山西省吕梁市2023-2024学年高二上学期1月期末化学试题（含答案解析）

吕梁市2023～2024学年高二第一学期期末调研测试化学试题(本试题满分100分，考试时间75分钟。答案一律写在答题卡上)可能用到的相对原子质量：H-1Be-9C-12O-16Cl-35.5Ar-40注意事项：1.本试卷分第I卷(选择题)和第II卷(非选择题)两部分。2.答题前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔填写好自己的姓名、班级、考号等信息。3.考试作答时，请将答案正确地填写在答题卡上，答在本试卷上无效。4.考试结束后，将答题卡交回。第I卷选择题(共42分)一、单项选择题(包括14小题，每小题3分，共42分)1.下列事实，不能用勒夏特列原理解释的是A.对，增大平衡体系的压强(压缩体积)可使体系颜色变深B.合成的反应，为提高的产率，工业上采用了的高压C.氯水中存在平衡：，实验室用排饱和食盐水的方法来收集D.反应，升高温度可使平衡向逆反应方向移动【答案】A【解析】【详解】A．因，该反应前后气体系数之和相等，压强并不影响平衡移动，增大压强颜色加深是因为碘的浓度变大，与勒夏特列原理无关，不能用勒夏特列原理解释，故A符合题意；B．合成氨的正反应是气体体积减小的反应，压强增大，平衡朝正反应方向移动，能用勒夏特列原理解释，故B不符合题意；C．饱和溶液中，氯离子浓度大，氯气在水溶液中溶解度变小，能用勒夏特列原理解释，故C不符合题意；D．正反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，能用勒夏特列原理解释，故D不符合题意；故选A。2.下列模型分别表示、、的结构，下列说法不正确的是A.分子中含有键B.是由非极性键构成的分子C.易溶于而难溶于水，是非极性分子D.分子是含非极性键和极性键的非极性分子【答案】B【解析】【详解】A．分子中含键，因此分子中所含键为，A正确；B．根据的结构可知，结构对称，因此是由S—F极性键构成的非极性分子，B错误；C．易溶于而难溶于水，中碳原子价层电子对数为2，孤电子对数为，分子的空间构型为直线形，结构对称，正负电荷中心重合，因此为非极性分子，根据相似相溶，是非极性分子，C正确；D．分子中所含的碳碳三键是非极性键，碳氢键是极性键，分子为直线形分子，结构对称，为非极性分子，D正确；故答案选B。3.下列现象与氢键有关是①NH3的熔、沸点比VA族其他元素氢化物的高②小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶③冰的密度比液态水的密度小④尿素（CO（NH2）2）的熔、沸点比醋酸的高⑤邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低⑥水分子高温下也很稳定A.①②③④⑤⑥ B.①②③④⑤ C.①②③④ D.①②③【答案】B【解析】【详解】①NH3的熔、沸点比VA族其他元素氢化物的高是因为氨气存在分子间氢键，故①符合题意；②小分子的醇、羧酸与水形成分子间氢键，因此小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶，故②符合题意；③冰中水与周围四个水分子以分子间氢键形成四面体结构，中间有空隙，因此冰的密度比液态水的密度小，故③符合题意；④尿素[CO(NH2)2]存在分子间氢键，因此尿素的熔、沸点比醋酸的高，故④符合题意；⑤邻羟基苯甲酸存在分子内氢键，对羟基苯甲酸存在分子间氢键，因此邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低，故⑤符合题意；⑥水分子高温下也很稳定主要是氧氢键稳定，难断裂，故⑥不符合题意；因此①②③④⑤都与氢键有关，故B符合题意。综上所述，答案为B。4.对于可逆反应A(g)+2B(g)2C(g)(正反应吸热)，下列图像正确的是A. B. C. D.【答案】C【解析】【详解】A．在速率-压强图中的交叉点处，即，此点反应达到平衡状态，根据反应方程式该反应的正反应为气体体积减小的吸热反应，增大压强，系数大的方向速率增大的多，v正＞v逆，化学平衡向气体体积减小的正反应方向移动，则应该是交叉点后正反应速率应大于逆反应速率，A错误；B．该反应为吸热反应，温度升高，化学反应速率加快；化学平衡向吸热的正向移动，则在第二次反应达到平衡之前，应该是正反应速率应大于逆反应速率，B错误；C．在其它条件不变时，增大压强，化学反应速率加快，达到平衡所需时间缩短，即5MPa时的应先达到平衡，且增大压强，化学平衡向气体体积减小的正反应方向移动，因此达到平衡时反应物A的平衡含量降低，C正确；D．温度升高，化学反应速率加快，达到平衡所需时间缩短，所以500℃时应比100℃时先达到平衡，且升高温度，化学平衡会向吸热的正反应方向移动，最终达到平衡时A的转化率增大，500℃比100℃时A的转化率更大，D错误；故合理选项是C。5.港珠澳大桥设计使用寿命为120年，可以对桥体钢构件采用多种方法防腐。下列分析错误的是A.防腐原理主要是避免发生电化学腐蚀B.钢构件表面进行发蓝处理是为了隔绝空气、水等，防止形成原电池C.在钢构件上绑上锌块的保护方法叫外加电流法D.钢材中加入Cr、Ni形成不锈钢材料以减缓腐蚀速率【答案】C【解析】【详解】A．钢铁腐蚀主要是电化学腐蚀，防腐原理主要是避免发生电化学腐蚀，故A正确；B．钢构件表面进行发蓝处理，形成致密的四氧化三铁，可隔绝O2、H2O与Fe的接触，防止形成原电池，故B正确；C．采用外加电流法时，需将直流电源的负极接钢构件，使钢构件作为阴极，被保护，在钢构件上绑上锌块的保护方法叫牺牲阳极法，故C错误；D．不锈钢的耐腐蚀性较强，故D正确；故答案为：C。6.W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素，W原子的核外电子只有一种运动状态，X基态原子最外层电子数是内层电子数的三倍，Y的氧化物常用作耐火材料，且基态原子s能级的电子总数等于p能级的电子总数，Z的最高价氧化物对应的水化物是酸性最强的含氧酸，是同周期电负性最大的元素。下列说法错误的是A.W与X形成的简单氢化物中X原子是sp3杂化B.Y的第一电离能高于同周期相邻两种元素C.简单离子的半径W＞X＞Y＞ZD.Z元素核外电子的空间运动状态有9种【答案】C【解析】【分析】由于W原子的核外电子只有一种运动状态，则W为H元素；基态X原子最外层电子数是内层电子数的三倍，则X核外电子排布是2、6，所以X为O元素；Y的氧化物常用作耐火材料，且基态Y原子s能级的电子总数等于p能级的电子总数，则Y核外电子排布是1s22s22p63s2，Y为12号Mg元素；Z元素的最高价氧化物对应的水化物是酸性最强的含氧酸，是同周期电负性最大的元素，则Z为Cl元素，然后根据元素周期律及物质的性质分析解答。【详解】根据上述分析可知：W是H，X是O，Y是Mg，Z是Cl元素。A．H原子和O原子形成的简单氢化物是H2O，中心原子O原子价层电子对数是2+=4，故O原子是采用sp3杂化，A正确；B．一般情况下同一周期元素的第一电离能随原子序数的增大而呈增大趋势，但ⅡA族、ⅤA族元素的原子核外电子处于轨道的全满、半满的稳定状态而大于同一周期的相邻元素，因此出现反常现象，B正确；C．离子核外电子层数越多，离子半径就越大；对于电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径就越小，所以简单离子的半径：Cl-＞O2-＞Mg2+＞H+，C错误；D．氯元素是17号元素，根据构造原理可知基态Cl原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p5，则基态Cl原子核外电子的空间运动状态有1+1+3+1+3=9种，D正确；故合理选项是C。7.在下列给定条件的溶液中，一定能大量共存的离子组是A.中性溶液：、、、B.由水电离的：、、、C.溶液：、、、D.常温下，的溶液：、、、【答案】D【解析】【详解】A．水解程度强于电离程度，呈碱性，溶液不可能为中性，故A错误；B．水电离的，溶液可能为酸或碱，在酸性条件下具有强氧化性，可氧化，且不能存在于碱性环境，故B错误；C．与相互促进强烈水解生成，不能大量共存，故C错误；D．，，溶液为碱性，该组离子均不与氢氧根离子反应，可以大量共存，故D正确；故选：D。8.下列示意图表示正确的是A.图甲：在一定温度下，某反应达到了化学平衡，升高温度，平衡逆向移动B.图乙：断裂化学键吸收的热量小于形成和化学键所放出的热量C.图丙表示实验的环境温度为20℃，将物质的量浓度相等、体积分别为、的、溶液混合，混合液的最高温度随的变化(已知)D.图丁表示利用盐酸滴定某溶液中碳酸钠含量的电位滴定曲线图，a到b之间存在：【答案】A【解析】【详解】A．该反应为放热反应，升高温度，逆反应速率加快的倍数大于正反应加快的倍数，平衡向吸热的逆反应方向移动，A项正确；B．从图中可知，A转化为C和D为吸热反应，断裂1molA(g)化学键吸收的热量应大于形成1molC(g)和3molD(g)化学键所放出的热量，B项错误；C．据已知条件求得温度最高时氢氧化钠体积为40mL的点，C项错误；D．从a点到b点，溶液由氯化钠、碳酸氢钠混合液变为氯化钠、碳酸混合溶液，b点处有，则a点到b点溶液中，D项错误；答案选A。9.工业中可利用生产钛白的副产物和硫铁矿联合制备铁精粉和硫酸，实现能源及资源的有效利用。下列说法正确的是A.S位于元素周期表的第三周期第ⅥB族B.分子的空间构型为四面体形C.工业上由制备发生的反应均为氧化还原反应D.检验的离子方程式为【答案】D【解析】【详解】A．S位于元素周期表的第三周期第ⅥA族，故A错误；B．H2O中O杂化形成的4个杂化轨道中2个被孤电子对占据，H2O的空间构型为Ⅴ形，故B错误；C．工业上由FeS2制备H2SO4发生的反应中为非氧化还原反应，故C错误；D．用来鉴别Fe2+生成滕氏蓝沉淀，反应的离子方程式为，故D正确；故答案为：D。10.时，向溶液中滴加溶液，滴定曲线如图所示。下列说法不正确的是A.该滴定过程应该选择石蕊溶液作指示剂B.X点到Z点发生的主要反应的离子方程式为C.Y点对应的溶液中D.反应的平衡常数【答案】A【解析】【详解】A．根据滴定实验指示剂选择依据，要求变色明显，石蕊溶液不能作指示剂，A错误；B．X点对应溶质主要是，Z点对应溶质主要是，X点到Z点发生的主要反应的离子方程式为，B正确；C．据电荷守恒，，因为Y点对应的溶液中，所以，C正确；D．，，由于W点，故；，，由于Y点对应的溶液中，故；与相减即得，此时的平衡常数，D正确；故选：A。11.反应，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 B.C.B、C两点化学平衡常数： D.A、C两点的反应速率【答案】B【解析】【详解】A．由图知温度升高，Y的体积分数增大，平衡正向移动，则正反应为吸热反应，∆H＞0，A项正确；B．该反应中W是固体，增大压强，Y的体积分数减小，说明平衡逆向移动，则，B项错误；C．K只受温度影响，且对吸热反应来说，温度升高，K增大，，C项正确；D．A、C两点温度相同，C点压强大，则C点的速率大于A点，D项正确；答案选B。12.下列有关电化学装置的描述错误的是A.装置甲：移向溶液B.装置乙：电解过程中溶液的浓度不变C.装置丙：应使用阳离子交换膜D.