湖南师大附中2024年高二下学期期中考试化学试题含答案.pdf

学科网（北京）股份有限公司 湖南师大附中湖南师大附中 2023-2024 学年度高二第二学期期中考试学年度高二第二学期期中考试 化学化学 时量：时量：75 分钟分钟 满分：满分：100 分分 可能用到的相对原子质量：可能用到的相对原子质量：H1 N14 O16 Mg24 Al27 Fe56 一、选择题一、选择题（本题包括本题包括 14 小题，每小题小题，每小题 3 分，共分，共 42 分分。在每小题给出的四个选项中，只有一在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的项是符合题目要求的）1.长沙铜官窑是世界釉下彩瓷的发源地。唐代诗人李群玉在石渚一诗中描写了铜官窑制瓷的盛况：“古岸陶为器，高林尽一焚。焰红湘浦口，烟烛洞庭云。”下列叙述不正确的是（）A.瓷器的主要原料黏土的化学式为2322Al O2SiO2H O是一种氧化物 B.木材在燃烧时化学能转化为光能和热能 C.诗中提到的烟和云都属于胶体 D.新型陶瓷的主要成分之一是SiC，SiC属于共价晶体 2.下列化学用语使用正确的是（）A.乙烯的球棍模型：B.3BF分子的空间结构：C.KCl形成过程：KCl:K:Cl:+D.质量数为 2 的氢核素：12H 3.下列实验装置图正确的是（）A.图 1：乙炔的实验室制备及检验 B.图 2：石油分馏 C.图 3：可用于用乙醇萃取碘水中的碘 D.图 4：可用于尾气HCl的吸收 4.下列说法不正确的是（）A.由乙炔聚合而成的聚乙炔具有导电性，可用作导电塑料 B.NaCl晶体中Na+和Cl的相互作用具有饱和性和方向性 C.石墨的熔点比金刚石高，说明石墨CC键长比金刚石的短，石墨CC键能大于金刚石 D.3O是由极性键构成的极性分子 5.下图所示的配合物离子，其中铁的一个配体为茂环阴离子（55C H），该配体以电子参与配位，其结构如 学科网（北京）股份有限公司 图。下列说法不正确的是（）A.该结构中共有 3 个配位体，其中镍的配位数为 4 B.已知其中的镍为2Ni+，则铁的化合价为+2 C.中心铁原子周围的价层电子数共有 18 个 D.S 的杂化方式为2sp 6.利用如图所示的装置（夹持及加热装置略）制备高纯度白磷的流程如下：红磷（s）无色液体与()4Pg 凝华白磷（s）下列操作错误的是（）A.红磷使用前洗涤以除去表面杂质 B.将红磷转入装置，抽真空后加热外管以去除水和氧气 C.从 a 口通入冷凝水，升温使红磷转化 D.冷凝管外壁出现白磷，冷却后在氮气氛围下收集 7.W、X、Y、Z 为原子序数依次增大的同一短周期元素，其中 X、Y、Z 相邻，W 的核外电子数与 X 的价层电子数相等，2Z是氧化性最强的单质，4 种元素可形成离子化合物()4(XY)WZ+。下列说法错误的是（）A.分子的极性：33WZXZ 回答下列问题：（1）反应能自发进行，则1H_0（填“”或“=”）：该反应自发进行的条件是_（填“高温”或“低温”）。（2）在密闭容器中通入 1mol2CO和 3mol2H，在铁系催化剂作用下进行反应，某一压强下，2CO的平衡转化率随温度的变化如图 1 所示。图 1 下列说法正确的是_（填标号）。A.由图 1 可知：在该压强下，200550之间以反应为主，550后以反应为主 B.反应化学方程式前后物质的化学计量数之和相等、所以增大压强反应的速率一定不变 C.恒温恒压下，容器内气体的密度不变时，说明反应已达到平衡 D.其他条件不变，将2CO和2H的初始物质的量之比变为 23，可提高2CO平衡转化率 图 1 中点M(350,70)，此时乙烯的选择性为57（选择性：转化的2CO中，用于生成24C H的2CO所占的物质的量分数），计算该温度时反应的平衡常数K=_（结果用分数表示）。（3）利用电解法也可以实现2CO转化为24C H，试写出在酸性介质中该电解池阴极的电极反应式：_。