精品解析：湖南省长沙市2025年高二上学期期末化学试题

长沙市周南中学2025年下学期高二年级 化学科期末考试试题 分量：100分 时量：75分钟 可能用到的相对原子质量：H 1 B 11 C 12 N 14 O 16 Na 23 Cl 35.5 一、选择题(每题3分，共42分。每题只有一个正确选项) 1. 科技创新赋能高质量发展。下列说法正确的是 A. “东方超环”(俗称“人造太阳”)使用的2H和3H互为同素异形体 B. 霓虹灯的发光原理：电子由基态跃迁到激发态，同时以光的形式释放能量 C. 人工智能大模型用到的芯片与光导纤维的主要成分是新型无机非金属材料 D. “嫦娥五号”使用的太阳能电池可将化学能转化为电能 【答案】C 【解析】 【详解】A．2H（氘）和3H（氚）是氢的同位素，而非同素异形体（同素异形体指同种元素形成的不同单质），A错误； B．霓虹灯发光原理是电子从激发态跃迁回基态时以光的形式释放能量，B错误； C．人工智能芯片主要成分为硅，光导纤维主要成分为二氧化硅，二者均属于新型无机非金属材料（如半导体材料、光纤材料），C正确； D．太阳能电池通过光伏效应将光能（太阳能）直接转化为电能，而非化学能，D错误； 故答案选C。 2. 下列化学用语或表述正确的是 A. 基态35S核外有8种空间运动状态不同的电子 B. 某激发态H原子的轨道表示式： C. BF3的VSEPR模型： D. N2分子中σ键的形成过程： 【答案】D 【解析】 【详解】A．S的核外电子排布为1s22s22p63s23p4，占据9个原子轨道，故核外有9种空间运动状态不同的电子，A错误； B．H原子第一能层只有s轨道，不存在1p轨道，激发态H原子的轨道表示式不可能出现1p，B错误； C．三氟化硼（BF3）的中心B原子价层电子对数为，无孤对电子，故BF3的VSEPR模型应为平面三角形，C错误； D．N2分子中σ键由两个N原子的2p轨道沿键轴方向头碰头重叠形成，图示过程符合σ键形成原理，D正确。 故选D。 3. 物质结构决定性质，下列说法正确的是 A. 破损的氯化钠晶体在固态时自动变成规则的多面体是由于晶体有自范性 B. 氯气易溶于氢氧化钠溶液不能用“相似相溶”的原理解释 C. 分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的熔、沸点一定越高 D. 水加热到很高温度都难以分解可以用氢键解释 【答案】B 【解析】 【详解】A．破损的氯化钠晶体在固态时不会自动变成规则的多面体，因为自范性是指晶体在生长过程中自发形成规则几何外形的性质，而非固态破损后的自我修复，A错误； B．氯气在氢氧化钠溶液中的“易溶”是由于化学反应(生成氯化钠和次氯酸钠)，而非单纯的溶解行为，因此不能用“相似相溶”的原理解释，B正确； C．分子晶体的熔、沸点主要取决于分子间作用力(如范德华力或氢键)，而非分子内共价键的键能；键能大仅影响分子稳定性，与熔沸点无直接关系，C错误； D．水加热难以分解是由于共价键键能高，需要大量能量断裂，而氢键是分子间作用力，只影响物理性质(如沸点)，与化学稳定性无关，D错误； 故选B。 4. 设为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是 A. 常温下，28 g乙烯中所含π键的数目为 B. 常温下，pH=5的FeCl3溶液中水电离出的氢离子数目为 C. 1 mol CH4与1 mol Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数为 D. 2 mol NO和1 mol O2在一定条件下充分反应，生成NO2分子的数目为 【答案】A 【解析】 【详解】A．乙烯（）摩尔质量为，乙烯为。每个乙烯分子含1个键（碳碳双键中一个键和一个键），故乙烯含键数目为，A正确； B．的溶液中， ，水电离出的 ；题目未指定溶液体积，无法计算具体数目；若默认1 L溶液，水电离出的数目为，B错误； C．与在光照下发生取代反应，生成、等多种氯代甲烷混合物。和反应，因副产物存在，生成的分子数小于，C错误； D．反应，计量比。和充分反应可生成，但存在可逆反应，平衡时分子数少于，D错误； 故选A。 5. 物质之间通过一步反应能实现如图所示转化，且与表中的转化关系能匹配的是 选项 X Y Z 箭头上为反应条件 A NaOH NaHCO3 NaCl ④依次通入NH3、CO2 B Al Na[Al(OH)4] AlCl3 ③电解 C NH3 NO2 HNO3 ②加H2O D Ca(ClO)2 HClO Cl2 ②光照 A. A B. B C. C D. D 【答案】A 【解析】 【详解】A．X为NaOH，Y为NaHCO3，Z为NaCl，条件④为依次通入NH3、CO2；X→Y： ，Y与Z互相转化：  （匹配条件②）； （侯氏制碱法，匹配条件④）；Z→X：电解饱和食盐水  一步完成，A正确； B．X为Al，Y为Na[Al(OH)4]，Z为AlCl3，条件③为电解。Z→X：为共价化合物，熔融态不导电，无法电解得 Al；工业上电解 制 Al，B错误； C．X→Y：催化氧化得 NO，需再氧化才得 ，无法一步完成。Z→X：  还原为 ​ 需多步还原，无法一步实现，C错误； D． 光照分解得 ，不能直接得，D错误； 故选A。 6. 下列实验装置和操作正确且能达到实验目的的是 A. 达到平衡状态压缩体积，气体颜色加深，说明增大压强，上述平衡逆向移动 B. ①中固体溶解②中固体不溶解，说明ZnS的溶解度大于CuS C. 测定中和热 D. 在铜上镀银 【答案】B 【解析】 【详解】A．为反应前后气体总物质的量不变的反应，压缩体积，增大压强，平衡不移动，但能使浓度增大、颜色加深，A错误； B．ZnS与稀硫酸反应，CuS不能，可知CuS更难溶，则ZnS的溶解度大于CuS，B正确； C．测量中和热的实验装置中缺少环形玻璃搅拌棒，不能完成实验，C错误； D．在铜上镀银时，银电极应与直流电源的正极相连、铜电极与负极相连构成电镀池，则题给装置不能达到在铜上镀银的实验目的，D错误； 故选B。 7. 下列说法错误的是 A. 已知： ，则 B. 在一定温度下的容积不变的密闭容器中发生反应：，混合物密度不再变化不能说明反应达到了平衡状态 C. 冰醋酸在稀释过程中，导电能力先增大后减小 D. 在常温下，CH3COOH溶液和NaOH溶液充分反应后所得溶液的pH=7，则此溶液中和的大小关系是： 【答案】D 【解析】 【详解】A．已知反应为放热反应，其逆反应的焓变符号相反且数值按化学计量数比例缩放，计算得ΔH = +92.3 kJ/mol正确，A正确； B．容积不变且气体总质量守恒，混合物密度始终不变，不能作为平衡判据，B正确； C．冰醋酸稀释初期电离度增大，离子浓度增加导电能力增强；过度稀释后离子浓度下降，导电能力减弱，C正确； D．pH=7时溶液呈中性，电荷守恒要求c(Na⁺) = c(CH₃COO⁻)，选项关系错误，D错误； 故选D。 8. 合成氨工业中，原料气为N2、H2及少量CO、NH3的混合气，在反应前需用铜氨液处理以除去其中的CO，其反应原理为 。下列说法错误的是 A. 铜氨液吸收CO的适宜条件是低温高压 B. 通过减压的方法可实现铜氨液再生 C. 温度升高，平衡逆移，该反应的平衡常数减小 D. 焓减是驱动该反应自发进行的主要因素 【答案】A 【解析】 【详解】A．低温高压有利于平衡正向移动，提高CO吸收率，但低温会降低反应速率，因此不一定是最适宜条件，A错误。 B．铜氨液再生指逆向反应，逆向气体体积增大，减压有利于平衡逆向移动，B正确。 C．该反应放热（ΔH<0），升高温度，平衡向吸热的逆反应方向移动，平衡常数K减小，C正确。 D．该反应ΔH<0（焓减），ΔS<0（熵减），在低温下焓减是驱动自发的主要因素，D正确。 故选A。 9. 某无机盐可作增强型防锈颜料。X、Y、Z、M、R是原子序数依次增大的前四周期元素，Y是地壳中含量最多的元素，X和Z的最外层电子数之和等于Y的最外层电子数；M和R为同周期金属元素，且未成对电子数均为0。下列说法错误的是 A. 电负性：Y>Z B. M与Y形成的化合物中只含有离子键 C. Z的最高能层有空的d轨道 D. R的第一电离能大于同周期相邻元素 【答案】B 【解析】 【分析】X、Y、Z、M、R是原子序数依次增大的前四周期元素，Y是地壳中含量最多的元素所以为氧元素，X和Z的最外层电子数之和等于Y的最外层电子数，结合化学式可知X为氢元素，Z为磷元素；M和R为同周期金属元素，且未成对电子数均为0，则M为Ca元素、R为Zn元素。 【详解】A．非金属性越强，电负性越大，电负性：Y(O) > Z(P)，A正确； B．过氧化钙中既含有离子键又含有共价键，B错误； C．Z(P)的最高能层为第三能层，存在空的3d轨道，C正确； D． R(Zn)全充满，故第一电离能大于同周期相邻元素Cu和Ga，D正确； 故选B。 10. 利用微生物脱盐燃料电池，可同时淡化盐水和处理氨氮废水(主要含)，原理如图所示，下列说法不正确的是 A. N膜为阴离子交换膜 B. 正极的电极反应式为： C. 每消耗1 mol C6H12O6，理论上可处理 4.8 mol D. 外电路转移1 mol ，脱盐室质量减少58.5 g 【答案】D 【解析】 【分析】由题意可知，该装置是原电池，据图可知右侧电极上被氧化生成，所以右边为负极，左边为正极，硝酸根被还原生成氮气； 【详解】A．脱盐室中向正极移动，向负极移动。因此M需允许通过，应为阳离子交换膜，N为阴离子交换膜，A正确； B．据分析，正极的电极反应式为：，B正确； C．负极被氧化生成，电极反应式为：，消耗1 mol，转移24 mol，处理1 mol为，转移电子，则对应处理的物质的量为，C正确； D．外电路转移时，脱盐室中与一起与向正极移动，1 mol向负极移动，因无法确定两种阳离子脱出的比例，故脱盐室质量减少无法计算，D错误； 故答案选D。 11. 甲醇与CO催化制备乙酸的反应历程及每分子甲醇转化为乙酸的能量变化关系如下图。下列说法不正确的是 A. 总反应为 B. CH3I是四面体结构的极性分子 C. HI为总反应的催化剂，可降低反应ⅲ的活化能 D. 总反应的正反应活化能大于逆反应活化能 【答案】D 【解析】 【分析】甲醇与CO催化制备乙酸的反应分三步进行：ⅰ.，反应ⅱ.，反应ⅲ.。总反应为，HI为反应的催化剂。 【详解】A．由分析可知，总反应为，A正确； B．CH3I是甲烷的一碘代物，是四面体结构，但C-I和C-H键的长度不同，CH3I正负电中心不重合，为极性分子，B正确； C．HI为总反应的催化剂，能降低反应的活化能，三步反应的正反应的活化能分别为0.72 eV、、，第ⅲ步反应的活化能最大，反应速率最慢，则该历程的决速步骤为反应ⅲ，催化剂能够降低该步骤的活化能，加快反应速率，C正确； D．该反应中，反应物的总能量为0 eV，产物的总能量为－3.05 eV，则，所以总反应为放热反应，总反应的正反应活化能小于逆反应活化能，D错误； 故选D。 12. 钛白粉(TiO2)是一种性能优良、应用广泛的白色颜料，工业上以钛铁矿精矿(主要成分为FeTiO3，含少量Al2O3、Fe2O3和SiO2)为原料冶炼钛白粉的流程如图所示。下列说法不正确的是 已知：酸解后，钛主要以形式存在。室温条件下，在pH>3的溶液中会完全水解生成H2TiO3沉淀。 A. 试剂X应为NaOH，目的是浸出Al2O3、FeTiO3 B. 酸解过程中，FeTiO3发生的反应为 C. 酸解后加铁粉的原因是将还原为，防止加纯碱时生成氢氧化铁沉淀 D. 工业上可用Mg还原TiCl4制备Ti，该种金属的冶炼原理与铝热反应类似 【答案】A 【解析】 【分析】钛铁矿精矿(主要成分为FeTiO3，含少量Al2O3、Fe2O3和SiO2)粉碎后与试剂X进行“溶浸”，这一步主要是为了除去矿石中的Al2O3和SiO2等杂质。试剂X通常为NaOH溶液，将Al2O3和SiO2转化为可溶性盐，过滤后得到的滤渣为FeTiO3和Fe2O3，滤渣用浓硫酸进行“酸解”，钛主要以形式存在，溶液中还存在，加入“铁粉”进行还原处理，是为了还原溶液中的Fe3+，加入纯碱溶液，调节pH值，使TiO2+发生水解反应生成偏钛酸沉淀，最后将偏钛酸进行“煅烧”，脱去水分并转化为二氧化钛，即钛白粉。 【详解】A．“溶浸”目的是除去Al2O3、SiO2，所以试剂X应为NaOH溶液，A错误； B．酸解过程中，钛主要以形式存在，FeTiO3发生的非氧化还原反应，可知FeTiO3和浓硫酸反应生成硫酸亚铁、TiOSO4、水，反应的化学方程式为，B正确； C．Fe2O3与浓硫酸反应生成硫酸铁，酸解液中主要含有、、，易水解，酸解后加入铁粉把还原为，防止加纯碱调节pH时生成氢氧化铁沉淀，C正确； D．Mg还原TiCl4制备Ti是热还原法，铝热反应也是热还原法，原理类似，D正确； 故选A。 13. 工业上用CO2和H2制备CH3OH的原理为： ① ② 其他条件相同时，测得不同压强下，CO2的平衡转化率随温度的变化关系如图。 已知：CH3OH的选择性为生成CH3OH的物质的量与CO2转化的物质的量的比值。 下列说法正确的是 A. 压强的大小关系： B. 反应②： C. 由图可知，时以反应②为主 D. 低温高压可提高CO2的转化率和CH3OH的选择性 【答案】C 【解析】 【分析】反应①是气体体积减小的反应，温度一定时，增大压强，平衡向正反应方向移动，二氧化碳的转化率增大，反应②是气体体积不变的反应，增大压强，平衡不移动，二氧化碳的转化率不变，由图可知，温度一定时，、、对应二氧化碳的转化率依次减小，则压强的大小关系为：；压强一定时，升高温度，二氧化碳的转化率先减小后增大，时三条曲线几乎交于一点，说明改变压强对平衡几乎没有影响，说明低温下以放热的反应①为主，高温下以吸热的反应②为主，故反应①是焓变小于0的放热反应、反应②是焓变大于0的吸热反应 【详解】A．由分析可知，压强的大小关系为：，A错误； B．由分析可知，反应①是焓变小于0的放热反应、反应②是焓变大于0的吸热反应，B错误； C．由分析可知，时以反应②为主，C正确； D．由分析可知，低温高压有利于甲醇生成，可提高甲醇的选择性；由图可知，高压能提高CO2的平衡转化率，但“低温”对CO2平衡转化率的影响需分情况讨论：当温度高于时，降低温度，CO2的平衡转化率减小；当温度低于时，降低温度，CO2的平衡转化率才增大。故“低温可提高CO2的转化率”的说法不严谨，D错误； 故答案选C。 14. 常温时，二元弱酸H2R与MCl2浓度相等的混合溶液中，(X代表H2R、、或)随pH的变化关系如下图。MR为难溶物，不考虑的水解。下列分析正确的是 A. 常温时， B. pH=12.92时，溶液中 C. 溶度积常数 D. pH=9.98时，溶液中 【答案】C 【解析】 【分析】， 由图可知，随着pH增大，H2R减小、先增大后减小、增大，所以图中曲线2代表、曲线3代表、曲线4代表，图中曲线1代表；由图可知，、，据此分析； 【详解】A．根据，，故A错误； B．pH＝12.92时，有MR难溶物生成，溶液中，故B错误； C．溶度积常数，将曲线1、曲线3交点数值代入，，故C正确； D．pH＝9.98，溶液呈碱性，说明体系加入了外来碱性物质，则溶液中电荷守恒应为，故D错误； 故答案选：C。 二、非选择题(每空2分，除标注外，共58分) 15. 铋酸钠(NaBiO3)是一种新型光催化剂，也被广泛应用于制药业。铋酸钠粉末呈浅黄色，不溶于冷水，遇沸水或酸溶液迅速分解。某兴趣小组设计实验制取铋酸钠并测定其纯度。 I．制取铋酸钠 在NaOH溶液中，白色且难溶于水的Bi(OH)3与Cl2反应制备NaBiO3，实验装置如图所示(加热和夹持仪器已略去)。 请按要求回答下列问题： （1）E的仪器名称为_______。 （2）B装置盛放的试剂是_______。 （3）C中发生反应的化学方程式为_______。 （4）当观察到C中白色固体消失时，应停止A中的反应，并关闭K3，原因是_______。 （5）本实验为防止空气污染而设置的仪器有_______(填仪器序号)。 II．产品纯度的测定 （6）取(I)中制取的NaBiO3()产品x g，配成100 mL溶液，取20.00 mL加入足量稀硫酸和MnSO4稀溶液使其完全反应，反应的离子方程式：，再用0.1 mol/L的H2C2O4标准溶液滴定生成的。 ①当达到滴定终点时，消耗H2C2O4标准溶液y mL。则该产品的纯度为_______%。 ②若配制H2C2O4标准溶液定容时，俯视刻度线，测得该产品的纯度_______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 【答案】（1）恒压滴液漏斗 （2）饱和食盐水 （3） （4）防止Cl2过量使C装置中的溶液呈酸性，导致NaBiO3分解 （5）DF （6） ①. ②. 偏小 【解析】 【分析】分析仪器可知，A制备氯气，B除氯气中的氯化氢，C中Bi(OH)3被氯气氧化为NaBiO3，防止Cl2过量使溶液呈酸性，导致NaBiO3分解，所以当观察到C中白色固体消失时，应关闭K3和K1，并停止对A加热，D中氢氧化钠溶液吸收氯气，防止污染，据此分析回答问题。 【小问1详解】 该实验仪器的名称是恒压滴液漏斗； 【小问2详解】 A中生成的氯气中含有氯化氢，B装置的作用是除氯气中的氯化氢，所以盛放的试剂是饱和食盐水； 【小问3详解】 C中在碱性条件下，Bi(OH)3被氯气氧化为NaBiO3，根据得失电子守恒，发生的反应化学方程式为； 【小问4详解】 NaBiO3遇酸溶液迅速分解，防止Cl2过量使溶液呈酸性，导致NaBiO3分解，所以当观察到C中白色固体消失时，应关闭K3和K1，并停止对A加热， 【小问5详解】 氯气有毒，为防止氯气污染空气，实验完毕后，打开K2，向A装置中加入NaOH溶液的主要作用是除去A装置中残留的Cl2；装置D为尾气处理装置，吸收未反应完的Cl2；故本实验为防止空气污染而设置的仪器有DF； 【小问6详解】 草酸与酸性高锰酸钾反应的离子方程式为，根据两个离子方程式建立关系式：，当达到滴定终点时，消耗0.100 mol/L的H2C2O4标准溶液y mL，即参加反应的，，该产品的纯度为。 若配制H2C2O4标准溶液定容时，俯视刻度线，导致配制得到溶液体积偏小，浓度偏大，消耗标准溶液H2C2O4溶液的体积偏小，即y偏小，则测得该产品的纯度偏小。 16. 钴是一种重要的战略物资，钴合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。工业上以钴矿(主要成分是Co2O3，含有Al2O3、Fe2O3、MnO2、CaCO3等杂质)为原料制取金属钴的工艺流程如图所示。 ①25℃时，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表： 金属离子 开始沉淀的pH 6.9 1.5 3.6 7.1 7.9 沉淀完全的pH 8.3 2.8 4.7 9.2 9.8 ②CaF2的，当溶液中可溶性组分浓度小于时，可认为已除尽。 回答下列问题： （1）Co的价电子排布式为_______。 （2）粉碎钴矿石的目的是_______。 （3）“浸取”时含Co物质发生反应的离子方程式为_______。 （4）“除杂”过程中调pH的范围是_______。 （5）若“沉钙”后溶液中，的浓度是_______。 （6）有机萃取剂P507萃取后，进入水相的阳离子为和_______。已知萃取率与pH相关，pH>6.5，萃取率随pH升高而降低的原因是_______。 （7）硫酸钴可用于电镀、碱性电池生产等，由硫酸钴溶液制备CoSO4·7H2O的操作是_______，过滤、洗涤、干燥。 【答案】（1）3d74s2 （2）增大接触面积，提高浸取率 （3） （4）4.7≤pH＜7.1 （5） （6） ①. 、 ②. 当pH>6.5时，随着pH升高，溶液中增大，与形成Co(OH)2沉淀，使萃取率降低 （7）蒸发浓缩、冷却结晶 【解析】 【分析】钴矿(主要成分是Co2O3，含有Al2O3、Fe2O3、MnO2、CaCO3等杂质)粉碎后浸取，在硫酸和SO2作用下，将Co2O3还原为Co2+，同时溶解其他杂质，生成Al3+、Fe3+、Mn2+、Ca2+，通过调pH除去Fe3+和Al3+，同时保留Co2+和Mn2+，加入NaF溶液，使Ca2+沉淀为CaF2。用P507萃取剂分离Co2+与Mn2+，用硫酸将Co2+从有机相中反萃取到水相，电解硫酸钴溶液得到金属钴。 【小问1详解】 钴（Co）是27号元素，位于元素周期表第四周期第VIII族，其价层电子排布式为。 【小问2详解】 在化工流程中，固体原料进行“粉碎”或“研磨”的目的是为了增大接触面积，提高浸取率。 【小问3详解】 “浸取”步骤加入了硫酸（）和二氧化硫（）。钴矿石的主要成分是，其中钴显+3价。具有还原性，会将+3价的钴还原为+2价的钴离子（），自身被氧化为硫酸根（），根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为：。 【小问4详解】 由分析可知，浸取后的溶液中含有、、 、等杂质离子。“除杂”步骤的目的是除去和，同时保留和。根据表格数据，“除杂”过程中调pH的范围是4.7≤pH＜7.1。 【小问5详解】 已知，将代入公式：。 【小问6详解】 在“萃取”步骤之前，已经经过了除杂（除去Fe、Al）和沉钙（除去Ca）。此时溶液中主要存在的金属阳离子是目标产物离子和未除去的杂质离子。P507萃取剂主要用于萃取，因此进入有机相的是，而留在水相的阳离子是Na+、H+、；pH>6.5，萃取率随pH升高而降低的原因是：当pH>6.5时，随着pH升高，溶液中增大，与形成Co(OH)2沉淀，使萃取率降低。 【小问7详解】 由硫酸钴溶液制备CoSO4·7H2O的操作是蒸发浓缩、冷却结晶，过滤、洗涤、干燥。 17. 近年来甲烷资源化的利用备受关注。 I.催化重整主反应： 副反应： （1）体系中甲烷初始浓度为，恒温下反应30 min，甲烷转化率为60%，产物中。 ①0～30 min内，_______。 ②下列说法正确的是_______(填序号)。 a.主反应中，生成物总能量高于反应物总能量 b.0～30 min内， c.0～30 min内， d.选择适当催化剂可提高H2的最终产率 利用催化重整反应产物可合成乙二醇，具有广阔的发展前景。反应如下： 。按进料，固定平衡转化率，探究温度与压强的关系。分别为0.4、0.5和0.6时，温度与压强的关系如图： （2）代表的曲线为_______(填“L1”“L2”或“L3”)。 （3）_______0(填“>”“＜”或“=”)。 （4）已知：反应，，x为各组分的物质的量分数。M、N两点对应的体系，_______(填“>”“＜”或“=”)，D点对应体系的的值为_______。 II.光催化可以制备甲烷，反应原理示意图如下图所示。 （5）写出a区的电极反应_______。随着反应的进行，体系的pH_______。(填“升高”或“降低”或“不变”) 【答案】（1） ①. 0.03 ②. acd （2）L3 （3）＜ （4） ①. = ②. 12 （5） ①. ②. 不变 【解析】 【17题详解】 ①已知初始浓度 ，转化率为，，； ②a．生成物总能量－反应物总能量，主反应中，，则生成物总能量高于反应物总能量，a正确； b．由题中信息可知主反应伴随副反应发生，H2作为主反应的生成物同时也是副反应的反应物，即CH4浓度的变化量的2倍大于H2浓度的变化量，0～30 min内，，b错误； c．主反应中，产生的，副反应中，产生的，产生同一反应体系中物质的量变化量之比等于浓度变化量之比，产物中，即，副反应中生成H2O的量等于消耗H2的量，则主反应产物产生的H2的总量，则，c正确； d．选择对主反应催化效率更高的催化剂，可以使主反应的速率大于副反应，使反应物更多地转化为H2，可提高H2的最终产率，d正确； 故选acd。 【18题详解】 反应为气体分子数减小的反应，同温度下，压强与转化率成正比，压强越小，则转化率越小，的曲线为L3。 【19题详解】 随温度的升高，压强越来越大，平衡逆向移动，说明反应为放热反应，<0。 【20题详解】 M、N的进料相同，平衡转化率相等，平衡时各组分物质的量分数相等，因此。反应为气体分子数减小的反应，同温度下，压强与转化率成正比，压强越小，则转化率越小，的曲线为L3，L1代表0.6，L2代表0.5，D点对应的平衡转化率为0.5，根据题中信息，该反应按化学计量比进料，设起始加入2 mol CO和3 mol H2，列三段式： 则。 【21题详解】 由原理图可知，在a区，CO2得到电子，并与由b区（）转移过来的反应转化成CH4和水，故电极反应式为。综合a、b区的反应可知，随着反应的进行，体系的pH几乎不变。 18. 第VA族元素N、P、As等元素及其化合物在新材料、工农业生产等方面用途广泛。请回答： （1）下列叙述正确的是_______。 A. As的电子排布式为[Ar]4s24p3 B. P的气态氢化物的稳定性大于N C. 的空间构型为直线形 D. N、P、As第一电离能逐渐减小 （2）N、P、As简单氢化物沸点由高到低的顺序是_______(用分子式表示)。 （3）雌黄的分子式为As2S3，其分子结构为，As原子轨道的杂化类型为_______。 （4）两种氮氧化物(N2O3、N2O4)都为平面形分子，其结构如图所示，的键角a<b的原因是_______。 （5）P的最高能级电子的电子云轮廓图形状为_______。 （6）某种氮化硼晶体的立方晶胞结构如图，该物质熔沸点高、硬度大与金刚石类似： 氮化硼化学式是_______；已知氮化硼晶体的密度为，则的键长为_______pm(用含有、的代数式表示)。 【答案】（1）CD （2）NH3>AsH3>PH3 （3）sp3 （4）中心原子N均为sp2杂化，但N2O3中心原子N存在1对孤电子对，而N2O4中心原子N无孤电子对，由于孤电子对与成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力 （5）哑铃形(纺锤形) （6） ①. BN ②. 【解析】 【小问1详解】 A．As是33号元素，位于第四周期ⅤA族，其完整的电子排布式为，简写为[Ar]3d104s24p3，A错误； B．N和P同属于第VA族，N在P的上方，根据元素周期律，同主族元素从上到下非金属性减弱，其对应氢化物的稳定性也减弱，因此P的简单气态氢化物稳定性小于N，B错误； C．中心N原子价层电子对数为，无孤对电子，空间构型为直线形，C正确； D．N、P、As同主族，从上到下原子半径增大，第一电离能逐渐减小，D正确； 故答案为：CD； 【小问2详解】 NH3分子间存在氢键，使其沸点异常高。PH3和AsH3分子间只有范德华力，对于结构相似的分子，相对分子质量越大，范德华力越强，沸点越高。AsH3的相对分子质量大于PH3，因此AsH3的沸点高于PH3，故N、P、As简单氢化物沸点由高到低的顺序是NH3>AsH3>PH3； 【小问3详解】 根据As2S3的分子结构图，每个As原子与3个S原子形成3个σ键。As是第VA族元素，有5个价电子，形成3个共价键后还剩下一对孤对电子。因此，As原子的价层电子对数 = 3 (成键电子对) + 1 (孤对电子) = 4。根据价层电子对互斥理论，其杂化类型为sp3； 【小问4详解】 N2O3（a）与N2O4（b）中中心N原子均为sp2杂化，N2O3的中心N原子含1对孤电子对，而N2O4的中心N原子无孤电子对，孤电子对与成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力，所以的键角a＜b； 【小问5详解】 P（磷）原子的核外电子排布为[Ne]3s23p3。其最高能级是3p能级，p轨道的电子云轮廓图形状为哑铃形（或纺锤形）； 【小问6详解】 ⅰ、晶胞中N原子个数为，B原子个数为4，化学式为BN；ⅱ、该晶体为立方晶系，晶胞中含有4个BN单元。设晶胞参数为a pm，键长即为，晶胞质量为，体积为，密度为，，键长。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 长沙市周南中学2025年下学期高二年级 化学科期末考试试题 分量：100分 时量：75分钟 可能用到的相对原子质量：H 1 B 11 C 12 N 14 O 16 Na 23 Cl 35.5 一、选择题(每题3分，共42分。每题只有一个正确选项) 1. 科技创新赋能高质量发展。下列说法正确的是 A. “东方超环”(俗称“人造太阳”)使用的2H和3H互为同素异形体 B. 霓虹灯的发光原理：电子由基态跃迁到激发态，同时以光的形式释放能量 C. 人工智能大模型用到的芯片与光导纤维的主要成分是新型无机非金属材料 D. “嫦娥五号”使用的太阳能电池可将化学能转化为电能 2. 下列化学用语或表述正确的是 A. 基态35S核外有8种空间运动状态不同的电子 B. 某激发态H原子的轨道表示式： C. BF3的VSEPR模型： D. N2分子中σ键的形成过程： 3. 物质结构决定性质，下列说法正确的是 A. 破损的氯化钠晶体在固态时自动变成规则的多面体是由于晶体有自范性 B. 氯气易溶于氢氧化钠溶液不能用“相似相溶”的原理解释 C. 分子晶体中，共价键键能越大，该分子晶体的熔、沸点一定越高 D. 水加热到很高温度都难以分解可以用氢键解释 4. 设为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是 A. 常温下，28 g乙烯中所含π键的数目为 B. 常温下，pH=5的FeCl3溶液中水电离出的氢离子数目为 C. 1 mol CH4与1 mol Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数为 D. 2 mol NO和1 mol O2在一定条件下充分反应，生成NO2分子的数目为 5. 物质之间通过一步反应能实现如图所示转化，且与表中的转化关系能匹配的是 选项 X Y Z 箭头上为反应条件 A NaOH NaHCO3 NaCl ④依次通入NH3、CO2 B Al Na[Al(OH)4] AlCl3 ③电解 C NH3 NO2 HNO3 ②加H2O D Ca(ClO)2 HClO Cl2 ②光照 A. A B. B C. C D. D 6. 下列实验装置和操作正确且能达到实验目的的是 A. 达到平衡状态压缩体积，气体颜色加深，说明增大压强，上述平衡逆向移动 B. ①中固体溶解②中固体不溶解，说明ZnS的溶解度大于CuS C. 测定中和热 D. 在铜上镀银 7. 下列说法错误的是 A. 已知： ，则 B. 在一定温度下的容积不变的密闭容器中发生反应：，混合物密度不再变化不能说明反应达到了平衡状态 C. 冰醋酸在稀释过程中，导电能力先增大后减小 D. 在常温下，CH3COOH溶液和NaOH溶液充分反应后所得溶液的pH=7，则此溶液中和的大小关系是： 8. 合成氨工业中，原料气为N2、H2及少量CO、NH3的混合气，在反应前需用铜氨液处理以除去其中的CO，其反应原理为 。下列说法错误的是 A. 铜氨液吸收CO的适宜条件是低温高压 B. 通过减压的方法可实现铜氨液再生 C. 温度升高，平衡逆移，该反应的平衡常数减小 D. 焓减是驱动该反应自发进行的主要因素 9. 某无机盐可作增强型防锈颜料。X、Y、Z、M、R是原子序数依次增大的前四周期元素，Y是地壳中含量最多的元素，X和Z的最外层电子数之和等于Y的最外层电子数；M和R为同周期金属元素，且未成对电子数均为0。下列说法错误的是 A. 电负性：Y>Z B. M与Y形成的化合物中只含有离子键 C. Z的最高能层有空的d轨道 D. R的第一电离能大于同周期相邻元素 10. 利用微生物脱盐燃料电池，可同时淡化盐水和处理氨氮废水(主要含)，原理如图所示，下列说法不正确的是 A. N膜为阴离子交换膜 B. 正极的电极反应式为： C. 每消耗1 mol C6H12O6，理论上可处理 4.8 mol D. 外电路转移1 mol ，脱盐室质量减少58.5 g 11. 甲醇与CO催化制备乙酸的反应历程及每分子甲醇转化为乙酸的能量变化关系如下图。下列说法不正确的是 A. 总反应为 B. CH3I是四面体结构的极性分子 C. HI为总反应的催化剂，可降低反应ⅲ的活化能 D. 总反应的正反应活化能大于逆反应活化能 12. 钛白粉(TiO2)是一种性能优良、应用广泛的白色颜料，工业上以钛铁矿精矿(主要成分为FeTiO3，含少量Al2O3、Fe2O3和SiO2)为原料冶炼钛白粉的流程如图所示。下列说法不正确的是 已知：酸解后，钛主要以形式存在。室温条件下，在pH>3的溶液中会完全水解生成H2TiO3沉淀。 A. 试剂X应为NaOH，目的是浸出Al2O3、FeTiO3 B. 酸解过程中，FeTiO3发生的反应为 C. 酸解后加铁粉的原因是将还原为，防止加纯碱时生成氢氧化铁沉淀 D. 工业上可用Mg还原TiCl4制备Ti，该种金属的冶炼原理与铝热反应类似 13. 工业上用CO2和H2制备CH3OH的原理为： ① ② 其他条件相同时，测得不同压强下，CO2的平衡转化率随温度的变化关系如图。 已知：CH3OH的选择性为生成CH3OH的物质的量与CO2转化的物质的量的比值。 下列说法正确的是 A. 压强的大小关系： B. 反应②： C. 由图可知，时以反应②为主 D. 低温高压可提高CO2的转化率和CH3OH的选择性 14. 常温时，二元弱酸H2R与MCl2浓度相等的混合溶液中，(X代表H2R、、或)随pH的变化关系如下图。MR为难溶物，不考虑的水解。下列分析正确的是 A. 常温时， B. pH=12.92时，溶液中 C. 溶度积常数 D. pH=9.98时，溶液中 二、非选择题(每空2分，除标注外，共58分) 15. 铋酸钠(NaBiO3)是一种新型光催化剂，也被广泛应用于制药业。铋酸钠粉末呈浅黄色，不溶于冷水，遇沸水或酸溶液迅速分解。某兴趣小组设计实验制取铋酸钠并测定其纯度。 I．制取铋酸钠 在NaOH溶液中，白色且难溶于水的Bi(OH)3与Cl2反应制备NaBiO3，实验装置如图所示(加热和夹持仪器已略去)。 请按要求回答下列问题： （1）E的仪器名称为_______。 （2）B装置盛放的试剂是_______。 （3）C中发生反应的化学方程式为_______。 （4）当观察到C中白色固体消失时，应停止A中的反应，并关闭K3，原因是_______。 （5）本实验为防止空气污染而设置的仪器有_______(填仪器序号)。 II．产品纯度的测定 （6）取(I)中制取的NaBiO3()产品x g，配成100 mL溶液，取20.00 mL加入足量稀硫酸和MnSO4稀溶液使其完全反应，反应的离子方程式：，再用0.1 mol/L的H2C2O4标准溶液滴定生成的。 ①当达到滴定终点时，消耗H2C2O4标准溶液y mL。则该产品的纯度为_______%。 ②若配制H2C2O4标准溶液定容时，俯视刻度线，测得该产品的纯度_______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 16. 钴是一种重要的战略物资，钴合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。工业上以钴矿(主要成分是Co2O3，含有Al2O3、Fe2O3、MnO2、CaCO3等杂质)为原料制取金属钴的工艺流程如图所示。 ①25℃时，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表： 金属离子 开始沉淀的pH 6.9 1.5 3.6 7.1 7.9 沉淀完全的pH 8.3 2.8 4.7 9.2 9.8 ②CaF2的，当溶液中可溶性组分浓度小于时，可认为已除尽。 回答下列问题： （1）Co的价电子排布式为_______。 （2）粉碎钴矿石的目的是_______。 （3）“浸取”时含Co物质发生反应的离子方程式为_______。 （4）“除杂”过程中调pH的范围是_______。 （5）若“沉钙”后溶液中，的浓度是_______。 （6）有机萃取剂P507萃取后，进入水相的阳离子为和_______。已知萃取率与pH相关，pH>6.5，萃取率随pH升高而降低的原因是_______。 （7）硫酸钴可用于电镀、碱性电池生产等，由硫酸钴溶液制备CoSO4·7H2O的操作是_______，过滤、洗涤、干燥。 17. 近年来甲烷资源化的利用备受关注。 I.催化重整主反应： 副反应： （1）体系中甲烷初始浓度为，恒温下反应30 min，甲烷转化率为60%，产物中。 ①0～30 min内，_______。 ②下列说法正确的是_______(填序号)。 a.主反应中，生成物总能量高于反应物总能量 b.0～30 min内， c.0～30 min内， d.选择适当催化剂可提高H2的最终产率 利用催化重整反应产物可合成乙二醇，具有广阔的发展前景。反应如下： 。按进料，固定平衡转化率，探究温度与压强的关系。分别为0.4、0.5和0.6时，温度与压强的关系如图： （2）代表的曲线为_______(填“L1”“L2”或“L3”)。 （3）_______0(填“>”“＜”或“=”)。 （4）已知：反应，，x为各组分的物质的量分数。M、N两点对应的体系，_______(填“>”“＜”或“=”)，D点对应体系的的值为_______。 II.光催化可以制备甲烷，反应原理示意图如下图所示。 （5）写出a区的电极反应_______。随着反应的进行，体系的pH_______。(填“升高”或“降低”或“不变”) 18. 第VA族元素N、P、As等元素及其化合物在新材料、工农业生产等方面用途广泛。请回答： （1）下列叙述正确的是_______。 A. As的电子排布式为[Ar]4s24p3 B. P的气态氢化物的稳定性大于N C. 的空间构型为直线形 D. N、P、As第一电离能逐渐减小 （2）N、P、As简单氢化物沸点由高到低的顺序是_______(用分子式表示)。 （3）雌黄的分子式为As2S3，其分子结构为，As原子轨道的杂化类型为_______。 （4）两种氮氧化物(N2O3、N2O4)都为平面形分子，其结构如图所示，的键角a<b的原因是_______。 （5）P的最高能级电子的电子云轮廓图形状为_______。 （6）某种氮化硼晶体的立方晶胞结构如图，该物质熔沸点高、硬度大与金刚石类似： 氮化硼化学式是_______；已知氮化硼晶体的密度为，则的键长为_______pm(用含有、的代数式表示)。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $