江苏省无锡市第一中学2023-2024学年高一下学期6月期末考试
化学试题(选修班)
注意事项：
1. 本试卷分为选择题和非选择题两部分，共100分，考试时间75分钟。
2. 请将答案填写在答题卡的指定位置。
3. 可能用到的相对原子质量：H—1 C—12 N—14 O—16 V—51
一、 单项选择题：本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题只有一个选项符合题意。
1. 《流浪地球2》向观众展示了太空电梯、行星发动机、超级计算机550W等超前的科技幻想，探讨了数字生命、人工智能等科技伦理问题。它们与化学有着密切联系，下列说法不正确的是
A. 我国“硅—石墨烯—锗高速晶体管”技术获重大突破，C、Si、Ge都是主族元素
B. 我国提出网络强国战略，光纤线路总长超过三千万公里，光纤主要成分是Si
C. 新型陶瓷碳化硅(SiC)可作耐高温结构材料
D. 富勒烯、石墨烯都是碳单质
2. 在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是
A. Al2O3(熔融)Al(s)AlCl3(s)
B. FeS2(s)SO2(g)H2SO4(aq)
C. NH3(g)NO(g)NaNO3(aq)
D. SiO2(s)H2SiO3(s)Na2SiO3(aq)
3. 实验室制取并探究其性质，下列实验装置和操作不能达到实验目的的是
A. 用装置甲制取 B. 用装置乙干燥
C. 用装置丙收集 D. 用装置丁探究的还原性
阅读下列材料，完成下面试题：
氮是参与生命活动的重要元素。氮在大气圈、水圈和生物圈中进行元素循环。从化学的视角深刻理解氮循环，合理使用含氮化合物，科学处理大气和水圈中的氮元素，保障地球生态安全，是化学学科的重要研究内容和责任。烧碱溶液可以吸收硝酸工业尾气中的NO和NO2，生成亚硝酸钠(NaNO2)，NH4Cl＋NaNO2=NaCl＋N2↑＋2H2O应用于石油开采。
4. 下列关于自然界中氮循环(如图)的说法错误的是
A. ①和②均属于氮的固定
B. 氢、氧元素也参与了自然界中的氮循环
C. ④中每生成1 mol NO，消耗2 mol O2
D. ③和⑤过程中氮元素分别被还原和氧化
5. 下列化学反应表示正确的是
A. 用烧碱溶液吸收硝酸工业尾气：NO+NO2+2OH-=2+H2O
B. 用水吸收二氧化氮制硝酸：2NO2+H2O=HNO3+NO
C. 雷雨天气空气中的氮气和氧气反应：N2+2O22NO2
D. 铜粉和稀硝酸反应：Cu+4H++=Cu2++2NO2↑+2H2O
6. 反应NH4Cl＋NaNO2=NaCl＋N2↑＋2H2O应用于石油开采。下列说法正确是
A. 基态N原子的轨道表示式为
B. Cl-的结构示意图为
C. 亚硝酸根(NO)中N原子杂化类型为sp2
D. H2O的空间填充模型为
7. 前4周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。基态时，X原子核外有6个电子，Y原子3p原子轨道半充满，Z原子3p原子轨道上有2个未成对电子。W与Y处于同一主族。下列说法正确的是
A. 电负性：Y
C. 原子半径：r(W)
8. 氧元素的单质及化合物应用广泛。下列说法正确的是
A. 16O、17O、18O互为同素异形体
B. 分子中键角大小：SO2>SO3
C. Na2O2、H2O2晶体类型相同
D. 上图所示1个Cu2O晶胞中有4个铜原子
9. 根据实验操作及现象，下列结论正确的是
选项 实验操作及现象 结论
A 常温下，将铁片分别插入稀硝酸和浓硝酸中，前者产生无色气体，后者无明显现象 稀硝酸的氧化性比浓硝酸强
B 取一定量Na2SO3样品，溶解后加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，加入浓硝酸，仍有沉淀 此样品中含有SO
C 向溶液X中滴加NaOH稀溶液，将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸不变色 溶液X中不含NH
D 向盛有FeSO4溶液的试管中滴加几滴KSCN溶液，溶液不变色，滴加稀硝酸后溶液变红 Fe2＋具有还原性
A. A B. B C. C D. D
10. 金属硫化物(MxSy)催化反应CH4(g)＋2H2S (g)=CS2(g)＋4H2(g)，既可以除去天然气中的H2S，又可以获得H2。下列说法正确的是
A. 沸点：H2O＜H2S
B. H2S分子是一种只存在极性键的非极性分子
C. 题图所示的反应机理中，步骤Ⅰ可理解为H2S中带部分负电荷的S与催化剂中的M之间发生作用
D. 该反应中每消耗1 mol H2S，转移电子的数目约为2×6.02×1023
11. 下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系，据此判断下列说法中正确的是
A. 石墨转变为金刚石是放热反应
B. 白磷比红磷稳定
C. S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH1，S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH2则ΔH1<ΔH2
D. CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH>0
12. 微生物脱盐池是在微生物燃料电池的基础上发展而来的新兴生物电化学系统，原理如图所示，下列说法错误的是
A. b为正极
B. 负极反应为CH3COO-＋7OH-－8e-=2CO2＋5H2O
C. 该装置能实现从海水中得到淡水，同时去除有机物并提供电能
D. X膜为阴离子交换膜
13. 甲烷可用于消除NO2的污染：CH4＋2NO2N2＋CO2＋2H2O。在2 L密闭容器中，控制不同温度，分别加入0.50 mol CH4和1.00 mol NO2，测得n(CH4)随时间变化的有关实验数据见下表：
组别 温度 时间/minn/mol 0 10 20 40 50
① T1 n(CH4) 0.50 0.35 0.25 0.10 0.10
② T2 n(CH4) 0.50 0.30 0.18 … 0.15
下列说法正确的是
A. 组别①，0～20 min内，NO2的反应速率为0.025 mol·L-1·min-1
B. 由实验数据可知实验控制的温度T1＞T2
C. 组别②，40 min时，表格中对应的数据为0.18
D. 组别②，该反应在温度T2达到平衡状态时，NO2的转化率为70%()
二、 非选择题：共4题，共61分。
14. 甲烷既是高效的能源，又是重要的化工原料，在生产、生活中用途广泛。
（1）CH4燃烧放出大量的热。
常温下，1gCH4在O2中完全燃烧生成CO2和液态水释放出55.7 kJ的热量，写出甲烷燃烧的热化学方程式___________。
（2）甲烷—空气质子交换膜燃料电池应用广泛，其结构如图所示。
①a处通入的物质是___________(填化学式)，电极N的电极反应式为___________。
②若该燃料电池消耗11.2L (标准状况下) CH4，则理论上电路中转移___________mol电子。
（3）工业上利用CH4催化重整制H2，反应原理为：CH4(g) + H2O(g) CO(g) +3H2(g)。在恒容密闭容器中投入等物质的量的CH4和H2O，发生上述反应。
①在不改变物质浓度的条件下，加快该反应速率的措施有___________(答出一点即可)。
②下列叙述中能说明该反应已达平衡状态的有___________(填字母序号)。
A．c(H2)=3c(H2O)
B．混合气体的密度不再变化
C．单位时间内生成1molCO，同时消耗3mol H2
D．混合气体的压强不再变化
（4）高温条件下，利用CH4还原NO的反应过程如图所示。
①H、C、N、O、Fe五种元素的电负性由大到小的顺序为___________。
②写出反应ⅱ的化学方程式___________。
15. 元素周期表揭示了元素间的内在联系，使元素构成了较为系统的体系。元素在周期表中的位置与原子结构、元素性质密切相关。下图是元素周期表的前四周期，a ~ e代表其中的五种元素。
a
b c
d
e
（1）第一电离能介于元素a、b的元素有___________种，前四周期元素中基态原子的核外未成对电子数最多的原子的价电子排布式为___________，在元素周期表中该元素处于___________区。
（2）元素c和d的单质可以化合生成一种淡黄色固体，该物质的电子式为___________，
（3）在50℃左右，单质e能够与CO反应生成[e(CO)4]，升高温度后[e(CO)4]又可分解，工业上常用这些反应提纯单质e，已知[e(CO)4]是易挥发的液体，沸点43℃，推测其固态时所属晶体类型为___________。
（4）2023年诺贝尔化学奖颁给合成量子点的三位科学家。量子点是一种重要的低维半导体材料，常由硅(Si)、磷(P)、硫(S)、硒(Se)等元素组成。下列说法正确的是___________。
A. 原子半径：r(Si)>r(S)>r(Se)
B. 第一电离能：
C. 晶体硅、白磷(P4)均为分子晶体
D. 氢化物的稳定性：H2Se>H2S>PH3
（5）晶体硅(Si)、碳化硅(SiC)与金刚石(C)结构相似，晶体硅(Si)、碳化硅(SiC)晶胞结构示意图如下：
①1mol晶体硅(Si)存在Si—Si的数目为___________，晶体硅(Si)、碳化硅(SiC)、金刚石(C)的熔点由高到低的顺序为___________。
②工业上高纯硅可通过反应SiCl4(g)＋2H2(g)Si (s)＋4HCl(g)制取，该反应的ΔH=___________。
化学键 Si—Cl H—H H—Cl Si—Si
键能/(kJ/mol) 360 436 431 176
16. 铁单质及化合物在生产、生活及科学研究中用途广泛。
（1）研究表明，铁有δ、γ、α三种同素异形体，三种晶胞结构(均为立方体)在不同温度下的转化如图所示。下列说法正确的是___________。(填序号)。
A． 将γ-Fe加热到1500℃分别急速冷却和缓慢冷却，得到的晶体类型相同
B． 平均每个晶胞含有的Fe原子个数：γ-Fe > δ-Fe > α-Fe
C． 在α-Fe、γ-Fe晶体中，与每个铁原子距离相等且最近的铁原子分别为6个、12个
（2）亚铁氰化钾属于批准使用的食品添加剂，受热易分解：3K4[Fe(CN)6]12KCN＋Fe3C＋2(CN)2↑＋N2↑＋C，回答下列问题：
①基态Fe2＋与Fe3＋中未成对的电子数之比为___________。
②常温常压下CCl4为无色液体，碳原子的杂化方式为___________，CCl4空间构型为___________。
③ 氰[(CN)2]为无色可燃气体、剧毒、有苦杏仁味，和卤素单质的结构相似。氰分子具有对称性，共价键夹角为180°，(CN)2分子中σ键和π键数目之比为___________。KCN可以转化为HCN，HCN分子中碳原子的杂化方式为___________。
（3）铁氮化合物(FexNy)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。某FexNy的晶胞如图2所示，Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe，形成Cu替代型产物Fe(x-n)CunNy。FexNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化如图3所示，其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为___________。
17. V2O5—WO3/TiO2催化剂可以催化NH3脱除烟气中的NO。反应如下：4NO(g)＋4NH3(g)＋O2(g)4N2(g)＋6H2O(g)，
（1）催化剂的制备
已知：常温下偏钒酸铵(NH4VO3)微溶于水；草酸(H2C2O4)能与含钒粒子形成易溶于水的物质。
称取一定量偏钒酸铵(NH4VO3)和钨酸钠(Na2WO4)，加入草酸溶液完全溶解。取一定量的TiO2粉末浸渍于上述混合溶液中，在热水浴中搅拌、静置、过滤、焙烧、研磨后得到V2O5—WO3/TiO2催化剂。
①焙烧时NH4VO3分解产生V2O5的化学方程式为___________。
② H2C2O4的作用是___________。
（2）催化剂的应用
将模拟烟气以一定流速通过装有V2O5—WO3/TiO2催化剂的反应管，反应相同时间，测得NO的转化率随温度的变化如图所示。
①研究表明反应温度高于350 ℃，NO转化率下降的原因之一是NH3被氧气氧化，请写出该反应的化学方程式___________。
②除了上述原因，导致NO转化率下降的其他原因是___________。
（3）V2O5的回收。回收V2O5的过程如图所示：
①酸浸过程中，V2O5转化成VO2＋，该反应的离子方程式为___________。
②为测定回收所得V2O5样品的纯度，进行如下实验：称取2.000g样品，用稀硫酸溶解、定容得100mL (VO2)2SO4溶液，量取20.00mL溶液放入锥形瓶中，加入10.00mL 0.5000mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2溶液，再用0.01000mol·L-1KMnO4标准溶液与过量的Fe2反应，当反应恰好完全时，消耗标准溶液24.00mL。上述反应原理如下：
VO+Fe2++2H+ = VO2++Fe3++H2O；
MnO+5Fe2++ 8H+ = Mn2++5Fe3++4H2O。
则V2O5样品的纯度为___________。(写出计算过程)
参考答案
1.B 2.A 3.B 4. D 5. A 6. C
7.A 8.D 9.D 10.C 11.C 12.B 13.D
14.（1）CH4(g)＋2O2(g)CO2(g)＋2H2O(l) ΔH=-891.2 kJ·mol-1
（2）①. CH4(g) ②. O2+4e-+4H+=2H2O ③. 4
（3）①. 升高温度或使用催化剂(答出一点即可) ②. CD
（4）①. O>N>C>H>Fe ②. 4Fe3O4 + 2NO 6Fe2O3+ N2
15.（1）①. 3 ②. 3d54s1 ③. d
（2）
（3）分子晶体
（4）B
（5）①. 2mol ②. C >SiC >Si ③. + 236kJ·mol 1
16.（1）BC
（2） ①. 4∶5 ②. sp3 ③. 正四面体形 ④. 3∶4 ⑤. sp
（3）Fe3CuN
17.（1）①. 2NH4VO3V2O5＋2NH3↑＋H2O ②. 与VO形成易溶于水的物质，促进NH4VO3的溶解
（2）①. 4NH3＋5O24NO ＋6H2O ②. 催化剂活性下降，反应速率减慢
（3）①. V2O5＋SO＋4H＋=2VO2＋＋SO＋2H2O ②. 86.45%