（4）工业上常用乙烯水合法制乙醇，乙醇脱水可制得二乙醚：()()()25252522C H OH gC H OC HgH O g+0H。学科网（北京）股份有限公司 实验测得：()225C H OHvk c=正正，()()25252C H OC HH Ovk cc=逆逆，k正、k逆为速率常数。1T温度下，向 2L 恒容密闭容器中加入 0.2mol25C H OH，10min 时达到平衡，2H O的体积分数为 25%，用2525C H OC H表示的平均反应速率为_11mol Lmin，当温度变为2T时，5kk=逆正，则1T_2T（填“大于”“小于”或“等于”）。（5）温度为 T时、在恒容密闭容器中发生反应()()()()222CO gH O gCOgHg+，反应物CO和2H O的平衡转化率分别随着水、一氧化碳的物质的量之比()()2H OCOnn的变化曲线如图 2 所示：图 2 则温度 T时，向容积为 2.0L 的恒容密闭容器中通入 2.0molCO、1.8mol()2H O g、3.2mol2CO、1.2mol2H，发生上述反应，反应进行的方向为_（填“正向”或“逆向”）。18.（15 分）以下是用苯作为原料制备一系列化合物的转化关系图。已知：回答下列问题：（1）A 中碳、氮原子杂化轨道类型是_，B 的名称为_。学科网（北京）股份有限公司（2）比较和 D 的酸性强弱：_（用结构简式表示），由 D 生成的反应类型为_。（3）由生成 A 的化学反应方程式为_。（4）E 具有优良的绝热、绝缘性能，可用作包装材料和建筑材料，写出以为原料合成 E 的化学反应方程式：_。化合物 F 的分子式为910C H，和互为同系物，F 的可能结构有_种，其中一种核磁共振氢谱有五组吸收峰，且峰面积之比为 32212，写出其结构简式：_（任写一种）。（5）已知：RBrROH 水解（R 表示烃基）；苯环上原有的取代基对新导入的取代基进入苯环的位置有显著的影响。根据上述转化关系，若以苯环为原料有以下合成路线，则 F 的结构简式为_。学科网（北京）股份有限公司 湖南师大附中湖南师大附中 2023-2024 学年度高二第二学期期中考试学年度高二第二学期期中考试 化学参考答案化学参考答案 一、选择题一、选择题（本题包括本题包括 14 小题，每小题小题，每小题 3 分，共分，共 42 分，在每小题给出的四个选项中，只有一分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的项是符合题目要求的）题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 A A D B D C B C A D B B B C 1.A 【解析】黏土属于硅酸盐，A 错误；木材在燃烧时发光发热，化学能转化为光能和热能，B 正确；烟和云属于气溶胶，C 正确；SiC中碳原子和硅原子通过共价键连接，具有类似金刚石的结构，属于共价晶体，D 正确。2.A 【解析】乙烯中碳原子之间以双键形式存在，乙烯的球棍模型为，A 正确；3BF中心原子没有孤电子对，分子的空间结构应为平面三角形，B 错误；KCl形成过程为：，C 错误；质量数为 2 的氢核素：21H，D 错误。3.D 【解析】可以使用电石与饱和食盐水制取乙炔，但由于制取得到的乙炔中含有的杂质2H S也会被酸性4KMnO溶液氧化而使溶液紫色褪去，因此该方法不能用于检验乙炔气体，A 错误；进行石油分馏实验时，温度计应测定馏分的温度，因此温度计水银球应该放在蒸馏烧瓶的支管口附近，而不能伸入溶液的液面以下，且冷凝水应下进上出，B 错误；乙醇和水可任意比互溶，不能用乙醇萃取碘水中的碘，C 错误；HCl是极性分子，不溶于4CCl，易溶于水，用图 4 装置可防止倒吸，D 正确。4.B 【解析】聚乙炔形成了离域大健，电子可在离域大键中运动，所以可以导电，A 正确；NaCl晶体中Na+和Cl的相互作用是离子键，离子健不具有饱和性和方向性，B 错误；石墨的熔点比金刚石高，是由于石墨存在键，CC键长；石墨金刚石，C 正确；臭氧分子中存在大键43，中心氧原子显正电性，分子中共价键为极性键，分子正、负电中心不重合，所以臭氧为极性分子，D 正确。5.D 6.C 【解析】红磷表面有被氧化生成的五氧化二磷，五氧化二磷可以溶于水，因此红磷在使用前应洗涤，A 正确；真空环境可以降低物质的熔沸点，有利于将红磷转化为白磷，但是由于抽真空时不能将水气和氧气完全除去，还需要对装置外管进行加热，这时可以保证反应环境无水无氧，B 正确；若从 a 口通入冷凝水，则冷凝水无法充满整个冷凝管，冷凝效果不好，需要从 b 口通入，此时可以将冷凝水充满冷凝管，C 错误；白磷易被空气中的氧气氧化，因此在收集白磷时应将反应装置冷却，再在氮气氛围下收集白磷，D 正确。7.B 【解析】2Z是氧化性最强的单质，则 Z 是 F，X、Y、Z 相邻，且 X、Y、Z 为原子序数依次增加的同 学科网（北京）股份有限公司 一短周期元素，则 X 为 N，Y 为 O，W 的核外电子数与 X 的价层电子数相等，则 W 为 B，即：W 为 B，X为 N，Y 为 O，Z 是 F，以此解题，由分析可知，W 为 B，X 为 N，Z 是 F，3WZ为3BF，3XZ为3NF，其中前者的价层电子对数为 3，空间结构为平面三角形，为非极性分子，后者的价层电子对数为 4，有一对孤电子对，空间结构为三角锥形，为极性分子，则分子的极性：33WZXZ，A 正确；W 为 B，Y 为 O，同一周期第一电离能介于 B 和 O 的元素有Be和 C，B 错误；2F和2H O可反应生成2O，C 正确；由于 F 的原子半径太小，原子核斥力大，所以2F的键能小于2Cl，D 正确。8.C 【解析】向甲室加入足量氨气后电池开始工作，则甲室Cu电极溶解，变为铜离子与氨气形成()234Cu NH+，因此甲室Cu电极为负极，故 A 错误；在原电池内电路中阳离子向正极移动，若隔膜为阳离子膜，电极溶解生成的铜离子要向右侧移动，通入氨气要消耗铜离子，显然左侧阳离子不断减小，明显不利于电池反应正常进行，故 B 错误：左侧负极反应式是()2334Cu2e4NHCu NH+，右侧正极反应式是2Cu2eCu+，则电池总反应为()22334Cu4NHCu NH+，故 C 正确；3NH扩散到乙室会与铜离子反应生成()234Cu NH，铜离子浓度降低，铜离子得电子能力减弱，因此将对电池电动势产生影响，故 D 错误。9.A 【解析】10Si与60C的结构相似，10Si相对分子质量比60C大，其分子间的作用力大，物质的熔沸点就越高，与分子内化学键的健长无关，A 错误；由图可知、杯酚与70C形成超分子，而杯酚与70C不能形成超分子，反映了超分子具有“分子识别”的特性，B 正确；60C、70C为同一种元素形成的结构不同的单质，互为同素异形休，C 正确；杯酚分子中含有饱和碳原子，饱和碳原子与其相连的 4 个原子形成四面体结构，所有原子不可能位于同一平面内，D 正确，10.D 【解析】反应中 C 化合价由4CH中-4 价升至2CS中+4 价，4CH做还原剂，S 化合价由 0 价降至-2价，2S做氧化剂，A 正确：通过以上分析可知，每生成 2mol2CS，反应转移 16mol电子，B 正确；1mol2S中含有 8molSS，消耗 1mol2S，断裂 8molSS，C 正确；生成的2H S用4CuSO溶液吸收，发生的反应为22H SCuCuS2H+，D 错误，11.B 【解析】由图可知Fe位于晶胞的顶点和面心，Mg位于晶胞内部，由均摊法可知每个晶胞中含有Fe数目为1186482+=，含有Mg数目为 8，得到化学式为2Mg Fe，A 项正确；铁原子位于晶胞的顶点和面心，铁的配位原子为镁，其配位数是 8；镁的配住位原子为铁，其配位数是 4，所以铁原子与镁原子配位数之比为 21，B 项错误；储氢时，2H分子在晶胞的体心和棱的中心位置，距离均为面对角线的一半，因 学科网（北京）股份有限公司 此每个晶胞储氢分子数目为11 1244+=，由最近的两个氢分子数目之间的距离为 anm可知立方体晶胞的棱长为2 nma，()331A24 856 44 2g cm210Na+=，C 项正确；该晶胞顶点铁原子和面心铁原子围成正四面体空隙，镁原子位于铁原子围成的四面体空隙内，其空隙填充率为 100%，D 项正确。12.B 【解析】向碳酸根和碳酸氢根的混合溶液中加入盐酸时，先后发生下反应233COHHCO+、323HCOHH CO+，则滴定时溶液pH会发生两次突跃，第一次突跃时23CO与盐酸恰好反应生成3HCO，第二次突跃时3HCO与盐酸恰好反应23H CO；由图可知，滴定过程中溶液pH第一次发生突跃时，滴加的盐酸溶液的体积为 20.00mL，由反应方程式233COHHCO+可知，水样中23CO的浓度为110.010mol L0.02L0.02mol L0.01L=，溶液pH第二次发生突跃时，盐酸溶液的体积为 50.00mL，则水样中3HCO的浓度为()110.010mol L0.05L0.02L0.02L0.01mol L0.01L=，选项 A 错误；a 点发生的反应为233COHHCO+，可溶性碳酸氢盐溶液中质子守恒关系为()()()23H COHOHccc+=+()23COc，即()()()()2233H COCOOHHcccc+=，选项 B 正确；水样中3HCO的浓度为 0.01mol/L，当滴加的盐酸溶液体积(HCl)20.00mLV时，只发生反应233COHHCO+，滴定时溶液中3HCO，浓度为()()0.010mol/L 0.01L0.010mol/L V HCl0.01mol/L0.01LV HCl+=+，则定时溶液中3HCO的浓度基本保持不变，选项 C 错误；a 点为突跃点，pH在 810 之间，应用酚酞作指示剂，b 点突跃pH在 4 左右，可用甲基橙作指示剂，选项 D 错误。13.B 14.C 【解析】铜和浓硫酸反应（反应）生成二氧化硫气体（气体）和硫酸铜，生成的二氧化硫气体与碳酸钠反应（反应），所得溶液pH在 34 之间，溶液显酸性，根据23H SO的电离平衡常数2a11.3 10K=，8a26.3 10K=，可知3NaHSO溶液显酸性（电离大于水解），则反应所得溶液成分是3NaHSO，调节溶液pH至 11，使3NaHSO转化为23Na SO，低温真空蒸发（防止23Na SO被氧化），故固液分离得到23Na SO晶体和23Na SO溶液，23Na SO和4CuSO反应的离子方程式是222324SO2Cu2H OSO+2Cu O4H+，反应过程中酸性越来越强，使23Na SO转化成2SO气体，总反应方程式是42CuSO+学科网（北京）股份有限公司 4342243Na SOCu O2SO3Na SO+，需及时补加NaOH以保持反应在pH5=条件下进行，据此分析，反应是铜和浓硫酸反应，生成二氧化硫，是氧化还原反应，反应是2SO和碳酸钠溶液反应，生成3NaHSO、水和二氧化碳，是非氧化还原反应，反应是23Na SO和4CuSO反应生成2Cu O，是氧化还原反应，故 A 错误；低温真空蒸发的主要目的是防止23Na SO被氧化，而不是3NaHSO，故 B 错误；经分析溶液 X 的成分是23Na SO，可循环用于反应的操作单元吸收2SO气体（气体），故 C 正确；制取2Cu O总反应方程式是42322242CuSO3Na SOCu O2SO3Na SO+，化合物 X 是23Na SO，若2Cu O产量不变，增大()4(X)CuSOnn，多的23Na SO会消耗离子，用于控制pH，可减少NaOH的量，故 D 错误。二、非选择题二、非选择题（本题共本题共 4 个小题，每空个小题，每空 2 分，共分，共 58 分分）15.（除标注外，每空 2 分，共 15 分）（1）B（1 分）（2）无油珠说明不溶于水的甲苯已经被完全氧化（3）除去过量的高锰酸钾，避免在用盐酸酸化时，产生氯气 24224222MnO5H C O6H2Mn10CO8H O+（4）2MnO（5）苯甲酸升华而损失（6）86.0%C【解析】（1）该反应需要向三颈烧瓶中加入 1.5mL甲苯、100mL水和 4.8g 高锰酸钾，所以三颈烧瓶的最适宜规格为 250mL。（2）回流液中不再出现油，说明不溶于水约甲苯（油状液体）已经被4KMnO完全氧化。（3）加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液的目的：3NaHSO与()4KMnOH+发生氧化还原反应除去过量的4KMnO，防止用盐酸酸化时，4KMnO把盐酸中的Cl氧化为2Cl；该过程也可用草酸在酸性条件下与4KMnO反应除去4KMnO，反应的离子方程式为2422422MnO5H C O6H2Mn10CO+28H O+。（4）用少量热水洗涤滤渣的目的是使生成的尽可能溶于水，故滤渣的主要成分是4KMnO在中性条件下的还原产物2MnO。（5）苯甲酸在 100左右开始升华，干燥苯甲酸晶体时，若温度过高.苯甲酸易升华而损失。学科网（北京）股份有限公司（6）根据反应KOH+2H O+可知，n（）10.01000mol L21.50=310 L 4，m（）1310.01000mol L21.50 10 L 4 122g mol0.10492g=，制备的苯甲酸的纯度为0.10492g100%86.0%0.122g=。在理论上，1mol甲苯反应后生成 1mol苯甲酸，则：11.5mL 0.867g mL m 苯甲酸的理论产量1.72gm 苯甲酸的产率为1.0g 86.0%100%50%1.22g=。16.（每空 2 分.共 14 分）（1）2SiO（2）222222FeH O2H2Fe2H O+（3）2.83.7 23242Fe(OH)3ClO4OH2FeO3Cl5H O+=+（4）重结晶 b（5）%3cVMa【解析】（1）磁铁矿的主要成分为34Fe O，还含有少量的MgO、23Al O、S2SiO等，2SiO不溶于硫酸，所以滤渣的主要成分为2SiO。（2）根据题意，加入氢氧化钠“调pH”的目的是让铁元素和镁、铝元素分离，根据几种难溶物的溶度积，需要将亚铁离子氧化为铁离子，所以加入22H O“氧化”过程主要发生的离子方程式为2222FeH O+322H2Fe2H O+。（3）“调pH”时应让3Fe+沉淀完全，2Mg+、4Al不沉淀，根据spK计算应控制pH在 2.83.7，由题意可 学科网（北京）股份有限公司 知离子方程式为22422Fe(OH)3ClO4OH2FeO3Cl2H O+。（4）由操作过程可知利用重结晶进行提纯，溶解后过滤除去氧氧化铁，加入饱和氧化钾溶液析出高铁酸钾，用乙醇洗涤，洗去可溶性杂质，并减少因溶解导致的损失。（5）让滴定过程和反应原理，可知关系式：22224375832FeO2CrOCr O6Fe3310mol10 mol3cVncV+=则 a g 粗产品中24K Fe纯度为31010molg/mol3100%g3cVMcVMaa=17.（除标注外，每空 2 分、共 1 分）（1）（1 分）低温（1 分）（2）AC 813（3）222422CO12e12HC H4H O+（4）0.0025（或32.5 10）大于（5）逆向【解析】（1）判断一个化学反应能否进行的依据是吉布斯自由能变（G）是否小于零，要想反应能自发进行，必须使1110GHT S=.因为10S，要使10G，必须使10H，即反应为放热反应，且在 T 值较小时能自发进行。（2）反应为放热反应，反应达到平衡状态后升高温度平衡向逆反应方向移动，2CO转化率减小，反应为吸热反应，温度升高平衡向正反应方向移动，因此 200550之间以反应为主，550后以反应为主，选项 A 正确；化学反应速率的大小与反应方程式前后化学计量数无关，当压强增大时，该反应速率增大，B 选项错误；由于反应正反应方向气体物质的化学计量数总数减小，随着反应的进行，气体总物质的量减小，恒温恒压下，气体体积减小，气体密度逐渐增大，当反应达到平衡时气体密度不变，故恒温恒压下，容器内气体的密度不变时，可以作为该反应达到平衡的标志。C 选项正确；2CO和2H的初始物质的量之比变为 23，相当于增加2CO的量，平衡虽然正向移动，但2CO平衡转化率减小，D 选项错误；故正确答案为 AC。由图 1，当乙烯的选择性为57，CO的选择性为27：学科网（北京）股份有限公司 反应 222422CO(g)6CH(g)C H(g)4H O(g)0.5mol1.5mol1.0mol+反应 222CO(g)H(g)C(g)H O(g)0.2mol0.2mol0.2mol0.2molO+平衡时2CO(g)：0.3mol，2H(g)：1.3mol，CO(g)：0.2mol，2H O(g)：1.2mol，则 0.21.280.31.313VVKVV=。（3）酸性介质中该电解池阴极的电极反应式：22422CO12e12HC H4H O+。（4）该反应前后气体系数不变，在反应过程中气体总物质的量始终为 0.2mol，10min 达到平街时()2H O0.05moln=。25252522C H OH(g)C H OC H(g)H O(g)0.2mol000.1mol0.05mol0.05mol+起始反应()111125250.05C H OC Hmol Lmin0.0025mol Lmin2 10v=，10min 时该反应达到平衡，v=正()()()22525252C H OHC H OC HH Ok cvk cc=正逆逆，可知220.050.052kk=逆正，所以14kk=正逆，因此当5kk=逆正时，()()vv。（5）T时，()2H O1(CO)nn=，反应物的转化率均是 50%，设水蒸气和CO的物质的量均是 1mol，则消耗的物质的量均是 0.5mol，生成物的物质的量均是 0.5mol，反应前后体积不变，可以用物质的量代替浓度计算平衡常数，则反应的平衡常数0.5 0.510.5 0.5K=。T时，向容积为 2.0L 的恒容密闭容器中通入 2.0molCO、1.8mol2H O(g)，3.2mol2CO、1.2mol2H，发生上述反应，此时浓度商()()()222COH(CO)H OccQcc=1.6 0.61.11.0 0.9K=，平衡逆向移动，18.（除标注外，每空 2 分，共 15 分）（l）2sp（1 分）间硝基甲苯或 3-硝基甲苯（1 分）学科网（北京）股份有限公司（2）加成反应（1 分）（3）2HONO+浓硫酸2H O+（4）7 （或）（5）【解析】苯与浓硝酸发生球化反应生成 A 为，A 与一氧甲烷发生取代反应生成 B，由 B 的还原产物结构可知 B 中引入的甲基在硝基的间位，故 B 为，B 发生还原反应生成；苯与溴发生取代反应生成 C，则 C 为，溴苯在浓硫酸条件下生成 D，D 与氢气发生加成反应生成，可知 C 与浓硫酸反应发生对位取代，故 D 为。（1）A 为硝基苯，C 和 N 原子轨道都是2sp杂化，B 为，其名称为间硝基甲苯或 3-硝基甲苯。（2）D 为，在催化剂作用下与氢气发生加成反应生成。（3 苯和浓硝酸、浓疏酸的混合物加热发生取代反应生成硝基苯和水，反应的化学方程式为2HONO+浓硫酸2H O+。学科网（北京）股份有限公司（4）苯乙烯中碳碳双键能发生加聚反应生成聚合物，反应的化学方程式为 催化剂；化合物 F 的分子式为339 C H，和互为同系物，F 中应含有一个苯环和一个CC。结合构造异构和主体异构（顺反异构），其结构一共有 7 种；核磁共振氢谱有五组吸收峰，且峰面积之比为32212，其结构简式为或（5）由第一条转化链可知，若先硝化再取代，硝基在甲基的间位，由第二条转化链可知，若先卤代再磺化，则3HSO在Br 的对位，G 水解生成，说明 G 中Br 位于2NO的对位，“苯FG”应是先卤代再硝化，即可得到苯与2Br在催化剂作用下发生取代反应生成，则F为；发生硝化反应生成，则 G 为。