河南省洛阳市2023-2024学年高二上学期期末考试化学试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1河南省洛阳市2023-2024学年高二上学期期末本试卷共8页，共100分，考试时间为75分钟。注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考号填写在答题卡上。2.考试结束，将答题卡交回。本试卷可能用到的相对原子质量：H：1N：14O：16一、选择题(本题共15小题，每小题只有一个选项符合题意，每小题3分，共45分)1.化学与生产生活密切相关，下列叙述中错误的是A铅酸蓄电池正极板上覆盖有，负极板上覆盖有PbB.纯铁制作的铁锅比生铁制作的铁锅更容易生锈C.判断电池的优劣主要看这种电池的比能量或比功率，以及电池可储存时间的长短D.在铁器表面镀铜时，铁器要与电源负极相连【答案】B【解析】铅酸蓄电池正极板上覆盖有PbO2，反应中得电子生成硫酸铅，负极板上覆盖有Pb，失电子生成硫酸铅，稀硫酸作电解质溶液，故A正确；生铁在潮湿条件下构成原电池，原电池反应使锡腐蚀速率加快，生铁比纯铁更易发生腐蚀被损耗，故B错误；电池的比能量或比功率越高，电池储存的时间越长，电池越好，故C正确；电镀时，阳极发生失去电子的氧化反应，所以镀层金属与电源正极相接，镀件与电源负极相接，即铁表面镀铜时，将铁与电源的负极相连，铜与电源的正极相连，故D正确；答案选B。2.乙烯是一种重要的化工原料，下列关于乙烯分子结构的表述中，错误的是A.乙烯分子是平面结构B.碳原子的杂化方式为杂化C.分子中有4个键1个键D.碳碳双键的键能小于二倍的碳碳单键的键能【答案】C【解析】乙烯的结构简式为CH2=CH2，碳碳双键中碳的杂化类型是sp2杂化，碳碳双键包含一个σ键和一个π键，乙烯分子是平面结构，据此进行解答。有上述分析可知，乙烯分子是平面结构，故A正确；碳碳双键中碳原子的杂化类型是sp2杂化，故B正确；烯烃结构中的碳碳双键包含一个σ键和一个π键，分子中有5个σ键1个π键，故C错误；碳碳单键比较稳定，故碳碳双键的键能小于二倍的碳碳单键的键能，故D正确；答案选C。3.下列说法中正确的是A.不同元素原子的电子发生跃迁时会吸收或释放不同的光B.的核外电子排布式为：C.基态Na原子核外电子所占据的最高能级是3pD.基态的价电子轨道表示式：【答案】A【解析】发生跃迁时，有的吸收能量，有的释放能量，则不同元素的原子发生跃迁时，会释放或吸收不同的光，故A正确；S2-是S原子获得2个电子形成的，则S2-的核外电子排布式是1s22s22p63s23p6，故B错误；基态Na原子核外电子排布式为[Ne]3s1，所占据的最高能级是3s，故C错误；基态Cu+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10，价电子轨道表示式为，故D错误；答案选A。4.下列对有关原子或分子性质的叙述中，错误的是A.N、O、F的电负性依次增大B.溶剂和溶质之间的氢键作用力越大，溶解性越好C.的VSEPR模型为平面三角形D.、的空间结构相似【答案】C【解析】同一周期主族元素从左向右电负性逐渐增大，故N、O、F的电负性依次增大，故A正确；溶剂和溶质之间的氢键作用力越大，溶解性越好，故B正确；NH3中N为sp3杂化且含有1对孤电子对，则VSEPR模型为三角锥形，故C错误；O3、H2O都是V形结构，其空间结构相似，故D正确；答案选C。5.用如图所示装置电解硫酸铜溶液，下列表述中错误的是A.c极发生氧化反应B.若两极均为惰性电极，d极电极反应式为：C.溶液中阳离子往d极移动D.若c极电极材料为Cu，电解开始后，溶液中浓度持续减小【答案】D【解析】由电流的方向可知，a为电源的正极，b为电源的负极，则c为阳极，d为阴极，据此进行解答。c极为电解池的阳极，发生氧化反应，故A正确；d为电解池阴极，发生还原反应，d极电极反应式为：Cu2++2e-═Cu，故B正确；电解池中阳离子往阴极移动，d为阴极，则溶液中阳离子往d极移动，故C正确；若c为Cu，则Cu失去电子变为铜离子，溶液中Cu2+浓度保持不变，故D错误；答案选D。6.下列说法中错误的是A.增大反应物浓度，可增大单位体积内活化分子数目，从而使单位时间内有效碰撞次数增多B.改变条件，电离平衡正向移动，电离常数不一定增大C.HCl和中共价键的电子云图形分别是轴对称和镜面对称D.与的空间结构不相同【答案】C【解析】增大反应物浓度，可增大单位体积内活化分子数目，从而使单位时间内有效碰撞次数增多，导致化学反应速率加快，故A正确；电离平衡常数只与温度有关，如果不是通过升高温度而使电离平衡正向移动，则电离平衡常数不变，故B正确；HCl和Cl2中共价键都是σ键，所以二者电子云图形都是轴对称，故C错误；SO3中S原子价层电子对个数为3+=3且不含孤电子对，中S原子价层电子对个数为3+=4且含有1个孤电子对，空间构型：前者为平面正三角形、后者为三角锥形，故D正确；答案选C7.2023年10月8日第19届亚运会在杭州圆满闭幕，本届亚运会秉持“绿色、智能、节俭、文明”的办会理念，首次使用废碳再生的绿色甲醇作为主火炬塔燃料。下列说法中正确的是A.甲醇中O-H是键B.甲醇分子中的碳原子为手性碳原子C.甲醇的沸点高于乙醇D.用轨道表示式表示甲醇中C原子的杂化：【答案】D【解析】H原子只有1s轨道，则甲醇中O-H是s-pσ键，故A错误；甲醇分子中碳原子连接有3个H原子和1个-OH，则该碳原子不是手性碳原子，故B错误；甲醇、乙醇都存在分子间作用力和氢键，但乙醇的相对分子质量大，则乙醇的沸点高于甲醇，故C错误；甲醇中C原子的杂化方式为sp3，由2s、2p轨道杂化形成，即，故D正确；答案选D。8.金属钛具有良好的耐高低温、抗酸碱、高强度和低密度等优良特性，广泛应用于航空航天、医疗等领域。是工业上制备金属钛的重要原料，它的一种制备方法为。下列说法中错误的是A.该反应在任何温度下都可以自发进行B.恒温恒容条件下，混合气体的密度保持不变能说明该反应达到平衡状态C.该反应在工业生产中的适宜条件是低温、低压D.恒温恒容条件下，向平衡体系中再加入少量，的体积分数将减小【答案】C【解析】反应为气体体积增大的反应，为熵增的反应，即△S＞0，ΔH＜0，所以△G=ΔH-T△S＜0，该反应自发进行，跟温度无关，故A正确；由方程式知，反应有固体参加，恒温、恒容条件下，混合气体的密度保持不变时，混合气体的质量不再变化，说明反应达到平衡，故B正确；低温、低压条件下反应速率慢，实际生产中不具有经济效益，故C错误；平衡体系中再加入少量，相当于增大压强，相当于平衡逆向移动，TiCl4(g)的体积分数将减小，故D正确；答案选C。9.利用活性石墨电极电解饱和食盐水，进行如图所示实验，M为直流电源。闭合，一段时间后b处出现了蓝色，下列说法正确的是A.a处布条褪色，说明具有漂白性B.c处应该使用浸有浓NaOH溶液的棉花CU形管右侧电势高于左侧电势D.一段时间后断开，立刻闭合，电流表不发生偏转【答案】B【解析】根据图中装置，M为直流电源，闭合K1，形成电解池，电解饱和食盐水，根据题干信息，一段时间后b处出现了蓝色，说明产生了Cl2，Cl2将碘离子氧化为碘单质，因此左侧为阳极，阳极氯离子失去电子生成氯气，电极反应为：，右侧为阴极，阴极电极反应为：，总反应为：。左侧生成氯气，氯气遇到水生成HClO，具有漂白性，则a处布条褪色，说明HClO具有漂白性，故A错误；c处应该使用浸有浓NaOH溶液的棉花，可以吸收产生的氯气，避免污染空气，故B正确；根据分析可知，U形管中左侧为阳极，右侧为阴极，阳极电势高于阴极电势，因此左侧电势高于右侧电势，故C错误；由于电解时，阳极产生了氯气，阴极产生了H2，因此断开K1，立刻闭合K2，此时构成氢氯燃料电池，产生电流，电流表发生偏转，故D错误；故答案选B。10.根据下列实验操作及现象，能得出相关结论的是实验操作及现象实验结论A向盛有1mL的溶液的试管中加入1mLKI浓溶液，振荡，层溶液紫色变浅(无色)B向溶液中加入5mL1mol/L溶液，产生白色沉淀和气体与发生双水解C相同pH的HCl溶液和溶液分别与NaOH溶液中和时，消耗NaOH的物质的量大酸性：D在10mL0.1mol/L的溶液中依次滴入几滴0.1mol/LNaCl溶液和0.1mol/LKI溶液。溶液先产生白色沉淀，后又产生黄色沉淀A.A B.B C.C D.D【答案】A【解析】发生，则CCl4层溶液紫色变浅，操作、现象、结论均合理，故A正确；钙离子促进碳酸氢根离子的电离，发生2HCO+Ca2+=CaCO3↓+CO2↑+H2O，与相互促进水解无关，故B错误；相同pH的HCl溶液和CH3COOH溶液，醋酸的浓度大，但溶液的体积未知，不能确定消耗NaOH的量，故C错误；AgNO3溶液过量，分别与NaCl、KI反应，由实验操作和现象，不能比较Ksp(AgCl)、Ksp(AgI)的大小，故D错误；答案选A。11.雄黄(，)与雌黄(，)是古代重要的药物和染料，二者可发生如图转化：雄黄(三元弱酸)雄黄。下列说法错误的是A.1mol雄黄中含有极性共价键的数目为B.基态As原子最高能级有3个未成对电子C.溶液中的离子浓度存在如下关系：D.雄黄和雌黄分子中各原子最外层均满足8电子稳定结构【答案】C【解析】1mol雄黄中含有极性共价键As-S的数目为8NA，故A正确；基态As原子价电子排布式为1s2s22p63s23p63d104s24p3，最高能级4p上有3个未成对电子，故B正确；0.1mol/LNa2HAsO3溶液中存在电荷守恒，溶液中的离子浓度存在如下关系：，故C错误；每个As原子连接3个S原子，每个S原子连接2个As原子，S、As原子最外层均满足8电子稳定结构，故D正确；答案选C。12.前四周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，且互相不同周期不同族。其中W是宇宙中含量最多的元素；X元素基态原子最高能级的不同轨道都有电子，并且自旋方向相同；Y元素基态原子最外层电子数等于其能层数；Z元素基态原子核外未成对电子数同周期最多。下列说法正确的是A.W和X形成的共价化合物，其分子的空间结构一定为三角锥形B.基态X原子核外电子有7种空间运动状态C.基态原子中未成对电子数W<X=Y<ZD.Z形成的两种含氧酸根在溶液中存在着化学平衡【答案】D【解析】前四周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，且互相不同周期不同族，其中W是宇宙中含量最多的元素，W为H元素；X元素基态原子最高能级的不同轨道都有电子，并且自旋方向相同，其基态电子排布式为1s22s22p3，X为N元素；Y元素基态原子最外层电子数等于其能层数，Y位于第三周期，其基态电子排布式为1s22s22p63s23p1，Y为Al元素；Z元素基态原子核外未成对电子数同周期最多，其价电子排布为3d54s1，Z为Cr元素，即W为H元素、X为N元素、Y为Al元素、Z为Cr元素，以此来解答。W和X形成的共价化合物若为氨气，为三角锥形，若为N2H4，空间构型不是三角锥形，故A错误；X的基态电子排布式为1s22s22p3，原子核外电子有5种空间运动状态，故B错误；基态原子中未成对电子数H=Al(1)＜N(3)＜Cr(6)，故C错误；Z形成的两种含氧酸根在溶液中存在着化学平衡为Cr2+H2O⇌2H++2Cr，故D正确；答案选D。13.在2L刚性密闭容器中充入足量的Cu粉和，发生反应：。在不同温度下，的转化率与时间的关系如图1所示；反应速率与时间的关系如图2所示。下列说法错误的是已知：该条件下，不生成。A.B.：a点<b点C.图2中时改变的条件是升高温度D.温度下，平衡常数K=1.875.【答案】D【解析】温度越高，反应达到平衡时所用的时间也就越短，所以可确定T1＞T2，故A正确；温度越高反应速率就越快，因为T1＞T2，b点的温度高于a点温度，且a点处于平衡状态，b点尚未达到平衡，所以V正：a点＜b点，故B正确；因为T1＞T2，升高温度，的转化率降低，则该反应＜0，图2中t0min时改变条件使正、逆反应速率都增大，逆反应速率增大的倍数较大，平衡向逆反应方向移动，即升高温度可以实现该转化，故C正确；在2L刚性密闭容器中充入足量的Cu粉和2molNO2(g)，NO2(g)的物质的量的浓度为1mol/L，温度下的转化率为80%，则，平衡常数K=，故D错误；故选D。14.常温下，下列说法中正确的是A.已知盐溶液NaHX的pH=8，则溶液中B.和的混合溶液中，满足：C.等pH的HX和HY两种酸，分别稀释相同倍数，pH变化大的酸性更强D.测得一定浓度的溶液pH=5，则水电离出的【答案】C【解析】已知盐溶液NaHX的pH=8，溶液显碱性，HX-离子水解程度大于其电离程度，溶液中c(X-)＜c(H2X)，故A错误；Na2CO3和NaHCO3的混合溶液中溶质物质的量之比1：1时，满足：2c(Na+)═3c(CO)+3c(HCO)+3c(H2CO3)，Na2CO3和NaHCO3的混合溶液中溶质物质的量不知，不能判断离子浓度定量关系，故B错误；等体积、等pH的HX和HY两种酸，分别稀释相同倍数，强酸的pH变化范围大，即pH变化大的酸性更强，故C正确；测得一定浓度的MCl2溶液pH=5，溶液显酸性，证明M2+离子发生水解，M2++2H2O⇌M(OH)2+2H+，水电离出的c(OH-)=10-5mol/L，故D错误；答案选C。15.双极膜(BP)可以在电场作用下，使水分子快速解离为和，并通过阴、阳离子膜进入溶液。用此工艺捕获烟道气中的过程如图所示，已知盐室中生成实现捕获。下列说法中正确的是A.电路中每转移2mol电子，双极膜上共有2mol水发生解离B.交换膜A、C均为阴离子交换膜C.溶液中的X为D.随着电解的进行，酸室中pH增大【答案】B【解析】由图可知，左边电极连接电源负极，为阴极，左侧双极膜上H+向左移动进入阴极室得电子生成H2，OH-进入碱室与CO2反应生成，透过离子交换膜A进入盐室生成CaCO3；右侧电极为阳极，右侧双极膜上OH-进入阳极室，H+进入酸室，Cl-透过离子交换膜C进入酸室形成盐酸，以此分析解答。电路中每转移2mol电子，双极膜上水分子快速解离为2molOH-和2molH+，有两个双极膜，则共有4mol水发生解离，故A错误；盐室生成CaCO3，就需要穿过交换膜A，则交换膜A为阴离子交换膜，Cl-透过离子交换膜C进入酸室形成盐酸，则C均为阴离子交换膜，故B正确；碱室是CO2转化为，应由双极膜产生OH-不断补充，保持碱的浓度，X应为OH-，故C错误；右侧电极为阳极，右侧双极膜上OH-进入阳极室，H+进入酸室，Cl-透过离子交换膜C进入酸室形成盐酸，则随着电解的进行，酸室中pH减小，故D错误；答案选B。二、非选择题(本小题包括4小题，共55分)16.己二腈是制造“尼龙-66”(聚己二酰己二胺)的原料，工业需求量大，其制备工艺很多，发展前景较好的是利用丙烯腈电合成己二腈。如图是用甲醇燃料电池作为电源电合成己二腈的示意图，所有电极均为惰性电极。回答下列问题：（1）电极b为_____极(填“正”或“负”)；A口通入的是_____，a电极的电极反应式为_____。（2）乙池中离子交换膜为_____离子交换膜(填“阴”或“阳”)，随着反应的进行，电极c附近溶液pH_____(填“变大”、“变小”或“不变”)，电路中每转移阳极室溶液质量减少_____g(不考虑气体溶解)。（3）当B口通入11.2L气体时(标准状况下)，甲池中有_____mol通过质子交换膜，理论上乙池能合成己二腈_____mol。【答案】（1）①.正②.③.（2）①.阳②.变小③.9（3）①.2②.1【解析】由图可知甲装置为原电池乙装置为电解池，由甲装置中有H+的移动方向可知b电极为正极，通入氧气，a电极为负极，通入CH3OH，电极反应式为：CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+；乙池中电极c为阳极，电极反应式为：2H2O-4e-=O2↑+4H+，电极d为阴极，电极反应式为：2CH2=CHCN+2e-+2H+=NC(CH2)4CN，据此分析解题。【小问1详析】由分析可知电极b为正极；A口通入的是CH3OH，a电极的电极反应式为CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+；【小问2详析】由分析可知电极c为阳极，电极反应式为：2H2O-4e-=O2↑+4H+，电极d为阴极，电极反应式为：2CH2=CHCN+2e-+2H+=NC(CH2)4CN，阳极生成H+，阴极消耗H+，故乙池中离子交换膜为阳离子交换膜，目的让H+穿过，由c电极反应式可知电极c附近溶液pH变小，阳极室质量减少的原因是氧气的逸出和H+的转移，即减少的相当于是H2O的质量，根据关系H2O～2e-，电路中每转移1mole-阳极室溶液质量减少的质量为g=9g；【小问3详析】由分析可知，B口通入的是氧气，当体积为11.2L气体时(标准状况下)，其物质的量为0.5mol，电路中转移的电子为0.5×4mol=2mol，穿过膜的电荷量为2mol，即有2molH+通过质子交换膜，根据电极反应式2CH2=CHCN+2e-+2H+=NC(CH2)4CN，理论上乙池能合成己二腈的物质的量为1mol。17.四钼酸铵是钼深加工的重要中间产品。一种以钼精矿(主要含)，还有Cu、Fe的化合物及等)为原料制备四钼酸铵同时得到副产品绿矾的流程如下：回答下列问题：（1）钼元素位于第五周期，与铬同族，则其价电子排布式为_____。（2）焙烧渣中的在“碱浸”时转化为，反应的离子方程式为_____。（3）“净化”时加入溶液，是为了除去残留的和。研究表明，该溶液中和pH的关系为：，若控制溶液的pH=3.9，此时溶液中的浓度为_____(已知FeS的)。（4）“沉淀”时生成的离子方程式为_____。（5）从溶液到晶体的“一系列操作”为_____、_____、过滤、洗涤、干燥。（6）该流程中产生的工业废气和可以回收利用，实验原理如图。装置a中溶液的作用是_____，装置b电解过程的阴极反应式为_____。【答案】（1）（2）（3）（4）（5）①.蒸发浓缩②.冷却结晶（6）①.吸收废气中的，将其转化为②.【解析】钼精矿(主要含MoS2，还有Cu、Fe的化合物及SiO2等)通入氧气焙烧得到MoO3、CuO、Fe2O3、SiO2和SO2，焙烧产生的气体主要为SO2；MoO3、CuO、Fe2O3、SiO2加Na2CO3、H2O浸出，MoO3转化为，铜、铁大多转化为氢氧化物，SiO2不反应，浸渣为SiO2、氢氧化铁、氢氧化铜等，浸出液含为和少量Cu2+、Fe2+，加(NH4)2S净化，Cu2+、Fe2+转化CuS、FeS沉淀，滤渣为CuS、FeS，滤液主要含，滤液中加NH4NO3、HNO3进行沉淀得到(NH4)2Mo4O13•2H2O；浸渣中的氢氧化铁先转化为硫酸亚铁，最终制得硫酸亚铁晶体，据此解答。【小问1详析】Cr(铬)元素是24号元素，24Cr外围电子排布式为3d54s1，Mo(钼)处于第五周期，且与Cr(铬)元素位于同一族，则基态Mo(钼)原子的外围电子(价电子)排布式是4d55s1；【小问2详析】焙烧渣中的MoO3在“碱浸”时转化为，反应的离子方程式为；小问3详析】Ksp(FeS)=10-17.2，FeS的pKsp分别为17.2，lgc(S2-)=pH-15.1=3.9-15.1=11.2，c(S2-)=10-11.2mol/L时，此时溶液中Fe2+的浓度为=mol/L=1.0×10-6mol/L；【小问4详析】“沉淀”时生成(NH4)2Mo4O13•2H2O的离子方程式为；【小问5详析】从FeSO4溶液到FeSO4•7H2O晶体的“一系列操作”为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥；【小问6详析】NaHCO3溶液能和SO2反应，装置a中溶液的作用是吸收废气中的SO2，装置b电解过程的阴极的CO2得到电子生成HCOOH，电极反应式为CO2+2e-+2H+=HCOOH。18.雾霾主要成分为灰尘、、、有机碳氢化合物等粒子。烟气脱硝是治理雾霾的方法之一。Ⅰ．以氨为脱硝剂时，可将还原为，副产物为。（1）已知：①②写出氨与NO(g)脱硝反应的热化学反应方程式：_____。（2）分子中心原子的杂化方式是_____，其中氮原子和氢原子的价电子排布图分别为_____、_____(填标号)。a．b．c．d．（3）可与形成，中H-O-H键角比中的_____(填“大”或“小”)，原因为_____。Ⅱ．臭氧也是理想的烟气脱硝剂，其脱硝反应之一为。某温度时，在固定体积为1L的刚性密闭容器中充入和发生反应，25min达到平衡时的浓度为0.5mol/L。（4）该温度下，0~25分钟的平均反应速率为_____。（5）下列说法正确的是_____(填标号)。a．25min后，充入氦气，平衡转化率增大b．25min时，的平衡转化率为25%c．0，是含有极性键的极性分子d．再充入和，达到新平衡时，混合气体的平均相对分子质量增大（6）已知：通常状况下呈无色柱状晶体，它由两种离子构成，其中阴离子为，则阳离子的空间结构为_____。【答案】（1）（2）①.②.b③.c（3）①.大②.孤电子对之间的斥力>孤电子对与成键电子对之间的斥力>成键电子对之间的斥力，的中心原子上的孤电子对数为1，的中心原子上的孤电子对数为2（4）（5）cd（6）直线形【解析】【小问1详析】氨与NO(g)脱硝反应的化学反应方程式为；已知：①②；根据盖斯定律，×(5×②-3×①)得，ΔH=×(-1269×5+907×3)kJ/mol=-1812kJ/mol，即答案为；【小问2详析】NH3分子N原子的价层电子对数为3+(5-3×1)=4，VSEPR模型为四面体，N原子杂化方式为sp3，其中N原子的2s、2p轨道形成4个sp3杂化轨道，价电子排布图为，氢原子的价电子排布式为1s1，价电子排布图为；【小问3详析】H3O+中O原子的价层电子对数为3+(6-1-3×1)=4，含有1对孤电子对；H2O中O原子的价层电子对数为2+(6-2×1)=4，含有2对孤电子对，VSEPR模型均为四面体，但孤电子对之间的斥力＞孤电子对与成键电子对间的斥力＞成键电子对之间的斥力，所以键角：H3O+＞H2O；【小问4详析】反应为，则v(NO2)=2v(N2O5)==0.04mol/(L•min)；【小问5详析】a．25min后，充入氦气，反应速率不变，平衡不发生移动，则NO2平衡转化率不变，故a错误；b．反应为，则△c(O3)=△c(N2O5)=0.5mol/L，则平衡转化率为×100%=50%，故b错误；c