精品解析：江苏省常州市溧阳中学2024-2025学年高二上学期期末调研测试 化学试题

2024-2025学年第一学期期末质量调研 高二化学试题 本试卷满分100分，考试时间75分钟 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Si-28 S-32 Cl-35.5 Fe-56 I-127 Ba-137 第Ⅰ卷 选择题(共39分) 一、单项选择题：共13题，每题3分，共39分。每题只有一个选项符合题意。 1. 形状记忆合金有镍钛、镍铜、镍铝合金等，下列元素属于主族元素的是 A. B. C. D. 2. 下列说法正确的是 A. S2-的结构示意图为 B. H2O2中既含离子键又含共价键 C. 磷基态原子价层电子排布违背了洪特规则 D. 激发态H原子的轨道表示式： 3. 氢元素有多种化合物，如等。下列说法正确的是 A. 半径大小： B. 热稳定性大小： C. 电离能大小： D. 电负性大小： 4. 室温下，下列说法不正确的是 A. Mg有强还原性，可用于钢铁的电化学防护 B. pH均为3的醋酸溶液和盐酸等体积混合后，混合溶液的pH=3 C. 含等物质的量的HCN和NaCN的溶液呈碱性，可知c(CN-)>c(Na+) D. H2具有还原性，可作为氢氧燃料电池的燃料 5. Z、Y、X、W、Q为五种原子序数依次增大的短周期主族元素。其中Z、Y、W分别位于三个不同周期，Y、Q位于同一主族，Y原子的最外层电子数是W原子的最外层电子数的2倍，Y、X、W三种简单离子的核外电子排布相同。由Z、Y、X、W形成的某种化合物的结构如图所示。下列说法不正确的是 A. 简单氢化物的稳定性： B. 该物质中所有原子均满足最外层的稳定结构 C. X与Y、Y与Z均可形成含非极性共价键的化合物 D. W与X两者的最高价氧化物对应的水化物之间可发生反应 6. 下列说法不正确的是 A. 用CH3COOH溶液和NaOH溶液反应测定中和热： CH3COOH(aq)+NaOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(aq) ΔH>-57.3kJ/mol B. 汽车尾气催化净化时的反应：2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g) ΔH<0，平衡常数为K1；若反应在绝热容器中进行，平衡常数为K2；则K1<K2 C. 由水电离出的c水(H+)=c水(OH-)时，溶液不一定呈中性 D. 恒温恒容密闭容器中反应：H2NCOONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)，混合气体的密度不再改变时说明反应已达平衡 7. 实验室进行铁钉镀锌实验。下列相关原理、装置及操作不正确的是 A．配制NaOH溶液 B．铁钉除油污 C．铁钉除锈 D．铁钉镀锌 A. A B. B C. C D. D 8. 根据下列图示所得出的结论正确的是 A. 图甲表示恒温恒容条件下，中各物质的浓度与其消耗速率之间的关系，其中交点A对应的状态为化学平衡状态 B. 图乙是镁条与盐酸反应的化学反应速率随反应时间变化的曲线，说明时刻溶液的温度最高 C. 图丙表示取规格相同的铝片，分别放入等质量20％、5％的稀盐酸中，生成氢气的质量与反应时间的关系曲线 D. 图丁表示酶催化反应的反应速率随反应温度的变化 9. 我国科研人员设计将脱除的反应与制备相结合的协同转化装置如图。在电场作用下，双极膜中间层的解离为和，并向两极迁移。已知：①单独制备，不能自发进行；②单独脱除：能自发进行。下列说法不正确的是 A. ②单独脱除反应的 B. 协同转化工作时，透过双极膜向左侧移动 C. 正极的电极反应式： D. 协同转化总反应： 10. 室温下，下列实验探究方案能达到探究目的的是 选项 实验操作和现象 实验目的或结论 A 用pH试纸测量等浓度NaClO溶液和NaCN溶液的pH，比较HClO和HCN的Ka大小 Ka(HClO)与Ka(HCN)的大小关系 B 向两支盛有5ml不同浓度KMnO4溶液的试管中分别加入同浓度同体积的足量草酸溶液，观察实验现象 探究浓度对反应速率的影响 C 向恒温恒容密闭玻璃容器中充入100 ml HI气体，分解达到平衡后再充入100 ml Ar，气体颜色不变 对于反应前后气体总体积不变的可逆反应，改变压强平衡不移动 D 向KI溶液中滴入少量新制氯水和CCl4，振荡、静置，溶液下层呈紫红色 还原性：I->Cl- A. A B. B C. C D. D 11. 室温下，通过下列实验探究NaHCO3、Na2CO3溶液的性质。 实验1：用pH试纸测量0.1mol·L-1NaHCO3溶液的pH，测得pH约为8 实验2：将0.1mol·L-1NaHCO3溶液与0.1mol·L-1CaCl2溶液等体积混合，产生白色沉淀 实验3：向0.1mol·L-1Na2CO3溶液中通入CO2，溶液pH从12下降到约为9 实验4：向0.1mol·L-1Na2CO3溶液中滴加新制饱和氯水，氯水颜色褪去 下列说法正确的是 A. 由实验1可得出：Ka2(H2CO3)> B. 实验2中两溶液混合时有：c(Ca2+)·c(CO)<Ksp(CaCO3) C. 实验3中发生反应的离子方程式为CO+H2O+CO2=2HCO D. 实验4中c反应前(CO)<c反应后(CO) 12. 在一定的温度和压强下，将按一定比例混合的CO2和H2通过装有催化剂的反应器可得到甲烷。 已知：CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+ 2H2O(g) △H= - 165kJ/mol CO2(g) + H2(g)CO(g)+ H2O(g) △H= +41kJ/mol 催化剂的选择是CO2甲烷化技术的核心。在两种不同催化剂作用下反应相同时间，测CO2转化率和生成CH4选择性随温度变化的影响如下图所示： CH4选择性=×100% 下列有关说法正确的是 A. 较低温下选择金属镍为催化剂反应速率快 B. 在260℃-320℃间，以Ni-CeO2为催化剂，升高温度CH4的选择性明显增大 C. 高于320℃后， 以Ni为催化剂，CO2转化率上升的原因是平衡正向移动 D. 选择合适的催化剂、合适的温度有利于提高CH4的选择性 13. 某 Na2CO3溶液体系中满足c()+c()+ c(H2CO3)=0.1mol·L−1，现利用平衡移动原理，分析常 温下Ni2+在不同 pH 的Na2CO3体系中的可能产物。图1中曲线表示 Na2CO3 体系中各含碳粒子的物质的量分数与 pH 的关系；图2为沉淀溶解平衡曲线。下列说法正确的是 A. lgKa1(H2CO3)=6.37 B. M 点时，溶液中存在：c()<c(OH−) C. 某混合液体系中，初始状态为pH=9 、1g[c(Ni2+)]= −5， 当体系达平衡后存在：c()+c()+c(H2CO3)<0.1mol/L D. 沉淀 Ni2+制备NiCO3 时，选用0.1mol·L−1NaHCO3 溶液比0.1mol·L−1Na2CO3溶液的效果好 第Ⅱ卷 非选择题(共61分) 14. 为庆祝“国际化学元素周期表年！”，中国化学会面向会员遴选118名青年化学家，作为118个化学元素的“代言人”，吕华、田振玉、翟天佑分别成为N、O、S元素的代言人。回答下列问题： （1）比较S原子和O原子的第一电离能大小，从原子结构的角度说明理由______。 （2）氮化铬在现代工业中发挥着重要的作用。基态铬、氮原子的未成对电子数之比为______。 （3）下列说法正确的是______。 A. N元素的电负性大于S元素，N2S2中N元素显负价 B. O的非金属性强于S，H2O的热稳定性强于H2S C. N2与H2化合通常需要高温高压催化剂，而S与H2化合一般只需要点燃，说明S元素的非金属性强于N元素 D. 周期表中当某元素的周期序数大于其族序数时，该元素可能属于金属或非金属 （4）N、O和S元素位于周期表的______区，此区元素的价层电子排布特点是______。 （5）已知25℃时，醋酸、碳酸、氢氰酸的电离平衡常数如下表： 化学式 CH3COOH H2CO3 HCN 电离平衡常数 Ka=1.8×10-5 Ka1=4.3×10-7 Ka2=5.6×10-11 Ka=6.2×10-10 ①25℃时，pH相等的三种溶液①CH3COONa溶液、②Na2CO3溶液、③NaCN溶液，浓度由大到小的顺序为______(填序号)。 ②25℃时，向NaCN溶液中通入少量CO2，反应的离子方程式为______。 15. 钴在新能源、新材料领域具有重要用途。某炼锌废渣含有锌、铅、铜、铁、钴、锰的+2价氧化物及锌和铜的单质。从该废渣中提取钴的一种流程如下。 注：加沉淀剂使一种金属离子浓度小于等于10-5mol·L-1，其他金属离子不沉淀，即认为完全分离。 已知：①Ksp(CuS)=6.3×10-36，Ksp(ZnS)=5×10-22，Ksp(CoS)=4.0×10-21。 ②以氢氧化物形式沉淀时，lg[c(M)/(mol·L-1)]和溶液pH的关系如图所示。 回答下列问题： （1）Co在元素周期表的位置为______；Cu的价电子排布式为______。 （2）“酸浸”步骤中，浸渣的成分为铜和______。 （3）假设“沉铜”后得到的滤液中c(Zn2+)和c(Co2+)均为0.10mol·L-1，向其中加入Na2S至Zn2+沉淀完全，此时溶液中c(Co2+)=______mol·L-1，据此判断能否实现Zn2+和Co2+的完全分离______(填“能”或“不能”)。 （4）“沉锰”步骤中，加Na2S2O8发生反应的离子方程式为______。 （5）“沉淀”步骤中，用NaOH调pH=4，分离出的滤渣是______。 （6）“沉钴”步骤中，控制溶液pH=5.0~5.5，加入适量的NaClO氧化Co2+，其反应的离子方程式为______。 16. 测定铁矿石中铁含量的传统方法是SnCl2-HgCl2-K2Cr2O7，滴定法。研究小组用该方法测定质量为a g的某赤铁矿试样中的铁含量。 【配制溶液】 ①c mol·L-1 K2Cr2O7标准溶液。 ②SnCl2溶液：称取6g SnCl2·2H2O溶于20ml浓盐酸，加水至100ml，加入少量锡粒。 已知：氯化铁受热易升华：室温时HgCl2，可将Sn2+氧化为Sn4+。难以氧化Fe2+；可被Fe2+还原为Cr3+。回答下列问题： （1）下图为“配制溶液”的部分过程，操作a应重复3次，目的是______，定容后还需要的操作为______。 （2）结合离子方程式解释配制SnCl2溶液时加入锡粒的原因：______。 （3）步骤Ⅰ中“微热”的原因是______。 （4）步骤Ⅲ中，若未“立即滴定”，则会导致测定的铁含量______(填“偏大”“偏小”或“不变”)。 （5）若消耗c mol·L-1 K2Cr2O7标准溶液V mL，则a g试样中Fe的质量分数为：______(用含a、c、V的代数式表示)。 17. 氢能是理想清洁能源，氢能产业链由制氢、储氢和用氢组成。 （1）利用铁及其氧化物循环制氢，原理如图所示，反应器Ⅰ中化合价没有发生改变的元素有______；含CO和H2各0.5mol的混合气体通过该方法制氢，理论上可获得______mol H2。 （2）一定条件下，将氮气和氢气按n(N2)：n(H2)=1：3混合匀速通入合成塔，发生反应。海绵状的α-Fe作催化剂，多孔Al2O3作为α-Fe的“骨架”和气体吸附剂。 ①H2中含有CO会使催化剂中毒。混合气进入合成塔前需经过铜氨液(Cu(NH3)2]+)和氨水的混合溶液处理，目的是吸收混合气中的CO，CO被吸收后生成[Cu(NH3)3CO]+溶液，该反应的离子反应方程式为______。 ②Al2O3含量与α-Fe表面积、出口处氨含量关系如图所示。Al2O3含量大于2%，出口处氨含量下降的原因是______。 （3）H2选择性催化还原汽车尾气中NO主要经历“吸附→氧化→还原”的过程。将一定比例的H2、NO、O2、He作(平衡气)气体匀速通过装有Pd/Al2O3催化剂的反应器，测得NO转化率随温度的变化如题所示。 ①当n(NO)：n(O2)=2：1参加反应时，H2催化还原NO转化为N2的化学方程式______。 ②温度高于125℃，NO转化率随温度升高而呈下降趋势，可能的原因是______。 （4）氢能的高效利用途径之一是在燃料电池中产生电能。某研究小组的自制熔融碳酸盐燃料电池工作原理如图所示，正极上的电极反应式是______。该电池以3.2A恒定电流工作14分钟，消耗H2体积为0.49L，故可测得该电池将化学能转化为电能的转化率为______。［已知：该条件下H2的摩尔体积为24.5L/mol；电荷量q(c)=电流I(A)×时间(s)；NA=6.0×1023mol-1；e=1.60×10-19C。］ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年第一学期期末质量调研 高二化学试题 本试卷满分100分，考试时间75分钟 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Si-28 S-32 Cl-35.5 Fe-56 I-127 Ba-137 第Ⅰ卷 选择题(共39分) 一、单项选择题：共13题，每题3分，共39分。每题只有一个选项符合题意。 1. 形状记忆合金有镍钛、镍铜、镍铝合金等，下列元素属于主族元素的是 A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】A．Al在第三周期ⅢA族，A符合题意； B．Ti在第四周期ⅣB族，B不符合题意； C．Ni在第四周期Ⅷ族，C不符合题意； D．Cu在第四周期ⅠB族，D不符合题意； 故答案为：A。 2. 下列说法正确的是 A. S2-的结构示意图为 B. H2O2中既含离子键又含共价键 C. 磷基态原子价层电子排布违背了洪特规则 D. 激发态H原子的轨道表示式： 【答案】C 【解析】 【详解】A．的核外电子数为18，最外层电子数应为8，的结构示意图为，A错误； B．是共价化合物，仅含共价键，不含离子键，B错误； C．洪特规则要求简并轨道排布电子时优先单独占据不同轨道且自旋平行，基态原子轨道的3个电子应分占3个不同轨道，题图排布违背了洪特规则，正确的价层电子排布图为，C正确； D．第一电子层（）仅存在轨道，不存在轨道，D错误； 故答案选C。 3. 氢元素有多种化合物，如等。下列说法正确的是 A. 半径大小： B. 热稳定性大小： C. 电离能大小： D. 电负性大小： 【答案】A 【解析】 【详解】A．电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，则离子半径，A正确； B．元素的非金属性越强，其简单氢化物的热稳定性越强，则热稳定性大小H2O>NH3>H2S，B错误； C．根据同周期从左到右第一电离能呈增大趋势，但第IIA族大于第IIIA族，第VA族大于第VIA族，则元素第一电离能：，C错误； D．同周期元素从左到右电负性逐渐增大，同主族元素从上到下电负性逐渐减小，则电负性，D错误； 故选A。 4. 室温下，下列说法不正确的是 A. Mg有强还原性，可用于钢铁的电化学防护 B. pH均为3的醋酸溶液和盐酸等体积混合后，混合溶液的pH=3 C. 含等物质的量的HCN和NaCN的溶液呈碱性，可知c(CN-)>c(Na+) D. H2具有还原性，可作为氢氧燃料电池的燃料 【答案】C 【解析】 【详解】A．Mg金属活动性强于Fe，可通过牺牲阳极法作负极被氧化，从而防护钢铁，A正确； B．pH均为3的醋酸和盐酸等体积混合后，不变，醋酸的电离商，电离平衡不移动，混合溶液pH仍为3，B正确； C．溶液中电荷守恒为，溶液呈碱性则，可推知，C错误； D．氢氧燃料电池中在负极失电子发生氧化反应，体现还原性，可作燃料，D正确； 故选C。 5. Z、Y、X、W、Q为五种原子序数依次增大的短周期主族元素。其中Z、Y、W分别位于三个不同周期，Y、Q位于同一主族，Y原子的最外层电子数是W原子的最外层电子数的2倍，Y、X、W三种简单离子的核外电子排布相同。由Z、Y、X、W形成的某种化合物的结构如图所示。下列说法不正确的是 A. 简单氢化物的稳定性： B. 该物质中所有原子均满足最外层的稳定结构 C. X与Y、Y与Z均可形成含非极性共价键的化合物 D. W与X两者的最高价氧化物对应的水化物之间可发生反应 【答案】B 【解析】 【分析】由结构图和题意可知，X为Na。而Z、Y、X、W、Q为五种原子序数依次增大的短周期主族元素，其中Z、Y、W分别位于三个不同周期，则Z位于第一周期为H，Y位于第二周期，W位于第三周期。Y、Q位于同一主族，Y原子的最外层电子数是W原子的最外层电子数的2倍，Y、X、W三种简单离子的核外电子排布相同，且结构图中Y只能形成两个共价键，因此Y为O，Q为S，且W得一个电子后形成四个共价键，W为Al。因此Z、Y、X、W、Q分别为H、O、Na、Al、S。 【详解】A．非金属性越强，其简单氢化物越稳定，非金属性O>S，A正确； B．该物质中H不满足8电子稳定结构，B错误； C．H与O形成的过氧化氢为含有非极性共价键的化合物，O与Na形成的过氧化钠为含有非极性共价键的化合物，C正确； D．氢氧化铝为两性氢氧化物，能与氢氧化钠溶液反应，D正确； 答案选B。 6. 下列说法不正确的是 A. 用CH3COOH溶液和NaOH溶液反应测定中和热： CH3COOH(aq)+NaOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(aq) ΔH>-57.3kJ/mol B. 汽车尾气催化净化时的反应：2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g) ΔH<0，平衡常数为K1；若反应在绝热容器中进行，平衡常数为K2；则K1<K2 C. 由水电离出的c水(H+)=c水(OH-)时，溶液不一定呈中性 D. 恒温恒容密闭容器中反应：H2NCOONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)，混合气体的密度不再改变时说明反应已达平衡 【答案】B 【解析】 【详解】A．为弱酸，电离过程吸热，因此中和反应放出的热量小于强酸强碱中和反应的，焓变为负值，故，A正确； B．该反应，属于放热反应，在绝热容器中反应放热会使体系温度升高，放热反应温度升高平衡逆向移动，平衡常数减小，因此，B错误； C．任何水溶液中水电离出的和始终相等，溶液可能为酸性、碱性或中性，因此不一定呈中性，C正确； D．反应中反应物为固体，气体总质量随反应进行发生变化，恒温恒容条件下容器体积固定，密度，因此密度不变时说明气体总质量不变，反应已达平衡，D正确； 故选B。 7. 实验室进行铁钉镀锌实验。下列相关原理、装置及操作不正确的是 A．配制NaOH溶液 B．铁钉除油污 C．铁钉除锈 D．铁钉镀锌 A. A B. B C. C D. D 【答案】A 【解析】 【详解】A．容量瓶为定容仪器，仅用于配制溶液的最终定容操作，不能用于溶解固体，且溶解放热会导致容量瓶体积偏差，操作错误，A符合题意； B．油污的主要成分为油脂，热的溶液可使油脂水解为可溶于水的甘油和高级脂肪酸盐，能够除去铁钉表面油污，操作正确，B不符合题意； C．铁锈的主要成分为，可与盐酸反应生成可溶性的氯化铁，能够除去铁钉表面铁锈，操作正确，C不符合题意； D．铁钉镀锌属于电镀操作，待镀铁钉作阴极与电源负极相连，镀层金属锌作阳极与电源正极相连，电解质溶液为含的溶液，装置符合电镀原理，操作正确，D不符合题意； 故该题正确答案为A项。 8. 根据下列图示所得出的结论正确的是 A. 图甲表示恒温恒容条件下，中各物质的浓度与其消耗速率之间的关系，其中交点A对应的状态为化学平衡状态 B. 图乙是镁条与盐酸反应的化学反应速率随反应时间变化的曲线，说明时刻溶液的温度最高 C. 图丙表示取规格相同的铝片，分别放入等质量20％、5％的稀盐酸中，生成氢气的质量与反应时间的关系曲线 D. 图丁表示酶催化反应的反应速率随反应温度的变化 【答案】D 【解析】 【详解】A．可逆反应中，当二氧化氮的消耗速率和四氧化二氮的消耗速率之比为2:1时才能说明反应达到平衡状态，交点A二氧化氮的消耗速率和四氧化二氮的消耗速率相等，不能说明反应达到平衡状态，A错误； B．镁条与盐酸的反应为放热反应，消耗的Mg越多，放出的热量越多，溶液的温度越高，之后，盐酸浓度减小，反应速率减小，但Mg和盐酸还在继续反应，所以时刻溶液的温度不最高，B错误； C．由图丙可知，铝片和盐酸反应完全时，生成氢气的质量相等，说明两种不同质量分数的盐酸必须过量，则应将铝片分别放入等质量过量的20％、5％的稀盐酸中，C错误； D．温度较低时，酶催化反应的反应速率随温度升高而增大，温度较高时，酶的催化活性降低甚至失去催化活性，因而随温度升高，酶催化反应的反应速率逐渐减小，D正确； 故选D。 9. 我国科研人员设计将脱除的反应与制备相结合的协同转化装置如图。在电场作用下，双极膜中间层的解离为和，并向两极迁移。已知：①单独制备，不能自发进行；②单独脱除：能自发进行。下列说法不正确的是 A. ②单独脱除反应的 B. 协同转化工作时，透过双极膜向左侧移动 C. 正极的电极反应式： D. 协同转化总反应： 【答案】D 【解析】 【分析】该装置为原电池，左侧电极上发生失电子的反应生成，为负极，右侧电极为正极，正极上O2发生得电子的反应生成H2O2，负极反应式为-2e-+2OH-═+H2O，正极反应式为O2+2e-+2H+═H2O2，则协同转化总反应为SO2+O2+2NaOH═H2O2+Na2SO4，原电池工作时，阴离子移向负极，阳离子移向正极，据此分析解答。 【详解】A．单独脱除SO2反应为，其ΔS＜0，且能自发进行，ΔH-TΔS＜0，则ΔH＜TΔS＜0，故A正确； B．左侧电极为负极，右侧电极为正极，协同转化工作时，阴离子移向负极，即OH-透过双极膜向左侧移动，故B正确； C．由图可知，正极上O2发生得电子的反应生成H2O2，正极反应式为O2+2e-+2H+═H2O2，故C正确； D．负极上SO2最终转化为，正极反应式为O2+2e-+2H+═H2O2，H2O解离为OH-和H+向两极迁移，则协同转化总反应为SO2+O2+2NaOH═H2O2+Na2SO4，故D错误。 答案选D。 10. 室温下，下列实验探究方案能达到探究目的的是 选项 实验操作和现象 实验目的或结论 A 用pH试纸测量等浓度NaClO溶液和NaCN溶液的pH，比较HClO和HCN的Ka大小 Ka(HClO)与Ka(HCN)的大小关系 B 向两支盛有5ml不同浓度KMnO4溶液的试管中分别加入同浓度同体积的足量草酸溶液，观察实验现象 探究浓度对反应速率的影响 C 向恒温恒容密闭玻璃容器中充入100 ml HI气体，分解达到平衡后再充入100 ml Ar，气体颜色不变 对于反应前后气体总体积不变的可逆反应，改变压强平衡不移动 D 向KI溶液中滴入少量新制氯水和CCl4，振荡、静置，溶液下层呈紫红色 还原性：I->Cl- A. A B. B C. C D. D 【答案】D 【解析】 【详解】A．溶液具有漂白性，会将pH试纸漂白，无法准确测定其pH，不能比较和的大小，A错误； B．两支试管中溶液浓度、初始颜色均不同，且草酸足量，无法通过褪色时间判断反应速率快慢，不能探究浓度对反应速率的影响，B错误； C．恒温恒容条件下充入惰性气体，反应体系中各物质的浓度均不发生改变，平衡不移动，该实验不能实现目的，C错误； D．下层呈紫红色说明将氧化为，该反应中是还原剂，是还原产物，还原剂的还原性强于还原产物，可得还原性，D正确； 故选D。 11. 室温下，通过下列实验探究NaHCO3、Na2CO3溶液的性质。 实验1：用pH试纸测量0.1mol·L-1NaHCO3溶液的pH，测得pH约为8 实验2：将0.1mol·L-1NaHCO3溶液与0.1mol·L-1CaCl2溶液等体积混合，产生白色沉淀 实验3：向0.1mol·L-1Na2CO3溶液中通入CO2，溶液pH从12下降到约为9 实验4：向0.1mol·L-1Na2CO3溶液中滴加新制饱和氯水，氯水颜色褪去 下列说法正确的是 A. 由实验1可得出：Ka2(H2CO3)> B. 实验2中两溶液混合时有：c(Ca2+)·c(CO)<Ksp(CaCO3) C. 实验3中发生反应的离子方程式为CO+H2O+CO2=2HCO D. 实验4中c反应前(CO)<c反应后(CO) 【答案】C 【解析】 【详解】A．实验1：用试纸测量溶液的，测得约为8，c(H+)c(OH-)。则碳酸氢钠溶液的水解程度大于电离程度。由实验1可得出：，Kw=c(H+)·c(OH-)，，，Ka2(H2CO3)= ＜= ，A错误； B．实验2：将溶液与溶液等体积混合，产生白色沉淀碳酸钙，则由沉淀溶解平衡原理知，实验2中两溶液混合时有：，B错误； C．等物质的量浓度的碳酸钠碱性大于碳酸氢钠。实验3：溶液中通入一定量的，溶液从12下降到10，则实验3中发生反应的离子方程式为，C正确； D． 饱和氯水中氢离子与碳酸根结合转化为碳酸氢根，氯水朝着与水反应的方向移动，颜色变浅，c反应前(CO)＞c反应后(CO)，D错误； 答案选C。 12. 在一定的温度和压强下，将按一定比例混合的CO2和H2通过装有催化剂的反应器可得到甲烷。 已知：CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+ 2H2O(g) △H= - 165kJ/mol CO2(g) + H2(g)CO(g)+ H2O(g) △H= +41kJ/mol 催化剂的选择是CO2甲烷化技术的核心。在两种不同催化剂作用下反应相同时间，测CO2转化率和生成CH4选择性随温度变化的影响如下图所示： CH4选择性=×100% 下列有关说法正确的是 A. 较低温下选择金属镍为催化剂反应速率快 B. 在260℃-320℃间，以Ni-CeO2为催化剂，升高温度CH4的选择性明显增大 C. 高于320℃后， 以Ni为催化剂，CO2转化率上升的原因是平衡正向移动 D. 选择合适的催化剂、合适的温度有利于提高CH4的选择性 【答案】D 【解析】 【详解】A． 较低温下选择金属镍和为催化剂反应速率相差不大，A项错误； B．在260℃-320℃间，以为催化剂，由图可知，升高温度的选择性基本不变，B项错误； C．高于320℃后， 以Ni为催化剂，转化率上升的原因是催化剂活性大，反应速率加快，C项错误； D．选择合适的催化剂、合适的温度有利于提高的选择性，D项正确； 答案选D。 13. 某 Na2CO3溶液体系中满足c()+c()+ c(H2CO3)=0.1mol·L−1，现利用平衡移动原理，分析常 温下Ni2+在不同 pH 的Na2CO3体系中的可能产物。图1中曲线表示 Na2CO3 体系中各含碳粒子的物质的量分数与 pH 的关系；图2为沉淀溶解平衡曲线。下列说法正确的是 A. lgKa1(H2CO3)=6.37 B. M 点时，溶液中存在：c()<c(OH−) C. 某混合液体系中，初始状态为pH=9 、1g[c(Ni2+)]= −5， 当体系达平衡后存在：c()+c()+c(H2CO3)<0.1mol/L D. 沉淀 Ni2+制备NiCO3 时，选用0.1mol·L−1NaHCO3 溶液比0.1mol·L−1Na2CO3溶液的效果好 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图1可知，pH=6.37时，此时，，故A错误； B．由图1可知，pH=10.25时，此时，M点时pH=8.25，，，溶液中，则，所以M点时，溶液中存在：，故B错误； C．由图可知，初始状态为pH=9、，此时恰好为的沉淀溶解平衡体系，不会生成沉淀，含碳微粒总量不变，即体系达平衡后存在：，故C错误； D．由图2可知pH<8.25时，优先于生成沉淀，pH>8.25时优先于生成沉淀，溶液的pH接近8，溶液的pH接近12，所以沉淀Ni2+制备时，选用溶液比溶液的效果好，故D正确； 故答案选D。 第Ⅱ卷 非选择题(共61分) 14. 为庆祝“国际化学元素周期表年！”，中国化学会面向会员遴选118名青年化学家，作为118个化学元素的“代言人”，吕华、田振玉、翟天佑分别成为N、O、S元素的代言人。回答下列问题： （1）比较S原子和O原子的第一电离能大小，从原子结构的角度说明理由______。 （2）氮化铬在现代工业中发挥着重要的作用。基态铬、氮原子的未成对电子数之比为______。 （3）下列说法正确的是______。 A. N元素的电负性大于S元素，N2S2中N元素显负价 B. O的非金属性强于S，H2O的热稳定性强于H2S C. N2与H2化合通常需要高温高压催化剂，而S与H2化合一般只需要点燃，说明S元素的非金属性强于N元素 D. 周期表中当某元素的周期序数大于其族序数时，该元素可能属于金属或非金属 （4）N、O和S元素位于周期表的______区，此区元素的价层电子排布特点是______。 （5）已知25℃时，醋酸、碳酸、氢氰酸的电离平衡常数如下表： 化学式 CH3COOH H2CO3 HCN 电离平衡常数 Ka=1.8×10-5 Ka1=4.3×10-7 Ka2=5.6×10-11 Ka=6.2×10-10 ①25℃时，pH相等的三种溶液①CH3COONa溶液、②Na2CO3溶液、③NaCN溶液，浓度由大到小的顺序为______(填序号)。 ②25℃时，向NaCN溶液中通入少量CO2，反应的离子方程式为______。 【答案】（1），氧原子半径小，原子核对最外层电子的吸引力大，不易失去一个电子 （2）2：1 （3）AB （4） ①. p ②. 价层电子排布通式为ns2np1-6 （5） ①. ①>③>② ②. 【解析】 【小问1详解】 O和S同属于第VIA族，同主族元素从上到下，原子核外电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的吸引力逐渐减弱，第一电离能逐渐减小，故第一电离能 。 【小问2详解】 基态Cr原子的价层电子排布式为 ，未成对电子数为6；基态N原子的价层电子排布式为 ，未成对电子数为3。因此基态铬、氮原子的未成对电子数之比为 。 【小问3详解】 A．N元素的电负性（3.0）大于S元素（2.5），吸引电子能力更强，故在 中N元素显负价，A正确； B．元素的非金属性越强，其简单氢化物的热稳定性越强，非金属性 ，故热稳定性 强于 ，B正确； C． 中存在氮氮三键，键能很大，破坏共价键需要较高的能量，不能以此说明非金属性强弱，C错误； D．周期表中当某元素的周期序数大于其主族序数时，该元素一定位于元素周期表金属与非金属分界线的左下方，全部属于金属元素，D错误； 故选AB。 【小问4详解】 N、O、S的最后填入电子均为p电子，位于周期表的p区；p区元素的价层电子排布通式为 。 【小问5详解】 ① 根据电离平衡常数可知，酸性强弱顺序为 。酸性越弱，其对应阴离子的水解程度越大，故水解程度 。当三种盐溶液的pH相等时，水解程度越大的盐，其所需浓度越小，故浓度由大到小的顺序为 ① > ③ > ②。 ② 由于酸性 ，向 溶液中通入少量 时，反应生成 和 ，离子方程式为 。 15. 钴在新能源、新材料领域具有重要用途。某炼锌废渣含有锌、铅、铜、铁、钴、锰的+2价氧化物及锌和铜的单质。从该废渣中提取钴的一种流程如下。 注：加沉淀剂使一种金属离子浓度小于等于10-5mol·L-1，其他金属离子不沉淀，即认为完全分离。 已知：①Ksp(CuS)=6.3×10-36，Ksp(ZnS)=5×10-22，Ksp(CoS)=4.0×10-21。 ②以氢氧化物形式沉淀时，lg[c(M)/(mol·L-1)]和溶液pH的关系如图所示。 回答下列问题： （1）Co在元素周期表的位置为______；Cu的价电子排布式为______。 （2）“酸浸”步骤中，浸渣的成分为铜和______。 （3）假设“沉铜”后得到的滤液中c(Zn2+)和c(Co2+)均为0.10mol·L-1，向其中加入Na2S至Zn2+沉淀完全，此时溶液中c(Co2+)=______mol·L-1，据此判断能否实现Zn2+和Co2+的完全分离______(填“能”或“不能”)。 （4）“沉锰”步骤中，加Na2S2O8发生反应的离子方程式为______。 （5）“沉淀”步骤中，用NaOH调pH=4，分离出的滤渣是______。 （6）“沉钴”步骤中，控制溶液pH=5.0~5.5，加入适量的NaClO氧化Co2+，其反应的离子方程式为______。 【答案】（1） ①. 第四周期族 ②. （2）硫酸铅(或PbSO4) （3） ①. ②. 不能 （4） （5） （6） 【解析】 【分析】向废渣中加入稀硫酸，废渣里+2价的锌、铅、铜、铁、钴、锰的氧化物均可与硫酸反应生成对应的硫酸盐；其中铅的氧化物与硫酸反应会生成难溶的，同时废渣中原本的铜单质不与稀硫酸反应，因此酸浸后浸渣为铜和，其余金属元素（）进入酸浸滤液。向酸浸滤液中通入，利用溶度积（）极小的特性，将溶液中的转化为沉淀除去，仍留在后续滤液中。加入强氧化剂，将溶液中的氧化为难溶的沉淀，实现锰元素的分离除去。用将溶液pH调至4，结合氢氧化物沉淀的关系图可知，该pH下（酸浸得到的在后续氧化环境中被氧化为）会完全生成沉淀，而仍以离子形式留在溶液中，由此分离除去铁元素。控制溶液pH在5.0~5.5，加入将氧化为，最终生成沉淀，实现钴元素的提取分离，锌元素留在最终滤液中。 【小问1详解】 Co是27号元素，位于元素周期表第四周期第族；Cu是29号元素，符合洪特规则特例，价电子排布式为。 【小问2详解】 废渣中的+2价PbO与稀硫酸反应生成难溶的，无法溶解在酸浸液中，和未反应的单质铜共同成为浸渣。 【小问3详解】 沉淀完全时，此时溶液中，对应溶液中；该浓度大于，说明也大量沉淀，无法实现二者完全分离。 【小问4详解】 “沉锰”中​作为强氧化剂将氧化为，自身被还原为​，根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒配平得到该离子方程式为。 【小问5详解】 根据氢氧化物沉淀的关系图，pH=4时远高于沉淀完全的pH（约3），而、在该pH下仍以离子形式存在，因此调pH=4分离出的滤渣为。 【小问6详解】 弱酸性条件下将氧化为，自身被还原为，结合得失电子守恒、原子守恒配平得到该离子方程式为：。 16. 测定铁矿石中铁含量的传统方法是SnCl2-HgCl2-K2Cr2O7，滴定法。研究小组用该方法测定质量为a g的某赤铁矿试样中的铁含量。 【配制溶液】 ①c mol·L-1 K2Cr2O7标准溶液。 ②SnCl2溶液：称取6g SnCl2·2H2O溶于20ml浓盐酸，加水至100ml，加入少量锡粒。 已知：氯化铁受热易升华：室温时HgCl2，可将Sn2+氧化为Sn4+。难以氧化Fe2+；可被Fe2+还原为Cr3+。回答下列问题： （1）下图为“配制溶液”的部分过程，操作a应重复3次，目的是______，定容后还需要的操作为______。 （2）结合离子方程式解释配制SnCl2溶液时加入锡粒的原因：______。 （3）步骤Ⅰ中“微热”的原因是______。 （4）步骤Ⅲ中，若未“立即滴定”，则会导致测定的铁含量______(填“偏大”“偏小”或“不变”)。 （5）若消耗c mol·L-1 K2Cr2O7标准溶液V mL，则a g试样中Fe的质量分数为：______(用含a、c、V的代数式表示)。 【答案】（1） ①. 避免溶质损失 ②. 盖好瓶塞，反复上下颠倒、摇匀 （2）Sn2+易被空气氧化为Sn4+，离子方程式为2Sn2++O2+4H+=2Sn4++2H2O，加入Sn，发生反应Sn4++Sn=2Sn2+，可防止Sn2+氧化 （3）提高试样与浓盐酸反应速率，同时可以减少浓盐酸的挥发和氯化铁的升华 （4）偏小 （5） 【解析】 【分析】本实验通过重铬酸钾滴定法测定铁矿石中铁的含量。首先用浓盐酸溶解赤铁矿（主要成分为），将铁元素转化为；然后滴加稍过量的溶液将还原为；冷却后加入溶液，将过量的氧化为以除去，防止其干扰后续滴定；最后在酸性条件下，加入指示剂，用标准溶液滴定生成的，根据消耗的体积计算铁的含量。 【小问1详解】 在配制一定物质的量浓度的溶液时，将烧杯中的溶液转移到容量瓶后，需要用蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2~3次，并将洗涤液也转移到容量瓶中，其目的是保证溶质全部转移至容量瓶中，避免造成溶质损失而产生误差；定容（加水至刻度线）后，还需要盖好瓶塞，上下颠倒摇匀； 【小问2详解】 具有较强的还原性，容易被空气中的氧气氧化为，反应的离子方程式为。加入锡粒后，单质锡可以与生成的发生归中反应重新生成，离子方程式为，从而有效防止被氧化变质； 【小问3详解】 步骤Ⅰ中“微热”可以提高试样在浓盐酸中的溶解速率；同时，由于浓盐酸易挥发，且题干已知“氯化铁受热易升华”，控制在“微热”状态可以防止温度过高导致浓盐酸大量挥发和氯化铁升华造成铁元素的损失； 【小问4详解】 步骤Ⅲ中，若未“立即滴定”，溶液中还原性的会部分被空气中的氧气氧化为，导致实际参与滴定的量减少，滴定时消耗的标准溶液体积偏小，最终计算得到的铁含量偏小； 【小问5详解】 滴定过程中的反应为。根据方程式可知，。则试样中铁元素的质量为，故试样中铁的质量分数为。 17. 氢能是理想清洁能源，氢能产业链由制氢、储氢和用氢组成。 （1）利用铁及其氧化物循环制氢，原理如图所示，反应器Ⅰ中化合价没有发生改变的元素有______；含CO和H2各0.5mol的混合气体通过该方法制氢，理论上可获得______mol H2。 （2）一定条件下，将氮气和氢气按n(N2)：n(H2)=1：3混合匀速通入合成塔，发生反应。海绵状的α-Fe作催化剂，多孔Al2O3作为α-Fe的“骨架”和气体吸附剂。 ①H2中含有CO会使催化剂中毒。混合气进入合成塔前需经过铜氨液(Cu(NH3)2]+)和氨水的混合溶液处理，目的是吸收混合气中的CO，CO被吸收后生成[Cu(NH3)3CO]+溶液，该反应的离子反应方程式为______。 ②Al2O3含量与α-Fe表面积、出口处氨含量关系如图所示。Al2O3含量大于2%，出口处氨含量下降的原因是______。 （3）H2选择性催化还原汽车尾气中NO主要经历“吸附→氧化→还原”的过程。将一定比例的H2、NO、O2、He作(平衡气)气体匀速通过装有Pd/Al2O3催化剂的反应器，测得NO转化率随温度的变化如题所示。 ①当n(NO)：n(O2)=2：1参加反应时，H2催化还原NO转化为N2的化学方程式______。 ②温度高于125℃，NO转化率随温度升高而呈下降趋势，可能的原因是______。 （4）氢能的高效利用途径之一是在燃料电池中产生电能。某研究小组的自制熔融碳酸盐燃料电池工作原理如图所示，正极上的电极反应式是______。该电池以3.2A恒定电流工作14分钟，消耗H2体积为0.49L，故可测得该电池将化学能转化为电能的转化率为______。［已知：该条件下H2的摩尔体积为24.5L/mol；电荷量q(c)=电流I(A)×时间(s)；NA=6.0×1023mol-1；e=1.60×10-19C。］ 【答案】（1） ①. O ②. （2） ①. [Cu(NH3)2]++NH3·H2O+CO=[Cu(NH3)3CO]++H2O ②. 多孔Al2O3可作为气体吸附剂，含量过多会吸附生成的NH3；Al2O3含量大于2%时，α-Fe表面积减小，反应速率减小，产生NH3减少 （3） ①. ②. 温度升高，催化剂的活性下降，反应速率减慢；温度升高，H2与O2发生反应，使还原NO(或NOx)的H的量减少，NO转化率下降 （4） ①. ②. 70% 【解析】 【小问1详解】 由图可知，反应器I中反应物为一氧化碳、氢气、氧化铁，生成物为二氧化碳、水、铁，发生的反应为、，则反应中化合价发生改变的元素为碳元素、氢元素、铁元素，氧元素化合价不变； 由方程式可知，0.5 mol一氧化碳与氧化铁反应生成mol铁，0.5mol氢气与氧化铁反应生成mol铁，共生成mol铁，反应器Ⅱ中铁与水反应生成四氧化三铁和氢气，反应的方程式为，由方程式可知，mol铁生成氢气的物质的量为mol×=mol。 【小问2详解】 ①由题意可知，吸收一氧化碳的反应为一氧化碳与铜氨液和氨水的混合溶液反应生成[Cu(NH3)3CO]+溶液，反应的离子方程式为[Cu(NH3)2]+++CO=[Cu(NH3)3CO]++。 ②氧化铝含量大于2%，出口处氨含量下降说明多孔氧化铝含量过多会吸附反应生成的氨气，由图可知，氧化铝含量大于2%时，催化剂α-Fe表面积减小，催化性能降低，导致反应速率减小，使得出口处氨含量下降。 【小问3详解】 ①当n(NO)：n(O2)=2：1参加反应时，H2催化还原NO转化为的化学方程式为。 ②温度高于125℃，NO转化率随温度升高而呈下降趋势，可能的原因是温度升高，催化剂的活性下降，反应速率减慢；温度升高，与发生反应，使还原NO(或NOx)的的量减少，NO转化率下降。 【小问4详解】 熔融碳酸盐燃料电池工作时左侧通入的氢气失电子，该电极做负极；右侧通入的氧气得电子，该电极做正极。正极上的电极反应式是。 该电池以3.2A恒定电流工作14分钟，转移的电子的电量，可计算转移电子的物质的量，消耗H2体积为0.49L，可知计算物质的量为，则实际转移电子的物质的量为，故可测得该电池将化学能转化为电能的转化率为=70%。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $