山西省太原市2023-2024学年高二上学期期末学业诊断化学试题（含答案）

山西省太原市2023-2024学年高二上学期期末学业诊断化学试题姓名：__________班级：__________考号：__________题号一二三总分评分一、选择题：本题包括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，请将正确选项的序号填入答案栏内。1．工业上合成氰化氢（H−C≡N）的一种反应原理为：CH4+N化学键C−HN−HC≡NH−H键能/(kJ⋅mo414389896436A．+205kJ⋅mol−1 C．+529kJ⋅mol−1 2．下列各基态原子或离子的电子排布式中，错误的是（）A．K1s22C．Ca2+13．为维护国家安全和利益，经国务院批准，决定对镓、锗相关物项实施出口管制，自2023年8月1日起正式实施。如图为镓和锗在元素周期表中的信息，下列说法错误的是（）A．镓的核电荷数为31B．电负性：Ga<GeC．镓、锗均位于周期表的p区D．基态锗原子核外有7种能量不同的电子4．阻燃剂FR分子结构如图。下列说法错误的是（）A．第一电离能：N>O>CB．分子中P元素的化合价均为+5价C．基态O原子价电子排布式为2D．基态C原子的轨道表示式为5．下列说法中，错误的是（）A．氧原子可以形成H2O、HB．H2O中的O原子的杂化方式为spC．N2的分子结构是N≡N，在N2中有1个σ键和2个D．H2O2的分子结构是H−O−O−H，在H2O6．下列有关金属腐蚀和保护的说法中，错误的是（）A．生铁中含碳，比纯铁容易生锈B．牺牲阳极法是利用电解原理保护金属C．埋在潮湿土壤里的铁管比在干燥的土壤里更容易被腐蚀D．镀银的铁制品，镀层损坏后，露出的铁比镀银的铁制品更容易被腐蚀7．下列叙述中，不能用盐类水解原理解释的是（）A．常用明矾[KAl(SB．向沸水中滴加饱和FeCl3溶液制备C．施肥时，草木灰（有效成分K2D．抢救钡离子中毒者时，可用硫酸钠溶液洗胃8．利用下列装置进行的实验，不能达到预期目的的是（）A.在铁制品上电镀铜B.制作水果（柠檬）电池C.将AlCl3D.粗测碳酸钠溶液的pHA．A B．B C．C D．D9．利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯。下列叙述正确的是（）A．电解时以精铜作阳极B．电解时阴极上发生的反应为CC．用CuSOD．电解后，可在电解槽阴极下方收集到少量Ag、Pt等金属10．贮备电池具有下列特点：日常将电池的一种组成部分（如电解质溶液）与其他部分隔离备用；使用时电池可迅速被激活并提供足量电能。贮备电池主要用于应急救援和武器系统等。Mg−AgCl电池是一种可被海水激活的贮备电池，下列叙述错误的是（）A．负极反应为Mg−2B．正极反应为AC．电池放电时ClD．负极可能发生副反应：Mg+211．下列实验事实不能证明CHA．将pH=3的醋酸溶液稀释100倍后pH=4B．0.1mol⋅LC．CHD．100mL1mol⋅L−1的醋酸溶液恰好与100mL1mol⋅L12．臭氧分解2O3⇌3O2的反应历程包括：反应①O3→OA．活化能：反应①>反应②B．O3分解为O2的速率主要由反应C．Cl⋅参与了O3的分解反应，改变了OD．Cl⋅参与反应提高了O3分解为O13．一定条件下，按2：1的比例向容积为1L的密闭容器充入A物质和B物质，发生反应：2A(g)A．压强：pB．压强为p1时，若400°C和500°C时该反应的速率分别为v1、vC．该反应的ΔH>0D．平衡常数：A点=B点14．常温下，将等浓度的NaOH溶液分别滴加到等pH、等体积的HA、HB两种弱酸溶液中，溶液的pH与粒子浓度比值的对数关系如图所示。下列叙述错误的是（）A．HA的浓度大于HB的浓度B．a点水的电离程度小于b点水的电离程度C．常温下HA的电离常数是1×1D．向HB溶液中滴加NaOH溶液至pH=7时，c(15．常温下，将过量CaCO3粉末置于水中，达到沉淀溶解平衡：CaCO3(s)⇌Ca2+(A．上层清液中：c(CB．上层清液中：c(HCC．向体系中通入CO2气体，溶液中D．向体系中加入Na2二、必做题：本题包括4小题，共45分。16．下表为元素周期表的一部分，每个字母分别代表一种元素。回答下列问题：（1）元素Y、Z、M、Q中，原子半径最大的是（填元素名称）。