装置丁：电池放电过程中，硫酸浓度不断减小【答案】B【解析】【详解】A．原电池中阳离子向正极移动，Zn比Cu活泼，Zn失去电子为负极，则盐桥中的移向溶液，故A正确；B．电解精炼铜时，粗铜中的锌、铁等活泼金属先失电子，生成锌离子、亚铁离子；精铜电极上铜离子得电子，所以溶液中铜离子浓度减小，故B错误；C．装置丙中阳离子交换膜能避免氯气与碱反应，故C正确；D．铅-硫酸蓄电池放电时总反应为，硫酸浓度不断减小，故D正确；故选：B。13.用物质的量都是的和配成混合溶液，已知其中，对该溶液的下列判断正确的是A.B.C.D.【答案】D【解析】【分析】已知，可得，<，则等浓度的和混合溶液呈酸性，物质的量都是的和配成混合溶液，溶液中，，，据此分析解答。【详解】A．据电荷守恒：，因，则，故A错误；B．根据电荷守恒得：，结合上述分析，则该等式不成立，故B错误；C．由上述分析得出，故C错误；D．据电荷守恒：，因，则，故D正确；故选：D。14.分别进行下列操作，由现象得出的结论正确的是选项操作现象结论A溶液加入与组成的悬浊液中出现黑色沉淀B向溶液中加入溶液，充分反应后，试管中滴加5～6滴溶液，观察试管中溶液的颜色溶液变为血红色证明与之间的反应属于可逆反应C向溶液中加入5滴98％硫酸溶液颜色橙色变深改变生成物的浓度，平衡移动D室温下，测定浓度均为的与溶液的pH溶液的pH大结合的能力：A.A B.B C.C D.D【答案】D【解析】【详解】A．硫化钠与硝酸银溶液反应生成硫化银沉淀，没有沉淀的转化，无法判断与的大小，故A错误；B．溶液有剩余，会与溶液变色，不能证明与之间的反应属于可逆反应，故B错误；C．98％的硫酸加入溶液中会释放热量，不符合单一变量原则，故C错误；D．水解能力强，结合的能力强，故D正确；故选：D。第II卷非选择题(共58分)二、填空题(本题包括4小题，共58分)15.下表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分别代表一种化学元素。试回答下列问题：（1）元素p为26号元素，请写出其基态原子的核外电子排布式：___________。（2）含g的物质灼烧时发出黄光，请用原子结构的知识解释发光的原因：___________。（3）比较o、p两元素的、可知，气态再失去一个电子比气态再失去一个电子难。结合下表中数据，你的解释是___________。元素电离能/op7177591509156132482957（4）第三周期8种元素单质熔点高低的顺序如下图1所示，其中电负性最大的是___________(填图1中的序号)。（5）表1中所列的某主族元素的电离能情况如图2所示，则该元素是___________(填元素符号)。（6）比较键角大小：___________(填“>”、“<”或“=”)，原因是___________。【答案】（1）(或)（2）电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以光(子)的形式释放能量（3）的3d轨道电子排布为半充满状态，比较稳定（4）2（5）Al（6）①.<②.原因是中中心O原子采取杂化，键角约为；中中心C原子采取sp杂化，键角为【解析】【分析】根据元素在周期表的位置可知，a为H、b为Li、c为C、d为N、e为O、f为F、g为Na、h为Mg、i为Al、j为Si、k为S、l为Cl、m为Ar、n为K、o为Mn、p为Fe。【小问1详解】元素p为Fe元素，其基态原子的核外电子排布式为(或)；【小问2详解】g为Na，含Na元素的物质灼烧时发出黄光，其原因是电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以光(子)的形式释放能量；【小问3详解】o为锰元素，其基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，Mn2+的基态电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，其3d轨道为半充满结构，相对比较稳定，其失去第三个电子时比较困难，而Fe2+的基态电子排布式为1s22s22p63s23p63d6，其3d轨道再失去一个电子即为半充满结构，故其失去第三个电子比较容易；【小问4详解】第三周期8种元素分别为钠、镁、铝、硅、磷、硫、氯、氩，其中钠、镁、铝、硅、磷、硫的单质常温下为固态，熔点较高，氯气、氩气常温下为气态，熔点较低，氯气相对分子质量更大，分子间作用力更强，故氯气的熔点高于氩气，所以1代表氩、2代表氯，同周期主族元素自左而右电负性增大，则第三周期电负性最大的为Cl，所以答案为：2；【小问5详解】由图可知，该元素的电离能I4远大于I3，故为第IIIA族元素，应为Al；【小问6详解】H2O分子的中心O原子采取sp3杂化，键角约为；CO2分子的中心C原子采取sp杂化，键角为，所以键角大小H2O＜CO2。16.回答下列问题。I．2021年1月7日，我国首个探明储量超千亿方的深层页岩气田-中国石化西南石油局威荣页岩气田一期项目全面建成，对促进成渝地区双城经济圈建设具有重要意义。回答下列问题：（1）页岩气主要成分是甲烷。已知25℃，时甲烷的燃烧热。请写出表示甲烷燃烧热的热化学方程式：___________。（2）用甲烷可以合成乙烯：，该反应在___________下自发进行(填“高温”、“低温”或“任何温度”)。Ⅱ．在催化剂作用下由CO2和H2可直接合成乙烯：△H（3）关于该反应，下列叙述正确的是___________(填字母序号)。a．恒容下达平衡状态时，再充入少量氨气，正、逆反应速率不变b．当混合气体的平均摩尔质量不再发生变化时，反应达平衡状态e．当反应达平衡状态时，d．恒温下缩小容器体积，反应物的活化分子百分数增大e．若断裂4molC=O，同时生成6molH-H，说明反应达到平衡状态f．单位时间内生成2nmolH2O的同时生成nmolC2H4，说明反应达到平衡状态g．恒容绝热容器中，容器内的温度不再变化，说明反应达到平衡状态（4）在体积为2L的恒容密闭容器中，加入4molCO2和12molH2，在催化剂作用下发生直接合成乙烯的反应，测得温度对CO2的平衡转化率影响如图所示。①200℃时，该反应的化学平衡常数K=___________(精确到小数点后两位)。②该反应的△H___________0(填“＜”、“＞”或“=”)，请结合平衡移动原理简述理由___________。③若不使用催化剂，则200℃时CO2的平衡转化率位于图中___________点(填“a”、“b”、“c”或“d”)。【答案】（1）（2）高温（3）abeg（4）①.0.01②.＜③.温度升高，CO2的平衡转化率减小，说明温度升高平衡逆向移动，所以该反应的△H＜0④.a【解析】【小问1详解】25℃，时，甲烷的燃烧热为，则甲烷燃烧热的热化学方程式为。【小问2详解】该反应的，且反应的，自发进行的条件：，故该反应高温时自发进行。【小问3详解】a．恒容，再充入少量氦气，不改变生成物和反应物浓度(分压)，正、逆反应速率不变，a正确；b．当混合气体的平均摩尔质量不再发生变化时，各物质的物质的量不变，反应达平衡状态，b正确；c．反应速率之比等于化学计量数之比，当反应达平衡状态时，，c错误；d．恒温下缩小容器体积，单位体积内的活化分子数增多，但反应物的活化分子百分数不变，d错误；e．断裂4molC=O，表示消耗2molCO2；生成，表示生成6molH2，说明反应达到平衡状态，e正确；f．单位时间内生成2nmolH2O的同时生成nmolC2H4，都代表，f错误；g．绝热容器中，容器内的温度不再变化，能够说明反应达到平衡状态，g正确；故选abeg。【小问4详解】①在体积为2L的恒容密闭容器中，加入4molCO2和12molH2，在催化剂作用下发生直接合成乙烯的反应，测得CO2的平衡转化率为50%，则可建立如下三段式：平衡常数K=≈0.01。②由图可知，温度升高，CO2的平衡转化率减小，说明温度升高平衡逆向移动，△H＜0。结合平衡移动原理简述理由为：温度升高，CO2的平衡转化率减小，说明温度升高平衡逆向移动，所以该反应的△H＜0。③使用催化剂，能加快反应速率，但不影响平衡转化率，故不使用催化剂，200℃时CO2的平衡转化率位于图中的a点。【点睛】使用催化剂，可加快反应速率，缩短反应到达平衡的时间，但不改变反应物的平衡转化率。17.磷酸亚铁锂可用作锂离子电池正极材料，具有热稳定性好、循环性能优良、安全性高等特点。氮化钛为金黄色晶体，由于具有令人满意仿金效果，越来越多地成为黄金的代替品。工业上用钛铁矿[主要成分(钛酸亚铁)，含有少量、、等杂质]制备氮化钛和磷酸亚铁锂的工艺流程如下：已知：①钛铁矿与硫酸的主要反应：；②遇水会水解。请回答下列问题：（1）请写出加快钛铁矿与硫酸反应速率的方法___________(至少写出两种)。（2）滤渣A是___________(化学式)。（3）含的溶液转化为的离子方程式___________。（4）由需要在Ar氛围中进行的理由___________；反应后得到Mg、、Ti的混合物，可采用真空蒸馏的方法分离得到钛单质，依据下表中的信息，需要加热的温度略高于___________即可。MgTi熔点/℃648.87141667沸点/℃136.4109014123287（5）请写出滤液制取的离子反应方程式___________。（6）写出熔烧制备的化学反应方程式___________。【答案】（1）搅拌、适当加热、适当增加硫酸的浓度(写出两种即可)（2）、（3）（4）①.防止高温下镁和钛与空气中的氧气反应②.1412℃（5）（6）【解析】【分析】由题给流程可知，向钛铁矿粉末中加入过量的硫酸溶液，将钛酸亚铁转化为亚铁离子和TiO2+离子，氧化镁转化为硫酸镁，二氧化硅与硫酸溶液不反应，过滤得到含有二氧化硅的滤渣A和含有TiO2+离子的溶液，此溶液加入水稀释，加热条件下将TiO2+离子转化为钛酸沉淀，过滤得到固体，钛酸经多步转化得到四氯化钛，四氯化钛高温条件下与镁反应生成钛，钛高温条件下与氮气反应生成氮化钛；向滤液中加入双氧水和磷酸的混合溶液，将溶液中的亚铁离子转化为磷酸铁沉淀，过滤得到磷酸铁。【小问1详解】加快液固反应的常用方法有粉碎、搅拌、升温、加大浓度等。【小问2详解】钛铁矿[(钛酸亚铁)，含有少量、、等杂质]中加入稀硫酸，是酸性氧化物不能反应，也不能溶解于水；是微溶物。滤渣A为、。【小问3详解】根据已知条件溶液乙中可以发生水解，结合流程中反应条件是加热，还有过滤操作后得到和滤液，可以写出离子反应方程式。【小问4详解】根据流程中信息：由镁在高温条件下将还原为Ti，镁和钛会与空气中氧气反应，镁还会和氮气反应，所以必须隔绝空气，需要在Ar气氛围中进行；反应后得到Mg、、Ti的混合物，可采用真空蒸馏的方法分离得到钛单质，根据表格中四种物质的熔沸点数据，可知加热温度略高于1412℃时只有钛是固体，其他三种物质为气态。【小问5详解】据流程图可知反应物、生成物，再依据氧化还原反应中得失电子守恒配平得：。【小问6详解】根据流程图中信息可写出熔烧制备的反应物、条件，依据氧化还原反应原理确定生成物、配平方程式，得反应方程式：。18.某小组为探究溶解于溶液的反应机理，提出下列两种观点：观点一：的水解导致溶液呈酸性，与反应，从而促进了的沉淀溶解平衡]向溶解方向移动。观点二：直接结合了电离产生，从而使得的沉淀溶解平衡向溶解方向移动。资料：①溶液呈中性；②对该反应几乎无影响。实