精品解析：辽宁省沈阳市东北育才学校科学高中部2023-2024学年高一下学期期中考试化学试卷

东北育才学校科学高中部 2023-2024下学期高一年级期中考试化学学科试卷 总分：100分时间：75分钟 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 B-11 N-14 O-16 F-19 Na-23 Mg-24 S-32 Cl-35.5 K-39 Ti-48 Cu-64 Zn-65 Ag-108 Ba-137 一、选择题（本题包括15小题。每小题3分，每小题只有一个选项符合题意） 1. 下列说法不正确的是 A. 35Cl和37Cl互为同位素 B. S2、S4、S6、S8是硫元素的4种同素异形体 C. 通式相同，分子间相差n(n≥1)个CH2原子团的物质互为同系物 D. CH3CH2OH和CH3OCH3互为同分异构体 【答案】C 【解析】 【详解】A．和质子数均为17，中子数分别为18、20，是氯元素的不同核素，互为同位素，A正确； B．、、、均是硫元素组成的不同单质，属于硫元素的同素异形体，B正确； C．同系物需要同时满足结构相似、通式相同、分子组成相差n个原子团三个条件，仅通式相同、相差n个的物质不一定互为同系物，如烯烃和环烷烃，C错误； D．和分子式均为，二者结构不同，互为同分异构体，D正确； 故选C。 2. 下列物质的沸点按由高到低的顺序排列正确的是 ①CH3(CH2)3CH3 ②CH3(CH2)4CH3 ③(CH3)2CHCH2CH3 ④C(CH3)4 A. ②④①③ B. ②①③④ C. ④①③② D. ③②①④ 【答案】B 【解析】 【详解】一般情况下，有机物分子中含C越多，该有机物的熔沸点越高，含C相同，则支链数越少，熔沸点越高，按照该规则可知这些物质熔沸点从高到低的排列顺序为②①③④。答案为B。 3. 下列离子方程式书写正确的是 A. 铁粉溶于过量稀硝酸： B. 将SO2通入BaCl2溶液中： C. 氯气与水反应： D. 氯化铁溶液中通入SO2： 【答案】D 【解析】 【详解】A．稀硝酸具有强氧化性，铁粉与过量稀硝酸反应生成Fe(NO3)3、NO和H2O，离子方程式为Fe++4H+=Fe3++NO↑+2H2O，A项错误； B．SO2与BaCl2溶液不反应，B项错误； C．HClO属于弱酸，在离子方程式中以化学式保留，氯气与水反应的离子方程式为Cl2+H2OH++Cl-+HClO，C项错误； D．SO2将Fe3+还原成Fe2+、自身被氧化成，离子方程式为SO2+2Fe3++2H2O=2Fe2+++4H+，D项正确； 答案选D。 4. 利用下列装置和试剂进行实验，能达到实验目的的是 A.合成氨并检验氨的生成 B.验证NH3易溶于水且溶液呈碱性 C.制取收集氨 D.中和反应反应热的测定 A. A B. B C. C D. D 【答案】B 【解析】 【详解】A．氨气是碱性气体，但干燥的pH试纸需要水才能显示pH值，因此无法检验氨的生成，A错误； B．打开止水夹后，极易溶于水使烧瓶内压强迅速减小，形成喷泉；进入烧瓶的水遇酚酞变红，可验证易溶于水且溶液呈碱性，B正确； C．无水会与反应生成，不能干燥氨气，且导管应伸入到试管底部，C错误； D．中和热测定装置需要环形玻璃搅拌棒使酸碱混合均匀，该装置缺少环形玻璃搅拌棒，无法准确测定反应温度，D错误； 故选B。 5. 某化学兴趣小组利用如图装置(夹持装置已省略)探究和的酸性强弱，下列说法正确的是 A. 盛装的仪器为容量瓶 B. 溶液a可选择饱和溶液 C. ③处试管内产生白色沉淀的离子方程式为 D. ④处可用燃着的酒精灯处理尾气 【答案】B 【解析】 【分析】二氧化硫、氯化氢都能与硅酸钠反应生成沉淀，探究和酸性强弱，必须除去二氧化硫中的氯化氢。①制备二氧化硫，②除二氧化硫中的氯化氢，③二氧化硫和硅酸钠反应生成硅酸沉淀，④尾气处理。 【详解】A．盛装的仪器为圆底烧瓶，故A错误； B．溶液a的作用是除二氧化硫中的氯化氢，可选择饱和溶液，故B正确； C．③处试管内二氧化硫和硅酸钠反应生成硅酸沉淀，产生白色沉淀的离子方程式为，故C错误； D．不能在空气中燃烧，④处用氢氧化钠溶液处理尾气，故D错误； 选B 6. 化学与生产、生活密切相关，下列说法不正确的是 A 碳化硅俗称金刚砂，可用作耐高温材料 B. 在医疗上，硫酸钡、碳酸钡均可用作消化系统X射线检查的内服剂 C. 常温下，为方便运输，可用铁制容器来盛装浓硝酸或浓硫酸 D. FeCl2、都可以通过化合反应制得 【答案】B 【解析】 【详解】A．碳化硅俗称金刚砂，该物质属于共价晶体，物质的熔沸点很高，因此可用作耐高温材料，A正确； B．硫酸钡既不溶于水，也不溶于酸因此可用作消化系统X射线检查的内服剂，而碳酸钡不溶于水，但能够溶于盐酸，因此碳酸钡不可用作消化系统X射线检查的内服剂，B错误； C．在室温下Fe遇浓硝酸、浓硫酸时，在金属表面会被氧化产生一层致密的氧化物保护膜，阻止金属的进一步氧化，即发生钝化现象，因此常温下，为方便运输，可用铁制容器来盛装浓硝酸或浓硫酸，C正确； D．氯化亚铁通过氯化铁与铁化合得到、氢氧化铁通过氢氧化亚铁与水、氧气化合得到，D正确； 故合理选项是B。 7. 在一定条件下，、、、的能量关系如图所示，下列说法错误的是 A. 与反应生成属于放热反应 B. 1mol硫粉在足量的中燃烧，能一步生成并放出能量 C. 硫酸工业中用98.3％的浓硫酸吸收 D. 和均属于酸性氧化物 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据图示，2mol和1mol的总能量大于2mol的能量，所以与反应生成属于放热反应，故A正确； B．1mol硫粉在足量的中燃烧，一步反应只能生成SO2，故B错误； C．为防止生成酸雾，硫酸工业中用98.3％的浓硫酸吸收，故C正确； D．和都能与氢氧化钠反应，和均属于酸性氧化物，故D正确； 选B。 8. 下列关于化学物质的用途或性质的叙述正确的说法有 ①氨气极易溶于水，故可用作制冷剂 ②燃煤中添加CaO可以减少SO2和温室气体的排放 ③工业上用氢氟酸溶液腐蚀玻璃生产磨砂玻璃 ④二氧化硅与氢氧化钠溶液、氢氟酸均反应，属于两性氧化物 ⑤足量铁与稀硝酸反应后溶液呈浅绿色，说明稀硝酸不能氧化Fe2+ ⑥浓硫酸有强吸水性，可以干燥SO2 ⑦标准状况下，O2与NO2按1:4充满烧瓶，烧瓶倒置水中充分反应后，烧瓶内溶液的浓度接近 mol/L A. ②⑤ B. ⑤⑥ C. ③⑥ D. ②③⑥⑦ 【答案】C 【解析】 【详解】A．②中CaO与CO2反应生成的CaCO3高温下易分解，无法减少温室气体排放；⑤中溶液呈浅绿色是因为过量Fe将反应生成的Fe3+还原为Fe2+，稀硝酸可氧化Fe2+，②⑤均错误，A不符合题意； B．⑤中溶液呈浅绿色是因为过量Fe将反应生成的Fe3+还原为Fe2+，稀硝酸可氧化Fe2+，⑤说法错误，B不符合题意； C．③中玻璃的主要成分含SiO2，SiO2可与氢氟酸反应，因此工业上能用氢氟酸腐蚀玻璃生产磨砂玻璃；⑥中浓硫酸具有吸水性，且与SO2不发生反应，可干燥SO2，③⑥均正确，C符合题意； D．②无法减少温室气体排放，⑦中根据反应4NO2+O2+2H2O=4HNO3计算，反应后溶液浓度约为1/28 mol/L，不是1/22.4 mol/L，②⑦错误，D不符合题意； 故选C。 9. 一定条件下，与在体积为的密闭容器中发生反应：，下列示意图合理的是 A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】A．X减少0.1mol，消耗0.3molY，生成0.2molZ，若完全反应X、Z的物质的量相同，但反应是可逆反应不能进行彻底，故A不符合； B．反应速率之比等于化学方程式计量数之比，，此时反应达到平衡状态，时不能说明反应达到平衡状态，故B不符合； C．由反应式可知，Y消耗0.15mol，生成Z物质的量为0.1mol，图象中反应的定量关系不符合反应比，故C不符合； D．Y减少0.15mol，Z增加0.1mol，二者反应的物质的量之比为，与方程式的化学计量数比一致，故D符合。 答案选D。 10. 为了保护环境、充分利用铅资源，科学家设计了如下的H2-铅化合物燃料电池实现铅单质的回收。 下列有关说法错误的是 A. 正极区溶液pH升高，负极区溶液pH降低 B. 电子流向：电极b→负载→电极a C. 正极区电极反应式为 D. 为了提高Pb的回收率，离子交换膜为阴离子交换膜 【答案】D 【解析】 【分析】该装置为H2-铅化合物燃料电池，通入燃料氢气的电极b为负极，发生失电子的氧化反应，电极a为正极，NaHPbO2发生得电子的还原反应，生成铅单质。 【详解】A．根据分析，正极反应为，产生氢氧根离子，pH升高，负极消耗氢氧根离子，pH降低，A正确； B．电极b为负极，电极a为正极，电子流向：电极b→负载→电极a，B正确； C．正极反应为，C正确； D．离子交换膜应使用阳离子交换膜，防止含铅阴离子移动至电极b，D错误； 故选D。 11. 下列物质不能由两种单质直接化合生成的是 ①FeS ② ③ ④ ⑤ ⑥CuS ⑦SiC ⑧ A. ②④⑧ B. ③⑥⑦ C. ③④⑤ D. ③⑥⑧ 【答案】D 【解析】 【详解】①Fe单质与S单质加热反应生成FeS，能由单质直接化合生成，①不符合； ②硫单质和氢气反应生成硫化氢，能由单质直接化合生成，②不符合； ③氮气和氧气在放电条件下生成一氧化氮，不能直接生成NO2，③符合； ④镁条在氮气中燃烧生成，④不符合； ⑤氮气和氢气在高温、高压和催化剂存在的条件下反应生成氨气，⑤不符合； ⑥铜与硫共热反应生成硫化亚铜，不能由单质直接化合生成，⑥符合； ⑦碳和硅在高温下反应可以生成碳化硅，⑦不符合； ⑧铁在氯气中燃烧生成FeCl3，不能由单质直接化合生成，⑧符合； 则符合要求的是：③⑥⑧； 故选D。 12. 可逆反应：aA(g)+bB(s)⇌cC(g)+dD(g)，当其它条件不变时，反应过程中某物质在混合物中的百分含量与温度(T)、压强(p)的关系如图所示。下列判断正确的是 A. P1＜P2 ，a+b＞c+d B. P1＜P2，a+b=c+d C. T1＜T2，ΔH＞0 D. T1＞T2，ΔH＜0 【答案】A 【解析】 【详解】A．在其他条件不变时，增大压强，反应速率加快，达到平衡所需时间缩短，先达到平衡状态。根据图2中A%与时间关系可知：压强：P1＜P2；增大压强，A%不变，说明该反应是反应前后气体的物质的量相等的反应，所以a=c+d，则a+b＞c+d，A正确； B．根据选项A分析可知压强：P1＜P2；增大压强，A%不变，说明该反应是反应前后气体的物质的量相等的反应，由于B物质状态是固体，所以方程式系数关系是a=c+d，B错误； C．在其他条件不变时，升高温度，反应速率加快，达到平衡所需时间缩短，先达到平衡状态。根据图1中C%与时间关系图可知：温度T2＞T1；升高温度，化学平衡向吸热的反应方向移动。由于升高温度，C%减小，说明升高温度，平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，则该反应的正反应是放热反应，所以ΔH＜0，C错误； D．根据选项C分析可知温度：T2＞T1，D错误； 故合理选项是A。 13. 工业上常采用接触法制取重要产品——硫酸，以下为接触法制硫酸的反应： ① ② ③ 下列说法正确的是 A. 反应①中，反应物的总能量低于生成物的总能量 B. 反应②中，若使用作催化剂，则释放出的热量更多 C. 对于反应③，工业上一般采用的浓硫酸吸收 D. 反应的焓变 【答案】D 【解析】 【详解】A．从题中所给热化学方程式可知，反应①为放热反应，所以反应物的总能量高于生成物的总能量，故A错误； B．催化剂只能改变化学反应速率，不能改变反应热，所以反应②中，若使用V2O5作催化剂，则释放出的热量不变，故B错误； C．对于反应③，工业上一般采用98.3%的浓硫酸吸收SO3，故C错误； D．根据盖斯定律，由①×+②×2+③×4得，则其焓变，故D正确； 故答案为：D。 14. 微生物脱盐电池既可以处理废水中和铵盐，同时又能实现海水的淡化，原理如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过。下列说法正确的是 A. 电极a为正极，该电极上发生氧化反应 B. X离子交换膜为阳离子交换膜，Y离子交换膜为阴离子交换膜 C. 电极b上，每生成标况下2.24LN2，电路中转移0.6mol电子 D. 电池工作一段时间后，电极a和电极b产生的气体的物质的量之比为1∶2 【答案】C 【解析】 【分析】从图示可知，乙酸在电极a上失电子生成二氧化碳，电极a为负极，海水中的氯离子向电极a侧移动，因此X离子交换膜为阴离子交换膜，亚硝酸根离子在电极b上得电子生成N2，则电极b为正极，海水中的钠离子向电极b侧移动，Y离子交换膜为阳离子交换膜。 【详解】A．根据分析可知，电极a为负极，该电极上发生氧化反应，A错误； B．X离子交换膜阴离子交换膜，Y离子交换膜为阳离子交换膜，B错误； C．电极b上，每生成标况下2.24LN2，即生成0.1mol氮气，1mol转化为0.5molN2转移6mol电子，因此生成0.1mol氮气转移0.6mol电子，C正确； D．1mol乙酸转化为2molCO2转移8mol电子，1mol转化为0.5molN2，转移3mol电子，则电池工作一段时间后，电极a和电极b产生的气体的物质的量之比为3：2，D错误； 故答案选C。 15. 在体积均为1.0 L的恒容密闭容器甲、乙中，起始投料量如下表，在不同温度下发生反应CO2(g)+C(s)2CO(g)。CO的平衡浓度随温度的变化如下图所示。 容器 n(CO2)/mol n(C)/mol n(CO)/mol 甲 0.1 0.3 0.0 乙 0.0 0.0 0.4 下列说法正确的是 A. 曲线I对应的是甲容器 B. a点对应温度下CO的转化率为40% C. a、b两点所处状态的压强大小关系：9pa<14pb D. a、c两点所处状态CO2的体积分数关系：φa≤φc 【答案】C 【解析】 【详解】A．固体物质不影响平衡移动，乙投入0.4 mol一氧化碳相当于投入0.2 mol二氧化碳，所以乙相当于两个甲容器加压，无论平衡如何移动，乙中一氧化碳浓度一定大于甲，故图中曲线Ⅰ对应的是乙容器，选项A错误； B．乙容器a处：平衡时，转化率=，选项B错误； C．甲容器b处： 若a、b两点所处温度相同，压强比等于物质的量之比，pa:pb=(0.12+0.16):(0.02+0.16)=14:9，即9pa=14pb，由于b点温度更高，故a、b两点所处状态的压强大小关系:9pa<14pb，选项C正确； D．a、c两点温度相等，乙容器中起始物质的量为甲容器的2倍投入量，相当于增大压强，平衡逆向进行，CO2的体积分数增大，故所处状态CO2的体积分数关系：φa >φc，选项D错误； 答案选C。 二、填空题（本题包括4小题，共55分） 16. 完成下列小题 （1）氨气可作为脱硝剂，在恒温恒容密闭容器中充入一定量的NO和NH3，在一定条件下发生反应：。 ①能说明该反应已达到平衡状态的标志是_____ a．反应速率 b．容器内压强不再随时间而发生变化 c．容器内N2的物质的量分数不再随时间而发生变化 d．容器内 e．12molN-H键断裂的同时生成5molN≡N键 f．混合气体的总质量不随时间的变化而变化 ②某次实验中测得容器内NO及N2的物质的量随时间变化如图所示，图中b点对应的速率关系是v(正)_____v(逆)(填＞、＜或=)，d点对应的速率关系是v(正)_____v(逆)(填＞、＜或=)。 （2）298K时，若已知生成标准状况下2.24LNH3时放出热量为4.62kJ。 ①写出合成氨反应的热化学方程式_____。 ②已知：H-H键的键能为436kJ∙mol-1，H-N键的键能为391kJ∙mol-1，根据①中热化学方程式计算出N≡N键的键能为_____。 （3）一定条件下，在2L密闭容器内，反应　△H=-180kJ∙mol-1，n(NO2)随时间变化如下表： 时间 0 1 2 3 4 5 0.040 0.020 0.010 0.005 0.005 0.005 ①用N2O4表示0～2s内该反应的平均速率为_____。在第5s时，NO2的转化率为_____。 ②根据上表可以看出，随着反应进行，反应速率逐渐减小，其原因是_____。 【答案】（1） ①. bc ②. ＞ ③. = （2） ①. N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ∆H=-92.4kJ∙mol-1 ②. 945.6 kJ∙mol-1 （3） ①. 0.00375 mol·L-1·s-1 ②. 87.5% ③. NO2的物质的量浓度不断减小 【解析】 【小问1详解】 ①a．没有说明正、逆反应速率，且速率之比也不等于化学计量数之比，不能说明反应达平衡； b．反应前后气体分子数不等，随着反应的进行，压强不断发生改变，当容器内压强不再随时间而发生变化时，反应达平衡状态； c．随着反应的进行，N2的物质的量分数不断发生改变，当容器内N2的物质的量分数不再随时间而发生变化时，反应达平衡状态； d．容器内，可能是反应进行过程中的某个阶段，不一定是平衡状态； e．12molN-H键断裂的同时生成5molN≡N键，反应进行的方向相同，不一定达平衡状态； f．混合气体的总质量始终不变，则混合气的质量不随时间的变化而变化时，反应不一定达平衡状态； 故选bc。 ②图中b点之后，反应仍正向进行，则对应的速率关系是v(正)＞v(逆)，d点时，NO的物质的量保持不变，则反应达平衡状态，对应的速率关系是v(正)=v(逆)。 【小问2详解】 ①298K时，若已知生成标准状况下2.24LNH3时放出热量为4.62kJ，则生成2molNH3，放热92.4kJ，所以合成氨反应的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ∆H=-92.4kJ∙mol-1。 ②已知：H-H键的键能为436kJ∙mol-1，H-N键的键能为391kJ∙mol-1，根据①中热化学方程式计算出N≡N键的键能为6×391kJ∙mol-1-3×436kJ∙mol-1-92.4kJ∙mol-1=945.6 kJ∙mol-1。 【小问3详解】 ①用N2O4表示0～2s内该反应的平均速率为=0.00375 mol·L-1·s-1。在第5s时，NO2的转化率为=87.5%。 ②从表中数据可以看出，随着反应的进行，NO2的物质的量不断减少，则随着反应进行，反应速率逐渐减小，其原因是：NO2的物质的量浓度不断减小。 【点睛】判断平衡状态时，若提供混合体系中的某个量，则此量应为变量。 17. I.某烃A是有机化学工业的基本原料，其产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平，还是一种植物生长调节剂，A可发生如下所示的一系列化学反应：E←AB→C(C2H5Cl)。根据图回答下列问题： （1）由B生成C的反应类型是_____。 （2）E是一种高分子化合物，A生成E的化学反应方程式是______。 （3）F是B一种同系物，其相对分子质量为72，则F的同分异构体有_____种，F与氯气光照后得到的一氯代物有_____种。 （4）写出烷烃分子中碳原子数为n（5≤n<10），一氯代物只有一种的所有链状烷烃的结构简式：_____。 （5）用系统命名法命名下面的烃A：_____； Ⅱ.CH4在光照条件下与Cl2反应，可得到各种氯代甲烷，CH4氯代的机理为自由基（带有单电子的原子或原子团，如Cl·、·CH3）反应，包括以下几步： I.链引发 Ⅱ.链传递 Ⅲ.链终止 Cl22Cl Cl·+CH4→·CH3+HCl ·CH3+Cl2→CH3Cl+Cl· … 2Cl·→Cl2 Cl·+·CH3→CH3Cl … （6）写出由CH3Cl生成CH2Cl2过程中链传递的方程式：CH3Cl+Cl·→·CH2Cl+HCl、______。 （7）已知：25℃、101 kPa时，CH4中C-H键和HCl中HCl键的键能分别是439 kJ·mol-1和431 kJ·mol-1。则反应Cl·+CH4→·CH3+HCl完全反应______（填“放出”或“吸收”）热量。 （8）丙烷氯代反应中链传递的一步反应能量变化如图。 分析上图可知，-CH3中C-H键能比中C-H键能______（填“大”或“小”）。 【答案】（1）取代反应 （2） （3） ①. 3 ②. 8 （4）(CH3)4C、(CH3)3CC(CH3)3 （5）2，2，6-三甲基-4-乙基辛烷 （6）·CH2Cl+Cl2→CH2Cl2+Cl· （7）吸收 （8）大 【解析】 【小问1详解】 根据题干信息，可确定烃是乙烯（CH2=CH2），其产量衡量石油化工发展水平，是植物生长调节剂，和氢气加成得到是乙烷（CH3CH3​）， 乙烷和氯气在光照条件下反应生成氯乙烷，属于取代反应； 【小问2详解】 乙烯发生加聚反应生成高分子化合物聚乙烯，反应方程式为； 【小问3详解】 F是乙烷的同系物（烷烃），烷烃通式为​，由相对分子质量得，即F为戊烷​，有正戊烷、异戊烷、新戊烷共3种结构；正戊烷有3种一氯代物，异戊烷有4种一氯代物，新戊烷有1种一氯代物，因此戊烷的同分异构体的一氯代物总共有种； 【小问4详解】 烷烃一氯代物只有1种，说明所有氢原子完全等效，满足的链状烷烃为：的新戊烷、的2,2,3,3−四甲基丁烷​，在给定碳原子数范围内，只有这两种链状烷烃满足条件； 【小问5详解】 对该烷烃命名，选取最长碳链，主链共8个碳原子，从靠近支链一端编号，取代基位次和最小，得到名称为2，2，6-三甲基-4-乙基辛烷； 【小问6详解】 根据题干给出的自由基反应机理，链传递中生成的会和​反应生成​，同时重新生成，反应为：； 【小问7详解】 反应中，断开键吸收，形成键放出，总反应吸收热量，，故填吸收； 【小问8详解】 由图可知，断裂端甲基的键所需的活化能更高，说明其键键能更大，因此中键能更大。 18. I为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果，某化学研究小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。请回答相关问题： （1）定性分析：如图甲可通过观察_____的快慢，定性比较得出结论。有同学提出将0.1 mol/L FeCl3改为____mol/L Fe2(SO4)3更为合理，其理由是_____。 （2）定量分析：如图乙所示，实验时均以生成40 mL气体为准，其它可能影响实验的因素均已忽略。实验中需要测量的数据是______。 （3）查阅资料得知：将作为催化剂的Fe2(SO4)3溶液加入H2O2溶液后，溶液中会发生两个氧化还原反应，且两个反应中H2O2均参加了反应，试从催化剂的角度分析，这两个氧化还原反应的离子方程式分别是：_______和2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。 Ⅱ.欲用下图所示实验来证明MnO2是H2O2分解反应的催化剂。 （4）该实验不能达到目的，若想证明MnO2是催化剂还需要确认______。 （5）加入0.10 mol MnO2粉末于50 mL H2O2溶液中，在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如下图所示。 若该条件下Vm=30 L/mol，则H2O2的起始浓度为________。 【答案】（1） ①. 产生气泡 ②. 0.05 ③. 排除阴离子的干扰 （2）产生40 mL气体的需要的时间 （3）2Fe3++H2O2=2Fe2++O2↑+2H+ （4）确认MnO2的质量和化学性质是否改变 （5）0.08mol/L 【解析】 【分析】探究Fe3+和Cu2+催化H2O2分解的效果，需要注意“单一变量”原则。 【小问1详解】 甲中，加入催化剂的现象是有气泡生成，催化剂的作用通常是加快反应速率，所以可以通过观察产生气泡的快慢来判断两种催化剂的效果；2种催化剂的阳离子已经不同、而阴离子又不相同，有违“单一变量”原则，所以为了排除阴离子差异的干扰，需要将FeCl3换为0.05mol/L的Fe2(SO4)3，以确保Fe3+和Cu2+的浓度相同； 【小问2详解】 题中已告知两个实验都生成40mL的气体，其他影响因素已忽略，说明催化剂效果的数据只能是反应速率，故需要测量生成40mL气体所需要的时间； 【小问3详解】 根据题干信息，催化剂先与反应生成，离子方程式为。然后再与反应生成，离子方程式为。这两个反应共同构成了催化分解的循环过程； 【小问4详解】 化学反应前后，催化剂的质量和化学性质不变，要想证明MnO2是催化剂，还要验证质量和化学性质都不变才行； 【小问5详解】 反应的化学方程式为，，。 19. SCR和NSR技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NOx排放。 （1）SCR（选择性催化还原）工作原理如图所示： ①尿素[CO(NH2)2水溶液受热后产生NH3和CO2，该反应的化学方程式_____。 ②当燃油中含硫量较高时，尾气中SO2在O2作用下会形成(NH4)2SO4，使催化剂中毒。用化学方程式表示(NH4)2SO4的形成：_____。 ③尿素溶液浓度影响NO2的转化，测定溶液中尿素（M=60 g·mol-1）含量的方法如下：取a g尿素溶液，将所含氮完全转化为NH3，所得NH3用过量的v1 mL c1 mol·L-1 H2SO4溶液吸收完全，剩余H2SO4用v2 mL c2 mol·L-1 NaOH溶液恰好中和，则尿素溶液中溶质的质量分数是______。 （2）NSR（NOx储存还原）工作原理：NOx的储存和还原在不同时段交替进行，如图所示。 ①通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化实现NOx的储存和还原。储存NOx的物质是______。 ②用H2模拟尾气中还原性气体研究了Ba(NO3)2的催化还原过程，该过程分两步进行，图表示该过程相关物质浓度随时间的变化关系。第一步反应消耗的H2与Ba(NO3)2的物质的量之比是_______。 【答案】（1） ①. CO(NH2)2+H2OCO2+2NH3 ②. 2SO2+O2+4NH3+2H2O=2(NH4)2SO4 ③. （2） ①. BaO ②. 8:1 【解析】 【小问1详解】 ①尿素水溶液受热水解生成氨气和二氧化碳，配平即可得到反应方程式为； ②在氧化作用下，结合体系中的​和水生成硫酸铵，根据氧化还原化合价升降配平为为； ③根据滴定定量关系：总​分为两部分，一部分吸收，一部分被中和。1 mol尿素生成2mol ，1 mol ​可吸收2 mol ；。尿素的质量为。尿素溶液中溶质的质量分数为。 【小问2详解】 ① 由工作原理可知，储存过程中结合转化为，因此储存​的物质是。 ② 由浓度变化可知，第一步反应中被还原为​，N的化合价变化为，1 mol ​（含2mol +5价N）总共得到16 mol电子；1mol ​被氧化失去2 mol电子，根据得失电子守恒，。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 东北育才学校科学高中部 2023-2024下学期高一年级期中考试化学学科试卷 总分：100分时间：75分钟 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 B-11 N-14 O-16 F-19 Na-23 Mg-24 S-32 Cl-35.5 K-39 Ti-48 Cu-64 Zn-65 Ag-108 Ba-137 一、选择题（本题包括15小题。每小题3分，每小题只有一个选项符合题意） 1. 下列说法不正确的是 A. 35Cl和37Cl互为同位素 B. S2、S4、S6、S8是硫元素的4种同素异形体 C. 通式相同，分子间相差n(n≥1)个CH2原子团的物质互为同系物 D. CH3CH2OH和CH3OCH3互为同分异构体 2. 下列物质的沸点按由高到低的顺序排列正确的是 ①CH3(CH2)3CH3 ②CH3(CH2)4CH3 ③(CH3)2CHCH2CH3 ④C(CH3)4 A. ②④①③ B. ②①③④ C. ④①③② D. ③②①④ 3. 下列离子方程式书写正确的是 A. 铁粉溶于过量稀硝酸： B. 将SO2通入BaCl2溶液中： C. 氯气与水反应： D. 氯化铁溶液中通入SO2： 4. 利用下列装置和试剂进行实验，能达到实验目的的是 A.合成氨并检验氨的生成 B.验证NH3易溶于水且溶液呈碱性 C.制取收集氨 D.中和反应反应热的测定 A. A B. B C. C D. D 5. 某化学兴趣小组利用如图装置(夹持装置已省略)探究和的酸性强弱，下列说法正确的是 A. 盛装的仪器为容量瓶 B. 溶液a可选择饱和溶液 C. ③处试管内产生白色沉淀的离子方程式为 D. ④处可用燃着的酒精灯处理尾气 6. 化学与生产、生活密切相关，下列说法不正确的是 A. 碳化硅俗称金刚砂，可用作耐高温材料 B. 在医疗上，硫酸钡、碳酸钡均可用作消化系统X射线检查的内服剂 C. 常温下，为方便运输，可用铁制容器来盛装浓硝酸或浓硫酸 D. FeCl2、都可以通过化合反应制得 7. 在一定条件下，、、、的能量关系如图所示，下列说法错误的是 A. 与反应生成属于放热反应 B. 1mol硫粉在足量的中燃烧，能一步生成并放出能量 C. 硫酸工业中用98.3％的浓硫酸吸收 D. 和均属于酸性氧化物 8. 下列关于化学物质的用途或性质的叙述正确的说法有 ①氨气极易溶于水，故可用作制冷剂 ②燃煤中添加CaO可以减少SO2和温室气体的排放 ③工业上用氢氟酸溶液腐蚀玻璃生产磨砂玻璃 ④二氧化硅与氢氧化钠溶液、氢氟酸均反应，属于两性氧化物 ⑤足量铁与稀硝酸反应后溶液呈浅绿色，说明稀硝酸不能氧化Fe2+ ⑥浓硫酸有强吸水性，可以干燥SO2 ⑦标准状况下，O2与NO2按1:4充满烧瓶，烧瓶倒置水中充分反应后，烧瓶内溶液的浓度接近 mol/L A ②⑤ B. ⑤⑥ C. ③⑥ D. ②③⑥⑦ 9. 一定条件下，与在体积为的密闭容器中发生反应：，下列示意图合理的是 A. B. C. D. 10. 为了保护环境、充分利用铅资源，科学家设计了如下的H2-铅化合物燃料电池实现铅单质的回收。 下列有关说法错误的是 A. 正极区溶液pH升高，负极区溶液pH降低 B. 电子流向：电极b→负载→电极a C. 正极区电极反应式为 D. 为了提高Pb的回收率，离子交换膜为阴离子交换膜 11. 下列物质不能由两种单质直接化合生成的是 ①FeS ② ③ ④ ⑤ ⑥CuS ⑦SiC ⑧ A. ②④⑧ B. ③⑥⑦ C. ③④⑤ D. ③⑥⑧ 12. 可逆反应：aA(g)+bB(s)⇌cC(g)+dD(g)，当其它条件不变时，反应过程中某物质在混合物中的百分含量与温度(T)、压强(p)的关系如图所示。下列判断正确的是 A. P1＜P2 ，a+b＞c+d B. P1＜P2，a+b=c+d C. T1＜T2，ΔH＞0 D. T1＞T2，ΔH＜0 13. 工业上常采用接触法制取重要产品——硫酸，以下为接触法制硫酸的反应： ① ② ③ 下列说法正确的是 A. 反应①中，反应物的总能量低于生成物的总能量 B. 反应②中，若使用作催化剂，则释放出的热量更多 C. 对于反应③，工业上一般采用的浓硫酸吸收 D. 反应的焓变 14. 微生物脱盐电池既可以处理废水中和铵盐，同时又能实现海水的淡化，原理如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过。下列说法正确的是 A. 电极a为正极，该电极上发生氧化反应 B. X离子交换膜为阳离子交换膜，Y离子交换膜为阴离子交换膜 C. 电极b上，每生成标况下2.24LN2，电路中转移0.6mol电子 D. 电池工作一段时间后，电极a和电极b产生的气体的物质的量之比为1∶2 15. 在体积均为1.0 L的恒容密闭容器甲、乙中，起始投料量如下表，在不同温度下发生反应CO2(g)+C(s)2CO(g)。CO的平衡浓度随温度的变化如下图所示。 容器 n(CO2)/mol n(C)/mol n(CO)/mol 甲 0.1 0.3 0.0 乙 0.0 0.0 0.4 下列说法正确的是 A. 曲线I对应的是甲容器 B. a点对应温度下CO的转化率为40% C. a、b两点所处状态的压强大小关系：9pa<14pb D. a、c两点所处状态CO2的体积分数关系：φa≤φc 二、填空题（本题包括4小题，共55分） 16. 完成下列小题 （1）氨气可作为脱硝剂，在恒温恒容密闭容器中充入一定量的NO和NH3，在一定条件下发生反应：。 ①能说明该反应已达到平衡状态的标志是_____ a．反应速率 b．容器内压强不再随时间而发生变化 c．容器内N2物质的量分数不再随时间而发生变化 d．容器内 e．12molN-H键断裂同时生成5molN≡N键 f．混合气体的总质量不随时间的变化而变化 ②某次实验中测得容器内NO及N2的物质的量随时间变化如图所示，图中b点对应的速率关系是v(正)_____v(逆)(填＞、＜或=)，d点对应的速率关系是v(正)_____v(逆)(填＞、＜或=)。 （2）298K时，若已知生成标准状况下2.24LNH3时放出热量为4.62kJ。 ①写出合成氨反应的热化学方程式_____。 ②已知：H-H键的键能为436kJ∙mol-1，H-N键的键能为391kJ∙mol-1，根据①中热化学方程式计算出N≡N键的键能为_____。 （3）一定条件下，在2L密闭容器内，反应　△H=-180kJ∙mol-1，n(NO2)随时间变化如下表： 时间 0 1 2 3 4 5 0.040 0.020 0.010 0.005 0.005 0.005 ①用N2O4表示0～2s内该反应的平均速率为_____。在第5s时，NO2的转化率为_____。 ②根据上表可以看出，随着反应进行，反应速率逐渐减小，其原因是_____。 17. I.某烃A是有机化学工业的基本原料，其产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平，还是一种植物生长调节剂，A可发生如下所示的一系列化学反应：E←AB→C(C2H5Cl)。根据图回答下列问题： （1）由B生成C的反应类型是_____。 （2）E是一种高分子化合物，A生成E的化学反应方程式是______。 （3）F是B的一种同系物，其相对分子质量为72，则F的同分异构体有_____种，F与氯气光照后得到的一氯代物有_____种。 （4）写出烷烃分子中碳原子数为n（5≤n<10），一氯代物只有一种的所有链状烷烃的结构简式：_____。 （5）用系统命名法命名下面的烃A：_____； Ⅱ.CH4在光照条件下与Cl2反应，可得到各种氯代甲烷，CH4氯代的机理为自由基（带有单电子的原子或原子团，如Cl·、·CH3）反应，包括以下几步： I.链引发 Ⅱ.链传递 Ⅲ.链终止 Cl22Cl Cl·+CH4→·CH3+HCl ·CH3+Cl2→CH3Cl+Cl· … 2Cl·→Cl2 Cl·+·CH3→CH3Cl … （6）写出由CH3Cl生成CH2Cl2过程中链传递方程式：CH3Cl+Cl·→·CH2Cl+HCl、______。 （7）已知：25℃、101 kPa时，CH4中C-H键和HCl中HCl键的键能分别是439 kJ·mol-1和431 kJ·mol-1。则反应Cl·+CH4→·CH3+HCl完全反应______（填“放出”或“吸收”）热量。 （8）丙烷氯代反应中链传递的一步反应能量变化如图。 分析上图可知，-CH3中C-H键能比中C-H键能______（填“大”或“小”）。 18. I为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果，某化学研究小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。请回答相关问题： （1）定性分析：如图甲可通过观察_____快慢，定性比较得出结论。有同学提出将0.1 mol/L FeCl3改为____mol/L Fe2(SO4)3更为合理，其理由是_____。 （2）定量分析：如图乙所示，实验时均以生成40 mL气体为准，其它可能影响实验的因素均已忽略。实验中需要测量的数据是______。 （3）查阅资料得知：将作为催化剂的Fe2(SO4)3溶液加入H2O2溶液后，溶液中会发生两个氧化还原反应，且两个反应中H2O2均参加了反应，试从催化剂的角度分析，这两个氧化还原反应的离子方程式分别是：_______和2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。 Ⅱ.欲用下图所示实验来证明MnO2是H2O2分解反应的催化剂。 （4）该实验不能达到目的，若想证明MnO2是催化剂还需要确认______。 （5）加入0.10 mol MnO2粉末于50 mL H2O2溶液中，在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如下图所示。 若该条件下Vm=30 L/mol，则H2O2的起始浓度为________。 19. SCR和NSR技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NOx排放。 （1）SCR（选择性催化还原）工作原理如图所示： ①尿素[CO(NH2)2水溶液受热后产生NH3和CO2，该反应的化学方程式_____。 ②当燃油中含硫量较高时，尾气中SO2在O2作用下会形成(NH4)2SO4，使催化剂中毒。用化学方程式表示(NH4)2SO4的形成：_____。 ③尿素溶液浓度影响NO2的转化，测定溶液中尿素（M=60 g·mol-1）含量的方法如下：取a g尿素溶液，将所含氮完全转化为NH3，所得NH3用过量的v1 mL c1 mol·L-1 H2SO4溶液吸收完全，剩余H2SO4用v2 mL c2 mol·L-1 NaOH溶液恰好中和，则尿素溶液中溶质的质量分数是______。 （2）NSR（NOx储存还原）工作原理：NOx的储存和还原在不同时段交替进行，如图所示。 ①通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化实现NOx的储存和还原。储存NOx的物质是______。 ②用H2模拟尾气中还原性气体研究了Ba(NO3)2的催化还原过程，该过程分两步进行，图表示该过程相关物质浓度随时间的变化关系。第一步反应消耗的H2与Ba(NO3)2的物质的量之比是_______。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $