精品解析：河南郑州四中2025-2026学年高二上学期期末考试 化学试卷

郑州四中高二年级期末考试 化学学科试卷 注意事项： 本试卷分第I卷(选择题)和第II卷(非选择题)两部分，考试时间90分钟，满分100分。考生应首先阅读答题卡上的文字信息，然后在答题卡上作答，在试卷上作答无效。交卷时只交答题卡。 可能用到的相对原子质量：H1 C12 O16 F19 Na23 P31 Cl35.5 Ag108 第I卷(选择题，共48分) 一、选择题：本题共16小题，每小题3分，共48分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1. 中华传统文化博大精深，蕴含着丰富的化学知识。下列说法错误的是 A. “火树银花合，星桥铁锁开”中涉及化学能转化为热能和光能 B. “烈火焚烧若等闲”涉及的碳酸钙分解反应在高温下能自发进行 C. 商周傩戏使用的青铜面具生锈是发生了吸氧腐蚀 D. 《本草纲目拾遗》中对强水的记载：“性最猛烈，能蚀五金。”由此可知其成分含硝酸，故强水为强电解质 【答案】D 【解析】 【详解】A．“火树银花合”描述烟花燃烧，涉及化学能转化为热能和光能，A正确； B． “烈火焚烧若等闲”指石灰石（）高温分解为和，该反应、，高温时可自发，B正确； C．青铜（铜锡合金）在潮湿空气中生锈，主要发生吸氧腐蚀（参与氧化），C正确； D．“强水”指硝酸的水溶液，属于混合物，不符合电解质（纯净化合物）的定义，D错误； 故选D。 2. 下列有关化学用语和说法正确的是 A. 基态氟原子核外电子的空间运动状态有9种 B. 基态钠原子电子占据的最高能级的电子云轮廓图： C. 基态氧原子的价电子轨道表示式： D. 基态氯原子的价层电子排布式为1s22s22p63s23p5 【答案】C 【解析】 【详解】A．基态氟原子核外有9个电子，其排布式为1s22s22p5，共占据5个原子轨道，故核外电子空间运动状态有5种，A错误； B．基态钠原子电子占据的最高能级为3s，其电子云轮廓图为，B错误； C．基态氧原子的价电子轨道表示式为 　，C正确； D．基态氯原子最外层有7个电子，所以价层电子排布式为3s23p5，D错误； 故选C。 3. 下列对化学平衡的认识正确的是 A. 0.1 mol·L-1醋酸溶液在加水稀释过程中，溶液中所有离子的浓度均减小 B. 恒容绝热容器中发生反应，当压强不变时反应达到平衡状态 C. 将KCl溶液从常温加热至80℃，溶液的pH变小但溶液变为酸性 D. 一定温度下达到平衡，压缩容器体积达到新平衡后，增大 【答案】B 【解析】 【详解】A．醋酸是弱酸，稀释时电离程度增大，但减小，在温度不变的情况下，水的离子积常数不变，故增大，因此不是所有离子浓度均减小，A错误； B．反应为气体分子数不变的反应，故其他条件不变的情况下，改变压强不影响平衡的移动，但在恒容绝热的容器中发生该反应，反应过程中温度会发生变化，从而引起压强的变化（根据，、不变，变则也变），因此当压强不变时，说明温度不再变化，即反应达到了平衡状态，B正确； C．是强酸强碱盐，溶液本身呈中性，溶液从常温加热至80℃，温度升高，水的电离程度增大，增大，pH减小，但溶液中，溶液仍为中性，C错误； D．反应的平衡常数，压缩体积后平衡向左移动，但温度不变，则不变，即保持不变，D错误； 故选B。 4. 下列对原子结构和元素性质的说法正确的是 A. 电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱 B. 同一原子中，s电子的能量总是低于p电子的能量 C. 每一周期元素原子的最外层电子排布均是从过渡到 D. 第二周期元素中，第一电离能介于B、N之间的有3种元素 【答案】D 【解析】 【详解】A．电子在激发态跃迁到基态时会产生发射光谱，在基态跃迁到激发态时会产生吸收光谱，A错误； B．同一原子中，s电子的能量不一定低于p电子的能量，如3s的能量比2p高，B错误； C．每一周期元素原子的最外层电子排布不全是从过渡到，第一周期的是从到，C错误； D．第二周期元素中，第一电离能介于B、N之间的有Be、C、O，共3种元素，D正确； 故选D。 5. 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，甲醇与水(各物质均为气态)在铜基催化剂上的反应机理和能量图如下，下列说法正确的是 A. 反应Ⅱ的热化学方程式为CO(g)＋H2O(g)=H2(g)＋CO2(g) ΔH=a kJ·mol-1 (a>0) B. 反应I的正反应活化能大于逆反应活化能 C. 选择优良的催化剂可以降低反应I和Ⅱ的活化能，可降低反应的ΔH，加快反应速率 D. CO(g)是催化剂 【答案】B 【解析】 【详解】A．结合能量图可知，反应Ⅱ为放热反应；根据反应机理图可知，反应Ⅱ的热化学方程式为：CO(g)+H2O(g)=H2(g)+CO2(g) ΔH=-a kJ·mol-1(a>0)，A错误； B．结合能量图可知，反应Ⅰ为吸热反应，该反应的正反应活化能大于逆反应活化能，B正确； C．选择优良的催化剂可以降低反应Ⅰ和Ⅱ的活化能，加快反应速率，减少过程中的能耗，但不能改变反应的焓变，C错误； D．CO(g)在反应机理中先生成后消耗且量相等，因此CO(g)属于中间产物，不是催化剂，D错误； 故选B。 6. 下列有关说法正确的是 A. 50℃时，c(OH-)=1×10-7 mol∙L-1的溶液呈酸性 B. 将溶液滴在湿润pH试纸上，对照标准比色卡测溶液的pH C. 常温下pH为2的盐酸与等体积pH为12的氨水混合恰好完全中和 D. 常温下，0.10 mol·L-1 NaOH溶液中，≈2 【答案】A 【解析】 【详解】A．水的电离吸热，温度升高水的离子积增大，50℃时（25℃时为），若溶液中，则，，溶液呈酸性，A正确； B．用pH试纸测溶液pH时，试纸不能预先湿润，湿润会稀释待测液，导致测定结果产生误差（如测酸性溶液pH偏大，测碱性溶液pH偏小），B错误； C．氨水是弱电解质，仅部分电离，pH=12的氨水浓度远大于；而pH=2的盐酸浓度为，等体积混合后氨水过量，并非恰好中和，C错误； D．常温下，溶液中，水电离出的，代入计算得：，D错误； 故选A。 7. 25℃时，在下列给定条件的溶液中，可能大量共存的离子组是 A. 的溶液中：、、、 B. 由水电离出的的溶液：、、、 C. 的溶液：、、、 D. 的溶液：、、、 【答案】B 【解析】 【详解】A．的溶液中含有大量的，与因发生双水解反应而不能大量共存，A不合题意； B．由水电离出的的溶液可能是强酸性溶液，其中H+与、、、相互不反应，能够大量共存，也可能是强碱性溶液，其中OH-与Al3+因产生沉淀而不能大量共存，B符合题意； C．的溶液中含有大量的H+，H+与因发生反应：2H++=S↓+SO2↑+H2O而不能大量共存，C不合题意； D．的溶液为强酸性溶液，其中H+与、因发生复分解反应而不能大量共存，D不合题意； 故答案为：B。 8. 关于如图所示各装置的叙述正确的是 A. 图1可用于中和热的测定 B. 图2可构成原电池：总反应为Fe3+＋Cu=Cu2+＋Fe2+ C. 图3为铁钉发生吸氧腐蚀，导管中水面上升，负极反应为O2＋4e-＋2H2O=4OH- D. 图4可在铁件表面镀铜，CuSO4溶液浓度基本不变 【答案】A 【解析】 【详解】A．中和热测定需要温度计，环形玻璃搅拌器，内筒，外壳及隔热层，A正确； B．该装置为原电池装置，化学能转变为电能，总反应电荷不守恒，正确的总反应式为2Fe3+＋Cu=Cu2+＋2Fe2+，B错误； C．发生吸氧腐蚀，遵循原电池工作原理，负极上发生Fe－2e－=Fe2＋，正极上发生O2＋4e－＋2H2O=4OH－，具支试管中气体压强减小，因此导管中水面上升，C错误； D．电镀时，待镀铁件作阴极，连接电源负极，铜作阳极，连接电源的正极；阳极反应为，阴极反应为，溶液中浓度基本不变；图4中电极连接有误，不能实现在铁件表面镀铜，D错误； 故选A。 9. 1 mol CH4(g)和1 mol Cl2(g)在光照下生成1 mol CH3Cl(g)和1 mol HCl(g)的能量变化如图所示(g表示气态，ΔE代表能量差) 已知：①键能是指气态分子中1 mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。 ②几种共价键的键能如下： 化学键 C-H Cl-Cl C-Cl 键能/kJ·mol-1 413 243 339 下列叙述正确的是 A. 光照强度不同，能量差会发生变化 B. 气态原子形成1 mol CH4(g)放出的能量为413 kJ C. H-Cl的键能为431 kJ·mol-1 D. 上述反应的热化学方程式为CH4(g)＋Cl2(g)=CH3Cl(g)＋HCl(g) ΔH=114 kJ∙mol-1 【答案】C 【解析】 【详解】A．从图像看出，能量差与反应物总能量和生成物总能量有关，与反应条件无关，不同条件，其能量差相同，A错误； B．气态原子形成1 mol CH4(g)放出的能量为 ，B错误； C．根据键能的定义，由上述反应可知，断裂1 mol C－H键和1 mol Cl－Cl键吸收的总能量为656 kJ，假设H－Cl键的键能为a，生成1 mol C-Cl键和1 mol H-Cl键，形成共价键放出的总能量为339 kJ+a，由图像知，反应物总能量比生成物总能量高114 kJ，即 ，a=431 kJ·mol-1，C正确； D．上述反应是放热反应，即反应的热化学方程式为，D错误； 故选C。 10. 下列反应的离子方程式的书写正确的是 A. 用惰性电极电解MgCl2溶液：Mg2+＋2Cl-Mg＋Cl2↑ B. 工业上常利用FeS处理废水中的Hg2+：FeS(s)＋Hg2+(aq)⇌Fe2+(aq)＋HgS(s) C. 食醋去除水垢中的CaCO3：CaCO3＋2H＋=Ca2+＋H2O＋CO2↑ D. 碳酸氢钠溶液与少量氢氧化钡溶液混合：＋Ba2+＋OH-=BaCO3↓＋H2O 【答案】B 【解析】 【详解】A．惰性电极电解溶液时，阴极是水电离出的放电，放电后生成的会与结合生成沉淀，正确离子方程式为：，A错误； B．该反应为沉淀转化，的溶解度远小于，因此可以用将废水中的转化为更难溶的除去，离子方程式书写符合规则　，B正确； C．食醋的主要成分是弱电解质，离子方程式中不能拆分为，正确离子方程式为：，C错误； D．氢氧化钡少量时，、完全反应，需要符合的组成比，正确离子方程式为：，D错误； 故选B。 11. 主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，X、Y的价电子数相等，W与Z同主族，Z的价电子所在能层有16个轨道，4种元素形成的化合物如图。下列说法正确的是 A. 电负性：W>Y B. 简单离子半径：Z>Y C. ZWYX3的溶液呈碱性 D. Y和Z形成的化合物的水溶液呈碱性 【答案】D 【解析】 【分析】主族元素W、X、Y、Z原子序数依次增大，X、Y的价电子数相等，Z的价电子所在能层有16个轨道，则Z的价电子处于第4个能层，根据化合物的结构，Z的离子为+1价的阳离子，则Z为K元素，W在结构中形成1个键，W与Z同主族，W为H元素，X、Y的价电子数相等，X、Y为同一主族元素，X形成2个键，Y形成6个键，则X为O元素，Y为S元素。综上，W、X、Y、Z分别为H、O、S、K。据此作答。 【详解】A．W和Y可以形成H2S，其中S显-2价，因此，电负性S＞H，A错误； B．Z、Y的简单离子分别为钾离子和硫离子，核外电子数相同，核电荷数大的离子半径小，故简单离子半径：Z＜Y，B错误； C．ZWYX3为KHSO3，KHSO3溶液中电离程度大于水解程度，溶液呈酸性，C错误； D．K和S形成的化合物为K2S，S2－水解呈碱性：S2-＋H2OHS-＋OH-，D正确； 故选D。 12. 中科院研制出了双碳双离子电池，以石墨(Cn)和中间相碳微粒球(MCMB)为电极，电解质溶液为含有KPF6的有机溶液，其充电示意图如图。下列说法错误的是 A. 石墨电极(Cn)为阳极 B. 放电时，K+向左迁移 C. 充电时，阳极反应为Cn＋xPF-xe-=Cn(PF6)x D. 充电时，若阴极增重39 g则阳极增重290 g 【答案】D 【解析】 【分析】该电池是可充电电池，充电过程中为电解池装置，阳离子向阴极移动、阴离子向阳极移动，根据图示，石墨电极为阳极、MCMB电极为阴极；据此作答。 【详解】A．充电时向石墨电极移动，因此石墨电极为阳极，A正确； B．充电时石墨为阳极、MCMB为阴极，则放电（原电池）时，石墨为正极、MCMB为负极；原电池中阳离子向正极移动，因此向左（正极方向）迁移，B正确； C．充电时阳极石墨失电子，结合​生成，反应式为，C正确； D．充电时阴极反应为，阴极增重39 g，即析出，转移电子为1 mol；阳极结合1 mol ，的摩尔质量为，因此阳极增重为，不是290 g，D错误； 故选D。 13. 室温下，下列实验方案不能达到探究目的的是 选项 实验方案 探究目的 A 向盛有溶液的试管中滴加溶液，观察气泡产生的情况 比较的与的的大小 B 向两支分别盛有的溶液中，分别滴加5滴等浓度的溶液和溶液，观察气泡产生的情况 比较催化剂与对分解的催化效果 C 用注射器收集一定体积气体，连接色度传感器，通过抽拉活塞改变气体体积，记录体系中气体颜色变化 探究压强对化学平衡的影响 D 向浓度分别为和混合溶液中滴加几滴溶液，出现黄色沉淀 比较与的大小 A. A B. B C. C D. D 【答案】B 【解析】 【详解】A．有CO2生成，说明酸性：>H2CO3，则CH3COOH的Ka大于H2CO3的Ka1，能探究的与的的大小，A不符合题意； B．对比实验中控制变量为一种，两者，阳离子不同，阴离子也不同，无法比较与对分解的催化效果，B符合题意； C．存在化学平衡：，当往外抽拉注射器时，管内容积增大，气体压强减小，浓度变小，混合气体的颜色先变浅又逐渐变深，颜色逐渐变深说明平衡逆向移动，即减小压强，平衡向气体分子数增大的方向移动，能探究压强对化学平衡的影响，C不符合题意； D．若出现黄色沉淀 ，说明Cl- 和I- 起始浓度相同时，先生成黄色的AgI 沉淀，说明Ksp(AgI)小于Ksp(AgCl)，能比较与的大小，D不符合题意； 故选B。 14. 利用如下装置模拟工业上电渗析法实现海水淡化，左侧装置为浓差电池。浓差电池是一种利用电解质溶液浓度差产生电势差而形成的电池，理论上当电解质溶液的浓度相等时停止放电。下列说法错误的是 A. 膜1为阳离子交换膜、膜2为阴离子交换膜 B. 乙室的Ag电极电势高于甲室 C. 石墨1电极的反应为 D. 当乙室Ag电极的质量增加21.6 g时，理论上NaCl溶液减少11.7 g NaCl 【答案】A 【解析】 【分析】该装置左侧为浓差原电池，右侧为电解池，实现海水淡化装置，甲室Ag电极发生Ag-e-=Ag+，该电极为负极，乙室的Ag电极发生Ag++e-=Ag，该电极为正极，故石墨1电极为阳极，石墨2电极为阴极，NaCl溶液中阳离子Na+移向阴极室，膜2为阳离子交换膜，阴离子Cl-移向阳极室，膜1为阴离子交换膜，从而模拟实现海水淡化； 【详解】A．NaCl溶液中阳离子Na+移向阴极室，膜2为阳离子交换膜，阴离子Cl-移向阳极室，膜1为阴离子交换膜，A错误； B．由上述分析可知，乙室的Ag电极为正极，故电势高于甲室，B正确； C．石墨1电极为阳极，电极反应为，C正确； D．乙室的Ag电极发生Ag++e-=Ag，增加21.6g为生成的Ag的质量，物质的量为，转移电子0.2mol，理论上NaCl溶液移向阳极室的Cl-为0.2mol，移向阴极室的Na+为0.2mol，故质量减少0.2mol35.5g/mol+0.2mol23g/mol=11.7g，D正确； 答案选A。 15. 反应mX(g)⇌nY(g)+pZ(g) ΔH，在不同温度下的平衡体系中物质Y的体积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说法错误的是 A. 该反应的ΔH＜0 B. m＜n+p C. B、C两点化学平衡常数：KB＜KC D. A、C两点的反应速率：v(A)＜v(C) 【答案】A 【解析】 【详解】A．相同压强下，温度从300℃升高到500℃时，Y的体积分数增大，说明升高温度平衡正向移动，正反应为吸热反应，，A错误； B．温度不变时，增大压强，Y的体积分数减小，说明增大压强平衡逆向移动；增大压强平衡向气体分子数减少的方向移动，因此逆反应为气体分子数减少的方向，可得，B正确； C．平衡常数只与温度有关，该反应，温度越高越大；B点温度为300℃，C点温度为500℃，因此KB＜KC，C正确； D．A、C两点温度相同（均为500℃），C点压强大于A点压强​，压强越大反应速率越快，则C点的速率大于A点，D正确； 故答案为：A。 16. 常温下，用0.10 mol·L-1NaOH溶液分别滴定20.00 mL浓度均为0.20 mol·L-1的CH3COOH溶液和HCN溶液，所得滴定曲线如图所示。下列说法错误的是 A. 常温下，Ka(CH3COOH)≈5×10-5.4 B. a点时，溶液中c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-) C. a→b的过程中，溶液中水的电离程度增大 D. 常温下，0.05 mol·L-1NaCN溶液中，c(Na+)>c(CN-)>c(H+)>c(OH-) 【答案】D 【解析】 【详解】A．常温下，起始时的，则电离平衡常数，A正确； B．a点加入，反应后得到等浓度的和，溶液，呈酸性，即；根据电荷守恒，可得，且远大于，故离子顺序：，B正确； C．过程中，不断被中和生成可水解的，酸对水的电离抑制作用减弱，盐水解对水的电离促进作用增强，因此水的电离程度逐渐增大，C正确； D．是强碱弱酸盐，水解使溶液呈碱性，因此，正确的离子顺序为：，D错误； 故选D。 第II卷(非选择题，共52分) 二、非选择题(共5个小题，共52分。) 17. 下表是某些元素的第一电离能和电负性数值。 元素符号 Li Be N O F Na Mg Al P S C1 Cr 第一电离能 520 900 1402 1314 1681 496 738 578 1012 1000 1251 652.9 电负性 1.0 1.5 3.07 3.5 4.0 0.9 1.2 1.5 2.1 2.5 3.0 1.6 （1）基态的电子排布式为___________。 （2）基态、、、中，未成对电子数最多的是___________(填元素符号)，其最高能级的原子轨道形状为___________。 （3）从原子结构角度解释的原因：___________。 （4）NCl3是一种无机化合物，在造纸领域作为漂白剂来提高纸张的白度。NCl3中的N元素的化合价为___________，写出NCl3水解的化学方程式：___________。 （5）在分子中，与X原子相连的A呈正电性，与Y原子相连的A呈负电性，则X、Y、A三种元素的电负性从大到小的顺序___________。 【答案】（1）(或) （2） ①. N ②. 哑铃形 （3）的第一电离能失去的电子是能级的，Mg 的3p轨道全空、3s轨道全满，难失去电子，第一电离能大 （4） ①. -3 ②. NCl3+3H2O=NH3+3HClO(或NCl3+4H2O=NH3·H2O+3HClO) （5） 【解析】 【小问1详解】 为第24号元素，铬原子的核外电子数为24，其基态原子的核外电子排布式为：(或)； 【小问2详解】 基态、、、的电子排布式分别为：1s22s22p3、1s22s22p4、1s22s22p5、1s22s22p63s1，未成对电子数分别为：3、2、1、1，因此未成对电子数最多的是，其最高能级为能级2p，原子轨道形状为哑铃形； 【小问3详解】 的价电子排布式为：，的价电子排布式为：，Mg 的3p轨道全空更稳定，3s轨道全满，难失去电子，第一电离能大； 【小问4详解】 由表格可知Cl的电负性小于N，所以NCl3中的N元素的化合价为-3， NCl3水解得化学方程式：NCl3+3H2O=NH3+3HClO(或NCl3+4H2O=NH3·H2O+3HClO)； 【小问5详解】 在分子中，与X原子相连的A呈正电性，说明电负性X＞A，与Y原子相连的A呈负电性，说明电负性A＞Y，则X、Y、A三种元素的电负性从大到小的顺序为。 18. CO2是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义，CO2与CH4经催化重整可以制得合成气CO和H2，实现碳资源回收和综合利用还可以减少CO2对环境的影响。该过程主要发生以下自发反应。 反应I：CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g) ΔH = +247.1 kJ∙mol-1； 反应II：CO2(g)+H2(g)⇌CO (g)+H2O(g) ΔH； 反应III：CH4(g)+ H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g) ΔH = +205.9 kJ∙mol-1。 （1）CO2分子中O原子价电子的轨道表示式写成了以下形式：，这种写法违背了_______。 （2）反应Ⅱ的ΔS_______0(填“>”、“＜”或“=”)，判断依据为_______。 （3）常压下，将原料气CH4和CO2以一定流速[气体摩尔流量qn(CH4)=qn(CO2)=100kmol/h]通入装有催化剂的反应管，实验测得原料气的转化率和水的摩尔流量随温度变化的曲线如图所示。 温度低于873 K时，水蒸气的流出量随温度升高而增大的原因是_______。 （4）我国学者通过计算机模拟对该反应进行理论研究．提出在合金或合金催化下，以甲烷逐级脱氢开始产生的能量称为吸附能。脱氢阶段的反应历程如下图所示(*表示吸附在催化剂表面，吸附过程产生的能量称为吸附能)。 上图该历程中最大能垒(活化能)E正= _______eV∙mol-1；两种催化剂比较，脱氢反应阶段催化效果更好的是_______合金。 【答案】（1）泡利原理 （2） ①. ＞ ②. 根据盖斯定律可得反应II的ΔH＞0，又因为反应能自发进行，则ΔS＞0 （3）反应Ⅰ、反应Ⅱ、反应Ⅲ都是吸热反应，温度低于873 K时，随着温度的升高，反应Ⅱ正向进行的程度大于反应Ⅲ正向进行的程度 （4） ①. 3.809 ②. Pt－Ni 【解析】 【小问1详解】 根据泡利原理，同一个原子轨道只能溶液自旋方向相反的2个电子，O原子价电子的轨道表示式写成了，这种写法违背了泡利原理。 【小问2详解】 反应I：CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g) ΔH = +247.1 kJ∙mol-1； 反应II：CO2(g)+H2(g)⇌CO (g)+H2O(g) ΔH； 反应III：CH4(g)+ H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g) ΔH = +205.9 kJ∙mol-1。 反应Ⅱ=反应Ⅰ－反应Ⅲ，ΔH=+41.2kJ/mol，由题干可知该反应可自发进行，反应Ⅱ的ΔH－TΔS<0，则ΔS>0。 【小问3详解】 反应Ⅱ、反应Ⅲ都是吸热反应，温度低于873 K时，升高温度，二者的反应速率和平衡转化率均增大。图中水蒸气的流出量随温度升高而增大，说明在此温度范围内，温度升高对生成水的反应Ⅱ的促进作用大于对消耗水的反应Ⅲ的促进作用，导致水的净生成量增加。 【小问4详解】 由图可知，使用Sn－Ni催化剂时，由CH3*+H*到过渡态2的能垒最大，E正=5.496 eV·mol-1－1.687 eV·mol-1=3.809 eV·mol-1。吸附所需的能量越低越好，根据图示可知，两种催化剂比较，脱氢反应阶段催化效果更好的是Pt－Ni合金。 19. 电动汽车电池正极废料含铝箔和Li、Ni、Co、Mn等的氧化物。一种回收路线如下： 已知：I．萃取时反应：(水相)(有机相)(有机相)(水相)，(为萃取反应的平衡常数，代表或)。 II．该工艺下，；饱和的浓度约为。 （1）Mn属于_______区元素。 （2）“碱浸”时，Al箔发生反应的离子方程式为_______。 （3）“酸浸”时，被还原为，需添加_______。 （4）“沉锰”时，发生反应的离子方程式为_______。 （5）“镍钴分离”时，通过添加硫酸调控，可将、依次从有机溶剂中分离出来，请从平衡移动的角度解释原因_______。 （6）该工艺中能循环利用的物质有_______(填化学式)。 【答案】（1）d （2） （3）1 （4） （5）由M2+(水相)(有机相)(有机相)(水相)，加硫酸，使H+的浓度增大，平衡逆向移动，使Ni2+、Co2+依次从有机溶剂RH中分离出来 （6）RH、H2SO4、NaOH 【解析】 【分析】电动汽车电池正极废料含铝箔和Li、Ni、Co、Mn等的氧化物，加入NaOH进行碱浸，此时Al转化为Na[Al(OH)4]，其他物质仍留在固体中；将固体加入Na2SO3、H2SO4进行酸浸，此时Co3O4被还原为Co2+；加入Na2S2O8，将Mn2+氧化并转化为MnO2沉淀；过滤后，滤液中加入有机萃取剂RH进行萃取，Ni2+、Co2+转化为NiR2、CoR2进入有机层，再加入H2SO4进行镍钴分离，得到Ni2SO4、CoSO4。萃取后的水相中加入Na2CO3沉锂，得到Li2CO3沉淀，滤液是Na2SO4，将Na2SO4溶液电解，得到NaOH和H2SO4； 【小问1详解】 Mn为25号元素，电子排布式为，位于第四周期第VIIB族，属于d区元素； 【小问2详解】 “碱浸”时，箔和溶液反应生成和，依据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒，可得出发生反应的离子方程式为：； 【小问3详解】 “酸浸”时，被Na2SO3还原为，依据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒，可得出发生反应的离子反应方程式为：。根据离子方程式，可建立如下关系式：，则参加反应，需要添加； 【小问4详解】 “沉锰”时，Mn2+转化为MnO2，Mn元素的化合价由+2价变为+4价，被还原为，依据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒，可得出发生反应的离子方程式为； 【小问5详解】 添加硫酸后，可将Ni2+、Co2+依次从有机溶剂RH中分离出来，则平衡向生成Ni2+、Co2+的方向移动，所以从平衡移动的角度解释，原因为：由M2+(水相)(有机相)(有机相)(水相)，加硫酸，使H+的浓度增大，平衡逆向移动，使Ni2+、Co2+依次从有机溶剂RH中分离出来； 【小问6详解】 根据分析和流程图可知，反应起初消耗RH、H2SO4、NaOH，后来又陆续生成RH、H2SO4、NaOH，所以能循环利用的物质有RH、H2SO4、NaOH。 20. NH3是世界上产量最多的无机化合物之一，具有广泛的用途。回答下列问题： （1）工业上通常用N2和H2来合成NH3。 已知：i．H2的摩尔燃烧焓为-285.8 kJ·mol-1； ⅱ．N2(g)＋O2(g)⇌2NO(g) ΔH=+180kJ·mol-1； ⅲ．4NH3(g)＋5O2(g)=4NO(g)＋6H2O(l)　 ΔH=-1170kJ·mol-1。 工业合成氨的热化学方程式为_______。 （2）合成氨生产流程如图所示，下列说法正确的是_______。 A. 利用压缩机进行加压有利于更快更多的生产氨气 B. 热交换器可以冷却进入的原料气，防止催化剂过热 C. 当断裂1 mol N≡N键的同时生成2 mol N-H键则说明合成氨反应已达平衡 D. 通过使用催化剂和分离液态氨气等措施，可以提高反应的平衡转化率 （3）合成氨技术叫哈伯法：N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g)　ΔH<0，应用此法反应达到平衡时反应物的转化率不高。若在某温度下，2 L的密闭容器中发生合成氨的反应，如图表示N2的物质的量随时间的变化曲线。用H2表示0～10 min内该反应的平均速率v(H2)=_______。从第11 min起，压缩容器的容积为1 L，则n(N2)的变化曲线为_______(填标号)。 （4）T ℃时，向体积为1 L的密闭容器中加入 0.8 mol NH3和0.1 mol H2，发生反应2NH3(g)⇌N2(g)＋3H2(g)，30 min达到平衡时，N2的体积分数为20%，则该反应的平衡常数K=_______，达到平衡后再加入1.4 mol NH3和3 mol H2，平衡_______(填“正向”“不” 或“逆向”)移动。 【答案】（1）N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1 （2）A （3） ①. 0.06 mol∙L-1∙min-1 ②. d （4） ①. 7.5 mol2·L-2 ②. 不 【解析】 【小问1详解】 根据盖斯定律，写出热化学方程式： ⅰ． ⅱ．  ⅲ． 目标反应 可由  得到，则 ；即工业合成氨的热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g)   ΔH=-92.4 kJ·mol-1。 【小问2详解】 A．已知该反应正向是一个气体分子数减小的反应，利用压缩机进行加压，平衡正向移动且反应速率加快，因此有利于更快更多的生产氨气，A正确； B．热交换器的作用是利用反应放热加热原料气，使其达到催化剂所需活性温度，不是冷却原料气，B错误； C．当断裂1 mol N≡N键的同时生成2 mol N-H键，都描述的是正反应，不能说明正逆反应速率相等，因此无法说明合成氨反应已达平衡，C错误； D．使用催化剂，可加快反应速率，但是平衡不移动，因此反应物的平衡转化率不变；分离液态氨气，使得生成物浓度降低，平衡正向移动，可以提高反应的平衡转化率，D错误； 故选A。 【小问3详解】 由图可知，0~10 min内， ​，容器体积为，则，速率之比等于化学计量数之比，故；压缩容器容积为，瞬间的总物质的量不变，随后平衡向生成氨气的方向移动，​被消耗，物质的量减小，最终新平衡小于原平衡的物质的量，对应曲线。 【小问4详解】 设平衡时​的物质的量为mol，容器体积，列三段式：  ， ，已知体积分数为，则 ，解得；，，，平衡常数； 加入​和后，浓度：，，，，故平衡不移动。 21. 乙二酸(H2C2O4，俗名草酸)是一种二元弱酸，常温下为无色晶体。回答下列问题： （1）常温下，向100 mL 0.5 mol·L-1H2C2O4溶液中加入1.0 mol∙L-1 NaOH溶液调节pH，测得溶液中微粒的分布系数随pH变化如图所示。 [，x代表H2C2O4、、] ①图中Ⅰ表示粒子的化学式为_______。 ②H2C2O4的电离平衡常数Ka1=_______ mol∙L-1。 ③当c(H2C2O4)=c()时，溶液的pH=_______。 ④下列说法正确的是_______(填标号)。 A．当加入NaOH溶液50 mL时，存在c(H+)＋c(H2C2O4)=c(OH-)＋c() B．溶液pH=7时存在c(Na+)=c()＋2c() C．溶液在任意时刻存在c()＋c()＋c(H2C2O4)=0.5 mol∙L-1 D．NaHC2O4溶液中粒子浓度大小关系为c(Na+)>c()>c(H2C2O4)>c() （2）为测定某实验样品中H2C2O4的含量，化学实验小组进行如下实验：称量m g样品溶于水，加硫酸酸化，配成250 mL溶液；取25.00 mL该溶液加入锥形瓶中，用c mol∙L-1 KMnO4标准液滴定，杂质不参与反应，达到滴定终点消耗KMnO4标准液V mL。 ①KMnO4标准液滴定未知浓度的H2C2O4。下列有关装置和操作等错误的是_______(选标号)。 A．滴定装置 B．滴定过程 C．滴定时半滴操作 ②滴定终点的操作及现象为_______。 ③该实验样品中H2C2O4的质量分数为_______%(用含m、c和V的式子表示)。 【答案】（1） ①. H2C2O4 ②. 10-1.3 ③. 2.8 ④. AB （2） ①. B ②. 加入最后半滴KMnO4溶液后，溶液由无色变为浅紫红色，且半分钟内不褪色 ③. 【解析】 【分析】乙二酸是二元弱酸，pH增大时，草酸分子浓度逐渐降低，因此曲线Ⅰ代表，Ⅱ代表，Ⅲ代表；由I和II交点得pH=1.3时，，电离常数，同理，由II和III的交点得时，；据此解题。 【小问1详解】 ①由分析知曲线Ⅰ代表； ②由分析计算电离常数； ③由分析知电离常数，，故，当时，，得，； ④A．加入后，溶质为，结合物料守恒和电荷守恒，整理得，A正确； B．时，根据电荷守恒得，B正确； C．加入溶液后，溶液总体积大于，根据物料守恒，三种微粒浓度和为，C错误； D．电离常数，其水解常数，电离程度大于水解程度，因此，D错误； 故选AB。 【小问2详解】 ①A．​具有氧化性，用酸式滴定管盛放，A正确； B．滴定时眼睛应注视锥形瓶内溶液颜色变化，不是滴定管液面，B错误； C．半滴操作时，将半滴标准液靠在锥形瓶壁，再用蒸馏水冲下，C正确； 故选B。 ②草酸为无色，高锰酸钾过量时显浅紫红色，滴定终点现象为：当滴入最后半滴高锰酸钾标准液时，溶液由无色变为浅紫红色，且半分钟内不褪色； ③反应关系：，，则溶液中，，质量分数为。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 郑州四中高二年级期末考试 化学学科试卷 注意事项： 本试卷分第I卷(选择题)和第II卷(非选择题)两部分，考试时间90分钟，满分100分。考生应首先阅读答题卡上的文字信息，然后在答题卡上作答，在试卷上作答无效。交卷时只交答题卡。 可能用到的相对原子质量：H1 C12 O16 F19 Na23 P31 Cl35.5 Ag108 第I卷(选择题，共48分) 一、选择题：本题共16小题，每小题3分，共48分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1. 中华传统文化博大精深，蕴含着丰富的化学知识。下列说法错误的是 A. “火树银花合，星桥铁锁开”中涉及化学能转化为热能和光能 B. “烈火焚烧若等闲”涉及的碳酸钙分解反应在高温下能自发进行 C. 商周傩戏使用的青铜面具生锈是发生了吸氧腐蚀 D. 《本草纲目拾遗》中对强水的记载：“性最猛烈，能蚀五金。”由此可知其成分含硝酸，故强水为强电解质 2. 下列有关化学用语和说法正确的是 A. 基态氟原子核外电子的空间运动状态有9种 B. 基态钠原子电子占据的最高能级的电子云轮廓图： C. 基态氧原子的价电子轨道表示式： D. 基态氯原子的价层电子排布式为1s22s22p63s23p5 3. 下列对化学平衡的认识正确的是 A. 0.1 mol·L-1醋酸溶液在加水稀释过程中，溶液中所有离子的浓度均减小 B. 恒容绝热容器中发生反应，当压强不变时反应达到平衡状态 C. 将KCl溶液从常温加热至80℃，溶液的pH变小但溶液变为酸性 D. 一定温度下达到平衡，压缩容器体积达到新平衡后，增大 4. 下列对原子结构和元素性质的说法正确的是 A. 电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱 B. 同一原子中，s电子的能量总是低于p电子的能量 C. 每一周期元素原子的最外层电子排布均是从过渡到 D. 第二周期元素中，第一电离能介于B、N之间的有3种元素 5. 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，甲醇与水(各物质均为气态)在铜基催化剂上的反应机理和能量图如下，下列说法正确的是 A. 反应Ⅱ的热化学方程式为CO(g)＋H2O(g)=H2(g)＋CO2(g) ΔH=a kJ·mol-1 (a>0) B. 反应I的正反应活化能大于逆反应活化能 C. 选择优良的催化剂可以降低反应I和Ⅱ的活化能，可降低反应的ΔH，加快反应速率 D. CO(g)是催化剂 6. 下列有关说法正确的是 A. 50℃时，c(OH-)=1×10-7 mol∙L-1的溶液呈酸性 B. 将溶液滴在湿润pH试纸上，对照标准比色卡测溶液的pH C. 常温下pH为2的盐酸与等体积pH为12的氨水混合恰好完全中和 D. 常温下，0.10 mol·L-1 NaOH溶液中，≈2 7. 25℃时，在下列给定条件的溶液中，可能大量共存的离子组是 A. 的溶液中：、、、 B. 由水电离出的的溶液：、、、 C. 的溶液：、、、 D. 的溶液：、、、 8. 关于如图所示各装置的叙述正确的是 A. 图1可用于中和热的测定 B. 图2可构成原电池：总反应为Fe3+＋Cu=Cu2+＋Fe2+ C. 图3为铁钉发生吸氧腐蚀，导管中水面上升，负极反应为O2＋4e-＋2H2O=4OH- D. 图4可在铁件表面镀铜，CuSO4溶液浓度基本不变 9. 1 mol CH4(g)和1 mol Cl2(g)在光照下生成1 mol CH3Cl(g)和1 mol HCl(g)的能量变化如图所示(g表示气态，ΔE代表能量差) 已知：①键能是指气态分子中1 mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。 ②几种共价键的键能如下： 化学键 C-H Cl-Cl C-Cl 键能/kJ·mol-1 413 243 339 下列叙述正确的是 A. 光照强度不同，能量差会发生变化 B. 气态原子形成1 mol CH4(g)放出的能量为413 kJ C. H-Cl的键能为431 kJ·mol-1 D. 上述反应的热化学方程式为CH4(g)＋Cl2(g)=CH3Cl(g)＋HCl(g) ΔH=114 kJ∙mol-1 10. 下列反应的离子方程式的书写正确的是 A. 用惰性电极电解MgCl2溶液：Mg2+＋2Cl-Mg＋Cl2↑ B. 工业上常利用FeS处理废水中的Hg2+：FeS(s)＋Hg2+(aq)⇌Fe2+(aq)＋HgS(s) C. 食醋去除水垢中的CaCO3：CaCO3＋2H＋=Ca2+＋H2O＋CO2↑ D. 碳酸氢钠溶液与少量氢氧化钡溶液混合：＋Ba2+＋OH-=BaCO3↓＋H2O 11. 主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，X、Y的价电子数相等，W与Z同主族，Z的价电子所在能层有16个轨道，4种元素形成的化合物如图。下列说法正确的是 A. 电负性：W>Y B. 简单离子半径：Z>Y C. ZWYX3的溶液呈碱性 D. Y和Z形成的化合物的水溶液呈碱性 12. 中科院研制出了双碳双离子电池，以石墨(Cn)和中间相碳微粒球(MCMB)为电极，电解质溶液为含有KPF6的有机溶液，其充电示意图如图。下列说法错误的是 A. 石墨电极(Cn)为阳极 B. 放电时，K+向左迁移 C. 充电时，阳极反应为Cn＋xPF-xe-=Cn(PF6)x D. 充电时，若阴极增重39 g则阳极增重290 g 13. 室温下，下列实验方案不能达到探究目的的是 选项 实验方案 探究目的 A 向盛有溶液的试管中滴加溶液，观察气泡产生的情况 比较的与的的大小 B 向两支分别盛有的溶液中，分别滴加5滴等浓度的溶液和溶液，观察气泡产生的情况 比较催化剂与对分解的催化效果 C 用注射器收集一定体积气体，连接色度传感器，通过抽拉活塞改变气体体积，记录体系中气体颜色变化 探究压强对化学平衡的影响 D 向浓度分别为和混合溶液中滴加几滴溶液，出现黄色沉淀 比较与的大小 A. A B. B C. C D. D 14. 利用如下装置模拟工业上电渗析法实现海水淡化，左侧装置为浓差电池。浓差电池是一种利用电解质溶液浓度差产生电势差而形成的电池，理论上当电解质溶液的浓度相等时停止放电。下列说法错误的是 A. 膜1为阳离子交换膜、膜2为阴离子交换膜 B. 乙室的Ag电极电势高于甲室 C. 石墨1电极的反应为 D. 当乙室Ag电极的质量增加21.6 g时，理论上NaCl溶液减少11.7 g NaCl 15. 反应mX(g)⇌nY(g)+pZ(g) ΔH，在不同温度下的平衡体系中物质Y的体积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说法错误的是 A. 该反应的ΔH＜0 B. m＜n+p C. B、C两点化学平衡常数：KB＜KC D. A、C两点的反应速率：v(A)＜v(C) 16. 常温下，用0.10 mol·L-1NaOH溶液分别滴定20.00 mL浓度均为0.20 mol·L-1的CH3COOH溶液和HCN溶液，所得滴定曲线如图所示。下列说法错误的是 A. 常温下，Ka(CH3COOH)≈5×10-5.4 B. a点时，溶液中c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-) C. a→b的过程中，溶液中水的电离程度增大 D. 常温下，0.05 mol·L-1NaCN溶液中，c(Na+)>c(CN-)>c(H+)>c(OH-) 第II卷(非选择题，共52分) 二、非选择题(共5个小题，共52分。) 17. 下表是某些元素的第一电离能和电负性数值。 元素符号 Li Be N O F Na Mg Al P S C1 Cr 第一电离能 520 900 1402 1314 1681 496 738 578 1012 1000 1251 652.9 电负性 1.0 1.5 3.07 3.5 4.0 0.9 1.2 1.5 2.1 2.5 3.0 1.6 （1）基态的电子排布式为___________。 （2）基态、、、中，未成对电子数最多的是___________(填元素符号)，其最高能级的原子轨道形状为___________。 （3）从原子结构角度解释的原因：___________。 （4）NCl3是一种无机化合物，在造纸领域作为漂白剂来提高纸张的白度。NCl3中的N元素的化合价为___________，写出NCl3水解的化学方程式：___________。 （5）在分子中，与X原子相连的A呈正电性，与Y原子相连的A呈负电性，则X、Y、A三种元素的电负性从大到小的顺序___________。 18. CO2是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义，CO2与CH4经催化重整可以制得合成气CO和H2，实现碳资源回收和综合利用还可以减少CO2对环境的影响。该过程主要发生以下自发反应。 反应I：CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g) ΔH = +247.1 kJ∙mol-1； 反应II：CO2(g)+H2(g)⇌CO (g)+H2O(g) ΔH； 反应III：CH4(g)+ H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g) ΔH = +205.9 kJ∙mol-1。 （1）CO2分子中O原子价电子的轨道表示式写成了以下形式：，这种写法违背了_______。 （2）反应Ⅱ的ΔS_______0(填“>”、“＜”或“=”)，判断依据为_______。 （3）常压下，将原料气CH4和CO2以一定流速[气体摩尔流量qn(CH4)=qn(CO2)=100kmol/h]通入装有催化剂的反应管，实验测得原料气的转化率和水的摩尔流量随温度变化的曲线如图所示。 温度低于873 K时，水蒸气的流出量随温度升高而增大的原因是_______。 （4）我国学者通过计算机模拟对该反应进行理论研究．提出在合金或合金催化下，以甲烷逐级脱氢开始产生的能量称为吸附能。脱氢阶段的反应历程如下图所示(*表示吸附在催化剂表面，吸附过程产生的能量称为吸附能)。 上图该历程中最大能垒(活化能)E正= _______eV∙mol-1；两种催化剂比较，脱氢反应阶段催化效果更好的是_______合金。 19. 电动汽车电池正极废料含铝箔和Li、Ni、Co、Mn等的氧化物。一种回收路线如下： 已知：I．萃取时反应：(水相)(有机相)(有机相)(水相)，(为萃取反应的平衡常数，代表或)。 II．该工艺下，；饱和的浓度约为。 （1）Mn属于_______区元素。 （2）“碱浸”时，Al箔发生反应的离子方程式为_______。 （3）“酸浸”时，被还原为，需添加_______。 （4）“沉锰”时，发生反应的离子方程式为_______。 （5）“镍钴分离”时，通过添加硫酸调控，可将、依次从有机溶剂中分离出来，请从平衡移动的角度解释原因_______。 （6）该工艺中能循环利用的物质有_______(填化学式)。 20. NH3是世界上产量最多的无机化合物之一，具有广泛的用途。回答下列问题： （1）工业上通常用N2和H2来合成NH3。 已知：i．H2的摩尔燃烧焓为-285.8 kJ·mol-1； ⅱ．N2(g)＋O2(g)⇌2NO(g) ΔH=+180kJ·mol-1； ⅲ．4NH3(g)＋5O2(g)=4NO(g)＋6H2O(l)　 ΔH=-1170kJ·mol-1。 工业合成氨的热化学方程式为_______。 （2）合成氨生产流程如图所示，下列说法正确的是_______。 A. 利用压缩机进行加压有利于更快更多的生产氨气 B. 热交换器可以冷却进入的原料气，防止催化剂过热 C. 当断裂1 mol N≡N键的同时生成2 mol N-H键则说明合成氨反应已达平衡 D. 通过使用催化剂和分离液态氨气等措施，可以提高反应的平衡转化率 （3）合成氨技术叫哈伯法：N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g)　ΔH<0，应用此法反应达到平衡时反应物的转化率不高。若在某温度下，2 L的密闭容器中发生合成氨的反应，如图表示N2的物质的量随时间的变化曲线。用H2表示0～10 min内该反应的平均速率v(H2)=_______。从第11 min起，压缩容器的容积为1 L，则n(N2)的变化曲线为_______(填标号)。 （4）T ℃时，向体积为1 L的密闭容器中加入 0.8 mol NH3和0.1 mol H2，发生反应2NH3(g)⇌N2(g)＋3H2(g)，30 min达到平衡时，N2的体积分数为20%，则该反应的平衡常数K=_______，达到平衡后再加入1.4 mol NH3和3 mol H2，平衡_______(填“正向”“不” 或“逆向”)移动。 21. 乙二酸(H2C2O4，俗名草酸)是一种二元弱酸，常温下为无色晶体。回答下列问题： （1）常温下，向100 mL 0.5 mol·L-1H2C2O4溶液中加入1.0 mol∙L-1 NaOH溶液调节pH，测得溶液中微粒的分布系数随pH变化如图所示。 [，x代表H2C2O4、、] ①图中Ⅰ表示粒子的化学式为_______。 ②H2C2O4的电离平衡常数Ka1=_______ mol∙L-1。 ③当c(H2C2O4)=c()时，溶液的pH=_______。 ④下列说法正确的是_______(填标号)。 A．当加入NaOH溶液50 mL时，存在c(H+)＋c(H2C2O4)=c(OH-)＋c() B．溶液pH=7时存在c(Na+)=c()＋2c() C．溶液在任意时刻存在c()＋c()＋c(H2C2O4)=0.5 mol∙L-1 D．NaHC2O4溶液中粒子浓度大小关系为c(Na+)>c()>c(H2C2O4)>c() （2）为测定某实验样品中H2C2O4的含量，化学实验小组进行如下实验：称量m g样品溶于水，加硫酸酸化，配成250 mL溶液；取25.00 mL该溶液加入锥形瓶中，用c mol∙L-1 KMnO4标准液滴定，杂质不参与反应，达到滴定终点消耗KMnO4标准液V mL。 ①KMnO4标准液滴定未知浓度的H2C2O4。下列有关装置和操作等错误的是_______(选标号)。 A．滴定装置 B．滴定过程 C．滴定时半滴操作 ②滴定终点的操作及现象为_______。 ③该实验样品中H2C2O4的质量分数为_______%(用含m、c和V的式子表示)。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $