精品解析：山东省临沂市兰陵县2024-2025学年高一下学期期中考试化学试卷

2024级普通高中学科素养水平监测试卷 化学试题 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。 如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 Si-28 S-32 Cl-35.5 Fe-56 Ce-140 一、选择题：本题共10小题，每小题2分，共20分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 下列诗词中，不涉及化学变化的是 A. 绿蚁新醅酒，红泥小火炉 B. 千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲 C. 雷蟠电掣云滔滔，夜半载雨输亭皋 D. 美人首饰侯王印，尽是沙中浪底来 2. 下列试剂在实验室中保存方法错误的是 A. 浓硝酸保存在棕色细口瓶中 B. 白磷浸没在含有水的试剂瓶中 C. 氢氟酸保存在带塑料塞的玻璃瓶中 D. 硅酸钠保存在带橡胶塞的试剂瓶中 3. 明代《武备志》记载提纯硫磺的油煎法：“将硫磺碎为细粒，每斤硫磺配植物油三斤，煮沸后投入松枝。待松枝焦黑，捞去残渣，倾硫入沸油，黄烟泛起时迅速倒入冷水，撇去上层浊液，釜底凝块即净硫。”以下分析错误的是 A. “硫磺碎为细粒”可加快硫与油的接触速率 B. “松枝焦黑"说明油温已达到硫的熔点 C. “撇去浊液”属于过滤操作 D. 该法利用硫与杂质溶解度的差异实现提纯 4. 下列离子方程式与所给事实相符的是 A. 稀硝酸与少量的铁屑反应：3Fe+8H++2=3Fe2++2NO↑+4H2O B. 工业上用足量氨水吸收SO2：NH3∙H2O +SO2=+ C. 碘化亚铁溶液与等物质的量的氯气：2Fe2++2I-+2Cl2=2Fe3++I2+4Cl- D. 铜与浓硝酸：Cu+4H++2=Cu2++2NO2↑+2H2O 5. 下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是 A. 0.1mol/LFeCl3溶液：H+、K+、、I- B. 与铝反应放出氢气的溶液：Fe2+、Na+、、 C. 有氨水存在的溶液：Al3+、Cu2+、Cl-、 D. 含有大量OH-的溶液：Ba2+、Na+、Cl-、[Al(OH)4]- 6. 图示实验中，操作规范的是 A．排空气法收集CO2 B．溶液的转移 C．制备NH3 D．检验样品中是否含有 A. A B. B C. C D. D 7. 氮化镁(Mg3N2)是一种应用广泛的无机化合物，可与水、二氧化碳发生反应，其与水反应的化学方程式为Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑，下列说法正确的是 A. Mg3N2与水的反应是氧化还原反应 B. 氨气的结构式： C. CO2的电子式为 D. Mg3N2中存在共价键、离子键 8. 硫、氮元素是重要的非金属元素，其价—类二维图如下图所示。 下列说法错误的是 A. 将过量a气体分别通入Ca(ClO)2溶液、CaCl2溶液中，均无现象 B. 反应③的离子方程式为3NO2+H2O=2H++2+NO C. 上图中，属于氮的固定的是①② D. 工业上由b制备c所用的吸收试剂为浓硫酸 9. 按图所示装置进行实验。将稀硫酸全部加入I中的试管内，关闭活塞，有浑浊现象。下列说法错误的是 A. Ⅰ中试管内的反应为：+2H+=S↓+SO2↑+H2O B. Ⅲ中溶液变浑浊 C. Ⅳ中溶液pH变大 D. Ⅱ和Ⅴ中反应的原理不同 10. 实验小组用如下流程探究含氮化合物的转化。NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A. “反应1”中，消耗0.15molNH4Cl，在25C、101kPa下得到3.36LNH3 B. “反应2”中，产生0.1molNO，转移电子数为0.1NA C. “反应4”中，0.1molNO2完全转化成HNO3，至少需要0.075mol的O2 D. 产生0.5molHNO3，理论消耗Ca(OH)2的物质的量为0.25mol 二、选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 11. 实验室制备和收集相应气体可使用下图装置的是 A. Fe与浓硝酸反应制备NO2 B. KMnO4与浓盐酸反应制备Cl2 C. Zn与稀硫酸反应制备H2 D. Na2SO3与浓硫酸反应制备SO2 12. 反应A(g)+B(g) →C(g)+D(g)的速率方程为v=k·cm(A)·cn(B)。其中k为速率常数。已知其半衰期(当剩余反应物恰好是起始的一半时所需的时间)为6.4/k。改变反应物浓度时，反应的瞬时速率如表所示，下列说法不正确的是 c(A)/(mol/L) 0.25 0.50 1.00 0.50 1.00 c1 c(B)/(mol/L) 0.050 0.050 0.100 0.100 0.200 c2 v/(10-3mol·L-1·min-1) 1.6 3.2 6.4 v1 v2 4.8 A. 该反应的速率方程式为v=6.4c(A)·c0(B) B. 上述表格中的c1=0.75、v1=3.2 C. B物质足量，当剩余12.5%的A时，所需的时间是250min D. 温度升高，k值增大 13. 根据实验目的设计方案并进行实验，观察到相关现象，其中方案设计或结论不正确的是 实验目的 方案设计 现象 结论 A 探究Cu和浓HNO3反应后溶液呈绿色的原因 将NO2通入下列溶液至饱和：①浓HNO3 ②Cu(NO3)2、HNO3的混合溶液 ①无色变黄色 ②蓝色变绿色 Cu和浓HNO3反应后溶液呈绿色的主要原因是溶有NO2 B 探究稀硝酸的性质 向BaCl2溶液中先通入适量SO2，再加入稀HNO3 开始无现象，后变浑浊 稀HNO3有氧化性 C 探究气体的成分 通入品红溶液 溶液褪色 该物质是SO2 D 探究浓硫酸的性质 将浓硫酸加入含有少量水的蔗糖中 “黑面包”多孔且膨大 浓硫酸具有脱水性和强氧化性 A. A B. B C. C D. D 14. 固体氧化物燃料电池(SOFC)以固体氧化物作为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2-)在其间通过，工作原理如图。下列说法错误的是 A. 若C2H4作燃料气，接触面上发生的反应为：C2H4+6O2－-12e-=2CO2+2H2O B. 固体氧化物的作用是让电子在电池内部通过 C. 若H2作燃料气，接触面上发生的反应为：H2+O2--2e-=H2O D. 电极b为电池正极，电极反应式为：O2+4e-=2O2- 15. 利用空气催化氧化法除掉电石渣浆(含CaO)上清液中的S2-，制取CaSO4·2H2O的过程如下： 下列说法正确的是 A. CaSO4·2H2O俗名熟石膏 B. 上述过程中有三种元素的化合价发生变化 C. 过程Ⅰ中，反应的离子方程式为Mn(OH)2++O2=+2H2O D. 将20L上清液中的S2-( S2-浓度为480mg/L)转化为，理论上共需要0.6molO2 三、非选择题：本题共5小题，共60分。 16. 利用CO2合成甲醇(CH3OH)是实现“碳中和”的途径之一在500℃下合成甲醇的反应原理为：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)；在1L的密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，压强为P0kp，测得CH3OH(g)的浓度随时间变化如下表所示。 时间/min 0 4 8 12 16 20 浓度/mol/L 0 0.5 0.7 0.72 0.75 0.75 （1）0~4min，H2的平均反应速率v(H2)=_________；4min时，CO2的转化率为_________。 （2）平衡时CH3OH的体积分数为_________，此时压强为_________kPa(用含有P0的式子表示)： （3）4min时v正(CO2) _________ (填“>”“ <” 或“=”)平衡时v逆(CO2)。 （4）下列能说明该反应已达到平衡状态的是_________。 A．混合气体的平均相对分子质量不再变化 B．CO2、H2、CH3OH和H2O浓度之比为1：3：1：1 C．恒温恒压下，气体的体积不再变化 D．恒温恒容下，气体的密度不再变化 E．1molC=O键断裂的同时形成3molH-H键 17. 组成芯片的核心物质是高纯度硅。如图是以石英砂为原料同时制备硅和金属锂的工艺流程。(石英砂主要含SiO2碳酸锂和少量的Fe2O3、Al2O3) 已知：LiCl的熔点是605°C、沸点是1350C；NH4Cl在100℃开始显著挥发，337.8℃分解完全。 （1）反应①发生的化学方程式为_________。 （2）试剂X为_________(填化学式)。 （3）滤渣的主要成分是_________。 （4）操作b的名称为_________。 （5）元素的非金属性：Cl>H>Si，SiHCl3遇水能发生剧烈反应生成两种酸，写出该反应的化学方程式：_________。 （6）测定溶有少量HCl的SiHCl3的纯度： a g样品经水解、干燥等预处理过程得硅酸水合物后，进行如下实验操作：①灼烧，②冷却，③称量等操作，测得所得固体氧化物质量为bg，从下列仪器中选出①、②中需使用的仪器，依次为_________(填标号)。样品中SiHCl3的纯度为_________ (用含a、b的代数式表示)。 18. (NH4)2Ce(NO3)6(硝酸铈铵)为橙红色结晶性粉末，易溶于水和乙醇，几乎不溶于浓硝酸，可用作分析试剂。某小组在实验室模拟制备硝酸铈铵并测定其纯度。 （1）由NH4HCO3溶液与CeCl3反应制备Ce2(CO3)3，装置如图1所示： ①A装置发生的化学反应方程式为_________。 ②干燥管中盛放的试剂为_________。 a．无水CaCl2 b．碱石灰 c．浓硫酸 d．P2O5 ③实验时“a”、“b”、“c”三个旋塞的打开顺序为_________。 （2）由Ce2(CO3)3制备(NH4)2Ce(NO3)6流程如图2所示： ①“氧化沉淀”时，加热的温度不宜过高，原因是_________。“氧化沉淀”发生反应的离子方程式为_________。 ②为减少产品损失，“洗涤”选用的试剂最好为_________。 （3）测定产品的纯度： 准确称取ag硝酸铈铵产品，加水溶解，配成溶液。用cmol/L硫酸亚铁铵(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液与之反应(该过程中Ce4+被Fe2+还原为Ce3+，无其它反应)，消耗标准溶液VmL。若(NH4)2Ce(NO3)6的摩尔质量为Mg/mol，则产品中(NH4)2Ce(NO3)6的质量分数为__________。 19. 为探究SO2的化学性质，某化学兴趣小组进行以下实验。 已知：①水溶液显棕色，→CuCl↓(白色)+2Cl- ②CuS2为黑色固体，难溶于水和盐酸 Ⅰ．利用SO2制备CuCl，装置如图所示(夹持及加热仪器已省略)。 （1）盛装浓硫酸的仪器名称为__________。 （2）装置B中发生反应的化学方程式为__________。 （3）装置C的作用是__________。 Ⅱ．利用SO2的性质设计如下原电池装置。 （4）电池工作一段时间后，取乙中溶液稀释有白色沉淀生成，该电池的负极反应为_________；盐桥中Cl-移向_________(填“Pt”或“石墨”)。 Ⅲ．为探究SO2与铜的反应条件，进行相关实验，操作和现象如图所示： （5）通过上述实验，SO2与铜反应的条件是_________。 （6）写出实验③中第一步反应的离子方程式_________。 20. 原电池原理的发现是储能和供能技术的巨大进步，是化学对人类的一项重大贡献。 Ⅰ． （1）下列化学反应可以设计成原电池的是_____(填字母)。 a．CH3COOH+NaOH=CH3COONa+H2O b．Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+ c．4Fe+3O2+2H2O=2Fe2O3·H2O d．C+CO22CO Ⅱ．①CH3OH—O2②N2H4—O2③(CH3)2NNH2—O2均可设计成清洁燃料电池。 已知：1.电池的“理论比能量”指单位质量的燃料理论上能释放出的最大电能。 2.②和③中氮元素的化合价相同。 （2）以KOH溶液为离子导体，分别组成以上清洁燃料电池，燃料电池的理论比能量最大的是_____(填“①”“②”或“③”)。 （3）甲醇燃料电池的总反应为2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O，其工作原理如图所示。 ①X物质为_________(填“甲醇”或“氧气”)；正极的电极反应式为_________。 ②当生成1molCO2时，外电路中转移4.5mol电子，则电池的能量转化率为_________。 （4）肼(H2N-NH2)是一种高能燃料，在一定条件下，相关的共价键的键能见下表。 共价键 N≡N N-N O=O O-H N-H 键能/(KJ·mol-1) 942 154 498 463 391 在此条件下，N2H4和O2反应生成1molN2的能量变化为__________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024级普通高中学科素养水平监测试卷 化学试题 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。 如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 Si-28 S-32 Cl-35.5 Fe-56 Ce-140 一、选择题：本题共10小题，每小题2分，共20分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 下列诗词中，不涉及化学变化的是 A. 绿蚁新醅酒，红泥小火炉 B. 千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲 C. 雷蟠电掣云滔滔，夜半载雨输亭皋 D. 美人首饰侯王印，尽是沙中浪底来 【答案】D 【解析】 【详解】A．酿酒涉及发酵生成新物质，属于化学变化，A不符合题意； B．“烈火焚烧”指石灰石高温分解生成生石灰，属于化学变化，B不符合题意； C．雷电可能引发氧气转化为臭氧或氮氧化物，属于化学变化，C不符合题意； D．淘金是物理分离过程，无新物质生成，属于物理变化，D符合题意； 故选D。 2. 下列试剂在实验室中保存方法错误的是 A. 浓硝酸保存在棕色细口瓶中 B. 白磷浸没在含有水的试剂瓶中 C. 氢氟酸保存在带塑料塞的玻璃瓶中 D. 硅酸钠保存在带橡胶塞的试剂瓶中 【答案】C 【解析】 【详解】A．浓硝酸见光易分解，需避光保存，棕色瓶可有效防止分解，且液体用细口瓶合理，A正确； B．白磷在空气中易自燃，需浸没在水中隔绝氧气，保存方法正确，B正确； C．氢氟酸会腐蚀玻璃（与SiO2反应），即使使用塑料塞，玻璃瓶仍会被腐蚀，应保存在塑料瓶中，C错误； D．硅酸钠溶液呈碱性，会与玻璃中的SiO2反应，需用橡胶塞避免黏结，D正确； 故选C。 3. 明代《武备志》记载提纯硫磺的油煎法：“将硫磺碎为细粒，每斤硫磺配植物油三斤，煮沸后投入松枝。待松枝焦黑，捞去残渣，倾硫入沸油，黄烟泛起时迅速倒入冷水，撇去上层浊液，釜底凝块即净硫。”以下分析错误的是 A. “硫磺碎为细粒”可加快硫与油的接触速率 B. “松枝焦黑"说明油温已达到硫的熔点 C. “撇去浊液”属于过滤操作 D. 该法利用硫与杂质溶解度的差异实现提纯 【答案】B 【解析】 【详解】A．将硫磺破碎成细粒可增大接触面积，加快反应或溶解速率，A正确； B．松枝焦黑是由于高温碳化，而油的沸点远高于硫的熔点（约115℃），此时油温已远超硫的熔点，但松枝焦黑与硫的熔点无直接关联，B错误； C．“撇去浊液”是通过倾倒分离液体和固体，属于过滤操作的一种形式，C正确； D．硫在高温油中溶解度较高，冷却后析出，而杂质可能残留于油中，利用溶解度差异实现提纯，D正确； 故选B。 4. 下列离子方程式与所给事实相符的是 A. 稀硝酸与少量的铁屑反应：3Fe+8H++2=3Fe2++2NO↑+4H2O B. 工业上用足量氨水吸收SO2：NH3∙H2O +SO2=+ C. 碘化亚铁溶液与等物质的量的氯气：2Fe2++2I-+2Cl2=2Fe3++I2+4Cl- D. 铜与浓硝酸：Cu+4H++2=Cu2++2NO2↑+2H2O 【答案】D 【解析】 【详解】A．稀硝酸与少量铁反应时，硝酸过量会将Fe氧化为而非，，A错误； B．足量氨水吸收SO2应生成，，B错误； C．碘化亚铁溶液与等物质的量的氯气反应时，由于溶液中I⁻的还原性强于，氯气会优先氧化I⁻，而亚铁离子不参与反应。反应的离子方程式为：‌，C错误； D．铜与浓硝酸反应生成NO2，离子方程式符合实际反应及电荷、原子守恒，D正确； 故选D。 5. 下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是 A. 0.1mol/LFeCl3溶液：H+、K+、、I- B. 与铝反应放出氢气的溶液：Fe2+、Na+、、 C. 有氨水存在的溶液：Al3+、Cu2+、Cl-、 D. 含有大量OH-的溶液：Ba2+、Na+、Cl-、[Al(OH)4]- 【答案】D 【解析】 【详解】A．Fe3+与I-在酸性条件下发生氧化还原反应，不能大量共存，A错误； B．与Al反应放H2的溶液可能为强酸或强碱，Fe2+在酸性下与NO反应，在碱性下生成沉淀，B错误； C．氨水存在时，Al3+和Cu2+会与NH3·H2O反应生成沉淀，无法大量共存，C错误； D．强碱性溶液中，Ba2+、Na+、Cl-、[Al(OH)4]-均不反应，可以共存，D正确； 故选D。 6. 图示实验中，操作规范的是 A．排空气法收集CO2 B．溶液的转移 C．制备NH3 D．检验样品中是否含有 A. A B. B C. C D. D 【答案】A 【解析】 【详解】A．二氧化碳的密度比空气密度大，可选图中向上排空气法收集，A正确； B．转移液体需要玻璃棒引流，图中缺少玻璃棒，B错误； C．氨气密度比空气小，应采用向下排空气法，导气管伸入收集试管底部，且管口不能密封，塞一团棉花，C错误； D．检验样品中是否含有，加入氢氧化钠浓溶液加热，应用湿润的红色石蕊试纸，若试纸变蓝，证明含有，D错误； 故选A。 7. 氮化镁(Mg3N2)是一种应用广泛的无机化合物，可与水、二氧化碳发生反应，其与水反应的化学方程式为Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑，下列说法正确的是 A. Mg3N2与水的反应是氧化还原反应 B. 氨气的结构式： C. CO2的电子式为 D. Mg3N2中存在共价键、离子键 【答案】B 【解析】 【详解】A．Mg3N2与水的反应中无元素化合价改变，不是氧化还原反应，A错误； B．NH3分子中含有氮氢键，结构式为，B正确； C．CO2的电子式为，C错误； D．Mg3N2是由和构成的离子化合物，不含共价键，D错误； 故选B。 8. 硫、氮元素是重要的非金属元素，其价—类二维图如下图所示。 下列说法错误的是 A. 将过量a气体分别通入Ca(ClO)2溶液、CaCl2溶液中，均无现象 B. 反应③的离子方程式为3NO2+H2O=2H++2+NO C. 上图中，属于氮的固定的是①② D. 工业上由b制备c所用的吸收试剂为浓硫酸 【答案】A 【解析】 【分析】由图可知，a为二氧化硫、b为三氧化硫、c为硫酸、d为亚硫酸、e为亚硫酸盐或亚硫酸氢盐；X为二氧化氮。 【详解】A．二氧化硫与CaCl2溶液不反应，但与Ca(ClO)2溶液发生氧化还原反应生成硫酸钙沉淀，溶液变浑浊，A错误； B．反应③二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮，离子方程式为3NO2+H2O=2H++2+NO，B正确； C．氮的固定是游离态的氮转化为化合态的氮，上图中，属于氮的固定的是①②，C正确； D．工业上用浓硫酸吸收三氧化硫制备硫酸，避免形成酸雾，D正确； 故选A。 9. 按图所示装置进行实验。将稀硫酸全部加入I中的试管内，关闭活塞，有浑浊现象。下列说法错误的是 A. Ⅰ中试管内的反应为：+2H+=S↓+SO2↑+H2O B. Ⅲ中溶液变浑浊 C. Ⅳ中溶液pH变大 D. Ⅱ和Ⅴ中反应的原理不同 【答案】C 【解析】 【分析】A中发生反应生成二氧化硫、单质硫沉淀和水，二氧化硫通入品红溶液中，溶液褪色，通入硫化钠溶液中生成单质硫沉淀，通入过氧化氢溶液中生成硫酸，最后通入氢氧化钠溶液中，处理尾气，防止污染空气。 【详解】A．根据分析，Ⅰ中试管内的反应为：+2H+=S↓+SO2↑+H2O，A正确； B．Ⅲ中生成单质硫沉淀，溶液变浑浊，B正确； C．Ⅳ中生成硫酸，溶液pH变小，C错误； D．Ⅱ中品红溶液褪色体现二氧化硫的漂白性，Ⅴ中溶液颜色变浅体现二氧化硫酸性氧化物的性质，D正确； 故选C。 10. 实验小组用如下流程探究含氮化合物的转化。NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A. “反应1”中，消耗0.15molNH4Cl，在25C、101kPa下得到3.36LNH3 B. “反应2”中，产生0.1molNO，转移电子数为0.1NA C. “反应4”中，0.1molNO2完全转化成HNO3，至少需要0.075mol的O2 D. 产生0.5molHNO3，理论消耗Ca(OH)2的物质的量为0.25mol 【答案】D 【解析】 【分析】反应1为实验室制备氨气的反应，方程式为：2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O，反应2方程式为：4NH3+5O24NO+6H2O，反应3为一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮，方程式为：2NO+O2=2NO2，反应4为二氧化氮，氧气和水反应生成硝酸，4NO2+2H2O+O2=4HNO3，以此解题。 【详解】A．25C、101kPa下不是标况，不能计算氨气体积，A错误； B．反应2方程式为：4NH3+5O24NO+6H2O，氮元素化合价由-3价升高到+2价，产生0.1molNO，转移电子数为0.5NA，B错误； C．根据4NO2+2H2O+O2=4HNO3，0.1molNO2完全转化成HNO3，至少需要0.025mol的O2，C错误； D．根据关系式Ca(OH)2～2NH3～2NO～2NO2～2HNO3，产生0.5molHNO3，理论消耗Ca(OH)2的物质的量为0.25mol ，D正确； 故选D。 二、选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 11. 实验室制备和收集相应气体可使用下图装置的是 A. Fe与浓硝酸反应制备NO2 B. KMnO4与浓盐酸反应制备Cl2 C. Zn与稀硫酸反应制备H2 D. Na2SO3与浓硫酸反应制备SO2 【答案】BD 【解析】 【详解】A．Fe与浓硝酸发生钝化，不能制备NO2，A错误； B．KMnO4与浓盐酸常温下反应生成氯气，且氯气密度大于空气，能用向上排空气法收集，氯气有毒要进行尾气处理，B正确； C．Zn与稀硫酸反应制备H2，氢气密度小于空气，收集装置中应该短进长出，C错误； D．Na2SO3与浓硫酸常温下反应生成二氧化硫，二氧化硫密度大于空气，能采取向上排空气法收集，由于SO2有毒，要进行尾气处理，D正确； 故选BD。 12. 反应A(g)+B(g) →C(g)+D(g)的速率方程为v=k·cm(A)·cn(B)。其中k为速率常数。已知其半衰期(当剩余反应物恰好是起始的一半时所需的时间)为6.4/k。改变反应物浓度时，反应的瞬时速率如表所示，下列说法不正确的是 c(A)/(mol/L) 0.25 0.50 1.00 0.50 1.00 c1 c(B)/(mol/L) 0.050 0.050 0.100 0.100 0.200 c2 v/(10-3mol·L-1·min-1) 1.6 3.2 6.4 v1 v2 4.8 A. 该反应的速率方程式为v=6.4c(A)·c0(B) B. 上述表格中的c1=0.75、v1=3.2 C. B物质足量，当剩余12.5%的A时，所需的时间是250min D. 温度升高，k值增大 【答案】AC 【解析】 【分析】某反应A(g)+B(g)→C(g)+D(g)的速率方程为，其中k是反应速率常数，受温度、催化剂的影响，浓度变化，k不变。由第一组数据1.6×10-3=k (0.25)m(0.050)m，第二组数据3.2×10-3=k (0.5)m(0.050)m，两式相比得到m=1，由第二组数据3.2×10-3=k (0.5)(0.050)n和第三组数据6.4×10-3=k (1.00)(0.1)n，可知n=0；将n=0，m=1代入1.6×10-3=k (0.25)1(0.050)0得到k=6.4×10-3 min-1。速率方程式为v=6.4×10-3 c(A) c0(B)，据此分析； 【详解】A．根据分析k=6.4×10-3min-1，A错误； B．由上速率方程式为v=6.4×10-3 c(A) c0(B)，代入第四组数据，v1=6.4×10-3×(0.5)×(0.100)0=3.2×10-3mol⋅L-1min-1，故v1=3.2；第六组数据中v=4.8×10-3mol⋅L-1min-1，代入速率方程解得c1=0.75，B正确； C．根据题给信息，其半衰期为：6.4/k，存在过量的B时，当剩余12.5%的A时可以看作经历3个半衰期，即因此所需的时间为，C错误； D．升温可使k增大，反应瞬时速率加快，D正确； 故选AC。 13. 根据实验目的设计方案并进行实验，观察到相关现象，其中方案设计或结论不正确的是 实验目的 方案设计 现象 结论 A 探究Cu和浓HNO3反应后溶液呈绿色的原因 将NO2通入下列溶液至饱和：①浓HNO3 ②Cu(NO3)2、HNO3的混合溶液 ①无色变黄色 ②蓝色变绿色 Cu和浓HNO3反应后溶液呈绿色的主要原因是溶有NO2 B 探究稀硝酸的性质 向BaCl2溶液中先通入适量SO2，再加入稀HNO3 开始无现象，后变浑浊 稀HNO3有氧化性 C 探究气体的成分 通入品红溶液 溶液褪色 该物质是SO2 D 探究浓硫酸的性质 将浓硫酸加入含有少量水的蔗糖中 “黑面包”多孔且膨大 浓硫酸具有脱水性和强氧化性 A. A B. B C. C D. D 【答案】C 【解析】 【详解】A．将NO2通入浓HNO3和混合溶液，观察到颜色变化，说明Cu与浓HNO3反应后溶液呈绿色的主要原因是溶有NO2。实验通过对比验证了NO2的影响，A正确； B．向BaCl2溶液中先通入SO2，再加入稀HNO3，沉淀生成说明稀HNO3将SO2氧化为硫酸根，与Ba2+形成沉淀，验证了稀HNO3的氧化性，B正确； C．气体使品红褪色可能是SO2，但Cl2、O3等气体也有类似现象，仅凭褪色无法唯一确定气体为SO2，结论不严谨，C错误； D．浓硫酸使蔗糖脱水碳化并产生气体，导致“黑面包”现象，验证了浓硫酸的脱水性和强氧化性，D正确； 故选C。 14. 固体氧化物燃料电池(SOFC)以固体氧化物作为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2-)在其间通过，工作原理如图。下列说法错误的是 A. 若C2H4作燃料气，接触面上发生的反应为：C2H4+6O2－-12e-=2CO2+2H2O B. 固体氧化物的作用是让电子在电池内部通过 C. 若H2作燃料气，接触面上发生的反应为：H2+O2--2e-=H2O D. 电极b为电池正极，电极反应式为：O2+4e-=2O2- 【答案】B 【解析】 【分析】通入燃料气一侧为负极，发生氧化反应，通入空气或氧气一侧为正极，发生还原反应，固体电解质在高温下允许氧离子(O2-)在其间通过，电极b为电池正极，电极反应式为：O2+4e-=2O2-； 【详解】A．若C2H4作燃料气，发生氧化反应，电极反应式为C2H4+6O2－-12e-=2CO2+2H2O，A正确； B．电解质里离子流动，固体电解质在高温下允许氧离子(O2-)在其间通过，电子不能通过，B错误； C．若H2作燃料气，发生氧化反应，电极反应式为H2+O2--2e-=H2O，C正确； D．根据分析，电极b为电池正极，电极反应式为：O2+4e-=2O2-，D正确； 故选B。 15. 利用空气催化氧化法除掉电石渣浆(含CaO)上清液中的S2-，制取CaSO4·2H2O的过程如下： 下列说法正确的是 A. CaSO4·2H2O俗名熟石膏 B. 上述过程中有三种元素的化合价发生变化 C. 过程Ⅰ中，反应的离子方程式为Mn(OH)2++O2=+2H2O D. 将20L上清液中的S2-( S2-浓度为480mg/L)转化为，理论上共需要0.6molO2 【答案】BD 【解析】 【分析】CaO与溶液反应生成；与水在碱性条件下被氧化为；将氧化为；继续被氧化为；最终转化为CaSO4·2H2O晶体，据此分析可得： 【详解】A．CaSO4·2H2O俗名生石膏，而非熟石膏，故A错误； B．在整个过程中Mn元素从中的+2价变为中的+4价；O元素从中的-0价变为-2价；S元素从中-2价变为中的+2价，再变为中的+6价，有Mn、O、S三种元素化合价发生变化，故B正确； C．过程I中根据原子守恒和电荷守恒，反应的离子方程式为，故C错误； D．20L上清夜中的质量为，的物质的量为。根据电荷守恒，转化为，1mol失去8mol电子，0.3mol共失去2.4mol电子，1mol得到4mol电子，所以理论上需要的物质的量为，故D正确； 答案选BD。 三、非选择题：本题共5小题，共60分。 16. 利用CO2合成甲醇(CH3OH)是实现“碳中和”的途径之一在500℃下合成甲醇的反应原理为：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)；在1L的密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，压强为P0kp，测得CH3OH(g)的浓度随时间变化如下表所示。 时间/min 0 4 8 12 16 20 浓度/mol/L 0 0.5 0.7 0.72 0.75 0.75 （1）0~4min，H2的平均反应速率v(H2)=_________；4min时，CO2的转化率为_________。 （2）平衡时CH3OH的体积分数为_________，此时压强为_________kPa(用含有P0的式子表示)： （3）4min时v正(CO2) _________ (填“>”“ <” 或“=”)平衡时v逆(CO2)。 （4）下列能说明该反应已达到平衡状态的是_________。 A．混合气体的平均相对分子质量不再变化 B．CO2、H2、CH3OH和H2O浓度之比为1：3：1：1 C．恒温恒压下，气体的体积不再变化 D．恒温恒容下，气体的密度不再变化 E．1molC=O键断裂的同时形成3molH-H键 【答案】（1） ①. 0.375mol·L-1·min-1 ②. 50% （2） ①. 30% ②. 0.625P0 （3）> （4）AC 【解析】 【小问1详解】 0~4min，甲醇的浓度增加0.5mol/L，则氢气的浓度减小1.5mol/L，H2的平均反应速率v(H2)= 0.375mol·L-1·min-1；4min时，CO2的浓度减小0.5mol/L，CO2的转化率为。 【小问2详解】 平衡时，甲醇的浓度为0.75mol/L， 平衡时CH3OH的体积分数为，此时压强为kPa： 【小问3详解】 4min后甲醇的浓度继续增加，4min时反应正向进行，4min时v正(CO2)>平衡时v正(CO2) ，平衡时v正(CO2)=v逆(CO2)，所以4min时v正(CO2) >平衡时v逆(CO2)。 【小问4详解】 A．正反应气体物质的量减少，气体总质量不变，混合气体的平均相对分子质量是变量，混合气体的平均相对分子质量不再变化，反应一定达到平衡状态，故选A； B．CO2、H2、CH3OH和H2O浓度之比为1：3：1：1，不能判断浓度是否还发生改变，反应不一定达到平衡状态，故不选B； C．正反应气体物质的量减少，恒温恒压下，气体体积是变量，气体的体积不再变化，反应一定达到平衡状态，故选C； D．反应前后气体总质量不变，恒温恒容下，气体密度是恒量，气体的密度不再变化，反应不一定达到平衡状态，故不选D； E．1molC=O键断裂的同时形成3molH-H键，即消耗0.5molCO2的同时生成3molH2，正逆反应速率不相等，反应没有达到平衡状态，故不选E； 选AC。 17. 组成芯片的核心物质是高纯度硅。如图是以石英砂为原料同时制备硅和金属锂的工艺流程。(石英砂主要含SiO2碳酸锂和少量的Fe2O3、Al2O3) 已知：LiCl的熔点是605°C、沸点是1350C；NH4Cl在100℃开始显著挥发，337.8℃分解完全。 （1）反应①发生的化学方程式为_________。 （2）试剂X为_________(填化学式)。 （3）滤渣的主要成分是_________。 （4）操作b的名称为_________。 （5）元素的非金属性：Cl>H>Si，SiHCl3遇水能发生剧烈反应生成两种酸，写出该反应的化学方程式：_________。 （6）测定溶有少量HCl的SiHCl3的纯度： a g样品经水解、干燥等预处理过程得硅酸水合物后，进行如下实验操作：①灼烧，②冷却，③称量等操作，测得所得固体氧化物质量为bg，从下列仪器中选出①、②中需使用的仪器，依次为_________(填标号)。样品中SiHCl3的纯度为_________ (用含a、b的代数式表示)。 【答案】（1）SiO2+2CSi+2CO↑ （2）NH3·H2O （3）Fe(OH)3、Al(OH)3 （4）加热 （5）SiHCl3+3H2O=H2SiO3+3HCl+H2↑ （6） ①. AC ②. ×100% 【解析】 【分析】石英砂加入盐酸酸浸过滤得到二氧化硅和滤液，二氧化硅和碳高温反应生成粗硅，粗硅和HCl高温反应生成SiHCl3和氢气，SiHCl3和H2高温反应得到纯硅，滤液加入试剂氨水过滤得到氢氧化铁、氢氧化铝沉淀和滤液LiCl溶液、NH4Cl溶液，蒸发结晶得到LiCl和NH4Cl固体，加热固体，氯化铵分解生成氨气和氯化氢气体，重新反应得到固体氯化铵，得到固体LiCl，电解熔融固体得到锂，据此做答。 【小问1详解】 反应①是碳和二氧化硅反应生成硅和一氧化碳，反应的化学方程式：； 【小问2详解】 根据流程图可知，加入试剂X后过滤(操作a)可得到、溶液和、沉淀，则试剂X的作用是调节沉淀、，且不能引入杂质，故X应为氨水，化学式：； 【小问3详解】 由分析可知，滤渣的主要成分是、； 【小问4详解】 根据“的熔点是、沸点是；在开始显著挥发，分解完全”及分解产生的和遇冷可重新生成知，分离和的固体混合物应用加热法，故操作b的名称是加热； 【小问5详解】 中H为价，可与发生氧化还原反应：； 【小问6详解】 高温灼烧硅酸水合物，需要在坩埚中加热灼烧，冷却时需要在干燥器中冷却，因此需使用的仪器，依次为A、C，根据题意得到关系式，则测得样品纯度为；故答案为：。 18. (NH4)2Ce(NO3)6(硝酸铈铵)为橙红色结晶性粉末，易溶于水和乙醇，几乎不溶于浓硝酸，可用作分析试剂。某小组在实验室模拟制备硝酸铈铵并测定其纯度。 （1）由NH4HCO3溶液与CeCl3反应制备Ce2(CO3)3，装置如图1所示： ①A装置发生的化学反应方程式为_________。 ②干燥管中盛放的试剂为_________。 a．无水CaCl2 b．碱石灰 c．浓硫酸 d．P2O5 ③实验时“a”、“b”、“c”三个旋塞的打开顺序为_________。 （2）由Ce2(CO3)3制备(NH4)2Ce(NO3)6流程如图2所示： ①“氧化沉淀”时，加热的温度不宜过高，原因是_________。“氧化沉淀”发生反应的离子方程式为_________。 ②为减少产品损失，“洗涤”选用的试剂最好为_________。 （3）测定产品的纯度： 准确称取ag硝酸铈铵产品，加水溶解，配成溶液。用cmol/L硫酸亚铁铵(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液与之反应(该过程中Ce4+被Fe2+还原为Ce3+，无其它反应)，消耗标准溶液VmL。若(NH4)2Ce(NO3)6的摩尔质量为Mg/mol，则产品中(NH4)2Ce(NO3)6的质量分数为__________。 【答案】（1） ①. NH3·H2O+CaO=NH3↑+Ca(OH)2、NH3·H2ONH3↑+H2O、H2O+CaO=Ca(OH)2 ②. ad ③. a→c→b （2） ①. 双氧水、氨水均易受热分解 ②. 2Ce3++H2O2+6NH3·H2O=2Ce(OH)4+6 ③. 浓硝酸 （3）% 【解析】 【分析】装置A中浓氨水滴入到氧化钙，反应逸出氨气，氨气极易溶于水，先通氨气再通二氧化碳生成NH4HCO3，NH4HCO3与CeCl3反应制备Ce2(CO3)3； 制备硝酸铈铵的工艺流程中，碳酸铈溶于硝酸变为Ce3+，在过氧化氢氧化和氨水作用下转化为Ce(OH)4，加入硝酸浆化，然后加入硝酸铵反应，通过过滤、洗涤、烘干转化为目标产品； 【小问1详解】 ①A装置氧化钙和氨水溶液中水生成氢氧化钙并放出大量热，使得一水合氨分解放出氨气和水，一水合氨也会和氧化钙生成氨气和氢氧化钙，发生的化学反应方程式为NH3·H2O+CaO=NH3↑+Ca(OH)2、NH3·H2ONH3↑+H2O、H2O+CaO=Ca(OH)2 ②干燥管中盛放的试剂为固体试剂，需要吸收尾气中氨气，防止污染，无水氯化钙、P2O5能和氨气反应，浓硫酸为液体，碱石灰和氨气不反应，故选ad； ③氨气溶解度大，所以先通氨气，再通二氧化碳，最后当装置中空气排尽后滴加CeCl3，所以顺序为a→c→b； 【小问2详解】 ①“氧化沉淀”时，加热的温度不宜过高，原因是双氧水、氨水分解温度都很低，均易受热分解；“氧化沉淀”发生反应为过氧化氢氧化Ce3+生成的Ce4+和一水合氨生成Ce(OH)4沉淀和铵根离子：2Ce3++H2O2+6NH3·H2O=2Ce(OH)4+6； ②硝酸铈铵易溶于水和乙醇，难溶于浓硝酸，洗涤产品的试剂是浓硝酸； 【小问3详解】 该过程中Ce4+被Fe2+还原为Ce3+，结合电子守恒，存在，则产品中(NH4)2Ce(NO3)6的质量分数为。 19. 为探究SO2的化学性质，某化学兴趣小组进行以下实验。 已知：①水溶液显棕色，→CuCl↓(白色)+2Cl- ②CuS2为黑色固体，难溶于水和盐酸 Ⅰ．利用SO2制备CuCl，装置如图所示(夹持及加热仪器已省略)。 （1）盛装浓硫酸的仪器名称为__________。 （2）装置B中发生反应的化学方程式为__________。 （3）装置C的作用是__________。 Ⅱ．利用SO2的性质设计如下原电池装置。 （4）电池工作一段时间后，取乙中溶液稀释有白色沉淀生成，该电池的负极反应为_________；盐桥中Cl-移向_________(填“Pt”或“石墨”)。 Ⅲ．为探究SO2与铜的反应条件，进行相关实验，操作和现象如图所示： （5）通过上述实验，SO2与铜反应的条件是_________。 （6）写出实验③中第一步反应的离子方程式_________。 【答案】（1）恒压滴液漏斗 （2）2CuCl2+4NaOH+SO2=2CuCl↓+Na2SO4+2NaCl+2H2O （3）吸收SO2，防倒吸 （4） ①. SO2-2e-+2H2O=+4H+ ②. Pt （5）有Cl-参与 （6） 【解析】 【分析】Ⅰ．滴加浓硫酸与铜加热反应生成二氧化硫、硫酸铜和水，二氧化硫既有还原性，又有氧化性，在三颈烧瓶内与氯化铜溶液反应进行实验探究，多余的二氧化硫用氢氧化钠溶液吸收； Ⅲ．对比两组实验可知，Cu与SO2在酸性条件下，有Cl−参与时才能发生反应。由题中实验现象结合提供的信息可知：Cu、SO2和稀盐酸反应生成和Cu2S，铜升到+1价，硫降低到-2价，则离子方程式为，足量(提供酸性环境)在NaCl中和铜也可以反应，6Cu+SO2+2H2O+12Cl-=Cu2S↓+4+4OH-，据此分析； 【小问1详解】 盛装浓硫酸的仪器名称为恒压滴液漏斗； 【小问2详解】 三颈烧瓶中二氧化硫、氢氧化钠、氯化铜反应生成氯化亚铜，三颈烧瓶中反应的化学方程式为2CuCl2+4NaOH+SO2=2CuCl↓+Na2SO4+2NaCl+2H2O； 【小问3详解】 SO2会污染空气，含SO2的尾气应用氢氧化钠溶液吸收，倒置漏斗防倒吸； 【小问4详解】 由图可知，Pt电极SO2被氧化为，失电子，故Pt为负极，电极反应：SO2-2e-+2H2O=+4H+，石墨电极为正极，原电池工作时，盐桥中的阴离子会向负极移动，即向Pt移动； 【小问5详解】 根据分析可知，两组对比实验，与铜反应的条件是：酸性条件下，有Cl−参与； 【小问6详解】 根据分析可知，黑色固体为CuS2，足量(提供酸性环境)在NaCl中和铜反应的离子方程式为。  20. 原电池原理的发现是储能和供能技术的巨大进步，是化学对人类的一项重大贡献。 Ⅰ． （1）下列化学反应可以设计成原电池的是_____(填字母)。 a．CH3COOH+NaOH=CH3COONa+H2O b．Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+ c．4Fe+3O2+2H2O=2Fe2O3·H2O d．C+CO22CO Ⅱ．①CH3OH—O2②N2H4—O2③(CH3)2NNH2—O2均可设计成清洁燃料电池。 已知：1.电池的“理论比能量”指单位质量的燃料理论上能释放出的最大电能。 2.②和③中氮元素的化合价相同。 （2）以KOH溶液为离子导体，分别组成以上清洁燃料电池，燃料电池的理论比能量最大的是_____(填“①”“②”或“③”)。 （3）甲醇燃料电池的总反应为2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O，其工作原理如图所示。 ①X物质为_________(填“甲醇”或“氧气”)；正极的电极反应式为_________。 ②当生成1molCO2时，外电路中转移4.5mol电子，则电池的能量转化率为_________。 （4）肼(H2N-NH2)是一种高能燃料，在一定条件下，相关的共价键的键能见下表。 共价键 N≡N N-N O=O O-H N-H 键能/(KJ·mol-1) 942 154 498 463 391 在此条件下，N2H4和O2反应生成1molN2的能量变化为__________。 【答案】（1）bc （2）③ （3） ①. 甲醇 ②. O2+4e-+4H+=2H2O ③. 75% （4）放出578kJ 【解析】 【分析】甲醇燃料电池的总反应为2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O，根据的移动方向可知，通入Y的一极为正极，Y为氧气，通入X的一极为负极，X为甲醇，据此回答。 【小问1详解】 自发的氧化还原反应可以设计为原电池，a为复分解反应，d为非自发的氧化还原反应，故选bc； 【小问2详解】 ②和③中氮元素的化合价相同，N2H4中氮元素化合价为-2价，N2H4摩尔质量为32g/mol，消耗为1molN2H4转移4mol电子；(CH3)2NNH2中氮元素化合价为-2价,碳元素化合价为-2价，产物CO2中碳元素化合价为+4价、N2中氮元素化合价为0价，(CH3)2NNH2摩尔质量为60g/mol，消耗1mol(CH3)2NNH2转移16mol电子；CH3OH摩尔质量为32g/mol，消耗1molCH3OH转移6mol电子，假设3种燃料均为1g，则转移的电子依次为、、，所以以KOH溶液为离子导体，分别组成以上清洁燃料电池，燃料电池的理论比能量最大的是③； 【小问3详解】 ①根据分析可知，X物质为甲醇，正极电极反应式为：O2+4e-+4H+=2H2O； ②根据总反应式2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O可知，当生成1molCO2时，理论上转移6mol电子，所以当外电路中转移4.5mol电子，电池的能量转化率为； 【小问4详解】 N2H4和O2反应生成N2的化学方程式为：，反应热，所以在此条件下，N2H4和O2反应生成1molN2的能量变化为放出578kJ能量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $