江苏省2023-2024学年高二上学期期末迎考化学B卷含答案.pdf

绝密启用前B 卷江苏省 20232024 学年高二上学期期末迎考卷化学注意事项:1.本试卷 100 分,考试用时 75 分钟。2.答题前,考生务必将班级、姓名、学号写在密封线内。可能用到的相对原子质量:H1Li7C12N14O16Cl35.5Cu64一、单项选择题:本题包括 13 小题,每小题 3 分,共计 39 分。每小题只有一个选项最符合题意。1.2023 年 11 月 15 日,中美两国发表关于加强合作应对气候危机的阳光之乡声明。下列燃料的使用符合该声明的是()A.CH4B.H2C.C4H10D.C2H5OH2.反应 CO(NH2)2+2NaOH+NaClONa2CO3+N2H4H2O+NaCl 制备水合肼。下列有关说法正确的是()A.H2O 的电子式为 H+O-H+B.氯离子的结构示意图为C.NaOH 中存在离子键和共价键D.N2H4分子中含有氮氮双键3.实验室制取 Cl2并验证其部分性质,实验原理及装置均正确的是()甲乙丙丁A.用装置甲制备氯气B.用装置乙收集氯气C.用装置丙测氯水的 pHD.用装置丁吸收尾气4.反应 2NO2(g)+4CO(g)4CO2(g)+N2(g)H7)中存在下列关系,正确的是()A.c(OH-)+c(CO32-)=c(H+)+c(H2CO3)B.c(H+)+c(NH4+)=c(OH-)+c(HCO3-)+c(CO32-)C.c(NH3H2O)+c(NH4+)=c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(CO32-)D.c(HCO3-)c(NH4+)c(H2CO3)c(NH3H2O)7.碳、氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法正确的是()A.雷雨发庄稼:N2NOHNO3B.侯氏制碱法:NaCl(aq)Na2CO3C.实验室快速制备少量 NH3:NH3H2ONH3D.汽车尾气处理:2NO+2CO2C+2NO28.为提纯下列物质(括号内的物质为杂质),所选用的除杂试剂和分离方法都正确的是()选项被提纯物质除杂试剂分离方法ACO2(SO2)石灰水洗气B 甲烷(乙烯)溴水洗气C 乙酸乙酯(乙酸)饱和 NaHCO3溶液蒸馏D 乙醇(水)无蒸馏9.K3Fe(C2O4)33H2O 晶体是制备某负载型活性铁催化剂的主要原料,某化学小组制备K3Fe(C2O4)33H2O 晶体步骤如下:称取 5 g 莫尔盐(NH4)2Fe(SO4)26H2O,加入 25 mL 水和几滴稀硫酸溶液充分溶解,再加入30 mL 饱和 H2C2O4溶液,加热至沸,生成黄色沉淀(FeC2O42H2O);将沉淀洗涤至中性,加入 15 mL 饱和 K2C2O4溶液,水浴加热至 35,边搅拌边缓慢滴加 H2O2溶液,沉淀逐渐变为红褐色;将混合物煮沸 35 s,加入 10 mL 饱和 H2C2O4溶液,红褐色沉淀溶解。趁热过滤,滤液冷却后,析出翠绿色晶体,过滤、干燥。下列说法正确的是()A.K3Fe(C2O4)33H2O 中 C 元素的化合价为+4B.步骤可直接加入饱和 K2C2O4溶液制备 FeC2O42H2OC.步骤发生反应的离子方程式:Fe2+2H2O+H2C2O4FeC2O42H2O+2H+D.步骤可将水浴温度升高至 80 以上,加快反应速率10.我国科学家在利用 Ni 和 NiO 催化电解水制氢气和氧气的研究上有重大突破,如图是通过计算机测得的部分电解机理图。吸附在催化剂表面的物质带“*”。下列叙述正确的是()A.该过程中 Ni 催化时反应速率较快B.该过程中 NiO 作催化剂时吸热更多C.决速步骤为 2*O+4H+OOH+3H+D.加入更高效的催化剂可使反应的焓变减小11.室温下,下列实验探究方案能达到探究目的的是()选项实验操作及现象实验结论A向 Na2CO3溶液中加入冰醋酸,将产生的气体直接通入硅酸钠溶液中,出现白色凝胶酸性:醋酸碳酸硅酸B向酸性 KMnO4溶液中加入某有机物,溶液褪色该有机物中含有碳碳双键C在麦芽糖水解液中加入氢氧化钠调节至碱性,加入银氨溶液,水浴加热,出现银镜麦芽糖水解产物具有还原性D鸡蛋白溶液中加入饱和硫酸铵溶液,出现白色浑浊,继续加入蒸馏水,沉淀溶解蛋白质发生了盐析12.室温下,用含有少量 Mg2+的 MnSO4的溶液制备 MnCO3的过程如图所示已知:Ka1(H2CO3)=4.510-7,Ka2(H2CO3)=4.710-11,Ksp(MgF2)=7.510-11。下列说法正确的是()A.0.1 mol/L NaF 溶液中:c(F-)+c(HF)=c(Na+)+c(H+)B.NaHCO3溶液中:c(CO32-)c(H2CO3)C.沉镁后溶液中存在:c(Mg2+)=?sp(MgF2)?2(F-)D.“沉锰”分离后的滤液中:c(OH-)+c(F-)=c(H+)+c(Na+)13.甲醇脱氢法制 HCOOCH3工艺过程涉及如下反应:反应:2CH3OH(g)HCOOCH3(g)+2H2(g)H1=+135.4 kJ/mol反应:CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)H2=+106.0 kJ/mol向容积为 2 L 的恒容密闭容器中通入 5.0 mol CH3OH 气体发生上述反应,反应相同时间,测得CH3OH 的转化率和 HCOOCH3的选择性随温度变化如图所示(已知:HCOOCH3的选择性=2?(HCOOCH3)?反应(CH3OH)100%)。下列说法不正确的是()A.2CO(g)+2H2(g)HCOOCH3(g)的H=-76.6 kJ/molB.曲线 b 代表的是 CH3OH 的转化率C.580 K 时,HCOOCH3的产量为 1 molD.高于 580 K 时,随着温度升高,?(CO)?(HCOOCH3)值变大二、非选择题:共 4 题,共计 61 分。14.(16 分)K2FeO4是高效、绿色的水处理剂,紫色的 K2FeO4易溶于水、微溶于浓碱溶液,不溶于乙醇,在 05 的强碱性溶液中较稳定,在酸性至弱碱性条件下,能与水反应生成 Fe(OH)3和 O2。湿法制备 K2FeO4流程图如下:(1)制备 Na2FeO4时,NaOH 和 NaClO 混合溶液与 Fe(NO3)3饱和溶液的混合方式为。(2)发生“氧化”反应的离子方程式为。(3)加入饱和 KOH 溶液“转化”能够实现的原因为。(4)FeO42-在水溶液中的存在形态图如图 1 所示。若向 pH=9 的这种溶液中加硫酸至 pH=4,HFeO4-浓度如何变化:。图 1图 2图 3(5)高铁酸钾(K2FeO4)可用于氨氮处理。氧化剂的氧化性受溶液中的 H+浓度影响较大。用 K2FeO4氧化含氨氮废水,其他条件相同时,废水 pH 对氧化氨氮去除率及氧化时间的影响如图 2 所示。当pH 小于 9 时,随着 pH 的减小,氨氮去除率减小,氧化时间明显缩短的原因是。(6)用 K2FeO4净水的原理如图 3 所示,该净水原理可描述为。15.(15 分)(1)已知 C(金刚石,s)C(石墨,s)H”“”下同)。(2)甲醇(CH3OH)的合成与应用具有广阔的发展前景。在催化剂的作用下,200300 时,可用CO2和 H2合成 CH3OH,该反应一般认为可通过如下两个步骤来实现:CO2(g)+H2(g)H2O(g)+CO(g)H1=+41 kJ/molCO(g)+2H2(g)CH3OH(g)H2=-90 kJ/mol合成甲醇的热化学方程式为;若反应为慢反应,下列示意图中能体现上述反应能量变化的是(填标号)。ABCD(3)向恒容密闭容器中加入适量催化剂,将 H2和 CO2以一定流速通过装有催化剂的反应管合成甲醇,经相同反应时间测得 CO2的转化率(CO2)与反应温度的变化关系如图所示。温度为T1T2时,CO2的转化率快速升高,可能原因是。温度为T3T4时,CO2的转化率降低,可能原因是。(4)已知:H2(g)+I2(g)2HI(g)H=-11 kJ/mol,该反应经历了反应历程为第一步:I22I;第二步:H2+2I2HI。下表列出了 3 种化学键的键能:化学键 HHIIHI键能/(kJ/mol)a151299则a=kJ/mol。16.(15 分)硫的污染包括大气中的 SO2、H2S 及水体中的 SO32-、SO42-,工业上常用微生物法、吸收法、电解法、沉淀法等消除硫引起的污染。(1)微生物法脱硫:富含有机物的弱酸性废水在 SBR 细菌作用下产生 CH4、H2等物质,可将废水中SO42-还原为 H2S,同时用空气将 H2S 从水中吹出,再用碱液吸收。CH4与 SO42-在 SBR 细菌作用下生成 CO2和 H2S 的离子方程式为。用空气将 H2S 从水中吹出时,收集到的 H2S 小于理论值,其原因可能是。(2)吸收法脱硫:“亚硫酸铵吸收法”用(NH4)2SO3溶液在吸收塔中封闭循环脱硫,发生的主要反应为(NH4)2SO3+SO2+H2O2NH4HSO3,测得 25 时溶液 pH 与含 S()微粒物质的量分数的变化关系如图 1 所示。Ka2(H2SO3)=。pH=3 的溶液中,?(SO32-)?(H2?O3)=。图 1图 2(3)电解法脱硫:用 NaOH 溶液吸收 SO2后,所得 NaHSO3溶液经电解后可制取 Na2S2O4溶液,反应装置如图 2 所示。电解时的阳极反应式为,H+的移动方向为(“从左到右”或“从右到左”)。(4)膜吸收法:硫化氢(H2S)是一种剧毒、恶臭、具有腐蚀性的气体。直接分解 H2S 同时回收氢和硫以取代克劳斯工艺是一条既能处理 H2S 废气又能回收无 COx的氢资源的理想途径。然而,热分解法处理 H2SH2S(g)H2(g)+S(s),H2S 转化率最高只达 12.4%,科学家发现 MoS2可以催化H2S 分解,在其他条件不变的情况下使用沉积有 MoS2的多孔陶瓷膜装置进行 H2S 分解,H2S 转化率达到 96.5%。多孔陶瓷膜的作用是。(5)沉淀法:向含有 NaHS 废水中加入适量 FeSO4溶液,产生黑色沉淀且溶液的 pH 降低。pH 降低的原因:。17.(15 分)CxHy、NOx、CO、CO2、SO2及固体颗粒物等会引起光化学烟雾、温室效应等,将污染物资源化是治理污染的一种有效途径。.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)H1=-95.2 kJ/mol.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H2=-53.7 kJ/mol.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)H3=+41.5 kJ/mol(1)上述反应体系在一定条件下建立平衡后,下列说法正确的有(填字母)。A.增大 CO2的浓度,反应、的正反应速率都增加B.加入更高效的催化剂,可提高 CH3OH 的平衡产率C.缩小体积增大压强可提高 H2的转化率D.将 CH3OH 液化分离出可使正反应速率增大,平衡正向移动(2)反应、的平衡常数的对数 lgK随反应温度T的变化曲线如图 1 所示,曲线为反应(填“”或“”或“”);结合各反应的H,归纳 lgK-T曲线变化规律:(任意一条)。图 1图 2(3)某研究小组探究催化剂对 CO、NO 转化的影响。将 CO、NO 以一定流速通过两种不同的催化剂进行反应,测定尾气脱氮率(脱氮率即 NO 转化率),结果如图 2 所示,温度在 450550,曲线中脱氮率随温度升高变化不明显的主要原因可能是。(4)用电化学方法还原 CO2将其转化为其他化学产品可以实现对 CO2的综合利用。图 3 是在酸性条件下电化学还原 CO2的装置示意图:图 3图 4图5已知:法拉第效率(FE)的定义:FE(B)=?(生成 B 所用的电子)?(通过该极的电子)100%。控制 pH=1、电解液中存在 KCl 时,电化学还原 CO2过程中 CH4(其他含碳产物未标出)和 H2的法拉第效率变化如图 4 所示。写出阳极产生 O2电极反应式:。结合上图的变化规律,推测 KCl 可能的作用是。c(KCl)=3 mol/L 时,22.4 L(标准状况,下同)的 CO2被完全吸收并还原为 CH4和 C2H4,分离 H2后,将 CH4和 C2H4混合气体通入如图 5 所示装置(反应完全),出口处收集到气体 4.48 L(不考虑水蒸气),则FE(C2H4)=。江苏省 20232024 学年高二上学期期末迎考卷(B 卷)化学参考答案与评分标准1.B2.C解析:H2O 的电子式为HOH,A 错误;氯离子最外层有 8 个电子,B 错误;NaOH 中存在离子键和共价键,C 正确;N2H4分子中含有氮氮单键和氮氢键,D 错误。3.B解析:实验室用浓盐酸和 MnO2固体制备氯气时候需要加热,A 错误;氯水有漂白性不能用 pH试纸测其 pH,C 错误;氯气难溶于饱和食盐水,应该用氢氧化钠溶液吸收氯气,D 错误。4.C解析:该反应的H0、S0,根据反应自发进行的条件H-TS0 知,该反应在高温下不能自发进行,A 错误;提高c(CO)c(NO2)的比值,可提高 NO2的转化率,CO 的转化率减小,B 错误;该反应的正反应为气体分子数目减小的反应,增大压强,平衡正向移动,可提高 NO 的平衡转化率,C 正确;其他条件相同,分离出 CO2,NO2反应速率减小,D 错误。5.A解析:NaNO2有毒,是一种食品添加剂,使用时须严格控制用量,可适当添加,A 错误。6.C解析:NH4HCO3溶液存在质子守恒:c(OH-)+c(CO32-)+c(NH3H2O)=c(H+)+c(H2CO3),A 错误;该溶液中电荷守恒为c(H+)+c(NH4+)=c(OH-)+c(HCO3-)+2c(CO32-),B 错误;该溶液中存在元素质量守恒:c(NH3H2O)+c(NH4+)=c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(CO32-),C 正确;该溶液显碱性,c(H+)c(HCO3-),D 错误。7.C解析:NO 与水不反应,A 错误;侯氏制碱法首先是将 CO2通入溶有 NH3的饱和 NaCl 溶液中生成的是碳酸氢钠,再加热碳酸氢钠制备碳酸钠,B 错误;汽车尾气在催化剂作用下生成 N2和 CO2,D错误。8.B解析:CO2和 SO2均能与石灰水反应,A 错误;除去乙酸乙酯中的乙酸应该加入饱和 Na2CO3溶液充分混合后分液,C 错误;除去乙醇中的水,应加入新制备的生石灰充分反应后蒸馏,D 错误。9.C解析:根据化合物中化合价代数和为零,K3Fe(C2O4)33H2O 中 C 元素的化合价为+3,A错误;若步骤直接加入饱和 K2C2O4溶液,会生成 Fe(OH)2,B 错误;水浴加热的温度过高,过氧化氢受热分解加速,不利于最终产物的生成,D 错误。10.C解析:该过程中,NiO 作催化剂时,最大能垒是(3.54-1.71)eV=1.83 eV,而 Ni 作催化剂时,最大能垒是(3.54-1.12)eV=2.42 eV,活化能低的反应速率较快,则 NiO 作催化剂时反应速率较快,A 错误;催化剂只影响反应速率,不影响反应热的大小,则该过程中 Ni 和 NiO 作催化剂时吸热相同,B 错误;活化能越大反应速率越慢,决速步骤为 2*O+4H+OOH+3H+,C 正确;催化剂可降低反应的活化能,不能使反应的焓变减小,D 错误。11.D解析:因醋酸具有挥发性,生成的 CO2气体中混有挥发出的 CH3COOH,变浑浊可能是因为CO2与硅酸钠反应生成硅酸沉淀,也可能是因为 CH3COOH 与硅酸钠反应生成硅酸沉淀,无法比较碳酸与硅酸的酸性强弱,A 错误;碳碳双键、碳碳三键、醇羟基、甲苯等都能使酸性高锰酸钾溶液褪色,B 错误;由于麦芽糖本身是还原性糖,含有醛基,能够发生银镜反应,干扰了实验结果,该实验现象不能说明麦芽糖水解产物具有还原性,C 错误;饱和硫酸铵溶液可使蛋白质发生盐析,盐析为可逆过程,D正确。12.C解析:NaF 溶液中存在元素质量守恒:c(HF)+c(F-)=c(Na+),A 错误;根据Kh=?w?a1(H2CO3)可得HCO3-的水解程度大于其电离程度,则c(CO32-)(2 分)(2)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H=-49 kJ/mol(3 分)D(2分)(3)温度升高反应速率加快与温度升高催化剂活性增强共同使反应速率加快(3 分)合成甲醇的总反应为放热反应,温度为T3T4时,温度升高,化学平衡逆向移动,CO2的转化率降低(3 分)(4)436(2 分)解析:(1)C(金刚石,s)C(石墨,s)H0,石墨的能量低于金刚石,则石墨比金刚石稳定。(2)根据盖斯定律,将反应+反应可得反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H=H1+H2=+41kJ/mol-90 kJ/mol=-49 kJ/mol;总反应为放热反应,即反应物的总能量高于生成物的总能量,又反应为慢反应,则活化能更高,故选 D。(3)温度为T1T2时,CO2的转化率快速升高,反应未达平衡,可能是温度升高与温度升高催化剂活性增大共同作用的结果。由(2)可知,合成甲醇的总反应为放热反应,温度为T3T4时,温度升高,化学平衡逆向移动,CO2的转化率降低。(4)H=反应物键能总和-生成物键能总和,则-11 kJ/mol=(a+151)kJ/mol-2299 kJ/mol,解得a=436。16.(1)CH4+2H+SO42-CO2+H2S+2H2O(2 分)空气中的氧气将 H2S 部分氧化(2分)(2)10-7(1 分)10-3(2 分)(3)SO2+2H2O-2e-SO42-+4H+(2 分)从左到右(1 分)(4)多孔陶瓷可使氢气通过,促使平衡正向移动,提高了 H2S 的转化率(2 分)(5)NaHS 溶液中存在平衡 HS-H+S2-,向该废水中加入含 Fe2+溶液,发生反应 Fe2+S2-FeS,使平衡 HS-H+S2-正向移动,c(H+)增大,pH 降低(3 分)解析:(1)根据题给信息可知 CH4与 SO42-在 SBR 细菌作用下生成 CO2和 H2S,根据得失电子守恒、电荷守恒结合溶液的酸碱性、质量守恒写出反应的离子方程式。用空气将 H2S 从水中吹出时,部分 H2S 被空气中的氧气氧化。(2)Ka2(H2SO3)=?(H+)?(SO32-)?(HSO3-),由图 1 可知,当c(HSO3-)=c(SO32-)时,pH=7,则,Ka2(H2SO3)=c(H+)=10-7,同理由图可知,Ka1=10-2,Ka1Ka2=?(H+)?(HSO3-)?(H2?O3)?(H+)?(SO32-)?(HSO3-)=?2(H+)?(SO32-)?(H2?O3),则?(SO32-)?(H2?O3)=?a1?a2?2(H+)=10-210-710-6=10-3。(3)阳极反应式为 SO2+2H2O-2e-SO42-+4H+;电解池中,阳离子向阴极迁移。17.(1)AC(2 分)(2)(2 分)放热反应,lgK随T增大而减小或吸热反应,lgK随T增大而增大或焓变越大,lgK随T的变化程度越大(任写一条)(2 分)(3)反应温度在 450550 范围内,温度升高可使反应速率增大,但同时催化剂部分失活使反应速率减小,温度升高使反应速率增大的程度与催化剂失活使反应速率减小的程度相当,故 NO 转化率随温度变化不明显(3 分)(4)2H2O-4e-O2+4H+(2 分)KCl 的存在有利于 CO2还原成 CH4,不利于生成氢气(或 KCl 的浓度大于 1 mol/L 时,KCl 抑制了阴极产生氢气,提高了 CO2电化学还原生成 CH4的选择性)(2 分)60%(2 分)解析:(1)由题干信息可知,CO2是反应、的反应物,则增大 CO2的浓度,正反应速率都增加,A 正确;催化剂只能改变反应速率,不能使平衡发生移动,不能提高 CH3OH 的平衡产率,B 错误;增大压强,反应平衡不移动,反应、平衡正向移动,可提高 H2的转化率,C 正确;将 CH3OH 液化分离出可使正、逆反应速率均瞬时减小,平衡正向移动,D 错误。(2)由题干信息可知,反应、的正反应分别是放热反应、放热反应和吸热反应,升高温度,化学平衡分别向逆方向、逆方向和正方向移动,平衡常数分别减小、减小和增大,则曲线表示平衡常数的对数 lgK随反应温度T的升高而减小,曲线表示平衡常数的对数 lgK随反应温度 T 的升高而增大,已知曲线代表反应,故曲线为反应,结合各反应的H,归纳 lgK-T曲线变化规律。(3)迅速上升段是催化剂活性随温度升高增大,与温度升高共同使 NOx去除速率迅速增大,当温度大于 450,催化剂部分失活,使反应速率减小,减小程度温度升高反应速率增大的程度相当,故 NO 转化率随温度变化不明显。(4)阳极产生 O2电极反应式:2H2O-4e-O2+4H+。由图可知,随 KCl 的浓度的增大,FE(CH4)增大,说明 KCl 的存在有利于 CO2还原成 CH4,不利于生成氢气(或 KCl 的浓度大于 1 mol/L 时,KCl 抑制了阴极产生氢气,提高了 CO2电化学还原生成 CH4的选择性)。标准状况下,22.4 L 的 CO2即为 1 mol,完全吸收并还原为 CH4和 C2H4,分离 H2后,将 CH4和 C2H4混合气体通入如图所示装置(反应完全),出口处收集到气体 4.48 L 为 CH4,则 CH4物质的量为 0.2 mol,根据 C 原子守恒生成的 C2H4的物质的量=12(1-0.2)mol=0.4 mol,生成 CH4所用的电子的物质的量=80.2mol=1.6 mol,生成C2H4所用的电子的物质的量=60.4 mol2=4.8 mol,c(KCl)=3 mol/L 时,FE(CH4)=20%,则FE(C2H4)=4.8mol1.6mol20%100%=60%。