河南省焦作市2023-2024学年高二上学期1月期末化学试题（含答案解析）

焦作市普通高中2023—2024学年(上)高二期末考试化学考生注意：1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。可能用到的相对原子质量：H1C12O16一、选择题：本题共14小题，每小题3分，共42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.下列过程属于化学变化，且对能量变化判断正确的是A. B.C.制备胶体的能量变化如图中变化 D.电动车的电池在放电时释放能量【答案】D【解析】【详解】A．化学键的形成为释放能量的过程，，故A错误；B．为物理变化，故B错误；C．制备为铁离子的水解过程，属于吸热反应，反应物的总能量低于生成物的总能量，故C错误；D．电动车的电池在放电时为化学能转化为电能的过程，反应物的总能量高于生成物的总能量，释放能量，故D正确；故选D。2.向下图所示内筒中加入20mLNaOH溶液和20mLHCl溶液进行中和反应反应热的测定。下列有关说法正确的是A.加入NaOH溶液时应分三次加入B.若用同体积同浓度的醋酸代替，会使测得的中和反应的反应热数值偏低C.实验中使用了稍过量的氢氧化钠溶液，会使实验产生不必要的误差D.玻璃搅拌器可用铜制搅拌器代替【答案】B【解析】【详解】A．分批加入NaOH溶液会导致热量损失，因此应一次性加入，故A错误；B．醋酸为弱酸，电离过程中吸收热量，导致最终放出的热量减少，则反应热数值偏低，故B正确；C．实验中使用了稍过量的氢氧化钠溶液，有利于盐酸充分反应，使所测中和热更准确，不会产生不必要的误差，故C错误；D．铜制搅拌器可以导热，会导致热量损失，不能替换，故D错误；答案选B。3.已知：键线式是以短线代替碳碳共价键，短线折点代替碳原子的一种有机物结构表达方式，有机物M的结构可用键线式表示为，是一种有机合成中间体，下列有关M的说法正确的是A.分子式为 B.与乙烯互为同系物C.易溶于水 D.能发生加成反应、氧化反应【答案】D【解析】【详解】A．有机物M分子式为，A错误；B．有机物M为环状结构，与乙烯结构不相似，不互为同系物，B错误；C．有机物M难溶于水，C错误；D．有机物M中有碳碳双键，能发生加成、氧化反应，D正确；故选D。4.下列离子方程式书写正确的是A.向氨水中通入过量二氧化硫：B.氢氧化钠溶液与铝反应：C.铁与少量稀硝酸反应：D.向亚硫酸钠溶液中通入氯气：【答案】D【解析】【详解】A．氨水中通入过量二氧化硫生成亚硫酸氢铵，故A错误；B．氢氧化钠溶液与铝反应生成偏铝酸钠或四羟基合铝酸钠和氢气：但方程式未配平，故B错误；C．铁与少量稀硝酸反应生成Fe2+，离子方程式为：，故C错误；D．向亚硫酸钠溶液中通入氯气，亚硫酸根离子被氧化为硫酸根离子，自身被还原为氯离子：，故D正确；故选D。5.转化为的方法有直接氯化法和碳氯化法。在1000℃时反应的热化学方程式如下：I．直接氯化：Ⅱ．碳氯化：下列说法正确的是A.1mol的能量低于1mol的能量B.反应Ⅱ中正反应的活化能大于逆反应的活化能C.D.加入碳粉不利于反应I中转化为【答案】D【解析】【详解】A．反应I为吸热反应，能证明反应物的总能量低于生成物的总能量，无法比较1mol与1mol的能量大小，A错误；B．反应Ⅱ为放热反应，逆反应的活化能大于正反应的活化能，B错误；C．热化学方程式根据盖斯定律，C错误；D．加入碳粉发生反应Ⅱ，不利于反应I中转化为，D正确；故选D。6.常温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是A.溶液中：、、、B.中性溶液中：、、、C.的溶液中：、、、D.由水电离出来的的溶液中：、、、【答案】A【解析】【详解】A．该组里离子彼此不反应，且均不与硫酸反应，可以大量共存，故A正确；B．在中性溶液中不能大量共存，故B错误；C．的溶液显酸性，、在酸性条件下发生氧化还原反应不能大量共存，故C错误；D．水电离的，该溶液可能是酸性溶液、也可能是碱性溶液，在碱性条件下不能大量共存，故D错误；故选：A。7.资源化利用是解决资源和能源短缺、减少碳排放的一种途径。以为催化剂，可使在温和条件下转化为甲醇，反应历程如图所示。与在活化后的催化剂表面发生可逆反应，每生成1mol放热49.3kJ。下列说法错误的是A.该反应的B.该反应的平衡常数C.向容器中充入1mol和足量后，在催化剂存在下充分反应放热49.3kJD.该反应中每消耗1molCO2转移电子数为【答案】C【解析】【详解】A．由图可知该过程的总反应方程式为：，反应前后气体分子数减少，则，故A正确；B．由上述反应可知该反应的平衡常数，故B正确；C．该反应为可逆反应，1mol不能完全消耗，则放热小于49.3kJ，故C错误；D．该反应中每消耗1molCO2，消耗3mol，转移电子数为，故D正确；故选：C。8.下列实验方案达不到相应实验目的的是选项实验方案实验目的A分别测定稀NaOH溶液和稀氨水与稀盐酸发生中和反应的反应热确定的B将溶液逐渐升温，用pH传感器测量溶液的pH探究温度对水解平衡的影响C常温下，向两支盛有5mL溶液试管中分别加入5mL硫酸、5mL硫酸探究浓度对反应速率的影响D将5mL溶液和5mLKSCN溶液混合后，再加入KCl固体探究浓度对化学平衡：的影响A.A B.B C.C D.D【答案】D【解析】【详解】A．测定稀NaOH溶液和与稀盐酸反应可得热化学方程式：，稀氨水与稀盐酸反应可得热化学方程式：，根据盖斯定律可得的=-，故A正确；B．将溶液逐渐升温，水解程度发生改变，导致溶液pH改变，可通过pH的变化情况确定温度对水解平衡的移动的影响，故B正确；C．与硫酸发生反应：，加入不同浓度的硫酸，产生沉淀快慢不同，因此可探究浓度对速率的影响，故C正确；D．的离子反应为：，可知K+、Cl-没有参与离子反应，则增加KCl固体对平衡无影响，因此不能达到探究目的，故D错误；故选：D。9.海水中的闸门易发生腐蚀(如图1)，可以通过电化学方法对闸门进行保护(如图2)。下列说法错误的是A.图1中a处在海水常在的水位附近B.图1中发生析氢腐蚀C.图2中，若b、c直接用导线连接，d为锌块，则为牺牲阳极法D.图2中，若b、c外接电源，则d为惰性电极【答案】B【解析】【详解】A．图1中a处在海水常在的水位附近，此处和氧气、水接触最多，最易被锈蚀，A正确；B．图1中发生吸氧腐蚀，B错误；C．图2中，若b、c直接用导线连接，则d可为锌块，锌较铁活泼做负极，可以保护铁，则为牺牲阳极的阴极保护法，C正确；D．图2中，若b、c外接电源，则b接电源负极，则闸门做阴极被保护，d为惰性电极，作阳极，D正确；故选B。10.25℃时两种一元弱酸HA、HB水溶液进行稀释时的pH变化如图所示，其中Ⅰ为HA水溶液，Ⅱ为HB水溶液。下列有关说法正确的是A.相同温度下，HA的电离常数小于HB的电离常数B.相同浓度的NaA溶液与NaB溶液中存在：C.图示中a、c点时的氢氧根离子浓度与酸根离子浓度比值关系：a>cD.pH相同的NaA溶液和NaB溶液中酸根离子浓度关系：【答案】C【解析】【详解】A．加水稀释过程中，HA水溶液pH变化较大，HB水溶液pH变化较小，则相同pH时，HB的浓度大于HA，相同温度下，HA的电离常数大于HB的电离常数，A错误；B．相同浓度的NaA溶液与NaB溶液，NaB的pH大于NaA，溶液中存在电荷守恒：、，所以，B正确；C．图示中a点pH大于c点，对水抑制程度a大于c，氢氧根离子浓度a<c，酸根离子浓度比值关系：a>c，氢氧根离子浓度与酸根离子浓度比值关系：a<c，C错误；D．A-水解程度小于B-，pH相同的NaA溶液和NaB溶液中酸根离子浓度关系：，D错误；故选C。11.香港城市大学范战西课题组开发了一种可充电锌-硝酸根/乙醇电池，合成醋酸铵，装置如图所示(充电、放电时双极膜反向)。下列说法错误的是A.放电时，a电极的电势高于b电极B.放电时，由双极膜向a极迁移C.充电时，a极反应式可能为D.放电时，电流从a电极经导线流向b电极【答案】B【解析】【分析】由图示可知，放电时，锌在负极失电子，b为负极，a为正极；放电时，a作阳极，b作阴极，据此分析回答；【详解】A．放电时，a电极为正极的电势高于b电极，A正确；B．放电时，由双极膜向b极迁，B错误；C．充电时，a为阳极，乙醇在阳极失电子，电极反应式为，C正确；D．放电时，电流从a电极经导线流向b电极，D正确；故选B。12.现有四种弱酸，它们在常温下的电离平衡常数如下表所示：弱酸HCOOHHCN电离平衡常数下列说法错误的是A.、、、结合质子的能力由大到小的顺序为B.向溶液中通入时不会反应生成C向NaCN溶液中通入少量时生成碳酸氢钠和HCND.常温下，向HCOOH溶液中加入一定量的，所得溶液的，则混合液中【答案】A【解析】【详解】A．酸电离平衡常数越大，则其酸根结合氢离子能力越弱，依据电离平衡常数得到酸性强弱为：HClO2＞HCOOH＞HCN＞，则同浓度、、、结合H+的能力由强到弱的顺序为：＞＞HCOO﹣＞，A错误；B．碳酸的远小于的，所以该反应无法发生，B正确；C．HCN的电离常数介于碳酸的两步电离常数之间，所以少量通入足量溶液中发生反应的离子方程式为：，C正确；D．向HCOOH溶液中加入一定量，所得溶液的，，D正确；故选A。13.甲烷与水蒸气反应可转化为和，每有1mol生成，反应吸收41.3kJ的热量。向体积为1L的恒容密闭容器中充入1mol，同时充入水蒸气，使与的物质的量之比分别为4∶1、1∶1、1∶4，在不同温度下充分反应达到平衡，的平衡转化率与物料比(x)、温度的关系如图所示。下列说法正确的是A.B.时，当充入的和的物质的量之比为1∶4时，的平衡转化率为25%C.平衡常数：D.当容器中混合气体的密度不变时，反应达到平衡状态【答案】B【解析】【详解】A．该热化学方程式未注明物质状态，A错误；B．根据，值越小，甲烷转化率越大，则x1、x2、x3分别对应1∶4、1∶1、1∶4，故时，当充入的和的物质的量之比为1∶4时，的平衡转化率为25%，B正确；C．温度不变，K值不变，该反应为放热反应，温度升高，K值减小，则平衡常数：，C错误；D．反应物和生成物均为气体，气体密度为定值，容器中混合气体的密度不变时，不能判断反应达到平衡状态，D错误；故选B。14.已知常温下，。常温下，向含、的溶液中滴加氨水，混合溶液中pX［，、或］与pH的关系如图所示。下列说法错误的是A.代表的负对数与pH的关系B.常温下，C.溶液中，D.常温下，的平衡常数K为【答案】C【解析】【分析】随pH值增大，增大，逐渐减小，则逐渐增大；，随pH值增大，增大，不变，则减小，减小，逐渐增大；，随pH值增大，减小，不变，增大，减小，则代表；又因，则pH=7时，=，结合图像可知应代表，代表，据此分析解答；【详解】A．由以上分析可知代表，故A正确；B．代表，由N点坐标可知，当pH=9时即，，此时，，故B正确；C．中，和相互促进水解，导致离子浓度减小，且两者水解程度相同，则，故C错误；D．常温下，的平衡常数K==，结合M点坐标可知pH=7时，=，，则K=，故D正确；故选：C。二、非选择题：本题共4小题，共58分。15.高铁酸钾是一种暗紫色固体，在强碱性溶液中稳定，但在催化作用下会发生分解反应，常用作水处理剂。某兴趣小组利用废铁屑(含少量、等)制备高铁酸钾的工艺流程如图所示：（1）属于___________(填“酸”“碱”“盐”或“氧化物”)，其中铁元素的化合价为___________价。（2）加入的目的是调节pH除铝，同时有气体生成，反应的离子方程式为________。（3）“氧化I”发生反应的离子方程式为___________。（4）“氧化Ⅱ”过程中每生成1mol转移___________mol电子。（5）水处理时，加入作为净水消毒剂，发生反应的化学方程式为(胶体)。能用于消毒净水的原因是___________。（6）在控制其他条件不变的情况下，改变和NaOH的质量比对产率的影响如图所示，当二者质量比大于0.55时，随增大，的产率下降的原因可能是___________。（7）向溶液中滴加盐酸，产生黄绿色气体，说明的氧化性________(填“强”或“弱”)于。另一种制备的反应原理为，请分析和的氧化性强弱关系相反的原因是___________。【答案】（1）①.盐②.+6（2）（3）（4）3（5）高铁酸钾具有强氧化性，且生成胶体具有吸附性（6）当硫酸铁跟氢氧化钠的质量比增大到一定程度时，过多的Fe3+与NaOH反应生成，可以加速的分解，从而使的产率下降（7）①.强②.溶液的酸碱度不同【解析】【分析】将过量废铁屑加入稀硫酸中溶解，产生亚铁离子、铝离子，加入碳酸氢钠溶液调节pH，使铝离子生成氢氧化铝沉淀，过滤除掉；再加入过氧化氢将亚铁离子氧化成铁离子，加入次氯酸钠、氢氧化钠反应发生氧化还原反应生成，加入饱和氢氧化钾溶液，转化得到晶体；【小问1详解】属于盐，铁元素化合价为+6价；【小问2详解】加入的目的是调节pH除铝，铝离子和碳酸氢根发生双水解反应，生成二氧化碳和氢氧化铝，反应的离子方程式为；【小问3详解】“氧化I”为亚铁离子氧化成铁离子，离子反应方程式：；【小问4详解】“氧化Ⅱ”过程中铁元素由+3价升到+6价，得到3e-，故得到1mol转移3mol电子；【小问5详解】能用于消毒净水的原因是：高铁酸钾具有强氧化性，且生成的氢氧化铁胶体具有吸附性；【小问6详解】题给信息中在强碱性溶液中稳定，但在Fe(OH)3催化作用下会发生分解，由图像可知，当质量比大于0.55时，过多的Fe3+与NaOH反应生成Fe(OH)3，Fe(OH)3可以加速K2FeO4的分解，从而使K2FeO4的产率下降；【小问7详解】制备K2FeO4发生的反应为，该反应中Cl元素的化合价降低，Cl2为氧化剂，为氧化产物，则氧化性：Cl2>；实验表明，Cl2和的氧化性强弱关系相反，该实验是在酸性条件下进行的，而制备K2FeO4的反应是在碱性条件下发生的，两种反应体系的酸碱度不一样，从而导致氧化性强弱关系不同。16.某天然水中含有、、、等离子，降低水中部分离子浓度有多种方法。方法一：电渗析法。模拟装置如图所示，M、N极均为石墨。（1）电解一段时间后，_________(填“M”或“N”)极区产生沉淀，其化学式为___________。（2）M极是________极(填“阳”或“阴”)。膜2是_________交换膜(填“阳离子”或“阴离子”)。（3）向M极区迁移的离子总数___________(填“大于”“小于”或“等于”)向N极区迁移的离子总数。M极的主要电极反应式为___________。方法二：离子交换法。其示意图如图所示。已知：离子交换法净化水的原理：水通过阳离子交换柱时，阳离子被吸附，被交换到水中；水通过阴离子交换柱时，阴离子被吸附，被交换到水中。（4）阳离子交换柱中发生化学反应，其离子方程式为___________。（5）天然水在离子交换过程中，导电率___________(填“增大”“减小”或“不变”)。（6）阴离子交换柱中发生反应的离子方程式为___________。【答案】（1）①.M②.Mg（OH）2（2）①.阳极②.阴离子（3）①.小于②.4OH--4e-=2H2O+O2↑（4）（5）减小（6）、【解析】【小问1详解】M为阳极，阳极OH-失去电子生成氧气，氢离子经过膜1进入水池，N极为阴极，阴极氢离子得到电子生成氢气，氢氧根离子经过膜2进入水池，则膜1为阳离子交换膜，膜2为阴离子交换膜，电解一段时间后，天然水中含有，和氢氧根离子结合生成Mg（OH）2沉淀，故M极区产生沉淀。【小问2详解】结合上面分析，M极是阳极。膜2是阴离子交换膜。【小问3详解】由于溶液中的、通过膜1向M极区迁移，、向N极区迁移，结合离子所带电荷，向M极区迁移的离子总数小于向N极区迁移的离子总数。M极的主要电极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑。【小问4详解】水通过阳离子交换柱时，阳离子被吸附，被交换到水中,其离子方程式为。【小问5详解】天然水在离子交换过程中，、、、别交换，离子浓度减小，导电率减小。【小问6详解】水通过阴离子交换柱时，阴离子被吸附，被交换到水中，阴离子交换柱中、转化为氢氧化钙、氢氧化镁，发生反应的离子方程式为、。17.氯气及其某些氧化物均能用于饮用水的消毒杀菌。（1）1868年，狄肯和洪特发明了用氯化铜作催化剂，在加热时，用空气中的氧气氧化氯化氢气体制取氯气的方法，同时生成水蒸气。已知：①②写出上述方法制备氯气的热化学方程式：___________。（2）用的强氧化性来去除烟气中的、NO等污染气体，涉及的部分反应如下：保持其他条件不变，对比添加NO、不添加NO两种情况，测得氧化率随变化关系如图所示。①写出与NO反应的总化学方程式：___________。②添加NO后，氧化率明显提高，其原因可能是___________。（3）在5L恒容密闭容器中充入8mol、2mol、4mol发生反应：，平衡时其中三个组分的物质的量与温度的关系如图所示。①下列措施既能提高的平衡转化率，又能增大化学反应速率的是_______(填字母)。A．升高温度B．增大压强C．加入催化剂D．移出②500K条件下，平衡时的物质的量浓度是___________。③500K时，该反应平衡常数___________。【答案】（1）（2）①.②.添加NO后，反应③可生成较多的ClO，此时有利于反应②将SO2氧化为SO3，所以SO2氧化率明显提高（3）①.B②.0.4mol/L③.5【解析】【小问1详解】已知：①②根据盖斯定律，①+2×②可得。【小问2详解】①根据反应过程，与NO反应的总化学方程式：。②添加NO后，氧化率明显提高，其原因可能是添加NO后，反应③可生成较多的ClO，此时有利于反应②将SO2氧化为SO3，所以SO2氧化率明显提高。【小问3详解】①A．升高温度平衡逆向移动，转化率降低，A不选；B．增大压强，平衡正向移动，浓度增大，化学反应速率加快，转化率提高，B选；C．加入催化剂，可以加快反应速率，不能提高转化率，C不选；D．移出，反应物和生成物总浓度减小，速率减小，平衡正向移动，转化率增大，D不选；故选B。②500K条件下，平衡时物质的量为4mol，根据，消耗为2mol，其物质的量浓度是。③根据数据，列出三段式为：500K时，该反应的平衡常数。18.电解制锰的阳极渣主要成分是，还含有少量PbO、CuO及铁的氧化物，以阳极渣和黄铁矿为原料可制备，其流程如图所示：已知常温下，，。（1）加快