅粗品，三氯化硅粗品经精馏制得三氯化硅纯品，三氯化硅纯品1084℃条件下与氢气反应生成高纯硅和氯化氢，反应生成的氯化氢可以循环使用提高原料的利用率，据此分析； 【小问1详解】 Br2是易气化的液体物质，用热空气吹出反应产生的单质溴后用SO2的水溶液吸收，反应产生H2SO4、HBr，该反应的化学方程式为：Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4； 【小问2详解】 海水中溴元素含量较低，含Br2的海水经“空气吹出、SO2吸收时，发生反应：Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4，使Br-浓度增大，达到富集溴的目的，当溶液中Br-达到一定浓度后，再通入氯气”后发生氧化还原反应产生Br2，发生反应：2HBr+Cl2=2HCl+Br2，再蒸馏就得到液体溴，故此操作的目的是富集溴； 【小问3详解】 海带灼烧时应该在坩埚中进行； 【小问4详解】 步骤④中，在酸性条件下，H+、I-、H2O2发生氧化还原反应产生I2，反应的离子方程式为：； 【小问5详解】 蒸馏烧瓶中加入沸石，目的是防止暴沸； 【小问6详解】 因为氧气与硅反应生成二氧化硅，与反应物氢气混合遇热可能引起爆炸，也可能会氧化生成物三氯化硅，所以整个制备过程必须在无氧条件下进行； 【小问7详解】 由分析可知，三氯化硅纯品1084℃条件下与氢气反应生的氯化氢可以循环使用提高原料的利用率。 19. 2023年杭州亚运会主火炬使用了零碳甲醇燃料，其制备共消耗了16万吨CO2。该甲醇的制备反应及副反应如下： ⅰ．（放热反应） ⅱ．（吸热反应） （1）键能是指断裂1mol化学键生成气态原子吸收的热量，几种化学键的键能如表所示。 化学键 H-O C=O(CO2) H-H 键能/ 462.8 803.0 436.0 x 若CO2与足量H2发生反应转化为1molCO和水蒸气时吸收热量为42kJ，则______。 （2）在某温度下，向体积为1L的恒容密闭容器中充入3molH2和1molCO2，发生反应ⅰ，其中CO2(g)、CH3OH(g）和H2O(g）的物质的量（n）随时间的变化如下图所示： ①从反应开始至反应平衡时，用H2O(g）表示的化学反应速率v(H2O)＝______。 ②下列措施一定可以提高甲醇生成速率的是______。 A．降低反应温度 B．缩小容器的容积 C．将产生的水蒸气及时移走 D．使用合适的催化剂 ③下列选项能作为判断该反应达到平衡状态的依据的是______。 A．容器中CO2的体积分数不变 B．容器中总压强不变 C．密闭容器中混合气体的密度不变 D．密闭容器中混合气体的平均相对分子质量不变 E．单位时间内，断裂3molH-H键，同时生成2molH-O键 （3）以甲醇为燃料的新型电池，其成本大大低于以氢气为燃料的传统燃料电池。下图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池工作原理示意图。 A极为电池______极，B极的电极反应式为____________。 【答案】（1）1074.4 （2） ①. 0.075mol/(L·min) ②. BD ③. ABD （3） ①. 正 ②. 【解析】 【分析】甲醇为燃料的新型电池中，通入燃料甲醇的一极为负极，通入氧气的一极为正极，甲醇为还原剂、在负极失去电子发生氧化反应，正极上氧气为氧化剂、得到电子发生还原反应，电子从负极流出，沿着导线流向正极，内电路中阴离子移向负极、阳离子移向正极； 【小问1详解】 若CO2与足量H2发生反应转化为1molCO和水蒸气时吸收热量为42kJ，则反应物总键能减去生成物总键能，故+42kJ/mol=(803kJ/mol×2+436kJ/mol)–[xkJ/mol+462.8kJ/mol×2]，则 1074.4。 【小问2详解】 ①从反应开始至反应平衡时，用H2O(g)表示的化学反应速率v(H2O)=。 ②A．降低反应温度，反应速率降低，A不选； B．缩小容器的容积，各气体浓度均同等倍数增加，即加压，反应速率增大，B选； C．将产生的水蒸气及时移走，生成物浓度减小，瞬间逆反应速率降低、之后正反应速率降低，C不选； D．使用合适的催化剂，反应速率增加，D选； 选BD。 ③A．容器中CO2的体积分数不变，说明正逆反应速率相同，反应达到平衡状态，A正确； B．反应前后气体物质的量、混合气体总压强改变，混合气体总压强保持不变，能说明反应达到平衡状态，B正确； C．反应前后气体质量、容器体积均不变，密闭容器中混合气体的密度始终不变，密度不变不能说明反应达到平衡状态，C错误； D．反应前后气体质量不变，物质的量改变，混合气体平均摩尔质量随反应改变，密闭容器中混合气体的平均相对分子质量不变能说明反应达到平衡状态，D正确； E．单位时间内，断裂3molH-H键，同时生成2molH-O键，均指正反应速率，不能说明反应达到平衡状态，E错误； 故选ABD； 【小问3详解】 据分析，A极为电池正极，B极上甲醇失去电子被氧化，在氧离子参与下反应生成二氧化碳和水，电极反应式为。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $