精品解析：湖北省武汉市部分重点中学2024-2025学年高二上学期1月期末化学试题

武汉市部分重点中学2024—2025学年度上学期期末联考 高二化学 本试卷共7页，19题。满分100分。考试用时75分钟。 考试时间：2025年1月15日上午11:00-12:15 ★祝考试顺利★ 注意事项： 1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码贴在答题卡上的指定位置。 2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3．非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 4．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并上交。 可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 O 16 Na 23 Cr 52 一、选择题：本题共15小题，每小题3分，共45分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 化学之美，美在其外，更深藏其内。下列说法错误的是 A. 烟花绚丽的颜色是化学变化的结果 B. 酸碱指示剂的变色与平衡移动有关 C. 铷光谱图中的红光与电子跃迁有关 D. 美丽溶洞的形成与沉淀溶解平衡有关 【答案】A 【解析】 【详解】A．烟花绚丽的颜色来源于金属元素的焰色反应，焰色反应是电子跃迁产生的物理变化，无新物质生成，并非化学变化的结果，A错误； B．酸碱指示剂多为有机弱酸或弱碱，存在电离平衡，pH改变时平衡发生移动，指示剂结构改变从而产生颜色变化，与平衡移动有关，B正确； C．原子中的电子吸收能量后跃迁到高能级，再从高能级跃迁回低能级时会释放特定波长的光，铷光谱的红光与电子跃迁有关，C正确； D．溶洞形成过程涉及碳酸钙的溶解与沉积，存在的沉淀溶解平衡，与平衡移动有关，D正确； 故答案选A。 2. 生产生活中处处有化学。下列说法错误的是 A. 利用金属电化学腐蚀的原理可制作暖贴 B. 银首饰表面生成硫化银变黑属于化学腐蚀 C. 小苏打可用于面包膨松剂的原因是水解呈碱性 D. 血液中H2CO3/缓冲体系可防止pH出现较大幅度变化 【答案】C 【解析】 【详解】A．暖贴利用铁、碳、电解质溶液形成原电池，发生电化学腐蚀放热，A正确； B．银直接与接触的硫化物反应生成硫化银，无电流产生，属于化学腐蚀，B正确； C．小苏打用作面包膨松剂的原因是受热易分解产生气体，使面包疏松多孔，与水解呈碱性无关，C错误； D．/缓冲体系通过消耗少量外来的或，防止血液大幅变化，D正确； 故选C。 3. 元素周期表中As元素的信息如图所示。下列关于As元素的说法正确的是 A. 位于第四周期ⅤA族 B. 质量数为33 C. 相对原子质量为74.92 g∙mol-1 D. 其基态原子的未成对电子数为5 【答案】A 【解析】 【详解】A．As的价电子排布为，电子层数为4，最外层电子数为5，属于主族元素，因此位于第四周期Ⅴ族，A正确； B．33是As的原子序数（即质子数），质量数为质子数与中子数之和，二者不相等，B错误； C．相对原子质量是比值，单位为1，是摩尔质量的单位，As的相对原子质量为74.92，C错误； D．基态As原子的价电子排布为，轨道电子全成对，根据洪特规则，轨道的3个电子分占3个不同轨道，未成对电子数为3，D错误； 故选A。 阅读下列材料，回答以下2个小题： 牙釉质中含有羟基磷酸钙［Ca5(PO4)3OH］，是牙齿的保护层。研究发现，在牙膏中添加氟化物能起到预防龋齿的作用，这是因为氟离子能与羟基磷酸钙发生反应生成氟磷酸钙：Ca5(PO4)3OH(s)+F-(aq)⇌Ca5(PO4)3F(s)+OH-(aq)。 4. 对于羟基磷酸钙［Ca5(PO4)3OH］，下列说法正确的是 A. 羟基磷酸钙属于有机高分子材料 B. 中子数为20的钙原子为20Ca C. 磷原子3px，原子轨道示意图为 D. 基态氧原子的价电子排布图为 5. 关于该沉淀的转化，下列说法错误的是 A. 该反应的平衡常数表达式为 B. 常温下，氟磷酸钙的Ksp比羟基磷酸钙的大 C. 氟磷酸钙更能够抵抗有机酸对牙齿的侵蚀 D. 反应达到平衡时，羟基磷酸钙的溶解速率等于氟磷酸钙的溶解速率 【答案】4. D 5. B 【解析】 【4题详解】 A．羟基磷酸钙属于无机物，且相对分子质量远小于有机高分子的相对分子质量范围，A错误； B．钙原子质子数为20，中子数为20的钙原子质量数为，应表示为，B错误； C．轨道为哑铃形，题图为球形的轨道，不符合轨道的形状，C错误； D．基态氧原子价电子排布为，题图价电子排布图符合泡利原理和洪特规则，D正确； 故选D。 【5题详解】 A．平衡常数表达式中固体物质不列入，因此该反应平衡常数为，A正确； B．沉淀转化向溶度积更小的难溶物方向进行，因此氟磷酸钙的小于羟基磷酸钙，B错误； C．氟磷酸钙溶解度更低，更难与有机酸发生反应，可更好抵抗酸对牙齿的侵蚀，C正确； D．反应达平衡时正逆反应速率相等，两种难溶物的计量数均为1，因此羟基磷酸钙的溶解速率等于氟磷酸钙的溶解速率，D正确； 故选B。 6. 室温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是 A. 某无色透明的溶液中：Fe3+、Na+、、Cl− B. 使酚酞变红的溶液中：Na+、K+、、 C. 的溶液中：、Na+、、 D. AlCl3溶液中：NH、K+、、S2− 【答案】B 【解析】 【详解】A．Fe3+水溶液呈黄色，不满足无色透明溶液，A错误； B．使酚酞变红的溶液为碱性，选项所给离子可以大量共存，B正确； C．的溶液呈酸性，c(H+)=0.1mol/L，不能在酸性溶液中存在，会发生反应+2H+=S+SO2+H2O，且高锰酸根具有强氧化性，能氧化硫代硫酸根，C错误； D．Al3+与S2-会发生双水解反应，不能大量共存，D错误； 本题选B。 7. 一种离子液体的阳离子如图所示，X、Y、Z、W原子序数依次增大，分布在元素周期表的前三周期，其中Y、Z为同周期相邻元素。下列说法正确的是 A. 电负性：Z>X>Y B. 简单氢化物的沸点：Y>Z C. 所有原子均满足8e-稳定结构 D. 最高价氧化物对应水化物酸性：W>Z 【答案】D 【解析】 【分析】首先推断元素：原子序数依次增大且分布在前三周期，仅形成1个共价键，故为；为甲基，故为；、同周期相邻，故为；原子序数最大且仅形成1个共价键，故为。 【详解】 A．非金属性越强，电负性越大，电负性顺序为，即，A错误； B．的简单氢化物为，的简单氢化物为，分子间存在氢键，沸点，即，B错误； C．为元素，最外层仅2个电子，不满足稳定结构，C错误； D．的最高价氧化物对应水化物为，的为，是已知含氧酸中酸性最强的，酸性强于，即，D正确； 故选D。 8. 基本概念和理论是化学思维的基石。下列说法错误的是 A. 构造原理是以原子光谱事实为依据提出的 B. 电子云是原子核外电子概率密度分布的形象化描述 C. 放电后可以再充电而反复使用的电池称为二次电池 D. 第一电离能是原子失去一个电子转化为正离子所需要的最低能量 【答案】D 【解析】 【详解】A．构造原理是科学家基于大量原子光谱的实验事实总结提出的核外电子排布规律，A正确； B．电子云是用小点疏密表示原子核外电子出现概率密度分布的形象化描述，B正确； C．二次电池即可充电电池，定义为放电后可通过充电使活性物质再生、能够反复使用的电池，C正确； D．第一电离能的完整定义是气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量，选项未指明“气态”“基态”的必要前提，D错误； 故答案为D。 9. 酸碱中和滴定在科研和工业生产中有着很重要的作用。下列滴定实验图像错误的是 A. 应将凡士林涂在a、c端 B. 滴定时眼睛始终注视滴定管液面 C. 用NaOH标准溶液滴定未知浓度醋酸 D. 记录滴定终点读数为18.10mL 【答案】B 【解析】 【详解】A．酸式滴定管涂凡士林时，应在活塞的a端和旋塞槽的c端接触面涂抹，起到密封防漏的作用，操作正确，A正确； B．滴定时眼睛应注视锥形瓶内溶液的颜色变化，以此判断滴定终点，注视滴定管液面的操作错误，B错误； C．聚四氟乙烯活塞耐酸碱腐蚀，可盛装标准溶液，滴定醋酸时终点产物为醋酸钠，溶液呈碱性，选择酚酞作指示剂符合要求，操作正确，C正确； D．滴定管刻度上小下大，精度为，终点凹液面最低处对应读数为，读数正确，D正确； 故选B。 10. 2022年诺贝尔化学奖授予开发“点击化学”的科学家。分子R称为“点击化学试剂”，其结构如图所示。下列说法错误的是 A. 气态氢化物稳定性：H2O>H2S B. 离子半径：N3->O2->F- C. 基态氟原子核外有9种空间运动状态不同的电子 D. 基态硫原子核外有5种能量不同的电子 【答案】C 【解析】 【详解】A．非金属性：，非金属性越强，简单气态氢化物稳定性越强，故稳定性，A正确； B．、、核外电子层结构相同，核电荷数越大离子半径越小，故离子半径，B正确； C．电子的空间运动状态由原子轨道数目决定，基态原子电子排布为，共种原子轨道，即5种空间运动状态不同的电子，9种是包含自旋的所有电子运动状态，C错误； D．基态原子电子排布为，共有、、、、5种不同能级，即5种能量不同的电子，D正确； 故选C。 11. 氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节能30%以上，工作原理如图所示，其中各电极未标出。 下列说法错误的是 A. 燃料电池乙中正极电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH- B. 氢氧化钠的质量分数从大到小的顺序为b%>a%>c% C. 甲装置中使用阳离子交换膜、乙装置中使用阴离子交换膜 D. 标准状况下，收集到2.24L气体X时，充入的空气的体积约为5.6L 【答案】C 【解析】 【详解】A．乙为碱性氢氧燃料电池，正极通入发生还原反应，电极反应式为，A正确； B．燃料电池正极生成，增加，且原电池中向右室正极移动，故正极输出的浓度大于输入的，即；负极失电子与反应生成水，浓度减小，故负极输出的浓度小于，即，因此氢氧化钠质量分数顺序为，B正确； C．根据图示工作原理，甲电解池中需要向右室阴极移动生成，乙原电池中需要向右室正极移动生成，因此甲、乙装置的离子交换膜均为阳离子交换膜，C错误； D．电解饱和食盐水会生成和，结合图示工作原理，可推断气体X为，标准状况下2.24L 物质的量为0.1mol，反应转移电子0.2mol，燃料电池中消耗的物质的量为0.05mol，标况下体积为1.12L，空气中体积占比约为1/5，故充入空气体积约为，D正确； 故答案选C。 12. 某实验小组为探究白铁皮(镀锌钢板)和马口铁(镀锡钢板)的腐蚀情况，在培养皿中分别进行如下图所示的两个实验。 下列说法正确的是 A. 白铁皮腐蚀过程中生成H2 B. b、d端为正极，在反应过程中变红 C. a、c端为负极，在反应过程中变蓝 D. Fe2+由c端移向d端，且e右侧形成锈迹 【答案】D 【解析】 【详解】A．白铁皮在中性溶液中发生吸氧腐蚀，正极反应为，无生成，A错误； B．金属活泼性，白铁皮中（b端）为负极，（a端）为正极；马口铁中（c端）为负极，（d端）为正极。正极生成使酚酞变红，仅d端变红，b为负极不变红，B错误； C．a端为正极，反应无生成，不会遇铁氰化钾变蓝；仅c端为负极，生成使铁氰化钾变蓝，C错误； D．原电池中阳离子向正极移动，故由负极c端移向正极d端；与正极生成的在e右侧（靠近d端）结合生成，进一步被氧化为，最终分解形成铁锈，D正确； 故本题选D。 13. 软硬酸碱理论认为：硬酸优先与硬碱结合，软酸优先与软碱结合，软和硬结合一般不稳定，利用该原则一般可用于判断物质稳定性及反应发生的方向等。常见的软硬酸碱如下。 常见的硬酸 Li+、Be2+、Fe3+ 常见的软酸 Ag+、Hg2+、Cs+ 常见的硬碱 F-、NH3 常见的软碱 I-、CN- 下列说法正确的是 A. 稳定性比较：CsCN<LiCN B. 稳定性比较：[Ag(NH3)2]+>[Ag(CN)2]- C. 反应LiI+CsF=LiF+CsI难以向右进行 D. 含[Fe(SCN)6]3-的红色溶液中加入适量NaF后溶液褪色，说明碱的“硬度”：F->SCN- 【答案】D 【解析】 【详解】A．为软酸，为软碱，二者结合更稳定；为硬酸，为软碱，二者结合不稳定，故稳定性，A错误； B．为软酸，为硬碱，二者结合不稳定；为软碱，与结合更稳定，故稳定性，B错误； C．生成物中为硬酸硬碱结合、为软酸软碱结合，均比反应物的硬软结合产物更稳定，反应易向右进行，C错误； D．为硬酸，加入后替换出，说明与硬酸结合能力更强，故碱的硬度，D正确； 故选D。 14. MgO的Born-Haber循环如图(数据单位为kJ·mol-1)。 下列说法错误的是 A. Mg的第三电离能远远大于1450.6kJ·mol-1 B. Al的第一电离能小于737.7kJ·mol-1 C. Y2=-899.7 D. O=O的键能为498.4kJ·mol-1 【答案】C 【解析】 【详解】A．Mg的第二电离能为，电子排布为全满的结构，失去第三个电子需要破坏稳定的内层电子结构，故第三电离能远大于，A正确； B．Mg价电子排布为全满稳定结构，第一电离能大于同周期相邻的Al，故Al的第一电离能小于，B正确； C．根据盖斯定律，总反应焓变等于各分步焓变之和：，计算可得，C错误； D．断裂键生成吸收的能量为O=O键键能，变为吸收能量，故键能为，D正确； 故选C。 15. 在25℃时，Na2CO3溶液的pH随其浓度的变化关系如图所示。 下列说法正确的是 A. c(Na2CO3)=0.6mol・L-1时，溶液中c(OH-)<0.01mol·L-1 B. Na2CO3水解程度随其浓度增大而减小 C. a点： D. Na2CO3溶液中： 【答案】B 【解析】 【详解】A．时，由图可知溶液，25℃时，则，A错误； B．盐类水解规律为“越稀越水解”，盐的浓度越大，水解程度越小，因此水解程度随其浓度增大而减小，B正确； C．a点，根据物料守恒，溶液中含碳微粒总浓度，因此，C错误； D．溶液中质子守恒为，移项得，与选项等式不符，D错误； 故选B。 二、非选择题：本题共4小题，共55分。 16. 三氟化硼可用于制备硼粉，用作有机合成中的催化剂，也用于制造火箭的高能燃料等，制备原理为：B2O3(s)+3CaF2(s)+3H2SO4(浓)=2BF3(g)+3CaSO4(s)+3H2O(l)，回答下列问题： （1）氧离子结构示意图为____________，萤石的电子式为____________。 （2）第二周期中，电负性介于B和F之间的元素有______种。 （3）Be是重要的金属元素和战略储备资源，第一电离能：Be______B(填“>”或“<”)，原因是__________________。 （4）下列状态的钙中，电离最外层一个电子所需能量最大的是______。 a.[Ar]4s2 　　　　　b.[Ar]4s1　　　　　c.[Ar]3d14s1 　　　　　　　　d.[Ar]3d1 （5）大量氢原子处于不同能量激发态，经测定，这些原子分布在3个激发态能级上，那么发生跃迁时放出______种不同能量的光。 【答案】（1） ①. ②. （2）3 （3） ①. > ②. B发生第一电离时失去的是2p能级电子，该能级电子能量比Be失去的2s能级电子高，所以Be的第一电离能大于B （4）b （5）6 【解析】 【小问1详解】 氧离子（）的核电荷数为8，核外有10个电子，其结构示意图为。萤石的主要成分是，属于离子化合物，由和构成，其电子式为。 【小问2详解】 同周期元素从左到右，电负性逐渐增大。第二周期中，电负性介于和之间的元素有、、，共3种。 【小问3详解】 同周期元素第一电离能总体呈增大趋势，但第IIA族元素大于相邻的第IIIA族元素。的价电子排布式为，轨道处于全充满的稳定状态，较难失去电子；而的价电子排布式为，失去一个电子后即可达到稳定结构，因此第一电离能。 【小问4详解】 a（）和c（）核外有20个电子，属于钙原子（a为基态，c为激发态）；b（）和d（）核外有19个电子，属于钙离子（，b为基态，d为激发态）。失去第二个电子所需的能量远大于失去第一个电子所需的能量，故排除a、c。对于，基态（b）的能量低于激发态（d），能量越低越稳定，电离最外层电子所需的能量越大，故选b。 【小问5详解】 氢原子的基态为能级。大量氢原子分布在3个激发态能级上，即处于、、能级。当这些氢原子向低能级跃迁时，涉及共4个能级，根据组合数公式，最多可放出种不同能量的光。 17. SO2是大气的主要污染物，工业上利用钠碱循环法(吸收液为Na2SO3溶液)除去SO2。回答下列问题： （1）Na2SO3溶液中各离子的物质的量浓度由大到小的顺序为____________。 （2）Na2SO3溶液吸收SO2的离子方程式为________________________。 （3）吸收SO2的过程中，水溶液中H2SO3、、的分布分数δ随pH的关系如图(分布分数δ：）。图中四个点中，水的电离程度由大到小的顺序为____________。 （4）吸收液的再生装置如图，SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。阳极的电极反应式为__________________。电解后，______室的Na2SO3浓度增加，可再生利用。 （5）利用工业废碱渣(主要成分为Na2CO3)也可吸收烟气中的SO2，流程如图所示。 吸收塔内发生反应的离子方程式为__________________，吸收塔内温度不宜过高的原因是__________________。 【答案】（1） （2） （3）d>c>b>a （4） ①. ②. c （5） ①. ②. 温度过高，SO2的溶解度下降(或防止NaHSO3受热分解) 【解析】 【小问1详解】 为强碱弱酸盐，在溶液中发生分步水解，且第一步水解程度远大于第二步，溶液显碱性。主要水解方程式为，因此溶液中各离子的物质的量浓度由大到小的顺序为。 【小问2详解】 溶液吸收气体时，两者与水反应生成，对应的离子方程式为。 【小问3详解】 酸或碱会抑制水的电离，而含有弱酸根离子的盐水解会促进水的电离。图中a点和b点溶液呈酸性，抑制水的电离，且a点酸性强于b点，抑制程度更大；c点溶液呈中性，对水的电离无明显促进或抑制；d点溶液呈碱性，主要是水解所致，水解促进水的电离。因此，水的电离程度由大到小的顺序为。 【小问4详解】 a室与电源正极相连，为阳极室，水失去电子发生氧化反应，电极反应式为。c室为阴极室，水得到电子发生还原反应生成和，生成的与吸收液中的反应生成和；同时，为了保持电荷守恒，b室的通过阳离子交换膜进入c室，故c室的浓度增加，可再生利用。 【小问5详解】 吸收塔中，含的烟气与主要成分为的废碱渣反应，生成溶液和气体，离子方程式为；由于气体的溶解度随温度升高而减小，且受热易分解生成，因此吸收塔内温度不宜过高，以免降低对的吸收效率。 18. 红矾钠(Na2Cr2O7·2H2O)可用于制备制革产业中的铬鞣剂。对含铬污泥进行酸浸处理后，浸出液(主要含Na+、Ni2+、Cr3+，H+、和)可制红矾钠，实现铬资源的有效循环利用，流程如下。 已知：① ②相关金属离子［c0(Mn+)=0.1mol·L-1］形成氢氧化物沉淀的pH范围如下： 金属离子 开始沉淀的pH 沉淀完全的pH Cr3+ 4.3 5.6 Ni2+ 7.1 9.2 回答下列问题： （1）“沉铬”中，加入NaOH调节pH的范围是____________。 （2）“氧化”中，H2O2参与反应的化学方程式为________________________。 （3）“氧化”中，在投料比、反应时间均相同时，若温度过高，Na2CrO4的产率反而降低，可能的原因是__________________。 （4）“氧化”中，可用过二硫酸钠(Na2S2O8)代替H2O2，的结构式如下，从结构角度解释Na2S2O8具有强氧化性的原因__________________。 （5）“酸化”中，加入H2SO4的作用是__________________。 （6）为了测定获得的红矾钠(Na2Cr2O7・2H2O，M=298g・mol-1)的纯度，称取上述流程中的产品a g配成100mL溶液，取25.00mL放于锥形瓶中，加入稀硫酸和足量的KI溶液，置于暗处充分反应至全部转化为Cr3+后，滴入2~3滴淀粉溶液，最后用浓度为c1 mol・L-1的Na2S2O3标准溶液滴定，共消耗V1 mL。(已知：) ①滴定终点的现象为__________________。 ②所得产品中Na2Cr2O7・2H2O的纯度(用质量分数表示)为____________。 【答案】（1）5.6≤pH<7.1或［5.6，7.1) （2） （3）H2O2受热易分解，导致Na2CrO4的产率反而降低 （4）存在-O-O-过氧键，具有强氧化性 （5）c(H+)增大，平衡正向移动，提高Na2Cr2O7的产率 （6） ①. 滴入最后半滴Na2S2O3标准溶液后，溶液蓝色褪去，且半分钟不恢复 ②. 【解析】 【分析】整个工艺流程以含铬污泥经酸浸得到的浸出液为起始原料，该浸出液中主要含有、、、、​与​，首先向浸出液中加入还原剂进行还原处理，将体系中的高价态全部还原为；随后进入沉铬工序，向还原后的溶液中加入调节合适的pH，使完全转化为沉淀，而等其他阳离子仍留在滤液中，通过固液分离得到纯净的固体；接着将送入氧化工序，在加热、加入NaOH的强碱性环境下，以作为氧化剂，将三价铬的氧化为可溶性的；之后向含的体系中加入进行酸化，利用平衡的移动，使铬酸根转化为重铬酸根；对酸化后的溶液先进行加热蒸发、趁热过滤除去不溶性杂质，再将滤液冷却结晶，最终得到目标产物红矾钠，实现了铬资源的回收与循环利用。 【小问1详解】 沉铬步骤需要让完全转化为​沉淀，同时保证不生成氢氧化物沉淀留在滤液中。根据表格数据，沉淀完全的pH为5.6，开始沉淀的pH为7.1，因此pH需控制在。 【小问2详解】 氧化步骤在碱性加热条件下，作为氧化剂将+3价Cr的氧化为+6价的​，根据得失电子守恒和原子守恒配平即可得到该反应式。 【小问3详解】 热稳定性差，高温下会发生分解反应，作为反应物的氧化剂浓度降低，无法充分将​氧化为目标产物，因此产率下降。 【小问4详解】 从给出的过二硫酸根结构式可观察到两个S原子之间通过过氧键连接，-1价的氧稳定性差，极易得电子发生还原反应，因此该物质表现出强氧化性。 【小问5详解】 结合已知的铬酸根和重铬酸根的转化平衡，酸化提供的高浓度氢离子推动的平衡向生成重铬酸根的方向移动，得到目标产物红矾钠的核心组分。 【小问6详解】 ①滴定前淀粉与反应生成的结合显蓝色，随着​消耗​，完全反应时蓝色消失，且半分钟不变色说明达到滴定终点。 ②根据氧化还原反应的电子守恒，可得物质的量关系：。25 mL待测液中，对应25 mL溶液中红矾钠的物质的量为，100 mL溶液中红矾钠总物质的量为该值的4倍，总质量为，除以样品总质量即得到质量分数。 19. 一碳化学是指化学反应过程中反应物只含一个碳原子的反应技术或化学体系。一碳化学的研究和发展在开发替代能源和化工原料上具有重要意义。回答下列问题： （1）CH4-CO2催化重整不仅对温室气体的减排有重要意义，还可以得到合成气(CO和H2)。已知： ①CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH 1=+206.2kJ∙mol-1 ②CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g) ΔH 2=+165.0kJ∙mol-1 则催化重整反应：CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) ΔH =______kJ∙mol-1。 （2）工业上可继续利用合成气(CO和H2)合成甲醇：CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH <0。在一定条件下，将1mol CO和2mol H2通入体积为2L的密闭容器中进行反应，在不同温度、压强下，平衡时CH3OH的体积分数如图所示： ①下列描述能说明该反应处于化学平衡状态的是______(填标号)。 A.CO的体积分数保持不变 B.容器中CO的转化率与H2的转化率相等 C.v逆(CH3OH)=2v正(H2) D.容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变 ②M点CH3OH的体积分数为10%，该点反应的平衡常数为___________。 ③X轴上a点的数值比b点______(填“大”或“小”)，图中Y轴表示___________。 （3）利用可再生能源电还原CO2可直接制取甲醇，装置如下图所示(IrOx-Ti电极为惰性电极)，该装置可通过高浓度的K+抑制酸性电解液中的析氢反应，来提高甲醇的产率。 ①电极b为______极。 ②Cu电极上发生的电极反应为________________。 ③当制得6.4g CH3OH时，标准状况下理论上阳极产生的气体体积为__________。 【答案】（1）+247.4 （2） ①. AD ②. ③. 小 ④. 温度 （3） ①. 正 ②. CO2+6e-+6H+=CH3OH+H2O ③. 6.72L 【解析】 【小问1详解】 根据盖斯定律，用反应①×2 - 反应②即可得到目标重整反应：  【小问2详解】 ①： A：CO的体积分数保持不变，说明各组分浓度不再变化，反应达到平衡，A正确； B：初始投料，反应中二者消耗比例也为，任意时刻二者转化率都相等，无法判断平衡，B错误； C：平衡时正逆反应速率满足，C错误； D：该反应前后气体总质量不变、总物质的量变化，混合气体平均相对分子质量保持不变时，说明气体总物质的量不再变化，反应达到平衡，D正确； 故答案选AD。 ② 设平衡时CH₃OH的物质的量为，列三段式： 平衡时CH3OH体积分数，解得，容器体积为2L，平衡浓度：，，，平衡常数； ③ 合成甲醇的反应是气体分子数减小的放热反应：压强越大、温度越低，平衡时CH3OH体积分数越大。图中Y轴数值从400到550逐渐增大，对应CH3OH体积分数逐渐减小，因此Y轴代表温度；X轴数值从a到d增大时，相同温度下CH3OH体积分数增大，说明X轴代表压强，因此a点压强比b点小； 【小问3详解】 ① 该装置为电解池，Cu电极上CO2得电子生成CH3OH，发生还原反应，为阴极，因此连接阴极的电极a是电源的负极，电极b为正极；② Cu电极上CO2在酸性条件下得电子，结合迁移过来的H⁺生成CH3OH，电极反应为： ； ③ 阳极反应为，生成1molCH3OH转移6mol电子，对应生成1.5mol O2，6.4g CH3OH物质的量为0.2mol，转移1.2mol电子，理论上生成0.3mol O2，标准状况下体积为。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 武汉市部分重点中学2024—2025学年度上学期期末联考 高二化学 本试卷共7页，19题。满分100分。考试用时75分钟。 考试时间：2025年1月15日上午11:00-12:15 ★祝考试顺利★ 注意事项： 1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码贴在答题卡上的指定位置。 2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3．非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 4．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并上交。 可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 O 16 Na 23 Cr 52 一、选择题：本题共15小题，每小题3分，共45分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 化学之美，美在其外，更深藏其内。下列说法错误的是 A. 烟花绚丽的颜色是化学变化的结果 B. 酸碱指示剂的变色与平衡移动有关 C. 铷光谱图中的红光与电子跃迁有关 D. 美丽溶洞的形成与沉淀溶解平衡有关 2. 生产生活中处处有化学。下列说法错误的是 A. 利用金属电化学腐蚀的原理可制作暖贴 B. 银首饰表面生成硫化银变黑属于化学腐蚀 C. 小苏打可用于面包膨松剂的原因是水解呈碱性 D. 血液中H2CO3/缓冲体系可防止pH出现较大幅度变化 3. 元素周期表中As元素的信息如图所示。下列关于As元素的说法正确的是 A. 位于第四周期ⅤA族 B. 质量数为33 C. 相对原子质量为74.92 g∙mol-1 D. 其基态原子的未成对电子数为5 阅读下列材料，回答以下2个小题： 牙釉质中含有羟基磷酸钙［Ca5(PO4)3OH］，是牙齿的保护层。研究发现，在牙膏中添加氟化物能起到预防龋齿的作用，这是因为氟离子能与羟基磷酸钙发生反应生成氟磷酸钙：Ca5(PO4)3OH(s)+F-(aq)⇌Ca5(PO4)3F(s)+OH-(aq)。 4. 对于羟基磷酸钙［Ca5(PO4)3OH］，下列说法正确的是 A. 羟基磷酸钙属于有机高分子材料 B. 中子数为20的钙原子为20Ca C. 磷原子3px，原子轨道示意图为 D. 基态氧原子的价电子排布图为 5. 关于该沉淀的转化，下列说法错误的是 A. 该反应的平衡常数表达式为 B. 常温下，氟磷酸钙的Ksp比羟基磷酸钙的大 C. 氟磷酸钙更能够抵抗有机酸对牙齿的侵蚀 D. 反应达到平衡时，羟基磷酸钙的溶解速率等于氟磷酸钙的溶解速率 6. 室温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是 A. 某无色透明的溶液中：Fe3+、Na+、、Cl− B. 使酚酞变红的溶液中：Na+、K+、、 C. 的溶液中：、Na+、、 D. AlCl3溶液中：NH、K+、、S2− 7. 一种离子液体的阳离子如图所示，X、Y、Z、W原子序数依次增大，分布在元素周期表的前三周期，其中Y、Z为同周期相邻元素。下列说法正确的是 A. 电负性：Z>X>Y B. 简单氢化物的沸点：Y>Z C. 所有原子均满足8e-稳定结构 D. 最高价氧化物对应水化物酸性：W>Z 8. 基本概念和理论是化学思维的基石。下列说法错误的是 A. 构造原理是以原子光谱事实为依据提出的 B. 电子云是原子核外电子概率密度分布的形象化描述 C. 放电后可以再充电而反复使用的电池称为二次电池 D. 第一电离能是原子失去一个电子转化为正离子所需要的最低能量 9. 酸碱中和滴定在科研和工业生产中有着很重要的作用。下列滴定实验图像错误的是 A. 应将凡士林涂在a、c端 B. 滴定时眼睛始终注视滴定管液面 C. 用NaOH标准溶液滴定未知浓度醋酸 D. 记录滴定终点读数为18.10mL 10. 2022年诺贝尔化学奖授予开发“点击化学”的科学家。分子R称为“点击化学试剂”，其结构如图所示。下列说法错误的是 A. 气态氢化物稳定性：H2O>H2S B. 离子半径：N3->O2->F- C. 基态氟原子核外有9种空间运动状态不同的电子 D. 基态硫原子核外有5种能量不同的电子 11. 氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节能30%以上，工作原理如图所示，其中各电极未标出。 下列说法错误的是 A. 燃料电池乙中正极电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH- B. 氢氧化钠的质量分数从大到小的顺序为b%>a%>c% C. 甲装置中使用阳离子交换膜、乙装置中使用阴离子交换膜 D. 标准状况下，收集到2.24L气体X时，充入的空气的体积约为5.6L 12. 某实验小组为探究白铁皮(镀锌钢板)和马口铁(镀锡钢板)的腐蚀情况，在培养皿中分别进行如下图所示的两个实验。 下列说法正确的是 A. 白铁皮腐蚀过程中生成H2 B. b、d端为正极，在反应过程中变红 C. a、c端为负极，在反应过程中变蓝 D. Fe2+由c端移向d端，且e右侧形成锈迹 13. 软硬酸碱理论认为：硬酸优先与硬碱结合，软酸优先与软碱结合，软和硬结合一般不稳定，利用该原则一般可用于判断物质稳定性及反应发生的方向等。常见的软硬酸碱如下。 常见的硬酸 Li+、Be2+、Fe3+ 常见的软酸 Ag+、Hg2+、Cs+ 常见的硬碱 F-、NH3 常见的软碱 I-、CN- 下列说法正确的是 A. 稳定性比较：CsCN<LiCN B. 稳定性比较：[Ag(NH3)2]+>[Ag(CN)2]- C. 反应LiI+CsF=LiF+CsI难以向右进行 D. 含[Fe(SCN)6]3-的红色溶液中加入适量NaF后溶液褪色，说明碱的“硬度”：F->SCN- 14. MgO的Born-Haber循环如图(数据单位为kJ·mol-1)。 下列说法错误的是 A. Mg的第三电离能远远大于1450.6kJ·mol-1 B. Al的第一电离能小于737.7kJ·mol-1 C. Y2=-899.7 D. O=O的键能为498.4kJ·mol-1 15. 在25℃时，Na2CO3溶液的pH随其浓度的变化关系如图所示。 下列说法正确的是 A. c(Na2CO3)=0.6mol・L-1时，溶液中c(OH-)<0.01mol·L-1 B. Na2CO3水解程度随其浓度增大而减小 C. a点： D. Na2CO3溶液中： 二、非选择题：本题共4小题，共55分。 16. 三氟化硼可用于制备硼粉，用作有机合成中的催化剂，也用于制造火箭的高能燃料等，制备原理为：B2O3(s)+3CaF2(s)+3H2SO4(浓)=2BF3(g)+3CaSO4(s)+3H2O(l)，回答下列问题： （1）氧离子结构示意图为____________，萤石的电子式为____________。 （2）第二周期中，电负性介于B和F之间的元素有______种。 （3）Be是重要的金属元素和战略储备资源，第一电离能：Be______B(填“>”或“<”)，原因是__________________。 （4）下列状态的钙中，电离最外层一个电子所需能量最大的是______。 a.[Ar]4s2 　　　　　b.[Ar]4s1　　　　　c.[Ar]3d14s1 　　　　　　　　d.[Ar]3d1 （5）大量氢原子处于不同能量激发态，经测定，这些原子分布在3个激发态能级上，那么发生跃迁时放出______种不同能量的光。 17. SO2是大气的主要污染物，工业上利用钠碱循环法(吸收液为Na2SO3溶液)除去SO2。回答下列问题： （1）Na2SO3溶液中各离子的物质的量浓度由大到小的顺序为____________。 （2）Na2SO3溶液吸收SO2的离子方程式为________________________。 （3）吸收SO2的过程中，水溶液中H2SO3、、的分布分数δ随pH的关系如图(分布分数δ：）。图中四个点中，水的电离程度由大到小的顺序为____________。 （4）吸收液的再生装置如图，SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。阳极的电极反应式为__________________。电解后，______室的Na2SO3浓度增加，可再生利用。 （5）利用工业废碱渣(主要成分为Na2CO3)也可吸收烟气中的SO2，流程如图所示。 吸收塔内发生反应的离子方程式为__________________，吸收塔内温度不宜过高的原因是__________________。 18. 红矾钠(Na2Cr2O7·2H2O)可用于制备制革产业中的铬鞣剂。对含铬污泥进行酸浸处理后，浸出液(主要含Na+、Ni2+、Cr3+，H+、和)可制红矾钠，实现铬资源的有效循环利用，流程如下。 已知：① ②相关金属离子［c0(Mn+)=0.1mol·L-1］形成氢氧化物沉淀的pH范围如下： 金属离子 开始沉淀的pH 沉淀完全的pH Cr3+ 4.3 5.6 Ni2+ 7.1 9.2 回答下列问题： （1）“沉铬”中，加入NaOH调节pH的范围是____________。 （2）“氧化”中，H2O2参与反应的化学方程式为________________________。 （3）“氧化”中，在投料比、反应时间均相同时，若温度过高，Na2CrO4的产率反而降低，可能的原因是__________________。 （4）“氧化”中，可用过二硫酸钠(Na2S2O8)代替H2O2，的结构式如下，从结构角度解释Na2S2O8具有强氧化性的原因__________________。 （5）“酸化”中，加入H2SO4的作用是__________________。 （6）为了测定获得的红矾钠(Na2Cr2O7・2H2O，M=298g・mol-1)的纯度，称取上述流程中的产品a g配成100mL溶液，取25.00mL放于锥形瓶中，加入稀硫酸和足量的KI溶液，置于暗处充分反应至全部转化为Cr3+后，滴入2~3滴淀粉溶液，最后用浓度为c1 mol・L-1的Na2S2O3标准溶液滴定，共消耗V1 mL。(已知：) ①滴定终点的现象为__________________。 ②所得产品中Na2Cr2O7・2H2O的纯度(用质量分数表示)为____________。 19. 一碳化学是指化学反应过程中反应物只含一个碳原子的反应技术或化学体系。一碳化学的研究和发展在开发替代能源和化工原料上具有重要意义。回答下列问题： （1）CH4-CO2催化重整不仅对温室气体的减排有重要意义，还可以得到合成气(CO和H2)。已知： ①CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH 1=+206.2kJ∙mol-1 ②CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g) ΔH 2=+165.0kJ∙mol-1 则催化重整反应：CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) ΔH =______kJ∙mol-1。 （2）工业上可继续利用合成气(CO和H2)合成甲醇：CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH <0。在一定条件下，将1mol CO和2mol H2通入体积为2L的密闭容器中进行反应，在不同温度、压强下，平衡时CH3OH的体积分数如图所示： ①下列描述能说明该反应处于化学平衡状态的是______(填标号)。 A.CO的体积分数保持不变 B.容器中CO的转化率与H2的转化率相等 C.v逆(CH3OH)=2v正(H2) D.容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变 ②M点CH3OH的体积分数为10%，该点反应的平衡常数为___________。 ③X轴上a点的数值比b点______(填“大”或“小”)，图中Y轴表示___________。 （3）利用可再生能源电还原CO2可直接制取甲醇，装置如下图所示(IrOx-Ti电极为惰性电极)，该装置可通过高浓度的K+抑制酸性电解液中的析氢反应，来提高甲醇的产率。 ①电极b为______极。 ②Cu电极上发生的电极反应为________________。 ③当制得6.4g CH3OH时，标准状况下理论上阳极产生的气体体积为__________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $