江苏省连云港市2023-2024学年高二上学期1月期末化学试题（解析版）

PAGE12023～2024学年第一学期期末调研考试高二化学试题注意事项1.本试卷共8页，包含选择题(第1题～13题，共13题)、非选择题(第14题～17题，共4题)两部分。满分100分，考试时间75分钟。考试结束后，请将答题纸交回。2.请将自己的学校、姓名、考试证号填、涂在答题纸上。3.作答非选择题时必须用0.5mm黑色签字笔写在答题纸上的指定位置，在其它位置作答一律无效。作答选择题请用2B铅笔涂黑。可能用到的相对原子质量：H：1C：12O：16S：32K：39Cr：52一、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.近年来我国燃料电池技术取得重大突破。下列物质不宜作为电池燃料的是A.氮气 B.氢气 C.一氧化碳 D.碳氢化合物【答案】A【解析】【详解】燃料电池的工作原理是通过电化学反应将化学能转化为电能，因此，选择的燃料应当能够与氧气或其他氧化剂发生反应，从而产生电流。氮气由于其化学稳定性，不易与大多数元素发生化学反应，因此不适合作为燃料电池的燃料。相比之下，氢气、甲醇、一氧化碳、碳氢化合物等物质更适合作为燃料电池的燃料，因为它们能够与氧气或其他氧化剂发生氧化还原反应，产生电能，故答案选A。2.反应可用于实验室制取。下列说法正确的是A.的电子式为 B.中元素的化合价为C.中含有离子键、极性共价键 D.的空间构型为直线形【答案】C【解析】【详解】A．过氧化钠是离子化合物，电子式是，故A错误；B．中H元素为+1价，O元素为-2价，S元素的化合价为，故B错误；C．中钠离子与硫酸根之间为离子键，硫酸根中含有极性共价键，故C正确；D．中氧原子的成键电子对是2，孤电子对是2，价层电子对为4，可知的空间构型不是直线形，故D错误；故答案选C。3.实验室探究外界条件对反应速率影响的实验原理和装置均正确的是

甲乙丙

丁A.用装置甲探究温度对反应速率的影响B.用装置乙探究浓度对反应速率的影响C.用装置丙探究不同金属离子作催化剂对反应速率的影响D.用装置丁探究铁的腐蚀速率：电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀【答案】B【解析】【详解】A．装置甲过氧化氢浓度不同，不能探究温度对反应速率的影响，A错误；B．装置乙催化剂相同，能探究浓度对反应速率的影响，B正确；C．装置丙阴离子种类不同，不能探究不同金属离子作催化剂对反应速率的影响，C错误；D．装置丁左池被腐蚀的是铁，右池被腐蚀的是铜，不能探究铁的腐蚀速率，D错误；故选B。4.元素O、S、Se位于周期表中ⅥA族。下列说法正确的是A.原子半径： B.第一电离能：C.沸点大小： D.氧单质、晶体硫、均为分子晶体【答案】D【解析】【详解】A．已知同一主族从上往下原子半径依次增大，则原子半径：，A错误；B．已知同一主族从上往下元素的第一电离能依次减小，则第一电离能：，B错误；C．H2O分子间存在氢键，导致沸点异常升高，而H2S、H2Se均为分子晶体，且H2Se的相对分子质量比H2S大，故沸点大小：，C错误；D．氧单质、晶体硫、均由分子通过分子间作用力形成的晶体，为分子晶体，D正确；故答案为：D。甲醇是易燃液体，能与水、乙醇、丙酮等混溶。甲醇燃烧热为。直接甲醇燃料电池属于低温燃料电池，采用质子交换膜做固体电解质。工业使用原料气(含少量)气相法合成甲醇的主反应：，有存在时，会发生副反应：。甲醇进一步脱水可制备新型能源二甲醚：。5.下列说法正确的是A.都属于非极性分子 B.用分液法分离甲醇和丙酮二元混合物C.甲醇和二甲醚互为同分异构体 D.甲醇和二氧化碳分子中碳原子杂化方式不同6.下列化学反应表示正确的是A.燃烧热的热化学方程式：B.直接甲醇燃料电池负极的电极反应：C.气相法合成甲醇的副反应：D.合成甲醇时存在反应：7.下列物质结构与性质或物质性质与用途具有对应关系的是A.甲醇分子间能形成氢键，可与水任意比例互溶B.CO具有氧化性，可用于冶金工业C.干冰能溶于水，可用作制冷剂D.二甲醚具有可燃性，可用作燃料【答案】5.D6.C7.D【解析】【5题详解】A．分子空间构型为直线形，正负电荷中心重合，为非极性分子，H2属于非极性分子，CO分子的空间构型为直线形，正负电荷中心不重合，为极性分子，故A错误；B．甲醇和丙酮互溶，不能用分液法分离，故B错误；C．甲醇的分子式为CH4O，二甲醚的分子式为C2H6O，不是同分异构体，故C错误；D．CO2中心C原子的价层电子对数为，中心C原子杂化方式为sp杂化，CH3OH中心C原子的价层电子对数为，C原子杂化方式为sp3杂化，甲醇和二氧化碳分子中碳原子杂化方式不同，故D正确；故答案选D；【6题详解】A．燃烧热是1mol纯物质完全燃烧生成指定时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热，热化学方程式：，故A错误；B．根据题中所给信息可知，采用质子交换膜做固体电解质，因此直接甲醇燃料电池负极的电极反应：，故B错误；C．气相法合成甲醇是一个典型的复合气-固相催化反应过程，该过程在高温、高压以及催化剂存在的条件下进行。根据题中所给信息可知，，即该反应，而题中已说明在少量存在时，会发生该反应，根据可知，当存在时，需要有，反应才可以在高温下自发进行，故C正确；D．①；②；③；根据盖斯定律可知，③=②+①，，故D错误；故答案选C；【7题详解】A．甲醇可与水以任意比互溶是因为醇分子与水分子间形成了氢键，增大了溶解度，故A错误；B．冶金工业是还原出金属单质，要加入是还原性的物质，CO可用于冶金是由于还原性，故B错误；C．干冰气化时吸热，使得周围环境温度降低，可用作制冷剂，故C错误；D．二甲醚作燃料是因为其可燃性，故D正确；故答案选D。8.硫及其化合物的转化具有重要应用。下列说法正确的是A.“石灰石-石膏法”脱硫的总反应：B.工业制硫酸过程中的物质转化：C.实验室探究浓硫酸与铜反应的气态产物：D.用溶液吸收工业尾气中的离子反应：【答案】A【解析】【详解】A．SO2的排放主要来自煤的燃烧，用石灰石脱硫的总反应为：，故A正确；B．工业制硫酸过程中的物质转化：，故B错误；C．根据强制弱规则可知，二氧化硫与氯化钙无法得到亚硫酸钙沉淀，故C错误；D．用FeCl3溶液吸收废气中的H2S气体，反应为：，故D错误；故答案选A。9.铜板上的铁铆钉暴露在空气中，表面被潮湿空气或雨水浸润容易生锈，腐蚀原理如图所示，下列说法正确的是A.铜板上的电极反应：B.腐蚀过程中电子从铁移向铜C.当有生成时，水膜中释放D.铁铆钉腐蚀过程中化学能全部转化为电能【答案】B【解析】【分析】铜板表面被潮湿空气或雨水浸润，空气中的、溶解其中，形成电解质溶液，组成原电池，加速了铁的腐蚀，铁为负极失电子产生二价铁离子，铜为正极，H+得到电子产生H2，据此作答。【详解】A．图示为铁的析氢腐蚀，铜板上的电极反应：，故A错误；B．原电池中，电池从负极流向正极，因此是从铁移向铜，故B正确；C．未说明气体所在状态，无法计算H2体积，故C错误；D．铁铆钉腐蚀过程中化学能一部分转化为电能，一部分转化为热能等形式，故D错误；故答案选B。10.工业上用催化还原可以消除氮氧化物的污染，反应原理为：。下列说法正确的是A.上述反应平衡常数B.其他条件不变时，去除率随温度升高而增大的原因可能是平衡常数变大或催化剂活性增强C.其他条件不变时，恒压条件下通入一定量的惰性气体可以提高去除率D.实际应用中，采用高分子分离膜及时分离出水蒸气，可以使正反应速率增大，去除率增大【答案】C【解析】【详解】A．上述反应水为气体参与反应，固体和纯液体不写入表达式，所以平衡常数，故A错误；B．该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，故B错误；C．该反应为气体分子数增多的反应，维持恒压条件下，其他条件不变时，通入一定量的惰性气体，则会导致反应体系的体积增大，等同于是减压，因此平衡会正向移动，去除率增大，故C正确；D．采用高分子分离膜及时分离出水蒸气，反应体系中水蒸气浓度减小，平衡正向移动，NO2去除率增大，由于反应物浓度继续减小，因此正反应速率减小，故D错误；故选C。11.室温下，探究0.1mol·L-1KHSO3溶液的性质，下列实验方案能达到探究目的的是选项探究目的实验方案A是否具有还原性向2mLKHSO3溶液中滴加几滴酸性KMnO4溶液，观察溶液颜色变化B溶液中是否含有向2mLKHSO3溶液中滴加几滴Ba(OH)2溶液，观察溶液是否有沉淀产生C是否水解向2mLKHSO3溶液中滴加几滴酚酞试液，观察溶液颜色变化DKHSO3溶液是否具有酸性向2mL0.1mol∙L-1Na2CO3溶液中滴加几滴KHSO3溶液，观察气泡产生情况A.A B.B C.C D.D【答案】A【解析】【详解】A．向2mLKHSO3溶液中滴加几滴酸性KMnO4溶液，KMnO4溶液的紫色褪去，表明KMnO4被还原，从而证明具有还原性，A能达到实验目的；B．向2mLKHSO3溶液中滴加几滴Ba(OH)2溶液，可生成BaSO3沉淀，不能证明溶液中一定含有，B不能达到实验目的；C．向2mLKHSO3溶液中滴加几滴酚酞试液，由于KHSO3溶液呈酸性，溶液仍呈无色，不能确定是否发生水解，C不能达到实验目的；D．向2mL0.1mol∙L-1Na2CO3溶液中滴加几滴KHSO3溶液，由于Na2CO3过量，不管KHSO3溶液是否具有酸性，都不能观察到有气泡产生，D不能达到实验目的；故选A。12.工业以草酸钠和硫酸铜为原料制备纳米铜粉原理如下图所示。时，的，。下列说法正确的是A.基态的最外层电子排布式：B.溶液中：C.“沉铜”后的滤液中：D.在氩气中热分解可防止纳米铜粉被氧化，气体除氩气外还含有等量和气体【答案】B【解析】【分析】向硫酸铜溶液中加入草酸钠溶液，生成草酸铜沉淀，在氩气中热分解，防止铜被氧化得到纳米级铜粉，同时产生二氧化碳气体；【详解】A．Cu为29号元素，基态Cu原子电子排布式为，基态电子排布式为，最外层电子排布式为，A错误；B．比较与大小，则进行求算，故，B正确；C．“沉铜”后的滤液中仍有少量的，电荷守恒为，C错误；D．在氩气中热分解，反应方程式为，无生成，D错误；故选B。13铬基催化剂下丙烷生产丙烯相关主要反应有：在时，容器压强恒为P，将甲()和乙()两组气体分别按相同流速通过铬基催化剂固定床反应器，测得C3H8的转化率和C3H6选择性随时间变化如图所示。下列说法正确的是A.甲组气体中C3H8转化率在内逐渐降低的原因是反应达平衡后开始逆移B.内乙组C3H8转化率高于甲组，可能原因是乙组中CO2可消除催化剂上积碳使催化剂活性增强C.升高温度，一定能提高的C3H6选择性D.在高温条件下，若甲、乙两组气体分别在相同的恒压密闭容器中反应达平衡时，C3H8的转化率相同【答案】B【解析】【详解】A．甲组气体中，发生反应，生成的炭附着在催化剂表面，使催化剂的活性降低，并非平衡逆移，所以C3H8转化率在1~3h内逐渐降低，A不正确；B．在混合气中，N2对反应不产生影响，乙组中含有能与积炭反应的CO2，所以2~4h内乙组C3H8转化率高于甲组，可能原因是乙组中CO2可消除催化剂上积碳使催化剂活性增强，B正确；C．C3H8分解的三个反应都是吸热反应，升高温度，平衡都可能正向移动，不一定提高C3H6的选择性，C不正确；D．在高温条件下，若甲、乙两组气体分别在相同的恒压密闭容器中反应达平衡时，由于乙组中积炭与二氧化碳发生反应，促进了生成碳反应的进行，且催化剂的活性不同，所以反应进行的程度不同，C3H8的转化率不相同，D不正确；故选B。二、非选择题：共4题，共61分。14.由钛白副产硫酸亚铁[主要成分是，还含有]制备锂离子电池正极材料的前驱体的工艺流程如下图所示：已知：①溶解后溶液，各微粒浓度如下表所示。微粒元素浓度1.70.00430.07②，时，沉淀完全；③；；。请回答下列问题：（1）“除杂过滤”工序中，将转化为除去。①加入铁粉的作用是___________。②当沉淀完全时，滤渣中是否含有，请通过计算说明___________。（2）“结晶过滤”时获得的固体是。请补充完整下列制备方案：将“除杂过滤”后的滤液___________，得粗产品，多次重结晶、过滤、洗涤、干燥，制得较为纯净的(的溶解度随温度变化的曲线如图所示)。（3）“沉铁”时发生反应：。加入氨水的目的是___________。（4）工业上可用电解磷铁渣(主要含等)制备，电解原理如图所示。①a为直流电源的___________极。②生成的电极反应式为___________。【答案】（1）①.将还原为；消耗，调节，使完全转化为，便于除去②.溶解后c(Mg2+)=0.07mol∙L-1，当溶液中，，，滤渣中不会含有。（2）蒸发浓缩得到时饱和溶液冷却至结晶、过滤(洗涤)（3）中和，促使平衡正向移动，沉淀完全（4）①.正②.【解析】【分析】钛白副产硫酸亚铁酸溶之后，溶液中含有的金属阳离子为Fe2+、Fe3+、Mg2+、TiO2+，加入Fe将Fe3+还原为Fe2+，将TiO2+沉淀，结晶过滤、溶解后加H2O2将Fe2+转化为Fe3+，加入H3PO4和氨水沉淀Fe3+，据此回答。【小问1详解】根据分析可知，加入铁粉的作用是：将还原为；消耗，调节，使完全转化为，便于除去；当H2TiO3沉淀完全时，滤渣中不含Mg(OH)2，原因为：溶解后c(Mg2+)=0.07mol∙L-1，当溶液中，，，滤渣中不会含有；【小问2详解】根据图中信息可知，将“除杂过滤”后的滤液蒸发浓缩得到时饱和溶液冷却至结晶、过滤(洗涤)，得粗产品；【小问3详解】根据反应：可知，加入氨水的目的是：中和，促使平衡正向移动，沉淀完全；【小问4详解】①该装置是电解磷铁渣主要含等，制备，磷元素的化合价从-3价升高到+5价，因此磷铁渣与电源正极相连，为阳极，石墨为阴极；②FeP失去电子转化为FePO4，离子方程式为：。15.结构观是化学重要基本观念之一，具有适用性和导向性。以碳元素为研究对象，回答下列问题。（1）原子结构与高温反应可生成离子晶体，可通过Born-Haber循环构建其物质的转化及能量变化，如图所示。①已知：的第一电离能。过程ⅱ中基态转化为的___________(填“>”、“<”或“=”)，原因是___________。②过程ⅲ草若用等物质的量的金刚石代替石墨进行，则断裂的共价键数目___________(填“减少”、“不变”或“增多”)。（2）分子结构①以为配位原子，可与较多过渡金属元素形成羰基配合物。中原子形成的键数目为___________。②酸性溶液是有机化学中常用的氧化剂。有机相中的的溶解度小，降低了其氧化效率。某种冠醚的结构如图所示，该冠醚的分子空穴能有效识别并与形成超分子，该超分子结构中的化学键类型包括___________。A．共价键B．氢键C．离子键D．范德华力E．金属键加入冠醚后能有效增大在有机相的氧化效率，原因是___________。（3）晶体结构石墨烯()具有较大的比表面积，可作为良好的二维储氢材料，储氢后的石墨烯结构如图所示，该结构的化学式可表示为___________。【答案】（1）①.②.随着失电子数目的增加，原子核对外层电子的吸引能力增强，逐级电离能依次上升③.增多（2）①.②.AC③.冠谜能有效识别并结合，与形成超分子，增大了在有机相的溶解度，提高氧化效率（3）或【解析】【小问1详解】①的第一电离能，随着失电子数目的增加，原子核对外层电子的吸引能力增强，逐级电离能会依次上升，所以大于；②1mol金刚石里面含有的C—C数目为2mol，1mol石墨中含有的C—C键数目为1.5mol，所以用等物质的量的金刚石代替石墨进行，则断裂的共价键数目会增加；【小问2详解】①1molCO中含有的键数目为1mol，由于CO与Ni形成了配位键，四个CO会形成四个配位键，所以中原子形成的键数目为；②冠醚中存在共价键，中含既含有离子键，也含有共价键，所以，该超分子结构中的化学键类型包括离子键和共价键，故选AC；加入冠醚后，冠谜能有效识别并结合，与形成超分子，增大了在有机相的溶解度，提高氧化效率；【小问3详解】由图可知，一个C原子被三个六元环共用，所以一个六元环里含氧的C原子数目为，一个六元环里含有一个H2，所以该结构的化学式可以表示为或。16.钾铬矾[]，，在鞣革、纺织等工业上有广泛的用途，可通过还原重铬酸盐的酸性溶液制得，某小组按图1所示装置模拟钾铬矾的制备。回答下列问题：（1）利用装置可制备，其反应的化学方程式为___________。选择质量分数为的而不是稀硫酸进行实验的理由是___________。（2）B装置采用冰水浴，充分反应后为得到更多钾铬矾晶体，有同学认为可加入少量乙醇降低产品的溶解度而便于析出，该方法不合理的原因是___________。（3）对反应后C中的溶液组成进行探究，实验小组认为吸收液中的溶质可能被氧化，可加入___________(填试剂)进行检验。（4）研究钾铬矾的热分解反应及产物，取9.98g纯品进行热重分析，残留固体的质量与温度的关系如图所示。由加热至时，固体分解产生无色气体，过程中无电子转移。将剩余固体溶于水中部分溶解。加热至时所发生反应的化学方程式为___________。（5）往含铬废水中加入适量可溶性钡盐可使铬元素转化为沉淀而除去。要使的排放达到安全标准(含量)，应保证水体中的最低浓度为___________(，写出计算过程)。【答案】（1）①.②.增大浓度加快反应速率，减少溶解量，促进逸出（2）酸性溶液可以将乙醇氧化（3）稀盐酸酸化的氯化钡溶液（4）（5）【解析】【分析】由装置图可知，A为制备还原剂二氧化硫的装置，B为制备铬钾矾的装置，C为尾气处理装置，B中发生二氧化硫和重铬酸根的反应，生成铬离子和硫酸根离子，根据氧化还原反应的规律，结合化学实验的基本操作分析解答。【小问1详解】浓硫酸与亚硫酸钠反应生成二氧化硫，反应为：；生成二氧化硫能溶于水，用稀硫酸不利于二氧化硫逸出，因此选用质量分数为70%的而不用稀硫酸的原因是：增大浓度加快反应速率，减少溶解量，促进逸出。【小问2详解】根据相似相溶可知，加入少量乙醇降低无机物产品的溶解度而便于析出，但由于酸性溶液具有强氧化性，可以将乙醇氧化，因此该方法不合理。【小问3详解】C中为NaOH溶液，吸收后产生，但可能被O2氧化为，对反应后C中的溶液组成进行探究，检验的是有无硫酸根的生成，需要的试剂为：稀盐酸酸化的氯化钡溶液。【小问4详解】取9.98g纯品进行热重分析，即的物质的量为，含有结晶水的物质受热时一般是先脱水，0.1mol中含有，当完全脱水后剩余固体的质量为9.98g-4.32g=5.66g，对应图中，可知温度为400℃~607℃，固体为，根据题中所给信息，由加热至时，固体分解产生无色气体，过程中无电子转移，说明价态并未改变，那么无色气体为SO3，将剩余固体溶于水中部分溶解，说明产生了含铬元素的物质产生，观察图可知，607~620℃时，质量减少的是5.66-3.26=2.4g，即产生了SO3，则加热至时所发生反应的化学方程式为：。小问5详解】根据题意可知，，要使的排放达到安全标准(含量)，的最低浓度为。17.资源利用和环境保护是人类社会可持续发展的基础。（1）选择性催化还原(SCR)技术是目前应用最广泛的降低内燃机排放技术，原理如图所示：①尿素SCR技术(路径a)。已知在中发生尿素的热解与水解：尿素受热分解：(异氰酸)；异氩酸水解：。在发动机低负荷或低速空载时，柴油机排气的温度只有150℃或者更低，可造成的问题是___________。②固态铵SCR(路径b)技术在机外加热铵盐产生氨气。在S中发生的反应为，每生成时，反应转移的电子数为___________。③固态铵SCR技术相对于尿素SCR技术的优点是___________。（2）在贵金属催化剂表面进行CO还原NO也是去除氮氧化物的方法之一，反应