内容正文:
绝密★启用前
2026年康县第一中学、康县第二中学、康县永兴中学
高一下学期期末考试(化学)试卷
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 S 32 Cl 35.5
一、选择题(本题包括14小题,每小题3分,共42分)
1.我国科学家合成了一种催化剂,实现了如图所示的异丁烷氧化脱氢。下列说法正确的是( )
A.的质谱图最右侧的分子离子峰的质荷比数值为58
B.分子中4个碳原子共平面
C.相同质量的和充分燃烧,消耗的更多
D.该反应原子利用率100%,符合绿色化学的理念
2.2024年6月2日,嫦娥六号在月球背面成功着陆。下列嫦娥六号探月过程中涉及化学能转化为电能的过程是( )
A.燃烧推进剂使火箭升空
B.展开太阳翼获取持续电力
C.启动锂离子蓄电池为探测器供电
D.用化学方法分析月壤的元素组成
3.向少量AgCl沉淀中滴入的氨水,振荡,生成而沉淀消失,形成澄清的无色溶液,下列说法错误的是( )
A.基态氯原子有5种不同能量的电子
B.氨水中有四种不同类型的氢键
C.中中心离子是,配体是
D.向澄清的无色溶液中加入溶液不会产生白色沉淀
4.氮化铝是一种耐高温结构陶瓷,制备方法为,下列说法正确的是( )
A.含有电子
B.的摩尔质量是102
C.的质量为
D.的摩尔质量与CO的相对分子质量相同
5.“摩尔日”(MoleDay)是一个在化学家之间流传的节日,通常在10月23日的上午6:02到下午6:02之间庆祝。在美式写法中,这两个时刻被记为6:02 10/23,恰似阿伏加德罗常数的值——。设表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.个氧气分子与个召气分子的质量比是4:5
B.与所含电子数相等
C.物质的量相等的和中含有相同数目的
D.与所含分子数不相等
6.磷有多种不同的单质,红磷(结构复杂用“P”表示)和白磷()是磷的两种同素异形体,充分燃烧的产物都是。在25℃、101kPa下,31g白磷完全转化为红磷,放出11kJ的热量。下列说法正确的是( )
A.红磷转化为白磷属于放热反应
B.红磷的稳定性比白磷强
C.白磷转化为红磷属于物理变化
D.等质量的红磷和白磷完全燃烧,放热较多的是红磷
7.自然界中氮的循环如图所示。下列说法错误的是( )
A.氮氧化物的产生是形成酸雨的重要原因
B.减少开私家车可减少氮氧化物的排放
C.氨和铵盐转化为硝酸盐时发生复分解反应
D.豆科植物的根瘤菌将游离态的氮转化为化合态的氮
8.氮及其化合物的某转化过程如图所示。下列分析中,错误的是( )
A.反应Ⅰ为化合反应,而反应Ⅱ为分解反应
B.工业生产中原料气可以通过分离液态空气获得
C.在催化剂a、b表面均发生了化学键的断裂和形成
D.反应Ⅱ催化剂b表面形成氮氧键的过程中,发生了电子的转移
9.如图所示,弹簧夹开始处于关闭状态,将液体A滴入试管②中与气体B充分反应,打开弹簧夹,可发现试管①内的水立刻沸腾。液体A和气体B的组合不可能是( )
A.氢氧化钠溶液、二氧化碳 B.氢氧化钠溶液、一氧化氮
C.盐酸、氨气 D.水、二氧化氮
10.某学习小组探究溶液与盐酸反应过程中的热效应。向盛有溶液的烧杯中滴加温度相同的稀盐酸,用温度传感器测得溶液温度随时间的变化如图所示。下列说法错误的是( )
A.实验说明与盐酸发生了反应
B.该反应是放热反应
C.该实验表明化学能可以转化为热能
D.反应过程中有极性键和非极性键的生成
11.甲酸()可在纳米级表面分解为活性和,经下列历程实现的催化还原。已知、表示中二价铁和三价铁。下列说法不正确的是( )
A.是催化还原的催化剂
B.反应过程中存在键的断裂
C.在整个历程中,共有2次氧化反应发生
D.历程中是生成物
12.海洋生物参与氮循环的过程如图所示。下列说法不正确的是( )
A.反应①中没有发生电子转移
B.反应④不属于氮的固定
C.反应③中,若与反应,则作还原剂
D.反应③与反应⑤中,若生成等量的,转移的电子数之比为3:2
13.某团队设计处理高浓度的氨氮废水,流程如下:
过程Ⅱ为硝化过程,在微生物的作用下实现的转化,在碱性条件下, }被氧气氧化成,过程Ⅲ为反硝化过程,反应的化学方程式为。下列说法正确的是( )
A.过程Ⅰ为浓缩和富集,利于后期处理
B.过程Ⅱ中产生1 mol 需消耗2 mol
C.温度高反应速率快,过程Ⅱ采用高温效果更好
D.过程Ⅲ氧化剂和氧化产物的物质的量之比为5:3
14.如图表示铁与不同密度硝酸反应时,还原产物百分比与硝酸密度的关系。下列说法不正确的是( )
(提示:硝酸密度与硝酸的浓度是正比关系)
A.不同密度硝酸与铁反应,硝酸越稀,则还原产物中氮元素的价态越低
B.由图可知稀硝酸的氧化性>浓硝酸的氧化性
C.常温下,铁在浓硝酸中出现钝化现象,是一种化学变化
D.当密度为1.36 的硝酸加入铁粉中时,反应的化学方程式可能为
二、非选择题(本题包括4小题,共58分)
15.(12分)有效去除大气中的NO及废水中的硝态氮是环境保护的重要课题。
(1)在汽车上安装三元催化转化器可实现反应:;
①已知:Ⅰ.;
Ⅱ.;
则____________________________。
②在恒温恒容条件下,下列状态能说明反应达到平衡状态的是____________________________。
A.该反应生成的同时消耗2 mol CO
B.的物质的量保持不变
C.混合气体压强保持不变
D.混合气体密度保持不变
③一定温度下,在体积为2 L的恒容密闭容器中发生上述反应,CO和的物质的量随时间的变化曲线如图所示,从反应开始到,平均反应速率______________(用含的式子表示)
(2)研究发现,电催化和含氮物质(等)在常温常压下合成尿素,有助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题。向一定浓度的溶液通至饱和,在电极上反应生成,电解原理如图所示。写出X代表微粒符号____________________________,电解过程中生成尿素的电极反应为____________________________。
(3)活性炭(AC)负载Fe、Ni材料联合NaClO可去除废水中的硝态氮。保持材料中炭质量不变,改变铁的质量得到铁炭质量比与去除率的关系如图I所示。不同废水初始pH对AC-Fe/Ni去除的产物选择性的影响如图Ⅱ所示。
①铁炭混合后对去除率比单一组分的铁或活性炭都高的原因是____________________________。
②pH=2,去除时Fe主要转化为,该过程主要反应的离子方程式为____________________________。
16.(12分)下表是元素周期表的一部分,表中的字母分别代表对应的一种化学元素,回答下列问题的时候请将字母换成对应元素的符号。
(1)元素g的简单阴离子和元素h的简单阳离子相比,半径更大的是______________(用对应元素离子符号表示)。
(2)基态核外电子有____________________________种空间运动状态,基态q原子价层电子的轨道表示式:____________________________,比较离子的氧化性:____________________________(填“大于”或“小于”)。
(3)元素d、e形成的既有离子键又有共价键的化合物的电子式:____________________________。
(4)简要说明难溶于的原因:____________________________。
(5)元素m在周期表中的位置____________________________。若将0.01 mol配合物(的配位数是6)溶于水,加入足量的处理,产生0.01 mol AgCl沉淀,请根据实验事实用配合物的形式写出该物质的化学式____________________________。
17.(14分)研究氮及其化合物的性质对改善人类的生存环境具有重要意义。回答下列问题:
(1)一种新型人工固氮的原理如图。该转化过程①②③反应中为氧化还原反应的是__________________(填序号)。假设每一步均完全转化,每生成0.4 mol ,同时生成__________________ mol 。
(2)在催化剂的作用下,向280~420 ℃的烟气中喷入氨可使工厂废气中的氮氧化物转化为无污染的物质。写出消除反应的化学方程式:__________________。
(3)废水中氮的主要存在形态是硝态氮(以形式存在)和氨氮(以、形式存在),还原法和氧化法是去除废水中氮的重要方法。
①还原法:控制其他条件相同,去除pH=1的某含氮废水(废水中总氮≈10 中的硝态氮,图1为只加过量、图2为同时加过量Fe粉与时废水中含氮微粒的浓度随时间变化的图像。
分析上述图像,图1中生成的离子方程式为__________________;图2中20~60 min内发生主要反应的离子方程式为__________________。
②氧化法:利用NaClO将水体中氨氮氧化为。已知氧化性:,还原性:。研究发现,控制其他条件相同,当废水pH为1.25~2.75,氨氮去除率随pH降低而升高,分析原因是__________________;当废水pH为2.75~6.00,氨氮去除率随pH降低而下降,分析原因是__________________。
18.(14分)恒温恒容的密闭容器中,在某固体催化剂(在一定温度范围内催化活性较高)表面发生的分解反应:,反应吸热,测得相同起始浓度()、不同催化剂表面积下浓度随时间的变化,如表所示:
编号
0
20
40
60
80
①
a
1.6
1.2
0.8
0.4
0.4
②
2a
1.6
0.8
请回答:
(1)实验①,0~20 min,___________。
(2)下列说法正确的有___________。
A.实验①,和的物质的量之比为2:1时,该反应达到平衡状态
B.实验②,40 min时,反应处于平衡状态
C.实验①平衡时容器的压强与起始时的压强之比为8:15
D.两组实验转化率相同时,反应吸收的热量相同
(3)在下图中画出实验①,0~80 min反应过程中随时间的关系图___________。
(4)其它条件不变时,下列措施一定能加快反应速率的有___________。
A.保持容器体积不变,继续充入 B.增大催化剂的表面积
C.压缩容器体积 D.升高温度
(5)与CO反应可设计成原电池,其工作原理如下图,写出正极的电极反应式___________。
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参考答案
1.答案:A
解析:A.的相对分子质量为,质谱图最右侧分子离子峰的质荷比等于其相对分子质量,数值为58,A正确;
B.(异丁烷)的中心碳原子为杂化,空间结构为四面体,4个碳原子不可能共平面,B错误;
C.相同质量的烃燃烧,氢元素质量分数越高耗氧量越大,的氢质量分数高于,因此耗氧量更多,C错误;
D.由图示可知,该反应除目标产物外,还生成、副产物,原子利用率小于100%,不符合绿色化学理念,D错误;
故选A。
2.答案:C
解析:A.燃烧推进剂使火箭升空涉及化学能转化为热能和光能,A错误;
B.展开太阳翼获取持续电力涉及光能转化为电能,B错误;
C.启动锂离子蓄电池为探测器供电涉及化学能转化为电能,C正确;
D.用化学方法分析月壤的元素组成,过程中没有电能的产生,D错误;
故选C。
3.答案:D
解析:A.氯原子基态电子排布为,共有5个不同能级,对应5种能量,故A正确;
B.氨水中的氢键包括水分子间(O-H…O)、氨分子间(N-H…N)、氨与水之间(O-H…N和N-H…O),共四种类型,故B正确;
C.中为中心离子,为配体,故C正确;
D.原溶液中浓度较高,加入后,与的浓度乘积可能超过AgCl的,生成AgCl沉淀,故D错误;
故答案为:D。
4.答案:C
解析:1个氮原子有7个电子,1个分子有14个电子,则分子含有电子,A项错误;的摩尔质量为,B项错误;AlN的摩尔质量为,则的质量为,C项正确;摩尔质量的单位为,而相对分子质量的单位为1(通常省略不写),D项错误。
5.答案:B
解析:个氧气分子与个氖气分子的物质的量都是,氧气、氖气的摩尔质量分别是、,所以其质量比为8:5,A项错误;与的物质的量都是,1个和1个含有的电子数都是10,所以二者所含电子数相等,B项正确;和中均不含有项错误;所含分子数为,所含分子数为,D项错误。
6.答案:B
解析:A.白磷转化为红磷放出热量,因此红磷转化为白磷为吸热反应,A错误;
B.物质能量越低稳定性越强,白磷转化为红磷放热,说明白磷能量高于红磷,因此红磷的稳定性比白磷强,B正确;
C.白磷和红磷是磷元素的两种不同的同素异形体,它们的分子结构和晶体结构不同。它们之间的转化涉及化学键的断裂和形成,属于化学变化,C错误;
D.等量的红磷和白磷完全燃烧产物相同,反应物能量越高,放出的热量越多,白磷能量高于红磷,因此放热较多的是白磷,D错误;
故答案选B。
7.答案:C
解析:氮氧化物会与空气中的氧气和水反应生成硝酸,是形成酸雨的重要原因,A正确;汽车尾气中含有氮氧化物,减少开私家车可减少氮氧化物的排放,B正确;氨和铵盐(氮元素的化合价为-3)转化为硝酸盐(氮元素的化合价为+5)发生氧化还原反应,C错误;豆科植物的根瘤菌将游离态的氮转化为化合态的氮,属于自然固氮,D正确。
8.答案:A
解析:由图中可以看出,反应Ⅰ为;反应Ⅱ为。
A.由分析可知,反应Ⅰ为化合反应,但反应Ⅱ不是分解反应,A错误;
B.工业生产中原料气来自空气,将空气液化后进行蒸馏,可以从液态空气中获得,B正确;
C.反应Ⅰ、Ⅱ均在催化剂表面上进行,化学反应过程中,伴随着旧化学键的断裂和新化学键的形成,则在催化剂a、b表面均发生了化学键的断裂和形成,C正确;
D.反应Ⅱ为,发生氧化还原反应,则反应Ⅱ催化剂b表面形成氮氧键的过程中,发生了电子的转移,D正确;
故选A。
9.答案:B
解析:要使试管①内的水立刻沸腾,试管②中气体压强要减小,即气体B要被液体A消耗,A、C、D均符合要求;氢氧化钠溶液不能吸收一氧化氮,不符合要求,故选B。
10.答案:D
解析:A.两种初始温度相同的溶液混合后温度升高,说明反应释放热量,可证明与盐酸发生了反应,A正确;
B.反应过程中溶液温度升高,说明该反应放出热量,属于放热反应,B正确;
C.反应过程中释放热量,是化学能转化为热能的过程,C正确;
D.该反应的化学方程式为,产物中仅存在离子键和极性共价键,没有非极性键生成,D错误;
故选D。
11.答案:C
解析:A.Fe(Ⅱ)在反应中先被消耗转化为Fe(Ⅲ),后续Fe(Ⅲ)又被还原为Fe(Ⅱ),反应前后质量和化学性质不变,是催化还原的催化剂,A正确;
B.甲酸分解为和的过程中,分子内的C-H键发生断裂,B正确;
C.整个历程中发生的氧化反应有:甲酸分解时C元素被氧化、Fe(Ⅱ)被氧化、被Fe(Ⅲ)氧化(2次)、Fe(Ⅱ)被氧化,共5次氧化反应,远多于2次,C错误;
D.反应最终释放,是生成物,D正确;
故答案选C。
12.答案:D
解析:反应①中各元素化合价均没有发生变化,没有发生电子转移,A项正确;氮的固定是使游离态的氮转化为氮的化合物的过程,反应④中反应物是含氮化合物,不属于氮的固定,B项正确;反应③中N元素从-2价升高到0价,被氧化,为还原剂,C项正确;中N元素为-2价,中N元素为+3价,反应③与反应⑤中,若生成等量的,转移的电子数之比为2:3,D项错误。
13.答案:B
解析:过程Ⅰ是将高浓度的氨氮废水变成低浓度的,应为稀释过程,A错误;过程Ⅱ为硝化过程,被氧化为,总反应的离子方程式为,产生1 mol 需消耗2 mol ,B正确;高温下微生物可能失去生物活性,导致反应速率降低,C错误;由给出的化学方程式得,过程Ⅲ的氧化剂是,氧化产物是,二者物质的量之比为6:5,D错误。
14.答案:B
解析:由题图可知,还原产物中的百分比随硝酸密度的减小而增大,中氮元素是-3价,随着硝酸密度的增大,产物的主要成分逐渐变为NO、,则硝酸越稀,还原产物中氮元素的价态越低,A正确;氧化性强弱不是看得电子数的多少,而是看得电子的难易程度,硝酸密度大于1.36 时,二氧化氮百分比比一氧化氮百分比大,可理解为NO被浓硝酸氧化,则稀硝酸的氧化性<浓硝酸的氧化性,B错误;浓硝酸具有强氧化性,常温下能够使铁表面生成一层致密的氧化物薄膜而钝化,是一种化学变化,C正确;由题图可知,当硝酸密度为1.36 时,生成的NO和的量相等,反应的化学方程式可能为,D正确。
15.答案:(1)①
②BC
③
(2);
(3)①形成的原电池,加快了反应速率
②
解析:(1)①根据盖斯定律,目标反应=反应Ⅰ−反应Ⅱ,因此;
②A.生成和消耗均为正反应,不能判断正逆速率相等,A错误;
B.物质的量保持不变,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡,B正确;
C.反应前后气体总物质的量不等,恒温恒容下压强与气体总物质的量成正比,压强不变说明达到平衡,C正确;
D.反应前后气体总质量不变、容器体积不变,密度始终不变,不能判断平衡,D错误;
因此答案为 BC;
③y为反应物,时,反应中,容器体积为2 L,因此。
(2)b电极上转化为,O失电子,因此b为阳极,a为阴极;质子交换膜允许通过,阳极水失电子生成和,向阴极移动,因此X代表的微粒为。阴极上和得电子生成尿素,配平后得到电极反应:。
(3)①铁和炭接触,在电解质溶液中形成原电池,加快了的还原反应速率,因此去除率比单一组分更高;
②由图Ⅱ可知,时产物以为主,Fe被氧化为,配平后得到离子方程式:
16.答案:(1)
(2)14;;小于
(3)
(4)为极性分子,为非极性分子,根据“相似相溶”原理,难溶于
(5)第四周期第ⅥB族;
解析:由元素在周期表中位置可知,a为H元素、b为C元素、d为O元素、e为Na元素、f为S元素、g为Cl元素、h为K元素、m为Cr元素、n为Fe元素、q为Cu元素;据此分析解题。
(1)由分析可知,元素g的简单阴离子为,元素h的简单阳离子为,二者核外电子数相同,核电荷数越小,简单离子的半径越大,故半径更大;
(2)基态电子排布为,空间运动状态数即轨道数,有1+1+3+1+3+5=14种;基态Cu原子电子排布为,价层电子的轨道表示式为;氧化剂的氧化性大于还原产物,根据置换反应可知,离子的氧化性:大于,即小于;
(3)元素O、Na形成的既有离子键又有共价键的化合物为过氧化钠,电子式为;
(4)根据“相似相溶”原理,极性分子易溶于极性溶剂,非极性分子易溶于非极性溶剂,为极性分子,为非极性分子,故难溶于;
(5)元素m为Cr,在周期表中的位置为第四周期第ⅥB族;0.01 mol配合物溶于水,加入足量的处理,产生0.01 mol AgCl沉淀,可知其中有0.01 mol 处于外界,所以中的一个处于外界,剩下两个在内界,由于的配位数是6,仍需4个在内界补足配位数,剩余两个为外界的结晶水,因此用配合物的形式写出该物质的化学式为。
17.答案:(1)①③;0.3
(2)
(3)①;
②HClO氧化性比强,随着pH降低,溶液中HClO浓度升高,氧化能力增强,导致氨氮去除率上升;随着pH降低,氨氮废水中含量升高,导致氨氮不容易被氧化
解析:(1)转化过程反应①为为氧化还原反应;反应②为,为非氧化还原反应;反应③为,为氧化还原反应。生成1 mol 转移3 mol电子,生成1 mol 转移4 mol电子,假设每一步均完全转化,每生成0.4 mol ,同时生成0.3 mol 。
(2)在催化剂的作用下,向280~420 ℃的烟气中喷入氨可使工厂废气中的氮氧化物转化为无污染的物质,即生成和,故消除反应的化学方程式为。
(3)①根据题意,题图1中生成的离子方程式为;题图2中20~60 min内的浓度逐渐增大,发生主要反应的离子方程式为。
18.答案:(1)
(2)BD
(3)
(4)B
(5)
解析:(1)实验①中,0~20 min内的浓度变化量为,则反应速率;
(2)A.根据反应方程式,无论反应是否达到平衡,生成的和的物质的量之比始终为2:1,不能据此判断反应是否达到平衡状态,A错误;
B.实验①中0~60 min内每20 min消耗的浓度均为,说明达到平衡前反应速率恒定。实验②的催化剂表面积是实验①的2倍,反应速率也是2倍,达到平衡所需时间减半。实验①在60 min时达到平衡,则实验②在30 min时即可达到平衡,故40 min时反应已处于平衡状态,B正确;
C.实验①平衡时,消耗浓度为,生成和浓度分别为和,平衡时气体总浓度为,起始总浓度为。恒温恒容下压强之比等于物质的量之比,即,C错误;
D.反应吸热,吸收热量与转化的的量成正比;两组实验转化率相同时,参与反应的物质的量相同,因此反应吸收的热量相同,D正确;
故选BD;
(3)根据反应方程式,生成的浓度为消耗的浓度的一半。0、20、40、60、80 min时,消耗的浓度分别为0、、、、,则对应的浓度分别为0、、、、。在坐标系中描出对应点并连线即可,关系图:。
(4)A.由表格数据可知,在达到平衡前,的浓度随时间均匀减小,说明该反应在催化剂表面的反应速率与反应物浓度无关(催化剂表面吸附已饱和),继续充入,浓度增大,但反应速率不一定加快,A错误;
B.增大催化剂的表面积,可以提供更多的活性位点,一定能加快反应速率,B正确;
C.压缩容器体积,结合A分析,浓度增大,但反应速率不一定加快,C错误;
D.升高温度,活化分子百分数增加,升高温度若超出催化剂活性温度范围可能导致催化剂活性降低,反应速率可能下降,D错误;
故选B;
(5)该原电池中,通入的一极为负极,通入的一极为正极。正极上发生还原反应生成,由于电解质溶液为稀硫酸(呈酸性),故正极的电极反应式为。
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