泸县第四中学2023-2024学年高二上学期期末考试
化学试题
可能用到的相对原子质量有：H：1 C：12 O：16 Na：23 Cl：35.5 Si：28 Fe：56
第一部分 选择题(共42分)
一、选择题(本题共14个小题，每小题只有一个选项符合题意，每小题3分，共42分)
1. 消防用品自动感温喷淋头结构如图所示。当喷淋头附近温度升高到喷淋头的设定值时，丙三醇将热敏玻璃球胀破，喷淋头自动喷水灭火。下列说法不正确的是
A. 热敏玻璃球能迅速将外界的热量传递给丙三醇
B. 玻璃球胀破的原因是丙三醇分子间的间隔变大
C. 喷水灭火的原理是水降低了可燃物的着火点
D. 日常生活中应避免热源靠近自动感温喷淋头
【答案】C
【解析】
【详解】A．热敏玻璃球能迅速将外界的热量传递给丙三醇，A正确；
B．温度升高，丙三醇分子间的间隔变大使玻璃球胀破，B正确；
C．喷水灭火的原理是水蒸发带走周围的热量，使周围的温度降到着火点以下，C错误；
D．日常生活中应避免热源靠近自动感温喷淋头，防止玻璃球胀破，造成损失，D正确；
故选C。
2. NA表示阿伏加德罗常数的数值，下列有关叙述不正确的是
A. 含16g氧原子的二氧化硅晶体中含有的σ键数目为1NA
B. 常温下4.6gNO2和N2O4混合气体中所含原子总数为0.3NA
C. 12g石墨中含有的共价键数目为1.5NA
D. 常温常压下，17g甲基(－14CH3)所含的中子数为8NA
【答案】A
【解析】
【详解】A．16 g氧原子的物质的量为=1mol，由此可知二氧化硅的物质的量为0.5mol，由二氧化硅的结构可知，含有Si-Oσ键为0.5mol×4×NAmol-1=2NA，故A错误；
B．4.6gNO2的物质的量为0.1mol，其中含0.3mol原子；4.6g N2O4的物质的量为0.05mol，其中含 0.3mol原子，所以4.6gNO2和N2O4的混合气体中原子数为0.3NA，故B正确；
C．12g石墨中含有1molC，1mol碳原子与其它3mol碳原子形成了3mol共价键，1mol碳原子形成的共价键为：×3mol=1.5mol，含有的共价键数为1.5NA，故C正确；
D．17g甲基-14CH3的物质的量为1mol，而1mol甲基-14CH3中含8mol中子，即含8NA个，故D正确；
故选A。
3. 下列错误的是
A. NH3的电子式为：
B. 制备金属 Al：
C. 某离子结构示意图为： ，可以表示35 Cl－，也可以表示37 Cl－
D. N 原子的轨道表示式为：
【答案】B
【解析】
【详解】A．NH3是共价化合物，N、H原子间共用1对电子，N原子还含有1对孤电子对，其电子式为 ，故A正确；
B．工业上常用电解熔融氧化铝制备金属Al，，故B错误；
C．35Cl-和示37Cl-都是氯离子，氯离子的核内质子数和核外电子数都是18，故C正确；
D．基态N原子的轨道表示式 ，故D正确；
故选：B。
4. 最近科学家成功制成了一种新型的碳氧化合物，该化合物晶体中每个碳原子均以四个共价单键与氧原子结合为一种空间网状的无限伸展结构，下列对该晶体叙述错误的是
A. 该晶体类型是原子晶体 B. 晶体中碳原子数与C-O化学键数之比为1∶2
C. 该化合物中碳原子采取sp3杂化 D. 该晶体中碳原子和氧原子的个数比为1∶2
【答案】B
【解析】
【详解】A．该晶体中，每个碳原子均以四个共价单键与氧原子结合为一种空间网状的无限伸展结构，则此晶体类型是原子晶体，A正确；
B．晶体中，每个碳原子与周围的4个氧原子以共价单键相连，则碳原子数与C-O化学键数之比为1∶4，B错误；
C．该化合物中每个碳原子与4个氧原子以共价单键相连，即每个碳原子形成4个σ键，则碳原子的价层电子对数为4，采取sp3杂化，C正确；
D．该晶体中，每个碳原子形成4个共价单键，每个氧原子形成2个共价单键，则碳原子和氧原子的个数比为1∶2，D正确；
故选B。
5. 短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W、X原子的最外层电子数之比为4:3，Z原子比X原子的核外电子数多4。下列说法正确的是
A. Z的氢化物极易溶于水，是因为可形成分子间氢键
B. W、X、Y、Z的原子半径大小顺序可能是W>X>Y>Z
C. Y、Z形成的分子空间构型可能是正四面体
D. WY2分子中σ键与π键的数目之比是2:1
【答案】C
【解析】
【分析】短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W、X原子的最外层电子数之比为4:3，由于最外层电子数不超过8，故W的最外层电子数为4，处于第ⅣA族，X的最外层电子数为3，处于第ⅢA族，原子序数X大于W，故W为C元素，X为Al元素，Z原子比X原子的核外电子数多4，故Z的核外电子数为17，则Z为Cl元素，Y的原子序数大于铝元素，小于氯元素，故Y为Si或P或S元素，据此解答。
【详解】A．HCl极易溶于水，是因为HCl、水都是极性分子，A错误；
B．同周期自左而右原子半径逐渐减小，电子层越多原子半径越大，故四种元素的原子半径碳原子的最小，为 X>Y>Z>W，B错误；
C．若Y、Z形成的分子为SiCl4，中心原子Si形成4个键，无孤电子对，为sp3杂化，正四面体构型，C正确；
D．WY2分子应为CS2，在S=C=S中每个双键中含有1个 键、1个π键，σ键和π键数目相等，D错误；
答案选C。
6. 下列有关热化学方程式书写与对应表述均正确的是
A. 稀硫酸与溶液反应：
B. 在下的燃烧热，则水分解的热化学方程式为
C. 已知的燃烧热则有
D. 已知硫粉与铁粉混合充分加热反应放出热量，则
【答案】D
【解析】
【详解】A．稀硫酸与0.1mol L-1NaOH溶液反应是强酸强碱反应放出热量，表示中和热离子方程式为：H+(aq)+OH-(aq)═H2O(l)△H=-57.3kJ mol-1，故A错误；
B．氢气的燃烧热为285.8kJ mol-1，燃烧热是1 mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量，则水分解的热化学方程式为H2O(l)=H2(g)+ O2(g)△H=+285.8kJ mol-1，故B错误；
C．已知CH3OH的燃烧热为726.8kJ mol-1，则有：CH3OH(l)+O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=-726.8kJ mol-1，故C错误；
D．0.3mol硫粉与0.2mol铁粉混合加热生成0.2mol硫化亚铁时，硫过量，放出19.12kJ热量，所以1mol铁反应放热=19.12kJ×=95.6kJ，热化学方程式为Fe(s)+S(s)═FeS(s)△H=-95.6kJ mol-1，故D正确；
故选：D。
7. 用如图所示的装置测定中和反应反应热。将浓度为0.50mol/L的酸溶液和0.55mol/L的碱溶液各50mL混合(溶液密度均为1g/mL)，生成的溶液的比热容，测得温度如下，则下列说法错误的是
反应物 起始温度t1/℃ 最高温度t2/℃
甲组(HCl+NaOH) 15.0 18.3
乙组(HCl+NH3·H2O) 15.0 18.1
A. 该实验装置中缺乏玻璃搅拌器
B. 在操作正确的前提下提高中和反应热测定准确性的关键是减少热量散失
C. 乙组实验所得结果，与甲组比较，因NH3·H2O为弱电解质，电离吸热导致放出热量较少
D. 实验中为了减少热量的散失，碱溶液应分多次倒入量热计内筒
【答案】D
【解析】
【详解】A．中和热测定，需要酸碱充分混合，所以该实验装置中缺乏玻璃搅拌器，故A正确；
B．中和反应反应热测定准确性的关键是减少热量散失，故B正确；
C．乙组实验所得结果：Q=4.18×(50+50)×(18.3-15)J=1379.4J，，与甲组比较，因NH3·H2O为弱电解质，电离吸热导致放出热量较少，故C正确；
D．为了减少热量散失，碱溶液应一次并迅速倒入盛有盐酸的量热计内筒中，故D错误；
故选D。
8. 某硝酸盐晶体化学式为M(NO3)x·nH2O，相对分子质量为242，将1.21g该晶体溶于水配成100mL溶液，用惰性电极进行电解。当有0.01mol电子转移时，溶液中金属离子全部析出，此时阴极增重0.32g。下列说法正确的是
A. 金属M的相对原子质量为32
B. x=3，n=3
C. 电解此硝酸盐水溶液时，阳极上有H2产生
D. 电解后所得溶液的pH(溶液体积仍为100mL)：pH=1
【答案】D
【解析】
【分析】1.21g该晶体的物质的量为=0.005mol，Mx+-xe-=M，x==2，M的摩尔质量为=64g/mol，64+62×2+18n=242，n=3。
【详解】A．由分析可知，M的摩尔质量为64g/mol，则金属M的相对原子质量为64，A不正确；
B．由分析可知，x=2，n=3，B不正确；
C．电解此硝酸盐水溶液时，阴极Cu2+得电子生成Cu，阳极上2H2O-4e-=O2↑+4H+，则有O2产生，C不正确；
D．用惰性电极进行电解Cu(NO3)2溶液，发生反应2Cu(NO3)2+2H2O2Cu+O2↑+4HNO3，当有0.01mol电子转移时，生成H+的物质的量为0.01mol，电解后所得溶液中c(H+)==0.1mol/L，pH=1，D正确；
故选D。
9. 在硫酸工业中，使氧化为的反应为 。下表列出了恒容密闭容器中，在不同温度和压强下，反应达到平衡时的转化率。下列说法错误的是
平衡时的转化率/%
0.1MPa 0.5MPa 1MPa 5MPa 10MPa
450℃ 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7
500℃ 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3
A. 通入适当过量的氧气，既有利于提高反应速率，又有利于增大的转化率
B. 尾气中的需要回收循环利用，防止污染环境并提高原料的利用率
C. 在实际生产中，应选择的条件是450℃，10MPa
D. 在实际生产中，选定的温度为400-500℃，主要原因是考虑催化剂的活性最佳
【答案】C
【解析】
【详解】A．容器为恒容刚性容器，充入与反应无关的气体，气体的浓度不变，转化率不变，A正确；
B．会造成酸雨，污染环境，尾气中的需要回收循环利用，防止污染环境并提高原料的利用率，B正确；
C．根据表格数据可知，450℃时二氧化硫的转化率比500℃时的高，虽然10MPa时转化率增大，但对设备要求高，故应选择450℃，5MPa，C错误；
D．为了催化剂的活性最佳，温度选定为400~500℃，D正确；
答案选C。
10. “打赢蓝天保卫战”，意味着对大气污染防治比过去要求更高。二氧化硫——空气质子交换膜燃料电池实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合，原理如图所示。下列说法正确的是
A. 该电池放电时质子从电极b移向电极a
B. 相同条件下，放电过程中消耗的，和的体积比为2∶1
C. 电极a附近发生的电极反应为
D. 电极b附近发生的电极反应为
【答案】B
【解析】
【分析】电极a中SO2转化为H2SO4，发生氧化反应，则a电极为负极，发生的电极反应为；电极b中消耗O2，则b电极为正极，发生的电极反应为。
【详解】A．由分析可得，电极a为负极，电极b为正极，阳离子向正极移动，则质子从电极a向电极b移动，A错误；
B．电池总反应为，相同条件下，放电过程中，和的体积比为2∶1，B正确；
C．电极a附近发生的电极反应为，C错误；
D．电极b附近发生的电极反应为，D错误；
故选B。
11. 下列实验设计可以达到相应实验目的的是
选项 A B
实验设计
实验目的 验证碳酸酸性强于硅酸 探究浓度对反应速率的影响
选项 C D
实验设计
实验目的 配制0.2000mol/L硫酸 检验浓硫酸与铜反应产生的二氧化硫
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A．盐酸有挥发性，不能验证碳酸和硅酸的酸性强弱，需在锥形瓶和烧杯之间添加饱和碳酸氢钠的洗气瓶，A错误；
B．因为 KMnO4浓度不同颜色不同，褪色时间自然不同，所以应改变草酸的浓度，用草酸滴定高锰酸钾溶液，B错误；
C．浓硫酸应先在烧杯中稀释，冷却至室温后，再转移定容，C错误；
D．浓硫酸和铜在加热条件下反应生成二氧化硫，二氧化硫具有漂白性，通入到品红溶液中，若品红褪色，则证明生成二氧化硫，二氧化硫气体是大气污染物，不能排放到空气中，故试管口用浸有氢氧化钠溶液棉花团吸收二氧化硫，图示正确，D正确；
故选D。
12. 已知常温下，几种物质的电离平衡常数，下列说法正确的是
酸 醋酸 次氯酸 碳酸 亚硫酸
电离平衡常数
A. 向NaClO溶液中通入少量：
B. 向NaClO溶液中通入足量能提高次氯酸的浓度
C. 将的醋酸加水不断稀释，所有离子浓度均减小
D. 酸性由强到弱排序：
【答案】A
【解析】
【分析】弱电解质电离平衡常数越大，电离程度越大，说明酸性越强，据此分析解题。
【详解】A．向NaClO溶液中通入少量，生成HClO和NaHCO3，离子方程式为，故A正确；
B．NaClO具有氧化性，NaClO溶液中通入足量将发生氧化还原反应，不能提高次氯酸的浓度，故B错误；
C．醋酸稀释将促进电离，氢离子浓度先增加后下降，故C错误；
D．根据电离平衡常数大小，酸性由强到弱排序：，故D错误；
故答案选A。
13. 在容积一定的密闭容器中，置入一定量的一氧化氮和足量碳发生化学反应：，平行时与温度的关系如图所示，则下列说法正确的是
A. 在时，若反应体系处于状态D，则此时反应速率：
B. 若该反应在、时的平衡常数分别为、，则
C. 该反应的
D. 若状态B、C、D的压强分别为、、，则
【答案】A
【解析】
【详解】A．T2°C时反应进行到状态D，c(NO)高于平衡浓度，化学反应向正反应进行，则一定有v正>v逆，A正确；
B．由图可知，温度越高平衡时c(NO)越大，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，所以升温化学平衡常数减小，K1>K2，B错误；
C．根据B选项分析知，升高温度平衡向逆反应方向移动，由于升高温度化学平衡向吸热反应方向移动，所以正反应为放热反应，即<0，C错误；
D．该反应是反应前后气体体积相等的反应，在同一温度下的气体压强相同，达到平衡状态时，压强和温度成正比例关系，则p(C)>p(D)=p(B)，D错误；
故选A。
14. 废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有、。为了保护环境、充分利用铅资源，通过如图流程实现铅的回收。下列说法不正确的是(已知常温下，)
A. “铅膏”中主要来源于该电池的正极材料
B. “脱硫”利用了
C. “酸浸”后溶液中的主要阳离子为和
D. “沉铅”后的滤液中存在：
【答案】D
【解析】
【分析】从主要含、废旧铅蓄电池的铅膏中回收铅资源。通过如图流程可知“脱硫”时利用了沉淀转化原理，将PbSO4转化为PbCO3，便于后面的酸浸。在“酸浸”时将还原，最终铅元素全部转化为可溶性的 (CH3COO)2Pb，“沉铅”时将(CH3COO)2Pb转化为Pb(OH)2，最后Pb(OH)2加热得到PbO。
【详解】A．铅蓄电池中铅做负极，二氧化铅做正极，“铅膏”中PbO2主要来源于该电池的正极材料，A正确；
B．脱硫时硫酸铅转化成了碳酸铅，故“脱硫”利用了，B正确；
C．“酸浸”时碳酸铅生成醋酸铅，则“酸浸”后溶液中的主要阳离子为和，C正确；
D．“沉铅”后溶液中会有少量铅离子存在，故根据电荷守恒可知，，D错误；
故选D。
第二部分 非选择题(共58分)
二、非选择题(本题包括15~19题，共5题)
15. 磷化铜(Cu3P2)用于制造磷青铜，磷青铜是含少量锡、磷的铜合金，主要用作耐磨零件和弹性原件。
（1）基态铜原子的价电子排布式为_________；价电子中成对电子数______个。
（2）磷化铜与水作用产生有毒的磷化氢(PH3)。
①PH3分子中的中心原子的杂化方式是________。
②P与N同主族，其最高价氧化物对应水化物的酸性：HNO3____H3PO4(填“>”或“<”)，从结构的角度说明理由：_______。
（3）某磷青铜晶胞结构如图所示。
①则其化学式为________。
②该晶体中距离Cu原子最近的Sn原子有______个，这些Sn原子所呈现的构型为_______。
③若晶体密度为8.82g/cm3，最近的Cu原子核间距为_______pm(用含NA的代数式表示)。
【答案】15. ①. 1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1 ②. 10
16. ①. sp3 ②. > ③. 因为HNO3分子结构中含有2个非羟基氧原子，比H3PO4中多1个
17. ①. SnCu3P ②. 4 ③. 平面正方形 ④.
【解析】
【小问1详解】
Cu元素为29号元素，原子核外有29个电子，所以核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1，铜原子价电子3d104s1，其中成对电子数10个，
故答案为：1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1；10；
【小问2详解】
①PH3分子中价层电子对个数=σ键个P数+孤电子对个数=3+(5﹣3×1)=4，所以磷原子采用sp3杂化，故答案为：sp3；
②非金属性N>P，对应最高价氧化物对应的水化物的酸性为HNO3>H3PO4，从结构的角度因为HNO3分子结构中含有2个非羟基氧原子，比H3PO4中多1个，酸性为HNO3>H3PO4，故答案为：>；因为HNO3分子结构中含有2个非羟基氧原子，比H3PO4中多1个；
【小问3详解】
晶体中P原子位于中心，含有一个磷原子，立方体每个面心喊一个Cu，每个Cu分摊给一个晶胞的占，立方体顶角Sn分摊给每个晶胞的原子为，据此得到化学式SnCu3P，故答案为：SnCu3P；
②该晶体中距离Cu原子最近的Sn原子有4个，这些Sn原子所呈现的构型为平面正方形，故答案为：4；平面正方形；
③摩尔质量=342g/mol，则一个晶胞质量g，设立方体边长为x，铜原子间最近距离为a，则a2=()2+()2，a=x，结合密度ρ=，V=x3=，x=，a=x=×=××1010pm，故答案为：××1010。
16. 中科院“大气灰霾追因与控制”项目针对北京强霾过程进行分析，强霾过程中，出现了大量有毒有害的含氮有机颗粒物。燃煤和机动车尾气是氮氧化物的主要来源。现在对其中的一些气体进行了一定的研究：
（1）用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知：
①CH4(g)＋4NO2(g)=4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH=-574 kJ·mol-1
②CH4(g)＋4NO(g)=2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH=-1160 kJ·mol-1
③H2O(g)=H2O(l) ΔH=-44.0 kJ·mol-1
写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g)、CO2(g)和H2O(l)的热化学方程式___________。
（2）为了减轻大气污染，人们提出在汽车尾气排气管口采用催化剂将NO和CO转化成无污染气体参与大气循环。T ℃时，将等物质的量的NO和CO充入容积为2 L的密闭容器中，保持温度和体积不变，反应过程中NO的物质的量随时间变化如图所示。
①写出该反应的化学方程式___________。
②10 min内该反应的速率v(N2)=___________；T ℃时该化学反应的平衡常数K=___________。
③若该反应ΔH<0，在恒容的密闭容器中，反应达平衡后，改变某一条件，下列示意图正确的是___________。
④一定温度下，在恒容密闭容器中充入一定量NO和CO进行该反应，能判断反应已达到化学平衡状态的是___________。
a．容器中压强不再变化 b．CO2的浓度不再改变
c．2v正(NO)=v逆(N2) d．气体的密度保持不变
（3）一定温度下，用水吸收SO2气体时，若得到pH=4的H2SO3溶液，试计算溶液中=___________。SO2可用足量小苏打溶液吸收，反应的离子方程式是___________。(已知该温度下，H2SO3的电离常数：K1=4.5×10-2，K2=2.5×10-7，H2CO3的电离常数K1=8.4×10-7，K2=1.2×10-10)
【答案】（1）CH4(g)＋2NO2(g)=N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(l) ΔH=-955 kJ·mol-1
（2） ①. 2NO＋2CON2＋2CO2 ②. 0.005 mol·L-1·min-1 ③. 5 ④. c ⑤. ab
（3） ①. 400 ②. HCO＋SO2=HSO＋CO2
【解析】
【小问1详解】
已知：① CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-574kJ mol-l；
② CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1160kJ mol-l；
③ H2O(g)=H2O(1) ΔH=-44.0kJ mol-l。
根据盖斯定律：(① +② +③ ×2)得CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g)、CO2(g)和H2O(1)的热化学方程式为CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-955kJ mol-l；
【小问2详解】
① 采用催化剂将NO和CO转化成无污染气体二氧化碳和氮气，该反应化学方程式为2NO+2CO=N2+2CO2；
② 由图象知10min内NO的物质的量变化为(0.4-0.2)mol=0.2mol，由反应方程式知N2的物质的量变化为0.1mol，浓度变化为0.05mol/L，该反应的速率v(N2)==0.005molL-1 min-1；利用三行式分析；
则T℃时该化学反应的平衡常数K===5；
③a．该反应为放热反应，升高温度，K减小，与图象不符，故a不符合题意；
b．该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，CO的转化率降低，与图象不符，故b不符合题意；
c．平衡常数的影响因素为温度，温度不变，K不变，与图象相符，故c符合题意；
d．增大N2的浓度，平衡逆向移动，NO的转化率降低，与图象不符，故d不符合题意；
答案选c；
④ a．随着反应的进行，容器内气体的物质的量逐渐减小，根据阿伏伽德罗定律知容器中压强逐渐减小，当容器内压强不再变化说明反应达到平衡状态，故a符合题意；
b．反应达平衡后各物质的浓度不变，若CO2的浓度不再改变，反应达到平衡状态，故b符合题意；
c．2v正(NO)=v逆(N2)，正、逆反应速率不相等，反应未达到平衡，故c不符合题意；
d．一定温度下，在恒容密闭容器中，根据质量守恒定律知容器内气体的质量保持不变，气体的密度不随反应的进行而变化，密度保持不变不能说明反应达到平衡状态，故d不符合题意；
故选ab；
【小问3详解】
亚硫酸的电离方程式为，H2SO3 +H+， H++，得到pH=4的H2SO3溶液，c(H+)=10-4mol/L，由于K2=，===400；
由于Ka1(H2SO3)＞Ka1(H2CO3)＞Ka1(H2SO3)，所以SO2可用足量小苏打溶液吸收，反应产生亚硫酸氢钠和二氧化碳，反应的离子方程式为：+SO2=+CO2。
17. 化学反应常伴随热效应，某些反应的热量变化，其数值Q可通过量热装 直接测出，而有些反应难以通过实验直接测出，可以通过盖斯定律进行推算。某学习小组研究部分反应反应热的测定，具体如下：
（1）测定中和反应的中和热
实验步骤如下：
a.用量筒量取盐酸，打开杯盖，倒入量热计的内筒，盖上杯盖，插入温度计，测量并记录盐酸的温度。
b.用另一个量筒量取溶液，用温度计测量并记录NaOH溶液的温度。
c.打开杯盖，将量筒中的溶液倒入量热计的内筒中，立即盖上杯盖，插入温度计，用搅拌器匀速搅拌，密切关注温度变化，测出混合液的最高温度。
配制过程中，部分操作如下图所示，其中有错误的是_________（ 标号）
②利用上述数据计算该中和反应的中和热____________列出计算式，和分别取和，忽略水以外各物质吸收的热量）。
③实验测得比理论值稍大，其原因不可能是________-（塂标号）。
A.用量筒量取盐酸溶液体积时仰视读数
B.使用不锈钢搅拌器代替玻璃搅拌器
C.测量稀盐酸的温度计未洗净直接测定溶液的温度
D.步骤c中未充分搅拌就读出
（2）测量反应的反应热
借助于（1）中方法，将一定量的铁粉和硫酸铁溶液放于量热计中，发现溶液颜色变浅，同时有气体生成，经分析生成的气体为氢气。经小组讨论，由于测量过程中产生气体引起干扰，重新设计无气体生成的实验方案。该小组分成两个小组，分别测量反应的反应热和反应______（写离子方程式），经计算可得______（用表示）。
【答案】（1） ①. AB ②. ③. A
（2） ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
①A．应该放称量纸上称重，故A错误；
B．应先溶解再转移至容量瓶，故B错误；
C．定容时实线与刻度线齐平，故C正确；
D．定容后的溶液浓度不均匀，要把容量瓶瓶塞塞紧，用食指顶住瓶塞，用另一只手的手指托住瓶底，把容量瓶倒转和摇动多次，使溶液混合均匀，故D正确；
故答案选AB；
②测得反应体系反应前后温差为，放出热量，所以中和热，故答案为；
③A．用量筒量取盐酸溶液体积时仰视读数，造成读数比实际值小，导致测得热量值偏大，偏小，故A错误；
B．使用不锈钢搅拌器会使反应放出热量损失一些，导致测得的温度比实际小，计算出的 H1的值偏大，故B正确；
C．测量稀盐酸的温度计未洗净直接测定溶液的温度，将导致测量时温度偏高，测得反应的热量偏低，偏大，故C正确；
D．步骤c中未充分搅拌就读出，将导致直接测得热量偏低，偏大，故D正确；
故答案选A。
【小问2详解】
测量反应①的反应热，可分别测量反应②的反应热和反应③的反应热，①=②+③，经计算可得，故答案为；。
18. Ⅰ．肼(N2H4)是一种重要的化工产品，有广泛用途，常用于火箭推进剂和燃料电池。回答下列问题：
（1）N2H4的电子式为________。
（2）已知N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)的能量变化如图所示：
①则该反应为______(填“吸热反应”或“放热反应”)。
②2molN原子、4molH原子、2molO原子生成1molN2(g)和2molH2O(g)的过程中放出_____kJ能量。
Ⅱ．“绿色办奥”是北京冬奥会四大办奥理念之首，在“双碳”目标驱动下，全球首次服务体育赛事的大批量氢燃料客车在北京冬奥会上闪亮登场。工作原理如图所示：
（3）氢燃料电池工作时H2从______(填“正极”或“负极”)通入。
（4）负极发生的反应方程式为_______。
（5）溶液中OH－向_____电极(填“a”或“b”)移动。
（6）当有16g气体被还原时，回路中转移的电子数为_____。
【答案】18. 19. ①. 放热反应 ②. 2752 20. 负极
21. 22. a
23.
【解析】
【分析】Ⅱ．该电池为氢氧燃料电池，电解质为KOH溶液，氢气失去电子发生氧化反应，为负极，电极反应为：；氧气得到电子发生还原反应，为正极，电极反应为：。
【小问1详解】
是共价化合物，电子式为：。
【小问2详解】
①根据图示，反应物总能量大于生成物总能量，则该反应为放热反应；
②根据图示，2molN原子、4molH原子、2molO原子生成和的过程中放出的能量为。
【小问3详解】
氢燃料电池工作时，氢气失电子发生氧化反应，从负极通入。
【小问4详解】
负极氢气失电子发生氧化反应，负极发生的反应方程式为。
【小问5详解】
原电池中阴离子移向负极，a通入氢气，a是负极，溶液中向a电极移动。
【小问6详解】
氢氧燃料电池中，氧气得电子被还原，氧元素化合价由0价降低为-2价，当有16g气体被还原时，回路中转移的电子数为。
19. 已知FeCl3溶液与KI溶液的反应为可逆反应，小组同学对该反应进行实验探究。
（1）甲同学首先进行了实验1
实验1 实验步骤 实验现象
i.取2 mL1 mol·L-1 KI溶液，滴加0.1 mol·L-1 FeCl3溶液3滴(1滴约为0.05 mL，下同)。 i.溶液呈棕黄色。
ii.向其中滴加2滴0.1 mol·L-1 KSCN溶液。 ii.溶液不显红色。
①写出FeCl3溶液与KI溶液反应的离子方程式___________。
②加入KSCN溶液的目的是___________。
③甲同学认为溶液不显红色的原因是反应体系中c(Fe3+)太低，改进方案，进行实验2.
实验2 实验步骤 实验现象
i.取2 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液，滴加0.1 mol·L-1 FeCl3溶液3滴。 i.溶液呈棕黄色
ii.向其中滴加2滴0.1 mol·L-1 KSCN溶液。 ii.溶液显红色。
iii.继续加入2 mL CCl4，充分振荡、静置。 iii.液体分层，上层红色消失，变为棕黄色，下层呈紫红色。
本实验改用0.1 mol·L-1 KI溶液的目的是___________。用化学平衡原理解释实验2中加入CCl4后上层溶液红色消失的原因___________。
（2）甲同学认为“用CCl4萃取后上层溶液仍为棕黄色”的原因是I2未被充分萃取，但乙同学查阅资料得到信息：I2、在水中均呈棕黄色，两者有如下关系：I2+I- 。于是提出假设：萃取后的溶液呈棕黄色的主要原因是存在。
①为验证假设，乙同学设计并完成了实验3.
实验3 实验步骤 实验现象
i.取1 mL实验2中棕黄色的上层清液，再加入2 mLCCl4，振荡、静置。 i.液体分层，上层呈黄色，下层呈紫红色。
ii.取1 mL饱和碘水，加入2 mLCCl4，振荡、静置。 ii.液体分层，上层为无色，下层呈紫红色。
实验3的结论是___________。
②甲同学依据乙同学的实验设计思路，选用实验2中的试剂，运用控制变量的方法设计了更加严谨的实验，证明了平衡I2+I- 的存在。
请你补充完整他设计的实验步骤：将实验2中下层紫红色溶液平均分成两份，分装于两支试管中，向试管1中加入1 mL水，振荡、静置；向试管2中加入1 mL0.1 mol·L-1 KI溶液，振荡、静置。两支试管中的现象分别为试管1中液体分层，上层为无色，下层呈紫红色，
试管2：___________。
【答案】19. ①. ②. 检验溶液中是否大量存在Fe3+ ③. 提高平衡时溶液中的c(Fe3+) ④. 加入CCl4后，碘单质被CCl4萃取，平衡正向移动，c(Fe3+)降低，平衡逆向移动，c[Fe(SCN)3]降低，所以红色消失
20. ①. 萃取后的溶液呈棕黄色的主要原因是存在 ②. 试管2中液体分层，上层呈黄色，下层呈紫红色(或紫红色变浅)
【解析】
【分析】该实验为探究FeCl3溶液与KI溶液的反应为可逆反应，可逆反应反应物和产物将同时存在，则实验1为检测反应结束后的溶液中是否存在Fe3+，实验2为检测反应结束后的溶液中存在碘单质。
【小问1详解】
①FeCl3溶液与KI溶液反应的离子方程式为；
②Fe3+遇到KSCN溶液会呈红色，加入KSCN溶液的目的是检验溶液中是否大量存在Fe3+；
③甲同学认为实验1溶液不显红色的原因是反应体系中c(Fe3+)太低，可能是加入的KI浓度较大，则需要减小KI的浓度，故本实验改用0.1 mol·L-1 KI溶液的目的是提高平衡时溶液中的c(Fe3+)；实验2中加入CCl4后上层溶液红色消失的原因可能为加入CCl4后，碘单质被CCl4萃取，平衡正向移动，c(Fe3+)降低，平衡逆向移动，c[Fe(SCN)3]降低，所以红色消失；
【小问2详解】
①实验3的目的是验证假设“萃取后的溶液呈棕黄色的主要原因是存在”，利用饱和碘水进行对比，根据碘水利用CCl4萃取后上层为无色可知，实验3的结论是萃取后的溶液呈棕黄色的主要原因是存在；
②将实验2中下层紫红色溶液平均分成两份，分装于两支试管中，向试管1中加入1 mL水，振荡、静置；向试管2中加入1 mL0.1 mol·L-1 KI溶液，振荡、静置，试管1中水不能反萃取出碘单质，试管2中水层含KI，发生反应，则可反萃取出碘单质，生成，则两支试管中的现象分别为试管1中液体分层，上层为无色，下层呈紫红色，则试管2中液体分层，上层呈黄色，下层呈紫红色(或紫红色变浅)。泸县第四中学2023-2024学年高二上学期期末考试
化学试题
可能用到的相对原子质量有：H：1 C：12 O：16 Na：23 Cl：35.5 Si：28 Fe：56
第一部分 选择题(共42分)
一、选择题(本题共14个小题，每小题只有一个选项符合题意，每小题3分，共42分)
1. 消防用品自动感温喷淋头结构如图所示。当喷淋头附近温度升高到喷淋头的设定值时，丙三醇将热敏玻璃球胀破，喷淋头自动喷水灭火。下列说法不正确的是
A. 热敏玻璃球能迅速将外界热量传递给丙三醇
B. 玻璃球胀破的原因是丙三醇分子间的间隔变大
C. 喷水灭火的原理是水降低了可燃物的着火点
D. 日常生活中应避免热源靠近自动感温喷淋头
2. NA表示阿伏加德罗常数的数值，下列有关叙述不正确的是
A. 含16g氧原子的二氧化硅晶体中含有的σ键数目为1NA
B. 常温下4.6gNO2和N2O4混合气体中所含原子总数为0.3NA
C. 12g石墨中含有的共价键数目为1.5NA
D. 常温常压下，17g甲基(－14CH3)所含的中子数为8NA
3. 下列错误的是
A. NH3的电子式为：
B 制备金属 Al：
C. 某离子结构示意图： ，可以表示35 Cl－，也可以表示37 Cl－
D. N 原子的轨道表示式为：
4. 最近科学家成功制成了一种新型的碳氧化合物，该化合物晶体中每个碳原子均以四个共价单键与氧原子结合为一种空间网状的无限伸展结构，下列对该晶体叙述错误的是
A. 该晶体类型是原子晶体 B. 晶体中碳原子数与C-O化学键数之比为1∶2
C. 该化合物中碳原子采取sp3杂化 D. 该晶体中碳原子和氧原子的个数比为1∶2
5. 短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W、X原子的最外层电子数之比为4:3，Z原子比X原子的核外电子数多4。下列说法正确的是
A. Z的氢化物极易溶于水，是因为可形成分子间氢键
B. W、X、Y、Z的原子半径大小顺序可能是W>X>Y>Z
C. Y、Z形成的分子空间构型可能是正四面体
D. WY2分子中σ键与π键的数目之比是2:1
6. 下列有关热化学方程式书写与对应表述均正确的是
A. 稀硫酸与溶液反应：
B. 在下的燃烧热，则水分解的热化学方程式为
C. 已知的燃烧热则有
D. 已知硫粉与铁粉混合充分加热反应放出热量，则
7. 用如图所示的装置测定中和反应反应热。将浓度为0.50mol/L的酸溶液和0.55mol/L的碱溶液各50mL混合(溶液密度均为1g/mL)，生成的溶液的比热容，测得温度如下，则下列说法错误的是
反应物 起始温度t1/℃ 最高温度t2/℃
甲组(HCl+NaOH) 15.0 18.3
乙组(HCl+NH3·H2O) 15.0 18.1
A. 该实验装置中缺乏玻璃搅拌器
B. 在操作正确的前提下提高中和反应热测定准确性的关键是减少热量散失
C. 乙组实验所得结果，与甲组比较，因NH3·H2O为弱电解质，电离吸热导致放出热量较少
D. 实验中为了减少热量的散失，碱溶液应分多次倒入量热计内筒
8. 某硝酸盐晶体化学式为M(NO3)x·nH2O，相对分子质量为242，将1.21g该晶体溶于水配成100mL溶液，用惰性电极进行电解。当有0.01mol电子转移时，溶液中金属离子全部析出，此时阴极增重0.32g。下列说法正确是
A. 金属M的相对原子质量为32
B. x=3，n=3
C. 电解此硝酸盐水溶液时，阳极上有H2产生
D. 电解后所得溶液的pH(溶液体积仍为100mL)：pH=1
9. 在硫酸工业中，使氧化为的反应为 。下表列出了恒容密闭容器中，在不同温度和压强下，反应达到平衡时的转化率。下列说法错误的是
平衡时的转化率/%
0.1MPa 0.5MPa 1MPa 5MPa 10MPa
450℃ 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7
500℃ 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3
A. 通入适当过量的氧气，既有利于提高反应速率，又有利于增大的转化率
B. 尾气中的需要回收循环利用，防止污染环境并提高原料的利用率
C. 在实际生产中，应选择的条件是450℃，10MPa
D. 在实际生产中，选定的温度为400-500℃，主要原因是考虑催化剂的活性最佳
10. “打赢蓝天保卫战”，意味着对大气污染防治比过去要求更高。二氧化硫——空气质子交换膜燃料电池实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合，原理如图所示。下列说法正确的是
A. 该电池放电时质子从电极b移向电极a
B. 相同条件下，放电过程中消耗的，和的体积比为2∶1
C. 电极a附近发生的电极反应为
D. 电极b附近发生的电极反应为
11. 下列实验设计可以达到相应实验目的的是
选项 A B
实验设计
实验目的 验证碳酸酸性强于硅酸 探究浓度对反应速率的影响
选项 C D
实验设计
实验目的 配制0.2000mol/L硫酸 检验浓硫酸与铜反应产生的二氧化硫
A. A B. B C. C D. D
12. 已知常温下，几种物质的电离平衡常数，下列说法正确的是
酸 醋酸 次氯酸 碳酸 亚硫酸
电离平衡常数
A. 向NaClO溶液中通入少量：
B. 向NaClO溶液中通入足量能提高次氯酸的浓度
C. 将的醋酸加水不断稀释，所有离子浓度均减小
D. 酸性由强到弱排序：
13. 在容积一定的密闭容器中，置入一定量的一氧化氮和足量碳发生化学反应：，平行时与温度的关系如图所示，则下列说法正确的是
A. 在时，若反应体系处于状态D，则此时反应速率：
B. 若该反应在、时的平衡常数分别为、，则
C. 该反应的
D. 若状态B、C、D的压强分别为、、，则
14. 废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有、。为了保护环境、充分利用铅资源，通过如图流程实现铅的回收。下列说法不正确的是(已知常温下，)
A. “铅膏”中主要来源于该电池的正极材料
B. “脱硫”利用了
C. “酸浸”后溶液中的主要阳离子为和
D. “沉铅”后的滤液中存在：
第二部分 非选择题(共58分)
二、非选择题(本题包括15~19题，共5题)
15. 磷化铜(Cu3P2)用于制造磷青铜，磷青铜是含少量锡、磷的铜合金，主要用作耐磨零件和弹性原件。
（1）基态铜原子的价电子排布式为_________；价电子中成对电子数______个。
（2）磷化铜与水作用产生有毒的磷化氢(PH3)。
①PH3分子中的中心原子的杂化方式是________。
②P与N同主族，其最高价氧化物对应水化物的酸性：HNO3____H3PO4(填“>”或“<”)，从结构的角度说明理由：_______。
（3）某磷青铜晶胞结构如图所示。
①则其化学式为________。
②该晶体中距离Cu原子最近的Sn原子有______个，这些Sn原子所呈现的构型为_______。
③若晶体密度为8.82g/cm3，最近的Cu原子核间距为_______pm(用含NA的代数式表示)。
16. 中科院“大气灰霾追因与控制”项目针对北京强霾过程进行分析，强霾过程中，出现了大量有毒有害的含氮有机颗粒物。燃煤和机动车尾气是氮氧化物的主要来源。现在对其中的一些气体进行了一定的研究：
（1）用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知：
①CH4(g)＋4NO2(g)=4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH=-574 kJ·mol-1
②CH4(g)＋4NO(g)=2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH=-1160 kJ·mol-1
③H2O(g)=H2O(l) ΔH=-44.0 kJ·mol-1
写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g)、CO2(g)和H2O(l)的热化学方程式___________。
（2）为了减轻大气污染，人们提出在汽车尾气排气管口采用催化剂将NO和CO转化成无污染气体参与大气循环。T ℃时，将等物质的量的NO和CO充入容积为2 L的密闭容器中，保持温度和体积不变，反应过程中NO的物质的量随时间变化如图所示。
①写出该反应的化学方程式___________。
②10 min内该反应的速率v(N2)=___________；T ℃时该化学反应的平衡常数K=___________。
③若该反应ΔH<0，在恒容的密闭容器中，反应达平衡后，改变某一条件，下列示意图正确的是___________。
④一定温度下，在恒容密闭容器中充入一定量NO和CO进行该反应，能判断反应已达到化学平衡状态的是___________。
a．容器中压强不再变化 b．CO2的浓度不再改变
c．2v正(NO)=v逆(N2) d．气体的密度保持不变
（3）一定温度下，用水吸收SO2气体时，若得到pH=4的H2SO3溶液，试计算溶液中=___________。SO2可用足量小苏打溶液吸收，反应的离子方程式是___________。(已知该温度下，H2SO3的电离常数：K1=4.5×10-2，K2=2.5×10-7，H2CO3的电离常数K1=8.4×10-7，K2=1.2×10-10)
17. 化学反应常伴随热效应，某些反应的热量变化，其数值Q可通过量热装 直接测出，而有些反应难以通过实验直接测出，可以通过盖斯定律进行推算。某学习小组研究部分反应反应热的测定，具体如下：
（1）测定中和反应的中和热
实验步骤如下：
a.用量筒量取盐酸，打开杯盖，倒入量热计的内筒，盖上杯盖，插入温度计，测量并记录盐酸的温度。
b.用另一个量筒量取溶液，用温度计测量并记录NaOH溶液的温度。
c.打开杯盖，将量筒中的溶液倒入量热计的内筒中，立即盖上杯盖，插入温度计，用搅拌器匀速搅拌，密切关注温度变化，测出混合液的最高温度。
配制过程中，部分操作如下图所示，其中有错误的是_________（ 标号）
②利用上述数据计算该中和反应的中和热____________列出计算式，和分别取和，忽略水以外各物质吸收的热量）。
③实验测得比理论值稍大，其原因不可能是________-（塂标号）。
A.用量筒量取盐酸溶液体积时仰视读数
B.使用不锈钢搅拌器代替玻璃搅拌器
C.测量稀盐酸的温度计未洗净直接测定溶液的温度
D.步骤c中未充分搅拌就读出
（2）测量反应的反应热
借助于（1）中方法，将一定量的铁粉和硫酸铁溶液放于量热计中，发现溶液颜色变浅，同时有气体生成，经分析生成的气体为氢气。经小组讨论，由于测量过程中产生气体引起干扰，重新设计无气体生成的实验方案。该小组分成两个小组，分别测量反应的反应热和反应______（写离子方程式），经计算可得______（用表示）。
18. Ⅰ．肼(N2H4)是一种重要的化工产品，有广泛用途，常用于火箭推进剂和燃料电池。回答下列问题：
（1）N2H4的电子式为________。
（2）已知N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)的能量变化如图所示：
①则该反应为______(填“吸热反应”或“放热反应”)。
②2molN原子、4molH原子、2molO原子生成1molN2(g)和2molH2O(g)的过程中放出_____kJ能量。
Ⅱ．“绿色办奥”是北京冬奥会四大办奥理念之首，在“双碳”目标驱动下，全球首次服务体育赛事的大批量氢燃料客车在北京冬奥会上闪亮登场。工作原理如图所示：
（3）氢燃料电池工作时H2从______(填“正极”或“负极”)通入。
（4）负极发生的反应方程式为_______。
（5）溶液中OH－向_____电极(填“a”或“b”)移动。
（6）当有16g气体被还原时，回路中转移的电子数为_____。
19. 已知FeCl3溶液与KI溶液的反应为可逆反应，小组同学对该反应进行实验探究。
（1）甲同学首先进行了实验1
实验1 实验步骤 实验现象
i.取2 mL1 mol·L-1 KI溶液，滴加0.1 mol·L-1 FeCl3溶液3滴(1滴约为0.05 mL，下同)。 i.溶液呈棕黄色。
ii.向其中滴加2滴0.1 mol·L-1 KSCN溶液。 ii.溶液不显红色
①写出FeCl3溶液与KI溶液反应的离子方程式___________。
②加入KSCN溶液的目的是___________。
③甲同学认为溶液不显红色的原因是反应体系中c(Fe3+)太低，改进方案，进行实验2.
实验2 实验步骤 实验现象
i.取2 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液，滴加0.1 mol·L-1 FeCl3溶液3滴。 i.溶液呈棕黄色。
ii.向其中滴加2滴0.1 mol·L-1 KSCN溶液。 ii.溶液显红色。
iii.继续加入2 mL CCl4，充分振荡、静置。 iii.液体分层，上层红色消失，变为棕黄色，下层呈紫红色。
本实验改用0.1 mol·L-1 KI溶液的目的是___________。用化学平衡原理解释实验2中加入CCl4后上层溶液红色消失的原因___________。
（2）甲同学认为“用CCl4萃取后上层溶液仍为棕黄色”的原因是I2未被充分萃取，但乙同学查阅资料得到信息：I2、在水中均呈棕黄色，两者有如下关系：I2+I- 。于是提出假设：萃取后的溶液呈棕黄色的主要原因是存在。
①为验证假设，乙同学设计并完成了实验3.
实验3 实验步骤 实验现象
i.取1 mL实验2中棕黄色的上层清液，再加入2 mLCCl4，振荡、静置。 i.液体分层，上层呈黄色，下层呈紫红色。
ii.取1 mL饱和碘水，加入2 mLCCl4，振荡、静置。 ii.液体分层，上层为无色，下层呈紫红色。
实验3的结论是___________。
②甲同学依据乙同学的实验设计思路，选用实验2中的试剂，运用控制变量的方法设计了更加严谨的实验，证明了平衡I2+I- 的存在。
请你补充完整他设计的实验步骤：将实验2中下层紫红色溶液平均分成两份，分装于两支试管中，向试管1中加入1 mL水，振荡、静置；向试管2中加入1 mL0.1 mol·L-1 KI溶液，振荡、静置。两支试管中的现象分别为试管1中液体分层，上层为无色，下层呈紫红色，
试管2：___________。
