上海市曹杨二中2024-2025学年高二上学期期末考试化学试卷（解析版）

第页，共页第16页，共16页上海市曹杨二中2024学年度第一学期高二年级期末考试化学试卷考生注意：1、答卷前，考生务必将姓名、班级、学号等在指定位置填写清楚。2、本试卷共五道大题，满分100分，考试时间60分钟。请考生用黑色水笔或钢笔将答案直接写在答题卷上。3、选择类试题中，标注“不定项”的试题，每小题有1~2个正确选项，只有1个正确选项的，多选不给分，有2个正确选项的，漏选1个给一半分，错选不给分；未特别标注的试题，每小题只有1个正确选项。一、的再利用(共23分)1.空间站还原转化系统能把呼出的捕集、分离并与空间站电解水系统产生的进行加氢处理，从而实现空间站内物料的循环利用。（1）一种借助光将转化为的催化机理如图所示。该转化过程总反应的化学方程式是_______；图中所示的各物质中，含有极性共价键的非极性分子是_______(填化学式)。一定条件下，和还可发生如下两个平行反应：ⅰ．ⅱ．kJ·mol-1（2）已知相关物质的总键能数据如表：物质CO键能(kJ·mol-1)43692816061072则反应ⅰ的_______kJ·mol-1。（3）恒容条件下，能说明反应ⅰ已经达到平衡状态的是_______。A.混合气体的平均相对分子质量不变 B.混合气体的密度不变C. D.不变（4）关于上述反应ⅱ说法正确的是_______。A. B. C.低温自发 D.高温自发（5）为了提高的产率理论上应采用的措施是_______。A.低温低压 B.高温低压 C.高温高压 D.低温高压（6）保持温度为533K，压强为3Mpa，按投料比向密闭容器中充入和，反应相同时间测得不同催化剂下转化率和选择性的相关实验数据如下表所示：(选择性为转化的中生成的物质的量的百分比)催化剂转化率选择性cat.121.9%67.3%cat.236.1%100.0%上述条件下，使用cat.2催化剂，下列说法能判断反应ⅱ达到平衡状态的是_______。A.气体压强不再变化B.气体平均相对分子质量不再变化C.和的物质的量之比为1：1D.和的物质的量之比不再变化（7）一定条件下，向0.5L恒容密闭容器中充入1mol和3mol，只发生反应ⅱ，经过2h反应达到平衡，的转化率为80%。该过程中的平均反应速率为_______mol·L-1·h-1，该温度下的平衡常数_______。(保留两位小数)（8）若恒容密闭容器中只发生上述反应ⅰ，在进气比不同、温度不同时，测得相应的平衡转化率如下图所示。则B和C两点的温度_______(填“<”，“>”，或“=”)，其原因是_______。（9）研究表明，反应ⅰ的逆反应在催化下进行，反应历程如图所示，写出该反应历程中决速步骤的反应方程式：_______。【答案】（1）①.②.、（2）42（3）D（4）BC（5）D（6）B（7）①.2.4②.3.70（8）①.>②.反应i为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，平衡转化率增大（9）【解析】【小问1详解】由图可知，总反应为氢气和二氧化碳反应生成甲烷和水，；甲烷、二氧化碳分子中含碳氢、碳氧极性键，分子为对称结构，为非极性分子；【小问2详解】反应物键能和-生成物键能和=(1606+436-1072-928)kJ·mol-1=42kJ·mol-1。【小问3详解】A．混合气体的总质量不变，气体物质的量不变，则混合气体的平均相对分子质量始终不变，不能据此判断平衡状态，故A不选；B．混合气体的总质量不变，气体物质的量不变，容器体积不变，则混合气体密度不变，不能据此判断平衡状态，故B不选；C．，不能说明正反应速率等于逆反应速率，不能说明反应反应达到平衡状态，故C不选；D．随反应正向进行，CO的物质的量逐渐增大，氢气的物质的量逐渐减小，则逐渐增大，当不再变化时，反应达到平衡状态，故D选；故选：D。【小问4详解】A．反应ⅱ正向气体分子数减少，则，故A错误；B．反应ⅱ正向气体分子数减少，则，故B正确；C．反应ⅱ，<0，则反应低温自发，故C正确；D．反应ⅱ，<0，则反应低温自发，故D错误；故选：BC。【小问5详解】增大压强反应i不移动，反应ii正向移动，可提高的产率；反应i为吸热反应，反应ii为放热反应，则降低温度可使反应i逆向移动，而使反应ii正向移动，可提高的产率；故选：D；【小问6详解】A．使用cat.2催化剂，选择性为100%，只发生反应ii，反应在温度、压强恒定的条件下，气体压强不再变化时，反应不一定达平衡状态，故A正确；B．气体总质量不变，随反应ii正向进行，气体分子数减小，则气体平均相对分子质量逐渐增大，当气体平均相对分子质量不再变化时反应达到平衡状态，故B正确；C．和的物质的量之比始终保持1：1，不能据此平衡状态，故C错误；D．和的起始量和变化量之比均为1：3，则两者的物质的量始终未1：3不变，不能据此平衡状态，故D错误；故选：B。【小问7详解】该过程中的平均反应速率v()=mol·L-1·h-1，结合已知列三段式该温度下的平衡常数3.70；【小问8详解】B和C两点相同，只是温度不同，由以上分析已知反应i为吸热反应，温度升高平衡正向移动，的平衡转化率增大，则B点温度高于C点；【小问9详解】由图可知过渡态1对应的活化能大于过渡态2对应活化能，活化能越大反应速率越慢，而慢反应为决速步骤，则决速步骤的反应方程式：。二、电化学(共16分)2.关于铅蓄电池的说法正确的是（）A.在放电时，正极发生的反应是Pb(s)+SO42-(aq)-2e-=PbSO4(s)B.在放电时，该电池的负极材料是铅板C.在充电时，电池中硫酸的浓度不断变小D.在充电时，阳极发生的反应是PbSO4(s)＋2e-=Pb(s)＋SO42-(aq)【答案】B【解析】【分析】铅蓄电池的反应方程式是：。【详解】A．铅蓄电池，正极电极反应式为：，故A错误；B．铅蓄电池两电极材料分别是Pb和PbO2，所以负极材料是铅板，故B正确；C．充电会生成硫酸，硫酸的浓度不断增大，故C错误；D．充电是电解池装置，阳极失去电子，故D错误；答案选B。【点睛】铅蓄电池的正反应是原电池，逆反应是电解池，注意结合氧化还原反应分析。3.下列说法中正确的是A.电解氯化铜溶液就是氯化铜的电离B.电解氯化铜溶液是化学变化，不通电也能发生C.氯化铜溶液是强电解质D.电解是最强的氧化还原手段，不能自发进行的氧化还原也可以发生【答案】D【解析】【详解】A、电解氯化铜溶液就是电解氯化铜本身，电解总反应方程式为：，氯化铜是强电解质，完全电离：，故A错误；B、电解氯化铜溶液化学变化，需要通电才能发生，故B错误；C、氯化铜是强电解质，溶液是混合物，故C错误；D、电解池反应是外加电源强迫下的氧化还原反应，不能自发进行的氧化还原反应，通过电解的原理可以实现，故D正确。故答案为：D4.餐具表面镀银既能增强抗腐蚀性，又美观。下列关于铁表面镀银的说法不正确的是A.电路中每通过1mol，阴极析出1mol银 B.电镀液需要不断更换C.阳极反应式为 D.铁电极应与电源负极相连【答案】B【解析】【分析】铁表面镀银时，与直流电源负极相连的铁电极做阴极，银离子在阴极得到电子发生还原反应生成银，银做阳极，银失去电子发生氧化反应生成银离子，则溶液中的银离子浓度不变。【详解】A．由分析可知，与直流电源负极相连的铁电极做阴极，银离子在阴极得到电子发生还原反应生成银，则电路中每通过1mol，阴极析出1mol银，故A正确；B．由分析可知，电镀过程中溶液中的银离子浓度不变，所以电镀液不需要更换，故B错误；C．由分析可知，银做阳极，银失去电子发生氧化反应生成银离子，阳极反应式为，故C正确；D．由分析可知，与直流电源负极相连的铁电极做阴极，故D正确；故选B。5.近年，有研究人员用通过电催化生成多种燃料，实现回收利用，其原理如图：（1）请写出Cu电极上产生HCOOH的电极反应式：_______。（2）HCOOH易溶于水、乙醇、甘油等，从结构的角度分析其原因是_______。（3）如果Cu电极上只生成0.15mol和0.30mol，则Pt电极上产生的在标准状况下的体积为_______L。【答案】（1）CO2+2e—+2H+=HCOOH（2）HCOOH分子中含有羧基，水、乙醇、甘油等分子中含有羟基，能与HCOOH分子形成分子间氢键（3）20.16【解析】【分析】由图可知，与直流电源正极相连的铂电极为电解池的阳极，水分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O—4e—=O2↑+4H+，铜电极为阴极，酸性条件下二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成甲醇等有机物。【小问1详解】由分析可知，铜电极为阴极，由化合价变化可知，酸性条件下二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成甲酸，电极反应式为CO2+2e—+2H+=HCOOH；【小问2详解】甲酸分子中含有羧基，水、乙醇、甘油等分子中含有羟基，能与甲酸分子形成分子间氢键，所以甲酸易溶于水、乙醇、甘油等；【小问3详解】由化合价变化可知，二氧化碳转化为1mol乙烯、1mol甲醇时，得到电子的物质的量分别为12mol、6mol，则由得失电子数目守恒可知，铜电极上只生成0.15mol乙烯和0.30mol甲醇时，铂电极上生成标准状况下氧气的体积为(0.15mol×12+0.30mol×6)××22.4L/mol=20.16L。6.某小组使用酸性电解质的氢氧燃料电池作为直流电源用于电解食盐水。（1）写出氢氧燃料电池负极的电极反应：_______。（2）下图为电解食盐水装置，此电解池C出口流出的溶液为_______。A.饱和NaCl B.稀NaCl C.浓NaOH D.稀NaOH【答案】（1）H2—2e—=H2↑（2）B【解析】【小问1详解】酸性电解质的氢氧燃料电池中通入氢气的电极为负极，氢气在负极失去电子发生氧化反应生成氢离子，电极反应式为H2—2e—=H2↑；【小问2详解】由钠离子的移动方向可知，左侧电极为电解池的阳极，氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气，溶液中的钠离子通过阳离子交换膜进入阴极区，则C口流出的为稀氯化钠溶液，故选B。三、水溶液中的平衡(共18分)7.在浓氨水中通入过量后，加入NaCl颗粒可制得碳酸氢钠，写出另一产物的电子式_______。【答案】【解析】【详解】在浓氨水中通入过量二氧化碳后，加入氯化钠颗粒制得碳酸氢钠反应为溶液中碳酸氢铵与氯化钠反应生成碳酸氢钠沉淀和氯化铵，氯化铵是含有离子键和共价键的离子化合物，电子式为。8.常温下，将盐酸和氨水混合，所得溶液，此时溶液中_______。A.>B.＜C.=【答案】A【解析】【详解】常温下，将盐酸和氨水混合所得pH为7的溶液中氢离子浓度等于氢氧根离子浓度，由电荷守恒关系c(NH)+c(H+)=c(Cl—)+c(OH—)可知，溶液中c(NH)=c(Cl—)，所以溶液中c(NH)+c(NH3·H2O)＞c(Cl—)，故选A。9.碳酸钠和碳酸氢钠是两种非常重要的化工产品，下列关于两种物质的水溶液的说法错误的是A.两种溶液之间不能相互转化B.均存在电离平衡C.均存在水解平衡，且均呈碱性D.均存c(Na+)=c(H2CO3)+c(HCO)+c(CO)【答案】AD【解析】【详解】A．碳酸钠溶液能与二氧化碳反应生成碳酸氢钠，碳酸氢钠溶液能与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水，则两种溶液之间能相互转化，故A错误；B．碳酸钠溶液中水的电离平衡，碳酸氢钠溶液中存在碳酸氢根离子的电离平衡、水的电离平衡，所以两种溶液均存在电离平衡，故B正确；C．碳酸钠、碳酸氢钠是强碱弱酸盐，碳酸钠溶液中存在碳酸根离子的水解平衡，溶液呈碱性；碳酸氢钠在溶液中存在碳酸氢根离子的水解平衡和碳酸氢根离子的电离平衡，且碳酸氢根离子在溶液中的水解程度大于电离程度，溶液呈碱性，则两种溶液中均存在水解平衡，且均呈碱性，故C正确；D．碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液中均存在电荷守恒关系c(Na+)=c(OH-)+c(HCO)+2c(CO)，故D错误；故选AD。10.0.1mol·L-1溶液中加水稀释，下列数据变大的是A. B. C. D.【答案】BC【解析】【分析】醋酸溶液加水稀释时，溶液中醋酸、醋酸根离子、氢离子浓度减小，醋酸的电离常数和水的离子积常数不变。【详解】A．由分析可知，醋酸溶液加水稀释时，溶液中氢离子浓度减小，故A错误；B．由电离常数可知，溶液中=，由分析可知，醋酸溶液加水稀释时，醋酸根离子浓度减小，醋酸电离常数不变，则溶液中和的值变大，故B正确；C．由分析可知，醋酸溶液加水稀释时，溶液中氢离子浓度减小，水的离子积常数不变，则溶液中氢氧根离子浓度增大，的值增大，故C正确；D．由分析可知，醋酸溶液加水稀释时，醋酸的电离常数不变，则溶液中的值不变，故D错误；故选BC。11.各类水处理剂能让水质得到提升达到饮用水的标准。生活中较常见的水处理剂有：氯气、次氯酸钠、漂白粉(主要成分为次氯酸钙)、二氧化氯、明矾、硫酸铁、高铁酸钠等等。（1）高铁酸钠()是一种更为理想的水处理剂，除了能消毒杀菌，还有一个优点是_______。（2）二氧化氯是。A.极性分子，易溶于水 B.非极性分子，易溶于水C.极性分子，不易溶于水 D.非极性分子，不易溶于水（3）很不稳定，需随用随制。与(亚氯酸钠)按物质的量之比为1：6混合，在溶液中恰好反应生成，该反应的离子方程式为_______。上述产物用水吸收得到溶液。为测定所得溶液中的含量，进行了下列实验：步骤1：准确量取溶液10mL，稀释成100mL试样：步骤2：量取mL试样加入锥形瓶中，调节试样的，加入足量的KI晶体，摇匀，在暗处静置30min；步骤3：以淀粉溶液做指示剂，用cmol·L-1溶液滴定至终点，消耗溶液mL。(已知：)（4）步骤3中滴定终点的现象是_______。根据上述步骤可计算出原溶液的浓度为_______g/L。【，1用含字母的代数式表示】【答案】（1）生成氢氧化铁胶体，氢氧化铁胶体能吸附悬浮颗粒净水（2）A（3）（4）①.加入最后半滴溶液，溶液蓝色变为无色，且30s内不变色②.【解析】【小问1详解】高铁酸钠具有强氧化性，能消毒杀菌，且高铁酸钠的还原产物铁离子能水解生成氢氧化铁胶体，氢氧化铁胶体能吸附悬浮颗粒净水；【小问2详解】二氧化氯分子中正负电荷重心不重合，为极性分子，根据相似相溶，可知易溶于水，故选A；【小问3详解】与(亚氯酸钠)按物质的量之比为1：6混合，在溶液中恰好反应生成ClO2，结合质量守恒还生成NH3，由氢元素守恒可知，有水参加反应，1molNCl3得到1molNH3，由、ClO2中Cl原子与O原子之比均为1:2，结合电荷守恒可知，反应还生成NaCl与NaOH，反应离子方程式为：；【小问4详解】①碘反应完毕，加入最后半滴溶液，溶液蓝色褪去，故答案为：加入最后半滴溶液，溶液蓝色变为无色，且30s内不变色；②ClO2与I-反应得到Cl-与I2，由电子转移守恒及已知反应，可得关系式：2ClO2～5I2～10，原溶液的浓度为。四、钒的氧化物(共21分)12.钒()广泛应用于催化及钢铁工业，有“化学面包”“金属维生素”之称。（1）描述钒原子核外电子运动的四个方面包括：能层、能级、电子云伸展方向和_______。基态钒原子的价电子排布式为_______，与钒同周期的所有元素的基态原子中，未成对电子数最多的是_______。A.TiB.CuC.FeD.Cr溶解在NaOH溶液中，可得到钒酸钠，已知空间结构与相同。（2）中心原子价层孤电子对数目为_______。A.0 B.1 C.2 D.3（3）短周期元素形成的各微粒中，任写一种与空间结构相同的正离子_______。常用作转化为的催化剂。一定条件下，在固定容积的密闭容器中充入与空气的混合气体，加入一定量。反应tmin后达到平衡，容器中和物质的量浓度分别为amol·L-1和bmol·L-1。（4）起始物质的量浓度为_______mol·L-1(用含a、b的代数式表示)。若升高温度，物质的量浓度将_______。A.增大B.减小C.不变（5）在未使用催化剂时：氧化反应的能量变化如图所示。加入后，会使图中_______。A.增大、减小 B.减小、增大C.减小、不变 D.减小、增大用活化后的作催化剂，在有氧条件下氨气将NO还原成的一种反应历程如图所示。（6）上述历程中，钒元素被氧化的过程有_______(填序号)；写出总反应的化学方程式：_______。（7）按上图中、NO和的比例进行催化脱硝反应，一段时间后，和NO的转化率与温度的关系如下图所示。超过200℃后，NO转化率急剧下降，而仍维持较高，原因可能是：_______。【答案】（1）①.自旋方向②.3d34s2③.D（2）A（3）（4）①.a+b②.B（5）C（6）①.④②.4NH3+4NO+O2=4N2+6H2O（7）超过200℃后，NH3与O2生成了NO【解析】【小问1详解】原子核外电子运动的四个方面包括：能层、能级、电子云伸展方向和自旋方向；23V是23号元素，基态钒原子的价电子排布式为3d34s2，与钒同周期的所有元素的基态原子中，未成对电子数最多的价电子排布式为3d54s1，为Cr元素，故选：D。【小问2详解】中心原子价层孤电子对数目为=0，故选A；【小问3详解】中心原子价层电子对数为4+=4，且没有孤电子对，则其空间构型为正四面体形，与空间构型相同的正离子有。【小问4详解】根据已知条件列出“三段式”SO2起始物质的量浓度为(a+b)mol/L；该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，物质的量浓度将减小，故选：B；【小问5详解】加入催化剂同等程度地降低正逆反应的活化能，不改变反应的反应热，加入V2O5后，会使图中E1减小、E2减小、E3不变，故选C。【小问6详解】过程④中钒元素被O2氧化，钒元素化合价上升；根据在钒基催化剂(V2O5)作用下的脱硝反应机理，NH3、NO、O2是反应物，N2、H2O是生成物，总反应的化学方程式为4NH3+4NO+O2=4N2+6H2O；【小问7详解】超过200℃后，NH3发生催化氧化，NH3与O2反应生成NO，所以超过200℃后，NO转化率急剧下降，而NH3转化率仍维持较高。五、从绿柱石到氧化铍(共22分)13.铍的氧化物广泛应用于原子能、航天、陶瓷等领域。自然界中含铍矿物有30多种，其中绿柱石主要化学成分为，还含有一定量的FeO和最具工业价值。（1）用氧化物的形式可以表示为_______。（2）Be、Al、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为_______。A. B.C. D.（3）的中心原子的杂化方式是_______，分子构型为_______。（4）Si元素在周期表中的位置为_______，基态Si原子中，电子占据的最高能级的符号是_______，该能级具有的原子轨道数为_______。【答案】（1）3BeO⋅Al2O3⋅6SiO2（2）A（3）①.sp②.直线形（4）①.第三周期第ⅣA族②.3p③.3【解析】【小问1详解】用氧化物的形式表示时书写顺序是：较活泼金属氧化物、较不活泼金属氧化物、二氧化硅、水，用氧化物的形式可以表示为：3BeO⋅Al2O3⋅6SiO2；【小问2详解】Be和O第一电离能：O>Be，同主族第一电离能：Be>Mg，同周期第一电离能Mg>Al，所以Be、Al、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为：，故选A；【小问3详解】价层电子对数为，无孤对电子，中心原子Be的杂化方式是sp，分子构型为直线型；【小问4详解】基态Si原子电子排布式为1s22s22p63s23p2，其位于第三周期第ⅣA族，离原子核越远的能层、能级，能量越高，即电子占据的最高能级的符号是3p，该能级具有的原子轨道数为3。14.绿柱石的主要成分为Be3Al2Si6