江苏省宿迁市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江苏省宿迁市2023-2024学年高二上学期期末注意事项考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求1.本试卷共8页。满分为100分，考试时间为75分钟。考试结束后，请将答题卡交回。2.答题前，请您务必将自己的姓名、学校、考试号等用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔填写在答题卡上规定的位置。3.请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人的是否相符。4.作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。作答非选择题，必须用0.5毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效。5.如需作图，必须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗。可能用到的相对原子质量：H：1C：12N：14O：16Na：23S：32Mn：55Fe：56一、单项选择题：共13题，每题3分，共39分。每题只有一个选项最符合题意。1.第19届亚洲运动会使用废碳再生的绿色零碳甲醇作为主火炬塔燃料，助力打造首届“碳中和”亚运会。“碳中和”中的碳指的是A.二氧化碳 B.碳原子 C.碳元素 D.含碳物质【答案】A【解析】二氧化碳是温室气体中最主要的气体，对气候变化影响最大，碳中和的概念涉及到通过植树造林、节能减排等方式，抵消自身产生的二氧化碳排放量，从而实现二氧化碳的“零排放”，故选A。2.反应2NH3+NaClO=N2H4+NaCl+H2O用于合成N2H4，下列说法不正确的是A.NH3的空间构型为正三角形 B.NaClO的电子式为C.NaCl属于离子晶体 D.H2O和N2H4之间可以形成氢键【答案】A【解析】NH3中心原子价层电子对数为3+=4，且含有1个孤电子对，空间构型为三角锥形，A错误；NaClO是离子化合物，其含有Na+和ClO-，电子式为，B正确；NaCl中含有Na+和Cl-，存在离子键，属于离子晶体，C正确；H2O分子中的氧原子和N2H4分子中的氮原子都具有很强的电负性，因此H2O和N2H4之间可以形成氢键，D正确；故选A。3.下列实验操作或装置能达到实验目的的是A.图甲可实现在铁上镀锌B.图乙可测NaClO溶液的pHC.图丙可排除碱式滴定管中的气泡D.图丁可蒸干FeCl3溶液制备无水FeCl3固体【答案】C【解析】铁为阴极，根据阴极放电顺序，电极反应式为，不能在铁上镀锌，A错误；次氯酸钠具有强氧化性，会漂白pH试纸，不能测出pH值，B错误；尖嘴向上，挤压玻璃球，排出气泡，图中操作合理，C正确；氯化铁要水解，加热会促进氯化铁的水解，最后得到的是氢氧化铁，D错误；故选C。4.X、Y、Z、W、Q是原子序数依次增大且不超过20的主族元素。X是地壳中含量最多的元素，Y基态原子核外s能级和p能级电子数相等，Z与X同主族，Q的焰色试验呈紫色。下列说法正确的是A.简单离子半径：Z>Y>XB.X的第一电离能比同周期的相邻元素的大C.W的简单气态氢化物的热稳定性比Z的强D.Q最高价氧化物的水化物的碱性比Y的弱【答案】C【解析】X、Y、Z、W、Q是原子序数依次增大且不超过20的主族元素；X是地壳中含量最多的元素，X为O；Y基态原子核外s能级和p能级电子数相等，Y为Mg；Z与X同主族，Z为S；Q的焰色试验呈紫色，Q为K，则W为Cl。由分析可知，X为O，Y为Mg，Z为S；电子层数越多，简单离子的半径越大；电子层数相同时，核电荷数越大，简单离子的半径越小；故简单离子半径；，A错误；由分析可知，X为O；同一周期，从左到右，随着原子序数变大，元素的第一电离能变大，N的2p轨道为半充满稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素，故N、O的第一电离能大小：N>O；而不是氧的第一电离能比同周期的相邻元素的大，B错误；由分析可知，Z为S，W为Cl；元素的非金属性越强，其简单氢化物稳定性越强，非金属性：Cl＞S，则S的简单气态氢化物的热稳定性比W的弱，C正确；由分析可知，Y为Mg，Q为K；元素金属性越强，最高价氧化物对应水化物的碱性越强；金属性：K＞Mg，K最高价氧化物对应水化物的碱性比Mg的强，D错误；答案选C。元素周期表VIIA族元素及其化合物具有重要用途。NaClO2和ClO2都是重要的漂白剂。磷可形成多种卤化物，其中固态PCl5和PBr5的结构分别是和。ICl是一种卤素互化物，与水能发生水解反应，该反应为非氧化还原反应。5.下列说法正确的是A.ICl的水解产物为HI和HClOB.PCl3和[PBr4]+中磷原子的杂化方式相同C.ICl和CCl4都是由极性键构成的非极性分子D.相同条件下，HF、HCl、HBr的沸点依次递增6.下列物质性质与用途具有对应关系的是A.HF具有很强的吸湿性，可用于玻璃表面刻蚀花纹B.Br2具有挥发性，可用CCl4萃取溴水中的Br2C.ClO2具有强氧化性，可用于杀菌消毒D.I2易升华，可用于检验淀粉的存在【答案】5.B6.C【解析】5．ICl中碘为+1价，氯为-1价，ICl的水解产物为HCl和HIO，故A错误；PCl3中心磷原子价层电子对数为3+=4，[PBr4]+中磷原子价层电子对数为4+=4，磷原子的杂化方式都是sp3杂化，故B正确；ICl和CCl4都是由极性键构成的分子，ICl分子的正负电荷重心不重合，是极性分子，CCl4分子的正负电荷重心重合，是非极性分子，故C错误；HF存在分子间氢键，沸点最高，相同条件下，HCl、HBr的相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增强，则HF、HCl、HBr的沸点：HCl<HBr<HF，故D错误；故选B。6．HF能和玻璃中的成分SiO2反应，可用于玻璃表面刻蚀花纹，与其是否具有吸湿性无关，A错误；根据相似相溶原理，Br2易溶于有机溶剂CCl4，因而可用CCl4萃取溴水中的Br2，与其是否具有挥发性无关，B错误；ClO2具有强氧化性，可以杀灭各种细菌、病毒、真菌等微生物，可用于杀菌消毒，具有对应关系，C正确；遇淀粉会变蓝，可用于检验淀粉的存在，与其是否易升华无关，D错误；故选C。7.在PdCl—CuCl作催化剂和适宜的温度条件下，O2可将HCl氧化为Cl2，反应的热化学方程式为，下列说法正确的是A.该反应在任何温度下均能自发进行B.增大起始时的值，可提高HCl的平衡转化率C.加入PdCl—CuCl作催化剂，能使反应速率增大、焓变减小D.反应物所含化学键的键能之和大于生成物所含化学键的键能之和【答案】B【解析】是气体体积减小的反应，，另外，时反应能够自发进行，则该反应在低温下能自发进行，A错误；增大起始时的值，相当于增大O2的物质的量，平衡正向移动，可提高HCl的平衡转化率，B正确；加入PdCl-CuCl作催化剂，可以降低反应的活化能，能使反应速率增大，但不能改变焓变，C错误；反应的，为放热反应，则反应物所含化学键的键能之和小于生成物所含化学键的键能之和，D错误；故选B。8.下列化学反应表示正确的是A.泡沫灭火器的工作原理：B.甲烷的燃烧：C.的水解：D.将溶液与过量的NaOH溶液混合：【答案】A【解析】泡沫灭火器的反应试剂是硫酸铝和碳酸氢钠溶液混合发生双水解生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳气体，反应的离子方程式为：，A正确；甲烷的燃烧是放热反应，<0，则，B错误；在水溶液中水解产生H2CO3和OH-，离子方程式为：，C错误；由于Mg(OH)2的溶解度小于MgCO3，将溶液与过量的NaOH溶液混合生成Mg(OH)2，离子方程式为：，D错误；故选A。9.铜的某种配合物A的结构如题图所示。下列说法不正确的是A.Cu2+的基态价电子排布式为：3d9B.配合物A中配位原子为N和OC.配合物A中C、N、O原子的杂化方式完全相同D.配合物A中非金属元素的第一电离能由大到小的顺序为：N、O、C、H【答案】C【解析】Cu是29号元素，基态Cu原子核外有29个电子，Cu2+的基态价电子排布式为：3d9，A正确；由图可知，配合物A中N、O原子存在孤电子对，其中配位原子为N和O，B正确；由图可知，配合物A中存在氨基、碳氧双键、亚甲基，C原子的杂化方式为sp2、sp3，N原子的杂化方式为sp3，O原子的杂化方式为sp2、sp3，C错误；C、N、O属于同一周期元素且原子序数依次减小，同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大，但第ⅤA族的大于第ⅥA族的，H只有1个电子层且只含有1个电子，容易失去电子，电离能在四种元素中最小，所以其第一电离能大小顺序是N、O、C、H，D正确；故选C。10.我国科学家研发了一种室温下可充电的Na—CO2电池，如题图所示。放电时，Na2CO3与C均沉积在碳纳米管中。下列说法不正确的是A.充电时，阴极电极反应式为：B.充电时，电源b极为正极，Na+向钠箔电极移动C.放电时，转移0.4mol电子，碳纳米管电极增重22.4gD.放电时，电池的总反应为【答案】D【解析】放电时，Na为负极，反应式为，充电时，阴极反应为：，A正确；结合分析可知，充电时右侧为阳极，则b为正极，Na+向钠箔电极（阴极）移动，B正确；根据反应式，由于碳酸钠和C均沉积在碳纳米管，当转移0.4mol电子时，沉积0.1molC和0.2mol碳酸钠，总质量为，C正确；放电时，钠为负极，反应式为，正极吸收二氧化碳，反应式为，故总反应式为，D错误；故选D。11.室温下，下列实验探究方案不能达到探究目的的是选项探究方案探究目的A向盛有淀粉、KI的溶液中滴加HNO3酸化的溶液，振荡探究Fe3+与I2的氧化性强弱B将NO2平衡球两端分别置于冷水和热水中探究温度对化学平衡产生影响C用玻璃棒蘸取NH4Cl溶液点在pH试纸上，观察试纸颜色的变化探究是否水解D向5mL浓度均为0.1mol·L-1NaCl和KI的混合溶液中滴加少量AgNO3溶液，振荡，先产生黄色沉淀探究与的大小A.A B.B C.C D.D【答案】A【解析】向盛有淀粉、KI的溶液中滴加HNO3酸化的溶液，在酸性条件具有氧化性，也能将氧化为，该实验不能探究Fe3+与I2的氧化性强弱，A错误；，NO2是红棕色气体，N2O4是无色气体，可以观察颜色变化探究温度对化学平衡移动的影响，B正确；NH4Cl溶液中水解使溶液呈酸性，用玻璃棒蘸取NH4Cl溶液点在pH试纸上，观察试纸颜色变化，可以探究是否水解，C正确；向5mL浓度均为0.1mol·L-1NaCl和KI的混合溶液中滴加少量AgNO3溶液，振荡，先产生AgI黄色沉淀，说明AgI的溶解度比AgCl小，则<，D正确；故选A。12.一种吸收：SO2再经氧化得到硫酸盐的过程如下左图所示。室温下，用0.1mol⋅L-1NaOH溶液吸收SO2，若通入SO2所引起的溶液体积变化和H2O挥发可忽略，吸收液中含硫物种的浓度。的电离常数分别为、。已知SO2溶液中含硫微粒摩尔分数如下右图所示。下列说法不正确的是A.“吸收”所得溶液中：B.“吸收”所得溶液中：C.pH=5时，“氧化”步骤中主要发生：D.pH=7时，吸收液中：【答案】D【解析】采用NaOH溶液吸收SO2，得到Na2SO3溶液或NaHSO3溶液或二者的混合溶液，存在电荷守恒：，A正确；用0.1mol⋅L-1NaOH溶液吸收SO2，若“吸收”所得溶液，该溶液为NaHSO3溶液，的电离常数分别为、，则的电离平衡常数为，水解程度Kh2=，说明的电离程度大于其水解程度，则，B正确；由图可知，pH=5时，溶液中主要存在，“氧化”步骤中被O2氧化为，离子方程式为：，C正确；若“吸收”后溶液pH=7，，由电荷守恒可知，，溶液溶质为NaHSO3和Na2SO3，由于的电离平衡常数小于的水解平衡常数Kh1==1.6×10-7，此时溶液中NaHSO3的物质的量大于Na2SO3，则，D错误；故选D。13.在催化剂作用下，以C2H6、CO2为原料合成C2H4，其主要反应有：反应I：反应Ⅱ：将体积比为1∶1的C2H6、CO2混合气体按一定流速通过催化反应管，测得C2H6、CO2的转化率随温度变化的关系如图所示。已知的选择性下列说法正确是A.图中曲线②表示C2H6的转化率随温度的变化B.720-800℃范围内，随温度的升高，C2H4的选择性增大C.720~800℃范围内，随温度的升高，出口处C2H4及CH4的量均增大D.其他条件不变，选用高效催化剂能提高平衡时C2H4的产率【答案】C【解析】将体积比为1∶1的C2H6、CO2混合气体按一定流速通过催化反应管，其主要反应有、，则的转化率应该大于CO2的转化率，所以图中曲线①表示C2H6的转化率随温度的变化，曲线②表示CO2的转化率随温度的变化，A错误；720-800℃范围内，随温度的升高，和二氧化碳的转化率都增大，但的转化率增大的程度大于二氧化碳，说明反应2正向进行的程度大于反应1，的选择性不断减小，B错误；720~800℃范围内，随温度的升高，和二氧化碳的转化率都增大，则生成C2H4及CH4的量均增大，C正确；使用高效催化剂只能缩短反应到达平衡的时间，但不能改变最终的平衡产率，D错误；故选C。二、非选择题：共4题，共61分。14.工业废水中常含有一定量的Cr(VI)，Cr(VI)毒性较大，需要经过处理后才能排放。（1）SO2还原法。硫酸工业废气中的SO2可将转化为毒性较小的Cr3+。①基态Cr原子的价层电子排布式为___________。②Cr3+能形成多种配位化合物。的中心离子配位数为___________。③已知：。除去溶液中的Cr3+使其浓度小于，需调节溶液的pH至少为___________。（2）铁屑还原法。其他条件相同，在不改变所加铁屑总量的情况下，加入烟道灰(一种细小的炭粒)，可加快Cr(Ⅵ)的还原速率，原因是___________。（3）还原沉淀法。向水体中加入FeSO4、Na2SO3等将Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ)。下图分别是Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)在水溶液中的存在形态分布。向pH=1.5的含Cr(Ⅵ)废水中加入FeSO4，发生的主要反应的离子方程式为___________。当pH>12时，溶液中残留铬的量增大，其原因为___________。【答案】（1）①.3d54s1②.6③.6（2）加入烟道灰后铬(Ⅵ)后，铁屑和烟道灰形成原电池，加快反应速率（3）①.+3Fe2++7H+=3Fe3++Cr3++4H2O②.碱性太强，生成的Cr(OH)3会转化为Cr而溶解，导致去除率下降【解析】【小问1详析】①Cr是24号元素，核外有24个电子，基态Cr原子的价层电子排布式为3d54s1；②Cr3+能形成多种配位化合物。的配体为NH3、H2O、Cl-，中心离子配位数为6；③已知：，除去溶液中的Cr3+使其浓度小于，则c(OH-)=，溶液中c(H+)=，pH=6。小问2详析】其他条件相同，在不改变所加铁屑总量的情况下，加入烟道灰(一种细小的炭粒)，可加快Cr(Ⅵ)的还原速率，原因是：加入烟道灰后铬(Ⅵ)后，铁屑和烟道灰形成原电池，加快反应速率。【小问3详析】由图可知，pH=1.5时，Cr主要以及Cr3+形式存在，故向pH=1.5含Cr(Ⅵ)废水中加入FeSO4，发生反应的离子方程式为+3Fe2++7H+=3Fe3++Cr3++4H2O。去除铬是使铬以形成Cr(OH)3沉淀而除去，由图可知pH>12时，Cr(Ⅲ)主要以形式存在，即碱性太强，生成的Cr(OH)3会转化为而溶解，导致去除率下降。15.氢能是一种清洁能源，氢气的制备和储存是科学研究的重要课题。（1）水煤气法制氢：。该反应的平衡常数表达式K=___________。（2）甲烷水蒸气催化重整制氢。主要反应为反应I：反应Ⅱ：反应Ⅱ可在Fe3O4催化下进行，可能的反应历程如下：第1步：(慢)第2步：(快)①____________kJ⋅mol-1②下图中能体现反应Ⅱ能量变化的是___________(填字母)。A．B．C．D．③一定压强下，将混合气体通入反应体系。平衡时，各组分的物质的量分数与温度的关系如题图所示。图中表示H2变化的曲线是___________，从化学平衡的角度分析，750℃以后曲线a下降的原因是___________。（3）硫碘循环分解水制氢。主要发生如下反应反应I：反应Ⅱ：反应Ⅲ：∙∙∙∙∙∙反应I~Ⅲ循环实现分解水：。反应Ⅲ的热化学方程式___________。（4）储存氢气。Fe-Mg合金是已发现的储氢密度较高的材料，其晶胞结构如图所示。该Fe-Mg合金中，每个Fe原子周围距离最近的Mg原子个数为___________。【答案】（1）（2）①.②.A③.a④.升高温度，反应I正向移动的程度小于反应Ⅱ逆向移动的程度（3）（4）8【解析】【小问1详析】水煤气法制氢：，该反应的平衡常数表达式K=。【小问2详析】①由盖斯定律可知，反应Ⅱ×4-第1步可得；②第1步为慢反应，活化能较高，且第1步和第2步都是放热反应，符合要求的是A；③反应I是吸热反应，反应Ⅱ是放热反应，将混合气体通入反应体系，升高温度，反应I平衡正向移动，反应Ⅱ平衡逆向移动，CO的物质的量增大，则曲线b表示CO，图中表示H2变化的曲线是a，750℃以后曲线a下降的原因是：升高温度，反应I正向移动的程度小于反应Ⅱ逆向移动的程度。【小问3详析】硫碘循环分解水制氢的总反应为，由盖斯定律可知，反应Ⅲ=总反应-反应I×2-反应Ⅱ，则反应Ⅲ的热化学方程式为：+104，则。【小问4详析】以面心的Fe原子为研究对象，由晶胞结构可知，该Fe-Mg合金中，每个Fe原子周围距离最近的Mg原子个数为8。16.实验室以含锰废液为原料制取MnSO4，已知该废液中含、、、、及少量、。部分实验过程如下。已知：室温下，部分难溶电解质的溶度积常数如下表。难溶电解质（1）H2O2的电子式为___________。（2）“氧化”时，溶液中反应的主要离子方程式为___________。（3）检验Fe2+已经完全被氧化的方法是___________。（4）“除杂I”加入MnCO3的作用是___________。（5）“除杂Ⅱ”利用了沉淀转化的原理，其中除去Ca2+的离子方程式为___________。（6）准确称取0.3850gMnSO4⋅H2O样品于锥形瓶中，加入H3PO4和NH4NO3溶液，加热使Mn2+全部氧化成Mn3+，用0.1000mol⋅L-1硫酸亚铁铵[]标准溶液滴定至终点(滴定过程中Mn3+被还原为Mn2+)，消耗标准溶液20.00mL。计算MnSO4⋅H2O样品的纯度___________(写出计算过程，结果保留2位小数)。【答案】（1）（2）（3）取少量氧化后溶液，向其中滴加溶液，无蓝色沉淀生成（4）调节溶液pH值，使完全转化为沉淀过滤除去（5）（6）87.80%【解析】含锰废液含、、，还含及少量、，加将氧化成，再加碳酸锰条件溶液pH值使完全沉淀过滤除去，在滤液中加MnF2使、转化为CaF2、MgF2沉淀过滤除去，得到粗硫酸锰溶液，据此解答。【小问1详析】H2O2的电子式为。【小问2详析】该废液中含，将氧化成，反应为：。【小问3详析】若完全被氧化，则反应后溶液中不含，通过检验是否存在确定其是否完全被氧化，可取氧化后溶液加溶液，看是否出现蓝色沉淀，也可利用其还原性，将酸性高锰酸钾滴入原溶液中检验，故答案为：取少量氧化后溶液，向其中滴加溶液，无蓝色沉淀生成(或取少量氧化后溶液，煮沸，冷却后将酸性高锰酸钾滴入原溶液中，溶液变红)；【小问4详析】加碳酸锰调节溶液pH值，使完全转化为沉淀过滤除去。【小问5详析】“除杂Ⅱ”利用了沉淀转化的原理，其中除去Ca2+的离子方程式为。【小问6详析】根据氧化还原反应中得失电子守恒：n(Mn3+)×1=n(Fe2+)×1=0.02L×0.1000mol=2.00×10﹣3mol，根据Mn元素守恒，m(MnSO4•H2O)=2.00×10﹣3mol×169g/mol=0.338g，纯度为：×100%=87.80%。17.硫化氢普遍存在于石油化工、煤化工排放的废气中，不仅危害人体健康，还会腐蚀设备。常用吸附氧化法、生物降解法、脱除法、电化学法等多种方法处理硫化氢。（1）生物降解法。原理为、。硫杆菌存在时，FeSO4被氧化的速率是无菌时的倍，该菌的作用是___________。该反应必须在适宜的温度下，才能有利于反应的进行，其原因可能是___________。（2）电化学法。利用如图所示电化学装置处理工业尾气中的H2S，可实现硫元素的回收。电极甲上发生的电极反应为___________。当有11molH2S参与反应，则有___________molH+由负极区进入正极区。（3）吸附氧化法。可用表面喷淋水的活性炭吸附氧化H2S，其反应原理如图所示。该方法的总反应化学方程式为___________。（4）热钾碱法。石化工业中常采用较高浓度的K2CO3溶液作为脱硫吸收剂。已知25℃，H2