（2）基态Q原子中，其占据的最高能层的符号是，其最高能级的原子轨道的形状是。（3）下列关于R的说法正确的是（填序号）。①R的原子序数为26②依据核外电子排布，把元素周期表划分为5个区，R位于ds区③基态R3+的价层电子轨道表示式为（4）YQ3的中心原子杂化轨道类型为，键角为。ZX17．室温下，相关弱酸的电离常数如下表所示：弱酸HNCHClO电离常数K514回答下列问题：（1）室温下，浓度相同的CH3COONa和NaClO两种溶液的pH大小：CH3（2）室温下，向10mL0.1mol/L的①当滴加NaOH溶液至溶液中的c(NO2−)=c(N“>”，下同），此时V（NaOH溶液）10mL。②该温度下，反应NO2−+（3）为测定某NaOH溶液的浓度，取25.00mL待测溶液于锥形瓶中，滴加2滴酚酞溶液，用浓度为0.①达到滴定终点的现象是。②某同学第一次滴定后HCl标准溶液的液面如图所示，读数为mL。③平行滴定三次的实验数据如下表所示，请计算待测NaOH溶液的浓度为mol/实验次数HCl溶液的体积/mL待测NaOH溶液的体积/mL1②25.00224.7125.00324.6925.0018．某研究性学习小组用如图所示的装置进行实验，探究原电池、电解池和电解制备钴的工作原理。一段时间后装置甲的两极均有气体产生，且X极处溶液逐渐变成紫红色；停止实验观察到铁电极明显变细，电解液仍然澄清。请根据实验现象及所查资料，回答下列问题：查阅资料：高铁酸根（FeO（1）上述装置中，发生还原反应的电极有____（填字母）。A．X(Fe) B．Y(C)（2）丙池中的SO4（3）若撤掉装置乙中的阳离子交换膜，石墨电极上产生的气体除O2外，还可能有（4）乙池是电解制备金属钴的装置图，相比电解前，电解完成后理论上I室中n(H+)（5）反应过程中，X极处发生的电极反应为4OH−−4（6）一段时间后，若X极质量减小1.12g，Y极收集到2.24L气体，则在X19．CO2的资源化有利于实现“碳中和”，利用CO2氧化烷烃可制得烯烃。以COI.⇌+H2(Ⅱ.+CO2(回答下列问题：（1）写出CO2与H2反应生成CO和H（2）下列说法正确的是____。（填字母）A．当v(COB．升高温度，反应Ⅱ的正、逆反应速率都增大C．增大压强，反应I平衡逆向移动，平衡常数K减小D．反应I加入催化剂，可降低该反应的活化能（3）在刚性容器中，进料浓度比[c（乙苯）：c(CO转化率随反应温度的变化关系如图所示：曲线c的进料浓度比[c（乙苯）：c(CO2)]为（4）某温度下，等物质的量的乙苯和CO2在刚性容器内只发生反应Ⅱ。若初始的总压强为p0，平衡时乙苯的转化率为40%，则平衡时的总压强为（用p0表示，下同），反应Ⅱ的平衡常数K三、选做题：以下两组题任选一组题作答，共10分，A组较简单，若两组都做，按A组计分。20．工业上将一种以ZnSO4为主要成分的浸出液（含有Fe3+、Fe已知该工艺条件下，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：金属离子FFCZ开始沉淀的pH2.36.84.76.2完全沉淀的pH3.28.36.78.2回答下列问题：（1）“调pH”时选择氧化锌的目的是，优点是。（2）若“滤渣1”的主要成分是Fe(OH)3，“调pH”的范围应是（3）“除氯”时发生反应：Ag2SO4(s)+2Cl（4）“电解”时生成产品的一极是（填“阴极”或“阳极”）；缺少“除氯”步骤的影响是21．湿法炼锌净化钴渣中含有Zn、Co、Cu和Fe的单质及Zn(OH)已知：该工艺条件下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表：金属离子FFC开始沉淀（c=0.01mol⋅2.26.87.7沉淀完全（c=1.0×13.28.39.2回答下列问题：（1）“浸渣”的主要成分为。（2）根据以上流程判断离子的还原性：Co2+（填“小于”或“大于”）（3）利用上述表格数据，计算Co(OH)2的pKsp=。如果“滤液I”中Co2+（4）①已知过硫酸钠中S的化合价为+6，则1mol过硫酸钠中含有的过氧键（−O−O−）数目为。（用NA②写出“沉钴”时发生反应的离子方程式：。（5）上述流程中____（填字母）可返回湿法炼锌系统，提高锌的利用率。A．浸渣 B．滤渣I C．滤液I D．滤渣Ⅱ E．滤液Ⅱ

答案解析部分1．【答案】A【解析】【解答】ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能=4×414kJ/mol+3×389kJ/mol-（414+896+3×436）kJ/mol=+205kJ/mol；

故答案为：A。

【分析】根据ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能计算。2．【答案】B【解析】【解答】A、K原子核外有19个电子，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s1，故A不符合题意；

B、F3．【答案】D【解析】【解答】A、元素周期表一格中，左上角的数字表示原子序数，原子序数=质子数，则镓的核电荷数为31，故A不符合题意；

B、同周期从左到右，元素的电负性增大，则电负性：Ga<Ge，故B不符合题意；

C、根据镓、锗的价层电子排布可知，二者位于周期表p区，故C不符合题意；

D、Ge是32号元素，位于第四周期第IVA族，基态Ge原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2，基态锗原子核外有8种能量不同的电子，故D符合题意；

故答案为：D。

【分析】A、元素周期表可以获得的信息：左上角的数字表示原子序数，原子序数=质子数；

B、元素的非金属性越强，电负性越大；

C、根据价电子排布式分析；

D、根据锗原子核外电子排布式分析。4．【答案】D【解析】【解答】A、同一周期元素的第一电离能随着原子序数增大而增大，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素，则第一电离能：N>O>C，故A不符合题意；

B、分子中，P的电负性小于O、N，则共用电子对偏离P，P显示+5价，故B不符合题意；

C、基态O原子价电子排布式为2s22p4，故C不符合题意；

D、基态碳原子核外电子排布为1s22s22p2，则其轨道表示式为，故D符合题意；

故答案为：D。

【分析】A、同一周期元素的第一电离能随着原子序数增大而增大，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素；

B、P的电负性小于O、N；

C、O为8号元素；

D、基态碳原子核外电子排布为1s22s22p2。5．【答案】A【解析】【解答】A、共价键有饱和性，O原子最外层有6个电子，要想达到8电子稳定结构还需要2个电子，所以不能形成H3O分子，故A符合题意；

B、水分子中O原子的价层电子对数为4，采用sp3杂化，含有2个孤电子对，空间结构为V形，故B不符合题意；

C、氮气中两个N原子间形成三键，其结构式为N≡N，三键中含有1个σ键和2个π键，则N2中有1个σ键和2个π键，故C不符合题意；

D、H2O2的分子结构是H−O−O−H，只含单键，则H2O2中只有σ键没有π键，故D不符合题意；

6．【答案】B【解析】【解答】A、生铁是含碳的铁合金，容易形成原电池，此时铁作负极被腐蚀，所以生铁比纯铁容易生锈，故A不符合题意；

B、牺牲阳极的阴极保护法是利用原电池原理保护金属，故B符合题意；

C、铁管埋在潮湿的土壤中会与周围的环境形成原电池，加快铁管腐蚀，故C不符合题意；

D、镀银的铁制品，镀层损坏后，镀层、铁与外界环境形成原电池，铁作负极被腐蚀，故D不符合题意；

故答案为：B。

【分析】A、生铁可形成原电池；

B、牺牲阳极的阴极保护法是利用原电池原理保护金属；

C、形成原电池，加快铁管腐蚀；

D、镀银的铁制品，镀层损坏后，镀层、铁与外界环境形成原电池。7．【答案】D【解析】【解答】A、明矾电离的铝离子水解生成氢氧化铝沉淀，与盐类水解有关，故A不符合题意；

B、氯化铁为强酸弱碱盐，发生水解生成氢氧化铁胶体，与盐类水解有关，故B不符合题意；

C、碳酸根与铵根离子会发生双水解反应，与盐类水解有关，故C不符合题意；

D、抢救钡离子中毒者时，可用硫酸钠溶液洗胃，发生的是沉淀的转化，与盐类水解无关，故D符合题意；

故答案为：D。

【分析】A、铝离子能水解；

B、铁离子能水解；

C、碳酸根和铵根离子发生双水解反应；

D、用硫酸钠溶液洗胃发生沉淀的转化。8．【答案】C【解析】【解答】A、电镀时，待镀金属作阴极，镀层金属作阳极，该装置能达到预期目的，故A不符合题意；

B、铜片和铝片活泼性不同，形成闭合回路，柠檬作电解质，可制作水果电池，该装置能达到预期目的，故B不符合题意；

C、加热促进铝离子的水解，且生成的盐酸易挥发，应在HCl气流中蒸发制备无水氯化铝固体，该装置不能达到预期目的，故C符合题意；

D、测定pH的正确操作为：在白瓷板或玻璃片上放一小片pH试纸，用玻璃棒蘸取待测液滴到pH试纸上，把试纸显示的颜色与标准比色卡比较，读出pH，该装置能粗测碳酸钠溶液的pH，故D不符合题意；

故答案为：C。

【分析】A、电镀时镀层金属作阳极；

B、铝和铜的活泼性不同；

C、氯化铝会发生水解；

D、测定pH的正确操作为：在白瓷板或玻璃片上放一小片pH试纸，用玻璃棒蘸取待测液滴到pH试纸上，把试纸显示的颜色与标准比色卡比较，读出pH。9．【答案】B【解析】【解答】A、电解精炼铜时，粗铜应作阳极，精铜作阴极，故A错误；

B、电解时，溶液中的铜离子在阴极上得电子发生还原反应，电极反应式为Cu2++2e-=Cu，故B正确；

C、以CuSO4溶液为电解质溶液，阳极上Cu、Fe、Zn等失电子发生氧化反应，而阴极上只有铜离子得电子发生还原反应，依据得失电子守恒，溶解的铜小于析出的铜，所以电解后电解质溶液的浓度变小，故C错误；

D、粗铜为阳极，金属的活动性顺序为Zn＞Fe＞Cu＞Ag＞Pt，则Ag、Pt不会放电，以单质形式沉积下来形成阳极泥，故D错误；

故答案为：C。

【分析】A、电解精炼铜时，粗铜应作阳极，精铜作阴极；

B、阴极发生还原反应；

C、电解后硫酸铜溶液的浓度变小；

D、金属的活动性顺序为Zn＞Fe＞Cu＞Ag＞Pt。10．【答案】B【解析】【解答】A、由分析可知，Mg失去电子作负极，电极反应式为Mg-2e-=Mg2+，故A不符合题意；

B、由分析可知，正极上AgCl得到电子，电极反应式为：AgCl+e-=Cl-+Ag，故B符合题意；

C、电池放电时为原电池，原电池中，阴离子向负极移动，则Cl-由正极向负极迁移，故C不符合题意；

D、镁是活泼金属，因此负极会发生副反应：Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑，故D不符合题意；

故答案为：B。

【分析】电池反应方程式为：2AgCl+Mg=Mg2+11．【答案】D【解析】【解答】A、把pH=3的醋酸溶液稀释100倍后，若醋酸是强酸，则稀释后溶液的pH=4，实际上稀释后溶液的pH=4.04，说明加水稀释促进醋酸电离，醋酸中存在电离平衡，为弱电解质，故A不符合题意；

B、0.1mol⋅L−1的醋酸溶液的pH约为2.9，说明氢离子浓度小于酸浓度，说明醋酸存在电离平衡，为弱电解质，故B不符合题意；

C、CH3COONa溶液能使酚酞试液变红，说明CH3COONa水解呈碱性，醋酸为弱酸，故C不符合题意；12．【答案】C【解析】【解答】A、活化能越大反应速率越慢，反应②为慢反应，则活化能：反应①<反应②，故A不符合题意；

B、活化能越大反应速率越慢，慢反应是整个反应的决速步骤，则O3分解为O2的速率主要由反应②决定，故B不符合题意；

C、Cl⋅为催化剂，能降低反应的活化能，改变反应历程，故C符合题意；

D、Cl⋅为催化剂，能加快反应速率，但不影响平衡状态，不能提高平衡转化率，故D不符合题意；

故答案为：C。

【分析】A、活化能越大反应速率越慢；

B、活化能越大反应速率越慢，慢反应是整个反应的决速步骤；

C、催化剂能改变反应历程；13．【答案】C【解析】【解答】A、相同温度下，A的平衡转化率：p1<p2，该反应为气体体积减小的反应，升温平衡正向移动，A的平衡转化率增大，则压强：p1<p2，故A不符合题意；

B、温度越高，反应速率越快，压强为p1时，若400°C和500°C时该反应的速率分别为v1、v2，则：v1<v214．【答案】A【解析】【解答】A、由分析可知，Ka(HA)>Ka(HB)，故酸性：HA>HB，又等pH、等体积的HA、HB两种弱酸，故HA的浓度小于HB的浓度，故A符合题意；B、pH=4溶液为酸和盐的混合溶液，pH=4，抑制水的电离，溶液中由水电离出的c(OH-)约为1×10-10mol/L，pH=5，抑制水的电离，溶液中由水电离出的c(OH-)约为1×10-9mol/L，则a点水的电离程度小于b点水的电离程度，故B不符合题意；

C、由分析可知，HA的电离常数是1×10−4，故C不符合题意；

D、pH=7时，KHB=c(故答案为：A。【分析】lg=c(A-)c(HA)=0，c(A-)=c(HA)，电离平衡常数Ka(HA)=c(H+)·c(A-)c(HA)=15．【答案】D【解析】【解答】A、上层清液为CaCO3的饱和溶液，存在CaCO3(s)B、CaCO3的饱和溶液pH=9，根据C、向体系中通入CO2气体，发生反应：CaCO3+D、体系中存在：CaCO3(s)+S故答案为：D。【分析】A、根据物料守恒分析；

B、结合电离平衡常数计算；

C、碳酸钙与二氧化碳、水反应生成碳酸氢钙；

D、结合Ksp计算。16．【答案】（1）硼（2）L；哑铃形（3）①③（4）sp2；【解析】【解答】（1）同周期从左到右原子半径逐渐减小，则元素Y、Z、M、Q中，原子半径最大的是硼，故答案为：硼；

（2）F为9号元素，原子核外有9个电子，依据核外电子排布规律可知其电子排布式为：1s22s22p5，所以电子占据的最高能层为第二层，符号为L，电子占据最高能级为2p能级，原子轨道的形状是哑铃形；

故答案为：L；哑铃形；

（3）①R为Fe，原子序数为26，故①正确；

②Fe的价电子排布式为3d64s2，位于第四周期第Ⅷ族，Fe位于元素周期表的d区，故②错误；

③Fe3+的价电子排布式为3d5，轨道表示式为，故③正确；

故答案为：①③；

（4）BF3的中心原子B原子的价层电子对数为3，采用sp2杂化，键角为120°；NH3中N原子价电子对数为4，N原子采用sp3杂化，含有一个孤电子对，空间结构为三角锥形；

故答案为：sp2；120°；三角锥形。

17．【答案】（1）<；HClO的酸性小于CH3COOH（或电离常数：HClO<C（2）=；<；1×1（3）当滴入最后半滴HCl溶液时，溶液刚好由红色变无色，且半分钟内不变色；24.70；0.09880【解析】【解答】（1）①HClO的酸性小于CH3COOH，相同浓度的NaClO水解程度更大，溶液的碱性更强，因此pH大小：CH3COONa>NaClO；

故答案为：>；HClO的酸性小于CH3COOH（或电离常数：HClO<CH3COOH），相同浓度的NaClO水解程度更大，溶液的碱性更强；

（2）①当滴加NaOH溶液至溶液中的c(NO2−)=c(Na+)，溶液中存在电荷守恒c（NO2-）+c（OH-）=c（H+）+c（Na+），此时溶液中c（OH-）=c（H+），溶液呈中性，溶液的pH=7；HNO2为弱酸，NaOH为强碱，则此时V（NaOH溶液）<10mL；

故答案为：=；<；

②反应NO2−+H2O⇌HNO2+OH−的平衡常数K=KwKa(HNO18．【答案】（1）B；C（2）从右向左（3）C（4）不变；2CoC（5）Fe−6（6）448【解析】【解答】（1）原电池中正极发生还原反应，电解池中阴极发生还原反应，则上述装置中，发生还原反应的电极有丙中的Cu电极、甲中的Y电极、乙池中的Co电极；

故答案为：BC；（2）原电池工作时，阴离子向负极移动，则实验过程中，丙池中的SO42-会向Zn电极方向移动，即从右向左移动；

故答案为：从右向左；

（3）若撤掉装置乙中的阳离子交换膜，由于放电顺序：Cl->OH-，Cl-更易放电，石墨电极上发生的反应为2Cl--2e-=Cl2↑，所以石墨电极上产生的气体除O2外，还可能有Cl2；

故答案为：Cl2；

（4）乙池中石墨为阳极，阳极反应式为2H2O-4e-=4H++O2（6）若X极质量减小1.12g，则消耗的铁的物质的量n(Fe)=1.12g56g/mol=0.02mol，Y极收集到2.24L气体，物质的量为n(H2)=2.24L【分析】丙装置是原电池，Zn作负极，Cu作正极，甲装置是电解池，乙装置是电解精炼钴的装置，与电源负极相连的电极是电解池的阴极，与电源正极相连的电极是电解池的阳极，则甲池中X作阳极，Y作阴极，乙池中石墨作阳极，Co作阴极。19．【答案】（1）C（2）B；D（3）1：50；其他条件相同时，c（乙苯）/c(CO2)（4）1.2【解析】【解答】（1）设①⇌H2(g)ΔH1=+117.6kJ⋅mol−1，②+CO2(g)⇌+CO(B、升高温度，反应速率加快，故反应Ⅱ的正、逆反应速率都增大，B正确；C、增大压强，反应I的平衡逆向移动，但温度不变，平衡常数K不变，C错误；D、反应I加入催化剂，可降低其活化能，加快反应速率，D正确；故答案为：BD；（3）其他条件相同时，c（乙苯）/c(CO2)比值减小，相当于c(CO2)增大，反应Ⅱ平衡正向移动，乙苯的平衡转化率增大，则曲线c的进料浓度比c（乙苯）：c（CO2）为1：50；

故答案为：1：50；其他条件相同时，（4）某温度下，等物质的量的乙苯和CO2在刚性容器内只发生反应Ⅱ，设乙苯和CO2充入量均为1mol，乙苯反应量为xmol，平衡时乙苯和CO2的物质的量均为（1-x）mol，苯乙烯、CO和水的物质的量均为xmol，乙苯的转化率为40%，则有x1=0.4，x=0.4，平衡时混合气的总物质的量为0.6mol+0.6mol+0.4mol+0.4mol+0.4mol=2.4mol，